KR102509191B1 - 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스 - Google Patents

합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 상부와 하부 두 군데 위치에서 성형소재를 동시에 가압하여 제품을 성형할 수 있는 2 단의 서보프레스로서, 상부와 하부에서 성형소재를 가압할 때, 성형이 이루어지는 금형 간에 온도편차가 발생하지 않도록 합형과 성형 시간을 동기화시켜 성형제품의 품질을 향상시킬 수 있고, 냉각수가 순환하는 냉각장치에 의해 금형의 성형온도와 성형된 제품의 경화온도를 일정하게 유지할 수 있어 성형제품의 품질을 균일하게 유지할 수 있으며, 2 단 성형시 합형과 성형이 동일한 시간대에 이루어지도록 하는 성형동기화장치는 금형의 특성에 따라 호환적으로 교체할 수 있어 유지 및 보수가 용이한 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 서보모터를 포함한 구동모터로부터 구동력을 전달받아 상하 방향으로 승강운동을 하는 볼스크류(10); 볼스크류(10)와 연결되어 볼스크류(10)가 승강운동을 함에 따라 함께 승강운동을 하는 하부금형플레이트(20); 하부금형플레이트(20)의 상방에 위치하고, 승강운동을 하는 하부금형플레이트(20)에 의해 승강운동을 하는 상부금형플레이트(30); 및 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30) 사이 및 상부금형플레이트(30)와 프레임의 천정하면(150) 사이에서 성형이 동시에 이루어질 수 있도록 하는 성형동기화장치(50)를 포함하는 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스를 제공한다.

Description

합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스 {Two-stage servo press with combined synchronization function and cooling function}
본 발명은 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 상부와 하부 두 군데 위치에서 성형소재를 동시에 가압하여 제품을 성형할 수 있는 2 단의 서보프레스로서, 상부와 하부에서 성형소재를 가압할 때, 성형이 이루어지는 금형 간에 온도편차가 발생하지 않도록 합형과 성형 시간을 동기화시켜 성형제품의 품질을 향상시킬 수 있고, 냉각수가 순환하는 냉각장치에 의해 금형의 성형온도와 성형된 제품의 경화온도를 일정하게 유지할 수 있어 성형제품의 품질을 균일하게 유지할 수 있으며, 2 단 성형시 합형과 성형이 동일한 시간대에 이루어지도록 하는 성형동기화장치는 금형의 특성에 따라 호환적으로 교체할 수 있고, 유지 및 보수가 용이한 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스에 관한 것이다.
산업기술이 고도화되면서 프레스 기술에 대해서도 다양한 변화를 요구하고 있다.
종래의 프레스 시스템은 일반적인 기계 구동형 프레스로 벨트, 클러치, 플라이 휠, 그리고 크랭크 기구 등을 거쳐 슬라이드가 상하로 운동할 수 있도록 구성 된 것으로 이는 에너지 소모유지비 및 소음 발생 등과 같은 많은 단점을 가지고 있다.
또한, 최근에 들어 환경문제와 자원의 고갈에 따른 에너지 절약과 효율향상이 중요한 역할로 인식 되면서 공작기계로 분류되어 있는 프레스 중 서보 모터를 이용하고 있는 프레스의 비중이 점점 커지고 있는 추세이다.
특히, 서보프레스는 제어가 어려웠던 슬라이드의 하사점 정밀도를 향상시키고, 가공 도중에 슬라이드의 정지, 모션 형상의 임의 설정 등을 가능하게 하는 등 종래의 프레스기계가 가지고 있는 단점을 획기적으로 개선시키고 있다.
한편, 서보프레스를 이용하여 상부와 하부에서 성형제품을 생산할 수 있는 2 단형 프레스에서 상부와 하부에서 동시에 성형이 이루어지지 않을 경우, 각 금형의 합형과정에서 온도편차가 발생하게 되며, 이러한 온도편차는 동일한 초기 성형온도를 유지할 수 없기 때문에 성형제품의 품질을 저하시키고, 불량률을 높이게 된다.
따라서, 성형이 이루어지는 금형 간에 온도편차가 발생하지 않도록 합형과 성형 시간을 동기화시켜 성형제품의 품질을 향상시킬 수 있고, 금형의 성형온도와 성형된 제품의 경화온도를 일정하게 유지할 수 있어 성형제품의 품질을 균일하게 유지할 수 있는 새로운 수단이 필요하다.
선행기술문헌 : KR공개특허공보 제10-2008-0038839호(2008.05.07. 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상부와 하부 두 군데 위치에서 성형소재를 동시에 가압하여 제품을 성형할 수 있는 2 단의 서보프레스로서, 상부와 하부에서 성형소재를 가압할 때, 성형이 이루어지는 금형 간에 온도편차가 발생하지 않도록 합형과 성형 시간을 동기화시켜 성형제품의 품질을 향상시킬 수 있고, 냉각수가 순환하는 냉각장치에 의해 금형의 성형온도와 성형된 제품의 경화온도를 일정하게 유지할 수 있어 성형제품의 품질을 균일하게 유지할 수 있으며, 2 단 성형시 합형과 성형이 동일한 시간대에 이루어지도록 하는 성형동기화장치는 금형의 특성에 따라 호환적으로 교체할 수 있고, 유지 및 보수가 용이한 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스는 서보모터를 포함한 구동모터로부터 구동력을 전달받아 상하 방향으로 승강운동을 하는 볼스크류(10); 볼스크류(10)와 연결되어 볼스크류(10)가 승강운동을 함에 따라 함께 승강운동을 하는 하부금형플레이트(20); 하부금형플레이트(20)의 상방에 위치하고, 승강운동을 하는 하부금형플레이트(20)에 의해 승강운동을 하는 상부금형플레이트(30); 및 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30) 사이 및 상부금형플레이트(30)와 프레임의 천정하면(150) 사이에서 성형이 동시에 이루어질 수 있도록 하는 성형동기화장치(50)를 포함한다.
또한, 성형동기화장치(50)는 프레임(100)의 양 측면에 형성된 가이드절개부(110)를 통해 외측으로 노출된 상부금형플레이트(30)와 하부금형플레이트(20)의 양 측면 단부를 프레임(100)의 외측에서 높이방향으로 서로 연결하는 다수의 플레이트연결구(52), 및 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30) 사이에 위치한 플레이트연결구(52) 부분에 외삽되어 구비되며, 하부금형플레이트(20)의 상면과 상부금형플레이트(30)의 하면에 장착된 금형의 합형시간을 지연시켜, 하부금형플레이트(20) 상면과 상부금형플레이트(30) 하면 및 상부금형플레이트(30)의 상면과 프레임의 천정하면(150)에 각 장착된 금형 간의 합형이 동시에 이루진 후 가압에 의한 성형도 동시에 이루어질 수 있도록 하는 합형동기화탄성체(54)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제품성형을 위한 금형이 장착되는 프레임의 천정하면(150), 상부금형플레이트(30) 및 하부금형플레이트(20)의 내부를 냉각수 유동방식에 의해 냉각시키는 수냉식냉각장치(60)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 2단 성형시 성형이 이루어지는 금형 간에 온도편차가 발생하지 않도록 합형과 성형 시간을 동기화시켜 성형제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 성형온도와 성형된 제품의 경화온도를 일정하게 유지할 수 있어 성형제품의 품질을 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 금형의 특성에 따른 호환성이 우수하며, 유지 및 보수가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스의 전면부를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스의 후면부를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스의 정면을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스의 일 측면을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스에서 성형이 이루지는 공간을 확대 도시한 도면,
도 6은 성형동기화장치를 확대 도시한 도면,
도 7은 냉각장치가 구비된 상태를 정면에서 도시한 도면,
도 8은 냉각장치가 구비된 상태를 측면에서 도시한 도면,
도 9는 제어부를 도시한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스의 전면부를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명의 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스의 후면부를 도시한 사시도, 도 3은 본 발명의 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스의 정면을 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스의 일 측면을 도시한 도면, 도 5는 본 발명의 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스에서 성형이 이루지는 공간을 확대 도시한 도면, 도 6은 성형동기화장치를 확대 도시한 도면, 도 7은 냉각장치가 구비된 상태를 정면에서 도시한 도면, 도 8은 냉각장치가 구비된 상태를 측면에서 도시한 도면, 도 9는 제어부를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스는, 도 1 내지 도 9를 참조하면, 볼스크류(10), 하부금형플레이트(20), 상부금형플레이트(30), 플레이트연결구(52)와 합형동기화탄성체(54)를 포함하는 성형동기화장치(50), 수냉식냉각장치(60), 프레임(100), 및 제어부(300)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 본 발명에 따른 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스는 상부와 하부 두 군데 위치에서 성형소재를 동시에 가압하여 제품을 성형할 수 있는 2 단의 서보프레스로서, 상부와 하부에서 성형소재를 가압할 때, 성형이 이루어지는 금형 간에 온도편차가 발생하지 않도록 합형과 성형 시간을 동기화시켜 성형제품의 품질을 향상시킬 수 있는데 그 특징이 있다.
또한, 냉각수가 순환하는 냉각장치에 의해 금형의 성형온도와 성형된 제품의 경화온도를 일정하게 유지할 수 있어 성형제품의 품질을 균일하게 유지할 수 있는데 그 특징이 있다.
또한, 2 단 성형시 합형과 성형이 동일한 시간대에 이루어지도록 하는 성형동기화장치(50)는 프레임의 외측에 구비되어 성형시 또는 성형이 완료된 제품을 프레임의 외측으로 인출할 때 간섭을 일으키지 않고, 유지 및 보수가 용이한 특징이 있다.
또한, 성형동기화장치(50) 중 합형동기화탄성체(54)는 성형되는 제품에 따라 장착되는 금형의 높이가 다르더라도 다른 길이의 합형동기화탄성체(54)로 용이하게 교체할 수 있어 금형의 특성에 따른 호환성이 뛰어난 특징이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스의 구성 요소와 그 기능에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 본원발명에서 제품성형을 위한 금형은 도 3 및 도 5와 도 7을 참조하면, 하부금형플레이트(20)의 상면, 상부금형플레이트(30)의 하면과 상면, 및 프레임의 천정하면(150)에 장착된다.
따라서, 하부금형플레이트(20)의 상면과 상부금형플레이트(30)의 하면에 각 장착된 금형이 합형되어 하나의 제품이 성형되고, 상부금형플레이트(30)의 상면과 프레임의 천정하면(150)에 각 장착된 금형이 합형되어 다른 하나의 제품이 성형된다.
즉, 한 번의 프레싱 동작에 의해 2 단으로 구성된 상부와 하부 두 군데에서 동시에 성형소재를 가압하며 제품을 성형하게 된다.
따라서, 이하 설명에서는 하부금형플레이트(20)의 상면, 상부금형플레이트(30)의 하면과 상면, 및 프레임의 천정하면(150)에 금형이 장착되어 있다는 가정하에 합형과 성형과정이 서술됨을 미리 밝혀둔다.
프레임(100)은 도 1 및 도 2를 참조하면, 작업자가 프레임(100)의 전면부에서 제품의 성형작업을 하고, 성형이 완료된 제품을 인출할 수도 있으며, 성형이 완료된 제품을 프레임(100)의 후면부에서도 인출할 수 있도록 하기 위해 프레임(100)의 전면부과 후면부는 개방되어 있다.
또한, 도 1 및 도 7을 참조하면, 프레임(100)의 내부 양 측면에는 길이방향을 따라 하나 이상의 플레이트가이드부(102)이 이격되어 형성되어 있으며, 플레이트가이드부(102)는 아래에 서술된 상부금형플레이트(30)와 하부금형플레이트(20)가 승강운동을 할 때 그 진행경로를 안내한다.
또한, 도 4 및 도 8을 참조하면, 프레임(100)의 양 측면에는 길이방향을 따라 절개된 형태로 가이드절개부(110)가 형성되며, 이 가이드절개부(110)를 통해 아래에 서술된 상부금형플레이트(30) 및 하부금형플레이트(20)의 양측 단부가 외측으로 노출되며, 상부금형플레이트(30)와 하부금형플레이트(20)는 가이드절개부(110)를 따라 상하 방향으로 승강운동을 하게 된다.
즉, 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30)가 승강운동을 할 때, 이 가이드절개부(110)의 안내를 받으며 가이드절개부(110)를 따라 승강운동을 하게 된다.
볼스크류(10)는 도 1과 도 3 및 도 7을 참조하면, 서보모터를 포함한 구동모터로부터 구동력을 전달받아 상하 방향으로 승강운동을 한다.
하부금형플레이트(20)는 도 1 및 도 3을 참조하면, 볼스크류(10)의 상방에 위치하고, 하부면이 볼스크류(10)와 연결되어 볼스크류(10)가 승강운동을 함에 따라 함께 승강운동을 한다.
상부금형플레이트(30)는 도 1 및 도 3을 참조하면, 하부금형플레이트(20)의 상방에 이격되어 위치하고, 승강운동을 하는 하부금형플레이트(20)에 의해 승강운동을 하게 된다.
한편, 성형소재를 가압하여 제품을 성형하는 프레스 성형시 성형온도는 성형제품의 품질을 결정하는 중요한 변수로 작용한다.
성형소재를 가압하는 금형의 온도가 높을 경우, 성형수축률이 커져 싱크마크, 플래시 등이 발생하게 되고, 금형의 온도가 낮을 경우, 성형제품의 응고가 빠르게 진행되어 제품의 광택이 떨어지고, 프로마크나 웰드라인이 발생하게 된다.
특히, 본 발명에서와 같이 상부와 하부에서 성형이 이루어지는 2 단 구성의 프레스에서 본원발명에 포함된 성형동기화장치(50)가 구비되어 있지 않을 경우, 각각의 금형이 합쳐지는 합형과정은 다음과 같이 이루어진다.
먼저, 도 3을 참조하면, 볼스크류(10)에 의해 상승운동을 하는 하부금형플레이트(20)가 정지해 있던 상부금형플레이트(30)와 1차로 합형되어 상부금형플레이트(30)를 상방으로 밀어 올리게 된다.
이후, 합형된 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30)가 함께 상승운동을 하면서 상부금형플레이트(30)가 프레임의 천정하면(150)과 2차로 합형된다.
즉, 합형이 시간적 간격을 두고 순차적으로 이루이진 후, 가압에 의한 성형과정이 진행하게 된다.
이럴 경우, 1차적으로 먼저 합형이 이루어지는 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30)는 상승하는 도중에 냉각장치 등에 의해 냉각되어 2차적으로 합형이 이루어지는 상부금형플레이트(30)와 프레임의 천정하면(150) 간에 온도편차가 발생하여 초기 성형온도가 서로 달라질 수 있다.
즉, 1차 합형과 2차 합형과정이 순차적으로 이루어질 경우, 각 합형과정에서 온도편차가 발생하게 되며, 이러한 온도편차는 동일한 초기 성형온도를 유지할 수 없기 때문에 상술한 바와 같이 성형제품의 품질을 저하시키고, 불량률을 높이게 된다.
따라서, 2 단으로 구성된 본원발명에서 하부금형플레이트(20)의 상면과 상부금형플레이트(30)의 하면에 장착된 금형 간의 합형 및 상부금형플레이트(30) 상면과 프레임의 천정하면(150)에 장착된 금형 간의 합형이 동시에 이루어지게 한 후, 동일한 온도조건에서 성형소재를 가압하여 제품을 성형할 수 있도록 합형과 성형과정이 동일한 시간대에 이루어지도록 동기화할 필요가 있으며, 본원발명에서는 아래에 서술된 성형동기화장치(50)가 그 기능을 수행하게 된다.
도 3내지 도 6에 도시된 성형동기화장치(50)는 상술한 바와 같이 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30) 사이 및 상부금형플레이트(30)와 프레임의 천정하면(150) 사이에서 동시에 성형이 이루어질 수 있도록 하는 장치이며, 성형동기화장치(50)는 플레이트연결구(52)와 합형동기화탄성체(54)를 포함하여 구성되고, 프레임(100)의 양 측면에 각각 구비된다.
성형동기화장치(50)의 플레이트연결구(52)는 도 4 및 도 6과 도 7을 참조하면, 다수 개가 구비되며, 하부금형플레이트(20)가 승강운동을 할 때, 승강운동을 하는 하부금형플레이트(20)에 의해 상부금형플레이트(30)가 승강운동을 할 수 있도록 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30)를 서로 연결한다.
구체적으로, 도 3과 도 6 및 도 8을 참조하면, 플레이트연결구(52)는 프레임(100)의 양 측면에 형성된 가이드절개부(110)를 통해 외측으로 노출된 상부금형플레이트(30)와 하부금형플레이트(20)의 양 측면 단부를 프레임(100)의 측면 외측에서 높이방향으로 서로 연결한다.
이때, 플레이트연결구(52)는 프레임(100)에 형성된 가이드절개부(110)를 중심에 두고 가이드절개부(110)의 양 측면에 한 쌍으로 구비된다.
플레이트연결구(52)는 도 6 및 도 8에 도시한 바와 같이 일측 단부가 상부금형플레이트(30)의 측면에 고정되는 방식으로 연결되고, 타측 단부는 하부금형플레이트(20)의 측면에 삽입관통하는 방식으로 연결되되 하부금형프레이트를 하방으로 관통한 부분은 길이가 더 연장되어 하부금형플레이트(20)가 승강운동을 할 때 승강경로를 가이드하는 기능도 수행하게 된다.
성형동기화장치(50)의 합형동기화탄성체(54)는 도 6과 도 8을 참조하면, 코일형 스프링이 사용될 수 있으며, 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30) 사이에 위치한 플레이트연결구(52) 부분에 외삽되어 구비된다.
합형동기화탄성체(54)는 먼저 상승운동을 하는 하부금형플레이트(20)의 상면과 상부금형플레이트(30)의 하면에 장착된 금형의 합형시간을 지연시켜 하부금형플레이트(20) 상면과 상부금형플레이트(30)의 하면에 장착된 금형 간의 합형 및 상부금형플레이트(30) 상면과 프레임의 천정하면(150)에 장착된 금형이 동시에 합형된 후 가압에 의한 성형도 동시에 이루어질 수 있도록 한다.
즉, 본원발명의 합형동기화탄성체(54)는 상하 2 단 성형시 금형 간의 합형이 순차적으로 진행되지 않고, 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30) 및 상부금형플레이트(30)와 프레임의 천정하면(150)에 장착되는 금형이 동시에 합형되고, 성형과정 또한 동시에 진행될 수 있도록 합형시간과 성형시간을 동기화시키는 기능을 수행하게 된다.
이하, 본 발명에 포함된 성형동기화장치(50)의 동작방식에 대해 설명하면 다음과 같다.
상술한 바와 같이 본원발명에서 성형이 이루어지는 위치는 하부금형플레이트(20)의 상면과 상부금형플레이트(30)의 하면 및 상부금형플레이트(30)의 상면과 프레임의 천정하면(150)에 각 장착된 금형이 동시에 합형된 후 가압이 이루어져 성형과정이 진행된다.
구체적으로, 도 3 과 도 6 및 도 8을 참조하면, 볼스크류(10)의 회전에 의해 하부금형플레이트(20)가 먼저 상승운동을 하면서 상방에 위치한 상부금형플레이트(30) 방향으로 접근한다.
이때, 하부금형플레이트(20)는 상부금형플레이트(30)와 하부금형플레이트(20) 사이에 위치한 합형동기화탄성체(54)와 함께 상승운동을 하게 된다.
이후, 상승하는 합형동기화탄성체(54)의 상측 단부가 상부금형플레이트(30)와 접하고, 볼스크류(10)가 계속 회전하여 하부금형플레이트(20)와 합형동기화탄성체(54) 및 상부금형플레이트(30)를 함께 프레임의 천정하면(150) 방향으로 밀어올리면, 상부금형플레이트(30)는 프레임의 천정하면(150)에 접근하게 된다.
이때, 합형동기화탄성체(54)가 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30) 사이에서 압축되어 탄성에 의한 반발력이 발생하게 되고, 이 반발력은 상부금형플레이트(30)와 프레임(100)의 천정하면에 장착된 금형이 합형될 때까지 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30)에 장착된 금형의 합형시간을 지연시키게 된다.
즉, 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30)가 상승하는 과정에 하부금형플레이트(20) 상면과 상부금형플레이트(30)의 하면에 장착된 금형이 먼저 합형되지 않도록 합형시간을 지연시키게 된다.
이후, 볼스크류(10)가 계속 회전하면, 하부금형플레이트(20) 상면과 상부금형플레이트(30)의 하면에 장착된 금형 및 상부금형플레이트(30)와 프레임의 천정하면(150)에 장착된 금형이 동시에 합형된 후 성형소재에 대한 가압이 이루어져 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30)사이 및 상부금형플레이트(30)와 프레임의 천정하면(150) 사이에서 동시에 제품을 성형하게 된다.
한편, 본 발명에서 플레이트연결구(52)와 합형동기화탄성체(54)를 포함하여 구성되는 성형동기화장치(50)는 도 6 및 도 8에 도시한 바와같이 프레임(100) 양 측면의 외측에 구비되는데 그 특징이 있다.
만일, 성형동기화장치(50)가 프레임(100)의 내부 즉, 성형소재를 가압하여 성형이 이루어지는 위치에 구비될 경우, 성형과정 또는 성형이 완료된 제품을 인출할 때 간섭이 일어날 우려가 있다.
특히 다른 제품을 성형하기 위해 금형을 교체할 경우, 금형과의 간섭에 의해 교체과정에 쉽지 않으며, 그 유지 및 보수가 어려운 문제점이 있다.
또한, 제품의 형상에 따라 높이가 높은 금형으로 교체할 경우, 합형동기화탄성체(54)도 길이가 긴 것으로 교체하여야 하는데, 성형동기화장치(50)가 프레임(100)의 내부에 장착될 경우, 하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30) 및 프레임의 천정하면(150) 간의 높이 간격에 따른 제한으로 인해 교체가 불가능하거나, 교체에 어려움이 있을 수 있다.
즉, 즉 금형의 형상 특히 높이에 따라 성형동기화장치(50)의 호환성이 현저이 떨어지게 된다.
그러나, 본원발명에서와 같이 성형동기화장치(50)가 프레임(100)의 측면 외측에 구비될 경우, 성형과정 또는 성형이 완료된 제품을 인출할 때 간섭에 대한 영향을 전혀 받지 않고, 유지 및 보수가 용이한 특징이 있다.
특히, 성형동기화장치(50) 중 합형동기화탄성체(54)는 성형되는 제품에 따라 장착되는 금형의 높이가 다르더라도 다른 길이의 합형동기화탄성체(54)로 용이하게 교체할 수 있어 금형의 높이에 따른 호환이 용이한 특징이 있게된다.
수냉식냉각장치(60)는 도 7 및 도 8을 참조하면, 제품성형을 위한 금형이 장착되는 프레임의 천정하면(150), 상부금형플레이트(30) 및 하부금형플레이트(20)의 내부를 냉각수 유동방식에 의해 냉각수를 강제 순환시켜 냉각시키는 열교환장치로서, 냉각수순환제어부(65)와 냉각수유동관(62) 및 냉각수유동유로(미도시)를 포함하여 구성된다.
도 8을 참조하면, 본원발명에서 제품성형을 위해 금형이 장착되는 프레임의 천정하면(150), 상부금형플레이트(30) 및 하부금형플레이트(20)에는 내부를 가로방향으로 관통하여 냉각수유동유로가 형성되며, 냉각수유동유로의 각 단부는 냉각수유동관(62)에 의해 외부로 연결된다.
이 냉각수유동유로를 통해 냉각수가 유동하며 성형을 위한 금형이 장착되는프레임의 천정하면(150)와 상부금형플레이트(30) 및 하부금형플레이트(20)를 냉각시키게 된다.
즉, 합형에 의해 제품을 성형하는 금형을 직접적으로 냉각하지 않고, 금형이 장착되는 프레임의 천정하면(150), 상부금형플레이트(30) 및 하부금형플레이트(20)를 간접적으로 냉각하여 급격한 온도변화에 의한 열응력이 금형에 직접 영향을 미치지 않도록 한다.
한편, 프레임(100)의 상부에는 냉각수순환제어부(65)가 구비되며, 냉각수순환제어부(65)에서는 가압공정에 의해 제품이 성형된 후, 냉각수유동관(62)을 통해 냉각수를 순환시키고, 냉각수의 온도를 제어하게 된다.
냉각수의 순환경로는 냉각수순환제어부(65)에서 유출된 냉각수가 냉각수유동관(62)을 통해 하부금형플레이트(20)의 내부에 형성된 냉각수유동유로를 유동하여 하부금형플레이트(20)를 냉각시킨다.
이후, 냉각수유동관(62)을 통해 상부금형플레이트(30)의 내부에 형성된 냉각수유동유로를 유동하며 상부금형플레이트(30)를 냉각시킨 후, 냉각수유동관(62)을 통해 프레임의 천정하면(150)으로 유입되어 프레임의 천정하면(150)에 형성된 냉각수유동유로를 유동하며 프레임의 천정하면(150)을 냉각시킨다.
프레임의 천정하면(150)을 냉각시킨 냉각수는 냉각수유동관(62)을 통해 다시 냉각수순환제어부(65)로 피드백되어 이전 순환 경로로 다시 재순환하며 하부금형플레이트(20), 상부금형플레이트(30) 및 프레임의 천정하면(150)을 반복적으로 냉각시키게 된다.
한편, 냉각수순환제어부(65)에서는 냉각수의 온도를 설정할 수 있으며, 냉각수순환제어부(65)로 피드백되어 유입되는 냉각수의 온도를 측정하여 측정된 온도에 따라 냉각수의 온도를 유지할 수 있도록 한다.
작동버튼(200)은 도 1 및 도 7을 참조하면, 프레임(100)의 전면부 작업대에 구비되며, 서보프레스의 작동시키는 서보모터를 포함한 구동모터를 작동 또는 작동정지시켜 성형제품을 성형하거나 성형이 완료된 제품을 인출하기 위해 구비되는 서보프레스의 작동을 온오프 제어하기 위해 구비된다.
긴급정지버튼(210)은 도 1 및 도 7을 참조하면, 프레임(100)의 전면부 작업대에서 작업을 하는 작업자가 서보프레스의 작동을 긴급하게 정지시킬 수 있도록 프레임(100)의 전면부 작업대에 구비된다.
보조긴급정지버튼(220)은 도 2를 참조하면, 프레임(100)의 후면부에 작업을 하는 작업자가 서보프레스의 작동을 긴급하게 정지시킬 수 있도록 프레임(100)의 후면부 작업대에 구비된다.
안전센서(240)는 도 4와 도 5 및 도 7을 참조하면, 적외선 또는 레이저 등을 포함한 동작감지센서가 사용될 수 있으며, 프레임(100)의 전면부과 후면부의 양 측면에 구비되며, 작업자의 손과 팔을 포함하여 작업자의 선체 일부가 성형과정이 진행되는 프레임(100)의 내측에 위치할 경우 작업자의 신체를 감지하여 긴급하게 서보프레스의 작동을 정지시키기 위해 프레임(100)의 전면부와 후면부의 양 측면에 각각 구비된다.
제어부(300)는 도 1 및 도 9를 참조하면, 성형 제품의 총생산수량, 현재생산수량을 표시하고, 금형플레이트의 승강속도, 금형플레이트의 현재위치, 금형플레이트의 대기위치, 금형플레이트의 가압위치, 금형플레이트의 가압 유지위치, 금형플레이트의 가압유지시간, 금형플레이트의 가압유지경과시간을 포함한 제어변수를 터치 스크린 방식으로 설정하고 모니터링 할 수 있다.
또한, 제어부(300)에서는 작업자의 신체 일부가 프레임(100)의 내측에 위치하고, 이를 안전센서가 감지할 경우, 안전센서(240)로부터 해당신호를 수신하여, 신속하게 경고알람을 송출시키고, 서보프레스의 구동을 긴급하게 정지시키게 된다.
한편, 제어부(300)에는 와이파이를 포함한 유무선통신장치가 구비되어 원격에 위치한 중앙관리부와 유무선통신을 수행할 수 있으며, 중앙관리부는 원격에서 다수의 서보프레스를 일괄적으로 제어하며 모니터링하게 된다.
구체적으로, 다품종의 성형제품을 생산할 경우, 각 서보프레스는 해당 성형제품에 대한 금형만을 교체하고, 성형을 위한 제어변수는 중앙관리부에서 일괄적으로 설정한 후, 각 서보프레스의 제어부(300)로 일시에 전송하여 셋팅을 할 수 있다.
따라서, 성형제품의 전환에 대해 신속하고, 유연하게 대응하며 성형작업을 수행할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 - 볼스크류 20 - 하부금형플레이트
30 - 상부금형플레이트 50 - 성형동기화장치
52 - 플레이트연결구 54 - 합형동기화탄성체
60 - 수냉식냉각장치 100 - 프레임
240 - 안전센서 300 - 제어부

Claims (3)

  1. 서보모터를 포함한 구동모터로부터 구동력을 전달받아 상하 방향으로 승강운동을 하는 볼스크류(10);
    볼스크류(10)와 연결되어 볼스크류(10)가 승강운동을 함에 따라 함께 승강운동을 하는 하부금형플레이트(20);
    하부금형플레이트(20)의 상방에 위치하고, 승강운동을 하는 하부금형플레이트(20)에 의해 승강운동을 하는 상부금형플레이트(30); 및
    하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30) 사이 및 상부금형플레이트(30)와 프레임의 천정하면(150) 사이에서 성형이 동시에 이루어질 수 있도록 하는 성형동기화장치(50)
    을 포함하고,
    성형동기화장치(50)는
    프레임(100)의 양 측면에 형성된 가이드절개부(110)를 통해 외측으로 노출된상부금형플레이트(30)와 하부금형플레이트(20)의 양 측면 단부를 프레임(100)의 외측에서 높이방향으로 서로 연결하는 다수의 플레이트연결구(52), 및
    하부금형플레이트(20)와 상부금형플레이트(30) 사이에 위치한 플레이트연결구(52) 부분에 외삽되어 구비되며, 하부금형플레이트(20)의 상면과 상부금형플레이트(30)의 하면에 장착된 금형의 합형시간을 지연시켜, 하부금형플레이트(20) 상면과 상부금형플레이트(30) 하면 및 상부금형플레이트(30)의 상면과 프레임의 천정하면(150)에 각 장착된 금형 간의 합형이 동시에 이루진 후 가압에 의한 성형도 동시에 이루어질 수 있도록 하는 합형동기화탄성체(54)
    를 포함하는, 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    제품성형을 위한 금형이 장착되는 프레임의 천정하면(150), 상부금형플레이트(30) 및 하부금형플레이트(20)의 내부를 냉각수 유동방식에 의해 냉각시키는 수냉식냉각장치(60)
    를 더 포함하는, 합형 동기화 기능과 냉각 기능이 구비된 2 단형 서보프레스
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