KR20230143291A - 하프 드로잉 프레스 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하프 드로잉 프레스 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히, 최종 스텝에서 다이를 하향 통과한 가공물을 상승시키지 않고 그대로 취출하도록 함으로써, 성형된 가공물이 다이를 상향 통과하면서 발생하는 변형을 방지하기 위한 것으로서, 승강하는 펀치(140)와 고정된 다이(150)가 쌍을 이루어 형성되는 스텝(S#1~S#n)이 나란하게 다수 배치되어, 최초 스텝(S#1)으로부터 최종 스텝(S#n)까지 가공물(W)이 순차적으로 이동하면서 스텝(S#1~S#n)별로 딥 드로잉 가공을 실시하는 프레스(1)에 있어서; 최초 스텝(S#1)으로부터 최종 스텝(S#n) 직전의 각 스텝(S#1~S#n-1)에는, 펀치(140)의 하강 시 다이(150)를 통과하여 하강하는 가공물(W)을 상향 지지하고, 펀치(140)의 상승 시 가공물(W)을 펀치와 함께 상승시키는 상향 부재(200)가 마련되며; 최종 스텝(S#n)에는, 펀치(140)의 하강 시 상호 간격이 벌어지고, 펀치(140)의 상승 시 상호 간격이 좁아져 상승하는 펀치(140)로부터 가공물(W)을 분리시키는 분리 부재(300)와, 펀치(140)의 하강 시 다이(150)를 통과하여 하강하는 가공물(W)을 상향 지지하고, 펀치(140)의 상승 시 분리 부재(300)에 의해 펀치(140)로부터 분리된 가공물(W)을 지지하여 일시적으로 높이 유지 가능하며, 가공물(W)의 취출 후 상승하는 제어 부재(400)가 마련되어, 정확한 수치의 가공물을 얻을 수 있도록 하는 것이다.

Description

하프 드로잉 프레스 및 그 제어방법{Half drawing press and method for controlling the press}

본 발명은 하프 드로잉 프레스 및 그 제어방법에 관한 것으로서 특히, 다수의 스텝을 통해 순차적으로 딥 드로잉 가공을 실시하는 프레스를 개선하여, 최종 스텝에서 다이를 하향 통과한 가공물을 상승시키지 않고 그대로 취출하도록 함으로써, 성형된 가공물이 다이를 상향 통과하면서 발생하는 변형을 방지하기 위한 것으로, 간단한 구조의 제어 부재가 최종 스텝에서 다이를 하향 통과한 가공물을 상승시키지 않고 일시적으로 높이를 유지할 수 있어, 다이를 하향 통과하면서 성형된 가공물이 다이를 다시 상향 통과할 때 발생하는 변형을 예방하여 정확한 수치의 가공물을 얻을 수 있는 것이다.

일반적으로 프레스는 재료에 힘을 가해 소성 변형시켜 굽힘·전단·단면수축 등의 가공을 행하는 공작 기계를 총칭한다.

프레스 가공의 대표적인 예는, 주로 비교적 얇은 두께의 금속판에 압축력을 가하여 소성 변형시킴으로써 여러 모양을 만들어낸 것으로, 시계·카메라의 정밀 부품으로부터 자동차의 차체에 이르기까지 광범위 하게 이용되고 있다.

이러한 프레스 가공의 재료로는 강판·동판·황동판·알루미늄판은 물론 플라스틱·섬유 등도 사용되고, 프레스 가공의 특징으로는 특별히 열을 가하지 않고 가공할 수 있고, 짧은 시간에 정확한 치수·모양으로 가공할 수 있으며, 교환성이 있고 대량 생산에 우수하다는 장점이 있다.

프레스에 의한 다양한 가공 중, 블랭킹 공정은 통상 펀치와 다이를 이용하여 박판 원재로부터 소망하는 형상의 성형품을 따내는 가공 공정이며, 딥 드로잉 공정은 통상 펀치와 다이를 이용하여 이음매가 없는 용기 형상의 제품으로 가공하는 공정을 의미한다.

하지만, 블랭킹 가공에 요구되는 펀치의 승강 스트로크 타이밍과, 딥 드로잉 가공에 요구되는 펀치의 승강 스트로크 타이밍이 서로 다르기 때문에, 하나의 프레스 내에서 블랭킹 가공 및 딥 드로잉 가공이 이루어지기 어려웠다.

즉, 일반적으로 박판 원재로부터 소정의 프레스에서 블랭킹 공정을 통해 소망하는 판형의 성형품을 따낸 후, 이 성형품을 딥 드로잉 공정을 실시하기 위한 별도의 프레스로 보내 가공하는 것이다.

따라서, 블랭킹을 위한 프레스와 딥 드로잉을 위한 프레스가 각각 별개로 마련되어 있는 것이 특허문헌 1인 국내 등록특허공보 제10-1600894호에 개시된 바와 같이 보편적이었다.

그리고, 딥 드로잉 가공은 비교적 깊은 용기 형상의 가공물을 하나의 스텝에서 한 번에 가공할 수는 없기 때문에, 다수의 스텝에 걸쳐 점차적으로 가공품의 깊이를 증가시키는 가공을 실시하여 소망하는 깊은 깊이의 용기 형상 가공물을 얻을 수 있는 것이다.

이러한 딥 드로잉 가공에 있어서, 가공물은 각 스텝에 마련된 다이 위에서 스텝 상호간의 거리에 대응하는 피치로 별도의 반송 기구에 의해 반복적으로 이재되기 때문에, 펀치가 가공물과 함께 다이를 하향 통과한 이후, 성형된 가공물은 다시 펀치와 함께 상승하도록 되어 있다.

즉, 각 스텝에서는 가공물이 다이를 하향하면서 한번, 그리고 상향하면서 다시 한번 통과하도록 구성되어 있으며, 이러한 공정은 최초 스텝에서 최종 스텝까지 모든 스텝에서 이루어지고 있었다.

이때, 각 스텝에 마련된 펀치와 다이는 가공물이 펀치와 함께 다이를 하향 통과하는 과정에서 성형되는 것을 기초로 설계되기 때문에, 펀치와 함께 다이를 하향 통과한 가공물은 상향 이동하는 과정에서 다이를 다시 통과하면서 변형이 발생하게 된다.

이러한 변형은 모든 스텝에서 발생하게 되지만, 최초 스텝에서 최종 스텝 직전의 스텝까지는 이후의 스텝에서 다시 딥 드로잉 성형이 이루어지기 때문에 큰 문제가 되지 않았다.

하지만, 최종 스텝에서 가공물이 다이를 상향 통과하면서 발생한 변형은 그대로 가공물에 반영되어 소망하는 수치와 형상의 정밀한 가공물을 얻기 어렵다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 특허문헌 2인 국내 등록특허공보 제10-1729321호의 프레스가 개발되었다.

국내 등록특허공보 제10-1729321호에 개시된 종래의 프레스는 최종 스텝에서 펀치와 함께 다이를 하향 통과한 가공물을 상향 이동시키지 않고 취출함으로써, 최종 스텝에서 가공물이 다이를 상향 통과하면서 발생하는 변형을 방지하고 있다.

그러나, 종래의 프레스에 있어서는 최종 스텝에서 펀치와 함께 다이를 하향 통과한 가공물을 일시적으로 지지하기 위하여 실린더 장치(36) 및 압축 코일 스프링(80)과 함께, 간섭 부재(63) 등의 추가적인 구성요소를 마련해야만 하기 때문에, 구조가 복잡하고 생산 단가가 높아지며, 정확한 제어가 어렵다는 종래 기술상의 문제점이 있었다.

국내 등록특허공보 제10-1600894호 국내 등록특허공보 제10-1729321호

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 간단한 구조의 제어 부재가 최종 스텝에서 다이를 하향 통과한 가공물을 상승시키지 않고 일시적으로 높이를 유지할 수 있어, 다이를 하향 통과하면서 성형된 가공물이 다이를 다시 상향 통과할 때 발생하는 변형을 예방하여 정확한 수치의 가공물을 얻을 수 있도록 하는 하프 드로잉 프레스 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.

이러한 본 발명에 따른 하프 드로잉 프레스는, 승강하는 펀치와 고정된 다이가 쌍을 이루어 형성되는 스텝이 나란하게 다수 배치되어, 최초 스텝으로부터 최종 스텝까지 가공물이 순차적으로 이동하면서 스텝별로 딥 드로잉 가공을 실시하는 프레스에 있어서; 최초 스텝으로부터 최종 스텝 직전의 각 스텝에는, 펀치의 하강 시 다이를 통과하여 하강하는 가공물을 상향 지지하고, 펀치의 상승 시 가공물을 펀치와 함께 상승시키는 상향 부재가 마련되며; 최종 스텝에는, 펀치의 하강 시 상호 간격이 벌어지고, 펀치의 상승 시 상호 간격이 좁아져 상승하는 펀치로부터 가공물을 분리시키는 분리 부재와, 펀치의 하강 시 다이를 통과하여 하강하는 가공물을 상향 지지하고, 펀치의 상승 시 상기 분리 부재에 의해 펀치로부터 분리된 가공물을 지지하여 일시적으로 높이 유지 가능하며, 가공물의 취출 후 상승하는 제어 부재가 마련됨으로써 달성된다.

이러한 본 발명에 있어서, 다수의 상기 스텝은 제2 프레스부에 형성되며; 상기 제2 프레스부의 일측에는, 제2 프레스부로부터 회전력을 전달 받아 구동하되, 박판 원재로부터 블랭킹 및 초기 드로잉을 실시하는 제1 프레스부가 일체로 마련되는 것이 좋다.

그리고, 본 발명에 있어서, 상기 상향 부재는, 기체 또는 유체를 매개로 하는 상향 실린더 및 상향 피스톤로드를 포함하고; 상기 분리 부재는 한 쌍의 걸림 블록과, 한 쌍의 상기 걸림 블록을 각각 구동시키는 분리 서보 모터를 포함하는 것이 양호하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 제어 부재는, 제어 서보 모터의 구동에 따라 유체를 가압하는 유체 펌프와; 유체를 매개로 하는 제어 실린더 및 제어 피스톤로드와; 상기 유체 펌프와 상기 제어 실린더 사이에 접속되는 릴리프 밸브 및 2개 이상의 솔레노이드 밸브를 포함하는 것이 바람직하다.

게다가, 본 발명에 따른 하프 드로잉 프레스 제어방법은, 상술한 하프 드로잉 프레스를 제어하는 방법에 있어서, 솔레노이드 밸브를 제어하여 유체 펌프의 유체를 제어 실린더의 일측에 압송함으로써, 제어 피스톤로드를 제어 실린더 내로 인입시키는 하강 단계와; 상기 하강 단계 이후, 솔레노이드 밸브를 제어하여 유체 펌프의 유체를 제어 실린더에 압송하지 않고, 제어 실린더로부터 배출되려는 유체를 릴리프 밸브로 전달하는 일시 정지 단계와; 상기 일시 정지 단계 이후, 솔레노이드 밸브를 제어하여 유체 펌프의 유체를 제어 실린더의 타측에 압송함으로써, 제어 피스톤로드를 제어 실린더로부터 돌출시키는 상승 단계를 포함함으로써 달성될 수 있을 것이다.

이상과 같은 본 발명은 간단한 구조의 제어 부재가 최종 스텝에서 다이를 하향 통과한 가공물을 상승시키지 않고 일시적으로 높이를 유지할 수 있어, 다이를 하향 통과하면서 성형된 가공물이 다이를 다시 상향 통과할 때 발생하는 변형을 예방하여 정확한 수치의 가공물을 얻을 수 있는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 하프 드로잉 프레스 및 그 제어방법에 따른 각 공정의 가공물을 순차적으로 도시하는 도,
도 2는 본 발명의 하프 드로잉 프레스를 도시하는 정면 사시도,
도 3은 본 발명의 하프 드로잉 프레스를 도시하는 배면 사시도,
도 4는 본 발명의 하프 드로잉 프레스를 도시하는 정면도,
도 5는 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 대한 요부를 도시하는 사시도,
도 6은 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 대한 요부를 도시하는 정면도,
도 7은 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 있어서 최종 스텝을 도시하는 분해사시도,
도 8은 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 있어서 최종 스텝의 성형 블록 및 분리 부재를 도시하는 사시도,
도 9는 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 있어서 제어 부재의 하강 단계를 도시하는 유압 회로도,
도 10은 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 있어서 제어 부재의 일시 정지 단계를 도시하는 유압 회로도,
도 11은 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 있어서 제어 부재의 상승 단계를 도시하는 유압 회로도,
도 12는 본 발명의 하프 드로잉 프레스 제어방법을 도시하는 순서도.

도 1은 본 발명의 하프 드로잉 프레스 및 그 제어방법에 따른 각 공정의 가공물을 순차적으로 도시하는 도이다.

그리고, 도 2는 본 발명의 하프 드로잉 프레스를 도시하는 정면 사시도이며, 도 3은 본 발명의 하프 드로잉 프레스를 도시하는 배면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 하프 드로잉 프레스를 도시하는 정면도이다.

또한, 도 5는 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 대한 요부를 도시하는 사시도이며, 도 6은 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 대한 요부를 도시하는 정면도이다.

게다가, 도 7은 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 있어서 최종 스텝을 도시하는 분해사시도이며, 도 8은 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 있어서 최종 스텝의 성형 블록 및 분리 부재를 도시하는 사시도이다.

그리고, 도 9는 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 있어서 제어 부재의 하강 단계를 도시하는 유압 회로도이며, 도 10은 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 있어서 제어 부재의 일시 정지 단계를 도시하는 유압 회로도이고, 도 11은 본 발명의 하프 드로잉 프레스에 있어서 제어 부재의 상승 단계를 도시하는 유압 회로도이다.

마지막으로, 도 12는 본 발명의 하프 드로잉 프레스 제어방법을 도시하는 순서도이다.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접촉되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 하프 드로잉 프레스 및 그 제어방법은, 간단한 구조의 제어 부재(400)가 최종 스텝(S#n)에서 다이(150)를 하향 통과한 가공물(W)을 상승시키지 않고 일시적으로 높이를 유지할 수 있어, 다이(150)를 하향 통과하면서 성형된 가공물(W)이 다이(150)를 다시 상향 통과할 때 발생하는 변형을 예방하여 정확한 수치의 가공물(W)을 얻을 수 있는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 하프 드로잉 프레스는 도 2 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 승강하는 펀치(140)와 고정된 다이(150)가 쌍을 이루어 형성되는 스텝(S#1~S#n)이 나란하게 다수 배치되어, 최초 스텝(S#1)으로부터 최종 스텝(S#n)까지 가공물(W)이 순차적으로 이동하면서 스텝(S#1~S#n)별로 딥 드로잉 가공을 실시하는 프레스(1)에 있어서; 최초 스텝(S#1)으로부터 최종 스텝(S#n) 직전의 각 스텝(S#1~S#n-1)에는, 펀치(140)의 하강 시 다이(150)를 통과하여 하강하는 가공물(W)을 상향 지지하고, 펀치(140)의 상승 시 가공물(W)을 펀치(140)와 함께 상승시키는 상향 부재(200)가 마련되며; 최종 스텝(S#n)에는, 펀치(140)의 하강 시 상호 간격이 벌어지고, 펀치(140)의 상승 시 상호 간격이 좁아져 상승하는 펀치(140)로부터 가공물(W)을 분리시키는 분리 부재(300)와, 펀치(140)의 하강 시 다이(150)를 통과하여 하강하는 가공물(W)을 상향 지지하고, 펀치(140)의 상승 시 상기 분리 부재(300)에 의해 펀치(140)로부터 분리된 가공물(W)을 지지하여 일시적으로 높이 유지 가능하며, 가공물(W)의 취출 후 상승하는 제어 부재(400)가 마련되는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명의 하프 드로잉 프레스(1)는 기본적으로, 상향 부재(200), 분리 부재(300), 그리고 제어 부재(400)를 포함하고 있다.

우선, 본 발명에 있어서 프레스(1)의 기본 구성에 관하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 하프 드로잉 프레스는, 도 2 및 도 3과 같이 프레스(1)의 배면 상측에 구동원(110)이 마련되어 있다.

상기 구동원(110)은 회전력을 출력시켜 본 발명의 프레스(1)를 구동시키기 위한 것으로, 전원 공급에 따라 구동하는 구동모터가 바람직할 것이며, 이와 다르게, 프레스(1)의 외부로부터 별도의 회전력을 전달 받는 것도 가능할 것이다.

다음으로, 크랭크샤프트(120)는 도 5 및 도 6과 같이, 중간에 편심부(121)가 형성되어 상기 구동원(110)으로부터 회전력을 전달 받아 회전하는 샤프트이다.

이러한 크랭크샤프트(120)는 양단 및 중간이 미도시한 다수의 베어링 등을 통해 프레스(1)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

이때, 상기 편심부(121)는 상기 크랭크샤프트(120)의 회전중심으로부터 소정 거리 이격되도록 일체로 편심 형성된 것으로, 상기 크랭크샤프트(120)에는 2개의 편심부(121)가 형성된 것을 도면에 예시하였다.

그러나, 프레스(1)의 가공 용량에 따라 1개 또는 3개 이상의 편심부(121)를 하나의 크랭크샤프트(120)에 형성할 수도 있음은 자명할 것이다.

이러한 크랭크샤프트(120)의 편심부(121) 하측에는 슬라이더(130)가 링크 연결되어 있어, 상기 크랭크샤프트(120)의 회전에 따라 상기 슬라이더(130)가 소정의 스트로크로 승강하게 된다.

이때, 상기 슬라이더(130)의 하부에는 딥 드로잉 가공을 하기 위한 펀치(140)가 다수의 스텝(S#1~S#n)에 따라 나란하게 배치되어 있어, 펀치(140)의 하측을 횡방향으로 통과하는 가공물(W)을 스텝(S#1~S#n)별로 딥 드로잉 가공하게 된다.

물론, 각 스텝(S#1~S#n)에 마련되는 펀치(140)의 형상은 서로 조금씩 다르게 형성되어 있다.

이러한 펀치(140)에 대응하여, 프레스(1)에는 소정의 높이를 유지하여 각 스텝(S#1~S#n)별로 나란하게 다수의 다이(150)가 마련되어 있으며, 이 다이(150)는 대략 중앙에 성형 구멍이 형성된 판재로 이루어져 있다.

이때, 각 스텝(S#1~S#n)에 마련되는 다이(150)의 성형 구멍 또한 각각의 펀치(140)에 대응하여 서로 조금씩 다른 형상으로 형성되어 있다.

이와 같은 다이(150)는 대략 직육면체 형상의 성형 블록(160) 상에 마련되며, 상기 성형 블록(160)은 최초 스텝(S#1)부터 최종 스텝(S#n)까지 각 스텝(S#1~S#n)에 마련된다.

도시하진 않았지만, 각 스텝(S#1~S#n)에 마련되는 성형 블록(160)의 바닥면에는 이후에 설명할 상향 부재(200)나 또는 제어 부재(400)의 일부가 관통하여 위치함으로써, 가공물(W)의 하단을 지지할 수 있도록 구멍이 형성되어 있다.

이때, 최초 스텝(S#1)부터 최종 스텝(S#n) 직전의 스텝(S#n-1)에는 모두 동일한 형상의 성형 블록(160)이 적용되지만, 최종 스텝(S#n)에는 다소 변형된 형상의 성형 블록(160)이 적용되어 있다.

보다 상세하게, 최종 스텝(S#n)에 마련되는 성형 블록(160)에는 성형 완료된 가공물(W)을 취출하기 위하여 그 일측에 취출구(161)가 형성되어 있다.

이뿐 아니라, 이하에 설명할 분리 부재(300)의 조립을 위하여 최초 스텝(S#1)부터 최종 스텝(S#n) 직전의 스텝(S#n-1)에 적용된 성형 블록(160)에 비해 높이가 낮은 성형 블록(160)이 최종 스텝(S#n)에 적용되어 있다.

이러한 성형 블록(160)들은 프레스(1)에 있어서 소정의 높이에 대략 수평하게 고정되어 있는 베이스(180) 상에 나란하게 마련된다.

이에 따라, 하나의 펀치(140)와 하나의 다이(150)가 서로 쌍을 이루어 하나의 스텝을 형성하고, 하나의 프레스(1)에는 상술한 바와 같이 구성되는 다수의 스텝(S#1~S#n)이 나란하게 횡방향을 따라 마련될 수 있으며, 도면에는 프레스(1)에 9개의 스텝(S#1~S#9)이 형성된 것을 예시하였으며,

그리고, 상술한 슬라이더(130)의 승강에 따른 펀치(140)와 다이(150)의 딥 드로잉 공정 중에는 프레스(1)의 배면에 마련된 도 3의 스트리퍼(170)가 가공물(W)의 테두리를 일시적으로 잡아주게 된다.

이때, 상기 스트리퍼(170)는 크랭크샤프트(120)로부터 회전력을 전달받아 구동될 수 있을 것이다.

이와 같은 딥 드로잉 공정 시, 하나의 스텝 내에서 기준치 이상의 급격한 소성 변형이 발생할 경우 소망하는 형상으로 가공물(W)이 성형되지 않고 불량이 발생한다.

이 때문에, 상기 슬라이더(130)에 다단으로 스텝(S#1~S#n)을 두어 각 스텝(S#1~S#n)에 따라 점차적으로 소성 변형이 발생토록 함으로써 불량의 발생 없이 소망하는 형상의 비교적 깊은 용기 형상의 가공물(W)을 도 1과 같이 성형할 수 있게 된다.

이와 같이, 깊은 용기 형상의 가공물(W)은 다양한 제품의 제조에 사용될 수 있으며, 특히 본 발명에 있어서 폭이 비교적 좁은 반면 깊이가 비교적 깊은 사각 용기 형상의 가공물(W)은 이후 공정을 통해 2차 전지 등을 제조하기 위한 전지 케이스로 사용될 수 있을 것이다.

그리고, 상기 슬라이더(130)의 상승 시 미도시한 트랜스퍼에 의하여 각각의 스텝(S#1~S#n-1)에 존재하는 가공물(W)은 도면상 우측의 이웃한 스텝(S#2~S#n)으로 이재되는 것이다.

이에 따라, 상기 슬라이더(130)가 대략 9회 승강하면 도 6에 있어서 좌측으로부터 우측을 향하는 각 스텝(S#1~S#9)에서 순차적으로 성형을 마친 최종적인 가공물(W)이 완성되어 배출될 수 있을 것이다.

따라서, 이후 설명에 있어서 최초 스텝(S#1)이란 도 6에 있어서 가장 좌측에 위치하는 스텝을 의미하며, 최종 스텝(S#n)이란 도면상 가장 우측에 위치하는 스텝을 의미하는 것으로 도시한 바와 같이 9개의 스텝이 마련되는 경우 최종 스텝을 도면부호 "S#9"로 표시할 수 있을 것이다.

물론, 하나의 프레스(1)에 형성되는 스텝(S#1~S#n)의 개수 또한 가공물(W)의 형상에 따라 적절하게 증감될 수 있을 것이 자명하다.

정면에서 보았을 때, 상술한 트랜스퍼에 의하여 상기 가공물(W)은 좌측으로부터 우측을 향하여 스텝(S#1~S#n)별로 이재되어, 우측 끝의 최종 스텝(S#n)에서 완성된 가공물(W)이 취출될 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명에 있어서 프레스(1)는 기본적으로, 승강하는 펀치(140)와 고정된 다이(150)가 쌍을 이루어 형성되는 스텝(S#1~S#n)이 나란하게 다수 배치되어, 최초 스텝(S#1)으로부터 최종 스텝(S#n)까지 가공물(W)이 순차적으로 이동하면서 스텝(S#1~S#n)별로 딥 드로잉 가공을 실시하는 것이다.

이와 같이 구성된 기본적인 프레스(1)에 본 발명은 특히, 상향 부재(200), 분리 부재(300), 그리고 제어 부재(400)가 추가로 마련되어 있다.

우선, 상향 부재(200)는 최종 스텝(S#n)을 제외하고, 최초 스텝(S#1)으로부터 최종 스텝(S#n) 직전의 각 스텝(S#1~S#n-1)에 마련되는 구성으로, 펀치(140)의 하강 시 다이(150)를 통과하여 하강하는 가공물(W)을 상향 지지하고, 펀치(140)의 상승 시 가공물(W)을 펀치(140)와 함께 상승시키는 구성이다.

즉, 상기 상향 부재(200)는 상술한 펀치(140)의 승강에 추종하여 승강하는 구성이며, 이러한 상향 부재(200)의 상단에는 미도시한 지지 부재가 조립되어, 실질적으로는 이 지지 부재가 가공물(W)의 하단을 지지하게 된다.

이러한 상향 부재(200)는 펀치(140)의 하측에 상하 정렬된 상태로 마련되어, 가공물(W)을 상향 지지함으로써, 펀치(140)와 함께 다이(150)를 통과한 가공물(W)에 대하여 펀치(140)의 상승 시 상기 가공물(W)을 다시 다이(150) 상측으로 이동시키는 역할을 하게 된다.

이러한 상향 부재(200)에 의하여 소정의 스텝에서 딥 드로잉 가공이 이루어진 가공물(W)은 미도시한 트랜스퍼가 배치된 높이까지 상승하게 되고, 트랜스퍼에 의해 다음 스텝으로 이재될 수 있게 된다.

이와 같은 상향 부재(200)는 펀치(140)의 승강에 따라 가공물(W)의 하단을 지지하여 함께 승강하는 것으로, 코일 스프링과 같은 탄성체가 적용될 수 있지만, 바람직하게는 이하에 설명할 유압 기구가 바람직할 것이다.

그리고, 최종 스텝(S#n)에는 상술한 상향 부재(200)는 마련되지 않고, 분리 부재(300) 및 제어 부재(400)가 마련되어 있으며, 성형 완료된 가공물(W)을 취출하기 위하여 성형 블록(160)의 일측에 취출구(161)가 형성되어 있다.

우선, 분리 부재(300)는 펀치(140)와 함께 다이(150)를 하향 통과한 가공물(W)에 대하여, 펀치(140)의 상승 시 가공물(W)이 펀치(140)와 함께 상승하는 것을 제한하기 위한 구성이다.

이를 위해, 상기 분리 부재(300)는 펀치(140)의 하강 시 상호 간격이 벌어지고, 펀치(140)의 상승 시 상호 간격이 좁아져 상승하는 펀치(140)로부터 가공물(W)을 분리시키는 역할을 하게 된다.

이러한 분리 부재(300)에는 도 8에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 걸림 블록(310)이 서로 대향하여 마련되어 있어, 이러한 한 쌍의 걸림 블록(310) 상호 간격이 벌어지면 그 사이로 가공물(W)이 하향 통과할 수 있으며, 한 쌍의 걸림 블록(310) 상호 간격이 좁아지면 그 사이로 펀치(140)만이 상향 통과할 수 있으나 가공물(W)은 이 걸림 블록(310)에 걸려 통과하지 못하게 되는 것이다.

따라서, 펀치(140)의 하강 시 한 쌍의 상기 걸림 블록(310)은 상호 간격이 벌어지게 되어, 펀치(140)와 함께 가공물(W)이 하강하는 것을 허용하지만, 펀치(140)의 상승 시에는 한 쌍의 상기 걸림 블록(310)은 상호 간격이 좁아지게 되어, 가공물(W)의 상단에 걸쳐지게 됨으로써, 상승하는 펀치(140)로부터 가공물(W)이 분리되도록 한다.

도 8에 있어서 도면부호 500은 이하에 설명할 제어 피스톤로드(440)의 상단에 마련되는 대략 T자형 요소로 가공물(W)의 하단을 지지하는 지지 부재이다.

다음으로, 제어 부재(400)는 펀치(140)의 하강 시 다이(150)를 통과하여 하강하는 가공물(W)을 상향 지지하고, 펀치(140)의 상승 시 상기 분리 부재(300)에 의해 펀치(140)로부터 분리된 가공물(W)을 지지하여 일시적으로 높이 유지 가능하며, 가공물(W)의 취출 후 상승하는 구성이다.

따라서, 상기 제어 부재(400)는 펀치(140)의 승강에 추종하여 승강하지는 않는다는 점에 있어서, 상술한 상향 부재(200)와는 차이점이 있다.

또한, 특허문헌 2에 개시된 종래 기술과 대비하여, 본 발명에 있어서 제어 부재(400)의 가장 큰 특징은, 펀치(140)가 승강하는 상하방향에 수직한 수평방향으로 동작하는 별도의 기계적인 구속 장치를 부가하지 않고도, 제어 부재(400) 자체적으로 펀치(140)의 상승 시 가공물(W)의 취출을 위하여 가공물(W)을 소망하는 높이에 일시적으로 유지시킬 수 있다는 것이다.

게다가, 상기 제어 부재(400)는 가공물(W)의 형상 등에 따라 가공물(W)이 일시적으로 유지되는 높이를 용이하게 변경할 수도 있어야 할 것이다.

이를 통해, 최종 스텝(S#n)에서 펀치(140)의 상승 시 가공물(W)의 높이를 일시적으로 유지하기 위하여 별도의 기계적인 구속 장치의 부가 없이도 간단한 구조로 프레스(1)를 설계하는 것이 가능해진다.

그 결과, 크랭크샤프트(120)가 회전하여 슬라이더(130)가 하강할 때, 각 스텝(S#1~S#n)에서는 상기 펀치(140)가 가공물(W)과 함께 다이(150)를 하향 통과하면서 가공물(W)에 대하여 딥 드로잉 가공이 이루어진다.

이후, 최초 스텝(S#1)부터 최종 스텝(S#n) 직전의 스텝(S#n-1)에서는, 크랭크샤프트(120)가 더 회전하여 슬라이더(130)가 상승할 때, 상기 펀치(140)가 가공물(W)과 함께 다이(150)를 상향 통과하여 가공물(W)은 다이(150)의 상측에 위치하게 된다.

계속해서, 각 스텝(S#1~S#n)에 있어서 다이(150)의 상측에 위치하는 가공물(W)은 별도의 트랜스퍼에 의하여 다음 스텝(S#1~S#n)으로 이재된다.

특히, 최종 스텝(S#n)에서는 펀치(140)가 상승하더라도 가공물(W)은 이하에 설명할 분리 부재(300)에 의해 펀치(140)로부터 분리된 후, 상향 이동 없이 성형 블록(160)에 형성된 취출구(161)를 통해 측방향으로 취출될 것이다.

추가적으로, 본 발명에 있어서, 다수의 상기 스텝(S#1~S#n)은 도 2 내지 도 4와 같이 제2 프레스부(20)에 형성되며; 상기 제2 프레스부(20)의 일측에는, 제2 프레스부(20)로부터 회전력을 전달 받아 구동하되, 박판 원재로부터 블랭킹 및 초기 드로잉을 실시하는 제1 프레스부(10)가 일체로 마련되는 것이 바람직할 것이다.

즉, 본 발명의 하프 드로잉 프레스(1)는 제1 프레스부(10) 및 제2 프레스부(20)를 포함할 수 있으며, 상술한 다수의 스텝(S#1~S#n)은 순차적으로 딥 드로잉 가공을 실시하는 제2 프레스부(20)에 마련되는 것이다.

이때, 도 2 및 도 4에 있어서 도면상 좌측에는 제2 프레스부(20)로부터 회전력을 전달 받아 구동함으로써 박판 원재로부터 도 1과 같이 블랭킹 및 초기 드로잉을 실시하는 제1 프레스부(10)가 마련된다.

따라서, 상기 제1 프레스부(10)에서는 미도시한 별도의 슬라이더가 프레스(1)의 배면에 마련된 피더로부터 공급되는 박판 원재로부터 소망하는 형상으로 판형의 성형품을 따내는 블랭킹 공정 직후, 판형의 성형품을 깊이가 비교적 얕은 용기 형상의 가공물(W)로 성형하는 초기 드로잉 공정을 실시하게 된다.

이러한 제1 프레스부(10) 및 제2 프레스부(20)는 하나의 베이스 프레임(100) 상에 마련되어, 제1 프레스부(10)나 제2 프레스부(20)의 개별적인 진동이나 움직임을 억제시키고, 프레스(1)의 운반이나 유지 보수 등의 편의성이 향상된다.

그리고, 앞서 설명한 상향 부재(200)는 도 5 및 도 6과 같이, 기체 또는 유체를 매개로 하는 상향 실린더(210) 및 상향 피스톤로드(220)를 포함하고; 상기 분리 부재(300)는 도 8과 같이 한 쌍의 걸림 블록(310)과, 한 쌍의 상기 걸림 블록(310)을 각각 구동시키는 분리 서보 모터(320)를 포함하는 것이 바람직할 것이다.

우선, 상기 상향 부재(200)는 앞서 설명한 바와 같이 최종 스텝(S#n)을 제외한 각각의 스텝(S#1~S#n-1)에 마련되는 것으로, 펀치(140)의 승강에 추종하여 승강하면서 가공물(W)의 하단을 지지하게 된다.

이를 위해, 최종 스텝(S#n)을 제외한 각각의 스텝(S#1~S#n-1)에는 펀치(140)와 상하 정렬되도록 수직 배치되는 상향 실린더(210) 및 상향 피스톤로드(220)가 마련된다.

이때, 상향 피스톤로드(220)는 상기 상향 실린더(210)에 가해지는 기체 또는 유체의 압력에 의해 적절하게 돌출되도록 제어된다.

이에 따라, 상향 실린더(210)에 가해지는 기체 또는 유체의 압력에 의해 상향 피스톤로드(220)가 상방향으로 상승하도록 돌출되어 펀치(140)의 하강 시 가공물(W)의 하단을 지지한 상태로 하강할 수 있으며, 펀치(140)의 상승 시 가공물(W)의 하단을 지지한 상태로 상승할 수 있게 된다.

특히, 본 발명에 있어서는 최종 스텝(S#n)을 제외한 각각의 스텝(S#1~S#n-1)에 마련되는 다수의 상향 실린더(210)가 배관을 통해 도 6과 같이 병렬 접속되는 것이 바람직하며, 이를 통해, 다수의 상향 실린더(210) 각각으로부터 상향 피스톤로드(220)가 대략 동일한 힘으로 상승하도록 하는 것이 양호할 것이다.

게다가, 본 발명에 있어서 상기 분리 부재(300)는 도 6 내지 도 8과 같이, 최종 스텝(S#n)에 마련된 다이(150) 하측의 성형 블록(160) 상에 마련될 수 있으며, 한 쌍의 걸림 블록(310) 및 분리 서보 모터(320)를 포함하고 있다.

우선, 분리 서보 모터(320)는 입력되는 전기적 신호에 따라 회전축(321)이 정역 회전 가능한 것으로, 상기 회전축(321)의 외주면에는 나사산이 형성되어 있다.

이러한 회전축(321)의 말단에는 걸림 블록(310)이 나사 결합되어 있으며, 이 걸림 블록(310)은 상기 회전축(321)이 관통하도록 위치하는 가이드(311)에 의해 회전이 제한된다.

이에 따라, 상기 회전축(321)이 정방향으로 회전하면 상기 걸림 블록(310)이 분리 서보 모터(320)로부터 이격되어 한 쌍의 걸림 블록(310) 상호 간격이 좁아지게 된다.

반대로, 상기 회전축(321)이 역방향으로 회전하면 상기 걸림 블록(310)이 분리 서보 모터(320)에 가까워지게 되어 한 쌍의 걸림 블록(310) 상호 간격이 넓어지게 되는 것이다.

이때, 한 쌍의 걸림 블록(310)이 벌어졌을 때의 간격과 좁아졌을 때의 간격은, 상기 분리 서보 모터(320)에 입력되는 전기적 신호를 적절하게 제어하여 회전축(321)의 회전량을 가감시켜 용이하고 정확하게 조절할 수 있게 된다.

그 결과, 상기 분리 부재(300)를 통해 펀치(140)로부터 가공물(W)을 분리시키는 것이 가능해진다.

다음으로, 상술한 제어 부재(400)의 세부 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 하프 드로잉 프레스(1)에 있어서, 상기 제어 부재(400)는 도 9 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 제어 서보 모터(410)의 구동에 따라 유체를 가압하는 유체 펌프(420)와; 유체를 매개로 하는 제어 실린더(430) 및 제어 피스톤로드(440)와; 상기 유체 펌프(420)와 상기 제어 실린더(430) 사이에 접속되는 릴리프 밸브(450) 및 2개 이상의 솔레노이드 밸브(460, 470)를 포함하는 것이 좋다.

우선, 본 발명에 있어서 제어 부재(400)에 마련되는 유체 펌프(420)는 작동유를 가압하여 상기 제어 실린더(430)에 보내기 위한 것으로, 제어 서보 모터(410)에 의해 구동하게 된다.

이때, 제어 서보 모터(410)는 통상적인 모터가 아닌 서보 모터로 이루어져 있어 전기적 신호에 따라 회전량을 손쉽게 조절할 수 있어 상기 유체 펌프(420)로부터 상기 제어 실린더(430)로 보내지는 작동유체의 양을 손쉽게 조절할 수 있다.

그리고, 제어 실린더(430)에는 작동유체의 출입이 가능한 두 개의 포트가 상측 및 하측에 형성되어 있으며, 상기 제어 실린더(430)의 내부에는 제어 피스톤로드(440)의 하단이 수용되어 있다.

이러한 제어 피스톤로드(440)의 상단에는 앞서 설명한 지지 부재(500)가 연결되어 있다.

이러한 구성에 따라, 상기 제어 실린더(430)의 상측 포트에 작동유체가 공급되면, 상기 제어 실린더(430) 내부의 작동유체는 하측 포트를 통해 배출되며, 제어 피스톤로드(440)가 하강하게 된다.

반대로, 상기 제어 실린더(430)의 하측 포트에 작동유체가 공급되면, 상기 제어 실린더(430) 내부의 작동유체는 상측 포트를 통해 배출되고, 제어 피스톤로드(440)가 상승하게 될 것이다.

이와 함께, 상기 유체 펌프(420)와 상기 제어 실린더(430) 사이에는 릴리프 밸브(450) 및 2개 이상의 솔레노이드 밸브(460, 470) 또한 접속되어 있다.

이때, 상기 릴리프 밸브(450)는 상기 제어 실린더(430)로부터 소정의 기준치 이상의 유압이 작용하는 경우, 개방되어 상기 제어 피스톤로드(440)가 상기 제어 실린더(430) 내부로 인입되는 것을 허용할 수 있는 솔레노이드 구동식 릴리프 밸브가 바람직할 것이다.

그리고, 상기 제어 부재(400)에는 2개 이상의 솔레노이드 밸브(460, 470)가 마련되어 상기 유체 펌프(420)와 상기 제어 실린더(430) 사이에서 작동유체의 유로를 다양하게 절환시키는 것이 가능하다.

특히, 본 발명에 있어서 제1 솔레노이드 밸브(460)는 4개의 포트가 서로 평행 연결, 차단, 또는 교차 연결되는 3상 4포트 솔레노이드 밸브가 바람직할 것이며, 제2 솔레노이드 밸브(470)는 4개의 포트가 서로 평행 연결 또는 교차 연결되는 2상 4포트 솔레노이드 밸브가 바람직할 것이다.

이때, 상기 제1 솔레노이드 밸브(460)는 상술한 제어 실린더(430)의 상측 포트에 접속되고, 상기 제2 솔레노이드 밸브(470)는 상술한 제어 실린더(430)의 하측 포트에 접속된다.

보다 구체적으로, 유체 펌프(420)와 제어 실린더(430)의 상측 포트사이에는 제1 솔레노이드 밸브(460)가 접속되며, 유체 펌프(420)와 제어 실린더(430)의 하측 포트 사이에는 제2 솔레노이드 밸브(470) 및 릴리프 밸브(450)가 접속되고, 상기 제1 솔레노이드 밸브(460)와 상기 제2 솔레노이드 밸브(470) 또한 서로 접속되어 있는 것이다.

이에 따르면, 제어 실린더(430)로부터 돌출되었던 제어 피스톤로드(440)를 상기 제어 실린더(430) 내부로 인입하고자 할 때, 즉, 펀치(140)와 가공물(W)이 다이(150)를 통과하면서 드로잉 가공되면서 하강 시에는 도 9에 도시한 바와 같이 유체 펌프(420)로부터 공급되는 작동유체를 제1 솔레노이드 밸브(460)를 통해 제어 실린더(430)의 상측 포트로 보내는 것이 가능하다.

이때, 상기 제1 솔레노이드 밸브(460)과 상기 제2 솔레노이드 밸브(470)는 둘 모두 도면상 우측으로 이동한 상태로서, 상기 제어 실린더(430)의 하측 포트로부터 복귀하는 작동유체는 제2 솔레노이드 밸브(470) 및 제1 솔레노이드 밸브(460)를 순차적으로 통과하여 오일 탱크로 복귀할 수 있을 것이다.

그리고, 제어 실린더(430)로부터 제어 피스톤로드(440)의 현재 위치를 유지하고자 할 때, 즉 펀치(140)와 가공물(W)이 다이(150)를 하향 통과한 이후, 가공물(W)의 취출을 위하여 일시적인 높이 유지 시에는 도 10에 도시한 바와 같이 유체 펌프(420)로부터 공급되는 작동유체는 제1 솔레노이드 밸브(460)에 의해 차단된다.

이때, 상기 제1 솔레노이드 밸브(460)는 중립에 위치하고, 상기 제2 솔레노이드 밸브(470)는 도면상 좌측으로 이동한 상태로서, 제어 피스톤로드(440)는 현재 높이를 그대로 유지할 수 있는 것이다.

이러한 상태에서, 만약 제어 피스톤로드(440)에 아래쪽으로 기준치 이상의 큰 힘이 작용할 경우, 상기 제어 실린더(430) 하측에 존재하던 작동유체는 제2 솔레노이드 밸브(470)를 통해 릴리프 밸브(450)로 보내져 오일 탱크로 복귀할 수 있게 된다.

이러한 동작은, 기계적인 요소로 상기 제어 부재(400)를 구성하였을 때, 발생할 수 있는 기기의 손상을 효과적으로 예방할 수 있게 된다는 큰 이점을 가진다.

또한, 제어 실린더(430) 안으로 인입된 제어 피스톤로드(440)를 다시 제어 실린더(430) 밖으로 돌출시키고자 할 때, 즉, 최종 스텝(S#n)에서 딥 드로잉 가공이 완료된 가공물(W)을 취출하고 새롭게 최종 스텝(S#n)으로 이재된 가공물(W)을 지지하기 위하여 상승 시에는 도 11에 도시한 바와 같이 유체 펌프(420)로부터 공급되는 작동유체를 제1 솔레노이드 밸브(460) 및 제2 솔레노이드 밸브(470)를 순차적으로 통과시켜 제어 실린더(430)의 하측 포트로 보내는 것이 가능하다.

이때, 상기 제1 솔레노이드 밸브(460)는 도면상 좌측으로 이동한 상태이고, 상기 제2 솔레노이드 밸브(470)는 도면상 우측으로 이동한 상태로서, 상기 제어 실린더(430)의 상측 포트로부터 복귀하는 작동유체는 제1 솔레노이드 밸브(460)를 통과하여 오일 탱크로 복귀할 수 있을 것이다.

이에 추가적으로, 상기 유체 펌프(420)와 상기 제2 솔레노이드 밸브(470) 사이에는 제3 솔레노이드 밸브(480)가 마련될 수 있으며, 이러한 제3 솔레노이드 밸브(480)는 2상 4포트 솔레노이드 밸브로서, 작동유체의 압력 설정 시 사용될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 하프 드로잉 프레스를 제어하는 방법에 대하여 설명하면 도 12에 도시한 바와 같이, 솔레노이드 밸브(460, 470)를 제어하여 유체 펌프(420)의 유체를 제어 실린더(430)의 일측에 압송함으로써, 제어 피스톤로드(440)를 제어 실린더(430) 내로 인입시키는 하강 단계(S10)와; 상기 하강 단계(S10) 이후, 솔레노이드 밸브(460, 470)를 제어하여 유체 펌프(420)의 유체를 제어 실린더(430)에 압송하지 않고, 제어 실린더(430)로부터 배출되려는 유체를 릴리프 밸브(450)로 전달하는 일시 정지 단계(S20)와; 상기 일시 정지 단계(S20) 이후, 솔레노이드 밸브(460, 470)를 제어하여 유체 펌프(420)의 유체를 제어 실린더(430)의 타측에 압송함으로써, 제어 피스톤로드(440)를 제어 실린더(430)로부터 돌출시키는 상승 단계(S30)를 포함하는 것이 적절하다.

즉, 본 발명에 따른 하프 드로잉 프레스 제어방법은 특히 제어 부재(400)를 적절하게 제어하기 위한 것으로, 크게는 하강 단계(S10), 일시 정지 단계(S20), 그리고 상승 단계(S30)를 포함하고 있다.

우선, 하강 단계(S10)는 펀치(140)가 가공물(W)과 함께 다이(150)를 하향 통과할 때 행해지는 것으로, 제1 솔레노이드 밸브(460) 및 제2 솔레노이드 밸브(470)를 제어하여 유체 펌프(420)의 유체를 제어 실린더(430)의 상측 포트에 압송하게 된다.

이에 따라, 상승한 상태의 제어 피스톤로드(440)를 제어 실린더(430) 내로 인입시킬 수 있는 것이다.

다음으로, 일시 정지 단계(S20)는 상기 하강 단계(S10) 이후, 펀치(140)가 상승할 때 행해지는 것으로, 분리 부재(300)의 걸림 블록(310) 상호 간격이 좁아지게 된다.

이에 따라, 펀치(140)의 상승 시 걸림 블록(310)에 의해 가공물(W)이 펀치(140)로부터 분리되며, 제1 솔레노이드 밸브(460) 및 제2 솔레노이드 밸브(470)를 제어하여 유체 펌프(420)의 유체가 제어 실린더(430)에 압송되지 않고 차단된다.

그 결과, 펀치(140)로부터 분리된 가공물(W)을 미도시한 그리퍼가 취출구(161)를 통해 취출하게 되며, 이때, 만약 상기 제어 피스톤로드(440)에 기준치 이상의 하중이 작용하는 경우, 제어 실린더(430)의 하측으로부터 배출되려는 유체를 릴리프 밸브(450)로 전달하여 오일 탱크로 복귀시킬 수 있게 된다.

마지막으로, 상승 단계(S30)는 상기 일시 정지 단계(S20) 이후, 제어 실린더(430)를 다시 상승시킬 때 행해지는 것으로, 제1 솔레노이드 밸브(460) 및 제2 솔레노이드 밸브(470)를 제어하여 유체 펌프(420)의 유체를 제어 실린더(430)의 하측 포트에 압송하게 된다.

이에 따라, 하강한 상태의 제어 피스톤로드(440)를 제어 실린더(430)로부터 돌출시켜 새롭게 이재되는 가공물(W)의 하단을 지지할 수 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 하프 드로잉 프레스 및 그 제어방법은, 간단한 구조의 제어 부재(400)가 최종 스텝(S#n)에서 다이(150)를 하향 통과한 가공물(W)을 상승시키지 않고 일시적으로 높이를 유지할 수 있어, 다이(150)를 하향 통과하면서 성형된 가공물(W)이 다이(150)를 다시 상향 통과할 때 발생하는 변형을 예방하여 정확한 수치의 가공물(W)을 얻을 수 있다는 탁월한 이점을 지닌 발명인 것이다.

게다가, 본 발명에 따르면, 펀치(140)가 승강하는 상하방향에 수직한 수평방향으로 동작하는 별도의 기계적인 구속 장치를 부가하지 않고도, 제어 부재(400) 자체적으로 펀치(140)의 상승 시 가공물(W)의 취출을 위하여 가공물(W)을 소망하는 높이에 일시적으로 고정시킬 수 있다는 큰 이점을 가진다.

또한, 가공물(W)의 취출을 위한 제어 피스톤로드(440)의 정지 상태에서 비정상적인 하향 하중이 작용할 경우, 릴리프 밸브(450)를 통해 작동유체를 오일 탱크로 복귀시킬 수 있어, 장치의 손상을 효과적으로 예방할 수도 있는 것이다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.

1 : 프레스 10 : 제1 프레스부
20 : 제2 프레스부 100 : 베이스 프레임
110 : 구동원 120 : 크랭크샤프트
121 : 편심부 130 : 슬라이더
140 : 펀치 150 : 다이
160 : 성형 블록 161 : 취출구
170 : 스트리퍼 180 : 베이스
200 : 상향 부재 210 : 상향 실린더
220 : 상향 피스톤로드 300 : 분리 부재
310 : 걸림 블록 311 : 가이드
320 : 분리 서보 모터 321 : 회전축
400 : 제어 부재 410 : 제어 서보 모터
420 : 유체 펌프 430 : 제어 실린더
440 : 제어 피스톤로드 450 : 릴리프 밸브
460, 470, 480 : 솔레노이드 밸브 500 : 지지 부재
W : 가공물 S#1 : 1번째 스텝(최초 스텝)
S#2 : 2번째 스텝 S#n : n번째 스텝(최종 스텝)
S10 : 하강 단계 S20 : 일시 정지 단계
S30 : 상승 단계

Claims (5)

1. 승강하는 펀치와 고정된 다이가 쌍을 이루어 형성되는 스텝이 나란하게 다수 배치되어, 최초 스텝으로부터 최종 스텝까지 가공물이 순차적으로 이동하면서 스텝별로 딥 드로잉 가공을 실시하는 프레스에 있어서;
   최초 스텝으로부터 최종 스텝 직전의 각 스텝에는, 펀치의 하강 시 다이를 통과하여 하강하는 가공물을 상향 지지하고, 펀치의 상승 시 가공물을 펀치와 함께 상승시키는 상향 부재가 마련되며;
   최종 스텝에는, 펀치의 하강 시 상호 간격이 벌어지고, 펀치의 상승 시 상호 간격이 좁아져 상승하는 펀치로부터 가공물을 분리시키는 분리 부재와, 펀치의 하강 시 다이를 통과하여 하강하는 가공물을 상향 지지하고, 펀치의 상승 시 상기 분리 부재에 의해 펀치로부터 분리된 가공물을 지지하여 일시적으로 높이 유지 가능하며, 가공물의 취출 후 상승하는 제어 부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 하프 드로잉 프레스.
2. 제1항에 있어서,
   다수의 상기 스텝은 제2 프레스부에 형성되며;
   상기 제2 프레스부의 일측에는, 제2 프레스부로부터 회전력을 전달 받아 구동하되, 박판 원재로부터 블랭킹 및 초기 드로잉을 실시하는 제1 프레스부가 일체로 마련되는 것을 특징으로 하는 하프 드로잉 프레스.
3. 제2항에 있어서,
   상기 상향 부재는, 기체 또는 유체를 매개로 하는 상향 실린더 및 상향 피스톤로드를 포함하고;
   상기 분리 부재는 한 쌍의 걸림 블록과, 한 쌍의 상기 걸림 블록을 각각 구동시키는 분리 서보 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프 드로잉 프레스.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어 부재는,
   제어 서보 모터의 구동에 따라 유체를 가압하는 유체 펌프와;
   유체를 매개로 하는 제어 실린더 및 제어 피스톤로드와;
   상기 유체 펌프와 상기 제어 실린더 사이에 접속되는 릴리프 밸브 및 2개 이상의 솔레노이드 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프 드로잉 프레스.
5. 제4항의 하프 드로잉 프레스를 제어하는 방법에 있어서,
   솔레노이드 밸브를 제어하여 유체 펌프의 유체를 제어 실린더의 일측에 압송함으로써, 제어 피스톤로드를 제어 실린더 내로 인입시키는 하강 단계와;
   상기 하강 단계 이후, 솔레노이드 밸브를 제어하여 유체 펌프의 유체를 제어 실린더에 압송하지 않고, 제어 실린더로부터 배출되려는 유체를 릴리프 밸브로 전달하는 일시 정지 단계와;
   상기 일시 정지 단계 이후, 솔레노이드 밸브를 제어하여 유체 펌프의 유체를 제어 실린더의 타측에 압송함으로써, 제어 피스톤로드를 제어 실린더로부터 돌출시키는 상승 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프 드로잉 프레스 제어방법.

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