KR20170013312A - 성형 프레스용 공구 교체 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 하나 이상의 공구 매거진(3, 4), 및 하나 이상의 공구 매거진(3, 4) 내에 저장될 수 있는 성형 공구(7, 8)를 하나 이상의 공구 매거진(3, 4)으로부터 성형 프레스(2)로 그리고 그 반대 방향으로 전달하기 위한 하나 이상의 전달 장치(5, 6)를 구비하는, 성형 프레스(2)용의, 특히 프레스 브레이크용의 공구 교체 장치(1)에 관한 것이며, 하나 이상의 전달 장치(5, 6)는 압축력 및 인장력을 전달하기 위해 구동될 수 있는 스러스트 체인(9, 10)을 포함한다.

Description

성형 프레스용 공구 교체 장치{TOOL CHANGING DEVICE FOR A FORMING PRESS}
본 발명은, 하나 이상의 공구 매거진, 및 하나 이상의 공구 매거진(tool magazine) 내에 저장될 수 있는 성형 공구를 하나 이상의 공구 매거진으로부터 성형 프레스로 그리고 그 반대 방향으로 전달하기 위한 하나 이상의 전달 장치를 구비하는, 성형 프레스용의, 특히 프레스 브레이크(press brake)용의 공구 교체 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 성형 프레스 및 본 발명에 따른 공구 교체 장치로 이루어진 어셈블리와도 관련이 있다.
예컨대 벤딩 프레스 및 프레스 브레이크와 같은 성형 프레스는 일반적으로 교환 가능한 공구 세트에 의해서 작동된다. 제조될 가공품의 유형에 따라서 또는 실행될 벤딩 단계의 유형에 따라서 특정의 공구 세트가 사용되어야만 한다. 이때, 공구 세트의 개장은 대부분 수동으로 이루어진다. 하지만, 이와 같은 상황은 단점이 되는데, 그 이유는 특히 성형 공구가 무거운 경우에는 개장 과정이 육체적인 힘을 소모시키기 때문이다. 그밖에, 개장 과정이 높은 시간 비용을 요구함으로써, 특히 소형의 그리고 중간 크기의 로트 사이즈(lot size)의 제조도 비싸다.
개장 공정을 자동화하는 접근 방식들이 존재한다. 이 경우에는, 공구 세트를 교환하기 위하여, 로봇 팔 또는 이동 가능한 그리퍼(gripper)가 사용된다.
하지만, 상기와 같은 해결책은 기술적으로 매우 복잡하고, 예컨대 로봇 팔이 요구하는 작업 공간으로 인해 높은 공간 수요를 갖는다.
본 발명의 과제는, 선행 기술에 비해 개선된 공구 교체 장치, 또는 성형 프레스 및 상기와 같은 공구 교체 장치로 이루어진 어셈블리를 제공하여 전술한 단점들을 회피하는 데 있다.
상기 과제는, 독립 청구항 1의 특징들에 의해서 해결된다.
본 발명에 따라, 하나 이상의 전달 장치가 압축력 및 인장력을 전달하기 위해 구동될 수 있는 스러스트 체인(thrust chain)을 포함하는 것이 제공되었다.
스러스트 체인의 제공에 의해서는, 매우 신뢰할만하고 정확하게 동작하는 전달 장치가 구현된다. 또한, 공구 교체 장치는 매우 콤팩트하게 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 스러스트 체인이 성형 공구를 스러스트 체인에 일시적으로 결합하기 위한 하나 이상의 결합 장치를 포함하는 것이 제공되었다. 이때는, 결합 장치의 위치를 바람직하게 연속으로 결정하기 위한 - 그리고 이로써 결합 장치와 결합된 성형 공구의 위치를 공구 교체 장치에 대하여 혹은 성형 프레스에 대하여 결정하기 위한 - 측정 시스템이 제공되는 경우가 특히 바람직할 수 있다.
결합 장치의 위치 혹은 결합 장치와 결합된 성형 공구의 위치에 대한 정보는 여러 개의 부분으로 구성된 공구의 구성, 다시 말해 성형 프레스 내에 나란히 배치된 복수의 부분 공구들을 포함하는 공구의 구성을 가능하게 한다.
측정 시스템은 결합 장치 내에 통합될 수 있다. 그에 대해 대안적으로 또는 보완적으로는, 결합 장치와 함께 움직이지 않고, 오히려 공구 교체 장치에 대해 혹은 성형 프레스에 대해 위치 고정된 부품에 배치되어 있으며, 결합 유닛의 위치 혹은 결합 유닛과 결합된 성형 공구의 위치를 예컨대 광학적으로 검출하는 측정 시스템도 제공될 수 있다.
결합 장치가 전기 에너지의 공급을 요구하거나 결합 장치로의 혹은 결합 장치로부터의 신호 전달을 요구하면, 스러스트 체인이 바람직하게 전기 라인을 수용하기 위한 리세스를 구비하는 체인 부재들로부터 형성되는 경우도 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 스러스트 체인이 압축력 및 인장력을 전달할 뿐만 아니라, 마찬가지로 예컨대 전기 에너지 및 신호도 전달한다.
대안적인 일 실시예에 따라, 결합 장치가 전기 에너지를 저장하기 위한 저장기를 포함하는 것이 제공되었다. 이 경우에는, 저장기가 결합 장치에 교환 가능하게 배치되어 있음으로써, 결과적으로 저장기가 빈 경우에는 이 저장기가 충전된 저장기로 교환될 수 있는 것이 제공될 수 있다. 그에 대해 대안적으로는, 결합 장치가 전기 에너지를 저장기 내부로 전달하기 위한 인터페이스를 포함하는 것이 제공될 수 있다. 예컨대 스러스트 체인을 저장하기 위한 체인 저장기의 영역에 대응 인터페이스가 동시에 제공되면, 스러스트 체인이 체인 저장기 내에 있을 때마다 항상, 다시 말해 공구 교체 과정 사이의 휴지기에 있을 때마다 항상 저장기가 재충전될 수 있다.
또한, 예컨대 공구 교체 장치를 제어하기 위한 제어 시스템을 구비하는, 데이터를 무선으로 교환하기 위한 통신 장치도 결합 장치에 의해서 포함될 수 있다. 이와 같은 통신 장치 및 그와 동시에 전기 에너지를 저장하기 위한 저장기가 제공되어 있으면, 체인 부재 내부에 바람직하게 전기 라인을 수용하기 위한 리세스를 제공해야만 한다는 필연성도 생략된다.
결합 장치가 바람직하게 하나 이상의 전자석과 조합된 하나 이상의 영구 자석의 형태로 형성된 자성의 결합 요소를 포함하는 경우도 바람직한 것으로 드러났다. 영구 자석의 사용이 바람직한 이유는, 이와 같은 사용으로 인해 성형 공구가 항상, 즉 정전의 경우에도 결합 장치에 의해서 고정되는 것이 보장될 수 있기 때문이다. 전자석과의 조합에 의해서는 유효 총 자기력이 조절될 수 있으며, 이와 같은 조절 가능성은 다양한 무게의 성형 공구 또는 성형 공구의 결합 해제 측면에서 관련이 있다. 자기력을 조절하기 위해서는, 다만 전자석을 통해서 흐르는 전류 흐름만 변경되면 된다.
또 다른 바람직한 조치는, 결합 장치가 이 결합 장치에 일체로 결합된 성형 공구를 검출하기 위한 하나 이상의 센서를 포함하는 데 있다. 이와 같은 조치는 공구 교체 과정의 제어를 용이하게 한다.
스러스트 체인이 하나 이상의 구동 장치를 통해서 구동될 수 있는 것이 유리한 것으로 입증되었으며, 이 경우 하나 이상의 구동 장치는 바람직하게 적어도 한 쌍의, 특히 바람직하게는 두 쌍의 구동 샤프트를 포함한다. 이 경우에는, 하나 이상의 구동 장치로부터 스러스트 체인으로의 힘 전달이 마찰 결합을 통해서 그리고/또는 형상 결합을 통해서 이루어는 것이 제공될 수 있다. 더 나아가서는, 구동 샤프트가 (마찰 결합을 높이기 위해) 코팅되어 있으며 그리고/또는 스러스트 체인에 가해지는 구동 샤프트의 압착력이 바람직하게 하나 이상의 스프링을 포함하는 하나 이상의 조절 장치에 의해서 조절될 수 있는 것도 제공될 수 있다.
마찰 결합 방식의 구동은 형상 결합 방식의 구동에 비해, 더 적은 소음이 발생하고 스러스트 체인이 더 적게 마모된다는 장점을 갖는다. 다른 한편으로, 스러스트 체인은 형상 결합 방식의 구동에서 더 정확하게 위치 결정될 수 있다.
하지만, 형상 결합 방식의 구동에 비해 마찰 결합 방식의 구동에서의 스러스트 체인의 더 부정확한 위치 설정 가능성은 결합 장치의 위치 혹은 결합 장치와 결합된 성형 공구의 위치를 결정하기 위한 측정 시스템을 제공함으로써 보상될 수 있다.
스러스트 체인 사용의 또 다른 장점은, 스러스트 체인이 매우 콤팩트하게 저장될 수 있다는 데 있다. 이 목적을 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 공구 교체 장치가 바람직하게 나선형으로 형성된, 스러스트 체인을 저장하기 위한 하나 이상의 체인 저장기를 포함하는 것이 제공되었다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 하나 이상의 공구 매거진이, 중간 리세스를 구비하여 회전 가능하게 지지된 구동 가능한 디스크를 포함하고, 하나 이상의 스러스트 체인이 하나 이상의 공구 매거진 내에 저장될 수 있는 성형 공구를 하나 이상의 공구 매거진으로부터 성형 프레스로 그리고 그 반대 방향으로 전달하기 위한 리세스의 영역으로부터 공급될 수 있는 것이 제공되었다. 성형 공구를 교체하기 위해서는, 디스크를 다만 특정 위치로 회전시키기만 하면 된다. 그 다음에 이어서, 성형 공구가 스러스트 체인에 의해서 곧바로 디스크로부터 성형 프레스로 혹은 그 반대 방향으로 전달될 수 있다. 그럼으로써, 성형 공구의 신속한 교체가 가능하다.
공구 교체 장치를 상이한 성형 프레스에 유연하게 적응시킬 수 있기 위하여, 하나 이상의 공구 매거진의 높이 위치 혹은 측면 위치를 성형 프레스에 적응시키기 위해, 하나 이상의 공구 매거진이 높이 조절 가능하게 그리고/또는 측면 조절 가능하게 형성되어 있는 것이 또한 제공될 수 있다.
하나 이상의 공구 매거진이 구동 가능한, 회전 가능하게 지지된 그리고 사용 위치에서 바람직하게 수평으로 정렬된, 성형 공구를 수용하기 위한 수용 수단을 구비하는 디스크를 포함하는 것이 바람직한 것으로서 드러났으며, 이 경우 수용 수단은 특히 바람직하게, 디스크의 회전시에 성형 공구가 고정되도록 형성되어 있다. 이때, 고정은 예컨대 재밍(jamming) 방식에 의해서 이루어질 수 있다. 저장 용량을 높이기 위하여, 자체 높이 위치가 바람직하게 자동으로 조절될 수 있는 그와 같은 복수의 디스크가 제공될 수 있다.
예컨대 프레스 브레이크와 같은 성형 프레스가 2개의 상이한 유형의 성형 공구, 즉 한편으로는 스탬프 공구 그리고 다른 한편으로는 스탬프 공구를 위한 대응 공구를 필요로 하기 때문에, 공구 교체 장치가 스탬프 공구를 저장하기 위한 하나 이상의 제1 공구 매거진 및 스탬프 공구를 위한 대응 공구를 저장하기 위한 하나 이상의 제2 공구 매거진을 포함하는 것이 바람직한 것으로서 입증되었으며, 이 경우 이들 공구 매거진이 사용 위치에서는 바람직하게 상하로 겹쳐서 배치되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 형성은 유리한 방식으로, 공구 교체 장치가 제1 공구 매거진 내에 저장될 수 있는 성형 공구를 제1 공구 매거진으로부터 성형 프레스로 그리고 그 반대 방향으로 전달하기 위한 제1 전달 장치 그리고 제2 공구 매거진 내에 저장될 수 있는 성형 공구를 제2 공구 매거진으로부터 성형 프레스로 그리고 그 반대 방향으로 전달하기 위한 제2 전달 장치를 포함함으로써 개선될 수 있으며, 이 경우에는 바람직하게 2개의 전달 장치가 압축력 및 인장력을 전달하기 위해 구동될 수 있는 스러스트 체인을 포함한다. 다시 말해, 이와 같은 형성 뒤에 있는 아이디어는, 스탬프 공구 그리고 이 스탬프 공구를 위한 대응 공구가 동시에 그리고 상호 독립적으로 개별 공구 매거진으로부터 성형 프레스로 그리고 그 반대 방향으로 전달될 수 있다는 데 있다. 그럼으로써, 개장 공정을 위해서 필요한 시간이 더욱 줄어들 수 있다.
전자동적인 개장을 바람직한 방식으로 실현할 수 있기 위하여, 바람직하게 하나 이상의 공구 매거진 내에 저장될 수 있는 성형 공구를 하나 이상의 공구 매거진으로부터 성형 프레스로 그리고 그 반대 방향으로 예정된 프로그램에 따라 바람직하게 전자동으로 전달하기 위해, 공구 교체 장치를 제어하기 위한 제어 시스템이 제공되어 있는 것이 제공될 수 있으며, 이 경우 제어 시스템은 바람직하게 하나 이상의 프로세서 및/또는 프로그램을 기억하기 위한 하나 이상의 메모리를 포함한다. 개장 공정이 예정된 프로그램에 따라 전자동으로 진행되면, 조작자가 공구 교체 장치 혹은 성형 프레스 바로 근처에서 정지해야 할 필요가 더 이상 없어진다. 그럼으로써, 조작자를 위한 안전이 증가될 수 있다.
공구 교체 장치 근처에 있는 물체, 바람직하게는 조작자를 검출하기 위한 검출 시스템이 제공되어 있음으로써 안전이 더욱 증가될 수 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 개장 과정 동안에는 공구 교체 장치 혹은 성형 프레스의 위험 영역에 아무도 서있지 않는 상황이 보장될 수 있다. 바람직하게, 검출 시스템은 예컨대 광 배리어 등과 같은 레이저 수단을 포함하며, 이와 같은 레이저 수단은 개장 과정 동안에 활성화되어 물체를 검출할 때에 개장 과정의 즉각적인 중단을 야기한다.
그리고 마지막으로, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 공구 교체 장치가 성형 프레스에 공구 교체 장치를 일체로 연결하기 위한 하나 이상의 장치를 포함하는 것이 제공될 수 있으며, 이 경우 상기 연결 장치는 바람직하게 스러스트 체인을 위한 그리고/또는 스러스트 체인과 연결된 요소들을 위한 가이드부를 구비한다.
이 경우에는, 상기 실시예의 특히 바람직한 일 개선예에 따라, 성형 프레스에 공구 교체 장치를 일체로 연결하기 위한 하나 이상의 장치가 성형 공구를 회전시키기 위한, 바람직하게는 180°만큼 회전시키기 위한 방향 전환 유닛을 포함하는 것이 제공될 수 있다. 이와 같은 방향 전환 유닛과는 두 가지 장점이 연결되어 있다. 첫 번째로는, 서로 대칭이 아닌 성형 공구들을 성형 프레스의 클램핑 바(clamping bar)에 대한 두 가지 상이한 위치에서 사용하는 하는 것이 가능하다. 두 번째로는, 방향 전환 유닛을 이용해서 간단한 방식으로 성형 프레스로부터의 일시적인 결합 해제가 야기될 수 있다. 이와 같은 상황은 특히 상부 클램핑 바와 관련해서 바람직한데, 그 이유는 상기 상부 클램핑 바가 2개의 클램핑 바 상호 간에 상대적인 동작 - 및 이와 더불어 그 내부에 고정된 성형 공구들의 상대적인 동작 - 을 야기하기 때문이다. 결합 해제는, 방향 전환 유닛이 0°와 180° 사이의 중간 위치에 있을 때 이루어진다.
본 발명에 따른 공구 교체 장치 및 성형 프레스로 이루어진 어셈블리에 대해서도, 그리고 본 발명에 따른 공구 교체 장치에 압축력 및 인장력을 전달하기 위해 사용되는 스러스트 체인의 용도에 대해서도 보호가 청구된다.
본 발명의 또 다른 세부 사항들 및 장점들은 각각의 도면을 참조하여 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공구 교체 장치 및 프레스 브레이크 형태의 성형 프레스로 이루어진 어셈블리를 도시하고,
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 공구 교체 장치의 단면을 도시하며,
도 3은 제1 실시예에 따라 스러스트 체인의 단면을 개략적인 사시도로 도시하고,
도 4는 도 3에 따른 스러스트 체인을 평면도로 도시하며,
도 5는 성형 공구를 제1 실시예에 따른 스러스트 체인에 일시적으로 결합하기 위한, 스러스트 체인과 결합된 결합 장치를 도시하고,
도 6은 스러스트 체인용 구동 장치를 도시하며,
도 7은 제2 실시예에 따라 스러스트 체인의 단면을 개략적인 사시도로 도시하고,
도 8은 도 7에 따른 스러스트 체인을 평면도로 도시하며,
도 9는 성형 공구를 제2 실시예에 따른 스러스트 체인에 일시적으로 결합하기 위한, 스러스트 체인과 결합된 결합 장치를 도시하고,
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공구 교체 장치 및 프레스 브레이크 형태의 성형 프레스로 이루어진 어셈블리를 도시하며,
도 11a 및 도 11b는 도 10에 도시된 실시예에서 제공된 성형 공구를 회전시키기 위한 방향 전환 유닛을 도시하며, 부분 도면 11a 및 11b는 방향 전환 유닛의 두 가지 상이한 위치를 보여준다.
도 1은, 프레스 브레이크 형태의 성형 프레스(2) 및 상기 성형 프레스(2)에 바로 이웃하여 설치된, 이 경우에는 성형 프레스(2) 옆에 설치된 공구 교체 장치로 이루어진 어셈블리를 보여준다.
공구 교체 장치(1)는 스탬프 공구(7)를 저장하기 위한 제1 공구 매거진(3) 및 스탬프 공구(7)를 위한 대응 공구(8)를 저장하기 위한 제2 공구 매거진(4)을 포함하며, 이 경우 2개의 공구 매거진(3 및 4)은 사용 위치에서 상하로 겹쳐서 배치되어 있다.
각각의 공구 매거진(3 또는 4)은, 구동 가능하고 회전 가능하게 지지된 그리고 성형 공구(7 및 8)를 수용하기 위한 수용 수단(21)을 구비하여 사용 위치에서 수평으로 정렬된 디스크(19 또는 20)를 구비하며, 이 경우 상기 수용 수단(21)은, 디스크(19 또는 20)의 회전시 성형 공구(7 및 8)가 고정되도록 형성되어 있다.
도 1에서는, 스탬프 공구(7)를 저장하기 위한 제1, 즉 상부 공구 매거진(3)을 위한 구동 장치(25)를 볼 수 있다. 제2 공구 매거진(4)을 위한 구동 장치는 공구 교체 장치(1)의 하우징 내에서 스탬프 공구(7)를 위한 대응 공구(8)를 저장하기 위한 제2 공구 매거진(4) 아래에 배치되어 있기 때문에 육안으로 확인할 수 없다.
2개의 공구 매거진(3 및 4)이 높이 조절될 수 있도록 형성되어 있음으로써, 결과적으로 공구 매거진(3 및 4)의 높이 위치는 간단한 방식으로 성형 프레스(2)에 매칭될 수 있다.
공구 교체 장치(1)는 제1 공구 매거진(3) 내에 저장될 수 있는 성형 공구(7)를 제1 공구 매거진(3)으로부터 성형 프레스(2)로 그리고 그 반대 방향으로 전달하기 위한 제1 전달 장치(5), 및 제2 공구 매거진(4) 내에 저장될 수 있는 성형 공구(8)를 제2 공구 매거진(4)으로부터 성형 프레스(2)로 그리고 그 반대 방향으로 전달하기 위한 제2 전달 장치(6)를 포함한다. 2개의 전달 장치(5 및 6)는 압축력 및 인장력을 전달하기 위해 구동될 수 있는 스러스트 체인(9 또는 10)을 구비한다.
또한, 2개의 스러스트 체인(9 및 10) 각각은 성형 공구(7 또는 8)를 스러스트 체인(9 또는 10)에 일시적으로 결합하기 위한 결합 장치(11 또는 12)를 포함하며, 이 경우 상기 결합 장치(11 또는 12)는 도시된 실시예에서 스러스트 체인(9 또는 10)의 제1 단부에 배치되어 있다.
스러스트 체인(9 및 10)은 제2 단부로부터 출발하여 각각 나선형으로 형성된 체인 저장기(17 또는 18) 내에 저장될 수 있으며, 상기 체인 저장기는 공구 교체 장치(1)의 상부 영역에 배치되어 있다.
도시된 실시예에서는 또한, 상호 독립적으로 동작하는 2개의 스러스트 체인(9 및 10)이 한편으로는 스탬프 공구(7)를 전달할 목적으로 그리고 다른 한편으로는 스탬프 공구(7)를 위한 대응 공구(8)를 전달할 목적으로 제공되어 있다. 대안적으로는, 단 하나의 스러스트 체인이 제공되는 것도 생각할 수 있으며, 이 경우에는 스러스트 체인이 중간 부분은 버퍼 내에 임시 저장된다. 이와 같은 구성에서도, 스러스트 체인의 2개의 단부는 상호 독립적으로 동작한다.
공구 교체 장치(1)는 2개의 장치(22 및 23)를 통해서 성형 프레스(2)에 연결되어 있으며, 이 경우 2개의 장치(22 및 23)는 스러스트 체인(9 또는 10)을 위한 그리고 이 스러스트 체인과 연결된 요소들을 위한 가이드부를 각각 하나씩 구비한다. 도시된 실시예에서는, 각각의 공구 매거진(3 또는 4), 공구 교체 장치(1)를 성형 프레스(2)에 연결하기 위한 장치들 중 하나(22 또는 23), 그리고 프레스 브레이크의 클램핑 바들 중 하나(26 또는 27)가 동일한 높이에 배치되어 있음으로써, 결과적으로 공구 매거진(3 및 4)과 성형 프레스(2) 사이에서의 성형 공구(7 또는 8)의 전달은 각각 수평면에서 이루어진다.
도 1에는 또한, 하부 스러스트 체인(10)을 위한 구동 장치(24)도 개략적으로 도시되어 있다. 상기 구동 장치(24)에 대한 세부 사항은 도 6에 대한 상세한 설명 부분에서 더 상세하게 설명될 것이다.
도 2는, 공구 교체 장치의 확대된 단면을 보여준다. 이 도면은 특히, 회전 가능하게 지지된 디스크(19 및 20) 형태의 2개의 공구 매거진(3 및 4)을 보여주며, 이들 디스크 상에 스탬프 공구(7) 및 상기 스탬프 공구(7)를 위한 대응 공구(8)가 배치되어 있다. 2개의 디스크(19 및 20)는 성형 공구(7 및 8)를 수용하기 위한 그루브(groove) 형태의 수용 수단(21)을 구비하며, 이 경우 상기 수용 수단(21)은, 디스크(19 또는 20)의 회전시 성형 공구(7 및 8)가 고정되도록 형성되어 있다. 디스크(19 또는 20)가 정지하자마자, 고정 상태는 풀어지고, 각각 필요한 성형 공구(7 또는 8)가 수용 그루브로부터 공구 교체 장치를 성형 프레스에 연결하기 위한 장치(22 또는 23)를 통해 개별 스러스트 체인(9 또는 10)에 의해서 프레스 브레이크의 상부 또는 하부 클램핑 바로 이동될 수 있다. 다른 말로 표현하자면, 2개의 공구 매거진(3 및 4)과 성형 프레스(2) 사이에서의 성형 공구(7 또는 8)의 전달은 스러스트 체인(9 또는 10)에 의해서, 직접 성형 공구의 저장 장소로부터 공구 매거진(3 및 4) 내부로 또는 직접 성형 공구의 저장 장소로 이루어지며, 선행 기술에 따른 공구 매거진에서 성형 프레스에 대한 연결 위치와 성형 공구의 저장 장소 사이에 제공된 바와 같은 리프트 또는 그와 유사한 조치들을 통해서 이루어지지는 않는다.
또한, 수용 수단(21)은 디스크(19 및 20) 내부에 직접 형성되어 있는데, 다시 말하자면 공구 매거진(3 및 4)이 성형 공구(7 또는 8)를 지지하기 위한 추가의 장치를 구비하지 않는다.
도 2를 참조해서 알 수 있는 또 다른 사실은, 본 실시예에서는 공구 매거진(3 및 4)의 디스크(19 및 20)가 중간 리세스를 각각 하나씩 구비한다는 것이며, 이 경우에는 스러스트 체인(9 및 10)이 하나 이상의 리세스를 통과해서 - 이 경우에는 제1 공구 매거진(3)의 디스크(19)의 리세스를 통과해서 - 체인 저장기로 안내된다.
도 3으로부터 알 수 있는 사실은, 스러스트 체인이 개별 체인 부재(13)로부터 형성되어 있다는 것이며, 이 경우 이들 체인 부재(13)는 바람직하게 전기 라인(15)을 수용하기 위한 리세스(14)를 구비한다. 다시 말해, 스러스트 체인에 의해서는 압축력 및 인장력만 전달될 수 있는 것이 아니라, - 전기 라인의 경우에는 - 전기 신호도 전달될 수 있다.
체인 부재(13)는, 이들 체인 부재가 3개의 공간 방향들 중 2개의 공간 방향에 대해서 - 좌표계에서는 참조 부호 37, 38, 39 및 40으로 기재되어 있음 - 완전히 그리고 - 좌표계의 규정에 따라 - 제3 공간 방향에 대해서는 양의 값(41) 혹은 음의 값(42)의 방향으로 서로 단단히, 그리고 그 반대 방향, 즉 음의 값(42) 혹은 양의 값(41)의 방향으로는 서로에 대해 휘어질 수 있음으로써, 결과적으로 스러스트 체인이 상기 방향(42)으로 롤링될 수 있도록 형성되어 있다. 이와 같은 구성은 스러스트 체인의 큰 안정성을 야기한다.
도 4를 참조해서 알 수 있는 바와 같이, 압축력 및 인장력의 전달은, 2개의 이웃하는 체인 부재(13) 사이에 형성되어 있는 3개의 지지면(28, 29 및 30)을 통해서 이루어진다. 이와 같은 방식에 의해서는, 스러스트 체인이 이동하는 높은 속도에서도 체인 부재(13)들 사이에서의 탁월한 힘 전달이 보장된다.
도 5는, 성형 공구(8)를 스러스트 체인(10)의 단부에 일시적으로 결합하기 위한 결합 장치(12)를 확대된 단면도로 보여준다. 도시된 실시예에서, 결합은 전자석 형태의 결합 요소(31)를 통해서 이루어진다. 전자석에 대한 전류 공급은 라인(15)을 통해서 보장된다. 대안적으로 또는 보완적으로는, 전류 공급을 보장하기 위한 전기 저장 매체도 물론 제공될 수 있다.
결합 장치(12)는 또한 이 결합 장치(12)의 위치를 결정하기 위한 측정 시스템도 포함하며, 이와 같은 측정 시스템을 통해서는 결합 장치(12)의 위치 및 그와 더불어 성형 프레스 혹은 공구 교체 장치에 대한 결합 장치(12)에 결합된 성형 공구(8)의 위치도 결정될 수 있다. 대안적으로 또는 보완적으로는, 결합 장치와 함께 움직이지 않고, 오히려 공구 교체 장치에 대해서 혹은 성형 프레스에 대해서 고정 배치되어 있으며, 결합 장치의 위치 혹은 결합 장치와 결합된 성형 공구의 위치를 예컨대 광학 수단에 의해서 검출하는 측정 시스템도 제공될 수 있다. 이때, 측정 시스템과의 통신은 - 도시된 경우에서와 마찬가지로 - 스러스트 체인(10) 내부에 통합되어 있는 신호 라인을 통해서 그리고/또는 무선으로 이루어질 수 있다(도 9 참조).
도시된 실시예에서, 스러스트 체인들은 각각 하나의 구동 장치를 통해서 구동되며, 이 경우에는 하부 스러스트 체인(10)을 위한 구동 장치(24)가 도 6에 개략적으로 도시되어 있다. 도면에서 알 수 있는 사실은, 구동 장치(24)가 연속으로 배치된 두 쌍의 구동 샤프트(16)를 포함한다는 것이다. 이때, 구동 샤프트(16)로부터 스러스트 체인(10)으로의 힘 전달은 마찰 결합을 통해서 이루어지며, 이 경우에는 마찰 결합 상태를 높이기 위해 구동 샤프트(16)가 코팅되어 있다.
더 나아가, 스러스트 체인(10)에 가해지는 구동 샤프트(16)의 압착력은 스프링을 포함하는 조절 장치에 의해서 조절될 수 있다. 스프링 하중에 의해서는, 심지어 구동 샤프트(16) 및/또는 스러스트 체인(10)에서 마모 현상이 나타나는 경우에도, 스러스트 체인(10)에 대한 구동 샤프트(16)의 일정한 압착력이 발생한다.
구동 샤프트(16)는 서보 모터 형태의 모터(32)에 의해서 구동되며, 이 경우 모터(32)와 구동 샤프트(16) 사이에는 복수 기어 휠(33)을 갖춘 기어 장치가 제공되어 있다. 구동 장치(24)는 또한 하우징(34)도 포함한다.
스러스트 체인을 구동시킬 수 있는 또 다른 한 가지 가능성은, 스러스트 체인 내부에 형상 결합 방식으로 맞물리는 구동 휠 및/또는 구동 디스크를 포함하는 구동 장치를 제공하는 데 있다.
도 7 내지 도 9는, 또 다른 일 실시예에 따른 스러스트 체인(9 또는 10)을 보여준다. 도 3 내지 도 5에 도시된 실시예에 비해, 스러스트 체인을 구성하는 체인 부재들은 바람직하게 전기 라인을 수용하기 위한 리세스를 구비하지 않는다. 그 외에, 체인 부재들의 형상 및 상호 작용은 차이 없이 동일하다.
상기 실시예에 따른 스러스트 체인은 바람직하게 도 9에 도시되어 있는 바와 같은 결합 장치(11 또는 12)에서 사용된다. 상기 결합 장치의 주요 특징부는 다음과 같다.
- 전기 에너지를 저장하기 위한 저장기,
- 전기 에너지를 저장기 내부로 전달하기 위한 인터페이스(44), 이 경우 인터페이스는, 스러스트 체인이 삽입된 상태에서 저장기가 충전되도록, 스러스트 체인을 저장하기 위한 체인 저장기의 영역에 배치되어 있는 상응하는 대응 인터페이스와 상호 작용하며,
- 공구 교체 장치를 제어하기 위한 제어 시스템과 데이터를 무선으로 교환하기 위한 무선 안테나 형태의 통신 장치(43),
- 전자석(31)과 조합된 영구 자석(46) 형태의 자성 결합 요소,
- 결합 장치(11 또는 12)에 일체로 결합된 성형 공구를 검출하기 위한 센서(47), 이 경우 센서(47)의 측정 신호는 통신 장치(43)에 의해서 제어 시스템으로부터 전달되며, 그리고
- 전류 공급을 활성화 혹은 비활성화하기 위한 온/오프-스위치(45).
도 10은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 성형 프레스(2) 및 공구 교체 장치(1)로 이루어진 어셈블리를 보여준다. 도 1에 도시된 어셈블리에 비해, 이 경우의 공구 교체 장치(1)는 - 정면으로부터 관찰했을 때 - 성형 프레스(2)의 우측에 배치되어 있고, 좌측에는 배치되어 있지 않다.
더 나아가, 2개의 실시예는 세부 사항을 제외하고는 공구 교체 장치(1)를 성형 프레스(2)에 일체로 연결하는 방식에 있어서 서로 상이하다. 이때 중요한 사실은, 상부 공구(7)를 위한 클램핑 바(26)를 공구 교체 장치(1)의 공구 매거진(3)에 일체로 연결하기 위한 장치(48)가 성형 공구(7)를 180°만큼 회전시키기 위한 방향 전환 장치를 포함한다는 것이다. 더 언급할 사실은, 공구 교체 장치가 성형 프레스의 어느 측에 배치되어 있는지와 상관없이 상기 방향 전환 장치가 제공될 수 있다는 것이다.
방향 전환 장치에 대한 세부 사항은 도 11a 및 도 11b로부터 드러난다. 방향 전환 장치는 공구 매거진(3)과 연결될 수 있는 지지 구조물(53)을 포함한다. 지지 구조물(53)에는 기어 부착 모터(51)가 배치되어 있으며, 이 기어 부착 모터에 의해서는 가이드 요소(50)가 지지 구조물(53)에 대해 상대적으로 또는 지지 구조물(53)과 단단히 연결된 제2 가이드 요소(54)에 대해 상대적으로 상이한 회전 위치로 이동할 수 있다. 근접 이니시에이터(initiator)로서도 언급되는 근접 스위치(52)를 통해서 개별 회전 위치가 검출될 수 있다.
도 11a에 따른 위치에서는, 2개의 가이드 요소(50 및 54)가 서로에 대해 0° 또는 180°의 각(α)을 형성한다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는, 이 위치에서는 가이드 요소(50 및 54)가 서로에 대해 그리고 성형 프레스(2)의 클램핑 바(26)에 대해 동일선상에(collinear) 정렬되어 있다는 것이다. 이로써, 성형 프레스(2)와 공구 매거진(3)의 일체형 연결/결합이 존재하게 되고, 성형 공구(7)는 전달 장치(5)에 의해서 공구 매거진(3)으로부터 성형 프레스(2)로 그리고 그 반대 방향으로 전달될 수 있다.
도 11b에 따른 위치에서는, 2개의 가이드 요소(50 및 54)가 서로에 대해 90°의 각(α)을 형성한다(중심 종축은 파선에 의해서 지시되어 있음). 이와 같은 내용이 의미하는 바는, 가이드 요소(50 및 54) - 및 이와 더불어 공구 매거진(3) 및 성형 프레스(2) - 가 상호 분리되어 있다는 것이다. 상기 위치에서, 또는 2개의 가이드 요소(50 및 54)가 서로에 대해 0° 또는 180°가 아닌 각(α)을 형성하는 임의의 위치에서는, 성형 프레스(2)의 클램핑 바(26)가 예컨대 성형 과정의 진행 중에 공구 매거진과 상관없이 독립적으로 이동할 수 있다.
방향 전환 장치의 또 다른 한 가지 장점은, 성형 공구(7)가 간단한 방식으로 180°만큼 회전될 수 있다는 데 있다. 이 목적을 위해서는, 다만 회전될 성형 공구(7)가 제1 가이드 요소(50) 상에 배치된 후에 상기 가이드 요소가 기어 부착 모터(51)에 의해서 180°만큼 회전되기만 하면 된다. 이와 같은 180°의 회전은 특히 비대칭의 성형 공구(7)가 사용되는 경우에 장점이 된다.

Claims (19)

  1. 하나 이상의 공구 매거진(3, 4), 및 하나 이상의 공구 매거진(3, 4) 내에 저장될 수 있는 성형 공구(7, 8)를 하나 이상의 공구 매거진(3, 4)으로부터 성형 프레스(2)로 그리고 그 반대 방향으로 전달하기 위한 하나 이상의 전달 장치(5, 6)를 구비하는, 성형 프레스(2)용의, 특히 프레스 브레이크용의 공구 교체 장치(1)에 있어서,
    상기 하나 이상의 전달 장치(5, 6)가 압축력 및 인장력을 전달하기 위해 구동될 수 있는 스러스트 체인(9, 10)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 공구 교체 장치(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 스러스트 체인(9, 10)이 성형 공구(7, 8)를 스러스트 체인(9, 10)에 일시적으로 결합하기 위한 하나 이상의 결합 장치(11, 12)를 포함하는, 공구 교체 장치(1).
  3. 제2항에 있어서, 상기 결합 장치(11, 12)의 위치 또는 상기 결합 장치(11, 12)와 결합된 성형 공구(7, 8)의 위치를 바람직하게 연속으로 결정하기 위한 측정 시스템이 제공된, 공구 교체 장치(1).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 결합 장치(11, 12)가
    - 바람직하게 하나 이상의 전자석과 조합된 하나 이상의 영구 자석의 형태로 형성된 하나 이상의 자성 결합 요소(31, 46), 및/또는
    - 결합 장치(11, 12)에 일체로 결합된 성형 공구(7, 8)를 검출하기 위한 하나 이상의 센서(47), 및/또는
    - 전기 에너지를 저장하기 위한 하나 이상의 저장기, 및 바람직하게 전기 에너지를 저장기 내부로 전달하기 위한 인터페이스(44), 및/또는
    - 데이터를 무선으로 교환하기 위한 하나 이상의 통신 장치(43)를 포함하는, 공구 교체 장치(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스러스트 체인(9, 10)이 하나 이상의 구동 장치(24)를 통해서 구동될 수 있으며, 상기 하나 이상의 구동 장치(24)가 바람직하게 적어도 한 쌍의, 특히 바람직하게는 두 쌍의 구동 샤프트(16)를 포함하는, 공구 교체 장치(1).
  6. 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 구동 장치(24)로부터 스러스트 체인(9, 10)으로의 힘 전달이 마찰 결합을 통해서 그리고/또는 형상 결합을 통해서 이루어지는, 공구 교체 장치(1).
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 구동 샤프트(16)가 코팅되었으며, 그리고/또는 스러스트 체인(9, 10)에 가해지는 상기 구동 샤프트(16)의 압착력이 바람직하게 하나 이상의 스프링을 포함하는 하나 이상의 조절 장치에 의해서 조절될 수 있는, 공구 교체 장치(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공구 교체 장치(1)가 바람직하게 나선형으로 형성된, 스러스트 체인(9, 10)을 저장하기 위한 하나 이상의 체인 저장기(17, 18)를 포함하는, 공구 교체 장치(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 공구 매거진(3, 4)이, 중간 리세스(35, 36)를 구비하여 회전 가능하게 지지된 구동 가능한 디스크(19, 20)를 포함하고, 상기 하나 이상의 스러스트 체인(9, 10)이 하나 이상의 공구 매거진(3, 4) 내에 저장될 수 있는 성형 공구(7, 8)를 하나 이상의 공구 매거진(3, 4)으로부터 성형 프레스(2)로 그리고 그 반대 방향으로 전달하기 위한 리세스(35, 36)의 영역으로부터 공급될 수 있는, 공구 교체 장치(1).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 공구 매거진(3, 4)의 높이 위치 혹은 측면 위치를 성형 프레스(2)에 적응시키기 위해, 상기 하나 이상의 공구 매거진(3, 4)이 높이 조절 가능하게 그리고/또는 측면 조절 가능하게 형성되어 있는, 공구 교체 장치(1).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 공구 매거진(3, 4)이 구동 가능한, 회전 가능하게 지지된 그리고 사용 위치에서 바람직하게 수평으로 정렬된, 성형 공구(7, 8)를 수용하기 위한 수용 수단(21)을 구비하는 디스크(19, 20)를 포함하며, 상기 수용 수단(21)은 바람직하게, 디스크(19, 20)의 회전시에 성형 공구(7, 8)가 고정되도록 형성되어 있는, 공구 교체 장치(1).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공구 교체 장치(1)가 스탬프 공구(7)를 저장하기 위한 하나 이상의 제1 공구 매거진(3) 및 상기 스탬프 공구(7)를 위한 대응 공구(8)를 저장하기 위한 하나 이상의 제2 공구 매거진(4)을 포함하며, 상기 공구 매거진(3, 4)이 사용 위치에서는 바람직하게 상하로 겹쳐서 배치되어 있는, 공구 교체 장치(1).
  13. 제12항에 있어서, 상기 공구 교체 장치(1)가 제1 공구 매거진(3) 내에 저장될 수 있는 성형 공구(7)를 제1 공구 매거진(3)으로부터 성형 프레스(2)로 그리고 그 반대 방향으로 전달하기 위한 제1 전달 장치(5) 그리고 제2 공구 매거진(4) 내에 저장될 수 있는 성형 공구(8)를 제2 공구 매거진(4)으로부터 성형 프레스(2)로 그리고 그 반대 방향으로 전달하기 위한 제2 전달 장치(6)를 포함하며, 바람직하게는 2개의 전달 장치(5, 6)가 압축력 및 인장력을 전달하기 위해 구동될 수 있는 스러스트 체인(9, 10)을 포함하는, 공구 교체 장치(1).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 공구 매거진(3, 4) 내에 저장될 수 있는 성형 공구(7, 8)를 상기 하나 이상의 공구 매거진(3, 4)으로부터 성형 프레스(2)로 그리고 그 반대 방향으로 예정된 프로그램에 따라 바람직하게 전자동으로 전달하기 위해, 공구 교체 장치(1)를 제어하기 위한 제어 시스템이 제공되어 있으며, 상기 제어 시스템이 바람직하게 하나 이상의 프로세서 및/또는 프로그램을 기억하기 위한 하나 이상의 메모리를 포함하는, 공구 교체 장치(1).
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공구 교체 장치(1) 근처에 있는 물체, 바람직하게는 조작자를 검출하기 위한 검출 시스템이 제공되어 있으며, 상기 검출 시스템(1)이 바람직하게 레이저 수단을 포함하는, 공구 교체 장치(1).
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공구 교체 장치(1)가 성형 프레스(2)에 공구 교체 장치(1)를 일체로 연결하기 위한 하나 이상의 장치(22, 23, 48, 49)를 포함하며, 상기 연결 장치(22, 23) 바람직하게 스러스트 체인(9, 10)을 위한 그리고/또는 상기 스러스트 체인과 연결된 요소들을 위한 가이드부를 구비하는, 공구 교체 장치(1).
  17. 제16항에 있어서, 상기 성형 프레스(2)에 공구 교체 장치(1)를 일체로 연결하기 위한 하나 이상의 장치(48)가 상기 성형 공구(7)를 회전시키기 위한, 바람직하게는 180°만큼 회전시키기 위한 방향 전환 유닛을 포함하는, 공구 교체 장치(1).
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 공구 교체 장치(1) 및 성형 프레스(2)로 이루어진 어셈블리.
  19. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 공구 교체 장치(1)에 압축력 및 인장력을 전달하기 위해 사용되는, 스러스트 체인(9, 10)의 용도.
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