KR100948961B1

KR100948961B1 - Compressive force control system for press

Info

Publication number: KR100948961B1
Application number: KR1020080041352A
Authority: KR
Inventors: 김태주; 김성욱; 신준희
Original assignee: 주식회사 스페이스솔루션
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2010-03-23
Also published as: KR20090115470A

Abstract

본 발명은, 프레스용 고정밀 압축력 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 액츄에이터의 가압동작시에 탄성부재에 의해 변위를 크게 하여 가공제품에 작용되는 압축력을 정밀하게 제어할 수 있는 프레스용 고정밀 압축력 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-precision compression force control device for a press, and more particularly, a high-precision compression force for a press capable of precisely controlling the compression force acting on the processed product by increasing the displacement by the elastic member during the pressurizing operation of the actuator. It relates to a control device.

본 발명의 프레스용 고정밀 압축력 제어장치는, 프레스에 구비된 액츄에이터에 의해 압축력을 금형에 인가하여 가공제품을 성형하는 프레스 성형장치에 있어서, 상기 액츄에이터의 하방 이동거리를 측정하도록 설치되는 상부 위치측정부; 상기 액츄에이터로부터 인가되는 압축력에 의해 하방 이동되고, 상기 가공제품에 압축력을 인가하여 성형과정을 수행하는 성형수단을 구비한 상밀판; 상기 상밀판상에 설치되어 그 이동거리를 측정하는 하부 위치측정부; 상기 액츄에이터와 상기 상밀판 사이에 개재되어 인가되는 압축력에 의해 탄성 변형되는 탄성부재; 및 상기 상부 및 하부 위치측정부로부터 감지신호를 인가받아 상대 변위 및 압축력을 검출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The high-precision compression force control device for a press of the present invention is a press forming apparatus for forming a processed product by applying a compressive force to a mold by an actuator provided in the press, wherein the upper position measuring unit is installed to measure the downward movement distance of the actuator. ; A top-tight plate which is moved downward by a compression force applied from the actuator and has a molding means for applying a compression force to the processed product to perform a molding process; A lower position measuring unit installed on the upper dense plate and measuring a moving distance thereof; An elastic member elastically deformed by a compressive force interposed between the actuator and the upper compact plate; And a controller configured to detect the relative displacement and the compressive force by receiving the detection signals from the upper and lower position measuring units.

이에 의해, 액츄에이터의 가압동작시에 탄성부재에 의해 변위를 크게 하여 가공제품에 작용되는 압축력을 정밀하게 제어할 수 있으므로 가공제품의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 이로 인해 정밀한 압축력의 제어가 필요한 제품을 효과적으로 가공할 수 있는 효과가 있다.As a result, the compression force applied to the processed product can be precisely controlled by increasing the displacement by the elastic member during the pressurizing operation of the actuator, so that the precision of the processed product can be improved. There is an effect that can be processed effectively.

압축력 제어, 탄성부재, 상부 위치측정부, 하부 위치측정부, 상밀판 Compression force control, elastic member, upper position measuring unit, lower position measuring unit, upper sealing plate

Description

High Precision Compression Force Control Device for Presses {COMPRESSIVE FORCE CONTROL SYSTEM FOR PRESS}

본 발명은 프레스용 고정밀 압축력 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 액츄에이터의 가압동작시에 탄성부재에 의해 변위를 크게 하여 가공제품에 작용되는 압축력을 정밀하게 제어할 수 있는 프레스용 고정밀 압축력 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-precision compression force control device for a press, and more particularly, a high-precision compression force control for a press that can precisely control the compression force applied to the processed product by increasing the displacement by the elastic member during the pressurizing operation of the actuator Relates to a device.

일반적으로, 실생활에서 이용되는 용품이나 산업분야에서 이용되는 반제품, 부품 등은 소재의 종류, 특성에 따라 사출성형, 프레스 성형, 주조성형 등의 다양한 성형방법을 통해 가공하여 제조한다.In general, articles used in real life or semi-finished products, parts, etc. used in industrial fields are manufactured by processing through various molding methods such as injection molding, press molding, casting molding, etc. according to the type and characteristics of the material.

사출성형은 복잡한 외관 형태를 쉽게 대량으로 성형할 수 있는 장점은 있지만 성형할 수 있는 소재가 수지계열에 한정된다는 단점이 있고, 주조성형의 경우에는 대량 생산이 어렵고 정밀한 제품을 성형할 수 없는 단점이 있다.Injection molding has the advantage of being able to easily form a large amount of complex exterior shapes, but has the disadvantage that the material that can be molded is limited to resin series, and in the case of casting molding, it is difficult to mass-produce and cannot form precise products. have.

프레스 성형은 비교적 설비비가 저렴하고 대량 생산이 가능할 뿐만 아니라 다양한 소재를 성형할 수 있으므로 가장 널리 적용되고 있는 성형방식이다.Press molding is the most widely applied molding method because it is relatively inexpensive and can be mass-produced and can mold various materials.

그리고, 프레스 성형은 가압력을 인가하는 프레스와, 이 프레스로부터 인가되는 압축력에 의해 가공소재를 직접 성형하도록 마련된 금형에 의해 이루어진다.Press molding is performed by a press for applying a pressing force and a mold provided to directly mold the workpiece by a compressive force applied from the press.

금형은 상형 금형과 하형금형으로 나누어지고, 하형 금형에 가공소재를 안착한 상태에서 상형 금형에 프레스의 액츄에이터에 의한 가압력이 작용되면, 상형 금형이 하형금형측으로 하강, 밀착되면서 가공소재를 정해진 형태로 성형하게 된다.The mold is divided into upper mold and lower mold, and when pressing material is applied to the upper mold while the processing material is seated on the lower mold, the upper mold is lowered and adhered to the lower mold side and the processed material is formed into a predetermined shape. Done.

이때, 상형 금형은 액츄에이터로부터 인가되는 압축력을 여과없이 직접 하형 금형에 전달하게 되므로 미소 변위에도 가공소재에는 큰 힘(압축력)이 전달되는 동시에 가공제품에도 충격력이 작용되고, 소음을 유발하게 된다. At this time, the upper mold is to transmit the compressive force applied from the actuator directly to the lower mold without filtration, so that a large force (compression force) is transmitted to the processed material even at micro displacement, and at the same time, the impact force acts on the processed product, causing noise.

하지만, 높은 정밀도가 요구되는 가공제품을 성형하기 위해서는 정밀한 압축력의 제어가 필요하다. 예컨대, 고속회전의 정밀도를 요구하는 장치에 적용되는 동압베어링은 유체를 함유할 수 있도록 형성되는 미세홈(Micro groove)의 깊이를 미크론(㎛) 단위로 성형하여야 하므로, 액츄에이터의 압축력을 직접 가공소재에 인가하는 종래의 프레스 성형장치로는 성형이 어렵고 정해진 품질이나 정밀도를 확보할 수 없는 실정이다.However, in order to mold a processed product requiring high precision, precise compression force control is required. For example, a dynamic pressure bearing applied to a device requiring high-speed rotation precision must form the depth of a micro groove formed in a micron unit to contain a fluid, so that the compression force of the actuator is directly processed. Conventional press molding apparatus applied to the present situation is difficult to form and can not secure a predetermined quality or precision.

그리고, 종래의 프레스 성형장치에서 정밀하게 압축력을 제어하기 위해서는 정밀위치제어장치와 빠른 응답성과 고정밀도를 갖는 힘 센서를 설치하여야 하지만, 설치비용이 매우 고가이고, 설치가 어렵고 곤란할 뿐만 아니라 반복적인 충격이 작용되는 작업환경에서 충분한 내구성을 확보할 수 없는 문제점을 갖는다. In order to precisely control the compressive force in the conventional press forming apparatus, a precision position control apparatus and a force sensor having fast response and high precision should be installed, but the installation cost is very expensive, difficult to install and difficult, and repeated impact. There is a problem that can not secure sufficient durability in this working environment.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 액츄에이터의 가압동작시에 탄성부재에 의해 변위를 크게 하여 가공제품에 작용되는 압축력을 정밀하게 제어할 수 있도록 한 프레스용 고정밀 압축력 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above, and provides a high-precision compression force control device for a press that enables to precisely control the compression force applied to the processed product by increasing the displacement by the elastic member during the pressurizing operation of the actuator. There is a purpose.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 프레스용 고정밀 압축력 제어장치는 프레스에 구비된 액츄에이터에 의해 압축력을 금형에 인가하여 가공제품을 성형하는 프레스 성형장치에 있어서, 상기 액츄에이터의 하방 이동거리를 측정하도록 설치되는 상부 위치측정부; 상기 액츄에이터로부터 인가되는 압축력에 의해 하방 이동되고, 상기 가공제품에 압축력을 인가하여 성형과정을 수행하는 성형수단을 구비한 상밀판; 상기 상밀판상에 설치되어 그 이동거리를 측정하는 하부 위치측정부; 상기 액츄에이터와 상기 상밀판 사이에 개재되어 인가되는 압축력에 의해 탄성 변형되는 탄성부재; 및 상기 상부 및 하부 위치측정부로부터 감지신호를 인가받아 상대 변위 및 압축력을 검출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the high-precision compression force control apparatus for a press according to the present invention is a press molding apparatus for applying a compression force to a mold by the actuator provided in the press to form a processed product, the downward movement distance of the actuator is measured An upper position measuring unit installed to be; A top-tight plate which is moved downward by a compression force applied from the actuator and has a molding means for applying a compression force to the processed product to perform a molding process; A lower position measuring unit installed on the upper dense plate and measuring a moving distance thereof; An elastic member elastically deformed by a compressive force interposed between the actuator and the upper compact plate; And a controller configured to detect the relative displacement and the compressive force by receiving the detection signals from the upper and lower position measuring units.

여기서, 상기 상부 위치측정부는 상기 액츄에이터의 하측 또는 상기 액츄에이터로부터 압축력을 인가받아 이동되는 부재에 설치될 수 있다.Here, the upper position measuring unit may be installed on the lower side of the actuator or a member that is moved by receiving a compressive force from the actuator.

그리고, 상기 액츄에이터는 모터의 구동에 의해 승강되는 구동로드로 구성되고, 상기 상부 위치측정부는 상기 모터의 회전수를 감지하여 이동거리를 측정하는 엔코더로 구성되고, 상기 하부 위치측정부는 리니어 스케일로 구성될 수 있다.The actuator is configured by a driving rod which is lifted by driving of the motor, the upper position measuring unit is configured by an encoder that detects the rotational speed of the motor and measures a moving distance, and the lower position measuring unit is configured by a linear scale. Can be.

상기 제어부의 제어하에 상기 액츄에이터의 구동을 제어하는 액츄에이터 구동부를 더 포함할 수 있다.The control unit may further include an actuator driving unit controlling the driving of the actuator.

또한, 상기 상밀판은 상면에 상기 탄성부재의 삽입을 위한 설치홈이 요입 형성되고, 상기 설치홈의 중앙에는 상기 탄성부재의 신축작용을 안내하는 지지봉이 돌출될 수 있다.In addition, the upper dense plate has an installation groove for inserting the elastic member is formed in the upper surface, the support rod for guiding the elastic action of the elastic member may be protruded in the center of the installation groove.

아울러, 상기 탄성부재는 요구되는 압축력의 크기에 따라 스프링상수, 형성 높이, 및 설치 수량을 조절하도록 구성될 수 있다.In addition, the elastic member may be configured to adjust the spring constant, the forming height, and the installation quantity according to the size of the required compression force.

본 발명의 프레스용 고정밀 압축력 제어장치는, 액츄에이터의 가압동작시에 탄성부재에 의해 변위를 크게 하여 가공제품에 작용되는 압축력을 정밀하게 제어할 수 있으므로 가공제품의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 이로 인해 정밀한 압축력의 제어가 필요한 제품을 효과적으로 가공할 수 있는 효과가 있다.The high precision compression force control device for presses of the present invention can increase the displacement by the elastic member during the pressing operation of the actuator to precisely control the compression force applied to the processed product, thereby improving the accuracy of the processed product. It can effectively process products that require precise control of compression force.

그리고, 탄성부재의 상대 변위를 측정하게 되면 압축력을 측정할 수 있으므로 정밀한 힘센서 등으로 응용할 수 있다.When the relative displacement of the elastic member is measured, the compressive force can be measured, and thus it can be applied as a precise force sensor.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 따른 프레스용 고정밀 압축력 제어장치의 기술적 사상을 설 명하기 위한 블럭도이고, 도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스용 고정밀 압축력 제어장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram illustrating the technical idea of a high precision compression force control apparatus for a press according to the present invention, Figures 2a and 2b is a view for explaining a high precision compression force control apparatus for a press according to an embodiment of the present invention. to be.

도1을 참조하면, 본 발명에 따른 프레스용 고정밀 압축력 제어장치는, 가공제품의 가공과정에서 압축력이 정밀하게 제어되도록, 가공제품(a)의 성형을 위해 구비되는 프레스의 액츄에이터(10)와 금형(100)상에 구성되는 것으로, 상부 위치측정부(20), 상밀판(30), 하부 위치측정부(40), 탄성부재(50), 및 제어부(60)를 구비한다.Referring to Figure 1, the high precision compression force control apparatus for a press according to the present invention, the actuator 10 and the mold of the press is provided for the molding of the processed product (a), so that the compression force is precisely controlled during the processing of the processed product It is comprised on the 100, and provided with the upper position measuring part 20, the upper-tight plate 30, the lower position measuring part 40, the elastic member 50, and the control part 60.

액츄에이터(10)는 가공제품(a)이 안착된 금형(100)에 압축력을 인가하는 구성으로, 프레스 본체(미도시)에 모터(미도시)의 구동에 의해 회전되면서 승강되는 구동로드로 구성된다. 그 외에도 기계식 프레스, 유압식 프레스, 및 전기식 프레스에 적용되는 다양한 액츄에이터로 구성될 수 있을 것이다.The actuator 10 is configured to apply a compressive force to the mold 100 on which the processed product a is seated. The actuator 10 includes a driving rod that is lifted while being rotated by a driving of a motor (not shown) to a press body (not shown). . In addition, it may be composed of various actuators applied to mechanical presses, hydraulic presses, and electric presses.

상부 위치측정부(20)는 액츄에이터(10)의 하방 이동거리를 측정하기 위해 설치되는 구성으로, 액츄에이터(10)의 하측 또는 액츄에이터로부터 압축력을 인가받아 이동되는 부재에 설치된다.The upper position measuring unit 20 is configured to measure the downward movement distance of the actuator 10, and is installed on the member to be moved by applying a compressive force from the lower side or the actuator of the actuator 10.

이러한, 상부 위치측정부(20)는 액츄에이터(10) 또는 상판(111)의 이동거리를 측정할 수 있는 수단이라면, 제한없이 선택하여 적용할 수 있다. 본 실시예에서는 상부 위치측정부(20)로서 모터의 회전수를 감지하여 액츄에이터의 이동거리를 측정할 수 있도록 모터에 구비되는 엔코더로 구성한다.If the upper position measuring unit 20 is a means for measuring the moving distance of the actuator 10 or the upper plate 111, it can be selected and applied without limitation. In this embodiment, the upper position measuring unit 20 is configured as an encoder provided in the motor to detect the rotational speed of the motor to measure the movement distance of the actuator.

상밀판(30)은 상판(111)의 하측에 해당되는 상형 금형(110)에 구성되어 액츄에이터(10)로부터 인가되는 압축력에 의해 하방 이동되고, 가공제품(a)에 압축력을 인가하여 성형과정을 수행하는 성형수단(112)을 구비한다.The upper mill 30 is formed in the upper mold 110 corresponding to the lower side of the upper plate 111 and moved downward by the compressive force applied from the actuator 10, and applies a compressive force to the processed product a to perform the molding process. It is provided with a molding means 112 to perform.

하부 위치측정부(40)는 상밀판(30)상에 설치되어 그 이동거리를 측정하는 구성으로, 도2a에 도시된 바와 같이 리니어 스케일(linear scale)로 구성된다. 리니어 스케일은 검출헤드와 스케일이 분리된 형태 또는 일체형으로 구성될 수 있다.The lower position measuring unit 40 is installed on the upper dense plate 30 and measures the moving distance thereof, and is composed of a linear scale as shown in FIG. 2A. The linear scale may be configured in the form of a detection head and scale separated or integrally.

탄성부재(50)는 액츄에이터(10)와 상밀판(30) 사이에 개재되어 인가되는 압축력에 의해 탄성 변형되는 부재로서, 요구되는 압축력의 크기에 따라 스프링상수, 형성 높이, 및 설치 수량 등을 조절하여 구성할 수 있다.The elastic member 50 is a member that is elastically deformed by a compressive force interposed between the actuator 10 and the upper tight plate 30 and adjusts a spring constant, a forming height, and an installation quantity according to the required compression force. Can be configured.

제어부(60)는 상부 위치측정부(20) 및 하부 위치측정부(40)로부터 감지신호를 인가받아 상대 변위 및 압축력을 검출하고, 이를 이용하여 가공제품(a)에 작용되는 압축력을 제어하는 구성으로, 상부 위치측정부(20)에 의해 측정되어 인가되는 액츄에이터(10) 또는 상판(111)의 이동거리와 하부 위치측정부(40)에 의해 측정되어 인가되는 상밀판(30)의 이동거리로부터 탄성부재(50)의 상대 변위(△x)를 검출하고, 이 상대 변위와 탄성부재(50)의 스프링 상수에 의해 압축력을 산출한다.The control unit 60 receives a detection signal from the upper position measuring unit 20 and the lower position measuring unit 40 to detect the relative displacement and the compressive force, and to control the compressive force acting on the processed product (a) by using the same. From the moving distance of the actuator 10 or the upper plate 111 measured and applied by the upper position measuring unit 20 and the moving distance of the upper dense plate 30 measured and applied by the lower position measuring unit 40. The relative displacement Δx of the elastic member 50 is detected, and the compressive force is calculated based on the relative displacement and the spring constant of the elastic member 50.

즉, 상부 위치 측정부(20)에 의해 측정되는 변위를 x1이라 하고, 하부 위치측정부(40)에 의해 측정되는 변위를 x2라 할 때, 탄성부재(50)의 상대 변위(△x)는 △x = x1 - x2로 정의되는 산술식에 의해 검출할 수 있다. That is, when the displacement measured by the upper position measuring unit 20 is x1 and the displacement measured by the lower position measuring unit 40 is x2, the relative displacement Δx of the elastic member 50 is It can detect by the arithmetic formula defined as (DELTA) x = x1-x2.

그리고, F = k × △x(F: 압축력, k:스프링 상수, △x:상대 변위)로 정의되는 산술식에 의해 탄성부재(50)의 압축력을 산출할 수 있을 것이다.In addition, the compressive force of the elastic member 50 may be calculated by an arithmetic formula defined as F = k × Δx (F: compressive force, k: spring constant, Δx: relative displacement).

한편, 제어부(60)는 산출된 압축력을 근거로 액츄에이터 구동부(70)를 제어함으로써 액츄에이터(10)의 구동을 미세하게 조정할 수 있다. 예컨대, 특정 가공제 품의 가공 압축력을 설정한 상태에서 제어부(60)에 의해 산출되는 압축력의 크기가 기 설정된 압축력과 동일하게 되면 액츄에이터(10)의 구동을 차단하도록 액츄에이터 구동을 제어할 수 있을 것이다. Meanwhile, the controller 60 may finely adjust the driving of the actuator 10 by controlling the actuator driver 70 based on the calculated compression force. For example, when the magnitude of the compression force calculated by the controller 60 is equal to the preset compression force in the state in which the processing compression force of the specific workpiece is set, the actuator driving may be controlled to block the driving of the actuator 10.

첨부 도면, 도2a 및 도2b를 보다 구체적으로 설명하면, 도2a는 본 발명에 따른 프레스용 고정밀 압축력 제어장치를 적용한 금형 구조를 도시한 사시도이고, 도2b는 절개 사시도로서, 이를 참조하면, 금형(100)은 상형 금형(110)과 하형 금형(120)이 복수의 복귀수단(130)에 의해 일정한 상하 간격을 갖도록 이격되게 구성된 것으로, 상,하형 금형(110,120)이 서로 밀착되면서 가공제품(미도시)을 성형한다.Referring to the accompanying drawings, Figures 2a and 2b in more detail, Figure 2a is a perspective view showing a mold structure to which the high-precision compression force control device for a press according to the present invention, Figure 2b is a cutaway perspective view, referring to this, 100 is configured so that the upper mold 110 and the lower mold 120 is spaced apart by a plurality of return means 130 to have a constant vertical gap, the upper, lower mold 110, 120 is in close contact with each other processed products (not even Mold).

상형 금형(110)은, 액츄에이터(10, 도2a 및 도2b에는 도시되지 않음)로부터 압축력을 인가받는 상판(111), 이 상판(111)에 접하여 설치되는 상밀판(30), 상판(111)과 상밀판(30) 사이에 개재되는 탄성부재(50), 및 상밀판(30)의 저부에 설치되어 가공제품을 성형작업을 직접적으로 수행하는 성형수단(112)을 구비한다.The upper die 110 includes an upper plate 111 to which a compressive force is applied from an actuator 10 (not shown in Figs. 2A and 2B), an upper dense plate 30 which is provided in contact with the upper plate 111, and an upper plate 111. And a resilient member 50 interposed between the upper and upper tight plates 30, and a molding means 112 installed at the bottom of the upper tight plates 30 to directly perform a molding operation on the processed product.

탄성부재(50)는 상밀판(30)상에 원주 방향을 따라 복수 개로 구성한다. 이때, 상밀판(30)에는 탄성부재(50)의 삽입을 위한 별도의 설치홈(31)을 일정 깊이로 요입, 형성하여 안정된 설치상태를 유지할 수 있도록 한다.The elastic member 50 is configured in plural along the circumferential direction on the upper dense plate 30. At this time, the upper dense plate 30 is recessed and formed at a predetermined depth to form a separate installation groove 31 for inserting the elastic member 50 to maintain a stable installation state.

그리고, 설치홈(31)의 내부 중앙에 지지봉(32)을 돌출, 형성하여 탄성부재(50)의 신축작용을 안내하고, 요동을 차단하여 안정된 탄성변형 동작이 수행되도록 한다.In addition, the support rod 32 is protruded and formed in the inner center of the installation groove 31 to guide the elastic action of the elastic member 50, and to block the shaking so that a stable elastic deformation operation is performed.

성형수단(112)은 가공제품 소재의 중심홀에 삽입되는 중심핀(112a), 이 중심 핀(112a)의 외주면에 결합되어 소재에 밀착되는 성형부재(112b), 및 중심핀(112a)을 포함하는 성형부재(112b)를 고정하여 상밀판(30)상에 결합되도록 하는 고정부재(112c)를 구비한다.The forming means 112 includes a center pin 112a inserted into the center hole of the processed product material, a molding member 112b coupled to the outer circumferential surface of the center pin 112a to be in close contact with the material, and a center pin 112a. It is provided with a fixing member (112c) for fixing the forming member (112b) to be coupled to the upper dense plate (30).

하형 금형(120)은 복귀수단(130)의 하측이 설치되도록 상형 금형(110)의 상판(111)과 대응되게 구성되는 하판(121), 가공제품 소재가 안착되는 소재 안착수단(122), 소재 안착수단(122)을 하판(121)에 고정하기 위한 클램프(123) 등을 구비한다. The lower mold 120 has a lower plate 121 configured to correspond to the upper plate 111 of the upper mold 110 so that the lower side of the return means 130 is installed, the material seating means 122 on which the workpiece is placed, and the material. A clamp 123 or the like for fixing the seating means 122 to the lower plate 121 is provided.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스용 고정밀 압축력 제어장치의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the high precision compression force control device for a press according to an embodiment of the present invention.

가로, 세로, 높이가 각각 10㎜인 스테인레스 스틸 소재의 가공제품을 성형하는 과정을 통해 전술한 프레스용 고정밀 압축력 제어장치의 작용을 설명한다. 먼저 도2a에 도시된 하형 금형(120)의 소재 안착수단(122)에 가공제품 소재를 올려놓고 액츄에이터(미도시)를 하강시키게 되면 상판(111)이 하강되고, 상판(111)에 전달된 하강력은 탄성부재(50)를 매개로 상밀판(30)상에 전달되므로 성형수단(112)의 성형부재(112b)가 하강되면서 가공제품 소재(미도시)를 성형하게 된다. The operation of the above-described high-precision compression force control device for a press will be described through a process of forming a processed product made of stainless steel having a width of 10 mm and a height of 10 mm. First, when the workpiece is placed on the material seating means 122 of the lower mold 120 shown in FIG. 2A and the actuator (not shown) is lowered, the upper plate 111 is lowered, and the lower plate transferred to the upper plate 111. Since the strength is transmitted to the upper dense plate 30 through the elastic member 50, the forming member 112b of the forming means 112 is lowered to form a processed product material (not shown).

액츄에이터(10)의 하강과정에서, 상부 위치측정부(20)는 상판(111)의 이동거리를 측정하고, 하부 위치측정부(40)는 상밀판(30)의 이동거리를 측정하여 제어부(60)에 인가한다. 제어부(60)는 상,하부 위치측정부(20,40)로부터 인가되는 신호에 의해 탄성부재(50)의 상대 변위(△x)를 검출하고, 이 상대 변위값과 탄성부재(50)의 스프링 상수에 의해 압축력을 산출하여 액츄에이터 구동부(70)를 제어함 으로써 가공제품에 적정한 압축력이 작용되도록 액츄에이터의 구동을 미세하게 조정할 수 있다.In the descending process of the actuator 10, the upper position measuring unit 20 measures the moving distance of the upper plate 111, and the lower position measuring unit 40 measures the moving distance of the upper dense plate 30 to control the controller 60. ) Is applied. The controller 60 detects the relative displacement Δx of the elastic member 50 by signals applied from the upper and lower position measuring units 20 and 40, and the relative displacement value and the spring of the elastic member 50. By controlling the actuator driving unit 70 by calculating the compressive force by a constant, it is possible to finely adjust the drive of the actuator so that the appropriate compressive force is applied to the processed product.

이때, 탄성부재(50)에 의해 액츄에이터(10)의 변위를 크게 할 수 있으므로 상대적으로 낮은 정밀도의 위치제어를 통해서도 정밀한 압축력의 제어가 가능하게 된다. At this time, since the displacement of the actuator 10 can be increased by the elastic member 50, precise compression force can be controlled even through relatively low-precision position control.

예컨대, 스테인레스 스틸 소재의 가공제품을 가공하기 위해 20 × 10³ N의 압축력이 필요하다고 가정하여 종래의 방법으로 가공하게 되면, 가공제품의 강성(k)은 하기의 수학식 1에 의해 2 × 10⁶ N/mm임을 알 수 있으므로 액츄에이터는 수학식 2에 의해 10 ㎛만 하강되더라도 가공제품의 가공에 필요한 압축력이 모두 작용된다. 즉, 미소 변위에도 큰 힘이 작용되므로 정밀한 압축력의 제어가 불가능하고, 이로 인해 정밀한 압축력의 제어가 필요한 제품은 전혀 가공할 수 없게 된다. For example, assuming that a compressive force of 20 × 10 ³ N is required to process a processed product made of stainless steel, and processed by a conventional method, the rigidity (k) of the processed product is 2 × 10 according to Equation 1 below. It can be seen that it is ⁶ N / mm, even if the actuator is only 10 ㎛ lowered by the equation (2) all the compression force required for processing the processed product is applied. That is, since a large force is applied to the micro displacement, it is impossible to precisely control the compression force, and thus, a product requiring precise control of the compression force cannot be processed at all.

(F:압축력, σ:응력, A:면적, l:소재의 길이, △l:변위, ε:변형률, Ｅ:영률, 스텐레스 스틸의 영률(E)은 200 × 10⁹ N/m²로 가정함)(F: compressive force, σ: stress, A: area, l: length of material, Δl: displacement, ε: strain, E: Young's modulus, Young's modulus (E) of stainless steel is assumed to be 200 × 10 ⁹ N / m ² ) box)

이에 비하여, 본 발명에 따른 프레스용 고정밀 압축력 제어장치에 의하면, 탄성부재(50)의 강성을 500N/mm라고 가정한 8개의 탄성부재를 상밀판(30)상에 설치할 경우 전체 스프링 상수 k는 4,000N/mm( 500N/mm × 8개)가 되고, 가공제품을 가공하기 위한 압축력은 종래와 같이 20 × 10³ N이 필요하게 되므로 수학식 3에 따라 변위량을 계산하면 5mm의 변위량이 필요하게 됨을 알 수 있다.On the other hand, according to the high precision compression force control device for a press according to the present invention, when the eight elastic members on the upper dense plate 30 is assumed that the rigidity of the elastic member 50 is 500N / mm, the total spring constant k is 4,000 N / mm (500N / mm × 8), and the compression force for processing the processed product requires 20 × 10 ³ N as in the prior art, so the displacement amount of 5mm is required when calculating the displacement amount according to Equation (3). Able to know.

결국, 본 발명에 따르면, 탄성부재(50)를 구비하지 않은 종래의 변위 10 ㎛와 비교할 때, 500배의 변위량 차이를 갖게 되므로, 액츄에이터(10)의 변위를 크게 할 수 있게 되어 정밀한 압축력의 제어가 가능하게 된다. As a result, according to the present invention, since the displacement amount is 500 times larger than that of the conventional displacement 10 μm without the elastic member 50, the displacement of the actuator 10 can be increased to precisely control the compression force. Becomes possible.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 프레스용 고정밀 압축력 제어장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for implementing a high-precision compression force control device for a press according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, as claimed in the following claims Those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit of the present invention will have the technical idea of the present invention to the extent that various modifications can be made.

도1은 본 발명에 따른 프레스용 고정밀 압축력 제어장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 블럭도이고, 1 is a block diagram illustrating the technical idea of a high precision compression force control apparatus for a press according to the present invention;

도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스용 고정밀 압축력 제어장치를 설명하기 위한 도면이다.2a and 2b is a view for explaining a high precision compression force control apparatus for a press according to an embodiment of the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10:액츄에이터 20:상부 위치측정부10: actuator 20: upper position measuring unit

30:상밀판 40:하부 위치측정부30: upper plate 40: lower position measuring unit

50:탄성부재 60:제어부50: elastic member 60: control unit

70:액츄에이터 구동부 100:금형70: actuator drive part 100: mold

110:상형 금형 111:상판110: upper mold 111: top plate

120:하형 금형 130:복귀수단120: lower mold 130: return means

Claims

In a press forming apparatus for molding a processed product by applying a compressive force to the mold by an actuator provided in the press,

An upper position measuring unit installed to measure a downward movement distance of the actuator;

A top-tight plate which is moved downward by a compression force applied from the actuator and has a molding means for applying a compression force to the processed product to perform a molding process;

A lower position measuring unit installed on the upper dense plate and measuring a moving distance thereof;

An elastic member elastically deformed by a compressive force interposed between the actuator and the upper compact plate; And

It includes a control unit for detecting the relative displacement and compression force by receiving the detection signal from the upper and lower position measuring unit,

The upper dense plate is provided with an installation groove for inserting the elastic member on the upper surface, high precision compression force control device for the press, characterized in that the support bar for guiding the elastic action of the elastic member protrudes in the center of the installation groove.

The method of claim 1,

The upper position measuring unit is a high-precision compression force control device for a press, characterized in that installed on the lower side of the actuator or the member is moved by receiving a compressive force from the actuator.

The method of claim 1,

The actuator is composed of a driving rod which is lifted by the driving of the motor,

The upper position measuring unit is composed of an encoder for measuring the movement distance by detecting the rotational speed of the motor,

The lower position measuring unit is a high precision compression force control device for a press, characterized in that composed of a linear scale.

The method of claim 1,

And a actuator driving unit for controlling the driving of the actuator under the control of the control unit.

delete

The method according to any one of claims 1 to 4,

The elastic member is a high-precision compression force control device for a press, characterized in that to adjust the spring constant, the forming height, and the installation quantity according to the size of the required compression force.