KR20100030254A - Electric press machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 프레스장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서보모터의 전동 구동력에 의해 작동되어 베어링이나 오일씰 등과 같은 기계장치의 부품을 압입 조립함에 있어 설정된 일정한 압력으로 가압하여 부품을 보다 정밀하게 압입 조립하도록 하여 조립상품의 생산성을 높이도록 한 전동 프레스 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a press apparatus, and more particularly, it is operated by the electric driving force of the servomotor to press-assemble the parts more precisely by pressing at a predetermined constant pressure in the press-assemble assembly of mechanical components such as bearings and oil seals. It relates to an electric press device to increase the productivity of the assembled product.
압력을 대상물에 가해 주어 작업을 수행하는 프레스 장치는 작업대상이나 사용되는 가공의 종류에 따라 다양한 종류의 프레스 장치가 선택적으로 사용될 수 있으며, 이러한 프레스 장치는 구동방식에 따라 크게 기계식 프레스 장치와 유압식 프레스 장치로 구분될 수 있다.The press device that performs the work by applying pressure to the object can be selectively used in various kinds of press devices according to the work object or the type of processing used. Such press devices are largely mechanical and hydraulic presses depending on the driving method. It can be divided into devices.
기계식 프레스 장치는 크랭크, 캠, 나사, 래크, 링크 같은 동력전달기구를 구비한 소형의 프레스 장치가 주로 이용되고 있으며, 유압식 프레스 장치는 유압펌프, 유압실린더, 이들을 연결하는 유압배관, 및 다양한 종류의 제어밸브를 사용하는 것으로서, 큰 가압력을 발생시키기에 유리하여 중·대형의 프레스 장치가 큰 힘을 필요로 하는 작업장치에 주로 이용되고 있다.Mechanical presses are mainly used as compact presses with power transmission mechanisms such as cranks, cams, screws, racks and links. Hydraulic presses are hydraulic pumps, hydraulic cylinders, hydraulic piping connecting them, and various kinds of presses. As a control valve is used, it is advantageous to generate a large pressing force, and a medium and large press device is mainly used for a work device requiring a large force.
일반적으로, 베어링이나 오일씰 등과 같은 기계부품을 억지 끼워 맞춤으로 정밀 압입하거나, 정밀 코킹작업을 수행하는 등 큰 힘을 요구하는 작업에는 유압프레스가 사용되어 왔다.In general, a hydraulic press has been used for a job requiring a large force, such as precisely press-fitting a mechanical part such as a bearing or an oil seal, or performing a precision caulking operation.
그러나, 유압 프레스 장치는 구조가 단순하고, 비교적 가격이 저렴하며, 배관 및 작동유의 분기가 자유로운 장점이 있으나, 발생하는 힘의 크기, 속도, 방향 등을 쉽게 제어하기 곤란하며, 정밀한 위치제어 및 정밀한 가압력제어가 비교적 어렵고, 작동유의 누출이나 소음유발 등 쾌적한 환경유지의 관점에서 바람직하지 못하며, 설치공간을 많이 차지하고, 특히 작동유의 온도변화에 따라 기계적 특성 및 효율이 변화한다는 단점을 갖고 있다.However, the hydraulic press device is simple in structure, relatively inexpensive, and freely diverges piping and hydraulic oil, but it is difficult to easily control the magnitude, speed, direction, etc. of generated force, and precise position control and precision It is relatively difficult to control the pressure, and it is not preferable in view of maintaining a pleasant environment such as leakage of oil or noise. It occupies a lot of installation space, and in particular, mechanical characteristics and efficiency change according to the temperature change of the hydraulic oil.
특히, 정밀한 위치제어 및 정밀한 가압력 제어를 실현하기 위해서는 서보 솔레노이드 밸브 등과 같은 고가의 제어기기 및 센서를 필요로 하므로 제작비용이 크게 소요되는 문제점이 있었다.In particular, in order to realize precise position control and precise force control, expensive controllers and sensors such as servo solenoid valves are required, and thus, manufacturing costs are greatly required.
근래 들어 작업현장에서 보다 정밀한 압입작업이 요구되고, 작업시간의 단축이 요구되고 있으며, 소비자의 기호가 다양해짐에 따라 생산방식이 소품종 대량생산 방식에서 다품종 소량생산 방식으로 변화되어 감에 따라 유사한 종류의 다양한 공정을 수행할 수 있는 유연성 및 작업장의 환경을 개선하고자 하는 요구가 대두되고 있다. In recent years, more precise press-in work is required in the workplace, shorter working time is required, and as the consumer's preferences are diversified, the production method is changed from the mass production method of small items to the small quantity production method of similar products. There is a growing need to improve the flexibility of the workplace and the environment of the workplace.
이상과 같은 요구에 부응하고 정밀한 위치제어와 가압력 제어가 용이하지 못한 유압 프레스 장치의 한계성을 극복하기 위하여, 서보모터와 볼 스크류를 사용하 는 전동 프레스장치가 개발되었고, 이러한 전동 프레스장치의 가압로드 단부에 압력을 측정할 수 있는 로드셀을 부가 설치하여 가압력을 측정하여 제어하도록 함으로써 보다 정밀하게 하중 제어를 하도록 하는 기술도 개시되었으며, 본 출원인은 로드셀의 보호 및 보다 정밀한 하중제어를 할 수 있도록 한 기술로서 등록특허 10-0496672호(명칭: 로드셀 내장형 전동프레스장치)를 제안하였다.In order to meet the above demands and overcome the limitations of the hydraulic press device, which is not easy to control the precise position and force, the electric press device using the servomotor and the ball screw has been developed. Also disclosed is a technology for more precise load control by installing a load cell capable of measuring the pressure at the end to measure and control the pressing force, and the present applicant provides a technology for protecting the load cell and enabling more precise load control. Patent No. 10-0496672 (name: load cell built-in electric press device) was proposed.
도 9는 등록특허 10-0496672호의 구성을 보인 가이드키 방식 회전방지수단을 갖는 전동프레스장치의 구성을 보인 단면도로서, 중공파이프형으로 구비되는 프레스 본체(10)의 상단부 내부에 프레스 본체와 중심이 일치하도록 로드셀(20)이 설치된 것으로 상기 로드셀(20)은 자체의 외주면에서 반경방향으로 돌출하는 제어부를 구비하며, 로드셀 조립시 제어부는 프레스 본체(10)의 상단부 일측에 형성된 절개부를 통해 외부에 노출되도록 조립되고, 제어부에서 신호선과 전원선 등의 배선이 인출되어 미도시한 프레스 제어장치로 연결될 수 있도록 한다.9 is a cross-sectional view showing the configuration of an electric press device having a guide key type anti-rotation means showing the configuration of Patent No. 10-0496672, the press main body and the center inside the upper end of the press
프레스 본체(10)의 상단에서 소정 높이 만큼의 내경은 로드셀(20)의 직경에 따라 확장된 형태로 형성되며, 직경차에 의해 형성되는 걸림턱 부분에 로드셀(20)의 하면측 가장자리부분이 밀착되도록 고정된다.The inner diameter of a predetermined height at the upper end of the
로드셀(20)의 상·하부측정단(23)에는 각각 상·하부 트러스트 베어링(9)(5)이 고정되는데, 트러스트 베어링(9)(5)은 각각의 외륜부가 베어링 하우징(7)(3)에 삽입되어 일체로 고정된 상태에서 상기 로드셀(20)의 상·하부측정단(23)에 각각 베어링 하우징(7)(3) 부분이 밀착되도록 고정된다.The upper and lower thrust bearings 9 and 5 are respectively fixed to the upper and lower measurement stages 23 of the
이와 같이, 상·하부 트러스트 베어링(9)(5)이 로드셀(20)에 장착된 상태에 서, 로드셀(20)과 상·하부 트러스트 베어링(9)(5)의 중심공을 순차적으로 관통하도록 볼스크류(30)가 설치된다.In this way, while the upper and lower thrust bearings 9 and 5 are mounted on the
볼스크류(30)는 공지의 볼스크류에서와 같이 볼스크류 너트(35)와 맞물려 연동하는 것으로서, 하부의 나사부(38)와 상부의 지지부(39)로 구분되며, 나사부와 지지부의 경계부에 직경차에 의한 지지단이 형성된다. The
이와 같은 볼스크류(30)는 로드셀(20)에 베어링 하우징(3)을 통해 결합된 하부 트러스트 베어링(5)의 내륜부가 지지단과 밀착되도록 결합된다. 즉, 볼스크류(30)의 지지부(39)에는 지지단과 밀착되는 하부 트러스트 베어링(5), 베어링하우징(3), 로드셀(20), 베어링 하우징(7), 상부 트러스트 베어링(9)이 순차적으로 위치하게 되며, 실질적으로 로드셀(20) 및 각 베어링 하우징(3)(7)의 내주면은 볼스크류(30)의 지지부(39) 외주면과 접촉하지 않는 가운데, 상·하부 트러스트 베어링(9)(5) 각각의 내륜부가 지지부(39) 외주면과 접촉을 유지한 상태로 결합된다.The
하측면 가장자리 부분이 프레스 본체(10)의 걸림턱 부분에 밀착되어 고정되는 로드셀(20)의 상측면 가장자리 부분은 베이스판(80)과 밀착된 상태에서 나사결합된다. 베이스판(80)의 일측에는 볼스크류(30)가 상부로 돌출할 수 있도록 하는 관통공이 형성되어 있으며, 관통공의 하면측 둘레부분에 로드셀(20)의 상면측 가장자리부분이 밀착되도록 고정된다.The upper edge portion of the
즉, 로드셀(20)은 프레스 본체의 내주면 상부의 걸림턱에 밀착되어 고정되고, 베이스판(80)은 로드셀(20)의 상측면 가장자리 부분에 고정되는 것이다. 이때, 상기 관통공 내부에는 베어링 하우징(7)에 삽입된 상부 트러스트 베어링(9)이 위치 하게 되며, 볼스크류(30)의 지지부(39) 상부가 베이스판(80) 상부로 돌출한 상태로 위치하게 된다.That is, the
베이스판(80) 상부로 돌출하는 볼스크류(30)의 지지부(39) 상부에 키(32)에 의해 결합되는 종동 타이밍 풀리(25)가 상부 트러스트 베어링(9)의 내륜과 밀착되도록 장착되고, 타이밍 벨트(15)에 의해 후술하는 주동 타이밍 풀리(45)와 연동하게 된다. 또한, 종동 타이밍 풀리(25)는 볼스크류(30) 지지부(39)의 최상부에 형성된 나사에 로크 와셔(26)와 로크너트(27)를 체결하여 견고하게 고정된다.The driven
한편, 굽힘방지브라켓(60)이 볼스크류(30) 지지부(39)의 상단부를 지지하도록 베이스판(80)에 고정된다. 굽힘방지브라켓(60)은 종동 타이밍 풀리(25)를 덮는 형태로 형성되는 것으로서, 결합공을 구비하고 있다. 그리고, 종동 타이밍 풀리(25)는 상부로 돌출하는 허브를 구비하고, 허브 외주면에 내륜부가 밀착되도록 볼 베어링(29)이 장착되며, 굽힘방지브라켓(60)의 결합공에 종동 타이밍 풀리(25)의 허브에 장착된 볼 베어링(29)의 외륜부가 결합되어 볼스크류(30)의 상단부를 자유로운 회전이 가능한 상태에서 지지함으로써 타이밍 벨트(15)의 장력에 의한 볼스크류(30)의 굽힘을 방지하도록 되어 있다.On the other hand, the
그리고, 베이스판(80)의 다른 일측의 저면에 관통 형성된 장공(82)을 통해 고정볼트(84)에 의해 서보모터(40)가 장착되며, 서보모터(40)의 출력축(41)에 주동 타이밍 풀리(45)가 설치된다. 베이스판(80)의 서보모터(40)와 결합하는 부분에도 역시 서보모터(40)의 출력축(41)이 상부로 돌출할 수 있도록 하는 관통공이 형성되어 있으며, 상면측의 관통공 주변에 기준평면에서 내측으로 들여진 모터위치조절판 설치부(81)가 형성되어 있다.Then, the
모터위치조절판 설치부(81)에 모터위치조절판(85)이 설치되고 모터위치 조절판(85)의 나사구멍(86)에 고정볼트(84)가 체결되어 서보모터가 체결되는 것이다. The
이 모터위치조절판(85)은 서보모터(40)의 출력축(41)에 설치된 주동 타이밍 풀리(45)의 하부 직경보다 조금 큰 조정구멍을 구비한다. 여기서, 모터위치조절판(85)은 베이스판(80)의 일측면을 관통하여 결합되는 장력조절볼트(83)를 조절함으로써 볼스크류(30)를 향해 전진 또는 후진하게 되고, 이 과정에서 서보모터(40)의 위치를 조절하게 되고, 따라서 주동 타이밍 풀리(45)와 종동 타이밍 풀리(25)의 축간거리가 조정됨에 따라 타이밍 벨트(15)의 장력이 조절된다.The motor
그리고, 베이스판(80) 상부는 커버(90)가 씌워져서, 내부의 구성요소들이 외부에 노출되어 먼지 등에 의해 오염되거나 내부의 기계적 소음이 그대로 방출되는 것을 차단하게 된다.In addition, the upper portion of the
한편, 볼스크류(30)의 나사부(38)와 맞물려 볼스크류(30)의 회전시 상승 또는 하강하게 되는 볼스크류 너트(35)가 장착되며, 볼스크류 너트(35)는 프레스 본체(10)의 내주면과의 사이에 위치하도록 자체의 외주면에 결합되는 오일리스 베어링(37)에 의해 마찰이 최소화된 상태에서 상하로 왕복운동하게 된다.On the other hand, the
볼스크류 너트(35)의 하부에는 중공축형의 가압로드(50)가 결합되며, 가압로드(50) 역시 볼스크류 너트(35)의 상하 왕복운동시 함께 상하로 왕복운동하여 그 하부가 프레스 본체(10)의 하단 개구부를 통해 출몰하게 된다. 또한, 가압로드(50)의 하단부에는 작업대상물과 접촉한 상태에서 직접 가압력을 전달하게 되는 작업 도구가 장착되게 된다.A hollow
가압로드(50)의 상부 일측 외주면에는 소정의 길이와 두께 및 폭을 갖는 가이드키(51)가 결합되며, 가이드키(51)의 설치위치에 대응하는 프레스 본체(10) 내주면에는 축방향으로 프레스 본체(10)의 하단까지 연장되도록 음각의 키 가이드레일(11)이 형성되어, 가이드키(51)가 키 가이드레일(11)에 구속되어 가압로드(50)의 상하 왕복운동시 볼스크류 너트(35) 및 가압로드(50)가 회전하는 것을 방지하게 된다.A
또한, 키 가이드레일(11) 상에는 외부와 연통되는 3개의 통공이 형성되고, 최상부 및 최하부 통공에는 가압로드(50)의 과도한 상승이나 하강을 방지하는 오버런센서(53)(57)가 설치되고, 상측의 오버런센서(53)와 인접하게 위치하는 중간의 통공에는 가압로드(50)의 기준위치 설정을 위한 원점근접센서(55)가 설치되며, 가이드키(51)의 윗면을 센서가 감지함으로써 가압로드(50)의 위치를 감지할 수 있도록 되어 있다.In addition, three through holes communicating with the outside are formed on the
그리고, 볼스크류(30)의 하단부 외주면에는 볼 베어링(31)이 장착되고, 볼베어링(31)의 외륜부에 오일리스 베어링(33)이 결합되어, 오일리스 베어링(33)의 외주면이 가압로드(50)의 내주면과 미끄럼 접촉하도록 함으로써, 볼스크류(30)가 회전하여 가압로드(50)가 상하로 왕복운동하는 경우에도 볼스크류(30)의 휨과 상호간의 마찰로 인한 소음이 방지되고 가압로드(50)의 원활한 상하 왕복운동이 가능하도록 하며, 프레스 본체(10)의 하단부 내주면과 밀착되는 오일리스 베어링(13)을 구비하여 가압로드(50)와 미끄럼 접촉하도록 함으로써, 마찰이 최소화된 상태에서 안 정적인 가압로드(50)의 상하 왕복운동이 가능하도록 한다.And, the ball bearing 31 is mounted on the outer peripheral surface of the lower end of the
전동 프레스 장치는 작업대상물이 컨베이어 벨트 등에 의해 가압로드(50) 하부의 정위치에 도달하면, 서보모터(40)가 정회전하여 주동 타이밍 풀리(45)가 회전하고, 타이밍 벨트(15)에 의해 종동 타이밍 풀리(25)에 회전력이 전달되어 볼스크류(30)를 회전시키게 된다. 볼스크류(30)의 회전으로 볼스크류 너트(35)가 가압로드(50)와 함께 하강하게 되며, 하강중 가압로드(50)의 하단부에 장착되는 작업 도구가 작업대상물과 접촉하는 순간부터 작업대상물에 가압력이 작용하기 시작한다.In the electric press apparatus, when the work object reaches a fixed position under the
가압력이 작업대상물에 작용하기 시작하면, 로드셀(20)에서 작업대상물에 작용하는 가압력을 감지하게 된다. 즉, 작업도구, 가압로드(50), 볼스크류 너트(35), 볼스크류(30), 하부 트러스트 베어링(5), 베어링 하우징(3), 로드셀(20)의 순서로 가압력이 전달되어, 최종적으로 로드셀(20)에서 작용하는 가압력을 감지하게 되며, 작업대상물에 대한 필요한 가압력 작용이 완료되면, 서보모터(40)의 역회전으로 가압로드(50)가 급속히 상승하여 다음 작업대상물에 대한 작업을 준비하게 된다.When the pressing force starts to act on the workpiece, the
그런데 이와 같은 전동 프레스 장치에 있어서 매우 중요한 구성요소는 회전운동을 하는 상기 볼스크류(30)와 상기 볼스크류(30)에 대응하여 직선운동을 하는 볼스크류 너트(35)의 사이에 완전한 상대운동이 이루어지도록 하며, 상기 볼스크로 너트와 결합되어 작용하는 가압로드(50)의 가압력을 지탱할 수 있도록 하는 인장력을 만족하는 역학적 구조가 반드시 요구된다.However, a very important component in such an electric press device is that the complete relative motion between the
즉, 전동 프레스 장치에 있어 회전운동을 직선운동으로 변환시켜주는 원리는 볼스크류와 볼스크류 너트의 상대적 운동상태로서 서보모터에 의해 지속적으로 구 동력을 받는 볼스크류와 가이드축과 같은 기구에 의해 구속되어 자체의 회전이 방지되도록 하는 회전방지수단에 의해 상하 직선운동만을 하는 볼스크류 너트에 의해 이루어지는 것이다.In other words, the principle of converting rotational motion into linear motion in the electric press device is the relative motion state of the ball screw and the ball screw nut, which is constrained by mechanisms such as ball screw and guide shaft which are continuously driven by the servo motor. It is made by a ball screw nut only vertical movement by the rotation preventing means to prevent the rotation of itself.
상기와 같은 역학적 구조를 만족하기 위한 회전방지수단으로서, 상기 종래의 기술에서는 가압로드(50)의 상부 일측 외주면에는 소정의 길이와 두께 및 폭을 갖는 가이드키(51)가 결합되며, 가이드키(51)의 설치위치에 대응하는 프레스 본체(10) 내주면에는 축방향으로 프레스 본체(10)의 하단까지 연장되도록 음각의 키 가이드레일(11)이 형성되어, 가이드키(51)가 키 가이드레일(11)에 구속되어 가압로드(50)의 상하 왕복운동시 볼스크류 너트(35) 및 가압로드(50)가 회전하는 것을 방지하도록 한 것이다.As a rotation preventing means for satisfying the mechanical structure as described above, in the conventional technology, a guide key 51 having a predetermined length, thickness, and width is coupled to an outer circumferential surface of the upper side of the
그러나 상기 종래기술에 의한 회전방지수단은 장치의 정밀가공제작 및 조립성이 매우 난해하며, 장기적으로 사용할 때 가이드키(51)와 가이드레일(11)의 마모에 따른 오차의 발생으로 정밀한 가압작용을 수행할 수 없는 문제점이 있다.However, the anti-rotation means according to the prior art is very difficult to manufacture and assemble the precision processing of the device, and when the long-term use, the precise pressing action due to the occurrence of the error caused by the wear of the
또한, 종래의 다른 실시예로서 볼스플라인 방식의 회전방지수단이 제안되었으나 제작이 어렵고 가격이 매우 많이 소요되며, 특히 로드가 외부로 노출되어 이물질 유입에 따른 오작동의 우려가 있다.In addition, as another conventional embodiment, a ball spline type anti-rotation means has been proposed, but it is difficult to manufacture and very expensive. In particular, the rod is exposed to the outside and there is a fear of malfunction due to foreign material inflow.
또한 종래의 다른 실시예로서 리니어모션 방식의 회전방지수단이 제시되어 있으나, 조립이 매우 어려운 문제점이 있고, 제작단가의 상승으로 널리 적용되지 못하고 있는 실정이다.In addition, the rotation prevention means of the linear motion method as another conventional embodiment is presented, but there is a problem that is very difficult to assemble, the situation is not widely applied due to the increase in manufacturing cost.
상기의 문제점을 개선하기 위한 본 발명에서는 보다 간단한 구조로 조립성이 매우 우수하며, 명확한 볼스크류 너트의 회전방지기능을 갖도록 하여 보다 정밀하고 원활하게 직선운동을 하도록 하며, 또한 강력한 프레스작용에 따른 인장하중에 대응하도록 하고, 주요 작동부에 외부로 부터의 이물질 침투를 방지하여 보다 안정적으로 프레스작업을 수행하도록 하는 전동 프레스장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In the present invention for improving the above problems, the assembly structure is very excellent in a simpler structure, and the ball screw nut has a rotation prevention function to make the linear motion more precisely and smoothly, and also according to the strong press action It is an object of the present invention to provide an electric press apparatus for responding to loads and preventing a foreign substance from penetrating from the outside to perform a press work more stably.
상기의 문제점을 개선하기 위한 본 발명에서는 작업대의 프레임에 설치되어 서보모터의 회전운동을 가압로드의 직선운동으로 변환시켜주는 것으로서, 모터브라켓의 일측에 고정설치된 서보모터를 포함하는 구동부에 의해 회전운동하는 볼스크류와; 상기 볼스크류에 대응되어 상호 결합 작동되는 볼스크류 너트와; 상기 볼스크류 너트와 일체로 결합되고 작업물에 압력을 전달하는 가압로드가 결합된 가압로드헤드부 및 상기 볼스크류와 볼스크류 너트가 상대적인 운동을 하도록 볼스크류 너트의 회전운동을 방지하는 회전운동방지수단을 구비한 전동 프레스 장치에 있어서, 상기 회전운동방지수단은 상측부가 모터브라켓에 결합되고, 하측부는 작업대의 프레임에 일체로 고정되는 플랜지에 결합되어 가압로드헤드부의 회전운동을 방지하고 인장하중을 갖도록 하는 복수개의 타이로드와; 상기 복수개의 타이로드에 각각 대응하여 외주면에 슬라이드가능하게 밀착결합하도록 한 복수개의 타이로드안내부재가 구비되고, 상기 볼스크류 너트와 일체로 결합되어 직선운동을 하는 가압로드헤드부와; 상기 타이로드의 외측을 감싸도록 설치되며, 상기 작업대의 프레임에 일체로 고정되는 플랜지와 모터브라켓의 사이에 결합되어 비틀림응력을 작용하는 중공파이프형의 보디커버를 포함한다.In the present invention for improving the above problems is installed in the frame of the workbench to convert the rotational motion of the servo motor into a linear motion of the pressure rod, the rotational motion by the drive unit including a servo motor fixed to one side of the motor bracket A ball screw; A ball screw nut corresponding to the ball screw and coupled to each other; Pressure rod head unit coupled to the ball screw nut integrally coupled to the pressure rod for transmitting pressure to the workpiece and preventing the rotation movement of the ball screw nut to prevent the rotation of the ball screw nut so that the ball screw and the ball screw nut In the electric press device having a means, the rotational movement preventing means is the upper portion is coupled to the motor bracket, the lower portion is coupled to the flange which is fixed integrally to the frame of the workbench to prevent the rotational movement of the pressure rod head portion and reduce the tensile load A plurality of tie rods to have; A pressurized rod head portion having a plurality of tie rod guide members adapted to slidably adhere to an outer circumferential surface corresponding to the plurality of tie rods, respectively, and integrally coupled to the ball screw nut to perform a linear movement; It is installed to surround the outside of the tie rod, and includes a hollow pipe-type body cover coupled between the flange and the motor bracket fixed integrally to the frame of the workbench to act the torsion stress.
본 발명에 있어서 상기 복수개의 타이로드는 상기 보디커버의 내주면과 각각 일정 간격 이격되게 설치되며, 상기 타이로드의 외주면에 접촉 슬라이드가능하게 결합되는 상기 가압로드헤드부의 타이로드안내부재는 타이로드의 외주면과 대응하도록 천공된 안내공임을 특징으로 한다.In the present invention, the plurality of tie rods are respectively spaced apart from the inner circumferential surface of the body cover by a predetermined interval, and the tie rod guide member of the pressure rod head portion which is slidably coupled to the outer circumferential surface of the tie rod is an outer circumferential surface of the tie rod. It is characterized in that the guide hole perforated to correspond with.
본 발명에 있어서 상기 보디커버는 복수개의 타이로드결합공과 중앙부에 가압로드통과공이 천공된 하부고정판이 하단부에 일체로 고정되어 형성됨을 특징으로 한다.In the present invention, the body cover is characterized in that the plurality of tie rod coupling hole and the lower fixing plate which is punched through the pressure rod passing hole in the central portion is integrally fixed to the lower end portion.
본 발명에 있어서 상기 보디커버는 트러스트베어링에 의해 상기 볼스크류를 지지하고 모터브라켓의 하단부에 결합된 베어링하우징의 하단부에 다수의 고정나사에 의해 상단부가 고정되고, 하단부는 하부고정판에 천공된 복수개의 타이로드결합공을 통하여 복수개의 타이로드의 나사부에 의해 하부의 플랜지에 고정되어 설치됨을 특징으로 한다.In the present invention, the body cover supports the ball screw by a thrust bearing and the upper end is fixed to the lower end of the bearing housing coupled to the lower end of the motor bracket by a plurality of fixing screws, the lower end is a plurality of perforated in the lower fixing plate It is characterized by being fixed to the lower flange by the threaded portion of the plurality of tie rods through the tie rod coupling hole.
본 발명에 있어서 상기 보디커버는 내주면에 길이방향으로 상기 복수개의 타이로드가 각각 삽입설치되도록 하는 복수개의 타이로드삽입홈이 형성하되, 상기 타이로드의 일측면이 노출되게 하여 상기 가압로드헤드부의 타이로드안내부재가 밀착 슬라이드되어 안내 작동되도록 함을 특징으로 한다.In the present invention, the body cover has a plurality of tie rod inserting grooves for allowing the plurality of tie rods to be respectively installed in the longitudinal direction on the inner circumferential surface thereof, and the one side of the tie rod is exposed so that the tie rod of the pressure rod head portion is exposed. The rod guide member is in close contact with the slide to guide operation.
본 발명에 있어서 상기 가압로드헤드부의 타이로드안내부재는 상기 가압로드헤드부의 외주면에 일정 깊이로 형성된 안내홈임을 특징으로 한다.In the present invention, the tie rod guide member of the pressure rod head portion is a guide groove formed to a predetermined depth on the outer peripheral surface of the pressure rod head portion.
본 발명에 있어서 상기 보디커버는 다각형의 중공파이프이며, 상기 타이로드삽입홈은 다각형의 모서리부에 형성되되 내측부분이 절개된 상태임을 특징으로 한다. In the present invention, the body cover is a polygonal hollow pipe, and the tie rod insertion groove is formed in the corner portion of the polygon, characterized in that the inner portion is cut.
본 발명에 있어서 상기 보디커버는 사각형의 중공파이프이고, 4개의 모서리부에 각각 4개의 타이로드삽입홈이 형성됨을 특징으로 한다.In the present invention, the body cover is a rectangular hollow pipe, characterized in that four tie rod insertion grooves are formed in each of the four corners.
본 발명에 있어서 상기 가압로드헤드부와 가압로드는 분리형이거나 일체형임을 특징으로 한다.In the present invention, the pressure rod head portion and the pressure rod is characterized in that the removable or integral.
본 발명에 있어서 상기 베어링하우징은 가압력을 측정 제어하도록 하는 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the bearing housing is characterized in that it comprises a load cell to measure and control the pressing force.
이와 같은 본 발명은 기계부품등의 조립작업을 용이하면서도 명확하게 이루어질 수 있도록 하는 전동 프레스장치로서 볼스크류 너트를 포함하는 가압로드헤드부의 회전운동을 근본적으로 방지하도록 하는 다수의 타이로드와 보디커버의 역학적인 결합구조에 의해 전동프레스의 가압로드가 보다 정밀하고 원활하게 직선운동을 하도록 하여 보다 정확한 압입작업을 수행하도록 하는 것으로 정밀조립에 따른 제품의 신뢰성을 극대화하는 효과가 있다.As described above, the present invention provides an electric press device for easily and clearly assembling a mechanical part, and includes a plurality of tie rods and a body cover to fundamentally prevent rotational movement of the pressure rod head portion including a ball screw nut. The mechanically coupled structure allows the pressurized rod of the electric press to perform a more precise and smooth linear motion to perform a more precise press-fitting operation, thereby maximizing the reliability of the product according to precision assembly.
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동 프레스장치가 작업대의 프레임(100)에 고정 설치된 상태를 보인 사시도로서, 베어링이나 오일씰 등과 같은 기계부품을 억지 끼워 맞춤으로 정밀 압입하거나, 정밀 코킹작업을 수행하는 등 큰 힘을 요구하는 작업을 수행하도록 전원에 의해 구동하는 서보모터(120)의 회전운동을 가압로드(155)의 직선운동으로 변환시켜 가압작업을 수행하도록 하는 것이다.1 is a perspective view showing a state in which the electric press apparatus is fixed to the
도 2는 도 1의 분리사시도이며, 도 3은 본 발명 실시예의 주요부구성을 보인 분해상태 절개사시도이고, 도 4는 본 발명 실시예의 작동상태를 도시한 단면도이다.Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1, Figure 3 is an exploded perspective view showing a major portion of the embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing the operating state of the embodiment of the present invention.
본 발명 전동 프레스 장치는 모터브라켓(110)의 일측에 고정 설치된 서보모터(120)를 포함하는 구동부에 의해 회전운동하는 볼스크류(130)와; 상기 볼스크류(130)에 대응되어 상호 결합 작동되는 볼스크류 너트(140)와; 상기 볼스크류 너트(140)와 일체로 결합되고 작업물에 압력을 전달하는 가압로드(155)가 결합된 가압로드헤드부(150) 및 상기 볼스크류(130)와 볼스크류 너트(140)가 상대적인 운동을 하도록 볼스크류 너트(140)의 회전운동을 방지하는 회전운동방지수단으로 구성되어 있다.The electric press apparatus of the present invention includes: a
상기 볼스크류(130)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 서보모터(120)의 회전동력을 구동풀리(121)와 종동풀리(131)의 사이를 연결하는 체인밸트(125)에 의해 동력이 전달되어 회전 작동되며, 회전운동방지수단에 고정되고 상기 볼스크류(130)에 이물림된 볼스크류 너트(140)과의 관계에서 직선운동에 따른 압입력을 발생시키도록 한 것이다.The
상기 회전운동방지수단은 볼스크류 너트(140)의 운동방향을 따라 설치된 복수개의 타이로드(170)와 상기 타이로드(170)를 따라 직선운동하는 가압로드헤드부(150)와 상기 타이로드(170)의 외측에 설치된 보디커버(180)를 포함한다.The rotation movement preventing means includes a plurality of
상기 타이로드(170)는 상측부가 모터브라켓(110)에 결합되고, 하측부는 작업대의 프레임(100)에 일체로 고정되는 플랜지(190)에 결합되어 가압로드헤드부(150)의 회전운동을 방지하면서 직선운동을 하도록 안내하는 기능과 아울러 인장하중을 갖도록 하는 것으로 복수개가 나란히 설치되어 있다.The
본 발명의 일실시예로서 도 3에 도시된 바와 같이 상기 복수개의 타이로드(170)는 상기 보디커버(180)의 내주면과 각각 일정 간격 이격되게 설치되며, 상기 타이로드(170)의 외주면에 접촉 슬라이드가능하게 결합되는 상기 가압로드헤드부(150)에 구비된 타이로드안내부재(151)는 타이로드(170)의 외주면과 대응하도록 천공된 안내공(152)으로 이루어져 있다.As shown in FIG. 3, the plurality of
즉, 상기 가압로드헤드부(150)는 상기 복수개의 타이로드(170)에 각각 대응하는 복수개의 안내공(152)이 천공되어 있으며, 슬라이드가능하게 밀착결합된 복수개의 안내공(152)에 의해 안내되어 직선 왕복운동하는 것으로 볼스크류(130)의 회동에 따라 상대적으로 운동을 하는 상기 볼스크류 너트(140)와 일체로 결합되어 직선운동을 하는 것이다.That is, the
상기 보디커버(180)는 상기 타이로드(170)의 외측을 감싸도록 설치되며, 상기 작업대의 프레임(100)에 일체로 고정되는 플랜지(190)와 모터브라켓(110)의 사이에 결합되어 비틀림응력을 작용하는 중공파이프형으로 이루어져 있다.The
상기 보디커버(180)는 복수개의 타이로드결합공(182)과 중앙부에 가압로드통과공(183)이 천공된 하부고정판(181)이 하단부에 일체로 고정되어 형성되어 있다.The
상기 보디커버(180)의 상단부는 베어링하우징(160)의 하단부에 고정되고, 하단부는 하부고정판(181)의 타이로드결합공(182)을 통하여 타이로드(170)에 의해 하부의 플랜지(190)에 고정되어 설치된다.The upper end of the
즉, 상기 보디커버(180)는 트러스트베어링(161)에 의해 상기 볼스크류(130)를 지지하고 모터브라켓(110)의 하단부에 결합된 베어링하우징(160)의 하단부에 다수의 고정나사(162)에 의해 상단부가 고정되고, 하단부는 하부고정판(181)에 천공된 복수개의 타이로드결합공(182)을 통하여 복수개의 타이로드(170)의 나사부에 의해 하부의 플랜지(190)에 고정되어 설치된다.That is, the
이와 같은 본 발명은 상기 가압로드헤드부(150)가 볼스크류 너트(140)와 일체로 타이로드(170)의 안내로 회전이 방지되면서 직선운동을 하면서 작업을 수행하도록 하는 것이다.The present invention as described above is to allow the pressure
도 4는 본 발명 실시예의 작동상태를 도시한 단면도로서, a)는 볼스크류 너트(가압로드)가 상승된 상태를 도시한 것이고, b)는 볼스크류 너트(가압로드)가 하강한 상태를 도시한 것이다.Figure 4 is a cross-sectional view showing the operating state of the embodiment of the present invention, a) shows a state in which the ball screw nut (pressure rod) is raised, b) shows a state in which the ball screw nut (pressure rod) is lowered. It is.
즉, 상기 가압로드헤드부(150)는 상기 복수개의 타이로드(170)에 각각 대응 하여 외주면에 슬라이드가능하게 밀착결합하도록 한 복수개의 안내공(152)에 의해 안내되어 작동되는 것으로 볼스크류(130)의 회동에 따라 상대적으로 직선운동을 하는 상기 볼스크류 너트(140)와 일체로 결합되어 직선운동을 하는 것이다.That is, the pressurizing
따라서, 볼스크류 너트(140)를 포함하는 가압로드헤드부(150)는 타이로드(170)에 의해 회전운동이 금지되고 볼스크류(130)의 회전방향에 따라 전진 또는 후진운동을 수행하면서 가압작업을 수행하게 되는 것이다.Therefore, the pressure
이와 같은 본 발명은 가압로드헤드부(150)의 명확한 직선운동으로 정밀 가압작업이 가능하도록 하는 것이다.The present invention as described above is to enable precise pressurization work by a clear linear motion of the pressure
미설명 부호인 186은 통상적인 자동화 기계장치에서 작동 위치를 감지하여 제어하도록 하는 오버런센서로서 상부와 하부의 위치를 감지하여 정확한 동작으로 원활하게 작동되도록 하는 것으로 통상적인 기계장치에 널리 적용되어 지고 있는 기술이다.186, which is not described, is an overrun sensor that detects and controls an operating position in a general automated machinery, and detects the position of the upper and lower parts so that it operates smoothly and accurately. Technology.
본 발명의 실시예에서 상기 가압로드헤드부(150)와 가압로드(155)는 분리형으로 설치될 수도 있고, 일체형으로 설치될 수도 있다.In the embodiment of the present invention, the pressure
또한 상기 베어링하우징(160)은 가압력을 측정 제어하도록 하는 로드셀을 포함하여 보다 정밀한 작업을 수행할 수 있도록 하였다.In addition, the bearing
<다른 실시예><Other Embodiments>
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 프레스장치의 사시도이고, 도 6은 도 5의 요부구성을 보인 분해상태 사시도이며, 도 7은 도 5의 A - A선 단면도로 서 상기 회전운동방지수단은 볼스크류 너트(140)의 운동방향을 따라 설치된 복수개의 타이로드(170)와 상기 타이로드(170)를 따라 직선운동하는 가압로드헤드부(150)와 상기 타이로드(170)의 외측에 설치된 보디커버(180)를 포함한다.Figure 5 is a perspective view of the electric press device according to another embodiment of the present invention, Figure 6 is an exploded perspective view showing the main portion of Figure 5, Figure 7 is a cross-sectional view taken along the line A-A of Figure 5 Means are a plurality of
상기 타이로드(170)는 상측부가 모터브라켓(110)에 결합되고, 하측부는 작업대의 프레임(100)에 일체로 고정되는 플랜지(190)에 결합되어 가압로드헤드부(150)의 회전운동을 방지하고 인장하중을 갖도록 하는 것으로 복수개가 나란히 설치되어 있다.The
상기 보디커버(180)는 내주면에 길이방향으로 상기 복수개의 타이로드(170)가 각각 삽입설치되도록 하는 복수개의 타이로드삽입홈(185)이 형성하되, 상기 타이로드(170)의 일측면이 노출되게 하여 상기 가압로드헤드부(150)의 타이로드안내부재(151)가 밀착 슬라이드되어 안내 작동되도록 구성된다.The
상기 가압로드헤드부(150)의 타이로드안내부재(151)는 상기 가압로드헤드부(150)의 외주면에 일정 깊이로 형성된 안내홈(153)으로 구성된다.The tie
상기 보디커버(180)는 다각형의 중공파이프이며, 상기 타이로드삽입홈(185)은 다각형의 모서리부에 형성되되 내측부분이 절개된 상태이다.The
따라서 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 타이로드삽입홈(185)의 절개부를 통하여 노출된 타이로드(170)에 상기 가압로드헤드부(150)의 외주면에 형성된 안내홈(153)이 각각 밀착되어 맞추어진 상태이므로 볼스크류(130)이 회전할 때 볼스크류 너트(140)가 회전하지 않도록 하면서 일정한 방향을 유지한 채 타이로드(170)를 따라 직선운동을 하게 되는 것이다.Therefore, as shown in FIGS. 7 and 8, the
본 발명의 실시예로서 가장 바람직한 구성은 상기 보디커버(180)가 사각형의 중공파이프이고, 4개의 모서리부에 각각 4개의 타이로드삽입홈(185)이 형성되어 있고 상기 각각의 타이로드삽입홈(185)에는 타이로드(170)가 삽입 설치된 것이다.As an embodiment of the present invention, the most preferred configuration is the
도 8은 도 7의 B - B선 단면도로서 작동상태를 도시한 것으로, a)는 볼스크류 너트(가압로드)가 상승된 상태를 도시한 것이고, b)는 볼스크류 너트(가압로드)가 하강한 상태를 도시한 것이다.FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 7, wherein a) shows a state where the ball screw nut (pressure rod) is raised, and b) a ball screw nut (pressure rod) is lowered. One state is shown.
상기와 같이 보디커버(180)의 타이로드삽입홈(185)에 타이로드(170)가 끼워진 상태이므로 측방향에 대한 압력에 대응하게 되므로 회전방향의 압력에 보다 강력하게 대응하게 됨으로 타이로드(170)의 휨현상이 근본적으로 해소되게 되며, 따라서 보다 견고하고 안정적으로 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 주게 되어 정밀한 작동 및 장치의 내구성이 향상된다.As the
이와 같은 본 발명의 실시예는 타이로드(170)가 보디커버(180)에 구비된 타이로드삽입홈(185)에 삽입 설치됨으로써 상기 볼스크류(130)와 볼스크류 너트(140)와 가압로드헤드부(150) 및 보디커버(180)을 포함한 가압작동부를 보다 소형의 규격으로 제작이 가능하여 제품의 소형화 정밀화 요구에 부응할 수 있다.In this embodiment of the present invention, the
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도면에 도시하고 이를 설명한 것으로 본 발명의 특허청구의 범위에 의해 나타난 발명의 기술사상과 영역으로 부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경, 변형 및 수정이 가능할 것이고, 이러한 변경 변형 및 수정은 모두 본 발명의 범위에 속하고, 본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서만 정의되고 제한된다.As described above, the present invention is illustrated in the drawings and described with respect to specific embodiments, and various changes and modifications are made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims of the present invention. And modifications will be possible, and all such modifications, variations and modifications fall within the scope of the present invention, the scope of the present invention being defined and limited only by the claims.
위에서 설명한 본 발명 전동 프레스장치는 기계부품의 조립작업은 물론 가압작업을 수행하는 모든 기계장치에 적용될 수 있음은 물론이다.The electric press apparatus of the present invention described above can be applied to all mechanical apparatuses that perform pressurizing operations as well as mechanical parts.
본 발명은 차량이나 기타 기계장치의 부품 등을 가압 정밀조립작업을 수행하도록 하는 전동 프레스장치에 관한 기술로서, 균일하고 정확한 압력으로 제품에 적정의 압력을 가하여 압입 조립하도록 하는 장치로서 기계가공이나 조립작업이 무인 자동화되어 가고 있는 작업현장에 매우 용이하게 적용되어 생산공정을 획기적으로 개선하고 생산성을 높이도록 하는 것으로 산업상 이용가능성이 매우 큰 기술인 것이다.The present invention relates to an electric press apparatus for performing a precise press assembly operation of a vehicle or other mechanical parts, etc., and is a device for press-fitting and assembling by applying a proper pressure to a product with uniform and accurate pressure. It is a technology that has great industrial applicability as it is very easy to apply to a job site where work is being unattended, to dramatically improve the production process and to increase productivity.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동 프레스장치의 사시도.1 is a perspective view of an electric press apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 분리사시도.Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1;
도 3은 본 발명 실시예의 요부구성을 보인 분해상태 절개사시도.Figure 3 is an exploded perspective view showing the main configuration of the embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명 실시예의 작동상태를 도시한 단면도로서,4 is a cross-sectional view showing an operating state of the embodiment of the present invention,
a)는 볼스크류 너트(가압로드)가 상승된 상태를 도시한 것이고,a) shows a state in which the ball screw nut (pressure rod) is raised,
b)는 볼스크류 너트(가압로드)가 하강한 상태를 도시한 것임.b) shows the state where the ball screw nut (pressurizing rod) is lowered.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 프레스장치의 사시도.5 is a perspective view of an electric press apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 요부구성을 보인 분해상태 사시도.6 is an exploded perspective view showing the main configuration of FIG.
도 7은 도 5의 A - A선 단면도.7 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
도 8은 도 7의 B - B선 단면도로서 작동상태를 도시한 것으로,8 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG.
a)는 볼스크류 너트(가압로드)가 상승된 상태를 도시한 것이고,a) shows a state in which the ball screw nut (pressure rod) is raised,
b)는 볼스크류 너트(가압로드)가 하강한 상태를 도시한 것임.b) shows the state where the ball screw nut (pressurizing rod) is lowered.
도 9는 종래의 가이드키 방식 회전방지수단을 갖는 전동프레스장치의 구성을 보인 단면도.9 is a cross-sectional view showing the configuration of an electric press apparatus having a conventional guide key rotation preventing means.
* 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts
100: 프레임 110: 모터브라켓100: frame 110: motor bracket
120: 서보모터 121: 구동풀리120: servomotor 121: drive pulley
125: 체인밸트 130: 볼스크류125: chain belt 130: ball screw
131: 종동풀리 140: 볼스크류 너트131: driven pulley 140: ball screw nut
141: 볼스크류너트고정나사 150: 가압로드헤드부141: ball screw nut fixing screw 150: pressure rod head
151: 타이로드안내부재 152: 안내공151: tie rod guide member 152: guide hole
153: 안내홈 155: 가압로드153: guide groove 155: pressure rod
160: 베어링하우징 161: 트러스트베어링160: bearing housing 161: thrust bearing
162: 고정나사 170: 타이로드162: set screw 170: tie rod
171: 나사부 172: 공구홈171: thread portion 172: tool groove
173: 상부조임나사 180: 보디커버173: upper tightening screw 180: body cover
181: 하부고정판 182: 타이로드결합공 181: lower fixing plate 182: tie rod coupling hole
183: 가압로드통과공 185: 타이로드삽입홈183: Pressurized rod through hole 185: Tie rod insertion groove
190: 플랜지 200: 조립제품190: flange 200: assembled product
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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