KR20220153764A

KR20220153764A - 열간단조 3d 트랜스퍼

Info

Publication number: KR20220153764A
Application number: KR1020210061137A
Authority: KR
Inventors: 김종수; 이진기; 김성훈
Original assignee: (주)대봉기연
Priority date: 2021-05-12
Filing date: 2021-05-12
Publication date: 2022-11-21
Also published as: KR102508063B1

Abstract

본 발명은 열간단조 3D 트랜스퍼에 있어서, 금속소재를 열간단조시키는 금형과, 상면에는 상기 금형이 지지되고 측면에는 작업공간이 형성된 작업대를 포함하는 프레스장치에 설치되어 상기 금속소재를 이송시키는 열간단조 3D 트랜스퍼에 있어서, 일단이 상기 작업공간에 인접하게 설치되어 상기 작업공간 내로 상기 트랜스퍼를 진입 및 후퇴시키는 힌지유닛; 상기 힌지유닛의 타단에 설치되어 수평으로 회전하는 회전유닛; 상기 회전유닛의 상단에 설치되는 수평구동부와, 상기 수평구동부에 결합되어 수평방향으로 슬라이딩 이동하는 수평프레임을 포함하는 수평이동유닛; 상기 수평프레임의 일단에 구비되어 상기 금속소재를 파지하는 파지유닛; 상기 수평이동유닛과 상기 파지유닛 사이에 설치되어 상기 파지유닛을 승강구동시키는 파지승강유닛; 상기 수평이동유닛과 상기 파지유닛 사이에 설치되어 상기 파지유닛을 수평으로 회전시키는 파지수평회전유닛;을 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 프레스장치에서 협소한 작업공간에 설치할 수 있도록 최소한의 사이즈로 이루어져 작업대에서 다방향 및 다각도로 용이하게 금속소재를 이송가능하며, 금형교체시 작업자가 금형으로 접근이 가능하도록 위치조절이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

Description

열간단조 3D 트랜스퍼{Hot Forged 3D Transfer}

본 발명은 열간단조 3D 트랜스퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프레스장치에서 협소한 작업공간에 설치할 수 있도록 최소한의 사이즈로 이루어져 작업대에서 다방향 및 다각도로 용이하게 금속소재를 이송가능하며, 금형교체시 작업자가 금형으로 접근이 가능하도록 위치조절이 가능한 열간단조 3D 트랜스퍼에 관한 것이다.

일반적으로 프레스 가공, 열간단조 가공 등과 같은 금속가공에서는 가공이 순차적으로 이루어지기 위해 금속소재를 먼저 프레스장치 내로 공급하고, 공급된 금속소재를 희망하는 모양으로 가공하여 성형품을 제조하고 있다. 이와 같이 금속소재를 프레스장치 내로 공급하기 위해 종래에는 금속소재의 공급을 작업자가 직접하는 경우가 많았으며, 그에 따른 인건비의 지출을 줄이는 데 한계가 있었다. 따라서 최근에는 작업자가 직접 금속소재를 공급하지 않고, 컨베이어벨트 또는 로봇 등과 같은 장치를 이용해 금속소재를 자동으로 이송할 수 있는 트랜스퍼가 다양한 형태로 개발되고 있다.

트랜스퍼(transfer)는, 다수 개의 금형이 설치되어 금속소재를 순차적으로 이송하면서 성형하는 프레스장치 내에 설치되거나, 프레스장치와 프레스장치 사이에 설치되어 작업을 자동화하는 장치의 일부분에 해당한다. 이러한 트랜스퍼는 하나의 금형 또는 프레스장치에서 성형된 금속소재를 다음 금형 또는 프레스장치로 이송시켜 다시 작업을 수행할 수 있도록 구성된다. 이와 같이 작업의 자동화를 위해 트랜스퍼를 이용할 경우 작업자가 직접 금속소재를 이송할 때보다 작업 속도가 빨라지며, 인건비의 지출을 최소화함으로써 제품의 제작비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

이와 같이 금속소재를 이송시키기 위한 종래기술은 '대한민국특허청 공개특허 제10-2018-0013363호 프레스용 소재 이송장치'와 같이, 소재를 이송하는 압착부가 연결되는 이송프레임; 상기 이송프레임에 고정되는 장착부; 로봇팔에 의해 이송되며, 상기 장착부와 마주하는 위치에 고정되는 프레임부; 및상기 프레임부에 고정되며, 회전되는 동작에 의해 상기 장착부에 연결되어 상기 장착부에 상기 프레임부를 고정 시키는 잠금부;를 포함하는 기술이 알려져 있다.

하지만 이러한 종래기술을 포함한 대부분의 트랜스퍼는 프레스장치와 유사하게 큰 사이즈로 이루어지거나 또는 프레스장치보다 더 큰 사이즈로 이루어져 많은 공간을 차지하며, 큰 사이즈로 이루어지는 트랜스퍼를 구입 및 유지하는 데 많은 비용이 필요하다는 단점이 있다. 또한, 프레스장치에 트랜스퍼가 구비되어 있기 때문에 작업자가 프레스장치의 내부로 접근하여 금형을 교체하기 어렵다는 단점이 있다.

대한민국특허청 공개특허 제10-2018-0013363호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 프레스장치에서 협소한 작업공간에 설치할 수 있도록 최소한의 사이즈로 이루어져 작업대에서 다방향 및 다각도로 용이하게 금속소재를 이송가능하며, 금형교체시 작업자가 금형으로 접근이 가능하도록 위치조절이 가능한 열간단조 3D 트랜스퍼를 제공하는 것이다.

상기한 목적은, 금속소재를 열간단조시키는 금형과, 상면에는 상기 금형이 지지되고 측면에는 작업공간이 형성된 작업대를 포함하는 프레스장치에 설치되어 상기 금속소재를 이송시키는 열간단조 3D 트랜스퍼에 있어서, 일단이 상기 작업공간에 인접하게 설치되어 상기 작업공간 내로 상기 트랜스퍼를 진입 및 후퇴시키는 힌지유닛; 상기 힌지유닛의 타단에 설치되어 수평으로 회전하는 회전유닛; 상기 회전유닛의 상단에 설치되는 수평구동부와, 상기 수평구동부에 결합되어 수평방향으로 슬라이딩 이동하는 수평프레임을 포함하는 수평이동유닛; 상기 수평프레임의 일단에 구비되어 상기 금속소재를 파지하는 파지유닛; 상기 수평이동유닛과 상기 파지유닛 사이에 설치되어 상기 파지유닛을 승강구동시키는 파지승강유닛; 상기 수평이동유닛과 상기 파지유닛 사이에 설치되어 상기 파지유닛을 수평으로 회전시키는 파지수평회전유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 열간단조 3D 트랜스퍼에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 파지승강유닛은, 상기 수평프레임의 일단에 설치되어 상기 파지유닛과 결합하는 파지승강결합부와, 상기 파지승강결합부로부터 이격되어 상기 수평프레임의 타단에 설치되는 파지승강구동부와, 상기 파지승강구동부의 구동이 상기 파지승강결합부에 전달되도록 상기 파지승강구동부 및 상기 파지승강결합부를 연결하는 파지승강연결부를 포함하며, 상기 수평프레임의 무게중심이 중앙영역에 형성되도록 상기 파지승강결합부와 상기 파지승강구동부는 상기 수평프레임의 양단부에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 파지수평회전유닛은, 상기 수평프레임의 일단에 설치되어 상기 파지유닛과 결합하는 파지수평회전결합부와, 상기 파지수평회전결합부로부터 이격되어 상기 수평프레임의 타단에 설치되는 파지수평회전구동부와, 상기 파지수평회전구동부의 구동이 상기 파지수평회전결합부에 전달되도록 상기 파지수평회전구동부 및 상기 파지수평회전결합부를 연결하는 파지수평회전연결부를 포함하며, 상기 수평프레임의 무게중심이 중앙영역에 형성되도록 상기 파지수평회전결합부와 상기 파지수평회전구동부는 상기 수평프레임의 양단부에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

이뿐만 아니라, 상기 파지유닛은, 상기 파지승강유닛 및 상기 파지수평회전유닛에 지지되는 지지부와, 상기 지지부에 결합되어 상기 금속소재를 파지하는 파지부를 포함하며, 상기 트랜스퍼는, 상기 파지부에 설치되어 상기 파지부를 수직으로 회전시키는 파지수직회전유닛;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 프레스장치에서 협소한 작업공간에 설치할 수 있도록 최소한의 사이즈로 이루어져 작업대에서 다방향 및 다각도로 용이하게 금속소재를 이송가능하며, 금형교체시 작업자가 금형으로 접근이 가능하도록 위치조절이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열간단조 3D 트랜스퍼의 사시도이고,
도 3은 열간단조 3D 트랜스퍼의 절단 사시도이고,
도 4는 힌지유닛의 구동 상태를 나타낸 사시도이고,
도 5 내지 도 10은 열간단조 3D 트랜스퍼의 구동 상태를 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 금속소재를 열간단조시키는 금형(2)과, 상면에는 금형(2)이 지지되고 측면에는 작업공간(S)이 형성된 작업대(3)를 포함하는 프레스장치(1)에 설치되어 금속소재를 이송시키는 열간단조 3D 트랜스퍼(10)에 관한 기술이다. 일반적으로 프레스장치(1)에 포함된 작업대(3)의 경우 한 명의 작업자가 들어갈 수 있을 정도로 작업공간(S)이 협소하게 이루어져 있다. 이에 의해 금속소재를 이송시키는 트랜스퍼(10)는 한정적인 작업공간(S) 내에서 부드러운 움직임을 가져야 하기 때문에, 본 발명의 트랜스퍼(10)는 다축으로 구성되어 협소한 작업공간(S) 내에서도 금속소재의 이송이 용이하도록 할 수 있다. 또한, 작업대(3)의 상면에 지지된 금형(2)을 교체해야할 때에는 작업자가 작업공간(S) 내로 들어가야 하는데, 작업공간(S) 내에 진입된 트랜스퍼(10)에 의해 작업자가 금형(2) 교체 작업이 어려운 경우가 종종 발생한다. 이에 본 발명은 금형(2)을 교체해야 할 때에는 작업공간(S)으로부터 트랜스퍼(10)를 후퇴시킬 수 있도록 구성된다.

본 발명에 따른 열간단조 3D 트랜스퍼(10)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 힌지유닛(100), 회전유닛(200), 수평이동유닛(300), 파지유닛(400), 파지승강유닛(500), 파지수평회전유닛(600) 및 파지수직회전유닛(700)을 포함한다.

힌지유닛(100)은, 일단이 작업공간(S)에 인접하게 작업대(3)에 설치되어 작업공간(S) 내로 트랜스퍼(10)를 진입 및 후퇴시키는 구성으로, 힌지본체(110), 힌지지지부(120), 힌지핀(130) 및 힌지락킹부(140)를 포함한다.

힌지본체(110)는 트랜스퍼(10)가 작업공간(S) 내로 진입 및 후퇴되도록 힌지구동하는 구성에 해당하며, 힌지지지부(120)는 작업공간(S)에 인접하도록 작업대(3)에 설치되어 힌지본체(110)의 일단을 지지하는 구성으로 바람직하게는 작업공간(S)의 측면에 설치되는 구성에 해당한다. 이러한 힌지본체(110) 및 힌지지지부(120) 사이에는 힌지핀(130)이 수직방향으로 회전축이 형성되도록 체결되며, 힌지핀(130)에 의해 힌지본체(110)가 수평방향으로 힌지구동한다.

힌지락킹부(140)는, 힌지구동되는 힌지본체(110)를 원하는 위치에 고정시키는 역할을 하는 구성에 해당한다. 이러한 힌지락킹부(140)는 열간단조 작업을 진행할 때에는 힌지본체(110)를 작업공간(S) 내에 진입되도록 한 후 힌지락킹부(140)를 이용하여 고정시키고, 이후에 금형(2)을 교체해야할 때에는 힌지락킹부(140)를 해제시켜 힌지본체(110)를 작업공간(S)으로부터 후퇴시킨 후 해당 위치에서 힌지락킹부(140)를 이용해 다시 고정시켜 금형(2)을 교체할 때에 트랜스퍼(10)가 방해되지 않도록 한다. 이러한 힌지락킹부(140)는 힌지본체(110)의 위치를 고정시킬 수 있는 구성이면 어느 것이든 적용 가능하다.

이러한 힌지유닛(100)은 금속소재의 열간단조 작업을 위해 금속소재를 금형(2)으로 이송시키는 작업이 이루어질 때에는 트랜스퍼(10)를 작업공간(S) 내로 진입시키기 위해 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 힌지구동시키고, 작업대(3)의 상면에 지지된 금형(2)을 교체해야 할 때에는 작업자가 작업공간(S) 내로 들어갈 수 있도록 힌지유닛(100)을 도 3에 도시된 바와 같이 후퇴시켜 작업대(3)의 외부에 배치되도록 한다. 이뿐만 아니라 힌지유닛(100)은 필요에 따라서 힌지유닛(100) 자체가 승강 또는 하강할 수 있도록 추가적으로 힌지구동부(미도시)를 포함할 수도 있다.

힌지유닛(100)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 작업공간(S) 내에 배치되거나 또는 작업공간(S)의 외부에 배치되도록 0 내지 200°로 회동시킬 수 있다. 일반적으로 힌지구동의 경우 0 내지 180°로 이루어지는데 본 발명의 경우 도 3에 도시된 바와 같이 힌지유닛(100)이 작업공간(S)의 외부에 배치된 상태를 0°로 설정한 후, 외부에서 작업공간(S)으로 접근을 차단하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 180°로 힌지구동할 수 있다. 이때 이 상태에서 추가로 20°만큼 더 힌지구동하여 힌지유닛(100)의 일부가 작업공간(S) 내부로 진입할 수 있도록 구성 가능하다. 이는 트랜스퍼(10)가 구동될 때 일부영역이 작업공간(S)의 외부로 노출될 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 트랜스퍼(10)를 작업공간(S) 내부로 최대한 위치 가능하도록 힌지유닛(100)을 작업공간(S)의 더 안쪽으로 배치하게 된다.

회전유닛(200)은, 힌지유닛(100)의 타단에 설치되어 수평으로 회전하는 구성으로, 도 4에 도시된 바와 같이 회전지지부(210), 회전구동부(220) 및 회동부(230)를 포함한다.

회전지지부(210)는, 힌지유닛(100)의 타단과 결합되어 힌지유닛(100)에 지지되는 구성으로, 힌지유닛(100)에 지지됨과 동시에 하부에 회전구동부(220)를 지지한다. 이러한 회전지지부(210)는 힌지유닛(100)이 힌지구동할 때에 함께 힌지구동하도록 힌지유닛(100)에 고정 결합되는 것이 바람직하다.

회전구동부(220)는, 회전지지부(210)의 하부에 결합되어 상부를 향해 수직으로 회전축(221)이 설치되는 구성으로, 회전구동부(220)의 구동에 의해 회전축(221)이 회전하도록 회전구동부(220)는 모터로 이루어지는 것이 바람직하다.

회동부(230)는, 회전축(221)의 단부에 결합되어 회전축(221)이 회전됨에 의해 함께 회동되는 구성으로, 회동부(230)의 회동을 통해 후술할 수평이동유닛(300)을 회동시키게 된다.

수평이동유닛(300)은, 회전유닛(200)의 상단에 설치되어 회동됨과 동시에 수평방향으로 이동하는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이 수평구동부(310), 수평프레임(320) 및 수평가이드레일(330)을 포함한다.

수평구동부(310)는, 회전유닛(200)의 상단에 설치되는 구성으로, 상세하게는 회동부(230)와 결합되어 회동부(230)의 회동이 전달되어 회동부(230)와 함께 회동하는 구성에 해당한다. 이러한 수평구동부(310)는 수평프레임(320)을 수평방향으로 이동시키도록 수평프레임(320)과 결합된다.

수평프레임(320)은, 수평구동부(310)에 결합되어 수평방향으로 슬라이딩 이동하는 구성으로, 수평프레임(320)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동하도록 수평프레임(320)에는 수평가이드레일(330)이 설치된다. 이러한 수평프레임(320)은 내부에 공간을 형성하여 후술할 파지승강유닛(500) 및 파지수평회전유닛(600)이 구비된다.

수평가이드레일(330)은, 수평프레임(320)의 길이방향을 따라 수평으로 설치되는 구성으로, 수평가이드레일(330)은 수평프레임(320)의 측면 또는 하면에 형성된다. 이와 같이 수평가이드레일(330)을 따라 수평구동부(310)가 구동함에 의해 수평가이드레일(330)이 설치된 수평프레임(320)이 수평으로 슬라이딩 이동하게 된다. 여기서 수평구동부(310) 및 수평가이드레일(320)은 랙-피니언 기어(rack-pinion gear)를 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다.

파지유닛(400)은, 수평프레임(320)의 일단에 구비되어 금속소재를 파지하는 구성에 해당하며, 도 2에 도시된 바와 같이 파지지지부(410) 및 파지부(420)를 포함한다.

파지지지부(410)는, 수평프레임(320)의 일단에 구비되어 후술할 파지승강유닛(500) 및 파지수평회전유닛(600)에 지지되는 구성으로, 파지지지부(410)는 파지승강유닛(500)에 의해 승강구동되고 파지수평회전유닛(600)에 의해 회전구동된다.

파지부(420)는, 파지지지부(410)에 결합되어 금속소재를 파지하는 구성으로, 이러한 파지부(420)는 복수 개의 금속소재를 한꺼번에 파지할 수 있도록 복수 개가 파지지지부(410)에 지지될 수 있다. 즉, 복수 개의 파지부(420)는 서로 동일한 방향을 향하도록 평행하게 배치되어 금속소재를 파지 및 이송 가능하다. 이러한 복수 개의 파지부(420)는 열간단조를 통해 금속소재의 형상이 변하거나 또는 각 금속소재의 형상이 다양하더라도 금속소재를 각각 개별적으로 용이하게 파지 가능하며, 금속소재 간의 간격(pitch)이 서로 상이하더라도 개별적으로 파지가 가능하게 개별구동될 수 있다.

파지승강유닛(500)은, 수평이동유닛(300)과 파지유닛(400) 사이에 설치되어 파지유닛(400)을 승강구동시키는 구성으로, 파지승강결합부(510), 파지승강구동부(520) 및 파지승강연결부(530)를 포함한다.

파지승강결합부(510)는, 수평프레임(330)의 일단에 설치되어 파지유닛(400)과 결합하는 구성으로, 길이방향을 따라 길게 형성된 수평프레임(330)의 양단부 중 금형(2)과 근접하게 배치된 일단에 설치되어 파지유닛(400)과 결합한다. 즉, 파지승강결합부(510)는 수평프레임(330)과 파지유닛(400)을 연결하는 역할을 한다. 이러한 파지승강결합부(510)는 파지유닛(400)이 승강구동 가능하도록 수직으로 배치되는 볼스크류(ball screw)가 가장 바람직하나, 이 이외에도 승강구동 가능한 구성이면 어느 것이든 적용 가능하다.

파지승강구동부(520)는, 파지승강결합부(510)로부터 이격되어 수평프레임(330)의 타단에 설치되는 구성으로, 파지승강구동부(520)의 구동에 의해 파지승강결합부(510)가 승강 또는 하강할 수 있도록 모터를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 파지승강구동부(520)는 일부영역이 수평프레임(330)의 내부 공간에 배치된 상태에서 수평프레임(330)으로부터 상부를 향해 돌출되도록 설치된다. 이는 파지승강구동부(520)가 수평프레임(330)의 하부에 설치될 경우 수평프레임(330)의 수평이동시 수평프레임(330)의 하부에 설치된 회전유닛(200)과 파지승강구동부(520)가 부딪히는 문제가 발생할 수 있으며, 이를 방지하기 위해 파지승강구동부(520)는 파지승강결합부(510)와 마찬가지로 수평프레임(330)의 상부를 향해 수직으로 돌출되도록 설치된다.

여기서 수평프레임(330)의 무게중심이 중앙영역에 형성되도록 파지승강결합부(510)와 파지승강구동부(520)는 수평프레임(330)의 양단부에 각각 설치된다. 즉, 수평프레임(330)을 기준으로 일단에는 파지승강결합부(510)가 설치되고, 수평프레임(330)의 타단에는 파지승강구동부(520)가 설치된다. 이와 같이 설치될 경우 수평프레임(330)의 무게중심이 양단부가 아닌 중앙영역에 형성되고, 이를 통해 수평프레임(330)이 어느 한쪽으로 기울어지지 않고 수평을 유지한 상태로 회전유닛(200)의 상단에 지지될 수 있다. 만약 파지승강결합부(510)와 파지승강구동부(520)가 일단 또는 타단에 함께 설치될 경우 무게중심이 한쪽으로 모이게 되어 수평프레임(330)이 기울어지는 문제가 발생할 수 있으며, 이로 인해 수평프레임(330)과 회전유닛(200)이 더 강한 힘으로 고정 설치되어야 한다는 단점이 있다. 따라서 본 발명과 같이 수평프레임(330)의 양단에 무게가 무거운 파지승강결합부(510) 및 파지승강구동부(520)를 구비하여 무게중심을 잡아주는 것이 바람직하다.

파지승강연결부(530)는, 파지승강구동부(520)의 구동이 파지승강결합부(510)에 전달되도록 파지승강구동부(520) 및 파지승강결합부(510)를 연결하는 구성에 해당한다. 수평프레임(330)의 무게중심을 위해 서로 이격배치된 파지승강구동부(520)와 파지승강결합부(510)가 서로 연동되도록 파지승강연결부(530)가 구비되는데, 이러한 파지승강연결부(530)는 벨트형상으로 이루어져 수평프레임(330)의 내부에 길이방향을 따라 배치되어 양측에 파지승강결합부(510)와 파지승강구동부(520)가 결합되도록 형성된다. 이 상태에서 파지승강구동부(520)가 회전구동하게 되면, 해당 구동이 파지승강연결부(530)를 통해 파지승강결합부(510)로 전달되어 볼스크류로 이루어진 파지승강결합부(510)가 회전구동을 통해 승강 또는 하강하게 된다. 이와 같이 파지승강유닛(500)을 이용하여 파지유닛(200)이 승강하는 과정은 도 5 및 도 6을 통해 확인 가능하며, 파지유닛(200)이 하강하는 과정은 도 7 및 도 8을 통해 확인 가능하다.

파지수평회전유닛(600)은, 수평이동유닛(300)과 파지유닛(400) 사이에 설치되어 파지유닛(400)을 수평으로 회전시키는 구성요소로, 파지수평회전결합부(610), 파지수평회전구동부(620) 및 파지수평회전연결부(630)를 포함한다.

파지수평회전결합부(610)는, 수평프레임(330)의 일단에 설치되어 파지유닛(400)과 결합하는 구성으로, 파지승강결합부(510)와 마찬가지로 길이방향을 따라 길게 형성된 수평프레임(330)의 양단부 중 금형(2)과 근접하게 배치된 일단에 설치되어 파지유닛(400)과 결합한다. 이러한 파지수평회전결합부(610)는 파지승강결합부(510)의 외주면을 둘러싸도록 원통형으로 이루어지며, 파지승강결합부(510)와 함께 파지유닛(400)에 연결된다. 즉, 파지유닛(400)에는 파지승강결합부(510)와 파지수평회전결합부(610)가 함께 결합되는데, 이때 파지수평회전결합부(610)가 내부에 배치되고 파지승강결합부(510)가 외부에 배치된 상태에서 파지유닛(400)의 하부에 결합되어 파지유닛(400)의 승강 및 수평회전이 가능하도록 한다.

파지수평회전구동부(620)는, 파지수평회전결합부(610)로부터 이격되어 수평프레임(330)의 타단에 설치되는 구성으로, 파지수평회전구동부(620)의 구동에 의해 파지수평회전결합부(610)가 회동할 수 있도록 모터를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 파지수평회전구동부(620)는 일부영역이 수평프레임(330)의 내부공간에 배치된 상태에서 수평프레임(330)으로부터 상부를 향해 돌출되도록 설치된다. 이는 파지수평회전구동부(620)가 수평프레임(330)의 하부에 설치될 경우 수평프레임(330)의 수평이동에 방해가 될 수 있기 때문에, 파지승강구동부(520)와 마찬가지로 수평프레임(330)의 상부를 향해 수직으로 돌출되도록 설치된다. 이때 파지수평회전구동부(620)는 파지승강구동부(520)보다 수평프레임(330)에서 타단에 더 가까운 쪽에 설치되며, 상세하게는 파지승강연결부(510) 및 파지승강구동부(520) 간의 간격보다 파지수평회전연결부(610) 및 파지수평회전구동부(620) 간의 간격이 더 넓게 배치되는 것이 바람직하다.

여기서 수평프레임(330)의 무게중심이 중앙영역에 형성되도록 파지수평회전결합부(610)와 파지수평회전구동부(620)는 수평프레임(330)의 양단부에 각각 설치되는 것이 바람직하며, 이를 통해 수평프레임(330)의 일단에는 파지유닛(400), 파지승강결합부(510) 및 파지수평회전결합부(610)가 배치되고, 수평프레임(330)의 타단에는 파지승강구동부(520) 및 파지수평회전구동부(620)가 배치되어 서로 유사한 무게로 인해 수평프레임(330)이 안정적으로 무게중심이 잡힐 수 있도록 한다.

파지수평회전연결부(630)는, 파지수평회전구동부(620)의 구동이 파지수평회전결합부(610)에 전달되도록 파지수평회전구동부(620) 및 파지수평회전결합부(610)를 연결하는 구성에 해당한다. 수평프레임(330)의 무게중심을 위해 서로 이격배치된 파지수평회전결합부(610)와 파지수평회전구동부(620)가 서로 연동되도록 파지수평회전연결부(630)가 구비되는데, 이러한 파지수평회전연결부(630)는 벨트형상으로 이루어져 수평프레임(330)의 내부에 길이방향을 따라 배치되어 양측에 파지수평회전결합부(610)와 파지수평회전구동부(620)가 각각 결합되도록 형성된다. 이 상태에서 파지수평회전구동부(620)가 회전구동하게 되면, 해당 구동이 파지수평회전결합부(610)로 전달되어 파지수평회전결합부(610)가 회동함에 의해 파지유닛(400)이 함께 회동하게 된다. 이때 파지수평회전연결부(630)는 수평프레임(330)의 내부에서 파지승강연결부(530)보다 하부에 배치되는 것이 바람직하다.

이와 같이 파지수평회전유닛(600)을 이용하여 파지유닛(400)이 회전하는 과정은 도 9 및 도 10을 통해 확인 할 수 있는데, 이때 도시된 바와 같이 파지수평회전유닛(600)이 회전할 때 회전유닛(200)이 함께 회전하여 협소한 작업공간(S) 내에서 트랜스퍼(10)의 구동이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다. 즉, 파지수평회전유닛(600)만 회전할 경우 트랜스퍼(10)가 작업공간(S)에서 이탈되어 다른 장치와 부딪히는 문제가 발생할 수 있기 때문에, 파지수평회전유닛(600)이 회전될 때 회전유닛(200)이 연동되어 함께 회전하여 트랜스퍼(10)가 작업공간(S) 내에서 이탈되지 않고 부드럽게 구동되도록 할 수 있다.

이뿐만 아니라 수평이동유닛(300)이 수평이동할 때에도 회전유닛(200) 및 파지수평회전유닛(600)이 연동되어 수평이동유닛(300)이 작업공간(S) 내에서 이탈되지 않도록 할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 회전유닛(200)을 통해 파지유닛(400)이 왼쪽으로 배치될 경우 수평이동유닛(300)의 타단은 오른쪽으로 배치되어 최소한의 작업공간 내에서도 부드럽게 구동이 가능하다. 이와 반대로 도 7에 도시된 바와 같이 회전유닛(200)을 통해 파지유닛(400)이 오른쪽으로 배치될 경우 수평이동유닛(300)의 타단은 왼쪽으로 배치될 수 있다. 즉, 파지유닛(400)과 수평이동유닛(300)의 타단은 서로 대향하는 방향을 향하도록 구동되는 것이 바람직하다.

파지수직회전유닛(700)은, 파지부(420)에 설치되어 파지부(420)를 수직으로 회전시키는 구성이다. 파지부(420)를 이용하여 금속소재를 파지한 후 금속소재의 상면과 하면의 위치가 바뀌도록 뒤집어야 할 경우에 파지수직회전유닛(700)이 사용되며, 파지수직회전유닛(700)이 수평 회전축을 기준으로 수직으로 구동되어 금속소재를 수직으로 회전시킬 수 있다. 이러한 파지수직회전유닛(700)은 복수 개의 파지부(420)를 함께 구동시키거나 또는 각각의 파지부(420)에 개별적으로 결합되어 복수 개의 파지부(420)가 개별구동되도록 할 수도 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 열간단조 3D 트랜스퍼(10)를 프레스장치(1)에 적용할 경우, 프레스장치(1)에 형성된 협소한 작업공간(S) 내에서도 회전유닛(200), 수평이동유닛(300), 파지승강유닛(500), 파지수평회전유닛(600) 및 파지수직회전유닛(700)을 이용하여 안정적으로 구동이 가능하며, 금형(2) 교체시 작업자가 금형(2)으로 접근이 용이하도록 힌지유닛(100)을 통해 트랜스퍼(10)를 진입 및 후퇴시킬 수 있다.

즉, 시중에 사용되고 있는 대부분의 트랜스퍼는 프레스장치와 유사한 사이즈로 이루어지거나 프레스장치보다 더 큰 사이즈로 이루어져 많은 공간을 차지하는 데 비해, 본 발명에 따른 열간단조 3D 트랜스퍼(10)는 트랜스퍼(10)의 설치에 따른 공간제약을 받지 않으며, 최소한의 구성으로만 이루어져 있기 때문에 트랜스퍼(10)를 구입 및 유지하는 데 비용 절약이 가능하다는 장점이 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1: 프레스장치
2: 금형
3: 작업대
S: 작업공간
10: 열간단조 3D 트랜스퍼
100: 힌지유닛
110: 힌지본체
120: 힌지지지부
130: 힌지핀
140: 힌지락킹부
200: 회전유닛
210: 회전지지부
220: 회전구동부
221: 회전축
230: 회동부
300: 수평이동유닛
310: 수평구동부
320: 수평가이드레일
330: 수평프레임
400: 파지유닛
410: 파지지지부
420: 파지부
500: 파지승강유닛
510: 파지승강결합부
520: 파지승강구동부
530: 파지승강연결부
600: 파지수평회전유닛
610: 파지수평회전결합부
620: 파지수평회전구동부
630: 파지수평회전연결부
700: 파지수직회전유닛

Claims

금속소재를 열간단조시키는 금형과, 상면에는 상기 금형이 지지되고 측면에는 작업공간이 형성된 작업대를 포함하는 프레스장치에 설치되어 상기 금속소재를 이송시키는 열간단조 3D 트랜스퍼에 있어서,
일단이 상기 작업공간에 인접하게 설치되어 상기 작업공간 내로 상기 트랜스퍼를 진입 및 후퇴시키는 힌지유닛;
상기 힌지유닛의 타단에 설치되어 수평으로 회전하는 회전유닛;
상기 회전유닛의 상단에 설치되는 수평구동부와, 상기 수평구동부에 결합되어 수평방향으로 슬라이딩 이동하는 수평프레임을 포함하는 수평이동유닛;
상기 수평프레임의 일단에 구비되어 상기 금속소재를 파지하는 파지유닛;
상기 수평이동유닛과 상기 파지유닛 사이에 설치되어 상기 파지유닛을 승강구동시키는 파지승강유닛;
상기 수평이동유닛과 상기 파지유닛 사이에 설치되어 상기 파지유닛을 수평으로 회전시키는 파지수평회전유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 열간단조 3D 트랜스퍼.
제 1항에 있어서,
상기 파지승강유닛은,
상기 수평프레임의 일단에 설치되어 상기 파지유닛과 결합하는 파지승강결합부와, 상기 파지승강결합부로부터 이격되어 상기 수평프레임의 타단에 설치되는 파지승강구동부와, 상기 파지승강구동부의 구동이 상기 파지승강결합부에 전달되도록 상기 파지승강구동부 및 상기 파지승강결합부를 연결하는 파지승강연결부를 포함하며,
상기 수평프레임의 무게중심이 중앙영역에 형성되도록 상기 파지승강결합부와 상기 파지승강구동부는 상기 수평프레임의 양단부에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 열간단조 3D 트랜스퍼.
제 1항에 있어서,
상기 파지수평회전유닛은,
상기 수평프레임의 일단에 설치되어 상기 파지유닛과 결합하는 파지수평회전결합부와, 상기 파지수평회전결합부로부터 이격되어 상기 수평프레임의 타단에 설치되는 파지수평회전구동부와, 상기 파지수평회전구동부의 구동이 상기 파지수평회전결합부에 전달되도록 상기 파지수평회전구동부 및 상기 파지수평회전결합부를 연결하는 파지수평회전연결부를 포함하며,
상기 수평프레임의 무게중심이 중앙영역에 형성되도록 상기 파지수평회전결합부와 상기 파지수평회전구동부는 상기 수평프레임의 양단부에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 열간단조 3D 트랜스퍼.
제 1항에 있어서,
상기 파지유닛은,
상기 파지승강유닛 및 상기 파지수평회전유닛에 지지되는 지지부와, 상기 지지부에 결합되어 상기 금속소재를 파지하는 파지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열간단조 3D 트랜스퍼.
제 4항에 있어서,
상기 파지부에 설치되어 상기 파지부를 수직으로 회전시키는 파지수직회전유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열간단조 3D 트랜스퍼.