KR100537920B1 - 다축천공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 공작물에 구획된 각 영역내의 동일위치 각 부분에 각 부분마다 형상을 달리하는 동일형상의 펀치구멍을 동시에 천공할 수 있는 그리드패턴천공방식의 다축천공장치를 제공하는 데에 있다. 공작물(W)을 X·Y축선방향으로 제어이동할 때마다 해머유지체(5)를 수평방향으로 제어이동해서 각 단위군의 임의의 동일위치의 펀치(Z…)바로위에 해머(H…)를 대응시킨 상태에서 타동(打動)구동원(서보모터)(13)을 구동시켜서 각 해머(H…)로 단위군의 동일위치에 존재하는 각 펀치(Z…)를 타동함으로써 공작물(W)에 구획되어 있는 각 영역내의 동일위치 각 부분에 각 부분마다 형상을 달리하는 동일형상의 펀치구멍을 동시에 천공한다.

Description

다축천공장치{MULTI-AXIS PUNCHING DEVICE}

본 발명은 그리드패턴 천공방식으로 천공하는 다축천공장치에 관한 것이다.

종래, 다축천공장치는 갱다이 천공방식과, 그리드패턴 천공방식이 있으며, 갱다이 천공방식은 복수의 펀치를 유지하는 동시에 타동구동원의 구동에 의해 왕복이동하는 펀치유지형과, 이 펀치유지형 왕복이동(타동)에 대해서 고정적으로 설치된 다이유지형을 구비하고, 공작물 고정기구에 유지되어 X축선·Y축선방향으로 제어이동되는 공작물의 종횡렬상에 간격을 두고 구획된 영역내에 동일형상의 모든 펀치구멍을 일시에 천공한다.

한편, 그리드패턴 천공방식은 펀치유지형에 공작물의 종횡렬상에 구획되어 있는 영역과 동일피치로 펀치를 유지하여, 공작물 고정기구에 유지되어 X축선·Y축선방향으로 제어이동되는 공작물의 각 영역의 동일위치에 동일형상의 펀치구멍을 천공한다.

상기 그리드패턴 천공방식에서는 갱다이 천공방식에 비해 펀치구멍 피치를 원하는 대로 설정할 수 있고, 펀치구멍이 접근하는 치밀한 천공에 바람직하다.

그런데, 세라믹그린시트 등의 공작물은 동일형상의 복수의 펀치구멍이 필요한 인덕터(제품) 등으로 가공되는 것뿐만 아니라, 형상을 달리하는 소정 형상의 펀치구멍이 필요한 패키지(제품) 등으로 가공되기도 한다.

이와 같이 공작물에 구획된 영역의 동일위치 각 부분마다 소정 형상의 펀치구멍을 천공하는 경우, 그리드패턴 천공방식의 다축천공장치를 복수개 제작준비하고, 그 각 다축천공장치에 각각 소정 형상의 펀치를 영역피치와 동일피치로 유지시키고, 공작물을 각 다축천공장치에 보내서 공작물에 구획된 각 영역의 동일위치 각 부분마다 소정 형상의 펀치구멍을 천공시키거나, 그렇지 않으면 각각 다른 형상의 펀치를 유지한 단축천공장치를 병설하여, 그 단축천공장치사이를 이동시켜 공작물에 구획된 각 영역의 동일위치 각 부분마다 소정 형상의 펀치구멍을 천공하고 있다.

그러나, 어느 것으로 해도 이동방식에서는 기기전체가 대형화되어 스페이스를 점유할 뿐만 아니라, 설비비용이 대폭 높아지고 또한 천공시에 공작물의 이동량이 매우 커서 이동시간도 걸리고, 생산성이 현저히 뒤떨어지는 등의 문제가 있다.

본 발명은 상기 종래사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 공작물에 구획된 각 영역내의 동일위치 각 부분에 각 부분마다 형상을 달리하는 동일형상의 펀치구멍을 동시에 천공할 수 있는 그리드패턴 천공방식의 다축천공장치를 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 해결하기 위해 강구된 기술적 수단은 다이를 유지하는 다이유지체의 상방에 복동용 탄성기로 지지된 펀치를 다수개 삽입설치하는 펀치유지체를 상하이동가능하게 설치하고,

상기 펀치상방에 펀치를 타동하는 해머를 구비한 해머유지체를 배치하고, 그 해머유지체 상방에 타동구동원을 설치하고,

상기 해머는 소정의 동일배치패턴의 펀치필요개수를 1군으로 하는 각 단위군의 동일위치의 각 펀치를 향해 해머유지체에 설치되고,

상기 해머유지체는 상기 타동구동원의 비구동시에 수평방향으로 제어이동가능하고 또한 상기 타동구동원의 구동시에 구동력으로 왕동해서 각 해머로 각 단위군의 동일위치의 펀치를 타동가능하게 구성하고,

상기 각 단위군의 펀치는 형상을 달리하는 복수종류를 포함하고, 또한 각 단위군의 동일위치의 펀치는 동일형상으로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

여기에서, 상기 소정의 동일배치패턴의 펀치필요개수를 1군으로 하는 각 단위군의 동일위치의 펀치각각은 각 단위군사이에서 공작물에 구획된 영역사이의 피치와 피치가 같게 되어 있다.

또, 각 단위군의 펀치는 모두 형상을 달리하는 것, 복수개 중, 몇개가 형상을 달리하고, 나머지 펀치는 동일형상인 경우, 양쪽을 포함하는 것이다.

이상의 기술적 수단에 의하면, 공작물을 X·Y축선방향으로 제어이동할 때마다 해머유지체를 수평방향으로 제어이동해서 각 단위군의 임의의 동일위치의 펀치 바로 위에 해머를 대응시킨 상태에서 타동구동원을 구동시켜서 각 해머로 단위군의 동일위치에 존재하는 각 펀치를 타동함으로써 공작물에 구획되어 있는 각 영역의 동일위치에 동일형상의 펀치구멍을 동시에 천공한다.

또한, 상기 각 단위군의 펀치는 형상을 달리하는 복수종류를 포함하고, 또한 그 각 단위군의 동일위치의 펀치는 동일형상이므로, 공작물에 구획된 각 영역내의 동일위치 각 부분에 각 부분마다 형상을 달리하는 동일형상의 펀치구멍을 동시에 천공할 수 있다.

다음에, 본 발명의 다축천공장치의 일실시형태를 도면에 기초하여 설명하면, 도 1 내지 도 8은 제1실시형태를 도 9 내지 도 11은 제2실시형태를 각각 나타내고 있다. 먼저, 제1실시형태에 대해서 설명하면, 부호A가 그 다축천공장치이다.

이 다축천공장치(A)는 도 1 등에 나타내듯이 중앙부에 개구를 갖는 톱플레이트(11)를 천정프레임부로 하는 정면에서 볼 때 문형(門型)의 상하이동 가능한 기체(機體)프레임(1)과, 그 기체프레임(1)내의 고정베이스(B)에 설치되는 다이유지체(2)와, 상기 톱플레이트(11)상면에 상기 개구를 폐쇄하도록 설치되는 부착다이(13)에 설치된 타동구동원(3)과, 상기 기체프레임(1)에 고정적으로 설치된 펀치유지체(4)와, 그 펀치유지체(4)상방에 배치된 해머유지체(5)를 구비하고 있다.

펀치유지체(4)는 도 1, 도 3, 도 6, 도 8에 나타내듯이 상기한 기체프레임(1)의 톱플레이트(11)에 부착되어 있는 지지프레임(111)하단에 나사고정된 제1플레이트체(14)와, 그 제1플레이트체(14)상면에 고정된 제2플레이트체(24)로 이루어져 있으며, 이 제1플레이트체(14)의 종횡렬상에 등간격으로 펀치삽입통과구멍(34)을 형성하고, 제2플레이트체(24)에는 그 펀치삽입통과구멍(34)과 동축으로 펀치유지구멍(44)이 형성되어 있다.

제1플레이트체(14)는 펀치플레이트이며, 도 5, 도 7에 나타내듯이 상기 펀치삽입통과구멍(34)의 상반부에 펀치(Z)의 가이드슬리브(141)가, 하반부에는 스트리퍼(142)가 끼워져 있다.

제2플레이트체(24)는 펀치홀더이며, 도 5, 도 7에 나타내듯이 상기 펀치유지구멍(44)의 상반부를 하반부보다 소경으로 하고 있으며, 그 펀치유지구멍(44)의 상반부에 펀치(Z)의 머리부(Z')를 수용하는 수용오목부(241a)와 하반부와의 단차부(44a)에 걸리는 걸림플랜지(241b)를 갖는 펀치유지끼움목(241)을 삽입하고, 펀치유지구멍(44)의 하반부에 그 걸림플랜지(44a)와 상기 제1플레이트체(14)상면에 걸쳐 복동용 탄성기(242)를 수용한 구조로 되어 있다.

또, 펀치(Z)의 머리부(Z')는 펀치유지끼움목(241)의 걸림플랜지(241b)가 펀치유지구멍(44)의 상기 단차부(44a)에 걸림으로써 상기 제2플레이트체(24)의 상면과 면일치로 되어 있다.

그리고, 펀치(Z…)의 머리부(Z'…)를 타동함으로써 펀치유지끼움목(241)이 그 복동용 탄성기(242)를 압축하도록 왕동해서 펀치(Z…)를 스트리퍼(142…)로부터 돌출시켜서 상기한 제1플레이트체(14)와 다이유지체(2)사이의 공작물반송공간(S)에 반송되는 공작물(W)에 펀치구멍을 천공하고, 타동부하가 작용하고 있지 않을 때에는 상기 복동용 탄성기(242)의 복원력으로 걸림플랜지(241b)가 펀치유지구멍(44)의 상기 단차부(44a)에 걸릴 때까지 상승해서 펀치(Z)를 복동시켜서 스트리퍼(142)내에 수용되도록 된다(도 5, 도 7 참조).

펀치(Z…)는 소정의 배치패턴의 펀치필요개수를 1군으로 하는 각 단위군(도 4의 2점쇄선으로 원내)(T)의 동일위치에 동일형상의 것이 삽입되어 있다.

상기 각 단위군(T)의 동일위치의 펀치(Z…)각각의 피치(P1)는 도 4에 나타내듯이 각 단위군(T)사이에서 공작물(W)의 종횡렬상에 구획된 영역(E)사이의 피치(P)와 같게 되어 있다.

타동구동원(3)은 구동원인 서보모터(13)와, 그 서보모터(13)에 직결되는 스크류(23)와, 그 스크류(23)가 정역방향으로 회전함으로써 가이드(33,33)를 통해 상하제어이동되는 블록체(43)로 이루어져 있으며, 그 블록체(43)와 해머유지체(5)는 연결해제가능하게 구성되어 있다.

이 연결수단(6)은 해머유지체(5)를 하면에 부착한 상자형 중간체(16)의 상면과 상기 블록체(43)의 하면 중 어느 한쪽에 설치된 O링(26)과, 상기 서보모터(13)의 구동시에 그 O링(26)을 압궤하도록 밀접하는 블록체(43)의 하면과 중간체(16)의 상면사이의 공기를 흡인해서 블록체(43)와 중간체(16)를 해제가능하게 흡착시키는 버큠수단(36)으로 구성되어 있다.

해머유지체(5)는 상기한 각 단위군(T)의 동일위치의 펀치(Z…)상방에 그 펀치(Z…)를 향해서 해머(H…)를 돌출시키도록 구비되어 있다.

또, 해머유지체(5)는 상기 중간체(16)네모서리로부터 수평하게 돌출된 암부(161…)에 하면으로부터 가이드홈(162)을 오목하게 형성하고, 그 가이드홈(162)에 축부(27)를 안내가능하게 끼운 지지다리(7)의 그 시트부(17)와 상기 암부(161…)하면 사이에 축부(27)를 둘러싸서 압축스프링(37)을 끼운 다리부구조로 수평하게 지지되고, 상기 연결수단(6)의 연결해제시(서보모터의 비구동시), 즉 블록체(43)의 상사점시에 무부하가 되는 것으로부터 해머(H…)가 펀치유지체(4)와는 간섭하지 않도록 상기 압축스프링(37)의 탄발력을 받아 상승해서 상기 중간체(16) 각 측면과 서로 대향하는 상기 지지프레임(111)의 각 면(111a)에 설치된 실린더(C…)에 의한 밀고당기기에 의해 전후좌우로 수평방향 제어이동가능하게 되고, 그 수평방향의 제어이동을 원활하게 하도록 상기 지지다리(7)가 상기 시트부(17)를 미끄럼성이 양호한, 예를 들면 테프론(PTFE) 등의 부재로 성형하고 있다.

상기 버큠수단(36)은 서보모터(13)를 구동(정방향으로 회전)시키는 펀치타동시에 블록체(43)가 중간체(16)의 상면에 밀접할 때 작동시켜서 블록체(43)와 중간체(16)를 연결하고, 서보모터(13)를 구동(역방향으로 회전)시키는 복동시에 블록체(43)와 해머유지체(5)를 갖는 중간체(16)의 연결을 해제하는 기능을 가지고 이루어지며, 연결이 해제되어 상사점에 이르고, 블록체(43)와의 흡착에 의한 연결관계가 없어지면, 해머유지체(5)를 갖는 중간체(16)는 상기 압축스프링(37)의 탄발력으로 상승해서 상기 실린더(C…)에 의해 수평방향으로 제어이동가능하게 할 수 있다.

다이유지체(2)는 상기 고정베이스(B)상방에 다이패트(12)를 통해 부착된 다이홀더이며, 기체프레임(1)을 상하이동함으로써 이 다이유지체(2)에 대해서 상기 펀치유지체(4)는 공작물의 반입공간(S)을 조절가능하게 되어 있다.

이상과 같이 구성된 본 실시형태의 다축천공장치는 예를 들면 도 4에 나타내듯이 종횡렬의 2개씩을 1군(4펀치)으로 해서 그 각각 단위군(T)의 동일위치에 원형펀치(Z1), 각형펀치(Z2), 타원형펀치(Z3), 대경 원형펀치(Z4) 등이 유지되어 있다.

그리고, 도 1, 도 2, 도 3, 도 5의 서보모터(13)의 비구동시에서, 공작물(W)을 X·Y축선방향으로 제어이동하고, 서보모터(13)를 구동(정방향으로 회전)시켜서 블록체(43)와 중간체(16)의 상면으로 O링(26)을 압궤할 때 버큠수단(36)을 작동시켜서 블록체(43)와 중간체(16)를 흡착하여 연결하고, 또한 스크류(23)의 정방향의 회전으로 블록체(43)와 함께 중간체(16)가 상기 지지다리(7)의 압축스프링(37)을 압축하도록 왕동해서 상기 각 단위군(T)에 있어서의 동일위치의 각 원형펀치(Z1…)을 각 해머(H…)로 타동해서 공작물(W)에 구획된 각 영역(E…)의 동일위치에 원형 펀치구멍을 동시에 천공한다(도 6, 도 7).

계속해서, 서보모터(13)가 구동(역방향으로 회전)해서 블록체(43)가 상승할 때 버큠수단(36)으로부터 에어푸시되어 상기 중간체(16)의 블록체(43)에 대한 연결이 해제되어 중간체(16)가 무부하로 되면, 상기 압축스프링(37)이 신장해서 각 해머(H…)가 펀치유지체(4)로부터 상방으로 이간되고, 그 상태에서 실린더(C…)를 밀고당겨서 중간체(16)를 수평방향으로 제어이동시켜 각 해머(H…)를 각 단위군(T)에 있어서의 인접설치하는 소정 동일위치의 각 펀치 바로 위에 위치시키고(도 8참조), 공작물(W)을 X·Y축선방향으로 제어이동하고, 다시 상기 동작을 행해서 해머유지체(5)를 타동해서 각 영역(E)의 동일위치에 예를 들면 각형펀치구멍을 동시에 천공한다.

이렇게, 공작물(W)을 X·Y축선방향으로 제어이동할 때마다 서보모터(13)의 구동(정방향의 회전), 버큠수단(36)으로의 흡인에 의한 블록체(43)와 중간체(16)의 연결, 또한 서보모터(13)의 구동(정방향의 회전), 서보모터(13)의 구동(역방향의 회전), 버큠수단(36)으로부터의 에어푸시에 의한 블록체(43)와 중간체(16)의 연결해제, 실린더(C…)에 의한 중간체(16), 즉 해머유지체(5)의 수평제어이동에 의한 해머(H)의 임의의 펀치(Z) 바로 위로의 이동을 순차 행해서, 각 영역(E)의 동일위치 각 부분에 원형펀치구멍, 각형펀치구멍, 타원형펀치, 대경 원형 펀치구멍 등을 구멍별로 동시에 천공해 갈 수 있다.

다음에 제2실시형태를 설명하면, 이 제2실시형태는 상기 타동구동원(서보모터(13))의 비구동시에 해머유지체(5)를 수평방향으로 제어이동가능하고 또한 타동구동원(서보모터(13))의 구동시의 구동력으로 해머유지체(5)가 왕동해서 각 해머(H…)로 각 단위군(T)의 동일위치의 펀치(Z)를 타동가능하게 하는 그 구체적 구성의 다른 변형예를 나타내고 있다.

도 9 내지 도 11에 있어서, 부호 8,8은 해머유지체(5)를 하면에 갖는 중간체(16)네둘레의 측면 중, 전후좌우면 중 어느 한쌍의 측면의 동일높이위치에 그 면 전체길이에 걸쳐 오목하게 형성된 V홈이다.

그리고, 그 V홈(8,8)에 사이드로부터 경사면이 면결합해서 그 중간체(16)를 상승시키는 주판알형상의 들어올림체(9,9)를 V홈(8,8)의 길이방향으로 간격을 두고 한 쌍의 지지축(19,19)으로 수평회전가능하게 축지지하고, 그 한 쌍의 지지축(19,19)의 기단 각각을 부착한 슬라이드체(D)를 장척지지체(10)에 슬라이딩가능하게 결합하고, 그 장척지지체(10)와 상기 지지프레임(111)에 걸쳐 설치한 실린더(C)로 밀고당기기 가능하게 하고, 중간체(16)의 전후좌우면에 나머지 한 쌍의 면은 상기 실시형태와 동일하게 지지프레임(111)에 설치한 실린더(C)로 밀고당기는 구조로 되어 있다.

이 변형예에서는 서보모터(13)가 구동(역방향으로 회전)하여 블록체(43)가 상승해서 버큠수단(36)으로부터 에어푸시되어 중간체(16)의 블록체(43)에 대한 연결이 해제되면, 각각의 장척지지체(10,10)를 실린더(C,C)로 밀어서 들어올림체(9,9)를 각각 대향하는 V홈(8,8)에 면결합시켜 중간체(16)를 해머(H…)가 펀치(도시생략)와 간섭하지 않도록 펀치유지체(4)의 상방으로 들어올린 후(도 9 참조), 들어올림체(9,9)각각을 V홈(8,8)에 결합시킨 상태를 유지해서 그 실린더(C)와, 나머지 실린더(C)의 밀고당기기에 의해 각 해머(H…)를 각 단위군(T)에 있어서의 소정 동일위치의 각 펀치 바로 위에 위치시킬 수 있다(도 11).

상기 나머지의 실린더(C)를 밀고당길 때에는 상기한 슬라이드체(D)가 장척지지체(10,10)내를 각각 슬라이딩한다.

그리고, 장척지지체(10,10)를 지지하는 실린더(C)를 동기해서 축소시켜서 하면에 해머유지체(5)를 갖는 중간체(16)를 해머유지체(4)에 올려놓고, 그 상태에서 서보모터(13)가 구동(정방향으로 회전)하는 동시에 블록체(43)와 중간체(16)를 버큠수단(36)에 의한 흡착으로 연결하여 각 영역(E)에서의 동일위치에 동일형상의 펀치구멍을 동시에 천공가능하게 되어 있다.

본 발명은 이상과 같이 구성하였으므로, 공작물에 구획된 각 영역의 동일위치 각 부분에 예를 들면 원형펀치구멍, 각형펀치구멍, 타원형펀치구멍 등의 형상을 달리하는 펀치구멍을 각각 구멍별로 동시에 그리드패턴 천공방식으로 천공하는 다축천공장치를 새롭게 제공할 수 있다.

따라서, 종래의 다축천공장치사이나 단축천공장치사이를 이동하며 천공하는 방식과 같이, 기기전체가 대형화되어 스페이스를 대폭 점유하는 설치스페이스의 문제, 설비비용이 높아지는 문제, 공작물의 이동량이 크고 생산성이 뒤떨어지는 문제 등을 일시에 해결할 수 있다.

또한, 펀치만이 해머로 타동되도록 펀치유지체에 삽입되는 것이므로, 각 펀치와 동축으로 그 펀치를 안내하는 가이드슬리브나 복귀용 탄성기를 구비하지만 서로 접근된 관계로 펀치를 배치하는 다(多) 핀화가 가능하므로, 펀치유지체로 유지되는 각 단위군의 펀치종류의 선정에 의해 다종류의 펀치구멍을 구멍별로 공작물에 구획된 각 영역의 동일위치 각 부분에 동시에 천공하는 다종펀치구멍 천공기능을 가지게 할 수 있다.

도 1은 제1실시형태의 다축천공장치의 종단면도로, 천공전단계를 나타낸다.

도 2는 도 1의 (Ⅱ)-(Ⅱ)선 단면도로, 펀치와 해머의 관계를 개략적으로 나타낸다.

도 3은 도 2의 (Ⅲ)-(Ⅲ)선 단면도이다.

도 4는 공작물에 구획된 영역과 단위군의 각 펀치의 피치관계를 나타내는 확대평면도이다.

도 5는 주요부분의 확대단면도이다.

도 6은 천공상태를 나타내는 종단면도이다.

도 7은 천공상태를 나타내는 주요부분의 확대단면도이다.

도 8은 상기 도 2의 (Ⅲ)-(Ⅲ)선 단면도로, 해머유지체를 수평방향으로 제어이동해서 해머를 다른 펀치의 바로 위로 이동시킨 상태를 나타낸 도이다.

도 9는 타동구동원의 비구동시에 해머유지체를 수평방향으로 제어이동가능하게 하고, 또한 타동구동원의 구동시의 구동력으로 펀치유지체가 왕동해서 각 해머로 각 단위군의 동일위치의 펀치를 타동가능하게 하는 구성의 변형예를 나타내는 개략도로, 중간체에 형성된 V홈에 들어올림체를 결합시켜서 중간체를 상승시키는 상태를 나타낸 도이다.

도 10은 들어올림체, 슬라이드체, 장척지지체, 실린더와의 관계를 나타내는 주요부분의 평면도로 일부 절단해서 나타낸 도이다.

도 11은 그 중간체를 수평방향으로 제어이동시킨 상태를 나타내는 개략도이다.

(부호의 설명)

A:다축천공장치 4:펀치유지체

2:다이유지체 Z:펀치

5:해머유지체 H:해머

13:서보모터 242:복동용 탄성기

3:타동구동원 T:단위군

Z1:원형펀치 Z2:각형펀치

Z3:타원형펀치 Z4:대경의 원형펀치

Claims (1)

1. 다이를 유지하는 다이유지체의 상방에 복귀용 탄성기로 지지한 펀치를 다수개 삽입설치한 펀치유지체를 상하이동가능하게 설치하고,

   상기 펀치상방에 펀치를 타동하는 해머를 구비한 해머유지체를 배치하고, 그 해머유지체상방에 타동구동원을 설치하고,

   상기 해머는 소정의 동일배치패턴의 펀치필요개수를 1군으로 하는 각 단위군의 동일위치의 각 펀치를 향해서 해머유지체에 설치되며,

   상기 해머유지체는 상기 타동구동원의 비구동시에 수평방향으로 제어이동가능하며 또한 상기 타동구동원의 구동시에 구동력으로 왕동해서 각 해머로 각 단위군의 동일위치의 펀치를 타동가능하게 구성하고,

   상기 각 단위군의 펀치는 형상을 달리하는 복수종류를 포함하며 또한 각 단위군의 동일위치의 펀치는 동일형상으로 하는 것을 특징으로 하는 다축천공장치.