KR20160143246A

KR20160143246A - 프레스 다이하이트 자동조절방법

Info

Publication number: KR20160143246A
Application number: KR1020150079678A
Authority: KR
Inventors: 정영윤; 서보현
Original assignee: 현대로템 주식회사
Priority date: 2015-06-05
Filing date: 2015-06-05
Publication date: 2016-12-14

Abstract

본 발명은 프레스 다이하이트 자동조절방법에 관한 것으로 특히 슬라이드에 장착되는 금형의 정확한 높이를 자동으로 검출하여 작업성 향상과 가공정밀도 향상을 이루도록 하는 프레스 다이하이트 자동조절방법에 관한 것이다. 구성은 프레스 다이하이트 자동 조절방법으로서, (a) 프레스 다이하이트를 최대 높이로 위치하도록 크라운과 플런저를 통해 연결된 슬라이드가 슬라이드 조절장치에 의해 상승 되도록 조절하는 단계와; (b) 상기 다이하이트 조절에 의해 다이하이트가 최대 높이로 상승된 슬라이드를 크라운을 동작시켜 하사점으로 이동시키는 단계와; (c) 상기 슬라이드가 하사점에 위치할 때 다이하이트를 결정하는 단계와; (d) 상기 다이하이트가 결정된 슬라이드와 상부금형을 결합한 후, 크라운을 동작시켜 상사점으로 이동시키는 단계; 를 포함한다.

Description

프레스 다이하이트 자동조절방법{A automatic control method of Press die height}

본 발명은 프레스 다이하이트 자동조절방법에 관한 것으로 특히 슬라이드에 장착되는 금형의 정확한 높이를 자동으로 검출하여 작업성 향상과 가공정밀도 향상을 이루도록 하는 프레스 다이하이트 자동조절방법에 관한 것이다.

일반적으로 프레스 기계(press machine)는 상하 동작하는 슬라이드 하단에 상부금형을 설치하고 그 아래 측에 위치하는 볼스터(bolster)에 상기 상부금형과 일체로 결합 되는 하부금형을 설치하여 슬라이드의 하강동작으로 상부금형과 하부금형이 결합하면서 소재를 가공하는 것이다.

이러한 프레스 기계는 금형의 설치 상태에 따라 가공의 정도가 달라지므로 프레스에 있어서 금형의 정확한 설치를 가능하게 하는 다이하이트 조절은 대단히 중요한 기술중의 하나이다.

여기서, 다이하이트(die height)는 슬라이드를 하사점에 위치시킨 상태에서 슬라이드 하면에서 볼스터 상면까지의 거리이다.

그리고, 상기 다이하이트를 조절하기 위해 슬라이드조절 장치가 사용된다.

그러나, 종래 프레스 기계의 다이하이트조절은 슬라이드가 상사점에 위치할 때 다이하이트를 조절한 후, 슬라이드를 하사점으로 이동시켜 금형을 장착하기 때문에 금형의 높이를 정확하게 알고 있을 때만 가능하므로 별도로 금형의 높이를 측정해야 하고 이를 기준으로 다시 다이하이트를 수동으로 조절해야 하므로 가공정밀도가 저하되는 문제점이 있었다.

또, 금형의 정확한 높이를 알지 못할 경우에는 슬라이드를 상사점에 위치시킨 후 다이하이트를 조절하고 슬라이드를 하사점으로 이동시켜 금형장착 여부를 육안으로 확인(다이하이트 조절량 결정)한 후 다시 슬라이드를 상사점으로 이동시켜 다이하이트를 조절한 후 슬라이드를 하사점으로 이동시켜 금형을 장착해야 하기 때문에 금형설치작업 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 슬라이드 조절장치는 구동원인 모터와 모터로부터 동력을 전달받아 동력을 전달하는 동력전달부와 상기 모터와 동력전달부 사이에 상호 대향 하여 형성되는 한 쌍의 마찰판과 마찰재 및 스프링으로 이루어지는 토크 리미트를 포함하여 이루어진다.

이러한 슬라이드 조절장치는, 구동 중 발생 되는 저항력이 토크 리미트의 임계 토크보다 크면 슬립이 일어난다.

이때, 슬라이드의 하사점 위치는 변화하지 않고 모터는 구동되어 슬라이드의 기울어짐 및 과부하 발생시 구동을 정지시켜 장비를 보호토록 한다.

그러나, 마찰판을 이용하기 때문에 한번 슬립이 발생 되면 마찰재의 마모로 인하여 설정 임계 토크 값이 변화하게 된다.

따라서, 스프링의 장력을 다시 조절해야 할 뿐만 아니라, 스프링의 장력조절은 수작업으로 정확한 값을 찾아야 하기 때문에 여러 번 시도해야 하고 번거롭고 작업시간이 많이 소요되며 또, 마모된 마찰재의 주기적인 교환이 필요한 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 슬라이드 조절장치를 금형의 높이 검출부와 모터의 토크 검출부 및 제어부를 포함시켜 금형의 정확한 높이가 자동으로 검출되도록 함으로써, 작업성 향상과 가공정밀도 향상을 이루도록 하는 프레스 다이하이트 자동조절방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 프레스 다이하이트 자동 조절방법으로서, (a) 프레스 다이하이트를 최대 높이로 위치하도록 크라운과 플런저를 통해 연결된 슬라이드가 슬라이드 조절장치에 의해 상승 되도록 조절하는 단계와; (b) 상기 다이하이트 조절에 의해 다이하이트가 최대 높이로 상승된 슬라이드를 크라운을 동작시켜 하사점으로 이동시키는 단계와; (c) 상기 슬라이드가 하사점에 위치할 때 다이하이트를 결정하는 단계와; (d) 상기 다이하이트가 결정된 슬라이드와 상부금형을 결합한 후, 크라운을 동작시켜 슬라이드를 상사점으로 이동시키는 단계; 를 포함한다.

상기 (c) 단계에서 슬라이드가 하사점에 위치할 때 모터와 상기 모터의 일 측으로 형성되어 모터의 회전동력을 전달하는 커플링(coupling)과 상기 커플링의 일 측으로 형성되어 모터의 회전을 검출하는 검출부와 상기 검출부의 일 측으로 형성되어 모터의 회전동력을 직교하는 방향으로 전달하는 워엄 기어(worm gear) 및 상기 다이하이트의 현재 높이 값과 설정 높이 값을 비교하여 차이를 보상하도록 제어하고, 모터의 현재 토크 값과 설정 값 및 제한 값을 비교하여 차이를 보상하도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 슬라이드 조절장치를 구동시켜 슬라이드가 아래 방향으로 이동토록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 슬라이드 조절장치는 슬라이드가 하사점에서 도달하고, 모터 토크 값이 모터 설정 값보다 크거나 같아지면 상부금형과 슬라이드가 접촉된 것으로 감지하고 제어부로 신호를 전송하고, 상기 제어부는 모터를 토크 제어로 전환시켜 상부금형과 슬라이드가 정확하게 접촉된 상태로 유지되도록 모터가 구동되는 지점을 다이하이트로 결정토록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 모터는 서보 기구에 있어서 최종 제어요소에서 입력신호에 응답해 조작부의 기계적 부하를 구동(驅動)하도록 서보모터(servo-motor)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 다이하이트 조절 동작 중, 모터 토크 현재 값이 모터 토크 제한 값보다 크거나 같아지면 상기 슬라이드 조절장치를 정지시켜 기구부의 문제로 인한 과부하로부터 프레스 장비를 보호하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 슬라이드 조절장치는 모터의 축 상에 형성된 검출부를 통해 축 상의 동력전달 상태를 모니터링하여 커플링의 파손 등과 같은 요인으로 다이하이트 조절 동작이 불가능할 경우 모터를 즉시 정지시켜 동작 안정성이 향상되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 금형의 정확한 높이를 알지 못하더라도 용이하게 다이하이트를 자동으로 조절함으로써, 작업성 향상과 가공정밀도 향상을 이루는 효과가 있다.

또, 본 발명은 모터의 토크를 감지하여 토크 리미트와 같은 별도의 장치를 통하지 않고 과부하로부터 장비를 보호하여 유지보수비용 등을 절감하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프레스 기계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 슬라이드 내부에 장착되는 슬라이드 조절장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 프레스 다이하이트 자동조절방법의 순서를 나타낸 순서도 이다.

이하, 본 발명에 따른 프레스 다이하이트 자동조절방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 프레스 기계(100)는 베드(110)에 설치되고 상면으로는 하부금형(121)이 장착되는 볼스터(120)와 상기 하부금형(121)과 대향 하는 상부금형(131)이 장착되는 슬라이드(130)와 상기 슬라이드(130)를 승,하강시키도록 플런저(141)를 형성한 크라운(140)과 상기 베드(110)와 크라운(140) 사이에 설치되는 지주(150)를 포함하여 이루어진다.

또, 상기 슬라이드(130)의 내부에는 동력을 제공하는 모터(161)와 상기 모터(161)의 일 측으로 형성되어 모터(161)의 회전동력을 전달하는 커플링(coupling)(162)과 상기 커플링(162)의 일 측과 슬라이드(130)의 밑면 일 측으로 형성되어 모터(161)의 회전과 슬라이드(130)의 밑면으로 결합 되는 상부금형(131)의 높이를 검출하는 검출부(163)와 상기 검출부(163)의 일 측으로 형성되어 모터(161)의 회전동력을 직교하는 방향으로 전달하는 워엄 기어(worm gear)(164) 및 상기 다이하이트의 현재 높이 값과 설정 높이 값을 비교하여 차이를 보상하도록 제어하고, 모터(161)의 현재 토크 값과 설정 값 및 제한 값을 비교하여 차이를 보상하도록 제어하는 제어부(165)를 포함하는 슬라이드 조절장치(160)가 설치된다.

여기서, 상기 모터(161)는 서보 기구에 있어서 최종 제어요소에서 입력신호에 응답해 조작부의 기계적 부하를 구동(驅動)하도록 서보모터(servo-motor)로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 모터(161)는 예컨대, 상기 검출부(163)가 상부금형(131)이 장착되는 슬라이드(130)의 현재 높이 값을 검출하고 제어부(165)로 신호를 보내오면 제어부(165)는 이것을 목표 값과 비교해 그 편차 신호를 모터(161)로 보내올 때 정회전 또는 역회전 구동하여 상기 슬라이드(130)를 승,하강시켜 목표 값에 일치되도록 한다.

또, 상기 제어부(165)는 모터(161)의 현재 토크 값을 설정 토크 값과 비교해 그 편차 신호를 모터(161)로 보내 정회전 또는 역회전 구동하여 요구되는 설정된 토크 값을 형성한다.

이와 같은 슬라이드 조절장치(160)가 설치된 프레스 기계(100)의 다이하이트를 자동으로 조절하는 방법을 도 1 내지, 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 다이하이트 자동조절방법은 (a) 프레스 다이하이트를 최대 높이로 위치하도록 크라운(140)과 플런저(141)를 통해 연결된 슬라이드(130)가 슬라이드 조절장치(160)에 의해 상승 되도록 조절하는 단계와; (b) 상기 다이하이트 조절에 의해 다이하이트가 최대 높이로 상승된 슬라이드(130)를 크라운(140)을 동작시켜 하사점으로 이동시키는 단계와; (c) 상기 슬라이드(130)가 하사점에 위치할 때 다이하이트를 결정하는 단계와; (d) 상기 다이하이트가 결정된 슬라이드(130)와 상부금형(131)을 결합한 후, 크라운(140)을 동작시켜 슬라이드(130)를 상사점으로 이동시키는 단계; 를 포함하여 이루어진다.

상기 (a) 단계는, 프레스 다이하이트를 최대 높이로 위치하도록 크라운(140)과 플런저(141)를 통해 연결된 슬라이드(130)가 슬라이드 조절장치(160)에 의해 상승 되도록 조절한다.(S210)

이와 같이 금형 높이에 따른 프레스 다이하이트의 검출을 위해 슬라이드를 하사점으로 하강시키기 전에 초기 다이하이트를 최대높이로 조절하여 슬라이드(130)가 하사점에 위치하더라도 슬라이드(130)와 상부금형(131)의 접촉이 이루어지지 않아 사용자의 다이하이트 초기 설정 오류에 의한 슬라이드(130)가 하강하여 하사점에 도달하였을 때 슬라이드(130)와 상부금형(131)의 충돌을 방지할 수 있다.

상기 (b) 단계는, 다이하이트 조절에 의해 다이하이트가 최대 높이로 상승된 슬라이드(130)를 크라운(140)을 동작시켜 하사점으로 이동시킨다.(S220)

여기서, 상기 슬라이드(130)를 하사점으로 이동시키는 이유는 장착하기 위한 금형의 높이에 따른 프레스 다이하이트를 검출하고 상부금형(131)을 슬라이드(130)에 장착하기 위함이다.

상기 (c) 단계는, 슬라이드(130)가 하사점에 위치할 때 다이하이트를 설정한다.(S230)

즉, 상기 슬라이드(130)가 하사점에 위치할 때 다이하이트 조절장치(160)를 구동시켜 슬라이드(130)가 아래 방향으로 이동토록 한다.

이때, 프레스 과부하 보호장치(미도시)에 압력변화가 발생 되거나, 모터 토크 값이 모터 설정 값보다 크거나 같아지면 상부금형(131)과 슬라이드(130)가 접촉된 것으로 감지하고 제어부(165)로 신호를 전송한다.

이와 동시에 상기 제어부(165)는 모터(161)를 토크 제어로 전환시켜 상부금형(131)과 슬라이드(130)가 정확하게 접촉된 상태로 유지되도록 모터(161)가 구동되는 지점을 다이하이트로 설정한다.

이때, 상기 슬라이드(130)의 하사점 위치는 변화하지 않는다.

또, 상기 다이하이트 조절 동작 중, 모터 토크 현재 값이 모터 토크 제한 값보다 크거나 같아지면 상기 슬라이드 조절장치(160)의 구동을 정지시켜 기구부의 문제로 인한 과부하로부터 프레스 장비를 보호하도록 하였다.

그리고, 상기 모터(161)의 축 상에 형성된 검출부(163)를 통해 축 상의 동력전달 상태를 모니터링하여 커플링(162)의 파손 등과 같은 요인으로 다이하이트 조절 동작이 불가능할 경우 모터(161)를 즉시 정지시켜 슬라이드 조절장치(160)의 동작 안정성이 향상되도록 하였다.

상기 (d) 단계는, 상부금형(131)과 슬라이드(130)를 결합한 후, 크라운(140)을 동작시켜 슬라이드(130)를 상사점으로 이동시킨다.(S240)

즉, 상기 상부금형(131)과 슬라이드(130)를 상사점으로 이동시키는 것은 프레스 작업을 위한 초기 위치로 셋팅 하는 것이다.

이에 따라, 전술한 바와 같이 상부금형(131)과 슬라이드(130)가 상사점으로 이동된 후 정상적인 프레스 작업이 수행될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 금형의 정확한 높이를 알지 못하더라도 프레스 다이하이트를 조절 설정할 수 있어 작업성 향상과 가공정밀도 향상을 이루고, 또 모터의 토크를 감지하여 토크 리미트와 같은 별도의 장치를 통하지 않고 과부하로부터 장비를 보호하여 유지보수비용 등을 절감할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시 예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

100 : 프레스 기계 110 : 베드
120 : 볼스터 121 : 하부금형
130 : 슬라이드 131 : 상부금형
140 : 크라운 141 : 플런저
150 : 지주 160 : 슬라이드 조절장치
161 : 모터 162 : 커플링
163 : 검출부 164 : 워엄기어
165 : 제어부

Claims

프레스 다이하이트 자동 조절방법으로서,
(a) 프레스 다이하이트를 최대 높이로 위치하도록 크라운과 플런저를 통해 연결된 슬라이드가 슬라이드 조절장치에 의해 상승 되도록 조절하는 단계와;
(b) 상기 다이하이트 조절에 의해 다이하이트가 최대 높이로 상승된 슬라이드를 크라운을 동작시켜 하사점으로 이동시키는 단계와;
(c) 상기 슬라이드가 하사점에 위치할 때 다이하이트를 결정하는 단계와;
(d) 상기 다이하이트가 결정된 슬라이드와 상부금형을 결합한 후, 크라운을 동작시켜 상사점으로 이동시키는 단계; 를 포함하는 프레스 다이하이트 자동 조절방법.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 슬라이드가 하사점에 위치할 때 모터와 상기 모터의 일 측으로 형성되어 모터의 회전동력을 전달하는 커플링(coupling)과 상기 커플링의 일 측으로 형성되어 모터의 회전을 검출하는 검출부와 상기 검출부의 일 측으로 형성되어 모터의 회전동력을 직교하는 방향으로 전달하는 워엄 기어(worm gear) 및 상기 다이하이트의 현재 높이 값과 설정 높이 값을 비교하여 차이를 보상하도록 제어하고, 모터의 현재 토크 값과 설정 값 및 제한 값을 비교하여 차이를 보상하도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 슬라이드 조절장치를 구동시켜 슬라이드가 아래 방향으로 이동토록 하는 것을 특징으로 하는 프레스 다이하이트 자동 조절방법.
제2항에 있어서,
상기 슬라이드 조절장치는 슬라이드가 하사점에 도달하고, 모터 토크 값이 모터 설정 값보다 크거나 같아지면 상부금형과 슬라이드가 접촉된 것으로 감지하고 제어부로 신호를 전송하고, 상기 제어부는 모터를 토크 제어로 전환시켜 상부금형과 슬라이드가 정확하게 접촉된 상태로 유지되도록 모터가 구동되는 지점을 다이하이트로 결정토록 하는 것을 특징으로 하는 프레스 다이하이트 자동 조절방법.
제2항에 있어서,
상기 모터는 서보 기구에 있어서 최종 제어요소에서 입력신호에 응답해 조작부의 기계적 부하를 구동(驅動)하도록 서보모터(servo-motor)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 다이하이트 자동 조절방법.
제3항에 있어서,
상기 다이하이트 조절 동작 중, 모터 토크 현재 값이 모터 토크 제한 값보다 크거나 같아지면 상기 슬라이드 조절장치를 정지시켜 기구부의 문제로 인한 과부하로부터 프레스 장비를 보호하도록 하는 것을 특징으로 하는 프레스 다이하이트 자동 조절방법.
제3항에 있어서,
상기 슬라이드 조절장치는 모터의 축 상에 형성된 검출부를 통해 축 상의 동력전달 상태를 모니터링하여 커플링의 파손 등과 같은 요인으로 다이하이트 조절 동작이 불가능할 경우 모터를 즉시 정지시켜 동작 안정성이 향상되도록 하는 것을 특징으로 하는 프레스 다이하이트 자동 조절방법.