[논문]판재성형 가공에서의 다축 단동 유닛을 이용한 복합금형용 Double-moving System 개발

김동욱; 최계광

판재성형 가공에서의 다축 단동 유닛을 이용한 복합금형용 Double-moving System 개발
A development of double-moving system for composite die using multi-axis shuttle unit in the sheet metal forming 원문보기

한국금형공학회지 = Journal of the Korea Society of Die & Mold Engineering, v.10 no.2, 2016년, pp.39 - 43

김동욱 (공주대학교 금형설계공학과) , 최계광 (공주대학교 금형설계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Most of automobile parts manufactured through sheet metal forming are mass-produced by using press mold. In recent years, automation and speeding up of press lines have been expanding to maximize product productivity using a press die. The proportion of the moving time in the press line is high, and therefore requires high-speed and automated equipment for the moving process. In this paper, to provide the double-moving system can be the moving time reduction and increased productivity. Developed transport system consists of the material supply, the material feeding device and the PLC controller and the devices are positioned between each of the pressing process. In this paper, the double-moving system including developed units using a multi-axial single-acting through this reduced the C/T(cycle time) and improved the productivity.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

개발된 이송시스템을 실제 제품 생산에 적용하여 성능을 검증하고자 한다. 제품은 자동차 내부에 탑재되는 브라켓으로 두 제품이 한 쌍으로 구성되어있으며, 제품은 Fig.
본 논문에서는 판재성형 가공에서의 다축 단동 유닛을 이용한 Double-moving system을 개발하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다.
이에 본 연구에서는 프레스 라인에 적용할 수 있는 2열 셔틀 유닛을 개발하여 제품의 생산성 향상 및 C/T을 최소화할 수 있는 Double-moving System을 제안하고자 한다.

제안 방법

3) 기존 단동 유닛의 암을 확장하여 한 쌍의 제품을 동시에 이송할 수 있도록 함으로써 생산성이 향상된 구조의 소재 이송 시스템을 개발하였다. 또한 암의 위치 및 형태를 변경함으로써 다양한 제품에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.
본 시스템은 기존의 1열 이송 시스템에서는 불가능하였던 한 쌍의 제품을 동시에 이송할 수 있어 기존 시스템 대비 약 200%의 생산성 향상이 가능한 구조로 설계되었다.
5는 소재이송 장치(shuttle unit)의 구성도이다. 본 시스템의 셔틀유닛은 진공 흡착 방식의 패드를 적용하여 제품 흡착 후 이송을 하며, 단동유닛의 암(arm)을 확장하여 한 쌍의 제품을 동시에 흡착하여 하나의 암으로 두 제품의 동시 이송이 가능하도록 설계 되었다. 또한 본 장치는 흡착장치의 위치만 조정을 통해 다양한 크기의 제품에 적용할 수 있다.
3과 4는 소재 적재 및 공급 장치로 금형 내부로 소재를 공급하는 기능을 한다. 본 장치는 소재 적재대와 소재 적재대 승강용 모터 그리고 소재 공급기구로 구성되어있으며, 검출센서를 부착되어있어 자재 공급시 신뢰성을 보장하도록 하였다.
위의 각 unit들을 하나의 프레스 라인으로 연결하여 Double-moving system을 개발하였다.

대상 데이터

본 이송 시스템은 소재 적재 및 공급장치, 소재 이송 장치, PLC 제어 시스템, 스크랩 취출 및 제품 배출장치로 구성되어있다.
개발된 이송시스템을 실제 제품 생산에 적용하여 성능을 검증하고자 한다. 제품은 자동차 내부에 탑재되는 브라켓으로 두 제품이 한 쌍으로 구성되어있으며, 제품은 Fig. 10과 같다⁶⁾ .

성능/효과

1) 복합 제품의 이송을 자동화 하는 복합금형용 이송 시스템을 개발 하였으며 이를 통하여 C/T의 감소 및 기존대비 약 200%의 생산성이 향상되었다.
2) 기존 단동 유닛의 정렬작업이 불필요하므로 초기 세팅시간이 절감되며, 기존 유닛 대비 편의성이 향상되었다.
본 제품을 제작함에 있어 기존에는 각각 별도의 프레스 라인을 통하여 forming, bending, piercing, side piercing 공정을 거쳐 제작되었으나, 본 Double-moving 시스템을 적용한 결과 동시에 가공을 진행하여 한 쌍의 제품을 얻을 수 있었다. 또한 기존의 별도의 라인에서 제조되는 경우보다 제품간 치수, 공차 등이 더욱 균일할 것으로 사료된다.
본 제품을 제작함에 있어 기존에는 각각 별도의 프레스 라인을 통하여 forming, bending, piercing, side piercing 공정을 거쳐 제작되었으나, 본 Double-moving 시스템을 적용한 결과 동시에 가공을 진행하여 한 쌍의 제품을 얻을 수 있었다. 또한 기존의 별도의 라인에서 제조되는 경우보다 제품간 치수, 공차 등이 더욱 균일할 것으로 사료된다.

후속연구

4) 기존의 1열 프레스 라인에서 각각 제작되던 브라켓 제품을 본 시스템에 적용하여 동시에 제작함으로써 생산성 향상을 검증하였으며, 이러한 한 쌍을 이루는 제품 및 다열 레이아웃을 적용한 경우 금형의 구조 개선과 함께 본 시스템을 적용한다면 생산성을 더욱 증가시킬 수 있을 것으로 사료된다.
본 시스템의 셔틀유닛은 진공 흡착 방식의 패드를 적용하여 제품 흡착 후 이송을 하며, 단동유닛의 암(arm)을 확장하여 한 쌍의 제품을 동시에 흡착하여 하나의 암으로 두 제품의 동시 이송이 가능하도록 설계 되었다. 또한 본 장치는 흡착장치의 위치만 조정을 통해 다양한 크기의 제품에 적용할 수 있다.
3) 기존 단동 유닛의 암을 확장하여 한 쌍의 제품을 동시에 이송할 수 있도록 함으로써 생산성이 향상된 구조의 소재 이송 시스템을 개발하였다. 또한 암의 위치 및 형태를 변경함으로써 다양한 제품에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.
이러한 한 쌍을 이루는 제품 또는 제품 생산성을 향상시키기 위한 다열(복열) 레이아웃을 적용한 경우 금형의 구조적인 개선과 함께 본 시스템을 적용한다면 제품 동시 생산을 통한 제품 균일성 증가 및 생산성향상과 더불어 빠른 제품 이송에 의하여 제품 생산성이 극대화 될 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	판재성형을 통하여 제작되는 자동차 부품은 무엇을 이용해서 대량생산되고 있는가?	판재성형을 통하여 제작되는 자동차 부품은 대부분 프레스 금형을 이용하여 대량생산되고 있다1) . 특히 자동차 부품 생산 라인에서 프레스라인의 자동화를 통하여 차체의 후드, 펜더, 브라켓 등의 주요 내/외장재를 생산하고 있다.
	프레스라인에 사용하는 프레스 금형의 종류는 무엇이 있는가?	특히 자동차 부품 생산 라인에서 프레스라인의 자동화를 통하여 차체의 후드, 펜더, 브라켓 등의 주요 내/외장재를 생산하고 있다. 이러한 제품 생산에 이용되는 프레스 금형으로는 단발 금형, 프로그레시브 금형, 트랜스퍼 금형, 탠덤 금형, 복합금형 등이 사용되며 제품 생산성 및 작업 효율이 좋은 프로그레시브 금형 및 트랜스퍼 금형이 주로 사용되었다.
	자동차 부품 생산 라인에서 무엇을 통해 주요 내 외장재를 생산하는가?	판재성형을 통하여 제작되는 자동차 부품은 대부분 프레스 금형을 이용하여 대량생산되고 있다1) . 특히 자동차 부품 생산 라인에서 프레스라인의 자동화를 통하여 차체의 후드, 펜더, 브라켓 등의 주요 내/외장재를 생산하고 있다. 이러한 제품 생산에 이용되는 프레스 금형으로는 단발 금형, 프로그레시브 금형, 트랜스퍼 금형, 탠덤 금형, 복합금형 등이 사용되며 제품 생산성 및 작업 효율이 좋은 프로그레시브 금형 및 트랜스퍼 금형이 주로 사용되었다.

참고문헌 (6)

Sei-Hwan Kim, "Press die design engineering", Daekwang books, 2012
Hyuk Hong Kwon, "Development of Hybrid Composite Die for the Production of the Supercapacity," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 14, pp. 105-110, 2015.
Ho-yeun Ryu, Seung-soo Kim, Hyoung-jae Kim, Young-myung Hong, Jong-ho Park, "Development of the Progressive Inner Transfer Die for the Productivity Improvement of the Press", The Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, pp. 467-472, 2007.
이종원, 박종오, 이광진, "Development of the Automatic Feeding System for the Sheet Materials in a Press Line", Journal of the Korean Society for Precision Engineering, Vol. 5, pp. 7-11, 1988.
Local specialized industries upbringing(R&D) technology development business plan
Kye-Kwang Choi, Kwang-Hee Kim, Dong-Cheon Lee, "Study on the 3D Design of Bracket with Automatic Module," Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol. 10, pp. 1164-1169, 2009.

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