KR101317955B1

KR101317955B1 - 프레스 소재 지지 및 분리장치

Info

Publication number: KR101317955B1
Application number: KR1020120018604A
Authority: KR
Inventors: 한재형
Original assignee: 한재형
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2013-10-11
Also published as: KR20130096968A; WO2013125895A1

Abstract

본 발명은 이동수단에 의해 전/후진하는 지지봉 상부에 회전봉을 설치하고, 상기 회전봉 내부에 프레스 소재와 가장 근접하는 방향으로 회전할 수 있게 지향성(磁氣 차폐에 의한 지향성)을 갖는 영구자석(永久磁石)을 설치하여 최고의 자력(磁力)으로 적재된 프레스 소재가 상하로 분리되게 함으로써 프레스 소재의 분리효율이 크게 향상되도록 한 프레스 소재 지지 및 분리장치에 관한 것으로, 이동수단(3)과, 상기 이동수단(3) 위에 수직으로 체결되는 지지봉(2)과, 상기 지지봉(2) 상부에 축베어링(37)으로 설치되는 회전봉(4)과, 상기 회전봉(4) 내부에 수직으로 고정되는 영구자석(43)과, 상기 영구자석(43) 이면에 접하여 설치되는 자성체(44)와, 상기 회전봉(4)이 복귀할 수 있게 지지하는 탄지수단(5)을 포함하여 구성된다.

Description

프레스 소재 지지 및 분리장치{SUSPENSION AND SUPPORTING APPARATUS OF PRESS MATERIALS}

본 발명은 프레스 소재 적재장치에 사용되는 프레스 소재 지지 및 분리장치에 관한 것으로, 상세하게는 이동수단에 의해 전/후진하는 지지봉 상부에 회전봉을 설치하고, 상기 회전봉 내부에 프레스 소재와 가장 근접하는 방향으로 회전할 수 있게 지향성(磁氣 차폐에 의한 지향성)을 갖는 영구자석(永久磁石)을 설치하여 최고의 자력(磁力)으로 적재된 프레스 소재가 상하로 분리되게 함으로써 프레스 소재의 분리효율이 크게 향상되도록 한 것이다.

일반적으로 여러 대의 프레스기 또는 프레스 라인의 최선단에는 여러장의 프레스 소재가 적재된(적층된) 프레스 소재 적재장치가 설치되며, 적재된 프레스 소재는 이송장치에 의해 최선단의 프레스 금형으로 공급되면서 타발되고, 후속하는 프레스 금형으로 차례로 이송되면서 단계별로 타발되어 소정의 부품이 양산된다.

상기 프레스 소재는 빈틈없이 적재될 뿐 아니라, 적재된 프레스 소재 사이에 묻은 오일이나 윤활제 등으로 인해 밀착 및 흡착되어 있어서 쉽게 떼어내기 곤란할 뿐 아니라, 적재된 상태로 수 시간 ~ 수십 시간 경과되면 프레스 소재의 적재하중에 의해 프레스 소재 사이에 잔류하는 오일이나 윤활제 및 공기가 외부로 배출되면서 진공상태가 유지되어 떼어내기가 더욱 어려워지며, 상기 프레스 소재 사이에 잔류하는 오일이나 윤활제의 잔류량이 일정하지 않고, 프레스 소재의 두께도 일정하지 않고, 분리 자력도 일정하지 않고, 소재 두께와 크기 및 영구자석의 근접거리에 따라 작용되는 자력이 상이한 등 분리조건을 충족하는 변수가 다양한 실정이다.

상기 프레스 소재 지지장치와 관련한 국내 특허문헌으로는 2010. 5. 7. 특허공고된 등록특허 제10-0956034호(발명의 명칭:프레스 소재 이송 자동화시스템)를 예로 들 수 있으며, 특허 명세서의 상세한 설명과 도 4 내지 도 9에 게재되어 있다.

상기 특허문헌에는 프레스 소재 적재장치의 적재대 위에 소정 두께와 소정 형상(또는 형상/모양)의 프레스 소재(철판)가 적재(적층)되고, 적재된 프레스 소재의 측면(가장자리 부분 또는 변부)에는 적어도 4개 이상의 지지장치가 수직으로 설치되어 프레스 소재의 적재 상태가 지지 및 유지되며, 각각의 프레스 소재 지지장치는 적어도 4개 이상의 볼트 및/또는 볼트 너트에 의해 적재대에 체결되는 구성이다.

따라서, 적재되는 프레스 소재의 형상이 변경되면 각각의 프레스 소재 지지장치를 고정하고 있는 볼트 및/또는 볼트 너트를 풀어 형상이 변경된 프레스 소재의 측면이 지지되도록 이동시킨 다음 풀었던 볼트 및/또는 볼트 너트로 적재대에 체결시켜 고정하게 되므로 작업이 매우 번거로울 뿐 아니라, 체결 및 분리되는 볼트 및/또는 볼트 너트의 개수가 많아 전체 작업이 지연되고, 이에 따라 작업성과 생산성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

또한 프레스 소재 지지장치가 이동된 위치 또는 체결 위치에 볼트 구멍이 없는 경우 천공작업이 필요하며, 천공위치에 근접하거나 중첩하여 볼트구멍이 있는 경우 천공작업이 여의치 않거나 천공이 아예 불가능한 문제점이 있었다.

또한 프레스 소재 지지장치에 설치되는 영구자석이 고정되어 있어서 프레스 소재의 다양한 형상에 따라 영구자석과의 이격거리가 멀어지면 자력이 약하게 작용되면서 프레스 소재의 분리가 잘 이루어지지 않거나 분리효과가 크게 떨어지며, 경우에 따라서는 소재분리가 불가능한 문제점이 있었다.

또한 종래 프레스 소재 지지장치는 부피가 대형이고 무거워 취급이 어렵고, 구조가 복잡하여 잔고장이 많고 가격이 고가인 등의 여러 문제점이 있었다.

2010. 5. 7. 특허공고된, 대한민국 등록특허 제10-0956034호(발명의 명칭:프레스 소재 이송 자동화시스템)의 상세한 설명 및, 도 4 내지 도 9 참조.

본 발명은 프레스 소재를 지지하는 지지봉 상부에 회전봉을 축 설치하고, 상기 회전봉 내부에 프레스 소재와 가장 근접하는 방향으로 회전할 수 있게 지향성(磁氣 차폐에 의한 지향성)을 갖는 영구자석(永久磁石)을 설치하여 집중된 최고의 자력(磁力)으로 적재된 프레스 소재가 상하로 분리되게 함으로써 분리효율이 크게 향상되도록 함을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 지지봉 하단에 설치되는 서보기구 방식의 이동수단을 이용하여 지지봉과 회전봉이 전진하여 프레스 소재를 지지할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

본 발명 프레스 소재 지지 및 분리장치는, 프레스 소재 적재장치의 적재대에 설치되는 이동수단(3)과, 상기 이동수단(3) 위에 수직으로 체결되는 지지봉(2)과, 상기 지지봉(2) 상부에 축베어링(37)으로 설치되는 회전봉(4)과, 상기 회전봉(4) 내부에 수직으로 고정되는 영구자석(43)과, 상기 영구자석(43) 이면에 접하여 설치되는 자성체(44)와, 상기 회전봉(4)이 복귀할 수 있게 지지하는 탄지수단(5)을 포함하여 구성된다.

상기 이동수단(3)은, 좌우측 브라켓(7)(8) 상부에 수평으로 설치되는 안내봉(13)과, 상기 좌우측 브라켓(7)(8) 하부에 안내봉(13)과 평행하도록 축설치되는 볼스크류(14)와, 상기 우측 브라켓(8)의 바깥방향으로 돌출되는 볼스크류(14)의 축부에 고정되는 제1 타이밍풀리(16)와, 상기 우측 브라켓(8)에 설치되는 서보모터(15)와, 상기 서보모터(15) 회전축에 고정되는 제2 타이밍풀리(17)와, 상기 제1, 2 타이밍풀리(16)(17)를 연결하는 타이밍벨트(18)와, 상기 안내봉(13) 외면에 미끄럼 결합되는 미끄럼베어링(22)과, 상기 볼스크류(14)에 나사 결합되는 너트(20)와, 상기 미끄럼베어링(22)과 너트(20)가 결합되는 블럭(6)과, 상기 블럭(6)의 상부면에 체결되는 지지봉(2)의 고정판(21)을 포함하여 구성된다.

상기 탄지수단은, 회전봉(4)의 하단 일측에 수평으로 고정되는 상부판(33) 및 지지봉(2)의 상단 일측에 수평으로 고정되는 하부판(23)과, 상기 상부판(33) 중앙에 고정되는 제1 지지봉(34)과, 상기 제1 지지봉(34)에 걸림되는 스프링(39)(40)의 걸고리(39b)(40a)와, 상기 하부판(23)에 형성되고 상기 제1 지지봉(34)이 끼워져 이동할 수 있는 원호형 통공(24)과, 상기 하부판(23) 양측에 각각 설치되는 제2 지지봉(25) 및 제3 지지봉(26)과, 상기 제2 지지봉(25) 및 제3 지지봉(26)에 걸림되는 좌우측 스프링(39)(40)의 걸고리(39a)(40b)를 포함하여 구성된다.

상기 축베어링(37)은, 회전봉(4)의 저부면에 형성되는 삽입홈(35)과, 상기 삽입홈(35)의 중앙에 형성되는 하향 돌출봉(36)과, 상기 하향 돌출봉(36)의 길이방향 중앙에 형성되는 하향 개방형의 나공(36a)과, 상기 삽입홈(35)에 삽입되는 축베어링(37)의 상부링(37a)과, 상기 돌출봉(36)에 끼워지는 축베어링(37)의 삽지공(37c)과, 상기 삽입홈(35)과 돌출봉(36)에 삽입된 축베어링(37)의 분리를 방지할 수 있게 상기 나공(36a)에 체결되는 볼트(38)와, 상기 결합홈(31)에 억지끼움되는 축베어링(37)의 하부링(37b)을 포함하여 구성된다.

상기 영구자석(43)은 수직으로 설치되고, 전면으로 하나의 자극이 배치됨을 특징으로 한다.

상기 지지봉(2)과 회전봉(4)의 평면 형상은 원형임을 특징으로 한다.

상기 회전봉(4)과 지지봉(2)과 축베어링(37)과 탄지수단(5)은 비철금속, 비자성금속, 합성수지 중 어느 하나임을 특징으로 한다.

상기 영구자석(43)의 자력은 2,000~4,000가우스 임을 특징으로 한다.

상기 지지봉(2)의 지지축선(C)은 지지봉(2)의 중심점(01)과, 제2 지지봉(25)과 제3 지지봉(25)(26) 사이의 중간지점을 연결하는 가상선이고, 회전봉(4)의 회전축선(R)은 회전봉(4) 전면의 강자력 방향점(P)과 회전봉(4)의 회전중심점(O2)과 제1 지지봉(34)의 중심이 일치하는 가상선 임을 특징으로 한다.

본 발명은 회전봉 내부에 설치되는 영구자석의 지향성 자기장(磁氣場)에 의해 의해 최고의 자력(磁力)으로 적재된 프레스 소재가 상하로 분리되므로 프레스 소재의 분리효율과 작업성이 크게 향상되고, 전체 프레스 공정의 생산성이 크게 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 프레스 소재의 형상이 다양하더라도 회전봉에 설치된 영구자석의 지향 자력(磁力)에 의해 가장 가까운 방향으로 자동 회전하여 가장 강한 자력으로 프레스 소재를 분리시키게 되므로 분리 효율과 생산성이 극대화 되며, 종래 처럼 영구자석의 자기장(磁氣場)의 방향을 미세 조정할 필요가 없는 효과가 있다.

또한 본 발명은 하단에 설치되는 서보기구 방식의 이동수단에 의해 지지봉과 회전봉이 프레스 소재의 형상에 따라 자동으로 전진하여 프레스 소재를 지지할 수 있도록 함으로써 생산성이 향상되고 자동화가 가능한 효과가 있다.

또한 본 발명은 구성이 간단하여 잔고장이 없고 제조원가가 크게 절감되며, 생산성이 크게 향상되고 사용이 간편하여 작업성이 우수한 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1 : 본 발명 일 예로 도시한 사시도.
도 2 : 본 발명 일 예로 도시한 측면도.
도 3 : 본 발명 일 예로 도시한 회전 및 탄지수단 분해 사시도.
도 4 : 본 발명 일 예로 도시한 지지봉 부분 단면도.
도 5 : 본 발명 일 예로 도시한 회전봉 부분 단면도.
도 6 : 본 발명 일 예로 도시한 프레스 소재 분리 상태 단면도.
도 7 : 본 발명 일 예로 도시한 사용 상태 단면도.
도 8 : 본 발명 일 예로 도시한 사용 상태 단면도.
도 9 : 본 발명 일 예로 도시한 설치 상태 사시도.
도 10 : 본 발명 일 예로 도시한 설치 상태 저면도.
도 11 : 본 발명 다른 예로 도시한 사시도.
도 12 : 본 발명 일 예로 도시한 사용 상태 단면도.
도 13 : 본 발명 일 예로 도시한 사용 상태 평면도.
도 14 : 본 발명 다른 예로 도시한 사용 상태 평면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략한다.

도 1은 본 발명 일 예로 도시한 프레스 소재 지지 및 분리장치(1)의 사시도이고, 도 2는 본 발명 일 예로 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명 일 예로 도시한 회전수단(축베어링) 및 탄지수단의 분해 사시도이다.

본 발명 프레스 소재 지지 및 분리장치(1)는, 프레스 소재 적재장치의 적재대(11)에 설치되는 이동수단(3)과, 상기 이동수단(3) 위에 수직으로 체결되고 적재되는 소정 두께와 소정 형상(또는 형상/모양)의 프레스 소재(철판)(46)를 지지하는 지지봉(2)과, 지지봉(2) 상부에 자유회전(외력이 작용되는 방향으로 정회전 및 역회전)할 수 있게 축베어링(37)으로 설치되는 회전봉(4)과, 상기 회전봉(4) 내부에 수직으로 고정되는 영구자석(永久磁石)(43)과, 영구자석(43)의 이면에 접하여 설치되고 대부분의 자기장(磁氣場)이 도 5, 도 6과 같이 전면의 강자력 방향점(P)으로 집중(지향)하여 작용되도록 자기(磁氣)차폐시키는 큰 투자율(透磁率)의 자성체(철부재)(44)와, 회전봉(4)이 원래 위치로 복귀할 수 있게 지지하는 탄지수단(5)으로 구성된다.

상기 회전봉(4) 내부에 설치 및 고정되는 영구자석(43)은 자성체(44)에 의해 전면(자성체(44)의 반대방향)의 강자력 방향점(P)으로 자기장(M)이 집중(지향)되어 최고의 자기장(M)이 형성되고 또한 최고의 자력(磁力)이 작용되므로, 적재된 프레스 소재(46)의 가장 가까운 방향으로 영구자석(43)과 회전봉(4)이 회전하게 된다. 따라서 적재된 프레스 소재(46)로 최고의 자력(磁力)이 작용되고 프레스 소재(46)의 상하 분리가 매우 효과적으로 이루어진다.

즉, 프레스 소재(46)의 형상이 다양하더라도 회전봉(4)에 설치된 영구자석(43)의 집중 자기장(M) 및 집중 자력(磁力)에 의해 도 7, 도 8과 같이 회전봉(4)이 회전하면서 강자력 방향점(P)이 프레스 소재(46)가 가장 가까운 돌출부(46t) 방향으로 회전하여 가장 강한 자력이 프레스 소재(46)로 작용되면서 프레스 소재(46)가 상하로 분리되므로 분리 효율이 극대화 되며, 또한 프레스 소재(46)가 근접하는 방향으로 회전봉(4)이 저절로 회전하게 되므로 종래 처럼 영구자석의 자기장(磁氣場) 방향을 미세 조정할 필요가 없어진다.

본 발명은 회전봉(4)의 회전구조와 회전봉(4)에 설치되는 영구자석(43)의 집중(지향) 자기장에 의해 프레스 소재(46)와 가장 가까운 지점, 예컨대 돌출부(46t) 또는 요입부(46S)를 자동으로 신속히 찾아가는 구조이다. 따라서 프레스 소재(46)의 형상이 변경되더라도 가장 가까운 지점(가장 근접하는 지점)이나 방향으로 영구자석(43)과 회전봉(4)이 자동으로(능동적으로) 회전하게 되므로 프레스 소재(46)의 분리를 포함한 전체 프레스 작업의 생산성이 크게 향상된다.

상기 지지봉(2)은 환봉이나 파이프 구조이며, 회전봉(4)은 파이프 내부 공간(41)에 영구자석(43)과 자성체(철부재)(44)가 설치되고 합성수지나 우레탄 등의 몰딩재(45)로 몰딩된 다음 상/하 단부가 마감 처리되어 밀봉되는 막힌 구조이다.

상기 회전봉(4)과 지지봉(2)과 축베어링(37)과 탄지수단(5)은 영구자석(43)의 자기장이나 자력이 손실되지 않도록 비철금속이거나 비자성금속 또는 합성수지이다.

상기 지지봉(2)과 회전봉(4)의 평면 형상(평단면 형상)은 다각형이나 타원형으로 구성할 수 있으나 방향성이 없는 원형이 바람직하다. 상기 원형구조는 걸림현상이 없고, 셋팅이 쉬울 뿐 아니라, 프레스 소재(46)의 적재면을 따라 최적의 조건으로 근접하여 지지할 수 있는 구조이다.

상기 이동수단(3)은, 도 1, 2에 도시한 것처럼 서보기구와 동력전달수단에 의해 지지봉(2) 및 회전봉(4)이 서보 제어에 의해 지지위치로 전진(전진 및 정지)하여 프레스 소재(30)의 측면(측부)을 지지하게 되고, 프레스 소재(30)의 크기나 형상이 바뀌어 지지위치가 변경되는 경우 서보 제어에 의해 후진한 다음 적재되거나 적재된 프레스 소재(30)의 측면으로 전진하여 변경된 위치에서 지지하게된다.

상기 이동수단(3)은, 좌우측 브라켓(7)(8) 상부에 안내봉(13)이 수평으로 설치되고, 좌우측 브라켓(7)(8) 하부에 안내봉(13)과 평행하는 볼스크류(14)가 축 설치되고, 우측 브라켓(8)의 바깥방향으로 돌출되는 볼스크류(14)의 축부에는 제1 타이밍풀리(16)가 끼워져 고정되고, 우측 브라켓(8) 또는 적재대(11) 저부면에 설치되고 제어기(CC)에 의해 제어되는 서보모터(15)가 설치되고, 서보모터(15)의 회전축에는 제2 타이밍풀리(17)가 끼워져 고정되고, 제1, 2 타이밍풀리(16)(17)는 타이밍벨트(18)로 연결되어 볼스크류(14)가 정역회전할 수 있게 구성되고, 상기 안내봉(13)과 볼스크류(14)에는 너트형 블럭(6)이 설치되고, 블럭(6)의 상부면에는 상기 지지봉(2) 하단부에 고정되는 고정판(21)이 체결된다.

상기 블럭(6)에는 안내봉(13)의 외면에 미끄럼 결합되는 미끄럼베어링(22)과, 볼스크류(14)에 나사 결합되는 너트(20)가 각각 설치되어 고정되며, 안내봉(13)은 좌우측 브라켓(7)(8)에 고정되고, 볼스크류(14)는 좌우측 브라켓(7)(8)의 축베어링(19)에 축 결합되며, 좌우측 브라켓(7)(8)의 상부면은 복수의 체결부재(9)(10)로 적재대(11) 저부면에 체결되어 고정되고, 이동수단(3) 상부로 돌출되는 회전봉(4) 및 지지봉(2)은 적재대(11)에 형성된 장공(12)을 통과하여 적재대(11) 상부로 돌출되며, 따라서 서보모터(15)의 동작에 의해 볼스크류(14)가 정회전 또는 역회전하면 블럭(6)이 전진 또는 후진하게 되고, 지지봉(2) 및 회전봉(4)은 블럭(6)을 따라 전진 또는 후진하게된다.

상기 장공(12)은 안내봉(13)과 평행하는 장방형이며, 장공(12)의 폭은 도 9, 도 10에 도시한 것처럼 지지봉(2)의 외경보다 1.5 ~ 2배의 큰 폭으로 형성되고, 고정판(21)의 상부면은 도 2와 같이 적재대(11)의 저부면과 이격되어 접촉이 방지되므로 지지봉(2)의 전/후진 운동이 방해받지 않는다.

상기 서보모터(15)는 제어기(CC)의 제어를 받아 동작하며, 서보모터(15) 내부에는 서보모터(15)가 회전함에 따라 발생되는 펄스를 제어기(CC)로 전송하는 엔코더(도시안됨)가 설치되며, 제어기(CC)는 상기 엔코더로부터 입력되는 펄스신호와 제어기(CC)의 메모리부에 미리 설정되어 있는 기준신호, 이를테면 프레스 소재(30)의 적재위치를 감안하여 지지봉(2)이 전전 및 정지하여 프레스 소재(30)를 지지하는 위치 까지 전진하는데 필요한 서보모터(15)의 회전방향, 회전수(회전값 = 회전값에 따른 블럭이나 지지봉의 이동거리), 회전각, 회전속도 등을 비교 판단한 다음 기준신호에 도달하도록 서보모터(15)의 회전방향, 회전수, 회전각, 회전속도 등을 정밀 제어함으로써 지지봉(2)과 회전봉(4)의 이동위치(이동 거리, 방향, 속도 등)가 정밀 제어된다.

본 발명 프레스 소재 지지 및 분리장치(1)는, 제어기(CC)의 제어를 받는 이송수단(3)에 의해 지지봉(2) 및 회전봉(4)이 전진 또는 후진하게되며, 미리 설정된 기준신호에 의거 적재된 프레스 소재(30)의 지지 위치까지 전진하여 프레스 소재(30)를 지지하고 분리시키게된다.

즉, 도 9 내지 도 12와 같이 복수의 프레스 소재 지지 및 분리장치(1)가 적재대(11)에 설치된 상태에서, 적재되거나 적재된 프레스 소재(30)의 지지위치를 감안하여 각각의 프레스 소재 지지 및 분리장치(1)의 전진 위치 기준신호를 제어기(CC)에 설정한 다음 제어기(CC)로 전진시키면 서보모터(15)가 정회전하고, 타이밍풀리(16)(17)와 타이밍벨트(18) 및 볼스크류(14) 또한 정회전하게 되므로, 블럭(6)이 타측 브라켓(7) 방향으로 전진 이동하게되고, 서보모터(15)에 내장된 엔코더로부터 제어기(CC)에 실시간 입력되는 펄스신호가 기준신호와 비교되며, 엔코더로부터 입력되는 신호가 설정된 기준신호에 도달하면 제어기(CC)는 정지신호를 출력시켜 서보모터(15)가 정지하고, 정지봉(2) 및 회전봉(4)은 지지위치에 정지하여 적재되거나 적재된 프레스 소재(30)를 지지하게 되고, 상기 회전봉(4)의 영구자석(43)에 의해 상부에 적재된 프레스 소재(30)들이 신속히 효과적으로 분리된다.

상기에서 프레스 소재(30)의 크기나 형상이 바뀌거나 지지위치가 변경된 경우 변경된 지지위치를 따라 정지봉(2) 및 회전봉(4)을 이동시키게면 된다. 즉, 변경된 지지위치를 감안하여 기준신호를 재 설정한 다음 서보모터(15)를 제어하는 방법으로 정지봉(2) 및 회전봉(4)의 위치를 변경된 지지위치로 이동시키면 된다.

정지봉(2) 및 회전봉(4)을 지지하는 위치가 후진 위치이거나, 필요에 의해 정지봉(2) 및 회전봉(4)을 후진시키고자 하는 경우, 상기의 과정을 역순으로 진행하면 된다.

즉, 후진하여 변경된 지지위치 또는 임의의 후진 위치를 감안하여 각각의 프레스 소재 지지 및 분리장치(1)의 후진 위치 기준신호를 제어기(CC)에 설정한 다음 제어기(CC)로 후진시키면 서보모터(15)가 역회전하고, 타이밍풀리(16)(17)와 타이밍벨트(18) 및 볼스크류(14) 또한 역회전하게 되므로, 블럭(6)이 우측 브라켓(8) 방향으로 후진 이동하게되고, 서보모터(15)에 내장된 엔코더로부터 제어기(CC)에 실시간 입력되는 펄스신호가 기준신호와 비교되며, 엔코더로부터 입력되는 신호가 설정된 기준신호에 도달하면 제어기(CC)는 정지신호를 출력시켜 서보모터(15)가 정지하고, 정지봉(2) 및 회전봉(4)은 지지위치에 정지하여 프레스 소재(30)를 지지하거나 임의의 위치로 후진하게 된다.

상기 제어기(CC)는 운영 프로그램 및 서보모터(15)와 모터 및 센서 등을 제어하는 제어프로그램 등이 구비되며, 각종 데이터가 저장 및 독출되는 메모리부와 통신수단 및 입출력포트 및 입출력 수단과 표시부 등이 포함된다.

도 3은 지지봉(2)과 회전봉(4) 사이에 설치되어 회전봉(4)의 자유회전을 허용하는 회전수단, 즉 축베어링(37)과, 회전력이 제거된 회전봉(4)을 역회전시켜 초기위치(원점위치)로 복귀시키는 탄지수단(5)의 분해하여 도시한 사시도이다.

상기 축베어링(37)은, 회전봉(4)의 저부면에 형성되는 삽입홈(35)과, 삽입홈(35)의 중앙에 형성되는 하향 돌출봉(36)과, 돌출봉(36)의 길이방향 중앙에 형성되는 하향 개방형의 나공(36a)과, 상기 삽입홈(35)에 삽입되는 축베어링(37)의 상부링(37a)과, 상기 돌출봉(36)에 끼워지는 축베어링(37)의 삽지공(37c)과, 상기 삽입홈(35)과 돌출봉(36)에 삽입된 축베어링(37)의 분리를 방지할 수 있게 상기 나공(36a)에 나사부(38b)가 체결되는 볼트(38)와, 지지봉(2)의 결합홈(31)에 억지끼움되어 회전봉(4)과 지지봉(2)의 결합을 달성하고 회전봉(4)의 정/역 회전을 허용되는 축베어링(37)의 하부링(37b)으로 구성되며, 지지봉(2)과 회전봉(4) 사이에는 0.5~3㎜의 틈(g)이 발생되어 회전봉(4)이 자유회전할 수 있게 된다.

상기 축베어링(37)은 볼트(38)에 의해 회전봉(4)에 체결되어 분리나 이완이 방지되며, 볼트(38)의 머리부(38a)는 요입홈(32)에 위치하면서 회전봉(4)의 정역회전을 방해하지 않는 구조이며, 축베어링(37)의 하부링(37b)은 지지봉(2)의 결합홈(31)에 억지결합되어 지지봉(2)과 회전봉(4)이 수직으로 유지되면서 프레스 소재(30)의 측면(측부)를 각각 지지하게 된다.

따라서 적재된 프레스 소재(46)의 가장자리 부분은 수직 상태의 상기 지지봉(2)과 회전봉(4)에 의해 지지되며, 또한 상부에 적재된 프레스 소재(30a)(30b)(30c)(30d)(30e)(30f)(30g)들은 도 6과 같이 회전봉(4)에 설치된 영구자석(43)의 지향(집중) 자기장(M)에 의해 같은 극성을 띄면서 척력이 작용되어 상하로 분리된다.

상기 영구자석(43)은 수직으로 설치되고, 전면으로 하나의 자극(N극 또는 S극)이 배치됨을 특징으로 한다. 즉, 도 6에 도시한 것처럼, 수직으로 설치된 영구자석(43)의 전면과 후면으로 자극이 양분된다. 이를테면, 영구자석(43)을 수직방향(길이방향)으로 양분하여 전면이 N극이면, 후면은 S극이며(물론 반대 극성일 수 있다), 이에 따라 자기장(M) 내에 위치하는 프레스 소재(46)들은 전부 S극성을 띄면서 강한 척력이 작용되므로 상하로 서로 분리된다.

상기에서, 영구자석(43)의 후면에는 투자율(透磁率)이 큰 자성체(44)가 접하여 자기 차폐(Mmagnetic Screening) 되므로 대부분의 자력(자기력)이 프레스 소재(46)가 위치하는 영구자석(43)의 전면으로 향하거나 집중되므로 프레스 소재(46)가 강한 자력에 의해 쉽게 효과적으로 분리된다.

상기 영구자석(43)은 상/하부보다 중앙부의 자력이 가장 강하다. 따라서 영구자석(43)의 가운데 부분에 위치하는 프레스 소재(46c)(46d)(46e)가 가장 큰 거리로 분리되며, 영구자석(43)의 상/하부 방향으로 이행할 수록 점차적으로 작은 거리로 분리된다.

상기 지지봉(2)은 이동수단(3)의 좌우측 브라켓(7)(8)에 의해 적재대(11)에 견고하게 설치되는 구조이며, 상기 지지봉(2)의 상부에 견고하게 결합되어 자유회전하는 회전봉(4)은 상부에 적대되는 프레스 소재(46)를 지지하면서 집중 자기장(M)에 의해 도 7, 도 8과 같이 가장 가까운 프레스 소재(46)의 돌출부(46t) 방향으로 회전하여 강한 자력이 작용되며, 도 6과 같이 강한 자력에 의해 프레스 소재(46)가 상하로 쉽게 분리된다.

즉, 프레스 소재(46)의 돌출 형상에 따라 회전봉(4)이 정회전 또는 역회전하면서 회전봉(4)의 강자력 방향점(P) 및 영구자석(43)과 가장 가까운 프레스 소재(46)의 돌출부(46t) 방향으로 향하면서 프레스 소재(46)로 강한 자력(磁力)이 작용되어 프레스 소재(46)가 상하로 쉽게 분리 및 이격된다.

상기 지지봉(2)과 회전봉(4) 사이에 설치되는 탄지수단(5)의 구성은 다음과 같다.

회전봉(4)의 하단 일측에 상부판(33)이 수평으로 고정되고, 지지봉(2)의 상단 일측에도 하부판(23)이 수평으로 고정되어 상부판(33)과 마주보는 평행 구조이며, 상부판(33) 중앙에는 좌우측 스프링(39)(40)의 걸고리(39b)(40a)가 걸림되는 하향 돌출형의 제1 지지봉(34)이 고정되고, 하부판(23)의 중앙에는 상기 제1 지지봉(34)이 끼워져 이동할 수 있는 원호형 통공(24)이 형성되고, 하부판(23)의 양측에는 좌우측 스프링(39)(40)의 걸고리(39a)(40b)가 걸림되는 하향 돌출형의 제2 지지봉(25) 및 제3 지지봉(26)이 각각 설치된다.

상기 원호형 통공(24)은 제1 지지봉(34)이 원호형으로 이동할 수 있게 도 4와 같이 중심점(O1)을 기준으로 한 가상 원에 존재하는 원호형이며, 제1 지지봉(34)이 이동할 수 있는 구간은 원호형 통공(24)의 전체 원호길이 이내 이다.

상기 제2 지지봉(25) 및 제3 지지봉(26)의 하단에는 나사부(25a)(26a)가 각각 형성되어 하부판(23)의 나공(23a)에 각각 체결되고, 좌우측 스프링(39)(40)의 걸고리(39a)(40b)는 제2 지지봉(25) 및 제3 지지봉(26)에 형성되는 걸이홈(27)(28)에 각각 걸림되어 탄지된다.

상기 제2 지지봉(25) 및 제3 지지봉(26)의 상부면에는 드라이버 등의 체결도구가 결합되는 요입홈(29)(30)이 각각 형성되어 좌우측 스프링(39)(40)이 상부판(33)이나 하부판(23)의 표면에 면접촉하지 않게 체결 높이를 조절할 수 있어서 스프링(39)(40)의 동작불량이나 마찰 및 마모가 방지된다. 물론 상/하부판(33)(23) 사이의 이격거리는 스프링(39)(40)의 외경보다 큰(떨어진) 거리이다.

본 발명에서 지지봉(2)의 지지축선(C)은 도 4와 같이 지지봉(2)의 중심점(01)과, 제2 지지봉(25)과 제3 지지봉(26) 사이의 중간지점(또는 좌우측 스프링(39)(40)이 탄성 균형을 이루는 지점)을 연결하는 가상선이고, 회전봉(4)의 회전축선(R)은 도 5와 같이 회전봉(4)의 전면에 위치하는 강자력 방향점(P)과 회전봉(4)의 회전중심점(O2)과 제1 지지봉(34)의 중심이 일치하는 가상선이다.

상기 회전봉(4)의 회전축선(R)의 초기위치는 도 4, 도 5과 같이 지지봉(2)의 지지축선(C)과 일치하며, 프레스 소재(46)의 근접 방향에 따라 도 7과 같이 시계방향(A 방향)으로 회전하거나, 또는 도 8과 같이 반시계방향(B 방향)으로 회전하여 프레스 소재(46)의 돌출부(46t)와 근접하게 되므로, 자기장의 척력(반발력)에 의해 상하로 접하여 적재되어 있던 프레스 소재(46)가 마주보는 면끼리 같은 S 극성(極性)이 되어 도 6과 같이 상하로 이격 분리되므로 도 12와 같이 소재이송장치의 전자석(69)을 이용하여 분리된 최상부의 프레스 소재(46a)를 흡착시킨 다음 프레스 금형(도시안됨)으로 쉽게 이송 공급할 수 있게된다.

이때 최상부의 프레스 소재(46a)가 이송되면 적재높이가 낮아지게 되므로 근접센서(47)가 이를 감지하여 제어기(CC)로 입력하면, 제어기(CC)는 감속모터(63)에 의해 구동하는 승강기구(60)를 동작시켜 적재된 전체 프레스 소재(46)를 상승시키게되고, 전체 프레스 소재(46)의 상승 높이가 근접센서(67)에 의해 감지되면 제어기(CC)는 감속모터(43)를 정지시는 과정의 반복으로 프레스 소재(46)의 최고 적재높이가 일정하게 유지된다.

도 7의 경우, 회전봉(4)과, 회전봉(4)에 고정된 상부판(33)과 제1 지지봉(34)이 시계방향(A 방향)으로 정회전하게 되므로 제1 지지봉(34)과 제2 지지봉(25)에 설치된 스프링(39)은 압축되고, 제1 지지봉(34)과 제3 지지봉(26)에 설치된 스프링(40)은 인장된다.

도 8의 경우, 회전봉(4)과, 회전봉(4)에 고정된 상부판(33)과 제1 지지봉(34)이 반시계방향(B 방향)으로 역회전하게 되므로 제1 지지봉(34)과 제2 지지봉(25)에 설치된 스프링(39)은 인장되고, 제1 지지봉(34)과 제3 지지봉(26)에 설치된 스프링(40)은 압축된다.

한편, 적재대(11)의 프레스 소재(46)가 소모되거나 적재된 프레스 소재(46)가 없어서 회전봉(4)의 회전력이 제거되면, 자기장(M)의 작용방향이 없어지게 되므로(소실되므로) 좌우측 스프링(25)(26)의 탄성력(탄지력)이 균형을 이루면서 회전봉(4)이 복귀하는 방향으로 회전하여 회전축선(R)과 지지축선(C)이 일치된다.

상기 회전봉(4)은 축베어링(37)에 의해 좌측 또는 우측으로 자유롭게 회전하는 구조이며, 상기 회전봉(4)의 복귀(復歸)는 탄지수단(5)의 좌우측 스프링(39)(40)에 의해 쉽게 달성된다.

상기 스프링(39)(40)의 탄성력은 회전봉(4)의 자력(磁力)이 프레스 소재(46)에 작용되지 않는 경우, 또는 주변에 영구자석(43)에 영향을 줄 수 있는 프레스 소재(46)나 철금속이 없는 경우, 좌우측 스프링(39)(40)의 균형력에 의해 회전봉(4)이 초기위치로 복귀하여 지지축선(C)과 회전축선(R)이 일치하게 된다.

도 11은 본 발명 다른 예로 도시한 사시도로, 지지봉(4)의 높이를 낮게 구성하고, 회전봉(4)의 높이를 높게 구성하고, 지지봉(4)과 회전봉(4) 사이에 축베어링(37) 및 탄지수단(5)을 설치하여 프레스 소재(46) 분리 구간을 확장시킨 것으로, 분리된 프레스 소재(46)를 수작업으로 이동시킬 때 유용하게 사용할 수 있다.

본 발명은 중앙부에 적재되는 프레스 소재(30)의 위치를 감안하여 도 9, 도 10과 같이 복수의 프레스 소재 지지 및 분리장치(1)를 적재대(11)에 적절히 배치하되 프레스 소재(30)의 측면(측부)을 지지할 수 있도록 설치 및 사용하게 된다.

도 12, 도 13은 본 발명 일 예로 도시한 사용 상태 단면도 및 평면도로, 적재대(11) 위에 적재되는 프레스 소재(46)의 형상을 감안하여 설치된 프레스 소재 지지 및 분리장치(1)를 동작시켜 사용하게 된다.

도 12에 예시된 프레스 소재 적재장치는, 복수의 받침대(51) 위에 설치되는 기대(50)와, 기대(50) 상부면에 설치되는 하부판(52)과, 하부판(52) 상부면에 평행 설치되는 좌우측 한쌍의 레일(56)과, 상기 레일(56) 상부면에 구름운동할 수 있게 설치되는 복수의 휠(55)과, 휠(55)이 축 설치되는 상부판(53)과, 상부판(53)의 양측에 고정되는 좌우측 수직부재(54)와, 수직부재(54)의 상부면에 설치되는 적재대(11)와, 상부판(53)에 설치되는 제어기(CC) 및 감속모터(63)와, 적재대(11)의 가운데 부분에 형성되는 통공(49)과, 상부판(53)에 설치되는 엘리베이터(60)와, 감속모터(63)에 의해 엘리베이터(60) 상부로 출몰하면서 상기 통공(49)을 지나 승강하는 승강봉(61)과, 승강봉(61) 상부에 설치되고 최하부의 프레스 소재(46)가 고정되는 플레이트(62)와, 최상부의 프레스 소재(46a)를 감지하는 근접센서(67)로 구성된다.

상기 적재대(11)와 상부판(53)과 감속모터(63) 및 엘리베이터(60)는 에어실린더(59)의 로드가 출몰하면서 이동하는 상부판(53) 및 상부판(53)을 따라 이동하면서 레일(56) 위를 구름운동하는 휠(38)에 의해 전진 및 후진하게 되며, 프레스 소재(46)를 적재대(11)의 상부면 전후 2곳에 각각 적재시켜 적재된 일측 프레스 소재가 소모되면 타측에 적재된 프레스 소재(46)를 소재이송장치 하부로 이동시켜 프레스 금형으로 프레스 소재(46)를 지속 공급할 수 있어서 프레스 작업이 중단없이 진행된다.

최상부의 프레스 소재(46a)를 감지하는 근접센서(67)는 수직봉(66)의 상단에 설치되어 제어기(CC)의 입력에 접속되고, 수직봉(66)의 하단부에는 전자석(65)이 설치되어 적재대(11)의 상부면에 흡/탈착시킬 수 있게 구성된다.

상기 분리된 최상부의 프레스 소재(30a)는 소재이송장치의 복수의 전자석(69)으로 흡착한 다음 프레스 금형(도시안됨)으로 이송 공급하게 된다. (68)은 전자석(69)을 연결하는 프레임이다.

본 발명에서 영구자석(43)의 자력은 소재이송장치에 사용되는 전자석(69)의 자력보다 1/2 ~ 1/10 정도로 약한 2,000~4,000가우스로 유지함으로써 상승 분리된 최상부의 프레스 소재(46a)를 프레스 금형(도시안됨)으로 쉽게 이동 공급할 수 있게 된다.

본 발명에서 도 13과 같이 프레스 소재(46)에 요입부(46S)가 형성된 경우, 상기 요입부(46S) 부분을 지지하면 보다 적은 수의 프레스 소재 지지 및 분리장치(1)를 이용하여 보다 효과적으로 지지 및 분리 할 수 있다. 상기 도 13에서 적재된 프레스 소재(30)의 가장 가까운 방향으로 회전봉(4)이 회전하여 지지하고 있음을 확인할 수 있다.

도 14는 본 발명 다른 예로 도시한 사용 상태 평면도로, 이송수단(3)에 의해 전진하면서 프레스 소재(30)를 지지하는 본 발명 프레스 소재 지지 및 분리장치(1)와, 이송수단(3) 대신 지지봉(2) 하단부에 전자석(1b)이 설치되어 적재대(11) 상부면에 강하게 전자력(電磁力)으로 고정시킬 수 있는 전자석 고정방식의 프레스 소재 지지 및 분리장치(1a)를 같이 사용하는 방법으로 프레스 소재(30)를 지지 및 분리시킬 수 있음을 도시한 것이다.

상기 도 14에서 (4a)는 본 발명과 마찬가지로 지지봉 상부에 영구자석과 자성체가 수직으로 설치되고 베어링으로 축설치된 회전봉이며, (1c)는 전자석(1b)으로 전원을 공급하는 전원선이다.

종래의 경우 프레스 소재(46)의 형상이 바뀔 때마다 영구자석의 방향을 미세조정하는 방법으로 가장 강한 자력이 프레스 소재에 작용되도록 하고 있으나, 조정 방향도 제한적이고, 미세 조정 후 영구자석 어셈블리를 일일이 체결시켜 고정해야 하므로 작업성과 효율이 크게 떨어질 뿐 아니라, 미세 조정에도 어려운 점이 있었으나, 본 발명에서는 적재되는 프레스 소재(46)의 형상이 다양하게 바뀌더라도 회전봉(4)에 설치된 영구자석(43)의 집중 자력(磁力)에 의해 가장 가까운 방향으로 자동 회전하여 가장 강한 자력으로 프레스 소재(46)를 상하로 분리시키게 되므로 분리 효율과 생산성이 극대화 되며, 종래 처럼 영구자석의 자기장(磁氣場)의 방향을 미세 조정할 필요가 없다.

본 발명은 빈틈없이 적재된 프레스 소재(46) 표면에 묻은 오일이나 윤활제 및 진공에 의해 밀착되어 떼어내기 곤란한 경우에도 쉽게 분리되며, 또한 소형이고 무게가 가벼워 취급이 간단하고, 구조 또한 간단하여 잔고장이 없다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 본 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

(1)--프레스 소재 지지 및 분리장치 (2)--지지봉
(3)--이송수단 (4)--회전봉
(5)--탄지수단 (6)--블럭
(7)(8)--브라켓 (9)(10)--체결부재
(11)--적재대 (12)--장공
(13)--안내봉 (14)--볼스크류
(15)--서보모터 (16)(17)--타이밍풀리
(18)--타이밍벨트 (19)--축베어링
(20)--너트 (21)--고정판
(22)--미끄럼베어링 (23)--하부판
(23a)--나공 (24)--통공
(25)--제2 지지봉 (25a)(26a)(38b)--나사부
(26)--제3 지지봉 (27)(28)--스프링 걸이홈
(29)(30)(32)--요입홈 (31)--결합홈
(33)--상부판 (34)--제1 지지봉
(35)--삽입홈 (36)--돌출봉
(36a)--나공 (37)--축베어링
(37a)--축베어링의 상부링 (37b)--축베어링의 하부링
(37c)--축베어링의 삽지공 (38)--볼트
(38a)--볼트의 머리부 (39)(40)--스프링
(39a)(39b)(40a)(40b)--걸고리 (41)--내부 공간
(43)--영구자석 (44)--자성체(철부재)
(45)--몰딩재 (46a)--프레스 소재
(46S)--프레스 소재의 요입부 (46t)--프레스 소재의 돌출부
(A)--시계방향(정회전) (B)--반시계방향(역회전)
(C)--지지축선 (CC)--제어기
(M)--자기장 (01)--중심점
(O2)--회전중심점 (R)--회전축선

Claims

이동수단(3);
상기 이동수단(3) 위에 수직으로 체결되는 지지봉(2);
상기 지지봉(2) 상부에 축베어링(37)으로 설치되는 회전봉(4);
상기 회전봉(4) 내부에 수직으로 고정되는 영구자석(43);
상기 영구자석(43) 이면에 접하여 설치되는 자성체(44);
상기 회전봉(4)이 복귀할 수 있게 지지하는 탄지수단(5);
을 포함하는 프레스 소재 지지 및 분리장치.
청구항 1에 있어서;
이동수단(3)은,
좌우측 브라켓(7)(8) 상부에 수평으로 설치되는 안내봉(13);
상기 좌우측 브라켓(7)(8) 하부에 안내봉(13)과 평행하도록 축설치되는 볼스크류(14);
상기 우측 브라켓(8)의 바깥방향으로 돌출되는 볼스크류(14)의 축부에 고정되는 제1 타이밍풀리(16);
상기 우측 브라켓(8)에 설치되는 서보모터(15);
상기 서보모터(15) 회전축에 고정되는 제2 타이밍풀리(17);
상기 제1, 2 타이밍풀리(16)(17)를 연결하는 타이밍벨트(18);
상기 안내봉(13) 외면에 미끄럼 결합되는 미끄럼베어링(22);
상기 볼스크류(14)에 나사 결합되는 너트(20);
상기 미끄럼베어링(22)과 너트(20)가 결합되는 블럭(6);
상기 블럭(6)의 상부면에 체결되는 지지봉(2)의 고정판(21);
을 포함하는 프레스 소재 지지 및 분리장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;
탄지수단은,
회전봉(4)의 하단 일측에 수평으로 고정되는 상부판(33) 및 지지봉(2)의 상단 일측에 수평으로 고정되는 하부판(23);
상기 상부판(33) 중앙에 고정되는 제1 지지봉(34);
상기 제1 지지봉(34)에 걸림되는 스프링(39)(40)의 걸고리(39b)(40a);
상기 하부판(23)에 형성되고 상기 제1 지지봉(34)이 끼워져 이동할 수 있는 원호형 통공(24);
상기 하부판(23) 양측에 각각 설치되는 제2 지지봉(25) 및 제3 지지봉(26);
상기 제2 지지봉(25) 및 제3 지지봉(26)에 걸림되는 좌우측 스프링(39)(40)의 걸고리(39a)(40b);
를 포함하는 프레스 소재 지지 및 분리장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;
축베어링(37)은,
회전봉(4)의 저부면에 형성되는 삽입홈(35);
상기 삽입홈(35)의 중앙에 형성되는 하향 돌출봉(36);
상기 하향 돌출봉(36)의 길이방향 중앙에 형성되는 하향 개방형의 나공(36a);
상기 삽입홈(35)에 삽입되는 축베어링(37)의 상부링(37a);
상기 돌출봉(36)에 끼워지는 축베어링(37)의 삽지공(37c);
상기 삽입홈(35)과 돌출봉(36)에 삽입된 축베어링(37)의 분리를 방지할 수 있게 상기 나공(36a)에 체결되는 볼트(38);
지지봉(2)의 결합홈(31)에 억지끼움되는 축베어링(37)의 하부링(37b);
을 포함하는 프레스 소재 지지 및 분리장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;
영구자석(43)은 수직으로 설치되고, 전면으로 하나의 자극이 배치됨을 특징으로 하는 프레스 소재 지지 및 분리장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;
지지봉(2)과 회전봉(4)의 평면 형상은 원형임을 특징으로 하는 프레스 소재 지지 및 분리장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;
회전봉(4)과 지지봉(2)과 축베어링(37)과 탄지수단(5)은 비철금속, 비자성금속, 합성수지 중 어느 하나임을 특징으로 하는 프레스 소재 지지 및 분리장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;
영구자석(43)의 자력은 2,000~4,000가우스 임을 특징으로 하는 프레스 소재 지지 및 분리장치.