KR19980702657A - 공정 과정 중 제품의 제조에 관한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

금형 프레스(P1,P2,P3,P4)는 제거 가능 금형(5)를 포함하고, 열(1) 내에 배치되어 공정 중의 제품(W)에 연속적으로 작업할 수 있게 하며, 상기 열(1)에 지그재그로 금형 카르트(C1,C2,C3,C4,C5)가 배치되어 프레스(P1,P2,P3,P4) 내에 금형(5)를 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 연속적인 프레스(P1,P2,P3,P4) 사이에 공정중의 제품(W)를 운송할 수 있다.

Description

공정 과정 중 제품의 제조에 관한 장치 및 방법

종래에는 블랭크(blank)를 나온 공정 과정 중의 제품을 완성하기 위하여, 일련의 제조 프레스를 사용하거나 또는 프레스 열(row)의 제1끝단에 위치하며 공정 과정 중의 제품의 형상을 바꾸기 위한 제조 금형에 공정 과정 중의 제품이 공급되도록 열에 종렬로 배치된 스테이션(station)을 사용함으로써 그 완성 작업이 수행되어 왔다. 비록 완성품이 하나의 제조 공정으로 제조 가능하다고 할지라도, 블랭크로부터 완성품을 생산하기 위하여 3 내지 10의 연속적인 제조 공정을 사용하는 것이 좀 더 일반적이다. 각각의 제조 공정은 통상적으로 상기 금형으로 운반된 공정 과정 중의 제품을 재형성(reshape) 또는 재제조(reform)하기 위하여 제조 금형을 사용한다. 통상적으로 각각의 금형은 수직으로 적당하게 배치된 상반부 및 하반부를 구비하는 금형 세트를 포함하며, 상기 상반부 및 하반부는 서로 상호 운동(relative movement)을 함으로써 다음 차례인 금형 반부 사이의 공정 과정 중에 있는 제품에 대하여 운송을 하게 되고 서로에 대한 반부의 상호 운동은 공정 과정 중의 제품을 물리게 하고 재형성시킨다.

공정 과정 중의 제품에 대해서 연속적인 제조 공정을 수행하기 위한 장치는 다수의 제조 금형을 구비하는 단일의 제조 프레스를 포함할 수 있으며 프레스 내에서 각각의 공정 과정 중의 제품이 연속적으로 이동한다. 상기 타입의 제조 프레스는 운송 프레스(transfer press)로 알려져 있으며, 일단 공정 과정 중의 제품이 프레스의 제1끝단에 도입되면 상기 공정 과정 중의 제품은 프레스 내에 완전히 포함된 운송 수단(transfer mean)에 의해서 금형에서 금형으로 운송된다. 종래의 운송 프레스는 완성품을 생산한다.

공정 과정 중의 제품을 제조하기 위한 또다른 타입의 장치는 진행 금형 프레스(progressive die press)를 포함하는 것으로서, 모든 금형이 하나의 프레스 내에 포함되는 것이다. 그러나 상기 경우는 재료 스트립(strip)이 프레스의 제1끝단에서 공급되고 부품은 연속하는 금형 제조 스테이션에서 스트립을 스템핑(stamping)함으로써 제조되며, 이때 부품에서 스트립을 떼어내는 최종적 금형 공정까지 부품은 스트립이 부착된 채로 방치된다. 금형에서 금형으로 공정 과정 중의 제품의 이동은 공정 과정 중의 제품에 부착된 스트립의 이동으로 수행되며, 그렇기 때문에 스트립 공급기(strip feeder) 자체 외의 어떠한 공정 과정 중의 제품에 대한 운송 장치도 필요하지 않다. 그러나, 최종의 금형 공정까지 공정 과정 중의 제품에 스트립이 부착된 상태가 지속되어야 한다는 필요 때문에 과도한 스크랩(scrap)이 생길 수 있다. 게다가 금형들이 아주 근접해서 위치한 상태를 유지해야 하는 필요 때문에 장치의 구조는 물론 금형들의 교환을 복잡하게 한다.

또한 텐덤 프레스 라인(tandem press line)으로 알려진 것으로서 일렬로 배치된 다수의 독립적인 제조 프레스를 포함하며, 각각의 프레스는 서로 균일한 간격으로 떨어져서 위치하는 장치가 있다. 상기 텐덤 프레스 라인에서는, 공정 과정 중의 제품은 열의 제1끝단에서 프레스로 운반되며, 상기 프레스의 공정에 의해서 형상이 제조된다. 그런 다음 공정 과정 중의 제품은 제1프레스로부터 제1프레스 및 다음의 인접 프레스 사이의 공간을 가로질러 운송되고, 그런 다음 인접 프레스로 운송되어 다시 형상이 제조된다. 상기 절차가 열 내에 존재하는 프레스 각각에 대해서 반복된다.

상기한 모든 시스템에 있어서, 공정 과정 중의 제품을 제1프레스 또는 금형 스테이션으로 운반하기 위한 장치의 설치, 공정 과정 중의 제품을 제1프레스 또는 금형 스테이션에서 다음으로 이동시키기 위한 장치 및 공정 과정 중의 제품을 최종의 프레스 또는 금형 스테이션에서 여러종류의 공정 과정 중의 제품 수납기(receiver)에 이동시키기 위한 장치가 필요하다.

공정 과정 중 제품의 프레스로의 입출에 대한 이동 중의 공정 과정 중의 제품을 다루는 것은 결국 심각한 문제가 생기게 한다. 바람직하게는 여러 종류의 자동 재료 조절 장치를 사용하여 공정 과정 중의 제품을 이동시키는 것이 수동 이동 장치를 사용하는 것보다 신속하고, 비용이 덜 들기도 하며, 사용자나 공정 과정 중의 제품 자체에 대해서나 덜 위험하다.

프레스용 자동 재료 조절 시스템(automatic material handling system)은 다양한 형태를 취할 수 있다. 전형적으로는 특수 목적의 오버헤드 리프트(overhead lift), 운반(carry) 및 배치 메카니즘(place mechanism)은 진공 컵(vacuum cups) 또는 그리퍼(gripper)를 수단으로 하여 프레스의 적하(load) 또는 하역(unload)에 사용된다. 상기 메카니즘은 프레스 간의 공정 과정 중의 제품 이동에 사용될 수 있다.

제조될 공정 과정 중의 제품을 바꾸고자 할 때는 프레스 내 금형 세트를 바꿀 필요가 있다. 이것은 대개 프레스 내의 금형 세트를 다른 금형 세트로 교체시키는 공정 과정 중의 제품 이동 장치를 재배치하기 위한 설비를 마련하게 한다. 비록 어떤 장비의 경우는 금형 세트가 프레스 내로 입출될 수 있는 위치로 운송 장치를 올리는 동작, 내리는 동작 및 몸체 이동 동작이 가능하다 하더라도, 종래의 이동 장치는 프레스 열의 제1끝단은 물론 인접한 프레스 사이에 설치된 구조물(framework)이 있는 바닥면 상에서 지지된다.

프레스 라인에 적용되어 사용될 수 있는 자동 재료 조절 장치 또는 공정 과정 중의 제품 이동 디바이스는 여러 종류가 있다. 예를 들어 리프트 및 캐리 셔틀(carry shuttle), 컨베이어, 로보트 암 디바이스(robotic arm device) 및 인공 암 유니트(articulated arm unit)는 공정 과정 중의 제품을 프레스 공정에 대한 시간 관계에 따라서 제1위치에서 제2위치로 이동시키는 기능을 한다.

사용되는 공정 과정 중의 제품 이동 디바이스의 타입에 관계없이, 모두다 금형 교체를 수행하기 위하여 프레스 라인으로부터 제거되어야 하며, 유지 또는 그외 공정을 위하여 금형에 대한 접근이 허용되어야 한다.

제조 프레스는 각 부품의 제조를 위한 상반부 및 하반부로 구성되는 금형 세트를 사용하는데, 좀 더 정확하게 말하면, 완성품을 제조하기 위해 필요한 각각의 공정에 대해서 금형 세트를 사용한다. 프레스 라인 내의 프레스가 하나의 특정 부품 이상에 대한 공정을 가능하게 하기 위해서는 제1부품을 제조하도록 설계된 금형 세트를 제2부품 제조용 금형 세트와 교환하는 장치 및 그 역의 교환 장치를 필요로 하게 된다. 좀 더 효과적으로 교환하기 위하여, 공정 과정 중의 제품 이동 장치는 이동 장치, 금형 세트 및 교환 달성 수단 사이에 생길 수 있는 방해 요소를 피하기 위하여 재배치 또는 조정되어야만 한다.

최신의 프레스 설비에서는 하나의 프레스가 어떠한 금형의 변화 없이도 수백의 부품을 처리할 수 있다. 그러나 통상적으로 대부분의 생산 과정에서는 하나의 프레스 당 5 내지 12의 부품을 처리하고 있다. 금형은 1 내지 15톤 정도로서 매우 크고 무겁기 때문에 하나의 금형 세트를 다른 것으로 교환하는 것은 전체 생산을 전환하는 것만큼이 요구되는 어려운 과정이 된다. 제품 제조 작업 시간이 작게 한정되어 있을 경우에는 많은 수의 금형 교환이 필요하다. 만약 교환에 필요한 시간이 각각에 대하여 6 내지 8시간이라면 생산 시간은 심각하게 제한된다..

금형 교환 장치(die changing equipment)는 계속해서 발전해 왔으며, 금형의 교환을 상대적으로 신속하게 수행할 수 있는 장치가 사용되고 있다. 상기 장치의 일부는 바퀴를 구비하는 이동 금형 카르트(movable die cart)를 포함하며, 금형 세트가 카르트로부터 제1끝단의 프레스 내로 이동될 수 있는 위치 사이의 바닥면 트랙 상을 이동할 수 있고, 반면 프레스 내 구(舊) 금형 세트는 프레스를 빠져 나와 프레스의 반대쪽 끝면에 위치한 다른 카르트로 동시에 이동된다.

금형 카르트는 프레스 교환을 달성하는데 필요한 막대한 양의 시간을 제거할 수 있다. 예를 들어 텐덤 프레스 라인에서는 카르트는 프레스 라인의 각 끝의 위치 뿐만 아니라 인접한 프레스 사이의 위치로 이동하여 금형을 교환한다. 금형 교환에 대한 다수의 배치가 효과적으로 사용될 수 있으며, 어느 위치에서든 1에서 4 또는 그 이상의 프레스가 각 금형 카르트에 의해서 이루어진다. 금형 교환에 사용되지 않는 경우의 금형 카르트는 일반적으로 프레스에서 멀리 떨어진 위치에 파킹되어 사용자를 위한 공간 및 프레스 동작시의 공정 과정 중의 제품 이동 장치를 위한 공간을 제공한다. 예를 들어, 소위 도미노(domino) 과정은 텐덤 프레스 라인 또는 단순한 3단계로 이동/진행/블랭크 프레스의 금형들을 바꿀 수 있다. 상기 공정은 프레스 수보다 하나가 더 많은 금형 카르트를 사용하며, 상기 3단계는:(1) 새로운(new) 금형 세트를 실은 하나의 금형 카르트를 제외한 모든 금형 카르트를 선적하한다. 그리고 카르트를 프레스 라인 내로 이동시켜 비어 있는 금형 카르트가 프레스 라인의 제1끝단에 위치하도록 한다.; (2) 동시에 사용한(old) 금형 세트를 관련 프레스로부터 빈 금형 카르트를 향한 방향으로 구동시킨다. 새로운 금형 세트가 인접 프레스로 삽입될 때에 사용한 금형 세트를 프레스로부터 금형 카르트 상으로 이동시킨다. 및; (3) 현재 사용한 금형 세트를 운반하는 금형 카르트를 프레스 라인 밖으로 이동시킨다. 상기 공정에서 초기에 어느 금형 세트도 갖지 않은 금형 카르트는 사용한 금형 세트 중 하나를 싣게 될 것이며, 라인의 반대편 끝면에 있는 금형 카르트는 하나의 금형 세트도 운반하지 않을 것이다.

상기한 방식으로 기능하는 금형 카르트는 펜톤, 미시칸의 아틀라스 테크놀로지스, 인크.,(Atlas Technologies, Inc., of Fenton, Michican) 사에서 제조되며, 세계적으로 널리 사용되고 있다.

금형 카르트 및 사용한 금형 세트를 프레스 라인으로부터 제거한 다음에 공정 과정 중의 제품을 프레스로 입출시키기 위한 재료 조절 장치는 인접 프레스 사이의 공간에 배치되며, 금형 카르트는 프레스와 멀리 떨어진 지역에 파크된다.

금형 교환을 수행하기 위한 이동 가능 금형 카르트의 사용이 많은 이점을 갖고 있다 하더라도, 현재 사용되는 다수의 설비에서는 유용한 바닥 공간을 확보하는 것은 이동 금형 카르트의 사용 상에 심각한 제한을 준다. 다수 대규모 프레스 설비에 있어서, 구체적인 시설은 수년 전에 설계되고 건설되기 마련이어어서 상기 설계는 당시의 경제력 및 구입가능한 재료에 따르게 된다. 많은 경우에 있어서, 일련의 평행 텐덤 프레스 라인은 베이(bay) 당 두 개의 프레스 라인을 구비하고 이동 금형 세트용 오버헤드 크레인(overhead crane)을 구비하여 사용된다. 어떤 경우에는 크레인 트랙은 베이의 나비에 걸쳐 있게 되어, 프레스 열에 수직의로 위치하게 되나, 다른 경우에는 크레인 트랙 및 프레스 열은 평행하게 된다. 종래에는 두 개의 평행한 프레스 라인이 적당한 위치로 떨어져 있어서, 프레스로 입출되는 금형 세트의 이동을 위한 것 뿐만 아니라 프레스 유지용 접근 공간의 필요를 충족시키기 위한 통로(aisle)를 형성한다. 종래에는 구조물 베이(building's bay)의 각 외부 모서리 상에 작은 통로가 구비되나, 상기 통로는 프레스, 컬럼(columns)을 지지하기 위한 크레인 트랙 등 기초적인 필요 때문에 대개는 매우 좁다.

대부분의 경우에 있어서, 구식의 프레스 설비는 금형 카르트 또는 이동 재료 조절 장치 어느 것도 구비하고 있지 않다. 왜냐하면 그것들은 프레스 사이의 부품 조절을 수작업에 의존했고 그럼으로써 프레스 열의 끝면 및 인접 프레스 사이에 자동 재료 조절 장치를 위한 바닥 공간을 제공할 필요가 없기 때문이다. 어떠한 타입의 이동 금형에 대한 파킹 또는 프레스가 작동 중일 경우 프레스에서 멀리 떨어져 있는 다른 카르트에 대한 파킹은 허용되지 않는다. 결과적으로 신속한 금형 교환을 목적으로 이동 금형 카르트를 사용하여 얻을 수 있는 유용한 이점들은 몇몇 구식 설비에서는 달성하기 어렵다고 하겠다.

상기 문제를 부분적으로나마 해결하는 방법으로서 소위 시스터(sister) 프레스 라인으로 알려진 것을 사용하는 것이 있으며, 그것은 두 개의 거의 동일하고 평행한 프레스 열이 그 사이의 중앙 통로에 위치하는 하나의 카르트 라인에 의해서 수행된다. 상기 해결책은 두 개의 프레스 열이 거의 동일해야 하며, 또한 두 개의 열 내 금형 세트가 동시에 교환될 수 없으므로 장치의 스케줄 탄력이 제한되게 된다. 게다가 제2열에 새로운 금형을 예비 스테이지(prestage) 하기 위한 공간을 만들기 위하여 프레스의 제1열 사용한 금형을 하역시키기 위한 크레인을 기다리는 동안 각 라인에 대한 금형 예비 스테이지가 제1열에서 다음까지 수시간이 지연된다. 더욱이, 금형 카르트는 중앙 통로에 파킹되어야만 한다. 왜냐하면 크레인 트랙이 충분히 길지 않기 때문에 외부 통로 즉, 구조물의 벽 다음 통로는 크레인에 의해서 접근 가능하지 않기 때문이다.

구식 설비가 금형 카르트에 금형 교환 시스템을 수반하지 못하는 결과로서 금형 카르트를 프레스의 평행 열 사이의 위치에 파킹시키고 구조물 벽을 따라서 존재하는 통로 내에 프레스와 관련된 공정 과정 중의 제품 이동 장치를 이동 및 파킹시킬 필요가 있다. 그러면 소통 및 유지 접근을 위한 통로의 용도는 상실하게 된다. 게다가 종래의 프레스 인접 열 사이의 공간은 하나 이상의 금형 카르트를 수반할 수 없으며, 시스터 개념의 실용화 또는 두 라인 중 단지 하나만을 서브하도록 금형 카르트의 능력 제한이 필요하게 된다.

본 발명의 원칙적인 목적은 상기 문제를 극복하는데 있다.

본 발명은 제조 프레스(forming press) 내에서 공정 과정 중의 제품(workpiece) 제조 금형(forming die)을 교환하기 위한 방법 및 장치와 상기 다수의 프레스 각각으로 공정 과정 중의 제품을 연속해서 운송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 대한 바람직한 실시예에 따라서 구성된 장치가 도면에 도시되어 있다.

제1도는 열 사이에 위치하는 정지 금형 래크를 구비하는 금형 프레스의 두 개의 열에 대한 평면도를 도시한다.

제2도는 제1도의 저면에서 바라본 프레스의 열에 대한 정면도를 도시한다.

제3도는 제1도에 도시한 장치에 대한 측면도를 도시한다.

제4도는 제1도의 저면에서 도시된 금형 카르트가 정지 금형 래크의 부근의 위치로 이동한 상태를 제1도에서와 같이 평면도로 도시한다.

제5도는 제4도에 도시한 장치의 정면도를 도시한다.

제6도는 제4도에 도시한 장치의 측면도를 도시한다.

제7도는 금형 카르트 및 관련 장치에 대한 등축으로 확대된 사시도를 도시한다.

본 발명에 따른 방법 및 장치는 상기한 문제점을 극복하기 위하여 금형 카르트를 구비하여 프레스 열의 반대편 끝 위치 및 인접 프레스 사이의 위치로 이동할 수 있도록 하여 금형 교환을 가능하게 하였으며, 동시에 열의 제1끝단에 위치하는 프레스 내로 공정 과정 중의 제품을 이동시켜 프레스에서 프레스로 열의 반대편 끝으로 뿐만 아니라 열의 반대편 끝에서 최종의 프레스로부터 이동시킬 수 있는 수단에 의해서 재료 조절 또는 공정 과정 중의 제품 이동 장치용 지지대를 구비한다. 각각의 금형 카르트가 금형 세트 뿐만 아니라 공정 과정 중의 제품 이동 장치를 수반할 수 있게 함으로써, 각각의 카르트는 프레스가 동작하는 중에도 프레스 열 내에 남아 있을 수 있으며, 그럼으로써 통로 내에 금형 카르트 또는 공정 과정 중의 제품 이동 장치를 파킹시킬 필요가 없어진다. 상기 배치는 금형 래크(die rack)를 프레스 열 사이의 위치에 배치시키는 것을 가능하게 하며, 금형 카르트는 금형 교환 동작 동안에 부리고 싣는 동작을 가능하게 한다. 금형 세트는 오버헤드 크레인 또는 기타 적당한 수단에 의해서 금형 래크로 입출될 수 있다.

본 발명의 요지는 본 발명에 따른 이동 카르트가 금형 세트의 지지 및 금형 교환의 달성 뿐만 아니라 공정 과정 중의 제품 이동 장치를 구비하여 카르트로 하여금 프레스가 동작하는 동안 프레스 열 사이의 통로 보다는 프레스 내에 파킹될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명에 따른 방법 및 장치의 특히 현저한 특징은 프레스 공간 설비 내 유용한 바닥 공간을 좀 더 효과적으로 실용화시킨 것 및 종래 장치가 갖고 있는 부담스러운 제한 요소를 제거할 수 있다는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 구성된 장치는 평행하고 종축으로 확장된 열(1) 및 (2)로 배치된 종래의 금형 프레스와 관련지어 사용에 적합하게 되어 있다. 열(1)의 프레스는 (P1), (P2), (P3) 및 (P4)로 나타내었으며, 열(2)의 프레스는 참조 부호(P5), (P6), (P7) 및 (P8)로 나타내었다. 각각의 프레스는 베드(bed)(3)을 구비하여 그 위에 금형 세트(5)의 하반부(4)가 제거될 수 있도록 부착될 수 있으며, 종래대로 금형 상반부(6)은 수직으로 왕복 운동하는 램(ram)(도시되지 않음)에 제거될 수 있도록 부착된다. 상기한 프레스(P1) 내지 (P8)의 각각은 설명의 편의를 위하여 동일하게 도시되어 있으나, 열(1) 및 열(2)의 프레스가 반드시 동일 형상 또는 동일 크기 또는 동일한 공정 중의 제품일 필요가 없다는 것은 당연하다.

프레스의 두 개의 열(1) 및 (2) 사이를 확장하는 것은 5개의 평행 트랙 세트, 즉 (7),(7); (8),(8); (9),(9); (10),(10); (11),(11)이다. 두 개의 바퀴가 달린 금형 카르트가 각각의 트랙 쌍 상에서 이동할 수 있게 지지된다. 5개의 금형 카르트(C1)-(C5)는 열(1)에 관련되어 있고, 5개의 금형 카르트(C6)-(C10)은 열(2)에 관련되어 있다. 개시된 실시예에서는 각각의 금형 카르트가 같게 도시되어 있고, 또 그렇게 이해될 수 있을 지라도, 프레스의 열(1) 및 (2)가 상이한 공정 과정 중의 제품에 대해서 공정을 수행할 때에는 관련된 금형 카르트는 각각에 대응하는 공정 과정 중의 제품에 조정되어 개선될 수 있을 것이다.

각각의 금형 카르트는 각 쌍의 트랙(7)-(11) 상을 운행하는 바퀴(보이지 않음) 상에 설치된 몸체(12)를 구비한다. 각각의 금형 카르트는 또한 다수의 롤러 세트(14)가 돌출해 있는 상부 표면을 구비한다. 각각의 카르트는 그 상부 표면에 열(1) 및 (2)에 평행한 채널(15)를 포함하며, 그 내부에는 왕복 드라이버(16)가 설치되어 있다(제7도에 도시됨). 각각의 카르트는 하우징(17)을 구비하며, 그 내부에는 작동 메카니즘, 바퀴를 구동하기 위한 제어 및 드라이버가 설치되어 있다.

상기한 바와 같이 금형 카르트(C1)-(C10)은 종래 기술이며, 아틀라스 테크놀로지, 인크.(Atlas Technologies, Inc.) 사에서 제조되는 제품에 해당한다.

프레스의 열(1) 및 (2) 사이의 통로 및 마주보고 정렬해 있는 쌍의 프레스(P1)-(P5), (P2)-(P6), (P3)-(P7), (P4)-(P8) 내에 바람직한 고정 금형 래크(18), (19), (20), (21)가 장착되며, 상기 금형 래크는 각각의 마주보는 프레스 쌍 사이에 하나씩 배치된다. 각각의 금형 래크는 종래의 것이며, 상부 표면을 구비하고 있어서 그 위에 금형 세트(5)가 예비 스테징(prestaging)을 위하여 지지될 수 있다. 각각의 금형 세트는 종래대로 오버헤드 크레인 또는 다른 적당한 수단(도시되지 않음)에 의해서 그와 관련된 금형 래크로 운반될 수 있다.

본 발명에 따라 구성된 금형 카르트는 수직 및 수평 프레임 부재(25) 및 (26)을 각각 구비하는 상부구조(24)(superstructure)를 포함함으로써 종래 기술에서 더 진보된 개선 구조를 갖게 된다. 상부구조(24)는, 일반적으로 참조 번호(27)로 표현되며 종래의 디바이스들 중 임의의 것을 포함할 수 있는 공정 과정 중의 제품 운송 장치에 대한 지지대를 구비한다. 제1도 내지 제7도에 도시한 바와 같이 운송 장치(27)은 상표 패쓰파인더(PATHFINDER)로 제조, 판매되는 아이. 에스. 아이. 로보틱스 코포레이션, 프레져, 미시칸(I. S. I. Robotics corporation, Fraser, Michigan) 사(社) 제품인 메카니즘에 해당한다. 각각의 운송 장치(27)는 관련된 프레스 열(1) 및 (2)에 평행한 방향으로 수평하게 왕복 운동하는 적어도 하나의 캐리지(carriage)(28) 및 제1캐리지에 의해서 운반되고 수직 왕복 운동을 위하여 슬라이드(slide)(30) 상에 장착된 제2캐리지(29)를 포함한다. 링크 장치(linkage)(31)의 제1끝단은 수직으로 왕복 운동하는 캐리지(29)에 결합되어 있고, 링크 장치의 제2끝단은 팔(32)에서 지지되며, 팔의 지지되지 않은 다른쪽 끝은 공정 과정 중의 지지대(33)가 설치되어 있으며, 공정 과정 중의 제품 지지대는 진공 컵(34)(vacuum cups) 또는 기타 적당한 공정 과정 중의 제품 물림 수단 및 지지 수단을 구비한다.

제1도 및 제2도에서 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 프레스의 열(1)은 4개의 프레스 및 5개의 금형 카르트를 포함한다. 각 열의 끝에 각각 하나씩의 금형 카르트가 있으며, 인접해 있는 1쌍의 프레스 사이에 하나씩의 금형 카르트가 배치된다. 프레스 열의 제1끝면에 있는 금형 카르트는 공정 과정 중의 제품을 단지 상기 프레스 열의 제1끝면에 있는 금형 카르트로부터 인접 프레스로 이동시킨다든지 또는 공정 과정 중의 제품을 프레스 열의 제2끝면에 있는 프레스로부터 끝의 금형 카르트로 이동시키는 역할을 한다. 그러나, 2개의 인접 프레스 사이에 위치한 금형 카르트는 공정 과정 중의 제품을 하나의 프레스로부터 상기 2개의 프레스 사이에 위치하는 금형 카르트로 이동시킬 수 있어야 하며, 상기 금형 카르트로부터 다음의 인접 프레스로 이동시킬 수 있어야 한다. 따라서, 프레스 열의 제2끝면에 있는 금형 카르트는 단지 하나의 운송 장치(27)가 필요할 뿐이며, 2개의 인접한 프레스 사이에 공간을 점유한 금형 카르트는 2개이다. 제7도는 2개의 운송 장치를 도시한다.

금형 카르트(C1)-(C10)은 이동 가능 올리개(riser) 또는 금형 카르트 상에서 공정 과정 중의 제품을 지지하기 위한 공정 과정 중의 제품(W) 지지 네스트(supporting nest)(36)을 포함함으로써 종래의 금형 카르트에서 더 개선된다. 제2도에 도시된 바와 같이, 각각의 올리개(36)은 인접 프레스에서 금형 하반부(4)의 상부 표면에 해당하는 높이의 상부 표면을 구비한다. 또한 제2도에 도시된 바와 같이, 왼쪽 카르트(C1)에 위치하는 올리개(36)은, 제2도에 도시된 다른 모든 금형 카르트의 올리개(36)가 상기 카르트의 왼쪽 끝에 위치할 때 카르트의 오른쪽에 있다. 각 카르트의 왼쪽 및 오른쪽 사이 및 관련된 그루브(groove)(15)에서의 올리개의 운동은 그루브(15) 내 왕복 드라이버(16)에 의해서 실행되며, 또한 하우징(17) 내에 왕복 드라이브(도시되지 않음)에 결합된다.

상기 장치의 동작에 있어서, 각 프레스는 그 내부에 개방 금형 세트(5)를 구비하며, 각 금형 카르트는 그 위에 올리개(36)을 구비한다. 종래의 방법과 마찬가지로 프레스 내에서 제조될 공정 과정 중의 제품은 각 열(1) 및 (2)의 왼쪽 끝에 있는 스택(stack)에 위치한다. 그리고 개개의 시트는 스택으로부터 들어올려져서 아틀라스 테크놀로지스, 인크.(Atlas Technologies, Inc,.) 사 제품과 같은 종래의 디스태킹 장치(destacking equipement)에 의해서 각 프레스 열의 왼쪽 끝에 위치하는 올리개(35) 상위 위치한다. 제2도에서 공정 과정 중의 제품(W)는 열(1)의 왼쪽 끝에 위치하는 금형 카르트(C1)의 올리개(36)으로부터 이동되고 제1프레스(P1)의 금형 세트(5)의 하반부 및 상반부(4) 및 (6) 사이로 이동된다. 이동 장치(27)은 공정 과정 중의 제품(W)를 풀어서 금형 하반부(4)에 의해서 지지될 수 있게 하고 이동 장치는 금형 반부 사이를 빠져나오게 된다.

금형의 하반부 상에 공정 과정 중의 제품을 올려놓고 금형 세트(5)의 반부 사이로부터 이동 장치를 철수시킨 후, 금형의 상반부(6)은 금형 세트의 반부 사이에서 공정 과정 중의 제품을 제조하기 위하여 하향 이동한다. 그런 다음 금형의 상반부는 상향 운동하고, 다음의 인접 금형 카르트(C2)의 이동 장치는 프레스(P1)으로부터 제조된 공정 과정 중의 제품을 제거하기 위해 작동하고 그것을 카르트(C2)의 올리개(36)으로 이동한다. 그 후 올리개는 제2도에 도시된 위치에서 오른쪽으로 이동된다. 그리고나서 카르트(C2)에 관련된 공정 과정 중의 제품 이동 장치는 공정 과정 중의 제품을 카르트(C2)에서 프레스(P2)로 이동시키고 그것을 열린 금형의 상반부 및 하반부 사이에 위치시킨다. 상기 과정은 공정 과정 중의 제품을 프레스(P2)에서 카르트(C3)로, 프레스(P3)에서 카르트(C4)로 그리고 프레스(P4)로 연속적으로 이동시키는 것을 반복한다. 카르트(C5)에 관련된 이동 장치는 완전히 제조된 공정 과정 중의 제품을 프레스(P4)에서 카르트(C5)의 올리개로 이동시키고, 상기 올리개는 제2도에 도시된 위치에서 오른쪽으로 이동된다. 그리고나서 완전히 제조된 중간 제품은 종래의 수단(도시되지 않음)에 의해서 카르트(C5)로부터 제거된다.

프레스 열(1)에서 제조될 공정 과정 중의 제품의 생산 공정을 마친 다음에, 올리개(36)은 카르트로부터 제거되고, 이동 메카니즘(27)은 프레스로부터 철거되는데 적합하도록 배치되며, 닫힌 금형 세트(5)의 높이 위의 위치까지 올려진다. 열(1)의 카르트는 상승된 이동 메카니즘을 운반하며 제4도에 도시된 바와 같이 금형 래크(18)-(21)을 따라서 이동한다.

금형 래크는 각각 카르트(C1)-(C4) 상에서 왼쪽으로 구동되는 새로운 금형 세트(5a)를 포함한다. 이때 카르트(C5)는 금형 세트(5) 또는 (5a) 중 어느것도 포함하지 않는다. 카르트(C1)-(C5)는 열(1) 및 제1도에 도시된 위치로 되돌아간다.

그런 다음 금형 세트(5)는 프레스(P4)로부터 비어 있는 카르트(C5)로 이동할 수 있으며, 금형 세트(5a)로 하여금 카르트(C4)로부터 프레스(P4)까지 이동하게 한다. 프레스(P3)로부터 금형 세트(5)의 운동은 카르트(C3) 상의 금형 세트(5a)로 하여금 프레스(P3) 내로 이동하게 한다. 똑같은 방법으로 금형 세트(5)는 프레스(P1) 및 (P2)로부터 금형 카르트(C2) 및 (C3)로 이동하며, 이는 금형 세트(5a)로 하여금 카르트(C1) 및 (C2)에서 프레스(P1) 및 (P2)로 이동하게 한다. 상기 단계에서의 카르트(C1)은 어떤 금형도 더이상 포함하지 않게 될 것이다.

일단 금형 세트(5)가 각각의 프레스로부터 카르트(C2)-(C5)까지 이동되면 그러한 카르트는 제4도에 도시된 위치로 금형 래크를 따라서 되돌아올 수 있다. 이는 금형 세트(5)로 하여금 금형 카르트에서 관련 금형 래크까지 이동하게 한다. 그리고나서 금형 세트(5)는 금형 래크 상에 정지하고 있을 수 있으며, 또는 금형 래크로부터 제거되어 다른 금형으로 하여금 그곳으로 이동할 수 있게 한다.

금형 세트(5)가 각각의 금형 카르트(C2)-(C5)로부터 내려진 후, 각 금형 카르트의 이동 메카니즘(27)은 작동을 위한 재상태로 될 수 있고, 올리개(36)은 각각의 카르트로 회복되어 추가적인 공정 과정 중의 제품을 제조하기 위한 동작을 위하여 열(1)의 프레스 조건을 맞출 수 있다.

프레스 열(2)의 금형 세트는 상기한 프레스 열(1)에서 금형 교환과 관련하여 정확하게 똑같은 방법으로 다른 금형 세트로 교환될 수 있다. 그러나 상기 경우에 카르트(C6)-(C10)은 제1도에 도시된 위치로부터 금형 래크(21)을 따라가는 위치로 이동할 수 있다. 그리고 되돌아온다.

프레스의 수보다 하나가 더 많은 금형 카르트를 구비하는 것은 신속하고 효율적인 방식으로 금형 세트의 교환을 가능하게 한다.

제1도 및 제4도에서는 프레스가 존재하는 베이의 지붕 및 벽에 대한 H-모양 수직 지지대를 도시한다. 또한 도면에서는 지지대 및 프레스 사이의 측면 통로가 프레스 열 사이의 중앙 통로보다 상당히 협소하다는 것을 알 수 있다. 그러나, 측면 통로의 협소함은 거의 영향이 없으며, 본 발명의 사용으로 금형 카르트 또는 공정 과정 중의 제품 이동 메카니즘은 측면 통로에 진입할 필요가 없다. 개시된 실시예는 본 발명의 바람직한 형태를 대표하며, 그에 한정되기보다는 예시적인 것이다. 본 발명은 청구범위에서 한정될 것이다.

Claims (17)

1. 제조 금형이 제조 프레스 내로 출입할 수 있도록 지지 및 이동 장치로서, 제조 프레스 내에서 공정 과정 중의 제품이 제조될 수 있고 상기 프레스로부터 제조된 공정 과정 중의 제품을 이동시킬 때, 상기 장치는:

   제조 프레스의 제1배열 및 제조 프레스의 제1면에 인접한 제1위치로부터 상기 프레스의 상기 제1면을 구비한 배열의 제2위치로 이동 가능 카르트;

   상기 카르트와 더불와 상호 운동할 수 있도록 제조 금형을 조정하는 상기 카르트 상의 조정 수단;

   상기 카르트가 상기 제1위치에 존재할 때 상기 프레스 내로 상기 카르트를 선택적으로 출입시키는 금형 이동 수단;

   공정 과정 중의 제품을 제거 가능하면서 지지할 수 있는 공정 과정 중의 제품 지지 수단;

   상기 지지 수단에 선택적으로 출입하는 공정 과정 중의 제품을 이동시키기 위한 공정 과정 중의 제품 이동 수단; 및

   상기 카르트가 상기 제1위치에 존재하고 상기 금형이 상기 프레스 내에 존재할 때, 상기 이동 수단으로 하여금 공정 과정 중의 제품을 상기 지지 수단에 선택적으로 출입할 수 있도록 이동시키는 이동 수단을 실행시키기 위하여 상기 카르트 상에 상기 이동 수단을 설치하기 위한 설치 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이동 수단은 상기 카르트로부터 상향으로 뻗어나가는 상부 구조를 포함하며, 상기 이동 수단은 상기 상부 구조에 의해서 운반되는 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제조 금형이 상기 이동 수단에 의한 방해없이 상기 카르트로 출입할 수 있도록 상기 이동 수단 및 상기 카르트 사이에 충분한 간격을 주기 위하여 상기 상부 구조에 수직 상호 운동하는 이동 수단을 조정하는 조정 수단을 포함하는 장치.
4. 적어도 하나의 제조 프레스를 구비하며, 상기 프레스 내에는 제조 스테이션이 있으며 제조 스테이션은 독립적인 금형 반부로 구성되어 있어서 그 사이에서 공정 과정 중의 제품을 운반하고 제조할 수 있는 공정 과정 중의 제품 제조 설비에 있어서, 개선된 부분은 1쌍의 이동 카르트를 구비하여 그 중 제1카르트가 제조 스테이션 내 상기 카르트로부터 이동될 수 있는 금형 세트의 위치까지 이동할 수 있으며, 제2카르트는 상기 제조 스테이션으로부터 금형 세트를 수납하기 위한 위치까지 이동할 수 있는 1쌍의 이동 카르트; 공정 과정 중의 제품을 제1카르트에서 제조 스테이션 및 금형 세트의 상하 반부 사이의 위치 내로 운송하기 위하여 상기 제1카르트에 의해서 운반된 제1운송 수단; 공정 과정 중의 제품을 상기 금형 세트의 반부 사이에서 상기 제2카르트까지 운송하기 위하여 상기 제2카르트에 의해서 운반된 제2운송 수단을 포함하는 공정 과정 중의 제품 제조 설비.
5. 제4항에 있어서, 상기 카르트 각각은 상기 금형 세트를 지지할 수 있고, 상기 금형 세트를 상기 카르트로 출입 및 상기 제조 스테이션으로 입출하도록 하기 위한 이동 수단을 구비하는 구조물 세트.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1운송 수단 및 제2운송 수단이 관련 카르트와 상호 조정되어 상기 카르트가 상기 금형 세트 및 관련 운송 수단을 동시에 실행시킬 수 있게 된 구조물 세트.
7. 제6항에 있어서, 상기 금형 세트를 지지하기 위하여 상기 프레스에 인접하여 위치하는 래크를 포함하며, 상기 카르트 중 적어도 하나가 상기 래크에 인접한 위치로 입출입하는 이동이 가능함으로써 금형 세트로 하여금 상기 래크에 입출 및 상기 카르트에 출입하는 이동이 가능하게 된 구조물.
8. 공정 과정 중의 제품 제조 설비에 있어서, 실질적으로 평행하고 일정 간격으로 떨어져 있는 공정 과정 중의 제품 제조 프레스 열을 구비하며, 각 열의 프레스 각각은 서로 떨어져 있으며, 그 사이에서 공정 과정 중의 제품이 배치되고 제거될 수 있도록 금형 반부를 구비하는 금형 세트를 운반하도록 조정될 수 있고, 상기 프레스 수 및 프레스의 공간에 해당하는 복수의 래크가 있고, 상기 래크 각각은 상기 금형 세트 중 하나를 제거 가능하고 운반하기에 적합하도록 조정될 수 있으며, 상기 금형 세트 중 하나를 지지하는데 적합하게 된 복수의 카르트를 구비하며, 상기 래크 중 하나에 인접한 제1위치로부터 프레스 중 하나에 인접해 있고 상기 카르트 상에서 지지되는 금형 세트가 상기 프레스 내로 이동할 수 있고 돌아올 수 있는 제2위치까지 상기 카르트 중 하나를 이동시키기 위한 이동 수단, 및 상기 카르트가 제2위치에 있을 때 카르트에서 인접 프레스까지 카르트에 의해서 지지되는 금형 세트를 이동시키기 위한 이동 수단을 구비하는 공정 과정 중의 제품 제조 설비에 있어서, 개선된 부분은 공정 과정 중의 제품을 상기 카르트에서 인접 프레스까지 그리고 상기 프레스에서 인접한 다음 프레스까지 이동시키기 위하여 상기 카르트 각각에 의하여 운반되는 공정 과정 중의 제품 운송 수단을 포함하는 공정 중의 제품 제조 설비.
9. 제8항에 있어서, 각각의 카르트에 대한 운송 수단은 상기 카르트로 출입하는 금형 세트의 이동 위치로 이동할 수 있으며, 상기 이동이 운송 수단에 방해를 받지 않는 구조물.
10. 제8항에 있어서, 각 카르트로 출입하는 금형 세트를 이동시키기 위하여 상기 카르트 각각에 의하여 운반되는 수단을 포함하는 구조물.
11. 제8항에 있어서, 상기 금형 세트 각각은 상반부 및 하반부로 구성되어 있으며, 각 하반부는 인접 카르트 상부 면 상에 존재하는 관련 프레스 내의 높이에 이르는 공정 과정 중의 제품 지지면, 상기 프레스 내에 존재하는 각 카르트에 의해서 운반되는 공정 과정 중의 제품 지지 수단을 구비하며, 상기 각 공정 과정 중의 제품 지지 수단은 금형 하반부에 인접하는 것에 대응하는 높이로 공정 과정 중의 제품 지지면을 구비하는 구조물.
12. 종축으로 확장하는 열 내에 배치되고 상기 열에 대하여 서로 종축으로 떨어져 있는 제조 프레스에 공정 과정 중의 제품이 연속적으로 존재하는 공정 과정 중의 제품을 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은 금형 세트를 선택된 장소 즉, 금형 세트가 상기 열의 제1끝단에 위치하는 프레스에 인접하여 운반되는 장소로 운반하는 카르트의 이동 단계; 다른 금형 세트를 상기 프레스에 인접한 프레스 사이의 선택된 위치로 운반하는 상기 카르트의 나머지 것에 대한 이동 단계; 상기 열의 제2끝면에서 프레스에 인접한 선택된 위치로 상기 카르트의 다른 것에 대한 이동 단계; 상기 프레스 각각이 상기 금형 세트 중 하나를 포함하고 상기 카르트 중 어느것도 금형 세트를 운반하지 않을 때 상기 프레스의 하나에 인접한 위치로 상기 카르트 각각에 의하여 이동되어지는 금형 세트의 이동 단계; 상기 프레스 열의 제1끝단에서 최종의 카르트 상에 공정 과정 중의 제품을 이동시키는 단계; 상기 최종의 카르트에서 프레스 각각에 및 상기 각각의 카르트가 상기 선택된 위치에 정지하고 있을 때 정지 카르트 각각에 공정 과정 중의 제품을 연속적으로 이동시키는 단계를 포함하는 공정 과정 중의 제품 제조 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 열의 제1끝단에서 제2끝단으로의 공정 과정 중의 제품의 이동은 상기 카르트에 의해서 운반되는 공정 과정 중의 제품 운송 수단에 의해서 수행되는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 카르트에 대한 각각의 운송 수단이 상기 카르트와 관련된 금형 세트 내의 위치와 수직으로 되며 상기 이동 수단에 방해를 받지 않고 상기 카르트에 입출입할 수 있도록 상기 운송 수단의 이동 단계를 포함하는 방법.
15. 공정 과정 중의 제품 제조 방법에 있어서, 종축으로 확장하는 열 내에 상기 각각의 프레스가 그 인접 프레스로부터 일정 간격을 두고 위치하도록 다수의 제조 프레스를 배치시키는 단계; 상기 카르트 상에서 각각의 공정 과정 중의 제품 제조 금형 세트가 지지될 수 있도록 카르트의 수에 하나를 더한 수에 해당하는 프레스를 설치하는 단계; 카르트 중 하나가 상기 열의 제1끝단에 존재하고 그 나머지 카르트가 인접한 프레스 사이의 공간을 차지할 때 상기 프레스에 관련된 위치 내로 상기 카르트 모두에 대한 이동 단계; 금형 세트가 운반되는 각각의 카르트에 의해서 운반되는 금형 세트를 인접 프레스로의 이동 단계; 상기 프레스 열의 제1끝단에서 카르트 상에 공정 과정 중의 제품을 적치하는 단계; 상기 공정 과정 중의 제품을 상기 열의 제1끝단에 있는 카르트로부터 상기 열의 제1끝단에 있는 프레스로 이동시키는 단계; 상기 열의 제1끝단에 있는 프레스 내에서 공정 과정 중의 제품을 제조하는 단계; 완성된 공정 과정 중의 제품을 상기 열의 제1끝단에 있는 프레스 및 다음 인접한 프레스 사이의 공간에서 카르트로 이동시키는 단계; 완성된 공정 과정 중의 제품을 상기 열의 제1끝단에 있는 프레스 사이의 카르트로부터 상기 다음 인접 프레스까지 이동시키는 단계; 상기 다음 인접 프레스 내에서 완성된 공정 과정 중의 제품을 추가적으로 제조하는 단계; 추가적으로 제조된 공정 과정 중의 제품을 다음의 인접 프레스에서 카르트 업스트림까지 이동시키는 단계를 포함하는 공정 과정 중의 제품 제조 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 업스트림 카르트로부터 재제조된 공정 과정 중의 제품을 제거하는 단계를 포함하는 방법.
17. 제15항에 있어서, 공정 과정 중의 제품에 대한 제조 및 재제조동작을 완성한 후 금형 세트를 프레스로부터 각각의 카르트에 되돌리는 단계를 포함하는 방법.