KR101623915B1

KR101623915B1 - 판재예열장치와 판재예열방법

Info

Publication number: KR101623915B1
Application number: KR1020140142134A
Authority: KR
Inventors: 김장수; 양대호; 윤지혜; 최문석; 장성우
Original assignee: (주)엠에스오토텍
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2016-05-25
Also published as: KR20160047003A

Abstract

판재예열장치와 판재예열방법에 관한 발명이 개시된다. 개시된 판재예열장치는 판재를 수평 이동시키거나 수직 이동시키는 관절로봇유닛 및 관절로봇유닛에 구비되고 판재를 파지하여 가열하는 클램핑유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

판재예열장치와 판재예열방법{PLATE PREHEATING DEVICE AND PLATE PREHEATING METHOD}

본 발명은 판재예열장치와 판재예열방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 크기의 판재를 이송함은 물론 판재의 이송 경로에 제약이 없고, 판재의 이송 과정에서 계속적으로 판재를 가열할 수 있으며, 성형을 위한 판재의 설정온도를 유지시켜 성형되는 제품의 품질 균일도를 향상시킬 수 있는 판재예열장치와 판재예열방법에 관한 것이다.

일반적으로, 제품은 단조 가공 또는 프레스 가공을 통해 성형될 수 있다. 이때, 제품을 성형하기 위한 판재를 예열해야 하는 경우가 있다.

일예로, 프레스 금형을 통한 마그네슘 소재의 성형공정은 최종적으로 제작될 제품에 가까운 형상으로 절단 작업하여 온간금형에 안착되어 성형가능한 온도가 될 때까지 프레스 금형에서 일정시간 온도를 소재에 가열 후 성형이 되며, 성형이 완료된 제품을 금형에서 제거하는 공정을 거치게 된다.

이때, 절단, 가열, 성형 등의 공정이 단속적으로 이루어지므로, 공정 시간이 증대되고, 생산성이 떨어지며, 각각의 부품별로 개별 공정을 거치게 되므로 제품별 치수 변화가 심하여 품질이 저하될 수 있다.

또한, 판재를 금형으로 이동, 가열 후 성형함에 따라 금형은 식게 되어 고온 성형이 가능한 형태의 조건을 위하여 계속하여 가열이 진행됨에 따라 Cycle Time이 길어지게 된다.

관련 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1419040호(2014. 07. 07. 등록, 발명의 명칭 : 마그네슘 플레이트 연속 가공 시스템)가 있다.

본 발명의 목적은 다양한 크기의 판재를 이송함은 물론 판재의 이송 경로에 제약이 없고, 판재의 이송 과정에서 계속적으로 판재를 가열할 수 있으며, 성형을 위한 판재의 설정온도를 유지시켜 성형되는 제품의 품질 균일도를 향상시킬 수 있는 판재예열장치와 판재예열방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 판재예열장치는 판재를 수평 이동시키거나 수직 이동시키는 관절로봇유닛; 및 상기 관절로봇유닛에 구비되고, 판재를 파지하여 가열하는 클램핑유닛; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 관절로봇유닛은, 인가되는 전원에 의해 회전력을 발생시키는 회전구동부; 상기 회전구동부에 의해 회전되는 회전부; 상기 회전부에 구비되고, 관절축부를 매개로 링크 결합되는 관절부; 및 인가되는 전원에 의해 상기 관절부를 피벗 운동시키는 관절구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 클램핑유닛은, 상기 관절로봇유닛에 결합되는 위치설정부; 판재를 파지하도록 상호 이격된 상태로 상기 위치설정부에 구비되는 한 쌍의 클램핑부; 및 판재를 가열하도록 상기 위치설정부에 결합되어 열을 발생시키는 고정예열부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 판재예열방법은, 위치설정부에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 클램핑부를 통해 판재를 파지하는 판재파지단계; 상기 위치설정부에 구비되어 열을 발생시키는 고정예열부와, 상기 클램핑부에 구비되어 열을 발생시키는 유동예열부 중 적어도 상기 고정예열부로 상기 클램핑부에 파지된 판재를 가열하는 예열단계; 및 상기 고정예열부와 상기 유동예열부 중 적어도 상기 고정예열부의 온도 또는 상기 고정예열부와 상기 유동예열부 중 적어도 상기 고정예열부에 의해 가열되는 판재의 온도를 감지하고, 상기 고정예열부와 상기 유동예열부 중 적어도 상기 고정예열부의 동작을 제어하거나 상기 위치설정부와 상기 클램핑부 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어하는 온도감시단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 판재파지단계에 앞서, 상기 위치설정부가 결합되는 관절로봇유닛을 통해 상기 클램핑부를 판재 측으로 이동시키는 관절구동단계; 및 상기 관절로봇유닛을 통해 판재가 성형되는 성형장치로 상기 예열단계에 의해 가열된 판재를 이동시키는 판재이동단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 예열단계는, 상기 고정예열부에 포함되어 열을 발생시키는 1차라인부로 상기 클램핑부에 파지된 판재를 가열하는 1차예열단계와, 상기 1차라인부의 둘레를 따라 구비되어 열을 발생시키는 2차라인부로 상기 클램핑부에 파지된 판재를 가열하는 2차예열단계와, 상기 유동예열부에 포함되어 열을 발생시키는 유동라인부로 상기 클램핑부에 파지된 판재를 가열하는 유동예열단계 중 적어도 상기 1차예열단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 판재예열장치와 판재예열방법은 다양한 크기의 판재를 이송함은 물론 판재의 이송 경로에 제약이 없고, 판재의 이송 과정에서 계속적으로 판재를 가열할 수 있으며, 성형을 위한 판재의 설정온도를 유지시켜 성형되는 제품의 품질 균일도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 성형을 위한 판재의 이송 자유도 및 성형을 위한 판재의 형상 자유도를 높이고, 판재의 가공시간을 단축시킬 수 있다.

특히, 본 발명은 판재를 성형 위치에 정위치시킬 수 있고, 판재를 성형하는 데 소요되는 사이클 타임(Cycle Time)을 단축시킬 수 있으며, 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 절단장치에서 절단된 판재의 파지를 간편하게 하는 한편 클램핑부에 파지되는 판재의 수평 상태를 안정되게 유지시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 클램핑부에 파지되는 판재의 유동을 방지하고, 판재가 이동될 때, 판재가 클램핑부에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 고정예열부 또는 유동예열부에서 발생되는 열을 판재로 유도함은 물론 열을 판재에 집중시켜 열손실을 방지하고, 열에 의해 위치설정부와 클램핑부가 변형 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 판재 전체를 고르게 가열함은 물론 판재의 가장자리에서 열손실을 보상할 수 있다.

또한, 본 발명은 관절로봇유닛과 클램핑유닛의 동작 정밀도를 향상시키고, 클램핑부에 파지되는 판재의 크기에 유연하게 대응할 수 있고, 다양한 크기의 판재를 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제품성형공정을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열장치를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열장치에서 클램핑유닛을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열장치에서 클램핑유닛의 동작 상태를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열방법을 도시한 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열방법에서 예열단계를 도시한 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열방법에서 온도감시단계를 도시한 블럭도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 판재예열장치와 판재예열방법의 일 실시예를 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제품성형공정을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열장치를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열장치를 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열장치에서 클램핑유닛을 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열장치에서 클램핑유닛의 동작 상태를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열장치(2)는 절단장치(1)를 통해 절단된 판재(P)를 파지하여 이송함은 물론 파지된 판재(P)를 가열함으로써, 성형을 위한 판재(P)의 설정 온도를 유지시킬 수 있다. 가열된 판재(P)는 성형장치(3)로 이동되어 제품으로 성형된다.

본 발명의 일 실시예에서 판재(P)는 최종적으로 제작될 제품에 가까운 형상으로 절단 작업이 완료된 부품이다. 일예로, 판재(P)는 마그네슘 재질로 이루어지거나 마그네슘이 포함된 합금으로 이루어질 수 있다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 절단장치(1)는 모재를 절단하여 판재(P)를 만드는 장치이고, 본 발명의 일 실시예에서 성형장치(3)는 판재(P)의 가열 상태를 유지하면서 프레스 가공하는 장치일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열장치(2)는 관절로봇유닛(10)과, 클램핑유닛(20)을 포함한다.

관절로봇유닛(10)은 판재(P)를 수평 이동시키거나 수직 이동시킨다. 관절로봇유닛(10)은 회전구동부(12)와, 회전부(13)와, 관절부(15)와, 관절구동부(14)를 포함할 수 있다.

회전구동부(12)는 인가되는 전원에 의해 회전력을 발생시킨다. 여기서, 회전구동부(12)를 한정하는 것은 아니고, 공지된 다양한 형태를 통해 회전력을 발생시킬 수 있다.

회전부(13)는 회전구동부(12)에 의해 회전된다. 회전부(13)는 바닥에 고정되는 베이스바디부(11)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

관절부(15)는 회전부(13)에 구비된다. 관절부(15)는 복수 개가 관절축부(151)를 매개로 링크 결합된다.

일예로, 관절부(15)는 두 개로 구성되되, 둘 중 어느 하나는 회전부(13)에 고정되고, 둘 중 다른 하나는 관절축부(151)를 매개로 둘 중 어느 하나에 링크 결합될 수 있다.

다른 예로, 관절부(15)는 두개로 구성되되, 둘 중 어느 하나는 회전구동부(12)에 의해 회전되도록 회전부(13)에 회전 가능하게 결합되고, 둘 중 다른 하나는 관절축부(151)를 매개로 둘 중 어느 하나에 링크 결합될 수 있다. 다른 예에서, 회전부(13)는 베이스바디부(11)에 고정되기도 하고, 베이스바디부(11)가 생략될 수 있다.

또 다른 예로, 관절부(15)는 두 개로 구성되되, 둘 중 어느 하나는 관절축부(151)를 매개로 회전부(13)에 링크 결합되고, 둘 중 다른 하나는 관절축부(151)를 매개로 둘 중 어느 하나에 링크 결합될 수 있다.

관절구동부(14)는 인가되는 전원에 의해 관절부(15)를 피벗 운동시킨다. 여기서, 관절구동부(14)를 한정하는 것은 아니고, 공지된 다양한 형태를 통해 관절부(15)를 피벗 운동시킬 수 있다.

관절로봇유닛(10)은 연장부(17)와, 연장구동부(16)를 더 포함할 수 있다.

연장부(17)는 관절부(15)의 단부에 길이 조절이 가능하도록 결합된다. 일예로, 연장부(17)는 관절축부(151)를 매개로 관절부(15)의 자유단부에 길이 조절이 가능하도록 결합될 수 있다. 연장부(17)는 실린더부(171)와, 피스톤부(172)를 포함할 수 있다. 실린더부(171)는 관절부(15)의 자유단부에 관절축부(151)를 매개로 링크 결합될 수 있다. 피스톤부(172)는 실린더부(171)에 삽입된 상태에서 연장구동부(16)에 의해 삽탈된다.

연장구동부(16)는 연장부(17)의 길이를 조절한다. 연장구동부(16)는 인가되는 전원에 의해 실린더부(171)에 삽입된 상태에서 피스톤부(172)를 슬라이드 이동시킬 수 있다. 여기서, 연장구동부(16)를 한정하는 것은 아니고, 공지된 다양한 형태를 통해 피스톤부(172)를 실린더부(171)에서 슬라이드 이동시킬 수 있다.

클램핑유닛(20)은 관절로봇유닛(10)에 구비된다. 클램핑유닛(20)은 판재(P)를 파지하여 가열한다. 클램핑유닛(20)은 위치설정부(30)와, 클램핑부(40)와, 고정예열부(50)를 포함할 수 있다.

위치설정부(30)는 관절로봇유닛(10)에 결합된다. 위치설정부(30)는 관절부(15)의 자유단부 또는 연장부(17)의 피스톤부(172)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 위치설정부(30)는 절단장치(1)에서 판재(P)에 대응하여 클램핑부(40)를 정위치시킬 수 있다. 또한, 성형장치(3)에서 판재(P)의 안착 부위에 판재(P)를 정위치시킬 수 있다. 위치설정부(30)는 설정바디부(31)와, 설정구동부(33)를 포함할 수 있다.

설정바디부(31)는 관절로봇유닛(10)에 회전 가능하게 결합된다. 설정바디부(31)는 관절부(15)의 자유단부 또는 연장부(17)의 피스톤부(172)에 회전 가능하게 결합된다.

설정구동부(33)는 인가되는 전원에 의해 설정바디부(31)를 회전시킨다. 여기서, 설정구동부(33)를 한정하는 것은 아니고, 공지된 다양한 형태를 통해 설정바디부(31)를 회전시킬 수 있다.

클램핑부(40)는 상호 이격된 한 쌍으로 이루어져 판재(P)를 파지하도록 한다.

일예로, 클램핑부(40)는 위치설정부(30)에 슬라이드 이동 가능하게 결합된다. 클램핑부(40)는 클램핑바디부(41)와, 클램핑가이드부(42)와, 클램핑구동부(43)를 포함할 수 있다.

클램핑바디부(41)는 위치설정부(30)에 슬라이드 이동 가능하게 결합된다. 클램핑바디부(41)는 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이 "ㄷ" 자 형상을 나타낼 수 있다. 클램핑바디부(41)는 동작지지부(411)와, 이격부(412)와, 파지부(413)를 포함할 수 있다. 동작지지부(411)는 클램핑가이드부(42)에 슬라이드 이동 가능하게 결합된다. 이격부(412)는 동작지지부(411)에서 돌출 형성된다. 파지부(413)는 이격부(412)에서 돌출 형성된다. 파지부(413)에는 위치설정부(30)에서 이격된 상태로 판재(P)가 안착될 수 있다. 이때, 파지부(413)에는 안착된 판재(P)의 가장자리를 지지하는 위치제한부(415)가 구비될 수 있다. 위치제한부(415)는 파지부(413)에서 돌출 형성되고, 파지부(413)에 판재(P)가 안착될 때, 판재(P)의 가장자리를 지지하여 파지부(413)에서 판재(P)가 유동되는 것을 방지할 수 있다. 파지부(413)는 이격부(412)에서 돌출되고, 별도의 공지된 구동부를 통해 이격부(412)에서 피벗 운동될 수 있다.

클램핑가이드부(42)는 위치설정부(30)에 구비되어 클램핑바디부(41)를 슬라이드 이동 가능하게 지지한다. 클램핑가이드부(42)는 동작지지부(411)를 슬라이드 이동 가능하게 지지할 수 있다.

클램핑구동부(43)는 인가되는 전원에 의해 클램핑바디부(41)를 슬라이드 이동시킨다. 여기서, 클램핑구동부(43)를 한정하는 것은 아니고, 공지된 다양한 형태를 통해 클램핑바디부(41)를 슬라이드 이동시킬 수 있다.

다른예로, 클램핑부(40)는 위치설정부(30)에 회동 가능하게 결합된다. 클램핑부(40)는 클램핑바디부(41)와, 클램핑가이드부(42)와, 클램핑구동부(43)를 포함할 수 있다.

클램핑바디부(41)는 위치설정부(30)에 회동 가능하게 가능하게 결합된다. 클램핑바디부(41)는 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이 "ㄷ" 자 형상을 나타낼 수 있다. 클램핑바디부(41)는 동작지지부(411)와, 이격부(412)와, 파지부(413)를 포함할 수 있다. 동작지지부(411)는 클램핑가이드부(42)에 회동 가능하게 결합된다. 이격부(412)는 동작지지부(411)에서 돌출 형성된다. 파지부(413)는 이격부(412)에서 돌출 형성된다. 파지부(413)에는 위치설정부(30)에서 이격된 상태로 판재(P)가 안착될 수 있다. 이때, 파지부(413)에는 안착된 판재(P)의 가장자리를 지지하는 위치제한부(415)가 구비될 수 있다. 위치제한부(415)는 파지부(413)에서 돌출 형성되고, 파지부(413)에 판재(P)가 안착될 때, 판재(P)의 가장자리를 지지하여 파지부(413)에서 판재(P)가 유동되는 것을 방지할 수 있다. 파지부(413)는 이격부(412)에서 돌출되고, 별도의 공지된 구동부를 통해 이격부(412)에서 피벗 운동될 수 있다.

클램핑가이드부(42)는 위치설정부(30)에 구비되어 클램핑바디부(41)를 회동 가능하게 지지한다. 클램핑가이드부(42)는 동작지지부(411)를 회동 가능하게 지지할 수 있다.

클램핑구동부(43)는 인가되는 전원에 의해 클램핑바디부(41)를 회동시킨다. 여기서, 클램핑구동부(43)를 한정하는 것은 아니고, 공지된 다양한 형태를 통해 클램핑바디부(41)를 회동시킬 수 있다.

그러면, 클램핑구동부(43)의 동작에 따라 한 쌍의 클램핑바디부(41)는 위치설정부(30)의 설정바디부(31)에서 슬라이드 이동 또는 회동되면서 다양한 크기의 판재(P)를 파지할 수 있다.

고정예열부(50)는 클램핑부(40)에 파지된 판재(P)를 가열한다. 고정예열부(50)는 위치설정부(30)에 결합되어 열을 발생시킨다. 고정예열부(50)는 차폐캡부(51)와, 예열라인부(52)와, 온도센싱부(53)를 포함할 수 있다.

차폐캡부(51)는 클램핑부(40)에 파지되는 판재(P)를 향하도록 위치설정부(30)에 구비된다. 차폐캡부(51)는 위치설정부(30)의 설정바디부(31)에서 예열라인부(52)가 설치되는 가상의 평면 전체를 감싸는 판 형상으로 구비될 수 있다. 또한, 차폐캡부(51)는 예열라인부(52)의 개별 라인을 감쌀 수 있다. 여기서, 차폐캡부(51)에는 예열라인부(52)가 내장될 수 있다. 또한, 차폐캡부(51)에 함몰 형성되는 홈에 예열라인부(52)가 수용될 수 있다. 이때, 후술하는 바와 같이 예열라인부(52)가 분할됨에 따라 분할되는 예열라인부(52)에 대응하여 차폐캡부(51)를 구획할 수 있다.

여기서, 차폐캡부(51)의 형상을 한정하는 것은 아니고, 공지된 다양한 형상을 통해 위치설정부(30)에서 예열라인부(52) 측으로 차폐캡부(51)가 구비되고, 예열라인부(52)에서 발생되는 열을 판재(P) 측으로 유도할 수 있다. 또한, 차폐캡부(51)는 예열라인부(52)에서 발생되는 열이 위치설정부(30)로 전달되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.

예열라인부(52)는 클램핑부(40)에 파지되는 판재(P)를 향하도록 차폐캡부(51)에 구비되고, 열을 발생시킨다. 일예로, 예열라인부(52)는 고주파열을 발생시킬 수 있다. 예열라인부(52)는 판 형상으로 형성되기도 하고, 원하는 형상으로 구부러진 라인으로 형성되기도 한다.

예열라인부(52)는 판재(P)에 대응하여 열을 발생시키는 1차라인부(521)와, 1차라인부(521)의 둘레를 따라 구비되어 열을 발생시키는 2차라인부(522)를 포함할 수 있다. 여기서, 1차라인부(521)는 설정바디부(31)의 중심 영역에 배치되고, 2차라인부(522)는 1차라인부(521)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 특히, 2차라인부(522)는 복수 개로 분할되어 1차라인부(521)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 1차라인부(521)와 2차라인부(522)는 후술하는 제어유닛(70)에 의해 별도로 온도 제어됨에 따라 판재(P)를 균일하게 가열할 수 있다.

예열라인부(52)의 온도 또는 가열되는 판재(P)의 온도는 판재(P)의 재질, 크기, 성형 조건 등에 따라 용이하게 변경될 수 있다.

온도센싱부(53)는 예열라인부(52)의 온도 또는 클램핑부(40)에 파지되어 예열라인부(52)에 의해 가열되는 판재(P)의 온도를 감지한다. 온도센싱부(53)는 가열되는 판재(P)의 온도를 감지할 때, 예열라인부(52)에서 발생되는 열이 간섭되지 않도록 한다. 여기서, 온도센싱부(53)의 설치 개소를 한정하는 것은 아니고, 판재(P)의 가열 상태를 고려하여 적절하게 배치될 수 있다.

일예로, 온도센싱부(53)는 차폐캡부(51)에 구비되고, 접촉식 또는 비접촉식으로 예열라인부(52)의 온도를 감지할 수 있다. 또한, 온도센싱부(53)는 차폐캡부(51) 또는 설정바디부(31)에 구비되고, 비접촉식으로 가열되는 판재(P)의 온도를 감지할 수 있다. 또한, 온도센싱부(53)는 클램핑부(40)의 파지부(413)에 구비되고, 접촉식으로 가열되는 판재(P)의 온도를 감지할 수 있다. 또한, 온도센싱부(53)는 클램핑부(40)의 이격부(412) 또는 파지부(413)에 구비되고, 비접촉식으로 예열라인부(52)의 온도를 감지할 수 있다.

온도센싱부(53)는 1차라인부(521)의 온도 또는 1차라인부(521)에 의해 가열되는 판재(P)의 온도를 감지하는 1차센싱부(531)와, 2차라인부(522)의 온도 또는 2차라인부(522)에 의해 가열되는 판재(P)의 온도를 감지하는 2차센싱부(532)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열장치(2)는 유동예열부(60)를 더 포함할 수 있다.

유동예열부(60)는 클램핑부(40)에 파지되는 판재(P)를 향하도록 클램핑부(40)에 구비되어 열을 발생시킨다. 유동예열부(60)는 클램핑부(40)의 이격부(412)에 구비될 수 있다. 유동예열부(60)가 포함됨에 따라 판재(P)의 가장자리를 효과적으로 가열하여 판재(P)의 가장자리에서 열손실을 보상할 수 있다.유동예열부(60)는 유동캡부(61)와, 유동라인부(62)와, 유동센싱부(63)를 포함할 수 있다.

유동캡부(61)는 클램핑부(40)에 파지되는 판재(P)를 향하도록 클램핑부(40)에 구비된다. 유동캡부(61)는 클램핑부(40)의 이격부(412)에 구비될 수 있다. 유동캡부(61)는 상술한 차폐캡부(51)와 동일한 구성으로 이에 대한 설명은 생략한다.

유동라인부(62)는 클램핑부(40)에 파지되는 판재(P)를 향하도록 유동캡부(61)에 구비되어 열을 발생시킨다. 일예로, 유동라인부(62)는 고주파열을 발생시킬 수 있다. 유동라인부(62)는 판 형상으로 형성되기도 하고, 원하는 형상으로 구부러진 라인으로 형성되기도 한다.

유동센싱부(63)는 유동라인부(62)의 온도 또는 클램핑부(40)에 파지되어 유동라인부(62)에 의해 가열되는 판재(P)의 온도를 감지한다. 유동센싱부(63)는 가열되는 판재(P)의 온도를 감지할 때, 유동라인부(62)에서 발생되는 열이 간섭되지 않도록 한다. 여기서, 유동센싱부(63)의 설치 개소를 한정하는 것은 아니고, 판재(P)의 가열 상태를 고려하여 적절하게 배치될 수 있다.

일예로, 유동센싱부(63)는 유동캡부(61)에 구비되고, 접촉식 또는 비접촉식으로 유동라인부(62)의 온도를 감지할 수 있다. 또한, 유동센싱부(63)는 유동캡부(61) 또는 클램핑부(40)의 이격부(412)에 구비되고, 비접촉식으로 가열되는 판재(P)의 온도를 감지할 수 있다. 또한, 유동센싱부(63)는 클램핑부(40)의 파지부(413)에 구비되고, 접촉식으로 가열되는 판재의 온도를 감지할 수 있다. 또한, 유동센싱부(63)는 클램핑부(40)의 이격부(412) 또는 파지부(413)에 구비되고, 비접촉식으로 유동라인부(62)의 온도를 감지할 수 있다.

유동라인부(62)의 온도 또는 가열되는 판재(P)의 온도는 판재(P)의 재질, 크기, 성형 조건 등에 따라 용이하게 변경될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열장치(2)는 제어유닛(70)을 더 포함할 수 있다.

제어유닛(70)은 관절로봇유닛(10)과 클램핑유닛(20) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어한다. 여기서, 제어유닛(70)에는 클램핑유닛(20)에 파지되는 판재(P)의 크기를 감지하는 크기감지부(71)가 구비될 수 있다. 크기감지부(71)에서 감지되는 판재(P)의 크기는 절단장치(1)로부터 전달받거나 판재(P)가 클램핑부(40)에 파지될 때 확인할 수 있다. 일예로, 크기감지부(71)는 절단장치(1)에 접속되어 절단장치(1)에서 공급되는 판재(P)의 크기를 감지할 수 있다. 다른 예로, 크기감지부(71)는 판재(P)가 클램핑부(40)에 파지될 때, 클램핑부(40)의 슬라이드 이동 거리 또는 회동 거리를 통해 판재(P)의 크기를 감지할 수 있다. 또 다른 예로, 크기감지부(71)는 판재(P)가 클램핑부(40)에 파지된 상태에서 별도의 센서를 통해 판재(P)의 크기를 감지할 수 있다.

이렇게 감지된 판재(P)의 크기에 따라 제어유닛(70)은 회전구동부(12)와, 관절구동부(14)와, 연장구동부(16) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어함은 물론 설정구동부(33)와, 클램핑구동부(43)와, 1차라인부(521)와, 2차라인부(522)와, 유동라인부(62) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어할 수 있다.

또한, 제어유닛(70)은 1차센싱부(531)와 2차센싱부(532)와 유동센싱부(63)에서 감지되는 온도에 따라 회전구동부(12)와, 관절구동부(14)와, 연장구동부(16) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어함은 물론 설정구동부(33)와, 클램핑구동부(43)와, 1차라인부(521)와, 2차라인부(522)와, 유동라인부(62) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열방법을 도시한 블럭도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열방법에서 예열단계를 도시한 블럭도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열방법에서 온도감시단계를 도시한 블럭도이다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열장치(2)의 동작 상태를 나타내는 것으로, 판재파지단계(S2)와, 예열단계(S5)와, 온도감시단계(S6)를 포함할 수 있다.

판재파지단계(S2)는 위치설정부(30)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 클램핑부(40)를 통해 판재(P)를 파지한다. 판재파지단계(S2)는 절단장치(1)에서 절단된 판재(P)를 파지할 수 있다. 판재파지단계(S2)는 설정구동부(33)와, 클램핑구동부(43)와, 제어유닛(70)의 연계 동작으로 이루어질 수 있다.

예열단계(S5)는 위치설정부(30)에 구비되어 열을 발생시키는 고정예열부(50)와, 클램핑부(40)에 구비되어 열을 발생시키는 유동예열부(60) 중 적어도 고정예열부(50)로 클램핑부(40)에 파지된 판재(P)를 가열한다. 예열단계(S5)는 예열라인부(52)와, 유동라인부(62)와, 제어유닛(70)의 연계 동작으로 이루어질 수 있다.

이때, 예열단계(S5)는 1차예열단계(S51)과, 2차예열단계(S52)와, 유동예열단계(S53) 중 적어도 1차예열단계(S51)를 포함할 수 있다. 1차예열단계(S51)는 고정예열부(50)에 포함되어 열을 발생시키는 1차라인부(521)로 클램핑부(40)에 파지된 판재(P)를 가열할 수 있다. 2차예열단계(S52)는 1차라인부(521)의 둘레를 따라 구비되어 열을 발생시키는 2차라인부(522)로 클램핑부(40)에 파지된 판재(P)를 가열할 수 있다. 유동예열단계(S53)는 유동예열부(60)에 포함되어 열을 발생시키는 유동라인부(62)로 클램핑부(40)에 파지된 판재를 가열할 수 있다.

온도감시단계(S6)는 고정예열부(50)와 유동예열부(60) 중 적어도 고정예열부(50)의 온도를 감지할 수 있다. 또한, 온도감시단계(S6)는 고정예열부(50)와 유동예열부(60) 중 적어도 고정예열부(50)에 의해 가열되는 판재(P)의 온도를 감지할 수 있다. 또한, 온도감시단계(S6)는 고정예열부(50)와 유동예열부(60) 중 적어도 고정예열부(50)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 온도감시단계(S6)는 위치설정부(30)와 클램핑부(40) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어할 수 있다. 온도감시단계(S6)는 온도센싱부(53)와, 유동센싱부(63)와, 예열라인부(52)와, 유동라인부(62)와, 제어유닛(70)의 연계 동작으로 이루어질 수 있다.

이때, 온도감시단계(S6)는 1차감시단계(S61)와, 2차감시단계(S62)와, 유동감시단계(S63) 중 적어도 1차감시단계(S61)를 포함할 수 있다. 1차감시단계(S61)는 1차라인부(521)의 온도 또는 1차라인부(521)에 의해 가열되는 판재(P)의 온도를 감지하고, 감지된 온도에 따라 1차라인부(521)의 동작을 제어할 수 있다. 2차감시단계(S62)는 2차라인부(522)의 온도 또는 2차라인부(522)에 의해 가열되는 판재(P)의 온도를 감지하고, 감지된 온도에 따라 2차라인부(522)의 동작을 제어할 수 있다. 유동감시단계(S63)는 유동라인부(62)의 온도 또는 유동라인부(62)에 의해 가열되는 판재(P)의 온도를 감지하고, 감지된 온도에 따라 유동라인부(62)의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열방법은 관절구동단계(S1)와, 판재이동단계(S7)를 더 포함할 수 있다.

관절구동단계(S1)는 판재파지단계(S2)에 앞서, 위치설정부(30)가 결합되는 관절로봇유닛(10)을 통해 클램핑부(40)를 판재(P) 측으로 이동시킨다.

판재이동단계(S7)는 관절로봇유닛(10)을 통해 판재(P)가 성형되는 성형장치(3)로 예열단계(S5)에 의해 가열된 판재(P)를 이동시킨다.

관절구동단계(S1)와 판재이동단계(S7)는 각각 회전구동부(12)와, 관절구동부(14)와, 연장구동부(16)와, 제어유닛(70)의 연계 동작으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 판재예열방법은 크기확인단계(S3)와, 크기비교단계(S4)를 더 포함할 수 있다.

크기확인단계(S3)는 판재파지단계(S2)에 의해 파지되는 판재(P)의 크기를 감지할 수 있다. 크기확인단계(S3)는 크기감지부(71)와, 제어유닛(70)의 연계동작으로 이루어질 수 있다.

크기비교단계(S4)는 판재파지단계(S2)에 의해 파지되는 판재(P)의 크기에 따라 고정예열부(50)와 유동예열부(60) 중 적어도 고정예열부(50)의 동작 여부를 선택할 수 있다. 크기비교단계(S4)는 크기감지부(71)와, 예열라인부(52)와, 유동라인부(62)와, 제어유닛(70)의 연계 동작으로 이루어질 수 있다.

상술한 판재예열장치(2)와 판재예열방법에 따르면, 다양한 크기의 판재(P)를 이송함은 물론 판재(P)의 이송 경로에 제약이 없고, 판재(P)의 이송 과정에서 계속적으로 판재(P)를 가열할 수 있으며, 성형을 위한 판재(P)의 설정온도를 유지시켜 성형되는 제품의 품질 균일도를 향상시킬 수 있다. 또한, 성형을 위한 판재(P)의 이송 자유도 및 성형을 위한 판재(P)의 형상 자유도를 높이고, 판재(P)의 가공시간을 단축시킬 수 있다. 특히, 판재(P)를 성형 위치에 정위치시킬 수 있고, 판재(P)를 성형하는 데 소요되는 사이클 타임(Cycle Time)을 단축시킬 수 있으며, 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 절단장치(1)에서 절단된 판재(P)의 파지를 간편하게 하는 한편 클램핑부(40)에 파지되는 판재(P)의 수평 상태를 안정되게 유지시킬 수 있다. 또한, 클램핑부(40)에 파지되는 판재(P)의 유동을 방지하고, 판재(P)가 이동될 때, 판재(P)가 클램핑부(40)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고정예열부(50) 또는 유동예열부(60)에서 발생되는 열을 판재(P)로 유도함은 물론 열을 판재(P)에 집중시켜 열손실을 방지하고, 열에 의해 위치설정부(30)와 클램핑부(40)가 변형 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 판재(P) 전체를 고르게 가열함은 물론 판재(P)의 가장자리에서 열손실을 보상할 수 있다. 또한, 관절로봇유닛(10)과 클램핑유닛(20)의 동작 정밀도를 향상시키고, 클램핑부(40)에 파지되는 판재(P)의 크기에 유연하게 대응할 수 있고, 다양한 크기의 판재(P)를 적용할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1: 절단장치 2: 예열장치 3: 성형장치
10: 관절로봇유닛 11: 베이스바디부 12: 회전구동부
13: 회전부 14: 관절구동부 15: 관절부
151: 관절축부 16: 연장구동부 17: 연장부
171: 실린더부 172: 피스톤부 20: 클램핑유닛
30: 위치설정부 31: 설정바디부 33: 설정구동부
40: 클램핑부 41: 클램핑바디부 411: 동작지지부
412: 이격부 413: 파지부 415: 위치제한부
42: 클램핑가이드부 43: 클램핑구동부 50: 고정예열부
51: 차폐캡부 52: 예열라인부 521: 1차라인부
522: 2차라인부 53: 온도센싱부 531: 1차센싱부
532: 2차센싱부 60: 유동예열부 61: 유동캡부
62: 유동라인부 63: 유동센싱부 70: 제어유닛
71: 크기감지부 S1: 관절구동단계 S2:판재파지단계
S3: 크기확인단계 S4: 크기비교단계 S5: 예열단계
S51: 1차예열단계 S52: 2차예열단계 S53: 유동예열단계
S6: 온도감시단계 S61: 1차감시단계 S62: 2차감시단계
S63: 유동감시단계 S7: 판재이동단계 P: 판재

Claims

판재를 수평 이동시키거나 수직 이동시키는 관절로봇유닛 및 상기 관절로봇유닛에 구비되고, 판재를 파지하여 가열하는 클램핑유닛; 을 포함하고;
상기 클램핑유닛은 상기 관절로봇유닛에 결합되는 위치설정부;
판재를 파지하도록 상호 이격된 상태로 상기 위치설정부에 구비되는 한 쌍의 클램핑부; 및
판재를 가열하도록 상기 위치설정부에 결합되어 열을 발생시키는 고정예열부; 를 포함하며;
상기 클램핑부에 각각 구비되고, 판재의 크기에 대응되어 판재의 가장자리를 가열하는 유동예열부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 판재예열장치.
제1항에 있어서,
상기 관절로봇유닛은,
인가되는 전원에 의해 회전력을 발생시키는 회전구동부;
상기 회전구동부에 의해 회전되는 회전부;
상기 회전부에 구비되고, 관절축부를 매개로 링크 결합되는 관절부; 및
인가되는 전원에 의해 상기 관절부를 피벗 운동시키는 관절구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 판재예열장치.
삭제
위치설정부에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 클램핑부를 통해 판재를 파지하는 판재파지단계;
상기 위치설정부에 구비되어 열을 발생시키는 고정예열부와, 상기 클램핑부에 구비되어 열을 발생시키는 유동예열부 중 적어도 상기 고정예열부로 상기 클램핑부에 파지된 판재를 가열하는 예열단계; 및
상기 고정예열부와 상기 유동예열부 중 적어도 상기 고정예열부의 온도 또는 상기 고정예열부와 상기 유동예열부 중 적어도 상기 고정예열부에 의해 가열되는 판재의 온도를 감지하고, 상기 고정예열부와 상기 유동예열부 중 적어도 상기 고정예열부의 동작을 제어하거나 상기 위치설정부와 상기 클램핑부 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어하는 온도감시단계; 를 포함하고;
상기 판재파지단계에 앞서, 상기 위치설정부가 결합되는 관절로봇유닛을 통해 상기 클램핑부를 판재 측으로 이동시키는 관절구동단계; 및
상기 관절로봇유닛을 통해 판재가 성형되는 성형장치로 상기 예열단계에 의해 가열된 판재를 이동시키는 판재이동단계; 를 더 포함하며;
상기 예열단계는 상기 고정예열부에 포함되어 열을 발생시키는 1차라인부로 상기 클램핑부에 파지된 판재를 가열하는 1차예열단계와, 상기 1차라인부의 둘레를 따라 구비되어 열을 발생시키는 2차라인부로 상기 클램핑부에 파지된 판재를 가열하는 2차예열단계와, 상기 유동예열부에 포함되어 열을 발생시키는 유동라인부로 상기 클램핑부에 파지된 판재의 크기에 대응되어 판재의 가장자리를 가열하는 유동예열단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 판재예열방법.
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