KR102446174B1

KR102446174B1 - 개선된 리드로잉 및 아이어닝 시스템

Info

Publication number: KR102446174B1
Application number: KR1020217014122A
Authority: KR
Inventors: 카를로스 지. 더블유. 노브레가; 재석 박; 마테우스 구에데스; 제이 마이클 쇼어스; 로버트 레만
Original assignee: 노벨리스 인크.
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2022-09-22
Also published as: ES2938490T3; WO2020117641A1; CA3117990A1; BR112021008081A2; JP7133097B2; JP2022510416A; CA3117990C; EP3890902B1; US20220008981A1; CN113490557A; EP3890902A1; CN113490557B; KR20210076058A; MX2021006247A; PL3890902T3

Abstract

캔 리드로잉 및 아이어닝 시스템은 램, 펀치 및 센서 시스템을 포함한다. 램은 램 바디 및 램 노즈를 포함한다. 펀치는 램 노즈 상에 지지되고 아이어닝 공정 동안 금속 블랭크와 체결하도록 구성된다. 센서 시스템은 램 상의 총 힘을 검출하는 제1 센서 및 램 노즈 상의 압력을 검출하는 제2 센서를 포함한다.

Description

개선된 리드로잉 및 아이어닝 시스템

관련 출원 참조

본 출원은 2018년 12월 4일에 출원된 "REDRAW AND IRONING SYSTEMS AND METHODS"라는 명칭의 미국 가 출원 제62/774,951호의 이익을 주장하며, 이의 내용은 이에 의해 그 전문이 참조로 원용된다.

기술분야

본 출원은 일반적으로 금속 가공(metalworking) 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 리드로잉(redraw) 및 아이어닝(ironing)을 위한 개선된 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

많은 캔 또는 원통형 물품 이를테면 식품 및 음료 캔, 소화기, 가스 캔, 오일 필터 케이싱, 댐퍼 케이싱, 및 많은 다른 유형의 물품들은 금속 재료들 이를테면 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인리스 강, 황동, 저탄소 강, 및 다양한 다른 적합한 재료로 제조된다. 금속 재료로부터 캔 또는 원통형 물품을 형성하는 공정은 일반적으로 금속 재료로부터 블랭크를 제조하는 단계 및 이어서 블랭크를 드로잉하여 얕은 컵을 형성하는 단계를 포함한다. 얕은 컵이 초기에 드로잉된 후, 이는 컵의 직경을 감소시키고 컵을 더 깊게 하기 위해 리드로잉될 수 있다. 이어서 컵은 벽 두께를 감소시켜 최종적으로 캔 또는 원통형 물품을 위한 바디를 제공하기 위해 아이어닝된다. 일반적으로 아이어닝은 램(ram) 및 펀치(punch)를 갖는 아이어닝 시스템으로 벽 두께를 감소시키기 위해 금속 재료를 하나 이상의 아이어닝 다이를 통해 축방향으로 구동하는 단계를 포함한다. 리드로잉 및 아이어닝 동안 다양한 공정 조건들이 존재할 수 있고 다양한 힘들이 펀치,아이어닝 다이, 및/또는 금속 재료에 가해질 수 있으며, 이러한 힘들은 리드로잉과 아이어닝 동안 제어될 수 있는 다양한 인자들과 상관될 수 있다. 그러나, 기존의 리드로잉 및 아이어닝 시스템들은 이러한 힘들 또는 공정 조건들을 측정할 수 없고, 이에 따라 리드로잉 및아이어닝 공정의 다양한 양상들을 효과적으로 제어할 수 없다.

용어들 "발명" 및 "본 발명"은 본 특허 및 아래 특허 청구항들의 모든 대상을 폭넓게 지칭하는 것으로 의도된다. 이러한 용어들을 포함하는 표현들은 여기에 설명된 대상을 제한하거나 아래 특허 청구항들의 의미 또는 범위를 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 특허에 의해 다뤄지는 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 내용이 아니라, 아래 청구범위에 의해 정의된다. 본 발명의 내용은 본 발명의 다양한 실시 예의 상위 수준의 개요이고 아래 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 섹션에서 더 설명되는 개념들 중 일부를 소개한다. 본 발명의 내용은 청구되는 대상의 주요한 키 또는 본질적인 특징들을 확인하려는 것도, 청구되는 대상의 범위를 결정하는데 별개로 사용되기 위한 것도 아니다. 주제는 본 특허의 전체 명세서, 임의의 또는 모든 도면 및 각 청구항의 적절한 부분들을 참조하여 이해되어야 한다.

본 개시의 특정 예들에 따르면, 아이어닝 시스템은 램, 펀치 및 센서 시스템을 포함한다. 램은 램 바디 및 램 노즈를 포함한다. 펀치는 램 노즈 상에 지지되고 아이어닝 공정 동안 금속 블랭크와 체결하도록 구성된다. 센서 시스템은 제1 센서 및 제2 센서를 포함한다. 제1 센서는 램 상의 총 힘을 검출하도록 구성되고, 제2 센서는 금속 블랭크로부터 성형된 캔의 측벽 또는 바닥 상의 힘을 검출하도록 구성되는, 센서 시스템을 포함한다.

본 개시의 다양한 예들에 따르면, 아이어닝 시스템은 램, 및 센서 시스템을 포함한다. 램은 램 바디 및 램 노즈를 포함한다. 센서 시스템은 램 바디 상의 제1 센서와 램 노즈 상의 제2 센서를 포함한다. 제1 센서는 램 상의 총 힘을 검출하도록 구성되고, 제2 센서는 금속 블랭크로부터 성형된 캔의 측벽 또는 바닥 상의 힘을 검출하도록 구성되는, 센서 시스템을 포함한다.

본 개시의 일부 실시 예들에 따르면, 아이어닝 공정 동안 캔 상의 리드로잉 및 아이어닝력을 제어하는 방법은 아이어닝 시스템의 펀치를 금속 블랭크와 체결하는 단계를 포함하며, 여기서 펀치는 아이어닝 시스템의 램의 램 노즈 상에 지지된다. 방법은 또한 캔 바디를 성형하기 위해 램을 구동시킴으로써 아이어닝 다이를 통하게 금속 블랭크를 지향시키는 단계를 포함한다. 방법은 센서 시스템의 제1 센서로 램 노즈 상의 힘을 노즈 힘 데이터로서 측정하는 단계 및 아이어닝 다이를 통하게 금속 블랭크를 지향시키는 동안 제2 센서로 램 상의 총 힘을 총 힘 데이터로서 측정하는 단계를 더 포함한다.

본 개시의 특정 실시 예들에 따르면, 리드로잉 및 아이어닝 시스템은 램, 펀치, 및 센서 시스템을 포함한다. 램은 램 바디 및 램 노즈를 포함한다. 펀치는 램 노즈 상에 지지되고 리드로잉 및 아이어닝 공정 동안 금속 블랭크와 체결하도록 구성된다. 센서 시스템은 제1 센서 및 제2 센서를 포함하며, 여기서 제1 센서 및 제2 센서는 리드로잉 및 아이어닝 공정 동안 공정 조건을 검출하도록 구성된다.

본 개시에서 설명된 다양한 구현 예는 추가적인 시스템들, 방법들, 특징들 및 이점들을 포함할 수 있으며, 여기에서 반드시 명시적으로 개시될 수는 없지만, 다음의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 첨부 도면들을 검토하면 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 모든 시스템, 방법, 특징 및 이점은 본 개시 내에 포함되고 첨부된 청구범위에 의해 보호되는 것으로 의도된다.

다음의 도면들의 특징들 및 구성요소들은 본 개시의 일반적인 원리들을 강조하도록 도시된다. 도면들 전체에 걸쳐 대응하는 특징들 및 구성요소들은 일관성 및 명확성을 위해 참조 부호들을 매칭함으로써 표기될 수 있다.
도 1은 본 개시의 양태들에 따른 아이어닝 시스템의 일 부분의 도면이다.
도 2는 아이어닝 동안 도 1의 아이어닝 시스템의 펀치 상의 힘들을 도시한다.
도 3은 본 개시의 양태들에 따른 아이어닝 시스템의 일 부분의 도면이다.
도 4는 도 3의 아이어닝 시스템의 다른 부분의 도면이다.
도 5은 본 개시의 양태들에 따른 아이어닝 시스템의 일 부분의 도면이다.
도 6는 도 5의 아이어닝 시스템의 다른 부분의 도면이다.
도 7은 본 개시의 양태들에 따른 아이어닝 동안 리드로잉 및 아이어닝력을 측정하고 제어하는 과정을 도시한다.

본 발명의 실시예들의 대상은 법에 명시된 요건을 충족하기 위해 여기서 구체적으로 설명되지만, 본 설명은 반드시 본 청구범위의 범위를 제한하도록 의도되지는 않는다. 청구 대상은 다른 방법들로 구체화될 수 있고, 상이한 요소들 또는 단계들을 포함할 수 있으며, 다른 기존의 또는 장차 기술들과 함께 사용될 수 있다. 본 설명은 개별적인 단계들의 순서 또는 요소들의 배열이 명백하게 설명될 때를 제외하고는 다양한 단계 또는 요소 사이 임의의 특정한 순서 또는 배열을 암시하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 특히, "위", "아래", "맨 위", "바닥","좌측", "우측", “전방", 및 "후방"과 같은 방향 참조들은 구성요소들 및 방향들이 참조되는 도면(또는 도면들)에 도시되고 설명된 바와 같은 배향을 참조하는 것으로 의도된다.

도 1 및 도 2는 본 개시의 특정 양태들에 따른 아이어닝 시스템(100)의 일 부분을 도시한다. 아이어닝 시스템(100)은 펀치(102), 펀치(102)를 축방향(104)으로 구동하는 램 어셈블리(도 1에 도시되지 않음), 및 적어도 하나의 아이어닝 다이(106)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 아이어닝 다이(106)는 유입면(108) 및 내측면(110)을 포함한다. 내측면(110)은 개구 또는 갭(112)을 정의한다. 아이어닝 동안, 펀치(102)는 금속품(114)의 측벽들이 초기 두께(116)로부터 종료 두께(118)로 아이어닝되도록 금속품(114)을 아이어닝 다이(106)의 갭(112)을 통해 축방향(104)으로 구동한다. 아이어닝 공정은 원하는 벽 두께를 갖는 바디를 생산하기 위해 원하는 횟수 만큼(그리고 원하는 만큼 많은 유형의 아이어닝 다이들로) 반복될 수 있다.

도 2는 아이어닝 동안 펀치(102) 상의 힘들 중 일부의 예를 도시한다. 총 성형력(220)은 아이어닝 동안 (램 어셈블리를 통해) 펀치(102)에 의해 금속품 상에 인가되는 힘이다. 총 성형력(220)은 일반적으로 펀치(102)와 금속품의 측벽들 사이의 마찰력(222)과 펀치(102)와 금속품의 바닥 사이의 펀치 노즈 힘(punch nose force)(224)의 합을 나타낸다. 일부 경우들에서, 총 성형력(220)은 램 어셈블리 자체, 다이, 다이 홀더, 및/또는 볼스터 플레이트(bolster plate) 상에서 측정된다. 총 성형력(220)이 마찰력(222)과 펀치 노즈 힘(224)의 합이지만, 기존의 리드로잉 및 아이어닝 시스템들은 마찰력(222) 및/또는 펀치 노즈 힘(224)을 독립적으로 측정하거나 결정할 수 없다.

도 3 및 도 4는 본 개시의 양태들에 따른 펀치(302), 램 어셈블리(326), 및 센서 시스템(348)을 포함하는 리드로잉 및 아이어닝 시스템(300)의 부분들을 도시한다.

램 어셈블리(326)는 전단부(330) 및 후단부(332)를 갖는 램 바디(328)를 포함한다. 램 노즈(334)는 램 바디(328)의 전단부(330)로부터 연장되고 램 노즈 단부(336)에서 종료된다. 다양한 양태들에서, 램 노즈(334)의 직경은 램 바디(328)의 직경 미만이다. 램 어셈블리(326)는 금속품을 컵으로 성형하기 위해 아이어닝 공정 동안 액추에이터에 의해 축방향(104)으로 구동된다. 일부 예들에서, 액추에이터는 선형 액추에이터이지만, 다른 예들에서 그럴 필요는 없다. 다양한 양태들에서, 램 어셈블리(326)는 분당 원하는 갯수의 컵을 생산하도록 다양한 적합한 속도로 구동된다. 일부 비제한적인 예들로서, 램 어셈블리(326)는 분당 대략 400-450 행정의 속도로 구동될 수 있으며, 여기서 하나의 행정은 하나의 컵을 체결, 성형 및 해제하는 하나의 사이클을 지칭한다. 즉, 분당 200-450 행정에서, 어셈블리는 분당 약 200-450 행정의 속도로 컵을 체결, 성형 및 해제해야 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 다양한 예들에서, 센서 시스템(348)은 하나 이상의 공정 조건을 검출하도록 구성되는 제1 센서(350) 및 제2 센서(352)를 포함한다. 일부 경우들에서, 리드로잉 및 아이어닝 시스템의 다른 양상들을 측정하기 위해 추가 센서들이 사용될 수 있다. 공정 조건들은 힘 또는 하중, 압력, 온도, 소리, 진동, 가속도, 이들의 조합, 또는 아이어닝 공정의 다른 적합한 공정 조건들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이에 따라, 센서들(350, 352)은 조작자 또는 일부 다른 공급원으로부터 입력(예를 들어, 원하는 온도 분포 프로파일, 원하는 형상 등)을 수신하기에 적합한 다양한 입력 디바이스들일 수 있다. 예를 들어, 센서(904)는 로드 셀, 가속도계, 광학 센서, 자기 센서, 에너지 센서, 전류 센서, 주파수 검출기, 열 센서, 압력 센서, 임의의 적합한 센서, 사용자 인터페이스를 갖는 디바이스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 두 개의 센서들이 도시되어 있지만, 다른 예들에서, 센서 시스템(348)은 이를테면 하나보다 많은 유형의 공정 조건이 검출될 때, 둘보다 많은 센서들을 가질 수 있다. 센서들(350 및 352)은 로드 셀 또는 다양한 다른 적합한 센서들일 수 있다. 센서들(350 및 352)은 제어기(351) 또는 다른 적합한 디바이스에 통신 가능하게 연결될 수 있다.

하나의 비제한적 예로서, 제1 센서(350)는 총 성형력(220)의 양을 검출하도록 구성될 수 있고, 제2 센서(352)는 펀치 노즈 힘(224)의 크기를 검출하도록 구성될 수 있다. 이러한 예에서, 센서들(350 및 352)은 제어기(351)에 통신 가능하게 결합될 수 있으며, 이 제어기는 힘 데이터를 사용하여 마찰력(222) 및/또는 아이어닝 동안 발생하는 다른 힘들을 결정할 수 있다.

다른 비제한적인 예들로서, 제1 센서(350) 및/또는 제2 센서(352)는 블로오프(blow off) 압력 및 블로오프 압력의 타이밍을 검출하도록 구성된 압력 센서(들), 다양한 아이어닝의 스테이지들 동안 아이어닝 시스템(300) 상의 다양한 위치들에서 온도를 검출하도록 구성된 온도 센서(들), 다양한 아이어닝의 스테이지들 동안 아이어닝 시스템(300)의 다양한 구성요소들의 진동들을 검출하도록 구성된 진동 센서(들), 다양한 아이어닝의 스테이지들 동안 아이어닝 시스템(300)의 구성요소들의 움직임 및/또는 위치 설정을 검출하도록 구성된 가속도 센서(들) 등일 수 있다.

제어기(351)는 범용 처리 유닛, 아이어닝 분석 및/또는 아이어닝 적용을 위해 특수 설계된 프로세서, 무선 통신을 위해 특수 설계된 프로세서(이를테면, Cypress Semiconductor의 Programmable System On Chip 또는 다른 적합한 프로세서들) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 메모리는 센서 시스템(348)의 다양한 센서들에 의해 수집된 데이터를 저장하기 위해 제어기(351)와 함께 제공될 수 있지만, 다른 예들에서 메모리를 포함할 필요는 없다. 메모리는 장기 저장 메모리 및/또는 단기 작업 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 제어기(351)에 의해 프로세서 명령어들의 작업 세트를 저장하기 위해 사용될 수 있다. 프로세서는 메모리에 데이터를 기록할 수 있다. 메모리는 종래의 디스크 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 양태들에서, 메모리는 디스크 기반 저장 디바이스 또는 메모리 디스크, USB 드라이브, 플래시 드라이브, 원격으로 연결된 저장 매체, 가상 디스크 드라이브 등을 포함하는 몇몇 다른 유형의 저장 매체들 중 하나를 포함할 수 있다. 통신 회로/유닛, 선택적 디스플레이, 선택적 스피커, 및/또는 전력 저장 유닛을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아닌 다양한 다른 피처들이 또한 제어기(351)에 포함될 수 있다. 일부 양태들에서, 제어기(351)의 구성요소들 중 일부 또는 전부는 단일 패키지 또는 센서 스위트(sensor suite)에 함께, 이를테면 동일한 인클로저 내에 포함될 수 있다. 추가적인 또는 대안적인 양태들에서, 구성요소들 중 일부는 인클로저에 함께 포함될 수 있고 다른 구성요소들은 떨어져 있을 수 있다. 이에 따라, 제어기(351)는 분산 시스템일 수 있다. 이는 단지 일례일 뿐이고 다른 구성들이 구현될 수 있다. 다른 예들에서, 제어기(351)는 램 어셈블리(326) 상의 다른 위치들 및/또는 램 어셈블리(326) 상에 있을 수 있거나 아닐 수 있는 다른 적합한 위치들에 제공될 수 있지만, 램 바디(328) 상에 제공될 수 있다. 이에 따라, 제어기(351)의 특정 위치는 본 개시를 제한하는 것으로 고려되어서는 안 된다.

다양한 양태들에서, 제어기(351)는 센서들(350, 352)(그리고 가능하게는 다른 센서들)과 데이터를 통신하며 이에 따라 제어기(351)는 센서들(350, 352)로부터 데이터 신호를 수신한다. 다양한 예들에서, 데이터 신호들은 다양한 센서들에 의해 검출되는 힘, 압력, 온도, 가속도, 진동 등을 포함한다. 제어기(351)는 센서들(350, 352)로부터의 데이터를 분석하고 아이어닝 시스템(300)의 하나 이상의 파라미터(예를 들어, 아이어닝 공정에 영향을 미치는 파라미터)를 제어할 수 있다. 다른 예들에서, 제어기(351)는 아이어닝 공정 전에 수신된 입력에 기초하여 하나 이상의 파라미터를 제어할 수 있다.

제1 센서(350) 및 제2 센서(352)는 원하는 바에 따라 시스템(300) 내의 다양한 위치들에 제공될 수 있다. 일부 비제한적인 예들로서, 제1 센서(350) 및/또는 제2 센서(352)는 램 바디, 램 노즈, 램 뒤의 시스템(300)의 별개의 부분 또는 구성요소 상에, 램 바디(328)의 내측 챔버(340) 내에, 펀치 노즈 상에 매립되는 램 바디(328)의 내측 챔버, 램 뒤의 프레스의 다른 부분, 램 노즈 전방의 별도의 부분 또는 구성요소, 펀치 슬리브(342) 내에, 램 바디와 펀치 노즈(344) 사이의 스페이서 상에, 펀치 슬리브(342)의 뒤의 (예를 들어, 펀치 슬리브(342)와 램 바디(328) 사이의 스페이서 상에, 그리고/또는 다양한 다른 위치들에 제공될 수 있다. 이에 따라, 제1 센서(350) 및/또는 제2 센서(352)에 대해 예시된 위치들은 본 개시를 제한하는 것으로 고려되어서는 안 된다. 도 3 내지 도 6은 제1 센서(350)가 램 바디(328) 상에 제공되고 제2 센서(352)가 램 노즈(334) 상에 제공되는 예를 도시한다. 그러나, 이전에 언급된 바와 같이, 센서들(350 및/또는 352)의 위치는 본 개시를 제한하는 것으로 고려되어서는 안 된다. 예를 들어, 다른 경우들에서, 제1 센서(350)는 램 뒤의 별도의 부분, 램 뒤의 프레스의 또 다른 부분, 및/또는 다양한 다른 위치들에 제공될 수 있다. 유사하게, 제2 센서(350)는 램 전방의 별도의 부분일 수 있고/있거나, 다양한 다른 위치들에 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 제2 센서(352)는 램 바디(328)의 전단부(330)와 램 노즈 단부(336) 사이의 램 노즈(334) 상에 제공된다. 다른 예들에서, 제2 센서(352)는 램 노즈 단부(336)에 제공된다. 다양한 예들에서, 제1 센서(350) 및/또는 제2 센서(352)는 고속 또는 다른 작동 조건들에서 램 어셈블리(326)의 정규 동작을 방해하지 않도록 램 어셈블리(326)의 다양한 구성요소들과 일체로 제공된다. 하나의 비제한적인 예로서, 제1 센서(350) 및 제2 센서(352)는 램 어셈블리(326)가 센서들로부터의 방해 없이 고속으로 연속적으로 작동할 수 있도록 램 바디(328)와 일체로 제공될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 일부 선택적 예들에서, 램 어셈블리(326)는 내측 챔버(340)를 정의하는 내측면(338)을 포함한다. 내측 챔버(340)는 선택적으로 램 노즈 단부(336)까지 연장되지만, 다른 예들에서 그럴 필요는 없다. 일부 선택적 예들에서, 제1 센서(350)는 내측 챔버(340) 내에 제공되지만, 다른 예들에서 그럴 필요는 없다. 특정 예들에서, 램 어셈블리(326)는 램 바디(328) 내부의 냉각제 및/또는 습기가 최소화 및/또는 감소되도록 내측 챔버(340) 내에서 일정한 압력을 유지하는 압력 시스템을 포함한다. 하나의 비제한적인 예로서, 압력 시스템은 내부 챔버 내에서 대략 1-20 PSI, 이를테면 내측 챔버(340) 내에서 대략 5-10 PSI의 압력을 유지할 수 있지만, 다른 예들에서는 다른 압력들이 유지될 수 있다. 내측 챔버(340) 내의 냉각제 또는 습기를 최소화 및/또는 감소시킴으로써, 센서들(350, 352)이 단락될 가능성이 최소화 및/또는 감소된다.

펀치(302)는 펀치 슬리브(342) 및 펀치 노즈(344)를 포함한다. 펀치 슬리브(342)는 램 노즈(334) 상에 지지된다. 다양한 양태들에서, 펀치 슬리브(342)는 전단부(330)에서 램 바디(328)에 접한다. 일부 예들에서, 펀치 슬리브(342) 및 펀치 노즈(344)는 펀치 노즈(344)가 펀치 슬리브(342)에 대해 이동 가능하도록 별개의 구성요소들이다. 다른 예들에서, 펀치 슬리브(342) 및 펀치 노즈(344)는 단일 또는 모놀리식 구성요소로서 형성된다. 도 3 및 도 4의 예에서, 펀치 슬리브(342)는 펀치 노즈(344)의 적어도 일 부분을 수용하는 리세스(346)를 정의한다. 일부 예들에서, 리세스(346)는 펀치 노즈(344)가 펀치 슬리브(342)에 대해 자유롭게 이동할 수 있도록 치수가 설정되며, 이는 램 노즈(334)가 펀치 노즈 힘(224)을 잡을 수 있게 할 수 있다.

아이어닝 동안, 펀치 노즈(344)는 금속품의 바닥과 체결되고 펀치 노즈 힘(224)을 수용한다. 이러한 힘은 펀치 슬리브(342)로 전달되며, 이 펀치 슬리브는 또한 금속품의 측벽들과 마찰 체결되고 마찰력(222)을 수용한다. 조합된 마찰력(222)과 펀치 노즈 힘(224)(함께 총 성형력(220)을 형성함)은 펀치 슬리브(342)로부터 램 바디(328)로 전달된다. 펀치 노즈 힘(224)은 또한 램 노즈(334)로도 전달된다. 일부 예들에서, 펀치 슬리브(342)는 램 노즈(334)가 마찰력(222)으로부터 영향을 수용하지 않도록 램 노즈(334) 상에 지지된다. 다양한 예들에서, 그리고 센서들(350, 352)이 힘 센서들일 때, 제1 센서(350)가 램 바디(328) 상에 제공되고 제2 센서(352)가 램 노즈(334) 상에 제공되기 때문에, 제1 센서(350)는 총 마찰력(220)의 양을 총 힘 데이터로서 검출할 수 있다. 마찬가지로, 제2 센서(352)는 바닥력 데이터로서 펀치 노즈 힘(224)을 검출할 수 있다. 일부 선택적 예들에서, 제1 센서(350)는 총 힘 데이터를 제어기(351)에 전송하고, 제2 센서(352)는 바닥력 데이터를 제어기(351)에 전송한다. 특정 예들에서, 제1 센서(350) 및/또는 제2 센서(352)는 실시간으로 데이터를 전송할 수 있지만; 다른 예들에서, 제1 센서(350) 및/또는 제2 센서(352)는 미리 결정된 시간 간격들로 데이터를 전송할 수도 있다. 다양한 예들에서, 제어기(351)는 총 힘 데이터 및 바닥력 데이터에 기초하여 마찰력(222)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 제어기(351)는 마찰력(222)을 결정하기 위해 총 힘 데이터와 바닥력 데이터 사이의 차이를 결정할 수 있다. 언급된 바와 같이, 다른 예들에서, 센서들(350, 352)은 다른 공정 조건들을 검출할 수 있고, 제어기(351)는 아이어닝 시스템 및/또는 아이어닝 공정의 다양한 양상들을 제어하기 위해 다른 공정 조건들을 결정할 수 있다.

일부 경우들에서, 제어기(351)는 센서들(350, 352)로부터의 데이터에 기초하여 하나 이상의 공정 조건에 대한 공정 조건 곡선을 결정할 수 있다. 다양한 예들에서, 공정 조건 곡선은 드라이 행정들(dry strokes)(즉, 금속품이 없는 행정들) 및/또는 금속품이 있는 행정들("로딩된 행정들(loaded strokes))로부터 결정될 수 있다. 특정 예들에서, 공정 조건 데이터는 행정에 의해 공정 조건 곡선을 얻기 위해 아이어닝 시스템(300)의 위치 데이터와 동기화될 수 있다. 제어기(351)는 평균 공정 조건(예를 들어, 평균 하중 또는 평균 온도), 행정 동안의 공정 조건의 변화, 공정 조건의 주파수 등과 같은 특정 공정 조건의 다양한 피처들을 결정하기 위해 공정 조건 곡선들을 추가로 제어할 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 평균 공정 조건은 드라이 행정들 및 로딩된 행정들에 대한 하나 이상의 공정 조건으로부터 결정될 수 있다. 또 다른 비제한적인 예로서, 드라이 행정 공정 조건 곡선은 금속품의 형성과 관련되지 않는 아이어닝 공정에 고유한 관성 및/또는 다른 인자들의 영향을 제거하기 위해 로딩된 행정 공정 조건 곡선으로부터 제해질 수 있다. 또 다른 비제한적인 예로서, 드라이 행정 공정 조건 곡선은 제로 조건 값을 설정하고 공정 조건 곡선을 공제(tare)하는 데 사용될 수 있다. 다른 비제한적인 예로서, 공정의 특정 부분(예를 들어, 리드로잉 또는 다양한 다이들에서)에 대한 또는 툴 상의 특정 위치(예를 들면, 중간 벽, 두꺼운 벽, 마모 대역들 등)에서의 공정 조건들이 공정 조건 곡선에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 비제한적인 예들에서, 측정된 공정 조건 곡선(및/또는 하나 이상의 공정 조건 곡선의 평균)은 아이어닝 공정 및/또는 아이어닝 시스템에 대한 임의의 조정이 필요한지를 결정하기 위해 대조 곡선과 비교될 수 있다. 일부 비제한적 예들에서, 공정 조건 곡선의 부분들은 클러스터들로 그룹화될 수 있고 잠재적 고장, 불량 조건들을 예측하거나 또는 문제를 해결하는 데 사용될 수 있다.

리드로잉 및 아이어닝 시스템(300)을 통해, 총 성형력(220) 및 펀치 노즈 힘(224)이 직접 측정될 수 있고, 마찰력(222)은 검출된 총 성형력(220) 및 펀치 노즈 힘(224)에 기초하여 간접적으로 결정될 수도 있다. 특정 양태들에서, 검출된 총 성형력(220), 마찰력(222), 및/또는 펀치 노즈 힘(224) 중 어느 하나 또는 조합에 기초하여, 리드로잉 및 아이어닝 시스템(300)의 다양한 양태들이 아이어닝 공정을 제어하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 금속품에 사용되는 금속의 유형, 펀치(304) 및/또는 금속품의 다양한 표면 특성들, 사용되는 윤활의 유형, 램, 펀치, 또는 아이어닝 다이의 설계, 기계 속도, 또는 리드로잉 및 아이어닝 시스템(300)의 다양한 다른 양태들은 검출된 힘들에 기초하여 제어될 수 있다. 일례로서, 아이어닝 동안 금속품의 측벽 상의 더 높은 마찰력(222)은 결함 또는 "인열(tear off)"의 가능성 증가와 직접 관련될 수 있다. 일부 경우들에서, 검출된 마찰력(222)에 기초하여, 리드로잉 및 아이어닝 시스템(300)의 다양한 양태들은 인열의 발생을 감소시키거나, 리드로잉 힘을 제어하거나, 다이들의 마모를 모니터링 및 제어하거나, 주름 형성을 제어하거나, 윤활 부족을 모니터링 및 제어하거나, 펀치 스루를 모니터링 및 제어하거나 또는 다른 유형들의 결함들 등을 모니터링 및 제어하도록 제어될 수 있다. 일부 경우들에서, 센서들(350 및 352)에 의해 검출된 힘은 공정 파라미터들을 조절하여 작동 비용을 감소시키고/거나 생산 효율을 향상시키는 데 사용될 수 있다. 비제한적인 예로서, 검출된 힘이 낮아지는 것은 윤활량을 감소시키고/거나 작동 비용들을 감소시키기 위해 속도를 증가시킬 기회를 나타낼 수 있고, 힘이 높아지는 것은 다이들이 마모되어 다운 시간을 감소시키거나 회피한다는 것을 나타낼 수 있다.

도 5 및 도 6은 또 다른 드로잉 및 아이어닝 시스템(500)의 예를 도시한다. 리드로잉 및 아이어닝 시스템(500)은 리드로잉 및 아이어닝 시스템(500)이 램 노즈(334)와 펀치 노즈(344) 사이에 위치되고 이에 접하는 스페이서(554)를 더 포함한다는 점을 제외하고는 리드로잉 및 아이어닝 시스템(300)과 실질적으로 유사하다. 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 램 노즈(334)와 펀치 노즈(344) 사이에 위치된 스페이서(554)는 펀치 노즈(344)와 펀치 슬리브(342) 사이에 갭(556)을 정의한다. 다양한 양태들에서, 갭(556)을 정의함으로써, 스페이서(554)는 펀치 노즈(344) 상의 펀치 노즈 힘(224)을 램 노즈(334) 상으로 지향시키며, 여기서 이 힘은 제2 센서(352)에 의해 검출될 수 있다. 일부 예들에서, 스페이서(554)는 펀치 노즈(344)가 펀치 슬리브(342)와 체결되기 전에 펀치 노즈 힘(224)을 램 노즈(334) 상으로 지향시킨다. 다른 예들에서, 스페이서(554)는 펀치 노즈 힘(224)이 펀치 슬리브(342)로 전달되지 않도록 갭(556)을 유지한다. 일부 선택적 예들에서, 스페이서(554)는 센서 시스템(348)의 센서일 수 있다. 이러한 예들에서, 제2 센서(352)는 생략될 수 있거나, 스페이서(554)가 제2 센서(352)에 추가로 사용될 수 있다. 센서들(350 및 352)과 같이, 스페이서(554)의 위치는 본 개시를 제한하는 것으로 고려되어서는 안 되며, 원하는 바에 따라 다양한 다른 위치들에 제공될 수 있다. 하나의 비제한적인 예로서, 스페이서(554)는 펀치 상에 매립될 수 있다. 다른 예들에서, 스페이서(554)는 원하는 바에 따라 다양한 다른 위치들에 제공될 수 있다.

도 7은 본 개시의 특정 양태들에 따른 리드로잉 및 아이어닝 공정 동안 리드로잉 및 아이언력을 측정 및 제어하는 과정(700)이다.

블록(702)에서, 리드로잉 및 아이어닝 공정이 완료되었는지 여부가 결정된다. 리드로잉 및 아이어닝 공정이 완료되면, 공정은 종료된다.

블록(704)에서, 금속품(114)이 리드로잉 및 아이어닝을 위해 준비된다. 금속품을 제조하는 것은 이를 적절한 형상 및 치수들로 절단하는 것, 윤활을 적용하는 것 등을 포함할 수 있다. 예로서, 제한 없이, 디스크(disk)가 알루미늄 시트로부터 블랭킹된다. 블랭크는 펀칭 또는 절단과 같은 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 성형될 수 있다. 일 실시예에서, 외측 절단 툴은 알루미늄 시트를 디스크로 절단하고, 디스크는 바로 컵으로 드로잉된다. 디스크는 내측 컵 성형 툴로 갖는 컵으로 드로잉될 수 있다. 절단 및 드로잉은 더블 액션 프레스에 의해 수행될 수 있으며, 여기서 제1 액션은 디스크 절단을 수행하고 제2 액션은 연속 모션으로 컵 성형을 수행한다. 다양한 양태들에서, 성형된 컵은 후속 작업들을 용이하게 하기 위해 그 크기를 더 작은 직경으로 감소시키는 추가 작업을 필요로 하는 상당히 큰 직경을 가진다. 이는 리드로잉 공정에 의해 실현된다. 적합한 리드로잉 공정은 예를 들어, 컵이 컵 기부의 내부로부터 그 직경을 감소시키고 재료를 변위시켜 더 긴 컵 벽을 성형하는 유사한 컵 성형 툭들을 사용함으로써 드로잉되는 직접 리드로잉 공정을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 방법들에 사용하기 위한 또 다른 적합한 리드로잉 공정은 컵이 컵의 바닥으로부터 리드로잉되고 금속이 반대 방향으로 접혀 더 긴 컵 벽을 형성하는 역 리드로잉 공정이다. 본 명세서에서 개시된 방법들은 이러한 리드로잉 공정들 중 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이러한 리드로잉 공정들에 제한되는 것은 아니다. 기계 요건들, 제한들, 및 공정 요건들에 따라, 다수의 리드로잉 공정들 또는 리드로잉 공정의 조합들이 존재할 수 있다. 컵이 최종 직경으로 드로잉된 후에, 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 아이어닝 툴은 최종 벽 두께 및 길이를 달성하기 위해 컵 벽을 늘이고 및 얇게 할 것이다. 금속품을 준비하는 것은 또한 아이어닝을 위해 펀치(304) 및/또는 아이어닝 다이(106)에 관해 금속품(114)을 위치시키는 것을 포함할 수 있다.

블록(706)에서, 펀치(304)가 금속품(114)과 체결되고, 금속품(114)을 아이어닝 다이(106)를 통해 축방향(104)으로 구동시킨다. 금속품(114)이 아이어닝 다이(106)를 통해 구동됨에 따라, 금속품(114)의 벽 두께가 감소되고, 컵이 성형된다.

블록(708)에서, 총 성형력(220)이 센서 시스템(348)의 제1 센서(350)로 검출되고 펀치 노즈 힘(224)이 센서 시스템(348)의 제2 센서(352)로 검출된다. 선택적으로, 블록(708)은 제2 센서(352)에 추가로 또는 그 대신에 스페이서(554)로 펀치 노즈 힘(224)을 측정하는 것을 포함한다. 일부 양태들에서, 블록(708) 및 블록(706)은 동시에 수행되지만, 다른 예들에서 그럴 필요는 없다. 다른 예들에서, 제1 센서(350) 및/또는 제2 센서(352)는 압력, 온도, 가속도, 주파수, 진동 등과 같은 힘 이외의 추가적인 및/또는 대안적인 공정 조건들을 원하는 바에 따라 검출할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

블록(710)에서, 캔 바디와 펀치(304) 사이의 마찰력(222)이 노즈 힘 데이터 및 총 힘 데이터에 기초하여 결정된다. 다양한 예들에서, 마찰력(222)은 리드로잉 및 아이어닝 시스템의 제어기(351)에 의해 결정된다. 힘 이외의 공정 조건들이 측정될 때와 같은 다른 예들에서, 블록(710)은 생략될 수 있다.

블록(712)에서, 검출된 총 아이어닝력, 바닥력, 및/또는 마찰력이 미리 결정된 총 아이어닝력, 바닥력, 및/또는 마찰력과 비교된다. 일부 예들에서, 미리 결정된 총 아이어닝력, 바닥력, 및/또는 마찰력은 컵의 특성과 상관될 수 있다. 일례로서, 미리 결정된 총 아이어닝력, 바닥력, 및/또는 마찰력은 결함 또는 인열의 특정 발생에 대응할 수 있다. 다른 예들에서, 이를테면 힘 이외의 공정 조건들이 측정될 때, 블록(712)은 검출된 공정 조건(예를 들어, 압력, 온도, 가속도, 주파수, 진동 등)을 미리 결정된 공정 조건과 비교하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 예들에서, 미리 결정된 공정 조건은 컵의 특성과 상관될 수 있다.

블록(714)에서, 총 아이어닝력, 바닥력, 및/또는 마찰력 중 임의의 하나 또는 조합이 조정될 필요가 있는지가 결정된다. 특정 경우들에서, 블록(714)에서의 결정은 검출된 총 아이어닝력, 바닥력, 및/또는 마찰력이 미리 결정된 총 아이어닝력, 바닥력, 및/또는 마찰력과 동일하거나 상이한 것에 기초하여 이루어진다. 일례로서, 블록(714)에서의 결정은 높은 인열 발생률과 대응하는 미리 결정된 마찰력과 검출된 마찰력의 비교에 기초하여 이루어질 수 있다. 다른 예들에서, 이를테면 힘 이외의 공정 조건들이 측정될 때, 블록(714)은 공정 조건(예를 들어, 압력, 온도, 가속도, 주파수, 진동 등)이 조정될 필요가 있는지 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 경우들에서의 결정은 검출된 공정 조건이 미리 결정된 공정 조건과 동일하거나 상이한 것에 기초할 수 있다.

블록(716)에서, 리드로잉 및 아이어닝 시스템의 적어도 하나의 양상은 힘들 중 하나가 조정될 필요가 있다는(또는 하나 이상의 공정 조건이 조정될 필요가 있다는) 결정에 기초하여 제어된다. 일례로서, 펀치 상의 윤활, 펀치의 표면 특성, 금속품을 성형하는 금속의 속성, 및/또는 램의 기계 속도가 검출된 마찰력이 높은 인열 발생률과 대응하는 미리 결정된 마찰력 이상인 것에 기초하여 조정된다.

선택적으로, 드로잉 및 아이어닝 공정이 완료되면, 바닥, 즉 돔 프로파일이 성형되는 도밍(doming) 작업이 수행된다.

본 명세서에서 설명된 개념들에 따른 다양한 예시적인 유형들에 대한 추가 설명을 제공하는, "EC"(실시 예 조합)으로서 명시적으로 열거된 적어도 일부를 포함하는 예시적인 예들의 집합이 아래에 제공된다. 이러한 예들은 상호 배타적이거나, 포괄적이거나, 또는 제한적인 것으로 의도되지 않고; 본 발명은 이러한 예시적인 예들에 제한되지 않는 것이 아니라, 허여되는 청구항들 및 이들의 균등물들의 범위 내의 모든 가능한 수정들 및 변형들을 포함한다.

EC 1. 리드로잉 및 아이어닝 시스템으로서, 램 바디(ram body) 및 램 노즈(ram nose)를 포함하는 램; 램 노즈 상에 지지되고 아이어닝 공정 동안 금속 블랭크(metal blank)와 체결하도록 구성된 펀치; 및 제1 센서 및 제2 센서를 포함하는 센서 시스템으로서, 제1 센서는 램 상의 총 힘을 검출하도록 구성되고, 제2 센서는 금속 블랭크로부터 성형된 캔의 측벽 또는 바닥 상의 힘을 검출하도록 구성되는, 센서 시스템을 포함하는, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 2. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 제1 센서는 램 바디 상에 있고 제2 센서는 램 노즈 상에 있는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 3. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 램 노즈는 램 바디의 전단부로부터 연장되고 램 노즈 단부를 포함하고, 제1 센서는 램 바디 상에 있으며, 제2 센서는 램 바디의 전단부와 램 노즈 단부 사이의 램 노즈 상에 있는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 4. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 램 노즈는 램 바디의 전단부로부터 연장되고 램 노즈 단부를 포함하고, 제1 센서는 램 바디 상에 있으며, 제2 센서는 램 노즈 상에 있는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 5. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 펀치는 펀치 노즈 및 펀치 슬리브를 포함하고, 펀치 노즈는 가공 동안 금속 블랭크와 체결하도록 구성되며, 펀치 슬리브는 펀치 노즈와 램 바디 사이에서 램 노즈 상에 지지되는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 6. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 램 바디는 전단부 및 후단부를 포함하고, 램 노즈는 전단부로부터 연장되며, 펀치 슬리브는 전단부에서 램 바디와 접하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 7. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 펀치 노즈와 램 노즈 사이에 스페이서를 더 포함하되, 스페이서는 펀치 노즈가 펀치 슬리브와 체결되기 전에 펀치 노즈 상의 힘이 램 노즈로 향하도록 펀치 노즈와 펀치 슬리브 사이에 갭을 정의하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 8. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 스페이서는 펀치 노즈로부터 램 노즈로 향하는 힘을 검출하도록 구성된 센서 시스템의 제3 센서를 포함하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 9. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 펀치 슬리브는 펀치 노즈에 관해 이동 가능한 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 10. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 제1 센서 및 제2 센서에 통신 가능하게 결합되는 제어기를 더 포함하되, 제어기는: 제1 센서로부터 총 힘 데이터를 수신하도록; 제2 센서로부터 램 노즈 힘 데이터를 수신하도록; 그리고 총 힘 데이터 및 램 노즈 힘 데이터에 기초하여 펀치와 캔 바디 사이의 마찰력을 결정하도록 구성되는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 11. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 제1 센서 및 제2 센서 각각은 로드 셀을 포함하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 12. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 램은 내측 챔버를 정의하는 외측면 및 내측면을 포함하고, 제2 센서는 램 노즈 상의 램의 외측면 상에 있으며, 제1 센서는 램 바디에서의 내측 챔버 내에 있는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 13. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 내측 챔버 내에 일정한 압력을 인가하도록 구성된 압력 시스템을 더 포함하는, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 14. 리드로잉 및 아이어닝 시스템으로서, 램 바디 및 램 노즈를 포함하는 램; 및 램 바디 상의 제1 센서 및 샘 노즈 상의 제2 센서를 포함하는 센서 시스템으로서, 제1 센서는 램 상의 총 힘을 검출하도록 구성되고, 제2 센서는 금속 블랭크로부터 성형된 캔의 측벽 또는 바닥 상의 힘을 검출하도록 구성되는, 센서 시스템을 포함하는, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 15. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 램 바디는 전단부 및 후단부를 포함하고, 램 노즈는 전단부로부터 연장되고 램 노즈 단부를 포함하며, 제2 센서는 램 바디의 전단부와 램 노즈 단부 사이의 램 노즈 상에 있는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 16. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 램 바디는 전단부 및 후단부를 포함하고, 램 노즈는 전단부로부터 연장되고 램 노즈 단부를 포함하며, 제2 센서는 램 노즈 상에 있는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 17. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 램 노즈 상에 지지되는 펀치를 더 포함하되, 펀치는 펀치 노즈 및 펀치 슬리브를 포함하고, 램 노즈는 펀치 노즈가 아이어닝 공정 동안 금속 블랭크와 체결하게 하도록 구성되는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 18. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 펀치 슬리브는 램 노즈 상에 지지되고 선택적으로 램 바디에 접하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 19. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 펀치 슬리브는 펀치 슬리브가 가공 동안 램 노즈 상에 힘을 가하지 않도록 램 노즈 상에 지지되는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 20. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 펀치 노즈와 램 노즈 사이에 스페이서를 더 포함하되, 스페이서는 펀치 노즈가 펀치 슬리브와 체결되기 전에 펀치 노즈 상의 힘이 램 노즈로 향하도록 펀치 노즈와 펀치 슬리브 사이에 갭을 정의하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 21. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 스페이서는 펀치 노즈로부터 램 노즈로 향하는 힘을 검출하도록 구성된 센서 시스템의 제3 센서를 포함하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 22. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 램 노즈 상에 지지되는 펀치 및 제1 센서 및 제2 센서에 통신 가능하게 결합되는 제어기를 더 포함하되, 제어기는: 제1 센서로부터 총 힘 데이터를 수신하도록; 제2 센서로부터 램 노즈 힘 데이터를 수신하도록; 그리고 총 힘 데이터 및 램 노즈 힘 데이터에 기초하여 펀치와 캔 바디 사이의 마찰력을 결정하도록 구성되는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 23. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 제1 센서 및 제2 센서 각각은 로드 셀을 포함하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 24. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 램은 내측 챔버를 정의하는 외측면 및 내측면을 포함하고, 제2 센서는 램 노즈 상의 램의 외측면 상에 있으며, 제1 센서는 램 바디에서의 내측 챔버 내에 있는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 25. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 내측 챔버 내에 일정한 압력을 인가하도록 구성된 압력 시스템을 더 포함하는, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 26. 아이어닝 공정 동안 리드로잉 및 아이어닝력을 측정 및 제어하는 방법으로서, 리드로잉 및 아이어닝 시스템의 펀치를 금속 블랭크와 체결하는 단계로서, 펀치는 리드로잉 및 아이어닝 시스템의 램의 램 노즈 상에 지지되는 것인, 펀치를 금속 블랭크와 체결하는 단계; 캔 바디를 성형하기 위해 램을 구동시킴으로써 아이어닝 다이를 통하게 금속 블랭크를 지향시키는 단계; 및 센서 시스템의 제1 센서로 램 노즈 상의 힘을 노즈 힘 데이터로서 측정하는 단계 및 아이어닝 다이를 통하게 금속 블랭크를 지향시키는 동안 제2 센서로 램 상의 총 힘을 총 힘 데이터로서 측정하는 단계를 포함하는, 방법.

EC 27. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 노즈 힘 데이터 및 총 힘 데이터에 기초하여 캔 바디와 펀치 사이의 마찰력을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.

EC 28. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 힘 측정치들 중 어느 하나에 기초하여 리드로잉 및 아이어닝 시스템의 적어도 하나의 양태를 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.

EC 29. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 리드로잉 및 아이어닝 시스템의 적어도 하나의 양태는 펀치 상의 윤활, 금속 블랭크의 금속 속성들, 펀치의 표면 특성, 또는 램의 기계 속도 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 방법.

EC 30. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 램은 램 바디를 더 포함하고, 램 바디는 내측 챔버를 포함하고, 제2 센서는 내측 챔버 내에 있으며, 방법은 내측 챔버 내에 일정한 압력을 유지시키는 단계를 더 포함하는, 방법.

EC 31. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 제2 센서는 금속 블랭크로부터 성형되는 캔의 측벽 및 바닥 둘 모두 상의 힘을 검출하도록 구성되는 것인, 시스템 또는 방법.

EC 32. 리드로잉 및 아이어닝 시스템으로서, 램 바디(ram body) 및 램 노즈(ram nose)를 포함하는 램; 램 노즈 상에 지지되고 리드로잉 및 아이어닝 공정 동안 금속 블랭크(metal blank)와 체결하도록 구성된 펀치; 및 제1 센서 및 제2 센서를 포함하는 센서 시스템으로서, 제1 센서 및 제2 센서는 리드로잉 및 아이어닝 공정 동안 공정 조건을 검출하도록 구성되는, 센서 시스템을 포함하는, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 33. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 공정 조건은 램 상의 힘, 램 상의 온도, 램 내의 압력, 또는 램의 가속도 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 34. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 램 노즈는 램 바디의 전단부로부터 연장되고 램 노즈 단부를 포함하고, 제1 센서는 램 바디 상에 있으며, 제2 센서는 램 노즈 상에, 램 바디의 전단부와 램 노즈 단부 사이에, 또는 램 노즈 단부 상에 중 적어도 하나 상에 있는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

EC 35. 선행 또는 후속하는 실시 예 조합들 중 어느 하나에 있어서, 펀치는 펀치 노즈 및 펀치 슬리브를 포함하고, 펀치 노즈는 가공 동안 금속 블랭크와 체결하도록 구성되며, 펀치 슬리브는 펀치 노즈와 램 바디 사이에서 램 노즈 상에 지지되는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.

상술한 양태들은 구현의 가능한 예들일 뿐이며, 단지 본 개시의 원리들을 명확하게 이해하기 위해 제시된 것이다. 본 개시의 사상 및 원리로부터 실질적으로 벗어나지 않으면서 상술한 실시 예(들)에 대해 많은 변형 및 수정이 이루어질 수 있다. 그러한 모든 수정 및 변형은 본 개시의 범위 내에 포함되는 것으로 의도되고, 개별적인 양태들 또는 요소들 또는 단계들의 조합들에 대한 모든 가능한 청구범위는 본 개시에 의해 뒷받침되도록 의도된다. 또한, 여기에 뿐만 아니라 하기의 청구범위에서 특정 용어들이 사용되지만, 그것들은 일반적이고 설명적인 의미로만 사용되고, 설명된 발명도 다음의 청구범위도 제한하기 위한 목적은 아니다.

Claims

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리드로잉 및 아이어닝 시스템으로서,
램 바디(ram body) 및 램 노즈(ram nose)를 포함하는 램;
상기 램 노즈 상에 지지되고 리드로잉 및 아이어닝 공정 동안 금속 블랭크(metal blank)와 체결하도록 구성된 펀치; 및
제1 센서 및 제2 센서를 포함하는 센서 시스템으로서, 상기 제1 센서는 상기 램 상의 총 힘을 검출하도록 구성되고, 제2 센서는 상기 금속 블랭크로부터 성형된 캔의 측벽 또는 바닥 상의 힘을 검출하도록 구성되는, 센서 시스템을 포함하고,
상기 펀치는 펀치 노즈 및 펀치 슬리브를 포함하고, 상기 펀치 노즈는 가공 동안 상기 금속 블랭크와 체결하도록 구성되며, 상기 펀치 슬리브는 상기 펀치 노즈와 상기 램 바디 사이에서 상기 램 노즈 상에 지지되고,
상기 리드로잉 및 아이어닝 시스템은 상기 펀치 노즈와 상기 램 노즈 사이에 스페이서를 더 포함하되, 상기 스페이서는 상기 펀치 노즈가 상기 펀치 슬리브와 체결되기 전에 상기 펀치 노즈 상의 힘이 상기 램 노즈로 향하도록 상기 펀치 노즈와 상기 펀치 슬리브 사이에 갭을 정의하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.
제5항에 있어서, 상기 램 노즈는 상기 램 바디의 전단부로부터 연장되고 램 노즈 단부를 포함하고, 상기 제1 센서는 상기 램 바디 상에 있으며, 상기 제2 센서는 상기 램 노즈 상에, 상기 램 바디의 상기 전단부와 상기 램 노즈 단부 사이에, 또는 상기 램 노즈 단부 상에 중 적어도 하나 상에 있는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.
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제5항에 있어서, 상기 램 바디는 전단부 및 후단부를 포함하고, 상기 램 노즈는 상기 전단부로부터 연장되며, 상기 펀치 슬리브는 상기 전단부에서 상기 램 바디와 접하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.
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제5항에 있어서, 상기 스페이서는 상기 펀치 노즈로부터 상기 램 노즈로 향하는 상기 힘을 검출하도록 구성된 상기 센서 시스템의 제3 센서를 포함하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.
제5항에 있어서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 통신 가능하게 결합되는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는:
상기 제1 센서로부터 총 힘 데이터를 수신하도록;
상기 제2 센서로부터 램 노즈 힘 데이터를 수신하도록; 그리고
상기 총 힘 데이터 및 상기 램 노즈 힘 데이터에 기초하여 상기 펀치와 캔 바디 사이의 마찰력을 결정하도록 구성되는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.
제5항에 있어서, 상기 램은 내측 챔버를 정의하는 외측면 및 내측면을 포함하고, 상기 제2 센서는 상기 램 노즈 상의 램의 상기 외측면 상에 있으며, 상기 제1 센서는 상기 램 바디에서의 상기 내측 챔버 내에 있는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.
리드로잉 및 아이어닝 시스템으로서,
램 바디 및 램 노즈를 포함하는 램;
상기 램 바디에 대해 위치되는 제1 센서 및 상기 램 노즈에 대해 위치되는 제2 센서를 포함하는 센서 시스템으로서, 상기 제1 센서는 상기 램 상의 총 힘을 검출하도록 구성되고, 제2 센서는 금속 블랭크로부터 성형된 캔의 측벽 또는 바닥 상의 힘을 검출하도록 구성되는, 센서 시스템; 및
상기 램 노즈 상에 지지되는 펀치로서, 펀치 노즈 및 펀치 슬리브를 포함하고, 상기 램 노즈는 상기 펀치 노즈가 아이어닝 공정 동안 금속 블랭크와 체결하게 하도록 구성되는 펀치를 포함하고,
상기 리드로잉 및 아이어닝 시스템은 상기 펀치 노즈와 상기 램 노즈 사이에 스페이서를 더 포함하되, 상기 스페이서는 상기 펀치 노즈가 상기 펀치 슬리브와 체결되기 전에 상기 펀치 노즈 상의 힘이 상기 램 노즈로 향하도록 상기 펀치 노즈와 상기 펀치 슬리브 사이에 갭을 정의하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.
제13항에 있어서, 상기 램 바디는 전단부 및 후단부를 포함하고, 상기 램 노즈는 상기 램 바디의 전단부로부터 연장되고 램 노즈 단부를 포함하고, 상기 제1 센서는 상기 램 바디 상에 있으며, 상기 제2 센서는 상기 램 노즈 상에, 상기 램 바디의 상기 전단부와 상기 램 노즈 단부 사이에, 또는 상기 램 노즈 단부 상에 중 적어도 하나 상에 있는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.
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제13항에 있어서, 상기 스페이서는 상기 펀치 노즈로부터 상기 램 노즈로 향하는 상기 힘을 검출하도록 구성된 상기 센서 시스템의 제3 센서를 포함하는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.
제13항에 있어서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 통신 가능하게 결합되는 제어기를 더 포함하되, 상기 제어기는:
상기 제1 센서로부터 총 힘 데이터를 수신하도록;
상기 제2 센서로부터 램 노즈 힘 데이터를 수신하도록; 그리고
상기 총 힘 데이터 및 상기 램 노즈 힘 데이터에 기초하여 상기 펀치와 캔 바디 사이의 마찰력을 결정하도록 구성되는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.
제13항에 있어서, 상기 램은 내측 챔버를 정의하는 외측면 및 내측면을 포함하고, 상기 제2 센서는 상기 램 노즈 상의 램의 상기 외측면 상에 있으며, 상기 제1 센서는 상기 램 바디에서의 상기 내측 챔버 내에 있는 것인, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.
제19항에 있어서, 상기 내측 챔버 내에 일정한 압력을 인가하도록 구성된 압력 시스템을 더 포함하는, 리드로잉 및 아이어닝 시스템.