KR20150026618A - 열간 단조 금형의 소재 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슈트에서 배출되는 소재를 클램핑한 상태에서 상기 클램핑된 소재를 수직선상으로 회전 이동시킨 후, 슈트 후방에 배치되어 있는 열간 단조 금형의 성형공간으로 공급토록 함으로서 공간의 제약 없이 협소한 공간에서도 장치의 설치가 가능토록 하며, 아울러 하나의 공급 장치만으로 금형으로 투입되는 소재를 수직으로 세우거나 혹은 수평으로 눕힌 상태로 자유롭게 공급할 수 있도록 한 열간 단조 금형의 소재 공급 장치를 제공한다.

Description

열간 단조 금형의 소재 공급장치{AN IN LINE FEEDER DEVICE FOR FORGING PROCESS}

본 발명은 열간 단조 금형의 소재 공급장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 비교적 협소한 공간에서도 슈트에서 이송된 소재를 상기 슈트 반대편의 열간 단조 금형의 성형공간으로 공급할 수 있음은 물론 하나의 공급 장치만으로 금형으로 투입되는 소재를 수직으로 세우거나 혹은 수평으로 눕힌 상태로 공급할 수 있도록 한 열간 단조 금형의 소재 공급장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 단조는 기계적 방법으로 압축하중을 가하여 소재를 원하는 형상으로 성형하는 금속 가공방법을 말하는 것으로서, 일반적으로 그 재료에서 재결정이 진행되는 온도를 경계로 하여 그 이상의 온도에서 단조하는 것을 열간단조라 하고, 그 보다 낮은 온도에서 단조하는 것을 냉간단조라 한다.

전자에 해당하는 열간 단조는 1000℃~1250℃의 고온에 강을 가열해 변형 저항을 적게 하여 작은 힘으로 큰 변형을 주어 조형을 쉽게 할 수 있도록 하는 것과, 단련효과를 더해 재질의 개선강화를 꾀할 수 있는 것, 그리고 생산속도가 빠르므로 생산성이 좋고 복잡한 형상의 성형을 쉽게 할 수 있다는 잇점으로 일반적으로 많이 사용되는 단조방법의 하나이다.

한편, 열간 단조의 금형으로 소재를 공급하기 위해서는 우선, 소재를 단조에 적합한 온도로 가열한 다음, 가열된 소재를 열간 단조금형의 성형부로 자동 이송시켜 공급하게 되는 데, 이때 슈트를 통과하는 소재는 종방향으로 이송되는 반면, 상기 슈트를 통과한 소재를 단조 금형으로 공급할 때에는 원하는 형상이나 사용자의 요구에 맞추어 소재를 종방향으로 세운 상태로 단조 금형으로 공급하거나 혹은 소재를 횡방향으로 눕힌 상태로 단조 금형으로 공급시켜야 하나, 종래에는 하나의 장비만으로는 언급한 바와 같이 소재를 종방향(소재를 수직으로 세운 상태로 공급) 또는 횡방향(소재를 수평으로 눕힌 상태)으로 선택적으로 공급할 수 없으며, 따라서 하나의 단조 금형에 소재를 종방향으로 공급하는 장치와 소재를 횡방향으로 공급하는 장치를 각각 따로 구비시켜야 함으로서 비경제적일 뿐만 아니라 불필요한 장치의 설치 공간 확보 및 장치 교체에 따른 시간 낭비로 인한 작업성 저하 등의 여러가지 폐단을 가져오게 된다.

더욱이 종래 소재 공급장치는 소재를 슈트에서 클램핑한 상태에서 수평선상으로 회전 동작한 후, 소재를 슈트 후방에 배치된 열간 단조 금형으로 공급함에 따라 장치의 설치에 따른 공간을 많이 차지하여 설치에 따른 제약을 받는 문제점이 있다.

문헌 1: 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-1282670 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 슈트에서 배출된 소재를 클램핑한 상태에서 수직선상으로 회전 이동하며 소재를 슈트 반대편의 열간 단조 금형의 성형공간으로 공급할 수 있도록 하여 협소한 공간에서도 설치가 가능토록 한 열간 단조 금형의 소재 공급장치를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 하나의 공급 장치만으로 금형으로 투입되는 소재를 수직으로 세우거나 혹은 수평으로 눕힌 상태로 공급할 수 있도록 한 열간 단조 금형의 소재 공급장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 슈트를 통해 이송된 소재를 상기 슈트의 반대편 열간 단조 금형의 성형공간으로 공급하는 열간 단조 금형의 소재 공급 장치에 있어서, 실린더와, 상기 실린더의 로드에 연결 구성되며 상기 실린더의 구동에 따라 상기 슈트를 타고 이송된 소재를 클램핑하는 그리퍼로 구성한 소재 클램핑 수단과, 상기 소재 클램핑 수단인 실린더의 후방에 위치하며 상기 실린더를 지지하는 홀더와, 상기 홀더에 일단이 핀 결합되는 링크부재와, 상기 링크부재의 타단에 축 결합되며 모터의 동력으로 회전하며 상기 링크부재를 회전 동작시키는 구동기어와, 상기 홀더에 일단이 핀 결합되고 타단은 고정축에 결합된 상태에서 상기 링크부재의 회전에 따라 상기 고정축을 중심으로 회전하며 상기 홀더를 회전 가능하게 지지하는 틸팅아암으로 구성한 스윙수단을 포함하며, 상기 스윙수단은 상기 모터의 동력으로 회전하는 상기 구동기어가 상기 축을 중심으로 해서 상기 링크부재를 회전시켜 상기 링크부재에 핀 결합되어 있는 상기 홀더와, 상기 홀더에 지지되는 상기 실린더를 수직선상으로 회전 이동시켜 상기 슈트에서 배출된 소재를 상기 열간 단조 금형의 성형공간으로 공급시키게 됨을 특징으로 한다.

상기 홀더의 후방에는 서보모터와, 상기 서보모터의 축에 결합되며 상기 홀더를 관통한 상태에서 상기 실린더에 연결 구성되어 상기 서보모터의 동력으로 상기 실린더를 터닝 동작시키는 샤프트로 구성하여, 상기 그리퍼에 클램핑된 소재를 수직으로 세워주거나 혹은 수평으로 눕힌 상태로 상기 열간 단조 금형의 성형공간으로 공급하는 터닝유닛이 더 포함되어 설치되도록 구성함이 바람직하다.

본 발명은 슈트에서 배출되는 소재를 클램핑한 상태에서 상기 클램핑된 소재를 수직선상으로 회전 이동시킨 후, 슈트 후방에 배치되어 있는 열간 단조 금형의 성형공간으로 공급토록 함으로서 공간의 제약 없이 협소한 공간에서도 장치의 설치가 가능토록 하며, 아울러 하나의 공급 장치만으로 금형으로 투입되는 소재를 수직으로 세우거나 혹은 수평으로 눕힌 상태로 자유롭게 공급할 수 있는 작용효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열간 단조 금형의 소재공급장치의 전체 구성을 측면에서 도시한 도면.
도 2는 도 1의 정면을 도시한 도면.
도 3은 도 1의 평면을 도시한 도면.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 열간 단조 금형의 소재공급장치의 동작 과정을 순차적으로 도시한 도면들.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 슈트에서 배출되는 소재를 클램핑한 상태에서 상기 클램핑된 소재를 수직선상으로 회전 이동시킨 후, 슈트 후방에 배치되어 있는 열간 단조 금형의 성형공간으로 공급토록 함으로서 공간의 제약 없이 협소한 공간에서도 장치의 설치가 가능토록 하며, 아울러 하나의 공급 장치만으로 금형으로 투입되는 소재를 수직으로 세우거나 혹은 수평으로 눕힌 상태로 자유롭게 공급할 수 있도록 구현한 열간 단조 금형의 소재 공급장치를 구현하고자 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 기술하기로 한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열간 단조 금형의 소재공급장치의 전체 구성을 측면에서 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 평면을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 열간 단조 금형의소재 공급장치(100)는 크게 소재 클램핑 수단(10), 스윙수단(30) 및 터닝수단(60)을 포함하여 구성한다.

상기 소재 클램핑 수단(10)은 슈트(200)에서 배출되는 환봉 형상의 소재(1)를 클램핑하여 스윙수단(30)의 구동에 따라 클램핑된 소재를 수직선상으로 회전 이동시켜 슈트(200) 후방에 배치되어 있는 열간 단조 금형(300)의 성형공간으로 투입시키는 수단이다.

상기 소재 클램핑 수단(10)은 실린더(12)와, 상기 실린더(12)의 로드(14)에 핀(16) 결합되며, 상기 로드(14)의 전, 후 이동 동작에 따라 상기 핀(16)을 중심으로 외측으로 벌어지거나 내측으로 오무려지는 동작을 수행하는 작동편(18), 상기 작동편(18)에 일단이 핀(19) 결합되어 상기 작동편(18)의 동작에 따라 내측으로 오무려지며 상기 슈트(200)에서 공급되는 환봉 형상의 소재를 클램핑하는 그리퍼(20)를 포함하여 구성한다.

상기 스윙수단(30)은 상기 소재 클램핑 수단(10)이 소재(1)를 클램핑하고 나면 상기 소재 클램핑 수단(10)을 수직선상으로 회전 이동시켜 슈트(200) 반대편에 위치하는 열간 단조 금형(300)의 성형공간으로 상기 소재 클램핑 수단(10)을 정위치시키는 수단이다.

상기 스윙수단(30)은 상기 실린더(12)의 후방에 배치되며 상기 실린더(12)를 지지하는 홀더(32)와, 상기 홀더(32)의 상단에 핀(36) 결합되는 링크부재(38), 상기 링크부재(38)의 타단에 축(40) 결합되며 모터(50)의 동력을 전달받아 회전하며 상기 축(40)을 중심으로 상기 링크부재(38)를 회전 이동시키는 구동기어(42)를 포함한다.

상기 구동기어(42)와 모터(50)의 동력전달구조는 상기 모터(50)의 축(46)에 웜기어(48)를 결합하고, 상기 웜기어(48)와 상기 구동기어(42)를 연결기어(44)를 통해 서로 맞물리도록 치합 구성하여 상기 구동기어(42)는 상기 모터(50)의 동력을 전달받아 회전하도록 구성한다.

상기 홀더(32)에는 다시 틸팅아암(52)의 일단이 핀(54) 결합되고, 상기 틸팅아암(52)의 타단은 도시하지 않은 장비에 고정 설치되어 있는 고정축(56)에 결합되어 상기 터닝 및 소재 클램핑 수단(10, 60)을 지지함과 동시에 스윙수단(30)의 동작에 따라 상기 고정축(56)을 중심으로 회전하며 터닝 및 소재 클램핑 수단(10, 60)의 스윙동작을 가이드하게 되는 바, 상기 틸팅아암(52)의 동작은 하기의 동작 설명란에서 보다 더 상세하게 기술하기로 한다.

상기한 스윙수단(30)은 슈트(200)에서 배출된 소재를 상기 소재 클램핑 수단(10)이 클램핑하고 나면 모터(50)의 동력으로 링크부재(38)를 회전시켜 상기 소재 클램핑 수단(10)을 수직선상으로 회전 이동시키도록 함으로서 슈트(200)에서 배출된 소재를 상기 슈트(200) 후방에 배치된 열간 단조 금형(300)의 성형공간으로 공급될 수 있도록 한다.

상기 터닝수단(60)은 상기 스윙수단(30)의 동작에 따라 열간 단조 금형(300) 사이로 진입한 소재 클램핑 수단(10)을 필요에 따라 회전 동작시켜 상기 소재 클램핑 수단(10)에 클램핑되어 있는 소재(1)를 수직으로 세운 상태로 열간 단조 금형(300)에 공급하거나 또는 소재(1)를 수평으로 눕힌 상태로 열간 단조 금형(300)으로 공급할 수 있도록 하는 수단이다.

즉, 환봉 형태로 소정의 길이를 가지는 소재(1)는 완제품의 형상에 맞도록 열간 단조 금형(300) 내에 수직으로 세운 상태로 장입되거나 수평으로 눕힌 상태로 장입시킬 필요가 있는 바, 본 발명은 상기 터닝수단(60)을 통해 하나의 공급장치만으로 사용자의 요구에 맞추어 소재를 수직 내지 수평으로 자유롭게 공급할 수 있게 된다.

상기 터닝수단(60)은 상기 홀더(32)의 후방에 장착되는 서보모터(62)와, 상기 서보모터(62)의 축에 결합되며 상기 홀더(32)를 관통한 상태에서 상기 소재 클램핑 수단(10)인 실린더(12)에 연결되는 샤프트(64)를 포함하여 구성한다.

상기한 터닝수단(60)은 서보모터(62)를 구동시키게 되면 상기 서보모터(62)의 축에 결합되어 있는 샤프트(64)가 정, 역 회전하며 상기 실린더(12)를 회전시켜 소재(1)를 수직으로 세워주거나 혹은 수평으로 눕힌 상태로 열간 단조 금형(300)의 성형공간으로 공급하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 열간 단조 금형의 소재 공급 장치의 동작 과정을 첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여 기술하기로 한다.

일정온도로 가열된 상태에서 슈트(200)를 통해 배출되는 소재는 본 발명의 소재 공급장치(100)를 통해 상기 슈트(200) 후방에 배치된 열간 단조 금형(300)의 성형공간으로 공급되어 진다.

구체적으로는 슈트(200)를 통해 소재(1)가 배출되고 나면 소재 공급장치(100)인 소재 클램핑 수단(10)의 그리퍼(20)가 배출된 소재(1)를 일차적으로 클램핑하게 된다.

다음, 소재(1)의 클램핑 작업이 완료되고 나면 스윙수단(30)이 구동하며 상기 소재 클램핑 수단(10)을 수직선상으로 회전 이동시켜 그리퍼(20)에 클램핑되어 있는 소재(1)를 열간 단조 금형(300)의 성형공간에 위치시키게 된다.

즉, 도 3에서와 같이 스윙수단(30)인 모터(50)로 전원을 인가하면 상기 모터(50)의 축에 결합되어 있는 웜기어(48)가 회전하게 되고, 이에 따라 상기 웜기어(48)와 연결기어(44)로 치합 구성된 구동기어(42)는 모터(50)의 동력을 전달받아 회전하게 된다.

이와 동시에 상기 구동기어(42)에 축(40) 결합되어 있는 링크부재(38)는 상기 축(40)을 중심으로 수직선상으로 회전 동작을 수행하게 되며, 이때 상기 링크부재(38)와 핀(36)으로 결합된 상태에서 상기 소재 클램핑 수단(10)인 실린더(12)를 지지하고 있는 홀더(32)는 상기 링크부재(38)와 함께 상기 축(40)을 중심으로 회전 동작하며 슈트(200)의 출구에 위치하고 있는 소재 클램핑 수단(10)을 수직선상으로 회전 이동시켜 열간 단조 금형(300)의 성형공간으로 위치시키게 된다.

이때 상기 홀더(32)에 일단이 핀(54) 결합되어 있는 틸팅아암(52)은 고정축(56)에 결합되어 상기 터닝 및 소재 클램핑 수단(10, 60)을 지지한 상태에서 상기 링크부재(38)의 구동으로 상기 홀더(32)가 상기 축(40)을 중심으로 회전할 때, 상기 고정축(56)을 중심으로 회전하며 상기 터닝 및 소재 클램핑 수단(10, 60)의 스윙 동작을 가이드하게 된다.

상기 스윙수단(30)의 동작으로 열간 단조 금형(300)의 성형공간에 소재 클램핑 수단(10)이 정 위치하고 나면 상기 소재 클램핑 수단(10)인 실린더(12)가 동작하며 그리퍼(20)에 클램핑되어 있는 소재(1)를 언클램핑시켜 소재(1)를 열간 단조 금형(300)의 성형공간으로 공급하게 된다. 이때 공급되는 환봉 형상의 소재(1)는 수직으로 세워진 상태로 성형공간으로 공급되어 진다.

한편, 열간 단조 금형(300)의 성형공간으로 공급되는 소재(1)를 완제품의 형상에 맞추어 수평으로 눕힌 상태로 공급하여야 할 때에는 상기 스윙수단(30)의 구동으로 소재 클램핑 수단(10)을 수직선상으로 회전 이동시키는 과정에서 터닝수단(60)을 동시 구동시켜 소재 클램핑 수단(10)을 터닝(회전) 동작시켜 클램핑된 소재를 수평으로 눕힌 상태로 공급토록 한다.

즉, 도 5에서와 같이 스윙수단(30)의 구동으로 소재 클램핑 수단(10)이 축(40)을 중심으로 링크부재(42)와 함께 수직선상으로 회전 이동하는 과정에서 터닝수단(60)인 서보모터(62)로 전원을 인가하게 되면 상기 서보모터(62)의 축에 결합되어 있는 샤프트(64)는 90°로 간헐적으로 회전하며 홀더(32)에 지지되어 있는 실린더(12)를 터닝 동작(즉, 90°로 회전)시키게 되고, 이에 따라 소재(1)를 클램핑하고 있는 그리퍼(20) 역시 상기 실린더(12)와 함께 터닝 동작하게 됨으로서 소재(1)를 수평으로 눕힌 상태로 열간 단조 금형(300)의 성형공간으로 공급할 수 있게 된다.

10: 소재 클램핑 수단 12: 실린더
20: 그리퍼 30: 스윙수단
32: 홀더 36: 핀
38: 링크부재 40: 축
42: 구동기어 50: 모터
60: 터닝수단 62: 서보모터
64: 샤프트 100: 소재 공급장치
200: 슈트 300: 열간 단조 금형

Claims (2)

1. 슈트(200)를 통해 이송된 소재(1)를 상기 슈트(200)의 반대편 열간 단조 금형(300)의 성형공간으로 공급하는 열간 단조 금형의 소재 공급 장치에 있어서,
   실린더(12)와;
   상기 실린더(12)의 로드(14)에 연결 구성되며 상기 실린더(112)의 구동에 따라 상기 슈트(200)를 타고 이송된 소재를 클램핑하는 그리퍼(20)로 구성한 소재 클램핑 수단(10)과;
   상기 소재 클램핑 수단(10)인 실린더(12)의 후방에 위치하며 상기 실린더(12)를 지지하는 홀더(32)와;
   상기 홀더(32)에 일단이 핀(36) 결합되는 링크부재(38)와;
   상기 링크부재(38)의 타단에 축(40) 결합되며 모터(50)의 동력으로 회전하며 상기 링크부재를 회전 동작시키는 구동기어(42)와;
   상기 홀더(32)에 일단이 핀(54) 결합되고 타단은 고정축(56)에 결합된 상태에서 상기 링크부재(38)의 회전에 따라 상기 고정축(56)을 중심으로 회전하며 상기 홀더(32)를 회전 가능하게 지지하는 틸팅아암(54)으로 구성한 스윙수단(30)을 포함하며;
   상기 스윙수단(30)은 상기 모터(50)의 동력으로 회전하는 상기 구동기어(42)가 상기 축(40)을 중심으로 해서 상기 링크부재(38)를 회전시켜 상기 링크부재(38)에 핀(36) 결합되어 있는 상기 홀더(32)와, 상기 홀더(32)에 지지되는 상기 실린더(12)를 수직선상으로 회전 이동시켜 상기 슈트(200)에서 배출된 소재(1)를 상기 열간 단조 금형(300)의 성형공간으로 공급시키게 됨을 특징으로 하는 열간 단조 금형의 소재 공급 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 홀더(32)의 후방에는;
   서보모터(62)와;
   상기 서보모터(62)의 축에 결합되며 상기 홀더(32)를 관통한 상태에서 상기 실린더(12)에 연결 구성되어 상기 서보모터(62)의 동력으로 상기 실린더(12)를 터닝 동작시키는 샤프트(64)로 구성하여;
   상기 그리퍼(20)에 클램핑된 소재(1)를 수직으로 세워주거나 혹은 수평으로 눕힌 상태로 상기 열간 단조 금형(300)의 성형공간으로 공급하는 터닝유닛(60)이 더 포함되어 설치됨을 특징으로 하는 열간 단조 금형의 소재 공급 장치.
   
   
   
   
   

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