KR100870055B1

KR100870055B1 - 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스

Info

Publication number: KR100870055B1
Application number: KR1020070012874A
Authority: KR
Inventors: 김태균
Original assignee: 주식회사 모비코
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2008-11-24
Also published as: KR20080073966A

Abstract

본 발명은 서보 전동 프레스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정확한 원점을 확인하여 가압시 요구되는 정확한 가압력을 작업 대상물에 제공할 수 있는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스에 관한 것이다.

본 발명의 서보 전동 프레스(100)에 있어서, 상기 서보 전동 프레스(100)의 상부에 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측에는 서보모터(102)와, 상기 서보모터(102)의 동력이 전달되는 기어 박스 감속기(103)와, 상기 감속기(103)의 로드축과 연결되어 동력이 전달하는 동력전달조인트(104)와, 상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)과, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 상부하우징(105)과, 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 사이인 상측에는 트러스트베어링(107)과 하측에는 볼베어링(111)이 설치되고, 상기 동력전달조인트(104)의 하측에 볼트(108)로 고정되어 회전 운동을 하는 볼스크류(126)와, 상기 동력전달조인트(104)와 볼스크류(126)사이에 고정키(110)와, 상기 볼스크류(126)의 상측에는 상부예압지그(116)와, 상기 상부예압지그(116)의 외측에는 예압스프링(114)이 설치된 상측에 상부와샤(113)와 예압조절너트(112)와 하측에 하부와샤(115)와, 상기 상부예압지그(116)와 고정되는 하단에 볼스크류너트(117)와, 상기 볼스크류(126)의 하측에는 상,하 왕복운동을 하는 압입용램(122)과, 상기 압입용램(122)의 일측 상측에는 램용부쉬(121)와, 상기 압입용램(122)의 외측 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)와, 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)과, 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된 것을 특징으로 한다.

전동 프레스, 압입용램, 볼스크류, 로드셀, 상부예압지그, 직진레일플레이트.

Description

예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스{Electric press}

도 1은 종래의 전동 프레스 단면 구성도.

도 2는 도 1의 A부분 확대 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 제1실시예의 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 단면 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 제2실시예의 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 단면 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 제3실시예의 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 단면 구성도.

도 6은 본 발명에 따른 제4실시예의 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 단면 구성도.

도 7은 본 발명에 따른 제5실시예의 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 단면 구성도.

도 8은 도 7에 직진레일플레이트가 더 구비된 상태도.

도 9은 본 발명에 따른 제6실시예의 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 단면 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:서보 전동 프레스 101:엔코더

102:서보모터 103:감속기

104:동력전달조인트 105:상부하우징

106:로드셀 107:트러스트베어링

108:볼트 109:로드셀고정부쉬

110:고정키 111:볼베어링

112:예압조절너트 113:상부와샤

114:예압스프링 115:하부와샤

116:상부예압지그 117:볼스크류너트

118:원점센서플레이트 119:원점센서

120:직진레일베어링 121:램용부쉬

122:압입용램 123:중간하우징

124:직진레일플레이트 125:직진레일

126:볼스크류 127:소음방지오링

128:하부하우징 129:스프링와샤

130:하부예압용스프링 131:하부부쉬

132:스프링예압조절볼트 133:볼베어링

134:오일씰 135:압입지그연결고정구

종래의 전동 프레스로서, 특허출원번호 10-2003-0033793호에 나타나 있는 전동 프레스 장치를 참조하여 설명한다.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이 종래의 전동 프레스는 중공파이프형으로 구비되는 프레스 본체(10)의 상단부 내부에 프레스 본체와 중심이 일치하도록 로드셀(20)이 설치된다. 로드셀(20)은 자체의 외주면에서 반경방향으로 돌출하는 제어부를 구비하며, 로드셀 조립시 제어부는 프레스 본체(10)의 상단부 일측에 형성된 절개부를 통해 외부에 노출되도록 조립되고, 제어부에서 신호선과 전원선 등의 배선이 인출되어 미도시한 프레스 제어장치로 연결될 수 있도록 한다.

프레스 본체(10)의 상단에서 소정 높이 만큼의 내경은 로드셀(20)의 직경에 따라 확장된 형태로 형성되며, 직경차에 의해 형성되는 걸림턱 부분에 로드셀(20)의 하면측 가장자리부분이 밀착되도록 고정된다.

로드셀(20)의 상·하부측정단(23)에는 각각 상·하부 스러스트 베어링(9)(5)이 고정되는데, 스러스트 베어링(9)(5)은 각각의 외륜부가 베어링 하우징(7)(3)에 삽입되어 일체로 고정된 상태에서 상기 로드셀(20)의 상·하부측정단(23)에 각각 베어링 하우징(7)(3) 부분이 밀착되도록 고정된다.

이와 같이, 상·하부 스러스트 베어링(9)(5)이 로드셀(20)에 장착된 상태에서, 로드셀(20)과 상·하부 스러스트 베어링(9)(5)의 중심공을 순차적으로 관통하도록 볼스크류 볼트(30)가 설치된다.

볼스크류 볼트(30)는 공지의 볼스크류에서와 같이 볼스크류 너트(35)와 맞물려 연동하는 것으로서, 하부의 나사부(38)와 상부의 지지부(39)로 구분되며, 나사부와 지지부의 경계부에 직경차에 의한 지지단이 형성된다. 이와 같은 볼스크류 볼트(30)는 로드셀(20)에 베어링 하우징(3)을 통해 결합된 하부 스러스트 베어링(5)의 내륜부가 지지단과 밀착되도록 결합된다. 즉, 볼스크류 볼트(30)의 지지부(39)에는 지지단과 밀착되는 하부 스러스트 베어링(5), 베어링하우징(3), 로드셀(20),베어링 하우징(7), 상부 스러스트 베어링(9)이 순차적으로 위치하게 되며, 실질적으로 로드셀(20) 및 각 베어링 하우징(3)(7)의 내주면은 볼스크류 볼트(30)의 지지부(39) 외주면과 접촉하지 않는 가운데, 상·하부 스러스트 베어링(9)(5) 각각의 내륜부가 지지부(39) 외주면과 접촉을 유지한 상태로 결합된다.

하측면 가장자리 부분이 프레스 본체(10)의 걸림턱 부분에 밀착되어 고정되는 로드셀(20)의 상측면 가장자리 부분은 베이스판(80)과 밀착된 상태에서 나사결합된다. 베이스판(80)의 일측에는 볼스크류 볼트(30)가 상부로 돌출할 수 있도록 하는 관통공이 형성되어 있으며, 관통공의 하면측 둘레부분에 로드셀(20)의 상면측 가장자리부분이 밀착되도록 고정된다.

즉, 로드셀(20)은 프레스 본체의 내주면 상부의 걸림턱에 밀착되어 고정되 고, 베이스판(80)은 로드셀(20)의 상측면 가장자리 부분에 고정되는 것이다. 이때, 상기 관통공 내부에는 베어링 하우징(7)에 삽입된 상부 스러스트 베어링(9)이 위치하게 되며, 볼스크류 볼트(30)의 지지부(39) 상부가 베이스판(80) 상부로 돌출한 상태로 위치하게 된다.

베이스판(80) 상부로 돌출하는 볼스크류 볼트(30)의 지지부(39) 상부에 키(32)에 의해 결합되는 종동 타이밍 풀리(25)가 상부 스러스트 베어링(9)의 내륜과 밀착되도록 장착되고, 타이밍 벨트(15)에 의해 후술하는 주동 타이밍 풀리(45)와 연동하게 된다. 또한, 종동 타이밍 풀리(25)는 볼스크류 볼트(30) 지지부(39)의 최상부에 형성된 나사에 로크 와셔(26)와 로크너트(27)를 체결하여 견고하게 고정된다.

한편, 굽힘방지브라켓(60)이 볼스크류 볼트(30) 지지부(39)의 상단부를 지지하도록 베이스판(80)에 고정된다. 굽힘방지브라켓(60)은 종동 타이밍 풀리(25)를 덮는 형태로 형성되는 것으로서, 결합공을 구비하고 있다. 그리고, 종동 타이밍 풀리(25)는 상부로 돌출하는 허브를 구비하고, 허브 외주면에 내륜부가 밀착되도록 볼 베어링(29)이 장착되며, 굽힘방지브라켓(60)의 결합공에 종동 타이밍 풀리(25)의 허브에 장착된 볼 베어링(29)의 외륜부가 결합되어 볼스크류 볼트(30)의 상단부를 자유로운 회전이 가능한 상태에서 지지함으로써 타이밍 벨트(15)의 장력에 의한 볼스크류 볼트(30)의 굽힘을 방지하도록 되어 있다.

그리고, 베이스판(80)의 다른 일측의 저면에 관통 형성된 장공(82)을 통해 고정볼트(84)에 의해 서보모터(40)가 장착되며, 서보모터(40)의 출력축(41)에 주동 타이밍 풀리(45)가 설치된다. 베이스판(80)의 서보모터(40)와 결합하는 부분에도 역시 서보모터(40)의 출력축(41)이 상부로 돌출할 수 있도록 하는 관통공이 형성되어 있으며, 상면측의 관통공 주변에 기준평면에서 내측으로 들여진 모터위치조절판 설치부(81)가 형성되어 있다.

모터위치조절판 설치부(81)에 모터위치조절판(85)이 설치되고 모터위치 조절판(85)의 나사구멍(86)에 고정볼트(84)가 체결되어 서보모터가 체결되는 것이다. 이 모터위치조절판(85)은 서보모터(40)의 출력축(41)에 설치된 주동 타이밍 풀리(45)의 하부 직경보다 조금 큰 조정구멍을 구비한다. 여기서, 모터위치조절판(85)은 베이스판(80)의 일측면을 관통하여 결합되는 장력조절볼트(83)를 조절함으로써 볼스크류 볼트(30)를 향해 전진 또는 후진하게 되고, 이 과정에서 서보모터(40)의 위치를 조절하게 되고, 따라서 주동 타이밍 풀리(45)와 종동 타이밍 풀리(25)의 축간거리가 조정됨에 따라 타이밍 벨트(15)의 장력이 조절된다.

그리고, 베이스판(80) 상부는 커버(90)가 씌워져서, 내부의 구성요소들이 외부에 노출되어 먼지 등에 의해 오염되거나 내부의 기계적 소음이 그대로 방출되는 것을 차단하게 된다.

한편, 볼스크류 볼트(30)의 나사부(38)와 맞물려 볼스크류 볼트(30)의 회전시 상승 또는 하강하게 되는 볼스크류 너트(35)가 장착되며, 볼스크류 너트(35)는 프레스 본체(10)의 내주면과의 사이에 위치하도록 자체의 외주면에 결합되는 오일리스 베어링(37)에 의해 마찰이 최소화된 상태에서 상하로 왕복운동하게 된다.

볼스크류 너트(35)의 하부에는 중공축형의 가압로드(50)가 결합되며, 가압로 드(50) 역시 볼스크류 너트(35)의 상하 왕복운동시 함께 상하로 왕복운동하여 그 하부가 프레스 본체(10)의 하단 개구부를 통해 출몰하게 된다. 또한, 가압로드(50)의 하단부에는 작업대상물과 접촉한 상태에서 직접 가압력을 전달하게 되는 작업 도구가 장착되게 된다.

가압로드(50)의 상부 일측 외주면에는 소정의 길이와 두께 및 폭을 갖는 가이드키(51)가 결합되며, 가이드키(51)의 설치위치에 대응하는 프레스 본체(10) 내주면에는 축방향으로 프레스 본체(10)의 하단까지 연장되도록 음각의 키 가이드레일(11)이 형성되어, 가이드키(51)가 키 가이드레일(11)에 구속되어 가압로드(50)의 상하 왕복운동시 볼스크류 너트(35) 및 가압로드(50)가 회전하는 것을 방지하게 된다.

또한, 키 가이드레일(11) 상에는 외부와 연통되는 3개의 통공이 형성되고, 최상부 및 최하부 통공에는 가압로드(50)의 과도한 상승이나 하강을 방지하는 오버런센서(53)(57)가 설치되고, 상측의 오버런센서(53)와 인접하게 위치하는 중간의 통공에는 가압로드(50)의 기준위치 설정을 위한 원점근접센서(55)가 설치되며, 가이드키(51)의 윗면을 센서가 감지함으로써 가압로드(50)의 위치를 감지할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 볼스크류 볼트(30)의 하단부 외주면에는 볼 베어링(31)이 장착되고, 볼베어링(31)의 외륜부에 오일리스 베어링(33)이 결합되어, 오일리스 베어링(33)의 외주면이 가압로드(50)의 내주면과 미끄럼 접촉하도록 함으로써, 볼스크류 볼트(30)가 회전하여 가압로드(50)가 상하로 왕복운동하는 경우에도 볼스크류 볼 트(30)의 휨과 상호간의 마찰로 인한 소음이 방지되고 가압로드(50)의 원활한 상하 왕복운동이 가능하도록 한다. 또한, 프레스 본체(10)의 하단부 내주면과 밀착되는오일리스 베어링(13)을 구비하여 가압로드(50)와 미끄럼 접촉하도록 함으로써, 마찰이 최소화된 상태에서 안정적인 가압로드(50)의 상하 왕복운동이 가능하도록 한다.

상기와 같은 종래의 전동프레스는 로드셀 취부방식에서 볼스크류부의 상부를 길게 가공 하므로 가공시 정밀 가공에 어려움이 있다. 볼스크류에 부하 감지를 위한 턱부를 가공 함으로 볼스크류 내부 강성 변화가 발생하고, 턱부에 모든 압입 부하가 걸림으로 강성 부족이 발생하며, 로드셀 고장시 전체 볼스크류부를 분해 해야 하며 상부 베어링 풀리등도 분해 해야 하므로 분해가 어렵다. 또한 조립시 클리언스 조정등에 어려움이 발생 생산 라인 고장시 처리 속도 지연 으로 인한 가동률 저하가 많다.

원점 센서로만 원점을 확인 하므로 센서 자체응답성에 따라 원점 확인시 마다 동일한 위치를 확인 하지 못하며(속도에 따라 정밀급 사용시도 10미크론 이상의 차이 발생), 볼스크류 너트와 연결된 램용 부쉬의 마모 정도에 따라 센서 응답성이 변화함으로 원점 확인 위치가 변경되고, 됨 볼스쿠류 너트와 볼스쿠류의 클리언스로 인하여(약 50미크론 이상의) 원점 확인 위치가 변동된다. 상기와 같이 압입 위치를 엔코더로 표시 및 관리시 압입 위치의 부정확으로 불량 품의 발생 우려가 높다.

모타의 회전운동을 상하 운동으로 작동하도록 하우징과 압입램에 키를 설치 하여 회전 방지를 하는 방식으로 하우징부의 홈과 램 부의 키 사이의 공차가 많아야 움직이는 구조이므로 램의 회전량도 압입시 틀려짐으로 인해 위치 제어도 부적확하다. 하우징이 길어질 경우 가공이 어렵고 마모시 위치 공차가 심해지는 현상이 발생한다. 마모 등의 문제시 하우징등을 전체 교체하여야 한다.

로드셀이 측정한 압입력은 압입용 램의 무게 및 상하 작동시 가이드부의 마찰력에 의한 걸림 부하는 무시하는 압입력으로 실제 피 압입물의 압입부하와 차이 가 있다. 압입 위치에서도 램 무게로 인하여 하부로 쳐진 상태에서 압입되기 시작하므로 볼스크류와 볼 너트의 클리언스 만큼의 압입 위치의 차이가 발생한다.

현재는 상기와 같이 위치 공차가 발생하므로 측정 센서를 별도기구 구조로 로 설치하여 높이를 확인하는 시스템을 종종 사용하여 왔다. 압입부 이외에서 변형이나 압입된 깊이를 측정 할경우 별도의 장비가(정밀 측정센사 이용 장비)필요 하였다.

본 발명의 목적은 로드셀을 상측 내측에 취부함으로써, 외부 충격 및 타격 등으로 인한 작업 안정성 저하 방지를 실현할 수 있는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 직진레일베어링 취부 직진레일플레이트를 사용함으로써, 고속 직진 운동을 함에 있어서 클리어런스의 제로화와 회전을 직선 운동으로 변환시의 모든 작용 하중에 대한 강성의 우월함을 실현함으로 압입용램의 정확한 이동 거리를 측정할 수 있게 되었다. 이러한 점들을 보완함으로써, 보다 정밀한 값으로 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 로드셀 설치용 하우징을 별도로 취부하여 분해 조립으로 인한 교체성 향상과 가동율의 향상시켜스며, 상부 감속기나 모터부와 하부 볼스크류 부를 동력 전달 조인트를 연결하여 볼스크류 하중을 전달함이 용이하고 강성 부족 현상이 발생치 않도록 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 로드셀 고정시도 로드셀 고정부쉬를 각홈으로 가공후 셋트 스크류로 밀착함으로 로드셀에 과도한 압력이 걸리지 않고 적절한 고정이 될수 있도록하고, 볼스크류 너트의 상부에 예압 지그를 설치하고 볼너트 이동시 같이 이동 가능 하게 하여 원점 확인시 볼스크류 너트와 볼스크류 부에 예압을 줌으로 클리언스를 동일하게 하여 반복으로 원점확인시라도 위치차를 없게 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 예압 스프링을 조정할수 있는 예압조정너트를 설치 함으로 클리언스가 없는 예압을 너트 특성에 따라서 조정이 용이하도록 하였으며, 원점 센서 확인후 모터에 취부된 엔코더의 z상(제로위치)을 확인하여 원점 위치를 설정하므로 센서에 의한 원점 위치 변동이 없이 항상 정확한 위치를 원점으로 할수 있는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 중간하우징에 직진레일취부용 직진레일플레이트를 설치하고 압입용램 부위에는 직진레일베어링을 설치하여 회전량에 대한 공차가 최소화 할수 있으므로 높이 제어가 정밀하게 하는 것이 가능하고, 마모가 없는 구조이며 작동 수명이 길고, 교체 시에도 교체가 간단하게 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 하부 피 구조물의 압입 영역 만큼의 높이와 압입용램의 무게를 지지 할수 있는 탄성을 가진 예압스프링을 설치하고 무부하 상태에서 마스타링을 실시하여 높이별 하중값과 서보 모터의 부하값을 콘트롤러에 저장하고 실제 피 압입물의 압입시 높이별 하중을 보상하여 피 압입물에 전달되는 압입력을 정확히 제어.표시할 수 있고, 예압 스프링의 예압을 조정하여 볼너트와 볼스쿠류의 클리언스가 최소화 되는 예압을 부여 함으로 압입 높이를 정확하게 제어및 표시할 수 있는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 피압입물의 실제 압입 시작점부터 압입 완료점 까지의 거리에서는(압입영역) 프레스의 기구상 클리언스가 없음으로 높이 및 하중 제어와 표시가 정확하고, 피압입물의 가공 공차의 양호,불량도 판정 가능 함으로 품질 수준을 획기적으로 올릴수 있는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 서보 제어용 콘트롤러 내부에 정밀 측정 센서를 동시에 취부하여 제어할수 있도록 구성하고 프레스 압입용 램에 변위센서를 취부하여 사용하는 압입 지그가 압입부의 높이 이외의 높이 측정이 필요할 경우 에는 정밀 측정 센서로 원 위치를 확인하는 것이 가능하며, 압입 위치도 정밀 측정 센서로 압입 하는 것이 가능 한 것이다. 제품 생산시나 장비의 검증시 엔코더에서 발생하 는 회전각도에 의한 위치감지와 측정 센서에 의한 위치를 자동으로 보상할 수 있는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스를 제공함에 있다.

본 발명의 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예와 하기의 상세한 설명에 의하여 명확해 질 것이다.

그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 제1실시예의 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 단면 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 제2실시예의 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 단면 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 제3실시예의 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 단면 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 제4실시예의 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 단면 구성도이다. 그리고, 도 7은 본 발명에 따른 제5실시예의 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 단면 구성도이고, 도 8은 도 7에 직진레일플레이트가 더 구비된 상태도이며, 도 9은 본 발명에 따른 제6실시예의 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 단면 구성도이다.

도 3은 본 발명의 제1실시예로서 도시한 바와 같이 서보 전동 프레스(100)에 있어서, 상기 서보 전동 프레스(100)의 상부에 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측에는 서보모터(102)와, 상기 서보모터(102)의 동력이 전달되는 기어 박스 감속기(103)와, 상기 감속기(103)의 로드축과 연결되어 동력이 전달하는 동력전달조인트(104)와, 상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)과, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 상부하우징(105)과, 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 사이인 상측에는 트러스트베어링(107)과 하측에는 볼베어링(111)이 설치되고, 상기 동력전달조인트(104)의 하측에 볼트(108)로 고정되어 회전 운동을 하는 볼스크류(126)와, 상기 동력전달조인트(104)와 볼스크류(126)사이에 고정키(110)와, 상기 볼스크류(126)의 상측에는 상부예압지그(116)와, 상기 상부예압지그(116)의 외측에는 예압스프링(114)이 설치된 상측에 상부와샤(113)와 예압조절너트(112)와 하측에 하부와샤(115)와, 상기 상부예압지그(116)와 고정되는 하단에 볼스크류너트(117)와, 상기 볼스크류(126)의 하측에는 상,하 왕복운동을 하는 압입용램(122)과, 상기 압입용램(122)의 일측 상측에는 램용부쉬(121)와, 상기 압입용램(122)의 외측 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)와, 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)과, 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된 것이다.

상기 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측의 서보모터(102)와, 상기 로드셀(106)에 각각 신호를 주고 받기 위해 컨트롤러(140)와 연결된 것이다.

상기 압입용램(122)의 하단부에 변위센서(LVDT)를 더구비 하고, 컨트롤러에 정밀측정센서를 취부하여 원위치와 압입부의 높이위치를 제어할 수 있는 것이다.

상기 콘트롤러 내부에 정밀측정센서를 동시에 취부하여 제어할수 있도록 구성하고 프레스 압입용 램에 변위센서를 취부하여 사용하는 압입 지그가 압입부의 높이 이외의 높이 측정이 필요할 경우에는 정밀 측정 센서로 원 위치를 확인하는 것이 가능하며, 압입 위치도 정밀측정센서로 압입하는 것이 가능 한 것이다.

도 4는 본 발명의 제 2실시예로서 도시한 바와 같이 서보 전동 프레스(100)에 있어서, 상기 서보 전동 프레스(100)의 상부에 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측에는 서보모터(102)와, 상기 서보모터(102)의 동력이 전달되는 기어 박스 감속기(103)와, 상기 감속기(103)의 로드축과 연결되어 동력이 전달하는 동력전달조인트(104)와, 상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)과, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 상부하우징(105)과, 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 사이인 상측에는 트러스트베어링(107)과 하측에는 볼베어링(111)이 설치되고, 상기 동력전달조인트(104)의 하측에 볼트(108)로 고정되어 회전 운동을 하는 볼스크류(126)와, 상기 동력전달조인트(104)와 볼스크류(126)사이에 고정키(110)와, 상기 상부예압지그(116)와 고정되는 하단에 볼스크류너트(117)와, 상기 볼스크류(126)의 하측에는 상,하 왕복운동을 하는 압입용램(122)과, 상기 압입용램(122)의 일측 상측에는 램용부쉬(121)와, 상기 압입용램(122)의 외측 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)와, 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)과, 상기 압입용램(122)과 하부하우징(128) 사이의 상측에 스프링와샤(129)와 하측에 스프링예압조절볼트(132)가 설치된 하부부쉬(131)사이에 설치된 하부예압용스프링(130)과, 상기 하부부쉬(131)와 압입용램(122)사이에는 볼베어링(133)과, 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된 것이다.

하부 피 구조물의 압입 영역 만큼의 높이와 압입용램(122)의 무게를 지지 할수 있는 탄성을 가진 하부예압스프링(130)을 설치하고 무부하 상태에서 마스타링을 실시하여 높이별 하중값과 서보 모터의 부하값을 콘트롤러에 저장하고 실제 피 압입물의 압입시 높이별 하중을 보상하여 피 압입물에 전달되는 압입력을 정확히 제어.표시할 수 있고, 하부예압스프링(130)의 예압을 조정하여 볼너트와 볼스쿠류(126)의 클리언스가 최소화 되는 예압을 부여 함으로 압입 높이를 정확하게 제어및 표시할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 3실시예로서 도시한 바와 같이 서보 전동 프레스(100)에 있어서, 상기 서보 전동 프레스(100)의 상부에 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측에는 서보모터(102)와, 상기 서보모터(102)의 동력이 전달되는 기어 박스 감속기(103)와, 상기 감속기(103)의 로드축과 연결되어 동력이 전달하는 동력전달조인트(104)와, 상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)과, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 상부하우징(105)과, 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 사이인 상측에는 트러스트베어링(107)과 하측에는 볼베어링(111)이 설치되고, 상기 동력전달조인트(104)의 하측에 볼트(108)로 고정되어 회전 운동을 하는 볼스크류(126)와, 상기 동력전달조인트(104)와 볼스크류(126)사이에 고정키(110)과, 상기 볼스크류(126)의 상측에는 상부예압지그(116)와, 상기 상부예압지그(116)의 외측에는 예압스프링(114)이 설치된 상측에 상부와샤(113)와 예압조절너트(112)와 하측에 하부와샤(115)와, 상기 상부예압지그(116)와 고정되는 하단에 볼스크류너트(117)와, 상기 볼스크류(126)의 하측에는 상,하 왕복운동을 하는 압입용램(122)과, 상기 압입용램(122)의 일측 상측에는 램용부쉬(121)와, 상기 압입용램(122)의 외측 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)와, 상기 압입용램(122)과 중간하우징(123)사이의 상측에는 직진레일베어링(120)과 하측에는 회전을 방지하며 상,하 직선운동을 하는 직진레일(125)이 설치되어 상기 볼스크류(126)의 회전력을 받은 볼스크류 하우징(116)과 압입용램(122)의 회전 운동을 상,하 왕복 운동으로 변환하여 주는 직진레일플레이트(124)와, 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)과, 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된 것이다.

도 6은 본 발명의 제4실시예로서 도시한 바와 같이 서보 전동 프레스(100)에 있어서, 상기 서보 전동 프레스(100)의 상부에 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측에는 서보모터(102)와, 상기 서보모터(102)의 동력이 전달되는 기어 박스 감속기(103)와, 상기 감속기(103)의 로드축과 연결되어 동력이 전달하는 동력전달조인트(104)와, 상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)과, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 상부하우징(105)과, 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 상,하측 사이에는 트러스트베어링(107)과 볼베어링(111)과, 상기 동력전달조인트(104)의 하측에 볼트(108)로 고정되어 회전 운동을 하는 볼스크류(126)와, 상기 동력전달조인트(104)와 볼스크류(126)사이에 고정키(110)과, 상기 볼스크류(126)의 상측에는 상부예압지그(116)와, 상기 상부예압지그(116)의 외측에는 예압스프링(114)이 설치된 상측에 상부와샤(113)와 예압조절너트(112)와 하측에 하부와샤(115)와, 상기 상부예압지그(116)와 고정되는 하단에 볼스크류너트(117)와, 상기 볼스크류(126)의 하측에는 상,하 왕복운동을 하는 압입용램(122)과, 상기 압입용램(122)의 일측 상측에는 램용부쉬(121)와, 상기 압입용램(122)의 외측 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)와, 상기 압입용램(122)과 중간하우징(123)사이의 상측에는 직진레일베어링(120)과 하측에는 회전을 방지하며 상,하 직선운동을 하는 직진레일(125)이 설치되어 상기 볼스크류(126)의 회전력을 받은 볼스크류 하우징(116)과 압입용램(122)의 회전 운동을 상,하 왕복 운동으로 변환하여 주는 직진레일플레이트(124)와, 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)과, 상기 압입용램(122)과 하부하우징(128) 사이의 상측에 스프링와샤(129)와 하측에 스프링예압조절볼트(132)가 설치된 하부부쉬(131)사이에 설치된 하부예압용스프링(130)과, 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된 것이다.

도 7은 본 발명의 제 5실시예로서 도시한 바와 같이 서보 전동 프레스(100)에 있어서, 상기 서보 전동 프레스(100)의 상부에 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측에는 서보모터(102)와, 상기 서보모터(102)의 동력이 전달되는 기어 박스 감속기(103)와, 상기 감속기(103)의 로드축과 연결되어 동력이 전달하는 동력전달조인트(104)와, 상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)과, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 상부하우징(105)과, 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 사이인 상측에는 트러스트베어링(107)과 하측에는 볼베어링(111)이 설치되고, 상기 동력전달조인트(104)의 하측에 볼트(108)로 고정되어 회전 운동을 하는 볼스크류(126)와, 상기 동력전달조인트(104)와 볼스크류(126)사이에 고정키(110)과, 상기 볼스크류(126)가 결합된 볼스크류너트(117)의 하측에는 상,하 왕복운동을 하는 압입용램(122)과, 상기 압입용램(122)의 일측 상측에는 램용부쉬(121)와, 상기 압입용램(122)의 외측 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)와, 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)과, 상기 압입용램(122)과 하부하우징(128) 사이의 상측에 스프링와샤(129)와 하측에 스프링예압조절볼트(132)가 설치된 하부부쉬(131)사이에 설치된 하부예압용스프링(130)과, 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된 것이다.
도 8과 같이 상기 압입용램(122)과 중간하우징(123)사이의 상측에는 직진레일베어링(120)과 하측에는 회전을 방지하며 상,하 직선운동을 하는 직진레일(125)이 설치된 직진레일플레이트(124)를 더 구비하여, 볼스크류(126)의 회전력을 받은 볼스크류 하우징(116)과 압입용램(122)의 회전 운동을 상,하 왕복 운동으로 변환할 수 있도록 설치된 것이다.

삭제

도 9는 본 발명의 제 6실시예로서 도시한 바와 같이 서보 전동 프레스(100)에 있어서, 상기 서보 전동 프레스(100)의 상부에 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측에는 서보모터(102)와, 상기 서보모터(102)의 동력이 전달되는 기어 박스 감속기(103)와, 상기 감속기(103)의 로드축과 연결되어 동력이 전달하는 동력전달조인트(104)와, 상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)과, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 상부하우징(105)과, 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 사이인 상측에는 트러스트베어링(107)과 하측에는 볼베어링(111)이 설치되고, 상기 동력전달조인트(104)의 하측에 볼트(108)로 고정되어 회전 운동을 하는 볼스크류(126)와, 상기 동력전달조인트(104)와 볼스크류(126)사이에 고정키(110)과, 상기 볼스크류(126)가 결합된 볼스크류너트(117)의 하측에는 상,하 왕복운동을 하는 압입용램(122)과, 상기 압입용램(122)의 일측 상측에는 램용부쉬(121)와, 상기 압입용램(122)의 외측 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)와, 상기 압입용램(122)과 중간하우징(123)사이의 상측에는 직진레일베어링(120)과 하측에는 회전을 방지하며 상,하 직선운동을 하는 직진레일(125)이 설치되어 상기 볼스크류(126)의 회전력을 받은 볼스크류 하우징(116)과 압입용램(122)의 회전 운동을 상,하 왕복 운동으로 변환하여 주는 직진레일플레이트(124)와, 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)과, 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된 것이다.

상기와 같은 본 발명의 실시예 들에서 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스(100)는 상측에 서보모터(102)가 설치되어 있고, 서보모터(102)의 상부에 일체형으로써 엔코더(101)가 조합되어 있다. 상기 서보모터(102)의 하측에는 동력이 전달되어 회전력을 증속하는 기어박스인 감속기(103)와, 상기 감속기(103) 하부의 출력축에 연결되어 동력 전달을 하는 동력전달조인트(104)가 취부되어 있다.

상기 동력전달조인트(104)는 상측에 볼베어링(105)과 하측의 스러스트 베어링(107) 및 볼베어링(111)의 조합으로써, 압입시 하부로부터 상부로 전달되어지는 하중의 힘이 감속기(103)와 서보모터(102)까지 전달되지 못하도록 베어링 조합으로 지탱을 하여 회전력의 손실을 최소화할 수 있으며, 작동이 원할 수 있도록 취부되 어져 있다.

상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)이 설치되며, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로그셀(106)과 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 로드셀(106)를 외부 충격 및 타격으로부터 보호 역활을 하는 상부하우징(105)이 설치된 것이다. 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 상,하측 사이에는 트러스트베어링(107)과 볼베어링(111)이 설치된 것이다.

상기 로드셀(106) 고정시도 로드셀고정부쉬(109)를 각홈으로 가공후 셋트 스크류로 밀착함으로 로드셀에 과도한 압력이 걸리지 않고 적절한 고정이 될수 있도록한다.

상기 동력전달조인트(104)의 하부에는 볼스크류(126)가 볼스크류고정볼트(108)과 고정키(110)로 취부되어져 동력전달조인트(104)의 회전력을 받아 회전 운동을 상,하 왕복 운동으로 변환을 하여 주는 역활을 하지만, 상기 볼스크류(126)와 일체형으로 조합되어져 있는 볼스크류너트(117)의 특성상 볼스크류너트(117)을고정하여 구속을 하지 않으면, 볼스크류너트(117)는 상,하 왕복 운동으로 변환을 하지 못하고, 볼스크류(126)와 연동되어 회전 운동만을 진행하게 된다.

도 3 내지 도 6과 같이 상기 볼스크류(126)의 상측에는 상부예압지그(116)와, 상기 상부예압지그(116)의 외측 하측에 하부와샤(115)와 예압스프링(114)이 설치된 상측에 상부와샤(113)와 그 상측에 예압을 조절하는 예압조절너트(112)가 설치된다. 상기 상부예압지그(116)와 고정되는 하단에 볼스크류너트(117)와, 상기 볼 스크류(126)와 볼스크류너트(117) 일체형의 조합을 고정 구속시키기 위하여, 중공형으로 가공이 되어있는 압입용램(122)의 측면과 상측에는 램용부쉬(121)와 그 외측의 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)가 설치된다.

상기 예압스프링(114)을 조정할수 있는 예압조절너트(112)를 설치 함으로 클리언스가 없는 예압을 너트 특성에 따라서 조정이 용이하도록 하였으며, 원점센서(119) 확인후 서보모터(102)에 취부된 엔코더(101)의 z상(제로위치)을 확인하여 원점 위치를 설정하므로 센서에 의한 원점 위치 변동이 없이 항상 정확한 위치를 원점으로 할 수 있다.

상기 볼스크류너트(117)의 상부에 상부예압지그(116)를 설치하고 볼스크류너트 이동시 같이 이동 가능하게 하여 원점 확인시 볼스크류너트와 볼스크류 부에 예압을 줌으로 클리언스를 동일하게 하여 반복으로 원점확인시라도 위치차를 없게 한 것이다.

도 5,6과 도 8,9에 도시한 바와 같이 상기 압입용램(122)과 중간하우징(123)사이의 상측에는 직진레일베어링(120)과 하측에 직진레일(125)이 설치된 직진레일플레이트(124)를 설치하여 볼스크류(126)의 회전력을 받은 볼스크류 하우징(116)과 압입용램(122)의 회전 운동을 상,하 왕복 운동으로 변환을 하는 역활을 함으로써,직선 운동의 손실을 최소화하여 정확한 이동 거리를 측정할 수 있도록 하여 준다.

도 4, 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)이 결합되며, 상기 압입용램(122)과 하부하우징(128) 사이의 상측 에 스프링와샤(129)와 하측에 스프링예압조절볼트(132)가 설치되고 하부부쉬(131)사이에 설치된 하부예압용스프링(130)이 설치된 것이다.

상기 하부부쉬(131)와 압입용램(122)사이에는 볼베어링(133)을 설치할 수도 있고 설치하지 않을 수도 있다. 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된다. 상기 하부하우징(128)의 하단 내측과 압입용램(122) 사이에 이물질 및 금속 칩의 삽입을 방지할 목적으로 오일씰(134)을 취부하여 비정상적인 작동의 최소화가 가능하게 되었다.

상기 엔코더(101)와, 상기 엔코더(15)의 하측의 서보모터(102)와, 상기 로드셀(106)에 각각 신호를 주고 받기 위해 컨트롤러(140)와 연결한다.

상기 압입용램(122)의 하단부에 변위센서(LVDT)를 더구비 하고, 컨트롤러에 정밀측정센서를 취부하여 원위치와 압입부의 높이위치를 제어한다.

상기 서보 전동 프레스에서 피압입물을 압입물로 압입을 할 경우, 피압입물을 고정하여 작업을 할 수 있도록 하부 고정 지그를 사용하여야 만이 압입 작업이 가능하다. 하부 고정 지그를 취부하는 구조물의 방식으로는 장비에 일체형으로 고정하는 방법과 피압입물을 이동시키면서 작업을 하기위해 하부 팔레트를 사용하여 하는 방법이 일반적으로 사용되어 진다. 장비 일체형으로 고정하는 방법은 하부로 압입력이 전달되어 압입력을 충분히 견딜 수 있는 강성의 구조로 되어 있지만, 팔레트 고정 방식은 이동을 하며 사용하기 위하여 장비 일체형보다는 저강성 구조이므로 변형이 일어날 수 있는 가능성이 존재하여 왔다.

압입 작업 동작의 특성상, 상부에서 전동 프레스의 압입 지그가 압입을 하면, 하부 고정 지그에 전체 압입력이 그대로 전달되어 진다. 하부 고정 지그에 전달되어진 압압력은 하부 고정 지그가 취부된 하부로 작용을 하게 된다. 만약, 하부 고정 지그가 취부된 구조물이 압입력을 지탱할 수 없는 구조나 강성으로 되어 있다면, 구조물이 변형을 일으키게 된다.

초기 기준 구조물의 변형량을 검출하여 컨트롤러 내부에 저장을 하고, 일정 횟수나 시간을 설정하여 로드셀 마스터링 작업을 함으로써, 컨트롤러 내부에 저장 되어진 기준 변형량과의 비교 판정을하여 변형량 검출을 하게 되고, 검출한 병형량을 가지고 양,부 판정을 하여 작업자에게 알려준다. 그러므로써, 프레스 본체가 아닌 그 외의 조건인 구조물 등의 변형량으로 인한 압입력의 손실을 환산, 보상하여 보다 정밀한 하중을 측정할 수 있게 해준다.

상기 로드셀(106)을 상측 내측에 취부함으로써, 외부 충격 및 타격 등으로 인한 작업 안정성 저하 방지를 실현하였고, 축방향 이외의 하중이 로드셀(106)의 측정단에 작용하는 것을 원천적으로 차단하여 측정값의 안전성을 확보할 수 있게 한 것이다.

또, 직진레일베어링(120)과 직진레일(125) 취부용 직진레일플레이트(124)를 설치하여 사용하는 것은 고속 직진 운동을 함에 있어서 클리어런스의 제로화와 회전을 직선 운동으로 변환시의 모든 작용 하중에 대한 강성의 우월함을 실현함으로 압입용램(122)의 정확한 이동 거리를 측정할 수 있게 되었다. 이러한 점들을 보완함으로써, 보다 정밀한 값으로 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 작업이 가능하다는 잇점을 가지게 되었다.

상기 중간하우징(123)에 직진레일(125) 취부용 직진레일플레이트(124)를 설치하고 압입용램(122) 부위에는 직진레일베어링(120)을 설치하여 회전량에 대한 공차가 최소화 할수 있으므로 높이 제어가 정밀하게 하는 것이 가능하고, 마모가 없는 구조이며 작동 수명이 길고, 교체 시에도 교체가 간단하다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 로드셀을 상측 내측에 취부함으로써, 외부 충격 및 타격 등으로 인한 작업 안정성 저하 방지를 실현할 수 있다.

또한, 직진레일베어링 취부 직진레일플레이트를 사용함으로써, 고속 직진 운동을 함에 있어서 클리어런스의 제로화와 회전을 직선 운동으로 변환시의 모든 작용 하중에 대한 강성의 우월함을 실현함으로 압입용램의 정확한 이동 거리를 측정할 수 있게 되었다. 이러한 점들을 보완함으로써, 보다 정밀한 값으로 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스 작업이 가능하다는 잇점이 있다.

또한, 로드셀 설치용 하우징을 별도로 취부하여 분해 조립으로 인한 교체성 향상과 가동율의 향상시켜스며, 상부 감속기나 모터부와 하부 볼스크류 부를 동력 전달 조인트를 연결하여 볼스크류 하중을 전달함이 용이하고 강성 부족 현상이 발 생치 않도록 하였다.

또한, 로드셀 고정시도 로드셀 고정부쉬를 각홈으로 가공후 셋트 스크류로 밀착함으로 로드셀에 과도한 압력이 걸리지 않고 적절한 고정이 될수 있도록하고, 볼스크류 너트의 상부에 예압 지그를 설치하고 볼너트 이동시 같이 이동 가능 하게 하여 원점 확인시 볼스크류 너트와 볼스크류 부에 예압을 줌으로 클리언스를 동일하게 하여 반복으로 원점확인시라도 위치차를 없게 하였다

또한, 예압스프링을 조정할수 있는 예압조절너트를 설치 함으로 클리언스가 없는 예압을 너트 특성에 따라서 조정이 용이하도록 하였으며, 원점 센서 확인후 모터에 취부된 엔코더의 z상(제로위치)을 확인하여 원점 위치를 설정하므로 센서에 의한 원점 위치 변동이 없이 항상 정확한 위치를 원점으로 할 수 있다.

또한, 중간하우징에 직진레일 취부용 직진레일플레이트를 설치하고 압입용램 부위에는 직진레일베어링을 설치하여 회전량에 대한 공차가 최소화 할수 있으므로 높이 제어가 정밀하게 하는 것이 가능하고, 마모가 없는 구조이며 작동 수명이 길고, 교체 시에도 교체가 간단하다.

또한, 하부 피 구조물의 압입 영역 만큼의 높이와 압입용램의 무게를 지지 할수 있는 탄성을 가진 예압스프링을 설치하고 무부하 상태에서 마스타링을 실시하여 높이별 하중값과 서보 모터의 부하값을 콘트롤러콘트롤러고 실제 피 압입물의 압입시 높이별 하중을 보상하여 피 압입물에 전달되는 압입력을 정확히 제어.표시할 수 있다.

또한, 예압 스프링의 예압을 조정하여 볼너트와 볼스쿠류의 클리언스가 최소 화 되는 예압을 부여 함으로 압입 높이를 정확하게 제어및 표시할 수 있다.

상기 피압입물의 실제 압입 시작점부터 압입 완료점 까지의 거리에서는(압입영역) 프레스의 기구상 클리언스가 없음으로 높이 및 하중 제어와 표시가 정확하고, 피압입물의 가공 공차의 양호,불량도 판정 가능 함으로 품질 수준을 획기적으로 올릴수 있다.

또한, 서보 제어용 콘트롤러 내부에 정밀 측정 센서를 동시에 취부하여 제어할수 있도록 구성하고 프레스 압입용 램에 변위센서를 취부하여 사용하는 압입 지그가 압입부의 높이 이외의 높이 측정이 필요할 경우 에는 정밀 측정 센서로 원 위치를 확인하는 것이 가능하며, 압입 위치도 정밀 측정 센서로 압입 하는 것이 가능 한 것이다. 제품 생산시나 장비의 검증시 엔코더에서 발생하는 회전각도에 의한 위치감지와 측정 센서에 의한 위치를 자동으로 보상할 수 있는 구조를 제공한다.

Claims

서보 전동 프레스(100)에 있어서, 상기 서보 전동 프레스(100)의 상부에 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측에는 서보모터(102)와, 상기 서보모터(102)의 동력이 전달되는 기어 박스 감속기(103)와, 상기 감속기(103)의 로드축과 연결되어 동력이 전달하는 동력전달조인트(104)와, 상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)과, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 상부하우징(105)과, 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 사이인 상측에는 트러스트베어링(107)과 하측에는 볼베어링(111)이 설치되고, 상기 동력전달조인트(104)의 하측에 볼트(108)로 고정되어 회전 운동을 하는 볼스크류(126)와, 상기 동력전달조인트(104)와 볼스크류(126)사이에 고정키(110)와, 상기 볼스크류(126)의 상측에는 상부예압지그(116)와, 상기 상부예압지그(116)의 외측에는 예압스프링(114)이 설치된 상측에 상부와샤(113)와 예압조절너트(112)와 하측에 하부와샤(115)와, 상기 상부예압지그(116)와 고정되는 하단에 볼스크류너트(117)와, 상기 볼스크류(126)의 하측에는 상,하 왕복운동을 하는 압입용램(122)과, 상기 압입용램(122)의 일측 상측에는 램용부쉬(121)와, 상기 압입용램(122)의 외측 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)와, 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)과, 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
제 1항에 있어서,

상기 엔코더(101)와, 상기 엔코더(15)의 하측의 서보모터(102)와, 상기 로드셀(106)에 각각 신호를 주고 받기 위해 컨트롤러(140)와 연결된 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
제 2항에 있어서,

상기 압입용램(122)의 하단부에 변위센서(LVDT)를 더구비 하고, 컨트롤러에 정밀측정센서를 취부하여 원위치와 압입부의 높이위치를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
서보 전동 프레스(100)에 있어서,

상기 서보 전동 프레스(100)의 상부에 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측에는 서보모터(102)와, 상기 서보모터(102)의 동력이 전달되는 기어 박스 감속기(103)와, 상기 감속기(103)의 로드축과 연결되어 동력이 전달하는 동력전달조인트(104)와, 상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)과, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 상부하우징(105)과, 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 사이인 상측에는 트러스트베어링(107)과 하측에는 볼베어링(111)이 설치되고, 상기 동력전달조인트(104)의 하측에 볼트(108)로 고정되어 회전 운동을 하는 볼스크류(126)와, 상기 동력전달조인트(104)와 볼스크류(126)사이에 고정키(110)와, 상기 상부예압지그(116)와 고정되는 하단에 볼스크류너트(117)와, 상기 볼스크류(126)의 하측에는 상,하 왕복운동을 하는 압입용램(122)과, 상기 압입용램(122)의 일측 상측에는 램용부쉬(121)와, 상기 압입용램(122)의 외측 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)와, 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)과, 상기 압입용램(122)과 하부하우징(128) 사이의 상측에 스프링와샤(129)와 하측에 스프링예압조절볼트(132)가 설치된 하부부쉬(131)사이에 설치된 하부예압용스프링(130)과, 상기 하부부쉬(131)와 압입용램(122)사이에는 볼베어링(133)과, 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
제4항에 있어서,

상기 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측의 서보모터(102)와, 상기 로드셀(106)에 각각 신호를 주고 받기 위해 컨트롤러(140)와 연결된 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
제5항에 있어서,

상기 압입용램(122)의 하단부에 변위센서(LVDT)를 더구비 하고, 컨트롤러에 정밀측정센서를 취부하여 원위치와 압입부의 높이위치를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
서보 전동 프레스(100)에 있어서, 상기 서보 전동 프레스(100)의 상부에 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측에는 서보모터(102)와, 상기 서보모터(102)의 동력이 전달되는 기어 박스 감속기(103)와, 상기 감속기(103)의 로드축과 연결되어 동력이 전달하는 동력전달조인트(104)와, 상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)과, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 상부하우징(105)과, 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 사이인 상측에는 트러스트베어링(107)과 하측에는 볼베어링(111)이 설치되고, 상기 동력전달조인트(104)의 하측에 볼트(108)로 고정되어 회전 운동을 하는 볼스크류(126)와, 상기 동력전달조인트(104)와 볼스크류(126)사이에 고정키(110)과, 상기 볼스크류(126)의 상측에는 상부예압지그(116)와, 상기 상부예압지그(116)의 외측에는 예압스프링(114)이 설치된 상측에 상부와샤(113)와 예압조절너트(112)와 하측에 하부와샤(115)와, 상기 상부예압지그(116)와 고정되는 하단에 볼스크류너트(117)와, 상기 볼스크류(126)의 하측에는 상,하 왕복운동을 하는 압입용램(122)과, 상기 압입용램(122)의 일측 상측에는 램용부쉬(121)와, 상기 압입용램(122)의 외측 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)와, 상기 압입용램(122)과 중간하우징(123)사이의 상측에는 직진레일베어링(120)과 하측에는 회전을 방지하며 상,하 직선운동을 하는 직진레일(125)이 설치되어 상기 볼스크류(126)의 회전력을 받은 볼스크류 하우징(116)과 압입용램(122)의 회전 운동을 상,하 왕복 운동으로 변환하여 주는 직진레일플레이트(124)와, 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)과, 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
제7항에 있어서,

상기 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측의 서보모터(102)와, 상기 로드셀(106)에 각각 신호를 주고 받기 위해 컨트롤러(140)와 연결된 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
제8항에 있어서,

상기 압입용램(122)의 하단부에 변위센서(LVDT)를 더구비 하고, 컨트롤러에 정밀측정센서를 취부하여 원위치와 압입부의 높이위치를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
서보 전동 프레스(100)에 있어서, 상기 서보 전동 프레스(100)의 상부에 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측에는 서보모터(102)와, 상기 서보모터(102)의 동력이 전달되는 기어 박스 감속기(103)와, 상기 감속기(103)의 로드축과 연결되어 동력이 전달하는 동력전달조인트(104)와, 상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)과, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 상부하우징(105)과, 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 상,하측 사이에는 트러스트베어링(107)과 볼베어링(111)과, 상기 동력전달조인트(104)의 하측에 볼트(108)로 고정되어 회전 운동을 하는 볼스크류(126)와, 상기 동력전달조인트(104)와 볼스크류(126)사이에 고정키(110)과, 상기 볼스크류(126)의 상측에는 상부예압지그(116)와, 상기 상부예압지그(116)의 외측에는 예압스프링(114)이 설치된 상측에 상부와샤(113)와 예압조절너트(112)와 하측에 하부와샤(115)와, 상기 상부예압지그(116)와 고정되는 하단에 볼스크류너트(117)와, 상기 볼스크류(126)의 하측에는 상,하 왕복운동을 하는 압입용램(122)과, 상기 압입용램(122)의 일측 상측에는 램용부쉬(121)와, 상기 압입용램(122)의 외측 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)와, 상기 압입용램(122)과 중간하우징(123)사이의 상측에는 직진레일베어링(120)과 하측에는 회전을 방지하며 상,하 직선운동을 하는 직진레일(125)이 설치되어 상기 볼스크류(126)의 회전력을 받은 볼스크류 하우징(116)과 압입용램(122)의 회전 운동을 상,하 왕복 운동으로 변환하여 주는 직진레일플레이트(124)와, 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)과, 상기 압입용램(122)과 하부하우징(128) 사이의 상측에 스프링와샤(129)와 하측에 스프링예압조절볼트(132)가 설치된 하부부쉬(131)사이에 설치된 하부예압용스프링(130)과, 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
제10항에 있어서,

상기 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측의 서보모터(102)와, 상기 로드셀(106)에 각각 신호를 주고 받기 위해 컨트롤러(140)와 연결된 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
제11항에 있어서,

상기 압입용램(122)의 하단부에 변위센서(LVDT)를 더구비 하고, 컨트롤러에 정밀측정센서를 취부하여 원위치와 압입부의 높이위치를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
서보 전동 프레스(100)에 있어서, 상기 서보 전동 프레스(100)의 상부에 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측에는 서보모터(102)와, 상기 서보모터(102)의 동력이 전달되는 기어 박스 감속기(103)와, 상기 감속기(103)의 로드축과 연결되어 동력이 전달하는 동력전달조인트(104)와, 상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)과, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 상부하우징(105)과, 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 사이인 상측에는 트러스트베어링(107)과 하측에는 볼베어링(111)이 설치되고, 상기 동력전달조인트(104)의 하측에 볼트(108)로 고정되어 회전 운동을 하는 볼스크류(126)와, 상기 동력전달조인트(104)와 볼스크류(126)사이에 고정키(110)과, 상기 볼스크류(126)가 결합된 볼스크류너트(117)의 하측에는 상,하 왕복운동을 하는 압입용램(122)과, 상기 압입용램(122)의 일측 상측에는 램용부쉬(121)와, 상기 압입용램(122)의 외측 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)와, 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)과, 상기 압입용램(122)과 하부하우징(128) 사이의 상측에 스프링와샤(129)와 하측에 스프링예압조절볼트(132)가 설치된 하부부쉬(131)사이에 설치된 하부예압용스프링(130)과, 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
제13항에 있어서,

상기 압입용램(122)과 중간하우징(123)사이의 상측에는 직진레일베어링(120)과 하측에는 회전을 방지하며 상,하 직선운동을 하는 직진레일(125)이 설치된 직진레일플레이트(124)를 더 구비하여, 볼스크류(126)의 회전력을 받은 볼스크류 하우징(116)과 압입용램(122)의 회전 운동을 상,하 왕복 운동으로 변환할 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
제14항에 있어서,

상기 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측의 서보모터(102)와, 상기 로드셀(106)에 각각 신호를 주고 받기 위해 컨트롤러(140)와 연결된 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
제15항에 있어서,

상기 압입용램(122)의 하단부에 변위센서(LVDT)를 더구비 하고, 컨트롤러에 정밀측정센서를 취부하여 원위치와 압입부의 높이위치를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
서보 전동 프레스(100)에 있어서, 상기 서보 전동 프레스(100)의 상부에 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측에는 서보모터(102)와, 상기 서보모터(102)의 동력이 전달되는 기어 박스 감속기(103)와, 상기 감속기(103)의 로드축과 연결되어 동력이 전달하는 동력전달조인트(104)와, 상기 동력전달조인트(104)의 외측에는 로드셀(106)과, 상기 로드셀(106)의 하측에는 로드셀고정부쉬(109)와, 상기 로드셀고정부쉬(109)의 외측에는 상부하우징(105)과, 상기 로드셀고정부쉬(109)와 동력전달조인트(104)의 사이인 상측에는 트러스트베어링(107)과 하측에는 볼베어링(111)이 설치되고, 상기 동력전달조인트(104)의 하측에 볼트(108)로 고정되어 회전 운동을 하는 볼스크류(126)와, 상기 동력전달조인트(104)와 볼스크류(126)사이에 고정키(110)과, 상기 볼스크류(126)가 결합된 볼스크류너트(117)의 하측에는 상,하 왕복운동을 하는 압입용램(122)과, 상기 압입용램(122)의 일측 상측에는 램용부쉬(121)와, 상기 압입용램(122)의 외측 중간하우징(123)에 원점센서(119)가 설치된 원점센서플레이트(118)와, 상기 압입용램(122)과 중간하우징(123)사이의 상측에는 직진레일베어링(120)과 하측에는 회전을 방지하며 상,하 직선운동을 하는 직진레일(125)이 설치되어 상기 볼스크류(126)의 회전력을 받은 볼스크류 하우징(116)과 압입용램(122)의 회전 운동을 상,하 왕복 운동으로 변환하여 주는 직진레일플레이트(124)와, 상기 중간하우징(123)의 하단에는 하부하우징(128)과, 상기 하부하우징(128) 하단과 압입용램(122)사이에 오일씰(134)과, 상기 압입용램(122)의 하단에 압입 지그 연결고정구(135)가 설치된 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
제17항에 있어서,

상기 엔코더(101)와, 상기 엔코더(101)의 하측의 서보모터(102)와, 상기 로 드셀(106)에 각각 신호를 주고 받기 위해 컨트롤러(140)와 연결된 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.
제18항에 있어서,

상기 압입용램(122)의 하단부에 변위센서(LVDT)를 더구비 하고, 컨트롤러에 정밀측정센서를 취부하여 원위치와 압입부의 높이위치를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 예압을 이용한 고정밀 서보 전동 프레스.