KR101266201B1 - 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템 - Google Patents

프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템 Download PDF

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KR101266201B1 KR1020130012770A KR20130012770A KR101266201B1 KR 101266201 B1 KR101266201 B1 KR 101266201B1 KR 1020130012770 A KR1020130012770 A KR 1020130012770A KR 20130012770 A KR20130012770 A KR 20130012770A KR 101266201 B1 KR101266201 B1 KR 101266201B1
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Abstract

본 발명은 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소재 공급장치의 작동 중단 없이 소재의 재공급이 가능하고, 소재가 프레스의 금형으로 2장씩 공급되는 것을 2중으로 방지하며, 소재 이송장치를 에어 실린더와 LM가이드 및 볼 스크류로 구성하여 구성이 간소하고 작동의 신뢰성이 확보되도록 개선한 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템에 관한 발명으로서, 소재 공급장치는 소재 적재부와 소재 공급부가 180도 회전하도록 구성하여, 소재 재 공급시 자동화 시스템이 작동 중단되는것을 방지하고, 소재 가이드의 일측으로 자석패드를 구성하여 2겹 이상의 소재가 공급되는 것을 방지하며, 상기 소재 이송장치는 1개의 공급 유니트와 2개 이상의 배출 유니트를 승하강 및 평면상 X축, Y축으로 이동 가능토록 에어 실린더와 LM가이드 및 볼 스크류를 배치하여 구성하며, 상기 공급 유니트에는 압력을 감지하는 로드셀을 구성하여 2겹 이상의 소재가 공급되는 것을 다시 한 번 방지되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템{Press material supply and transfer automation system}
본 발명은 소재 공급장치에 소재를 올려 놓으면 자동으로 한 장씩 프레스에 장착된 금형으로 소재를 공급하고, 프레스에서 작업된 소재를 프레스 밖으로 배출하는 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소재 공급장치의 작동 중단 없이 소재의 재공급이 가능하고, 소재가 프레스의 금형으로 2장씩 공급되는 것을 2중으로 방지하며, 소재 이송장치를 에어 실린더와 LM가이드 및 볼 스크류로 구성하여 구성이 간소하고 작동의 신뢰성이 확보되도록 개선한 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템에 관한 발명이다.
주지된 바와 같이 프레스 작업 공정은 프레스 기계의 금형으로 소재를 투입하는 공급공정과, 금형으로 공급된 소재를 프레스 하는 프레스공정과, 프레스된 소재를 금형으로부터 배출시키는 배출공정과, 배출된 소재를 다음 공정 또는 완성품 적재 장소로 이송하는 이송공정으로 이루어져, 프레스 기계 주변이나 프레스 라인에는 소재를 흡착한 다음 프레스기로 공급, 배출 및 이송시키는 프레스 소재 공급장치 및 소재 이송장치가 사용된다.
프레스 작업을 위해 소재를 소재 공급장치에 적재 후, 프레스의 금형으로 투입해서 프레스된 소재를 최종적으로 이송시키기 까지의 공정은 일반적으로 작업자의 수작업 또는 자동화 시스템으로 진행되고 있으나, 수작업은 작업자에게 근골격계 질환을 야기하고, 생산성이 떨어지며, 안전사고의 위험이 커서 자동화 시스템으로 진행하는 작업장이 늘어나고 있는 추세이다.
하지만 상기한 자동화 시스템은 통상적으로 소재 공급장치에 적재된 소재가 소진된 후 다시 재공급 할 때, 소재 공급장치 또는 자동화 시스템 전체를 잠시 중단시켜야 하는 경우가 많고, 소재가 프레스의 금형으로 공급될 때 한 번에 2장이 흡착된 후 공급되어 제품의 불량으로 이어지는 경우가 빈번하여 사용상의 문제점으로 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소재 공급장치의 작동 중단 없이 소재의 재공급이 가능토록 개선하여 프레스 작업의 효율성을 상승시키고, 소재가 프레스의 금형으로 2장씩 공급되는 것으 2중으로 방지하여 프레스 작업 제품의 불량율을 감소시키기 위한 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템의 구성을 간소화 하여 제작 및 유지 보수가 간단하고 경제적이며, 작동의 신뢰성이 확보되는 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 적재된 프레스 소재를 낱장씩 공급하는 소재 공급장치와, 프레스기 일측에 구성되는 소재 이송장치와, 프레스 제어기와 연계하여 상기 소재 공급장치 및 소재 이송장치를 각각 제어하는 제어기로 구성되어 프레스기의 금형으로 프레스 소재를 공급 및 배출시키는 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템에 있어서,
상기 소재 공급장치는 소재 적재부와 소재 공급부가 180도 회전하도록 구성하여, 소재 재 공급시 자동화 시스템이 작동 중단되는것을 방지하고, 소재 가이드의 일측으로 자석패드를 구성하여 2겹 이상의 소재가 공급되는 것을 방지하며, 상기 소재 이송장치는 1개의 공급 유니트와 2개 이상의 배출 유니트를 승하강 및 평면상 X축, Y축으로 이동 가능토록 에어 실린더와 LM가이드 및 볼 스크류를 배치하여 구성하며, 상기 공급 유니트에는 압력을 감지하는 로드셀을 구성하여 2겹 이상의 소재가 공급되는 것을 다시 한 번 방지되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 소재 적재부와 소재 공급부가 180도 회전하도록 구성하여, 소재 재 공급시 자동화 시스템이 작동 중단되는것을 방지하여 프레스 작업의 효율성이 향상되고, 소재 가이드의 일측에 위치한 자석 패드 및 공급 유니트에 구성된 로드셀에 의해 2겹 이상의 소재가 프레스의 금형으로 공급되는 것을 2중으로 차단하여 프레스 제품의 불량율을 감소시키는 효과가 있다.
또한 본 발명은 소재 이송장치를 에어 실린더와 LM가이드 및 볼 스크류로 구성하여 제작 및 유지 보수가 간단하고 경제적이며, 구성이 간소하고 작동의 신뢰성이 확보되어 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템의 경쟁력 또한 향상되는 효과가 있어 여러모로 큰 잇점을 갖는 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 전체 구성을 나타낸 평면도
도 2는 본 발명의 전체 구성을 나타낸 정면도
도 3은 본 발명의 소재 공급장치의 구성을 나타낸 정면도
도 4는 본 발명의 소재 이송장치의 구성을 나타낸 평면도
도 5는 본 발명의 소재 이송장치의 구성을 나타낸 정면도
도 6은 본 발명의 공급 유니트의 구성을 나타낸 측면도
도 7은 본 발명의 배출 유니트의 구성을 나타낸 측면도
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보면 다음과 같다.
본 발명은 적재된 프레스 소재(1)를 낱장씩 공급하는 소재 공급장치(10)와, 프레스기(2) 일측에 구성되는 소재 이송장치(30)와, 프레스 제어기와 연계하여 상기 소재 공급장치 및 소재 이송장치를 각각 제어하는 제어 판넬(3)로 구성되어 프레스기의 금형으로 프레스 소재를 공급 및 배출시키는 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템에 있어서,
상기 소재 공급장치(10)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 공급 프레임(11)의 내부로 회전장치(12) 및 회전축(13)을 구성하고, 상기 회전축의 상단에는 양측으로 통공(18)이 형성된 회전판(17)을 구성하며, 상기 양측 통공의 상부에는 다수의 봉으로 구성된 소재 가이드(19)를 구성하고, 상기 양측의 소재 가이드의 상부 일측에는 각각 자석패드(21)를 구성하며, 상기 회전판(17)의 하부 일측에는 소재 승강장치(22)를 구성한다.
상기 회전장치(12)는 회전축(13)의 하단에 웜기어(15)를 구성하고, 상기 웜기어에는 회전모터(14)와 연결된 웜(16)을 연결하여 회전모터의 회전에 따라 회전축의 상단에 연결된 회전판이 180도 회전 가능토록 구성한다.
상기 회전장치(12)는 자동화 시스템의 운전에 따라 소재 승강장치(22) 상부측 소재 가이드(19)에 적재된 소재(1)가 금형으로 공급될 때, 타측 소재 가이드(19)에 소재(1)를 적재해두면, 소재 승강장치 상부측 소재 가이드의 소재가 소진 되었을 때 자동으로 회전판(17)이 180도 회전하여 시스템의 운전 중단 없이 소재가 안정적으로 공급되도록 구성한다.
상기 회전판(17)의 일측 하부에 구성된 소재 승강장치(22)는, 승강판(23)의 하부에 승강봉(24)을 구성하고, 상기 승강봉(24)의 일측으로 승강모터(25)를 구성하며, 상기 승강모터(25)와 승강봉(24)에는 랙 앤 피니언을 구성하여, 승강모터(25)의 회전에 따라 승강판(23)이 통공(18)을 통해 상승 및 하강 가능토록 구성하여 소재 가이드(19)에 쌓여진 소재의 적재 높이에 따라서 승강판(23)이 승강하여 항상 일정한 높이에서 소재가 흡착될 수 있도록 구성한다.
상기 소재 가이드(19)는 회전판(17)의 양측으로 구성하되, 4개의 봉이 소재(1)의 테두리를 감싸 소재를 고정할 수 있는 형상으로 구성하고, 각각의 소재 가이드 일측에는 패드 고정대(20)와 자석패드(21)를 구성한다.
상기 패드 고정대(20)와 자석패드(21)는 각각의 소재 가이드(19)의 일측 상부에 위치하여 공급 유니트(31)의 버큠패드(38)가 한 장의 소재(1)를 흡착할 때, 소재 가이드에 남은 나머지 소재들은 자석패드(21)의 자력에 의해 고정되어 2장의 소재가 공급 유니트(31)의 버큠패드(38)에 흡착되는 것을 방지하도록 구성한다.
소재 이송장치(30)는 도 2 및 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 1개의 공급 유니트(31)와 2개 이상의 배출 유니트(34)를 Y슬라이드 판넬(39)에 고정하고, 상기 Y슬라이드 판넬(39)의 하부에는 승강 판넬(40)을 구성하며, 상기 Y슬라이드 판넬(39)과 승강 판넬(40)사이에는 LM가이드(41)를 구성하여 Y슬라이드 판넬(39)이 LM가이드(41)를 따라 평면상 Y축 방향으로 전진 및 후진 가능토록 구성한다.
상기 승강 판넬(40)의 하부에는 X슬라이드 판넬(43)을 구성하고, 승강 판넬(40)과 X슬라이드 판넬(43) 사이에는 승강 실린더(42)를 구성하여. 승강 실린더(42)의 작동에 따라 승강 판넬(40) 및 Y슬라이드 판넬(39)이 승강 및 하강 가능토록 구성한다.
상기 X슬라이드 판넬(43)의 저면에는 볼 스크류를 구성하고, 상기 볼 스크류의 스크류(44)는 X슬라이드 판넬(43) 하부에 구성된 이송 프레임(49)에 고정하고, 볼 스크류의 너트(45)는 X슬라이드 판넬(43) 저면에 고정하며, 상기 스크류(44)에는 풀리(46) 및 벨트(47)와 이송모터(48)를 연결하여 이송모터(48)의 작동에 따라 X슬라이드 판넬(43) 및 상기 X슬라이드 판넬의 상부에 구성된 승강 판넬(40)과 Y슬라이드 판넬(39)이 평면상 X축 방향으로 좌측 및 우측이동이 가능토록 구성한다.
상기 Y슬라이드 판넬(39)에 구성된 배출 유니트(34)는 도 7에 도시된 바와 같이 아암 고정구(35)에 핑거 아암(36)을 삽입하고, 상기 핑거 아암(36)의 단부에 핑거(37) 및 버큠패드(38)를 구성하여 버큠패드(38)의 작동에 따라 소재(1)를 흡착 및 탈착 가능토록 구성하며, 공급 유니트(31)는 도 6에 도시된 바와 같이 아암 고정구(35)의 일측으로 연결구(32)를 구성하고, 상기 아암 고정구(35)와 연결구(32) 사이에 압력을 감지하는 로드셀(33)을 구성하며, 아암 고정구(35)에 핑거 아암(36)을 삽입하고, 상기 핑거 아암(36)의 단부에 핑거(37) 및 버큠패드(38)를 구성한다.
상기 공급 유니트(31)의 로드셀(33)은 소재(1)가 공급 유니트(31)의 버큠패드(38)에 흡착될 때, 설정된 기준치 이상의 압력을 감지하여 2장 이상의 소재(1)가 공급 유니트의 버큠패드에 흡착되는 것을 방지한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 단계를 살펴보면 다음과 같다.
[시스템 작동 준비 및 작동 시작]
작업자는 소재 공급장치(10)의 일측 소재 가이드(19)에 소재(1)를 적재하고, 제어 판넬(3)을 조작하여 자동 운전을 준비한 후, 자동운전 스위치를 작동하여 자동 운전을 시작한다.
[소재 공급장치 작동]
소재 승강장치(22)가 작동하여 소재 가이드(19) 내부에 적재된 소재의 상단이 자석패드(21)의 상단에 위치하도록 소재(1)를 상승시킨다.
[Y슬라이드 판넬 전진]
Y슬라이드 판넬(39)이 LM가이드(41)를 따라 평면상 Y축 방향으로 전진하고, Y슬라이드 판넬에 구성된 공급 유니트(31)와 배출 유니트(34) 또한 전진한다.
[승강 판넬 하강]
승강 실린더(42)의 작동에 의해 승강 판넬(40)이 하강하게 되고, 공급 유니트의 버큠패드(38)는 소재 공급장치(10)에 적재된 소재 중 상단에 위치한 소재(1)에 접촉한다.
[버큠패드 작동]
공급 유니트(31) 및 배출 유니트(34)의 버큠패드(38)가 작동하고, 공급 유니트의 버큠패드가 소재(1)를 흡착한다.
[승강 판넬 상승]
승강 실린더의 작동에 의해 승강 판넬(40)이 상승하게 되고, 공급 유니트(31)의 버큠패드(38)에는 한장의 소재가 흡착되어 승강 판넬(40)의 상승에 따라 소재(1) 또한 상승하며, 소재 가이드(19)에 있는 나머지 소재(1)들은 자석패드(21)의 자력에 의해 자석패드에 고정된다.
[X슬라이드 판넬 우측 이동]
이송모터(48)의 작동에 따라 볼 스크류가 작동하고, 볼 스크류의 너트(45)에 결합된 X슬라이드 판넬(43)이 우측으로 이동하며, 상기 X슬라이드 판넬(43)의 상부에 구성된 승강 판넬(40) 및 Y슬라이드 판넬(39) 또한 평면상 X축 방향 우측으로 이동하여 최종적으로 공급 유니트(31)에 흡착된 소재(1)가 우측으로 이동하여 프레스기(2)의 금형 상부에 위치하게 된다.
[승강 판넬 하강]
공급 유니트(31)의 버큠패드(38)에 흡착된 소재(1)가 금형에 안착하도록 승강 실린더(42)가 작동하여 승강 판넬(40)이 하강한다.
[버큠패드 작동 해제]
공급 유니트(31) 및 배출 유니트(34)의 버큠패드(38)가 작동을 해제하여 공급 유니트의 버큠패드(38)에 흡착되었던 소재가 금형에 안착된다.
[승강 판넬 상승]
승강 실린더(42)의 작동에 의해 승강 판넬(40)이 상승한다.
[Y슬라이드 판넬 후진]
Y슬라이드 판넬(39)이 LM가이드(41)를 따라 평면상 Y축 방향으로 후진하고, Y슬라이드 판넬에 구성된 공급 유니트(31)와 배출 유니트(34) 또한 후진한다.
[X슬라이드 판넬 좌측 이동]
이송모터(48)의 작동에 따라 볼 스크류가 작동하고, 볼 스크류의 너트(45)에 결합된 X슬라이드 판넬(43)이 촤측으로 이동하며, 상기 X슬라이드 판넬(43)의 상부에 구성된 승강 판넬(40) 및 Y슬라이드 판넬(39) 또한 평면상 X축 방향 좌측으로 이동하여 최종적으로 공급 유니트(31)의 버큠패드(38)가 소재 가이드(19) 상부에 위치하게 된다.
이 후의 작동은 [Y슬라이드 판넬 전진]부터 반복되고, 공급 유니트(31)는 소재 공급장치(10)에서 소재(1)를 흡착하고, 배출 유니트(34)는 금형에서 프레스 작업된 소재를 흡착하여 작동하게 되므로 상세한 설명은 생략한다.
상기한 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 소재 공급장치(10)는 자동화 시스템의 운전에 따라서 일측 소재 가이드(19)에 적재된 소재(1)가 금형으로 공급될 때, 타측 소재 가이드(19)에 소재(1)를 적재해두면, 상기 일측 소재 가이드의 소재가 소진 되었을 때, 자동으로 회전판(17)이 180도 회전하여 시스템의 운전 중단 없이 소재(1)가 안정적으로 공급되고, 소재 승강장치(22)의 작동에 의해 소재 가이드(19)에 적재된 소재의 적재 높이에 상관없이 항상 일정한 높이에 소재가 위치되도록 하여 소재(1)가 흡착되는 높이를 동일하게 유지하게 되어 안정적이고 지속적인 소재 공급이 가능하게 되는 것이다.
또한 본 발명의 소재 공급장치(10)는 소재 가이드(19)의 일측에 자석패드(21)를 구성하여 한장의 소재가 흡착되어 승강 판넬(40)의 상승에 따라 소재(1)가 상승될 때, 소재 가이드(19)에 있는 나머지 소재(1)들은 자석패드(21)의 자력에 의해 자석패드에 고정되어 2장의 소재가 겹쳐서 흡착되는 것을 방지하게 되는 것이다.
본 발명의 소재 이송장치(30)는 공급 유니트(31)에 로드셀(33)을 구성하여 2겹 이상의 소재가 흡착되는 것을 다시 한 번 더 방지하도록 구성되어 프레스 제품의 불량율을 저하시키며, 1개의 공급 유니트(31)와 2개 이상의 배출 유니트(34)를 승하강 및 평면상 X축, Y축으로 이동 가능토록 승강 실린더(42)와 LM가이드(41) 및 볼 스크류를 배치하여 구성했기 때문에 제작 및 유지 보수가 간단하고 경제적이며, 구성이 간소하고 작동의 신뢰성이 확보되어 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템의 경쟁력 또한 향상되는 것이다.
1: 소재 2: 프레스기
3: 제어 판넬 10: 소재 공급장치
11: 공급 프레임 12: 회전장치
13: 회전축 14: 웜기어
16: 웜 17: 회전판
18: 통공 19: 소재 가이드
20: 패드 고정대 21: 자석패드
22: 소재 승강장치 23: 승강판
24: 승강봉 25: 승강모터
30: 소재 이송장치 31: 공급 유니트
32: 연결구 33: 로드셀
34: 배출 유니트 35아암 고정구
36: 핑거 아암 37: 핑거
38: 버큠패드 39: Y슬라이드 판넬
40: 승강 판넬 41: LM가이드
42: 승강 실린더 43: X슬라이드 판넬
44: 스크류 45: 너트
46: 풀리 47: 벨트
48: 이송모터 49: 이송 프레임

Claims (3)

  1. 프레스 소재(1)를 낱장씩 공급하는 소재 공급장치(10)와, 프레스기(2) 일측에 구성되는 소재 이송장치(30)와, 프레스 제어기와 연계하여 상기 소재 공급장치 및 소재 이송장치를 각각 제어하는 제어 판넬(3)로 구성되어 프레스기의 금형으로 프레스 소재를 공급 및 배출시키는 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템에 있어서,
    상기 소재 공급장치(10)는 공급 프레임(11)의 내부로 회전장치(12) 및 회전축(13)을 구성하고, 상기 회전축의 상단에는 양측으로 통공(18)이 형성된 회전판(17)을 구성하며, 상기 양측 통공의 상부에는 다수의 봉으로 구성된 소재 가이드(19)를 구성하고, 상기 양측 소재 가이드의 상부 일측에는 각각 자석패드(21)를 구성하며, 상기 회전판(17)의 하부 일측에는 소재 승강장치(22)를 구성하고, 상기 회전장치(12)는 회전축(13)의 하단에 웜기어(15)를 구성하고, 상기 웜기어에는 회전모터(14)와 연결된 웜(16)을 연결하여, 소재 승강장치 상부측 소재 가이드의 소재가 소진 되었을 때, 자동으로 회전판(17)이 180도 회전하여 시스템의 운전 중단 없이 소재가 안정적으로 공급되도록 구성하고, 상기 소재 이송장치(30)는 1개의 공급 유니트(31)와 2개 이상의 배출 유니트(34)를 Y슬라이드 판넬(39)에 고정하고, 상기 Y슬라이드 판넬(39)의 하부에는 승강 판넬(40)을 구성하며, 상기 승강 판넬의 하부에는 X슬라이드 판넬(43)을 구성하고, 상기 X슬라이드 판넬(43)의 하부에는 볼 스크류 및 상기 볼 스크류와 연결된 풀리(46)와 벨트(47) 및 이송모터(48)를 구성하는 것을 특징으로 하는 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소재 가이드(19)는 회전판(17)의 양측으로 구성하되, 4개의 봉이 소재(1)의 테두리를 감싸 소재를 고정할 수 있는 형상으로 구성하고, 각각의 소재 가이드 일측에는 패드 고정대(20)와 자석패드(21)를 구성하며, 상기 패드 고정대(20)와 자석패드(21)는 각각의 소재 가이드(19)의 일측 상부에 위치하여 공급 유니트(31)의 버큠패드(38)가 한 장의 소재(1)를 흡착할 때, 소재 가이드에 남은 나머지 소재들은 자석패드(21)의 자력에 의해 고정되어 2장의 소재가 공급 유니트의 버큠패드에 흡착되는 것이 방지되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    배출 유니트(34)는 아암 고정구(35)에 핑거 아암(36)을 삽입하고, 상기 핑거 아암(36)의 단부에 핑거(37) 및 버큠패드(38)를 구성하여 버큠패드(38)의 작동에 따라 소재(1)를 흡착 및 탈착 가능토록 구성하며, 공급 유니트(31)는 아암 고정구(35)의 일측으로 연결구(32)를 구성하고, 상기 아암 고정구(35)와 연결구(32) 사이에 압력을 감지하는 로드셀(33)을 구성하며, 아암 고정구(35)에 핑거 아암(36)을 삽입하고, 상기 핑거 아암(36)의 단부에 핑거(37) 및 버큠패드(38)를 구성하여, 소재(1)가 공급 유니트(31)의 버큠패드(38)에 흡착될 때, 로드셀(33)이 설정된 기준치 이상의 압력을 감지하여 2장 이상의 소재(1)가 공급 유니트의 버큠패드(38)에 흡착되는 것이 방지되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 프레스 소재 공급 및 이송 자동화 시스템.
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