KR100830822B1

KR100830822B1 - 열간프레스성형용 블랭크 정렬장치

Info

Publication number: KR100830822B1
Application number: KR1020060135289A
Authority: KR
Inventors: 김시백
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-05-19

Abstract

본 발명은 가열로에서 배출되는 블랭크를 정렬시키기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열로에서 동시에 배출되는 더블 블랭크를 성형시작온도의 편차를 최소화 하고 가열로 내부 롤의 변형 및 파손을 방지함은 물론 프레스 작업을 위한 loading 시간을 단축시켜 제품의 강도를 증가시키는 것이 가능한 열간프레스성형용 블랭크 정렬장치에 관한 것이다.

본 발명은 가열로(10)에서 배출되는 블랭크(B1,B2)를 감지하여 프레임 구조(F1,F2)를 구동시키도록 하는 블랭크 감지센서(14)가 좌우측면에 구비되어 있는 outlet table(11); 및 한쌍의 긴 봉형상의 스토퍼 지지용 바(20)사이에 이동용 부시(22)가 각 끝단부에 구비되어 있는 긴 봉형상의 스토퍼 연결 바(21) 한쌍이 상기 이동용 부시(22)를 통해 상기 스토퍼 지지용 바(20)와 직각으로 체결되어 전체적으로 사각형의 모양을 이루고, 상기 스토퍼 연결 바(21)의 상기 이동용 부시(22)에는 상기 사각형을 이루는 단면과 직각이 되도록 수직방향으로 스토퍼(S1,S2,S3,S4)가 각각 체결되며, 상기 outlet table(11)의 하단부에 위치하여 상기 outlet table(11)의 롤(13) 사이로 상기 스토퍼(S1,S2,S3,S4)가 돌출되는 구조로 좌우 한쌍을 이루는 프레임 구조(F1,F2);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 블랭크의 동시작업을 통한 생산성 향상과 블랭크의 loading시간 단축으로 성형시작온도가 상승하여 제품의 강도를 향상시킬 수 있으며, 자동화 공정에서의 블랭크의 위치이동으로 인하여 발생되는 오류를 미연에 방 지할 수 있는 효과도 있다.

열간프레스성형, 블랭크, 캐리지, 가열로

Description

열간프레스성형용 블랭크 정렬장치 { Blank aligning apparatus for hot press forming }

도 1은 종래 기술에 따른 블랭크 이동용 캐리지를 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 블랭크 정렬장치의 세부구조를 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 블랭크 정렬장치에 의해 더블 블랭크가 outlet table 상에서 정렬된 상태를 나타내는 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 블랭크 정렬장치가 더블 블랭크를 정렬시키는 모습을 나타내는 개략도.

도 5는 본 발명에 따른 블랭크 정렬장치가 적용되어 outlet table 상에서 더블 블랭크가 정렬된 상태를 나타내는 사시도.

< 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 >

B1,B2 : 블랭크(blank) F1,F2 : 프레임 구조

S1,S2,S3,S4 : 스토퍼(stopper)

10 : 가열로 11 : outlet table

12 : end stopper 13 : 롤

14 : 블랭크 감지센서 15 : 제어블록

16 : 실린더 구동부

20 : 스토퍼 지지용 바 21 : 스토퍼 연결 바

22 : 이동용 부시(bush) 23 : 이동용 바퀴

24 : 에어실린더

일반적으로 열간프레스성형은 자동차 부품의 경량화와 안정성 향상 그리고 제품의 성형성 향상 등의 이점을 실현하기 위해 가열로에서 고온(약 900℃ 이상)으로 블랭크(blank)를 가열하고 금형에 삽입하여 성형한 후에, 금형 내부로 냉각수를 통과시켜 간접적으로 급속냉각 시킴으로써 블랭크에 마르텐사이트를 생성시켜 강도를 향상시키고 경량화를 이루는 기술이다. 현재 유럽에서는 많은 부품에 이를 적용 하고 있으며, 국내에서도 범퍼, piller류 등에 다양하게 확대적용되고 있는 추세이다.

이러한 열간프레스성형은 성형시작온도를 맞추기 위해 가열로에서 배출된 블랭크를 빠른시간내에 프레스안으로 장입하여 성형을 해야 제품의 강도 등의 품질을 만족시킬 수 있다. 특히, 부품작업이 좌우측에서 동시에 이루어지는 경우에는 가열로를 통해서 배출되는 블랭크가 가열로의 outlet table에서 정렬이 잘 되도록 하기 위해 캐리지(carriage)(1)를 이용하여 가열로 내부를 통과시킴으로써 상기 블랭크가 가열로 내부 이동시나 기타 이동시 정렬상태를 그대로 유지하도록 하였다(도 1 참조).

그러나, 열에 의한 변형이나 급속 이송에 따른 캐리지의 미끄러짐 현상, 블랭크의 열에 의한 늘어짐 등으로 블랭크가 정확한 위치에 정렬되지 않을 뿐만 아니라, 가열로 내부의 롤 변형을 방지하기 위해 세라믹으로 구성된 롤이 이동하는 캐리지의 중량으로 인해 변형 및 파손되는 문제가 발생되고 있다. 그리고, 캐리지를 사용하는 경우 캐리지 리턴(carriage return) 부대장치를 별도로 설치해야 하므로 설비의 증대에 따른 부대비용이 증가하여 제조원가가 높아지는 결과를 초래하게 된다.

또한, 블랭크가 배출되어 금형에 삽입되어지는 loading시간은 가열로 900℃ 기준으로 8초 이내로 이루어져야 성형시작온도(700~720℃)를 맞출 수가 있으나, 캐리지를 사용하는 경우 롤의 급속 이동속도를 450mm/s 이상으로 사용할 수가 없어 블랭크 배출시간이 많이 소요되어 성형시작온도를 맞추기가 곤란하다는 문제가 있 다.

한편, 캐리지 대신 로봇을 사용하여 순차적으로 배출되는 블랭크를 고정 및 이송하는 방식은 배출시간의 상이에 따른 블랭크의 온도편차 발생으로 성형후 강도가 다르게 나타나는 제품의 불균일 현상이라는 문제가 있다.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선시키기 위한 것으로 그 목적은, 열간프레스성형 작업시 가열로에서 배출되는 더블 블랭크를 온도의 편차 없이 loading시간을 최소화하여 성형시작온도를 상승시키고, 캐리지에 의하지 아니하고도 블랭크가 정렬되도록 하여 설비의 비대를 방지하며, 세라믹 롤의 파손도 최소화 시켜 작업공정이 효율적으로 이루어지도록 하는 열간프레스성형용 블랭크 정렬장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가열로(10)에서 배출되는 블랭크(B1,B2)를 감지하여 프레임 구조(F1,F2)를 구동시키도록 하는 블랭크 감지센서(14)가 좌우측면에 구비되어 있는 outlet table(11); 및 한쌍의 긴 봉형상의 스토퍼 지지용 바(20)사이에 이동용 부시(22)가 각 끝단부에 구비되어 있는 긴 봉형상의 스토퍼 연결 바(21) 한쌍이 상기 이동용 부시(22)를 통해 상기 스토퍼 지지용 바(20)와 직각으로 체결되어 전체적으로 사각형의 모양을 이루고, 상기 스토퍼 연 결 바(21)의 상기 이동용 부시(22)에는 상기 사각형을 이루는 단면과 직각이 되도록 수직방향으로 스토퍼(S1,S2,S3,S4)가 각각 체결되며, 상기 outlet table(11)의 하단부에 위치하여 상기 outlet table(11)의 롤(13) 사이로 상기 스토퍼(S1,S2,S3,S4)가 돌출되는 구조로 좌우 한쌍을 이루는 프레임 구조(F1,F2);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 기술적인 구성으로서 상기 프레임 구조는 상기 스토퍼 연결 바(21)의 하단에 각각 이동용 바퀴(23)가 구비되고, 상기 스토퍼 지지용 바(20)의 어느 일측에 에어실린더(24)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 기술적인 구성으로서 상기 outlet table(11)은 상기 블랭크 감지센서(14)의 신호를 받아 실린더 구동부(16)의 작동을 제어하는 제어블록(15); 및 상기 제어블록(15)에 의해 상기 프레임 구조(F1,F2)가 구동하도록 에어실린더(24)를 작동시키는 실린더 구동부(16);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명인 열간프레스성형용 블랭크 정렬장치의 기능과 작용을 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 블랭크 정렬장치의 세부구조를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 블랭크 정렬장치에 의해 더블 블랭크가 outlet table 상에서 정렬된 상태를 나타내는 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 블랭크 정렬장치가 더블 블랭크를 정렬시키는 모습을 나타내는 개략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 블 랭크 정렬장치가 적용되어 outlet table 상에서 더블 블랭크가 정렬된 상태를 나타내는 사시도이다.

도 2 및 도 3에서는 본 발명에 따른 블랭크 정렬장치의 전체구성을 도시하고 있는데, 가열로(10)에서 배출되는 블랭크(B1,B2)를 감지하여 프레임 구조(F1,F2)를 구동시키도록 하는 블랭크 감지센서(14)가 좌우측면에 구비되며, 상기 블랭크 감지센서(14)의 신호를 받아 실린더 구동부(16)의 작동을 제어하는 제어블록(15)과 상기 제어블록(15)에 의해 상기 프레임 구조(F1,F2)가 구동하도록 에어실린더(24)를 작동시키는 실린더 구동부(16)가 구비되어 있는 outlet table(11); 및 한쌍의 긴 봉형상의 스토퍼 지지용 바(20)사이에 이동용 부시(22)가 각 끝단부에 구비되어 있는 긴 봉형상의 스토퍼 연결 바(21) 한쌍이 상기 이동용 부시(22)를 통해 상기 스토퍼 지지용 바(20)와 직각으로 체결되어 전체적으로 사각형의 모양을 이루고, 상기 스토퍼 연결 바(21)의 하단에 각각 이동용 바퀴(23)가 구비되며, 상기 스토퍼 지지용 바(20)의 어느 일측에 에어실린더(24)가 구비되고, 상기 스토퍼 연결 바(21)의 상기 이동용 부시(22)에는 상기 사각형을 이루는 단면과 직각이 되도록 수직방향으로 스토퍼(S1,S2,S3,S4)가 각각 체결되며, 상기 outlet table(11)의 하단부에 위치하여 상기 outlet table(11)의 롤(13) 사이로 상기 스토퍼(S1,S2,S3,S4)가 돌출되는 구조로 좌우 한쌍을 이루는 프레임 구조(F1,F2);를 포함하되, 상기 프레임 구조(F1, F2) 중 어느 한 프레임 구조(F2)의 어느 한 스토퍼(S1)가 다른 한 프레임 구조(F1)의 스토퍼 지지용 바(20) 및 스토퍼 연결 바(21)의 내측에 겹쳐지게 설치되도록 이루어진다.

이하, 본 발명의 기능 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 2에서 도시하는 바와 같이, 프레임 구조(F1,F2)는 한쌍의 긴 봉형상의 스토퍼 지지용 바(20)와 그 사이에 이동용 부시(22)가 양 끝단부에 구비되어 있는 긴 봉형상의 스토퍼 연결 바(21) 한쌍이 위치하여 상기 이동용 부시(22)를 통해 상기 스토퍼 지지용 바(20)와 직각으로 체결되어 전체적으로 사각형의 모양을 이룬다. 그리고, 상기 스토퍼 연결 바(21)의 상기 이동용 부시(22) 상면에는 수직방향으로 스토퍼(S1,S2,S3,S4)가 각각 고정 체결되어 있어 상기 사각형을 이루는 단면과 직각을 이루게 된다. 이와 같이 스토퍼 지지용 바(20)와 스토퍼 연결 바(21)를 부시(22)를 통해 연결함으로써 블랭크 제품의 다양한 사이즈에 따라서 스토퍼(S1,S2,S3,S4)의 위치조정이 가능하도록 하며, 측면에는 set screw를 이용하여 잠김/풀림이 가능하도록 한다.

또한, 상기 프레임 구조(F1,F2)의 상기 스토퍼 연결 바(21) 하단에는 각각 이동용 바퀴(23)가 구비되어 있어 상기 프레임 구조(F1,F2)의 수월한 이동을 가능하게 하며, 이와 같은 프레임 구조(F1,F2)의 이동은 상기 스토퍼 지지용 바(20)의 어느 일측에 체결되는 에어실린더(24)의 작동을 통해 이루어진다.

상기와 같은 구조로 이루어지는 프레임 구조(F1,F2)는 좌우 한쌍으로 이루어지되, 상기 프레임 구조(F1, F2) 중 어느 한 프레임 구조(F2)의 어느 한 스토퍼(S1)가 다른 한 프레임 구조(F1)의 스토퍼 지지용 바(20) 및 스토퍼 연결 바(21)의 내측에 겹쳐지게 설치되어 좌우방향으로 이동가능하게 이루어져 outlet table(11)의 하단부에 위치하며, 상기 outlet table(11)의 롤(13) 사이로 상기 스토퍼(S1,S2,S3,S4)가 돌출되어 있어 상기 롤(13)의 상부면으로 배출된 블랭크(B1,B2)를 정렬시키게 된다.

한편, 상기 outlet table(11)의 좌우측면에는 감지센서(14)가 각각 구비되어 있어 가열로(10)에서 배출되는 블랭크(B1,B2)를 감지하여 제어블록(15)으로 신호를 보내게 되고, 상기 제어블록(15)은 수신된 신호에 따라 실린더 구동부(16)를 제어하여 상기 프레임 구조(F1,F2)를 구동시키도록 상기 에어실린더(24)를 작동시킨다.

본 발명에 따른 열간프레스성형용 블랭크 정렬장치의 작동원리와 과정을 보다 자세히 살펴보면 다음과 같다.

도 3에서 도시한 바와 같이, 대략적인 금형폭으로 가공된 블랭크(B1,B2)를 장입로봇(도면 미도시)에 의해 가열로(10)에 장입하면, 상기 가열로(10) 내부 롤의 구동으로 상기 블랭크(B1,B2)가 이동하여 outlet table(11) 측으로 급속하게 배출된다. 이때, 상기 배출된 고온의 더블 블랭크(B1,B2)는 상기 outlet table(11)의 end stopper(12)에 의해 강제로 멈추게 되며, 최초 장입위치에서 벗어나 위치하게 된다.

한편, 블랭크(B1,B2)가 배출되어 상기 outlet table(11) 상에 놓이게 되면, 상기 outlet table(11)의 좌우측면에 각각 구비되어 있는 블랭크 감지센서(14)가 이를 감지하여 제어블록(15)으로 신호를 보내게 되고, 상기 제어블록(15)은 수신된 신호에 따라 실린더 구동부(16)를 제어하여 상기 프레임 구조(F1, F2) 중 어느 한 프레임 구조(F2)의 어느 한 스토퍼(S1)가 다른 한 프레임 구조(F1)의 스토퍼 지지용 바(20) 및 스토퍼 연결 바(21)의 내측에 겹쳐지게 설치되는 프레임 구조(F1,F2)의 에어실린더(24)를 작동시키게 된다.

상기 에어실린더(24)의 작동에 의해 좌우 프레임 구조(F1,F2)가 이동용 바퀴(23)를 따라서 이동하면, 상기 좌측에 위치하는 프레임 구조(F1)의 각 좌측에 위치하는 스토퍼(S1)와 우측에 위치하는 프레임 구조(F2)의 각 좌측에 위치하는 스토퍼(S3)는 좌측에 위치하는 블랭크(B1)를, 상기 좌측에 위치하는 프레임 구조(F1)의 각 우측에 위치하는 스토퍼(S2)와 우측에 위치하는 프레임 구조(F2)의 각 우측에 위치하는 스토퍼(S4)는 우측에 위치하는 블랭크(B2)를 각각 정확한 위치에 정렬시킴으로써 양 측의 블랭크(B1,B2)를 로봇팔(도면 미도시)이 잡을 수 있도록 한다(도 4 및 도 5 참조).

이후, 상기 로봇팔이 상기 블랭크(B1,B2)를 프레스 장치로 이송하여 상기 블랭크 감지센서(14)가 상기 outlet table(11) 상에서 블랭크(B1,B2)를 감지하지 못하게 되면, 에어실린더(24)가 다시 작동하여 새로운 블랭크가 상기 outlet table(11)로 배출될 수 있도록 상기 좌우 프레임 구조(F1,F2)를 이동시켜 공간을 확보한다. 그리고, 이와 같은 작업을 반복 수행함으로써 전체공정이 진행되도록 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 가열로 내부 세라믹 롤의 변형 및 파손을 미연에 방지하고, 설비의 효율적인 설치 및 사용으로 제품원가를 낮추는 효과가 있다.

또한, 블랭크의 동시작업을 통한 생산성 향상과 블랭크의 loading시간 단축으로 성형시작온도가 상승하여 제품의 강도를 향상시킬 수 있으며, 자동화 공정에서의 블랭크의 위치이동으로 인하여 발생되는 오류를 미연에 방지할 수 있는 효과도 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청 구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술사상이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims

가열로를 통한 열간프레스성형공정의 블랭크의 성형작업을 수행하기 위한 블랭크 정렬장치에 있어서,

가열로(10)에서 배출되는 한 쌍의 더블 블랭크(B1,B2)를 감지하여 프레임 구조(F1,F2)를 구동시키도록 하는 블랭크 감지센서(14)가 좌우측면에 구비되어 있는 아웃렛 테이블(outlet table, 11); 및

한쌍의 긴 봉형상의 스토퍼 지지용 바(20)사이에 이동용 부시(22)가 각 끝단부에 구비되어 있는 긴 봉형상의 스토퍼 연결 바(21) 한쌍이 상기 이동용 부시(22)를 통해 상기 스토퍼 지지용 바(20)와 직각으로 체결되어 전체적으로 사각형의 모양을 이루고, 상기 스토퍼 연결 바(21)의 상기 이동용 부시(22)에는 상기 사각형을 이루는 단면과 직각이 되도록 수직방향으로 스토퍼(S1,S2,S3,S4)가 각각 체결되며, 상기 아웃렛 테이블(outlet table, 11)의 하단부에 위치하여 롤(13) 사이로 상기 스토퍼(S1,S2,S3,S4)가 돌출되는 구조의 프레임 구조(F1, F2);

를 포함하되, 상기 프레임 구조(F1, F2) 중 어느 한 프레임 구조(F2)의 어느 한 스토퍼(S1)가 다른 한 프레임 구조(F1)의 스토퍼 지지용 바(20) 및 스토퍼 연결 바(21)의 내측에 겹쳐지게 설치되도록 좌우 한쌍을 이루는 프레임 구조(F1, F2)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열간프레스성형용 블랭크 정렬장치.
제1항에 있어서,

상기 프레임 구조는 상기 스토퍼 연결 바(21)의 하단에 각각 이동용 바퀴(23)가 구비되는 것을 특징으로 하는 열간프레스성형용 블랭크 정렬장치.
제1항에 있어서,

상기 프레임 구조는 상기 스토퍼 지지용 바(20)의 어느 일측에 에어실린더(24)가 구비되는 것을 특징으로 하는 열간프레스성형용 블랭크 정렬장치.
제1항에 있어서,

상기 아웃렛 테이블(outlet table, 11)은 상기 블랭크 감지센서(14)의 신호를 받아 실린더 구동부(16)의 작동을 제어하는 제어블록(15); 및

상기 제어블록(15)에 의해 상기 프레임 구조(F1,F2)가 구동하도록 에어실린더(24)를 작동시키는 실린더 구동부(16);

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열간프레스성형용 블랭크 정렬장치.