KR102496503B1 - Intelligent forging machine and its accuracy diagnosis method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금형의 이상 음향 신호와 온도 보정된 압력값을 이용하여 볼트나 너트나 각종 핀 등의 피가공물을 일련의 단계들을 통해 다단계로 냉간 단조 성형할 수 있는 금형의 이상 및 수명을 정확하게 판단할 수 있게 하는 지능형 단조 시스템 및 이의 정밀 진단 방법에 관한 것으로서, 적어도 하나 이상의 펀치가 설치되는 펀치 블록; 상기 펀치와 대응되도록 적어도 하나 이상의 금형이 설치되는 다이 블록; 상기 펀치로부터 인가되는 하중을 센싱할 수 있도록 적어도 상기 금형, 상기 금형이 설치된 금형 조립체, 상기 펀치 블록 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되는 압력 센서; 상기 압력 센서의 하중 측정시, 상기 금형에서 발생되는 이상 음향을 측정할 수 있도록 적어도 상기 금형, 상기 금형이 설치된 금형 조립체, 상기 펀치 블록 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되는 AE 센서(acoustic emission sensor); 및 상기 압력 센서의 하중 측정시, 상기 AE 센서에서 측정된 금형 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 제어부;를 포함할 수 있다.The present invention can accurately determine the abnormality and lifespan of a mold capable of cold forging a workpiece such as a bolt, nut, or various pins in a multi-step through a series of steps using the abnormal sound signal of the mold and the temperature-compensated pressure value. It relates to an intelligent forging system and a method for precise diagnosis thereof, comprising: a punch block in which at least one punch is installed; a die block in which at least one mold is installed to correspond to the punch; a pressure sensor installed on at least one of the mold, the mold assembly in which the mold is installed, the punch block, and combinations thereof to sense a load applied from the punch; When measuring the load of the pressure sensor, an AE sensor (acoustic emission sensor); and a control unit that compares the mold sound signal measured by the AE sensor with a pre-input normal range when measuring the load of the pressure sensor, and outputs an abnormal signal when it is out of the range.

Description

지능형 단조 시스템 및 이의 정밀 진단 방법{Intelligent forging machine and its accuracy diagnosis method}Intelligent forging machine and its accuracy diagnosis method}

본 발명은 지능형 단조 시스템 및 이의 정밀 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금형의 이상 음향 신호와 온도 보정된 압력값을 이용하여 볼트나 너트나 각종 핀 등의 피가공물을 일련의 단계들을 통해 다단계로 냉간 단조 성형할 수 있는 금형의 이상 및 수명을 정확하게 판단할 수 있게 하는 지능형 단조 시스템 및 이의 정밀 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an intelligent forging system and a precise diagnosis method thereof, and more particularly, to process workpieces such as bolts, nuts, and various pins through a series of steps using an abnormal sound signal of a mold and a temperature-compensated pressure value. It relates to an intelligent forging system that can accurately determine the abnormality and lifespan of a mold that can be formed by cold forging and a precise diagnosis method thereof.

일반적으로, 단조는 압축하중을 가하여 소재를 원하는 형상으로 성형하는 금속 가공방법의 하나로, 이를 위해 사용되는 통상의 단조기는 가공될 소재 등의 피가공물을 지지하기 위한 다이 또는 금형이 장착되는 다이 블록 및 펀치 등의 공구가 장착되는 펀치 블록 등을 구비하고, 상기 펀치를 유압 또는 전동모터를 이용하여 다이 블럭 측으로 왕복 이동시킴으로써 피가공물을 금형의 형상에 대응되는 형태로 성형하는 구조로 이루어진다. 이러한 단조기 중에서 다단 단조기는 다이 블록에 각각 복수의 금형이 장착된 것으로, 상기 금형은 배열 순서에 따라 조금씩 규격이 달라져 최종적으로 얻고자 하는 성형물에 대응되는 금형이 마지막에 배치되며, 상기 다이 블록에는 피가공물을 이송시키는 트랜스퍼가 설치되어 이 트랜스퍼에 의해 피가공물이 각 다이로 순차적으로 전달되면서 상기 금형들에 의해 단계별로 성형되고 최종적으로 마지막 금형에 의해 원하는 형태로 성형되도록 구성된다.In general, forging is one of the metal processing methods for forming a material into a desired shape by applying a compressive load, and a conventional forging machine used for this purpose includes a die block equipped with a die or mold for supporting a workpiece such as a material to be processed, and A punch block to which a tool such as a punch is mounted is provided, and the punch is reciprocally moved toward the die block using a hydraulic or electric motor to mold the workpiece into a shape corresponding to the shape of the mold. Among these forging machines, a multi-stage forging machine is one in which a plurality of molds are mounted on a die block, respectively, and the molds vary in size little by little according to the order of arrangement, and the mold corresponding to the molding to be finally obtained is placed last. A transfer for transferring the workpiece is installed, and the workpiece is sequentially transferred to each die by the transfer, and is formed step by step by the molds and finally formed into a desired shape by the last mold.

그러나, 종래의 다단 단조기는, 복수개의 금형들이 다이 블록에 장착되는 것으로서, 장시간의 성형 과정에서 금형소재로 사용되는 공구강, 초경 등에서 소착에 의한 파괴 및 크랙의 전파 등을 통해 피로 파괴현상이 진행될 수 있고, 이러한 현상들에 의해서 금형의 파손이 발생될 수 있다.However, in the conventional multi-stage forging machine, a plurality of molds are mounted on a die block, and fatigue failure may occur through destruction by sand burning and propagation of cracks in tool steel, carbide, etc. used as a mold material during a long forming process. And, these phenomena can cause damage to the mold.

이러한 소착 및 피로 파괴에 의한 금형 파손 현상은 복수개의 금형들 중 어느 하나의 금형에서 발생되더라도 다단 단조 성형의 특성상 후속 공정에 치명적인 악영향을 줄 수 있는 것으로서, 특히, 너트나 볼트나 고정핀 등의 고정구들에서 불량이 발생되면 이러한 불량 고정구들로 고정되는 차량, 건물, 구조물 등의 안전에도 치명적일 수 있다.Mold damage due to seizure and fatigue failure can have a fatal adverse effect on subsequent processes due to the nature of multi-stage forging even if it occurs in any one of a plurality of molds, especially fixtures such as nuts, bolts, or fixing pins. If a defect occurs in the field, it may be fatal to the safety of vehicles, buildings, structures, etc., which are fixed with these defective fixtures.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 각각의 금형 조립체에 압력 센서들 및 온도 센서들을 장착하여 금형의 이상 음향 신호 및 온도값을 보정한 압력값을 기준으로 각각의 금형의 이상을 보다 정확하게 실시간으로 감지할 수 있는 것은 물론이고, 이상 음향 신호 또는 보정된 압력값과 기준치의 일치율의 변화를 고려하여 금형의 수명을 감지할 수 있으며, 편차를 누적시켜서 피가공물이 다단 단조 과정에서 받는 변형 에너지의 초과 여부를 감지함으로써 불량품의 발생을 원천적으로 방지할 수 있고, 다이 블록과 펀치 블록 간의 압력 센서의 신호 차이를 감지하여 블록들의 이상까지도 감지할 수 있게 하는 지능형 단조 시스템 및 이의 정밀 진단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is to solve various problems, including the above problems, by mounting pressure sensors and temperature sensors on each mold assembly, based on the pressure value corrected for the abnormal sound signal and temperature value of the mold, each In addition to being able to more accurately detect mold abnormalities in real time, the life of the mold can be detected by considering abnormal sound signals or changes in the coincidence rate between the calibrated pressure value and the reference value, and the deviations can be accumulated to make the workpiece in multiple stages. An intelligent forging system that can fundamentally prevent the occurrence of defective products by detecting whether or not the deformation energy received during the forging process is exceeded, and can detect even abnormalities in the blocks by detecting the signal difference of the pressure sensor between the die block and the punch block. It is an object of the present invention to provide a precise diagnosis method thereof. However, these tasks are illustrative, and the scope of the present invention is not limited thereby.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 지능형 단조 시스템은, 적어도 하나 이상의 펀치가 설치되는 펀치 블록; 상기 펀치와 대응되도록 적어도 하나 이상의 금형이 설치되는 다이 블록; 상기 펀치로부터 인가되는 하중을 센싱할 수 있도록 적어도 상기 금형, 상기 금형이 설치된 금형 조립체, 상기 펀치 블록 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되는 압력 센서; 상기 압력 센서의 하중 측정시, 상기 금형에서 발생되는 이상 음향을 측정할 수 있도록 적어도 상기 금형, 상기 금형이 설치된 금형 조립체, 상기 펀치 블록 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되는 AE 센서(acoustic emission sensor); 및 상기 압력 센서의 하중 측정시, 상기 AE 센서에서 측정된 금형 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 제어부;를 포함할 수 있다.Intelligent forging system according to the spirit of the present invention for solving the above problems, punch block in which at least one punch is installed; a die block in which at least one mold is installed to correspond to the punch; a pressure sensor installed on at least one of the mold, the mold assembly in which the mold is installed, the punch block, and combinations thereof to sense a load applied from the punch; When measuring the load of the pressure sensor, an AE sensor (acoustic emission sensor); and a control unit that compares the mold sound signal measured by the AE sensor with a pre-input normal range when measuring the load of the pressure sensor, and outputs an abnormal signal when it is out of the range.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 AE 센서에서 측정된 상기 금형 음향 신호를 외부 음향으로부터 보상할 수 있도록 상기 AE 센서로부터 일정한 거리 이상 이격되게 설치되는 외부 음향 센서;를 더 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, an external acoustic sensor installed at a distance greater than a predetermined distance from the AE sensor to compensate for the mold acoustic signal measured by the AE sensor from external acoustic sound; may further include.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 압력 센서에서 측정된 측정 압력 신호의 온도 편차를 보상할 수 있도록 상기 압력 센서 부근에 설치되고, 상기 압력 센서의 압력 측정시 온도를 측정하는 온도 센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 온도 센서에서 측정된 측정 온도 신호를 고려하여 상기 압력 센서로부터 인가된 측정 압력 신호를 온도 보상 압력 신호로 보정하고, 상기 온도 보상 압력 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력할 수 있다.In addition, according to the present invention, a temperature sensor installed in the vicinity of the pressure sensor to compensate for the temperature deviation of the measured pressure signal measured by the pressure sensor and measuring the temperature when the pressure sensor measures the pressure; further includes , The control unit corrects the measured pressure signal applied from the pressure sensor with a temperature compensating pressure signal in consideration of the measured temperature signal measured by the temperature sensor, compares the temperature compensating pressure signal with a pre-input normal range, If it deviates, an abnormal signal can be output.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어부는, 정상적인 예상 보정 신호의 예상 기준 파형과, 상기 예상 기준 파형으로부터 높게 허용되는 예상 상한 파형 및 상기 예상 기준 파형으로부터 낮게 허용되는 예상 하한 파형에 대한 정보를 저장하는 예상 보정 파형 저장부; 상기 AE 센서에서 측정된 상기 금형 음향 신호에서 상기 외부 음향 센서에서 측정된 상기 외부 음향 신호를 감쇄시킨 보상 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 금형 이상 음향 판별부; 상기 압력 센서로부터 인가된 상기 측정 압력 신호에 대한 압력값에서 상기 온도 센서에서 측정된 측정 온도 신호의 온도값을 상쇄시킨 상기 온도 보상 압력 신호를 산출하는 온도 보상 압력 신호 산출부; 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하는 지를 판별하는 보상 압력 판별부; 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하면 정상 판별 신호를 출력하는 정상 판별 신호 출력부; 및 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위를 벗어나면 비정상 판별 신호를 출력하는 비정상 판별 신호 출력부;를 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, the control unit stores information about an expected reference waveform of a normal expected correction signal, an expected upper limit waveform that is allowed to be high from the expected reference waveform, and an expected lower limit waveform that is allowed to be low from the expected reference waveform a predicted correction waveform storage unit; A mold abnormality sound determination unit that compares the mold sound signal measured by the AE sensor with a compensation sound signal obtained by attenuating the external sound signal measured by the external sound sensor with a pre-input normal range and outputs an abnormal signal when it is out of range ; a temperature compensating pressure signal calculator calculating the temperature compensating pressure signal obtained by offsetting the temperature value of the measured temperature signal measured by the temperature sensor from the pressure value of the measured pressure signal applied from the pressure sensor; a compensating pressure determination unit determining whether the temperature compensation pressure signal falls within a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform; a normal determination signal output unit outputting a normal determination signal when the temperature compensation pressure signal falls within a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform; and an abnormal determination signal output unit configured to output an abnormal determination signal when the temperature compensation pressure signal is out of a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어부는, 금형의 S-N 커브 곡선을 이용하여 상기 온도 보상 압력 신호의 N회 응력의 상한값을 기준으로 금형의 수명을 예측하거나, 또는 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 일치율 또는 일치도를 산출하고, 상기 일치율의 변화 또는 상기 일치도의 변화를 측정하여 상기 금형의 수명을 예측하는 금형 수명 예측부;를 더 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, the control unit predicts the life of the mold based on the upper limit value of N times stress of the temperature compensation pressure signal using the S-N curve of the mold, or the temperature compensation pressure signal and the expected criterion It may further include a mold life predicting unit that calculates a coincidence rate or degree of agreement of waveforms and predicts a life span of the mold by measuring a change in the agreement rate or a change in the degree of agreement.

또한, 본 발명에 따르면, 피가공물은 1차 금형에서 1차로 단조 성형된 후, 2차 금형으로 이송되거나 또는 1차 금형에서 1차로 단조 성형된 후, 2차 금형에서 2차로 단조 성형된 후, 3차 이상의 다단 금형으로 이송될 수 있도록 상기 펀치 블록은 복수개의 상기 펀치들이 일렬로 설치되는 냉간 다단 단조형 펀치 블록이고, 상기 압력 센서는, 적어도 상기 금형들 중 어느 하나 이상, 상기 금형이 설치된 금형 조립체들 중 어느 하나 이상, 상기 펀치 블록들 중 어느 하나 이상 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되고, 상기 AE 센서는, 상기 압력 센서가 설치된 적어도 상기 금형들 중 어느 하나 이상, 상기 금형이 설치된 금형 조립체들 중 어느 하나 이상, 상기 펀치 블록들 중 어느 하나 이상 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되고, 상기 다이 블록은 복수개의 상기 금형들이 상기 펀치들과 대응되도록 나란하게 설치되는 냉간 다단 단조형 금형 블록일 수 있다.In addition, according to the present invention, the workpiece is forged first in the first mold, then transferred to the second mold, or first forged in the first mold, then secondarily forged in the second mold, The punch block is a cold multi-stage forging type punch block in which a plurality of punches are installed in a row so that it can be transferred to a tertiary or higher multi-stage mold, and the pressure sensor is a mold in which at least one of the molds is installed. It is installed on any one or more of the assemblies, any one or more of the punch blocks, and any one or more of combinations thereof, and the AE sensor, at least any one or more of the molds in which the pressure sensor is installed, the mold It is installed on any one or more of the installed mold assemblies, any one or more of the punch blocks, and any one or more of combinations thereof, and the die block is a cold die in which a plurality of the molds are installed side by side so as to correspond to the punches. It may be a multi-stage forged mold block.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 AE 센서는, 상기 1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 AE 센서; 및 상기 2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 AE 센서;를 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, the AE sensor, the first AE sensor installed in the primary mold or the primary mold assembly; and a second AE sensor installed in the secondary mold or the secondary mold assembly.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 압력 센서는, 상기 1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 압력 센서; 및 상기 2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 압력 센서;를 포함하고, 상기 온도 센서는, 상기 1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 온도 센서; 및 상기 2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 온도 센서;를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제 1 압력 센서와 상기 제 1 온도 센서를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하고, 상기 제 2 압력 센서와 상기 제 2 온도 센서를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하며, 이들 상기 편차율들 또는 상기 편차도들의 누적 합계치를 산출하는 편차 누적부; 상기 누적 합계치가 정상 범위 이내인 지를 판별하는 누적 보상 압력 판별부; 상기 누적 합계치가 상기 정상 범위에 속하면 정상 누적 판별 신호를 출력하는 정상 누적 신호 출력부; 및 상기 누적 합계치가 상기 정상 범위를 벗어나면 비정상 누적 판별 신호를 출력하는 비정상 누적 신호 출력부;를 더 포함할 수 있다.Further, according to the present invention, the pressure sensor may include: a first pressure sensor installed in the primary mold or the primary mold assembly; and a second pressure sensor installed on the second mold or the second mold assembly, wherein the temperature sensor includes: a first temperature sensor installed on the first mold or the first mold assembly; and a second temperature sensor installed in the secondary mold or the secondary mold assembly, wherein the control unit generates the temperature compensation pressure signal calculated using the first pressure sensor and the first temperature sensor and the Calculate a deviation rate or degree of deviation of the expected reference waveform, and calculate a deviation rate or degree of deviation between the temperature compensation pressure signal calculated using the second pressure sensor and the second temperature sensor and the expected reference waveform, a deviation accumulator that calculates an accumulated sum of the deviation rates or the deviation degrees; an accumulation compensation pressure determining unit determining whether the cumulative sum is within a normal range; a normal accumulation signal output unit outputting a normal accumulation determination signal when the accumulated sum falls within the normal range; and an abnormal accumulation signal output unit configured to output an abnormal accumulation determination signal when the cumulative sum exceeds the normal range.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 금형 조립체는, 상기 펀치와 대응되도록 내부에 피가공물이 삽입되는 캐비티가 형성되는 초경팁과, 상기 초경팁의 하면을 지지하는 서포터 및 상기 초경팁과 상기 서포터의 외경면을 둘러싸는 부싱을 포함하는 금형; 및 상기 금형의 압력이 전달되도록 상면이 상기 금형의 상기 서포터의 하면과 상기 부싱의 하면에 접촉되고, 일측에 상기 금형의 압력 방향과 수직 방향으로 형성되는 제 1 수직홈부와, 제 2 홈부 및 제 3 홈부가 형성되는 스페이서;를 포함하고, 상기 압력 센서는, 상기 스페이서의 상기 제 1 수직홈부에 삽입되고, 상기 스페이서에 전달된 압력을 전기적인 형태로 변환하는 피에조(압전) 센서이고, 상기 온도 센서는, 상기 스페이서의 상기 제 2 홈부에 삽입되고, 상기 스페이서에 전달된 열에너지를 전기적인 형태로 변환하는 접촉식 또는 비접촉식 온도 센서이고, 상기 AE 센서는, 상기 스페이서의 상기 제 3 홈부에 삽입되고, 상기 스페이서에 전달된 음향에너지를 전기적인 형태로 변환하는 마이크 센서일 수 있다.In addition, according to the present invention, the mold assembly includes a carbide tip having a cavity into which a workpiece is inserted to correspond to the punch, a supporter supporting a lower surface of the carbide tip, and an outer diameter of the carbide tip and the supporter. A mold comprising a bushing surrounding a face; and a first vertical groove, the upper surface of which is in contact with the lower surface of the supporter and the lower surface of the bushing so that the pressure of the mold is transmitted, and is formed on one side in a direction perpendicular to the pressure direction of the mold, a second groove, and a second groove. and a spacer in which three grooves are formed, wherein the pressure sensor is a piezo (piezoelectric) sensor that is inserted into the first vertical groove of the spacer and converts the pressure transmitted to the spacer into an electrical form, and the temperature The sensor is a contact or non-contact temperature sensor inserted into the second groove of the spacer and converting thermal energy transmitted to the spacer into an electrical form, and the AE sensor is inserted into the third groove of the spacer, , It may be a microphone sensor that converts the acoustic energy transmitted to the spacer into an electrical form.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 펀치 또는 상기 펀치가 설치된 펀치 조립체에 설치되는 펀치측 압력 센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 펀치측 압력 센서로부터 인가된 압력 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력할 수 있다.In addition, according to the present invention, the punch-side pressure sensor installed in the punch or the punch assembly in which the punch is installed; further comprising, the control unit, the pressure signal applied from the punch-side pressure sensor and the pre-input normal range If it is out of this range by comparison, an abnormal signal may be output.

한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법은, 적어도 하나 이상의 펀치가 설치되는 펀치 블록, 상기 펀치와 대응되도록 적어도 하나 이상의 금형이 설치되는 다이 블록, 상기 펀치로부터 인가되는 하중을 센싱할 수 있도록 적어도 상기 금형, 상기 금형이 설치된 금형 조립체, 상기 펀치 블록 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되는 압력 센서, 상기 압력 센서의 하중 측정시, 상기 금형에서 발생되는 이상 음향을 측정할 수 있도록 적어도 상기 금형, 상기 금형이 설치된 금형 조립체, 상기 펀치 블록 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되는 AE 센서(acoustic emission sensor), 상기 AE 센서에서 측정된 상기 금형 음향 신호를 외부 음향으로부터 보상할 수 있도록 상기 AE 센서로부터 일정한 거리 이상 이격되게 설치되는 외부 음향 센서, 상기 압력 센서에서 측정된 측정 압력 신호의 온도 편차를 보상할 수 있도록 상기 압력 센서 부근에 설치되고, 상기 압력 센서의 압력 측정시 온도를 측정하는 온도 센서 및 상기 압력 센서의 하중 측정시, 상기 AE 센서에서 측정된 금형 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하고, 상기 온도 센서에서 측정된 측정 온도 신호를 고려하여 상기 압력 센서로부터 인가된 측정 압력 신호를 온도 보상 압력 신호로 보정하고, 상기 온도 보상 압력 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법에 있어서, 정상적인 예상 보정 신호의 예상 기준 파형과, 상기 예상 기준 파형으로부터 높게 허용되는 예상 상한 파형 및 상기 예상 기준 파형으로부터 낮게 허용되는 예상 하한 파형에 대한 정보를 저장하는 예상 보정 파형 저장 단계; 상기 압력 센서로부터 인가된 상기 측정 압력 신호에 대한 압력값에서 상기 온도 센서에서 측정된 측정 온도 신호의 온도값을 상쇄시킨 상기 온도 보상 압력 신호를 산출하는 온도 보상 압력 신호 산출 단계; 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하는 지를 판별하는 보상 압력 판별 단계; 상기 AE 센서에서 측정된 상기 금형 음향 신호에서 상기 외부 음향 센서에서 측정된 상기 외부 음향 신호를 감쇄시킨 보상 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 금형 이상 음향 판별 단계; 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하면 정상 판별 신호를 출력하는 정상 판별 신호 출력 단계; 및 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위를 벗어나면 비정상 판별 신호를 출력하는 비정상 판별 신호 출력 단계;를 포함할 수 있다.On the other hand, a precision diagnosis method of an intelligent forging system according to the spirit of the present invention for solving the above problems is a punch block in which at least one punch is installed, a die block in which at least one mold is installed to correspond to the punch, the punch A pressure sensor installed on at least one of the mold, the mold assembly in which the mold is installed, the punch block, and combinations thereof to sense the load applied from the pressure sensor, generated in the mold when the load of the pressure sensor is measured An AE sensor (acoustic emission sensor) installed on at least one of the mold, the mold assembly in which the mold is installed, the punch block, and combinations thereof to measure the abnormal sound, and the mold measured by the AE sensor An external acoustic sensor installed at a predetermined distance or more from the AE sensor to compensate for the acoustic signal from external sound, installed near the pressure sensor to compensate for the temperature deviation of the measured pressure signal measured by the pressure sensor, When measuring the pressure of the pressure sensor, the temperature sensor for measuring the temperature and the load of the pressure sensor are measured, the mold sound signal measured by the AE sensor is compared with a pre-input normal range, and an abnormal signal is output when it is out of the range. In consideration of the measured temperature signal measured by the temperature sensor, the measured pressure signal applied from the pressure sensor is corrected with a temperature compensating pressure signal, and the temperature compensating pressure signal is compared with a pre-input normal range, and an abnormal signal is output when it is out of the normal range. In the precision diagnosis method of an intelligent forging system comprising a control unit, for the expected reference waveform of the normal expected correction signal, the expected upper limit waveform that is allowed to be high from the expected reference waveform, and the expected lower limit waveform that is allowed to be low from the expected reference waveform a predicted correction waveform storing step of storing information; a temperature compensation pressure signal calculating step of calculating the temperature compensation pressure signal obtained by offsetting the temperature value of the measured temperature signal measured by the temperature sensor from the pressure value of the measured pressure signal applied from the pressure sensor; a compensating pressure determination step of determining whether the temperature compensation pressure signal falls within a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform; Mold abnormal sound determination step of comparing the mold sound signal measured by the AE sensor with a compensation sound signal obtained by attenuating the external sound signal measured by the external sound sensor with a pre-input normal range and outputting an abnormal signal when it is out of range ; a normal determination signal output step of outputting a normal determination signal when the temperature compensation pressure signal falls within a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform; and an abnormal determination signal output step of outputting an abnormal determination signal when the temperature compensation pressure signal is out of a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform.

또한, 본 발명에 따르면, 금형의 S-N 커브 곡선을 이용하여 상기 온도 보상 압력 신호의 N회 응력의 상한값을 기준으로 금형의 수명을 예측하거나, 또는 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 일치율 또는 일치도를 산출하고, 상기 일치율의 변화 또는 상기 일치도의 변화를 측정하여 상기 금형의 수명을 예측하는 금형 수명 예측 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, the life of the mold is predicted based on the upper limit of N times stress of the temperature compensation pressure signal using the S-N curve of the mold, or the coincidence rate between the temperature compensation pressure signal and the expected reference waveform, or The method may further include a mold life prediction step of calculating a match and predicting a life of the mold by measuring a change in the match rate or a change in the match.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 AE 센서는, 상기 1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 AE 센서; 및 상기 2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 AE 센서;를 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, the AE sensor, the first AE sensor installed in the primary mold or the primary mold assembly; and a second AE sensor installed in the secondary mold or the secondary mold assembly.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 압력 센서는, 상기 1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 압력 센서; 및 상기 2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 압력 센서;를 포함하고, 상기 온도 센서는, 상기 1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 온도 센서; 및 상기 2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 온도 센서;를 포함하며, 상기 제 1 압력 센서와 상기 제 1 온도 센서를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하고, 상기 제 2 압력 센서와 상기 제 2 온도 센서를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하며, 이들 상기 편차율들 또는 상기 편차도들의 누적 합계치를 산출하는 편차 누적 단계; 상기 누적 합계치가 정상 범위 이내인 지를 판별하는 누적 보상 압력 판별 단계; 상기 누적 합계치가 상기 정상 범위에 속하면 정상 누적 판별 신호를 출력하는 정상 누적 신호 출력 단계; 및 상기 누적 합계치가 상기 정상 범위를 벗어나면 비정상 누적 판별 신호를 출력하는 비정상 누적 신호 출력 단계;를 더 포함할 수 있다.Further, according to the present invention, the pressure sensor may include: a first pressure sensor installed in the primary mold or the primary mold assembly; and a second pressure sensor installed on the second mold or the second mold assembly, wherein the temperature sensor includes: a first temperature sensor installed on the first mold or the first mold assembly; and a second temperature sensor installed in the secondary mold or the secondary mold assembly, wherein the first pressure sensor and the temperature compensation pressure signal calculated using the first temperature sensor are calculated by measuring the expected reference waveform. Calculate a deviation rate or degree of deviation, calculate a deviation rate or degree of deviation between the temperature compensation pressure signal calculated using the second pressure sensor and the second temperature sensor and the expected reference waveform, and calculate these deviation rates or a deviation accumulation step of calculating a cumulative sum of the deviation degrees; an accumulated compensation pressure determination step of determining whether the cumulative sum is within a normal range; a normal accumulation signal outputting step of outputting a normal accumulation determination signal when the cumulative sum falls within the normal range; and an abnormal accumulation signal outputting step of outputting an abnormal accumulation determination signal when the cumulative sum exceeds the normal range.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 각각의 금형 조립체에 압력 센서들과, AE 센서들 및 온도 센서들을 장착하여 이상 음향 신호와 온도값을 보정한 압력값을 기준으로 각각의 금형의 이상을 보다 정확하게 실시간으로 감지할 수 있는 것은 물론이고, 보정된 압력값과 기준치의 일치율의 변화를 고려하여 금형의 수명을 감지할 수 있으며, 편차를 누적시켜서 피가공물이 다단 단조 과정에서 받는 변형 에너지의 초과 여부를 감지함으로써 불량품의 발생을 원천적으로 방지할 수 있고, 다이 블록과 펀치 블록 간의 압력 센서의 신호 차이를 감지하여 블록들의 이상까지도 감지할 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to some embodiments of the present invention made as described above, each mold assembly is equipped with pressure sensors, AE sensors, and temperature sensors, and each based on a pressure value corrected for an abnormal sound signal and a temperature value. In addition to being able to more accurately detect mold abnormalities in real time, the mold life span can be detected by considering the change in the matching rate between the corrected pressure value and the reference value, and by accumulating deviations, the workpiece receives By detecting whether or not the deformation energy is exceeded, it is possible to fundamentally prevent the occurrence of defective products, and it has an effect of detecting even abnormality of the blocks by detecting the signal difference of the pressure sensor between the die block and the punch block. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 지능형 단조 시스템의 단면도이다.
도 3은 도 2의 지능형 단조 시스템의 다이 블록을 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 4는 도 3의 지능형 단조 시스템의 금형 조립체를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 지능형 단조 시스템의 금형 조립체를 나타내는 부분 절단 사시도이다.
도 6은 도 2의 지능형 단조 시스템의 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법의 온도 보상 압력 신호 산출 단계에서 시간에 따라 측정된 압력값을 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 7의 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법의 온도 보상 압력 신호 산출 단계에서 시간에 따라 측정된 압력값에서 온도값을 상쇄시킨 압력 보정값을 나타내는 그래프이다.
도 10은 도 7의 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법의 금형 수명 예측 단계에서 금형의 S-N 커브 곡선을 이용하여 상기 온도 보상 압력 신호의 N회 응력의 상한값을 기준으로 금형의 수명을 예측하는 그래프이다.
도 11은 도 7의 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법의 금형 수명 예측 단계에서 센싱 하중 기반으로 실시간 금형의 수명을 예측하는 캡쳐 화면이다.
도 12 및 도 13은 기존의 단조기의 금형에서 발생되는 초경팁 등 소착 및 피로 파괴 현상에 따른 금형의 파손 현상을 나타내는 사진들이다.
도 14 내지 도 18은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템의 단계별 성형시 수치 해석도 및 하중 그래프들의 일례들을 단계적으로 나타내는 도면들이다.
1 is an external perspective view of an intelligent forging system according to some embodiments of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of the intelligent forging system of Figure 1;
Figure 3 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged die block of the intelligent forging system of FIG.
Figure 4 is a perspective view showing a mold assembly of the intelligent forging system of Figure 3;
5 is a partially cut perspective view showing a mold assembly of the intelligent forging system of FIG. 4;
Figure 6 is a block diagram showing a control unit of the intelligent forging system of FIG.
Figure 7 is a flow chart showing a precision diagnosis method of the intelligent forging system according to some embodiments of the present invention.
8 is a graph showing pressure values measured over time in the temperature compensation pressure signal calculation step of the precision diagnosis method of an intelligent forging system according to some embodiments of the present invention.
9 is a graph showing pressure correction values obtained by offsetting temperature values from pressure values measured over time in the temperature compensation pressure signal calculation step of the precision diagnosis method of the intelligent forging system of FIG. 7 .
10 is a graph for predicting the life of the mold based on the upper limit of N times stress of the temperature compensation pressure signal using the SN curve of the mold in the mold life prediction step of the precision diagnosis method of the intelligent forging system of FIG. 7 .
11 is a captured screen for predicting the life of the mold in real time based on the sensing load in the mold life prediction step of the precision diagnosis method of the intelligent forging system of FIG. 7 .
12 and 13 are photographs showing a phenomenon of damage to a mold due to seizure and fatigue failure, such as a carbide tip generated in a mold of a conventional forging machine.
14 to 18 are diagrams showing examples of numerical analysis diagrams and load graphs step by step during forming of an intelligent forging system according to some embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, several preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art. In addition, the thickness or size of each layer in the drawings is exaggerated for convenience and clarity of explanation.

명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.Throughout the specification, when referring to an element, such as a film, region, or substrate, being located “on,” “connected to,” “stacked on,” or “coupled to” another element, reference is made to that one element. It can be interpreted that an element directly contacts “on,” “connected to,” “stacked on,” or “coupled to” another component, or that another component interposed therebetween may exist. On the other hand, when an element is said to be located "directly on," "directly connected to," or "directly coupled to," another element, it is interpreted that there are no intervening elements. do. Like symbols refer to like elements. As used herein, the term "and/or" includes any one and all combinations of one or more of the listed items.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.In this specification, terms such as first and second are used to describe various members, components, regions, layers and/or portions, but these members, components, regions, layers and/or portions are limited by these terms. It is self-evident that no These terms are only used to distinguish one element, component, region, layer or section from another region, layer or section. Thus, a first member, component, region, layer or section described in detail below may refer to a second member, component, region, layer or section without departing from the teachings of the present invention.

또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.Also, relative terms such as "over" or "above" and "bottom" or "below" may be used herein to describe the relationship of some elements to other elements as illustrated in the figures. Relative terms can be understood as intended to include other orientations of the element in addition to the orientation depicted in the figures. For example, if an element is turned over in the figures, elements that are depicted as being on the face of the other elements will have orientation on the face of the bottom of the other elements. Thus, the term "top" as an example may include both "bottom" and "top" directions, depending on the particular orientation of the figure. If the element is oriented in another direction (rotated 90 degrees relative to the other direction), relative statements used herein may be interpreted accordingly.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.Terms used in this specification are used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. As used herein, the singular form may include the plural form unless the context clearly indicates otherwise. Also, when used herein, "comprise" and/or "comprising" specifies the presence of the recited shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and/or groups thereof. and does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, operations, elements, elements and/or groups.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to drawings schematically showing ideal embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the depicted shape may be expected, depending on, for example, manufacturing techniques and/or tolerances. Therefore, embodiments of the inventive concept should not be construed as being limited to the specific shape of the region shown in this specification, but should include, for example, a change in shape caused by manufacturing.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템(100)의 외관 사시도이고, 도 2는 도 1의 지능형 단조 시스템(100)의 단면도이다.Figure 1 is an external perspective view of an intelligent forging system 100 according to some embodiments of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the intelligent forging system 100 of FIG.

먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템(100)은, 적어도 하나 이상의 펀치(P)가 설치되는 펀치 블록(10)과, 상기 펀치(P)와 대응되도록 적어도 하나 이상의 금형(M)이 설치되는 다이 블록(20)과, 상기 펀치(P)로부터 인가되는 하중을 센싱할 수 있도록 상기 금형(M) 또는 상기 금형(M)이 설치된 금형 조립체(30)에 설치되는 압력 센서(S1)와, 상기 압력 센서(S1)에서 측정된 온도 보상 압력 신호의 온도 편차를 보상할 수 있도록 상기 압력 센서(S1) 부근에 설치되고, 상기 압력 센서(S1)의 압력 측정시 온도를 측정하는 온도 센서(S2)와, 상기 압력 센서(S1)의 하중 측정시, 상기 금형에서 발생되는 이상 음향을 측정할 수 있도록 적어도 상기 금형, 상기 금형이 설치된 금형 조립체, 상기 펀치 블록 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되는 AE 센서(S3)(acoustic emission sensor)와, 상기 AE 센서(S3)에서 측정된 상기 금형 음향 신호를 외부 음향으로부터 보상할 수 있도록 상기 AE 센서(S3)로부터 일정한 거리 이상 이격되게 설치되는 외부 음향 센서(S4) 및 상기 압력 센서의 하중 측정시, 상기 AE 센서에서 측정된 금형 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하고, 상기 온도 센서(S2)에서 측정된 측정 온도 신호를 고려하여 상기 압력 센서(S1)로부터 인가된 압력 신호를 온도 보상 압력 신호로 보정하고, 상기 온도 보상 압력 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 제어부(40)를 포함할 수 있다.First, as shown in FIGS. 1 and 2, the intelligent forging system 100 according to some embodiments of the present invention includes a punch block 10 in which at least one punch P is installed, and the punch ( A die block 20 in which at least one mold M is installed to correspond to P), and the mold M or a mold in which the mold M is installed so that the load applied from the punch P can be sensed. A pressure sensor (S1) installed in the assembly 30 and installed near the pressure sensor (S1) to compensate for the temperature deviation of the temperature compensation pressure signal measured by the pressure sensor (S1), the pressure sensor ( A mold assembly in which at least the mold and the mold are installed so that the temperature sensor S2 for measuring the temperature when the pressure of S1) is measured, and the abnormal sound generated in the mold when the load is measured by the pressure sensor S1 is measured , AE sensor (S3) (acoustic emission sensor) installed on any one or more of the punch block and combinations thereof, and the mold sound signal measured by the AE sensor (S3) to be compensated for from external sound When measuring the load of the external acoustic sensor (S4) and the pressure sensor installed at a distance of more than a certain distance from the AE sensor (S3), the mold sound signal measured by the AE sensor is compared with the pre-input normal range, and if it is out of range, it is abnormal A signal is output, and the pressure signal applied from the pressure sensor (S1) is corrected with a temperature compensation pressure signal in consideration of the measured temperature signal measured by the temperature sensor (S2), and the temperature compensation pressure signal and the previously input normal pressure signal are corrected. A controller 40 that compares the range and outputs an abnormal signal when out of range may be included.

여기서, 예컨대, 이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템(100)은, 볼트나 너트나 각종 핀 등의 피가공물을 일련의 단계들을 통해 다단계로 냉간 단조 성형할 수 있는 장비의 일종일 수 있다.Here, for example, the intelligent forging system 100 according to some embodiments of the present invention is a kind of equipment capable of cold forging a workpiece such as a bolt, nut, or various pins in a multi-step through a series of steps. can

그러나, 이러한 본 발명은 반드시 다단 냉간 단조 성형에만 국한되지 않는 것으로서, 상술된 상기 펀치 블록(10)과 상기 다이 블록(20)을 갖는 모든 단조 장비에 적용될 수 있다.However, the present invention is not necessarily limited to multi-stage cold forging, and can be applied to all forging equipment having the punch block 10 and the die block 20 described above.

더욱 구체적으로 예를 들면, 피가공물(1)은 1차 금형(M1)에서 1차로 단조 성형된 후, 2차 금형(M2)으로 이송되고, 2차 금형(M2)에서 2차로 단조 성형된 후, 3차 금형(M3)으로 이송될 수 있도록 상기 펀치 블록(10)은 복수개의 상기 펀치(P1)(P2)(P3)들이 일렬로 설치되는 냉간 다단 단조형 펀치 블록이고, 상기 다이 블록(20)은 복수개의 상기 금형(M1)(M2)(M3)들이 상기 펀치(P1)(P2)(P3)들과 대응되도록 나란하게 설치되는 냉간 다단 단조형 금형 블록일 수 있다.More specifically, for example, the workpiece 1 is first forged in the primary mold M1, then transferred to the secondary mold M2, and secondarily forged in the secondary mold M2. , The punch block 10 is a cold multi-stage forging type punch block in which a plurality of the punches P1, P2, and P3 are installed in a row so that they can be transferred to the tertiary mold M3, and the die block 20 ) may be a cold multi-stage forging mold block in which a plurality of the molds M1, M2, and M3 are installed side by side to correspond to the punches P1, P2, and P3.

여기서, 예컨대, 상기 압력 센서(S1)는, 적어도 상기 금형들 중 어느 하나 이상, 상기 금형이 설치된 금형 조립체들 중 어느 하나 이상, 상기 펀치 블록들 중 어느 하나 이상 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되고, 상기 AE 센서(S3)는, 상기 압력 센서(S1)가 설치된 적어도 상기 금형들 중 어느 하나 이상, 상기 금형이 설치된 금형 조립체들 중 어느 하나 이상, 상기 펀치 블록들 중 어느 하나 이상 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치될 수 있다.Here, for example, the pressure sensor S1 includes at least one of the molds, one or more of the mold assemblies in which the mold is installed, one or more of the punch blocks, and one or more of combinations thereof. , and the AE sensor (S3) includes at least one of the molds in which the pressure sensor (S1) is installed, one or more of the mold assemblies in which the mold is installed, one or more of the punch blocks, and Any one or more of these combinations may be installed.

또한, 상기 온도 센서(S2) 역시, 상기 압력 센서(S1)가 설치된 적어도 상기 금형들 중 어느 하나 이상, 상기 금형이 설치된 금형 조립체들 중 어느 하나 이상, 상기 펀치 블록들 중 어느 하나 이상 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치될 수 있다.In addition, the temperature sensor S2 also includes at least one of the molds in which the pressure sensor S1 is installed, one or more of the mold assemblies in which the mold is installed, one or more of the punch blocks, and Any one or more of the combinations may be installed.

더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 압력 센서(S1)와 상기 온도 센서(S2) 및 상기 AE 센서(S3)는 다단 금형들 중 비교적 파손이 심하게 발생될 수 있는 예컨대, 3단 금형에만 설치되거나, 그 이후 특정 금형에 설치되는 등 다양한 개수와 다양한 위치에 설치될 수 있다.More specifically, for example, the pressure sensor (S1), the temperature sensor (S2), and the AE sensor (S3) are installed only in, for example, a three-stage mold that can be relatively severely damaged among multi-stage molds, or After that, it can be installed in various numbers and in various positions, such as being installed in a specific mold.

그러나, 본 발명의 기술적 사상은 2단 이상의 모든 단조 장비에 모두 적용될 수 있는 것으로서, 도면에서는 3단을 예시하였으나 2단이나 3단 이상의 단조 장비에도 모두 적용될 수 있다.However, the technical idea of the present invention can be applied to all forging equipment with two or more stages, and although three stages are illustrated in the drawing, it can be applied to all forging equipment with two stages or three stages or more.

또한, 예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템(100)의 상기 압력 센서(S1)는, 상기 1차 금형(M1) 또는 상기 1차 금형 조립체(30)에 설치되는 제 1 압력 센서(S11)와, 상기 2차 금형(M2) 또는 상기 2차 금형 조립체(30)에 설치되는 제 2 압력 센서(S12) 및 상기 3차 금형(M3) 또는 상기 3차 금형 조립체(30)에 설치되는 제 3 압력 센서(S13)를 포함할 수 있다.In addition, for example, as shown in Figures 1 and 2, the pressure sensor (S1) of the intelligent forging system 100 according to some embodiments of the present invention, the primary mold (M1) or the primary A first pressure sensor (S11) installed in the mold assembly 30, a second pressure sensor (S12) installed in the secondary mold (M2) or the secondary mold assembly 30, and the tertiary mold (M3) ) or a third pressure sensor (S13) installed in the tertiary mold assembly 30.

또한, 예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템(100)의 상기 온도 센서(S2)는, 상기 1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 온도 센서(S21)와, 상기 2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 온도 센서(S22) 및 상기 3차 금형 또는 상기 3차 금형 조립체에 설치되는 제 3 온도 센서(S23)를 포함할 수 있다.In addition, for example, as shown in Figures 1 and 2, the temperature sensor (S2) of the intelligent forging system 100 according to some embodiments of the present invention, the primary mold or the primary mold assembly A first temperature sensor (S21) installed, a second temperature sensor (S22) installed in the second mold or the second mold assembly, and a third temperature sensor (installed in the tertiary mold or the tertiary mold assembly) S23) may be included.

또한, 예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템(100)의 상기 AE 센서(S3)는, 상기 1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 AE 센서(S31)와, 상기 2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 AE 센서(S32) 및 상기 3차 금형 또는 상기 3차 금형 조립체에 설치되는 제 3 AE 센서(S33)를 포함할 수 있다.In addition, for example, as shown in Figures 1 and 2, the AE sensor (S3) of the intelligent forging system 100 according to some embodiments of the present invention, the primary mold or the primary mold assembly A first AE sensor (S31) installed, a second AE sensor (S32) installed in the second mold or the second mold assembly, and a third AE sensor (installed in the tertiary mold or the tertiary mold assembly) S33) may be included.

그러나, 본 발명의 기술적 사상은 2개 이상의 센서를 설치한 장비에 모두 적용될 수 있는 것으로서, 도면에서는 3개의 센서를 설치한 것을 예시하였으나 2개나 3개 이상의 센서를 설치한 단조 장비에도 모두 적용될 수 있다.However, the technical idea of the present invention can be applied to all equipment installed with two or more sensors, and although three sensors are illustrated in the drawing, it can be applied to all forged equipment with two or more than three sensors installed. .

도 3은 도 2의 지능형 단조 시스템(100)의 다이 블록(20)을 확대하여 나타내는 확대 단면도이고, 도 4는 도 3의 지능형 단조 시스템(100)의 금형 조립체(30)를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 지능형 단조 시스템(100)의 금형 조립체(30)를 나타내는 부분 절단 사시도이다.Figure 3 is an enlarged cross-sectional view showing the die block 20 of the intelligent forging system 100 of Figure 2, Figure 4 is a perspective view showing the mold assembly 30 of the intelligent forging system 100 of Figure 3, 5 is a partially cut perspective view showing the mold assembly 30 of the intelligent forging system 100 of FIG. 4 .

더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 금형 조립체(30)는, 상기 펀치와 대응되도록 내부에 피가공물(1)이 삽입되는 캐비티가 형성되는 초경팁(31)과, 상기 초경팁(31)의 하면을 지지하는 서포터(32) 및 상기 초경팁(31)과 상기 서포터(32)의 외경면을 둘러싸는 부싱(33)을 포함하는 1차 금형(M1) 및 상기 1차 금형(M1)의 압력이 전달되도록 상면이 상기 1차 금형(M1)의 상기 서포터(32)의 하면과 상기 부싱(33)의 하면에 접촉되고, 일측에 상기 1차 금형(M1)의 압력 방향과 수직 방향으로 형성되는 제 1 수직홈부(G1)과, 제 2 홈부(G2) 및 제 3 홈부(G3)가 형성되는 스페이서(34)를 포함할 수 있다.More specifically, for example, as shown in FIGS. 1 to 5, the mold assembly 30 has a carbide tip 31 in which a cavity into which the workpiece 1 is inserted is formed to correspond to the punch. And, a primary mold (M1) including a supporter 32 supporting the lower surface of the carbide tip 31 and a bushing 33 surrounding the outer diameter surface of the carbide tip 31 and the supporter 32, and The upper surface is in contact with the lower surface of the supporter 32 of the primary mold M1 and the lower surface of the bushing 33 so that the pressure of the primary mold M1 is transmitted, and the primary mold M1 is placed on one side. It may include a spacer 34 having a first vertical groove G1 formed in a direction perpendicular to the pressure direction of the pressure, a second groove G2 and a third groove G3 formed therein.

여기서, 상기 1차 금형(M1)과 상기 서포터(32) 및 상기 스페이서(34)에는 도 2 및 도 3의 이젝트핀(35)이 관통될 수 있는 관통홀이 형성되어 1차 성형후 상기 피가공물(1)을 상기 1차 금형(M1)의 외부로 배출시킬 수 있다.Here, a through hole through which the eject pin 35 of FIGS. 2 and 3 can pass is formed in the primary mold M1, the supporter 32, and the spacer 34, and the workpiece after primary molding is formed. (1) may be discharged to the outside of the primary mold (M1).

또한, 예컨대, 상기 제 1 압력 센서(S11)는, 상기 스페이서(34)의 상기 제 1 수직홈부(G1)에 삽입되는 것으로서, 상기 스페이서(34)에 전달된 압력을 전류 형태로 변환하는 피에조(Piezo) 소자가 적용될 수 있다.In addition, for example, the first pressure sensor S11 is inserted into the first vertical groove G1 of the spacer 34 and converts the pressure transmitted to the spacer 34 into a current form. Piezo) element can be applied.

또한, 예컨대, 상기 제 1 온도 센서(S21)는, 상기 스페이서(34)의 상기 제 2 홈부(G2)에 삽입되고, 상기 스페이서(34)에 전달된 열에너지를 전기적인 형태로 변환하는 접촉식 또는 비접촉식 온도 센서일 수 있다.In addition, for example, the first temperature sensor S21 is inserted into the second groove G2 of the spacer 34 and converts the thermal energy transmitted to the spacer 34 into an electrical form. It may be a non-contact temperature sensor.

또한, 예컨대, 상기 AE 센서(S3)는, 상기 스페이서(34)의 상기 제 3 홈부(G3)에 삽입되고, 상기 스페이(34)서에 전달된 음향에너지를 전기적인 형태로 변환하는 마이크 센서일 수 있다.In addition, for example, the AE sensor (S3) is inserted into the third groove (G3) of the spacer (34), a microphone sensor that converts the acoustic energy transmitted from the spacer (34) into an electrical form can

따라서, 상기 펀치(P)가 상기 피가공물(1)을 성형할 때, 상기 1차 금형(M1)으로 성형 하중이 전달되고, 이는 상기 서포터(32)를 거쳐서 상기 스페이서(34)로 전달되며, 이 때, 상기 AE 센서(S3)는 상기 스페이서(34)에 전달된 파단음이나, 파쇄음 등의 이상 음향에너지가 전기적인 형태로 변환되어 상기 제어부(40)로 인가될 수 있고, 상기 외부 음향 센서(S4)는 상기 AE 센서에서 측정된 상기 금형 음향 신호를 외부 음향으로부터 보상할 수 있도록 외부 음향에너지가 전기적인 형태로 변환되어 상기 제어부(40)로 인가될 수 있으며, 동시에 상기 스페이서(34)에 작용되는 하중을 상기 제 1 압력 센서(S11)가 전기적인 신호, 즉 전류로 변환하여 상기 제어부(40)로 인가할 수 있다.Therefore, when the punch (P) molds the workpiece (1), the molding load is transmitted to the primary mold (M1), which is transmitted to the spacer (34) via the supporter (32), At this time, the AE sensor (S3) can be applied to the control unit 40 by converting abnormal acoustic energy such as breaking sound or breaking sound transmitted to the spacer 34 into an electrical form, and the external sound The sensor S4 converts external acoustic energy into an electrical form and applies it to the control unit 40 so as to compensate for the mold acoustic signal measured by the AE sensor from external acoustic sound, and at the same time, the spacer 34 The first pressure sensor S11 converts the load applied to the electrical signal into an electric signal, that is, the current may be applied to the control unit 40 .

이 때, 상기 제 1 온도 센서(S11)는 상기 제 1 압력 센서(S11)의 압력값 측정시의 주변의 온도를 나타내는 온도값을 전기적인 신호, 즉 전류로 변환하여 상기 제어부(40)로 동시에 인가할 수 있다.At this time, the first temperature sensor (S11) converts the temperature value representing the ambient temperature at the time of measuring the pressure value of the first pressure sensor (S11) into an electrical signal, that is, a current, to the control unit 40 at the same time can be authorized.

따라서, 상기 제어부(40)는 상기 압력 센서의 하중 측정시, 상기 AE 센서(S3)에서 측정된 금형 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력할 수 있고, 상기 압력 센서(S1)로부터 인가된 상기 온도 보상 압력 신호에 대한 압력값에서 상기 온도 센서(S2)에서 측정된 측정 온도 신호의 온도값을 상쇄시킨 상기 온도 보상 압력 신호를 산출할 수 있다.Therefore, when measuring the load of the pressure sensor, the control unit 40 compares the mold sound signal measured by the AE sensor S3 with a pre-input normal range, and outputs an abnormal signal when it is out of this range, and the pressure The temperature compensation pressure signal obtained by canceling the temperature value of the measured temperature signal measured by the temperature sensor S2 from the pressure value of the temperature compensation pressure signal applied from the sensor S1 may be calculated.

도 6은 도 2의 지능형 단조 시스템(100)의 제어부(40)를 나타내는 블록도이다.Figure 6 is a block diagram showing the control unit 40 of the intelligent forging system 100 of FIG.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템(100)의 제어부(40)는, 정상적인 예상 보정 압력 신호의 예상 기준 파형과, 상기 예상 기준 파형으로부터 높게 허용되는 예상 상한 파형 및 상기 예상 기준 파형으로부터 낮게 허용되는 예상 하한 파형에 대한 정보를 저장하는 예상 파형 저장부(41)와, 상기 AE 센서에서 측정된 상기 금형 음향 신호에서 상기 외부 음향 센서에서 측정된 상기 외부 음향 신호를 감쇄시킨 보상 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 금형 이상 음향 판별부(42)와, 상기 압력 센서(S1)로부터 인가된 상기 온도 보상 압력 신호에 대한 압력값에서 상기 온도 센서(S2)에서 측정된 측정 온도 신호의 온도값을 상쇄시킨 상기 온도 보상 압력 신호를 산출하는 온도 보상 압력 신호 산출부(43)와, 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하는 지를 판별하는 보상 압력 판별부(44)와, 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하면 정상 판별 신호를 출력하는 정상 판별 신호 출력부(45) 및 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위를 벗어나면 비정상 판별 신호를 출력하는 비정상 판별 신호 출력부(46)를 포함할 수 있다.As shown in Figures 1 to 6, the control unit 40 of the intelligent forging system 100 according to some embodiments of the present invention, the expected reference waveform of the normal expected correction pressure signal, and the high from the expected reference waveform An expected waveform storage unit 41 for storing information about an expected upper limit waveform that is allowed and an expected lower limit waveform that is allowed to be lower than the expected reference waveform, and the mold sound signal measured by the AE sensor measured by the external acoustic sensor A mold abnormality sound determining unit 42 that compares the compensation sound signal obtained by attenuating the external sound signal with a pre-input normal range and outputs an abnormal signal when the range is out of range, and the temperature compensation pressure applied from the pressure sensor S1 A temperature compensation pressure signal calculator 43 for calculating the temperature compensation pressure signal obtained by offsetting the temperature value of the measured temperature signal measured by the temperature sensor S2 from the pressure value of the signal, and the temperature compensation pressure signal Compensation pressure judging unit 44 for discriminating whether the temperature compensation pressure signal belongs to the normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform; A normal determination signal output unit 45 for outputting a signal and an abnormal determination signal output unit 46 for outputting an abnormal determination signal when the temperature compensation pressure signal is out of the normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform can include

여기서, 상기 보상 압력 판별부(44)는 상기 예상 파형 저장부(41)를 이용하여 판별하는 것 이외에도, 딥러닝 방식의 반복 한습을 이용한 인공 지능부가 대신 수행하는 것도 가능하다.Here, the compensation pressure determining unit 44 may be performed instead by an artificial intelligence unit using a deep learning method in addition to discriminating using the expected waveform storage unit 41.

따라서, 본 발명의 상기 제어부(40)는, 정상적인 예상 보정 압력 신호의 예상 기준 파형과, 상기 예상 기준 파형으로부터 높게 허용되는 예상 상한 파형 및 상기 예상 기준 파형으로부터 낮게 허용되는 예상 하한 파형에 대한 정보를 저장하고, 상기 AE 센서(S3)에서 측정된 상기 금형 음향 신호에서 상기 외부 음향 센서(S4)에서 측정된 상기 외부 음향 신호를 감쇄시킨 보상 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하고, 상기 압력 센서(S1)로부터 인가된 상기 온도 보상 압력 신호에 대한 압력값에서 상기 온도 센서(S2)에서 측정된 측정 온도 신호의 온도값을 상쇄시킨 상기 온도 보상 압력 신호를 산출하여, 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하는 지를 판별하고, 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하면 정상 판별 신호를 출력하거나, 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위를 벗어나면 비정상 판별 신호를 출력하는 일련의 단계들을 수행할 수 있다.Therefore, the control unit 40 of the present invention provides information on an expected reference waveform of a normal expected correction pressure signal, an expected upper limit waveform that is allowed to be high from the expected reference waveform, and an expected lower limit waveform that is allowed to be low from the expected reference waveform. Stored, the mold sound signal measured by the AE sensor (S3) is compared with the compensation sound signal obtained by attenuating the external sound signal measured by the external sound sensor (S4) with a pre-input normal range, and if it is out of range, it is abnormal. A signal is output, and the temperature compensation pressure signal is calculated by canceling the temperature value of the measured temperature signal measured by the temperature sensor (S2) from the pressure value of the temperature compensation pressure signal applied from the pressure sensor (S1). , determining whether the temperature compensation pressure signal belongs to a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform, and determining whether the temperature compensation pressure signal is normal if it belongs to a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform A series of steps of outputting a signal or outputting an abnormal determination signal when the temperature compensation pressure signal is out of a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform may be performed.

그러므로, 각각의 상기 금형 조립체(30)에 복수개의 상기 압력 센서(S11)(S12)(S13)들과 상기 온도 센서(S21)(S22)(S23)들과, 상기 AE 센서(S31)(S32)(S33)들 및 외부 음향 센서(S4)를 장착하여 각각의 상기 금형(M1)(M2)(M3)들의 이상을 기준 음향치 또는 온도 보정된 압력값을 기준으로 실시간으로 감지하여 이들 상기 금형(M1)(M2)(M3)들 중 어느 하나 이상의 금형에 이상이 발생되면 이를 사용자 또는 작업자에게 신속하게 알림으로써 금형의 이물질 소착 현상이나 금형의 파손 현상 등이 발생하면 후속 공정에 악영향을 끼치기 전에 즉시 후속 조치를 취할 수 있다.Therefore, the plurality of pressure sensors (S11) (S12) (S13) and the temperature sensors (S21) (S22) (S23) and the AE sensors (S31) (S32) in each of the mold assembly 30 ) (S33) and an external acoustic sensor (S4) are installed to detect abnormalities of each of the molds (M1, M2, and M3) in real time based on a reference acoustic value or a temperature-corrected pressure value, and these molds (M1) (M2) (M3), when an error occurs in one or more molds, it is promptly notified to the user or operator, so that if foreign matter adheres to the mold or damage to the mold occurs, it is prevented from adversely affecting the subsequent process. You can follow up immediately.

또한, 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(40)는, 금형의 S-N 커브 곡선을 이용하여 상기 온도 보상 압력 신호의 N회 응력의 상한값을 기준으로 금형의 수명을 예측하거나, 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 일치율 또는 일치도를 산출하고, 상기 일치율의 변화 또는 상기 일치도의 변화를 측정하여 상기 금형의 수명을 예측하는 금형 수명 예측부(46)를 더 포함할 수 있다.In addition, for example, as shown in FIG. 6, the control unit 40 predicts the life of the mold based on the upper limit value of N times stress of the temperature compensation pressure signal using the S-N curve of the mold, or the temperature It may further include a mold life predicting unit 46 that calculates a coincidence rate or degree of agreement between the compensation pressure signal and the expected reference waveform, and predicts the life of the mold by measuring a change in the agreement rate or a change in the degree of agreement.

따라서, 예컨대, 금형의 S-N 커브 곡선에 의하면 온도와는 상관없이 실제 금형에 작용하는 하중과 거의 유사한 상기 온도 보상 압력 신호으로 N회 응력의 상한값을 기준으로 금형의 수명을 매우 정확하게 예측할 수 있다.Therefore, for example, according to the S-N curve of the mold, regardless of the temperature, the life of the mold can be predicted very accurately based on the upper limit of N times stress with the temperature compensation pressure signal, which is almost similar to the load applied to the actual mold.

이외에도, 예컨대, 실제 측정치와 예상 기준치의 일치율이 첫달에는 99퍼센트 이상이였지만, 만약, 한달 후에 일치율이 98퍼센트로 1퍼센트가 낮아졌다면 고장시 불일치율 80퍼센트까지 매달 1퍼센트씩 낮아진다면 앞으로 10달 후에는 고장날 가능성이 높다고 볼 수 있기 때문에 10달 이후에는 미리 금형을 준비하는 등 금형의 수명을 미리 예측하여 대응할 수 있다.In addition, for example, if the agreement rate between the actual measured value and the expected standard value was 99% or more in the first month, but if the agreement rate decreased by 1% to 98% after one month, if the failure rate decreased by 1% every month to 80%, then after 10 months Since it can be seen that there is a high possibility of failure, it is possible to respond by predicting the lifespan of the mold in advance, such as preparing the mold in advance after 10 months.

그러므로, 측정 압력과 기준치의 일치율의 변화를 고려하여 각각의 금형(M1)(M2)(M3)들의 개별적인 수명을 미리 예상하여 후속 조치를 수행하게 할 수 있다.Therefore, it is possible to predict the individual lifespan of each of the molds M1, M2, and M3 in advance in consideration of the change in the matching rate between the measured pressure and the reference value, so that follow-up measures can be performed.

또한, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(40)는, 상기 제 1 압력 센서(S11)와 상기 제 1 온도 센서(S21)를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하고, 상기 제 2 압력 센서(S12)와 상기 제 2 온도 센서(S22)를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하며, 상기 제 3 압력 센서(S13)와 상기 제 3 온도 센서(S23)를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하고, 이들 상기 편차율들 또는 상기 편차도들의 누적 합계치를 산출하는 편차 누적부(48)와, 상기 누적 합계치가 정상 범위 이내인 지를 판별하는 누적 보상 압력 판별부(49)와, 상기 누적 합계치가 상기 정상 범위에 속하면 정상 누적 판별 신호를 출력하는 정상 누적 신호 출력부(50) 및 상기 누적 합계치가 상기 정상 범위를 벗어나면 비정상 누적 판별 신호를 출력하는 비정상 누적 신호 출력부(51)를 더 포함할 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 1 to 6 , the controller 40 determines the temperature compensation pressure signal calculated using the first pressure sensor S11 and the first temperature sensor S21 and the expected temperature. A deviation rate or degree of deviation of the reference waveform is calculated, and a deviation rate or degree of deviation between the temperature compensation pressure signal calculated using the second pressure sensor (S12) and the second temperature sensor (S22) and the expected reference waveform Calculating a deviation rate or a deviation degree between the temperature compensation pressure signal calculated using the third pressure sensor S13 and the third temperature sensor S23 and the expected reference waveform, and calculating these deviation rates a deviation accumulation unit 48 that calculates a cumulative sum of the variances or the deviation degrees; an accumulation compensation pressure determination unit 49 that determines whether or not the cumulative sum is within a normal range; It may further include a normal accumulation signal output unit 50 outputting a normal accumulation determination signal and an abnormal accumulation signal output unit 51 outputting an abnormal accumulation determination signal when the accumulated sum exceeds the normal range.

따라서, 본 발명의 상기 제어부(40)는, 상기 제 1 압력 센서(S11)와 상기 제 2 압력 센서(S12) 및 상기 제 3 압력 센서(S13)에서 측정된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 각각 산출하고, 이들 상기 편차율들 또는 상기 편차도들의 누적 합계치를 산출하며, 상기 누적 합계치가 정상 범위 이내인 지를 판별하여 상기 누적 합계치가 상기 정상 범위에 속하면 정상 누적 판별 신호를 출력하거나 또는 상기 누적 합계치가 상기 정상 범위를 벗어나면 비정상 누적 판별 신호를 출력하는 일련의 단계들을 수행할 수 있다.Therefore, the control unit 40 of the present invention, the temperature compensation pressure signal measured by the first pressure sensor (S11), the second pressure sensor (S12), and the third pressure sensor (S13) and the expected standard Each deviation rate or deviation degree of the waveform is calculated, a cumulative sum value of the deviation rates or the deviation degree is calculated, and it is determined whether the cumulative sum value is within a normal range. If the accumulated sum value is within the normal range, it is normal. A series of steps of outputting a cumulative determination signal or outputting an abnormal cumulative determination signal when the cumulative sum exceeds the normal range may be performed.

그러므로, 각각의 금형들에서 발생되는 실제치와 이상치 간의 편차를 누적시켜서 피가공물이 다단 단조 과정에서 받는 변형 에너지의 초과 여부를 감지함으로써 불량품의 발생을 원천적으로 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to fundamentally prevent the occurrence of defective products by accumulating the deviation between the actual value and the abnormal value generated in each mold and detecting whether or not the deformation energy received by the workpiece in the multi-stage forging process is exceeded.

만약, 상기 피가공물(1)이 다단 단조 과정에서 받는 변형 에너지의 총량이 정상치를 초과하는 경우에는 상기 피가공물(1)이 이를 이기지 못하고 내외부에 크랙이 가거나 파손되거나 각종 충격 하중에 쉽게 파손되는 등의 불량품이 발생될 수 있다. 본 발명은 금형은 물론이고 이러한 피가공물의 불량까지도 미연에 방지할 수 있다.If the total amount of deformation energy that the workpiece 1 receives during the multi-stage forging process exceeds the normal value, the workpiece 1 cannot overcome this and is cracked or damaged internally or externally, or is easily damaged by various impact loads, etc. of defective products may occur. The present invention can prevent defects in molds as well as such workpieces in advance.

한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템(100)은, 상기 펀치(P) 또는 상기 펀치(P)가 설치된 펀치 조립체에 설치되는 펀치측 압력 센서(S5)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, as shown in Figures 1 and 2, the intelligent forging system 100 according to some embodiments of the present invention, the punch (P) or the punch side installed in the punch assembly in which the punch (P) is installed A pressure sensor S5 may be further included.

따라서, 상기 제어부(40)는, 상기 펀치측 압력 센서(S5)로부터 인가된 압력 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력할 수 있다.Accordingly, the control unit 40 compares the pressure signal applied from the punch-side pressure sensor S5 with a pre-input normal range, and outputs an abnormal signal when it is out of range.

또한, 상기 제어부(40)는 이러한 상기 다이 블록(20)과 상기 펀치 블록(10) 간의 압력 센서(S1)(S5)의 신호 차이를 감지하여 블록들의 이상까지도 감지할 수 있다.In addition, the control unit 40 can detect even abnormality of the blocks by detecting the signal difference of the pressure sensors S1 and S5 between the die block 20 and the punch block 10.

그러므로, 예컨대, 상기 다이 블록(20)과 상기 펀치 블록(10) 간의 압력 센서(S1)(S5)의 신호 차이가 정상치를 벗어나면 둘 중 어느 하나에서는 비정상적인 이상 현상이 발생되었거나 압력이 불균일하게 작용된 것으로 판단되어 사용자나 작업자로 하여금 후속 조치를 취하게 할 수 있다.Therefore, for example, if the signal difference between the pressure sensors S1 and S5 between the die block 20 and the punch block 10 is out of the normal value, an abnormal phenomenon has occurred in one of the two or the pressure has been applied unevenly. It can be judged that it has been done, and the user or operator can take follow-up measures.

여기서, 도시하진 않았지만, 상기 펀치측 압력 센서(S5) 근체에 온도 센서를 설치하여 온도 보상된 압력값을 산출하는 것도 가능하다.Here, although not shown, it is also possible to calculate the temperature-compensated pressure value by installing a temperature sensor near the punch-side pressure sensor S5.

도 7은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템(100)의 정밀 진단 방법을 나타내는 순서도이다.Figure 7 is a flow chart showing a precision diagnosis method of the intelligent forging system 100 according to some embodiments of the present invention.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템(100)의 정밀 진단 방법은, 제 1차 금형(M1)의 진단 과정에서, 정상적인 예상 보정 신호의 예상 기준 파형과, 상기 예상 기준 파형으로부터 높게 허용되는 예상 상한 파형 및 상기 예상 기준 파형으로부터 낮게 허용되는 예상 하한 파형에 대한 정보를 저장하는 예상 파형 저장 단계(S110)와, 상기 제 1 AE 센서(S31)에서 측정된 상기 금형 음향 신호에서 상기 외부 음향 센서(S4)에서 측정된 상기 외부 음향 신호를 감쇄시킨 보상 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 금형 이상 음향 판별 단계(S120)와, 상기 제 1 압력 센서(S11)로부터 인가된 측정 압력 신호에 대한 압력값에서 상기 제 1 온도 센서(S21)에서 측정된 측정 온도 신호의 온도값을 상쇄시킨 상기 온도 보상 압력 신호를 산출하는 온도 보상 압력 신호 산출 단계(130)과, 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하는 지를 판별하는 측정 압력 판별 단계(S140)와, 정상 범위에 속하는 지를 판별하여(S150), 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하면 정상 판별 신호를 출력하는 정상 판별 신호 출력 단계(S160)와, 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위를 벗어나면 비정상 판별 신호를 출력하는 비정상 판별 신호 출력 단계(S170) 및 상기 제 1차 금형(M1)의 S-N 커브 곡선을 이용하여 상기 온도 보상 압력 신호의 N회 응력의 상한값을 기준으로 상기 제 1차 금형(M1)의 수명을 예측하거나, 또는 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 일치율 또는 일치도를 산출하고, 상기 일치율의 변화 또는 상기 일치도의 변화를 측정하여 상기 제 1차 금형(M1)의 수명을 예측하는 금형 수명 예측 단계(S180)를 포함할 수 있다.As shown in Figures 1 to 7, the precision diagnosis method of the intelligent forging system 100 according to some embodiments of the present invention, in the diagnosis process of the first mold (M1), expected normal expected correction signal An expected waveform storing step (S110) of storing information about a reference waveform, an expected upper limit waveform that is allowed to be high from the expected reference waveform, and an expected lower limit waveform that is allowed to be low from the expected reference waveform (S110), and the first AE sensor (S31) Mold abnormal sound determination step of comparing the mold sound signal measured in the mold sound signal attenuated the external sound signal measured by the external sound sensor S4 with a pre-input normal range and outputting an abnormal signal when it is out of the range (S120) and the temperature compensation pressure signal obtained by canceling the temperature value of the measured temperature signal measured by the first temperature sensor (S21) from the pressure value of the measured pressure signal applied from the first pressure sensor (S11). A temperature compensation pressure signal calculation step (130) to calculate, a measured pressure determination step (S140) for determining whether or not the temperature compensation pressure signal belongs to a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform, and A normal determination signal output step (S160) of outputting a normal determination signal if the temperature compensation pressure signal falls within the normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform (S150), and the temperature compensation pressure signal If is out of the normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform, an abnormal determination signal output step (S170) of outputting an abnormal determination signal and the temperature compensation using the SN curve of the first mold (M1) Based on the upper limit of N times stress of the pressure signal, the life of the primary mold M1 is predicted, or the coincidence rate or degree of agreement between the temperature compensation pressure signal and the expected reference waveform is calculated, and the change in the agreement rate or the To predict the life of the first mold (M1) by measuring the change in coincidence may include a mold life prediction step (S180).

또한, 예컨대, 제 2차 금형(M2)의 진단 과정에서, 정상적인 예상 보정 신호의 예상 기준 파형과, 상기 예상 기준 파형으로부터 높게 허용되는 예상 상한 파형 및 상기 예상 기준 파형으로부터 낮게 허용되는 예상 하한 파형에 대한 정보를 저장하는 예상 파형 저장 단계(S210)와, 상기 제 2 AE 센서(S32)에서 측정된 상기 금형 음향 신호에서 상기 외부 음향 센서(S4)에서 측정된 상기 외부 음향 신호를 감쇄시킨 보상 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 금형 이상 음향 판별 단계(S220)와, 상기 제 2 압력 센서(S12)로부터 인가된 측정 압력 신호에 대한 압력값에서 상기 제 2 온도 센서(S22)에서 측정된 측정 온도 신호의 온도값을 상쇄시킨 상기 온도 보상 압력 신호를 산출하는 온도 보상 압력 신호 산출 단계(230)과, 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하는 지를 판별하는 측정 압력 판별 단계(S240)와, 정상 범위에 속하는 지를 판별하여(S250), 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하면 정상 판별 신호를 출력하는 정상 판별 신호 출력 단계(S260)와, 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위를 벗어나면 비정상 판별 신호를 출력하는 비정상 판별 신호 출력 단계(S270) 및 상기 제 2차 금형(M2)의 S-N 커브 곡선을 이용하여 상기 온도 보상 압력 신호의 N회 응력의 상한값을 기준으로 상기 제 2차 금형(M2)의 수명을 예측하거나, 또는 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 일치율 또는 일치도를 산출하고, 상기 일치율의 변화 또는 상기 일치도의 변화를 측정하여 상기 제 2차 금형(M2)의 수명을 예측하는 금형 수명 예측 단계(S280)를 포함할 수 있다.In addition, for example, in the process of diagnosing the second mold M2, an expected reference waveform of a normal expected correction signal, an expected upper limit waveform that is allowed to be high from the expected reference waveform, and an expected lower limit waveform that is allowed to be low from the expected reference waveform An expected waveform storing step (S210) of storing information about the external acoustic signal measured by the external acoustic sensor (S4) in the mold acoustic signal measured by the second AE sensor (S32) and a compensation acoustic signal attenuated A mold abnormal sound determination step (S220) of comparing a pre-input normal range and outputting an abnormal signal when it is out of the normal range, and the second temperature at the pressure value for the measured pressure signal applied from the second pressure sensor (S12) A temperature compensation pressure signal calculation step (230) of calculating the temperature compensation pressure signal obtained by offsetting the temperature value of the measured temperature signal measured by the sensor (S22), and the temperature compensation pressure signal is the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform The measured pressure determination step (S240) of determining whether or not it belongs to the normal range between (S240) and whether it is within the normal range (S250) determines whether the temperature compensation pressure signal belongs to the normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform. a normal determination signal output step (S260) of outputting a normal determination signal; and an abnormal determination signal output step of outputting an abnormal determination signal when the temperature compensation pressure signal is out of the normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform. (S270) and the S-N curve of the second mold M2 is used to predict the life of the second mold M2 based on the upper limit value of N times stress of the temperature compensation pressure signal, or to predict the lifespan of the second mold M2 at the temperature A mold life prediction step (S280) of calculating the coincidence rate or the degree of agreement between the compensation pressure signal and the expected reference waveform, and predicting the life of the second mold M2 by measuring the change in the agreement rate or the change in the degree of agreement (S280) can do.

또한, 예컨대, 제 3차 금형(M3)의 진단 과정에서, 정상적인 예상 보정 신호의 예상 기준 파형과, 상기 예상 기준 파형으로부터 높게 허용되는 예상 상한 파형 및 상기 예상 기준 파형으로부터 낮게 허용되는 예상 하한 파형에 대한 정보를 저장하는 예상 파형 저장 단계(S310)와, 상기 제 3 AE 센서(S33)에서 측정된 상기 금형 음향 신호에서 상기 외부 음향 센서(S4)에서 측정된 상기 외부 음향 신호를 감쇄시킨 보상 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 금형 이상 음향 판별 단계(S320)와, 상기 제 3 압력 센서(S13)로부터 인가된 측정 압력 신호에 대한 압력값에서 상기 제 3 온도 센서(S23)에서 측정된 측정 온도 신호의 온도값을 상쇄시킨 상기 온도 보상 압력 신호를 산출하는 온도 보상 압력 신호 산출 단계(330)과, 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하는 지를 판별하는 측정 압력 판별 단계(S340)와, 정상 범위에 속하는 지를 판별하여(S350), 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하면 정상 판별 신호를 출력하는 정상 판별 신호 출력 단계(S360)와, 상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위를 벗어나면 비정상 판별 신호를 출력하는 비정상 판별 신호 출력 단계(S370) 및 상기 제 3차 금형(M3)의 S-N 커브 곡선을 이용하여 상기 온도 보상 압력 신호의 N회 응력의 상한값을 기준으로 상기 제 3차 금형(M3)의 수명을 예측하거나, 또는 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 일치율 또는 일치도를 산출하고, 상기 일치율의 변화 또는 상기 일치도의 변화를 측정하여 상기 제 3차 금형(M3)의 수명을 예측하는 금형 수명 예측 단계(S380)를 포함할 수 있다.In addition, for example, in the process of diagnosing the third mold M3, the expected reference waveform of the normal expected correction signal, the expected upper limit waveform that is allowed to be high from the expected reference waveform, and the expected lower limit waveform that is allowed to be low from the expected reference waveform An expected waveform storing step (S310) of storing information about, and a compensation sound signal obtained by attenuating the external sound signal measured by the external sound sensor (S4) from the mold sound signal measured by the third AE sensor (S33) A mold abnormal sound determination step (S320) of comparing a pre-input normal range and outputting an abnormal signal when it is out of the normal range, and the third temperature at the pressure value for the measured pressure signal applied from the third pressure sensor (S13) A temperature compensation pressure signal calculation step (330) of calculating the temperature compensation pressure signal obtained by offsetting the temperature value of the measured temperature signal measured by the sensor (S23), and the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform The measured pressure determining step (S340) of determining whether or not it belongs to the normal range between (S340) and whether it is within the normal range (S350) determines whether the temperature compensation pressure signal belongs to the normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform. a normal determination signal output step (S360) of outputting a normal determination signal; and an abnormal determination signal output step of outputting an abnormal determination signal when the temperature compensation pressure signal is out of the normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform. (S370) and using the S-N curve of the tertiary mold M3, the life of the tertiary mold M3 is predicted based on the upper limit value of N times stress of the temperature compensation pressure signal, or the temperature A mold life prediction step (S380) of calculating the coincidence rate or the degree of agreement between the compensation pressure signal and the expected reference waveform, and predicting the life of the tertiary mold M3 by measuring the change in the agreement rate or the change in the degree of agreement (S380) can do.

이어서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템(100)의 정밀 진단 방법은, 상기 제 1 압력 센서(S11)와 상기 제 1 온도 센서(S21)를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하고, 상기 제 2 압력 센서(S12)와 상기 제 2 온도 센서(S22)를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하며, 상기 제 3 압력 센서(S13)와 상기 제 3 온도 센서(S23)를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하고, 이들 상기 편차율들 또는 상기 편차도들의 누적 합계치를 산출하는 편차 누적 단계(S410)와, 상기 누적 합계치가 정상 범위 이내인 지를 판별하는 누적 보상 압력 판별 단계(S420)와, 상기 누적 합계치가 정상 범위에 속하는 지를 판별하여(S430), 상기 누적 합계치가 상기 정상 범위에 속하면 정상 누적 판별 신호를 출력하는 정상 누적 신호 출력 단계(S440) 및 상기 누적 합계치가 상기 정상 범위를 벗어나면 비정상 누적 판별 신호를 출력하는 비정상 누적 신호 출력 단계(S450)를 포함할 수 있다.Then, the precision diagnosis method of the intelligent forging system 100 according to some embodiments of the present invention, the temperature compensation pressure signal calculated using the first pressure sensor (S11) and the first temperature sensor (S21) and a deviation rate or degree of deviation of the expected reference waveform, and a deviation rate between the temperature compensation pressure signal calculated using the second pressure sensor S12 and the second temperature sensor S22 and the expected reference waveform. Alternatively, a deviation degree is calculated, and a deviation rate or deviation degree between the temperature compensation pressure signal calculated using the third pressure sensor (S13) and the third temperature sensor (S23) and the expected reference waveform is calculated, and these A deviation accumulation step (S410) of calculating the cumulative sum of the deviation rates or the deviation degrees, an accumulation compensation pressure determining step (S420) of determining whether the cumulative sum is within a normal range, and the cumulative sum is within a normal range. A normal accumulation signal output step of determining whether or not the cumulative sum belongs to the normal range (S430) and outputting a normal accumulation determination signal if the cumulative sum falls within the normal range (S440) and outputs an abnormal accumulation determination signal if the cumulative sum is out of the normal range It may include an abnormal accumulation signal output step (S450).

여기서, 이러한 상기 편차율들이나 상기 편차도들은 센서의 개수만큼 합산할 수 있고, 중간 단계 또는 최종 단계의 이론적인 합계치와 실제 합계치를 비교하여 변형 에너지 누적량이 정상 범위 내에 속하는 지를 단계별로 판별할 수 있다.Here, the deviation rates or the deviation degrees can be summed up by the number of sensors, and by comparing the theoretical sum value and the actual sum value in the middle or final step, it can be determined step by step whether the accumulated amount of strain energy falls within the normal range. .

예컨대, 상기 피가공물(1)이 1차, 2차에서 각각은 정상 범위 이내지만 조금씩 변형량이 부족하다면 3차에서 변형량이 정상 범위를 넘어 조금 초과하더라도 불량품이 발생되지 않을 것으로 판별할 수 있고, 반대로, 상기 피가공물(1)이 1차, 2차, 3차에서 모두 각각의 변형량이 정상 범위 이내지만 각 단계마다 초과 에너지가 축적되어 최종 변형 에너지의 총 합계치가 합계 정상 범위를 넘었다면 불량품이 발생될 확률이 높을 것으로 예측할 수 있다.For example, if the workpiece 1 is within the normal range in the 1st and 2nd order, but the amount of deformation is little by little, it can be determined that no defective product will be generated even if the amount of deformation slightly exceeds the normal range in the 3rd order. , If the workpiece 1 is within the normal range in the first, second, and third stages, but excess energy is accumulated at each stage, and the total sum of the final deformation energy exceeds the normal range, a defective product occurs. It can be predicted that there is a high probability of

도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법의 온도 보상 압력 신호 산출 단계(S130)에서 시간에 따라 측정된 압력값을 나타내는 그래프이다.Figure 8 is a graph showing the pressure value measured over time in the temperature compensation pressure signal calculation step (S130) of the precision diagnosis method of the intelligent forging system according to some embodiments of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 온도 보상 압력 신호 산출 단계(S130)에서 시간에 따라 측정된 압력값(파란색)은, 불규칙적인 파동 형상이나 전체적으로 처음엔 급격하게 높아지다가 시간이 지날수록 완만해지는 특성이 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 8, the pressure value (blue) measured over time in the temperature compensation pressure signal calculation step (S130) has an irregular wave shape, but as a whole, it rapidly increases at first and then gradually becomes gentle as time passes. It can be seen that there is

도 9는 도 7의 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법의 온도 보상 압력 신호 산출 단계(S130)에서 시간에 따라 측정된 압력값에서 온도값을 상쇄시킨 압력 보정값을 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing a pressure correction value obtained by offsetting the temperature value from the pressure value measured over time in the temperature compensation pressure signal calculation step (S130) of the precision diagnosis method of the intelligent forging system of FIG. 7.

이어서, 도 9의 상방 그래프에 도시된 바와 같이, 상기 온도 보상 압력 신호 산출 단계(S130)에서 시간에 따라 측정된 온도값(빨간색)은, 전체적으로 상기 압력값과 유사한 형태로서, 처음엔 급격하게 높아지다가 시간이 지날수록 완만해지는 특성이 있음을 알 수 있다.Subsequently, as shown in the upper graph of FIG. 9, the temperature value (red) measured over time in the temperature compensation pressure signal calculation step (S130) is similar to the pressure value as a whole, and at first rapidly increases. It can be seen that there is a characteristic that the DA becomes gentler as time goes by.

따라서, 도 9의 하방 그래프에 도시된 바와 같이, 도 8의 압력값(파란색)에서 도 9의 온도값(빨간색)을 상쇄시켜서 보상한 후 추세도를 살펴보면, 일정한 범위, 즉 상한선과 하한선 사이에서 파동 형태로 변동되는 것을 알 수 있다.Therefore, as shown in the lower graph of FIG. 9, after compensating by offsetting the temperature value (red) of FIG. 9 from the pressure value (blue) of FIG. It can be seen that it fluctuates in the form of a wave.

그러므로, 이러한 측정된 압력값에서 온도값을 상쇄시킴으로써 온도와 상관없이 매우 정확한 실제 하중치를 측정할 수 있고, 이를 실시간 모니터링할 수 있음은 물론이고, 더 나아가서 이를 토대로 매우 정확한 실제 수명을 예측할 수 있다.Therefore, by offsetting the temperature value from the measured pressure value, a very accurate actual load value can be measured regardless of the temperature, and this can be monitored in real time, and furthermore, a very accurate actual life span can be predicted based on this.

도 10은 도 7의 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법의 금형 수명 예측 단계에서 금형의 S-N 커브 곡선을 이용하여 상기 온도 보상 압력 신호의 N회 응력의 상한값을 기준으로 금형의 수명을 예측하는 그래프이다.10 is a graph for predicting the life of the mold based on the upper limit of N times stress of the temperature compensation pressure signal using the S-N curve of the mold in the mold life prediction step of the precision diagnosis method of the intelligent forging system of FIG. 7. It is a graph.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 기존 금형의 S-N 커브 곡선을 이용하더라도 상기 온도 보상 압력 신호을 기준으로 실제로 작용된 N회 응력의 상한값을 기준으로 수명을 적확하게 예측할 수 있다. That is, as shown in FIG. 10, even if the S-N curve of the existing mold is used, the life span can be accurately predicted based on the upper limit of N times actually applied stress based on the temperature compensation pressure signal.

도 11은 도 10의 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법의 금형 수명 예측 단계(S180)에서 센싱 하중 기반으로 실시간 금형의 수명을 예측하는 캡쳐 화면이다.11 is a captured screen for predicting the life of the mold in real time based on the sensing load in the mold life prediction step (S180) of the precision diagnosis method of the intelligent forging system of FIG. 10.

따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 실시간으로 현재 금형의 사용량을 온도 보상 압력 신호을 기준으로 매우 정확하게 예측할 수 있고, 이를 토대로 금형 장착일을 예상할 수 있기 때문에 금형 파손으로 인한 제품 불량과 생산 중단 사태를 사전에 예방할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 11, since the current amount of mold usage can be predicted in real time based on the temperature compensation pressure signal, and the mold mounting date can be predicted based on this, product defects and production stoppage due to mold damage can be prevented in advance.

도 12 및 도 13은 기존의 단조기의 금형에서 발생되는 초경팁 등 소착 및 피로 파괴 현상에 따른 금형의 파손 현상을 나타내는 사진들이다.12 and 13 are photographs showing a phenomenon of damage to a mold due to seizure and fatigue failure, such as a carbide tip generated in a mold of a conventional forging machine.

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 기존의 다단 단조기에서는 이물질들이 금형 내에 소착되어 초경팁이 파손되거나 떨어져 나가는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIGS. 12 and 13, in the conventional multi-stage forging machine, it can be confirmed that foreign substances are burned in the mold and the carbide tip is damaged or separated.

도 14 내지 도 18는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 지능형 단조 시스템의 단계별 성형시 수치 해석도 및 하중 그래프들의 일례들을 단계적으로 나타내는 도면들이다.14 to 18 are diagrams showing examples of numerical analysis diagrams and load graphs step by step during forming of an intelligent forging system according to some embodiments of the present invention.

도 14 내지 도 18에 도시된 바와 같이, STEP1에서 STEP5까지 총 5 단계를 거치면서 각각의 금형에 작용하는 하중들의 최고 예상 하중들과 실제 압력 측정 그래프들이 모두 다르고, 각 단계별 형상에 따라 수치 해석된 바와 같이, 압력 분포들이 모두 다르기 때문에 이러한 반복적인 실험과 수치 해석을 통해서 이론적인 정상 그래프들을 추출할 수 있고, 본 발명은 이러한 정상 그래프들의 정상 범위를 벗어난 실제 압력 수치들 또는 이들의 누적 합계치를 실시간으로 감지하여 각각의 금형들 또는 피가공물들의 이상 상태를 즉시 확인할 수 있는 것이다.As shown in FIGS. 14 to 18, the maximum expected loads and actual pressure measurement graphs of the loads acting on each mold are different through a total of 5 steps from STEP1 to STEP5, and numerical analysis according to the shape of each step As described above, since the pressure distributions are all different, theoretical normal graphs can be extracted through repetitive experiments and numerical analysis, and the present invention measures the actual pressure values outside the normal range of these normal graphs or their cumulative sum in real time. It is possible to immediately check the abnormal state of each mold or work piece by detecting it with

여기서, 각각의 하중 그래프들의 피크치는 실제 금형의 형태나 피가공물의 스팩 등에 따라 달라질 수 있고, 수치 해석들 역시 수치 해석 방법이나 수치 등에 따라 달라질 수 있다.Here, the peak value of each load graph may vary depending on the shape of an actual mold or specifications of a workpiece, and numerical analysis may also vary depending on a numerical analysis method or numerical value.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

1: 피가공물
10: 펀치 블록
P: 펀치
P1: 제 1 펀치
P2: 제 2 펀치
P3: 제 3 펀치
20: 다이 블록
M: 금형
M1: 1차 금형
M2: 2차 금형
M3: 3차 금형
30: 금형 조립체
31: 초경팁
32: 서포터
33: 부싱
34: 스페이서
35: 이젝트핀
G1: 제 1 수직홈부
G2: 제 2 홈부
G3: 제 3 홈부
S1: 압력 센서
S11: 제 1 압력 센서
S12: 제 2 압력 센서
S13: 제 3 압력 센서
S2: 압력 센서
S21: 제 1 압력 센서
S22: 제 2 압력 센서
S23: 제 3 압력 센서
S3: AE 센서
S31: 제 1 AE 센서
S32: 제 2 AE 센서
S33: 제 3 AE 센서
S4: 외부 음향 센서
S5: 펀치측 압력 센서
40: 제어부
41: 예상 파형 저장부
42: 금형 이상 음향 판별부;
43: 온도 보상 압력 신호 산출부
44: 보상 압력 판별부
45: 정상 판별 신호 출력부
46: 비정상 판별 신호 출력부
47: 금형 수명 예측부
48: 편차 누적부
49: 누적 보상 압력 판별부
50: 정상 누적 신호 출력부
51: 비정상 누적 신호 출력부
100: 지능형 단조 시스템
1: Workpiece
10: punch block
P: Punch
P1: 1st punch
P2: 2nd punch
P3: 3rd punch
20: die block
M: mold
M1: 1st mold
M2: 2nd mold
M3: 3rd mold
30: mold assembly
31: carbide tip
32: Supporter
33: bushing
34: spacer
35: eject pin
G1: first vertical groove
G2: second groove
G3: third groove
S1: pressure sensor
S11: first pressure sensor
S12: second pressure sensor
S13: 3rd pressure sensor
S2: pressure sensor
S21: first pressure sensor
S22: second pressure sensor
S23: Third pressure sensor
S3: AE sensor
S31: First AE sensor
S32: Second AE sensor
S33: Third AE sensor
S4: external acoustic sensor
S5: Punch side pressure sensor
40: control unit
41: expected waveform storage unit
42: mold abnormal sound determination unit;
43: temperature compensation pressure signal output unit
44: compensation pressure determining unit
45: normal determination signal output unit
46: abnormal determination signal output unit
47: mold life prediction unit
48: deviation accumulation unit
49: cumulative compensation pressure determining unit
50: normal cumulative signal output unit
51: abnormal cumulative signal output unit
100: intelligent forging system

Claims (14)

적어도 하나 이상의 펀치가 설치되는 펀치 블록;
상기 펀치와 대응되도록 적어도 하나 이상의 금형이 설치되는 다이 블록;
상기 펀치로부터 인가되는 하중을 센싱할 수 있도록 적어도 상기 금형, 상기 금형이 설치된 금형 조립체, 상기 펀치 블록 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되는 압력 센서;
상기 압력 센서의 하중 측정시, 상기 금형에서 발생되는 이상 음향을 측정할 수 있도록 적어도 상기 금형, 상기 금형이 설치된 금형 조립체, 상기 펀치 블록 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되는 AE 센서(acoustic emission sensor);
상기 압력 센서의 하중 측정시, 상기 AE 센서에서 측정된 금형 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 제어부;
상기 AE 센서에서 측정된 상기 금형 음향 신호를 외부 음향으로부터 보상할 수 있도록 상기 AE 센서로부터 일정한 거리 이상 이격되게 설치되는 외부 음향 센서; 및
상기 압력 센서에서 측정된 측정 압력 신호의 온도 편차를 보상할 수 있도록 상기 압력 센서 부근에 설치되고, 상기 압력 센서의 압력 측정시 온도를 측정하는 온도 센서;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 온도 센서에서 측정된 측정 온도 신호를 고려하여 상기 압력 센서로부터 인가된 측정 압력 신호를 온도 보상 압력 신호로 보정하고, 상기 온도 보상 압력 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는, 지능형 단조 시스템.
A punch block in which at least one punch is installed;
a die block in which at least one mold is installed to correspond to the punch;
a pressure sensor installed on at least one of the mold, the mold assembly in which the mold is installed, the punch block, and combinations thereof to sense a load applied from the punch;
When measuring the load of the pressure sensor, an AE sensor (acoustic emission sensor);
When measuring the load of the pressure sensor, a control unit that compares the mold sound signal measured by the AE sensor with a pre-input normal range and outputs an abnormal signal when it is out of the normal range;
an external acoustic sensor installed at a predetermined distance or more from the AE sensor to compensate for the mold acoustic signal measured by the AE sensor from external sound; and
A temperature sensor installed near the pressure sensor to compensate for the temperature deviation of the measured pressure signal measured by the pressure sensor and measuring the temperature when the pressure sensor measures the pressure; includes,
The control unit,
In consideration of the measured temperature signal measured by the temperature sensor, the measured pressure signal applied from the pressure sensor is corrected with a temperature compensating pressure signal, the temperature compensating pressure signal is compared with a pre-input normal range, and an abnormal signal is generated when it is out of the normal range. output, intelligent forging system.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
정상적인 예상 보정 신호의 예상 기준 파형과, 상기 예상 기준 파형으로부터 높게 허용되는 예상 상한 파형 및 상기 예상 기준 파형으로부터 낮게 허용되는 예상 하한 파형에 대한 정보를 저장하는 예상 보정 파형 저장부;
상기 AE 센서에서 측정된 상기 금형 음향 신호에서 상기 외부 음향 센서에서 측정된 상기 외부 음향 신호를 감쇄시킨 보상 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 금형 이상 음향 판별부;
상기 압력 센서로부터 인가된 상기 측정 압력 신호에 대한 압력값에서 상기 온도 센서에서 측정된 측정 온도 신호의 온도값을 상쇄시킨 상기 온도 보상 압력 신호를 산출하는 온도 보상 압력 신호 산출부;
상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하는 지를 판별하는 보상 압력 판별부;
상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하면 정상 판별 신호를 출력하는 정상 판별 신호 출력부; 및
상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위를 벗어나면 비정상 판별 신호를 출력하는 비정상 판별 신호 출력부;
를 포함하는, 지능형 단조 시스템.
According to claim 1,
The control unit,
an expected correction waveform storage unit that stores information about an expected reference waveform of a normal expected correction signal, an expected upper limit waveform that is allowed to be high from the expected reference waveform, and an expected lower limit waveform that is allowed to be low from the expected reference waveform;
A mold abnormality sound determination unit that compares the mold sound signal measured by the AE sensor with a compensation sound signal obtained by attenuating the external sound signal measured by the external sound sensor with a pre-input normal range and outputs an abnormal signal when it is out of range ;
a temperature compensating pressure signal calculator calculating the temperature compensating pressure signal obtained by offsetting the temperature value of the measured temperature signal measured by the temperature sensor from the pressure value of the measured pressure signal applied from the pressure sensor;
a compensating pressure determination unit determining whether the temperature compensation pressure signal falls within a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform;
a normal determination signal output unit outputting a normal determination signal when the temperature compensation pressure signal falls within a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform; and
an abnormal determination signal output unit outputting an abnormal determination signal when the temperature compensation pressure signal is out of a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform;
Including, intelligent forging system.
제 4 항에 있어서,
상기 제어부는,
금형의 S-N 커브 곡선을 이용하여 상기 온도 보상 압력 신호의 N회 응력의 상한값을 기준으로 금형의 수명을 예측하거나, 또는 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 일치율 또는 일치도를 산출하고, 상기 일치율의 변화 또는 상기 일치도의 변화를 측정하여 상기 금형의 수명을 예측하는 금형 수명 예측부;
를 더 포함하는, 지능형 단조 시스템.
According to claim 4,
The control unit,
Using the SN curve of the mold, the life of the mold is predicted based on the upper limit of N times stress of the temperature compensation pressure signal, or the coincidence rate or the degree of agreement between the temperature compensation pressure signal and the expected reference waveform is calculated, and the agreement rate a mold life prediction unit for predicting the life of the mold by measuring a change in or a change in the degree of matching;
Further comprising, intelligent forging system.
제 4 항에 있어서,
피가공물은 1차 금형에서 1차로 단조 성형된 후, 2차 금형으로 이송되거나 또는 1차 금형에서 1차로 단조 성형된 후, 2차 금형에서 2차로 단조 성형된 후, 3차 이상의 다단 금형으로 이송될 수 있도록 상기 펀치 블록은 복수개의 상기 펀치들이 일렬로 설치되는 냉간 다단 단조형 펀치 블록이고,
상기 압력 센서는, 적어도 상기 금형들 중 어느 하나 이상, 상기 금형이 설치된 금형 조립체들 중 어느 하나 이상, 상기 펀치 블록들 중 어느 하나 이상 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되고,
상기 AE 센서는, 상기 압력 센서가 설치된 적어도 상기 금형들 중 어느 하나 이상, 상기 금형이 설치된 금형 조립체들 중 어느 하나 이상, 상기 펀치 블록들 중 어느 하나 이상 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되고,
상기 다이 블록은 복수개의 상기 금형들이 상기 펀치들과 대응되도록 나란하게 설치되는 냉간 다단 단조형 금형 블록인, 지능형 단조 시스템.
According to claim 4,
The work piece is first forged in the first mold and then transferred to the second mold, or first forged in the first mold, second forged in the second mold, and then transferred to a third or higher multi-stage mold. The punch block is a cold multi-stage forged punch block in which a plurality of the punches are installed in a row so that it can be,
The pressure sensor is installed on at least one of the molds, one or more of the mold assemblies in which the mold is installed, one or more of the punch blocks, and any one or more of combinations thereof,
The AE sensor is installed on at least one of the molds in which the pressure sensor is installed, in one or more of the mold assemblies in which the mold is installed, in one or more of the punch blocks, and in any one or more of combinations thereof become,
The die block is a cold multi-stage forging mold block in which a plurality of the molds are installed side by side so as to correspond to the punches, intelligent forging system.
제 6 항에 있어서,
상기 AE 센서는,
상기 1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 AE 센서; 및
상기 2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 AE 센서;
를 포함하는, 지능형 단조 시스템.
According to claim 6,
The AE sensor,
a first AE sensor installed in the primary mold or the primary mold assembly; and
a second AE sensor installed in the secondary mold or the secondary mold assembly;
Including, intelligent forging system.
제 7 항에 있어서,
상기 압력 센서는,
상기 1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 압력 센서; 및
상기 2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 압력 센서;를 포함하고,
상기 온도 센서는,
상기 1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 온도 센서; 및
상기 2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 온도 센서;를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 제 1 압력 센서와 상기 제 1 온도 센서를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하고, 상기 제 2 압력 센서와 상기 제 2 온도 센서를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하며, 이들 상기 편차율들 또는 상기 편차도들의 누적 합계치를 산출하는 편차 누적부;
상기 누적 합계치가 정상 범위 이내인 지를 판별하는 누적 보상 압력 판별부;
상기 누적 합계치가 상기 정상 범위에 속하면 정상 누적 판별 신호를 출력하는 정상 누적 신호 출력부; 및
상기 누적 합계치가 상기 정상 범위를 벗어나면 비정상 누적 판별 신호를 출력하는 비정상 누적 신호 출력부;
를 더 포함하는, 지능형 단조 시스템.
According to claim 7,
The pressure sensor,
a first pressure sensor installed in the primary mold or the primary mold assembly; and
Including; a second pressure sensor installed in the secondary mold or the secondary mold assembly,
The temperature sensor,
a first temperature sensor installed in the primary mold or the primary mold assembly; and
A second temperature sensor installed in the secondary mold or the secondary mold assembly; includes,
The control unit,
Calculate a deviation rate or degree of deviation between the temperature compensation pressure signal calculated using the first pressure sensor and the first temperature sensor and the expected reference waveform, and using the second pressure sensor and the second temperature sensor a deviation accumulator that calculates a deviation rate or degree of deviation between the calculated temperature compensation pressure signal and the expected reference waveform, and calculates a cumulative sum of the deviation rates or the degree of deviation;
an accumulation compensation pressure determining unit determining whether the cumulative sum is within a normal range;
a normal accumulation signal output unit outputting a normal accumulation determination signal when the accumulated sum falls within the normal range; and
an abnormal accumulation signal output unit outputting an abnormal accumulation determination signal when the cumulative sum exceeds the normal range;
Further comprising, intelligent forging system.
제 8 항에 있어서,
상기 금형 조립체는,
상기 펀치와 대응되도록 내부에 피가공물이 삽입되는 캐비티가 형성되는 초경팁과, 상기 초경팁의 하면을 지지하는 서포터 및 상기 초경팁과 상기 서포터의 외경면을 둘러싸는 부싱을 포함하는 금형; 및
상기 금형의 압력이 전달되도록 상면이 상기 금형의 상기 서포터의 하면과 상기 부싱의 하면에 접촉되고, 일측에 상기 금형의 압력 방향과 수직 방향으로 형성되는 제 1 수직홈부와, 제 2 홈부 및 제 3 홈부가 형성되는 스페이서;를 포함하고,
상기 압력 센서는, 상기 스페이서의 상기 제 1 수직홈부에 삽입되고, 상기 스페이서에 전달된 압력을 전기적인 형태로 변환하는 피에조(압전) 센서이고,
상기 온도 센서는, 상기 스페이서의 상기 제 2 홈부에 삽입되고, 상기 스페이서에 전달된 열에너지를 전기적인 형태로 변환하는 접촉식 또는 비접촉식 온도 센서이고,
상기 AE 센서는, 상기 스페이서의 상기 제 3 홈부에 삽입되고, 상기 스페이서에 전달된 음향에너지를 전기적인 형태로 변환하는 마이크 센서인, 지능형 단조 시스템.
According to claim 8,
The mold assembly,
A mold including a carbide tip having a cavity into which a workpiece is inserted to correspond to the punch, a supporter supporting a lower surface of the carbide tip, and a bushing surrounding the carbide tip and an outer diameter surface of the supporter; and
An upper surface of the mold is in contact with the lower surface of the supporter and the lower surface of the bushing so that the pressure of the mold is transmitted, and a first vertical groove portion formed on one side in a direction perpendicular to the pressure direction of the mold, a second groove portion, and a third A spacer in which a groove is formed; includes,
The pressure sensor is a piezo (piezoelectric) sensor inserted into the first vertical groove of the spacer and converting the pressure transmitted to the spacer into an electrical form,
The temperature sensor is a contact or non-contact temperature sensor that is inserted into the second groove of the spacer and converts thermal energy transferred to the spacer into an electrical form,
The AE sensor is a microphone sensor that is inserted into the third groove of the spacer and converts the acoustic energy transmitted to the spacer into an electrical form, the intelligent forging system.
제 1 항에 있어서,
상기 펀치 또는 상기 펀치가 설치된 펀치 조립체에 설치되는 펀치측 압력 센서;
를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 펀치측 압력 센서로부터 인가된 압력 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는, 지능형 단조 시스템.
According to claim 1,
a punch side pressure sensor installed in the punch or the punch assembly in which the punch is installed;
Including more,
The control unit,
Intelligent forging system that compares the pressure signal applied from the punch-side pressure sensor with a pre-input normal range and outputs an abnormal signal when out of this range.
적어도 하나 이상의 펀치가 설치되는 펀치 블록, 상기 펀치와 대응되도록 적어도 하나 이상의 금형이 설치되는 다이 블록, 상기 펀치로부터 인가되는 하중을 센싱할 수 있도록 적어도 상기 금형, 상기 금형이 설치된 금형 조립체, 상기 펀치 블록 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되는 압력 센서, 상기 압력 센서의 하중 측정시, 상기 금형에서 발생되는 이상 음향을 측정할 수 있도록 적어도 상기 금형, 상기 금형이 설치된 금형 조립체, 상기 펀치 블록 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상에 설치되는 AE 센서(acoustic emission sensor), 상기 AE 센서에서 측정된 상기 금형 음향 신호를 외부 음향으로부터 보상할 수 있도록 상기 AE 센서로부터 일정한 거리 이상 이격되게 설치되는 외부 음향 센서, 상기 압력 센서에서 측정된 측정 압력 신호의 온도 편차를 보상할 수 있도록 상기 압력 센서 부근에 설치되고, 상기 압력 센서의 압력 측정시 온도를 측정하는 온도 센서 및 상기 압력 센서의 하중 측정시, 상기 AE 센서에서 측정된 금형 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하고, 상기 온도 센서에서 측정된 측정 온도 신호를 고려하여 상기 압력 센서로부터 인가된 측정 압력 신호를 온도 보상 압력 신호로 보정하고, 상기 온도 보상 압력 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법에 있어서,
정상적인 예상 보정 신호의 예상 기준 파형과, 상기 예상 기준 파형으로부터 높게 허용되는 예상 상한 파형 및 상기 예상 기준 파형으로부터 낮게 허용되는 예상 하한 파형에 대한 정보를 저장하는 예상 보정 파형 저장 단계;
상기 압력 센서로부터 인가된 상기 측정 압력 신호에 대한 압력값에서 상기 온도 센서에서 측정된 측정 온도 신호의 온도값을 상쇄시킨 상기 온도 보상 압력 신호를 산출하는 온도 보상 압력 신호 산출 단계;
상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하는 지를 판별하는 보상 압력 판별 단계;
상기 AE 센서에서 측정된 상기 금형 음향 신호에서 상기 외부 음향 센서에서 측정된 상기 외부 음향 신호를 감쇄시킨 보상 음향 신호와 미리 입력된 정상 범위를 비교하여 이를 벗어나면 비정상 신호를 출력하는 금형 이상 음향 판별 단계;
상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위에 속하면 정상 판별 신호를 출력하는 정상 판별 신호 출력 단계; 및
상기 온도 보상 압력 신호가 상기 예상 상한 파형과 상기 예상 하한 파형 사이의 정상 범위를 벗어나면 비정상 판별 신호를 출력하는 비정상 판별 신호 출력 단계;
를 포함하는, 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법.
A punch block in which at least one punch is installed, a die block in which at least one mold is installed to correspond to the punch, a mold assembly in which at least the mold and the mold are installed to sense a load applied from the punch, and the punch block And a pressure sensor installed on any one or more of the combinations thereof, and when measuring the load of the pressure sensor, at least the mold, the mold assembly in which the mold is installed, the punch block, and AE sensor (acoustic emission sensor) installed on any one or more of these combinations, and an external sound installed at a certain distance or more from the AE sensor to compensate for the mold sound signal measured by the AE sensor from external sound A sensor, a temperature sensor installed near the pressure sensor to compensate for the temperature deviation of the measured pressure signal measured by the pressure sensor, and measuring the temperature when measuring the pressure of the pressure sensor, and when measuring the load of the pressure sensor, Compares the mold sound signal measured by the AE sensor with a pre-input normal range, outputs an abnormal signal when it is out of the range, and compensates the measured pressure signal applied from the pressure sensor in consideration of the measured temperature signal measured by the temperature sensor for temperature compensation In the precision diagnosis method of an intelligent forging system comprising a control unit that corrects with a pressure signal, compares the temperature compensation pressure signal with a pre-input normal range, and outputs an abnormal signal when out of it,
An expected correction waveform storing step of storing information about an expected reference waveform of a normal expected correction signal, an expected upper limit waveform that is allowed to be high from the expected reference waveform, and an expected lower limit waveform that is allowed to be low from the expected reference waveform;
a temperature compensation pressure signal calculating step of calculating the temperature compensation pressure signal obtained by offsetting the temperature value of the measured temperature signal measured by the temperature sensor from the pressure value of the measured pressure signal applied from the pressure sensor;
a compensating pressure determination step of determining whether the temperature compensation pressure signal falls within a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform;
Mold abnormal sound determination step of comparing the mold sound signal measured by the AE sensor with a compensation sound signal obtained by attenuating the external sound signal measured by the external sound sensor with a pre-input normal range and outputting an abnormal signal when it is out of range ;
a normal determination signal output step of outputting a normal determination signal when the temperature compensation pressure signal falls within a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform; and
an abnormal determination signal output step of outputting an abnormal determination signal when the temperature compensation pressure signal is out of a normal range between the expected upper limit waveform and the expected lower limit waveform;
Containing, the precision diagnosis method of the intelligent forging system.
제 11 항에 있어서,
금형의 S-N 커브 곡선을 이용하여 상기 온도 보상 압력 신호의 N회 응력의 상한값을 기준으로 금형의 수명을 예측하거나, 또는 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 일치율 또는 일치도를 산출하고, 상기 일치율의 변화 또는 상기 일치도의 변화를 측정하여 상기 금형의 수명을 예측하는 금형 수명 예측 단계;
를 더 포함하는, 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법.
According to claim 11,
Using the SN curve of the mold, the life of the mold is predicted based on the upper limit of N times stress of the temperature compensation pressure signal, or the coincidence rate or the degree of agreement between the temperature compensation pressure signal and the expected reference waveform is calculated, and the agreement rate A mold life prediction step of predicting the life of the mold by measuring a change in or a change in the degree of coincidence;
Further comprising a precision diagnosis method of the intelligent forging system.
제 11 항에 있어서,
상기 AE 센서는,
1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 AE 센서; 및
2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 AE 센서;
를 포함하는, 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법.
According to claim 11,
The AE sensor,
A first AE sensor installed in the primary mold or the primary mold assembly; and
A second AE sensor installed in the secondary mold or the secondary mold assembly;
Containing, the precision diagnosis method of the intelligent forging system.
제 11 항에 있어서,
상기 압력 센서는,
1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 압력 센서; 및
2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 압력 센서;를 포함하고,
상기 온도 센서는,
상기 1차 금형 또는 상기 1차 금형 조립체에 설치되는 제 1 온도 센서; 및
상기 2차 금형 또는 상기 2차 금형 조립체에 설치되는 제 2 온도 센서;를 포함하며,
상기 제 1 압력 센서와 상기 제 1 온도 센서를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하고, 상기 제 2 압력 센서와 상기 제 2 온도 센서를 이용하여 산출된 상기 온도 보상 압력 신호와 상기 예상 기준 파형의 편차율 또는 편차도를 산출하며, 이들 상기 편차율들 또는 상기 편차도들의 누적 합계치를 산출하는 편차 누적 단계;
상기 누적 합계치가 정상 범위 이내인 지를 판별하는 누적 보상 압력 판별 단계;
상기 누적 합계치가 상기 정상 범위에 속하면 정상 누적 판별 신호를 출력하는 정상 누적 신호 출력 단계; 및
상기 누적 합계치가 상기 정상 범위를 벗어나면 비정상 누적 판별 신호를 출력하는 비정상 누적 신호 출력 단계;
를 더 포함하는, 지능형 단조 시스템의 정밀 진단 방법.
According to claim 11,
The pressure sensor,
A first pressure sensor installed in the primary mold or the primary mold assembly; and
Including; a second pressure sensor installed in the secondary mold or the secondary mold assembly,
The temperature sensor,
a first temperature sensor installed in the primary mold or the primary mold assembly; and
A second temperature sensor installed in the secondary mold or the secondary mold assembly; includes,
Calculate a deviation rate or degree of deviation between the temperature compensation pressure signal calculated using the first pressure sensor and the first temperature sensor and the expected reference waveform, and using the second pressure sensor and the second temperature sensor a deviation accumulation step of calculating a deviation rate or a degree of deviation between the calculated temperature compensation pressure signal and the expected reference waveform, and calculating a cumulative sum of the deviation rates or the deviation degrees;
an accumulation compensation pressure determination step of determining whether the cumulative sum is within a normal range;
a normal accumulation signal outputting step of outputting a normal accumulation determination signal when the cumulative sum falls within the normal range; and
an abnormal accumulation signal outputting step of outputting an abnormal accumulation determination signal when the cumulative sum exceeds the normal range;
Further comprising, precision diagnosis method of the intelligent forging system.
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