자동 스탬핑: 필수 장비 가이드

I. 판금 언코일러 및 레벨러

1. 판금 언코일러 및 레벨러의 종류와 용도

코일 재료를 사용하는 자동 스탬핑 생산 라인에서는 언코일러 또는 언코일러 레벨러를 장착하여 시트 재료를 언코일링, 수평 조정, 세로 또는 가로로 절단하여 스트립, 블록 또는 기타 모양과 같은 필요한 블랭크 모양으로 가공해야 합니다.

언코일러와 레벨러는 다양한 냉간 및 열간 압연 판금의 언코일링 및 레벨링에 적합합니다. 작동이 쉽고 간단하며 다양한 용도로 사용할 수 있으며 금속 성형 분야에서 없어서는 안 될 판금 블랭킹 장비입니다.

표 1에는 판금의 기본 매개 변수가 나와 있습니다. 언코일링수평 조정 및 생산 라인 절단

표 1 판금 언코일링, 레벨링 및 절단 생산 라인의 기본 파라미터

참고: 표의 파라미터는 코일 소재의 기계적 특성 σ를 기준으로 계산되었습니다._s ≤245MPa, R_m ≤460MPa.

2. 자동 판금 언코일링 및 레벨링 라인

그림 1은 독일 회사에서 제조한 자동 와이드 코일 언코일링 및 블랭킹 라인을 보여줍니다. 와이드 코일은 특수 후크가 달린 크레인으로 코일 공급 장치 1에 들어 올려 언코일링 장치 2와 3에 클램프로 고정되어 언코일링됩니다.

1-코일 공급 장치
2, 3-언코일링 장치
4-멀티 롤 레벨러
5-블랭킹 프레스
6, 7- 자동 코일 당기기 및 밀기 공급 메커니즘
8-스크랩 절단 장치
9-보정 루프 피트
10-코일 보정 루프
11-갠트리 프레임

코일은 레벨링을 위해 멀티롤 레벨러(4)로 들어가고, 코일 보정 루프(10)를 통과한 다음 자동 코일 당김 및 밀기 공급 메커니즘(6, 7)으로 들어가 마지막으로 블랭킹을 위해 블랭킹 프레스(5)에 도달합니다. 절단된 블랭크는 적재 장치로 미끄러져 들어갑니다. 새 코일의 끝이 아직 자동 당김 및 밀기 공급 메커니즘에 들어가지 않은 경우 보정 루프 피트 9의 양쪽에 설치된 갠트리 프레임 11이 즉시 코일 끝을 들어 올려 자동 당김 및 밀기 메커니즘으로 공급합니다.

자동 코일 당기기 및 밀기 공급 메커니즘은 블랭킹 프레스와 동기화되어 코일을 간헐적으로 공급해야 하며, 언코일링 장치와 레벨러는 지속적으로 코일을 공급해야 합니다. 이 둘 사이의 작동 속도는 광전 제어 시스템에 의해 조정됩니다.

블랭킹 샘플링에서 출력되는 피드백 신호를 기반으로 컴퓨터 제어 시스템으로 전송되어 연속 공급 속도를 제어하여 폐쇄 루프 제어 시스템을 형성합니다. 언코일링 장치와 레벨러를 연결하는 코일은 저장 및 보정을 위해 피트에 있는 보정 루프에 의존합니다.

II. 스탬핑용 자동 공급 장치

자동 공급 장치의 사용은 스탬핑 생산 자동화를 달성하기 위한 기본 요구 사항입니다. 이는 스탬핑 생산성, 생산 리듬 및 스탬핑 생산의 전반적인 자동화 수준에 직접적인 영향을 미치는 스탬핑 자동화의 주요 내용입니다. 또한 프레스의 가동률과 생산성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

1. 일반 프레스용 이송 메커니즘

다양한 동력원에 따라 일반 프레스의 공급 메커니즘은 기계식, 유압식, 공압식의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 스탬핑 공정에서는 기계식 및 공압식이 더 일반적으로 사용됩니다. 공압식 공급 메커니즘은 민첩하고 가벼우며 다용도로 사용할 수 있고 공급 길이와 재료 두께를 조절할 수 있으며 빠른 반응이 가능하다는 장점이 있습니다.

차압 공압 작동 원리를 사용하기 때문에 공압 공급 메커니즘은 상대적으로 높은 작업 소음을 발생시켜 스탬핑 작업 환경에 영향을 미칠 수 있습니다. 주로 스탬핑 및 소량 다품종 생산의 예비 공급에 사용됩니다.

기계식 이송 메커니즘은 상대적으로 조정이 어렵고 크기가 크지만 정확하고 안정적인 이송, 충격과 진동이 적고 소음이 적으며 안정성이 우수하다는 장점이 있습니다. 스탬핑 공정에서 가장 일반적으로 사용되는 자동 공급 방식입니다.

현재 스탬핑 생산 라인에는 널리 사용되는 두 가지 구성 방법이 있습니다: 한 가지 방법은 단일 포인트 프레스에 롤러 공급기(또는 공압 공급기)를 설치하여 단일 또는 다중 공정에 대해 우수한 작동 성능으로 연속 스탬핑을 달성할 수 있습니다. 다른 방법은 더블 포인트 프레스에 멀티 스테이션 공급 장치를 설치하고 언코일링 장치, 레벨링 장치 등과 결합하여 멀티 스테이션 연속 스탬핑 생산 라인을 형성하는 것입니다.

이 두 가지 공급 메커니즘은 바닥 공간과 공정 간 운송을 크게 줄여주기 때문에 생산 현장에서의 적용이 증가하는 추세를 보이고 있습니다.

2. 멀티 스테이션 프레스를 위한 자동 공급 메커니즘

멀티 스테이션 공급 시스템은 무빙 암과 유사한 장치로, 스탬핑된 부품을 한 스테이션에서 다른 스테이션으로 이동하는 것이 주요 기능입니다. 다이 그룹 내의 각 다이 세트는 동일한 프레스에서 스탬핑 작업을 완료합니다.

멀티 스테이션 이송 무빙 바는 다이 영역을 따라 움직이는 주요 구조 구성 요소이며, 이러한 구조 구성 요소에 스탬핑된 부품을 이동시키는 엔드 이펙터가 설치되어 있습니다. 자동차 차체 스탬핑의 경우 공급 전송 방식에 따라 멀티 스테이션 공급 시스템에는 주로 기계식 공급, 전자 서보 공급 및 결합 공급 시스템이 포함됩니다.

(1) 기계식 공급

이 시스템은 프레스 이송 시스템과 직접 연결하여 스탬핑된 부품을 한 스테이션에서 다른 스테이션으로 이동합니다. 프레스 크로스빔의 동력 출력 장치는 프레스 상단에서 지면으로 에너지를 전달하고, 공급 메커니즘에 설치된 대형 기계식 캠은 팔로워에 의해 구동되며, 캠 회전이 기계식 공급 동작을 구동합니다.

기계식 변속기 설계 사양이 결정되면 변경할 수 없고, 가공 부품의 크기가 커지면 변속기 메커니즘도 증가하여 메커니즘 구성 요소의 예상 수명이 단축된다는 단점이 있습니다.

(2) 전자 서보 공급

이 시스템은 서보 모터에 의해 별도로 구동되며 기어박스와 구동축을 통해 공급 시스템에 연결되고 컴퓨터 제어하에 작동합니다. 프레스 동작과의 조정은 프레스와 컨트롤러 간에 교환되는 전자 신호를 통해 이루어집니다.

동작 궤적은 컴퓨터 프로그램에 의해 결정되므로 유연성이 뛰어나며 공작물 요구 사항에 따라 이송 거리, 클램핑 스트로크, 클로징 스트로크, 리프팅 스트로크를 제공할 수 있습니다.

기계식 이송에 비해 전자 서보 이송은 다음과 같은 장점이 있습니다: 프레스의 전원 출력 장치를 사용할 필요가 없음, 각 축의 스트로크 궤적(스트로크 길이 및 시간 곡선 포함) 프로그래밍 가능, 슬라이드 위치 조정 없이 이송 장치에 미세 조정 가능, 빠른 가속 및 감속, 기계 부품 수가 적어 고장률이 낮음 등의 장점이 있습니다.

3. 스탬핑을 위한 일반적인 기계식 자동 공급 장치

(1) 후크형 이송 장치

이 장치는 피딩 후크, 리턴 방지 핀, 구동 메커니즘으로 구성됩니다.

(2) 롤러형 이송 장치

이 장치는 하나 이상의 롤러 쌍과 구동 장치로 구성됩니다. 구조가 간단하고 다용도로 사용할 수 있어 현재 가장 널리 사용되는 형태입니다. 코일 및 스트립 소재 모두에 사용할 수 있으며 다양한 두께와 피치에 적합합니다.

롤러형 이송은 롤러의 설치 형태에 따라 수직형 롤러와 수평형 롤러로 나눌 수 있습니다. 수평 롤러에는 단면형과 양면형이 있으며, 단면형 수평 롤러는 일반적으로 푸시형이고 일부는 풀형이며, 양면형 수평 롤러는 푸시-풀 형태입니다.

롤러형 공급 장치에는 다양한 구동 방식이 있으며, 일반적으로 링키지 4바 메커니즘 변속기, 랙 앤 피니언 변속기, 아크 톱니 베벨 기어 변속기, 경사 웨지 변속기, 스프로킷 변속기 등이 있습니다. 또한 공압식 및 유압식 드라이브가 있으며, 동력원은 독립적인 에너지 시스템과 장비의 메인 샤프트에서 나오는 에너지 시스템으로 나뉩니다.

그림 2는 단면 푸시형 수평 롤러 공급 장치를 보여줍니다. 재료는 상부 및 하부 롤러 6을 통해 공급됩니다. 크랭크축 끝에 설치된 조정 가능한 편심 디스크 1은 폴이 커넥팅 로드 3을 통해 앞뒤로 진동하도록 구동하여 래칫 휠 4를 간헐적으로 밀어 회전시킵니다. 래칫 휠은 롤러와 동일한 샤프트에 설치되어 간헐적으로 이송을 생성합니다. 스탬핑 후 스크랩은 스풀 7에 의해 되감겨집니다. 컨베이어 벨트 장력은 미끄러지지 않도록 너무 높지 않아야 합니다.

1- 조절 가능한 편심 디스크
2-컨베이어 벨트
3-커넥팅 로드
4-래칫 휠
5기어
6-롤러
7-Spool

(3) 게이트형 반제품 공급 장치

이 장치는 주로 시트 또는 블록 형태의 부품을 운반하는 데 사용됩니다.

게이트형 공급 장치는 구조가 간단하고 안전하고 신뢰할 수 있으며 공급 정확도가 높습니다. 그림 3과 같이 생산에 널리 사용되고 있습니다. 게이트형 공급 장치는 블랭크의 두께가 일반적으로 0.5mm보다 너무 작아서는 안되며 블랭크의 표면이 가장자리에 큰 버가없고 평평해야하며 그렇지 않으면 공급 장치 작동의 신뢰성에 영향을 미칩니다.

1장 또는 블록형 부품
2-피드 박스
3-푸시 플레이트(게이트)

매거진과 금형의 작업 부분 사이의 거리가 멀고 프레스 슬라이드 스트로크가 작은 경우 다중 스트로크 이송을 고려할 수 있습니다. 즉, 푸셔 플레이트가 마지막 공작물만 밀면서 단계적으로 공작물을 밀거나 이송 프로세스 중에 공작물을 밀어야 합니다.

(4) 스윙 암 공급 장치

이 장치는 스윙 암, 그립 부분, 구동 부분으로 구성되어 있으며, 암의 스윙을 이용하여 그립과 이송 프로세스를 수행합니다.

(5) 클램프형 이송 장치

이 장치는 주로 원형 블록 재료를 공급하는 데 사용되는 클램프, 연결봉, 슬라이딩 플레이트, 공급 트로프 및 적재 부품으로 구성됩니다.

(6) 턴테이블 공급 장치

이 공급 장치의 전송 형태에는 마찰식, 래칫식, 슬롯 휠식, 웜기어식, 원통형 캠식 등이 있습니다.

(7) 멀티 스테이션 공급 장치

이 장치는 클램핑 플레이트, 클램프, 세로 이송 메커니즘 및 가로 이송 메커니즘으로 구성됩니다. 멀티 스테이션 스탬핑 생산에서 자동 공급은 양방향 및 3방향 공급으로 나뉩니다.

양방향 이송 방식은 '클램프-이송-이송-반송' 패턴을 따르기 때문에 스탬핑 방식과 스탬핑 부품의 형태에 제한이 있고, 3방향 이송 방식은 양방향 이송 방식에 '상하' 동작을 추가하여 클램핑 플레이트가 '클램프 상승-이송-하강-반송' 패턴으로 동작할 수 있어 멀티 스테이션 장치로 처리할 수 있는 제품의 범위가 넓어집니다.

4. 배출 메커니즘

배출 메커니즘의 기능은 스탬프가 찍힌 공작물이나 폐기물을 즉시 제거하는 것입니다. 그렇지 않으면 금형 주변에 쌓여 공급 메커니즘의 정상적인 작동에 영향을 미칩니다. 전송 특성에 따라 이젝션 메커니즘은 공압식과 기계식으로 나눌 수 있습니다.

(1) 공압 배출 장치

공압 이젝션 장치에는 주로 압축 공기 분사 및 공기 실린더 피스톤 밀기가 포함됩니다. 압축 공기 분사 장치는 구조가 간단하고 작은 스탬핑 부품을 배출하는 데 널리 사용되지만 분사되는 공작물의 위치와 방향을 제어할 수 없고 상대적으로 소음이 큽니다.

그림 4는 공기 실린더 피스톤의 추진력을 사용하여 금형에서 공작물을 배출하는 또 다른 유형의 공압 이젝션 장치를 보여줍니다. 실린더 작동은 에어 밸브를 통해 슬라이드 또는 크랭크 샤프트 끝에 장착된 캠에 의해 제어됩니다.

스탬핑 작업이 완료되고 슬라이드가 위로 이동하면 캠이 리미트 스위치를 통해 공기 공급원을 제어하여 공기가 실린더의 왼쪽 챔버로 들어가 피스톤을 오른쪽으로 밀고 피스톤로드의 오른쪽 끝이 공작물을 오른쪽에서 밀어냅니다. 슬라이드가 아래쪽으로 이동하면 슬라이드의 캠이 리미트 스위치를 통해 공기 밸브를 제어하여 공기가 실린더의 오른쪽 챔버로 들어가 피스톤 로드를 스탬핑 작업 영역에서 멀리 떨어진 왼쪽으로 밀어냅니다.

(2) 기계식 배출 장치

트레이형, 스프링형, 지지대형 등 다양한 구조적 형태가 있습니다.

그림 5는 로드 3, 수신 트레이 5, 하단 스윙 로드 6으로 구성된 기계식 트레이 유형 배출 메커니즘을 보여줍니다. 로드 3의 상단 끝은 상단 다이에 연결됩니다. 리시버 트레이 5와 하부 스윙 로드 6은 용접 후 각도 β를 유지하면서 함께 용접되고, 로드 3과 하부 스윙 로드 6은 힌지되어 리시버 트레이가 상부 다이에 정렬됩니다.

1-슬라이드 누르기
2-상단 주사위
3-Rod
4-워크피스
5-수신 트레이
6-하부 스윙 로드
7-하단 주사위
8-워크테이블

작동 과정은 다음과 같습니다: 프레스 슬라이드가 상부 다이와 함께 상승하면 공작물도 상부 다이와 함께 상승합니다. 로드 3이 상부 다이에 의해 구동되어 하부 스윙 로드 6이 위로 스윙하여 각도 α를 줄이고 수신 트레이를 수평 위치에 놓습니다. 공작물은 이젝터 로드에 의해 밀려 수용 트레이 위로 떨어집니다.

슬라이드가 아래쪽으로 이동하면 하부 스윙 로드 6이 아래쪽으로 스윙하여 수용 트레이가 바깥쪽으로 스윙합니다. 수신 트레이와 하단 스윙 로드 사이의 각도가 β로 고정되어 있으므로 하단 스윙 로드가 가장 낮은 위치로 스윙하면 수신 트레이의 기울기 각도가 더 커져 공작물이 자동으로 아래로 미끄러집니다.

III. 스탬핑 매니퓰레이터 및 로봇

1. 매니퓰레이터 및 로봇 소개

로봇은 1960년대 초에 처음 소개된 이래 오랜 세월에 걸쳐 발전해 왔으며 현재 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 예를 들어 엔터테인먼트 로봇, 서비스 로봇, 수중 로봇, 군용 로봇, 휴머노이드 로봇, 농업 로봇, 의료 로봇, 용접 로봇, 핸들링 로봇 등은 현대 생활, 특히 제조업에서 떼려야 뗄 수 없는 일부가 되었습니다.

로봇 기술은 역학, 메커니즘 이론, 기계 설계, 자동 제어, 센서 기술, 전자-유압-공압 구동 기술, 컴퓨터 과학, 인공지능, 생체 공학 등 여러 학문의 통합과 교집합으로 형성된 종합적이고 학제적인 첨단 기술 분야입니다.

로봇은 높은 자동화 및 지능을 갖춘 대표적인 메카트로닉스 장비로서 높은 신뢰성, 유연성, 방대한 정보 저장, 처리 능력, 신속한 대응 능력으로 컴퓨터 프로그래밍을 통해 목표 작업이나 이동 작업을 자동으로 완료할 수 있습니다. 로봇 연구의 중요한 분야인 매니퓰레이터 연구는 현대 제조업에서 실용적 가치와 전략적 중요성이 매우 높습니다.

초기의 매니퓰레이터는 고정 프로그램이나 간단한 가변 프로그램으로 특화된 경우가 많았습니다. 이러한 매니퓰레이터는 대부분 특정 생산 현장을 위해 설계 및 제조되었으며, 공압, 유압 또는 전기 드라이브를 사용하고 리미트 스위치, 기계식 정지 또는 기타 센서를 통해 작업 위치를 제어했습니다.

단일 작업 대상, 적은 동작, 간단한 구조, 저렴한 비용이 특징입니다. 단순 조작기의 동작 특성에는 주로 팔의 움직임과 손을 잡았다 놓는 동작이 포함됩니다.

그림 7-56과 같이 조작기의 초기 동작 상태가 그림에서 1 위치에 있다고 가정하면 먼저 1 위치로 이동한 다음 팔뚝 3이 손목 2와 손 1을 내려 공작물을 잡고, 다음으로 팔뚝 3이 올라가고, 그 후 기둥 5가 2 위치로 회전하는 동안 팔뚝 4가 오른쪽으로 이동하고 팔뚝 3이 손목 2와 손 1을 내려 공작물을 놓으며 마지막으로 조작기가 초기 위치로 돌아갑니다. 이렇게 하면 한 번의 작업 사이클이 완료됩니다.

1-Hand
2-Wrist
3-팔뚝
4-어깨
5열
6프레임

2. 스탬핑 매니퓰레이터의 작동 원리 및 구조

스탬핑 매니퓰레이터는 스탬핑 생산의 특성에 따라 스탬핑 자동화를 실현하기 위해 매니퓰레이터를 기반으로 특별히 개발된 장비입니다. 다양한 스탬핑 스테이션에서 보조 스탬핑, 핸들링, 로딩 및 언로딩 등의 수작업을 대체할 수 있습니다. 그림 7은 원통형 좌표 프레스용 자동 공급 매니퓰레이터의 구조를 보여줍니다.

1-펀치
2-위치 지정 핀
3-하단 주사위
4-슬라이드
5-영구 자석
6- 먹이 발톱
7-암
8-범퍼
9-로터리 에어 실린더
10-브레이크
11-반송 중지 차단
12-흡입 컵
13-워크피스
14-리프팅 플랫폼
15-급강하 모터
16-파울 에어 실린더
17-리프팅 에어 실린더
18-Pawl
19-스트로크 스톱 블록
20- 분리 발톱

공급 조작기는 암 7, 흡입 컵 12, 공급 클로 6, 기어 샤프트, 브레이크 실린더 등으로 구성됩니다. 실린더의 피스톤 랙이 기어 샤프트를 회전시켜 공급 조작기의 암 회전을 실현합니다.

공급 조작기의 암(7)이 리프팅 플랫폼(14) 위로 후퇴하면 범퍼(8)가 리미트 스위치(7SQ)를 작동시키고 리프팅 실린더(17)와 폴 실린더(16)가 동시에 작동합니다. 폴(18), 래칫 휠, 리드 스크류 및 너트가 리프팅 플랫폼(14)을 들어 올립니다.

리프팅 실린더(17)가 상승하면 저장 바구니의 재료가 공급 조작기의 흡입 컵(12)에 의해 즉시 단단히 빨려 들어갑니다. 상승하는 동안 리미트 스위치 8SQ가 신호를 보내 리프팅 실린더(17)가 하강하여 원래 위치로 돌아가도록 하고, 상한 스위치 2SQ가 신호를 보내 공급 조작기가 슬라이드 4로 돌아가도록 합니다.

이송 조작기의 흡입 컵 프레임에 연결된 이송 클로(6)가 슬라이드의 재료(이전 이송의 재료)를 프레스의 하부 다이 면으로 밀어내는 동안 암(7)의 범퍼(8)가 리미트 스위치(3SQ)를 작동하고 신호를 보내 흡입 컵의 스위치 밸브를 열어 흡입 컵(12)을 대기와 연결합니다. 흡입된 공작물은 슬라이드 위로 떨어지고 두 개의 영구 자석(5)으로 고정되어 공작물이 이송 클로(6)에 의해 뒤로 밀리는 것을 방지합니다.

동시에 리미트 스위치 3SQ가 중간 릴레이의 전원을 차단하고 방향 밸브가 방향을 변경한 후 공급 매니퓰레이터가 반대 방향으로 회전합니다. 30° 회전하면 리미트 스위치 5SQ에 닿아 스탬핑 동작을 한 번 수행하라는 신호를 보냅니다.

공급 조작기가 원래 위치(즉, 리프팅 플랫폼 14 위)로 다시 회전하면 범퍼(8)가 리미트 스위치 7SQ를 트리거하고 신호를 보내면 공급 조작기가 위의 동작을 반복합니다.

공급 조작기의 암이 리프팅 플랫폼을 향해 다시 회전할 때 한계 위치에 도달하면 브레이크 10(즉, 기계식 제동 장치)을 사용하여 암의 속도를 늦추어 충격을 줄입니다. 브레이크는 공급 조작기의 암 회전에 대한 단방향 완충 및 제동만 제공합니다.

암이 리프팅 플랫폼 쪽으로 회전하면 기어 샤프트에 설치된 브레이크가 해제되고 암의 회전 속도가 점차 증가하여 공급 클로 6에 재료를 프레스의 다이 면으로 밀어 넣을 수 있는 충분한 운동 에너지가 제공됩니다.

이 자동 이송 조작 장치는 600-1000kN 프레스에서 사용할 수 있습니다. 일반 프레스의 경우 프레스 크랭크축을 수정하고 이송 조작기, 리프팅 플랫폼 및 슬라이드 장치를 추가하면 프레스가 자동으로 연속적으로 작동하여 프레스의 리드미컬하고 안전한 생산을 보장하여 간단하고 편리하게 사용할 수 있습니다.

3. 스탬핑 매니퓰레이터의 구성 요소

스탬핑 조작기는 크게 실행 메커니즘, 구동 메커니즘, 제어 시스템의 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다.

(1) 실행 메커니즘

오퍼레이터라고도 하며 로봇의 기능을 완성하는 기계 장치로, 사람의 팔과 유사한 기능을 가지고 있습니다. 일반적으로 엔드 이펙터, 손목, 팔, 베이스의 네 부분으로 나눌 수 있습니다.

1) 엔드 이펙터.

스탬핑 조작기의 엔드 이펙터는 일반적으로 그립 기능이 있으므로 핸드 부분이라고도 합니다. 스탬핑된 공작물에 직접 접촉하여 해당 작업을 완료하는 부분을 손가락이라고 합니다.

그립 방식과 원리에 따라 핸드 부분은 클램프형, 공기 흡입형, 자기 흡입형, 링형 등 네 가지로 나눌 수 있습니다. 가장 일반적인 것은 클램프형과 흡입 컵형 핸드입니다. 손 부분은 종종 설치 및 분해가 쉬운 모듈 식 설계를 채택하여 조작기의 적응성을 향상시킵니다.

2) 손목.

손목은 엔드 이펙터의 위치와 속도를 지지하고 조정하는 데 사용됩니다. 손목이 있으면 팔의 동작 범위를 확장할 수 있으며, 일반적으로 엔드 이펙터의 자세를 조정하기 위해 2~3개의 회전 자유도를 갖습니다. 일부 로봇 손은 손목 구조가 없고 엔드 이펙터를 팔뚝에 직접 연결할 수도 있습니다.

3) 팔.

일반적으로 연결부에 여러 개의 막대와 조인트로 구성되어 있으며 시스템의 주 전원에 연결되어 전력을 전달하고 엔드 이펙터와 손목의 자세를 조정하기 위해 협력합니다.

팔에는 여러 섹션이 있는 경우가 많으며 각 섹션에는 여러 세그먼트가 있을 수 있습니다. 일반적으로 엔드 이펙터에 가장 가까운 부분을 팔뚝이라고 하고 베이스에 가까운 부분을 상완이라고 합니다. 또한 상완은 관절로 베이스에 연결되어 로봇 손의 전체 동작 범위를 확장하고 유연성을 향상시킵니다.

4) 베이스.

엔드 이펙터, 손목, 팔의 힘을 견디는 로봇 손의 비교적 고정된 기본 구성 요소입니다. 고정형과 이동형의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

고정형은 자유롭게 움직일 수 없고 가까운 거리에서 고정된 위치의 작업을 수행하는 경우가 많은 반면, 이동형은 바닥에 바퀴, 트랙 또는 기타 이동 메커니즘이 설치되어 있어 로봇 손이 비교적 자유롭게 움직일 수 있습니다. 스탬핑 로봇 손의 기능은 일반적으로 매우 간단하기 때문에 일반적으로 모든 구성 요소를 갖출 필요는 없습니다.

(2) 드라이브 메커니즘

구동 메커니즘은 로봇 손에 동력과 동작을 제공하며 전원, 전송 장치, 감지 요소 등으로 구성됩니다. 일반적인 구동 방식에는 전기 모터, 유압 및 공압 장치 또는 이 세 가지 중 두 가지를 조합한 방식이 있습니다.

표 2에서 볼 수 있듯이 공압 방식은 비용이 가장 낮고 유압 전달 방식은 전달력이 가장 크고 전기 모터 전달 방식은 가장 정밀하고 제어 성능이 우수하며 기계식 전달 방식은 사용 빈도가 적고 일반적으로 고려되지 않습니다.

표 2 드라이브 방식 비교

(3) 제어 시스템

제어 시스템은 일반적으로 센서 회로와 중앙 제어 장치(PC, PLC, 마이크로 컨트롤러 등) 및 제어 회로의 두 부분으로 구성됩니다. 로봇이 지정된 요구 사항에 따라 작동하도록 제어하면서 수동 장치 작동(시작, 종료, 교육 등)에 응답할 수 있습니다.

일반적으로 사용되는 제어 방법에는 피드백 신호 감지가 없는 개방형 루프 제어와 피드백 신호 감지가 있는 폐쇄형 루프 제어가 있습니다.

4. 스탬핑 로봇 손의 분류

로봇 손의 분류에 대해. 현재 로봇 손을 스탬핑하는 방법에는 사용 범위, 구동 방식, 목적, 좌표 형태, 제어 방식, 운반 능력, 동작 궤적 등으로 분류할 수 있는 여러 가지 분류 방법이 있습니다.

(1) 사용 범위별 분류

전용 로봇 손, 범용 로봇, 티칭형 로봇 손으로 구분할 수 있습니다.

1) 전용 로봇 손.

이러한 유형의 로봇 손은 일반적으로 특정 기계 부위를 기반으로 설계되어 고정 프로그램 또는 간단한 가변 프로그램의 안내에 따라 특정 동작을 수행합니다. 단일 작업 대상, 적은 동작, 간단한 구조, 저렴한 비용이 특징입니다.

2) 범용 로봇.

프로그래밍이 가능한 범용 로봇 핸드는 다양한 작업 대상에 적응할 수 있고 다목적성이 강하며 다품종 소량 생산이 특징인 유연한 제조 시스템에 적합합니다.

3) 교육형 로봇 손.

티칭 앤 플레이백 로봇 손이라고도 하며, 로봇 팔의 엔드 이펙터(그리퍼, 툴, 용접건 등)를 수동으로 안내하거나 시뮬레이션 장치를 수동으로 조작하거나 티칭 펜던트를 사용하여 로봇이 예상 동작을 기억하게 한 후 티칭 프로그래밍을 통해 저장된 동작 프로그램을 반복하여 재현함으로써 학습하는 방식입니다.

(2) 드라이브 방식별 분류

기계식 로봇 손, 유압식 로봇 손, 공압식 로봇 손, 전기식 로봇 손 등으로 나눌 수 있습니다.

(3) 목적별 분류

스탬핑 로봇 손, 용접 로봇 손, 표면 코팅 로봇 손, 적재 및 하역 로봇 손, 조립 로봇 손, 비파괴 검사 로봇 손, 의료용 로봇 손 등으로 나눌 수 있습니다.

(4) 로봇 손의 모션 제어 방식별 분류

포인트 투 포인트 제어 로봇 손과 연속 궤적 제어 로봇 손으로 나눌 수 있습니다.

1) 포인트 투 포인트 제어 로봇 손.

포인트 투 포인트 제어 방식으로, 로봇의 엔드 이펙터의 위치와 자세를 주요 지점(목표 지점)에서 정확하게 제어하여 미리 정해진 작업 요구 사항을 완료하는 방식입니다. 예를 들어, 하역 로봇의 로딩 및 언로딩, 그리고 스폿 용접 로봇은 포인트 투 포인트 제어 유형의 로봇 손에 속합니다.

2) 연속 궤적 제어 로봇 손.

이 유형의 로봇 손은 다양한 부품의 움직임을 조정하여 로봇의 엔드 이펙터가 미리 정해진 궤적과 속도를 따라 움직이도록 정밀하게 제어하며, 곡선 궤적을 따라 각 지점에서 엔드 이펙터의 자세를 제어할 수 있습니다. 아크 용접, 도장, 검사 로봇 손은 모두 연속 궤적 제어 방식에 속합니다.

(5) 운반 용량별 분류

마이크로 로봇 손, 소형 로봇 손, 중형 로봇 손, 대형 로봇 손 등으로 나눌 수 있습니다.

(6) 프레임 구조별 분류

그림 8~11과 같이 컬럼형, 갠트리형, 좌표형 로봇 핸드, SCARA형 로봇 핸드 등으로 나눌 수 있습니다.

(7) 기계 구조의 좌표계별 분류

그림 12와 같이 직교 좌표 로봇 손, 원통형 좌표 로봇 손, 구면 좌표 로봇 손, 관절형 로봇 손 등으로 나눌 수 있습니다.

a) 직교 좌표 로봇 손
b) 원통형 좌표 로봇 손
c) 구형 좌표 로봇 손
d) 관절형 로봇 손

1) 직교 좌표 로봇 손.

그림 12a에 표시된 것처럼 직선 운동 로봇 손이라고도 합니다. 로봇 손의 팔은 직교 좌표계의 세 가지 좌표축 방향, 즉 팔의 앞뒤 확장, 위아래 들어올리기, 좌우 움직임으로 선형적으로 움직일 수 있습니다.

이 유형의 로봇 손은 구조가 간단하고 직관적인 움직임, 높은 정밀도, 우수한 안전율, 저렴한 비용이 장점입니다. 단점은 작업 범위가 상대적으로 좁은 반면 장비를 위한 더 넓은 공간이 필요하다는 것입니다. 작업 위치가 일직선으로 배치된 상황에 적합하며 그립 및 컨베이어 적재 및 하역에 자주 사용됩니다.

2) 원통형 좌표 로봇 손.

그림 12b와 같이 회전형 로봇 손이라고도 합니다. 로봇 손의 팔은 앞뒤로 뻗고, 위아래로 들어 올리고, 수평면에서 스윙할 수 있습니다. 직관성이 좋고 관성비가 높으며 구조가 간단하다는 장점이 있습니다. 직교 좌표 로봇 손과 비교하면 공간을 덜 차지하면서 동작 범위는 더 넓습니다.

원통형 좌표 로봇 손의 특징은 수직 가이드 포스트에 슬라이딩 슬리브가 설치되어 있어 팔이 수직 방향으로 선형적으로 움직이고 수평면에서는 스윙할 수 있다는 점입니다. 하지만 구조적 한계로 인해 지면에 있는 물체를 잡을 수는 없습니다.

3) 구형 좌표 로봇 손.

그림 12c와 같이 피치형 로봇 손이라고도 합니다. 자유도가 더 높고 적용 범위가 더 넓습니다. 로봇 손의 팔은 앞뒤로 뻗고, 위아래로 피치하고, 좌우로 흔들 수 있습니다.

같은 크기의 원통형 좌표 로봇 손과 비교하면 작업 범위가 넓어지고 지면에 있는 물체를 잡을 수 있습니다. 동작 관성은 더 작지만 팔이 길수록 스윙 각도 오차가 정밀도에 미치는 영향이 커집니다. 단점은 동작 관계가 복잡하고 비용이 더 많이 든다는 것입니다.

4) 관절형 로봇 손.

그림 12d와 같이 관절형 로봇 손이라고도 합니다. 사람의 팔과 마찬가지로 관절형 로봇 손은 상완, 팔뚝 및 여러 관절로 구성되어 있습니다.

위에서 언급한 세 가지 유형의 로봇 손보다 유연하고 장애물 주변에서도 작업할 수 있어 혼잡하거나 좁은 작업 환경에 더 잘 적응할 수 있고 다용도로 사용할 수 있습니다. 하지만 여러 관절을 동시에 움직이기 때문에 동작 직관성이 떨어지고 제어가 복잡하며 기계 구조가 복잡하고 기계적 강성이 낮고 동작 정밀도가 낮으며 비용이 많이 듭니다.

5. 스탬핑 로봇 손의 모델 번호

현재 중국의 여러 단위에서는 로봇 손의 모델 번호를 작성할 때 일반적으로 이러한 원칙을 따르고 있습니다:

• 중국어 병음 문자를 사용하여 로봇 손과 그 구동 방식을 표현합니다.
• 숫자를 사용하여 로봇 손의 주요 매개변수(예: 정격 파지 질량 등)를 표시합니다.
• 특정 기능을 특별히 표시해야 하는 경우 수정 순서와 같은 숫자나 병음 문자가 추가됩니다.

로봇 손의 모델 번호를 표시하면 로봇 손의 특성을 강조할 수 있으며, 로봇 손의 다른 특성 매개변수는 매뉴얼에서 자세히 설명할 수 있습니다. 표 3에는 로봇 손 모델 번호의 컴파일 코드가 나와 있습니다.

표 3 로봇 손 모델 번호에 대한 컴파일 코드

로봇 손의 기호 예는 그림 13에, 모델 번호의 예는 그림 14에 나와 있습니다.

6. 다관절 로봇

다관절 로봇은 유연성과 다용도성 때문에 선호되는 로봇입니다. 용접, 도장 등에 사용되는 일반적인 로봇은 모두 다관절 로봇에 속합니다.

다관절 로봇의 구조는 사람의 팔과 유사하여 3차원 공간에서 로봇의 자세를 효과적으로 결정할 수 있습니다. 주로 회전과 회전의 두 가지 유형의 움직임이 있습니다. 수학적 계산과 궤적 제어를 통해 공간의 모든 곡선을 시뮬레이션하고 장애물을 쉽게 피하여 공간의 모든 목표 위치에 도달할 수 있습니다.

이는 피킹 로봇에 특히 중요합니다. 다관절 조립 로봇은 다시 평면 다관절(즉, SCARA형)과 수직 다관절(즉, 공간 다관절형)의 두 가지 유형으로 나뉩니다.

평면 다관절 로봇은 주로 회로 기판을 만들 때 불규칙한 칩을 조립하는 데 사용됩니다. 수직 다관절 로봇에 비해 공간을 덜 차지하고 수평 이동이 유연하며 하중이 가볍고 정밀도가 높으며 비용이 저렴합니다. 수직 다관절 로봇은 작업 영역이 더 넓고 다재다능하며 더 유연하게 사용할 수 있습니다. 인간

조인트의 분포에 따라 기계식 핸즈는 직렬형과 병렬형으로 나눌 수 있습니다. 조인트 구동 방식에 따라 그림 15와 같이 멀티 모터 구동형과 싱글 모터 구동형 기계식 핸즈로 다시 나눌 수 있습니다.

멀티 모터 드라이브는 비교적 제어하기 쉽고 기계 구조가 단순한 반면, 싱글 모터 드라이브는 제어하기는 더 어렵지만 공간을 덜 차지하고 유연하게 사용할 수 있습니다. 현재 다관절 로봇에 대한 연구는 여전히 뜨거운 주제입니다.

IV. 스탬핑 안전 보호 장치

1. 과부하 보호 장치

프레스 기계 사용 중 부적절한 장비 선택, 스탬핑 부품의 재질 및 두께 오류, 이중 공급 오류 및 기타 이유로 인해 슬라이드의 기술력이 허용 범위를 초과하여 장비가 손상되고 심한 경우 인명 사고가 발생할 수 있습니다.

장비와 개인의 안전을 보장하기 위해 프레스는 종종 다양한 과부하 보호 장치를 사용합니다. 일반적인 과부하 보호 장치는 전단 플레이트 및 크러시 블록 보호 장치와 같은 파괴적인 장치와 유압, 기계 및 전기 기기 과부하 보호 장치와 같은 비파괴적인 장치의 두 가지 범주로 나뉩니다.

(1) 크러시 블록 보호 장치

크러시 블록은 그림 7-66에 표시된 것처럼 일반 프레스에 사용되는 일반적인 파괴 안전 장치입니다. 과부하가 걸리면 크러시 블록이 파괴되어 리미트 스위치가 작동하고 프레스가 정지합니다. 프레스 작동을 재개하려면 크러시 블록을 교체해야 하며, 교체 후 닫힌 높이를 다시 확인해야 하므로 상당히 번거롭고 시간이 많이 소요됩니다.

파괴적인 안전 장치의 경우, 대부분의 경우 안전 장치 중 하나가 먼저 파손되기 때문에 슬라이드가 기울어져 가이드 레일이 슬라이드 회전을 제한하는 힘을 받게 될 수 있습니다. 이로 인해 가이드 레일의 마모가 가속화되거나 구성품이 손상될 수도 있습니다.

따라서 파괴적 안전 장치는 더블 포인트 및 포 포인트 프레스에는 적합하지 않습니다. 그러나 구조가 간단하고 제조 비용이 저렴하기 때문에 소톤수 싱글 포인트 프레스에는 여전히 사용되고 있습니다.

(2) 유압 과부하 보호 장치

과부하 보호 장치로 크러시 블록 대신 유압 쿠션이 사용됩니다. 유압 쿠션은 유압 시스템의 압력 조정을 통해 정확한 보호 하중을 얻을 수 있습니다.

프레스에 과부하가 발생하면 유압이 증가하여 릴리프 밸브가 자동으로 열립니다. 유압 쿠션의 유체는 유압 시스템으로 빠르게 다시 배출됩니다. 슬라이드가 움직이지 않는 동안 커넥팅로드는 계속 아래쪽으로 움직일 수 있으며, 동시에 리미트 스위치는 과부하 신호를 보내 클러치가 풀리도록 제어합니다.

과부하의 원인을 확인하고 제거하면 유압 시스템이 자동으로 보호 압력으로 돌아가고 프레스는 계속 작동할 수 있습니다. 따라서 유압 과부하 보호 장치는 비파괴적입니다.

그림 17은 4점 프레스에서 유압 과부하 보호 장치의 유압 원리 다이어그램을 보여줍니다. 각 커넥팅 로드 하단에는 유압 쿠션 4가 있으며, 각 유압 쿠션은 유압 릴리프 밸브 3으로 제어됩니다. 언로드 시 밸브 코어는 리미트 스위치 2를 통해 과부하 신호를 보낼 수 있습니다.

1-유압 펌프
2-리미트 스위치
3-릴리프 밸브
4-유압식 쿠션

유압 시스템은 고압 유압 펌프 1에 의해 공급됩니다. 일반적으로 유압 과부하 보호 장치는 정확한 보호 부하, 민감하고 안정적인 동작을 가지고 있지만 제조 비용이 상대적으로 높습니다. 이 시스템에는 두 가지 단점이 있습니다. 첫째, 프레스의 부하가 고르지 않을 때 모든 릴리프 밸브가 동시에 언로드되도록 보장하기가 매우 어렵고 둘째, 고압 펌프가 종종 고압 오버플로 상태에서 작동하여 시스템이 가열되기 쉽습니다.

그림 18은 액체 공급을 위해 공압 펌프를 사용하는 유압 시스템을 보여줍니다. 이 시스템은 앞서 언급한 고압 펌프와 릴리프 밸브를 대체하기 위해 공압 펌프 1과 공압 릴리프 밸브 2를 사용합니다. 공압 펌프는 시스템 압력이 낮아지면 자동으로 시작되고 설정 압력에 도달하면 자동으로 멈출 수 있는 자동 펌프입니다.

1-공압 펌프
2-공압 릴리프 밸브
3-유압 쿠션
4-압력 조절 밸브

프레스가 정상적으로 작동하는 동안 공압 펌프는 압력을 보충하는 역할만 하므로 수명이 길고 에너지가 절약됩니다. 이 시스템은 J36-800 타입 프레스에 효과적으로 적용되었습니다.

(3) 기계식 및 전기식 판독 기기

프레스용 과부하 보호 장치에는 기계식 및 전기식 판독 장치도 포함됩니다. 기계식 판독 기기는 일본 회사에서 생산하는 소형 프레스에 더 일반적으로 사용됩니다. 기계식 스트레인 게이지를 사용하여 기계 본체의 변형을 측정한 다음 레버를 통해 증폭하여 포인터형 기기를 만듭니다. 이 유형의 기기는 펀칭 공정에서 급변하는 하중을 추적하는 데는 적합하지 않지만 딥 드로잉과 같은 공정에는 매우 적합합니다. 또한 저렴하고 안정적인 성능을 제공합니다.

전기식 판독 기기는 기계 본체에 직접 부착된 저항 스트레인 게이지를 사용하여 작동 변형을 감지합니다. 신호는 회로를 통해 증폭되어 디지털 방식으로 표시됩니다. 경고 값에 도달하면 경보 신호를 보내고 최대 압력 값을 저장할 수 있습니다. 비교적 고가인 자동화 장비로 주로 대형 프레스에 사용됩니다.

2. 개인 안전 보호 장치

프레스 개인 안전 보호 장치는 개인 안전을 보장하기 위해 프레스에 부착하는 액세서리입니다. 다양한 보호 장치는 제약 조건이 다르며 생산성 향상, 노동력 절감 및 안전에 미치는 영향이 다릅니다.

여기서 개선율은 각종 보호 장치 사용 시 최대 허용 보조 시간의 길이를 의미합니다. 노동력 절감은 각종 보호 장치 사용 시 안전 거리 제한으로 인한 노동 강도 감소를 의미합니다. 안전성은 각종 보호 장치에 의한 프레스 부품 및 장치 자체에 대한 제어 정도를 의미합니다.

(1) 수공구 안전 보호 장치

수공구에는 클램프, 핀셋, 플라이어, 자기 흡입 컵, 전자기 흡입 컵, 진공 흡입 컵 등이 포함됩니다. 수공구는 스탬프가 찍히는 부품의 크기, 모양, 무게에 따라 선택해야 합니다. 주로 작업자의 손과 상부 및 하부 금형 사이의 직접적인 접촉을 피하면서 로딩 및 언로딩 시 작업자를 대체합니다. 수공구 안전 보호 장치는 주로 양손 조합 방식을 사용합니다.

양손 조합 보호 장치는 슬라이드가 움직이기 시작하려면 사용자가 두 개의 손잡이를 동시에 누르거나 하나의 손잡이와 하나의 버튼 또는 두 개의 버튼 등을 눌러야 합니다.

이는 슬라이드가 아래로 내려갈 때 작업자의 손이 위험 영역에서 벗어나지 않도록 제한하여 안전을 보장하기 위한 것입니다. 주요 형태로는 양손 연동, 양손 버튼, 안전 버튼 등이 있습니다.

1) 양손잡이 연동 장치.

그림 19에 표시된 장치에서는 이중 핸들 1의 양쪽을 동시에 누를 때만 시동 막대 2를 바닥으로 눌러 시동 장치가 맞물릴 수 있습니다. 핸들 1의 한쪽만 누르면 시작 로드 2를 바닥으로 누를 수 없으므로 시작 장치가 맞물리지 않습니다. 이 장치는 일반적으로 소형 프레스 및 벤치 프레스에 사용됩니다.

1-핸들
2-스타트 로드
3-커버 셸
4-워크테이블

2) 양손 버튼(양손 조작 안전 장치).

두 개의 버튼을 동시에 누르거나 양손으로 핸들을 조작하면 전자기력, 스프링의 힘, 공기압 또는 수동의 힘으로 클러치에 접근하여 슬라이드가 내려오게 됩니다.

작동 버튼은 프레스의 비상 정지 성능에 따라 결정된 안전 거리 이상으로 배치하여 슬라이드가 하강할 때 작업자의 손을 위험 영역에서 강제로 이동시켜, 핸들을 시동했다가 놓은 후 상부 및 하부 금형 사이에 손을 넣을 경우 사고가 발생하는 것을 방지해야 합니다.

이 작업은 양손 버튼과 연동되어야 하며 주로 한 명의 작업자가 조작하는 기계를 제어하는 데 사용됩니다. 양손 컨트롤러는 다른 안전 장치와 함께 설치되는 경우가 많으며 다양한 생산 시설에서 널리 사용됩니다.

양손 버튼은 1인 조작과 다인 조작 유형으로 나눌 수 있습니다. 양손 버튼의 장점은 적은 투자 비용, 작은 공간 점유, 간편한 설치, 편리한 시작입니다. 단점으로는 손 보호 기능만 제공하고 제3자 보호 기능은 제공하지 않으며 기계 고장으로 인한 2차 슬라이드 낙하에는 효과가 없는 등 인간과 기계의 제어 충돌 가능성이 크다는 점입니다.

양손 버튼은 마찰 클러치 또는 움직일 수 있는 리지드 클러치가 있는 프레스에 적합합니다. 리지드 클러치 프레스에 사용하는 경우 양손 버튼의 위치도 안전 거리를 확보해야 합니다.

(2) 기계적 보호 장치

이는 프레스 슬라이드가 아래쪽 스트로크에 있고 하단 데드 센터에 있을 때 기계적 구조를 사용하여 위험 영역을 격리하거나 작업자의 팔을 위험 영역 밖으로 강제로 이동시켜 안전을 보장하는 장치를 말합니다.

기계식 보호 장치는 구조가 간단하고 신뢰성이 높습니다. 프레스 슬라이드의 시작 메커니즘 고장으로 인한 연속 스탬핑을 방지하거나 슬라이드가 예기치 않게 아래로 미끄러질 때 안전을 보장하는 데 특히 효과적입니다. 이는 기계식 보호 장치가 프레스 슬라이드에 연결되어 있고 전원이 슬라이드에서 나오기 때문입니다. 슬라이드가 아래쪽으로 움직이면 작업자의 손이 위험 영역 밖으로 이동합니다.

기계식 보호 장치에는 다양한 유형이 있으며, 크게 보호 펜스형, 푸시형, 풀핸드형으로 분류할 수 있습니다.

1) 보호 울타리 안전 장치.

그 원리는 작업자와 위험 구역 사이 또는 보호 구역 주변에 프레스 슬라이드의 움직임에 따라 움직이는 펜스를 설치하는 것입니다. 슬라이드가 돌아 오면 펜스가 열려 적재 및 하역이 이루어지고 슬라이드가 내려오면 안전 펜스가 닫혀 상부 및 하부 다이 사이에 손이 들어가지 않도록 합니다.

안전 펜스는 일반적으로 연속 스트로크에 적합하며 소형, 중형 및 대형 프레스뿐만 아니라 단일 스트로크 작업에도 사용할 수 있습니다. 펜스의 설계, 특히 고정 펜스의 간격은 표 4에 나열된 값을 따라야 합니다. 오작동으로 인해 프레스가 실수로 시작되어 슬라이드가 계속 펀칭되는 경우, 펜스는 슬라이드와 연동하여 움직이면서 보호 기능을 제공할 수 있습니다.

표 4 펜스 간격 표

2) 푸시 손 안전 장치.

슬라이드의 핸드 푸시 로드에 연결된 커넥팅 로드, 풀 로드 및 캠이 있습니다. 슬라이드가 내려오면 손을 위험 구역 밖으로 강제로 밀어냅니다. 이 장치는 핸드 푸시로드의 길이와 스윙을 조절할 수 있어야 하며 슬라이드 이동 중 손의 안전을 보장하기 위해 보호판이 장착되어 있어야 합니다.

주로 소형 오픈 프레스에 사용되며 슬라이드가 두 번째로 떨어지더라도 정확하게 보호 기능을 제공할 수 있습니다.

3) 풀핸드 안전 장치.

슬라이드가 내려오면 작업자의 손에 장착된 두 개의 로프를 통해 작업자의 손을 금형에서 안전한 영역으로 끌어당깁니다. 당기는 끈과 당기는 힘이 적절하게 조정되어 있으면 슬라이드가 한 번 더 떨어지더라도 안전을 보장할 수 있습니다.

위에서 언급 한 기계식 보호 장치는 작동이 안정적이고 구조가 간단하며 유지 보수가 용이하며 기계적 고장으로 인한 연속 펀칭을 효과적으로 방지 할 수 있습니다. 단점은 작업자와 상부 및 하부 다이 사이에 움직이는 기계 물체가 있어 작업자의 시야에 쉽게 영향을 미치고 피로를 유발하며 공급 및 언로딩에 불편을 줄 수 있다는 것입니다. 주로 구형 프레스의 안전 개조용으로 사용됩니다.

(3) 자동 보호 장치

작업자와 상하부 다이 사이 또는 위험 구역 주변에 시야와 작동에 영향을 주지 않는 광선, 공기 흐름, 전기장 등이 설치되어 있습니다. 작업자의 신체 또는 휴대 물체가 위험 구역에 들어가면 프레스 기계의 제어 회로에 정지 신호를 보내 슬라이드가 즉시 하강을 중지하여 안전을 보장할 수 있습니다. 자동 보호 장치에는 광전 보호, 유도 보호 등이 포함됩니다.

1) 광전 보호 장치.

작업자와 상부 및 하부 다이 사이 또는 위험 구역 주변에 광 커튼을 설치하여 감지 기능이있는 감지 영역을 형성하는 것을 말합니다. 작업자의 신체 또는 휴대용 물체가 감지 영역에 들어가 라이트 커튼을 차단하면 제어 메커니즘이 종료 신호를 보내 슬라이드가 즉시 하강을 중지하도록 명령하여 보호 목적을 달성합니다.

이 장치는 주로 더블 액션 딥 드로잉 처리, 연속 처리 및 풋 스위치 작동에 사용되지만 프레스 실패로 인해 슬라이드가 두 번째로 떨어지는 것을 방지하는 데 효과적이지 않습니다.

장점은 높은 신뢰성과 전기 간섭에 대한 강한 저항성입니다. 사용 제한 사항으로는 공간을 차지하며 고정 보호 장치를 추가해야 하는 경우가 많다는 점이 있습니다.

광전 보호는 광원에 따라 가시광선 및 적외선 유형과 라이트 커튼의 형태에 따라 직접, 반사, 스캐닝 유형으로 분류할 수 있습니다.

가시광선 광전 보호:

가시광선 유형은 일반적으로 백열등을 광원으로 사용합니다. 진동 시 필라멘트가 끊어지기 쉬워 수명이 짧습니다. 그러나 전기 회로가 간단하고 비용이 저렴하며 유지 관리가 용이하여 일반적으로 중소형 프레스에 적합합니다. 가시광선 광전 보호는 완벽한 자가 점검을 위해 구현하기 어렵습니다.

적외선 광전 보호:

적외선 광전 보호는 일반적으로 수명이 길고 진동 저항이 강하며 반영구적인 적외선 발광 다이오드를 광원으로 사용합니다. 변조된 빛을 사용하므로 자가 점검이 쉽지만 적외선 광전 보호의 전기 회로가 더 복잡하고 비용이 더 높습니다. 일반적으로 대형 및 중형 프레스에 사용됩니다. 현재 고급 적외선 광전 보호 장치에는 안전 라이트 커튼, 레이저 스캐너 등이 장착되어 있습니다.

안전 라이트 커튼:

송신기와 수신기로 구성된 송신기는 변조된 적외선을 방출하고 수신기가 이를 수신하여 하나 이상의 조명 격자를 형성하여 작업자를 위험 구역으로부터 분리합니다.

운전자의 신체 일부가 위험 구역에 들어가면 조명이 차단되고 전기 신호가 전송됩니다. 이 신호는 증폭되어 슬라이드 제어 회로와 연동되어 슬라이드의 움직임을 멈추게 합니다.

그림 20은 한 쌍의 안전 라이트 커튼이 장착된 프레스를 보여줍니다. 광전 안전 장치는 일반적으로 변조된 적외선 발광 다이오드를 광원으로 사용하며, 대형 프레스에는 적외선 레이저 다이오드가 사용됩니다. 이들의 회로에는 복잡하고 신뢰할 수 있는 자체 점검 및 자체 보호 기능이 있습니다.

안전 라이트 커튼은 일반적으로 투과형과 반사형의 두 가지 유형으로 나뉩니다. 투과형 안전 라이트 커튼은 발광 유닛과 수광 유닛이 송신기와 수신기에 별도로 위치하여 발광 유닛의 빛이 수광 유닛에 직접 도달하여 보호 라이트 커튼을 형성하는 안전 라이트 그리드 장치를 말합니다.

반사형 안전 라이트 커튼은 발광부와 수광부가 같은 센서에 있고, 발광부의 빛이 반사기를 통해 수광부로 다시 반사되어 보호 라이트 커튼을 형성하는 안전 라이트 그리드 장치를 말합니다.

레이저 스캐너:

레이저 스캐너는 위험한 기계 주변을 보호하는 데 사용됩니다. 직경 70mm 이상의 물체(예: 발이나 다리)가 감지되는 즉시 장비는 기계의 안전 제어 시스템에 정지 신호를 발동합니다.

또한 이러한 유형의 장비에는 조기 경보 기능이 있어 위험 구역에 들어가기 전에 경고를 받을 수 있어 불필요한 가동 중단을 피할 수 있습니다. 복잡한 형태의 보호 구역에 맞게 프로그래밍하기 쉽고 보호 구역을 확장할 수 있지만 환경 오염 수준에 민감합니다.

2) 유도 보호 장치.

유도성 보호 장치는 정전식 및 인체 감지 유형을 포함하여 전자기 커튼을 사용하여 위험 구역을 둘러싸고 개인의 안전을 보호합니다.

인체 감지 보호는 인체와 관련된 것으로 사람마다 조건이 다르기 때문에 적응력이 떨어지고 잦은 조정이 필요해 신뢰성이 떨어집니다. 또한 외부 전자파가 많기 때문에 간섭 방지 기능이 이상적이지 않아 국내외에서 거의 사용되지 않고 있습니다.

그러나 전자기 커튼의 구성 요소는 설치 및 제거가 비교적 쉬워 금형 교체에 유리합니다. 유도성 보호 장치의 신뢰성이 광전 장치와 크게 다르지 않다면 중소형 프레스에서의 적용 전망은 여전히 상당히 중요합니다.

그림 21은 프레스에 사용되는 정전식 보호 장치를 보여줍니다. 감지 요소는 작업자와 금형 사이에 배치되며, 로딩 및 언로딩은 감지 요소의 캐비티를 통과해야 합니다. 손이 캐비티를 통과하면 프레스 슬라이드가 움직이지 않거나 시작되지 않으므로 작업자의 안전을 보장할 수 있습니다.

1-펀치
2-다이
3-센싱 요소
4-컨트롤러

인체 감지 보호 장치는 작업자와 위험 구역 사이에 감지 요소로 접지에 일정한 정전 용량을 가진 커패시터를 설치합니다. 적재 및 하역 시 인체와 감지 요소 사이의 거리를 변경하여 커패시터의 크기를 접지로 변경하여 증폭 후 기계를 정지하거나 시동을 방지할 수 있습니다.

유도성 보호 장치는 인체와 부위의 다양한 요인(예: 착용한 신발과 양말, 장갑 착용 기간 등)에 의해 크게 영향을 받기 때문에 사용하기가 매우 불편합니다.

3) 에어 커튼 보호 장치.

작동자와 위험 구역 사이에 에어 커튼이 설치되어 있습니다. 작업자의 손, 신체 또는 기타 물체가 에어 커튼을 막으면 시동 장치의 제어 회로가 차단되어 슬라이드의 움직임이 멈추거나 시동이 걸리지 않습니다.

위에서 언급한 자동 보호 장치는 작업자에게 정신적 또는 시각적 영향을 주지 않아 정신적 피로를 줄여주지만, 오작동으로 인한 슬라이드 2차 추락에는 효과적이지 않습니다.