KR102525445B1 - 핫스탬핑용 고속 인라인 이송 시스템 - Google Patents

핫스탬핑용 고속 인라인 이송 시스템 Download PDF

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KR102525445B1
KR102525445B1 KR1020210120317A KR20210120317A KR102525445B1 KR 102525445 B1 KR102525445 B1 KR 102525445B1 KR 1020210120317 A KR1020210120317 A KR 1020210120317A KR 20210120317 A KR20210120317 A KR 20210120317A KR 102525445 B1 KR102525445 B1 KR 102525445B1
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조재동
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주식회사 신영
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Abstract

본 발명은 핫스탬핑용 고속 인라인 이송 시스템에 관한 것이다. 제1 좌,우측 그리퍼들은 적재대의 블랭크를 좌,우측에서 파지해서 후방의 가열 장치로 투입한 후 복귀한다. 제2 좌,우측 그리퍼들은 가열 장치 내의 가열된 블랭크를 좌,우측에서 파지해서 후방의 프레스 금형으로 투입한 후 복귀한다. 제1 이동장치는 제1 좌,우측 그리퍼들을 이동시킨다. 제2 이동장치는 제2 좌,우측 그리퍼들을 이동시킨다. 제어기는 제1,2 좌,우측 그리퍼들과 제1,2 이동장치를 제어한다.

Description

핫스탬핑용 고속 인라인 이송 시스템{High-speed in-line system for hot stamping}
본 발명은 핫스탬핑 공정에서 블랭크(blank) 등의 소재를 이송하는 기술에 관한 것이다.
최근 세계 각국의 연비, 배출가스 및 충돌 규제의 강화와 더불어 친환경 자동차 기술의 대두로 인해 차체 경량화는 필수적 요소이다. 이를 위해 핫스탬핑 기술이 지속적 개발되고 있으며, 현재까지 핫스탬핑 기술을 적용한 차체 부품의 수량이 지속적 증가 추세에 있다.
핫스탬핑은 블랭크 등의 소재를 900℃ 이상 가열한 후 금형 내에서 성형과 동시에 급속 냉각시켜 성형품을 제조하는 공정이다. 이때, 블랭크는 가열 장치(heating device)로 투입되어 열처리된 후, 가열장치로부터 취출되어 프레스 금형(press mold)으로 이송될 수 있다. 그런데, 열처리된 블랭크가 프레스 금형으로 이송되는 중, 잔열 부족에 따른 블랭크가 급속 냉각되어 블랭크의 열손실이 발생될 수 있다.
본 발명의 과제는 열처리된 블랭크의 이송 중 블랭크의 열손실을 최소화할 수 있는 핫스탬핑용 고속 인라인 이송 시스템을 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 핫스탬핑용 고속 인라인 이송 시스템은 제1 좌,우측 그리퍼들과, 제2 좌,우측 그리퍼들과, 제1 이동장치와, 제2 이동장치, 및 제어기를 포함한다. 제1 좌,우측 그리퍼들은 적재대의 블랭크를 좌,우측에서 파지해서 후방의 가열 장치로 투입한 후 복귀한다. 제2 좌,우측 그리퍼들은 가열 장치 내의 가열된 블랭크를 좌,우측에서 파지해서 후방의 프레스 금형으로 투입한 후 복귀한다. 제1 이동장치는 제1 좌,우측 그리퍼들을 이동시킨다. 제2 이동장치는 제2 좌,우측 그리퍼들을 이동시킨다. 제어기는 제1,2 좌,우측 그리퍼들과 제1,2 이동장치를 제어한다.
여기서, 제1 이동장치는 제1 좌측 그리퍼들과 제1 우측 그리퍼들을 해당 블랭크에 좌우 방향으로 근접시키거나 이격시키는 제1 간격조절기들과, 제1 좌,우측 그리퍼들을 적재대와 가열 장치 간에 전후 방향으로 왕복시키는 제1 왕복기구들을 포함할 수 있다.
제2 이동장치는 제2 좌측 그리퍼들과 제2 우측 그리퍼들을 해당 블랭크에 좌우 방향으로 근접시키거나 이격시키는 제2 간격조절기들과, 제2 좌,우측 그리퍼들을 가열 장치와 프레스 금형 간에 전후 방향으로 왕복시키는 제2 왕복기구들을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 열처리된 블랭크의 이송 중, 잔열 부족에 따른 블랭크가 급속 냉각되는 것을 방지하여, 블랭크의 열손실을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫스탬핑용 고속 인라인 이송 시스템에 대한 평면 구성도이다.
도 2는 제1 좌측 그리퍼의 일 예를 나타낸 구성도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 시스템의 작용 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫스탬핑용 고속 인라인 이송 시스템에 대한 구성도이다. 도 2는 제1 좌측 그리퍼의 일 예를 나타낸 구성도이다. 도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 시스템의 작용 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 핫스탬핑용 고속 인라인 이송 시스템(100)은 블랭크(1)를 적재대(10)와 가열 장치(20)와 프레스 금형(30) 순으로 이송시켜가며 핫스템핑 공정을 수행할 수 있게 하는 것으로, 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들과, 제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들과, 제1 이동장치(130)와, 제2 이동장치(140), 및 제어기(150)를 포함한다. 여기서, '좌측', '우측' 용어는 적재대(10)와 가열 장치(20)와 프레스 금형(30)이 전후 방향으로 배치된 기준으로 지칭한 것으로, 그 용어에 한정되지 않는다.
제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들은 적재대(10)의 블랭크(1)를 좌,우측에서 파지해서 후방의 가열 장치(20)로 투입한 후 복귀한다. 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들은 좌,우측에 2개 이상으로 구비되어 블랭크(1)를 안정되게 파지할 수 있다. 제1 좌측 그리퍼(111)들은 전후 방향으로 이격된 상태로 좌측 이동대(111a)에 장착되어 함께 지지될 수 있다. 제1 우측 그리퍼(116)들은 전후 방향으로 이격된 상태로 우측 이동대(116a)에 장착되어 함께 지지될 수 있다.
제1 좌측 그리퍼(111)들이 적재대(10)의 좌측에서 블랭크(1)로부터 이격되어 있다가 블랭크(1)로 근접해서 블랭크(1)를 파지한다. 이와 동시에, 제1 우측 그리퍼(116)들이 적재대(10)의 우측에서 블랭크(1)로부터 이격되어 있다가 블랭크(1)로 근접해서 블랭크(1)를 파지한다.
제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들은 블랭크(1)를 파지한 상태로 후방으로 이동해서 가열 장치(20) 내에 블랭크(1)를 위치시킨 후 해지함에 따라 가열 장치(20) 내에 블랭크(1)를 투입한다. 이후, 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들은 원래 위치로 복귀해서 대기한다.
제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들은 가열 장치(20) 내의 가열된 블랭크(1)를 좌,우측에서 파지해서 후방의 프레스 금형(30)으로 투입한 후 복귀한다. 제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들은 좌,우측에 2개 이상으로 구비되어 블랭크(1)를 안정되게 파지할 수 있다. 제2 좌측 그리퍼(121)들은 전후 방향으로 이격된 상태로 좌측 이동대(121a)에 장착되어 함께 지지될 수 있다. 제2 우측 그리퍼(126)들은 전후 방향으로 이격된 상태로 우측 이동대(126a)에 장착되어 함께 지지될 수 있다.
제2 좌측 그리퍼(121)들이 가열 장치(20)의 좌측에서 블랭크(1)로부터 이격되어 있다가 블랭크(1)로 근접해서 블랭크(1)를 파지한다. 이와 동시에, 제2 우측 그리퍼(126)들이 가열 장치(20)의 우측에서 블랭크(1)로부터 이격되어 있다가 블랭크(1)로 근접해서 블랭크(1)를 파지한다.
제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들은 블랭크(1)를 파지한 상태로 후방으로 이동해서 프레스 금형(30) 내에 블랭크(1)를 위치시킨 후 해지함에 따라 프레스 금형(30) 내에 블랭크(1)를 투입한다. 이후, 제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들은 원래 위치로 복귀해서 대기한다.
제1 좌측 그리퍼(111)는 제1 그립부재(112)와 제2 그립부재(113)가 액추에이터(114)에 의해 상호 근접 또는 이격되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제2 그립부재(113)는 그립 지지체(115)에 고정되고, 제1 그립부재(112)가 제2 그립부재(113)에 대해 피벗 또는 선형 이동 가능하게 그립 지지체(115)에 지지되어 액추에이터(114)에 의해 동작할 수 있다.
제1 좌측 그리퍼(111)는 제1,2 그립부재(112, 113)가 블랭크(1)를 사이에 두고 제1 그립부재(112)가 액추에이터(114)에 의해 제2 그립부재(113)에 대해 근접 또는 이격되도록 동작함에 따라 블랭크(1)를 파지 또는 해지할 수 있다. 제2 그립부재(112)가 제1 그립부재(112)와 연계되어 액추에이터(114)에 의해 가동될 수도 있으므로, 예시된 바에 한정되지 않고 다양하게 구성될 수 있다.
액추에이터(114)는 제어기(150)에 의해 구동 제어된다. 제어기(150)는 제1 그립부재(112)가 액추에이터(114)에 의해 제2 그립부재(113)로부터 이격된 상태로 대기시킬 수 있다. 이 상태에서, 제어기(150)는 블랭크(1)의 위치 정보를 기반으로 블랭크(1)가 제1,2 그립부재(112, 113)의 사이로 위치된 것으로 판단되면, 액추에이터(114)를 구동시켜 제1 그립부재(112)를 제2 그립부재(113)로 근접시킴에 따라 블랭크(1)를 파지할 수 있다.
제1 우측 그리퍼(116)는 제1 좌측 그리퍼(111)와 동일하게 구성될 수 있다. 제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)도 제1 좌측 그리퍼(111)와 동일하게 구성될 수 있다. 제1,2 좌,우측 그리퍼(111, 116, 121, 126)들은 가열 장치(20)를 출입하므로, 1,200℃ 이상 고온 환경 적용 가능하게 내열 구성됨으로써, 고온 환경 노출에 따른 손상이 방지될 수 있다.
또한, 제1,2 좌,우측 그리퍼(111, 116, 121, 126)들은 상하 방향으로 슬림화된 형태로 구성됨으로써, 가열 장치(20)의 상,하측 가열체의 간격을 최소화한 상태로 블랭크(1)를 투입 및 취출할 수 있게 한다. 그에 따라, 열 손실이 최소화된 상태로 블랭크(1)의 가열 시작이 신속하게 수행되므로, 공정 시간을 단축할 수 있다.
제1 이동장치(130)는 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들을 이동시킨다. 제1 이동장치(130)는 제1 좌측 그리퍼(111)들과 제1 우측 그리퍼(116)들을 해당 블랭크(1)에 좌우 방향으로 근접시키거나 이격시키는 제1 간격조절기(131)들과, 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들을 적재대(10)와 가열 장치(120) 간에 전후 방향으로 왕복시키는 제1 왕복기구(132)들을 포함할 수 있다.
제1 간격조절기(131)와 제1 왕복기구(132)는 리니어 액추에이터로 각각 구성될 수 있다. 제1 왕복기구(132)들은 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들을 장착한 좌,우측 이동대(111a, 116a)를 가동 부위들에 각각 고정하고, 제1 간격조절기(131)들은 제1 왕복기구(132)들의 고정 부위들을 가동 부위들에 각각 고정함으로써, 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들을 전후좌우로 이동시킬 수 있다.
다른 예로, 제1 간격조절기(131)들이 좌,우측 이동대(111a, 116a)를 가동 부위들에 각각 고정하고, 제1 왕복기구(132)들이 제1 간격조절기(131)들의 고정 부위들을 가동 부위들에 각각 고정함으로써, 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들을 전후좌우로 이동시킬 수도 있다. 제1 간격조절기(131)와 제1 왕복기구(132)는 전술한 기능을 수행하는 범주에서 공지의 다양한 구성으로 이루어질 수 있다.
제1 간격조절기(131)들은 제어기(150)에 의해 동기화 제어되고, 제1 왕복기구(132)들도 제어기(150)에 의해 동기화 제어된다. 제1 간격조절기(131)들과 제1 왕복기구(132)들은 구동 부위의 과열이 방지되도록 가열 장치(20) 외측에 배치될 수 있다.
제2 이동장치(140)는 제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들을 이동시킨다. 제2 이동장치(140)는 제2 좌측 그리퍼(121)들과 제2 우측 그리퍼(126)들을 해당 블랭크(1)에 좌우 방향으로 근접시키거나 이격시키는 제2 간격조절기(141)들과, 제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들을 가열 장치(20)와 프레스 금형(30) 간에 전후 방향으로 왕복시키는 제2 왕복기구(142)들을 포함할 수 있다.
제2 간격조절기(141)가 제1 간격조절기(131)와 동일하게 구성되고, 제2 왕복기구(142)가 제1 왕복기구(132)와 동일하게 구성됨으로써, 제2 이동장치(140)는 제1 이동장치(130)와 동일하게 구성될 수 있다. 제2 간격조절기(141)들과 제2 왕복기구(142)들은 구동 부위의 과열이 방지되도록 가열 장치(20) 외측에 배치될 수 있다.
제어기(150)는 제1,2 좌,우측 그리퍼(111, 116, 121, 126)들과 제1,2 이동장치(130, 140)를 제어한다. 제어기(150)는 해당 블랭크(1)를 파지 또는 해지하도록 제1,2 좌,우측 그리퍼(111, 116, 121, 126)들을 제어한다. 제어기(150)는 제1 간격조절기(131)들을 제어해서 제1 좌측 그리퍼(111)들과 제1 우측 그리퍼(116)들을 해당 블랭크(1)에 좌우 방향으로 근접시키거나 이격시키고, 제1 왕복기구(132)를 제어해서 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들을 적재대(10)와 가열 장치(20) 간에 전후 방향으로 왕복시킨다.
또한, 제어기(150)는 제2 간격조절기(141)들을 제어해서 제2 좌측 그리퍼(121)들과 제2 우측 그리퍼(126)들을 해당 블랭크(1)에 좌우 방향으로 근접시키거나 이격시키고, 제2 왕복기구(142)를 제어해서 제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들을 가열 장치(20)와 프레스 금형(30) 간에 전후 방향으로 왕복시킨다.
제어기(150)는 가열 장치(20)와 프레스 금형(30)의 작동과 연계하여 제1,2 좌,우측 그리퍼(111,116, 121, 126)들과 제1,2 이동장치(130, 140)를 제어해서 블랭크(1)를 이송시킬 수 있다. 제어기(150)는 시스템(100)을 전반적으로 제어하는 프로세서 등을 포함할 수 있다.
전술한 핫스탬핑용 고속 인라인 이송 시스템(100)의 작용 예에 대해, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 적재대(10)와 가열 장치(20) 사이의 A 영역에서, 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들이 적재대(10)의 좌,우측에서 블랭크(1)로부터 이격된 상태로 대기해 있다가 제1 간격조절기(131)들에 의해 블랭크(1)로 근접해서 블랭크(1)를 파지한다.
이후, 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들은 블랭크(1)를 파지한 상태로 제1 왕복기구(132)들에 의해 후방으로 이동해서 가열 장치(20) 내에 블랭크(1)를 위치시킨 후 해지하면서 제1 간격조절기(131)들에 의해 블랭크(1)로부터 이격됨에 따라 가열 장치(20) 내에 블랭크(1)를 투입한다. 이후, 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들은 제1 왕복기구(132)들에 의해 원래 위치로 복귀해서 대기한다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 가열 장치(20)와 프레스 금형(30) 사이의 B영역에서, 제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들이 가열 장치(20)의 좌,우측에서 블랭크(1)로부터 이격된 상태로 대기해 있다가 제2 간격조절기(141)들에 의해 가열 장치(20) 내의 가열 완료된 블랭크(1)로 근접해서 블랭크(1)를 파지한다.
이후, 제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들은 블랭크(1)를 파지한 상태로 제2 왕복기구(142)들에 의해 후방으로 이동해서 가열 장치(20)로부터 취출한다. 계속하여, 제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들은 제2 왕복기구(142)들에 의해 후방으로 이동해서 프레스 금형(30) 내에 블랭크(1)를 위치시킨 후 해지하면서 제2 간격조절기(141)들에 의해 블랭크(1)로부터 이격됨에 따라 프레스 금형(30) 내에 블랭크(1)를 투입한다. 이후, 제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들은 제2 왕복기구(142)들에 의해 원래 위치로 복귀해서 대기한다.
A 영역과 B 영역의 상기 공정들은 교차로 반복 수행된다. 즉, 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들과 제1 이동 장치(130)에 의한 블랭크(1) 이송 공정과 제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들과 제2 이동 장치(140)에 의한 블랭크(1) 이송 공정은 교차로 반복 수행되면서 블랭크(1)를 가열 장치(20)에 대해 투입 또는 취출한다.
이와 같이, A 영역의 제1 좌,우측 그리퍼(111, 116)들과 B 영역의 제2 좌,우측 그리퍼(121, 126)들이 블랭크(1) 투입과 취출을 개별 담당하므로, 핫스탬핑 공정 중 최적 사이클 타임으로 블랭크(1)를 이송할 수 있다. 그 결과, 열처리된 블랭크(1)의 이송 중, 잔열 부족에 따른 블랭크(1)가 급속 냉각되는 것을 방지하여, 블랭크(1)의 열손실을 최소화할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1..블랭크 10..적재대
20..가열 장치 30..프레스 금형
111..제1 좌측 그리퍼 116..제1 우측 그리퍼
121..제2 좌측 그리퍼 126..제2 우측 그리퍼
130..제1 이동장치 131..제1 간격조절기
132..제1 왕복기구 140..제2 이동장치
141..제2 간격조절기 142..제2 왕복기구
150..제어기

Claims (2)

  1. 적재대의 블랭크를 좌,우측에서 파지해서 후방의 가열 장치로 투입한 후 복귀하는 제1 좌,우측 그리퍼들;
    가열 장치 내의 가열된 블랭크를 좌,우측에서 파지해서 후방의 프레스 금형으로 투입한 후 복귀하는 제2 좌,우측 그리퍼들;
    상기 제1 좌,우측 그리퍼들을 이동시키는 것으로, 상기 제1 좌측 그리퍼들과 제1 우측 그리퍼들을 해당 블랭크에 좌우 방향으로 근접시키거나 이격시키는 제1 간격조절기들과, 상기 제1 좌,우측 그리퍼들을 적재대와 가열 장치 간에 전후 방향으로 왕복시키는 제1 왕복기구들을 구비하는 제1 이동장치;
    상기 제2 좌,우측 그리퍼들을 이동시키는 것으로, 상기 제2 좌측 그리퍼들과 제2 우측 그리퍼들을 해당 블랭크에 좌우 방향으로 근접시키거나 이격시키는 제2 간격조절기들과, 상기 제2 좌,우측 그리퍼들을 가열 장치와 프레스 금형 간에 전후 방향으로 왕복시키는 제2 왕복기구들을 구비하는 제2 이동장치; 및
    상기 제1,2 좌,우측 그리퍼들과 제1,2 이동장치를 제어하는 제어기;를 포함하며,
    적재대와 가열 장치 사이의 A 영역에서, 상기 제1 좌,우측 그리퍼들은 적재대의 좌,우측에서 블랭크로부터 이격된 상태로 대기해 있다가 상기 제1 간격조절기들에 의해 블랭크로 근접해서 블랭크를 파지하고, 이후 블랭크를 파지한 상태로 상기 제1 왕복기구들에 의해 후방으로 이동해서 가열 장치 내에 블랭크를 위치시킨 후 해지하면서 상기 제1 간격조절기들에 의해 블랭크로부터 이격됨에 따라 가열 장치 내에 블랭크를 투입하며, 이후 상기 제1 왕복기구들에 의해 원래 위치로 복귀해서 대기하며;
    가열 장치와 프레스 금형 사이의 B영역에서, 상기 제2 좌,우측 그리퍼들은 가열 장치의 좌,우측에서 블랭크로부터 이격된 상태로 대기해 있다가 상기 제2 간격조절기들에 의해 가열 장치 내의 가열 완료된 블랭크로 근접해서 블랭크를 파지하고, 이후 블랭크를 파지한 상태로 상기 제2 왕복기구들에 의해 후방으로 이동해서 가열 장치로부터 취출하며, 계속하여 상기 제2 왕복기구들에 의해 후방으로 이동해서 프레스 금형 내에 블랭크를 위치시킨 후 해지하면서 상기 제2 간격조절기들에 의해 블랭크로부터 이격됨에 따라 프레스 금형 내에 블랭크를 투입하며, 이후 상기 제2 왕복기구들에 의해 원래 위치로 복귀해서 대기하는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑용 고속 인라인 이송 시스템.
  2. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5869660B2 (ja) * 2012-03-02 2016-02-24 株式会社エイチアンドエフ 搬送装置

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