KR20190048727A - 단조 프레스용 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레스의 전체 스트로크를 설정하는 모듈과 모터 등과 같이 실제 프레스를 구동하는 부분을 제어하는 모듈로 2원화하여 사용이 편리한 단조 프레스용 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전체적인 구조를 지지하는 프레임; 상기 프레임 상단에 수직으로 배치되며, 실린더, 실린더 내부에 위치하여 이송하는 피스톤, 상기 피스톤에서 실린더 외부로 연장되는 작동로드, 상기 실린더 측면에 형성되어 유압이 공급되는 복수의 유압홀을 포함하는 유압 실린더 모듈; 상기 프레임에 수직으로 배치되는 가이드에 의하여 안내되며, 상기 작동로드의 연결되고, 하단에 연장형성되어 프레임 상에 설치된 금형에 위치하는 공작물을 가압하는 가압부를 포함하는 이동체; 상기 작동로드의 스트로크를 감지하는 감지 센서; 전기식 모터와 상기 모터에 의하여 구동하며 유압을 발생하는 펌프를 포함하는 유압 펌프 모듈; 및 상기 유압 펌프 모듈에서 발생된 유압을 상기 유압홀에 선택적으로 공급하는 밸브모듈을 포함하는 프레스 장치를 제어하기 위한 단조 프레스용 제어 장치에 있어서, 상기 거리 센서의 정보를 이용하여 상기 모터와 상기 밸브모듈을 제어하는 구동 모듈과 입력된 작동로드의 작동선도를 처리하는 처리 모듈을 포함하되, 상기 처리 모듈은 입력된 작동선도를 기초로 시간에 대한 작동로드의 스트로크 정보를 상기 구동 모듈에 전송하고, 상기 구동 모듈은 상기 처리 모듈에 전송된 정보를 기초로 상기 모터 및 밸브모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

단조 프레스용 제어 장치{Control device for forging press}

본 발명은 단조 프레스용 제어 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 정교한 제어가 가능한 단조 프레스용 제어 장치에 관한 것이다.

단조는 크게 냉간 단조와 열간 단조로 구분되며, 양 방식 모두 공작물을 가압하는 단조용 프레스를 필요로 한다.

상기 단조용 프레스는 높은 가압력을 요하므로, 통상 유압 방식을 통하여 구동하는 것이 일반적이며, 가압 귀환 동작을 반복하여 수행하므로, 우수한 운동 특성을 요구한다.

상기와 같은 단조용 프레스는 단조 제품의 재질적 특성에 따라 다양한 구성들이 제안되어 왔다. 예를 들면 공개특허 제1996-0040501호에는 요동축에 상부 금형을 클램프로 고정시켜 축 하우징으로 상부 프레임에 설치하고, 요동축의 상부에는 이중 편심링을 설치하여 트랜스미션부의 트랜스미션과 연결시키며, 하부금형은 플로팅 코어를 중심으로 인서트 링, 플로팅 금형, 상부 플레이트, 중간 플레이트, 가이드 플레이트로 구성되고, 플로팅 코어는 하단에 코어하우징에 방출기 서포터, 링 방출기로 구성시켜 하부 하우징에 안착시키고, 메인 프레임에는 실린더와 스톱퍼로 구성되며 상부 프레임과 메인 프레임 사이에 하부 하우징을 두고 기둥으로 축 연결하여 기둥의 하단부 볼스터안에 로드셀을 설치한 것을 특징으로 하는 회전성형 분말 단조 프레스의 구성이 개시되어 있다.

또한, 공개특허 제2013-0122157호에는 압출 통로인 비대칭 형상 형성 구멍이 형성된 다이 인서트를 구비하는 다이 조립체; 상기 다이 인서트에 대응하는 펀치와, 상기 펀치를 구동시키는 펀치 구동기를 구비하는 펀치 장치; 상기 다이 조립체에 결합된 다이쿠션 실린더와 상기 다이쿠션 실린더에 유압을 제공하는 유압 제공부를 구비하며 상기 펀치에 의한 충격을 상쇄하는 다이쿠션 장치; 및 상기 비대칭 형상 형성 구멍으로 배압을 가하는 배압 부재와, 상기 배압 부재에 압력을 가하는 배압 구동 실린더를 구비하는 배압 장치를 포함하며, 상기 배압 구동 실린더로 제공되는 유압은 상기 다이쿠션 장치에 구비되는 유압 제공부로부터 전달되는 것을 특징으로 하는 비대칭 형상부를 구비하는 물품 제조를 위한 단조 프레스가 개시되어 있다.

또한, 공개특허 제2005-0063515호에는 연속주조에 의해 생산된 열간 슬래브의 양측에 설치되어 열간 슬래브의 폭방향으로 전후진되는 폭 프레스 금형이 마련되고, 이 폭 프레스 금형의 내부에는 다수개의 냉각수 통로가 형성되며, 상기 폭 프레스 금형의 후단에는 양측에 돌출된 고정단이 마련되어 중앙에 오목한 공간부가 형성되고, 상기 폭 프레스 금형은 금형 외부를 둘러싼 홀더 내에 삽입 고정되며, 상기 폭 프레스 금형의 후단과 홀더 사이에는 상기 고정단을 잡아주는 라이너가 삽입 설치되고, 상기 홀더는 이 홀더를 열간 슬래브의 폭방향으로 전후진시키는 구동부에 연결 설치되는 단조 프레스의 구성이 개시되어 있다.

상기한 바와 같이 종래 기술들은 단조품, 즉, 공작물의 형상적 특징 또는 재질적 특징에 따라 구조적으로 다른 형태를 제시하고 있으며, 각 공작물의 특성에 맞게 적절한 효과를 나타내는 장점이 있다.

한편, 통상의 단조용 프레스는 가압력 등을 기준으로 선정되며, 특정 압력을 구현하기 위하여 유압 제어 구성들을 포함하고 있으며, 상기 제어 구성들은 모터 제어 등에서 적절한 특성을 나타내나, 작업 공정을 설정 등 작업의 전체적인 진행을 수행하는 부분에서는 사용이 어려운 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 프레스의 전체 스트로크를 설정하는 모듈과 모터 등과 같이 실제 프레스를 구동하는 부분을 제어하는 모듈로 2원화하여 사용이 편리한 단조 프레스용 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전체적인 구조를 지지하는 프레임; 상기 프레임 상단에 수직으로 배치되며, 실린더, 실린더 내부에 위치하여 이송하는 피스톤, 상기 피스톤에서 실린더 외부로 연장되는 작동로드, 상기 실린더 측면에 형성되어 유압이 공급되는 복수의 유압홀을 포함하는 유압 실린더 모듈; 상기 프레임에 수직으로 배치되는 가이드에 의하여 안내되며, 상기 작동로드의 연결되고, 하단에 연장형성되어 프레임 상에 설치된 금형에 위치하는 공작물을 가압하는 가압부를 포함하는 이동체; 상기 작동로드의 스트로크를 감지하는 감지 센서; 전기식 모터와 상기 모터에 의하여 구동하며 유압을 발생하는 펌프를 포함하는 유압 펌프 모듈; 및 상기 유압 펌프 모듈에서 발생된 유압을 상기 유압홀에 선택적으로 공급하는 밸브모듈을 포함하는 프레스 장치를 제어하기 위한 단조 프레스용 제어 장치에 있어서, 상기 거리 센서의 정보를 이용하여 상기 모터와 상기 밸브모듈을 제어하는 구동 모듈과 입력된 작동로드의 작동선도를 처리하는 처리 모듈을 포함하되, 상기 처리 모듈은 입력된 작동선도를 기초로 시간에 대한 작동로드의 스트로크 정보를 상기 구동 모듈에 전송하고, 상기 구동 모듈은 상기 처리 모듈에 전송된 정보를 기초로 상기 모터 및 밸브모듈을 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 구동 모듈은 모터, 밸브모듈, 거리 센서의 정보를 상기 처리 모듈로 전송하고, 상기 처리 모듈은 상기 정보를 화면으로 출력하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 이송체에 설치되는 근접 센서를 더 포함하며, 상기 처리 모듈은 상기 근접 센서에서 감지되는 신호를 이용하여 비상 정지 신호를 상기 구동 모듈에 전송하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 처리 모듈은 각 제품에 따른 작동선도를 사전에 입력하고, 입력된 작동선도를 화면으로 출력하며, 이 중 선택된 작동선도를 기초로 스트로크 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 근접 센서는 상기 이송체에 이송할 수 있는 한계위치를 인식할 수 있는 곳에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 단조 프레스용 제어 장치는 유압 모터, 유압 밸브 등을 직접적으로 제어하는 구동 모듈과 사용자가 입력하는 작동선도를 처리하고, 해당 프로파일에 대한 구동 모듈의 제어값을 구동 모듈측에 출력하는 처리 모듈을 포함하고, 추가하여 프레스 장치의 이동부에 근접 센서를 부착하여 상기 근접 센서의 신호를 이용하여 비상 정지하는 제어를 수행하여, 사용이 편리하고 위급 상황에 빠른 대응을 수행하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 제어 장치가 적용되는 단조 프레스의 구성도이며,
도 2는 도 1에 적용되는 본 발명에 따른 제어 장치의 배치도이며,
도 3은 도 1의 이동체의 이동 프로파일을 나타내는 구성도이며,
도 4는 도 1의 제어 장치의 제어 구성도이다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 단조 프레스용 제어 장치는 도 1에 도시된 단조 프레스(10)의 제어를 위한 구성이다.

상기 단조 프레스(10)는 전체 구조를 지지하는 프레임(1)을 포함하나, 상기 프레임(1)은 구체적인 형태는 도시하지 않았으나, 필요에 따라 다양한 형상으로 구성될 수 있으며, 다만, 높은 유압 구동에도 변형 및 뒤틀림이나 진동 발생이 낮은 재질과 형상으로 구현하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 프레임(1) 상단에는 유압 실린더 모듈(20)이 수직 방향으로 배치고정된다.

상기 유압 실린더 모듈(20)은 실린더(21), 상기 실린더(21) 내부에 위치하여 유압에 따라 상하로 이동하는 피스톤(22), 상기 피스톤(22)에 부착되어 상기 실린더(21) 외부로 연장되는 작동로드(23), 상기 실린더(21)의 측면에 형성되는 복수의 유압홀(24)를 포함하며, 상기 유압홀(24)에 선택적으로 유압을 공급하며, 선택된 유압홀(24)에 따라 상기 작동로드(23)가 상하로 이송하는 통상의 유압 실린더 구성과 동일하다.

한편, 상기 유압 실린더 모듈(20) 하단에는 수직 방향으로 다수의 가이드(29)가 상기 프레임(1)에 고정되어 배치된다. 물론 상기 가이드(29)는 상기 작동로드(29)에서 연장되는 선에서 좌우측으로 같은 거리에 배치되고 원형의 단면으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 단조 프레스(10)는 상기 가이드(29)를 수용하는 다수의 홀이 형성되는 이동체(30)를 포함하며, 상기 이동체(30)의 상면은 상기 작동로드(23) 끝단과 결합한다.

따라서 유압 작용에 의하여 상기 작동로드(23)가 상하로 이송하는 경우 상기 이동체(30)가 상기 가이드(29)에 따라 상하로 이송한다.

한편, 상기 이동체(30) 하단 중앙과 상기 하단 중앙과 대응되는 프레임(1)에는 가압부(31)와 금형(32)이 위치한다.

즉, 냉간 또는 열간 재료는 상기 금형(32) 상단에 위치하고, 상기 가압부(31)가 상기 재료를 가압하여 단조가 진행된다.

상기 가압부(31)와 금형(32)은 제조되는 제품의 형상 및 재질에 따라 적절한 형상 및 재질로 선택한다.

또한, 상기 이동체(30)에는 상기 이동체(30)의 이송 거리를 인식하는 거리 센서(33)를 포함하며, 상기 거리 센서(33)의 신호에 따라 상기 작동로드(23)의 스트로크를 인식할 수 있다.

필요한 경우 상기 거리 센서(33)는 상기 작동로드(23)에 부착될 수 있으며, 해당 물체의 이동 거리를 인식할 수 있는 어떠한 방식의 센서로도 필요한 분해능을 만족하는 경우 적용 가능하다.

한편, 상기 유압홀(24)에 공급되는 유압은 펌프모듈(50)에 의하여 생성된다. 상기 펌프모듈(50)은 모터(51), 상기 모터(51)의 회전축에 연결되어 구동하는 펌프(52), 상기 펌프(52)의 흡입구에 연통되어 작동유를 제공하는 탱크(53), 상기 펌프(52)의 배출구와 연통되어 압의 조절과 유압 공급부의 조절 등을 선택하는 밸브모듈(60)을 포함하며, 상기 밸브모듈(60)의 출력부는 상기 유압홀(24)과 연통된다.

이때 상기 모터(51)와 펌프(52)는 복수개로 구성될 수 있으나, 상기 탱크(53)는 단일로 구성한다.

상기 밸브모듈(60)에는 다양한 단위 밸브들을 포함하며, 각 단위 밸브의 동작에 따라 유압을 조절한다.

상기 모터(51)는 전기로 구동하며, 특히 인버터에 의하여 회전수와 토크를 조절할 수 있는 모터가 바람직하다.

상기 밸브모듈(60)은 솔레노이드 종류가 적용되며, 외부의 신호에 따라 단위 밸브의 동작을 제어할 수 있도록 구성한다.

한편, 상기 단조 프레스(10)용 제어 장치(90)는 도 2에 도시된 바와 같이, 구동 모듈(70) 및 처리 모듈(80)을 포함한다.

상기 구동 모듈(70)은 거리 센서(33)의 신호를 이용하여 복수의 모터(51) 및 밸브모듈(60)을 제어한다.

상기 구동 모듈(70)은 거리 센서(33) 신호를 이용하여 작동로드(23)의 전체 스트로크를 인식하며, 필요한 경우에는 모터(51) 제어 시에도 모터(51)의 회전신호를 인식하여 모터(51) 출력을 제어한다.

상기 밸브모듈(60)은 다수의 단위 밸브들의 동작을 위한 필요한 신호를 작업 특성에 따라 선택적으로 출력하여 전체 밸브모듈(60)의 동작을 제어한다.

한편, 상기 처리 모듈(80)은 별도의 화면을 구비하여 사용자 작업 입력을 처리하고, 입력된 사용자 지시를 기반으로 상기 구동 모듈(70)에 제어 지시를 출력하는 역할을 한다. 따라서 사용자가 편리하게 입력할 수 있도록 구성되며, 필요한 경우 터치 패널 형태의 디스플레이로 구현하여, 터치 동작만으로 사용자 입력을 처리할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 처리 모듈(80)은 상기 이동체(30)에 설치된 근접 센서(34)와 전기적으로 연결되며, 상기 근접 센서(34)에 근접 신호가 출력되는 경우, 상기 구동 모듈(70)로 작동 중지 지시를 출력하는 기능을 포함한다.

통상의 동작 시에는 상기 거리 센서(33)의 작동에 따라 상기 구동 모듈(70)은 이동체(30)의 이동을 안전한 범위 이내에서 구동하나, 잦은 작업 등에 의하여 상기 거리 센서(33)가 망실되는 경우가 발생하며, 상기와 같은 경우 상기 이동체(30)는 프레임(1)과 강한 충돌이 발생하여 프레스 장치(10)의 망실이 발생한다.

상기 근접 센서(34)는 상기와 같은 거리 센서(33)의 오작동에 의한 피해를 방지하기 위한 구성은 한계치 영역 근처에 설치하여 비상 상태 시 신속하게 구동을 정지할 수 있는 역할을 한다.

한편, 상기 처리 모듈(80)을 통하여 입력되는 작동 선도는 도 3에 도시된 바와 같이 시간축에 대한 작동로드(35)의 하강 스트로크(이동체(30)의 이송 거리)에 대한 함수로 표현한다.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 작동 선도는 최상에서 하강하고, 이후 유지, 상승 그리고 최상으로 진행된다.

사용자는 단위 시간 당 스트로크의 크기를 입력하면 원하는 스트로크를 제어할 수 있다. 물론 단위 시간 역시 조절 가능하며, 필요한 경우 입력 방식을 터치식으로 구현할 수 있다.

또한, 상기 처리 모듈(80)은 사전에 각 제품에 대한 작동 선도들을 저장하고, 사용자가 저장된 정보를 선택하도록 구현할 수 있다.

물론 상기 처리 모듈(80)은 선택된 작동 선도를 상기 구동 모듈(70)에 전송하면, 상기 구동 모듈(70)은 상기 작동 선도에 기반된 이송체(30)의 스트로크가 구현될 수 있도록 하위 구성들을 제어한다.

한편, 상기 처리 모듈(80)과 구동 모듈(70)을 포함하는 제어 장치(90)는 도 4에 도시된 바와 같이 신호적으로 연결된다.

즉, 상기 처리 모듈(80)은 근접 센서(34)와 사용자 입력을 처리하고, 처리 결과는 상기 구동 모듈(70)에 전송하고, 상기 구동 모듈(70)은 상기 처리 모듈(80)에서 전송된 정보를 기초로 하여 거리 센서(33)의 정보를 입력받아 상기 복수의 모터(51) 및 밸브모듈(60)을 제어하고, 현재 이송체(30)의 위치 정보 등과 같은 상태 정보를 상기 처리 모듈(80)에 전송한다.

물론 상기 처리 모듈(80)은 상기 구동 모듈(70)에서 전송되는 상태 정보를 이용하여 프레스 장치(10)의 상태를 화면으로 출력하여 사용자가 장치의 상태를 확인할 수 있도록 한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

1: 프레임 10: 단조 프레스
20: 유압 실린더 모듈 21: 실린더
22: 피스톤 23: 작동로드
24: 유압홀 29: 가이드
30: 이동체 31: 가압부
32: 금형 33: 거리 센서
34: 근접 센서 50: 유압 펌프 모듈
51: 모터 52: 펌프
53: 탱크 60: 밸브모듈
70: 구동 모듈 80: 처리 모듈
90: 제어 장치

Claims (5)

1. 전체적인 구조를 지지하는 프레임;
   상기 프레임 상단에 수직으로 배치되며, 실린더, 실린더 내부에 위치하여 이송하는 피스톤, 상기 피스톤에서 실린더 외부로 연장되는 작동로드, 상기 실린더 측면에 형성되어 유압이 공급되는 복수의 유압홀을 포함하는 유압 실린더 모듈;
   상기 프레임에 수직으로 배치되는 가이드에 의하여 안내되며, 상기 작동로드의 연결되고, 하단에 연장형성되어 프레임 상에 설치된 금형에 위치하는 공작물을 가압하는 가압부를 포함하는 이동체;
   상기 작동로드의 스트로크를 감지하는 감지 센서;
   전기식 모터와 상기 모터에 의하여 구동하며 유압을 발생하는 펌프를 포함하는 유압 펌프 모듈;
   상기 유압 펌프 모듈에서 발생된 유압을 상기 유압홀에 선택적으로 공급하는 밸브모듈을 포함하는 프레스 장치를 제어하기 위한 단조 프레스용 제어 장치에 있어서,
   상기 거리 센서의 정보를 이용하여 상기 모터와 상기 밸브모듈을 제어하는 구동 모듈과 입력된 작동로드의 작동선도를 처리하는 처리 모듈을 포함하되,
   상기 처리 모듈은 입력된 작동선도를 기초로 시간에 대한 작동로드의 스트로크 정보를 상기 구동 모듈에 전송하고, 상기 구동 모듈은 상기 처리 모듈에 전송된 정보를 기초로 상기 모터 및 밸브모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 단조 프레스용 제어 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 구동 모듈은 모터, 밸브모듈, 거리 센서의 정보를 상기 처리 모듈로 전송하고, 상기 처리 모듈은 상기 정보를 화면으로 출력하는 것을 특징으로 하는 단조 프레스용 제어 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 이송체에 설치되는 근접 센서를 더 포함하며, 상기 처리 모듈은 상기 근접 센서에서 감지되는 신호를 이용하여 비상 정지 신호를 상기 구동 모듈에 전송하는 것을 특징으로 하는 단조 프레스용 제어 장치.
   
4. 청구항 2에 있어서, 상기 처리 모듈은 각 제품에 따른 작동선도를 사전에 입력하고, 입력된 작동선도를 화면으로 출력하며, 이 중 선택된 작동선도를 기초로 스트로크 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 단조 프레스용 제어 장치.
   
5. 청구항 3에 있어서, 상기 근접 센서는 상기 이송체에 이송할 수 있는 한계위치를 인식할 수 있는 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는 단조 프레스용 제어 장치.
   

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