KR20170005767A

KR20170005767A - 정밀 블랭킹 프레스에서 절단 충격을 감소시키기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20170005767A
Application number: KR1020160084622A
Authority: KR
Inventors: 한스-루에디 오네거; 안드레아스 월터; 알렉스 베얼리
Original assignee: 페인툴 인터내셔널 홀딩 에이쥐
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2017-01-16
Also published as: CN106334745B; ES2839075T3; JP2017013132A; EP3115191B1; US10500628B2; JP6815106B2; KR102333501B1; US20170129000A1; EP3115191A1; CN106334745A

Abstract

본 발명은 유압으로 구동된 정밀 블랭킹 프레스에서 절단 충격을 감소시키기 위한 방법 및 장치에 대한 것이다. 본 발명의 목적은 대항력이 절단 펀치에 직접 작용하도록 구동 피스톤의 압력 챔버에 직접 대항력으로서 절단 충격을 감소시키기 위하여 필요한 힘을 생성시키는 것으로, 이로써 프레스의 디자인이 간단화되고, 비용이 절감될 수 있으며, 절단 충격을 감소시키기 위한 추가적인 외부의 유압-기계적인 수단이 필요하지 않으며, 프레스와 다이 위의 부하가 감소될 수 있도록 하는 것이다.
이 목적은 이하의 단계들에 의하여 달성된다:
a) OT가 도달되기 휠씬 전에 고정된 스톱부를 향한 스트로크 운동 동안 주 피스톤의 위치를 검출하며, 이 검출은 주 피스톤의 위치 데이터를 검출하여 이 위치를 처리용 중앙 제어 시스템으로 전송하며 주 피스톤에 결합된 측정 유닛에 의하여 달성되며;
b) 압력 값을 검출하여 상기 값들을 중앙 제어 시스템으로 전송하는 압력 센서들에 의하여 주 피스톤의 압력 챔버들의 작동 압력을 연속으로 검출하며;
c) 제2 압력 챔버의 최대 압력과 작동 압력의 증가를 결정하며;
d) 검출된 작동 압력과 주 피스톤의 작용면의 곱으로부터 제2 압력 챔버의 최대 힘을 결정하고 상기 힘의 감소를 측정하며; 및
e) 단계(d)에 따른 감소와 결정된 최대 힘을 기초로 제2 압력 챔버와 결합된 탱크 밸브의 압력을 한정함으로써 제2 압력 챔버의 압력을 조정하며, 최대 힘이 초과되자마자 절단 충격에 대항하는 힘을 발생하기 위하여 제1 압력 챔버의 작동 압력이 증가되고, 절단 공정이 종료되기까지 유지되도록 상기 조정이 이루어진다.

Description

정밀 블랭킹 프레스의 절단 충격 감소 방법 및 장치{Method And Apparatus For Reducing Cutting Impact In A Precision Blanking Press}

본 발명은 유압 주 드라이브, 신속 횡단 모드에서 UT와 OT 사이에서 스트로크 운동을 수행하며 파워 스트로크 모드에서 절단 또는 형상화 작동을 수행하고 베이스의 주 실린더 챔버 내에서 안내되고 테이블 상부를 지지하는 프레스의 주 피스톤을 구비한 정밀 블랭킹 프레스에서 절단 충격을 감소시키는 방법에 대한 것으로서, 주 피스톤의 압력 챔버들은 유압 시스템의 작동유의 작용 압력에 의하여 주 피스톤의 압력 챔버들에 작용되며, 압력은 유압 펌프 유닛에 의하여 생성되고 중앙 제어 시스템에 의하여 미리 정해지는 정밀 블랭킹 프레스의 절단 충격을 감소시키는 방법에 대한 것이다.

본 발명은 또한, 유압으로 구동되는 정밀 블랭킹 프레스의 베이스에 배치된 주 실린더 챔버, 상기 챔버 내에서 안내되고 압력 챔버를 통하여 작동유에 의하여 작용될 수 있으며, 스트로크 축 방향으로 UT와 OT 사이에서 신속 횡단 모드로 리프팅 운동을 수행하고 테이블 상부를 지지하는 주 피스톤/램, 및 중앙 제어 시스템에 의하여 정해진 작업 압력으로 조정가능하고, 압력 챔버들에 작동유를 공급하기 위하여, 적어도 하나의 유압 펌프 유닛을 포함하는 유압 시스템을 포함하는 상기 방법을 수행하기 위한 장치에 대한 것이다.

프레스에 대한 절단 충격 및 그의 원인들이 오랜 동안 알려져 왔다. 절단 공정은 절단될 시트 소재가 다이 블록과 보유 장치(안내판) 사이에 클램핑되고, 절단 펀치가 시트 소재 위로 배치되는 클램핑 단계와, 시트 소재, 블랭킹 다이 및 프레스로 구성되는 절단 시스템이 유동 경계가 도달되기까지 탄성적으로 예비 압축되는 예비압축 단계, 절단력이 증가함에 따라 최대값으로 시트 소재가 냉간-경화되고, 변형 한계에 도달시, 시트 소재가 크랙(crack) 형성을 통해 손상되는 소성 변형 단계, 절단된 부분이 시트 소재로부터 분리되고, 절단 힘이 급격히 감소되고 시스템에 저장된 잠재적인 에너지가 갑자기 방출되어, 다이와 프레스가 절단 충격 형태로 갑자기 방출되고, 그리고 탄성 응력이 방출되어, 절단면 근처의 소재가 탄성 복귀하고 펀치와 다이 블록이 마모하는 분리 단계로 구성되는 것이 알려져있다.

프레스에의 절단 충격을 감쇄시키는 것에 관련된 이에 대한 많은 솔루션들이 있다. DE 22 48 024C, DE 23 50 378 C2, DE 26 21 726C, DE 26 53 714 C, DE 102 52 625 B4, DE 103 39 004 B4, DE 10 2005 053 350 A1 및 DE 10 2009 39 004 B4은 센서를 구비하거나 구비하지 않는 실린더-피스톤 유닛을 개시하며, 이는 램으로부터 별개로 작용하고 프레스 프레임의 역 방향 변형을 감쇄하도록 사용된다. 다른 공지의 솔루션(DE 25 12 822 C, DE 10 2009 39 004 B4)들은 탄성 프레스 프레임 길이를 이용하여 절단 충격을 흡수하려고 한다.

DE 28 24 176 C2에 따른 종래 기술은 램 운동을 위한 경로-의존적인 서보-유압 제어 시스템에 의하여, 충격이 없는 절단 또는 압인을 위한 큰 스트로크를 가진 유압 프레스를 개시하며, 프레스 램용 작동 피스톤 및 적어도 하나의 반작용 피스톤은 압력 유체에 의하여 동시에 작용될 수 있으며, 제어 회로의 일 요소인 설정점 전송기(transmitter)가 램 운동 프로파일을 특정하기 위한 서보-밸브에 의하여 피스톤 운동을 제어하며, 프레스 램과 반작용 실린더를 구동하기 위한 작동 실린더 챔버는 서로 공간적으로 분리된다.

DE 43 08 344 A1는 시트 등을 성형 및/또는 절단하기 위한 것으로, 피스톤-실린더 유닛을 포함하며 프레스 램을 구동하기 위하여 두 측면들 위로 작용될 수 있는 유압 프레스의 구동 제어 방법을 개시하는 데, 여기서 구동 피스톤은 경로 이동과 같은 방식으로 유압 매체에 의하여 작용된다. 제공되는 것은 최대 작동 압력을 가지는 유압 저장 유닛이며, 이 유닛이 피스톤-실린더 유닛의 양 측면 상에 동일한 압력의 유압 매체를 공급한다.

DE 10 2007 027 603 A1는, 특히 프레스, 압인 및 니블링 머신용 유압 드라이브, 및 유압 드라이브 제어 방법을 개시한다. 공지의 드라이브는 내측 방향으로 작용하는 제1 작용면(working surface)과 외측 방향으로 작용하는 제2 작용면을 포함하는 피스톤을 구비한 이중 작용 작동 실린더를 가지며, 이 작용면들은 각각 압력 챔버를 한정하며, 여기서 적어도 두 가지 다른 압력들이 작용면들의 적어도 하나를 향하여 작동 실린더 내외로 수축하고 신장하도록 액튜에이터에 의하여 작용될 수 있다. 유압 드라이브는 제1 작용면에 의하여 형성된 제1 압력 챔버로부터 유압 매체의 교축된 리플럭스를 유출시킬 수 있는 조정 유닛을 가지며, 드라이브는 제1 압력 챔버로부터의 유압 매체의 리플럭스의 직, 간접 교축을 통해 피스톤 운동을 유압 감쇄시를 실행하기 위하여 힘의 갑작스런 방출에 기인하는 피스톤의 급격한 가속 전 또는 그 동안에 그와 같이 조정 유닛을 제어하기 위한 제어 수단을 포함한다.

DE 10 2006 039 463 A1은 추가로 폐쇄된 유압 시스템 내에서 절단 단계 동안 램에 작용하는 두 개의 대향하는 힘들을 제공하고, 힘들이 램의 경로에 따라 전환됨으로써 절단 충격을 감소시키는 것을 제안한다.

이들 모든 솔루션들은 절단 충격에 반작용하기 위한 유압-기계적인 작동 수단을 추가로 필요로 하며; 이들 추가적인 수단이 디자인과 비용을 복잡화함과 동시에 프레스의 복잡성을 크게 증가시키는 공통의 단점을 가진다. 특히, 구동 피스톤의 압력 챔버들, 또는 별개의 폐쇄된 유압 시스템들 사이에 설치된 추가적인 조정 및 스로틀링 유닛들이 반작용 시간을 증가시켜 전체 시스템의 느슨함을 증가시킨다. 그러므로, 이들 솔루션들은 목표를 달성하지 못하였다. 또한, 스로틀링 유닛은 가열되어, 회복할 수 없는 에너지 손실을 초래하는 단점이 있다.

종래 기술에 비추어, 본 발명의 목적은 구동 피스톤의 압력 챔버에 직접 작용하는 대항력으로서 절단 충격을 감소시키기 위하여 필요한 힘을 생성할 수 있으므로, 대항력이 직접 절단 펀치에 작용하고 따라서, 프레스의 디자인이 단순화될 수 있으며, 비용이 절감될 수 있으며, 절단 충격을 감소시키기 위한 추가적인 외부의 유압-기계 수단이 필요하지 않고, 따라서 프레스와 다이 위의 부하가 감소될 수 있는, 위에 설명된 유형의 정밀 블랭킹 프레스의 절단충격 감소 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 1의 특징들을 가지는 위에 설명된 유형의 방법과 청구항 5의 특징들을 가지는 장치를 이용하여 달성된다.

본 발명에 따른 장치 및 방법의 유익한 실시예들은 종속 청구항들에서 발견될 수 있다.

본 발명에 따른 솔루션은 압력 제한 작용에 의하여 주 피스톤의 제2(하부) 압력 챔버의 작동 압력을 기초로 제1(상부) 압력 챔버의 작동 압력을 조정하는 기본적인 사상에 기초한다.

이는 이하의 단계들을 통해 달성된다:

a) OT가 도달되기 휠씬 전에 고정된 스톱부를 향한 스트로크 운동 동안 주 피스톤의 위치를 검출하는 단계로, 이 검출은 주 피스톤의 위치 데이터를 검출하여 이 위치를 처리용 중앙 제어 시스템으로 전송하며 주 피스톤에 연관된 측정 유닛에 의하여 달성되며;

b) 압력 값을 검출하여 상기 값들을 상기 중앙 제어 시스템으로 전송하는 압력 센서들에 의하여 상기 주 피스톤의 압력 챔버들의 작용 압력(working pressure)을 연속으로 검출하는 단계;

c) 제2 압력 챔버의 최대 압력과 작용 압력의 증가를 결정하는 단계;

d) 검출된 작용 압력과 주 피스톤의 작용면의 곱으로부터 제2 압력 챔버의 최대 힘을 측정하고 상기 힘의 감소를 측정하는 단계; 및

e) 단계(d)에 따른 감소와 결정된 최대 힘을 기초로 상기 제1 압력 챔버와 연관된 탱크 밸브의 압력을 한정함으로써 제1 압력 챔버의 압력을 조정하는 단계를 포함하며, 상기 조정은 최대 힘이 초과되면 바로 절단 충격에 대항하는 힘을 발생하도록 제1 압력 챔버의 작용 압력이 증가되고, 절단 공정이 종료되기까지 상기 압력이 유지되도록 구성함으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.

반작용력은 매우 민감하고 제2 압력 챔버의 작용 압력에 반응하여 제1 압력 챔버의 압력 조정에 의하여 절단 충격의 크기에 정확하게 합치할 수 있으므로 상당히 중요하다.

본 발명의 방법의 또 다른 바람직한 실시예에서, 파워 스트로크 동안, 주 피스톤의 제2 압력 챔버의 작용 압력은 제어가능한 비례 밸브, 압력 검출용 적어도 하나의 압력 센서, 흐름 스트림의 압력을 제한하기 위한 적어도 하나의 압력제한 밸브 및 유압 펌프 유닛의 흐름 비례 밸브에 의하여 중앙 제어 시스템을 이용하여 조정할 수 있게 된다.

본 발명의 방법의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 주 피스톤의 OT 위치는 유압 펌프 유닛의 흐름 용적이 OT 가 도달되기 전에 재조정되도록 중앙 제어 시스템에 의하여 제어된다.

또 다른 특히 유익한 특징은 주 피스톤의 위치를 검출하기 위한 경로 측정 유닛으로 사용될 수 있는 센서들이 무 접촉으로 마모 없이 동작하고 습기, 오일, 및 다른 오염물에 민감하지 않은 센서들을 포함하는 것이다.

이 목적은 또한 원반 에지 형상으로 돌출하고 최소 이동을 가지면서 서로 상하로 중첩하는 주 실린더 챔버의 링 형상체로 분할되는 데, 분할하는 작용면들을 가진 주 피스톤을 제공함으로써 위에 설명된 유형의 장치를 이용하여 달성되며, 각각은, 각각의 압력 챔버의 압력을 검출하기 위한 것으로 별개로 중앙 제어 시스템, 탱크 밸브의 압력을 제한하기 위하여 압력-제어 4/3-유로(way) 비례 밸브에 의한 비례 밸브 및 증폭기에 연결되며, 상기 주 피스톤의 OT 위치를 검출하기 위한 것으로 상기 중앙 제어시스템에 연결되는 경로 측정 유닛은 상기 주 피스톤에 연관된다.

본 발명의 또 다른 유용한 실시예에서, 제1 압력 챔버로부터 변위된 작동유를 배출하기 위한 벤트 채널, 및 하나의 바이패스 채널에 의하여 각각 제2 압력 챔버에 도달하는 제2 유체 채널에 연결되는 제1 유체 채널은 제1 압력 챔버, 각각의 제2 유체 채널에 배치된 바이패스 채널들을 개폐하기 위한 비례 밸브로 개방하고, 제2 유체 채널의 적어도 하나는 유압 시스템으로부터의 정해진 압력의 작동유를 제2 압력 챔버로 공급하기 위하여 공급 채널 및 분기 채널에 연결된다.

본 발명에 따른 장치의 또 다른 효과적인 실시예에 의하면, 유압 펌프 유닛 및 제1 압력 챔버를 이용하여 흐름을 조정하기 위하여 파워 스트로크 동안 탱크 밸브를 통해 주 피스톤의 제2 압력 챔버가 수집 탱크에 연결되도록 구성되며, 제어된 내장(built-in)-밸브, 압력을 검출하기 위한 적어도 하나의 압력 센서, 및 흐름 스트림의 압력을 제한하기 위한 적어도 하나의 압력 제한 밸브에 의하여 연결이 이루어진다.

또 다른 유용한 특징은 주 피스톤이 동일하거나 다른 크기들의 작용면들을 포함하여, 개별 케이스들에 따라 동기화된 피스톤들 및 다른 피스톤들이 모두 사용될 수 있는 사실이다. 비례 밸브들은, 파워 스트로크 채널 및 바이패스 채널에 배치될 수 있으며 설치하는 것이 용이하다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 유압 펌프 유닛은 흐름을 조정하기 위한 적어도 하나의 비례 밸브, 비례 밸브를 조정하기 위한 적어도 압력 센서 및 흐름 스트림의 압력을 제한하기 위한 적어도 압력제한 밸브를 포함한다.

다른 이점들과 상세한 사항들은 첨부 도면들을 참조한 이하의 상세한 내용에서 발견될 수 있다.
도시된 도면들에서:
도 1은 종래 기술에 따른 절단 공정에 관련되는 절단력 프로파일의 개략적인 표현이며;
도 2는 유압 시스템에 연결된 정밀 블랭킹 프레스의 사시도이며;
도 3은 테이블 상부를 구비한 베이스의 사시도이며;
도 4a와 4b는 유체 채널과 벤트 채널의 위치를 보이는, 베이스의 사시도들이며;
도 5는 도 3의 선A--A을 따른 테이블 상부를 구비한 베이스의 단면이며; 및
도 6은 본 발명에 따른 방법의 작동 시퀀스의 개략적인 표현이다.

본 발명은 예시적인 실시예에 의하여 보다 구체적으로 설명된다.

도 1은 종래 기술(R-A. 슈미트, "포밍 및 정밀 블랭킹(Umformen und Feinschneiden)", 칼 한세-베르라그(Hanser-Verlag), 2007, 144-157면)에 따른 전체-에지의 가공물의 절단 동안의 절단력의 프로파일을 도시한다. 도시와 같이, 절단 공정은 먼저 소재의 탄성 변형 영역(섹션 I) 및 프레스 프레임을 통과하고, 여기서 절단력(Fs)은 소재의 일정한 소성 변형 없이 직선적으로 증가한다. 소재 내부로 펀치가 더욱 관통함에 따라, 소재는 소성적으로 유동하기 시작하고 절단력(Fs)은 계속 증가한다(섹션 Ⅲ). 이 영역에서, 두 개의 반작용 메카니즘들이 절단력(Fs)의 크기에 영향을 미치며, 즉, 소재 내부로의 절단 펀치의 관통 깊이가 증가함에 따른 소재의 냉간-경화에 기인하는 절단 저항의 증가, 및 힘을 전달하는 소재 잔여 부분의 단면 감소에 기인하는 절단력(Fs)의 감소가 영향을 미친다. 최대 절단 력(F_smax)이 도달하기까지, 냉간-경화 부분이 지배하고, 이후 잔여 단면의 감소가 지배하므로 다시 절단력(Fs)이 감소한다.

분리상은 소재의 크랙 출현을 특징으로 하는 데, 이는 소재의 변형하는 성능이 도달하였음을 보여준다(영역 Ⅲ). 소재가 관통 손상되고 절단력(Fs)이 급격히 저하하며, 이때 내부에서 다이와 프레스가 급격히 방출되며, 절단 충격이 발생한다. 이완된 스프링과 유사한 방식으로 시스템(다이, 프레스)이 진동하기 시작하며, 진동 특징은 다이와 프레스의 공진 주파수에 의존한다(영역 Ⅳ). 여기서 본 발명이 시작한다.

도 2는 유압으로 구동되는 정밀 블랭킹 프레스(1)의 사시도 표현을 도시하는 데, 그의 주 드라이브(2)는 기본적으로 아래로부터 위로 스트로크 축(HU) 방향으로 하사점(UT)과 상사점(OT) 사이에서 스트로크 운동을 촉진한다. 프레스(1)의 프레임(3)은 상부(4), 베이스(5), 박스 형상의 중공 컬럼(6) 및 타이 로드(7)를 포함한다. 주 드라이브(2)에는 유압 시스템(24)으로부터 유압 라인(41)을 거쳐 작동유가 공급된다.

도 3에 예시된 바와 같이, 테이블 상부(8)는 베이스(5)의 상부 측면(OS)에 배치되고, 테이블 상부는 도시되지 않은 다이의 바닥 부분을 지지한다. 두 개의 대향하는 신속-작용 실린더(9)들이 대략 중간에서 베이스(5)에 배치되고, 실린더들은 스트로크 축(HU)에 평행으로 정렬되고, 각각의 실린더는 테이블 상부(8)의 측벽(12)에 부착된 서포트(11)에 연결된 피스톤 로드(10)를 가진 신속-작용 피스톤을 구비하므로, 다이의 바닥 부분을 가진 테이블 상부(8)는 급속 횡단 모드에서 OT 방향으로 상승되거나 또는 UT 방향으로 하강될 수 있다.

도 4a, 4b 및 5는 베이스(5)의 유체 채널(19a 내지 19h) 및 벤트 채널(33)의 공간 위치를 투시 사시도와, 도 3의 선A--A을 따른 단면도를 도시한다.

베이스(5)에는 주 실린더 챔버(13)가 형성되며, 그의 축(HA)은 정밀 블랭킹 프레스의 스트로크 축(HU)에 위치되고, 이는 이중-작용 주 피스톤(14)을 보유한다.

주 피스톤(14)은 디스크 에지 형태로 축(HA)에 수직으로 돌출하는 상부 및 하부 작용면(16a 및 16b)를 가지는 원통 샤프트(15) 포함하며, 이 작용면들은 주 실린더 챔버(13)를 짧은 스트로크 높이를 가진 제1(상부) 압력 챔버(17a) 및 제2(하부) 압력 챔버(17b)로 분할하므로 베이스(5)는 소형이고 낮은 디자인 높이를 가진다.

주 실린더 챔버(13), 및 따라서 상부 압력 챔버(17a)는 베이스(5)에 고정된 커버(18)에 의하여 기밀 밀봉된다. 커버(18)는 상사점(OT)에서 작용면(16a)을 위한 고정 스톱부(42)를 형성하도록 구성된다.

제1 유체 채널(19a, 19b, 19c 및 19d)들과 제2 유체 채널(19e, 19f, 19g, 및 19h)들은 주 피스톤(14)의 압력 챔버(17a, 17b)에 연결되고, 채널들은 압력 챔버(17a, 17b)들의 높이에 대응해서 스트로크 축(HU)에 수직으로 베이스(5)에서 위 아래로 중첩해서 배치된다. 유체 채널(19a 내지 19d)들은 각각 하나의 바이패스 채널(20)에 의하여 유체 채널(19e 내지 19h)에 연결된다.

더욱이, 압력 제어 비례 밸브(21a, 21b, 21c, 및 21d)들이 각각의 유체 채널(19e 내지 19h)들에 내장 밸브로서 배치되고, 상기 밸브들은 각각 정해진 압력의 작동유에 의하여 제2 압력 챔버(17b)에 작용될 때 각각의 바이패스 채널(20)을 폐쇄하도록 작용한다. 하부 유체 채널(19e)은 스트로크 축(HU)에 평행인 베이스(5)에 배치된 공급 채널(23) 및 공급 채널로부터 분기되는 분기 채널(25)에 연결되며, 추가로 설명되지 않는 유압 시스템(24)은 분기 채널에 연결된다.

더욱이, 벤트 채널(33)은 제1 압력 챔버(17a)에 개방되고, 벤트 채널(33)을 개폐하기 위한 탱크 밸브(26)가 내장 밸브로서 내부에 배치된다. 탱크 밸브(26)는 제1 압력 챔버(17a)에 위치된 작동유가 파워 스트로크 동안 변위될 때 개방 위치에 있다.

압력 챔버(17b)가 분기 채널(25)과 공급 채널(23)을 통해 정해진 압력의 작동유에 의하여 작용되고 제1 압력 챔버(17a)는 벤트 채널(33)과 탱크 밸브(26)를 통해 통기될 때, 주 피스톤(14)은 파워 스트로크 모드에서 대응하는 스트로크 운동을 수행하고 절단 및 성형 공정을 시작한다.

예컨대, 와류 센서 형태의 경로측정 유닛(28)이 주 피스톤(14)에 제공된다. 경로 측정유닛(28)은 베이스(5)에서 제1(상부) 압력 챔버(17a)를 따라 배치될 수 있다. 그러나, 또한 경로 측정 유닛(28)을 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 샤프트(15)를 따라 위치시킬 수 있다. 주 피스톤(14)의 위치 데이터가 OT 방향으로의 피스톤의 스트로크 운동 동안 연속으로 검출될 수 있는 것이 중요하다. 경로측정 유닛(28)은 위치 데이터를 추가적인 처리를 위하여 중앙 제어시스템(29)으로 전송한다.

본 발명에 따른 방법의 작동 시퀀스가 도 6을 참조로 설명되는 데, 도면은 주 피스톤(14)의 파워 스트로크용 유압 라인(30) 및 절단 충격을 제어하기 위한 유압 라인(31)을 도시한다.

파워 스트로크용 유압 라인(30)은 흐름 조정용 적어도 하나의 비례 밸브를 가지는 유압펌프 유닛(32), 흐름 스트림의 압력 제한용 적어도 하나의 압력조정 밸브(34) 및 파워 출력을 제한하고 압력제한 밸브(34)를 작동시키기 위하여 중앙 제어 시스템(29)으로 압력값을 전송하기 위하여 압력을 검출하기 위한 적어도 하나의 압력 센서(35), 파워 스트로크를 위하여 제2(하부) 압력 챔버(17b)로 공급된 작동유를 방출하기 위하여 제어된 내장 밸브(36), 제2(하부) 압력 챔버(17b)와 주 피스톤(14)의 압력 챔버(17a 및 17b)의 작동 압력(P_U)을 연속으로 검출하기 위한 압력 센서(37)를 포함한다.

유체 채널(19e 내지 19h)에 배치되고 벤트 채널(33)을 개폐하는 비례 밸브(21a 내지 21d)들은 유압 라인(31)의 일부이며, 제1(상부) 압력 챔버(17a)와 연관되고 제1(상부) 압력 챔버(17a)의 작동 압력(P_O)을 연속으로 검출하고 처리를 위하여 검출된 압력값들을 중앙 제어 시스템(29)으로 전송하기 위하여 사용되는 압력 센서(38) 또한 유압 라인(31)의 일부이며, 작동 증폭기(39)는 제2(하부) 압력 챔버(17b)용 압력 센서(37) 및 제1(상부) 압력 챔버(17a)용 압력 센서(38)에 모두 연결되며, 파워 스트로크 동안 또는 압력 조정 동안을 일관하여 탱크 밸브(26)를 개방 유지시키는 압력-제어 4/3-유로 비례 밸브(40)에 연결된다.

본 발명에 따른 방법은 이하의 단계들을 포함한다:

a) OT가 도달되기 휠씬 전에 고정된 스톱부(42)를 향한 스트로크 운동 동안 주 피스톤(14)의 위치를 검출하며, 주 피스톤(14)의 위치 데이터를 검출하여 이 데이터를 처리용 중앙 제어 시스템(29)으로 전송하는, 주 피스톤(14)에 연관된 경로 측정 유닛(28)을 이용하여 검출이 달성되며,

b) 압력 값을 검출하여 상기 값들을 상기 중앙 제어 시스템(29)으로 전송하는 압력 센서(37, 38)들에 의하여 상기 주 피스톤(14)의 압력 챔버(17a, 17b)들의 작동 압력(P₀ 및 P_U)을 연속으로 검출하며;

c) 제2 압력 챔버(17b)의 최대 압력과 작동 압력(P_U)의 증가를 결정하며;

d) 검출된 작동 압력(P_U)과 주 피스톤(14)의 작용면(16b)의 곱으로부터 제2 압력 챔버(17b)의 최대 힘을 생성하고 상기 힘의 감소를 측정하며; 및

e) 단계(d)에 따른 감소와 결정된 최대 힘을 기초로 상기 제1 압력 챔버와 연관된 탱크 밸브(26)의 압력을 한정함으로써 제1 압력 챔버(17a)의 압력을 조정하는 것을 포함하며, 상기 조정은 최대 힘이 초과되자마자 절단 충격에 대항하는 힘을 발생하기 위하여 제1 압력 챔버(17a)의 작동 압력(P_O)이 증가되고, 절단 공정이 종료되기까지 상기 압력이 유지되도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

1: 정밀 블랭킹 프레스
2: 주 드라이브
3: 프레스 프레임
4: 상부
5: 베이스
6: 중공 컬럼
7: 인장 앵커(타이 로드)
8: 테이블 상부
9: 신속-작용 실린더
10: 피스톤 로드
11: 서포트
12: 테이블 상부의 측벽
13: 주 실린더 챔버
15: 샤프트
16a, 16b: 작용면
17a: 제1(상부) 압력 챔버
17b: 제2(바닥) 압력 챔버
18: 커버
19a, 19b, 19c, 19d: 제1(상부) 유체 채널
19e, 19f, 19g, 19h: 제2(하부) 유체 채널
20: 바이패스 채널
21a, 21b, 21c,21d: 유체 채널(19e 내지 19h)용 비례 밸브
23: 공급 채널
24: 유압 시스템
25: 분기 채널
26: 탱크 밸브
27: 탱크
28: 경로측정 유닛
29: 중앙제어 시스템
30: 파워 스트로크용 유압라인
31: 절단충격 제어용 유압라인
32: 유압펌프 유닛
33: 벤트 채널
34: 유압펌프 유닛용 압력제한 밸브
35: 압력제한밸브용 압력 센서
36: 제2 압력챔버(17b)용 제어된 내장 밸브
37: 제2 압력챔버용 압력센서
38: 제1 압력챔버(17a)용 압력센서
39: 작용 증폭기
40: 4/3-유로 비례밸브
41: 유압 라인
42: 고정 스톱부
Fs: 절단력
Fsmax: 최대 절단력
F_ab: 파단 시작시 절단력
HA: 주 피스톤 축
HU: 스트로크 축
OT: 상사점
OS: 베이스 상부
P_O:챔버(17a)의 작용 압력
P_U: 챔버(17b)의 작용 압력
UT: 하사점
I: 탄성 소재 장전
Ⅱ: 절단 단계
Ⅲ: 분리 단계
IV: 진동 단계

Claims

유압 주 드라이브를 구비한 정밀 블랭킹 프레스에서 절단 층격을 감소시키는 방법으로서, 테이블 상부(8)를 지지하고 베이스(5)의 주 실린더 챔버(13) 내측에서 안내되는 주 피스톤(14)이 UT와 OT 사이에서 신속 횡단 모드에서 스트로크 운동을 수행하고 파워 스트로크에서 절단 또는 형상화 작동을 수행하며, 상기 주 피스톤(14)의 제1 및 제2 압력 챔버(17a, 17b)들이 유압 시스템(24)으로부터의 작동유의 작용 압력에 의하여 작동되며, 상기 작용 압력은 유압 펌프 유닛(32)에 의하여 생성되고 중앙 제어 시스템(29)에 의하여 미리 결정되는 정밀 블랭킹 프레스의 절단 충격 감소 방법에 있어서,
a) OT가 도달되기 휠씬 전에 고정된 스톱부(42)를 향한 스트로크 운동 동안 주 피스톤의 위치를 검출하며, 이 검출은 주 피스톤(14)의 위치 데이터를 검출하여 이 데이터를 처리용 중앙 제어 시스템(29)으로 전송하며 주 피스톤에 결합된 경로 측정 유닛(28)에 의하여 달성되며;
b) 압력 값을 검출하여 상기 값들을 상기 중앙 제어 시스템(29)으로 전송하는 압력 센서(37, 38)들에 의하여 상기 주 피스톤(14)의 압력 챔버(17a, 17b)들의 작용 압력(P₀ 및 P_U)을 연속으로 검출하며;
c) 상기 제2 압력 챔버(17b)의 최대 압력과 작용 압력(P_U)의 증가를 결정하며;
d) 검출된 작용 압력(P_U)과 주 피스톤의 작용면(16b)의 곱으로부터 제2 압력 챔버(17b)의 최대 힘을 형성하고 상기 힘의 감소를 측정하며; 및
e) 단계(d)에 따른 감소와 결정된 최대 힘을 기초로 상기 제1 압력 챔버와 결합된 탱크 밸브(26)의 압력을 한정함으로써 제1 압력 챔버(17a)의 압력을 조정하는 것을 포함하며, 상기 조정은 최대 힘이 초과되자마자 절단 충격에 대항하는 힘을 발생하기 위하여 제1 압력 챔버(17a)의 작용 압력(P_O)이 증가되고, 절단 공정이 종료되기까지 상기 압력이 유지되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 정밀 블랭킹 프레스의 절단 충격 감소방법.
청구항 1에 있어서,
파워 스트로크 동안의 상기 주 피스톤(14)의 상기 제2 압력 챔버(17b)의 작용 압력(P_U)은 제어가능한 비례 밸브(36), 압력 검출을 위한 적어도 하나의 압력 센서(35), 흐름 스트림(flow stream)의 압력을 제한하기 위한 적어도 하나의 압력 제한 밸브(34) 및 상기 유압 펌프 유닛(32)의 흐름 량(flow volume)을 위한 비례 밸브(33)에 의하여 상기 중앙 제어 시스템(29)을 이용하여 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 유압 펌프 유닛(32)의 흐름 량이 OT가 도달되기 전에 제어되도록 상기 주 피스톤(14)의 OT 위치는 상기 중앙 제어시스템(29)을 이용하여 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
유압으로 구동되는 정밀 블랭킹 프레스의 베이스(5)에 배치된 주 실린더 챔버(13), 제1 및 제2 압력 챔버(17a, 17b)들에 의하여 작동유에 의하여 작용될 수 있으며, 신속 횡단 모드에서 스트로크 축(HU) 방향으로 UT와 OT 사이에서 스트로크 운동을 수행하고 테이블 상부(8)를 지지하며, 상기 주 실린더 챔버 내에서 안내되는 주 피스톤/램(14), 및 적어도 하나의 유압 펌프 유닛(32)을 포함하며, 중앙 제어 시스템(29)을 이용하여, 미리 정해진 작용 압력으로 설정된 작동유를 상기 압력 챔버(17a, 17b)들에 공급하는 유압 시스템(24)을 포함하는 청구항 1에 따른 방법을 수행하기 위한 장치에 있어서,
상기 주 피스톤(14)은 최소 유격으로 서로 중첩하게 상기 주 실린더 챔버(39)에 배치된 상기 제1 및 제2 압력 챔버(17a, 17b)들을 분할하는 돌출하는 디스크 형상의 작용면(16a, 16b)들을 포함하며, 각각의 상기 압력 챔버들은 각각의 압력 챔버(17a, 17b)들의 압력(P_O, P_U)을 검출하기 위한 압력 센서(37, 38)를 각각 가지며, 각 센서는 탱크 밸브(26)의 압력을 제한하기 위하여 압력-제어 4/3-유로 비례 밸브(40)에 의하여 별개로 상기 중앙제어 시스템(29), 비례 밸브(21, 22) 및 증폭기(39)에 연결되며, 상기 주 피스톤(14)의 OT 위치를 검출하기 위한 것으로 상기 중앙 제어시스템(29)에 연결되는 경로 측정 유닛(28)은 상기 주 피스톤(14)에 연관되는 것을 특징으로 하는 정밀 블랭킹 프레스의 절단 충격 감소 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제1 압력 챔버(17a)로부터 변위된 작동유를 배출시키기 위한 벤트 채널(33)은, 상기 탱크 밸브(26)에 의하여 개폐가능하며, 하나의 바이패스 채널(20)에 의하여 상기 제2 압력 챔버(17b)에 형성된 각각의 제2 유체 채널(19e, 19f, 19g, 19h)들에 연결된 제1 유체 채널(19a, 19b, 19c, 19d)들은 상기 제1 압력 챔버로 개방되고, 상기 바이패스 채널(20)들을 개폐하기 위한 비례 밸브(21a 내지 21d)들이 제2 유체 채널에 각각 배치되고, 상기 제2 유체 채널들의 적어도 하나는 미리 정해진 압력의 작동유를 상기 유압 시스템으로부터 상기 제2 압력 챔버(17b)로 공급하기 위하여 공급 채널(23)과 분기 채널(25)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 4에 있어서,
파워 스트로크 동안, 상기 주 피스톤(14)의 제2 압력 챔버(17b)는 상기 유압 펌프 유닛(32)과 상기 제1 압력 챔버(17a)를 사용하여 흐름 레벨을 조정하기 위하여 상기 탱크 밸브(26)를 통해 수집 탱크(27)에 연결되고, 제어된 내장 밸브(36), 압력 검출을 위한 적어도 하나의 압력 센서(35), 및 흐름 스트림의 압력을 제한하기 위한 적어도 하나의 압력제한 밸브(34)에 의하여 연결이 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 주 피스톤(14)은 동일하거나 다른 크기의 작용면(16a, 16b)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 주 비례밸브(21a, 21b, 21c, 21d)들과 상기 탱크 밸브(26)는 압력-조정된 내장 밸브들인 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 유압 펌프 유닛(32)은 흐름을 조정하기 위한 적어도 상기 비례 밸브(33), 상기 비례 밸브(33)를 제어하기 위한 적어도 압력 센서(35) 및 흐름 스트림의 압력을 제한하기 위한 적어도 압력 제한 밸브(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.