KR102194538B1

KR102194538B1 - 성형프레스의 원료소재 공급장치

Info

Publication number: KR102194538B1
Application number: KR1020190018545A
Authority: KR
Inventors: 맹근호
Original assignee: 맹근호
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2020-12-23
Also published as: KR20200100365A

Abstract

본 발명은 고무(rubber), 우레탄고무, 실리콘 등의 원료소재를 성형하는 작업을 자동화시킬 수 있도록 함으로써 인력난 해소와 신속하고 대량 생산성 및 자동화에 따른 작업효과를 증대하도록 X-Y축 연동수단(100)에 의해 원료소재 주입노즐(53)을 성형공(61)으로 이송시켜 원료소재를 주입하는 자동화를 이룰 수 있는 X-Y축 연동수단(100)을 특징으로 한 발명이다.

Description

성형프레스의 원료소재 공급장치{Raw material supply device for molding press}

본 발명은 하금형의 성형공에 고무(rubber), 우레탄고무, 실리콘 등의 원료(이하 원료소재라 함)를 안정적으로 공급시킬 수 있도록 X-Y 플로터(X-Y plotter, NC(Numerical Control) 또는 CNC(Computer Numerical Control)와 같은 X-Y축 연동수단을 이용한 성형프레스의 원료소재 공급장치에 관한 것이다.

일반적인 프레스에서의 성형작업은 상하금형에 형성된 성형공에 작업자가 고무(rubber), 우레탄고무, 실리콘 등의 원료소재를 충진하게 됨으로써 대량생산성의 결여와 많은 인력난이 가중되는 단점이 있다.

이러한 문제를 개선하기 위하여 본 출원인의 선출원 제 10-2019-11897호에서는 복수개의 하금형에 하나 또는 복수의 원료소재 공급노즐을 구성한 핸들링로봇(handling robot, 또는 서보(servo)기구)의 아암을 이용해 각각의 하금형에 성형원료인 고무를 충진할 있도록 함으로써 신속하게 원료소재를 공급함과, 원료소재를 충진한 하금형을 이송시켜 복수개의 프레스에서 상하금형에 의한 성형작업을 실시하도록 한 핸들링로봇을 이용한 프레스장치를 제공한 바 있고,

특허 공개번호 제 10-2005-0060327호는 금속소재 등을 가공하는 프레스(Press)장치로 수치 제어에 의하여 자동으로 펀칭(Punching)하는 NC 자동 펀칭 프레스장치를 제안하여 펀치부가 자동으로 위치를 선정하고 펀칭으로 홀을 가공하는 기술이 알려지고 있다.

이러한 선행기술에서 자동제어 콘트롤러에 의해 연동하는 X,Y축 전동이송수단이 설정된 위치로 이동과 펀칭작업을 실현하는 것이다.

본 발명은 상기 기술과 함께 본 출원인의 선행출원 제 10-2019-11897호에서 적용되는 핸들링로봇에 대응하여 보다 간편하고 작용이 용이한 X-Y축 연동수단을 이용하는 성형프레스의 원료소재 공급장치를 제공하는 것이다.

본 출원인의 선출원 제 10-2019-11897호 특허 공개번호 제 10-2005-0060327호

본 발명은 고무(rubber), 우레탄고무, 실리콘 등의 원료소재를 성형하는 작업을 자동화함으로써 인력난 방지와 신속하고 대량 생산성 및 자동화에 따른 작업효과를 증대하도록 X-Y축 연동수단(100)에 의해 원료소재 주입노즐(53)을 성형공(61)을 따라 이송하면서 원료소재를 주입하는 자동화를 이루기 위한 발명이다.

본 발명의 해결수단은 고무(rubber), 우레탄고무, 실리콘 등의 원료소재를 성형하는 작업을 자동화시킬 수 있도록 X-Y축 연동수단(100)이 구성되는 프레임(10)과 성형공(61)을 형성한 하금형(60)이 얹어지는 작업대(20)와, 작업대(20)와 연결되는 성형프레스(200)로 구성되는 것에 있어서,

X-Y축 연동수단(100)은 작업대(20)에 구성된 프레임(10)의 세로방향 양측 Y축 프레임(30) 상면에 Y축 랙(31)과 Y축 이송블럭(32)을 구성하는 Y축 가이드레일(33)에서 이동하는 X축을 이루는 X축 이송체(40)와,

상기 X축 이송체(40)는 서보모터(M1)로 구동하는 구동축(41) 양단에 Y축 랙(31)과 교합되는 Y축 피니언(42)과, 고정부재(43)로 X축 이송체(40)를 고정시켜 서보모터(M1)의 정역구동으로 X축 이송체(40)가 세로방향으로 왕복 연동하는 Y축 연동수단(110),

상기 X축 이송체(40)에 X축 랙(45)과 X축 이송블럭(46)을 구성하는 한쌍의 X축 가이드레일(47)을 따라 이동하는 설치판(51)에 구성된 서보모터(M2)의 X축 피니언(52)에 의해 가로방향으로 왕복 연동하는 X축 연동수단(120),

그리고 설치판(51)에 구성된 저장탱크에 띠 형태로 권선되어 저장된 원료소재를 저장탱크로부터 띠 형태로 인출시켜 프레싱유닛(50)의 원료공급공(55)을 통해 프레싱유닛(50)의 스크류로 공급하도록 구성한 성형프레스의 원료소재 공급장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 X-Y축 연동수단(100)에 의해 원료소재 주입노즐(53)을 성형공(61)으로 이송시켜 원료소재를 주입하는 자동화로 신속하고 대량 생산성 및 작업인부를 최소화시켜 인건비 절감효과를 얻을 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명 전체를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명 측면도.
도 3은 본 발명 정면도.

본 발명은 하금형의 성형공에 고무(rubber), 우레탄고무, 실리콘 등의 원료(이하 원료소재라 함)를 안정적으로 공급시킬 수 있도록 X-Y 플로터(X-Y plotter, NC(Numerical Control) 또는 CNC(Computer Numerical Control)와 같은 X-Y축 연동수단을 이용한 성형프레스의 원료소재 공급장치를 제공하는 것이다.

주지하는 바와 같이 상기 NC(Numerical Control)는 수치 제어로 연동되고, CNC(Computer Numerical Control)는 컴퓨터 수치 제어로 이루어지며, X-Y 플로터(X-Y plotter)는 X축(가로)방향, Y축(세로)방향으로 이동하는 연동수단으로 공지와 같이 중앙 처리 장치로부터의 출력 신호에 의해 지정되는 X-Y좌표계의 값을 바탕으로 직선이나 곡선으로 이동하는 X-Y축 연동수단이다.

본 발명은 상기한 연동수단에서 특히, X-Y 플로터의 연동수단을 적용하여 실시하는 기술로써, 본 발명에서 설명되는 X-Y축은 상기한 공지의 기술과 같이 X축은 도 1의 평면도를 기준으로 참조하여 X축 또는 X축 방향은 가로, 및 가로방향을 의미하며, Y축 또는 Y축 방향은 세로, 및 세로방향을 의미하는 것으로 설명되며, 도면상 Y축 가이드레일(33)은 세로방향이고, 가로방향은 X축 가이드레일(47)을 따라 이동하는 방향을 의미하는 것이다.
또한 프레싱유닛(50)으로 공급되는 원료소재는 띠 형태로 권선된 언와이더(UNWINDER)로 저장탱크에 저장되고, 저장된 언와이더가 띠 형태로 인출되어 프레싱유닛(50)에 구성된 원료공급공(55)을 통해 프레싱유닛(50) 내의 미도시된 이송 스크류로 공급과 스크류의 회전에 의한 압인으로 원료소재가 주입노즐(53)으로 압출로 성형공(61)에 주입하게 되는 것이다.

삭제

이상과 같은 첨부도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 전체를 도시한 평면도이고 도 2는 본 발명 전체를 도시한 정면도이며 도 3은 본 발명 측면도를 도시한 것이다.

본 발명은 상기 도 3에서 도시한 바와 같이 Y축 연동수단(110)과 X축 연동수단(120)으로 구성되는 X-Y축 연동수단(100)이 프레임(10)에 구성되고 이 프레임(10)에 성형공(61)을 형성한 하금형(60)이 얹어지는 작업대(20)와, 작업대(20)로 연결되는 성형프레스(200)로 구성된다.

상기 성형프레스(200)는 가동반(64)에 성형공(61)을 구성한 하금형(60)이 적재되는 하금형적재판(62)을 실린더로드로 연동시키는 하금형이송장치(63)와, 가동반(64)이 승하강 안내되는 가이드봉(65) 상부로 상금형(66)이 고정되는 고정반(67)으로 구성되는 성형프레스(200)로 구성됨은 통상과 같다.

삭제

X-Y축 연동수단(100)은 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이 작업대(20)에서 일정한 간격을 두고 상부에 구성되는 직사각형태로 구성된 프레임(10)의 세로방향을 형성하는 양측 Y축 프레임(30) 상면에 Y축 랙(31)과 Y축 이송블럭(32)을 구성하는 Y축 가이드레일(33)을 구성하고,

상기 Y축 이송블럭(32)에 직사각체의 X축을 이루는 X축 이송체(40)를 구성시켜 세로방향으로 왕복 이동되도록함과,

X축 이송체(40)는 서보모터(M1)로 구동하는 구동축(41) 양단에 Y축 랙(31)과 교합되는 Y축 피니언(42), 그리고 구동축(41)에 복수의 고정부재(43)로 X축 이송체(40)를 고정시켜 서보모터(M1)의 정역구동에 따라 X축 이송체(40)가 Y축 랙(31)과 Y축 가이드레일(33)에 의해 세로방향으로 왕복 연동되는 Y축 연동수단(110),

그리고 X축 이송체(40)에 X축 랙(45)과 X축 이송블럭(46)을 구성하는 한쌍의 X축 가이드레일(47)에서 왕복이동하는 프레싱유닛(50)을 구성하기 위한 설치판(51)과,

상기 설치판(51)에 서보모터(M2)의 X축 피니언(52)을 X축 랙(45)에 교합시켜 서보모터(M2)의 구동에 따라 프레싱유닛(50)을 구성한 설치판(51)을 X축의 가로방향으로 왕복되는 X축 연동수단(120),

그리고 상기 설치판(51)에는 중앙으로 원료소재를 압인하기 위한 프레싱유닛(50)과 미도시한 원료소재가 띠 형태로 권선되는 언와이더(UNWINDER)로 저장되는 저장탱크가 구성되며, 저장탱크로부터 공급되는 원료소재는 띠 형태로 인출 이송되어 프레싱유닛(50)에 구성된 원료공급공(55)을 통해 공급된다.

또한 프레싱유닛(50)에 열매체공급을 위한 열매체공급장치(70)와 본 발명을 제어하기 위한 제어장치(71)가 각기 구성되고 이들과 연결하는 라인(72) 및 라인(72)을 지지하기 위한 지지부재(73)가 도 1과 도 3에서와 같이 실시되며, 프레싱유닛(50)은 스크류의 연동으로 공급된 원료소재를 밀어내어 원료소재 주입노즐(53)을 통해 성형공(61)으로 원료소재를 압출하는 것이며 이러한 구성은 본 출원인의 선행기술과 동업계의 통상적인 기술로 상세 구성에 대한 설명은 생략한다.

도면표기중 미설명 부호 54는 열매체 순환관이며 55는 원료공급공을 도시한 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 3에서 도시한 바와 같이 X-Y축 연동수단(100)이 구성되는 프레임(10)과 성형공(61)을 형성한 하금형(60)이 얹어지는 작업대(20)와, 작업대(20)와 연결되는 성형프레스(200)로 구성된다.

이러한 본 발명은 열매체공급장치(70)에 의해 설정된 온도로 열매체가 프레싱유닛(50)로 순환 공급되어 일정한 온도를 유지하고 작업을 위한 수치, 온도 등을 제어장치(71)로 설정하고 가동을 하게 되며, 원료소재는 띠 형태로 권선되고 저장탱크에 수용된 원료소재를 작업자에 의해 저장탱크로부터 프레싱유닛(50)의 원료공급공(55)에 공급하고, 공급된 원료소재는 프레싱유닛(50) 내의 스크류에 의해 프레싱유닛(50)에서 압인으로 끝단부에 구성된 원료소재 주입노즐(53)에서 압출되어 성형공(61)으로 주입하게 된다.

이에 따라 성형프레스(200)의 가동반(64)에 얻처진 성형공(61)을 구성한 하금형(60)이 실린더로드의 하금형이송장치(63)에 의해 X-Y축 연동수단(100)이 구성되는 프레임(10)의 작업대(20)로 이송되고, 이를 감지하고 제어 신호에 의해 서보모터(M1,M2)의 가동으로 X-Y축 연동수단(100) 어느 하나 또는 동시에 작동되는 Y축 연동수단(110)과 X축 연동수단(120)을 연동한다.

먼저, Y축 연동수단(110)은 프레임(10)의 세로방향인 양측 Y축 프레임(30) 상면 Y축 랙(31)과 Y축 이송블럭(32)을 구성한 Y축 가이드레일(33)에 장착되어 이송되는 X축을 이루는 X축 이송체(40)의 서보모터(M1)가 구동하면서 구동축(41) 양단에 Y축 랙(31)과 교합된 Y축 피니언(42)을 구동시켜 X축 이송체(40)를 세로방향으로 전진 또는 후진시키는 Y축방향으로 이동한다.

이와 함께 상기 X축 이송체(40)의 X축 랙(45)과 X축 이송블럭(46)을 구성하는 한쌍의 X축 가이드레일(47)에 따라 이동하는 프레싱유닛(50)을 구성한 설치판(51)에 구성된 서보모터(M2)의 X축 피니언(52)을 연동함으로써 X축 랙(45)에 교합된 설치판(51)이 X축방향인 가로방향으로 이동 즉, X축 방향으로 이동하면서 상기 Y축 방향 이동으로 설정값 위치에 도달되며 이러한 도달위치에 전술한 작업대(20)로 이송된 하금형(61)의 성형공(60) 상부로 위치된다.

그리고 언와이더 형태로 저장된 원료소재가 저장탱크로부터 띠 형태로 인출되어 프레싱유닛(50)의 원료공급공(55)으로 공급된 후 프레싱유닛(50)의 하단을 구성된 주입노즐(53)로 압출되면서 이동한 하금형의 성형공(61) 내로 주입하게 되는 것이다.

삭제

이와 같이 성형공(61)에 원료소재를 주입 완료하면, 상기 Y축 연동수단(110)과 X축 연동수단(120)을 연동시켜 프레싱유닛(50)과 설치판(51)을 다음 원료소재를 주입할 성형공(61) 위치의 지정된 위치로 이동하여 전술한 작업을 반복한다.
성형공(61)에 원료소재의 주입이 완료되면 작업대(20)의 하금형(60)은 실린더로드로 연동하는 하금형이송장치(63)에 의해 성형프레스(200) 하금형적재판(62)으로 이동시키게 된다.

그리고 가동반(64)이 상승하여 상부의 고정반(67)에 체결된 상금형(66)과 교합 압축 및 가온 등으로 상하금형(66,60)의 성형공(61) 내의 성형소재를 성형하고 성형 후 하강되어 하금형(60)의 성형공(61)에서 성형물을 분리하게 되는 것이다.

이상과 같이 성형작업을 완료하면, 전술한 바와 같이 하금형(60)이 하금형이송장치(63)의 작업대(20)로 이송되고 다시 전술한 X-Y축 연동수단(100)이 연동하면서 이동된 프레싱유닛(50)과 설치판(51)으로 원료소재를 공급과 성형작업을 연속적으로 실시하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 X-Y축 연동수단(100)에 의해 원료소재 주입노즐(53)을 성형공(61)을 따라 이송하면서 원료소재를 주입하는 자동화로 신속하고 대량 생산성 및 작업인부를 최소화시켜 인건비 절감효과를 얻을 수 있는 유용한 발명이다.

본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것으로 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.

10 : 프레임 20 : 작업대 30 : Y축 프레임
31 : Y축 랙 32 : Y축 이송블럭 33 : Y축 가이드레일
40 : X축 이송체 41 : 구동축 42 : Y축 피니언
43 : 고정부재 45 : X축 랙 46 : X축 이송블럭
47 : X축 가이드레일 50 : 프레싱유닛 51 : 설치판
52 : X축 피니언 60 : 하금형 61 : 성형공
62 : 하금형적재판 63 : 하금형이송장치 64 : 가동반
65 : 가이드봉 66 : 상금형 67 : 고정반
100 : X-Y축 연동수단 110 : Y축 연동수단 120 : X축 연동수단
200 : 성형프레스 M2, M2 : 서보모터

Claims

X-Y축 연동수단(100)이 구성되는 프레임(10)과 성형공(61)을 형성한 하금형(60)이 얹어지는 작업대(20)와, 작업대(20)와 연결되는 성형프레스(200)로 구성되는 것에 있어서,

X-Y축 연동수단(100)은 작업대(20)에 구성된 프레임(10)의 세로방향 양측 Y축 프레임(30) 상면에 Y축 랙(31)과 Y축 이송블럭(32)을 구성하는 Y축 가이드레일(33)에서 이동하는 X축을 이루는 X축 이송체(40)와,
상기 X축 이송체(40)는 서보모터(M1)로 구동하는 구동축(41) 양단에 Y축 랙(31)과 교합되는 Y축 피니언(42)과, 고정부재(43)로 X축 이송체(40)를 고정시켜 서보모터(M1)의 정역구동으로 X축 이송체(40)가 연동하는 Y축 연동수단(110),

상기 X축 이송체(40)에 X축 랙(45)과 X축 이송블럭(46)을 구성한 한쌍의 X축 가이드레일(47)을 따라 이동하는 설치판(51)에 구성된 서보모터(M2) X축 피니언(52)에 의해 가로방향으로 왕복 이동하는 X축 연동수단(120),

상기 설치판(51)에 구성된 저장탱크에 띠 형태로 권선되어 저장된 원료소재를 저장탱크로부터 띠 형태로 인출시켜 프레싱유닛(50)의 원료공급공(55)을 통해 프레싱유닛(50) 내 스크류로 공급하도록 구성함을 특징으로 하는 성형프레스의 원료소재 공급장치.
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