KR20080108674A - 프레스 장치 및 이를 이용한 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작동유체로서 비압축성 유체를 이용함으로써 반발력의 제어를 더욱 정밀하게 하여 성형제품의 정밀도를 향상시키는 동시에 간단한 구성만으로도 정밀한 제어가 가능한 쿠션장치부를 구비하는 프레스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위해, 승,하강가능한 슬라이드에 부착되어 이동되는 상부금형과, 이 상부 금형의 하측에 형성된 하부 금형과, 상기 하부 금형의 하측에 형성되어 상하이동가능한 리프팅 캐리어의 상방에 부착된 블랭크 홀더를 포함하는 프레스 장치에 적용되는 쿠션장치부로서, 상기 리프팅 캐리어를 상하로 이동시키는 리프팅 기구와, 상기 리프팅 기구 및 리프팅 캐리어 사이에 형성된 쿠션장치부와, 상기 리프팅 기구를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 리프팅 기구는 제어부에 의해 제어되는 서보 모터와, 이 서보모터에 의해 작동되는 볼스크류 장치이며, 상기 쿠션장치부는, 상기 볼스크류 장치의 너트부 상부에 설치되며 그의 상부 외주둘레부에 홈부가 형성된 플런저와, 이 플런저를 축방향으로 이동가능하도록 수용하는 중공부가 내부에 형성되어 있으며 리프트 캐리어에 고정되는 플런저 하우징과, 플런저의 단차부와 플런저 하우징의 중공부에 의해 구획되며 압력이 일정하게 유지되는 유압실을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

프레스 장치 및 이를 이용한 성형방법{PRESS MACHINE AND MACHINING METHOD USING THEREOF}

도 1 은 본 발명의 프레스 장치의 전체에 대한 단면도이다.

도 2 은 도 1 에서 A 부분에 대한 확대도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

10:슬라이드 20:리프팅 캐리어

30:블랭크 홀더 40:리프팅 기구

50:쿠션장치부

본 발명은 프레스 장치에 대한 것으로서, 보다 구체적으로는 프레스 가공, 특히 드로잉 가공중에 하부 금형의 충격 완화를 위한 쿠션 장치부를 구비한 프레스 장치에 대한 것이다.

프레스 장치에서는 상부 금형이 하부 금형과 접촉하는 경우에 발생하는 충격력으로 인해 블랭크의 성형품질이 저하되는 문제점을 방지하기 위해 쿠션장치부를 구비하고 있다.

먼저, 공압식 쿠션장치가 공지되어 있는 데 이 장치의 경우에는 공기의 압축성으로 인해 정밀한 제어가 어려워 블랭크 홀더의 지지하중에 불균형이 발생하게 되며, 이러한 불균형으로 인한 편하중 발생으로 인해 블랭크의 성형불량, 상부 금형과의 접촉시 소음이 발생, 및 금형수명 단축이라는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 유압식 쿠션장치를 사용하는 경우에는 작동유체가 비압축성이므로 서보밸브를 사용하여 정밀한 압력제어가 가능한 장점이 존재하고 있으나, 반면에 쿠션장치의 구동속도를 유지하기 위해서는 용량이 매우 큰 제어밸브를 사용하여야 하며 유압장치 관련 구성부품들의 용량이 커지게 되는 등 장치의 전반적인 구성이 복잡하게 되는 문제가 존재하고 있다.

본 발명은 작동유체로서 비압축성 유체를 이용함으로써 반발력의 제어를 더욱 정밀하게 하여 성형제품의 정밀도를 향상시키는 동시에 간단한 구성만으로도 정밀한 제어가 가능한 쿠션장치부를 구비하는 프레스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 과제를 달성하기 위해 승,하강가능한 슬라이드에 부착되어 이동되는 상부금형과, 이 상부 금형의 하측에 형성된 하부 금형과, 상기 하부 금형의 하측에 형성되어 상하이동가능한 리프팅 캐리어의 상방에 부착된 블랭크 홀더를 포함하는 프레스 장치에 적용되는 쿠션장치부로서, 상기 리프팅 캐리어를 상하로 이동시키는 리프팅 기구와, 상기 리프팅 기구 및 리프팅 캐리어 사이에 형성된 쿠 션장치부와, 상기 리프팅 기구를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 리프팅 기구는 제어부에 의해 제어되는 서보 모터와, 이 서보모터에 의해 작동되는 볼스크류 장치이며, 상기 쿠션장치부는, 상기 볼스크류 장치의 너트부 상부에 설치되며 그의 상부 외주둘레부에 홈부가 형성된 플런저와, 이 플런저를 축방향으로 이동가능하도록 수용하는 중공부가 내부에 형성되어 있으며 리프트 캐리어에 고정되는 플런저 하우징과, 플런저의 단차부와 플런저 하우징의 중공부에 의해 구획되며 압력이 일정하게 유지되는 유압실을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 프레스장치에서는, 상기 유압실에는 유압실의 압력정보신호를 제어부에 송신하는 압력센서와, 이 압력정보신호에 따라 유압실의 압력이 일정하게 되도록 제어부에 의해 개폐되는 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 프레스장치에서는, 상기 슬라이드에는 상부 금형의 위치신호를 제어부로 전달하는 리니어 스케일이 부착되며, 상기 제어부는 리니어 스케일의 위치신호에 따라 서보 모터를 제어함으로써 상기 블랭크 홀더를 하방으로 예비이송시켜 상부 금형의 하방이동에 대한 충격을 완화할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 프레스 장치를 이용한 성형방법에서는 승,하강가능한 슬라이드에 부착되어 이동되는 상부금형과, 이 상부 금형의 하측에 형성된 하부 금형과, 상기 하부 금형의 하측에 형성되어 상하이동가능한 리프팅 캐리어의 상방에 부착된 블랭크 홀더를 포함하는 프레스 장치에서의 성형방법으로서, (a) 상부 금형의 위치정보를 리니어 스케일로부터 전송받는 단계; (b) 상부 금형의 위치정보에 따른 리프팅 기구의 하방속도를 결정하고 이에 따른 신호를 서보 모터에 전송하는 단계; 및 (c) 유압실의 압력정보를 유압센서로부터 전송받고 상부 금형의 위치정보에 따른 유압실의 압력을 결정하고 이에 따라 유압실 압력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 은 본 발명의 프레스 장치의 전체에 대한 단면도이다. 도 2 은 도 1 에서 A 부분에 대한 확대도이다.

본 발명의 프레스 장치 (1) 는 승,하강가능한 슬라이드 (10) 에 부착되어 이동되는 상부 금형 (11) 과. 상부 금형 (11) 의 하측에서 고정된 하부 금형 (12) 을 포함한다.

슬라이드 (10) 의 측면부에는 리니어 스케일 (13) 의 스케일 센서 (13a) 가 함께 고정되어 상부 금형 (11) 의 이동에 따라 스케일 (13b) 를 지나면서 수직위치신호를 제어부 (60) 로 전송한다.

하부 금형 (12) 의 아래에는 하부 금형 (12) 을 지지하는 볼스터 (14) 와 이 볼스터 (14) 를 지지하는 볼스터 캐리어 (15) 가 형성되어 있다.

볼스터 캐리어 (15) 의 내측 상면에는 쿠션 패드 (16) 가 형성되어 있으며, 쿠션 패드 (16) 의 내부는 리프팅 캐리어 (20) 가 설치된다.

리프팅 캐리어 (20) 의 상측에는 쿠션 패드 (16) 및 볼스터 캐리어 (15) 를 관통하여 형성되는 블랭크 홀더 (30) 가 형성되어 있다.

블랭크 홀더 (30) 는 로드 형상의 쿠션 핀 (31) 과 블랭크를 고정하기 위한 홀더 (32) 로 구성된다.

리프팅 캐리어 (20) 의 하부에는 리프팅 캐리어 (20) 를 상하로 구동시키는 리프팅 기구 (40) 가 설치되어 있다.

리프팅 기구 (40) 는 제어부 (60) 에 의해 제어가능한 구동부로서의 서보 모터 (41), 서보 모터 (41) 의 동력을 전달하는 동력전달장치로서의 벨트구동부 (42), 벨트구동부 (42) 로부터의 동력에 의해 리프팅 캐리어 (20) 를 상하로 이동시키는 이동기구로서의 볼스크류장치 (46) 로 이루어진다.

벨트 구동부 (42) 는 서보 모터 (41) 의 회전축 단부에 부착된 구동 풀리 (43) 와, 이 구동 풀리 (43) 에 감기는 벨트 (44) 와, 벨트 (44) 의 동력을 전달받도록 볼트부 의 단부에 형성된 피동 풀리 (45) 로 이루어 진다.

볼스크류장치 (46) 는 서보 모터 (41) 의 동력을 전달받아 회전하는 볼트부 (47) 와, 이 볼트부 (47) 에 체결되어 볼트부의 상하로 이동가능한 너트부 (48) 를 구비하도록 구성된다.

한편, 리프팅 캐리어 (20) 의 하단부에는 충격을 흡수하기 위한 쿠션장치부부 (50) 가 형성되며, 이 쿠션장치부 (50) 는 너트부 (48) 의 상측에 설치된 플런저 (51) 와, 이 플런저 (51) 를 둘러싸도록 형성된 플런저 하우징 (52) 로 이루어진다.

플런저 (51) 는 원통형상이며 상단부에는 환형홈 (51a) 이 형성되어 플런저 하우징 (52) 와 함께 유압실 (53) 을 구획한다.

플런저 하우징 (52) 은 내부가 빈 원통형상으로 이루어지며 리프팅 캐리어 (20) 의 하단부에 고정되며, 리프팅 캐리어 (20) 가 상하로 이동할 때 플런저 하우 징 (52) 의 내주면이 플런저 (51) 의 외주면을 따라 슬라이딩하면서 이동한다.

유압실 (53) 의 일측에는 압력 센서 (54) 가 설치되어 유압실 (53) 내의 압력을 측정하여 제어부 (60) 로 전송한다.

유압실 (53) 의 다른 일 측에는 제어부 (60) 에 의해 개폐제어 가능한 밸브 (55) 가 설치되며 밸브 (55) 는 유압라인 (56) 을 통해 유압펌프 (57) 및 유압탱크 (58) 와 연결되어 있다.

다음으로 본 실시예의 작동에 대해 설명한다.

프레스 장치 (1) 의 슬라이드 (10) 가 성형작업을 위해 하방으로 이동하게 되면 슬라이드 (10) 에 고정된 리니어 스케일 (11) 로부터의 위치 신호가 제어부 (60) 로 입력된다. 또한, 유압실 (53) 에 대한 압력정보신호가 유압센서 (54) 로부터 제어부 (60) 로 입력된다.

제어부 (60) 에서는 입력된 슬라이드 (10) 위치정보에 따라 상부 금형 (11) 의 위치 및 이동속도를 연산하여 적절한 블랭크 홀더 (30) 의 하방 사전 이동 개시점 및 이동 속도를 결정하고 이에 따른 제어신호를 서보 모터 (41) 로 출력한다.

서보 모터 (41) 는 제어부 (60) 에 의해 결정된 이동 개시점에서 결정된 이동 속도로 회전을 시작하여 동력을 발생시키며, 발생된 동력은 서보 모터 (41) 의 단부에 형성된 구동 풀리 (43) 와 벨트 (44) 를 경유하여 피동풀리 (45) 로 전달된다.

동력을 전달받은 피동 풀리 (45) 는 볼스크류장치 (46) 의 볼트부 (47) 로 동력을 전달함으로써 볼트부 (47) 의 회전에 의해 너트부 (48) 가 하방으로 이동하 게 되어 결과적으로 리프팅 캐리어 (20) 가 하방으로 이동하게 된다

또한, 제어부 (60) 에서는 상부 금형 (11) 의 속도에 따른 충격을 수용하기에 유압실 (53) 의 유압이 적정한 지 여부를 판단하고, 유압이 부족한 경우에는 밸브 (55) 를 개방시키고 유압펌프 (57) 를 구동시키도록 신호를 출력함으로써 유압실 (53) 내에서의 압력이 충격을 흡수하기에 적정한 압력을 유지하게 한다.

따라서, 블랭크 홀더 (30) 에 가해지는 충격을 흡수하는 유체로서 비압축성 유체인 오일을 사용하는 동시에 이 오일의 유압을 항상 일정하게 제어함으로써 성형시의 충격을 흡수하는 동시에 반발력을 정밀하게 제어하는 것이 가능하게 되는 작용을 한다.

더욱이, 리프팅 기구 (40) 를 서보 모터 (41) 와 볼스크류장치 (46) 를 이용하여 구성함으로써 블랭크 홀더 (30) 의 상하 리프팅 제어가 정밀하게 되며 또한 유압식 쿠션장치를 사용하는 경우에 비해 리프팅 기구의 구성이 훨씬 간단하게 된다.

본 발명은 블랭크 홀더의 하방이송에 이용되는 작동유체로서 오일 등의 유압을 이용함으로써 압력제어가 용이하게 되는 장점을 살리면서, 동시에 블랭크 홀더의 리프팅 기구를 서보 모터를 이용한 타입을 적용함으로써 종래의 유압쿠션장치에서와 같이 용량이 크고 복잡한 장치가 필요한 경우에 비해 구성은 더욱 간단하게 하면서 제어는 더욱 정밀하게 할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (4)

1. 승,하강가능한 슬라이드에 부착되어 이동되는 상부금형과, 이 상부 금형의 하측에 형성된 하부 금형과, 상기 하부 금형의 하측에 형성되어 상하이동가능한 리프팅 캐리어의 상방에 부착된 블랭크 홀더를 포함하는 프레스 장치에 적용되는 쿠션장치부로서,

   상기 리프팅 캐리어를 상하로 이동시키는 리프팅 기구와, 상기 리프팅 기구 및 리프팅 캐리어 사이에 형성된 쿠션장치부와, 상기 리프팅 기구를 제어하는 제어부를 포함하며,

   상기 리프팅 기구는 제어부에 의해 제어되는 서보 모터와, 이 서보모터에 의해 작동되는 볼스크류 장치이며,

   상기 쿠션장치부는, 상기 볼스크류 장치의 너트부 상부에 설치되며 그의 상부 외주둘레부에 홈부가 형성된 플런저와, 이 플런저를 축방향으로 이동가능하도록 수용하는 중공부가 내부에 형성되어 있으며 리프트 캐리어에 고정되는 플런저 하우징과, 플런저의 단차부와 플런저 하우징의 중공부에 의해 구획되며 압력이 일정하게 유지되는 유압실을 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유압실에는 유압실의 압력정보신호를 제어부에 송신하는 압력센서와, 이 압력정보신호에 따라 유압실의 압력이 일정하게 되도록 제어부에 의해 개폐되는 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 슬라이드에는 상부 금형의 위치신호를 제어부로 전달하는 리니어 스케일이 부착되며,

   상기 제어부는 리니어 스케일의 위치신호에 따라 서보 모터를 제어함으로써 상기 블랭크 홀더를 하방으로 예비이송시켜 상부 금형의 하방이동에 대한 충격을 완화할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
4. 승,하강가능한 슬라이드에 부착되어 이동되는 상부금형과, 이 상부 금형의 하측에 형성된 하부 금형과, 상기 하부 금형의 하측에 형성되어 상하이동가능한 리프팅 캐리어의 상방에 부착된 블랭크 홀더를 포함하는 프레스 장치에서의 성형방법으로서,

   (a) 상부 금형의 위치정보를 리니어 스케일로부터 전송받는 단계;

   (b) 상부 금형의 위치정보에 따른 리프팅 기구의 하방속도를 결정하고 이에 따른 신호를 서보 모터에 전송하는 단계; 및

   (c) 유압실의 압력정보를 유압센서로부터 전송받고 상부 금형의 위치정보에 따른 유압실의 압력을 결정하고 이에 따라 유압실 압력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 장치에서의 성형방법.

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