KR100189674B1 - 판재의 절곡각도 검출장치 및 상기 검출장치를 사용한 프레스기계의 운전방법 - Google Patents

Abstract

목적 : 프레스 기계에서 절곡된 판재의 절곡각도를 단순 또는 정확히 측정한다.

구성 : 선대칭으로 설치되어 검출장치 본체(21)에 각각 한 단부를 원추형 접합시키는 제1 및 제2링크(11, 12)와, 동일 대칭선에 관해 동일한 선대칭으로 설치되어 제1 및 제2링크(11, 12)의 다른 단부에 각각 한 단부러 원추형 접합시키는 제3 및 제4링크(13, 14)를 가지며, 제3 및 제4링크(13, 14)의 다른 단부가 대칭선 또는 상기 대칭선 양측에 있는 평행한 직선에 따라 이동가능하게 검출장치 본체(21)에 지지되어 판재(5)가 서로 각을 이루는 내면에 제1 및 제2링크(11, 12)가 접촉되며, 제3 및 제4링크(13, 14)의 다른 단부 위치 또는 변위가 측정된다.

Description

판재의 절곡각도 검출장치 및 상기 검출장치를 사용한 프레스 기계의 운전 방법

제1(a)도 및 제1(b)도는 본 발명을 적용한 프레스 브레이크의 정면도 및 측면도.

제2(a)도 내지 제2(c)도는 절곡각도 검출장치의 원리적 구성도.

제3(a)도 내지 제3(c)도는 절곡각도 검출장치의 정면도 및 일부를 자른 측면도.

제4도는 절곡각도 검출장치의 사용 상태를 도시한 정면도.

제5도는 다른 절곡각도 검출장치의 정면도.

제6도는 절곡각도 제어계의 블록선도.

제7도는 제6도에 있어서 데이터 처리 장치의 블록선도.

제8도는 절곡각도 검출장치를 사용하여 수행되는 판재절곡의 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 베드 2 : 하부 다이

3 : 램 4 : 상부 다이

5 : 판재 6 : 지지 장치

8 : 이송 기구 11∼14 : 링크

20 : 절곡각도 검출장치 21 : 검출장치 본체

산업상의 이용분야

본 발명은 판재의 절곡각도 검출장치 및 그를 사용한 프레스 기계 운전방법에 관한 것이다.

종래의 기술

프레스 기계, 예를 들면 프레스 브레이크에 있어서, 상부 다이가 하부 다이의 구형홈으로 판재를 압입하여 절곡한 후 판재로부터 분리되면, 판재의 탄성 때문에 한정적으로나마 판재 변형의 복귀현상이 있게 된다(스프링 백). 따라서 가공후 판재를 꺼내고 절곡각도를 측정하고 최종각도의 허용여부를 판정하고 있다.

상기와 같은 번잡한 작업을 없애기 위해 절곡된 판재의 외면 또는 접점의 하측까지의 거리를 측정하는 센서를 하부 다이에 설치하고 상기 거리로부터 절곡각도를 연산하는 방법이 제안되어 있으나(특개소 60-247415호 공보), 다른 하부 다이에 각각 전용 센서를 설치함으로서 비용이 들게 되고, 간접 측정 때문에 정밀도도 그다지 좋지 않게 된다.

또 하부 다이의 측방향에 게이지를 설치하여, 각의 한 변을 이루고 홈으로부터 경사 상방으로 돌출하는 판재 부분의 특정점에 있어서 홈 가장자리로부터의 수평거리와 수직거리로 부터 절곡각도를 계산하는 것도 제안되어 있다(특개소 57-202928호 공보). 그러나 판재의 두께가 일정치 않거나, 즉 재료의 내면과 외면이 정확히 평행이 아니거나 또는 홈내에 있는 판재의 자세가 변화하면 측정은 이미 정밀하게 행하여지지 않는다.

또한 홈에서 게이지까지 돌출하여 있지 않는 판재에서는 측정이 전혀 불가능하다.

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명의 과제는 비교적 단순한 구조로 절곡되어 있는 판재의 절곡각도의 직접 측정을 판재의 자세에 관계없이 가능하게 하는 절곡각도 검출장치를 제공하는 것이다. 상기 절곡각도 검출장치를 사용하면 소망의 절곡각도가 얻어질 때까지 측정과 재절곡을 자동적으로 반복하는 것이 가능하게 된다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 절곡각도 검출장치는 선대칭으로 설치되는 프레스 기계 본체에 각각 한 단부를 원추형 접합시키는 제1 및 제2링크와, 동일 대칭선에 관하여 동일하게 선대칭으로 설치된 제1 및 제2링크의 다른 단부에 각각 한 단부를 원추형 접합시키는 제3 및 제4의 링크를 가지며, 제3 및 제4링크의 다른 단부가 대칭선 또는 상기 대칭선의 양측에 있는 평행한 직선을 따라 이동 가능하게 검출 장치 본체에 지지되며, 판재가 서로 각을 이루는 내면에 제1 및 제2링크가 접촉하게 되어 제3 및 제4링크의 다른 단부 위치 또는 변위가 측정된다.

L자 절곡된 판재에 적합한 절곡각도 검출장치는 검출장치 본체에 한 단부를 원추형 접합시킨 제1링크와 상기 링크의 다른 단부에 한 단부를 원추형 접합시킨 제2링크를 가지며, 제1링크의 한 단부와 제2링크의 다른 단부를 잇는 안내 직선에 따라 제2링크의 다른 단부가 직선 이동 가능하게 검출장치 본체에 지지되며, 판재가 서로 각을 이루는 내면에 제1링크 및 안내 직선에 대해 평행한 검출 장치 본체면이 접촉하게 되어 제2링크의 다른 단부의 위치 또는 변위가 측정된다.

상기와 같은 절곡각도 검출장치를 사용하여 가동 볼록형 다이 또는 오목형 다이를 가지며 또한 오목형 다이의 홈 깊이의 가변 프레스 기계를 운전하기 위해 먼저 절곡각도의 목표치에 대해 허용 한도외에 어느 특정의 정의 편차를 갖는 각으로 절곡을 행하고, 프레스 기계에 가동에 의해 지지되는 절곡각도 검출장치를 판재가 서로 각을 이루는 범위로 삽입하여 절곡각도의 측정을 행하고, 측정된 상기 절곡각도가 정의 편차의 허용 한도외에 있을 때 가동형의 스트로크 또는 오목형 다이 홈의 깊이를 보정하고, 또한 절곡을 행하여 정의 편차의 허용 한도내의 절곡각도가 얻어질때까지 절곡각도를 측정, 스트로크 또는 홈깊이의 보정 및 절곡을 반복한다.

본 발명에 의하면 절곡각도 검출장치의 제1 및 제2링크를 판재각을 이루는 양변의 내면에 닿게 하여 절곡각도를 측정함으로 판재의 자세에 좌우되지 않고, 또 판재의 두께 변동의 영향을 받는 일이 없으며, 더구나 판재의 각도를 변위 치수에 관계없이 측정할 수 있다. 또한 설정 하중이 완전히 제거된 상태에서, 따라서 스프링백의 영향없이 측정을 행할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 최초의 절곡부족에 상당하는 절곡각도에서 절곡을 행항 프레스 기게에 존재한 그대로의 판재에 대하여 절곡각도의 측정과 가동형의 스트로크 또는 홈깊이의 보정 및 절곡을 자동적으로 반복하여 소망의 절곡각도를 얻을 수 있다는 큰 장점이 있다.

실시예

제1(a)도 및 제1(b)도는 본 발명에 의한 판재의 절곡각도 검출장치를 구비한 프레스 브레이크를 도시하며, 베드 (1)상에는 깊이가 가변형인 각형홈을 갖는 복수의 분할형 부분으로 이루어진하부 다이(2)가 부착되어 있다. 상기 베드(1)에 대해 승강하게 되는 램(3)의 하단부에는 상부 다이(4)가 고정되어 있다.

절곡될 판재(5)는 하부 다이(2)의 앞측에 있는 링크 기구 지지 장치(6)상에 실려질 필요가 있는 경우에는 적당한 수단에 의해 지지 장치(6)상에 보유되고, 하부 다이(2)의 후측에 있어서 절곡각도의 한변의 치수를 결정하는 게이지(7)에 닿을 때가지 가압된다. 램(3)이 하강되어 상부 다이(4)가 판재(5)를 하부 다이(2) 홈내로 압입 절곡시킨다. 각형에 절곡된 판재(5) 즉 제품 앞측의 변은 2 점쇄선으로 표시되도록 경사 상향으로 들어올려지고 지지 장치(6)에 의해 하면을 지지시킨다.

상부 다이(4)가 램(3)에 의해 재차 상향으로 복귀되면 후술한 절곡각도 검출장치가 램(3)에 부착되어져 있는 이송기구(8)에 의해 판재(5)의 절곡범위의 각내로 삽입된다.

절곡각도 검출장치의 원리적 구성을 제2(a)도 내지 제2(c)도에 대하여 설명하면, 제2(a)도에 표시된 바와 같이 절점(O, P, Q, R)을 개재로 하여 서로 원추형 접합되는 4개의 링크(11, 12, 13, 14)로 이루어진 4 마디의 링크 기구 하측 단부의 고정 절점(0)은 절곡된 판재(5)가 이루는 각의 정점 내측 장소에 위치하고(도면에서는 이해하기 쉽게 하기 위하여 절점(0)을 정점에서 약간 분리하여 표시하고 있다), 대향하는 절점(P)이 각의 2등분선인 Y-Y축상을 이동가능한 것으로 한다. Y-Y축에 따라서 길게 늘어나는 상기 링크기구가 상기 Y-Y축에 따라 수축되어, 링크(11, 12)가 절곡된 판재(5)로 되는 각의 양변에 각각 접촉하면, 상기 링크(11, 12)가 이루는 각 α가 판재의 절곡각도와 같게 된다. 링크(11, 12)가 이루는 각의 변화는 절점(P)의 변위(S)에 관계되어 있으므로 상기 변위(S)를 측정함으로서 판재의 절곡각도를 구하는 것이 가능하다.

제2(b)도에 도시된 바와 같이 링크상하의 절점(P 및 O)을 Y-Y축에 고나해 대칭인 2개의 절점(P', P 및 O', O)으로 나누는 것도 가능하다.

또한 제2(c)도에 도시된 바와 같이 Y-Y축의 한 측에 있는 2개의 링크(12, 14)만을 갖는 3마디 링크 기구도 가능하며, 절점(R)을 매체로 서로 원추형 접합시킨 2개의 링크(12, 14)의 다른 단부에 있는 절점(O, P)이 절곡된 판재(5)가 이루는 각의 한방향의 변에 대하여 평행한 Y-Y축상에 위치하고, 절점(0)이 고정되어 판재(5)가 이루는 각의 정상 내측의 장소에위치하고 (도면에서 이해하기 쉽게 하기 위해절점(0)이 정점에서 약간 분리되어 도시되어 있다), 절점(P)이 Y-Y축상에서 이동가능한 것으로 된다. 링크(12)가 각의 다른 방향의 변에 대해 평행하게 이동하게 되며, 링크(12)와 Y-Y축의 이루는 각(α)은 판재(5)의 절곡각도와 같게 된다. 초기 위치에서의 절점(P)의 변위(5)는 각(β)의 변화에 관계되어 있으므로 상기 변위(S)를 측정함으로서 각(β)에 따른 판재(5)의 절곡각도를 검출하는 일이 가능하다.

제3(a)도 내지 제3(c)도는 제2(b)도에 상당하는 절곡각도 검출장치(20)의 실제 구성을 도시하고 있다. 링크 기구의 링크(11, 12)는 하측단부에 있는 고정절점(0', 0)으로서 핀에 의해 검출장치 본체(21)의 수평 아암(21a)에 원추형 접합되어 있다. 절점(Q, R)으로서의 핀을 이들의 링크(11, 12)에 워추형 접합된 링크(13, 14) 상단은 절점(P',P)으로서의 핀에 의해 검출장치 본체(21)에 고정된 안내판(21b)에 상하 직선 운동 가능하게 안내된 미끄럼 운동체(22)에 원추형 접합되어 있다.

상기 미끄럼 운동체(22)의 측방향에는 랙(23)이 장치되어, 상기 랙(23)에 맞물린 피니언(24)은 이것에 맞물린 치차(25, 26)를 매개로 로터리 엔코더(27)에 전동 결합되어 있다.

여기서 2개의 핀(O', O 및 P', P) 대신에 제2(a)에 있어서와 같이 각각 1개의 핀(O 및 P)으로서 링크(11, 12 및 13, 14)를 수평 아암(21a) 및 미끄럼 운동체(22)에 원추형 접합시킬 수 있다.

또한 링크(11, 12)에는 절곡되어 서로 각을 이루는 판재(5)면에 이들의 링크(11, 12)가 충분히 접촉해 있는 것을 확인하는 접촉 센서를 설치할 수 있다. 판재(5)의 자세에 적응하여 링크(11, 12)가 판재면에 확실히 접촉하는 것이 가능하도록, 검출장치 본체(21)는 자세 조절장치(28 및 29)를 매개로 장착기구(30)에 지지되어 있다. 자세 조절장치(28)는 본체(21) 하단에 있는 수직홈(28a)의 가운데 수용되어 상기 홈의 폭보다 약간 작은 폭을 갖는 벨트판(28b)과, 상기 벨트판(28b)을 홈(28a)내에서 약간 요동가능하게 지지하기 위해 장착기구(30)에 느슨하게 장착되어 있는 벨트판(28b)을 보유하는 핀(28c)과 벨트판(28b)에 느슨하게 장착되어 있는 본체(21)에 장착된 핀(28d)으로 이루어져 있다. 자세 조절장치(29)는 환상 간극(29a)을 작는 장착기구(30)를 관통하여 본체(21)에 고정시킨 핀(29b)으로 이루어져 있다.

그런데 상부 다이(4)를 하부 다이(2)를 향해 하강시킴으로 인해 판재(5)가 하부 다이(2)의 각형홈내에서 주지하는 바와 같이 절곡된 후, 상부 다이(4)가 재상승되어진다.

그로부터 검출장치(20)가 지지기구(8, 제1(a)도 및 제1(b)도)를 매개로 판재(5)의 절곡범위의 각으로 삽입되어(제4도) 정위치에서 정지된다. 그로부터 링크(11, 12)가 판재(5)의 각을 이루는 면에 확실히 접촉할 때까지 스프링(31)에 의해 미끄럼 운동체(22)가 압하된다. 절점(P', P)에 따른 미끄럼 운동에(22)의 변위는 랙(23), 피니언(24) 및 치차(25, 26)를 매개로 중폭됨과 동시에 회전량으로 변환되어 로터리 엔코더(27)에서 전기 신호, 예를들어 펄스로 변환된다.

제5도에 도시된 검출장치(20)는 L절곡된 판재(5)의 절곡각도 검출에 적합하고, 제2(c)도에 대응하고 있다.

여기서는 미끄럼 운동체(22)의 직선변위가 선형 엔코더(27) 또는 차동 트랜스에 의해 전기 신호로 변환되나, 차동 트랜스를 사용하는 경우 그 아나로그 출력 신호가 A/D 변환에 의해 펄스 신호로 변환된다.

상기와 같은 절곡각도 검출장치를 사용하는 판재의 절곡에 대하여 설명한다.

제1(a)도 및 제1(b)도에 있어서 프레스 브레이크의 측방향에는 제어 기판940)이 있고, 표시장치(41), 데이터 처리 장치(42), 데이터 입력장치(43) 및 제어장치(44)를 포함하고 있다.

판재(5)의 절곡은, 예를들면 실공소 62-13696호에 도시된 바와 같이, 3점 절곡의 원리에 따라 행해진다. 즉 판재의 절곡각도는 스프링백이 없는 것으로 된다면 제6도에 도시된 바와 같이 하부 다이(2)에 있는 각형홈(2a)의 양쪽 홈 가장자리의 간격과 홈깊이에 따라 결정된다. 각형홈(2a)의 깊이는 상기 갓형홈(2a)에 연통하는 다수의 수직 구멍내로 이동가능하게 안내되어 홈 바닦을 형성하는 다수의 접시 머리핀(2b)에 의하여 조절가능하다.

절곡각도 검출장치(20)의 엔코더(27) 신호로부터 데이터 처리장치(42)내에서 판재의 절곡각도가 계산 및 기억되고(45), 목표치(46)와 비교되어(47) 그 편차에 대응하여 데어장치(44)에 의해 하부 다이의 홈깊이, 따라서 접시 머리핀(2b)의 높이 위치가 조절된다.

제7도는 데이터 처리장치(42)를 도시하고, 절곡각도 검출장치의 엔코더(27)의 출력신호는 카운터(51)에서 계산되어 데이터 버스(52)에서 상호 접속되는 CPU53,ROM54, RAM55를 사용하여 처리되고, 인터페이스(56, 57)를 매개로 각각 제어장치(4) 및 표시장치(41)로 보내진다.

본 발명에 의한 절곡각도 검출장치를 사용하여 판재의 절곡을 행하는 방법을 제8도에 관해 설명한다. 먼저 판재(5)를 90°로 절곡하는 것으로 한다. 판재의 치수, 재질, 스프링 백 등에 의해 90°의 목표치는 즉각적으로는 얻어지지 않으므로 과다 절곡을 고려하여 최초는 90°+1°의 절곡 각도에 상당하는 하부 다이(2a) 홈의 홈깊이를 설정한다(단계 105).

램(3)에 의해 상부 다이(4)를 하강시켜 판재(5)의 절곡을 행한다(단계 106). 판재(5)를 지지기구(6)상에 보유시킨 그대로 상부 다이(4)를 상향으로 복귀시킨다.

이송기구(8)에 의해 검출장치(20)을 절곡된 판재(5) 즉 제품의 측정해야 할 각의 범위로 삽입하고(단계 107), 절곡각도의 측정을 행하고, 링크기구의 절점(P 도는 P', P)의 변위량을 데이터 처리장치(42)로 전송한다(단계 108). 절곡각도를 계산하고, 제어장치(44)로 제공함과 동시에 메모리에 기억시킨다(단계109). 그 사이에 검출장치(20)가 이송기구(8)에 의해 제품에서 제거된다.

측정된 절곡각도(실제치)가 목표치 90°에 대한 편차의 정의 허용한도, 예를 들면 30'내에 있고(단계 110), 또한 부의 허용한도, 예를들면 -30'내에 있으면 (단계 111), 절곡이 완료되어진다. 그때의 하부 다이(2)의 홈깊이에서 판재의 절곡을 행하게 되면, 소망의 절곡각도의 제품이 얻어진다.

측정된 절곡각도가 목표치로부터 편차의 정의 허용한도내에 있지 않을 경우, 홈깊이의 보정치를 계산하여(단계 112), 제어장치(44)에 상기 보정치를 설정하고, 상기 보정치에 기초하여 홈깊이의 설정을 자동적으로 행하고(단계 105'), 소망의 절곡각도가 얻어질때까지 단계 106∼111의 과정을 반복한다.

측정된 절곡각도가 목표치로부터의 편차의 부의 허용한계에 있지 않을 경우, 그것은 과잉 절곡을 의미하는 것이므로 측정을 중지하고(단계 114) 판대를 꺼낸다.

Claims (3)

1. (정정) 선대칭으로 설치도니 검출장치 본체(21)에 각각 한 단부를 원추형 접합시킨 제1 및 제2링크(11, 12) 및, 동일 대칭선에 대하여 동일한 선대칭으로 설치된 제1 및 제2링크(11, 12)의 다른 단부에 각각 한 단부를 원추형 접합시킨 제3 및 제4링크(13, 14)를 가지며, 제3 및 제4링크(13, 14)의 다른 단부가 대칭선 또는 상기 대칭선의 양측에 있는 평행한 직선을 따라 이동가능하게 검출장치 본체(21)에 지지되고, 판재(5)가 소로 각을 이루는 내면에 제1 및 제2링크(11, 12)가 접촉되고, 제3 및 제4링크(13, 14)의 다른 단부 위치 도는 변위가 측정되는 것을 특징으로 하는 판재의 절곡각도 검출장치.
2. (정정) 검출장치 본체(21)에 한 단부를 원추형 접합시킨 제1링크(12)와, 상기 링크(12)의 다른 단부에 한 단부를 원추형 접합시킨 제2링크(14)를 가지며, 제1링크(12)의 한 단부와 제2링크(14)의 다른 단부를 잇는 안내직선에 따라 제2링크(14)의 다른 단부가 직선이동 가능하게 검출장치 본체(21)에 지지되고, 판재(5)가 서로 각을 이루는 내면에 제1링크 및 안내직선에 대해 평행한 검출장치 본체(21)의 면이 접촉되며, 제2링크(14)의 다른단부 위치 또는 변위가 측정되는 것을 특징으로 하는 판재의 절곡각도 검출장치.
3. (정정) 서로 접근 또는 이격가능한 볼록형 다이 및 오목형 다이를 가지며 동시에 오목형 다이의 험 깊이를 조절할 수 있는 프레스 기계에서 판재를 절곡하고, 절곡된 상태에서 프레스 기계에 보유된 판재가 서로 각을 이루는 범위로 청구범위 제1항 또는 제2항에 기재된 절곡각도 검출장치를 삽입하여 절곡각도를 측정하는 것으로서, 먼저 절곡각도의 목표치에 대하여 허용한도 밖에 있는 특정한 편차를 갖는 각도에서 절곡을 행하고, 프레스 기계에 이동 가능하게 지지된 절곡각도 검출장치를 판재가 서로 각을 이루는 범위로 삽입하여 절곡각도의 측정을 행하고, 측정된 상기 절곡각도가 정의 편차의 허용 한도 밖에 있는 특정 가동형의 스트로크 또는 오목형 다이 홈 깊이를 보정하고, 또한 절곡을 행하고, 정의 편차의 허용 한도 내의 절곡각도가 얻어질 때까지 절곡 각도의 측정, 스트로크 또는 홈깊이의 보정 및 벌곡을 반복하는 것을 특징으로 하는 판재의 절곡각도 검출장치를 사용한 프레스 기계의 운전방법.