KR20140095150A - 프레스 장치 - Google Patents

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KR20140095150A
KR20140095150A KR1020130007555A KR20130007555A KR20140095150A KR 20140095150 A KR20140095150 A KR 20140095150A KR 1020130007555 A KR1020130007555 A KR 1020130007555A KR 20130007555 A KR20130007555 A KR 20130007555A KR 20140095150 A KR20140095150 A KR 20140095150A
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이준범
장봉근
강태훈
남기주
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삼성전자주식회사
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Abstract

본원 발명은 축방향으로 상하운동을 하여 소재를 성형하는 프레스와 프레스 내에서 축방향을 중심으로 회전가능하도록 마련되며, 복수의 공정에 따라 프레스 내에서 소재를 이동시키도록 구비된 회전이송장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성을 통해 복수의 공정을 하나의 프레스의 프레싱을 통해 행할 수 있어 전체 공정수를 감소시키고, 사용 및 유지보수를 간단하게 할 수 있다.

Description

프레스 장치{PRESS APPARATUS}
본 발명은 프레스 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정간 자동 이송장치에 관한 프레스 장치에 관한 것이다.
일반적으로 다공정을 가지는 프레스 제품을 제작하기 위해서는 여러 대의 프레스기를 이용하여 작업하게 되는데, 이와 같은 방법은 한 공정이 끝난 패널을 수작업으로 다른 프레스기에 투입하여 성형하게 된다. 수작업으로 진행되는 종래의 프레싱 작업은 패널을 사람이 직접 이동시켜야 하며, 작업 중 기계조작 미숙 등으로 인해 안전사고가 빈번히 발생하며, 무게가 있는 패널을 이동시켜야 함으로써 작업 능률이 저하되는 등 여러 문제점이 있었다.
이를 개선하기 위해 최근에는 자동이송 캐리어를 사용하여 다공정을 가지는 프레스 제품을 생산하는 기술이 개발되어 상용화되고 있는 추세이다. 하지만 이러한 방법은 각 공정에 맞는 여러 대의 프레스 및 캐리어가 필요된다. 이러한 방법을 통한 공정에 대해 살펴보면, 먼저 왕복 작동하는 캐리어에 성형 패널이 장착되어 각 공정(프레스)사이로 이동하게 되며, 이동이 완료된 후 프레스 슬라이드가 하강하여, 패널을 성형한 후 슬라이드는 상승하게 된다. 그 후 왕복 작동하는 캐리어에 의해 패널은 다음공정으로 이송한 후 최종 제품을 성형하게 된다. 즉 한 개의 프레스 제품을 제조하기 위해 여러대의 프레스와 캐리어가 소요되므로, 초기 설비 투자비 증가 및 전반적인 제조 비용이 증가하게 되고 공장의 공간 효율성도 떨어지게 된다. 또한 1대의 설비라도 고장이 발생하게 되면 생산이 중단되어 생산효율성이 떨어지고, 캐리어의 고속 왕복이동에 따라, 작업자의 안전사고 발생을 야기시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면은 제조 비용 및 초기 설비투자비를 감소시키고, 작업자의 안전을 확보할 수 있으며, 사용 및 유지보수를 간단하게 하도록 구조를 개선한 프레스장치를 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 프레스장치는 축방향으로 상하운동을 하여 소재를 성형하는 프레스; 상기 프레스 내에서 상기 축방향을 중심으로 회전가능하도록 마련되며, 복수의 공정에 따라 상기 프레스 내에서 소재를 이동시키도록 구비된 회전이송장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 공정은 상기 프레스의 상하운동으로 동시에 이루어 지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 회전이송장치는, 상기 프레스 중앙에 배치되어 회전가능하도록 마련되는 회전유닛; 상기 회전유닛상에 배치되어 상기 회전유닛과 함께 회전하며, 소재를 회전 이동시키도록 상기 회전유닛을 중심으로 방사상으로 구비된 리프트암;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 리프트암의 단부에 마련되어, 소재를 잡을 수 있도록 구비되는 클램퍼;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 클램퍼는 소재와 접촉면을 진공상태를 만들어 흡착하는 복수의 진공컵을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 복수의 공정에 대응하여 소재가 안착될 수 있도록 상기 회전이송장치를 중심으로 원주방향으로 배열된 안착부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
소재를 상기 프레스로 유출입하도록 상기 프레스의 일측에 구비되어 소재를 공급하는 공급장치; 가공된 소재를 외부로 배출하는 배출장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 리프트암은 상기 회전이송장치에서 방사상으로 길이를 조절할 수 있도록 마련되는 슬라이딩장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 프레스장치는 하나의 프레스와 회전이송장치를 이용하여 복수의 공정을 실행할 수 있어서, 제조비용 및 초기 설비 투자비를 감소시킬 수 있고, 프레스간에 이송로봇을 별도로 두지 않아 작업자의 안전을 확보할 수 있으며, 사용 및 유지보수를 간단하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스장치를 측면에서 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스장치를 확대하여 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스장치의 슬라이딩장치를 확대하여 도시한 도면.
도 5a, 5b, 5c, 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스장치의 동작을 나타낸 도면.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레스장치를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프레스장치를 도시한 도면.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스장치를 도시한 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스장치를 측면에서 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스장치를 확대하여 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스장치의 슬라이딩장치를 확대하여 도시한 도면이다.
프레스장치(1)는 소재를 성형하여 제품을 제작하는 장치로서, 외관을 이루는 본체(10)와 , 본체(10)를 이루며 축방향으로 상하운동을 하여 소재에 압력을 가하여 성형을 하는 프레스(20)를 포함하는 상부본체(12)와 상부본체(12)의 하부에 배치되어 소재가 안착되는 하부본체(12)를 포함하여 구성된다.
프레스(20)는 상부본체(12)의 일구성으로서, 축방향으로 상하운동을 하여 하부에 배치되는 소재에 압력을 가하여 소재를 성형하게 된다. 프레스(20)의 하부면에는 상부금형(22)이 배치되어 소재 상부에 형상을 형성하게 된다.
지지기둥(16)은 프레스장치(1)의 상부본체(12)와 하부본체(12)를 지지하는 구성으로서, 상부본체(12)의 프레스(20)가 상하운동하는 데 있어서, 일정구간의 거리를 확보하기 위한 기능도 하게 된다.
프레스(20)의 중앙부에는 축방향으로 회전이송장치(30)가 구비된다.
회전이송장치(30)는 프레스(20) 내에서 축방향을 중심으로 회전가능하도록 마련되며, 복수의 공정에 따라 프레스(20)내에서 제품을 이동시키도록 구비된다. 회전이송장치(30)는 프레스(20) 내에서 축방향을 중심으로 회전가능하도록 마련되는 회전유닛(40)과 제품을 순차적으로 회전이동시키도록 구비된 리프트암(50)을 포함하여 구성된다.
회전유닛(40)은 프레스(20)내에 배치된다. 바람직하게는 리프트암(50)과 복수의 공정에 대한 동선등을 고려하여 프레스(20)의 중앙부에 배치된다.
회전유닛(40)은 모터(미도시)등의 동력을 이용하여 정역회전을 하게 된다. 회전유닛(40)은 프레스(20) 내에 배치되어, 프레스(20)의 상하운동과 독립적으로 회전운동을 할 수 있도록 구비되며, 바람직하게는 리프트암(50)과 프레스(20)의 프레싱에 의한 간섭을 피하기 위해 프레싱작업사이마다 회전동작을 하게 된다.
회전유닛(40)상에는 방사상으로 배치되어 회전유닛(40)과 함께 회전하는 리프트암(50)이 구비된다. 리프트암(50)은 회전유닛(40)의 회전과 함께 회전하면서 복수의 공정간에 소재를 다음 공정으로 이동시킬 수 있도록 회전유닛(40)을 중심으로 회전운동을 하게 된다.
복수의 공정에 의해 리프트암(50)이 회전이동을 하는 경우에도, 소재와 회전유닛(40)과의 거리는 동일하므로 리프트암(50)의 길이는 일정하다. 다만, 회전유닛(40)이 프레스(20)의 중앙에 배치되지 않거나, 각 공정이 회전유닛(40)과의 거리가 다른 경우 이를 보정하기 위해 리프트암(50)에는 슬라이딩장치(52)가 배치될 수 있다.
슬라이딩장치(52)는 리프트암(50)상에 배치되어 리프트암(50)의 전체 길이가 길어지고 줄어들수 있도록 구비되어, 공정간에 거리가 다르다고 하여도 이를 제어하여 다음 공정을 위해 소재를 안착부(60)에 안착시킬 수 있다.
슬라이딩장치(52)는 리프트암(50)의 전체 길이를 조절할 수 있는 구성이면 만족한다. 본 실시예에서는 슬라이딩장치(52)는 도 4에서와 같이 가이드레일(52a)과 가이드돌기(52b)로 구성된다. 자세하게는 리프트암(50)은 회전유닛(40)과 결합되고 길이방향으로 내부에 중공부를 가지는 제1리프트암(50a)과 제1리프트암(50a)의 중공부에 배치되어 진퇴운동을 하는 제2리프트암(50b)으로 구성되고, 제1리프트암(50a)에는 제1리프트암(50a)의 길이방향으로 내부 측면에 오목하게 형성된 가이드레일(52a), 제2리프트암(50b)에는 제2리프트암(50b)의 외부측면에 길이방향으로 가이드레일(52a)과 대응되도록 돌출된 가이드돌기(52b)를 포함하도록 구성되어, 제2리프트암(50b)의 가이드돌기(52b)가 제1리프트암(50a)의 가이드레일(52a)상을 진퇴운동하여 리프트암(50)의 전체길이를 조절하도록 구성할 수 있다.
회전유닛(40)과 결합되고 길이방향으로 내부 측면에 오목하게 형성된 가이드레일(52a)을 구비되는 제1리프트암(50a), 제2리프트암(50b)의 외부 측면에 길이방향으로 가이드레일(52a)과 대응되도록 돌출된 가이드돌기(52b)가 구비되어, 제1리프트암의 내부에 배치되어 레일상을 진퇴운동하는 제2리프트암(50b)으로 구성된다.
리프트암(50)의 단부에는 소재를 클램핑시킬수 있도록 클램퍼(56)가 구비된다.
클램퍼(56)는 소재를 집거나 흡착하는 등의 방법으로 클램핑시켜 소정의 위치로 운반할 수 있는 구성이면 만족한다. 예컨데, 영구자석 및 전자석의 흡자력을 이용하여 흡착하거나, 집게 또는 지그등을 이용하여 압지하거나, 진공흡착구를 이용하여 진공흡착하거나, 이들을 적절히 혼용하는 등의 다양한 방법으로 소재를 클램핑할 수 있다. 그리고, 소재의 표면이 고르지 못하거나 거친경우에는 진공흡착구 보다는 영구자석이나, 전자석 또는 집게나 지그등을 이용하여 쉽게 클램핑할 수 있다
본 발명의 실시예에서는 복수의 진공컵(58)을 이용하여 소재를 들어올리게 된다. 자세하게는 리프트암(50)의 단부는 사각형상의 이송암바(54)의 상부와 결합이 되고, 이송암바(54)의 각 꼭지점에는 각각 진공컵(58)이 각각 구비되어, 소재를 흡착하여 고정시킬 수 있게 된다. 또한 원하는 위치에 도달한 경우 진공상태를 해제하여 소재를 이탈시킬 수 있게 된다.
리프트암(50)과 클램퍼(56)에 의해 클램핑된 소재는 다음공정을 위해 하부본체(12)의 안착부(60)에 안착된다. 안착부(60)는 상부본체(12)의 프레스(20)와 대응되는 위치에 배치되고, 자세하게는 프레스(20)의 상부금형(22)과 대응되는 위치에 배치된다.
안착부(60)에는 하부금형(62)이 형성될 수 있다. 하부금형(62)은 소재의 하부형상의 성형을 위해 마련되어, 프레싱작업을 통해 소재의 하부형상을 성형한다.
공급장치(100)는 프레스(20)내로 소재를 공급하기 위한 장치이다. 공급장치(100)는 소재를 프레스(20)내로 공급할 수 있는 장치면 만족한다. 자세하게는 일정거리를 왕복운동하는 단동로봇이나, 일정구간을 정해진 순서에 의해 왕복운동하는 셔틀로봇이나, 트랜스퍼 피더기등의 이송로봇이 이용될 수도 있고, 컨베이어의 정역회전을 통한 왕복운동을 통해 소재를 공급할 수 있다.
배출장치(110)는 프레스장치(1)에 의해 성형된 소재를 외부로 배출하기 위한 장치로서, 공급장치(100)와 동일하게 성형된 소재를 프레스장치(1)외부로 배출할 수 있는 장치면 만족한다. 공급장치(100)와 동일하게 이송로봇이 이용될 수 있고, 컨베이어의 정역회전을 통한 왕복운동을 통해 성형된 소재를 배출 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 공급장치(100)와 배출장치(110)는 각각 복수의 공급진공컵(104)과 복수의 배출진공컵(114)을 이용하여 소재를 공급하고, 배출한다. 자세하게는 공급장치(100)와 배출장치(110)에는 공급리프트암(102)과 배출리프트암(112)이 구비되고, 각각의 단부에는 공급암바(106), 배출암바(116)와 결합이 된다. 공급암바(106)와 배출암바(116)의 각 단부에는 복수의 공급진공컵(104)과 복수의 배출진공컵(114)이 각각 구비되어, 소재를 흡착하여 고정시킬 수 있게 한다. 이로서, 공급장치(100)의 경우에는 외부로부터 소재를 1공정안착부(60a)로 공급할 수 있게 되고, 배출장치(110)는 마지막 공정의 안착부(60)로부터 성형된 소재를 외부로 배출 시킬 수 있게 한다.
이하는 상기 구성에 따른 프레스장치(1)의 동작에 관해 기술한다.
도 5a, 5b, 5c, 5d에서와 같이 4공정인 경우에서의 일부의 동작을 예를 들어 설명한다. 도 5a에서와 같이 공급장치(100)에 의해 소재는 프레스장치(1)의 프레스(20)하부로 이동하게 된다. 자세하게는 1공정안착부(60a)에 배치가 된다. 1공정안착부(60a)에 소재가 배치된 뒤 프레스(20)는 상하 운동을 하여 소재를 1차성형을 하게 된다. 프레싱 운동을 하는 동안 리프트암(50)과 클램퍼(56)는 프레싱 운동과의 간섭을 피하기 위해 각 공정 안착부(60)사이에 배치하게 된다.
이 후 회전유닛(40)의 회전을 통해 리프트암(50)과 클램퍼(56)가 회전운동을 하게 되어, 1공정안착부(60a)로 이동하여 1차성형된 소재를 클램핑하게 된다.
클램핑된 소재는 도 5b와 같이 회전유닛(40)의 회전을 통해 90도 이동하게 되고, 도 5c와 같이 2공정안착부(60b)에 안착된다. 이와 동시에 공급장치(100)에 의해 새로운 소재가 프레스장치(1)의 프레스(20)하부로 이동하게 된다. 이 후 프레싱작업이 이루어지면서 1공정안착부(60a)와 2공정안착부(60b)에 배치된 소재가 동시에 프레싱되게 된다.
이 때 소재의 안착동작을 마무리 한 리프트암(50)과 클램퍼(56)는 도 5d에서와 같이 다시 45도 역회전하여 프레싱운동과의 간섭을 피하기 위해 각 공정안착부(60)사이에 배치하게 된다.
프레싱작업이 끝나면 회전유닛(40)의 회전을 통해 리프트암(50)과 클램퍼(56)가 회전운동을 하게 되어, 1공정안착부(60a)와 2공정안착부(60b)의 소재를 각각 클램핑하게 되고, 이를 각각 2공정안착부(60b), 3공정안착부(60c)로 이동시킨 후, 다시 45도 역회전하여 프레싱운동과의 간섭을 피하기 위해 각 공정안착부(60) 사이에 배치하게 된다.
이러한 과정을 통해 1공정안착부(60a) 내지 4공정안착부(60d)의 소재가 한번의 프레싱작업을 통해 이루어지게 된다.
이와 같이 4공정 프레싱 작업에 대해서 적용될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 도 6와 같이 복수의 공정 프레싱 작업에도 적용될 수 있다. 도 6의 경우에는 6공정프레싱작업을 하는 프레스의 실시예로서, 소재공급장치(260)와 소재배출장치(270)의 공간을 별도로 구비한 프레스를 도시하였다.
도 6에서의 실시예에서도 회전이송장치(230)의 회전유닛(240), 리프트암(250)등을 구비하며, 이에 따른 동작은 4공정 프레싱 작업에서와 동일하다.
또한, 도 7과 같이 회전유닛(40)과 각 공정의 안착부(60)가 동일한 거리인경우가 아닌 경우에는 리프트암(50)에 슬라이딩장치(52)가 배치된다. 도 7에서는 이러한 경우의 실시예에 대하여 순차적으로 도시하였다. 이 경우에는 각 공정의 안착부(60)로의 소재를 이동시킬 때 회전유닛(40)의 회전을 통한 리프트암(50)과 클램퍼(56)의 회전운동 뿐 아니라, 슬라이딩장치(52)의 직선운동이 이루어져 회전유닛(40)과의 거리를 보정하여, 프레싱이 이루어지게 된다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
1 : 프레스장치 10 : 본체
20 : 프레스 30 : 회전이송장치
40 : 회전유닛 50 : 리프트암
52 : 슬라이딩장치 54 : 이송암바
56 : 클램퍼 60 : 안착부
100 : 공급장치 110 : 배출장치

Claims (8)

  1. 축방향으로 상하운동을 하여 소재를 성형하는 프레스;
    상기 프레스 내에서 상기 축방향을 중심으로 회전가능하도록 마련되며, 복수의 공정에 따라 상기 프레스 내에서 소재를 이동시키도록 구비된 회전이송장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 공정은 상기 프레스의 상하운동으로 동시에 이루어 지는 것을 특징으로 하는 프레스장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전이송장치는,
    상기 프레스 중앙에 배치되어 회전가능하도록 마련되는 회전유닛;
    상기 회전유닛상에 배치되어 상기 회전유닛과 함께 회전하며, 소재를 회전 이동시키도록 상기 회전유닛을 중심으로 방사상으로 구비된 리프트암;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 리프트암의 단부에 마련되어, 소재를 잡을 수 있도록 구비되는 클램퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 클램퍼는 소재와 접촉면을 진공상태를 만들어 흡착하는 복수의 진공컵을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 공정에 대응하여 소재가 안착될 수 있도록 상기 회전이송장치를 중심으로 원주방향으로 배열된 안착부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    소재를 상기 프레스로 유출입하도록 상기 프레스의 일측에 구비되어 소재를 공급하는 공급장치;
    가공된 소재를 외부로 배출하는 배출장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스장치.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 리프트암은 상기 회전이송장치에서 방사상으로 길이를 조절할 수 있도록 마련되는 슬라이딩장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020138937A1 (ko) * 2018-12-28 2020-07-02 엘지전자 주식회사 프레스 장치
CN115008513A (zh) * 2022-06-16 2022-09-06 丽荣鞋业(深圳)有限公司 一种可交替下料的制鞋裁断装置

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