KR101456535B1 - 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치 및 이를 이용한 제동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레스 설비의 과부하에 따른 원인조사 및 그 조치 과정에서 작업자의 안전을 위해 슬라이더의 하강을 제한하는 슬라이더 제어장치로 인하여 설비의 다른 문제의 유발을 방지토록 하기 위한 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치 및 이를 이용한 제동방법에 관한 것으로서, 그 특징적인 구성은, 상부 프레임에 설치되어 회전 또는 승·하강하는 실린더 축에 고정된 스토퍼가 그 회전 위치에 따라 슬라이더 측부에 마련된 브래킷 하부를 받쳐 지지하도록 한 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치에 있어서, 상측 부위가 상기 상부 프레임 또는 상기 실린더 축을 승·하강 구동시키는 실린더에 고정되어 상기 실린더 축과 나란한 지지대와; 상기 지지대와 상기 스토퍼 중 적어도 한 곳에 설치되어 상기 스토퍼가 이미 설정된 높이에 위치됨을 감지하는 제 1 센서;를 포함한 구성으로 이루어진다.
이상의 본 발명에 따르면, 스토퍼를 이미 설정된 위치에 대응하여 정렬토록 함으로써 작업자에 대한 안전 확보와 더불어 슬라이더의 하강에 따른 하중의 영향을 받지 않도록 하고, 프레스 내에 유체가 정상적인 압력으로 보충되게 함으로써 안정적인 작업이 수행될 수 있도록 하며, 프레스 시스템의 무리한 구동을 사전에 예방함에 따라 각부 구성의 수명 연장과 작업의 지연을 막는 효과가 있다.

Description

프레스 시스템의 슬라이더 제동장치 및 이를 이용한 제동방법{THE LOCKING EQUIPMENT FOR SLIDER OF PRESS SYSTEM AND BRAKING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치 및 이를 이용한 제동방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 프레스 설비의 과부하에 따른 원인조사 및 그 조치 과정에서 작업자의 안전을 위해 슬라이더의 하강을 제한하는 슬라이더 제어장치로 인하여 설비의 다른 문제의 유발을 방지토록 하기 위한 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치 및 이를 이용한 제동방법에 관한 것이다.

일반적인 프레스 시스템의 구성은, 도 1에 도시한 바와 같이, 상부 프레임(10)에 하측으로 이어진 구동축(14)을 통해 하부에 놓이는 제품 소재에 가압력을 제공하는 프레스(도시 안됨)가 설치되고, 상부 프레임(10)으로부터 간격을 둔 하부에는 테이블 형상의 다이(12)를 마련하고 있다.

또한, 구동축(14)의 하부에는 슬라이더(16)가 설치되며, 이 슬라이더(16)는 구동축(14)으로 연결된 프레스의 구동에 의해 승·하강 구동하게 된다.

그리고, 슬라이더(16)의 하부에는 제품의 상부 형상에 대응하도록 형성된 상부 금형(M1)이 설치되고, 이에 대향하는 다이(12)의 상부에는 제품의 하부 형상에 대응하도록 형성된 하부 금형(M2)과 제품의 외곽 형상을 제한하는 블랭킹 다이(B) 등이 설치된다.

이에 따라 하부 금형(M2) 상부에 제품의 소재(P)가 얹혀지면, 프레스는 구동하여 슬라이더(16)에 장착된 상부 금형(M1)을 하강시켜 이들 상·하부 금형(M1, M2) 사이에 놓인 제품 소재(P)를 소망하는 형상을 갖는 제품으로 성형하게 된다.

한편, 상술한 프레스 시스템에는, 상·하부 금형(M1, M2) 사이에서 물자가 발생할 경우 슬라이더(16)를 승강 이동시키도록 함과 동시에 슬라이더(16)의 하강을 제한하기 위한 슬라이더 제동장치를 구비한다.

슬라이더 제동장치 구성은, 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 슬라이더(16)의 측부로부터 돌출한 형상의 브래킷(18)을 구비한다.

이러한 브래킷(18)은, 그 돌출 방향으로 두 개의 핑거(20)를 형성하고 있고, 이들 핑거(20)들 사이는 일정 폭과 깊이의 슬롯(S)이 형성된 구성을 이룬다.

또한, 슬라이더 제동장치는, 상부 프레임(10)에 설치되어 상술한 슬롯(S) 사이로 실린더 축(24)이 관통하여 승·하강 구동하도록 하는 실린더(22)를 구비하고, 실린더 축(24)의 하측 단부에는 수평 방향으로 길쭉한 형상을 갖는 스토퍼(26)가 설치되며, 상술한 실린더(22)의 측부에는 실린더 축(24)을 회전시켜 스토퍼(26)의 길이 방향이 슬롯(S)의 깊이 방향으로 있도록 하거나 길이 방향 양단 부위가 상술한 핑거(20)들에 걸쳐지게 위치시키도록 하는 모터(28)가 설치된다.

이상에서 살펴본 프레스 시스템 구성에 있어서, 상술한 프레스는, 상·하부 금형(M1, M2) 사이의 제품 소재(P)에 대하여 이미 설정된 범위의 압력으로 가압하도록 함과 동시에 상부 금형(M1)의 승·하강 스트로크를 일정하게 유지하며 구동하도록 되어 있다.

하지만, 상·하부 금형(M1, M2) 사이에서 성형되는 제품 소재의 이상이 있거나 상·하부 금형(M1, M2)의 손상 또는 다른 부품이 끼이는 등의 경우에는 상부 금형(M1)이 이미 설정된 높이로 하강하지 못하며, 이때 설정된 높이로 하강하려는 압력이 계속 제공될 경우에는 제품은 물론 상·하부 금형(M1, M2)과 프레스 시스템을 구성하는 다른 구성들의 손상 내지 파손으로 그 문제가 확대될 위험이 있다.

이러한 문제를 방지하기 위하여 프레스는 압력을 제공하기 위한 유체를 배출하여 그 힘을 줄이도록 하고 있다.

이로부터 문제의 원인과 그 조치를 위하여 슬라이더(16)를 승강하게 되는데, 이때 슬라이더(16)는 부족하게 하강한 높이를 감안하지 않고, 정해진 스트로크 높이로 승강하여 이미 설정된 높이 이상의 위치에 있게 된다.

또한, 상술한 슬라이더 제동장치는, 브래킷(18)의 하부에서 스토퍼(26)의 길이 방향 양단 부위가 핑거(20)에 걸쳐지는 방향에 있도록 회전 위치시킨 후 스토퍼(26)로 하여금 대응하는 핑거(20)의 하부를 받쳐 지지하도록 실린더 축(24)을 승강 이동시키는 것으로 슬라이더(16)의 하강을 제어하게 된다.

이후 프레스 시스템의 문제를 해결하게 되면, 상술한 프레스에는 배출되었던 유체의 공급이 이루어지고, 이때 슬라이더(16)는 이미 설정된 기준 위치로 하강하게 되는데, 슬라이더(16)를 받쳐 지지하는 스토퍼(26)에는 그 하중이 작용하게 된다.

이러한 하중은 모터(28)의 구동이 있어도 스토퍼(26)를 회전시키지 못하게 할 수 있고, 이러한 문제는 슬라이더(16)가 이미 설정된 위치로 하강하는 것을 저지함과 동시에 그에 따른 프레스 내에 유체의 정상 공급을 저해하는 요인으로 작용한다.

또한, 위의 문제는, 작업시간의 지연뿐 아니라 정상적인 제품 생산을 어렵게 하며, 또 각 구성에 대한 무리한 힘이 작용하여 설비의 수명을 단축하는 문제로 발전될 수 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 이를 위한 본 발명의 목적은, 슬라이더의 추가 상승한 정도에 대응하여 슬라이더의 하강을 저지하기 위한 스토퍼의 위치를 사전에 정렬 위치에 맞추어 하강시키도록 함으로써 슬라이더의 하강에 따른 하중 및 압력에 대하여 스토퍼가 영향을 받지 않도록 하여 프레스의 구동이 안정적이며 원활하게 이루어질 수 있도록 하고, 그에 따른 프레스 시스템의 수명을 연장할 수 있도록 하는 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치 및 이를 이용한 제동방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치의 특징적인 구성은, 상부 프레임에 설치되어 회전 또는 승·하강하는 실린더 축에 고정된 스토퍼가 그 회전 위치에 따라 슬라이더 측부에 마련된 브래킷 하부를 받쳐 지지하도록 한 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치에 있어서, 상측 부위가 상기 상부 프레임 또는 상기 실린더 축을 승·하강 구동시키는 실린더에 고정되어 상기 실린더 축과 나란한 지지대와; 상기 지지대와 상기 스토퍼 중 적어도 한 곳에 설치되어 상기 스토퍼가 이미 설정된 높이에 위치됨을 감지하는 제 1 센서;를 포함한 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 지지대는 상·하 방향으로 길이가 신축 가능한 구성을 이루고, 상기 제 1 센서는 상기 스토퍼에 설치되는 타깃과 상기 지지대의 신장 또는 수축에 따라 설치 위치의 상·하 위상이 변하는 하측 부위에 설치되고, 상기 타깃이 대응하는 높이에 놓이는 것을 검출하는 검출부로 구성함이 바람직하다.

그리고, 상기 브래킷의 하부에는 브래킷의 하면에 대하여 상기 스토퍼가 걸쳐지는지 여부를 감지하는 제 2 센서를 더 구비토록 함이 바람직하다.

더불어 상기 제 1, 2 센서는 각각 포토 커플러로 구성함이 바람직하다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치의 제동방법은, 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치를 구비하고, 상기 슬라이더가 승강 위치한 상태에서 슬라이더 제어장치의 구동신호에 따라 상기 스토퍼를 상기 브래킷에 걸쳐지도록 회전시키는 단계; 상기 브래킷의 저면에 상기 스토퍼가 밀착되는 위치까지 승강시키는 단계; 상기 스토퍼의 이미 설정된 높이로 하강시켜 정렬토록 하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 해제 신호에 따라 상기 제 2 센서를 통한 상기 스토퍼의 언락킹 상태를 확인하는 단계를 더 구비함이 바람직하다.

이상의 본 발명에 따른 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치의 구성에 의하면, 스토퍼를 이미 설정된 슬라이더 위치에 대응하여 정렬토록 함으로써 작업자에 대한 안전 확보와 더불어 슬라이더의 하강에 따른 하중의 영향을 받지 않도록 하고, 프레스 내에 유체가 정상적인 압력으로 보충되게 함으로써 안정적인 작업이 수행될 수 있도록 하며, 프레스 시스템의 무리한 구동을 사전에 예방함에 따라 각부 구성의 수명 연장과 작업의 지연을 막는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 프레스 시스템의 슬라이더 제어장치 구성과 이들 구성의 설치관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 슬라이더 측부에 마련된 브래킷 구성에 대하여 슬라이더 제어장치의 스토퍼 구성의 설치 및 작동 관계를 설명하기 위한 부분 절취 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레스 시스템의 슬라이더 제어장치 구성과 그 설치 및 작동관계를 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 슬라이더 측부에 마련된 브래킷 구성에 대하여 스토퍼 배열에 대한 슬라이더 제어장치의 작동관계를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 프레스 시스템의 슬라이더 제어장치 구성으로부터 그 제어과정을 나타낸 순서도이다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시한 구성은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과한 것일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 살펴보기로 하겠으며, 종래 기술과 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치는, 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 상부 프레임(10)에 설치되어 회전 또는 승·하강하는 실린더 축(24)에 고정된 스토퍼(32)가 그 회전 위치에 따라 슬라이더(16) 측부에 마련된 브래킷(30) 하부를 받쳐 지지할 수 있도록 한 구성을 기초로 한다.

또한, 본 발명에 따른 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치에는, 상측 부위가 상부 프레임(10) 또는 실린더 축(24)을 승·하강 구동시키는 실린더(22)에 고정되어 실린더 축(24)과 나란한 지지대(34)를 구비하고, 이 지지대(34)와 스토퍼(32) 중 적어도 한 곳에 설치되어 스토퍼(32)가 이미 설정된 높이에 위치됨을 감지하는 제 1 센서(36a, 36b)를 구비한다.

상술한 지지대(34)는 상·하 방향으로 신축 길이 조절이 가능하도록 구성할 수 있으며, 제 1 센서(36a, 36b)는 지지대(34)에 설치되는 검출부(36a)와 스토퍼(32) 상에 설치되어 스토퍼(32)의 승·하강 위치에 따라 검출부(36a)에 의해 검출되는 타깃(36b)으로 구성할 수 있다.

이러한 구성에 있어서, 지지대(34)는 스토퍼(32)의 높이에 대응하여 제 1 센서(36a, 36b) 중 검출부(36a)의 설치를 위한 구성이고, 그 신축 길이를 조절 가능하도록 한 것은, 슬라이더(16)와 다이(12) 사이에 놓이는 금형의 크기 또는 슬라이더(16)의 스트로크 크기 등에 따라 슬라이더(16)의 상사점 위치가 변할 수 있기 때문에 이에 대응하여 스토퍼(32)가 설정 위치에 놓이는지 여부를 확인할 수 있도록 하기 위한 것이다.

여기서, 상술한 지지대(34)는 봉 형상의 것으로 구성하고, 상술한 검출부(36a)는 지지대(34)를 상·하 방향으로 슬라이딩 이동 가능한 상태에 있도록 함과 동시에 지지대(34)에 대하여 클립 또는 볼트 등의 고정수단(도시 안됨)을 통해 고정되게 구성하여 이루어질 수도 있으며, 또 상술한 검출부(36a)와 타깃(36b)의 설치 위치는 상호 반대로 설치되어도 무방한 것임은 당연하다.

더욱이 검출부(36a)를 통한 타깃(36b)의 검출은, 스토퍼(32)의 위치가 이미 설정되어 있는 위치에 정렬되어 있는지 여부를 확인하기 위한 것으로서, 이들 상호 간에는 동일 높이의 수평 위치에 있을 때 그 검출이 이루어지도록 구성함이 바람직하다.

이를 위해 상술한 검출부(36a) 또는 타깃(36b)의 설치 위치는, 지지대(34) 또는 스토퍼(32)에 대하여 상호 대향하는 수평 방향으로 깊이를 갖는 홈 또는 홀을 형성하여 그 내부에 설치토록 하는 것으로 이루어질 수 있고, 이들 검출부(36a, 36b)와 타깃(36b) 구성은 발광과 수광으로 구분되는 포토 커플러로 구성하여 이루어질 수 있다.

그리고, 이들 제 1 센서(36a, 36b)는 프레스 시스템에 마련된 컨트롤러(도시 안됨)에 그 검출 신호를 인가하는 것으로 컨트롤러로 하여금 실린더(22)를 통한 스토퍼(32)의 승·하강 위치를 제한하게 한다.

이렇게 제한되는 스토퍼(32)의 위치는, 프레스 시스템의 정상적인 구동에서 슬라이더(16)가 상사점 위치에 있을 때의 브래킷(30) 하부에 대하여 스토퍼(32)의 상면이 근접하는 위치로 제한된다.

한편, 본 발명에 따른 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치에는, 도 3 또는 도 4에 도시한 바와 같이, 상술한 브래킷(30) 상에 스토퍼(32)가 걸쳐진 상태로 존재하는지 여부를 확인하기 위해 걸쳐지는 위치에 대한 스토퍼(32)의 존재 유무를 감지하는 제 2 센서(38a, 38b)를 더 구비한다.

이러한 제 2 센서(38a, 38b)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 두 핑거(31)들 중 적어도 하나의 핑거(31) 저면에서 스토포(32)의 회전 반경에 간섭되지 않게 간격을 두고 설치되어 발광과 수광으로 이루어진 포토 커플러로 구성할 수 있다.

그리고, 제 2 센서(38a, 38b)는, 슬라이더(16)의 제동을 해제하고자 브래킷(30)에 대하여 스토퍼(32)가 걸쳐진 생태에서 슬롯(S)의 깊이 방향으로 정렬되게 모터(28)를 구동시킴에 있어서, 스토퍼(32) 상면에 대하여 브래킷(30)이 하중으로 눌러 그 해제가 이루어지지 않은 경우에 대한 상태를 확인토록 하기 위한 것이다.

즉, 슬라이더(16) 제동을 해제하도록 구동시킬 때, 제 2 센서(38a, 38b)는, 스토퍼(32)가 감지되지 않은 신호를 컨트롤러에 인가하여 계속적인 진행이 이루어지도록 한 것이고, 만약 슬라이더(16) 제동을 해제하도록 구동시켰음에도 불구하고, 제 2 센서(38a, 38b)가 스토퍼(32)를 감지한 경우, 그 신호를 수신한 컨트롤러는 프레스 시스템의 구동을 유보시켜 작업자로 하여금 확인토록 하기 위한 것이다.

이상에서 살펴본 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치 구성으로부터 그 제동과정을 살펴보면, 우선 슬라이더(16)를 승강 이동시킨 상태(ST100)에서 작업자는 슬라이더 구동장치를 구동시키게 된다(ST110).

이에 따른 슬라이더 제동장치의 구동 과정은, 우선 모터(28)의 회전구동을 통해 스토퍼(32)를 회전시켜 실린더 축(24)의 회전 중심으로부터 돌출한 스토퍼(32)의 단부 부위가 상·하 이동시 브래킷(30)의 핑거(31) 부위에 대응하여 걸쳐지는 위치에 있도록 회전시키는 과정, 실린더(22)의 직선구동을 통해 실린더 축(24)을 승강 이동시켜 스토퍼(32)의 돌출된 상측 부위가 핑거(31)의 저면에 밀착되는 위치까지 승강시키는 것으로 슬라이더(16)의 하강을 저지토록 잡아주는 과정으로 이루어진다.

이때 프레스에 의해 구동하는 슬라이더(16)는 상·하부 금형(M1, M2) 사이의 압력변화에 따른 보상차원에서 프레스 내의 유체가 배출(오버로드)됨에 의해 정상적인 상사점 이상의 높이로 승강 이동할 수 있다.

이 경우 스토퍼(32) 또한 이미 설정된 높이 이상으로 승강한 상태로 있게 되며, 추후 오버로드의 원인을 제거조치한 후 프레스 시스템의 정상 작동을 위해 프레스 내에 유체가 피드백되면, 종래 기술에서 언급한 바와 같이, 슬라이더(16)의 하강에 따른 하중이 스토퍼(32)에 전가되는 등의 문제가 발생하게 된다.

이를 개선하기 위하여 슬라이더 제어장치는, 제 1 센서(36a, 36b)를 통해 스토퍼(32)의 높이가 정상 위치에 있는지 여부와 제 2 센서(38a, 38b)를 통해 스토퍼(32)의 정렬 상태 여부를 판단하고(ST120), 정상 위치에서 벗어난 경우에는 스토퍼(32)의 정렬 및 높이가 정상 위치에 있도록 조절하게 된다(ST130).

이후 상술한 오버로드의 원인조사와 그 조치(ST140)를 시행한 후 작업자는 오버로드에 관련한 문제 해결을 포함하여 프레스 시스템을 초기화하면서(ST150) 슬라이더(16)에 대한 언락킹 조치를 시행하게 된다(ST160).

이때 컨트롤러는 슬라이더 제동장치를 언락킹 상태에 있도록 구동시킴에 있어서, 제 2 센서(38a, 38b)를 통해 스토퍼(32)의 정렬 상태를 확인하고(ST170), 이상이 없는 경우 다음 공정을 수행하게 된다.

만약, 제 2 센서(38a, 38b)를 통해 스토퍼(32)의 정렬이 불량한 경우 슬라이더 언락킹 구동을 정렬이 확인될 때까지 반복시행하게 된다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 상부 프레임 12: 다이
14: 구동축 16: 슬라이더
18, 30: 브래킷 20, 31: 핑거
22: 실린더 24: 실린더 로드
26, 32: 스토퍼 28: 모터
34: 지지대 36a, 36b: 제 1 센서
38a, 38b: 제 2 센서

Claims (6)

1. 상부 프레임에 설치되어 회전 또는 승·하강하는 실린더 축에 고정된 스토퍼가 그 회전 위치에 따라 슬라이더 측부에 마련된 브래킷 하부를 받쳐 지지하도록 한 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치에 있어서, 상측 부위가 상기 상부 프레임 또는 상기 실린더 축을 승·하강 구동시키는 실린더에 고정되어 상기 실린더 축과 나란한 지지대와; 상기 지지대와 상기 스토퍼 중 적어도 한 곳에 설치되어 상기 스토퍼가 이미 설정된 높이에 위치됨을 감지하는 제 1 센서;를 포함하여 구성되며,
   상기 지지대는 상·하 방향으로 길이가 신축 가능한 구성을 이루고, 상기 제 1 센서는 상기 스토퍼에 설치되는 타깃과 상기 지지대의 신장 또는 수축에 따라 설치 위치의 상·하 위상이 변하는 하측 부위에 설치되고, 상기 타깃이 대응하는 높이에 놓이는 것을 검출하는 검출부로 구성됨을 특징으로 하는 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 브래킷의 하부에는 브래킷의 하면에 대하여 상기 스토퍼가 걸쳐지는지 여부를 감지하는 제 2 센서가 더 구비되어 이루어짐을 특징으로 하는 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1, 2 센서는 각각 포토 커플러임을 특징으로 하는 프레스 시스템의 슬라이더 제동장치.
   
5. 삭제
6. 삭제

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