KR950009151B1 - 다중 램 단조기등의 단조기용 매니퓰레이터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

다중 램 단조기등의 단조기용 매니퓰레이터

제1도는 피가공물을 움직이기 위한 매니퓰레이터의 한 구현예의 축방향 단면도이다.

제2도는 액셜베어링 및 장착된 피스톤/실린더 유닛을 통과하는 제1도의 II-II선을 따라 취한 단면도로서, 부분적으로는 사시도를 또는 부분적으로는 단면도를 나타낸다.

제3도는 그립퍼 축의 축방향 운동을 제어하기 위한 서보-제어장치의 한 구현예를 설명하는 기본도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 피스톤/실린더 유닛 17 : 서보-제어장치

18, 19 : 행정공간 23 : 스핀들/넛트 시스템

24, 26 : 밸브

본 발명의 단조물 위에서 원심방향으로 작동하는 복수개의 램을 갖는 다중-램 단조기와 같은 단조기용 매니퓰레이터(Manipulator)에 관한 것으로서, 피가공물의 단조순서에 따라 축방향으로 운동하고 매니퓰레이터의 이송구동이 일정속도로 행해지고, 능동적으로 제어가능하고 축방향으로 유효하도록 겹쳐진 구동장치가 매니퓰레이터의 그립퍼 축에 대한 단속적으로 동작하고, 매니퓰레이터의 하우징에 대해 축방향으로 변위 가능한 그립퍼 축을 지지하기 위하여 적어도 하나의 액압적으로 작동하는 피스톤/실린더 유닛이 장착되어 있다.

공지된 매니퓰레이터에 있어서는 그립퍼 축이 매니퓰레이터 하우징내에서 축방향으로 이동할 수 있게끔 장착되고 또 스프링 요소를 통하여 축방향으로 지지되고 있기 때문에 그립퍼 축이 양쪽 방향으로 모두 이동할 수 있다.

입력-접촉 기간중에는 피가공물은 단조용 공구에 의해 정지상태로 유지된다.

구동장치가 계속 일정속도로 운전되기 때문에 그립퍼 축은 스프링의 장력과 반대방향으로 이동한다.

압력-접촉기가 지난 후에는 축은 팽팽해진 스프링을 통하여 다시 복귀한다.

복귀운동 도중에 그리고 가속화된 질량과의 상호 관계에 있어서, 복귀에 의하여 중간 위치에 도달할 뿐만아니라 시스템이 반대편의 스프링 요소로 진동하거나 또는 심지어 부분적으로 되돌아 오기까지 한다.

따라서 단조기에 대하여 그립퍼 축 및 피가공물의 상대속도가 다음 작업 사이클의 새로운 압력-접촉기간이 시작되기 이전에 0으로 되어버리거나 또는 거의 0에 가깝게 된다.

진동시스템에 있어서 스프링 장력 또는 질량의 힘 및 속도는 직접적인 물리적 관계에 놓여있고 이 시스템은 구조적으로 결정된 변수들이 유지되는 경우에만 적당하게 기능을 수행할 수 있다.

서로 다른 형태의 절삭, 예를들면 거친절삭과 정밀절삭에 있어서 조차도, 접촉촉매 시간과 아이들타임의 비율은 유용한 변수를 구성하며 따라서 진동시스템에 대하여 여러 변수들이 얻어지게 된다.

진동시스템에서는 단조기의 행정횟수가 고정되어 있어 질량이 피가공물의 크기의 함수로서 변화하기 때문에 질량변화의 결과로서 진동시스템에 나쁜 영향을 줄 수 있다.

나아가서 단조용 프레스와 단조용 매니퓰레이터를 동시에 제어할 수 있도록 하는 단조기를 매니퓰레이터로 제어하는 것이 공지되어 있다.

매니퓰레이터가 행정시간 및 단조작업을 위한 이송장치에 맞게 조정된 평균속도로 연속적으로 운동하는 반면에, 매니퓰레이터의 그립퍼는 단조물과 함께 왕복대에 대하여 단속적으로 운동하기 때문에 그 다음에 프레스행정에 필요한 위치에 매니퓰레이터 전체 보다 빠른 시간에 도달하게 된다.

제어가능한 축방향으로 겹쳐진 구동장치가 매니퓰레이터의 축방향으로 변위가능한 그립퍼 축에 대하여 소정시간 동안 동작을 한다.

적어도 하나의 액압적으로 작동하는 피스톤/실린더 유닛이 하우징에 대하여 축방향으로 변위가능한 그립퍼 축을 지지하기 위해 장착되어 있다.

본 발명의 목적은 상술한 행태의 단조기용 매니퓰레이터에 있어서 매니퓰레이터가 간단하고 확실하게 기능할 수 있도록 기계적이고 구조적인 방법으로 매니퓰레이터를 제어하기 위한 완전한 장치를 설계하는 것이다.

본 발명은 피스토/실린더 유닛의 전방과 후방의 행정공간이 밸브에 의해 선으로 연결될 수 있으며, 피스톤/실린더 유닛이 서보-제어장치로 설계되어 이에 의해 피스톤/실린더 유닛이 제어될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 배열은 압력-접촉기에 도달하기 전에 그립퍼 축의 속도가 확실하게 0이 되고 따라서 단조기에 대한 피가공물의 속도가 확실하게 0이 되도록 보장한다.

이러한 배열은 피스톤/실린더 유닛의 행정공간끼리의 직접 연접에 의해 달성되는데, 그 결과로서 후자의 능동제어가 동작을 하지 않고 또한 단조공정에서 일어나는 피가공물이 미리 정할 수 없는 연신이 자유롭게 구속없이 일어날 수 있고 따라서 그립퍼 축이 매니퓰레이터에 대하여 축방향으로 자유롭게 구속없이 이동할 수 있다.

서보-제어장치에 의하여, 그립퍼 축의 축방향 운동은 미리 정할 수 있는 운동 특성을 가질 수 있다.

따라서 그립퍼 축이 소정의 방법으로 조화운동을 수행할 수 있고, 특히 조화롭게 가속 및 감소될 수 있다.

피가공물을 갖는 그립퍼 축은 단조용 패스의 출발전에라도 정지상태로 될 수 있으므로 단조조에 의하여 강제로 정지되지 않아도 된다. 그립퍼 축의 방향을 미리 정할 수 있게 되므로서 필요한 축의 변위거리가 상당히 단축되고, 구조적인 면에서 기계적인 제작비용이 통상의 설계에 비하여 감소된다.

서보-제어장치는 한 밸브가 한편으로는 다른 밸브에 액압적으로 연접되고 다른 한편으로는 스핀들-넛트 시스템에 액압적으로 연접되도록 적절하게 설계된다.

서보-제어장치에 의하면 그립퍼 축의 축방향 운동이 미리 정할 수 있는 운동 특성을 쉽게 가질 수 있게 된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면 서보-제어장치는 피스톤/실린더 유닛에 회전의 관점에서 볼때 고정 연접된 나사절삭된 스핀들을 가지므로써 밸브가 피스톤에 일직선상으로 직접 연결되어 있다.

이하, 본 발명을 도면에 설명한 예시적인 구현예에 의해 설명한다.

제1도의 매니퓰레이터(1)는 단조순서에 따라 피가공물(2)을 축방향으로 운동시킨다. 이송은 구동장치에 의해 이루어지는데, 예를들면 매니퓰레이터 하우징(4)에 연접된 액압 실린더(3)에 의해 이루어진다.

그리고, 그립퍼 축(5)은 메니퓰레이터 하우징(4)에서 축방향으로 움직일 수 있게 장착되어 있으며, 이러한 축방향의 장착은 그립퍼 축(5)에 고정 연결되어 있는 허브(6)를 통하여 이루어진다.

돌출 칼라(7)위와 그립퍼 축(5)의 전방의 자유 말단에는 피봇핀(9)을 선회축으로 하여 장착되고 그의 자유 말단에 피가공물(2)과 맞물리도록 되어 있는 그립퍼 조(10)를 보유하고 있는 소정 개수의 그립퍼 레버(8)가 구성되어 있다.

제어는 단조 순서에 의해 결정된다.

그립퍼 축(5)은 허브(6)를 둘러싸고 있고 그 위에 하나 또는 그 이상의 액압적으로 작동하는 피스톤/실린더 유닛(12)이 배열되어 있는 축 베어링(11)에 의해 축방향으로 지지된다.

피스톤(15)은 프레임 벽(13) 또는 그외의 것에 고정 부착되어 있는 실린더(14)내에서 액압적으로 변위될수 있으며, 피스톤 로드(16)에 의하여 축 베어링(11)에 단단하게 연결되어 있다.

액압적으로 작동하는 피스톤/실린더 유닛(12)은 유리하게는 제어장치에 의하여 그립퍼 축(5)의 축방향 운동이 미리 정할 수 있는 운동 특성을 가질 수 있도록 서보-제어장치로 설계된다.

실질적인 값과 목적값을 비교하는 것에 의한 피드백을 갖는 서보-제어장치는 림이 압력-접촉기에 도달하기 전에 그립퍼 축(5)이 정지되는 방향으로 그립퍼 축(5)의 축방향 변위에 영향을 줄 수 있다.

이러한 경우에 그립퍼 축(5)은 매니퓰레이터 구동장치의 일정한 이송속도와 반대되는 방향으로 적절하게 일정한 속도를 움직이기 때문에 단조기에 대한 그립퍼 축과 피가공물의 상대속도가 0으로 된다.

압력-접촉기 중에는, 피스톤/실린더 유닛(12)의 능동제어는 실린더의 행정공간(18) 및 (19)의 직접 연결된 라인(28)에 의해 동작하지 않게 되고, 결과적으로 매니퓰레이터(1)의 일정한 이송구동장치인 액압실린더(3)임에도 불구하고, 그립퍼 축(5)의 운동의 결과로서 그립퍼 축(5)이 단조공정에 의해 야기되는 피가공물의 미리 정할 수 없는 연신과는 별도를 매니퓰레이터 하우징(4)에 대하여 자유롭게 구속없이 이동할 수 있다.

단조기의 램에 의한 압력-접촉기가 완료된 후에 서보-제어장치가 다시 동작을 개시하고, 그립퍼 축(5)이 복귀하여, 다음 작업 사이클이 시작되기 전에 다시 반대방향의 매니퓰레이터 속도만큼 가속된다.

그립퍼 축(5)의 축방향 변위에 부가적으로 작용하며, 겹쳐된 구동장치로 기능하는 서보-제어장치(17)에 의하여 축방향의 운동 사이클이 능동적으로 중재된다.

이제 단순한 수단에 의해서 단조기가 서로 다른 행정회수로 작동될 수 있게 되었으며, 또한 매니퓰레이터의 그립퍼 축의 상대 정지시간을 미리 정할 수 있는 방법으로 램의 압력-접촉시간에 적합화할 수 있다.

덧붙여, 매니퓰레이터 하우징에 대한 그립퍼 축의 축방향의 이동방향을 미리 정할 수 있게 되므로써, 변위거리를 위한 구조적 공간이 상당히 감소되고 따라서 구조적인 면에서 기계 제작비용이 상당히 감소된다. 그립퍼 축(5)의 회전구동장치는 웜(31)과 웜기어(30)로 구성되어 있다.

서보-제어장치의 예시적인 구현예를 제3도에 의해 설명한다.

피스톤/실린더 유닛(12)는 서보-액압밸브(17)에 의해 제어된다.

목적값의 입력은, 전동부재, 예를 들면 톱니모양의 벨트(21)에 의해 벨트 퓰리(22)를 구동하고 또 서보-액압 밸브(17)의 스핀들/넛트 시스템에 작용하는 스테핑 모터(20)에 의하여 가능한한 최소한의 동력에 의해 회전방향으로 이루어지는데, 그에 따라 밸브(24)의 운동이 피스톤의 목적 운동방향과 반대방향으로 개시되는 방법으로 입력 축의 회전운동이 직선운동으로 전환된다.

나사절삭된 스핀들(25)의 회전의 관점에서 보아 피스톤(15)에 고정 부착되어 있기 때문에 밸브(24)는 피스톤(15)의 실제적인 위치가 폐쇄기계제어회로에 의해 밸브(24)에 동작하도록 피스톤(15)에 일직선 상으로 직접 연접되어 있다.

따라서 밸브(24)는 미리 정해진 목적값에 도달하면 다시 폐쇄된다. 입력-접촉기 중에는 능동제어에 필요한 중지를 위하여, 피스톤/실린더 유닛(12)의 행정공간(18)과 (19)는 밸브(26)의 스위치에 의해 서로 직접 연접되어 있다. 피스톤 위치 및 그에 따른 그립퍼 축의 위치를 감시하기 위하여 분리 궤적-측정시스템(27)을 통하여 피스톤(15)의 실제값을 검출하고 전기제어하에 미리 정해진 목적값과 비교한다.

Claims (3)

1. 피가공물이 단조순서에 따라 축방향으로 운동하고, 매니퓰레이터의 이송구동이 일정속도로 일어나며, 능동적으로 제어가능하고 축방향으로 겹쳐진 구동장치가 매니퓰레이터의 그립퍼 축에 단속적으로 동작하고, 적어도 하나의 액압적으로 작동하는 피스톤/실린더 유닛이 매니퓰레이터 하우징에 대해 축방향으로 변위가능한 그립퍼 축을 지지하기 위하여 장착되어 있는 단조기용 매니퓰레이터에 있어서, 피스톤/실린더 유닛(12)의 전방 및 후방 행정공간(18, 19)이 밸브(26)에 의해 라인(28)로 연결될 수 있고, 피스톤/실린더 유닛(12)가 그에 의해 피스톤/실린더 유닛(12)이 제어될 수 있는 제어장치(17)로 구성되어 있음을 특징으로 하는 다중 램 단조기등의 단조기용 매니퓰레이터.
2. 제1항에 있어서, 밸브(24)가 한편으로는 밸브(26)에 액압적으로 연결되어 있고, 다른 한편으로 서보-제어장치(17)의 스핀들/넛트시스템(23)에 액압적으로 연결되어 있음을 특징으로 하는 다중 램 단조기등의 단조기용 매니퓰레이터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 서보-제어장치(17)이 회전의 관점에서 보다 피스톤/실린더 유닛(12)의 피스톤에 고정 연결되어 있는 나사절삭된 스핀들(25)을 가짐을 특징으로 하는 다중 램 단조기등의 단조기용 매니퓰레이터.