KR102472216B1 - 프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출장치 및 그 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출장치 및 그 검출방법에 관한 것으로 프로그레시브(Progressive) 금형의 피어싱 공정에서 배출되는 스크랩을 실시간으로 인식 및 검출하여 스크랩이 판재상에서 떨어지지 않는 등으로 인한 배출이 비정상적으로 진행될 경우 이를 감지하여 프레싱장치의 작동을 중지하도록 함으로써 불량율을 줄임과 아울러 금형의 파손을 방지하도록 하기 위하여, 판재스트립(2)을 작업대(91) 상에 공급하는 공급부(10); 상기 공급부(10) 상에서 판재스트립(2)의 제품형상 외형을 절단하고, 상기 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)을 가공하는 피어싱부(20); 상기 피어싱부(20)를 통해 외형절단된 판재스트립(2)을 제품형상으로 벤딩하는 벤딩부(30); 상기 벤딩부(30)를 통해 벤딩된 판재스트립(2)의 테두리를 절단하는 커팅부(40); 상기 커팅부(40)를 통해 절단된 판재스트립(2)을 배출하는 배출부(50);를 포함하여 이루어지되, 상기 피어싱부(20)는 판재스트립(2)의 상부측에 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)을 피어싱하는 가공핀(32)이 구비된 상부금형(31)과, 상기 판재스트립(2)의 하부측에 중공홀(3)의 피어싱으로 절단되는 스크랩(7)이 낙하배출되는 배출홀(36)이 형성된 하부금형(35)으로 구성되며, 상기 배출홀(36)의 하부외측 하부금형(35) 상에 비접촉식 감지센서(61)가 구비되어, 상기 배출홀(36)을 통한 스크랩(7)의 낙하유무를 인식하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출장치 및 그 검출방법{Real-time detection device for scrap discharge of progressive mold and its detection method}

본 발명은 프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출장치 및 그 검출방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프로그레시브(Progressive) 금형의 피어싱 공정에서 배출되는 스크랩을 실시간으로 인식 및 검출하여 스크랩이 판재상에서 떨어지지 않는 등으로 인한 배출이 비정상적으로 진행될 경우 이를 감지하여 프레싱장치의 작동을 중지하도록 함으로써 불량율을 줄임과 아울러 금형의 파손을 방지하도록 하는 프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출장치 및 그 검출방법에 관한 것이다.

일반적으로 금형은 소재를 부품으로, 부품을 제품으로 구현하기 위한 핵심 뿌리기술로서, 특히 각종 동일한 공산품을 대량생산하기 위한 필수 생산기반 산업분야이며, 제품 생산시간 단축, 제품 생산원가 절감, 제품 품질 균일화, 제품 품질과 디자인 등에 크게 기여할 뿐 아니라, 각종 공산품을 양산하는데 필수적인 수단으로서 금형산업은 연관된 산업의 발전에도 큰 영향을 미치고 있다.

그 중에서도 프레스 금형의 전방산업 환경은 매우 빠르게 변화하고 있으며, 특히 가장 큰 비중을 차지하고 있는 것으로 분석되고 있는 자동차 산업의 경우 경량화, 전기 및 연료전지 자동차 개발 및 상용화 추세 등이 가속화 되고 있음에 따라 초정밀화, 고생산성 확보 기술, 경량화 확보에 유리한 초고장력강판, 비철금속소재 등 난성형재 대상 금형·성형기술 개발 등이 주요 금형분야에서 진행되고 있으며, 소재 분야에서는 프레스 금형 장수명화를 위한 금형 강 개발 및 열처리, 표면처리 기술개발 등이 진행되고 있다.

이러한 프레스 금형 중 판재가 변형되는 여러 과정을 하나의 금형에서 순차적으로 가공하도록 만들어진 프로그레시브(Progressive) 금형에서는 프레스 공정 속도가 빨라지면 피어싱 및 피어싱 공정에서 스크랩이 버(Burr)나 주기적인 진동으로 인해 취출이 용이하지 않아 스크랩 누적으로 인한 금형이 파손되며, 생산 속도는 50~70%로 낮아지는 문제점을 가지고 있었다.

공개특허 제10-2010-0073276호

이에 본 발명은 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 프로그레시브(Progressive) 금형의 피어싱 공정에서 배출되는 스크랩을 실시간으로 인식 및 검출하여 스크랩이 판재상에서 떨어지지 않는 등으로 인한 배출이 비정상적으로 진행될 경우 이를 감지하여 프레싱장치의 작동을 중지하도록 함으로써 불량율을 줄임과 아울러 금형의 파손을 방지하도록 하는 프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출장치 및 그 검출방법에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 판재스트립(2)을 작업대(91) 상에 공급하는 공급부(10); 상기 공급부(10) 상에서 판재스트립(2)의 제품형상 외형을 절단하고, 상기 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)을 가공하는 피어싱부(20); 상기 피어싱부(20)를 통해 외형절단된 판재스트립(2)을 제품형상으로 벤딩하는 벤딩부(30); 상기 벤딩부(30)를 통해 벤딩된 판재스트립(2)의 테두리를 절단하는 커팅부(40); 상기 커팅부(40)를 통해 절단된 판재스트립(2)을 배출하는 배출부(50);를 포함하여 이루어지되, 상기 피어싱부(20)는 판재스트립(2)의 상부측에 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)을 피어싱하는 가공핀(32)이 구비된 상부금형(31)과, 상기 판재스트립(2)의 하부측에 중공홀(3)의 피어싱으로 절단되는 스크랩(7)이 낙하배출되는 배출홀(36)이 형성된 하부금형(35)으로 구성되며, 상기 배출홀(36)의 하부외측 하부금형(35) 상에 비접촉식 감지센서(61)가 구비되어, 상기 배출홀(36)을 통한 스크랩(7)의 낙하유무를 인식하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출장치를 제공한다.

이때, 상기 감지센서(61)의 수직 하부측에 보정감지센서(62)가 구비되어, 상기 감지센서(61)에서 미인식된 스크랩(7)을 인식하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스크랩(7)의 낙하 선상에서 보정감지센서(62)의 수평방향에 스크랩(7)의 낙하속도를 감속하는 저항감속판(70)을 구비하여, 상기 스크랩(7)이 저항감속판(70)에 부딪히면서 속도가 감속되게 하여 보정감지센서(62)에서 인식할 수 있는 인식시간을 확보하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

또 다른 본 발명은, 판재스트립(2)을 작업대(91) 상에 공급하는 공급부(10)를 준비하고, 상기 공급부(10) 상에서 판재스트립(2)의 제품형상 외형을 절단하고, 상기 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)을 가공하는 피어싱부(20)를 준비하며, 상기 피어싱부(20)를 통해 외형절단된 판재스트립(2)을 제품형상으로 벤딩하는 벤딩부(30)를 준비하고, 상기 벤딩부(30)를 통해 벤딩된 판재스트립(2)의 테두리를 절단하는 커팅부(40)를 준비하며, 상기 커팅부(40)를 통해 절단된 판재스트립(2)을 배출하는 배출부(50)를 준비하여 이루어지며, 상기 피어싱부(20)는 판재스트립(2)의 상부측에 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)을 피어싱하는 가공핀(32)이 구비된 상부금형(31)과, 상기 판재스트립(2)의 하부측에 중공홀(3)의 피어싱으로 절단되는 스크랩(7)이 낙하배출되는 배출홀(36)이 형성된 하부금형(35)으로 이루어지게 하고, 상기 배출홀(36)의 하부외측 하부금형(35) 상에 비접촉식 감지센서(61)가 마련되어, 상기 가공핀(32)의 하강작동으로 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)이 형성되고, 상기 중공홀(3) 부위의 스크랩(7)이 하부금형(35)의 배출홀(36)을 통해 낙하배출되면, 상기 하부금형(35)의 하부측에 구비된 감지센서(61)에서 스크랩(7)의 낙하유무를 인식하여, 상기 스크랩(7)의 낙하가 미인식되면 프로그레시브 금형의 작동을 중지하도록 함을 특징으로 하는 프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출방법을 제공한다.

상기한 본 발명에 의하면 프로그레시브(Progressive) 금형의 피어싱 공정에서 배출되는 스크랩을 실시간으로 인식 및 검출하여 스크랩이 판재상에서 떨어지지 않는 등으로 인한 배출이 비정상적으로 진행될 경우 이를 감지하여 프레싱장치의 작동을 중지하도록 함으로써 불량율을 줄임과 아울러 금형의 파손을 방지할 수 있는 등의 효과가 있다.

또한, 스크랩의 배출 이상 유무를 감지함으로써 스마트설비의 보전 구현 및 생산공정 자동화 시스템을 구축할 수 있게 되고, 프로그레시브 금형의 수명연장 및 생산속도를 증가시킬 수 있게 되는 등의 효과가 있다.

도 1은 종래기술의 프로그레시브 금형 피어싱 및 피어싱 공정 후 막힘으로 인한 금형 파손 상태 실시 예시도
도 2는 본 발명의 프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출장치의 전체 공정 정면 예시도
도 3은 본 발명의 프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출장치의 전체 공정 평면 예시도
도 4는 본 발명의 피어싱부 및 감지센서의 실시 예시도
도 5는 본 발명의 피어싱부 및 감지센서의 다른 일실시예의 도면

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 프로그레시브(Progressive) 금형의 피어싱 공정에서 배출되는 스크랩을 실시간으로 인식 및 검출하여 스크랩이 판재상에서 떨어지지 않는 등으로 인한 배출이 비정상적으로 진행될 경우 이를 감지하여 프레싱장치의 작동을 중지하도록 함으로써 불량율을 줄임과 아울러 금형의 파손을 방지하도록 하는 프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출장치 및 그 검출방법에 관한 것으로서 도 2 내지 도 5를 참고하여 보면 공급부(10), 피어싱부(20), 벤딩부(30), 커팅부(40), 배출부(50) 및 감지센서(61)를 포함하여 이루어진다.

본 발명을 구현하기 위한 프로그레시브(Progressive) 금형은 프레스 금형 중 판재가 변형되는 여러 과정을 하나의 금형에서 순차적으로 가공하도록 하기 위한 것으로, 도 2 및 도 3에서와 같이 판재스트립(2)을 작업대(91) 상에 공급하는 공급부(10)와, 상기 공급부(10) 상에서 판재스트립(2)의 제품형상 외형을 절단하고, 상기 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)을 가공하는 피어싱부(20)와, 상기 피어싱부(20)를 통해 외형절단된 판재스트립(2)을 제품형상으로 벤딩하는 벤딩부(30)와, 상기 벤딩부(30)를 통해 벤딩된 판재스트립(2)의 테두리를 절단하는 커팅부(40)와, 상기 커팅부(40)를 통해 절단된 판재스트립(2)을 배출하는 배출부(50)를 포함하여 이루어지는 통상의 구조이다.

상기한 구조에서 본 발명에서는 프로그레시브(Progressive) 금형의 피어싱 공정에서 배출되는 스크랩을 실시간으로 인식 및 검출하도록 하기 위한 것으로, 도 4에서와 같이 상기 피어싱부(20)는 판재스트립(2)의 상부측에 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)을 피어싱하는 가공핀(32)이 구비된 상부금형(31)과, 상기 판재스트립(2)의 하부측에 중공홀(3)의 피어싱으로 절단되는 스크랩(7)이 낙하배출되는 배출홀(36)이 형성된 하부금형(35)으로 구성되게 한다.

이에 더하여, 배출홀(36)의 하부외측 하부금형(35) 상에 비접촉식 감지센서(61)를 구비하여 상기 배출홀(36)을 통한 스크랩(7)의 낙하유무를 인식하도록 구성한다.

이의 작동 실시예로서, 예를 들어 상기 상부금형(31)의 가공핀(32) 작동에 의해 1초당 1개씩의 스크랩(7)이 배출홀(36)을 통해 낙하되어야 하는 공정에서, 1초의 시간동안에 스크랩(7)이 감지센서(61)에 미인식되면 이를 컨트롤러에 전달하여 프로그레시브 금형의 작동을 중지하도록 한다.

이러한 상태에서 프로그레시브 금형의 작동을 중지시키지 못하면 가공되는 제품에 불량부분이 발생될 뿐 아니라, 그 불량부분에 의해 금형이 파손될 우려가 발생된다.

하지만, 상기 스크랩(7)의 낙하 속도가 빠르게 진행되면 감지센서(61)에서 스크랩(7)의 낙하유무를 인시하지 못하게 될 수 있는데, 이를 방지하기 위해 도 5에서와 같이 상기 감지센서(61)의 수직 하부측에 보정감지센서(62)를 구비하여 상기 감지센서(61)에서 미인식된 스크랩(7)을 인식하도록 구성한다.

이때, 상기 스크랩(7)의 낙하 속도가 빠르면 보정감지센서(62)에서도 스크랩(7)을 인식하지 못할 우려가 있으므로, 스크랩(7)의 낙하 속도를 감속시키기 위해 상기 스크랩(7)의 낙하 선상에서 보정감지센서(62)의 수평방향에 스크랩(7)의 낙하속도를 감속하는 저항감속판(70)을 구비하여, 상기 스크랩(7)이 저항감속판(70)에 부딪히면서 속도가 감속되게 하여 보정감지센서(62)에서 인식할 수 있는 인식시간을 확보하도록 구성한다.
그리고 상기 저항감속판(70)은, 수직 상방으로 형성된 상단 안내부(72)와, 상기 상단 안내부(72)에 하향하면서 보정감지센서(62)가 바라보는 방향으로 경사지게 형성된 경사 안내판부(74)와, 상기 경사 안내판부(74)의 하단에 수직하향으로 형성된 하단 안내부(76)를 구비하고, 상기 경사 안내판부(74)가 상기 보정감지센서(62)의 전부에 위치하도록 설치되어 경사 안내판부(74)의 경사를 따라 흐르면서 속도가 감속된 스크랩(7)을 인식하도록 설치된다.

상기와 같은 본 발명의 프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출장치를 이용한 검출방법은, 판재스트립(2)을 작업대(91) 상에 공급하는 공급부(10)를 준비하고, 상기 공급부(10) 상에서 판재스트립(2)의 제품형상 외형을 절단하고, 상기 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)을 가공하는 피어싱부(20)를 준비하며, 상기 피어싱부(20)를 통해 외형절단된 판재스트립(2)을 제품형상으로 벤딩하는 벤딩부(30)를 준비하고, 상기 벤딩부(30)를 통해 벤딩된 판재스트립(2)의 테두리를 절단하는 커팅부(40)를 준비하며, 상기 커팅부(40)를 통해 절단된 판재스트립(2)을 배출하는 배출부(50)를 준비하여 이루어지며, 상기 피어싱부(20)는 판재스트립(2)의 상부측에 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)을 피어싱하는 가공핀(32)이 구비된 상부금형(31)과, 상기 판재스트립(2)의 하부측에 중공홀(3)의 피어싱으로 절단되는 스크랩(7)이 낙하배출되는 배출홀(36)이 형성된 하부금형(35)으로 이루어지게 하고, 상기 배출홀(36)의 하부외측 하부금형(35) 상에 비접촉식 감지센서(61)가 마련되어, 상기 가공핀(32)의 하강작동으로 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)이 형성되고, 상기 중공홀(3) 부위의 스크랩(7)이 하부금형(35)의 배출홀(36)을 통해 낙하배출되면, 상기 하부금형(35)의 하부측에 구비된 감지센서(61)에서 스크랩(7)의 낙하유무를 인식하여, 상기 스크랩(7)의 낙하가 미인식되면 프로그레시브 금형의 작동을 중지하도록 한다.

상술된 바와 같은 본 발명의 프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출장치 및 그 검출방법에 의하면, 프로그레시브(Progressive) 금형의 피어싱 공정에서 배출되는 스크랩을 실시간으로 인식 및 검출하여 스크랩이 판재상에서 떨어지지 않는 등으로 인한 배출이 비정상적으로 진행될 경우 이를 감지하여 프레싱장치의 작동을 중지하도록 함으로써 불량율을 줄임과 아울러 금형의 파손을 방지할 수 있게 되고, 또한, 스크랩의 배출 이상 유무를 감지함으로써 스마트설비의 보전 구현 및 생산공정 자동화 시스템을 구축할 수 있게 되고, 프로그레시브 금형의 수명연장 및 생산속도를 증가시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

2 : 판재스트립 3 : 중공홀
7 : 스트랩 10 : 공급부
20 : 피어싱부 30 : 벤딩부
31 : 상부금형 32 : 가공핀
35 : 하부금형 36 : 배출홀
40 : 커팅부 50 : 배출부
61 : 감지센서 70 : 저항감속판
72 : 상단 안내부 74 : 경사 안내판부
76 : 하단 안내부

Claims (4)

1. 판재스트립(2)을 작업대(91) 상에 공급하는 공급부(10);
   상기 공급부(10) 상에서 판재스트립(2)의 제품형상 외형을 절단하고, 상기 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)을 가공하는 피어싱부(20);
   상기 피어싱부(20)를 통해 외형절단된 판재스트립(2)을 제품형상으로 벤딩하는 벤딩부(30);
   상기 벤딩부(30)를 통해 벤딩된 판재스트립(2)의 테두리를 절단하는 커팅부(40);
   상기 커팅부(40)를 통해 절단된 판재스트립(2)을 배출하는 배출부(50);를 포함하여 이루어지되,
   상기 피어싱부(20)는 판재스트립(2)의 상부측에 판재스트립(2) 상에 중공홀(3)을 피어싱하는 가공핀(32)이 구비된 상부금형(31)과, 상기 판재스트립(2)의 하부측에 중공홀(3)의 피어싱으로 절단되는 스크랩(7)이 낙하배출되는 배출홀(36)이 형성된 하부금형(35)으로 구성되며, 상기 배출홀(36)의 하부외측 하부금형(35) 상에 비접촉식 감지센서(61)가 구비되어, 상기 배출홀(36)을 통한 스크랩(7)의 낙하유무를 인식하도록 구성되되,
   상기 감지센서(61)의 수직 하부측에 보정감지센서(62)가 구비되어, 상기 감지센서(61)에서 미인식된 스크랩(7)을 인식하도록 구성하고,
   상기 스크랩(7)의 낙하 선상에서 보정감지센서(62)의 수평방향에 스크랩(7)의 낙하속도를 감속하는 저항감속판(70)을 구비하여, 상기 스크랩(7)이 저항감속판(70)에 부딪히면서 속도가 감속되게 하여 보정감지센서(62)에서 인식할 수 있는 인식시간을 확보하도록 구성하며,
   상기 저항감속판(70)은,
   수직 상방으로 형성된 상단 안내부(72)와, 상기 상단 안내부(72)에 하향하면서 보정감지센서(62)가 바라보는 방향으로 경사지게 형성된 경사 안내판부(74)와, 상기 경사 안내판부(74)의 하단에 수직하향으로 형성된 하단 안내부(76)를 구비하되,
   상기 경사 안내판부(74)가 상기 보정감지센서(62)의 전부에 위치하도록 설치되어 경사 안내판부(74)의 경사를 따라 흐르면서 속도가 감속된 스크랩(7)을 인식하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 프로그레시브 금형의 스크랩 배출 실시간 검출장치.
   
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