KR100722297B1 - 다공정 프레스 시스템용 프레스다이 - Google Patents

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KR100722297B1
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Abstract

본 발명은 1회의 행정에 의하여 복수의 프레싱 스테이션들 각각에 놓여 있는 소재를 동시에 가공하는 다공정 프레스 시스템용 프레스다이를 개시한다. 본 발명은 프레스의 프레싱 스테이션들 각각에 로딩되어 있는 소재를 동시에 프레스 가공하는 로워다이와 어퍼다이로 구성된다. 로워다이는 프레스의 테이블에 장착되어 있는 제1 베이스와, 제1 베이스의 상면에 고정되어 있으며 그루브가 형성되어 있는 한 쌍의 제1 가이드레일들과, 제1 가이드레일들의 그루브에 끼워져 장착되는 슬라이딩 플레이트를 갖는 제1 세그먼트다이들과, 제1 세그먼트다이들 각각의 슬라이딩 플레이트를 클램핑하는 제1 클램핑유닛들로 구성된다. 어퍼다이는 프레스의 램에 장착되어 있는 제2 베이스와, 제2 베이스의 하면에 고정되어 있으며 그루브가 형성되어 있는 한 쌍의 제2 가이드레일들과, 제2 가이드레일들의 그루브에 끼워져 장착되는 슬라이딩 플레이트를 갖는 제2 세그먼트다이들과, 제2 세그먼트다이들 각각의 슬라이딩 플레이트를 클램핑하는 제2 클램핑유닛들로 구성된다. 본 발명에 의하면, 프레스의 프레싱 스테이션들 각각에 놓여 있는 소재를 1회의 행정에 의하여 동시에 프레스 가공할 수 있으면서도 프레스다이의 어퍼다이와 로워다이 각각을 구성하는 제1 및 제2 세그먼트다이들을 카트리지 타입으로 간편하게 설치 및 분리할 수 있으므로, 프레스다이의 교환 시간이 단축되어 작업성과 호환성이 향상된다.

Description

다공정 프레스 시스템용 프레스다이{PRESS DIE FOR MULTI-STEP PROCESS PRESS SYSTEM}
도 1은 본 발명의 프레스다이가 적용되는 다공정 프레스 시스템의 일례를 개략적으로 나타낸 정면도,
도 2는 본 발명의 프레스다이가 프레스에 설치되어 있는 구성을 나타낸 정면도,
도 3은 본 발명의 프레스 시스템에서 프레스, 프레스다이와 트랜스퍼 피더의 구성을 나타낸 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 프레스다이의 전체 구성을 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 프레스다이에서 로워다이의 구성을 나타낸 평면도,
도 6은 본 발명의 프레스다이에서 어퍼다이의 구성을 나타낸 저면도이다.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 소재 12: 블랭크 소재
14: 코일 소재 100: 프레스
110: 프레스 프레임 120: 테이블
130: 램 122: 스탠바이 스테이션
124: 프레싱 스테이션 140: 디스태커
150: 트랜스퍼 피더 160: 수치제어 레벨러 피더
170: 컨트롤 보드 200: 프레스다이
210: 로워다이 212: 제1 베이스
214, 216: 제1 가이드레일 220: 제1 세그먼트다이
230: 제1 로케이터 240: 제1 클램핑유닛
250: 어퍼다이 252: 제2 베이스
254, 256: 제2 가이드레일 260: 제2 세그먼트다이
270: 제2 로케이터 280: 제2 클램핑유닛
본 발명은 다공정 프레스 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1회의 행정에 의하여 복수의 프레싱 스테이션들 각각에 놓여 있는 소재를 동시에 가공하는 다공정 프레스 시스템용 프레스다이에 관한 것이다.
프레스는 각종 금속 판재, 플라스틱, 섬유 등과 같은 소재의 가소성을 이용하는 전단가공(Searing work), 성형가공(Forming work), 압축가공(Squeezing work)에 의하여 소요의 형상으로 제품을 제조하는 기계이며, 대량생산에 적합하여 산업분야 전반에 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 프레스에는 소재의 절단(Cutting), 펀칭(Punching), 블랭킹(Blanking), 피어싱(Piercing), 벤딩(Bending), 드로잉(Drawing), 엠보싱(Embossing) 등에는 다양한 구조의 프레스다이(Press die)가 사 용되고 있다. 프레스다이는 프레스의 램(Ram)에 설치되는 어퍼다이(Upper die)와 프레스의 테이블에 설치되는 로워다이(Lower die)로 나뉘어 있다. 또한, 프레스다이는 그 기능에 따라 펀치(Punch), 커터(Cutter) 등으로 구분하여 부르고도 있다.
한편, 프레스의 생산성을 향상시키기 위하여 소재의 로딩(Loading)과 언로딩(Unloading)을 자동화한 기술은 한국 등록특허공보 제10-258712호, 제10-346866호, 한국 공개특허공보 특1999-83488호, 특2003-60058호, 미국 특허 제6105414호 등 많은 문헌에서 찾아 볼 수 있다. 이 문헌들의 기술들은 서보모터의 구동력을 리드스크루(Lead screw)나 랙과 피니언에 의하여 캐리지(Carriage)에 전달하는 트랜스퍼 피더(Transfer feeder)의 작동에 의하여 소재를 로딩 또는 언로딩시키고 있다.
이와 같은 프레스에 있어서 소재를 복수의 프레싱 스테이션(Pressing station)들에 순차적으로 로딩하여 최종적으로 완성된 제품으로 제조하는 다공정 프레스 시스템이 개발되어 있다. 다공정 프레스 시스템의 프레스다이는 프레싱 스테이션들과 대응하도록 어퍼다이와 로워다이가 하나의 다이세트(Die set)에 설치되어 있는 트랜스퍼다이(Transfer die)로 구성되어 있다.
종래기술의 다공정 프레스 시스템용 프레스다이의 기술은 한국 공개특허공보 특2000-70458호에 개시되어 있다. 이 기술은 어퍼다이와 로워다이를 클램프에 의하여 다이 홀더에 분리할 수 있도록 설치하고 있다. 그러나, 다이세트에 대하여 어퍼다이와 로워다이를 클램핑(Clamping)하기 위한 다이 홀더에 의하여 다이의 제작비가 크게 상승되는 문제가 있다. 또한, 다이세트의 어퍼다이와 로워다이를 프레싱 스테이션들 각각에 설치 및 분리하는데 많은 작업 시간과 인력이 소요될 뿐만 아니 라, 다이세트의 설계 및 개발 기간이 길어져 생산비를 상승시키는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 1회의 행정에 의하여 복수의 프레싱 스테이션들 각각에 놓여 있는 소재를 동시에 프레스 가공하여 생산성을 향상시킬 수 있으면서도 프레스다이의 어퍼다이와 로워다이 각각을 구성하는 복수의 제1 및 제2 세그먼트다이들을 카트리지 타입으로 간편하게 설치 및 분리할 수 있으므로, 프레스다이의 교환 시간이 단축되어 작업성과 호환성을 향상시킬 수 있는 다공정 프레스 시스템용 프레스다이를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 프레스다이의 설계 및 개발 기간을 단축하여 생산비를 절감할 수 있는 다공정 프레스 시스템을 제공함에 있다.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 소재를 순차적으로 프레스 가공할 수 있는 복수의 프레싱 스테이션들이 X축 방향을 따라 직렬로 제공되어 있는 테이블과 이 테이블의 상방에 Z축 방향을 따라 직선왕복운동할 수 있도록 설치되어 있는 램을 갖는 프레스와, 프레스의 프레싱 스테이션들 각각에 로딩되어 있는 소재를 동시에 언로딩하여 하류로 로딩하는 트랜스퍼 피더로 구성되어 있는 다공정 프레스 시스템에 있어서, 프레스의 프레싱 스테이션들 각각에 로딩되어 있는 소재를 동시에 프레스 가공할 수 있도록 테이블에 설치되어 있는 로워다이와 램에 설치되어 있는 어퍼다이로 이루어지고, 로워다이는 테이블에 장착되어 있는 제1 베이스와, 제1 베이스의 상면에 Y축 방향을 따라 복수로 고정되어 있으며 서로 대향되도록 그루브가 형성되어 있는 한 쌍의 제1 가이드레일들과, 제1 가이드레일들의 그루브에 각각 끼워져 장착되는 슬라이딩 플레이트를 갖는 복수의 제1 세그먼트다이들과, 제1 가이드레일들의 양측에 장착되어 있으며 제1 세그먼트다이들 각각의 슬라이딩 플레이트를 클램핑하는 복수의 제1 클램핑유닛들로 구성되어 있고, 어퍼다이는 램에 장착되어 있는 제2 베이스와, 제2 베이스의 하면에 Y축 방향을 따라 복수로 고정되어 있으며 서로 대향되도록 그루브가 형성되어 있는 한 쌍의 제2 가이드레일들과, 제2 가이드레일들의 그루브에 각각 끼워져 장착되는 슬라이딩 플레이트를 갖는 복수의 제2 세그먼트다이들과, 제2 가이드레일들의 양측에 장착되어 있으며 제2 세그먼트다이들 각각의 슬라이딩 플레이트를 클램핑하는 복수의 제2 클램핑유닛들로 구성되어 있는 다공정 프레스 시스템용 프레스다이에 있다.
이하, 본 발명에 따른 다공정 프레스 시스템용 프레스다이에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 다공정 프레스 시스템은 단일의 프레스(100)를 구비한다. 프레스(100)는 외관을 구성하는 프레스 프레임(110)과, 프레스 프레임(110)의 상부에 설치되어 있으며 하나의 소재(10)를 로딩할 수 있는 스탠바이 스테이션(Standby station: 122)과 복수의 소재(10)들을 동시에 프레스 가공하여 제품으로 가공할 수 있는 복수의 프레싱 스테이션(124; 124-1~124-n)들이 X축 방향을 따라 직렬로 제공되어 있는 테이블(120)과, 테이블(120)의 상방에 Z축 방향을 따라 직선왕복운동할 수 있도록 설치되어 있는 램(130)을 구비한다. 프레스(100)의 스탠바이 스테이션(122)은 소재(10)의 일례로 블랭크 소재(12)를 가공하기 위하여 프레싱 스테이션(124)들 중 최상류의 첫 번째 프레싱 스테이션(124-1)의 상류에 근접하는 테이블(120)의 상부에 제공되어 있다. 프레스(100)는 램(130)의 Z축 직선왕복운동을 크랭크(Crank), 편심기(Eccentric), 토글(Toggle), 링크(Link), 캠(Cam) 등의 기구에 의하여 구동하는 메커니컬 프레스(Mechanical press)나 유압에 의하여 실시하는 유압 프레스로 구성할 수 있으며, 메커니컬 프레스와 유압 프레스의 구성과 작용은 잘 알려진 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 프레스(100)의 테이블(120)과 램(130)에는 프레싱 스테이션(124)들에 로딩되는 소재(10)들의 다공정 가공을 위한 프레스다이(200)의 로워다이(210)와 어퍼다이(250)가 각각 설치되어 있다. 로워다이(210)의 제1 베이스(212)는 볼팅(Bolting)에 의하여 테이블(120)의 상면에 장착되어 있으며, 제1 베이스(212)에는 복수의 가이드 구멍(212a)들과 설치 구멍(212b)들이 형성되어 있다.
도 4와 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 베이스(212)의 상면에는 서로 대향되도록 그루브(214a, 216a)가 형성되어 있는 한 쌍의 제1 가이드레일(214, 216)들이 Y축 방향을 따라 복수로 고정되어 있다. 제1 가이드레일(214, 216)들의 그루브(214a, 216a)에는 복수의 제1 세그먼트다이(Segment die: 220)들 각각의 슬라이딩 플레이트(Sliding plate: 222)가 슬라이딩 방식으로 끼워져 장착된다. 슬라이딩 플레이트(222)의 후방에는 복수의 로케이터 구멍(Locator hole: 224, 226)들이 형성되어 있으며 양측에는 복수의 클램핑 구멍(228)들이 형성되어 있다.
또한, 제1 가이드레일(214, 216)들의 후방에는 제1 세그먼트다이(220)들의 위치를 결정할 수 있는 복수의 제1 로케이터(Locator: 230)들이 각각 장착되어 있다. 제1 로케이터(230)들은 제1 베이스(212)의 설치 구멍(212b)들 각각에 내장형으로 장착되어 있는 액츄에이터(Actuator: 232)와, 액츄에이터(232)의 작동에 의하여 제1 베이스(212)의 설치 구멍(212b)으로부터 돌출하여 제1 세그먼트다이(220)들 각각의 로케이터 구멍(224, 226)들에 끼워맞춤되도록 장착되어 있는 복수의 로케이터 핀(234, 236)들로 구성되어 있다. 제1 로케이터(230)들의 액츄에이터(232)는 에어액츄에이터나 전기액츄에이터로 구성할 수 있다.
제1 가이드레일(214, 216)들의 양측에는 제1 세그먼트다이(220)들을 클램핑하는 복수의 제1 클램핑유닛(Clamping unit: 240)들이 장착되어 있다. 제1 클램핑유닛(240)들은 제1 베이스(212)에 장착되어 있는 액츄에이터(242)와, 액츄에이터(242)의 작동에 의하여 피봇(244)을 중심으로 회전하여 제1 가이드레일(214, 216)들 사이에 장착되어 있는 슬라이딩 플레이트(222)의 클램핑 구멍(228)들에 맞춤되어 제1 세그먼트다이(220)들 각각을 클램핑하는 클램프(246)로 구성되어 있다. 제1 클램핑유닛(240)들의 액츄에이터(242)는 에어액츄에이터나 전기액츄에이터로 구성할 수 있다.
도 4와 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 어퍼다이(250)는 로워다이(210)와 정합되도록 램(130)의 하면에 설치되어 있다. 어퍼다이(250)의 제2 베이스(252), 제2 가이드레일(254, 256), 제2 로케이터(270), 클램프유닛(280)은 로워다이(210)의 제1 베이스(212), 제1 가이드레일(214, 216), 제1 로케이터(230), 클램프유닛 (240)과 대응하도록 동일하게 구성되어 있다. 프레스(100)의 프레싱 스테이션(124)들 각각에 장착되는 로워 및 어퍼다이(210, 250)의 세그먼트다이(220, 260)는 소재(10)를 소요의 형상으로 가공할 수 있는 구조를 갖도록 구성되어 있다.
어퍼다이(250)의 제2 베이스(252)는 볼팅에 의하여 램(130)의 하면에 장착되어 있으며, 제2 베이스(252)에는 복수의 가이드 구멍(252a)들과 설치 구멍(252b)들이 형성되어 있다. 제2 베이스(252)의 상면에는 서로 대향되도록 그루브(254a, 256a)가 형성되어 있는 한 쌍의 제2 가이드레일(254, 256)들이 Y축 방향을 따라 복수로 고정되어 있다. 제2 가이드레일(254, 256)들의 그루브(254a, 256a)에는 복수의 제2 세그먼트다이(260)들 각각의 슬라이딩 플레이트(262)가 슬라이딩 방식으로 끼워져 장착된다. 슬라이딩 플레이트(262)의 후방에는 복수의 로케이터 구멍(264, 266)들이 형성되어 있으며 양측에는 복수의 클램핑 구멍(268)들이 형성되어 있다.
또한, 제2 가이드레일(254, 256)들의 후방에는 제2 세그먼트다이(260)들의 위치를 결정할 수 있는 복수의 제2 로케이터(270)들이 각각 장착되어 있다. 제2 로케이터(270)들은 제2 베이스(252)의 설치 구멍(252a)들 각각에 내장형으로 장착되어 있는 액츄에이터(272)와, 액츄에이터(272)의 작동에 의하여 제2 베이스(252)의 설치 구멍(252a)으로부터 돌출하여 제2 세그먼트다이(260)들 각각의 로케이터 구멍(264, 266)들에 끼워맞춤되도록 장착되어 있는 복수의 로케이터 핀(274, 276)들로 구성되어 있다. 제2 가이드레일(254, 256)들의 양측에는 제2 세그먼트다이(260)들을 클램핑하는 복수의 제2 클램핑유닛(280)들이 장착되어 있다. 제2 클램핑유닛(280)들은 제2 베이스(252)에 장착되어 있는 액츄에이터(282)와, 액츄에이터(282) 의 작동에 의하여 피봇(284)을 중심으로 회전하여 제2 가이드레일(254, 256)들 사이에 장착되어 있는 슬라이딩 플레이트(262)의 클램핑 구멍(268)들에 맞춤되어 제2 세그먼트다이(260)를 클램핑하는 클램프(286)로 구성되어 있다.
한편, 로워다이(210)의 제1 베이스(212)와 어퍼다이(250)의 제2 베이스(252)는 그 가이드 구멍(212a, 252a)들이 복수의 가이드 포스트(290)들에 끼워져 안내된다. 따라서, 램(130)의 작동에 의하여 하강하는 어퍼다이(250)의 제2 세그먼트다이(260)들 각각은 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)들 각각에 정확하게 정합되어 소재(10)들을 프레싱하게 된다. 도 3에는 프레스(100)의 프레싱 스테이션(124; 124-1~124-n)들이 6개소에 제공되어 있는 것이 도시되어 있고, 6개소의 프레싱 스테이션(124; 124-1~124-n)들 각각에 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)들이 장착되어 있는 것이 도시되어 있다. 그리고, 도 2와 도 4 내지 도 6에는 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)들과 어퍼다이(250)의 제2 세그먼트다이(260)들이 4개조로 장착되어 있는 것이 도시되어 있다. 이와 같이 본 실시예에 있어서 프레스(100)의 프레싱 스테이션(124; 124-1~124-n)들, 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)들과 어퍼다이(250)의 제2 세그먼트다이(260)들은 그 갯수 및 위치를 필요에 따라 증감할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 다공정 프레스 시스템은 프레스(100)의 일측에 설치되어 소재(10)들을 하나씩 연속적으로 로딩하는 디스태커(Destacker: 140)를 구비한다. 디스태커(140)는 소재(10)의 일례로 다량의 블랭크 소재(Blank workpiece: 12)들을 스태커(Stacker: 142)에 적재하며 적재되어 있는 블랭크 소재 (12)들을 프레스(100)의 스탠바이 스테이션(122)에 장착되어 있는 스탠드(Stand: 144)에 하나씩 연속적으로 로딩한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 프레스 시스템은 프레스(100)의 프레싱 스테이션(124)들과 스탠드(144) 각각에 놓여 있는 블랭크 소재(12)들을 동시에 순차적으로 로딩하는 트랜스퍼 피더(Transfer feeder: 150)를 구비한다. 트랜스퍼 피더(150)는 프레스(100)의 테이블(120)과 램(130) 사이에 프레스(100)의 X축 방향, 즉 블랭크 소재(12)들의 로딩 방향과 Z축 방향을 따라 운동할 수 있도록 설치되어 있으며 프레싱 스테이션(124)들과 스탠드(144)에 놓여 있는 블랭크 소재(12)들을 동시에 진공흡착하는 진공흡착유닛(152)과, 진공흡착유닛(152)을 프레스(100)의 X축 방향과 Z축 방향을 따라 운동시킬 수 있도록 설치되어 있는 로봇(154)으로 구성되어 있다.
진공흡착유닛(152)은 프레스(100)의 X축 방향을 따라 운동할 수 있도록 장착되어 있는 아암(152a)과, 프레싱 스테이션(124)들과 스탠드(144)에 놓여 있는 블랭크 소재(12)들을 동시에 진공흡착할 수 있도록 아암(152a)에 장착되어 있는 복수의 진공패드(152b)들로 구성되어 있다. 진공패드(152b)들은 공기를 흡입하는 공기흡입장치로 잘 알려진 진공펌프나 에어컴프레서와 에어라인을 통하여 연결되어 있다.
로봇(154)은 진공흡착유닛(152)의 아암(152a)을 프레스(100)의 X축 방향을 따라 운동시키는 X축 리니어모션 액츄에이터(154a)와, X축 리니어모션 액츄에이터(154a)를 프레스(100)의 Z축을 따라 운동시키는 Z축 리니어모션 액츄에이터(154b)로 구성되어 있다. 로봇(154)의 X축 리니어모션 액츄에이터(154a)와 Z축 리니어모 션 액츄에이터(154b)는 구동력을 제공하는 서보모터와, 서보모터의 구동력에 의하여 회전하는 리드스크루와, 리드스크루를 따라 나사운동하며 캐리지에 고정되는 볼부시와, 캐리지의 직선왕복운동을 가이드하는 리니어모션 가이드로 구성할 수 있다. 또한, 로봇(154)의 X축 리니어모션 액츄에이터(154a)와 Z축 리니어모션 액츄에이터(154b)는 에어실린더, 캐리지와 리니어모션 가이드로 구성하거나 서보모터, 랙과 피니언, 캐리지와 리니어모션 가이드로 구성할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 다공정 프레스 시스템은 프레스(100)의 타측에 설치되어 소재(10)의 다른 예로 롤(Roll)형의 코일 소재(14)를 로딩하는 수치제어 레벨러 피더(Numerical control leveller feeder: 160)를 구비한다. 수치제어 레벨러 피더(160)는 서플라이릴(Supply reel: 162)에 장착되어 있는 코일 소재(14)를 푸셔(164)의 작동에 의하여 풀어내는 언코일러(Uncoiler: 166)와, 언코일러(166)로부터 풀려나는 코일 소재(14)를 직선으로 가공하여 도 2에 도시되어 있는 프레스(100)의 프레싱 스테이션(124)들 중 최하류의 마지막 프레싱 스테이션(124-n)에 로딩하는 레벨러(168)로 구성되어 있다. 여기에서, 프레스(100)의 마지막 프레싱 스테이션(124-n)은 수치제어 레벨러 피더(160)로부터 로딩되는 코일 소재(14)를 블랭크 소재(12)로 블래킹하는 위치가 되며, 또한 코일 소재(14)의 첫 번째 가공 위치가 된다.
본 발명의 다공정 프레스 시스템의 프레스(100), 디스태커(140), 트랜스퍼 피더(150)와 수치제어 레벨러 피더(160)는 컨트롤 보드(Control board: 170)의 시퀀스 제어에 의하여 작동한다. 컨트롤 보드(170)는 다공정 프레스 시스템의 프레스 (100), 디스태커(140), 트랜스퍼 피더(150)와 수치제어 레벨러 피더(160)를 시퀀스 제어할 수 있는 컴퓨터로 구성할 수도 있다.
지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 프레스 시스템용 프레스다이에 대한 작용을 설명한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 먼저 소재(10)의 일례로 블랭크 소재(12)를 제품으로 가공하는 공정을 설명한다. 작업자는 프레스(100)의 테이블(120)과 램(130)에 프레스 다이(200)의 로워다이(210)와 어퍼다이(250)를 각각 설치한다. 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)들은 그 슬라이딩 플레이트(222)를 제1 가이드레일(214, 216)들의 그루브(214a, 216) 사이에 슬라이딩 방식으로 끼운다. 제1 로케이터(230)들의 액츄에이터(232)가 작동되어 로케이터 핀(234, 236)들을 전진시키면, 로케이터 핀(234, 236)들은 슬라이딩 플레이트(222)의 로케이터 구멍(224, 246)들에 맞춤되어 제1 세그먼트다이(220)들 각각의 위치를 결정한다. 제1 클램핑유닛(240)들의 액츄에이터(242)가 작동되면, 피봇(244)을 중심으로 클램프(246)가 회전되고, 클램프(246)는 슬라이딩 플레이트(222)의 클램핑 구멍(228)들에 맞춤되어 제1 세그먼트다이(220)들 각각을 클램핑한다.
한편, 어퍼다이(250)의 제2 세그먼트다이(260)들은 그 슬라이딩 플레이트(262)를 앞에서 설명한 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)들과 마찬가지로 제2 가이드레일(254, 256) 사이에 슬라이딩 방식으로 끼우고, 제2 로케이터(270)들에 의한 위치 결정과 제2 클램핑유닛(280)들의 클램핑에 의하여 프레스(100)의 램(130)에 설치한다.
이와 같이 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)들과 어퍼다이(250)의 제2 세그먼트다이(260)들을 슬라이딩 방식의 카트리지 타입 설치하는 구조에 의하여 프레스다이(200)의 설치 및 분리를 간편하게 실시할 수 있다. 또한, 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)들과 어퍼다이(250)의 제2 세그먼트다이(260)들 중 어느 하나가 손상될 경우 손상이 발생된 것만을 새것으로 교환할 수 있으므로, 프레스다이의 교환 시간이 단축되어 작업성과 호환성이 향상되며, 세그먼트(220, 260)들의 구조가 간단해져 프레스다이의 설계 및 개발 기간을 단축할 수 있으면서도 생산비를 절감할 수 있다.
도 7, 도 8과 도 9를 참조하면, 작업자는 1차 프레스 가공되어 있는 다량의 블랭크 소재(12)를 디스태커(140)의 스태커(142)에 적층하여 적재한다. 디스태커(140)는 스태커(140)에 적층되어 있는 블랭크 소재(12)를 스탠바이 스테이션(122)의 스탠드(144)에 순차적으로 하나씩 로딩한다. 스탠바이 스테이션(122)의 스탠드(144)에 첫 번째 블랭크 소재(12-1)가 올려놓여지면, 로봇(154)의 X축 리니어모션 액츄에이터(154a)가 작동되어 진공패드(152b)들 중 최상류의 첫 번째 진공패드(152b-1)가 스탠드(144)의 상방에 정렬되도록 진공흡착장치(152)의 아암(152a)을 X축 방향을 따라 운동시키고, X축 리니어모션 액츄에이터(154a)는 정지된다. 첫 번째 진공패드(152b-1)가 스탠드(144)의 상방에 정렬되면, 로봇(154)의 Z축 리니어모션 액츄에이터(154b)가 작동되어 진공흡착장치(152)의 아암(152a)을 하강시키고, 아암(152a)과 함께 하강하는 첫 번째 진공패드(152b-1)는 스탠드(144)에 올려놓여져 있는 첫 번째 블랭크 소재(12-1)를 진공흡착한다.
또한, 진공흡착장치(152)의 첫 번째 진공패드(152b-1)에 의하여 첫 번째 블랭크 소재(12-1)를 진공흡착시킨 후, Z축 리니어모션 액츄에이터(154b)의 작동에 의하여 아암(152a)을 상승시키고, Z축 리니어모션 액츄에이터(154b)는 정지된다. X축 리니어모션 액츄에이터(154a)의 작동에 의하여 첫 번째 진공패드(152b-1)를 첫 번째 프레싱 스테이션(124-1)의 상방에 정렬되도록 X축 방향을 따라 이동시키고, X축 리니어모션 액츄에이터(154a)는 정지된다.
다음으로, Z축 리니어모션 액츄에이터(154b)의 작동에 의하여 아암(152a)을 하강시키고, 아암(152a)과 함께 하강하는 첫 번째 진공패드(152b-1)가 첫 번째 프레싱 스테이션(124-1)에 위치되어 있는 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)에 근접되면, Z축 리니어모션 액츄에이터(154a)는 정지된다. 첫 번째 진공패드(152b-1)가 첫 번째 프레싱 스테이션(124-1)에 위치되어 있는 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)에 근접된 상태에서 진공흡착장치(152)의 작동에 의하여 첫 번째 진공패드(152b-1)의 진공흡착력이 해제되면, 첫 번째 진공패드(152b-1)에 진공흡착되어 있던 첫 번째 블랭크 소재(12-1)는 제1 세그먼트다이(220)에 올려놓여진다. 이와 같이 첫 번째 블랭크 소재(12-1)의 로딩 후, 로봇(154)의 X축 리니어모션 액츄에이터(154a)와 Z축 리니어모션 액츄에이터(154b)가 작동되어 진공패드(152b)들을 제1 세그먼트다이(220)들 사이의 초기 위치에 복귀시킨다.
한편, 프레스(100)의 첫 번째 프레싱 스테이션(124-1)에 위치되어 있는 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)에 첫 번째 블랭크 소재(12-1)가 로딩되어 있는 상태에서 프레스(100)의 램(130)이 작동되고, 램(130)과 어퍼다이(250)의 제2 세그 먼트다이(260)들이 동시에 하강하면서 첫 번째 블랭크 소재(12-1)를 프레스 가공한다. 그리고, 램(130)의 작동에 의하여 첫 번째 블랭크 소재(12-1)에 대한 프레스 가공 중에 디스태커(140)의 작동에 의하여 스탠드(144)에는 후속하는 두 번째 블랭크 소재(12-2)가 로딩된다.
첫 번째 블랭크 소재(12-1)의 프레스 가공 후 램(130)이 상승되어 초기 위치로 복귀되면, 로봇(154)의 X축 리니어모션 액츄에이터(154a)와 Z축 리니어모션 액츄에이터(154b)가 작동되어 첫 번째 프레싱 스테이션(124-1)의 첫 번째 블랭크 소재(12-1)와 스탠드(144)의 두 번째 블랭크 소재(12-2)에 진공흡착유닛(152)의 진공패드(152b)들을 밀착시킨다. 진공흡착유닛(152)의 작동에 의하여 첫 번째 블랭크 소재(12-1)와 두 번째 블랭크 소재(12-2)가 진공패드(152b)들에 진공흡착되면, 로봇(154)의 X축 리니어모션 액츄에이터(154a)와 Z축 리니어모션 액츄에이터(154b)가 작동되어 첫 번째 블랭크 소재(12-1)는 두 번째 프레싱 스테이션(124-2)에 위치되어 있는 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220) 위에 로딩하고, 두 번째 블랭크 소재(12-2)는 첫 번째 프레싱 스테이션(124-1)에 위치되어 있는 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220) 위에 로딩한다. 그리고, 진공흡착유닛(152)의 작동에 의하여 진공패드(152b)들의 진공흡착력이 해제되면, 첫 번째 블랭크 소재(12-1)와 두 번째 블랭크 소재(12-2) 각각은 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)에 올려놓여진다.
한편, 트랜스퍼 피더(150)의 작동에 의하여 첫 번째 블랭크 소재(12-1)를 프레스(100)의 프레싱 스테이션(124)들에 순차적으로 로딩하고, 프레싱 스테이션 (124)들 각각에서 첫 번째 블랭크 소재(12-1)를 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)들과 어퍼다이(250)의 제2 세그먼트다이(260)들에 의하여 프레스 가공하여 제품으로 완성한다. 그리고, 프레스(100)의 프레싱 스테이션(124)들 중 마지막 프레싱 스테이션(124-n)에서 첫 번째 블랭크 소재(12-1)의 프레스 가공이 완료되어 최종 제품이 완성되면, 작업자는 마지막 프레싱 스테이션(124-n)의 제품을 언로딩한다. 마지막 프레싱 스테이션(124-n)에서 제품의 언로딩은 잘 알려진 언로더나 이젝터(Ejector)에 의하여 실시할 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 다공정 프레스 시스템은 디스태커(140)와 트랜스퍼 피더(150)의 작동에 의하여 프레스(100)의 프레싱 스테이션(124)들 각각에 블랭크 소재(12)들을 순차적으로 정확하고 원활하게 로딩하여 동시에 프레스 가공함으로써, 생산성을 향상시키고, 생산비를 절감할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 수치제어 레벨러 피더(160)는 디스태커(140)와 반대 방향으로 코일 소재(14)를 프레스(100)에 로딩한다. 수치제어 레벨러 피더(160)의 언코일러(166)는 서플라이릴(162)에 장착되어 있는 코일 소재(14)를 푸셔(164)의 작동에 의하여 순차적으로 풀어내고, 언코일러(166)로부터 풀려나는 코일 소재(14)는 레벨러(168)의 작동에 의하여 직선으로 가공하여 프레스(100)의 프레싱 스테이션(124)들 중 최하류의 마지막 프레싱 스테이션(124-n)에 위치되어 있는 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)에 로딩한다.
또한, 프레스(100)의 마지막 프레싱 스테이션(124-n)에서 코일 소재(14)는 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)와 어퍼다이(250)의 제2 세그먼트다이(260) 에 의하여 앞에서 설명한 블랭크 소재(12)로 프레스 가공된다. 코일 소재(14)로부터 얻은 블랭크 소재(12)는 트랜스퍼 피더(150)의 작동에 의하여 마지막 프레싱 스테이션(124-n)으로부터 최상류의 첫 번째 프레싱 스테이션(124-1)을 향하여 순차적으로 로딩하고, 마지막 프레싱 스테이션(124-n)의 상류에 있는 프레싱 스테이션(124)들 각각에서는 로워다이(210)의 제1 세그먼트다이(220)들과 어퍼다이(250)의 제2 세그먼트다이(260)들에 의하여 프레스 가공하여 제품으로 완성한다. 그리고, 프레스(100)의 프레싱 스테이션(124)들 중 첫 번째 프레싱 스테이션(124-1)에서 최종 제품이 완성되면, 작업자는 첫 번째 프레싱 스테이션(124-1)의 제품을 언로딩한다. 이와 같이 수치제어 레벨러 피더(160)의 작동에 의하여 블랭크 소재(12) 이외에도 코일 소재(14)를 공급할 수 있으므로, 소재(10)의 상태에 관계없이 유연 생산 시스템을 최적으로 구현할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 프레스 시스템에 의하면, 프레스의 프레싱 스테이션들 각각에 놓여 있는 소재를 1회의 행정에 의하여 동시에 프레스 가공할 수 있으면서도 프레스다이의 어퍼다이와 로워다이 각각을 구성하는 제1 및 제2 세그먼트다이들을 카트리지 타입으로 간편하게 설치 및 분리할 수 있으므로, 프레스다이의 교환 시간이 단축되어 작업성과 호환성이 향상되며, 프레스다이의 설계 및 개발 기간을 단축할 수 있으면서도 생산비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 소재를 순차적으로 프레스 가공할 수 있는 복수의 프레싱 스테이션들이 X축 방향을 따라 직렬로 제공되어 있는 테이블과 이 테이블의 상방에 Z축 방향을 따라 직선왕복운동할 수 있도록 설치되어 있는 램을 갖는 프레스와, 상기 프레스의 프레싱 스테이션들 각각에 로딩되어 있는 상기 소재를 동시에 언로딩하여 하류로 로딩하는 트랜스퍼 피더로 구성되어 있는 다공정 프레스 시스템에 있어서,
    상기 프레스의 프레싱 스테이션들 각각에 로딩되어 있는 소재를 동시에 프레스 가공할 수 있도록 상기 테이블에 설치되어 있는 로워다이와 상기 램에 설치되어 있는 어퍼다이로 이루어지고,
    상기 로워다이는 상기 테이블에 장착되어 있는 제1 베이스와, 상기 제1 베이스의 상면에 Y축 방향을 따라 복수로 고정되어 있으며 서로 대향되도록 그루브가 형성되어 있는 한 쌍의 제1 가이드레일들과, 상기 제1 가이드레일들의 그루브에 각각 끼워져 장착되는 슬라이딩 플레이트를 갖는 복수의 제1 세그먼트다이들과, 상기 제1 가이드레일들의 양측에 장착되어 있으며 상기 제1 세그먼트다이들 각각의 슬라이딩 플레이트를 클램핑하는 복수의 제1 클램핑유닛들로 구성되어 있고,
    상기 어퍼다이는 상기 램에 장착되어 있는 제2 베이스와, 상기 제2 베이스의 하면에 Y축 방향을 따라 복수로 고정되어 있으며 서로 대향되도록 그루브가 형성되어 있는 한 쌍의 제2 가이드레일들과, 상기 제2 가이드레일들의 그루브에 각각 끼워져 장착되는 슬라이딩 플레이트를 갖는 복수의 제2 세그먼트다이들과, 상기 제2 가이드레일들의 양측에 장착되어 있으며 상기 제2 세그먼트다이들 각각의 슬라이딩 플레이트를 클램핑하는 복수의 제2 클램핑유닛들로 구성되어 있는 다공정 프레스 시스템용 프레스다이.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 세그먼트다이들 각각의 슬라이딩 플레이트 후방에 복수의 로케이터 구멍들이 형성되어 있으며, 상기 제1 및 제2 가이드레일들 각각의 후방에 제1 및 제2 로케이터들이 장착되어 있고, 상기 제1 및 제2 로케이터들은 상기 제1 및 제2 세그먼트다이들 각각의 위치를 결정할 수 있도록 상기 제1 및 제2 세그먼트다이들 각각의 로케이터 구멍들에 액츄에이터의 작동에 의하여 끼워지는 로케이터핀들을 갖는 다공정 프레스 시스템용 프레스다이.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 세그먼트다이들 각각의 슬라이딩 플레이트 양측에 복수의 클램핑 구멍들이 형성되어 있으며, 상기 제1 및 제2 클램핑유닛들 각각은 상기 제1 및 제2 베이스에 장착되어 있는 액츄에이터와 이 액츄에이터의 작동에 의하여 피봇을 중심으로 회전하여 상기 슬라이딩 플레이트의 클램핑 구멍들에 맞춤되어 상기 제1 및 제2 세그먼트다이들 각각을 클램핑하는 클램프로 구성되어 있는 다공정 프레스 시스템용 프레스다이.
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