KR101875373B1

KR101875373B1 - 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템 및 그 프레스 방법

Info

Publication number: KR101875373B1
Application number: KR1020170038610A
Authority: KR
Inventors: 한재형
Original assignee: 한재형
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2018-07-06

Abstract

본 발명은 2~4열의 금형이 설치되는 대형프레스의 양방향(양측 또는 좌우방향)으로 소재를 동시에 공급 및 이송하면서 2~4열의 프레스 성형이 동시에 이루어지도록 하고, 프레스 성형된 소재는 대형프레스의 양방향(양측 또는 좌우방향)으로 배출되는 2~4열의 동시 프레스에 의해 고효율의 프레스 작업이 이루어지도록 한 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템 및 그 프레스 방법에 관한 것으로, 복수 열로 나열 설치되는 상하부 금형(5)(7)을 이용하여 복수의 소재를 동시에 프레스 성형하는 대형프레스(1)와, 상기 대형프레스(1)의 양측 바깥에 설치되고 복수의 프레스 소재(S1)(S2)가 소정 높이로 적재되는 소재적재장치(3)(4)와, 상기 소재적재장치(3)(4)와 대형프레스(1) 사이에 각각 설치되고 소재적재장치(3)(4)의 소재(S1)(S2)를 대형프레스(1)의 양측 금형으로 낱장씩 이송시켜 반입하는 소재이송장치(6)(9)와, 상기 대형프레스(1)의 전방 공간부(18) 및 후방 공간부(17)에 각각 설치되고 X, Y, Z축으로 운동하면서 프레스 성형된 소재를 후속 공정의 금형으로 이송 반입하는 소재반송장치(2)(8)와, 대형프레스(1)의 양측에 각각 설치되고 최종 프레스 성형된 소재를 받아 배출시키는 배출컨베어(10)(10a)를 포함한다.

Description

대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템 및 그 프레스 방법{Method of pressing and high-efficient press system}

본 발명은 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템 및 그 프레스 방법에 관한 것으로, 상세하게는 2~4열의 금형이 설치되는 대형프레스의 양방향(양측 또는 좌우방향)으로 소재를 동시에 공급 및 이송하면서 2~4열의 프레스 성형이 이루어지도록 하고, 프레스 성형된 소재는 대형프레스의 양방향(반대방향 또는 좌우방향)으로 배출되는 2~4열의 동시 프레스 성형에 의해 고효율의 프레스 작업이 이루어지도록 한 것이다.

일반적으로 상하 금형으로 금속 제품이나 금속 부품을 프레스 성형하는 프레스는 성형을 전후하여 프레스기의 금형으로 소재를 투입하는 반입공정과, 금형으로 반입된 소재를 프레스 성형하는 성형공정과, 프레스 성형된 소재를 금형으로부터 배출시키는 반출(배출)공정과, 반출된 소재를 다음 성형공정의 금형으로 이송하는 이송공정이 수반되므로 프레스(프레스기) 주변, 또는 프레스 공정(프레스 라인)에는 소재를 흡착한 다음 프레스의 금형으로 이송, 반입, 반출 및 배출시키는 프레스 소재 이송시스템이나 장치가 설치 및 사용된다.

한편, 프레스 성형되는 소재의 크기가 작고 무게가 가벼운 경우에는 작업자의 수(手) 작업에 의존하여 소재의 반입과 반출 및 이송과 배출을 달성할 수 있으나, 많은 작업자가 필요하며, 작업자에게는 근골격계 질환을 일으킬 뿐 아니라 생산성이 크게 떨어지고 안전사고의 위험성이 상존하고 있어서 일부에서는 고(高)비용의 다관절 로봇으로 소재의 반입과 반출 및 이송과 배출을 달성하고 있다.

상기 다관절 로봇은 아암의 길이가 길고 작업반경이 커서 프레스 간의 설치 간격이 매우 커질 뿐 아니라, 프레스 공정간 소재의 이동동선이 길어지는 구조여서, 속도와 생산성이 떨어지고, 설비비 및 유지보수 비용이 많이 소요되어 채산성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한 작업 환경이나 소재변경에 따라 이송되는 소재의 반전 또는 회전이 필요한 경우 이에 신속히 대응할 수 없는 문제점이 있으며, 설치조건에 따라 그에 맞는 길이의 아암으로 일일이 교체시켜 사용해야 하는 문제점이 있다.

또한 복수의 상하 금형으로 반입된 소재를 동시에 프레스 성형하는 프레스의 경우 프레스 성형된 소재들을 후공정의 금형(후속 금형, 뒷 금형)으로 효율성 있게 이송하는 수단이나 장치가 마땅치 않을 뿐 아니라, 프레스 공정(라인)의 일측 방향으로 소재를 공급 및 이송하면서 프레스 성형한 다음 프레스 공정(라인)의 타측 방향으로 배출시키는 일방향(one way) 프레스 방식이어서 소재 이송 효율이 낮고, 프레스의 생산성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1341901호(발명의 명칭: 프레스용 소재 공급장치, 2013. 12. 16. 특허공고) 대한민국 등록특허공보 제92-006660호(발명의 명칭: 프레스의 소재 자동공급 장치, 1992. 08. 14. 특허공고) 대한민국 등록특허공보 제10-1247278호(발명의 명칭: 프레스 성형용 소재 이송장치, 2013. 03. 25. 특허공고)

본 발명은 2열의 금형이 설치되는 대형프레스의 양방향(양측 또는 좌우방향)으로 소재를 동시에 공급 및 이송하면서 2열의 프레스 성형이 이루어지도록 하고, 프레스 성형된 소재는 대형프레스의 양방향(반대방향 또는 좌우방향)으로 배출되는 2열(2 way)의 동시 프레스 성형에 의해 고효율의 프레스 작업이 이루어지도록 한 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템 및 그 프레스 방법을 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 4열의 금형이 설치되는 대형프레스의 양방향(양측 또는 좌우방향)으로 소재를 동시에 공급 및 이송하면서 4열의 프레스 성형이 이루어지도록 하고, 프레스 성형된 소재는 대형프레스의 양방향(반대방향 또는 좌우방향)으로 배출되는 4열의 동시 프레스 성형에 의해 고효율의 프레스 작업이 이루어지도록 한 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템 및 그 프레스 방법을 제공함에 특징이 있다.

본 발명은 복수 열로 나열 설치되는 상하 금형을 이용하여 복수의 소재를 동시에 프레스 성형하는 대형프레스와, 상기 대형프레스의 양측 바깥에 각각 설치되고 복수의 프레스 소재가 소정 높이로 적재되는 소재적재장치와 상기 소재적재장치와 대형프레스 사이에 각각 설치되고 소재적재장치의 소재를 대형프레스의 양측 금형으로 낱장씩 이송시켜 반입하는 소재이송장치와, 상기 대형프레스의 전방 공간부 및 후방 공간부에 각각 설치되고 X, Y, Z축으로 운동하면서 프레스 성형된 소재를 후속 공정의 금형으로 이송 반입하는 소재반송장치와, 상기 대형프레스의 양측에 각각 설치되고 최종 프레스 성형된 소재를 받아 배출시키는 배출컨베어를 포함한다.

상기 복수 열은 2~4열 임을 특징으로 한다.

본 발명에서 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템은, 4열로 나열 설치되는 상하 금형을 이용하여 복수의 소재를 동시에 프레스 성형하는 대형프레스와, 상기 대형프레스의 양측 바깥에 각각 설치되고 2개의 소재가 동시에 공급될 수 있도록 소정 높이로 적재되는 소재적재장치와, 상기 소재적재장치와 대형프레스 사이에 각각 설치되고 소재적재장치의 소재를 대형프레스의 금형으로 2개씩 이송시켜 반입하는 소재이송장치와, 상기 대형프레스의 전방 공간부 및 후방 공간부에 각각 설치되고 X, Y, Z축으로 운동하면서 프레스 성형된 2개의 소재를 후속 공정의 금형으로 동시에 이송 반입하는 소재반송장치와, 상기 대형프레스의 양측에 각각 설치되고 최종 프레스 성형된 2개의 소재를 동시에 받아 배출시키는 배출컨베어를 포함한다.

상기 소재반송장치는, 기대(81) 위에 수평으로 설치되는 좌우측 플레이트(82)(84) 및 중앙 플레이트(83); 플레이트(82)(83)(84)의 상부면에 전후로 평행 설치되는 한 쌍의 LM레일(85)(86)(87); 좌우측 플레이트(82)(84)의 상부면에 전후로 설치되어 LM레일(85)(87)과 평행하는 랙기어(88)(89); LM레일(85)(86)(87)에 미끄럼 결합되는 LM블럭(811)(812)(813); LM블럭(811)(812)(813)의 상부면에 고정되는 이동체(814)(815)(816); 이동체(814)(815)(816)의 상부면에 가로방향으로 평행 설치되는 한 쌍의 프로파일(817)(818); 프로파일(818)의 측부에 복수의 브라켓(819)으로 축 설치되는 연동축(820); 연동축(820)의 좌우측 단부에 고정되는 스퍼어기어(821)(822); 연동축(820)의 양측 끝단부에 고정되고 랙기어(88)(89)에 각각 치차 결합되는 스퍼어기어(823)(824); 프로파일(818)의 측부에 브라켓으로 고정되는 서보모터(825)(826); 서보모터(825)(826)의 회전축에 고정되고 스퍼어기어(821)(822)에 각각 치차 결합되는 스퍼어기어(827)(828); 프로파일(817)(818)의 길이방향 상부면에 고정되는 LM레일(831)(832); 프로파일(818)의 길이방향 전면부에 고정되는 랙기어(833); LM레일(831)(832)에 각각 미끄럼 결합되는 복수의 LM블럭(834)(835); 복수의 LM블럭(834)(835) 상부에 설치되는 복수의 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d); 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)의 바닥판(855)에 하향 설치되는 서보모터(860); 바닥판(855) 하부로 돌출되는 서보모터(860)의 회전축에 고정되고 랙기어(833)에 치차 결합되는 헬리컬기어(859)를 포함한다.

상기 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)은, 바닥판(855)과 측판(856)과 측판 보강부(857)와 케이스(858); 바닥판(855)에 하향 설치되는 서보모터(860); 바닥판(855) 하부로 돌출되는 서보모터(860)의 회전축에 고정되고 랙기어(833)에 치차 결합되는 헬리컬기어(859); 바닥판(855)의 저부면에 고정되고 LM레일(831)(832)에 미끄럼 결합되는 LM블럭(861)(862); 측판(856) 중앙에 상하 브라켓(863)(864)으로 축 설치되는 볼스크류(865); 측판(856) 양측에 수직으로 고정되어 볼스크류(865)와 평행하는 한 쌍의 LM레일(866)(867); 볼스크류(865)에 나사결합되는 볼너트(868); 볼스크류(865)의 하단부에 고정되는 타이밍풀리(869); 측판(856)에 수직으로 고정되는 서보모터(870); 서보모터(870)의 회전축에 고정되는 타이밍풀리(871); 타이밍풀리(869)와 타이밍풀리(871)를 연결하는 타이밍벨트(872); LM레일(866)(867)에 미끄럼 결합되는 LM블럭(873)(874); 볼너트(868)가 고정되고 LM블럭(873)(874)이 고정되어 승강 운동하는 수평부재(875); 수평부재(875) 단부에 설치되는 소재흡탈착수단을 포함한다.

상기 소재흡탈착수단은, 수평부재(875) 단부에 설치되는 아암(877); 아암(877) 단부에 소정 간격으로 설치되는 관절구(878); 관절구(878)에 결합되어 틸팅각도가 조절되는 지지봉(879); 지지봉(879) 단부에 설치되는 소재흡탈착구(880); 일측 소재흡탈착구(880)에 설치되고 소재의 흡착과 탈착을 감지하는 근접센서(881)를 포함한다.

상기 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)에 설치되고 소재(S1)(S2)를 수평 또는 수직 또는 소정의 각도로 회전시켜 이송하는 회전수단(882)을 더 포함한다.

상기 회전수단(882)은, 수평부재(875)의 길이방향 내부에 축 설치되는 축봉(883); 축봉(883)의 일측 단부에 고정되는 헬리컬기어(884); 수평부재(875)에 고정되는 서보모터(885); 서보모터(885)의 회전축에 고정되고 헬리컬기어(884)에 치합되는 헬리컬기어(886); 축봉(883)의 타측 단부에 고정되고 축봉(883)을 따라 회전하는 블럭(887); 블럭(887)의 일측에 수평으로 고정되는 축부재(888)를 포함한다.

상기 소재이송장치는, 높낮이 조절수단(60)을 갖는 기대(61); 기대(61) 상부에 설치되는 플레이트(62); 플레이트(62) 상부면 전후에 평행 설치되는 한 쌍의 LM레일(6a)(6b); LM레일(6a)(6b)에 각각 미끄럼 결합되는 복수의 LM블럭(6c)(6d); LM블럭(6c)(6d) 상부면에 고정되고 LM레일(6a)(6b)의 길이방향으로 직선 왕복 운동하는 소재반입유닛(63) 및 소재반출유닛(64); 소재반입유닛(63) 및 소재반출유닛(64)의 몸체(69) 내부에 각각 설치되는 서보모터(65)(66); 플레이트(62) 상부면에 고정되는 랙기어(67)(68); 서보모터(65)(66)의 회전축에 설치되고 랙기어(67)(68)에 치차 결합되는 헬리컬기어(67a)(68a)를 포함한다.

상기 소재반입유닛(63) 및 소재반출유닛(64)은, 몸체(69) 상부에 수직으로 설치되는 수직부재(610); 양측 수직부재(610)의 전면부에 고정되는 LM레일(6e); LM레일(6e)에 미끄럼 결합되는 좌우의 LM블럭(6f); 수직부재(610)에 고정되어 LM레일(6e)과 평행하는 랙기어(615); 좌우 LM블럭(6f)에 수평으로 고정되는 승강부재(616)(617); 브라켓(619a)으로 승강부재(616)(617)에 고정되는 서보모터(618); 서보모터(618)의 회전축에 고정되고 랙기어(615)에 치합되는 헬리컬기어(619); 승강부재(616)(617)의 단부에 각각 설치되는 아암(620)(621); 아암(620)(621)에 각각 설치되고 소재(S1)(S2)를 흡착 및 탈착하는 소재흡탈착수단(622)(623); 소재반입유닛(63)과 소재반출유닛(64) 사이에 설치되는 이송테이블(631)을 포함한다.

상기 소재흡탈착수단(622)(623)은, 아암(620)(621) 단부에 소정 간격으로 설치되는 관절구(626); 관절구(626)에 결합되어 틸팅각도가 조절되는 지지봉(627); 지지봉(627) 단부에 설치되는 소재흡탈착구(628); 일측 소재흡탈착구(628)에 설치되고 소재(S1)(S2)의 흡착과 탈착을 근접 감지하는 근접센서(629)를 포함한다.

상기 이송테이블(631)은, 플레이트(62)의 상부면에 평행 설치되는 한 쌍의 LM레일(6e) 및 랙기어(630); LM레일(6e)에 각각 미끄럼 결합되는 복수의 LM블럭(6f); LM블럭(6f) 상부면에 고정되고 LM레일(6e)의 길이방향으로 직선 왕복 운동하는 이송테이블(631); 이송테이블(631)의 몸체(632)에 고정되는 서보모터(633); 서보모터(633)의 회전축에 고정되고 상기 랙기어(630)에 치차 결합되는 헬리컬기어(634); 몸체(632) 상부에 위치하는 소재안착부(635)를 포함한다.

본 발명의 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 방법은, a) 2~4의 복수 열로 나열 설치되는 상하 금형으로 소재를 동시에 프레스 성형하는 대형프레스와, 상기 대형프레스의 양측에 각각 설치되는 소재적재장치 및 소재이송장치와, 상기 대형프레스의 전방 공간부와 후방 공간부에 각각 설치되고 성형된 소재를 후공정의 금형으로 반입시키는 소재반송장치와, 상기 대형프레스의 양측에 각각 설치되는 배출컨베어를 포함하되, 상기 소재이송장치로 상기 소재적재장치에 적재된 소재를 대형프레스의 제1 하부금형으로 각각 이송 반입한 다음 1차 프레스 성형하는 단계; b) 소재반송장치를 이용하여 1차 프레스 성형된 소재를 대형프레스의 제2 하부금형으로 이송 반입한 다음 2차 프레스 성형하는 단계; c) 소재반송장치를 이용하여 2차 프레스 성형된 소재를 대형프레스의 제3 하부금형으로 이송 반입한 다음 3차 프레스 성형하는 단계; d) 소재반송장치를 이용하여 3차 프레스 성형된 소재를 대형프레스의 제4 하부금형으로 이송 반입한 다음 4차 프레스 성형하는 단계; e) 소재반송장치를 이용하여 4차 프레스 성형된 소재를 대형프레스의 제5 하부금형으로 이송 반입한 다음 5차 프레스 성형하는 단계; d) 소재반송장치를 이용하여 5차 프레스 성형된 소재를 대형프레스 양측의 배출컨베어로 배출하는 단계; 를 포함한다.

본 발명은 2~4열의 금형이 설치되는 대형프레스의 양방향(양측 또는 좌우방향)으로 소재를 동시에 공급 및 이송하면서 2~4열의 동시 프레스 성형이 이루어지면서 2~4배 이상의 고효율 소재 이송 및 프레스 작업이 이루어지고 프레스 생산성은 극대화되는 효과가 있다.

본 발명은 같거나 비슷한 크기의 프레스 압력이 가해질 수 있도록, 자동차 부품같이 좌우가 구분되면서 대칭으로 설치되는 부품의 동시 성형에 매우 적합하고 최적화되는 효과가 있다.

본 발명은 복수 열의 복수 공정, 예컨대 2열 10공정 또는 4열 20공정 전후의 프레스가 가능한 효과가 있다.

본 발명은 한 벌의 물품(좌우 세트, 전후 세트, 상하 세트 부품 등), 예컨대 좌측 물품(부품)과 우측 물품(부품)을 동시에 프레스 작업할 수 있는 장점이 있으며, 동시 성형에 의해 생산성이 극대화 되는 효과가 있다.

본 발명은 각종 프레스 공정에 최적화된 획기적인 이송방법으로 소재를 이송할 수 있어서 설비 비용과 유지보수 비용이 크게 절감되고, 종래 사용된 다관절로봇에 비하여 저렴한 비용으로 생산성이 크게 향상되며, 사용 및 유지보수가 간편하고 작업환경에 맞춰 편리하게 설치할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 소재반송장치에 구비되는 소재반송유닛 부분에 회전수단을 구비하여 이송 간에 소재를 수직이나 소정각도로 회전시켜 전달할 수 있어서 이송효율과 생산성이 크게 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 기 설치된 프레스 공정 라인에도 대응하여 쉽게 설치할 수 있는 범용성이 있으며, 사용의 편리함으로 인하여 프레스 산업 관련 가공 생산공정에서 저비용으로 널리 사용할 수 있는 등의 효과가 있는 유용한 발명이다.

도 1 : 본 발명 일 예로 도시한 사시도.
도 2 : 본 발명 일 예로 도시한 평면도.
도 3 : 본 발명 일 예로 도시한 정면도.
도 4 : 본 발명 일 예로 도시한 소재 이송 상태 측면도.
도 5 ~ 도 8 : 본 발명 일 예로 도시한 측면도.
도 9 ~ 도 12 : 본 발명 일 예로 도시한 타측 소재이송장치의 사용 상태 평면도.
도 13 : 본 발명 일 예로 도시한 일측 소재이송장치의 사시도.
도 14 : 본 발명 일 예로 도시한 일측 소재이송장치의 측면도.
도 15 : 본 발명 일 예로 도시한 일측 소재이송장치의 소재이송유닛 부분 사시도.
도 16 : 본 발명 일 예로 도시한 일측 소재이송장치의 소재이송유닛 부분 측단면도.
도 17 : 본 발명 일 예로 도시한 일측 소재이송장치의 소재이송유닛 부분 평단면도.
도 18 : 본 발명 일 예로 도시한 타측 소재이송장치의 사시도.
도 19 : 본 발명 일 예로 도시한 타측 소재이송장치의 측면도.
도 20 : 본 발명 일 예로 도시한 타측 소재이송장치의 소재이송유닛 부분 사시도.
도 21 : 본 발명 일 예로 도시한 타측 소재이송장치의 소재이송유닛 부분 측단면도.
도 22 : 본 발명 일 예로 도시한 타측 소재이송장치의 소재이송유닛 부분 평단면도.
도 23 : 본 발명 일 예로 도시한 소재반송장치의 배면 사시도.
도 24 : 본 발명 일 예로 도시한 소재반송장치의 평면도.
도 25 : 본 발명 일 예로 도시한 소재반송장치의 배면도.
도 26 : 본 발명 일 예로 도시한 소재반송장치의 측면도.
도 27 : 본 발명 일 예로 도시한 소재반송유닛의 회전수단 사시도.
도 28 : 본 발명 일 예로 도시한 소재반송장치 부분 사시도.
도 29 : 본 발명 일 예로 도시한 소재반송장치의 회전수단이 회전하고 있는 상태의 사시도.
도 30 : 본 발명 일 예로 도시한 소재반송장치의 회전수단이 회전한 상태의 측면도.
도 31 : 본 발명 일 예로 도시한 소재반송장치의 회전수단이 회전한 상태의 평면도.
도 32 : 본 발명 일 예로 도시한 소재반송장치의 회전수단이 회전한 상태의 정면도.
도 33 ~ 도 39 : 본 발명에서 소재적재장치의 소재가 소재이송장치 및 금형으로 이송과 반입 및 성형 반출되는 상태의 측면 예시도.
도 40 : 본 발명 일 예로 도시한 배출컨베어의 측면도.
도 41 : 본 발명 다른 예로 도시한 평면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략하며, 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

도 1은 본 발명 일 예로 도시한 고효율 프레스 시스템의 사시도이고, 도 2는 평면 예시도이고, 도 3은 정면 예시도로, 자동차 부품과 같이 좌우가 구분되면서 대칭으로 설치되는 부품의 동시 성형에 적합하다. 또한 본 발명은 복수 열의 복수 공정, 예컨대 2열 10공정 또는 4열 20공정 전후의 성형(프레스 성형)이 가능하다.

본 발명에서 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 방법은, a) 2~4의 복수 열로 나열 설치되는 상하 금형으로 소재를 동시에 프레스 성형하는 대형프레스(1)와, 상기 대형프레스(1)의 양측에 각각 설치되는 소재적재장치(3)(4) 및 소재이송장치(6)(9)와, 상기 대형프레스(1)의 전방 공간부(18)와 후방 공간부(17)에 각각 설치되고 성형된 소재를 후 공정의 금형으로 반입시키는 소재반송장치(2)(8)와, 상기 대형프레스(1)의 양측에 각각 설치되는 배출컨베어(10)(10a)를 포함하되, 상기 소재이송장치(6)(9)로 상기 소재적재장치(3)(4)에 적재된 소재(S1)(S2)를 대형프레스(1)의 제1 하부금형(5a)(5f)으로 각각 이송 반입한 다음 1차 프레스 성형하는 단계; b) 소재반송장치(2)(8)를 이용하여 1차 프레스 성형된 소재를 대형프레스(1) 의 제2 하부금형(5b)(5g)으로 이송 반입한 다음 2차 프레스 성형하는 단계; c) 소재반송장치(2)(8)를 이용하여 2차 프레스 성형된 소재를 대형프레스(1)의 제3 하부금형(5c)(5h)으로 이송 반입한 다음 3차 프레스 성형하는 단계; d) 소재반송장치(2)(8)를 이용하여 3차 프레스 성형된 소재를 대형프레스(1)의 제4 하부금형(5d)(5i)으로 이송 반입한 다음 4차 프레스 성형하는 단계; e) 소재반송장치(2)(8)를 이용하여 4차 프레스 성형된 소재를 대형프레스(1)의 제5 하부금형(5e)(5j)으로 이송 반입한 다음 5차 프레스 성형하는 단계; d) 소재반송장치(2)(8)를 이용하여 5차 프레스 성형된 소재를 대형프레스(1) 양측의 배출컨베어(10)(10a)로 배출하는 단계; 를 포함한다.

대형프레스(1)를 이용한 본 발명의 고효율 프레스 시스템은, 2~4의 복수 열로 나열 설치되는 복수의 상하부 금형(5)(7)을 이용하여 복수의 소재를 동시에 프레스 성형하는 대형프레스(1)와, 대형프레스(1)의 양측 바깥에 설치되고 복수의 프레스 소재(S1)(S2)가 소정 높이로 적재되는 소재적재장치(3)(4)와, 소재적재장치(3)(4)와 대형프레스(1) 사이에 각각 설치되고 소재적재장치(3)(4)의 소재(S1)(S2)를 대형프레스(1)의 양측 금형으로 낱장씩 이송시켜 반입하는 소재이송장치(6)(9)와, 대형프레스(1)의 전방 공간부(18) 및 후방 공간부(17)에 각각 설치되고 X, Y, Z축으로 운동하면서 프레스 성형된 소재를 후속 공정의 금형으로 이송 반입하는 소재반송장치(2)(8)와, 대형프레스(1)의 일측 또는 일측과 타측(또는 양측)에 설치되고 최종 프레스 성형된 소재(S1)(S2)를 받아 바깥으로 배출시키는 배출컨베어(10)(10a)를 포함한다.

본 발명은 소재(S1)(S2)가 대형프레스(1)의 양측 방향(2 way)으로 공급 및 이송되면서 복수의 상하부 금형(5)(7)에 의해 소재(S1)(S2)가 동시에 성형되고, 최종 성형된 소재(S1)(S2)는 대형프레스(1)의 양측에 위치하는 배출컨베어(10)(10a)를 통하여 각각 배출되도록 함으로써 고효율(2배 이상)의 소재 이송과 프레스 성형이 이루어지며, 이에 따라 대형프레스(프레스기)의 생산성 또한 2배 이상으로 크게 향상된다.

상기 소재적재장치(3)(4)는 동일한 구성이며 대칭 구조이다. 소재적재장치(3)(4)는 높낮이 조절수단(30)(40)을 갖는 기대(31)(41) 상부에 한 쌍의 LM레일(32)(42)과 실린더(33)(43)가 평행으로 설치되고, LM레일(32)(42)에는 소재적재대(34)(44) 하부에 설치되는 한 쌍의 LM블럭이 직선 왕복 운동할 수 있도록 미끄럼 결합되고, 실린더(33)(43)의 로드 단부는 소재적재대(34)(44)의 저부면 일측에 핀으로 결합 설치되어 실린더(33)(43)의 동작 상태에 따라 실린더 로드가 출몰하면 소재적재대(34)(44)가 전진 또는 후진하게 되며, 소재적재대(34)(44)의 상부면 전후에는 소재(S1)(S2)가 각각 적재되는 한 쌍의 소재적재부(38)(39)(48)(49)가 설치된다.

상기 소재적재부(38)(39)(48)(49)에는 정역 회전하는 감속모터에 의해 승강이 제어되는 엘리베이터가 각각 설치되어 적재된 소재(S1)(S2)가 소모되면서 최상부 소재의 높이가 낮아지면 소재(S1)(S2) 전체를 상승시켜 최상부 소재 높이가 일정 높이로 유지되도록 제어함으로써 소재이송장치(6)(9)의 소재반입유닛(63)(93)에 의해 에러없이 반출되도록 구성된다.

상기 소재적재부(38)(39)(48)(49)에는 복수의 정열지지수단(35)(36)(45)(46)이 설치되어 적재되는 소재(S1)(S2)의 가장자리 부분을 정열 및 지지하게 된다. 상기 소재적재부(38)(39)(48)(49)는 소재적재대(34)(44)의 상부면 전후에 한 쌍으로 설치되어 소재(S1)(S2)의 연속 공급(중단없는 공급)이 가능하다, 예컨대, 실린더(33)(43)에 의해 소재적재대(34)(44)가 전진하여 전방의 소재적재부(38)(48)에 적재된 소재(S1)(S2)가 소재이송장치(6)(9)로 반출되는 동안 후방에 위치하는 소재적재부(39)(49)에는 작업자 또는 적재수단(적재장치)에 의해 소재(S1)(S2)가 소정높이로 적재되어(보충되어) 준비되며, 전방 소재적재부(38)(48)의 소재(S1)(S2)가 전량 소모되면 실린더(33)(43)에 의해 소재적재대(34)(44)가 전진하면서 후방의 소재적재부(39)(49)가 소재반출위치로 이동하여 소재반출이 중단없이 계속 유지되고, 전방으로 이동한 전방 소재적재부(38)(48)에는 작업자 또는 적재수단(적재장치)에 의해 소재(S1)(S2)가 소정높이로 적재되어(보충되어) 준비되며, 후방 소재적재부(39)(49)의 소재(S1)(S2)가 전량 소모되면, 실린더(33)(43)에 의해 소재적재대(34)(44)가 후진하면서 소재(S1)(S2)가 적재된 전방의 소재적재부(38)(48)가 소재반출위치로 이동하여 소재(S1)(S2) 반출이 중단없이 계속 유지된다.

상기 대형프레스(1)는 상하 한 쌍으로 구성되는 상하 금형이 적어도 2개 이상 나열 설치되어 2공정 이상의 프레스 작업이 동시에 이루어지면서 소정 형상(형상/모양)의 프레스 성형제품이 얻어지는 H형 프레스, 세미(Semi) H형 프레스 등이다.

상기 대형프레스(1)는 4의 모서리 부분에 기둥(11)(12)(13)(14)이 각각 설치되고, 일측 전후 기둥(11)(13) 사이에는 공간부(15)가 형성되고, 타측 전후 기둥(12)(14) 사이에도 공간부(16)가 형성된다.

상기 양측 공간부(15)(16)로는 소재(S1)(S2)를 흡착한 소재이송장치(6)(9)의 소재흡탈착수단(623)(923)이 출입하면서 하부금형(5a)(5f) 위에 소재(S1)(S2)를 각각 반입시킨 다음 복귀할 수 있도록 구성되고, 최종 프레스 성형된 소재는 대형프레스(1)의 양측 공간부(15)(16)의 전후부에 각각 설치되는 배출컨베어(10)(10a)를 통하여 대형프레스(1) 바깥으로 배출된다.

상기 대형프레스(1)의 좌우 기둥(13)(14) 사이의 후방에 형성되는 공간부(17)에는 복수의 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)이 구비되는 소재반송장치(8)가 설치되어 앞 공정 금형에 의해 프레스 성형된 소재(S1)를 후공정 금형으로 이송시키고, 최종 프레스 성형된 소재는 배출컨베어(10)로 배출시키는 방법으로 효율적이면서 신속한 방법으로 소재(S1)의 이송과 성형 및 배출이 이루어진다.

또한 대형프레스(1)의 좌우 기둥(11)(12) 사이의 전방에 형성되는 공간부(18)에도 복수의 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)이 구비되는 소재반송장치(2)가 설치되어 앞 공정 금형에 의해 프레스 성형된 소재(S2)를 후공정 금형으로 이송시키고, 최종 프레스 성형된 소재는 배출컨베어(10a)로 배출시키는 방법으로 효율적이면서 신속한 방법으로 소재(S2)의 이송과 성형 및 배출이 이루어진다.

상기 후방의 소재반송장치(8)와 전방의 소재반송장치(2)는 같은 구성이며, 마주보도록 설치되어 소재(S1)와 소재(S2)의 이송방향은 반대방향이다.

상기 대형프레스(1)의 내부 공간에는 복수의 하부금형(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)(5f)(5g)(5h)(5i)(5j)과 하부금형 다이가 설치되고, 하부금형(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)(5f)(5g)(5h)(5i)(5j)에 각각 대응하여 그 상부에 상부금형(7)과 상부금형 지지대(19)가 각각 설치되며, 상부금형(7)은 유압장치와 크랭크, 링크, 너크, 유압장치, 제어장치와 승강부재(19a) 및 상부금형 지지대(19)에 의해 동기되어 동시에 승강하면서 하부금형(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)(5f)(5g)(5h)(5i)(5j)으로 반입된 소재(S1)(S2)를 동시에 타발하면서 소정의 형상으로 성형하게 된다.

본 발명에서 예시한 후방의 5개 하부금형(5a)(5b)(5c)(5d)(5e) 및 전방의 5개 하부금형(5f)(5g)(5h)(5i)(5j)과, 후방의 5개 상부금형 및 전방의 5개 상부금형에 의해 대형프레스(1)의 양측으로 공급되는 소재(S1)(S2)의 5공정 성형이 동시에 이루어지면서 양방향(2way)으로 배출된다.

이를테면 소재이송장치(6)(9)에 의해 소재적재장치(3)(4)의 소재(S1)(S2)가 대형프레스(1)의 양측(반대방향)에 각각 위치하는 제1 하부금형(5a)(5f)으로 각각 반입된 다음 상하부 금형에 의해 1차 성형되고, 1차 성형된 소재(S1)(S2)는 소재반송장치(2)(8)에 의해 대형프레스(1)의 전후에 위치하는 제2 하부금형(5b)(5g)으로 반입된 다음 상하부 금형에 의해 2차 성형되고, 2차 성형된 소재(S1)(S2)는 소재반송장치(2)(8)에 의해 대형프레스(1) 전후의 제3 하부금형(5c)(5h)으로 반입된 다음 3차 성형되고, 3차 성형된 소재(S1)(S2)는 소재반송장치(2)(8)에 의해 대형프레스(1)의 전후에 위치하는 제4 하부금형(5d)(5i)으로 반입된 다음 4차 성형되고, 4차 성형된 소재는 소재반송장치(2)(8)에 의해 대형프레스(1) 전후의 제5 하부금형(5e)(5j)으로 반입된 다음 5차 성형되고, 5차 성형된 소재(S1)(S2)는 소재반송장치(2)(8)에 의해 대형프레스(1)의 양측 공간부(15)(16)에 위치하는 배출컨베어(10)(10a)로 각각 이동하여 배출되는 방법으로 양방향(2 way) 프레스 작업이 동시에 이루어지며, 따라서 대형프레스(1)의 생산성이 2배 이상 향상된다.

상기 1차 성형 내지 5차 성형은 동시에 이루어지며, 양방향(2way)으로 소재가 동시에 공급, 이송, 반입, 성형, 반출, 배출이 이루어지면서 프레스 성형이 달성된다.

상기 상부금형 및 하부금형은 10쌍으로 예시하였으나, 소재(S1)(S2)의 크기와 성형에 필요한 파워, 대형프레스(1)의 파워 등을 감안하여 상부금형과 하부금형이 10쌍 미만이거나 10쌍을 초과할 수 있음은 물론이며, 대형프레스(1)의 전후방에 위치하는 상하부 금형의 개수는 프레스 조건이나 크기 및 프레스 공정수 등에 따라 비대칭 개수일 수 있다.

상기 소재이송장치(6)(9)는 대형프레스(1)의 양측으로 소재(S1)(S2)를 동시 공급하는 대칭구조이며, 도 13 내지 도 17은 일측 소재이송장치(6)를 예시한 것이고, 도 18 내지 도 22는 타측 소재이송장치(9)를 예시한 것이다.

상기 소재이송장치(6)(9)는, 높낮이 조절수단(60)(90)을 갖는 기대(61)(91)와, 기대(61)(91) 상부에 설치되는 플레이트(62)(92)와, 플레이트(62)(92)의 상부면 전후에 평행으로 설치되는 한 쌍의 LM레일(6a)(6b)(9a)(9b)과, LM레일(6a)(6b)(9a)(9b)에 각각 미끄럼 결합되는 복수의 LM블럭(6c)(6d)(9c)(9d)과, LM블럭(6c)(6d)(9c)(9d)의 상부면에 고정되고 LM레일(6a)(6b)(9a)(9b)의 길이방향으로 직선 왕복 운동하는 소재반입유닛(63)(93) 및 소재반출유닛(64)(94)과, 소재반입유닛(63)(93) 및 소재반출유닛(64)(94)의 몸체(69)(99) 내부에 각각 설치되는 서보모터(65)(66)(95)(96)와, 플레이트(62)(92) 상부면에 고정되는 랙기어(67)(68)(97)(98)와, 서보모터(65)(66)(95)(96)의 회전축에 설치되고 랙기어(67)(68)(97)(98)에 치차 결합되는 피니언 또는 헬리컬기어(67a)(68a)(97a)(98a)와, 몸체(69)(99) 상부에 수직으로 설치되는 수직부재(610)(910)와, 양측 수직부재(610)(910)의 전면부에 고정되는 LM레일(6e)(9e)과, LM레일(6e)(9e)에 미끄럼 결합되는 좌우의 LM블럭(6f)(9f)과, 수직부재(610)(910)에 고정되고 LM레일(6e)(9e)과 평행하는 랙기어(615)(915)와, 좌우 LM블럭(6f)(9f)에 수평으로 고정되는 승강부재(616)(617)(916)(917)와, 브라켓(619a)(919a)으로 승강부재(616)(617)(916)(917)에 고정되는 서보모터(618)(918)와, 서보모터(618)(918)의 회전축에 고정되고 상기 랙기어(615)(915)에 치차 결합되는 헬리컬기어(619)(919)와, 승강부재(616)(617)(916)(917)의 단부에 각각 설치되는 아암(620)(621)(920)(921)과, 아암(620)(621)(920)(921)에 각각 설치되고 소재(S1)(S2)를 흡착 및 탈착하는 소재흡탈착수단(622)(623)(922)(923)을 포함한다.

상기 소재반입유닛(63)(93) 및 소재반출유닛(64)(94)은, 도 27, 도 28에 도시한 소재반송장치(2)(8)의 소재반송유닛(850) 처럼, 서보모터(870)와 타이밍풀리(869)(871)와 타이밍벨트(872)에 의해 정역회전하는 볼스크류(865)와, 볼스크류(865)에 나사 결합되는 볼너트(868)와, 볼너트(868) 및 LM가이드에 의해 승강부재(616)(617)(916)(917)가 승강할 수 있도록 구성할 수도 있다.

상기에서 승강부재(616)(617)(916)(917)의 전면부에 프로파일(625)(925)을 설치하고, 프로파일(625)(925)의 설치홈(626a)(926a)에 아암(620)(920)을 체결하도록 함으로써 소재(S1)(S2)의 흡탈착 위치에 따라 소재흡탈착수단(622)(623)(922)(923)의 위치를 임의 설정할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 소재흡탈착수단(622)(623)(922)(923)은, 아암(620)(621)(920)(921)의 단부에 소정 간격으로 설치되는 관절구(626)(926)와, 관절구(626)(926)에 결합되어 틸팅각도가 조절되는 지지봉(627)(927)과, 지지봉(627)(927) 단부에 설치되는 소재흡탈착구(628)(928)와, 일측 소재흡탈착구(628)(928)에 설치되고 소재(S1)(S2)의 흡착과 탈착을 근접 감지하는 근접센서(629)(929)를 포함한다.

상기 소재반입유닛(63)(93)과 소재반출유닛(64)(94) 사이에는 이송테이블(631)(931)이 설치된다. 상기 이송테이블(631)(931)은 플레이트(62)(92)의 상부면에 평행 설치되는 한 쌍의 LM레일(6e)(9e) 및 랙기어(630)(930)와, LM레일(6e)(9e)에 각각 미끄럼 결합되는 복수의 LM블럭(6f)(9f)과, LM블럭(6f)(9f) 상부면에 고정되고 LM레일(6e)(9e)의 길이방향으로 직선 왕복 운동하는 이송테이블(631)(931)과, 이송테이블(631)(931)의 몸체(632)(932)에 고정되는 서보모터(633)(933)와, 서보모터(633)(933)의 회전축에 고정되고 상기 랙기어(630)(930)에 치차 결합되는 헬리컬기어(634)(934)와, 몸체(632)(932) 상부에 위치하는 소재안착부(635)(935)를 포함한다.

상기 이송테이블(631)(931)은 소재반입유닛(63)(93)으로부터 공급되는 소재(S1)(S2)를 받아 소재반출유닛(64)(94)으로 이송 전달한 다음 다음번 소재 이송을 위하여 후진 복귀하게 된다. 상기 소재반입유닛(63)(93)과 소재반출유닛(64)(94) 및 이송테이블(631)(931)은 평행 설치된다.

상기 소재반입유닛(63)(93)은 소재적재부(38)(39)와 소재반입위치(P1)(P3)를 직선 왕복 운동하면서 소재적재장치(3)(4)의 소재(S1)(S2)를 흡착한 다음 소재반입위치(P1)(P3)로 이동한 이송테이블(631)(931)로 전달하고, 이송테이블(631)(931)은 소재반입유닛(63)(93)에 의해 전달 및 안착된 소재(S1)(S2)를 전진 이송시켜 소재반출위치(P2)(P4)로 전달하고, 소재반출유닛(64)(94)은 이송테이블(631)(931)에 의해 소재반출위치(P2)(P4)로 이송된 소재(S1)(S2)를 흡착한 다음 전진 이송하여 대형프레스(1)의 양측에 위치하는 최선단(초단) 하부금형(5a)(5f)으로 동시에 반입 및 탈착시킨 후(안착시킨 후) 다음번 소재 이송을 위하여 소재반출위치(P2)(P4)로 각각 복귀함으로써 소재(S1)(S2)의 연속 이송과 반입이 달성된다.

상기 LM레일(6a)(6b)(6e)(9a)(9b)(9e)의 양단부에는 스토퍼(636)(637)(936)(937)가 각각 설치되어 소재반입유닛(63)(93)과 소재반출유닛(64)(94) 및 이송테이블(631)(931)의 이탈이 방지되고, 소재반입유닛(63)(93)과 소재반출유닛(64)(94) 및 이송테이블(631)(931)이 정지하는 소재반입위치(P1)(P2) 및 소재반출위치(P3)(P4)에는 근접센서(638)(639)(938)(939)가 설치되어 이송테이블(631)(931)의 이동 한계가 설정 및 제어된다.

상기 소재반입유닛(63)(93)과 소재반출유닛(64)(94)은 서로 같은 구성이며, 설치위치와 소재를 전달하는 양태에 따라 반대 구성이거나 서로 상이할 수 있다.

도 5 내지 도 8은 소재적재장치(3)에 적재된 소재(S1)가 소재이송장치(6)로 이송 공급되는 상태의 평면 예시도이고, 도 9 내지 도 12는 소재적재장치(4)에 적재된 소재(S2)가 소재이송장치(9)로 이송 공급되는 상태의 평면 예시도이다.

상기 소재반입유닛(63)(93)은 소재적재장치(3)(4)의 최상부 소재(S1)(S2)를 흡탈착수단(622)(922)으로 흡착 이송한 다음 소재수령위치로 후진 이동해 있는 이송테이블(631)(931)로 전달하고, 소재(S1)(S2)를 전달받은 이송테이블(631)(931)은 전진 이동하여 소재전달위치에서 정지하게 되며, 소재반출유닛(64)(94)은 후진한 상태에서 소재전달위치에 정지된 이송테이블(631)(931) 위의 소재(S1)(S2)를 흡착한 다음 전진 이동하여 대형프레스(1) 양측의 최선단 하부금형(5a)(5f)으로 소재를 각각 반입 및 탈착시킨 다음, 다음번 소재(S1)(S2)를 흡착할 수 있도록 각각 복귀하여 대기하게 된다.

도 5와 도 9는 소재반입유닛(63)(93)이 소재적재부(38)로 하강 이동하여 최상부에 적재된 소재(S1)(S2)를 흡착하는 상태이며, 소재(S1)(S2)를 흡착한 소재반입유닛(63)(93)은 도 6, 도 10과 같이 소재반입위치(P1)(P3)로 이동한 이송테이블(631)(931) 위의 소재안착부(635)(935)에 탈착시킨 다음 다음번 소재(S1)(S2) 이송을 위하여 소재적재부(38)로 이동하고, 소재(S1)(S2)가 안착된 이송테이블(631)(931)은 도 7, 도 11과 같이 소재반출위치(P2)(P4)로 이동하고, 소재반출유닛(64)(94)은 소재반출위치로 하강 이동하여 이송된 소재를 흡착한 다음 도 8, 도 9와 같이 최선단의 하부금형(5a)(5f)으로 이동 및 하강하여 안착시킨 다음 소재반출위치(P2)(P4)로 복귀하여 다음번 소재 반입을 위하여 대기하게 되며, 이러한 과정의 반복으로 하부금형(5a)(5f)으로의 소재(S1)(S2) 반입이 연속적으로 중단없이 이루어진다.

상기 소재반입유닛(63)(93)이 흡착한 소재(S1)(S2)를 소재반입위치(P1)(P3)로 이동시킬 때 이송테이블(631)(931)은 소재반입위치(P1)(P3)로 이동중이거나 도착한 상태이며, 소재반출유닛(64)(94)은 소재반출위치(P2)(P4)로 이동하게 된다. 또한 소재반입유닛(63)(93)이 새로운 소재(S1)(S2)를 흡착하기 위하여 소재적재부(38)로 이동할 때 이송테이블(631)(931)은 안착된 소재(S1)(S2)를 소재반출위치(P2)(P4)로 이송시켜 소재반출유닛(64)(94)이 흡착할 수 있게 되며, 소재반입유닛(63)(93)이 소재적재부(38)의 소재(S1)(S2)를 흡착할 때 소재반출유닛(64)(94)은 양측 최선단의 하부금형(5a)(5f)으로 소재(S1)(S2)를 각각 이송한 다음 탈착시키는 과정이 이루어지도록 함으로써 시간 손실이 방지되므로 소재(S1)(S2) 이송효율은 극대화된다.

미 설명부호 (640)(940)은 승강부재(616)(617)(916)(917)의 완충구이고, (641)(941)은 작업자가 올라설 수 있는 절첩형 발판이고, (642)(942)는 상기 발판(641)(941)을 지지하는 축브라켓이다.

본 발명은 대형프레스(1)의 전후방에 설치되는 소재반송장치(2)(8)를 이용하여 프레스 성형된 소재(S1)(S2)를 후공정의 금형으로 각각 이송시켜 전체 프레스 작업이 동시에 이루어진다. 예컨대, 소재(S1)(S2)를 흡착한 다음 이동하여 후공정의 금형으로 반입시킨 다음 복귀함으로써 소재(S1)(S2)의 프레스 작업이 동시에 이루어지며, 이러한 과정의 반복으로 소재(S1)(S2)의 신속하고 효율적이면서 정확한 이송이 달성되어 대형프레스(1)의 전체 생산성이 2배 이상 크게 향상된다.

도 23 ~ 도 32는 본 발명에서 대형프레스(1)의 공간부(17)(18)에 설치되는 소재반송장치(2)(8)의 예시 도면으로, 도 23은 사시도이고, 도 24는 평면도이고, 도 25는 배면도(정면도)이고, 도 26은 측면도이고, 도 27과 도 28은 부분 확대 사시도로, 구동원과 동력전달수단 및 안내수단에 의해 X축(A-B 방향), Y축(C-D 방향), Z축(E-F 방향)으로 운동하면서 상하부 금형에 의해 프레스 성형된 소재를 흡착한 다음 후속 하부금형으로 이동하여 반입 및 안착시킨 다음 프레스 성형이 이루어질 수 있도록 후진 복귀하여 대기하게 된다.

상기 소재반송장치(2)(8)는, 하부에 높낮이 조절수단(80)을 갖는 기대(81)와, 기대(81) 위에 수평으로 설치되는 좌우측 플레이트(82)(84) 및 중앙 플레이트(83)와, 플레이트(82)(83)(84)의 상부면에 전후(Y축)로 평행 설치되는 한 쌍의 LM레일(85)(86)(87)과, 좌우측 플레이트(82)(84)의 상부면에 전후(Y축)로 설치되어 LM레일(85)(87)과 평행하는 랙기어(88)(89)와, LM레일(85)(86)(87)에 미끄럼 결합되는 LM블럭(811)(812)(813)과, LM블럭(811)(812)(813)의 상부면에 고정되는 이동체(814)(815)(816)와, 이동체(814)(815)(816)가 한꺼번에 전후(X축)로 연동 운동할 수 있도록 이동체(814)(815)(816)의 상부면에 가로방향(Y축)으로 평행 설치되는 한 쌍의 프로파일(817)(818)과, 프로파일(818)의 측부에 복수의 브라켓(819)으로 축 설치되는 연동축(820)과, 연동축(820)의 좌우측 단부에 고정되는 스퍼어기어(821)(822)와, 연동축(820)의 양측 끝단부에 고정되고 랙기어(88)(89)에 각각 치차 결합되는 스퍼어기어(823)(824)와, 프로파일(818)의 측부에 브라켓으로 고정되는 서보모터(825)(826)와, 서보모터(825)(826)의 회전축에 고정되고 상기 스퍼어기어(821)(822)에 각각 치차 결합되는 스퍼어기어(827)(828)으로 구성되어 서보모터(825)(826)의 정역회전에 따라 복수의 이동체(814)(815)(816)가 동시에 전후(Y축)로 전진하거나 후진하게 된다.

상기 플레이트(82)(83)(84)의 상부면 전후 단부에는 스토퍼(829)(830)가 각각 설치되어 이동체(814)(815)(816)의 과도한 전후진을 제한(단속)하게 된다.

상기 프로파일(817)(818)의 길이방향 상부면에 고정되는 LM레일(831)(832)에는 복수의 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)이 설치된다.

즉, 프로파일(818)의 길이방향 전면부에 고정되는 랙기어(833)와, LM레일(831)(832)에 각각 미끄럼 결합되는 복수의 LM블럭(834)(835)과, 복수의 LM블럭(834)(835) 상부에 설치되는 복수의 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)과, 상기 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)의 바닥판(855)에 하향 설치되는 서보모터(860)와, 상기 바닥판(855) 하부로 돌출되는 서보모터(860)의 회전축에 고정되고 랙기어(833)에 치차 결합되는 헬리컬기어(859)으로 구성되며, 상기 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)은 서보모터(860)의 정역회전에 의해 X축인 LM레일(831)(832)을 따라 소정 구간 이동하면서 소재(S1)(S2)를 반송하게 된다.

상기 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)은 서보모터 및 동력전달수단이 각각 구비되어 제어기의 제어에 의해 독자적으로 동작할 수 있으며, 또한 동기화되어 동시 동작하거나, 병용 동작할 수 있다.

상기 프로파일(817)(818)의 좌우측 단부에는 스토퍼(851)(852)가 각각 설치되어 양측 가장자리에 위치하는 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)의 과도한 좌우 이동을 제한(단속)하게 된다.

상기 스토퍼(851)(852) 부근에는 근접센서(853)(854)가 각각 설치되어 양측 가장자리에 위치하는 소재반송유닛(850)(850d)의 과도한 이동이나 접근을 미리 감지하여 제어기(도시안됨)로 입력함으로써 소재반송유닛(850)(850d)의 이동 한계가 소프트웨어(S/W)적인 방법으로 1차 제어되고, 근접센서(853)(854)가 고장이거나 동작불량인 경우 스토퍼(851)(852)에 의해 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)의 이동 한계가 하드웨어(H/W)적인 방법으로 2차 제어된다.

본 발명의 소재반송장치(2)(8)는 같은 구성의 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)이 복수로 설치되어 복수의 소재(S1)(S2)를 소정의 위치, 예컨대 하부금형으로 각각 이송, 반입, 반송, 반출하고, 배출컨베어(10)(10a)로 배출하게 된다.

상기 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)은 바닥판(855)과 측판(856)과, 측판 보강부(857)와 케이스(858)를 포함하며, 바닥판(855)에는 서보모터(860)가 수직으로 설치되고, 바닥판(855) 하부로 돌출되는 서보모터(860)의 회전축에는 상기 랙기어(833)에 치차 결합되는 헬리컬기어(859)가 고정되고, 바닥판(855)의 저부면에는 LM레일(831)(832)에 미끄럼 결합되는 LM블럭(834)(835)이 고정되어 서보모터(860)의 정역회전에 따라 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)이 LM레일(831)(832)의 길이방향으로(좌우로) 소정 거리 왕복 이동하게 된다.

상기 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)의 측판(856)의 중앙 내측면에 상하 브라켓(863)(864)으로 축 설치되는 볼스크류(865)와, 측판(856) 양측에 수직으로 고정되어 볼스크류(865)와 평행하는 한 쌍의 LM레일(866)(867)과, 볼스크류(865)에 나사결합되고 볼스크류(865)가 정역회전하면 상승 또는 하강하는 볼너트(868)와, 볼스크류(865)의 하단부에 고정되는 타이밍풀리(869)와, 측판(856)에 수직으로 고정되는 서보모터(870)와, 서보모터(870)의 회전축에 고정되는 타이밍풀리(871)와, 타이밍풀리(869)와 타이밍풀리(871)를 연결하는 타이밍벨트(872)와, LM레일(866)(867)에 미끄럼 결합되는 LM블럭(873)(874)과, 볼너트(868)와 LM블럭(873)(874)이 고정되어 승강(Z축) 운동하는 승강부재(875)와, 승강부재(875) 단부에 설치되고 소재(S1)(S2)를 흡착 및 탈착시키는 소재흡탈착수단(876)(876a)(876b)(876c)(876d)으로 구성된다.

상기 소재흡탈착수단(876)(876a)(876b)(876c)(876d)은, 승강부재(875)의 단부에 탈부착형으로 설치되는 아암(877)과, 아암(877) 단부에 소정 간격으로 설치되는 관절구(878)와, 관절구(878)에 결합되어 틸팅각도가 조절되는 지지봉(879)과, 지지봉(879) 단부에 설치되는 소재흡탈착구(880)와, 일측 소재흡탈착구(880)에 설치되고 소재(S1)(S2)의 흡착과 탈착을 근접 감지하는 근접센서(881)로 구성된다.

상기 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)은, 서보모터(870)와 타이밍풀리(869)(871)와 타이밍벨트(872)에 의해 정역회전하는 볼스크류(865)와, 볼스크류(865)에 나사 결합되는 볼너트(868)와, 볼너트(868) 및 LM가이드에 의해 승강하도록 구성되지만, 도 20 ~ 도 22에 도시한 것처럼, 양측 수직부재(610)의 전면부에 고정되는 LM레일(6e)과, LM레일(6e)에 미끄럼 결합되는 좌우의 LM블럭(6f)과, 수직부재(610)에 고정되어 LM레일(6e)과 평행하는 랙기어(615)와, 좌우 LM블럭(6f)에 수평으로 고정되는 승강부재(616)(617)와, 브라켓(619a)으로 승강부재(616)(617)에 고정되는 서보모터(618)와, 서보모터(618)의 회전축에 고정되고 상기 랙기어(615)에 치차 결합되는 헬리컬기어(619)와, 승강부재(616)(617)의 단부에 각각 설치되는 아암과, 아암에 각각 설치되고 소재(S1)(S2)를 흡착 및 탈착하는 소재흡탈착수단을 포함할 수 있음은 물론이다.

본 발명에서 소재반송장치(2)(8)에 설치되는 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)은 각각의 서보모터와 동력전달수단 및 안내수단에 의해 동시에 동작하거나 또는 각각 동작할 수 있도록 구성되며, 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)에 각각 설치되는 소재흡탈착수단(876)(876a)(876b)(876c)(876d)은 X, Y, Z축으로 3축 운동하는 기구에 의해 소재(S1)(S2)가 후속 금형으로 동시 이송되고 동시에 프레스 성형 된다. 따라서 소정 형상(형상/모양)의 소재가 동시 프레스에 의해 성형 제품이 얻어지므로 대형프레스(1)의 생산성이 크게 향상되고, 소재(S1)(S2) 이송효율 또한 크게 향상된다.

이를테면, 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)은 바닥판(855)에 각각 설치 고정되는 서보제어기(도시안됨)에 의해 서보모터(860)가 정회전 또는 역회전하면, 헬리컬기어(859)가 따라 회전하게 되고, 헬리컬기어(859)에 치차 결합되는 랙기어(833)는 프로파일(818)에 고정되어 있어서 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)이 LM레일(831)(832)의 길이방향(A방향 또는 B방향)으로 직선 운동하게 되므로 소재흡탈착수단(876)(876a)(876b)(876c)(876d)의 X축 운동이 달성된다.

또한 프로파일(818)에 고정되는 서보모터(825)(826)가 정회전 또는 역회전하면 스퍼어기어(827)(828)가 회전하고, 스퍼어기어(827)(828)에 치차 결합된 스퍼어기어(821)(822)가 따라서 회전하게 되므로, 축봉(820)과 축봉(820) 단부에 고정된 스퍼어기어(823)(824)가 정회전 또는 역회전하게 되며, 상기 스퍼어기어(823)(824)에 각각 치차 결합된 랙기어(88)(89)는 플레이트(82)(84)에 각각 고정되어 있어서 프로파일(817)(818)로 고정된 이동체(814)(815)(816)가 LM레일(85)(86)(87)의 길이방향(C방향 또는 D방향)으로 직선 운동하게 되고, 이동체(814)(815)(816)의 상부에 설치된 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)과, 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)에 각각 설치된 소재흡탈착수단(876)(876a)(876b)(876c)(876d)의 Y축 운동이 달성된다.

상기 서보모터(825)(826)는 동기화되고, 축봉(820) 또한 동기화되어 회전하게 되므로 이동체(814)(815)(816)의 편심 또는 편향 이동이 방지된다.

또한, 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)에 각각 설치되는 서보모터(870)가 정회전 또는 역회전하면 타이밍풀리(869)(871)와 타이밍벨트(872)와 볼스크류(865)가 따라서 회전하게 되고, 볼스크류(865)에 치차 결합된 볼너트(868)는 승강부재(875)에 고정되어 있으므로 승강부재(875)가 LM레일(866)(867)의 길이방향(E방향 또는 F방향)으로 직선 운동하게 되므로 소재흡탈착수단(876)(876a)(876b)(876c)(876d)의 Z축 운동이 달성된다.

상기 소재흡탈착수단(876)(876a)(876b)(876c)(876d)은 도 27~도 32와 같이 소재(S1)(S2)를 수직이나, 180°반전이나, 소정의 각도로 회전시키거나, 또는 회전시켜 이송할 수 있는 회전수단(882)을 더 포함한다.

상기 회전수단(882)은, 승강부재(875)의 길이방향 내부에 축 설치되는 축봉(883)과, 축봉(883)의 일측 단부에 고정되는 헬리컬기어(884)와, 승강부재(875)에 고정되는 서보모터(885)와, 서보모터(885)의 회전축에 고정되고 상기 헬리컬기어(884)에 치합되는 헬리컬기어(886)와, 축봉(883)의 타측 단부에 고정되어 축봉(883)을 따라 회전하는 블럭(887)과, 블럭(887)의 일측에 수평으로 고정되는 축부재(888)로 구성되며, 상기 축부재(888)의 단부에 소재흡탈착수단(876)(876a)(876b)(876c)(876d)이 탈부착형으로 설치된다.

상기 소재흡탈착구(880)는 전자석 또는 진공흡착패드, 또는 전자석과 진공흡착패드가 공용으로 사용되는 하이브리드형일 수 있다.

도 27, 도 28은 상기 회전수단(882)의 사시도이고, 도 29 내지 도 32는 소재흡탈착수단(876)이 회전중이거나 회전된 상태를 도시한 것으로, 소재반송유닛(850b)의 소재흡탈착수단(876b)이 소재(Sk)를 흡착한 상태에서 이웃하는 소재반송유닛(850a)의 소재흡탈착수단(876a)으로 소재(Sk)를 전달하고자 하는 경우 수평 상태의 소재흡탈착수단(876b)이 수직 또는 소정의 각도로 회전할 필요가 있다.

예컨대, 소재반송유닛(850b)의 소재흡탈착수단(876b)이 소재(Sk)를 수평으로 흡착한 상태에서 회전 높이가 필요한 경우 Z축 운동기구, 이를테면 서보모터(870)와 동력전달수단 및 볼스크류(865)와 볼너트(868)에 의해 소정 높이로 상승하게 되며, 회전수단(882)의 서보모터(885)에 의해 헬리컬기어(866)가 소정각도로 회전하고, 헬리컬기어(866)에 치차 결합된 다른 헬리컬기어(864)가 따라서 회전하고, 헬리컬기어(864)에 고정된 축봉(883)이 따라 회전하고, 축봉(883)의 단부에 고정된 블럭(887)이 회전하고, 블럭(887)에 고정된 축부재(888)가 따라서 회전하게 된다.

따라서 도 29와 같이 축부재(888)에 설치된 아암(877)이 도 30의 G방향으로 회전하고, 도 29와 같이 아암(877)에 설치된 소재흡탈착수단(876b)이 소재반송유닛(850a)의 소재흡탈착수단(876a) 방향으로 회전하게 되고, 흡착된 소재(Sk)는 수직으로 세워지고, 소재반송유닛(850a)의 회전수단(882)은 상기의 역순으로 동작하여 소재흡탈착수단(876a)이 소재(Sk)를 향하도록 수직상태로 회전한다.

상기 소재반송유닛(850a)(850b)의 소재흡탈착수단(876a)(876b)과 소재(Sk)가 수직으로 세워진 상태에서, 소재반송유닛(850a)이 소재반송유닛(850b) 방향(A방향)으로 이동하거나, 또는 소재반송유닛(850b)이 소재반송유닛(850a) 방향(B방향)으로 이동하거나, 또는 소재반송유닛(850a)과 소재반송유닛(850b)이 서로 가까워지는 방향(B방향 및 A방향)으로 이동하여 소재반송유닛(850a)의 소재흡탈착수단(876a)이 소재(Sk)에 접근하거나 접촉한 상태에서 소재(Sk) 흡착이 이루어지면 소재반송유닛(850b)의 소재흡탈착수단(876)은 소재(Sk)를 탈착시킴으로써 도 31과 같이 소재(Sk)가 소재반송유닛(850a)의 소재흡탈착수단(876a)으로 전달되며, 소재(Sk) 전달을 완료한 소재반송유닛(850b)은 역순으로 복귀하여 소재흡탈착수단(876b)이 도 30의 H방향으로 회전하여 수평 상태로 되고, 소재(Sk)를 전달받은 소재반송유닛(850a)은 소정의 위치로 이동하여 소재(Sk)를 전달 및 탈착하고 복귀하거나, 또는 소정의 위치로 이동하여 소재(Sk)를 수평 상태로 눕힌 다음 소정의 위치로 전달 및 탈착한 다음 복귀하게 된다.

상기 회전수단(882)에 의한 소재(Sk)의 회전은 전체 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)이 전진하여 소재흡탈착수단(876a)(876b)들이 하부금형(5)과 상부금형(7) 사이에 위치하는 상태에서 신속히 이루어지거나, 또는 전체 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)이 후진하여 대형프레스(1) 바깥(외부), 또는 공간부(17)(18)에서 소재(Sk)를 수직, 또는 180°반전, 또는 수직으로 회전시킨 다음 하부금형으로 반입 탈착시킬 수 있도록 함으로써 신속하고 효율적인 소재 이송이 달성된다.

본 발명에서 LM블럭의 바깥 부분에는 스크레이퍼(861)(862)가 각각 설치되어 LM레일과 LM블럭 사이로 이물질 등이 침투하지 않도록 구성함으로써 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)의 주행이나 미끄럼 이동이 방해받지 않게 되며, (889)는 신호선 및 전원선 등이 배선되는 케이블 트레이이고, (890)은 케이블 트레이(889)의 처짐을 방지하는 받침부재이고, (891)은 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)의 전후진을 감지하는 근접센서이다.

상기 배출컨베어(10)(10a)는, 도 39와 같이 기대(101) 위에 소정 간격으로 축설치되는 복수의 아이들 롤러(102)와 구동롤러(103) 및 피동롤러(107) 축설치된 다음 엔드레스형 벨트(104)로 감기고, 기대(101)에 설치되는 모터(105)의 회전축과 구동롤러(103)는 동력전달수단(106)으로 연결되어 엔드레스형 벨트(104)가 배출방향으로 서서히 회전하면서 소재이송장치(6)(9)의 소재흡탈착수단(623)(923)에 의해 전달된 5차 프레스 성형의 소재(S1)(S2)를 배출시키게 되며, 배출되는 소재는 배출컨베어(10)(10a) 부근에 설치되는 성형 소재 적재 수단이나 처리수단(도시안됨) 또는 작업자에 의해 적재 또는 포장 처리된다.

본 발명에서 소재이송장치(6)(9)와 소재반송장치(2)(8)의 소재흡탈착수단(622)(623)(876)(876a)(876b)(876c)(876d)(922)(923)은 최단거리의 이동 동선으로 소재(S1)(S2)를 흡착하여 이송하고, 반입/반출하고, 탈착하고, 배출할 수 있어서 진동 소음이 크게 감소되고 안정적이면서 신속한 소재 이송이 달성되어 프레스 소재의 이송과 반입과 반출 및 이송효율이 극대화되는 효과가 있다.

본 발명에서 소재흡탈착수단(876)(876a)(876b)(876c)(876d)이 후속 공정의 금형으로 바로 이동하는 것으로 예시하였으나, 후진 이동한 다음 후속공정의 금형 위로 소재를 이동 반입시킬 수 있음은 물론이다.

본 발명에서 소재흡탈착구(628)(880)(920)는, 전자석, 또는 진공흡착구, 또는 전자석과 진공흡착구가 혼용(병용)된 하이브리드형 중 어느 하나여서 철금속, 비철금속, 비금속의 소재를 소정의 위치로 이송(운반)할 수 있게 된다.

본 발명에서 승강부재(616)(617)(916)(917)는 전방(전면 방향)으로 개방홈이 형성된 강재이고, 상기 개방홈에 프로파일(625)(925)을 결합한 다음 복수의 체결부재를 이용하여 프로파일(625)(925)에 체결하도록 함으로써 프로파일(625)(925)의 돌출 정도를 조정할 수 있다. 따라서 소재(S1)(S2)의 이송거리(운반거리)를 감안하여 길이 조절이 가능하므로 아암(620)(621)(920)(921)과 소재흡탈착수단(622)(623)(922)(923)의 위치 설정이 쉬울 뿐 아니라, 소재흡탈착수단(622)(623)(922)(923)이 소재(S1)(S2)를 흡착하여 무게가 증가하더라도 충분히 지지할 수 있게 된다.

본 발명에서 소재(S1)(S2) 이송 시간을 단축하기 위하여 소재흡탈착수단(622)(623)(876)(876a)(876b)(876c)(876d)(922)(923)이 이동할 때 상승과 하강 및 전진과 후진이 적절히 혼용 적용된다. 예컨대, 소재흡탈착수단(622)(623)(876)(876a)(876b)(876c)(876d)(922)(923)이 하강하여 소재(S1)(S2)를 흡착한 다음 금형, 또는 후속 공정의 금형, 또는 배출컨베어(10)(10a)로 이송 및 배출하는 경우 서보모터에 의해 상승 및 우측으로 전진하면서 전달 위치에 도착하여 하강한 다음 전달 위치의 이송테이블(631)(931)이나 하부금형이나 컨베어 벨트 위로 소재(S1)(S2)를 탈착시킨 후 복귀하게 된다.

본 발명에서 소재흡탈착수단(622)(623)(876)(876a)(876b)(876c)(876d)(922)(923)이 소재(S1)(S2)의 이송위치, 전달위치, 배출위치 등에 도착하기 전에 이송테이블(631)(931)이나 금형에 충돌하지 않는 높이로 하강하다가 이송테이블(631)(931)이나 금형 위에 완전히 도착하여 정지한 다음 마저 하강하여 이송 소재(S1)(S2)를 탈착시킨 후 복귀하면 이송시간을 더욱 단축시킬 수 있으며, 소재흡탈착수단(622)(623)(876)(876a)(876b)(876c)(876d)(922)(923)이 복귀하는 경우에는 역순의 운동 패턴으로 운동함으로써 소재(S1)(S2)의 이송효율이 극대화된다.

본 발명에서 서보모터(65)(66)(95)(96)(618)(633)(825)(826)(860)(870)(885)(918)(933)는 엔코더가 내장되어 있어서 서보모터의 제어신호나, 동작신호, 또는 이동거리나 회전각 등이 제어기(도시안됨)로 입력되어 정밀 제어된다.

상기 랙기어(67)(68)(88)(89)(97)(98)(615)(630)(833)(915)(930)와 헬리컬기어(67a)(68a)(97a)(98a)(619)(634)(884)(886)의 치차 결합에 의해 백래시가 방지되고, 서보모터(65)(66)(95)(96)(618)(633)(825)(826)(860)(870)(885)에 의한 서보제어에 의해 각종 유닛의 위치제어 및 속도제어가 신속하면서 정밀 제어된다.

본 발명에서 LM레일을 따라 이동하는 이송테이블(631)(931)과 각종 유닛의 양측에는 하향 개방홈이 형성된 스크레이퍼가 설치되어 이들이 왕복 운동할 때 LM레일과 LM블럭 사이로 이물 등이 유입되지 않도록 차단함으로써 고효율 프레스 시스템의 원활한 동작이 달성된다.

상기 완충수단(640)(940)은 승강부재(616)(617)(916)(917)가 하강할 때 충격을 흡수 및 완화(완충)시키게 된다.

상기 이송테이블(631)(931)은, 일반형 이송테이블, 소재(S1)(S2)를 회전시키면서 이송하는 회전형 이송테이블, 소재(S1)(S2)를 반전시키면서(상하부가 뒤집어진 상태) 이송하는 반전형 이송테이블을 선택 사용할 수 있으며, 공정에 따라 일반형 이송테이블과 반전형 이송테이블을 겸용하거나, 회전형 이송테이블과 반전형 이송테이블을 겸용할 수 있다.

본 발명에서 소재적재장치(3)(4)와 소재이송장치(6)(9)와 소재반송장치(2)(8)와 배출컨베어(10)(10a)의 하단에는 복수의 높낮이 조절수단(30)(60)(80)(90)이 각각 설치되어 있어서 현장 환경에 따라 이들 장치의 수평 레벨을 쉽게 맞출 수 있다.

본 발명에서 소재이송장치(6)(9)의 기대(61)(91) 전면에는 축브라켓(642)(942)으로 지지되는 절첩형 발판(641)(941)이 설치되어 있어서 작업자가 올라서서 소재(S1)(S2)의 이송 과정이나 소재 이송시스템의 동작 상태를 감시하거나 지켜볼 수 있도록 구성되며, 사용이 끝난 경우 축브라켓(642)(942)를 중심으로 발판(641)(941)을 들어올려 약 180°절첩시키면 플레이트(62)(92) 하부에 위치하는 수평 프레임에 얹혀 지지 된다.

상기 소재이송장치(6)(9)의 전후 또는 후면부에 랙기어(67)(68)(97)(98)를 보호하고, 작업자의 안전을 위한 안전커버가 복수의 지지부재에 의해 설치된다.

상기 배출컨베어(10)(10a)의 엔드레스형 벨트(104)는 모터(105)와 구동롤러(103) 및 동력전달수단(106)에 의해 배출방향으로 서서히 회전하고, 소재반송유닛(850b)(850c)의 소재흡탈착수단(876b)(876c)에 의해 배출되는 5차 성형된 소재를 받아 양측으로 배출시키게 된다.

본 발명에서 소재이송장치(6)(9)와 소재반송장치(2)(8)의 소재흡탈착수단(622)(623)(876)(876a)(876b)(876c)(876d)(922)(923)은 최단거리의 이동동선으로 소재(S1)(S2)를 흡착하고 이송하고, 반입/반출하고, 탈착하고, 배출할 수 있어서 진동 소음이 크게 감소되고 안정적이면서 신속한 소재 이송이 달성되어 프레스 소재의 이송과 반입과 반출 및 이송효율이 극대화되는 효과가 있다.

본 발명은 LM레일(6a)(6b)(6e)(8a)(8b)(9a)(9b)(9e)의 양측 단부에 상승 돌출형의 스토퍼(636)(637)(851)(852)(936)(937)가 각각 설치되어 있어서 각종 유닛(63)(64)(93)(94)(850)(850a)(850b)(850c)(850d)의 과도한 이동이나 이탈이 방지된다.

본 발명에서 스퍼어기어(821)(822)(823)(824)(827)(828)는 헬리컬기어로 대체 구성하여 백레시를 방지하도록 함이 바람직하다.

본 발명에서 수평부재에 설치되는 프로파일을 이용하여 소재흡탈착수단(622)(623)(876)(876a)(876b)(876c)(876d)(922)(923)의 위치를 쉽게 조절하거나 설정할 수 있어서 소재(S1)(S2)의 이송거리를 쉽게 조절할 수 있다.

한편, 도 33 ~ 도 38은 본 발명에서 소재적재장치(3)(4)의 소재(S1)(S2)가 소재이송장치(6)(9)에 의해 양측 하부금형(5a)(5f)으로 각각 동시에 이송 반입(공급)된 다음 복수의 상하부 금형에 의해 적어도 하나 이상의 프레스 성형을 거쳐 반출된 다음 배출컨베어(10)(10a)를 통해 배출되는 상태의 측면 예시도이다.

도 33은 소재이송장치(6)에 의해 하부금형(5a) 위로 낱장의 소재(S1)가 반입된 상태이고, 하부금형(5j) 위에는 앞공정 상하부 금형(5i)(7i)에 의해 성형된 소재(S2)가 소재반송장치(2)에 의해 반입된 상태이다.

도 34는 상부금형(7a)(7j)이 하강하여 하부금형(5a)(5j)의 소재(S1)(S2)가 1차 프레스 성형되는 상태이고, 도 35는 상부금형(7a)(7j)이 상승한 상태이고, 도 36은 소재반송장치(2)(8)의 소재반송유닛(850d)(850)이 1차 성형된 소재(S1)(S2) 위로 각각 이동한 상태이고, 도 37은 소재반송유닛(850d)(850)이 하강하여 소재흡탈착수단(876d)(876)이 1차 성형된 소재(S1)(S2)를 흡착한 다음 후공정의 금형으로 이송 반입시키기 위하여 상승시킨 상태이고, 도 38은 소재반송장치(8)가 성형된 소재(S1)를 후공정의 하부금형(5b) 위로 반입한 다음 복귀한 상태이고, 하부금형(5i) 위에는 앞공정 상하부 금형(5h)(7h)에 의해 성형된 소재(S2)가 소재반송장치(2)에 의해 반입된 상태이며, 이러한 과정의 반복으로 소재(S1)(S2)의 1차 내지 5차 성형이 이루어지며, 5차 성형된 소재(S1)(S2)는 소재반송장치(2)(8)의 종단(후단)에 위치하는 소재반송유닛(850d)(850)에 의해 배출컨베어(10)(10a) 위로 이송되어 배출된다.

도 40은 본 발명 다른 예로 도시한 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템의 평면도, 4열의 금형이 설치되는 대형프레스(1)의 양방향(양측 또는 좌우방향)으로 복수의 소재(S1)(S2)(S3)(S4)를 동시에 공급 및 이송하면서 4열의 프레스 성형이 이루어지도록 하고, 프레스 성형된 소재는 대형프레스(1)의 양방향(양측 또는 좌우방향)으로 배출되는 4열의 동시 프레스에 의해 고효율의 프레스 작업이 이루어지도록 한 것이다.

상기 4열 프레스 시스템은, 대형프레스(1)의 후방에 설치되는 제1열 하부금형(5a)(5b)(5c)(5d)(5e) 상부금형과 제2열 하부금형(5k)(5l)(5m)(5n)(5o) 및 상부금형이 복열(2열)로 설치되고, 대형프레스(1)의 전방에 설치되는 제3열 하부금형(5p)(5q)(5r)(5s)(5t) 및 상부금형과 제4열 하부금형(5f)(5g)(5h)(5i)(5j) 및 상부금형이 복열(4열)로 설치되어 4열의 복열 프레스 시스템이 구성되며, 대형프레스(1)의 양측에 설치되는 소재공급장치(3)(4)는 2개(S1 및 S3과 S2 및S4)의 소재가 동시에 공급될 수 있도록 소재적재부(38)(39)(48)(49)가 각각 2개로 구성되며, 소재이송장치(6)(9)에 설치되는 소재흡탈착수단(622)(922)(623)(923)(622a)(922a)(623a)(923a)은 2개의 소재(S1 및 S3과 S2 및S4)를 동시에 흡탈착할 수 있도록 구성되며, 소재이송장치(6)(9)의 이송테이블(631)(931)은 2개의 소재가 전후로 이격하여 동시에 안착될 수 있도록 평면적이 크게 구성되거나 평면적이 큰 플레이트(631a)(931a)가 이송테이블(631)(931) 상부면에 설치되며, 소재반송장치(2)(8)에 설치되는 소재흡탈착수단(876)(876a)(876b)(876c)(876d)은 2개의 소재를 동시에 흡탈착할 수 있도록 다른 소재흡탈착수단(876e(876f)(876g)(876h)(876i)이 부가 구성되며, 배출컨베어(10)(10a)의 엔드레스형 벨트(104)는 2개의 소재(S1 및 S3과 S2 및S4)를 동시에 수용할 수 있도록 넓은 폭으로 구성되어 최종 성형된 2개의 소재(S1 및 S3과 S2 및 S4)가 동시에 배출될 수 있도록 구성된다.

본 발명은 대형프레스(1)의 양측으로 각각 공급되는 소재(S1)(S2), 소재(S1과 S3 및 S2와 S4)가 동시에 성형되면서 양측에 위치하는 배출컨베어(10)(10a)를 통하여 동시 배출되므로 프레스 생산성이 2~4배 이상 크게 향상된다.

본 발명은 각종 프레스 공정에 최적화된 획기적인 구조와 이송방법으로 소재를 이송할 수 있어서 설비 비용과 유지보수 비용이 절감되고, 종래 다관절 로봇에 비하여 저렴한 비용으로 생산성이 크게 향상되며, 사용 및 유지보수가 간편하고 작업환경에 맞춰 편리하게 설치할 수 있다.

본 발명은 자동차 부품같이 좌우가 구분되면서 대칭으로 설치되는 부품의 동시 성형에 적합하다. 또한 본 발명은 복수 열의 복수 공정, 예컨대 2열 10공정 또는 4열 20공정 전후의 프레스가 가능하다.

본 발명은 대형프레스(1)를 이용하여 복수 열의 프레스 성형이 가능하며, 자동차 부품과 같이 대칭되는 부품의 프레스 성형에 유리하다. 즉, 좌우 복열로 프레스 성형하는 경우 같거나 비슷한 크기의 프레스 압력(균형적인 프레스 작업)이 가해지므로 바람직하며, 좌우가 구분되면서 대칭으로 구성되는 부품의 동시 성형에 매우 적합하고 최적화되는 효과가 있다.

본 발명은 생산현장의 작업상황에 따라 소재의 공급 및 반출 방향을 좌측에서 우측으로, 또는 우측에서 좌측으로 쉽게 변경할 수 있으며, 추가 설비 없이도 작업환경에 따라 신속히 대응할 수 있다.

본 발명은 프레스 생산현장에서 생산설비의 변경이나 이설시 설치환경에 따라 간단하고 쉽게 변형이 가능하고 재사용 가능한 모듈화된 구조로 설계되어 있어서 생산성 향상, 인건비 절감, 설비투자, 비용절감 등 많은 장점이 있으며, 자동화 및 사용의 편리함으로 인하여 프레스 산업 관련 가공 생산공정에서 저비용으로 널리 사용될 수 있게 된다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 본 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

(1)--대형프레스 (2)(8)--소재반송장치
(3)(4)--소재적재장치 (5)(5a)(5b)(5c)(5d)(5e)(5f)--하부금형
(6)(9)--소재이송장치 (10)(10a)--배출컨베어
(6e)(9e)(6a)(6b)(9a)(9b)(32)(85)(86)(87)(831)(832)(866)(867)--LM레일
(6c)(6d)(6f)(9c)(9d)(9f)(811)(812)(813)(834)(835)(873)(874)--LM블럭
(30)(60)(80)(90)--높낮이 조절수단 (31)(41)(61)(81)(91)--기대
(33)(43)--실린더 (34)(44)--소재적재대
(35)(36)(45)(46)--정열지지수단 (38)(39)(48)(49)--소재적재부
(65)(66)(95)(96)(618)(633)(825)(826)(860)(870)(885)(918)(933)--서보모터
(67)(68)(88)(89)(97)(98)(615)(630)(833)(915)(930)--랙기어
(67a)(68a)(97a)(98a)(619)(634)(859)(884)(886)(913)--헬리컬기어
(63)(93)--소재반입유닛 (64)(94)--소재반출유닛
(69)(99)(632)(932)--몸체 (610)(910)--수직부재
(616)(617)(875)(916)(917)--승강부재 (619a)(819)(919a)--브라켓
(620)(621)(877)(920)(921)--아암
(622)(623)(876)(876a)(876b)(876c)(876d)(922)(923)--소재흡탈착수단
(625)(817)(818)(925)--프로파일 (626)(878)(926)--관절구
(626a)(926a)--설치홈 (627)(879)(927)--지지봉
(628)(880)(928)--소재흡탈착구
(629)(638)(639)(853)(854)(881)(929)(938)(939)--근접센서
(631)(931)--이송테이블 (635)(935)--소재안착부
(636)(637)(829)(830)(851)(852)(936)(937)--스토퍼
(814)(815)(816)--이동체 (820)--연동축
(821)(822)(823)(824)(827)(828)--스퍼어기어
(850)(850a)(850b)(850c)(850d)--소재반송유닛
(855)--바닥판 (856)--측판
(857)--측판 보강부 (858)--케이스
(863)(864)--브라켓 (865)--볼스크류
(868)--볼너트 (869)(871)--타이밍풀리
(872)--타이밍벨트 (882)--회전수단
(883)--축봉 (887)--블럭
(888)--축부재 (S1)(S2)----소재

Claims

복수 열로 나열 설치되는 상하 금형을 이용하여 복수의 소재를 동시에 프레스 성형하는 대형프레스;
상기 대형프레스의 양측 바깥에 각각 설치되고 복수의 프레스 소재가 소정 높이로 적재되는 소재적재장치;
상기 소재적재장치와 대형프레스 사이에 각각 설치되고 소재적재장치의 소재를 대형프레스의 양측 금형으로 낱장씩 이송시켜 반입하는 소재이송장치;
상기 대형프레스의 전방 공간부 및 후방 공간부에 각각 설치되고 X, Y, Z축으로 운동하면서 프레스 성형된 소재를 후속 공정의 금형으로 이송 반입하는 소재반송장치;
상기 대형프레스의 양측에 각각 설치되고 최종 프레스 성형된 소재를 받아 배출시키는 배출컨베어;
를 포함하는 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템.
청구항 1에 있어서;
복수 열은 2~4열 임을 특징으로 하는 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서:
소재반송장치는,
기대(81) 위에 수평으로 설치되는 좌우측 플레이트(82)(84) 및 중앙 플레이트(83);
플레이트(82)(83)(84)의 상부면에 전후로 평행 설치되는 한 쌍의 LM레일(85)(86)(87);
좌우측 플레이트(82)(84)의 상부면에 전후로 설치되어 LM레일(85)(87)과 평행하는 랙기어(88)(89);
LM레일(85)(86)(87)에 미끄럼 결합되는 LM블럭(811)(812)(813);
LM블럭(811)(812)(813)의 상부면에 고정되는 이동체(814)(815)(816);
이동체(814)(815)(816)의 상부면에 가로방향으로 평행 설치되는 한 쌍의 프로파일(817)(818);
프로파일(818)의 측부에 복수의 브라켓(819)으로 축 설치되는 연동축(820);
연동축(820)의 좌우측 단부에 고정되는 스퍼어기어(821)(822);
연동축(820)의 양측 끝단부에 고정되고 랙기어(88)(89)에 각각 치차 결합되는 스퍼어기어(823)(824);
프로파일(818)의 측부에 브라켓으로 고정되는 서보모터(825)(826);
서보모터(825)(826)의 회전축에 고정되고 스퍼어기어(821)(822)에 각각 치차 결합되는 스퍼어기어(827)(828);
프로파일(817)(818)의 길이방향 상부면에 고정되는 LM레일(831)(832);
프로파일(818)의 길이방향 전면부에 고정되는 랙기어(833);
LM레일(831)(832)에 각각 미끄럼 결합되는 복수의 LM블럭(834)(835);
복수의 LM블럭(834)(835) 상부에 설치되는 복수의 소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d);
소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)의 바닥판(855)에 하향 설치되는 서보모터(860);
바닥판(855) 하부로 돌출되는 서보모터(860)의 회전축에 고정되고 랙기어(833)에 치차 결합되는 헬리컬기어(859);
를 포함하는 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템.
청구항 3에 있어서:
소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)은,
바닥판(855)과 측판(856)과 측판 보강부(857)와 케이스(858);
바닥판(855)에 하향 설치되는 서보모터(860);
바닥판(855) 하부로 돌출되는 서보모터(860)의 회전축에 고정되고 랙기어(833)에 치차 결합되는 헬리컬기어(859);
바닥판(855)의 저부면에 고정되고 LM레일(831)(832)에 미끄럼 결합되는 LM블럭(861)(862);
측판(856) 중앙에 상하 브라켓(863)(864)으로 축 설치되는 볼스크류(865);
측판(856) 양측에 수직으로 고정되어 볼스크류(865)와 평행하는 한 쌍의 LM레일(866)(867);
볼스크류(865)에 나사결합되는 볼너트(868);
볼스크류(865)의 하단부에 고정되는 타이밍풀리(869);
측판(856)에 수직으로 고정되는 서보모터(870);
서보모터(870)의 회전축에 고정되는 타이밍풀리(871);
타이밍풀리(869)와 타이밍풀리(871)를 연결하는 타이밍벨트(872);
LM레일(866)(867)에 미끄럼 결합되는 LM블럭(873)(874);
볼너트(868)가 고정되고 LM블럭(873)(874)이 고정되어 승강 운동하는 수평부재(875);
수평부재(875) 단부에 설치되는 소재흡탈착수단;
을 포함하는 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템.
청구항 4에 있어서:
소재흡탈착수단은,
수평부재(875) 단부에 설치되는 아암(877);
아암(877) 단부에 소정 간격으로 설치되는 관절구(878);
관절구(878)에 결합되어 틸팅각도가 조절되는 지지봉(879);
지지봉(879) 단부에 설치되는 소재흡탈착구(880);
일측 소재흡탈착구(880)에 설치되고 소재의 흡착과 탈착을 감지하는 근접센서(881);
를 포함하는 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템.
청구항 3에 있어서:
소재반송유닛(850)(850a)(850b)(850c)(850d)에 설치되고 소재(S1)(S2)를 수평 또는 수직 또는 소정의 각도로 회전시켜 이송하는 회전수단(882);
을 더 포함하는 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템.
청구항 6에 있어서:
회전수단(882)은,
수평부재(875)의 길이방향 내부에 축 설치되는 축봉(883);
축봉(883)의 일측 단부에 고정되는 헬리컬기어(884);
수평부재(875)에 고정되는 서보모터(885);
서보모터(885)의 회전축에 고정되고 헬리컬기어(884)에 치합되는 헬리컬기어(886);
축봉(883)의 타측 단부에 고정되고 축봉(883)을 따라 회전하는 블럭(887);
블럭(887)의 일측에 수평으로 고정되는 축부재(888);
를 포함하는 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서:
소재이송장치는,
높낮이 조절수단(60)을 갖는 기대(61);
기대(61) 상부에 설치되는 플레이트(62);
플레이트(62) 상부면 전후에 평행 설치되는 한 쌍의 LM레일(6a)(6b);
LM레일(6a)(6b)에 각각 미끄럼 결합되는 복수의 LM블럭(6c)(6d);
LM블럭(6c)(6d) 상부면에 고정되고 LM레일(6a)(6b)의 길이방향으로 직선 왕복 운동하는 소재반입유닛(63) 및 소재반출유닛(64);
소재반입유닛(63) 및 소재반출유닛(64)의 몸체(69) 내부에 각각 설치되는 서보모터(65)(66);
플레이트(62) 상부면에 고정되는 랙기어(67)(68);
서보모터(65)(66)의 회전축에 설치되고 랙기어(67)(68)에 치차 결합되는 헬리컬기어(67a)(68a);
를 포함하는 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템.
청구항 8에 있어서:
소재반입유닛(63) 및 소재반출유닛(64)은,
몸체(69) 상부에 수직으로 설치되는 수직부재(610);
양측 수직부재(610)의 전면부에 고정되는 LM레일(6e);
LM레일(6e)에 미끄럼 결합되는 좌우의 LM블럭(6f);
수직부재(610)에 고정되어 LM레일(6e)과 평행하는 랙기어(615);
좌우 LM블럭(6f)에 수평으로 고정되는 승강부재(616)(617);
브라켓(619a)으로 승강부재(616)(617)에 고정되는 서보모터(618);
서보모터(618)의 회전축에 고정되고 랙기어(615)에 치합되는 헬리컬기어(619);
승강부재(616)(617)의 단부에 각각 설치되는 아암(620)(621);
아암(620)(621)에 각각 설치되고 소재(S1)(S2)를 흡착 및 탈착하는 소재흡탈착수단(622)(623);
소재반입유닛(63)과 소재반출유닛(64) 사이에 설치되는 이송테이블(631);
을 포함하는 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템.
청구항 9에 있어서:
소재흡탈착수단(622)(623)은,
아암(620)(621) 단부에 소정 간격으로 설치되는 관절구(626);
관절구(626)에 결합되어 틸팅각도가 조절되는 지지봉(627);
지지봉(627) 단부에 설치되는 소재흡탈착구(628);
일측 소재흡탈착구(628)에 설치되고 소재(S1)(S2)의 흡착과 탈착을 근접 감지하는 근접센서(629);
를 포함하는 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템.
청구항 9에 있어서:
이송테이블(631)은,
플레이트(62)의 상부면에 평행 설치되는 한 쌍의 LM레일(6e) 및 랙기어(630);
LM레일(6e)에 각각 미끄럼 결합되는 복수의 LM블럭(6f);
LM블럭(6f) 상부면에 고정되고 LM레일(6e)의 길이방향으로 직선 왕복 운동하는 이송테이블(631);
이송테이블(631)의 몸체(632)에 고정되는 서보모터(633);
서보모터(633)의 회전축에 고정되고 상기 랙기어(630)에 치차 결합되는 헬리컬기어(634);
몸체(632) 상부에 위치하는 소재안착부(635);
를 포함하는 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템.
4열로 나열 설치되는 상하 금형을 이용하여 복수의 소재를 동시에 프레스 성형하는 대형프레스;
상기 대형프레스의 양측 바깥에 각각 설치되고 2개의 소재가 동시에 공급될 수 있도록 소정 높이로 적재되는 소재적재장치;
상기 소재적재장치와 대형프레스 사이에 각각 설치되고 소재적재장치의 소재를 대형프레스의 금형으로 2개씩 이송시켜 반입하는 소재이송장치;
상기 대형프레스의 전방 공간부 및 후방 공간부에 각각 설치되고 X, Y, Z축으로 운동하면서 프레스 성형된 2개의 소재를 후속 공정의 금형으로 동시에 이송 반입하는 소재반송장치;
상기 대형프레스의 양측에 각각 설치되고 최종 프레스 성형된 2개의 소재를 동시에 받아 배출시키는 배출컨베어;
를 포함하는 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 시스템.
a) 2~4의 복수 열로 나열 설치되는 상하 금형으로 소재를 동시에 프레스 성형하는 대형프레스와, 상기 대형프레스의 양측에 각각 설치되는 소재적재장치 및 소재이송장치와, 상기 대형프레스의 전방 공간부와 후방 공간부에 각각 설치되고 성형된 소재를 후공정의 금형으로 반입시키는 소재반송장치와, 상기 대형프레스의 양측에 각각 설치되는 배출컨베어를 포함하되, 상기 소재이송장치로 상기 소재적재장치에 적재된 소재를 대형프레스의 제1 하부금형으로 각각 이송 반입한 다음 1차 프레스 성형하는 단계;
b) 소재반송장치를 이용하여 1차 프레스 성형된 소재를 대형프레스의 제2 하부금형으로 이송 반입한 다음 2차 프레스 성형하는 단계;
c) 소재반송장치를 이용하여 2차 프레스 성형된 소재를 대형프레스의 제3 하부금형으로 이송 반입한 다음 3차 프레스 성형하는 단계;
d) 소재반송장치를 이용하여 3차 프레스 성형된 소재를 대형프레스의 제4 하부금형으로 이송 반입한 다음 4차 프레스 성형하는 단계;
e) 소재반송장치를 이용하여 4차 프레스 성형된 소재를 대형프레스의 제5 하부금형으로 이송 반입한 다음 5차 프레스 성형하는 단계;
d) 소재반송장치를 이용하여 5차 프레스 성형된 소재를 대형프레스 양측의 배출컨베어로 배출하는 단계;
를 포함하는 대형프레스를 이용한 고효율 프레스 방법.