KR100832143B1 - 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터 및 이를 이용한시뮬레이션 방법 - Google Patents

트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터 및 이를 이용한시뮬레이션 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실제의 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거와 마찬가지로 3차원적으로 이동하면서 금형과 핑거의 간섭을 체크할 수 있으며, 스트로크가 다른 여러가지 트랜스퍼 프레스 금형에 대해 모두 적용할 수 있는 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터는 실제 트랜스퍼 프레스 금형과 동일한 조건을 갖는 복수개의 정반들이 인라인 상으로 설치된 베이스 유니트와; 상기 베이스 유니트의 양 측면에 설치되어 상기 정반에 위치하는 이송물을 파지할 수 있는 핑거가 설치된 헤드부를 포함하며, 상기 정반들 중 하나의 정반에 위치한 이송물을 후속 단계의 정반으로 이송시키는 이송유니트;를 구비한다.
상기 구성을 갖는 본 발명에 따른 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법은 3차원적으로 이동하는 핑거의 모든 이동 경로에 대하여 핑거와 금형사이의 간섭 여부를 정확하게 체크할 수 있으며, 다양한 스트로크의 트랜스퍼 프레스 금형에 대하여 모두 적용할 수 있다.
Figure R1020070032555
트랜스퍼 프레스 금형, 핑거, 시뮬레이션

Description

트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법{Finger simulator of transfer press and simulation method using that}
도 1은 본 발명에 따른 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터의 일 실시예를 도시한 정면도,
도 2는 도 1의 실시예의 평면도,
도 3은 도 1의 실시예의 핑거의 이동 궤적을 도시한 개념도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100; 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터
10; 베이스 유니트 20; 이송유니트
22; 핑거 30; 로봇
본 발명은 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 실제의 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거와 마찬가지로 3차원적으로 이동하면서 금형과 핑거의 간섭을 체크할 수 있으며, 스트로크가 다른 여러가지 트랜스퍼 프레스 금형에 대해 모두 적용할 수 있는 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 차체와 같이 다양한 형상을 갖는 패널을 제작하기 위해, 스트립 형태의 패널을 여러 차례 단계적으로 프레스 가공하여 최종 완성된 패널을 얻는 방법이 사용된다. 이러한 프레스 공정의 작업 능률과 정확도를 높이기 위해 자동으로 트리밍된 패널을 다음 프레스 공정을 위한 금형으로 이송시키는 이송장치가 구비된 트랜스퍼 프레스 금형이 사용되었다.
상기 트랜스퍼 프레스 금형은 실 설계와는 달리 트리밍된 패널을 이송시키는 핑거가 이송 과정 중 금형과 간섭이 발생하는 경우가 빈번하므로, 트랜스퍼 프레스 금형을 생산하기 전에 핑거와 금형간의 간섭을 체크하기 위한 핑거 시뮬레이션을 행하고 있다. 그런데 실제 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거는 전후진, 승하강 및 좌우 이동을 통해 3차원적으로 작동하는데 반해 기존의 핑거 시뮬레이터는 승강 및 하강에 대한 작동을 할 수 없어 2차원적으로만 이동하기 때문에 핑거의 작동 단계 중 리프트업, 어드밴스, 리프트 다운 단계(도 3 참조)에 대한 핑거와 금형간의 간섭 여부를 확인하는 것이 불가능했다. 또한 각 금형마다 핑거의 이동 스트로크가 차이가 나기 때문에 하나의 시뮬레이터로 서로 다른 조건의 프레스 금형에 있어서 금형과 핑거의 간섭 여부를 체크할 수 없어서 시뮬레이터의 제작 비용이 증가하게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 3차원적으로 작동하여 핑거와 금형 사이의 간섭 여부를 정확하게 체크할 수 있으며, 스트로크가 다 른 다양한 프레스 금형에 용이하게 적용할 수 있는 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터는 실제 트랜스퍼 프레스 금형과 동일한 조건을 갖는 복수개의 정반들이 인라인 상으로 설치된 베이스 유니트와; 상기 베이스 유니트의 양 측면에 설치되어 상기 정반에 위치하는 이송물을 파지할 수 있는 핑거가 설치된 헤드부를 포함하며, 상기 정반들 중 하나의 정반에 위치한 이송물을 후속 단계의 정반으로 이송시키는 이송유니트;를 구비한다.
또한 상기 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터를 이용한 시뮬레이션 방법은 인라인 상으로 배열된 복수개의 정반들을 포함하는 베이스 프레임 상에서 상기 베이스 프레임의 양 측에 설치된 이송유니트의 핑거가 초기 위치에서 상기 정반들 중 하나에 위치한 이송물의 양 측면을 향해 전진하여 상기 이송물을 파지하는 클램핑 단계와; 상기 이송유니트가 상기 파지한 이송물을 상방으로 승강시키는 리프트 업 단계와; 상기 이송유니트가 상기 승강된 이송물을 후속 단계의 스트로크만큼 이송시켜 후속 정반에 대응되는 위치로 이송시키는 어드밴스 단계와; 상기 이송유니트가 상기 이송된 이송물을 후속 정반에 안착시킬 수 있도록 상기 이송물을 하강시키는 리프트 다운 단계와; 상기 이송유니트의 핑거가 후속 정반에 안착된 상기 이송물로부터 분리되어 후진하는 언 클램핑 단계; 및 상기 핑거가 상기 초기위치로 복귀하는 리턴 단계;를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터와 이를 이용한 시뮬레이션 방법에 대해 보다 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터(100)는 베이스 유니트(10)와, 베이스 유니트(10)의 양 측면에 설치되는 이송유니트(20)를 구비한다.
상기 베이스 유니트(10)는 실제 트랜스퍼 프레스 금형과 동일한 조건을 가지며, 인라인 상으로 설치되는 제1 내지 제3 정반(11,12,13)을 포함한다. 상기 정반들은 실제 트랜스퍼 프레스 금형과 동일한 간격과 높이로 형성되어 있으며, 이송유니트(20)에 의해 이송되는 이송물(1)이 안착될 수 있는 안착공간을 갖는다. 상기 안착 공간 역시 실제 트랜스퍼 프레스 금형의 성형 위치와 동일한 간격과 높이를 갖도록 형성된다.
상기 이송유니트(20)는 베이스 유니트(10)의 양 측면에 설치되어 제1 또는 제2 정반(11,12)에 위치한 이송물(1)을 제2 또는 제3 정반(12,13)으로 이송시키는 것으로서, 베이스 유니트(10)의 양 측면에 위치하며, 각각 지면에 고정되는 지지부(21)와, 지지부(21)의 상면에 설치되어 단부에 마련된 헤드부(35)가 전후, 좌우 및 상하로 이동할 수 있도록 형성된 로봇(30)과, 상기 로봇(30)의 헤드부(35)에 설치되어 이송물(1)을 파지하는 핑거(22)를 포함한다.
상기 지지부(21)는 상면에 설치되는 로봇(30)이 작동중 세팅된 위치에서 이탈되지 않도록 지지하는데, 상기 로봇(30)이 이송물(1)을 이송시키기 위해 작동하는 과정에서 발생하는 진동과 같은 외력이 발생하여 로봇(30)이 세팅된 위치로부터 벗어날 수 있으므로 볼팅부재에 의해 지면에 견고하게 고정된다.
상기 핑거(22)는 상기 이송물(1)을 파지하기 위한 것으로서, 제1 내지 제3 정반(11,12,13)에 안착된 각각의 이송물(1)과 연결된 커넥팅 바(14)와 결합되어 상기 커넥팅 바(14)를 승강 및 이송시킴으로써 상기 이송물(1)들이 다음 단계의 정반에 안착되게 한다. 본 실시예에서는 상기 핑거(22)가 이송물(1)들과 연결된 커넥팅 바(14)에 결합되어 이송물(1)들을 이송시키도록 되어 있으나, 이와는 달리 핑거(22)는 이송물(1)과 직접 접촉하여 이송물(1)을 다음 단계의 공정에 해당하는 정반으로 이송시킬 수 있으며, 이송물(1)의 형상 또는 재질에 따라 다양한 형태로 제작될 수 있다. 예를 들어 이송물(1)의 양 측면부에서 가압하여 이송물(1)을 파지할 수 있도록 이송물(1)과의 접촉이 용이한 접촉면을 가질 수도 있으며, 이송물(1)의 일부분에 걸려 상기 이송물(1)을 승강 및 이송시킬 수 있도록 갈고리 형태로 제작될 수도 있다.
상기 로봇(30)은 핑거(22)를 이동시켜 핑거(22)가 커넥팅 바(14)를 파지, 승강 및 이송시킬 수 있도록 하는 것으로서, 상기 지지부(21)의 상면에 설치되는 고정부(31)와, 상기 고정부(31)의 상부에 좌우로 회전가능하게 설치되는 제1 회전부(32), 일단부가 상기 제1 회전부(32)와 힌지 결합되어 상하 방향으로 회동되는 제2 회전부(33), 제2 회전부(33)의 타단부에 힌지결합되어 상하 방향으로 회동되는 제3 회전부(34) 및 상기 제3 회전부(34)의 단부에 좌우로 회동 가능하게 결합되고 상기 핑거(22)가 체결되는 헤드부(35)를 포함한다.
상기 고정부(31)는 지지부(21)에 고정되어 있으며, 제1 회전부(32)는 내장된 구동장치에 의해 고정부(31)의 상면에서 좌우로 회전한다.
제2 회전부(33) 및 제3 회전부(34) 역시 각각 제1 회전부(32) 및 제2 회전부(33)와 연결되는 결합부분에 마련된 구동 모터에 의해 상하 방향으로 회전한다.
헤드부(35)는 이송물(1)의 측면에 접촉하는 핑거(22)를 고정하는 고정부재(36)가 마련되어 있다. 헤드부(35)는 좌우로 회전 가능하게 제3 회전부(34)와 결합되기 때문에 제1 회전부(32)의 회전에 의해 이송물(1)을 이송시킬 때, 핑거(22)가 회전에 따른 각각의 위치에서도 안전하게 커넥팅 바(14)와 결합된 상태를 유지할 수 있다.
상기 로봇(30)은 회전 가능한 제1 내지 제3 회전부(32,33,34)를 포함하기 때문에 헤드부(35)에 결합된 핑거(22)가 전후, 좌우 및 상하 방향으로 즉, 3차원 적으로 이동하는 것이 가능하다. 본 실시예에서는 핑거(22)를 이동시키는 로봇(30)으로서 제1 내지 제3 회전부(32,33,34) 및 헤드부(35)에서 회전 가능한 4축 로봇이 적용되었으나, 핑거(22)를 3차원적으로 이동시킬 수 있다면 3축 이상의 다양한 형태의 로봇이 적용 가능하다.
그리고 도시되지는 않았으나 상기 로봇(30)은 외부의 제어 컴퓨터와 연결되어 있어서 제어 컴퓨터에 세팅된 정보에 따라 핑거(22)를 이동시킬 수 있다. 작업자는 제1 내지 제3 회전부(32,33,34)의 회전량이 설정된 상기 제어 컴퓨터의 설정 값을 조정함으로써 상기 로봇(30)이 핑거(22)의 이동 스트로크가 다른 다양한 형태의 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거(22)에 대한 간섭 여부를 체크하는 시뮬레이션에 상기 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거(22) 시뮬레이터(100)를 용이하게 적용할 수 있 다.
상기 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터(100)를 이용한 시뮬레이션 과정을 설명하면 다음과 같다.
1. 클램핑 단계
핑거(22)는 초기위치(A)에서 제1 내지 제3 회전부(32,33,34)의 회동에 의해 커넥팅 바(14)로 전진하여 커넥팅 바(14)를 이송시킬 수 있도록 파지한다. 물론 본 실시예와는 달리 핑거(22)가 이송물(1)의 측면에 직접 결합될 수 있도록 설정할 수도 있다.
2. 리프트 업 단계
핑거(22)가 커넥팅 바(14)와 결합되면 제2 회전부(33)와 제3 회전부(34)가 회동하여 커넥팅 바(14)를 상방으로 승강시킨다. 커넥팅 바(14)와 연결된 이송물(1)은 커넥팅 바(14)의 승강에 따라 각각의 정반으로부터 분리되어 커넥팅바와 함께 상방으로 승강한다.
3. 어드밴스 단계
리프트 업 단계에서 커넥팅 바(14) 및 이송물(1)이 일정 높이 상방으로 승강되면 이송물(1)이 후속 단계의 정반과의 이격 거리만큼 이동하여 후속 단계의 정반에 대응되는 지점에 위치할 수 있도록 로봇(30)의 제1 회전부(32)가 회전한다.
4. 리프트 다운 단계
어드밴스 단계를 거쳐 후속 단계의 정반에 대응되는 지점으로 이송물(1)이 이동되면 제2 회전부(33)와 제3 회전부(34)가 회전하여 이송물(1)이 후속단계의 정 반에 안착되도록 이송물(1)을 하강시킨다.
5. 언 클램핑 단계
이송물(1)이 후속 단계의 정반에 안착되면 제1 내지 제3 회전부(32,33,34)의 회전을 통해 핑거(22)가 커넥팅 바(14)로부터 분리된 후 핑거(22)의 초기위치(A)와 대응되는 거리만큼 후진한다.
6. 리턴 단계
언클램핑 단계를 거쳐 핑거(22)가 커넥팅 바(14)와 분리되면 제1 회전부(32)가 회전하여 핑거(22)를 상기 초기위치(A)로 복귀시킨다.
상기 여섯 단계를 반복적으로 수행함으로써 이송물(1)을 후속 단계의 정반으로 이송시키는 과정에서 핑거(22)와 금형 사이의 간섭을 체크할 수 있다. 물론 상기 각각의 단계에서 제1 내지 제3 회전부(32,33,34)의 회전량은 제어 컴퓨터에 세팅된 설정값에 따라 정해진 것이며, 핑거(22)가 로봇(30)에 의하여 실제 트랜스퍼 프레스 금형과 같이 3차원적으로 이동하기 때문에 핑거(22)의 모든 이동 경로에 대하여 금형과의 간섭 여부를 체크할 수 있다.
상기 구성을 갖는 본 발명에 따른 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법은 3차원적으로 이동하는 핑거의 모든 이동 경로에 대하여 핑거와 금형사이의 간섭 여부를 정확하게 체크할 수 있으며, 다양한 스트로크의 트랜스퍼 프레스 금형에 대하여 모두 적용할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (2)

  1. 실제 트랜스퍼 프레스 금형과 동일한 조건을 갖도록 인라인 상으로 설치되는 제1 내지 제3 정반을 포함하는 베이스 유니트;
    상기 제1 내지 제3 정반에 안착되며 커넥팅바가 설치되어 있는 이송물;
    상기 베이스 유니트의 양 측면에 설치되어 상기 제1 또는 제2 정반에 위치한 상기 이송물을 후속단계인 제2 또는 제3 정반으로 이송시키는 이송유니트;를 구비하며,
    상기 이송유니트는 지면에 고정되는 지지부와, 지지부의 상면에 설치되어 단부에 마련된 헤드부가 전후·좌우 및 상하방향으로 이동할 수 있도록 형성된 로봇과, 상기 헤드부에 설치되어 상기 이송물의 상기 커넥팅 바에 결합되어 상기 이송물을 이동시키는 핑거를 포함하고,
    상기 로봇은 상기 지지부의 상면에 설치되는 고정부와, 상기 고정부의 상부에 좌우로 회전 가능하게 설치되는 제1 회전부와, 일단이 상기 제1 회전부와 힌지결합되어 상하 방향으로 회동되는 제2 회전부와, 상기 제2 회전부의 타단부에 힌지결합되어 상하 방향으로 회동되며 단부에 상기 헤드부가 좌우로 회동 가능하게 결합되어 있는 제3 회전부를 구비하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 프레스 금형의 핑거 시뮬레이터.
  2. 삭제
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