KR20160071258A

KR20160071258A - 열간 단조 금형의 소재 공급장치

Info

Publication number: KR20160071258A
Application number: KR1020140178761A
Authority: KR
Inventors: 김재용
Original assignee: 주식회사 동산공업
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2016-06-21

Abstract

본 발명은 하나의 장치로 소재를 X축 및 Y축 방향으로 순차적으로 이송시켜 가며 열간 단조 금형으로 공급토록 한 열간 단조 금형의 소재 공급장치를 제공한다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 열간 단조 금형의 성형부로 소재를 공급하는 열간 단조 금형의 소재 공급장치에 있어서, 하우징, 상기 하우징을 관통한 상태로 설치되며 선단에는 소재를 클램핑 및 언클램핑시키는 그리퍼가 장착된 메인프레임, 상기 하우징 내에 설치되며 상기 메인프레임 아래에 베어링을 사이에 두고 지지한 상태에서 서보모터의 동력으로 상기 메인프레임을 Y축 방향으로 이동시키는 왕복대를 포함하는 Y축 구동수단, 상기 Y축 구동수단의 후방에 배치되며 서보모터의 동력으로 상기 왕복대 위에 베어링을 사이에 두고 올려져 있는 상기 메인프레임을 X축 방향으로 이동시켜 상기 그리퍼에 클램핑되어 있는 소재를 상기 열간 단조 금형의 성형부로 공급하는 X축 구동수단을 포함하여 구성한 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

열간 단조 금형의 소재 공급장치{Automatic transfer system of forging material}

본 발명은 열간 단조 금형의 소재 공급장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 장치로 소재를 X축 및 Y축 방향으로 순차적으로 이송시켜 가며 열간 단조 금형으로 공급토록 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 소재 공급장치를 통해 열간 단조금형의 성형부로 자동 이송시켜 공급하게 된다.

그러나 종래 일반적인 소재 공급장치는 겨열된 소재를 클램핑하여 X축 방향으로 이송시키는 장치와, X축 방향으로 이송된 소재를 Y축 방향으로 이송시키는 장치를 각각 별도로 구비시켜야 함으로서 비경제적일 뿐만 아니라 불필요한 장치의 설치 공간 확보 및 장치 교체에 따른 시간 낭비로 인한 작업성 저하 등의 여러가지 폐단을 가져오게 된다.

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

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 하나의 장치로 소재를 X축 및 Y축 방향으로 순차적으로 이송시켜 가며 열간 단조 금형으로 공급토록 한 열간 단조 금형의 소재 공급장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 열간 단조 금형의 성형부로 소재를 공급하는 열간 단조 금형의 소재 공급장치에 있어서, 하우징, 상기 하우징을 관통한 상태로 설치되며 선단에는 소재를 클램핑 및 언클램핑시키는 그리퍼가 장착된 메인프레임, 상기 하우징 내에 설치되며 상기 메인프레임 아래에 베어링을 사이에 두고 지지한 상태에서 서보모터의 동력으로 상기 메인프레임을 Y축 방향으로 이동시키는 왕복대를 포함하는 Y축 구동수단, 상기 Y축 구동수단의 후방에 배치되며 서보모터의 동력으로 상기 왕복대 위에 베어링을 사이에 두고 올려져 있는 상기 메인프레임을 X축 방향으로 이동시켜 상기 그리퍼에 클램핑되어 있는 소재를 상기 열간 단조 금형의 성형부로 공급하는 X축 구동수단을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 Y축 구동수단은 상기 서보모터의 동력으로 정, 역 회전하는 리드스크류, 상기 리드스크류의 외경에 나사식으로 체결되며 상기 왕복대에 결합된 상태에서 상기 리드스크류의 회전에 따라 상기 리드스크류의 외경에 형성된 나사산을 타고 이동하며 상기 왕복대를 이동시키는 분할넛을 더 포함하여 구성함이 바람직하다.

상기 X축 구동수단은 상기 서보모터의 축에 결합되어 회전하는 샤프트, 상기 샤프트의 외경에 결합되되, 소정의 길이를 가지도록 길게 성형된 스퍼기어 및 상기 메인프레임의 저면에 상기 메인프레임의 길이 방향을 따라 길게 부착되며 상기 스퍼기어에 치합된 상태에서 상기 스퍼기어의 정, 역 회전 동작에 따라 상기 메인프레임을 X축 방향으로 좌, 우 왕복 이동시키는 랙으로 구성함이 바람직하다.

본 발명은 소재를 클램핑한 그리퍼를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 구동수단과, X축 방향으로 이동시키는 X축 구동수단을 하나의 장치에 설치하여 소재를 소재를 X축 및 Y축 방향으로 순차적으로 이송시켜 가며 열간 단조 금형으로 공급토록 함으로서 이송장치의 부피를 줄여주면서도 소재를 효과적으로 열간 단조 금형으로 공급할 수 있는 작용 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열간 단조 금형의 소재 공급장치를 도시한 평단면도.
도 2는 Y축 구동수단의 구조를 발췌하여 도시한 평면도.
도 3은 도 2의 A-A선을 따라 절개하여 도시한 도면.
도 4는 X축 구동수단의 구조를 발췌하여 도시한 평면도.
도 5는 도 4의 B-B선을 따라 절개하여 도시한 도면.
도 6과 도 7은 본 발명에 따른 열간 단조 금형소재 공급장치의 Y축 및 X축 방향 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.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열간 단조 금형의 소재 공급장치를 도시한 평단면도이다.

도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 열간 단조 금형의 소재 공급장치는 장치의 외형을 구성하는 하우징(10), 상기 하우징(10)을 관통한 상태로 설치되는 메인프레임(20), 상기 메인프레임(20)의 선단에 설치되며 소재를 클램핑 및 언클램핑시키는 그리퍼(22), 상기 하우징(10) 내에 설치되며 상기 메인프레임(20)을 Y축 방향(장치의 평면상에서 전, 후 방향)으로 이송시키는 Y축 구동수단(30)과, 상기 Y축 구동수단(30) 뒤쪽에 설치되며 상기 메인프레임(20)을 X축 방향(장치의 평면상에서 좌, 우 방향)으로 이송시키는 X축 구동수단(50)을 포함하여 구성한다.

상기 Y축 구동수단(30)은 언급한 바와 같이 메인프레임(20)을 Y축 방향으로 전, 후 왕복 이송시키는 수단이다.

첨부된 도 2는 상기 Y축 구동수단의 구조를 발췌하여 도시한 평면도이며, 도 3은 도 2의 A-A선을 따라 절개하여 도시한 도면이다.

도 2와 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이 Y축 구동수단(30)은 상기 하우징(10)의 후방에 설치되며 외부에서 인가된 전원으로 구동하는 서보모터(32), 상기 서보모터(32)의 축에 결합되어 정, 역 회전하는 리드스크류(34), 상기 리드스크류(34)의 외경에 나사식으로 체결되며 상기 리드스크류(34)의 회전 동작에 따라 상기 리드스크류(34)의 외경에 형성된 나사산을 타고 전, 후 왕복 이동하는 분할넛(36) 및 상기 분할넛(36)에 결합되며 상기 메인프레임(20)의 아래에 베어링(40)을 사이에 두고 상기 메인프레임(20)을 X축 방향으로 전, 후 이동 가능하게 받쳐준 상태에서 상기 분할넛(36)의 전, 후 왕복 이동에 따라 상기 메인프레임(20)을 축 방향으로 전, 후 왕복 이송시키는 왕복대(38)를 포함하여 구성한다.

즉, 메인프레임(20)에 설치된 그리퍼(22)가 소재를 클램핑하고 나면 상기한 Y축 구동수단(30)인 서보모터(32)의 동력으로 리드스크류(34)가 회전하며 분할넛(36)을 Y축 방향으로 이동시키게 되고, 이 과정에서 상기 분할넛(36)에 연결되어 있는 왕복대(38)는 상기 메인프레임(20)을 받쳐준 상태에서 상기 분할넛(36)과 함께 Y축 방향으로 이동하며 소재를 클램핑한 그리퍼(22)와 함께 상기 메인프레임(20)을 Y축 방향으로 이동시키게 된다.

상기 메인프레임(20)은 상기 왕복대(38) 위에 베어링(40)을 사이에 두고 지지된 상태임에 따라 전술한 X축 구동수단(50)의 구동시 상기 Y축 구동수단(30)인 왕복대(38)에 간섭되지 않고 상기 X축 구동수단(50)의 동력으로 X축 방향으로 전, 후 이동할 수 있게 된다. 이때 상기 베어링(40)은 상기 메인프레임(20)이 Y축 방향으로 이동시 왕복대(38) 위에서 유동하지 않도록 상기 메인프레임(20)의 전, 후 양측에 복수개를 배치함이 바람직하다.

한편, 상기 X축 구동수단(50)은 전술한 Y축 구동수단(30)의 동력에 따라 Y축 방향으로 전, 후 왕복 이송한 메인프레임(20)을 X축 방향으로 좌, 우 왕복 이동시켜 상기 메인프레임(20)의 그리퍼(22)에 클램핑되어 있는 소재를 열간 단조 금형(300)의 성형부로 공급하거나 혹은 상기 성형부에서 성형이 완료된 제품을 외부로 인출시키게 된다.

첨부된 도 4는 상기 X축 구동수단의 구조를 발췌하여 도시한 평면도이며, 도 5는 도 4의 B-B선을 따라 절개하여 도시한 도면이다.

도 4와 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, X축 구동수단(50)은 상기 하우징(10)의 전방에 설치되며 외부에서 인가된 전원으로 구동하는 서보모터(52), 상기 서보모터(52)의 축에 결합되어 회전하는 샤프트(54), 상기 샤프트(54)의 외경에 결합되되, 소정의 길이를 가지도록 길게 성형된 스퍼기어(56), 상기 메인프레임(20)의 저면에 상기 메인프레임(20)의 길이 방향을 따라 길게 부착되며 상기 스퍼기어(56)에 치합된 상태에서 상기 스퍼기어(56)의 정, 역 회전 동작에 따라 상기 메인프레임(20)을 X축 방향으로 좌, 우 왕복 이동시키는 랙(58)을 포함하여 구성한다.

상기한 X축 구동수단(50)은 전술한 Y축 구동수단(30)의 구동으로 소재를 클램핑한 그리퍼(22)와, 상기 그리퍼(22)를 지지하는 메인프레임(20)이 Y축 방향으로 이동하고 나면 X축 구동수단(50)인 서보모터(52)의 동력으로 스퍼기어(56)가 회전하게 되고, 이에 따라 메인프레임(20)에 설치되어 있는 랙(58)은 상기 스퍼기어(56)에 치합된 상태에서 상기 스퍼기어(56)의 회전에 따라 상기 메인프레임(20)을 좌, 우 왕복 이동시켜 상기 메인프레임(20)의 선단에 설치되어 있는 그리퍼(22)에 클램핑된 소재를 인발 단조 금형(300)의 성형부로 공급하게 된다.

이때 상기 메인프레임(20)은 Y축 구동수단(30)인 왕복대(38) 위에 베어링(40)을 사이에 두고 올려진 상태임에 따라 상기 X축 구동수단(50)이 구동하더라도 상기 Y축 구동수단(30)인 왕복대(38)에 간섭받지 않고 상기 Y축 구동수단(30)의 구동으로 베어링(40)을 타고 좌, 우 왕복 이동할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 열간 단조 금형소재 공급장치의 동작과정을 첨부된 도 6과 도 7을 참조하여 기술하기로 한다.

본 발명의 열간 단조 금형의 소재 공급장치를 이용하여 일차 가열된 소재를 열간 단조 금형(300)의 성형부로 공급하고자 할 때에는 먼저, 그리퍼(22)가 가열된 소재를 클램핑하고 나면 상기 그리퍼(22)를 지지하는 메인프레임(20)은 Y축 구동수단(30)의 구동으로 Y축 방향으로 이동한 후, 다시 X축 구동수단(50)의 구동으로 X축 방향으로 이동하여 클램핑된 소재를 열간 단조 금형(300)의 성형부로 공급하게 된다.

즉, 도 6에서와 같이 메인프레임(20)에 설치된 그리퍼(22)가 소재를 클램핑하고 나면 상기한 Y축 구동수단(30)인 서보모터(32)의 동력으로 리드스크류(34)가 회전하며 분할넛(36)을 Y축 방향으로 이동시키게 되고, 이 과정에서 상기 분할넛(36)에 연결되어 있는 왕복대(38)는 베어링(40)을 사이에 두고 상기 메인프레임(20)을 받쳐준 상태에서 상기 분할넛(36)과 함께 Y축 방향으로 이동하며 소재를 클램핑한 그리퍼(22)와 함께 상기 메인프레임(20)을 Y축 방향(후방)으로 이동시키게 된다.

다음, Y축 구동수단(30)의 구동이 완료되고 나면 도 7에서와 같이 X축 구동수단(50)인 서보모터(52)가 전원을 인가받아 스퍼기어(56)를 회전시키게 되고, 이에 따라 메인프레임(20)에 설치되어 있는 랙(58)은 상기 스퍼기어(56)에 치합된 상태에서 상기 스퍼기어(56)의 회전에 따라 상기 메인프레임(20)을 X축 방향으로 이동시켜 상기 메인프레임(20)의 선단에 설치되어 있는 그리퍼(22)에 클램핑된 소재를 인발 단조 금형(300)의 성형부로 공급하게 된다.

이때 상기 메인프레임(20)은 Y축 구동수단(30)인 왕복대(38) 위에 베어링(40)을 사이에 두고 올려진 상태임에 따라 상기 X축 구동수단(50)이 구동하더라도 상기 Y축 구동수단(30)인 왕복대(38)에 간섭받지 않고 상기 Y축 구동수단(30)의 구동으로 베어링(40)을 타고 좌, 우 왕복 이동할 수 있다.

10: 하우징 20: 메인프레임
22: 그리퍼 30: Y축 구동수단
32: 서보모터 34: 리드스크류
36: 분할넛 38: 왕복대
40: 베어링 50: X축 구동수단
52: 서보모터 54: 샤프트
56: 스퍼기어 58: 랙

Claims

열간 단조 금형(300)의 성형부로 소재를 공급하는 열간 단조 금형의 소재 공급장치에 있어서,
하우징(10) ;
상기 하우징(10)을 관통한 상태로 설치되며 선단에는 소재를 클램핑 및 언클램핑시키는 그리퍼(22)가 장착된 메인프레임(20);
상기 하우징(10) 내에 설치되며 상기 메인프레임(20) 아래에 베어링(40)을 사이에 두고 지지한 상태에서 서보모터(32)의 동력으로 상기 메인프레임(20)을 Y축 방향으로 이동시키는 왕복대(38)를 포함하는 Y축 구동수단(30);
상기 Y축 구동수단(30)의 후방에 배치되며 서보모터(52)의 동력으로 상기 왕복대(38) 위에 베어링(40)을 사이에 두고 올려져 있는 상기 메인프레임(20)을 X축 방향으로 이동시켜 상기 그리퍼(22)에 클램핑되어 있는 소재를 상기 열간 단조 금형(300)의 성형부로 공급하는 X축 구동수단(50)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 열간 단조 금형의 소재 공급장치.
제 1항에 있어서,
상기 Y축 구동수단(30)은;
상기 서보모터(32)의 동력으로 정, 역 회전하는 리드스크류(34);
상기 리드스크류(34)의 외경에 나사식으로 체결되며 상기 왕복대(38)에 결합된 상태에서 상기 리드스크류(34)의 회전에 따라 상기 리드스크류(34)의 외경에 형성된 나사산을 타고 이동하며 상기 왕복대(38)를 이동시키는 분할넛(36)을 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 열간 단조 금형의 소재 공급장치.
제 1항에 있어서,
상기 X축 구동수단은;
상기 서보모터(52)의 축에 결합되어 회전하는 샤프트(54);
상기 샤프트(54)의 외경에 결합되되, 소정의 길이를 가지도록 길게 성형된 스퍼기어(56) 및 ;
상기 메인프레임(20)의 저면에 상기 메인프레임(20)의 길이 방향을 따라 길게 부착되며 상기 스퍼기어(56)에 치합된 상태에서 상기 스퍼기어(56)의 정, 역 회전 동작에 따라 상기 메인프레임(20)을 X축 방향으로 좌, 우 왕복 이동시키는 랙(58)으로 구성함을 특징으로 하는 열간 단조 금형의 소재 공급장치.