KR101241762B1

KR101241762B1 - 롤 포밍 장치

Info

Publication number: KR101241762B1
Application number: KR1020100117724A
Authority: KR
Inventors: 이문용; 김동규
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2030-11-24
Also published as: CN102476140B; KR20120056148A; US20120125065A1; CN102476140A; US8707749B2

Abstract

롤 포밍 장치가 개시된다. 본 실시예에 따른 롤 포밍 장치는 공정방향을 따라 동기 테이블을 동기시키는 동기수단, 성형빔의 양측을 각각 클램핑하는 클램핑수단, 상기 성형빔의 컷팅위치와 벤딩위치 사이를 전환하는 위치전환수단, 상기 성형빔의 일측을 컷팅휠로 절단하는 컷팅수단, 및 상기 성형빔을 일정 곡률로 스트레치 벤딩 성형하는 벤딩금형수단을 포함하는 벤딩유닛을 통하여 롤 포밍 성형 후, 용접된 성형빔을 클램핑한 상태로 롤 포밍 성형속도에 동기 작동하면서 성형빔의 컷팅 공정과 스트레치 벤딩공정을 순차적으로 진행한다.

Description

롤 포밍 장치{ROLL FORMING SYSTEM AND ROLL FORMING METHOD}

본 발명은 롤 포밍 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 롤 포밍 공정내에서 롤 포밍 성형 후, 성형속도에 동기 작동하면서 성형빔의 컷팅과 스트레치 벤딩을 동시에 진행할 수 있도록 하는 롤 포밍 장치에 관한 것이다.

일반적으로 롤 포밍 공법은 코일을 풀어 상부 성형롤과 하부 성형롤을 한 쌍으로 구성하는 롤 포머가 다단으로 일렬 배치되는 롤 포밍유닛을 거치도록 하여 다양한 형상으로 절곡 성형하는 것으로, 특히 차량용 범퍼빔과 같이 다양한 형상으로 절곡 성형된 직선타입의 빔류를 제조하는데 적용된다.

도 1은 상기한 롤 포밍 공법을 이루기 위한 종래 기술에 따른 롤 포밍 장치의 단계별 공정 개념도로서, 종래 기술에 따른 롤 포밍 장치 및 그 공정은 먼저, 공급되는 코일(200)을 풀어주는 언코일러(201)가 공정라인 전방에 구성되어 언코일 단계(S110)를 진행하고, 상기 언코일러(201)로부터 풀려 나온 코일을 평판의 패널(210)로 펴주는 스트레이트너(203)가 그 후방에 구비되어 스트레이트닝 단계(S120)를 진행한다.

그리고 상기 스트레이트너(203)의 후방에는 상기 스트레이트너(203)로부터 공급된 패널(210)에 성형될 빔류의 조립을 위한 여러 용도의 홀을 가공하는 브레이크 프레스(205)가 구비되어 피어싱 단계(S130)를 진행한다.

이후, 적어도 10단 이상의 롤 포머(R1~R7; 일부 미도시)들로 구성되는 롤 포밍유닛(207)은 상기 브레이크 프레스(205)의 후방에 배치되어 상기 언코일러(201), 스트레이트너(203), 및 브레이크 프레스(205)를 거쳐 공급되는 패널(210)을 순차적으로 절곡하여 얻고자 하는 성형빔(220)의 형상으로 롤 성형하는 롤 포밍 단계(S140)를 진행하게 된다.

상기 롤 포밍유닛(207)의 후방에는 롤 포밍된 성형빔(220)의 각 용접위치에 대하여 롤 스폿 용접기 등의 용접유닛(209)을 이용하여 용접작업을 진행하는 용접 단계(S150)를 진행한다.

그리고 상기 용접유닛(209)의 후방에서는 라운드 벤더(211)를 이용하여 상기 용접 단계(S150)로부터 공급되는 용접된 성형빔(230)을 일정 곡률로 성형하는 벤딩 단계(S160)를 진행한다.

상기 라운드 벤더(211)의 후방에는 곡률 성형된 성형빔(240)을 일정규격으로 절단하는 컷팅 프레스(213)가 구성되어 제품화하기 위한 완성품의 규격대로 절단하는 컷팅 단계(S170)를 진행한다.

이러한 롤 포밍 장치 및 공정을 통하여, 도 2에서 도시한 바와 같이, 완성된 성형빔(250)을 생산하게 된다.

한편, 최근에는 충돌 강성 증대를 목적으로 범퍼빔으로 적용되는 폐단면 성형빔(250)의 높이를 50mm 이상으로 성형하는 추세이며, 현재 양산되고 있는 실정이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 롤 포밍 장치 및 공정을 통해서는 성형빔(250)의 폐단면 두께가 50mm 이하인 경우에는 생산이 가능하지만, 그 이상이 되는 경우에는 성형빔(250)의 곡률 반경 내측면 변형량이 많아 라운드 벤더(211)를 통한 벤딩 단계(S160)에서 성형빔의 내측면에 좌굴(buckling) 현상이 발생하여 제품 불량을 유발하는 문제점이 있다.

따라서 상기와 같이 폐단면 두께가 50mm 이상인 성형빔을 일정 곡률로 성형하기 위해서는 성형빔의 곡률 반경 내측면 변형량을 당겨서 제거할 수 있도록 하는 스트레치 벤딩공법이 그 대안이다.

그러나 이러한 스트레치 벤딩공법이 기존의 롤 포밍 장치에 적용되기 위해서는 스트레치 벤딩공정이 성형빔의 롤 포밍 성형속도와 동기화 되어야 하며, 스트레치 벤딩을 위해 성형빔의 컷팅공정이 선행되어야 하는 등의 기술적 문제점이 해결되어야 한다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 롤 포밍 성형 후, 용접된 성형빔을 클램핑한 상태로 롤 포밍 성형속도에 동기 작동하면서 성형빔의 컷팅 공정과 스트레치 벤딩공정을 순차적으로 진행할 수 있도록 하는 롤 포밍 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 롤 포밍 장치는 공정라인의 전방에서, 공급되는 코일을 풀어주는 언코일러; 상기 언코일러의 후방에 구성되어 상기 언코일러로부터 풀려 나온 코일을 평판의 패널로 펴주는 스트레이트너; 상기 스트레이트너의 후방에 구성되어 상기 스트레이트너로부터 공급되는 패널에 성형될 빔류의 조립을 위한 여러 용도의 홀을 가공하는 브레이크 프레스; 상기 브레이크 프레스의 후방에 적어도 10단 이상의 롤 포머 들로 구성되어 상기 브레이크 프레스로부터 공급되는 패널을 순차적으로 절곡하여 일정 형상의 성형빔으로 롤 포밍하는 롤 포밍유닛; 및 상기 롤 포밍유닛의 후방에 구성되어 롤 포밍된 성형빔의 각 용접위치에 용접작업을 진행하는 용접유닛을 포함하며,

상기 용접유닛의 후방에서 구성되어 용접유닛으로부터 공급되는 성형빔의 양측을 클램핑한 상태로, 롤 포밍 성형속도에 동기 작동하면서 상기 성형빔의 일측을 컷팅휠로 절단작업 후, 절단된 성형빔의 클램핑 위치를 전환하여 스트레치 벤딩금형에 대하여 상기 성형빔을 가압하여 일정 곡률로 성형하는 벤딩작업을 순차적으로 진행하는 벤딩유닛을 더 포함한다.

상기 용접유닛은 상기 롤 포밍유닛의 공정방향 후방측 베이스 상에 일정 간격을 두고 설치되어 상기 성형빔의 이동을 안내하는 전,후방 가이드 롤러; 및 상기 전,후방 가이드 롤러 사이의 상부 중앙에 배치되어 레이저 발진기로부터 출력되는 레이저빔을 상기 성형빔 상의 용접위치에 조사하여 용접작업을 진행하는 레이저 스캐너로 구성될 수 있다.

상기 벤딩유닛은 상기 용접유닛의 공정방향 후방측 베이스 상에 동기 모터의 구동에 의해 공정방향을 따라 동기 테이블이 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 동기수단; 상기 동기 테이블 상의 공정방향 양측의 공정 폭방향 전방에 각각 회전 가능하게 구성되어 롤 포밍 성형된 성형빔의 양측을 각각 클램핑하는 클램핑수단; 상기 양측 클램핑수단 사이의 동기 테이블 상에 힌지 장착되어 양측 클램핑수단과 연결된 상태로, 상기 양측 클램핑수단에 클램핑된 성형빔의 클램핑 위치가 컷팅위치와 벤딩위치 사이를 전환하도록 구성되는 위치전환수단; 상기 동기 테이블 상의 공정방향 전방 일측에 컷팅 프레임을 통하여 설치되어 상기 성형빔의 롤 포밍 성형속도에 동기 상태로 이동하면서 전후진 모터에 의해 컷팅휠을 전후진 구동하여 상기 성형빔의 일측을 절단하는 컷팅수단; 및 상기 동기 테이블 상의 공정 폭방향 후방에 구성되어 상기 위치전환수단에 의해 양측 클램핑수단에 클램핑된 성형빔의 클램핑 위치가 벤딩위치로 전환된 상태에서, 상기 클램핑수단의 가압력에 의해 상기 성형빔을 일정 곡률로 벤딩 성형하는 벤딩금형수단을 포함한다.

상기 동기수단은 공정 폭방향 전,후측 상면에 공정방향을 따라 가이드 레일을 설치하여 상기 베이스 상에 구성되는 레일 플레이트; 상기 레일 플레이트 상의 각 가이드 레일에 레일블록을 통하여 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 하면 중앙에는 스크루 블록이 설치되는 동기 테이블; 및 상기 레일 플레이트 상의 양측 가이드 레일 사이에 공정방향을 따라 배치되어 상기 스크루 블록에 체결되는 스크루 축을 회전축으로 구성하며, 상기 레일 플레이트의 공정방향 후측단 중앙에 설치되는 동기 모터로 구성될 수 있다.

상기 동기 모터는 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스크루 모터로 구성될 수 있다.

상기 클램핑수단은 상기 동기 테이블 상의 공정방향 양측의 공정 폭방향 전방에 각각 구성되는 힌지블록; 상기 각 힌지블록에 공정 폭방향으로 회전 가능하게 후단이 설치되는 벤딩 실린더; 상기 각 벤딩 실린더의 작동로드 선단에 설치되며, 전면에는 성형빔의 안착면을 형성하는 로케이터; 상기 로케이터의 양측에 형성되는 플랜지부에 각각 고정 설치되는 클램핑 실린더; 및 상기 로케이터의 안착면에 대응하여 배치된 상태로 양측이 상기 각 클램핑 실린더의 작동로드에 연결되는 클램퍼로 구성될 수 있다.

상기 벤딩 실린더는 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 구성될 수 있다.

상기 위치전환수단은 상기 양측 클램핑수단을 연결하는 연결로드; 및 상기 동기 테이블 상의 일측에 설치홀을 형성하여 상기 설치홀 내에서 힌지 연결되며, 작동로드의 선단은 상기 연결로드의 일측에 회전고리로 연결되는 위치전환 실린더로 구성될 수 있다.

상기 위치전환 실린더는 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 구성될 수 있다.

상기 컷팅수단은 상기 동기 테이블 상의 공정방향 전방 일측에 일정높이로 설치되며, 상면 양측에는 공정 폭방향을 따라 각각 전후진 레일을 구성하는 컷팅 프레임; 상기 컷팅 프레임 상의 각 전후진 레일에 슬라이더를 통하여 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 하면 중앙에는 스크루 블록이 설치되는 전후진 플레이트; 상기 컷팅 프레임 상의 양측 전후진 레일 사이에 공정 폭방향을 따라 배치되어 상기 스크루 블록에 체결되는 스크루 축을 회전축으로 구성하며, 상기 컷팅 프레임의 공정 폭방향 후측 중앙에 설치되는 전후진 모터; 상기 전후진 플레이트의 공정방향 후측단에 장착 브라켓을 통하여 설치되는 휠 모터; 및 상기 휠 모터의 회전축에 설치되는 컷팅휠로 구성될 수 있다.

상기 전후진 모터는 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스크루 모터로 구성될 수 있다.

상기 벤딩금형수단은 상기 동기 테이블 상의 공정 폭방향 후방에 고정되는 금형홀더; 및 상기 금형홀더에 설치되며, 전면에 일정 곡률의 성형면이 형성되는 스트레치 벤딩금형으로 구성될 수 있다.

그리고 본 발명의 롤 포밍 방법은 공정라인 전방에서, 언코일러를 통하여 공급되는 코일을 풀어주는 언코일 단계(S10); 상기 언코일러로부터 풀려 나온 코일을 스트레이트너를 통하여 평판의 패널로 펴주는 스트레이트닝 단계(S20); 상기 스트레이트너로부터 공급되는 패널에 브레이크 프레스를 통하여 성형빔의 조립을 위한 여러 용도의 홀을 가공하는 피어싱 단계(S30); 상기 브레이크 프레스로부터 공급되는 패널을 적어도 10단 이상의 롤 포머 들로 구성되는 롤 포밍유닛을 통하여 순차적으로 절곡하여 일정형상의 성형빔으로 롤 포밍하는 롤 포밍 단계(S40); 및 상기 롤 포밍유닛으로부터 공급되는 성형빔의 용접위치를 용접유닛을 통하여 용접 접합하는 용접 단계(S50)을 포함하며,

상기 용접유닛의 후방에서, 공정방향으로 진행하는 성형빔의 양측을 클램핑하여 성형속도에 동기 작동하면서, 상기 성형빔의 일측을 절단한 후, 절단된 성형빔의 클램핑 위치를 스트레치 벤딩금형에 대응하도록 위치 전환하여 스트레치 벤딩금형의 성형면에 대하여 상기 성형빔을 가압하여 일정 곡률로 성형하는 성형빔의 절단 및 스트레치 벤딩작업을 순차적으로 진행하는 컷팅 및 벤딩단계(S6)를 더 포함한다.

상기 용접 단계(S50)는 상기 성형빔 상의 용접위치에 레이저 발진기로부터 출력되는 레이저빔을 조사하여 용접작업을 진행하는 레이저 용접으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치에 따르면, 롤 포밍 성형 후, 용접된 성형빔을 클램핑한 상태로 롤 포밍 성형속도에 동기 작동하면서 롤 포밍 공법에는 적용하기 어려웠던 성형빔의 컷팅 공정과 스트레치 벤딩공정을 순차적으로 진행할 수 있도록 한다.

이에 따라, 롤 포밍 공법을 통하여 성형되는 폐단면 두께가 50mm 이상인 성형빔의 곡률 성형을 공정 내에서 한번에 제작하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 일반적인 롤 포밍 장치 및 단계별 공정 개념도이다.
도 2는 일반적인 롤 포밍 장치 및 공정을 이용하여 제조된 차량용 범퍼빔의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치 및 단계별 공정도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치에 적용되는 벤딩유닛의 전방 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치에 적용되는 벤딩유닛의 후방 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치에 적용되는 벤딩유닛의 정면도이다.
도 7은 도 6의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 8은 도 6의 B-B 선에 따른 단면도이다.
도 9 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치에 적용되는 벤딩유닛의 단계별 작동 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치 및 단계별 공정도이다.

먼저, 본 실시예에 따른 롤 포밍 장치는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 먼저, 공정라인 전방에 언코일러(1)가 구성되어 공급되는 코일(10)을 풀어주게 된다.

상기 언코일러(1)의 후방에는 스트레이트너(2)가 구성되어 언코일러(1)로부터 풀려 나온 코일(10)을 평판의 패널(20)로 펴주게 된다.

그리고 상기 스트레이트너(2)의 후방에는 브레이크 프레스(3)가 구비되어 상기 스트레이트너(2)로부터 공급되는 패널(20)에 성형빔의 조립을 위한 여러 용도의 홀을 성형하도록 구성된다.

상기 브레이크 프레스(3)의 후방에는 상기 스트레이트너(2)와 브레이크 프레스(3)를 거쳐 공급되는 패널(20)을 순차적으로 절곡하여 폐단면 형상의 성형빔(30)으로 롤 성형하는 롤 포밍유닛(4)이 구성된다.

상기한 롤 포밍유닛(4)은 적어도 10단 이상의 롤 포머(R1,R2,R3...R6,R7; 일부 미도시)들이 일렬로 배치되어 구성된다.

그리고 상기 롤 포밍유닛(4)의 후방에는 용접유닛(5)이 구성되어 상기 성형빔(30)의 용접위치에 레이저 용접을 진행한다.

이러한 용접유닛(5)은 상기 롤 포밍유닛(4)의 공정방향 후방측 베이스(9) 상에 일정 간격을 두고 전,후방 가이드 롤러(5a,5b)가 설치되어 상기 성형빔(30)의 이동을 안내한다.

또한, 상기 전,후방 가이드 롤러(5a,5b) 사이의 상부 중앙에는 레이저 스캐너(5c)가 배치되어 레이저 발진기(5d)로부터 출력되는 레이저빔을 상기 성형빔(30) 상의 용접위치에 조사하여 용접작업을 진행한다.

그리고 본 실시예에 따른 롤 포밍 장치는 상기 용접유닛(5)의 후방에 벤딩유닛(6)을 구성하여 상기 용접유닛(5)으로부터 공급되는 성형빔(40)의 양측을 클램핑한 상태로, 롤 포밍 성형속도에 동기 작동하면서 상기 성형빔(40)의 일측을 컷팅휠(CW)로 절단작업 후, 절단된 성형빔(40)의 클램핑 위치를 전환하여 스트레치 벤딩금형(151)에 대하여 상기 성형빔(40)을 가압하여 일정 곡률로 성형하는 벤딩작업을 순차적으로 진행한다.

이러한 벤딩유닛(6)의 구성에 대해서는 이하, 도 4와 도 5를 통하여 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치에 적용되는 벤딩유닛의 전방 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치에 적용되는 벤딩유닛의 후방 사시도이다.

도 4와 도 5를 참조하면, 본 실시예의 롤 포밍 장치에 적용되는 벤딩유닛(6)은 동기수단(110), 클램핑수단(120), 위치전환수단(130), 컷팅수단(140), 및 벤딩금형수단(150)으로 구성된다.

먼저, 동기수단(110)은 상기 용접유닛(5)의 공정방향 후방측 베이스(9) 상에 동기 모터(111)의 구동에 의해 공정방향을 따라 동기 테이블(112)이 슬라이드 이동하도록 구성된다.

이러한 동기수단(110)의 구성에 대해서는 이하, 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치에 적용되는 벤딩유닛의 정면도이다.

도 6을 참조하면, 상기 동기수단(110)은 레일 플레이트(113)를 구비하는데, 상기 레일 플레이트(113)는 공정 폭방향 전,후측 상면에 공정방향을 따라 가이드 레일(114)을 설치하여 상기 베이스(9) 상에 설치된다.

상기 레일 플레이트(113) 상의 각 가이드 레일(114)에는 레일블록(115)을 통하여 동기 테이블(112)이 슬라이드 이동 가능하게 설치된다.

또한, 동기 테이블(112)의 하면 중앙에는 스크루 블록(116)이 일체로 설치된다.

상기 레일 플레이트(113) 상의 양측 가이드 레일(114) 사이에는 공정방향을 따라 스크루 축(117)이 회전 가능하게 배치된다.

이때, 스크루 축(117)은 상기 스크루 블록(116)에 치합 체결된다.

또한, 상기 레일 플레이트(113)의 공정방향 후측단 중앙에는 동기 모터(111)가 설치된다.

상기 동기 모터(111)는 상기 스크루 축(117)을 회전축으로 하여 스크루 축(117)의 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스크루 모터로 구성된다.

그리고 상기 클램핑수단(120)은 동기 테이블(112) 상의 공정방향 양측의 공정 폭방향 전방에 구성되어 롤 포밍 성형된 성형빔(40)의 양측을 각각 클램핑하도록 구성된다.

이러한 클램핑수단(120)의 구성에 대해서는 이하, 도 7을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 7은 도 6의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 7을 참조하면, 상기 클램핑수단(120)은 상기 동기 테이블(112) 상의 공정방향 양측의 공정 폭방향 전방에 각각 힌지블록(121)이 구성된다.

각 힌지블록(121)에는 벤딩 실린더(122)가 그 후단을 통하여 공정 폭방향으로 회전 가능하게 힌지 연결된다.

여기서, 상기 벤딩 실린더(122)는 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 구성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 각 벤딩 실린더(122)는 작동로드 선단에 로케이터(123)가 설치되는데, 상기 로케이터(123)는 그 전면에 성형빔(40)의 안착면(F1)을 형성한다.

상기 로케이터(123)의 양측에는 플랜지부(125)가 형성되고, 각 플랜지부(125)에는 클램핑 실린더(124)가 고정 설치된다.

또한, 로케이터(123)의 안착면(F1)에 대응하여 클램퍼(126)가 배치되며, 상기 클램퍼(126)는 그 양측이 상기 각 클램핑 실린더(124)의 작동로드에 연결된다.

즉, 상기 클램퍼(126)는 각 클램핑 실린더(124)의 작동에 따라 로케이터(126)와 함께 성형빔(40)의 양측을 각각 규제하게 된다.

그리고 상기 위치전환수단(130)은 상기 양측 클램핑수단(120) 사이의 동기 테이블(112) 상에 구성된다.

이러한 위치전환수단(130)의 구성에 대해서는 이하, 도 7을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 7은 도 6의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 7을 참조하면, 상기 위치전환수단(130)은 상기 양측 벤딩 실린더(122)의 일측을 연결로드(131)로 연결한다.

또한, 상기 동기 테이블(112) 상의 일측에 설치홀(H)을 형성하고, 상기 설치홀(H) 내에는 위치전환 실린더(132)가 힌지 연결된다.

상기 위치전환 실린더(132)는 작동로드(133)의 선단이 상기 연결로드(131)의 일측에 회전고리(134)로 연결된다.

여기서, 상기 위치전환 실린더(132)는 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 구성할 수 있으나, 이에 한정되는 것을 아니다.

즉, 상기 위치전환 실린더(132)는 양측 클램핑수단(120)의 각 벤딩 실린더(122)와 연결로드(131)를 통하여 연결되며, 전후진 작동에 의해 상기 양측 클램핑수단(120)의 각 클램퍼(126)와 로케이터(123)에 클램핑된 성형빔(40)의 클램핑 위치를 컷팅위치 또는 벤딩위치로 전환하도록 구성된다.

그리고 상기 컷팅수단(140)은 동기 테이블(112) 상의 공정방향 전방 일측에 컷팅 프레임(141)을 통하여 구성된다.

이러한 컷팅수단(140)의 구성에 대해서는 이하, 도 8을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 8은 도 6의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 8을 참조하면, 상기 컷팅수단(140)은 상기 컷팅 프레임(141)이 동기 테이블(112) 상의 공정방향 전방 일측에 일정높이로 설치되고, 컷팅 프레임(141)의 상면 양측에는 공정 폭방향을 따라 각각 전후진 레일(142)이 구성된다.

상기 컷팅 프레임(141) 상의 각 전후진 레일(142)에는 슬라이더(143)를 통하여 전후진 플레이트(144)가 슬라이드 이동 가능하게 설치된다.

또한, 전후진 플레이트(144)의 하면 중앙에는 스크루 블록(145)이 일체로 설치된다.

또한, 상기 컷팅 프레임(141) 상의 양측 전후진 레일(142) 사이에는 스크루 축(146)이 공정 폭방향을 따라 배치되어 상기 스크루 블록(145)에 치합 체결된다.

또한, 상기 컷팅 프레임(141)의 공정 폭방향 후측 중앙에는 전후진 모터(147)가 설치된다.

상기 전후진 모터(147)는 상기 스크루 축(146)을 회전축으로 하여 스크루 축(146)의 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스크루 모터로 구성된다.

또한, 상기 전후진 플레이트(144)의 공정방향 후측단에는 장착 브라켓(148)을 통하여 휠 모터(149)가 설치된다.

상기 휠 모터(149)의 회전축에는 성형빔(40)의 절단을 위한 컷팅휠(CW)이 설치된다.

이러한 컷팅수단(140)은 동기 테이블(112) 상에서 상기 성형빔(40)의 롤 포밍 성형속도에 동기 상태로 이동하면서 전후진 모터(147)가 컷팅휠(CW)을 전후진 구동하여 성형빔(40)의 일측을 절단하도록 구성된다.

그리고 상기 벤딩금형수단(150)은 동기 테이블(112) 상의 공정 폭방향 후방에 구성된다.

도 4를 참조하면, 상기 벤딩금형수단은 상기 동기 테이블(112) 상의 공정 폭방향 후방에 금형홀더(153)가 고정 설치된다.

상기 금형홀더(153)에는 스트레치 벤딩금형(151)이 설치되는데, 상기 스트레치 벤딩금형(151)의 전면에는 일정 곡률의 성형면(F2)이 형성된다.

즉, 상기 위치전환 실린더(132)가 양측 클램핑수단(120)에 클램핑된 성형빔(40)의 위치를 벤딩위치로 전환한 상태에서, 상기 각 클램핑수단(120)의 벤딩 실린더(122)가 전진하여 상기 스트레치 벤딩금형(151)에 대하여 성형빔(40)을 가압하면, 성형빔(40)은 스트레치 벤딩금형(151)의 성형면(F2)을 따라 일정 곡률로 스트레치 벤딩된다.

이하, 본 실시예에 따른 롤 포밍 장치를 통한 롤 포밍 방법에 대해서 도 3을 통하여 구체적으로 설명한다.

도 3을 참조하면, 공정라인의 전방에서, 언코일러(1)를 이용하여 성형용으로 공급할 코일(10)을 풀어주는 언코일 단계(S1)를 진행한다.

상기 언코일 단계(S1)에 이어, 상기 언코일러(1)의 후방에서 스트레이트너(2)를 이용하여 상기 언코일 단계(S1)로부터 풀려 나온 코일(10)을 패널(20)로 펴주는 스트레이트닝 단계(S2)를 진행한다.

이어서, 상기 스트레이트너(2)의 후방에서는 브레이크 프레스(3)를 이용하여 상기 스트레이트닝 단계(S2)로부터 공급되는 패널(20)에 성형빔의 조립을 위한 여러 용도의 홀을 성형하는 피어싱 단계(S3)를 진행한다.

이후, 상기 브레이크 프레스(3)의 후방에서는 다단의 롤 포머(R1,R2,R3.. R6,R7; 일부 미도시)로 구성된 롤 포밍유닛(4)을 이용하여 상기 피어싱 단계(S3)로부터 공급되는 패널(20)을 각각 순차적으로 절곡하여 얻고자 하는 폐단면 성형빔(30)의 형상으로 성형하는 롤 포밍 단계(S4)를 진행한다.

상기 롤 포밍유닛(4)의 후방에서는 용접유닛(5)에 의해 공급되는 성형빔(30)의 각 용접위치를 접합하는 용접 단계(S5)를 진행한다.

이때, 상기 용접 단계(S50)는 레이저 발진기(5d)로부터 출력되는 레이저빔을 레이저 스캐너(5c)를 통하여 상기 성형빔(30) 상의 용접위치에 조사하여 용접작업을 진행하는 레이저 용접으로 이루어진다.

이어서, 상기 용접유닛(5)의 후방에서는 공정방향으로 진행하는 성형빔(40)의 양측을 클램핑하여 성형속도에 동기 작동하면서, 성형빔(40)의 절단작업과 스트레치 벤딩작업을 순차적으로 진행하는 컷팅 및 벤딩단계(S6)를 진행한다.

즉, 상기 컷팅 및 벤딩단계(S6)는 상기 용접유닛(5)으로부터 용접이 완료되어 공정방향으로 진행하는 성형빔(40)의 양측을 클램핑하여 공정의 성형속도에 동기 작동하면서, 성형빔(40)의 일측을 먼저 절단한다.

이어서 절단된 성형빔(40)의 클램핑 위치를 스트레치 벤딩금형(151)에 대응하도록 위치 전환한 다음, 스트레치 벤딩금형(151)의 성형면(F2)에 대하여 상기 성형빔(40)을 밀어서 가압하여 일정 곡률의 성형빔으로 성형한다.

이러한 컷팅 및 벤딩단계(S5)를 이루는 벤딩유닛(6)의 작동에 대해서 이하, 도 9 내지 도 14를 통하여 구체적으로 설명한다.

도 9를 참조하면, 롤 포밍유닛(4)을 통하여 롤 포밍이 완료되어 용접유닛(5)에서 용접 접합된 성형빔(40)이 상기 벤딩유닛(6)으로 공급된다.

이때, 벤딩유닛(6)은 동기 모터(111)의 작동에 의해 동기 테이블(112)이 레일 플레이트(113)의 공정 전방에 위치되며, 전후진 모터(147)의 구동에 의해 컷팅휠(CW)이 후진 상태가 된다.

또한, 위치전환 실린더(132)의 전진 작동으로 양측 벤딩 실린더(122)는 수직방향으로 세워진 상태가 되며, 양측 클램핑 실린더(124)는 전진 상태로 양측 로케이터(123)에 대하여 각 클램퍼(126)가 해제 상태를 유지한다.

도 10을 참조하면, 이러한 상태로, 상기 성형빔(40)이 공정 성형속도로 진행하여 양측 로케이터(123)의 안착면(F1)에 양측이 삽입되어 안착되면, 각 클램핑 실린더(124)가 후진 작동하여 로케이터(123) 상의 성형빔(40) 양측을 각 클램퍼(126)로 클램핑하여 규제 상태가 된다.

이러한 성형빔(40)의 규제 상태와 동시에, 상기 동기 모터(111)가 정방향 구동을 시작하여 레일 플레이트(113)에 대하여 동기 테이블(112)이 공정 성형속도와 동일한 속도로 공정방향을 따라 이동하는 동기 작동을 시작한다.

이어서, 도 11을 참조하면, 동기 테이블(112)의 동기 작동과 함께, 휠 모터(149)를 구동하여 컷팅휠(CW)을 고속 회전시키며, 동시에 상기 전후진 모터(147)의 정방향 구동을 시작하여 성형빔(40)을 향하여 전후진 플레이트(144)와 함께 컷팅휠(CW)을 전진시킨다.

그러면, 상기 상형빔(40)은 양측 로케이터(123)와 클램퍼(126)에 의해 양측이 규제된 상태로 컷팅휠(CW)과 함께 공정방향을 따라 동기 이동하면서 그 일측이 컷팅휠(CW)에 의해 절단된다.

도 12를 참조하면, 여전히 동기 테이블(112)이 공정 성형속도와 동기 상태로 이동하는 중에, 상기 컷팅휠(CW)에 의해 일측이 절단된 성형빔(40)은 위치전환 실린더(132)의 작동에 의해 위치를 전환하게 된다.

즉, 상기 위치전환 실린더(132)가 후진 구동하여 연결로드(131)로 연결된 양측 벤딩 실린더(122)를 아래로 당기면, 각 로케이터(123)와 클램퍼(126)에 의해 양측이 규제된 성형빔(40)은 컷팅위치에서 스트레치 벤딩금형(151)의 성형면(F2)에 대응하도록 벤딩위치로 이동하게 된다.

이때, 상기 컷팅휠(CW)은 전후진 모터(147)의 역방향 구동으로 전후진 플레이트(144)와 함께 후진하여 최초 위치로 복귀한다.

이어서, 도 13을 참조하면, 상기 양측 벤딩 실린더(122)는 성형빔(40)이 벤딩위치로 위치된 상태에서, 동시에 전진 구동하여 스트레치 벤딩금형(151)의 성형면(F2)에 대하여 성형빔(40)을 가압하여 일정 곡률로 스트레치 벤딩성형을 완료한다.

도 14을 참조하면, 이러한 성형빔(40)의 컷팅 및 벤딩 성형은 레일 플레이트(113)의 양측 가이드 레일(114)을 따라 공정 성형속도로 동기 진행하는 동기 테이블(112) 상에서 완료된다.

또한, 동기 테이블(112)의 동기 작동이 완료되는 시점에서, 양측 벤딩 실린더(122)는 후진 구동하고, 각 클램핑 실린더(124)는 전진 구동하여 스트레치 벤딩이 완료된 성형빔(40)을 취출한다.

이후에는, 다시 도 9에서 도시한 바와 같이, 위치전환 실린더(132)가 전진 구동하여 양측 벤딩 실린더(122)를 수직방향으로 복귀시키고, 이어서 동기 모터(111)가 고속으로 역방향 구동하여 레일 플레이트(113) 상의 공정방향 전방으로 동기 테이블(112)을 복귀 이동시킨다.

이때, 동기 테이블(112)의 복귀 이동시에는 각 로케이터(123)와 클램퍼(126) 사이로 이미 공정방향을 따라 진행된 성형빔(40)이 삽입되어 바로 다음 컷팅 및 벤딩작업을 진행할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

1: 언코일러 2: 스트레이트너
3: 브레이크 프레스 4: 롤 포밍유닛
5: 용접유닛 6: 벤딩유닛
9: 베이스 10: 코일
20: 패널 30,40: 성형빔
110: 동기수단 120: 클램핑수단
130: 위치전환수단 140: 컷팅수단
150: 벤딩금형수단 111: 동기 모터
112: 동기 테이블 113: 레일 플레이트
114: 가이드 레일 115: 레일블록
116: 스크루 블록 117: 스크루 축
121: 힌지블록 122: 벤딩 실린더
123: 로케이터 124: 클램핑 실린더
125: 플랜지부 126: 클램퍼
131: 연결로드 132: 위치전환 실린더
133: 작동로드 134: 회전고리
141: 컷팅 프레임 142: 전후진 레일
143: 슬라이더 144: 전후진 플레이트
145: 스크루 블록 146: 스크루 축
147: 전후진 모터 148: 장착 브라켓
149: 휠 모터 CW: 컷팅휠
151: 스트레치 벤딩금형 153: 금형홀더

Claims

공정라인의 전방에서, 공급되는 코일을 풀어주는 언코일러; 상기 언코일러의 후방에 구성되어 상기 언코일러로부터 풀려 나온 코일을 평판의 패널로 펴주는 스트레이트너; 상기 스트레이트너의 후방에 구성되어 상기 스트레이트너로부터 공급되는 패널에 성형될 빔류의 조립을 위한 여러 용도의 홀을 가공하는 브레이크 프레스; 상기 브레이크 프레스의 후방에 적어도 10단 이상의 롤 포머 들로 구성되어 상기 브레이크 프레스로부터 공급되는 패널을 순차적으로 절곡하여 일정 형상의 성형빔으로 롤 포밍하는 롤 포밍유닛; 및 상기 롤 포밍유닛의 후방에 구성되어 롤 포밍된 성형빔의 각 용접위치에 용접작업을 진행하는 용접유닛; 및 상기 용접유닛의 후방에서 구성되어 용접유닛으로부터 공급되는 성형빔의 양측을 클램핑한 상태로, 롤 포밍 성형속도에 동기 작동하면서 상기 성형빔의 일측을 컷팅휠로 절단작업 후, 절단된 성형빔의 클램핑 위치를 전환하여 스트레치 벤딩금형에 대하여 상기 성형빔을 가압하여 일정 곡률로 성형하는 벤딩작업을 순차적으로 진행하는 벤딩유닛을 포함하되,
상기 벤딩유닛은
상기 용접유닛의 공정방향 후방측 베이스 상에 동기 모터의 구동에 의해 공정방향을 따라 동기 테이블이 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 동기수단;
상기 동기 테이블 상의 공정방향 양측의 공정 폭방향 전방에 각각 회전 가능하게 구성되어 롤 포밍 성형된 성형빔의 양측을 각각 클램핑하는 클램핑수단;
상기 양측 클램핑수단 사이의 동기 테이블 상에 힌지 장착되어 양측 클램핑수단과 연결된 상태로, 상기 양측 클램핑수단에 클램핑된 성형빔의 클램핑 위치가 컷팅위치와 벤딩위치 사이를 전환하도록 구성되는 위치전환수단;
상기 동기 테이블 상의 공정방향 전방 일측에 컷팅 프레임을 통하여 설치되어 상기 성형빔의 롤 포밍 성형속도에 동기 상태로 이동하면서 전후진 모터에 의해 컷팅휠을 전후진 구동하여 상기 성형빔의 일측을 절단하는 컷팅수단; 및
상기 동기 테이블 상의 공정 폭방향 후방에 구성되어 상기 위치전환수단에 의해 양측 클램핑수단에 클램핑된 성형빔의 클램핑 위치가 벤딩위치로 전환된 상태에서, 상기 클램핑수단의 가압력에 의해 상기 성형빔을 일정 곡률로 벤딩 성형하는 벤딩금형수단을 포함하는 롤 포밍 장치.
제1항에서,
상기 용접유닛은
상기 롤 포밍유닛의 공정방향 후방측 베이스 상에 일정 간격을 두고 설치되어 상기 성형빔의 이동을 안내하는 전,후방 가이드 롤러; 및
상기 전,후방 가이드 롤러 사이의 상부 중앙에 배치되어 레이저 발진기로부터 출력되는 레이저빔을 상기 성형빔 상의 용접위치에 조사하여 용접작업을 진행하는 레이저 스캐너로 구성되는 롤 포밍 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 동기수단은
공정 폭방향 전,후측 상면에 공정방향을 따라 가이드 레일을 설치하여 상기 베이스 상에 구성되는 레일 플레이트;
상기 레일 플레이트 상의 각 가이드 레일에 레일블록을 통하여 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 하면 중앙에는 스크루 블록이 설치되는 동기 테이블; 및
상기 레일 플레이트 상의 양측 가이드 레일 사이에 공정방향을 따라 배치되어 상기 스크루 블록에 체결되는 스크루 축을 회전축으로 구성하며, 상기 레일 플레이트의 공정방향 후측단 중앙에 설치되는 동기 모터로 구성되는 롤 포밍 장치.
제4항에 있어서,
상기 동기 모터는
회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스크루 모터로 구성되는 롤 포밍 장치.
제1항에 있어서,
상기 클램핑수단은
상기 동기 테이블 상의 공정방향 양측의 공정 폭방향 전방에 각각 구성되는 힌지블록;
상기 각 힌지블록에 공정 폭방향으로 회전 가능하게 후단이 설치되는 벤딩 실린더;
상기 각 벤딩 실린더의 작동로드 선단에 설치되며, 전면에는 성형빔의 안착면을 형성하는 로케이터;
상기 로케이터의 양측에 형성되는 플랜지부에 각각 고정 설치되는 클램핑 실린더; 및
상기 로케이터의 안착면에 대응하여 배치된 상태로 양측이 상기 각 클램핑 실린더의 작동로드에 연결되는 클램퍼로 구성되는 롤 포밍 장치.
제6항에 있어서,
상기 벤딩 실린더는
작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 구성되는 롤 포밍 장치.
제1항에 있어서,
상기 위치전환수단은
상기 양측 클램핑수단을 연결하는 연결로드; 및
상기 동기 테이블 상의 일측에 설치홀을 형성하여 상기 설치홀 내에서 힌지 연결되며, 작동로드의 선단은 상기 연결로드의 일측에 회전고리로 연결되는 위치전환 실린더로 구성되는 롤 포밍 장치.
제8항에 있어서,
상기 위치전환 실린더는
작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 구성되는 롤 포밍 장치.
제1항에 있어서,
상기 컷팅수단은
상기 동기 테이블 상의 공정방향 전방 일측에 일정높이로 설치되며, 상면 양측에는 공정 폭방향을 따라 각각 전후진 레일을 구성하는 컷팅 프레임;
상기 컷팅 프레임 상의 각 전후진 레일에 슬라이더를 통하여 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 하면 중앙에는 스크루 블록이 설치되는 전후진 플레이트;
상기 컷팅 프레임 상의 양측 전후진 레일 사이에 공정 폭방향을 따라 배치되어 상기 스크루 블록에 체결되는 스크루 축을 회전축으로 구성하며, 상기 컷팅 프레임의 공정 폭방향 후측 중앙에 설치되는 전후진 모터;
상기 전후진 플레이트의 공정방향 후측단에 장착 브라켓을 통하여 설치되는 휠 모터; 및
상기 휠 모터의 회전축에 설치되는 컷팅휠로 구성되는 롤 포밍 장치.
제10항에 있어서,
상기 전후진 모터는
회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스크루 모터로 구성되는 롤 포밍 장치.
제1항에 있어서,
상기 벤딩금형수단은
상기 동기 테이블 상의 공정 폭방향 후방에 고정되는 금형홀더; 및
상기 금형홀더에 설치되며, 전면에 일정 곡률의 성형면이 형성되는 스트레치 벤딩금형으로 구성되는 롤 포밍 장치.
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