KR20160028708A

KR20160028708A - 고무성형 프레스시스템

Info

Publication number: KR20160028708A
Application number: KR1020140117537A
Authority: KR
Inventors: 주민수
Original assignee: 주민수
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2016-03-14

Abstract

본 발명은 고무성형 프레스시스템에 관한 것으로서, 미가류 상태의 고무원료를 정량 계량하여 공급하는 정량계량부와; 상기 정량계량부로 생지대차의 고무원료를 공급하는 자동투입부와; 상기 고무원료를 가열, 가압하여 고무제품으로 성형하는 본금형부와; 상기 자동투입부로부터 고무원료를 공급받는 공급위치와, 상기 본금형부로 상기 고무원료를 공급하는 이동위치 간을 이동하는 이동금형부와; 상기 이동금형부가 상기 공급위치와 상기 이동위치 간을 이동하도록 이송하는 이동금형이송부와; 상기 이동금형부의 고무원료가 경화되지 않도록 상기 고무원료를 저온으로 예열하는 예열부와; 상기 이동위치에서 상기 이동금형부가 상기 본금형부와 위치정렬이 이루어지는지 감지하는 위치감지부와; 상기 이동위치에서 상기 이동금형부의 고무원료가 모두 상기 본금형부로 공급되는지를 감지하는 고무잔량감지부와; 상기 자동투입부로부터 상기 이동금형부로 공급될 고무원료의 정량과, 상기 예열부의 예열온도, 상기 본금형부의 가열온도 및 압력을 입력받는 입력부와; 상기 입력부에서 입력받은 고무원료의 정량이 상기 이동금형부로 공급되도록 상기 정량계량부를 제어하고, 상기 위치감지부의 감지결과에 따라 상기 이동금형이송부의 구동을 제어하고, 상기 고무잔량감지부의 감지결과에 따라 상기 이동금형이송부와 상기 본금형부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고무성형 프레스시스템{RUBBER FORMIGN PRESS SYSTEM}

본 발명은 고무성형 프레스시스템에 관한 것으로서, 보다 자세히는 고무로스를 줄일 수 있도록 이동식 이동금형부를 갖는 고무성형 프레스시스템에 관한 것이다.

국제 유가의 꾸준한 상승과 더불어 고무 원재료 가격이 급속히 올라 고무제품의 원재료비 부담이 가중되고 있다. 이에 고무 원재료비 절감이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 고무 원재료비 절감의 한 방법으로 고무제품 성형시에 발생하는 고무로스를 줄일 수 있는 방법들이 개발되고 있다.

등록특허 제10-0978008호 "고무재료 손실이 적은 고무사출성형에 사용되는 CRB금형"에 상부금형을 예열하는 가열판이 콜드런너부와 분리되어 캐비티에 충진되는 재료가 콜드런너부를 통해 직접 주입되어 고무재료의 손실이 적은 CRB금형이 개시된 바 있다.

그러나, 개시된 바와 같은 CRB금형을 사용할 경우 사출게이트에 공급된 고무는 재사용하여 고무로스는 줄일 수 있으나, 투입재료량이 많은 경우 기계가격이 높아 경제성이 떨어지고 사출게이트가 막히면 금형을 해체하여 청소해야 하므로 금형관리가 어려운 문제가 있다.

또한, 일반적인 고무 프레스 성형에서 고무로스를 절감하기 위해서는 규격치수로 고무생지를 재단하여 정량을 저울로 계량한 뒤 정확한 위치에 재료를 투입해야 한다. 이러한 과정은 작업자이 교육을 통해 정량 정위치에 재료를 투입해야 하나, 작업자의 숙련도에 따라 불량률이 높고 준비시간이 길고, 재단, 계량 등의 공정비용이 많이 들어 고무로스 절감과 불량관리가 어려운 단점이 있다.

또한, 고무로스를 절감하기 위해 반주입 고무버 절감 방식이 사용되고 있다. 이 방식은 상술한 프레스 성형 방식에 비해 불량률을 낮으나 고무주입을 위해 중판에서 발생되는 고무버가 경화되어 폐기되므로 고무 로스율이 최소 15%~25%에 달해 로스절감에 한계가 있다.

본 발명의 목적은 고무로스를 절감하기 위해 생지대차로부터 고무원료의 공급, 자동계량, 이동금형의 이동, 본금형에서의 성형 및 탈금형의 모든 과정이 자동으로 이루어질 수 있는 고무성형 프레스시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이동금형 내부의 고무원료를 모두 본금형으로 이동하므로 고무로스를 최소화할 수 있는 고무성형 프레스시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동하는 이동금형과 고정된 본금형의 위치를 정확하게 정렬하여 성형된 고무제품의 불량률을 최소화할 수 있는 고무성형 프레스시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동금형 내부의 고무원료를 예열램프를 이용하여 희망하는 온도로 예열한 후 본금형으로 공급하여 고무로스를 줄일 수 있는 고무성형 프레스시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 고무성형 프레스시스템에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 고무성형 프레스시스템은, 미가류 상태의 고무원료를 정량 계량하여 공급하는 정량계량부와; 상기 정량계량부로 생지대차의 고무원료를 공급하는 자동투입부와; 상기 고무원료를 가열, 가압하여 고무제품으로 성형하는 본금형부와; 상기 자동투입부로부터 고무원료를 공급받는 공급위치와, 상기 본금형부로 상기 고무원료를 공급하는 이동위치 간을 이동하는 이동금형부와; 상기 이동금형부가 상기 공급위치와 상기 이동위치 간을 이동하도록 이송하는 이동금형이송부와; 상기 이동금형부의 고무원료가 경화되지 않도록 상기 고무원료를 저온으로 예열하는 예열부와; 상기 이동위치에서 상기 이동금형부가 상기 본금형부와 위치정렬이 이루어지는지 감지하는 위치감지부와; 상기 이동위치에서 상기 이동금형부의 고무원료가 모두 상기 본금형부로 공급되는지를 감지하는 고무잔량감지부와; 상기 자동투입부로부터 상기 이동금형부로 공급될 고무원료의 정량과, 상기 예열부의 예열온도, 상기 본금형부의 가열온도 및 압력을 입력받는 입력부와; 상기 입력부에서 입력받은 고무원료의 정량이 상기 이동금형부로 공급되도록 상기 정량계량부를 제어하고, 상기 위치감지부의 감지결과에 따라 상기 이동금형이송부의 구동을 제어하고, 상기 고무잔량감지부의 감지결과에 따라 상기 이동금형이송부와 상기 본금형부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 고무잔량감지부는 상기 이동금형부의 고무원료의 무게를 통해 잔량을 감지하는 웨이트센서, 상기 이동금형부의 내부에서 반사되는 광량을 통해 고무원료의 잔량을 감지하는 광센서, 자장을 이용해 이동금형부 내부의 고무원료의 잔량을 감지하는 자기센서 중 어느 하나로 구비될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 위치감지부는, 상기 이동금형부의 중심과 상기 본금형부의 중심이 동축상에 위치되는지 감지하며, 상기 위치감지부는 상기 본금형부의 상금형의 일측에 배치된 발광센서와, 상기 이동금형부와 상기 본금형부가 동축상에 위치되었을 때 상기 발광센서와 동축상에 위치되도록 상기 이동금형부의 일측에 배치된 수광센서를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 예열부는, 상기 공급위치에서 상기 이동금형부를 내부에 수용하며, 일측면에 상기 이동금형부가 입출되는 출입구가 형성되고, 상부에 상기 이동금형부로 고무원료가 투입되는 투입구가 형성된 예열챔버와; 상기 예열챔버의 내벽면에 배치되어 상기 이동금형부로 열을 인가하는 예열램프 또는 예열매체를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 본금형부는, 고무제품의 형상에 대응되는 하부캐버티가 형성된 하금형과; 상기 하금형의 상부로 승강되게 구비되며 상기 고무제품의 형상에 대응되는 상부캐버티가 형성되며, 상기 하금형으로 압력을 가하는 상금형을 포함하며, 상기 이동금형부는, 상기 하부캐버티에 대응되는 위치에 하부게이트가 형성된 포트상금형과; 상기 포트상금형의 하부에 하부되며 상기 하부게이트에 대응되게 돌출형성된 코어가 구비되는 포트하금형과; 상기 포트상금형의 상부에 고정되는 고정블럭과; 상기 고정블럭의 상부에 구비되며, 상기 정량계량부로부터 고무원료를 공급받아 상기 고정블럭으로 투입하고, 상기 고정블럭과의 사이에 충진되는 고무원료의 량에 따라 상하 이동가능하게 구비되는 가동블럭을 포함한다.

본 발명에 따른 고무성형 프레스시스템은 고무원료의 재단치수와 정량투입이 자동화되고, 고무원료를 예열한 후 본금형부로 공급하므로 재료투입 시간이 단축되고, 금형개폐시간이 단축되어 성형 싸이클 타임도 줄고 생산성이 향상될 수 있다.

또한, 이동금형부의 이동시에 위치감지부에 의해 본금형부와 이동금형부를 위치정렬한 후 고무원료의 공급이 이루어지므로 제품 불량도 줄일 수 있다.

또한, 이동금형부로부터 본금형부로 고무원료가 공급될 때, 고무잔량을 감지하여 내부의 고무원료를 설정된 범위내에서 본금형부로 온전히 공급하므로 고무로스를 최소화하고, 본금형부의 캐버티에 비어 있는 부분을 줄여 제품불량을 줄일 수 있다.

또한, 고무원료의 예열을 예열챔버 내에서 예열램프를 통해 행해지므로 열손실이 적어 전력소모를 줄일 수 있고, 온도 조절이 용이하다.

도 1은 본 발명의 고무성형 프레스시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명의 고무성형 프레스시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 3은 본 발명의 고무성형 프레스시스템의 공급위치에서 정량계량부와 이동금형부의 구성을 도시한 정면도,
도 4는 본 발명의 고무성형 프레스시스템의 예열부의 구성을 도시한 사시도,
도 5는 본 발명의 고무성형 프레스시스템의 이동위치에서 이동금형부와 본금형부의 구성을 도시한 정면도,
도 6과 도 7은 본 발명의 고무성형 프레스시스템의 이동금형부와 본금형부의 동작과정을 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 고무성형 프레스시스템(1)의 구성을 도시한 블럭도이고, 도 2는 고무성형 프레스시스템(1)의 구성을 도시한 개략도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 고무성형 프레스시스템(1)은 작업자로부터 작업조건을 입력받는 입력부(100)와, 고무원료가 수용되는 생지대차(210)로부터 미가류 상태의 고무원료(A)를 공급하는 자동투입부(200)와, 자동투입부(200)로부터 고무원료(A)를 기준량만큼 계량하여 공급하는 정량계량부(300)와, 공급위치에서 정량계량부(300)로부터 고무원료(A)를 공급받아 이동위치로 이동하는 이동금형부(500)와, 이동금형부(500)를 예열하는 예열부(400)와, 이동금형부(500)를 공급위치와 이동위치로 이동시키는 이동금형이송부(600)와, 이동금형부(500)로부터 고무원료(A)를 공급받아 고무제품(B)을 성형하는 본금형부(700)와, 이동위치에서 이동금형부(500)와 본금형부(700)의 위치정렬을 감지하는 위치감지부(630)와, 이동위치에서 이동금형부(500) 내부의 고무원료(A)가 본금형부(700)로 모두 공급되었는지를 감지하는 고무잔량감지부(560)와, 각 구성들을 제어하는 제어부(800)를 포함한다.

입력부(100)는 작업자로부터 고무성형과 관련된 각 구성들의 작업조건을 입력받는다. 입력부(100)를 통해 작업자는 정량계량부(300)를 통해 이동금형부(500)로 공급되는 고무원료의 정량, 정량계량부(300)에서 고무원료를 이송하는 구동모터(315)의 회전수와 이송압력, 고무원료를 가동블럭(510)으로 공급하는 공급압력, 예열부(400)의 예열램프(420)의 예열온도, 본금형부(700)의 가열온도 및 압력 등을 입력할 수 있다. 입력부(100)는 외부에 별도의 입력판넬 형태로 구비될 수 있다.

자동투입부(200)는 고무원료(A)가 수용된 생지대차(210)로부터 고무원료(A)를 정량계량부(300)로 공급한다. 자동투입부(200)는 생지대차(210)와 정량계량부(300)의 이송관(311)으로 고무원료(A)를 공급한다. 이 때, 생지대차(210)로부터 공급되는 고무원료(A)는 미가류상태로 공급된다.

여기서, 작업자는 생지대차(210)를 새로운 것으로 교환할 때, 고무원료(A)를 이송관(311)으로 수동으로 연결한다. 고무원료(A)를 수동으로 이송관(311)에 연결하면, 이후에는 이송스크류(313)의 이송압력에 의해 자동으로 고무원료(A)가 이송관(311) 내부로 투입된다.

도 3은 정량계량부(300)와 이동금형부(500)의 구성을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 정량계량부(300)는 1회의 고무제품(B)의 성형에 요구되는 고무원료(A)의 량만큼 정확하게 계량하여 이동금형부(500)로 공급한다. 이에 의해 불필요하게 공급되는 고무원료 량을 줄여 고무로스를 최소화할 수 있다.

정량계량부(300)는 자동투입부(200)에서 공급되는 고무원료(A)를 자동으로 공급하는 원료이송부(310)와, 원료이송부(310)로부터 이송되는 고무원료(A)를 계량하는 원료계량부(320)와, 원료이송부(310)로부터 공급되는 고무원료(A)를 이동금형부(500)로 투입하는 원료투입부(330)를 포함한다.

원료이송부(310)는 고무원료(A)가 이송되는 이송관(311)과, 이송관(311) 내부에 회전되게 구비되어 고무원료(A)를 원료투입부(330) 측으로 가압하는 이송스크류(313)와, 이송스크류(313)를 회전구동시키는 구동모터(315)와, 이송관(311)의 선단에 구비되어 이송스크류(313)가 역방향으로 회전하는 것을 방지하는 체크밸브(317)를 포함한다.

이송관(311)은 투입하우징(331)으로부터 일정길이 연장형성된다. 이송관(311)은 일정직경을 갖는 중공관으로 구비된다. 이송스크류(313)는 구동모터(315)의 구동에 의해 이송관(311) 내부에서 회전된다. 이송스크류(313)는 회전되면서 고무원료(A)로 이송압을 인가하여 강제로 고무원료(A)를 투입하우징(331)으로 이송한다.

구동모터(315)는 제어부(800)의 제어에 의해 구동된다. 제어부(800)는 입력부(100)를 통해 작업자가 입력한 이송압에 대응되는 회전수로 구동모터(315)가 구동되도록 제어한다. 구동모터(315)의 일측에는 압력스위치(315a)가 구비되어 현재 고무원료(A)의 이송압력을 외부로 표시한다.

체크밸브(317)는 원료계량부(320)로부터 투입하우징(331) 내부에 인가되는 압력에 의해 이송스크류(313)가 역방향으로 회전되는 것을 방지한다.

여기서, 원료이송부(310)는 고무원료(A)를 투입하우징(331) 측으로 이송만 할 뿐, 고무원료(A)의 계량에는 관여하지 않는다.

정량계량부(300)는 투입하우징(331)으로 이송되는 고무원료(A)에 압력을 인가하여 이동금형부(500)로 정량을 투입시킨다. 정량계량부(300)는 투입하우징(331)의 상부에 구비되어 상하로 이동되며 투입하우징(331)으로 압력을 인가하는 원료압축실린더(324)와, 원료압축실린더(324)를 지지하는 브래킷(321)과, 브래킷(321)으로부터 하강하여 이동금형부(500)의 가동블럭(510)과 접촉하여 고무원료(A)의 투입량을 감지하는 스크류(323)과, 스크류(323)의 하강거리를 조절하는 포텐션미터(322)를 포함한다.

원료압축실린더(324)는 브래킷(321)에 대해 상하로 이동되며 투입하우징(331) 내부로 압력을 인가한다. 원료압축실린더(324)의 압력이 투입관(331a)으로 인가되고, 고무원료(A)가 노즐(333)로 배출된다.

브래킷(321)은 투입하우징(331)의 상부에 고정결합되며, 원료압축실린더(324)와 스크류(323)가 구동되는 것을 지지한다. 스크류(323)는 포텐션미터(322)에 의해 상하로 이동된다. 스크류(323)의 하강위치는 4점 제어방식으로 이동금형부(500) 내부에 정량의 고무원료(A)가 주입된 상태로 조절된다.

고무원료(A)의 주입에 의해 가동블럭(510)의 위치가 상승하여 스크류(323)의 하부와 접촉되면 정량의 고무원료(A)가 주입된 것으로 제어부(800)가 감지하여 고무원료(A)의 주입이 정지된다.

원료투입부(330)는 이송관(311) 및 원료계량부(320)와 연결되는 투입하우징(331)과, 투입하우징(331)의 하부에 배치되는 노즐(333)을 포함한다. 투입하우징(331)의 내부에는 이송관(311)의 단부와 연결되는 투입관(331a)이 구비된다. 투입관(331a)은 하부는 노즐(333)과 연결되고 상부는 원료압축실린더(324)와 연통되게 형성된다. 이에 의해 투입관(331a)의 측면으로부터 고무원료(A)가 유입되면, 상부로부터 원료압축실린더(324)의 압력이 인가되어 고무원료(A)가 노즐(333)을 통해 이동금형부(500)로 배출된다. 노즐(333)은 이동금형부(500)의 고무투입구(511)로 고무원료(A)를 투입한다.

예열부(400)는 이동금형부(500)를 예열한다. 도 4에 도시된 바와 같이 예열부(400)는 이동금형부(500)의 외부를 감싸 이동금형부(500) 내부의 고무원료(A)를 저온으로 가열한다. 예열부(400)는 이동금형부(500)를 내부에 수용하는 예열챔버(410)와, 예열챔버(410)의 내벽면에 구비되어 이동금형부(500)로 열을 조사하는 예열램프(420)를 포함한다.

예열챔버(410)는 이동금형부(500)를 내부에 수용하는 함체 형태로 형성된다. 이 때, 예열챔버(410)의 상부에는 원료투입부(330)로부터 고무원료(A)가 이동금형부(500)로 공급될 수 있도록 투입구(440)가 일정넓이 관통형성된다. 또한, 예열챔버(410)의 측면에는 이동금형부(500)가 공급위치로부터 이동위치로 이동될 수 있도록 출입구(430)가 형성된다. 도면에는 도시되지 않았으나 출입구(430)의 타측에는 이동금형이송부(600)의 이송실린더(610)가 이동될 수 있는 실린더결합공(미도시)이 관통형성된다.

또한, 예열챔버(410)의 하부는 개방된 형태로 형성된다. 이는 이동금형부(500)의 포트하금형(540)이 상하로 승강되는 것에 간섭을 주지 않기 위함이다. 그러나, 경우에 따라 예열챔버(410)는 이동금형부(500)까지 감싸는 형태로 구현될 수도 있다.

예열챔버(410)의 내벽면에는 복수개의 예열램프(420)가 구비된다. 예열램프(420)는 제어부(800)의 제어에 의해 발열하여 이동금형부(500)로 간접방식으로 열을 인가한다. 예열램프(420)는 통상 50~70℃의 범위로 고무원료(A)를 예열한다. 예열온도는 고무원료(A)가 본금형부(700)로 이동되기 전에 가황되지 않도록 고무에 유동성을 부여할 수 있는 온도로 설정된다.

본 발명에 따른 예열부(400)는 예열챔버(410)로 단열된 상태에서 예열램프(420)가 이동금형부(500)로 열을 가하므로 종래 송풍팬으로 열을 인가하는 방식과 비교할 때 열손실이 적고 열전달효율이 높은 장점이 있다. 또한, 예열램프(420)의 온도조절이 용이한 장점이 있다.

한편, 예열부(400)는 상술한 예열램프(420) 방식이 아닌 가열된 오일을 순환하는 방식이 사용될 수도 있다. 가열된 오일을 예열챔버(410) 내벽면을 따라 순환시키고, 가열된 오일의 열이 이동금형부(500)로 전달되도록 하여 고무원료(A)를 예열할 수도 있다.

이동금형부(500)는 공급위치에서 정량계량부(300)로부터 정량 계량된 고무원료(A)를 공급받고, 이동위치로 이동하여 본금형부(700)로 고무원료(A)를 공급한다. 여기서, 도 3은 이동금형부(500)가 공급위치에 있는 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 이동금형부(500)가 이동위치에 있는 상태를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이 이동금형부(500)는 내부에 충진되는 고무원료(A)의 양에 따라서 상하로 이동되는 가동블럭(510)과, 이동금형이송부(600)와 결합되며 가동블럭(510)의 하부에 배치되는 고정블럭(520)과, 고정블럭(520)의 하부에 구비되며 고무원료(A)를 하부로 공급하는 하부게이트(531)가 형성된 포트상금형(530)과, 포트상금형(530)의 하부에 구비되어 포트상금형(530)을 지지하는 포트하금형(540)과, 포트하금형(540)을 상하로 구동하는 하금형구동부(550)와, 고정블럭(520) 내부에 구비되어 고무원료(A)의 잔량을 감지하는 고무잔량감지부(560)를 포함한다.

고정블럭(520)은 이동금형이송부(600)에 결합되어 공급위치와 이동위치 간을 이동한다. 고정블럭(520)의 하부에 포트상금형(530)이 고정결합되고, 고정블럭(520)의 상부에 가동블럭(510)이 상하로 승강되게 결합된다.

고정블럭(520)의 내부에는 고무충진공간(521)이 형성되고, 고무충진공간(521)에 가동블럭(510)이 안착된다. 가동블럭(510)이 상부로 이동됨에 따라 고무충진공간(521)의 체적이 증가되고 고무충진량이 증가된다. 고정블럭(520)의 바닥면에는 상부게이트(523)가 형성되어 고무원료(A)를 포트상금형(530)으로 안내한다.

가동블럭(510)은 고정블럭(520)의 상부에 배치된다. 가동블럭(510)은 고정블럭(520)의 고무충진공간(521) 내부로 삽입되는 형태로 구비된다. 가동블럭(510)의 내부에는 고무원료(A)를 고무충진공간(521)으로 투입하는 고무투입구(511)가 고무충진공간(521)에 연통되게 형성된다. 고무투입구(511)에는 고무원료(A)가 역류되는 것을 방지하는 역류방지밸브(513)가 구비된다.

고무충진공간(521)에 고무원료(A)가 투입되면, 고무원료(A)의 체적만큼 가동블럭(510)은 상승한다. 가동블럭(510)이 상승하는 높이를 상술한 원료계량부(320)의 스크류(323)와 포텐션미터(322)가 감지하여 정해진 정량의 고무원료(A)가 투입된다.

포트상금형(530)은 고정블럭(520)의 하부에 구비되어 본금형부(700)의 하금형(720)으로 고무원료(A)를 공급한다. 포트상금형(530)에는 상부게이트(523)와 연통되게 형성되는 하부게이트(531)가 형성된다.

포트하금형(540)은 포트상금형(530)과 마주보게 형성되어 포트상금형(530)을 지지한다. 포트하금형(540)의 상면에는 상부게이트(523)를 폐쇄하는 코어(541)가 돌출형성된다. 코어(541)는 고무충진공간(521)으로 고무원료(A)가 충진될 때, 충진압력으로 인해 고무원료(A)가 개방된 하부게이트(531)의 하부로 배출되는 것을 차단한다.

포트하금형(540)은 이동금형부(500)가 이동위치로 이동될 때, 공급위치에 남아 있게 된다. 포트하금형(540)으로부터 분리되어 이동금형부(500)가 이동위치로 이동될 때는 고무원료 자체의 점성에 의해 고무원료(A)가 하부게이트(531)로 배출되지 않고 위치를 유지한다.

포트하금형(540)은 하금형구동부(550)에 결합되어 상하로 이동된다. 공급위치에서 고무원료(A)의 투입시에는 포트하금형(540)은 상부로 상승하여 하부게이트(531)를 폐쇄하고, 이동금형부(500)가 이동위치로 이동될 때는 간섭이 일어나지 않도록 하부로 하강한다.

여기서, 고무충진공간(521)에 충진되는 고무원료(A)의 양은 실제 고무제품(B)의 생산에 필요한 고무원료의 양 보다 일정 부분 많게 설정된다. 이는 포트상금형(530)을 통해 본금형부(700)로 고무원료(A)가 투입될 때 본금형부(700)의 하부캐버티(721) 내부로 균일하게 공급되지 못하고 여백이 발생되는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 실제 생산에 필요한 고무원료의 양 보다 일정 부분 많게 고무원료를 투입하면 실제 고무원료의 양은 압력에 의해 본금형부(700) 내부로 공급되면서 하부캐버티(721)를 채우게 되기 때문이다.

한편, 고정블럭(520)의 내부에는 고무충진공간(521) 내부에 잔류하는 고무원료(A)의 잔량을 감지하는 고무잔량감지부(560)가 구비된다. 고무잔량감지부(560)는 이동금형부(500)가 이동위치로 이동된 후, 본금형부(700)로 고무원료(A)를 공급할 때 고무충진공간(521)에 수용된 고무원료(A)를 모두 본금형부(700)로 공급하는지를 감지한다. 즉, 고무충진공간(521)의 바닥에 잔류하는 고무원료(A)의 잔량이 설정된 기준량 보다 작은 경우에 제어부(800)로 감지결과를 전송한다. 이에 의해 고무충진공간(521) 내부의 고무원료(A)가 온전히 본금형부(700)로 공급되므로 고무로스량을 최소로 줄일 수 있다.

고무잔량감지부(560)는 고정블럭(520)의 무게를 감지하여 고무원료의 잔량을 감지하는 웨이트센서로 구비될 수 있다. 웨이트센서는 고정블럭(520)의 하부에 구비되어 고정블럭(520)의 기본무게에 고무원료(A)의 무게를 고려한 초기 무게에서, 고무원료(A)가 투입된 후의 무게를 측정하여 고무원료(A)의 잔량을 감지한다.

또한, 고무잔량감지부(560)는 고정블럭(520)의 바닥으로부터 반사되는 광량을 통해 고무원료의 잔량을 감지하는 광센서로 구비될 수도 있다. 이 경우, 웨이트센서는 도면에 도시된 바와 같이 가동블럭(510)의 상부에 구비되어 고정블럭(520)의 바닥으로 광을 조사하고, 고무원료가 있는 경우와 고무원료가 거의 없는 경우 광량의 차이에 따라 고무원료의 잔량을 감지

또한, 경우에 따라 고무잔량감지부(560)는 자장을 이용해 고정블럭(520) 내부의 고무원료의 잔량을 감지하는 자기센서로 구비될 수 있다.

고무잔량감지부(560)는 고정블럭(520)과 가동블럭(510)의 구성을 고려하여 적절한 것으로 선택하여 사용할 수 있다.

이동금형이송부(600)는 이동금형부(500)를 공급위치와 이동위치간을 이동시킨다. 이동금형이송부(600)는 고정블럭(520)에 결합되는 이송실린더(610)와, 도면에 도시되지 않았으나 이동금형부(500)의 이동을 안내하는 이동가이드(미도시)와, 이동금형부(500)와 본금형부(700)의 위치정렬을 감지하는 위치감지부(630)를 포함한다.

이송실린더(610)는 유압 또는 공압에 의해 구동되며, 제어부(800)에 의해 이송거리가 결정된다. 이동가이드(미도시)는 공급위치와 이동위치 감을 연결하여 이동금형부(500)가 이동되는 거을 안내한다. 이동가이드(미도시)는 LM 가이드의 형태로 구현될 수 있다.

위치감지부(630)는 이송실린더(610)에 의해 이동금형부(500)가 본금형부(700)로 이동될 때, 본금형부(700)와 이동금형부(500)가 동축상에 위치가 정렬되는지를 감지한다. 이에 의해 고무원료(A)가 본금형부(700)의 정해진 위치로 정확하게 공급될 수 있다.

위치감지부(630)는 도 5에 도시된 바와 같이 발광센서(631)와 수광센서(633)로 구비될 수 있다. 발광센서(631)는 본금형부(700)의 상금형(710)의 일측에 배치된다. 수광센서(633)는 고정블럭(520)의 일측에 배치된다. 발광센서(631)와 수광센서(633)는 공급위치에서 본금형부(700)와 이동금형부(500)가 서로 위치가 정렬되었을 때 동축상에 배치되게 위치된다. 이에 의해 발광센서(631)에서 발생된 광이 수광센서(633)에 수신될 수 있다. 수광센서(633)에서 광을 수신하면, 제어부(800)는 본금형부(700)와 이동금형부(500)가 위치정렬이 완료된 것으로 판단해 이송실린더(610)의 구동을 멈추게 된다.

이러한 위치감지부(630)의 기능에 의해 이동금형부(500)가 이동하면서 고무원료(A)를 본금형부(700)로 공급하더라도 정확한 량의 고무원료(A)가 정확한 위치로 공급되어 불량률이 줄어들 수 있다.

본금형부(700)는 이동금형부(500)로부터 고무원료(A)를 공급받아 열과 압력을 가하여 고무제품(B)을 성형한다. 본금형부(700)는 도 2와 도 5에 도시된 바와 같이 상금형(710)과, 상금형(710)과 대향되게 배치되는 하금형(720)과, 상금형(710)의 상부에 구비되어 상금형(710)으로 열을 인가하는 상부가열판(730)과, 하금형(720)의 하부에 구비되어 하금형(720)으로 열을 인가하는 하부가열판(740)과, 상금형(710)을 상하로 구동시키는 상부구동부(750)와, 하금형(720)을 상하로 구동시키는 하부구동부(760)를 포함한다.

상금형(710)과 하금형(720)에는 각각 고무제품(B)의 형상에 대응되는 상부캐버티(711)와 하부캐버티(721)가 구비된다.

제어부(800)는 고무원료(A)의 주입부터 고무제품(B)의 탈형까지 모든 과정이 자동으로 정확하게 진행되도록 각 구성들을 제어한다. 제어부(800)는 작업자가 입력부(100)를 통해 입력한 성형조건들에 대응되게 각 구성들이 동작하도록 제어한다.

또한, 이동금형부(500)의 이동타이밍과 본금형부(700)의 성형타이밍 등을 제어한다. 제어부(800)는 이동금형부(500)가 이동위치로 이동될 때 위치감지부(630)의 감지결과에 따라 이동금형이송부(600)의 이동 및 유압 공급 및 배출을 제어한다. 또한, 제어부(800)는 고무잔량감지부(560)의 감지결과에 따라 이동금형부(500)를 공급위치로 복귀시키고, 본금형부(700)가 고무제품(B)을 성형하도록 한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 고무성형 프레스시스템(1)의 동작과정을 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

작업자는 입력부(100)를 통해 성형조건을 입력한다. 그리고, 전원을 인가하면, 구동모터(315)가 구동된다. 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 자동투입부(200)를 통해 생지대차(210)의 고무원료(A)가 정량계량부(300)의 원료이송부(310)로 공급된다. 이송관(311)으로 공급된 고무원료(A)는 이송스크류(313)의 회전에 의해 원료투입부(330)의 투입하우징(331)으로 공급된다. 투입하우징(331)의 투입관(331a)은 원료압축실린더(324)의 압축에 의해 압력이 인가되고, 고무원료(A)는 압력에 의해 노즐(333)을 통해 이동금형부(500)의 가동블럭(510)으로 공급된다.

가동블럭(510)의 고무투입구(511)를 통해 고무원료(A)는 고정블럭(520)과 가동블럭(510) 사이의 고무충진공간(521)으로 공급된다. 고무원료(A)가 점차 충진되면서 가동블럭(510)은 상부로 상승된다.

이 때, 고정블럭(520) 하부에는 포트상금형(530)과 포트하금형(540)이 적층적으로 배치된다. 포트하금형(540)의 코어(541)는 포트상금형(530)의 하부게이트(531)를 막아 고무원료(A)가 외부로 배출되는 것을 차단한다.

또한, 이 때 이동금형부(500)는 도 4에 도시된 바와 같이 예열챔버(410) 내부에 배치되어 예열램프(420)로부터 열(H)을 인가받는다. 간접적으로 열(H)을 인가받는 이동금형부(500) 내부의 고무원료(A)는 경화되지 않고 유동성을 갖는 상태로 유지된다.

고무원료(A)의 공급이 계속되고 가동블럭(510)의 높이가 점차 높아진다. 그리고, 포텐션미터(322)에 의해 위치가 조절된 스크류(323)의 하부와 가동블럭(510)의 상면이 접촉되면 이동금형부(500)에 정량의 고무원료(A)가 투입된 것으로 감지하고 제어부(800)는 원료압축실린더(324)의 구동을 멈춘다. 이에 의해 고무원료(A)의 이동금형부(500)로의 공급이 정지된다.

도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 포트하금형(540)이 포트상금형(530)으로부터 하강하고, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 이송실린더(610)의 승강바(611)의 길이가 연장되며 이동금형부(500)가 본금형부(700)의 내부로 이동되는 이동위치로 이동된다.

이 때, 본금형부(700)의 포트상금형(530)에 구비된 발광센서(631)는 광을 발신한다. 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 이동금형부(500)의 수광센서(633)가 발광센서(631)와 동축상에 위치되도록 이동금형부(500)가 위치되면, 제어부(800)는 이동실린더(611)의 구동을 멈추고, 상부구동부(750)와 하부구동부(760)를 구동하며 포트상금형(530)을 하강시키고 상금형(710)을 상승시킨다.

하금형(720)이 포트상금형(530)과 접촉되고, 포트상금형(530)이 가동블럭(510)을 가압하면, 고정블럭(520) 내부의 고무원료(A)가 포트상금형(530)의 하부게이트(531)를 따라 하금형(720)의 하부캐버티(721)로 공급된다. 고무원료(A)가 공급됨에 따라 가동블럭(510)의 높이가 점차 낮아진다. 즉, 고무원료(A)가 충진된 높이(h1)으로부터 배출된 높이(h2)로 낮아진다. 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 고무잔량감지부(560)는 고무원료(A)의 잔량을 감지한다. 고무잔량감지부(560)의 감지결과 모든 고무원료(A)가 본금형부(700)로 공급되면, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 제어부(800)는 상부구동부(750)를 상부로 이동시켜 이동금형부(500)로부터 분리한다. 경우에 따라 하부구동부(760)도 하부로 이동시킬 수 있다.

그리고, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 이동금형부(500)를 다시 공급위치로 복귀시키고, 이동금형부(500)로 다시 고무원료(A)를 공급한다. 이와 동시에 상부구동부(750)와 하부구동부(760)를 구동하며 상금형(710)과 하금형(720)을 접촉시키고, 열과 압력을 가해 고무제품(B)을 성형한다.

고무제품(B)의 성형이 완료되면, 하금형(720)으로부터 고무제품(B)을 탈형한다. 그리고, 다시 이동금형부(500)가 본금형부(700)로 이동되어 고무원료(A)를 공급하는 과정이 반복된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 고무성형 프레스시스템은 고무원료의 재단치수와 정량투입이 자동화되고, 고무원료를 예열한 후 본금형부로 공급하므로 재료투입 시간이 단축되고, 금형개폐시간이 단축되어 성형 싸이클 타임도 줄고 생산성이 향상될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 고무성형 프레스시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 고무성형프레스 시스템 100 : 입력부
200 : 자동투입부 210 : 생지대차
300 : 정량계량부 310 : 원료이송부
311 : 이송관 313 : 이송스크류
315 : 구동모터 315a : 압력스위치
317 : 체크밸브 320 : 원료계량부
321 : 브래킷 323 : 스크류
324 : 원료압축실린더 330 : 원료투입부
331 : 투입하우징 331a : 투입관
333 : 노즐 400 : 예열부
410 : 예열챔버 420 : 예열램프
430 : 출입구 440 : 투입구
500 : 이동금형부 510 : 가동블럭
511 : 고무투입구 513 : 역류방지밸브
520 : 고정블럭 521 : 고무충진공간
523 : 상부게이트 530 : 포트상금형
531 : 하부게이트 540 : 포트하금형
541 : 코어 550 : 하금형구동부
560 : 고무잔량감지부 600 : 이동금형이송부
610 : 이송실린더 630 : 위치감지부
631 : 발광센서 633 : 수광센서
700 : 본금형부 710 : 상금형
711 : 상부캐버티 720 : 하금형
721 : 하부캐버티 730 : 상부가열판
731 : 상부히터 740 : 하부가열판
741 : 하부히터 750 : 상부구동부
760 : 하부구동부 800 : 제어부
A : 고무원료
B : 고무제품

Claims

미가류 상태의 고무원료를 정량 계량하여 공급하는 정량계량부와;
상기 정량계량부로 생지대차의 고무원료를 공급하는 자동투입부와;
상기 고무원료를 가열, 가압하여 고무제품으로 성형하는 본금형부와;
상기 자동투입부로부터 고무원료를 공급받는 공급위치와, 상기 본금형부로 상기 고무원료를 공급하는 이동위치 간을 이동하는 이동금형부와;
상기 이동금형부가 상기 공급위치와 상기 이동위치 간을 이동하도록 이송하는 이동금형이송부와;
상기 이동금형부의 고무원료가 경화되지 않도록 상기 고무원료를 저온으로 예열하는 예열부와;
상기 이동위치에서 상기 이동금형부가 상기 본금형부와 위치정렬이 이루어지는지 감지하는 위치감지부와;
상기 이동위치에서 상기 이동금형부의 고무원료가 모두 상기 본금형부로 공급되는지를 감지하는 고무잔량감지부와;
상기 자동투입부로부터 상기 이동금형부로 공급될 고무원료의 정량과, 상기 예열부의 예열온도, 상기 본금형부의 가열온도 및 압력을 입력받는 입력부와;
상기 입력부에서 입력받은 고무원료의 정량이 상기 이동금형부로 공급되도록 상기 정량계량부를 제어하고, 상기 위치감지부의 감지결과에 따라 상기 이동금형이송부의 구동을 제어하고, 상기 고무잔량감지부의 감지결과에 따라 상기 이동금형이송부와 상기 본금형부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무성형프레스 시스템.
제1항에 있어서,
상기 고무잔량감지부는 상기 이동금형부의 고무원료의 무게를 통해 잔량을 감지하는 웨이트센서, 상기 이동금형부의 내부에서 반사되는 광량을 통해 고무원료의 잔량을 감지하는 광센서, 자장을 이용해 이동금형부 내부의 고무원료의 잔량을 감지하는 자기센서 중 어느 하나로 구비되는 것을 특징으로 하는 고무성형프레스 시스템.
제2항에 있어서,
상기 위치감지부는,
상기 이동금형부의 중심과 상기 본금형부의 중심이 동축상에 위치되는지 감지하며,
상기 위치감지부는 상기 본금형부의 상금형의 일측에 배치된 발광센서와, 상기 이동금형부와 상기 본금형부가 동축상에 위치되었을 때 상기 발광센서와 동축상에 위치되도록 상기 이동금형부의 일측에 배치된 수광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무성형프레스 시스템.
제3항에 있어서,
상기 예열부는,
상기 공급위치에서 상기 이동금형부를 내부에 수용하며, 일측면에 상기 이동금형부가 입출되는 출입구가 형성되고, 상부에 상기 이동금형부로 고무원료가 투입되는 투입구가 형성된 예열챔버와;
상기 예열챔버의 내벽면에 배치되어 상기 이동금형부로 열을 인가하는 예열램프 또는 가열매체를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무성형프레스 시스템.
제4항에 있어서,
상기 본금형부는,
고무제품의 형상에 대응되는 하부캐버티가 형성된 하금형과;
상기 하금형의 상부로 승강되게 구비되며 상기 고무제품의 형상에 대응되는 상부캐버티가 형성되며, 상기 하금형으로 압력을 가하는 상금형을 포함하며,
상기 이동금형부는,
상기 상기 하부캐버티에 대응되는 위치에 하부게이트가 형성된 포트상금형과;
상기 포트상금형의 하부에 하부되며 상기 하부게이트에 대응되게 돌출형성된 코어가 구비되는 포트하금형과;
상기 포트상금형의 상부에 고정되는 고정블럭과;
상기 고정블럭의 상부에 구비되며, 상기 정량계량부로부터 고무원료를 공급받아 상기 고정블럭으로 투입하고, 상기 고정블럭과의 사이에 충진되는 고무원료의 량에 따라 상하 이동가능하게 구비되는 가동블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 고무성형프레스 시스템.