KR102023880B1 - 적층 장치 및 적층체 제조 시스템 - Google Patents

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Abstract

정밀도 및 생산성이 높은 적층 장치 및 적층체 제조 시스템을 제공한다. 적층 장치(10)는 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)를 중첩하여 탑재하는 받침부(40)와, 받침부(40)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하고, 받침부(40)와의 사이에 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)를 협지하는 협지 부재(31)와, 협지 부재(31)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하고, 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)를 동시에 프레스하는 프레스 부재(33)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

적층 장치 및 적층체 제조 시스템{LAMINATING APPARATUS AND LAMINATED BODY MANUFACTURING SYSTEM}
본 발명은 복수개의 구성 부재를 적층하여 일체화하는 적층 장치 및 적층체 제조 시스템에 관한 것이다.
종래, 후프형상의 긴 피가공재를 길이 방향으로 순차적으로 보내고, 복수개의 스테이지에서 적층체의 외형 윤곽 내에 클리어런스 구멍(clearance hole) 또는 이 클리어런스 구멍과 대응하는 위치에 돌기부를 형성하고, 소정의 외형 윤곽을 갖는 구성 부재를 비분리 압입 가공에 의해 그들 외형 윤곽의 적어도 일부를 피가공재에 계지(係止)한 상태로 성형하고, 피가공재의 순차 수송 최종 스테이지에서 구성 부재를 순차 펀칭하여 적층하는 동시에, 돌기부를 아래쪽 구성 부재의 클리어런스 구멍을 관통시켜 비인접 상태의 다른 구성 부재와 용접하여 적층 일체화하는 적층체 제조 장치가 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 특개2002-45937호 일본 공개특허공보 특개2000-263148호
본 발명은 정밀도 및 생산성이 더욱 높은 적층 장치 및 적층체 제조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 따른 일 실시형태의 적층 장치는,
제 1 피적층재 및 제 2 피적층재를 중첩하여 탑재하는 받침부와,
상기 받침부에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하고, 상기 받침부와의 사이에 상기 제 1 피적층재 및 상기 제 2 피적층재를 협지(挾持)하는 협지 부재와,
상기 협지 부재에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하고, 상기 제 1 피적층재 및 상기 제 2 피적층재를 동시에 프레스하는 프레스 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 일 실시형태의 적층체 제조 시스템은,
상기 적층 장치와,
상기 제 1 피적층재를 가공하는 제 1 가공 유닛과,
상기 제 2 피적층재를 가공하는 제 2 가공 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 적층체 제조 시스템.
본 발명에 따른 일 실시형태의 적층체 제조 시스템에서는,
상기 제 1 가공 유닛은 상기 제 1 피적층재 중 상기 프레스 부재에 펀칭되는 제 1 적층체의 외형 윤곽의 적어도 일부가 상기 제 1 피적층재 중 상기 제 1 적층체 이외의 제 1 스크랩부에 계지된 상태로 정형하는 비분리 압입 가공을 행하고,
상기 제 2 가공 유닛은 상기 제 2 피적층재 중 상기 프레스 부재에 펀칭되는 제 2 적층체의 외형 윤곽의 적어도 일부가 상기 제 2 피적층재 중 상기 제 2 적층체 이외의 제 2 스크랩부에 계지된 상태로 정형하는 비분리 압입 가공을 행한다.
본 발명에 따른 일 실시형태의 적층체 제조 시스템에서는,
상기 제 1 가공 유닛이 상기 제 1 피적층재를 반송하는 방향 및 상기 제 2 가공 유닛이 상기 제 2 피적층재를 반송하는 방향은 상기 받침부를 중심으로 하여 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 제 2 항 또는 제 3 항에 기재된 적층체 제조 시스템.
본 발명에 의하면 정밀도 및 생산성이 높은 적층 장치 및 적층체 제조 시스템을 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 적층체 제조 시스템의 일 실시형태를 도시한 정면도이다.
도 2는 적층체 제조 시스템의 일 실시형태를 도시한 측면도이다.
도 3은 적층체 제조 시스템의 일 실시형태를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시형태의 도 1에서의 적층부 부근의 A-A 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시형태의 적층부 부근의 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시형태의 적층부(50)의 작동을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시형태의 적층부(50)의 작동을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시형태의 적층부(50)의 작동을 도시한 도면이다.
도 9는 적층부(50)의 일부를 확대한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 일 실시형태의 적층 장치에 의해 적층된 적층체를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 일 실시형태의 적층체 제조 시스템의 공정을 나타낸 플로우 차트이다.
도 12는 본 발명에 따른 다른 실시형태의 도 1에서의 적층부 부근의 A-A 단면을 도시한 도면이다.
도 13은 도 12의 B-B 단면을 도시한 도면이다.
도 1은 적층체 제조 시스템의 일 실시형태를 도시한 정면도이다. 도 2는 적층체 제조 시스템의 일 실시형태를 도시한 측면도이다. 도 3은 적층체 제조 시스템의 일 실시형태를 도시한 평면도이다.
적층체 제조 시스템(100)은 적층 장치(10), 피적층재 설치부(70)를 구비한다.
피적층재 설치부(70)는 가공 전의 피적층재(90)를 설치하는 부분이다. 본 실시형태의 피적층재 설치부(70)는 가공 전의 피적층재(90)를 코일형상으로 하여 외주(外周)에 감은 원반형상의 부재를 사용한다.
또한, 피적층재 설치부(70)의 수는 피적층재(90)의 적층 구조에 따라 적어도 2개의 피적층재 설치부(70)를 구비하면 좋다. 예를 들면, 2개의 부재를 동시에 펀칭하여 적층체를 형성할 경우, 2개의 피적층재 설치부(70)를 사용하면 좋고, 3개의 부재를 동시에 펀칭하여 적층체를 형성할 경우, 3개의 피적층재 설치부(70)를 사용하면 좋다.
또한, 적층체 제조 시스템(100)은 피적층재 설치부(70)로부터 보내진 후, 적층 장치(10)에서 적층하기 전에, 미리 피적층재(90)의 일부를 가공하는 도시하지 않은 가공 유닛을 구비하여도 좋다. 가공 유닛은 피적층재 설치부(70)로부터 보내진 피적층재(90)를 가공하는 유닛이다. 가공 유닛은 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 기술과 같이, 순차 수송으로 피적층재(90)를 가공한다. 가공 유닛에서의 가공기는 프레스기에 한하지 않고, 절삭기 등의 가공 기계를 포함하여도 좋다.
다음에 적층 장치(10)에 대하여 설명한다.
적층 장치(10)는 베드(1), 지주(支柱)(2), 크라운(3), 눈금주(4), 제 1 슬라이드로서의 이너·슬라이드(Inner Slide)(11), 제 1 측의 구동원으로서의 이너용 모터(12), 제 1 측의 수송 부재로서의 이너용 볼 나사(13), 제 1 측의 위치 검출 부재로서의 이너용 리니어·스케일(14), 제 2 슬라이드로서의 아우터·슬라이드(Outer Slide)(21), 제 2 측의 구동원으로서의 아우터용 모터(22), 제 2 측의 수송 부재로서의 아우터용 볼 나사(23), 제 2 측의 위치 검출 부재로서의 아우터용 리니어·스케일(24)을 구비한다.
베드(1)는 적층 장치(10)를 지면에 탑재하기 위한 기틀이 되는 부재이다. 지주(2)는 베드(1)로부터 위쪽을 향하여 연장되는 기둥이다. 본 실시형태의 지주(2)는 4개 있고, 베드(1)의 4 모퉁이에 각각 설치된다. 크라운(3)은 지주(2)에 탑재되어 이너용 모터(12) 및 아우터용 모터(22)를 탑재한다. 베드(1), 지주(2) 및 크라운(3)으로 적층 장치(10)의 틀체를 형성한다. 또한, 지주(2)는 4개에 한하지 않고 적어도 2개 갖고, 크라운(3)을 지지할 수 있으면 좋다. 또한, 주상(柱狀)의 것에 한하지 않고 판상(板狀)의 것이라도 좋다.
이너·슬라이드(11)는 지주(2)에 대하여 이동 가능하게 부착되는 대상(台狀)부(11a) 및 대상부(11a)로부터 아래쪽으로 연장되는 볼록부(1lb)를 갖는다. 본 실시형태에서는 대상부(11a)의 4 모퉁이를 지주(2)에 접동 가능하게 설치하고, 볼록부(1lb)를 대상부(11a)의 중앙으로부터 아래쪽으로 연장되도록 설치한다.
이너용 모터(12)는 크라운(3) 위에 탑재되고 이너용 볼 나사(13)를 구동한다. 이너용 볼 나사(13)는 나사 축(13a)과 너트부(13b)를 갖는다. 나사 축(13a)은 크라운(3)을 관통하여 이너용 모터(12)의 출력 축에 연결된다. 너트부(13b)는 이너·슬라이드(11)에 부착되고, 도시하지 않은 순환하는 강구(鋼球)를 내장한다.
본 실시형태에서는, 이너용 모터(12) 및 이너용 볼 나사(13)는 크라운(3) 및 이너·슬라이드(11)의 4 모퉁이에 대응하여 각각 4개 갖는다. 4개의 이너용 모터(12) 및 이너용 볼 나사(13)는 각각 독립하여 작동한다. 또한, 이너용 모터(12) 및 이너용 볼 나사(13)는 각각 4개에 한하지 않고, 적어도 2개 있으면 좋다.
이너용 리니어·스케일(14)은 눈금주(4)를 판독하고, 이너·슬라이드(11)가 베드(1)에 대하여 위치하는 높이를 측정한다. 본 실시형태에서는 이너·슬라이드(11)의 4 모퉁이에 대응하여 4개 갖는다. 또한, 이너용 리니어·스케일(14)은 적어도 2개 있으면 좋다.
아우터·슬라이드(21)는 이너·슬라이드(11)의 아래쪽에서, 지주(2)에 대하여 이동 가능하게 부착되는 대상부(21a) 및 대상부(21a)의 상하 방향에 이너·슬라이드(11)의 볼록부(1lb)가 이동 가능하게 관통하는 구멍부(2lb)를 갖는다. 본 실시형태에서는 대상부(21a)의 4 모퉁이를 지주(2)에 접동 가능하게 설치하고, 구멍부(2lb)를 대상부(21a)의 중앙에 이너·슬라이드(11)의 볼록부(1lb)가 접동 가능하게 관통하도록 설치한다.
아우터용 모터(22)는 크라운(3) 위에 탑재되고 아우터용 볼 나사(23)를 구동한다. 아우터용 볼 나사(23)는 나사 축(23a)과 너트부(23b)를 갖는다. 나사 축(23a)은 크라운(3) 및 이너·슬라이드(11)를 관통하여 아우터용 모터(22)의 출력 축에 연결된다. 너트부(23b)는 아우터·슬라이드(21)에 부착되고, 도시하지 않은 순환하는 강구를 내장한다.
본 실시형태에서는, 아우터용 모터(22) 및 아우터용 볼 나사(23)는 크라운(3) 및 아우터·슬라이드(21)의 4 모퉁이에 대응하여 각각 4개 갖는다. 4개의 아우터용 모터(22) 및 아우터용 볼 나사(23)는 각각 독립하여 작동한다. 또한, 아우터용 모터(22) 및 아우터용 볼 나사(23)는 각각 4개에 한하지 않고, 적어도 2개 있으면 좋다.
아우터용 리니어·스케일(24)은 눈금주(4)를 판독하고, 아우터·슬라이드(21)가 베드(1)에 대하여 위치하는 높이를 측정한다. 본 실시형태에서는 아우터·슬라이드(21)의 4 모퉁이에 대응하여 4개 갖는다. 또한, 아우터용 리니어·스케일(24)은 적어도 2개 있으면 좋다.
눈금주(4)는 한쪽을 베드(1)에, 다른 한쪽을 크라운(3)에 연직 방향으로 부착된다. 본 실시형태에서는 이너·슬라이드(11) 및 아우터·슬라이드(21) 외측의 4 모퉁이에 부착된다. 이너용 리니어·스케일(14) 및 아우터용 리니어·스케일(24)은 눈금주(4)를 공통으로 이용한다. 따라서, 눈금주(4), 이너용 리니어·스케일(14) 및 아우터용 리니어·스케일(24)은 각각 같은 수 형성된다.
본 실시형태는 피성형품을 프레스 가공하는 동작이 반복하여 자동적으로 행하여지지만, 실전에서의 프레스 가공 기간에서, 1회마다 상기 프레스 가공 동작 중의 각 단계마다, 이너·슬라이드(11)나 아우터·슬라이드(21)가 고정밀도로 수평 상태를 유지할 수 있도록 되어 있다.
즉, 실전에서의 프레스 가공 기간에 앞선 티칭 가공 기간에 있어서, 프레스 가공 각 1회의 숏(shot) 진행 도중의 각 단계마다, (i) 이너·슬라이드(11)를 수평으로 유지할 수 있도록, 이너용 리니어·스케일(14)의 측정 결과를 받아들여, 이너·슬라이드(11)를 구동하는 4개의 이너용 모터(12) 각각에 공급하는 구동 에너지를 조정하여 결정하고, 각 단계마다 이너용 모터(12) 각각에 공급하는 구동 에너지에 관한 정보를 기억 장치에 기억시키고, (ii) 아우터·슬라이드(21)를 수평으로 유지할 수 있도록, 아우터용 리니어·스케일(24)의 측정 결과를 받아들여, 아우터·슬라이드(21)를 구동하는 4개의 아우터용 모터(22) 각각에 공급하는 구동 에너지를 조정하여 결정하고, 각 단계마다 아우터용 모터(22) 각각에 공급하는 구동 에너지에 관한 정보를 기억 장치에 기억시켜 둔다.
계속해서, 실전 가공 기간에서의 프레스 가공 중의 각 1회의 숏 진행 도중의 각 단계마다, (i) 이너·슬라이드(11)를 구동하는 이너용 모터(12) 각각에, 상기 기억해 둔 정보에 기초하여 구동 에너지를 공급하고, (ii) 아우터·슬라이드(21)를 구동하는 아우터용 모터(22) 각각에, 상기 기억해 둔 정보에 기초하여 구동 에너지를 공급한다.
본 실시형태에서는 이러한 제어가 행하여지므로, 1회마다 프레스 가공 동작의 각 단계마다에 있어서도, 이너·슬라이드(11)나 아우터·슬라이드(21)는 고정밀도로 수평 상태를 유지하고 있다. 이 결과로, 이너·슬라이드(11) 4 모퉁이의 접동 구멍과 지주(2) 사이의 클리어런스를 0.10mm 내지 0.25mm으로 결정할 수 있다.
다음에 적층부(50)에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시형태의 적층부(50) 부근의 A-A 단면을 도시한 도면이다.
받침부(40)는 테이블(41), 지지대(42), 액츄에이터(43), 가이드 베이스(44)를 구비한다. 테이블(41)은 지지대(42)를 설치하는 수평한 평면이 형성된 부재이다.
테이블(41) 위에는 지지대(42)가 설치되어 있다. 지지대(42)는 원통 또는 각통상(角筒狀)의 지지통(42a)과, 지지통(42a) 위에 설치된 중심에 개구를 갖는 평판부(42b)를 포함한다. 액츄에이터(43)는 신축 가능한 구조이고, 테이블(41)에 설치된다. 본 실시형태에서는 액츄에이터(43)를 테이블(41)에 형성한 구멍부(41a)에 설치하여, 액츄에이터(43)의 신축하는 작동 거리를 크게 하고 있다.
액츄에이터(43)의 위쪽에는 가이드 베이스(44)가 설치된다. 가이드 베이스(44)는 액츄에이터(43)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 가이드 베이스(44)의 상면에는 볼록부(44a)가 형성되어 있다. 볼록부(44a)는 제 1 피적층재(91)의 두께보다도 작은 치수로 돌출되어 있다.
이와 같이, 액츄에이터(43)에 의해 가이드 베이스(44)를 상하 방향으로 이동 가능하게 함으로써, 가이드 베이스(44) 위에 적층된 적층체(90a)의 장수가 많아져도, 가이드 베이스(44) 위의 적층체(90a)의 장수에 맞춰서 액츄에이터(43)를 신축 작동시켜 가이드 베이스(44)의 위치를 조정할 수 있으므로, 적층체(90a)를 정확하게 적층시키는 것이 가능해진다.
압압부(30)는 도 1에서의 아우터·슬라이드(21)에 상당하는 협지 부재(31), 도 1에서의 이너·슬라이드(11)의 대상부(11a)에 상당하는 압압 부재(32), 도 1에서의 이너·슬라이드(11)의 볼록부(1lb)에 상당하는 프레스 부재(33), 가이드 핀(34), 및 탄성 부재로서의 스프링(35)을 구비한다.
협지 부재(31)는 도 1에 도시한 아우터용 모터(22)에 의해 상하 이동 가능하고, 지지대(42)와의 사이에서 제 1 피적층재(91)의 제 1 스크랩부(9lb) 및 제 2 피적층재(92)의 제 2 스크랩부(92b)를 끼우는 것이 가능하다. 압압 부재(32)는 프레스 부재(33)를 유지한다. 압압 부재(32) 및 프레스 부재(33)는 협지 부재(31)에 대하여 이너용 모터(12)에 의해 일체로 상하 이동 가능하다. 프레스 부재(33)는 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)를 프레스하고, 제 1 스크랩부(9lb) 및 제 2 스크랩부(92b)에 대하여 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)를 동시에 펀칭하는 부재이다. 가이드 핀(34)은 프레스 부재(33)에 삽통되고, 프레스 부재(33)에 대하여 상하 이동 가능하다. 가이드 핀(34)은 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)에 미리 가공해 놓은 제 1 구멍 (91c) 및 제 2 구멍(92c)을 관통하고 프레스 부재(33)에 프레스되어 절단된 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)를 안내한다. 스프링(35)은 압압 부재(32)에 대하여 가이드 핀(34)을 위쪽에서부터 가압하고 있고, 압압 부재(32)가 아래쪽으로부터 눌린 경우에 탄성 지지하는 것이 가능하다.
이러한 구조에 의해, 가이드 핀(34)은 프레스 부재(33)가 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)를 동시에 프레스하여 펀칭하고 일체가 된 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)를 이미 펀칭되어 가이드 베이스(44)에 탑재되어 일체가 된 적층체(90a) 위에 정확하게 안내하는 것이 가능하다. 또한, 가이드 핀(34)의 수평 단면의 형상은 제 1 적층체(91a)의 제 1 구멍 (91c) 및 제 2 적층체(92a)의 제 2 구멍(92c)에 대응한 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 가이드 핀(34)의 수평 단면의 형상을 제 1 적층체(91a)의 제 1 구멍 (91c) 및 제 2 적층체(92a)의 제 2 구멍(92c)에 대응한 형상으로 함으로써, 가이드 핀(34)은 프레스 부재(33)가 제 1 피적층재(91)를 프레스하여 펀칭한 제 1 적층체(91a) 및 제 2 피적층재(92)를 프레스하여 펀칭한 제 2 적층체(92a)를 더욱 정확하게 안내하는 것이 가능해진다. 또한, 가이드 핀(34)은 반드시 형성한 필요는 없다.
또한, 스프링(35)은 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)를 이미 펀칭되어 가이드 베이스(44)에 탑재된 적층체(90a) 위에 적층할 때에, 가이드 핀(34)이 가이드 베이스(44) 또는 적층체(90a)에 충돌하는 충격을 완화시키는 것이 가능하다.
또한, 가이드 베이스(44) 상면의 볼록부(44a) 수평 단면의 형상은 제 1 적층체(91a)의 제 1 구멍(91c) 및 제 2 적층체(92a)의 제 2 구멍(92c)에 대응하는 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 볼록부(44a)를 제 1 적층체(91a)의 제 1 구멍 (91c) 및 제 2 적층체(92a)의 제 2 구멍(92c)에 대응하는 형상으로 형성함으로써, 가이드 베이스(44)는 펀칭된 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)를 상면에 안정적으로 유지하는 것이 가능해진다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시형태의 적층부 부근의 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)를 도시한 도면이다.
본 실시형태의 적층체 제조 시스템은 제 1 피적층재(91)와 제 2 피적층재(92)가 적층 장치(10)의 적층부(50) 부근을 교점으로 하여 직교하도록 배치된다.
제 1 피적층재(91)는 제 1 화살표 α 방향으로부터 적층 장치(10)로 반송된다. 제 1 피적층재(91)는 적층 장치(10)로 반송되기 전에 미리 도시하지 않은 가공 유닛에서 가공되어도 좋다. 예를 들면, 제 1 스크랩부(9lb)에 대하여 미리 제 1 적층체(91a)를 하프 블랭킹(half blanking) 상태로 하는 동시에, 제 1 구멍(91c)을 하프 블랭킹 또는 펀칭 상태로 하는 것이 바람직하다.
제 2 피적층재(92)는 제 2 화살표 β 방향으로부터 적층 장치(10)로 반송된다. 제 2 피적층재(92)는 적층 장치(10)로 반송되기 전에 미리 도시하지 않은 가공 유닛에서 가공되어도 좋다. 예를 들면, 제 2 스크랩부(92b)에 대하여, 미리 제 2 적층체(92a)를 하프 블랭킹 상태로 하는 동시에, 제 2 구멍(92c)을 하프 블랭킹 또는 펀칭 상태로 하는 것이 바람직하다.
제 1 피적층재(91)와 제 2 피적층재(92)는 적층 장치(10)의 적층부(50)에서 제 1 적층체(91a)와 제 2 적층체(92a)가 상하로 중첩되도록 반송된다. 그리고, 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)는 제 1 스크랩부(9lb) 및 제 2 스크랩부(92b)에 대하여 거의 동시에 펀칭되어 일체가 된다. 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)가 펀칭된 후의 제 1 스크랩부(9lb) 및 제 2 스크랩부(92b)는 그대로 반송되어 폐기된다.
다음에, 본 발명에 따른 일 실시형태의 적층 장치(10)의 작동 방법에 대하여 설명한다.
도 6, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 일 실시형태의 적층부(50)의 작동을 도시한 도면이다. 도 9는 적층부(50)의 일부를 확대한 도면이다.
도 6(a)는 제 1 피적층재(91)의 제 1 적층체(91a) 및 제 2 피적층재(92)의 제 2 적층체(92a)가 적층부(50)에 반송된 상태를 도시하고 있다. 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)는 도 5에 도시한 바와 같이 직교하는 방향으로부터 반송된다. 그리고, 제 1 적층체(91a)의 제 1 구멍 (91c) 및 제 2 적층체(92a)의 제 2 구멍(92c)이 가이드 핀(34)의 아래쪽에서 중첩되도록 위치 결정된다.
이 시점에서, 제 1 피적층재(91)의 제 1 적층체(91a)는 볼록부(91d) 및 오목부(91e)가 형성되어 있다. 또한, 제 2 피적층재(92)의 제 2 적층체(92a)는 볼록부(92d) 및 오목부(92e)가 형성되어 있다. 다만, 1장째의 제 1 적층체(91a)에는 볼록부(91d)가 형성되지 않아도 좋다. 또한, 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)는 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)의 외형 윤곽의 적어도 일부가 제 1 스크랩부(9lb) 및 제 2 스크랩부(92b)에 계지된 상태로 정형되는, 소위 하프 블랭킹이라는 비분리 압입 가공의 상태로 되어 있는 것이 바람직하다.
도 6(b)는 압압부(30)가 아래쪽으로 이동하고, 협지 부재(31)가 제 2 피적층재(92)의 제 2 스크랩부(92b)에 접촉하는 동시에, 가이드 핀(34)이 제 2 피적층재(92)의 제 2 구멍(92c)을 삽통한 상태를 도시하고 있다.
도 6(c)는 압압부(30)가 아래쪽으로 더 이동하고, 제 2 피적층재(92)의 제 2 스크랩부(92b)가 제 1 피적층재(91)의 제 1 스크랩부(9lb)에 접촉하는 동시에, 가이드 핀(34)이 제 2 피적층재(92)의 제 2 구멍(92c) 및 제 1 피적층재(91)의 제 1 구멍(91c)을 삽통한 상태를 도시하고 있다. 이 시점에서는, 제 2 적층체(92a)의 볼록부(92d)와 제 1 적층체(91a)의 오목부(91e)는 결합하고 있어도 좋고 결합하고 있지 않아도 좋다.
도 7(a)는 압압부(30)가 아래쪽으로 더 이동하고, 제 1 피적층재(91)의 제 1 스크랩부(9lb)가 지지대(42)에 접촉한 상태를 도시하고 있다. 즉, 제 1 피적층재(91)의 제 1 스크랩부(9lb) 및 제 2 피적층재(92)의 제 2 스크랩부(92b)는 중첩된 상태로 협지 부재(31)와 지지대(42)에 협지된다. 이 상태에서는, 프레스 부재(33)는 제 2 적층체(92a)에 접촉하고 있거나 접촉하기 직전인 것이 바람직하다.
도 7(b)는 압압부(30)가 아래쪽으로 더 이동하고, 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)가 프레스 부재(33)에 의해 절단되는 상태를 도시하고 있다.
도 9는 도 7(b)의 일부를 확대한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)가 프레스 부재(33)에 의해 절단될 때에는, 프레스 부재(33)가 제 2 적층체(92a)를 펀치하고, 제 2 적층체(92a)가 제 1 적층체(91a)를 펀치하는 상태가 된다. 또한, 지지대(42)가 제 1 적층체(91a)의 다이(die)가 되고, 제 1 스크랩부(9lb)가 제 2 적층체(92a)의 다이와 같은 상태가 된다. 이 단계에서, 제 2 적층체(92a)의 볼록부(92d)와 제 1 적층체(91a)의 오목부(91e)는 결합되고, 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)가 일체가 된다.
도 7(c)는 압압부(30)가 아래쪽으로 더 이동하고, 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)가 프레스 부재(33)에 의해 완전하게 절단되는 동시에, 가이드 핀(34)이 가이드 베이스(44)에 접촉한 상태를 도시하고 있다.
도 8(a)는 압압부(30)가 아래쪽으로 더 이동하고, 일체가 된 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)가 가이드 베이스(44)에 접촉한 상태를 도시하고 있다. 이 상태에서는, 가이드 핀(34)이 가이드 베이스(44)에 눌리지만, 스프링(35)이 수축함으로써 가이드 핀(34)의 이동을 흡수하는 것이 가능하다.
도 8(b)는 압압부(30)가 위쪽으로 이동한 상태이다. 프레스 부재(33)에 펀칭되어 일체가 된 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)는 가이드 베이스(44) 위에 그대로 탑재된 상태가 된다. 그리고, 제 1 피적층재(91)의 제 1 스크랩부(9lb) 및 제 2 피적층재(92)의 제 2 스크랩부(92b)는 각각 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)를 펀칭된 상태로 남아있다.
도 8(c)는 제 1 피적층재(91)의 새로운 제 1 적층체(91a) 및 제 2 피적층재(92)의 제 2 적층체(92a)가 각각 프레스 부재(33)의 아래쪽에 반송된 상태를 도시하고 있다. 이후, 도 6(a)에서의 공정과 같이 적층한다.
적층을 계속하여, 도 7(a)에 도시한 바와 같은 볼록부(91d)가 형성되어 있지 않은 제 1 적층체(91a)가 반송되어 왔을 때에, 적층체(90a)가 완성되고, 배출되며,또한 새로운 적층이 시작된다.
도 10은 본 발명에 따른 일 실시형태의 적층 장치에 의해 적층된 적층체를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8에 도시한 공정을 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)에 대하여 4회 실행하면, 도 10에 도시한 바와 같은 적층체(90a)가 완성된다. 여기에서, 1회째의 프레스로 적층된 부분은 제 1 적층체(91a1) 및 제 2 적층체(92a1), 2회째의 프레스로 적층된 부분은 제 1 적층체(91a2) 및 제 2 적층체(92a2), 3회째의 프레스로 적층된 부분은 제 1 적층체(91a3) 및 제 2 적층체(92a3), 4회째의 프레스로 적층된 부분은 제 1 적층체(91a4) 및 제 2 적층체(92a4)이다. 또한, 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)는 본 실시형태의 장수에 한하지 않고, 몇 장씩 적층 하여도 좋다.
다음에 적층체 제조 시스템에 의한 적층체 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 11은 본 발명에 따른 일 실시형태의 적층체 제조 시스템의 공정을 나타낸 플로우 차트이다.
우선, 스텝 1에서, 제 1 피적층재(91)는 도 3에 도시된 제 1 피적층재 설치부(71)로부터 도시하지 않은 제 1 가공 유닛에 보내지고, 제 2 피적층재(92)는 도 3에 도시된 제 2 피적층재 설치부(72)로부터 도시하지 않은 제 2 가공 유닛에 보내진다(ST1).
계속해서, 스텝 2에서, 제 1 피적층재(91)는 제 1 가공 유닛에서 가공되고, 제 2 피적층재(92)는 제 2 가공 유닛에서 가공된다(ST2).
여기에서, 제 1 피적층재(91)의 제 1 가공 유닛에서의 최종 가공 상태는 상술한 바와 같이 제 1 적층체(91a)의 외형 윤곽의 적어도 일부가 제 1 스크랩부(9lb)에 계지된 상태로 정형되는, 소위 하프 블랭킹 상태라는 비분리 압입 가공의 상태가 바람직하다. 또한, 제 2 피적층재(92)의 제 2 가공 유닛에서의 최종 가공 상태는 상술한 바와 같이 제 2 적층체(92a)의 외형 윤곽의 적어도 일부가 제 2 스크랩부(92b)에 계지된 상태로 정형되는, 소위 하프 블랭킹 상태라는 비분리 압입 가공의 상태가 바람직하다.
또한, 제 1 피적층재(91)는 가이드 핀(33)이 삽입되는 제 1 구멍(91c)을 가공해 두는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 피적층재(92)는 가이드 핀(33)이 삽입되는 제 2 구멍(92c)을 가공해 두는 것이 바람직하다.
다음에, 스텝 3에서, 가공된 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)는 적층 장치(10)에 반송된다(ST3).
또한, 각 가공 유닛에 의한 가공 공정은 제 1 가공 유닛, 제 2 가공 유닛의 순으로 행할 필요는 없다. 미리 가공한 상태에서 적층부(50)에 반송되면 좋다.
다음에, 스텝 4에서, 적층부(50)에서 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)를 동시에 프레스하여 펀칭하고 일체화하여 적층한다(ST4).
이 스텝 1 내지 4를 수시로 행함으로써 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)를 복수장 적층하고, 도 7(a)에 도시한 바와 같은 볼록부(91d)가 형성되어 있지 않은 제 1 적층체(91a)가 반송되어 왔을 때에, 적층체(90a)가 완성된다.
마지막으로, 스텝 5에서, 도 10에 도시한 완성된 적층체(90a)를 배출한다 (ST5).
도 12는 본 발명에 따른 다른 실시형태의 도 1에서의 적층부 부근의 A-A 단면을 도시한 도면이다. 도 13은 도 12의 B-B 단면을 도시한 도면이다.
도 12에 도시한 실시형태의 적층 장치(10)는 테이블(41) 대신에, 코킹 링(45)에 의해 적층체(90a)를 유지하는 구조를 갖는다. 도 12에 도시된 실시형태의 받침부(40)는 테이블(41), 지지대(42), 코킹 링(45), 및 벨트 콘베이어(46)를 구비한다.
테이블(41)은 지지대(42)를 설치하는 수평한 평면이 형성된 부재이다. 테이블(41) 위에는 지지대(42)가 설치되어 있다. 지지대(42)는 원통 또는 각통상의 지지통(42a)과, 지지통(42a) 위에 설치된 중심에 개구를 갖는 평판부(42b)를 포함한다.
코킹 링(45)은 도 13에 도시된 바와 같이 적층체(90a)의 형상에 맞추어 외주를 덮도록 형성된 부재이다. 코킹 링(45)은 다이로서의 평판부(42b) 안쪽 치수보다도 한쪽 측에 대하여 0.005mm 정도 작게 형성되어 있다. 또한, 코킹 링(45)은 위쪽의 내측에 테이퍼부(45a)를 갖는다.
따라서, 도 12에 도시된 바와 같이, 적층된 적층체(90a)는 코킹 링(45)에 끼워져 유지된다. 이때, 코킹 링(45)은 테이퍼부(45a)를 가지므로 적층체(90a)가 코킹 링(45) 안에 끼워지기 쉬운 구조로 되어 있다.
이러한 구조에 의해, 프레스 부재(33)가 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)를 동시에 프레스하여 펀칭되고 일체가 된 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)를 이미 펀칭되어 코킹 링(45)에 끼워져 유지되어 있는 일체가 된 적층체(90a) 위에 적층한다.
적층을 계속하여, 도 7(a)에 도시한 바와 같은 볼록부(91d)가 형성되어 있지 않은 제 1 적층체(91a)가 반송되어 프레스되었을 때에, 적층체(90a)가 완성된다. 다음에 프레스되는 볼록부(91)가 형성되어 있지 않은 제 1 적층체(91a)는 완성된 적층체(90a) 가장 위의 제 2 적층체(92a)의 오목부(92e)에 결합할 수 없기 때문에, 완성된 적층체(90a)는 코킹 링(45)으로부터 벨트 콘베이어(46)에 낙하하여 운반된다.
이와 같이, 일 실시형태의 적층 장치(10)는 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)를 중첩하여 탑재하는 받침부(4)와, 받침부(4)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하고, 받침부(4)와의 사이에 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)를 협지하는 협지 부재(11)와, 협지 부재(11)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하고, 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)를 동시에 프레스하는 프레스 부재(13)를 구비하므로, 프레스 부재(33)가 제 1 피적층재(91) 및 제 2 피적층재(92)를 동시에 프레스하고, 1회의 프레스로 복수의 피적층재를 적층 인쇄하는 것이 가능해지고, 정밀도 및 생산성을 높이는 것이 가능해진다.
또한, 일 실시형태의 적층체 제조 시스템(100)은 상기 적층 장치(10)와, 제 1 피적층재(91)를 가공하는 제 1 가공 유닛과, 제 2 피적층재(92)를 가공하는 제 2 가공 유닛을 구비하므로, 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)를 각각 다른 치수, 다른 형상, 다른 재질로 적층 직전에 가공하는 것이 가능해지고, 설계의 자유도가 늘어나는 동시에, 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)의 치수, 형상, 재질 등의 변경에 대하여 신속히 대응하는 것이 가능해진다.
또한, 일 실시형태의 적층체 제조 시스템(100)에서는, 제 1 가공 유닛은 제 1 피적층재(91) 중 프레스 부재(33)에 펀칭되는 제 1 적층체(91a)의 외형 윤곽의 적어도 일부가 제 1 피적층재(91) 중 제 1 적층체(91a) 이외의 제 1 스크랩부(9lb)에 계지된 상태로 정형하는 비분리 압입 가공을 행하고, 제 2 가공 유닛은 제 2 피적층재(92) 중 프레스 부재(33)에 펀칭되는 제 2 적층체(92a)의 외형 윤곽의 적어도 일부가 제 2 피적층재(92) 중 제 2 적층체(92a) 이외의 제 2 스크랩부(92b)에 계지된 상태로 정형하는 비분리 압입 가공을 행하므로, 프레스 부재(33)가 제 1 적층체(91a) 및 제 2 적층체(92a)를 펀칭할 때의 하중을 작게 하는 것이 가능해지고, 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 일 실시형태의 적층체 제조 시스템(100)에서는, 제 1 가공 유닛이 제 1 피적층재(91)를 반송하는 방향 및 제 2 가공 유닛이 제 2 피적층재(92)를 반송하는 방향은 받침부(40)를 중심으로 하여 방사상으로 배치되므로, 효율적으로 작업을 진행시키는 것이 가능한 동시에, 스페이스를 유효하게 활용하는 것이 가능해진다.
또한, 이 실시형태에 의해 본 발명은 한정되는 것이 아니다. 즉, 실시형태의 설명에 있어서, 예시를 위해 특정한 상세 내용이 많이 포함되지만, 이들 상세한 내용에 다양한 변형이나 변경을 가하여도 좋다.
100: 적층체 제조 시스템
10: 적층 장치
30: 압압부
40: 받침부
50: 적층부
70: 피적층재 설치부
90: 피적층재

Claims (4)

  1. 제 1 피적층재 및 제 2 피적층재를 중첩하여 탑재하는 받침부와,
    상기 받침부에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하고, 상기 받침부와의 사이에 상기 제 1 피적층재 및 상기 제 2 피적층재를 협지하는 협지 부재와,
    상기 협지 부재에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하고, 상기 제 1 피적층재 및 상기 제 2 피적층재를 중첩한 상태에서 동시에 프레스하여 펀칭하고 일체화하는 프레스 부재와
    상기 프레스 부재에 삽통되고, 상기 프레스 부재에 대하여 상하 이동 가능하며, 상기 제 1 피적층재 및 상기 제 2 피적층재에 미리 가공해 놓은 제 1 구멍 및 제 2 구멍을 관통하고 상기 프레스 부재에 프레스되어 일체가 된 제 1 적층체 및 제 2 적층체를 상기 받침부로 안내하는 가이드 핀,
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 적층 장치.
  2. 제 1 항에 기재된 적층 장치와,
    상기 제 1 피적층재를 가공하는 제 1 가공 유닛과,
    상기 제 2 피적층재를 가공하는 제 2 가공 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 적층체 제조 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 가공 유닛은 상기 제 1 피적층재 중 상기 프레스 부재에 펀칭되는 제 1 적층체의 외형 윤곽의 적어도 일부가 상기 제 1 피적층재 중 상기 제 1 적층체 이외의 제 1 스크랩부에 계지된 상태로 정형하는 비분리 압입 가공을 행하고,
    상기 제 2 가공 유닛은 상기 제 2 피적층재 중 상기 프레스 부재에 펀칭되는 제 2 적층체의 외형 윤곽의 적어도 일부가 상기 제 2 피적층재 중 상기 제 2 적층체 이외의 제 2 스크랩부에 계지된 상태로 정형하는 비분리 압입 가공을 행하는 것을 특징으로 하는 적층체 제조 시스템.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 가공 유닛이 상기 제 1 피적층재를 반송하는 방향 및 상기 제 2 가공 유닛이 상기 제 2 피적층재를 반송하는 방향은 상기 받침부를 중심으로 하여 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 적층체 제조 시스템.
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