KR100583206B1

KR100583206B1 - 자동 벤딩장치

Info

Publication number: KR100583206B1
Application number: KR1020040066542A
Authority: KR
Inventors: 김종식
Original assignee: (주)파비스
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2006-05-25
Also published as: KR20060018180A

Abstract

본 발명에 의한 자동 벤딩장치는, 가공테이블(200)과, 벤딩가공수단(210)을 구동하는 구동부(100)와, 공작물을 소정의 속도로 공작물(1)을 벤딩가공수단에 공급하는 공작물 피이딩(feeding)장치로 구성되며, 입력된 마스터모델 정보에 의하여 벤딩가공수단을 제어하는 제어부(50)로 이루어지되, 상기 가공테이블(200) 상부에 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)가 위치하도록 구성한 상부 작동부(300)와 벤딩가공수단으로서 다이 겸용 펀치(210a,210b)를 구성하여 한 쌍의 다이 겸용 펀치가 제자리에서 180도 회전되는 것만으로도 공작물의 반전이 없이 계속적으로 벤딩가공이 가능하도록 하였다.

본 발명의 자동벤딩장치는 요철(凹凸) 굴곡이 반복되는 가공물에 특히 적합하고, 또한 공작물과 장비가 간섭되지 않도록 하며, 나아가 벤딩가공 상태를 촬영하여 설정값과 비교 분석하여 재차 벤딩가공함으로써 스프링 백 현상에 의한 불량발생을 해소하고 보다 정밀한 벤딩가공을 가능하도록 하는 장점이 있다.

자동벤딩, 비젼정보, NC벤딩, 공작물 반전, 벤딩공정 보정

Description

자동 벤딩장치{AUTOMATIC BENDING SYSTEM}

도 1a는 본 발명에 적용될 수 있는 가공대상물 중 하나를 도시한 예시도

도 1b는 본 발명에 의하여 가공완료된 물품 중 하나를 도시한 예시도

도 2는 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 일실시예로서 전체적인 형상을 도시한 정면도

도 3은 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 일 실시예로서 그 전체적인 형상을 도시한 우측면도

도 4는 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 구동부(100)의 일 실시예로서 그 전체적인 형상을 도시한 정면도

도 5는 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 구동부(100)의 일 실시예로서 그 전체적인 형상을 도시한 우측면도

도 6은 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 상부 작동부(300)의 일 실시예로서 그 전체적인 형상을 도시한 정면도

도 7은 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 상부 작동부(300)의 일 실시예로서 그 전체적인 형상을 도시한 우측면도

도 8은 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)의 일 실시예로서 그 전체적인 형상을 도시한 정면도

도 9는 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)의 일 실시예로서 그 전체적인 형상을 도시한 평면도

도 10은 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)의 일 실시예로서 그 전체적인 형상을 도시한 우측면도

도 11은 본 발명에 의한 자동 벤딩장치에 의하여 띠 형상의 공작물을 가공하는 과정을 도시한 개념도

도 12는 본 발명의 자동 벤딩장치를 이용하여, 곡률중심이 반대편에 위치한 굴곡부분을 벤딩하기 위한 과정을 도시한 개념도

도 13은 간섭을 최소화하기 위하여 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)의 이동에 의하여 공작물의 피딩(feeding) 방향을 반전하는 과정을 도시한 개념도

도 14는 본 발명에 의한 제어부의 개념을 도시한 블록도

도 15는 본 발명에 의한 제어흐름을 설명한 개념도

도 16은 본 발명에 의한 제어과정을 설명하는 플로우차트

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 공작물 100: 구동부

101: 프레임 109: 서보모터

102: 웜 감속기 104a,b: 이송스크류

105: 이송대

200: 가공 테이블 210: 벤딩가공수단(펀치및 다이)

220: 회전실린더

300: 상부 작동부 304: 승하강 실린더

320: 가로대 323: 래크

330: 피딩 겸용 클램핑장치 331: 회전축

332: 피딩모터 333: 제1롤러

334: 제2롤러 343: 클램핑실린더

345: 전후진실린더

350: 촬영수단

본 발명은 벤딩 가공하고자 하는 형상의 마스터 모델 데이터와, 가공 진행중인 공작물의 형상 데이터를 입력받아 벤딩가공 조건을 제어하는 자동 벤딩장치에 관한 것이다.

일반적으로 벤딩장치는 한쪽 방향으로만 절곡하도록 구성되어 있는 것이 대부분이어서, 이러한 종래의 벤딩장치를 이용하여 불규칙한 형상(특히 벤딩되는 가공물의 곡률중심이 반대편으로 변경되는 형상, 도 1b 참조)으로 가공물을 절곡하기 위해서는 공작물을 뒤집어야 되기 때문에 공작물 반전장치가 필수적으로 요구되어 벤딩장치의 구조가 복잡해지는 문제가 있다.

특히 도1b에서 도시한 바와 같이, A부분의 굴곡부를 벤딩하기 위해서는 우측편에 다이(Die)가 배치되고 좌측편에 펀치(Punch)가 배치되어야 하고, 또 연속해서 B부분의 굴곡부를 벤딩하기 위해서는 다이(Die)와 펀치(Punch)의 위치가 반전되거나 또는 공작물을 뒤집어야 하고, 또 C부분의 굴곡부를 이어서 벤딩하는 경우에는 앞선 조치들을 반복해야 하는 문제점이 제기된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 공개특허공보 제1998-0008377호(1998.04.30공개)(이하 '종래기술1'이라 함)에서는 공구(다이 및 펀치 셋트)가 가공테이블의 저면으로 하강한 후 회전될 수 있도록 구성함으로써 공작물의 반전이 없이도 불규칙한 형상(특히 곡률의 중심점이 변경되는 형상)을 벤딩할 수 있는 장치가 알려진 바 있다(종래기술1의 도 8 참조). 그러나, 이러한 방식의 종래기술1은 가공테이블의 아래로 공구가 하강하였다가 승강하는 동작으로 인해 작업시간이 지연되는 문제가 제기되고 있을 뿐만 아니라, 승강장치가 구비되어야 하기 때문에 벤딩장치의 구조가 복잡해지는 문제를 안고 있다.

또 다른 문제로서, 벤딩장치의 벤딩가공수단(다이 및 펀치)으로 피딩(feeding)되면서 다이(Die)와 펀치(Punch)의 왕복 작동에 의해 가공물이 벤딩되는데, 벤딩(bending)하고자 하는 곡률반경(벤딩량)에 따라 소정 간격(0.1mm ~ 2mm)으로 점차 가공이 진행되는 경우, 벤딩 가공물의 종류에 따라서는 가공된 공작물의 일부분이 장비와 간섭을 일으키는 경우가 발생하기도 한다. 따라서, 공작물의 벤딩 된 부분과 장비가 간섭되지 않도록 하기 위한 공작물 공급방식이 요구되고 있다.

나아가, 종래기술1을 비롯한 공지의 벤딩장치에 있어서 가장 문제가 되고 있는 것은 벤딩각도를 정확하게 제어하기 어렵다는 점으로서, 그 이유로는 가공물의 스프링백 현상에 기인하는 것이다. 스프링 백(spring back)이란, 재료에 소성변형을 준 후에 힘을 제거하면 탄성회복에 의해 어느 정도 원래 형상으로 되돌아 오는 현상으로서 특히 굽힘가공에 있어서는 스프링 백 현상에 의해 굽힘부의 곡률반경 및 각도가 변화되어 나타나므로 제품의 벤딩가공에 직접 관계하기 때문에 굽힘가공에 있어서 가장 중요한 문제의 하나로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 벤딩 가공장치의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공작물의 반전이 없이도 불규칙한 형상(특히 요철(凹凸)이 반복되는 굴곡을 갖는 가공물)을 효과적으로 벤딩할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 또한 공작물의 벤딩된 부분과 장비가 간섭되지 않도록 하기 위한 공작물 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명은 벤딩가공에 있어서 실제 벤딩된 가공물의 화상정보를 촬영하고 이를 데이터로 변환하여 기(旣)입력된 가공조건 값과 비교하여 벤딩가공을 수행함으로써 스프링 백(spring back) 현상에 의한 가공불량 문제를 해소하고 보다 정밀한 벤딩가공을 가능하도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 자동 벤딩장치는, 공작물 가공테이블(200)과, 벤딩가공수단(210)을 구동하는 구동부(100)와, 상기 구동부를 지지하는 프레임(101)과, 공작물을 소정의 속도로 공작물(1)을 벤딩가공수단에 공급하는 공작물 피이딩(feeding)장치로 구성되며, 입력된 마스터모델 정보에 의하여 벤딩가공수단을 제어하는 제어부(50)로 구성되는 자동 벤딩장치에 있어서, 상기 가공테이블(200) 상부에 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)가 위치하도록 구성한 상부 작동부(300)와 벤딩가공수단으로서 다이 겸용 펀치(210a,210b)를 구성하여 한 쌍의 다이 겸용 펀치가 제자리에서 180도 회전되는 것만으로도 공작물의 반전이 없이 다양한 굴곡을 갖는 가공물을 벤딩할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 카메라가 구비된 화상데이터 촬영수단(350)을 상부 작동부(300)과, 상기 화상데이터 촬영수단을 구동하는 촬영수단 구동부를 상부 작동부(300)에 구성하여, 상기 화상데이터 촬영수단에 의하여 입력된 정보와 기입력된 마스터모델 정보를 비교하여 오차를 판단하는 비교제어수단과, 상기 비교제어수단의 출력신호에 따라 상기 제어부가 상기 벤딩가공수단(210)의 구동부(100) 및 상기 상부 작동부(300)의 작동을 반복 제어하도록 한 것으로 또 다른 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a는 본 발명에 적용될 수 있는 가공대상물 중 하나를 도시한 예시 도면으로서, 본 발명의 자동 벤딩장치는 도 1a에 도시된 공작물은 물론 나아가 벤딩가공이 계속적으로 반복되어야 하는 대부분의 공작물의 가공에 모두 적용이 가능하다.

도 1b는 본 발명에 의하여 가공완료된 물품 중 하나를 도시한 예시 도면에 불과한 것으로, 도 1b와 같은 부정형 폐곡선 형상의 벤딩가공은 물론 원형, 반원형, 타원형상, 반타원형상 등 다양한 형상의 공작물을 가공해 낼 수 있다.

도 2 내지도 3은 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 전체적인 개념을 도시한 것으로서, 도 2는 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 일실시예로서 전체적인 형상을 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 일 실시예로서 그 전체적인 형상을 도시한 우측면도이다.

본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 구조는 크게 벤딩가공수단(다이 및 펀치)을 동작시키는 구동부(100)와, 가공테이블(200)의 상부에서 공작물을 클램핑하고 피딩(feeding, 공급)하는 동작을 반복 수행하는 상부 작동부(300)로 나뉠 수 있다.

상기 구동부(100)는 그 하부에 구비된 모터(109)에 연결된 이송스크류(104a,104b) 회전에 의하여, 프레임 상에 가로로 구비된 LM가이드(106a,106b,106c)를 따라 서로 대향되는 방향으로 이동하는 2개의 좌우 이송대(105)와, 상기 이송대 상부의 하우징(107)에 고정된 다이 겸용 펀치(210a,210b)로 구성되어, 상기 두 이송대(105)의 상호접근 또는 이격작동에 의하여 벤딩가공이 이루어지는 벤딩가공수단으로 구성된다. 구동부(100)를 상세하게 도시한 정면도가 도 4에 나타나 있으며, 도 5는 상기 구동부(100)의 우측면도를 도시한 것이다.

상기 상부 작동부(300)는 가공테이블(200)(가공테이블은 구동부(100)의 상부판에 해당된다)의 양 측에서 상부로 입설되되 그 내부에는 수직 이송을 안내하는 승하강 안내가이드(302)가 구비된 2개의 지주(301)와, 승하강 실린더(304)에 의하여 상기 승하강 안내가이드를 따라 이송이 가능하도록 양단이 결합되는 가로대(320)와, 상기 가로대 내부에 자유회동이 가능하게 상기 가로대의 중앙 하부에 결합되는 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)로 구성된다. 상기 상부 작동부(300)의 구성을 보다 상세하게 도시한 도 6은 그 정면도이며, 도 7은 그 우측면도이다. 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)는 도 8 내지 도 10에 상세하게 도시되어 있다.

먼저 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 구동부(100)의 구성에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

구동부(100)의 하부에는 서보모터(109)가 구비되고, 이 서보모터의 축에 직각으로 이송스크류축(104a,104b)이 연결되는데, 상기 두 이송스크류 축은 서로 방향이 다른 스크류로 구성되고, 이 스크류축에는 LM가이드(106a,106b,106c)를 따라 이송되는 이송대(105)가 각각 설치된다. 즉, 상기 서보모터(109)의 회전작동에 의하여 이송대(105)는 상기 LM가이드(106a,106b,106c)를 따라 서로 대향되는 방향으 로 움직이게 된다. 여기서, LM가이드(106c)는 가공테이블의 저면에 구비된 것으로서, 후술하게 될 벤딩가공수단(다이 및 펀치)의 충격하중을 충분히 견디도록 하기 위하여 벤딩가공수단(다이 및 펀치) 전후 위치에 각각 설치된다.

상기 각각의 이송대(105) 상부에는 하우징(107)이 일체로 구성되고, 상기 각 하우징(107)에는 다이 겸용 펀치(210)가 각각 일체로 결합되는데, 다이 겸용 펀치(210)의 머리부분은 가공테이블 상면으로 노출된 상태에서 좌우로 이동할 수 있게 구성된다. 이러한 결합관계는 공작물을 가공하는 개념을 설명하는 도 11에 상세히 나타나 있다.

이와 같이 구성되는 구동부의 작동관계를 간략히 설명하면, 서보모터(109)의회전력은 좌우의 이송스크류(104a,104b)를 회전시키게 되어, 이송스크류에 연결된 좌우 이송대(105)를 이송시킴과 동시에, 각 이송대의 하우징에 고정된 다이 겸용 펀치(210a,210b)가 좌우로 작동된다. 이 때, 상기 서보모터(109)의 회전방향에 따라 좌측의 다이 겸용 펀치(210a)와 우측의 다이 겸용 펀치(210b)이 서로를 향하여 이동되거나, 또는 서로 멀어지는 방향으로 이동하게 된다. 이러한 작동에 의하여 상기 두 다이 겸용 펀치(210)의 사이에 공급된 공작물의 벤딩가공이 진행된다.

도 4및 도 5의 설명에서 설명되지 아니한 도면부호 220a 및 220b는 좌우측의 다이 겸용 펀치(210a,210b)를 각각 180도 회전시키기 위한 회전실린더를 도시한 것이다. 도면부호 102는 서보모터(109)의 회전축을 90도 전화시킴과 동시에 회전속도 를 감속하기 위한 웜감속기를 도시한 것이며, 도면부호 102b는 서보모터의 브라켓을 도시한 것이다. 또한, 도면부호 103a 및 103b는 커플링(coupling)을 도시한 것이다. 도면부호 108은 서보모터(109)의 축을 가리킨다.

다음으로, 본 발명에 의한 자동 벤딩장치의 상부 작동부(300)의 구성에 대하여 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.

상부 작동부(300)는 수직 이송을 안내하는 승하강 안내가이드(302)가 구비된 2개의 지주(301)가 상기 구동부(100) 상면(즉, 가공테이블(200))의 양 측에서 상부로 입설된다. 그리고, 상기 두 개의 지주(301) 내부에는 가로대(320)가 수직으로 승하강할 수 있도록 가이드하는 승하강 안내가이드(302)가 구비되며, 상기 가로대(320)는 좌우 2개의 지주(301)를 연결하는 프레임(303)의 중앙 상부에 설치된 승하강 실린더(304)의 작동에 의하여 승하강 안내가이드(302)를 따라 승하강 동작을 하게 된다. 또한, 상기 가로대(320)의 내부에는 안내홈을 따라 좌우로 슬라이딩 이동이 자유롭게 되는 래크(323)가 설치되며, 상기 래크(323)가 좌우로 이동된 경우 제어부의 제어신호에 의하여 상기 래크(323)를 가로대(320)의 중앙 위치로 복귀시키기 위한 복귀수단이 구비된다. 한 쌍의 다이 겸용 펀치가 공작물을 벤딩가공을 수행하는 동안에, 가로대에 회전 자유롭게 설치된 피딩 겸용 클램핑장치(330)는 자유롭게 회전될 수 있는 상태 즉, 자유 회전상태로 유지되는데, 가공이 일단락되고 새로운 단위 단위공정의 벤딩가공을 하기 위해서는 피딩 겸용 클램핑장치(330)를 원래 위치로 되돌려야 하므로, 이러한 기능을 상기 복귀수단이 수행하게 된다.

상기 복귀수단의 실시 예로서 본 발명에서는 가로대의 양 끝단에 복귀실린더(321a,321b)를 설치하여 구성한다. 상기 두 개의 복귀실린더는 대기상태에서는 그 로드(322a,322b)가 후퇴되어 있으며, 대기상태에서는 좌측의 복귀실린더(321a) 로드(322a)의 끝단과 상기 래크(323)의 좌측 끝단 사이는 일정 간격 거리를 두게 되며, 우측의 복귀실린더(321b) 로드(322b)의 끝단과 상기 래크(323)의 우측 끝단 사이에도 동일한 간격을 유지하게 된다. 그리고, 상기 피딩 겸용 클램핑장치(330)의 회전축(331) 외주면에는 피니언(331a)이 형성되어, 상기 가로대(320) 내부의 래크(323)와 결합되어 구성된다.

이렇게 구성된 복귀수단의 작동관계를 간략히 설명하면 다음과 같다. 즉, 상기 피딩 겸용 클램핑장치(330)가 벤딩가공이 이루어지는 과정에서 자유로 회동되면, 회전축(331)의 피니언(331a)와 맞물린 래크(323) 역시 좌측 또는 우측으로 이동하게 된다. 이 상태에서 원위치로 복귀하기 위해, 상기 두 복귀실린더(321a,321b)의 로드가 인출되면 좌측 또는 우측의 어느 한 방향으로 치우쳐 위치한 상기 래크(323)의 단부를 밀게 되므로 상기 래크(323)는 중앙위치(원위치)로 복귀되고, 따라서 결국 래크와 결합된 피니언(331a)이 회전되면서 상기 피딩 겸용 클램핑장치(330)가 원래 위치로 회전되는 것이다.

다음으로, 도 8, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 자동 벤딩장치에서 중요한 구성요소 중의 하나인 피딩 겸용 클램핑장치(330)의 구성을 설명한다.

상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)는 두 개의 롤러(333,334)로 구성되는데, 제1롤러(333)는 피딩모터(332)의 회전력을 직접 인가받아 구동되는 수직축(333a)에 설치되고, 제2롤러(334)는 회전이 자유로운 수직축(334a)에 설치된다. 상기 제2롤러(334)의 회전축(334a)은 하우징(335)에 삽입 설치되며, 이 하우징(335)의 우측에는 상기 하우징을 좌우로 이송시키는 클램핑실린더(343)과 연결된다. 따라서, 상기 클램핑실린더(343)가 작동하면 상기 제2롤러(334)가 상기 제1롤러(333) 측으로 이송되고 따라서 상기 두 롤러(333,334) 사이에서 공작물이 클램핑된다.

미설명된 도면부호 348a 및 348b는 클램핑실린더(343)이 작동될 때, 상기 하우징(335)

이렇게 클램핑된 상태에서, 제1롤러(333)를 구동하는 피딩모터(332)가 회전하면 이 두 롤러(333,334) 사이에 삽입된 가공대상물이 벤딩가공수단으로 투입되게 된다. 또한, 벤딩가공 중에 곡률중심이 반대편에 위치한 굴곡부분을 벤딩하기 위하여 벤딩가공수단의 위치 전환(180도 회전)이 필요한 경우, 이렇게 클램핑된 상태에서 상기 승하강 실린더(304)를 상승시키면 결국 가공물을 들어올릴 수 있게 된다.

상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)가 갖는 또 하나의 특징은, 공작물을 클램핑한 상태에서 벤딩가공장치의 반대편 위치로 이동시킬 수 있는 기능을 갖 고 있다는 점이다. 이러한 작동 개념이 도 13에 간략히 나타나 있다.

도 13에 도시된 바와 같은 작동이 가능하도록 하기 위하여, 상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)에 전후진실린더(345)가 구비된다. 상기 전후진실린더(345)는 피딩 겸용 클램핑장치(330)의 우측 프레임(347)에 고정 설치되어서, 상기 프레임을 제외한 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)의 모든 구성요소들이 프레임에 설치된 가이드레일(346a,346b,346c)을 따라 전후진되도록 작동하는 전후진실린더(345)가 추가로 더 구비되어 이루어짐으로써, 공작물을 클램핑한 상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)가 상기 다이 겸용 펀치(210a,210b)의 가공위치 전후로 이동될 수 있게 된다.

도 8, 도 9 및 도 10에서 설명되지 아니한 도면부호 350은 벤딩가공된 상태를 촬영하는 촬영수단으로서, 텔레스코프방식의 구성되는 것이 바람직하다. 도면부호 332a는 피딩모터(332)의 회전력을 제1롤러(333)의 회전축으로 전달하기 위한 연결기어를 도시한 것이며, 도면부호 352는 상기 가로대의 저면에 촬영수단(350)을 부착하기 위한 브라켓을 도시한 것이다. 도면부호 351은 좌우 프레임을 견고하게 고정하기 위한 중간 고정대를 표기한 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 촬영수단(350)은 가공테이블 상에서 벤딩가공이 이루어지는 위치에 초점이 맞춰져야 하는 것은 당연한 것이며, 피딩 겸용 클램핑장치(300)의 회전운동 또는 전후진 운동과는 전혀 영향을 받지 않도록 설계되어야 하 며, 상기 가로대(320)의 저면에 고정되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 자동 벤딩장치의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

도 11 및 12는 본 발명의 자동 벤딩장치를 이용하여, 곡률중심이 반대편에 위치한 굴곡부분을 벤딩하기 위한 과정을 도시한 개념도로서, 도 11은 가공물의 우측편에 다이(Die)가 배치되고 좌측편에 펀치(Punch)가 배치되어 가공되는 굴곡부를 가공하는 상태를 도시한 것이며, 도 12a는 도 11의 굽힘방향과는 반대로 굽어지는 벤딩작업을 수행하기 위하여 본 발명에 의한 피딩 겸용 클램핑장치(300) 및 벤딩가공수단(210)의 동작과정을 설명한 것이며, 도 12b는 도 11의 굽힘방향과는 반대로 굽어지는 벤딩작업을 수행하는 상태를 설명한 도면이다.

도 12a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 벤딩가공수단(210)은 이송대(105) 상부의 하우징(107)에 고정된 다이 겸용 펀치(210a,210b)로 구성되는데, 상기 다이 겸용 펀치(210a,210b)는 회전수단(220)에 의하여 각각의 회전축을 중심으로 180도 회전된 위치에서도 벤딩가공이 이루어지도록 하기 위하여, 일측에는 펀치부(211)가 형성되고 그 반대 측으로는 다이부(212)가 형성되도록 구성하고, 좌우측 모두 동일한 형상의 한 쌍으로 구성된다. 여기서, 상기 다이 겸용 펀치를 회전시키는 회전수단은 회전실린더를 적용하였으나, 모터 또는 이와 동일한 작용효과를 갖 는 구성으로 변경될 수 있을 것이다.

상기 다이 겸용 펀치(210a,210b)의 작동관계를 간략히다시 설명한다. 구동부(100)의 서보모터(109)가 회전하면, 이송스크류(104a,104b)를 회전시키게 되어, 이송스크류에 연결된 좌우 이송대(105)를 이송시킴과 동시에, 각 이송대의 하우징(107)에 고정된 다이 겸용 펀치(210a,210b)가 좌우로 작동된다. 이 때, 상기 서보모터(109)의 회전방향에 따라 좌측의 다이 겸용 펀치(210a)와 우측의 다이 겸용 펀치(210b)이 서로를 향하여 이동되거나, 또는 서로 멀어지는 방향으로 이동하게 되므로 다이 겸용 펀치(210a,210b) 상호간의 왕복운동에 의해 그 사이에 위치한 공작물의 벤딩가공이 이루어진다.

또한, 본 발명은 벤딩가공이 진행되면서 공작물의 피딩(공급)이 계속되는 도중에 가공된 공작물의 일부분이 장비와 간섭을 일으켜 정상적인 피딩이 이루어지지 못하는 경우가 있는데, 본 발명에서는 이러한 문제를 피하기 위하여, 한 끝단부터 일정 길이만큼 벤딩을 계속 진행했을 때(보다 정확히는 가공된 부분이 길어지고 미가공된 부분이 짧아져 간섭의 우려가 있을 때), 승하강 실린더(304)의 작동으로 피딩 겸용 클램핑장치(300)를 상승시킨 후, 전후진실린더(345)를 작동시켜 공작물을 반대방향에서 벤딩가공수단으로 공급할 수도 있다는 것이 본 발명의 또 하나의 큰 장점이다.

도 13은 간섭을 최소화하기 위하여 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)의 이동에 의하여 공작물의 피딩(feeding) 방향을 반전하는 과정을 도시한 개념도이 다. 이와 같이 공작물의 공급방향을 전환할 수 있기 때문에, 공작물과 장비와의 간섭문제 해결은 물론, 벤딩가공이 가장 늦게 이루어지는 공작물의 끝단부 벤딩가공도 손쉽게 가능해지게 된다.

이하에서는 본 발명의 또 다른 특징인, 정밀 벤딩가공을 위한 기술구성 및 그 작용관계에 대하여 설명한다.

앞서 설명한 바와 같이, 벤딩가공에 있어서의 스프링 백 현상에 의해 설정된 각도만큼 벤딩이 이루어졌는지 여부를 확인하여 설정값보다 적게 가공(벤딩)된 것으로 판단되는 경우, 공작물의 피딩을 생략하고 2차 벤딩가공을 실시하도록 하는 것이 본 발명의 특징적 내용이다.

도 14는 본 발명에 의한 제어부의 개념을 도시한 블록도이며, 도 15는 본 발명에 의한 제어흐름을 설명한 개념도이다.

즉, 본 발명은 설정된 각도만큼 벤딩이 이루어졌는지 여부를 확인할 수 있는 수단으로서, 벤딩위치(즉, 펀치와 다이가 맞닿는 위치, 가공포인트라고 하기도 함)에서의 공작물의 벤딩각도를 영상으로 촬영하는 화상데이터 촬영수단(350)을 상기 가로대(320)에 부착하고, 상기 촬영수단에 의하여 촬영된 화상데이터를 지정된 포맷의 데이터로 변환하여, 이 값을 기 입력된 마스터모델 데이터정보와 비교하여 허용 기준값 이내인지 여부를 판별한 후, 벤딩가공이 미흡한 것으로 판단되는 경우에 는 공작물의 피딩(즉, 제1롤러(333)의 회전작동)을 생략하게 하고, 공작물의 동일 위치를 재차 타격하도록 구동부(100)를 제어하는 제어부로 구성된다.

도 16은 이와 같은 본 발명에 의한 제어부의 제어과정을 플로우차트로 도시하여 설명한 것이다. 가공물의 종류 또는 특성에 따라서, 공작물의 피딩작동을 생략하는 대신에 정상 피딩될 거리의 1/10 ~ 1/5정도의 거리만큼 미세 거리로 피딩시켜 벤딩가공함으로써 원하는 벤딩각도를 얻을 수도 있으므로 본 발명의 제어방법은 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

상기 발명의 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시예를 예로 들어서 설명한 것일 뿐, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위 내에서 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 형태로 변형 또는 변경 실시하는 것 또한 본 발명의 개념에 포함되는 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 종래기술에서 제기되었던 벤딩가공장치의 문제점들을 해결하고 새로운 구조 및 제어방식의 자동 벤딩장치로서, 가공테이블의 아래로 공구가 하강하였다가 승강하는 동작으로 인해 작업시간이 지연되는 종래기술의 문제점을 해소할 수 있으며, 또한 벤딩가공수단을 승강시키기 위한 장치가 별도로 구비되어야 했던 문제점과 아울러 피딩롤러가 가공테이블 상에 고정되어 있어 가공물과의 간섭을 피할 수 없었던 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 클램핑 기능을 겸하는 피딩장치가 가공테이블의 상부에 위치시키고, 그리고 다이 및 펀치의 형상을 개선하고 그 작동방식을 개선함으로써 공작물의 반전이 없이도 불규칙한 형상(특히 요철(凹凸)이 반복되는 굴곡을 갖는 가공물)을 효과적으로 벤딩할 수 있을 뿐만 아니라 공작물의 벤딩된 부분과 장비가 간섭되지 않도록 할 수 있다는 점에서 종래기술과 대비되는 본 발명의 가장 큰 특징적 효과라 할 것이다.

나아가, 본 발명은 벤딩가공에 있어서 실제 벤딩된 가공물의 화상정보를 촬영하고 이를 데이터로 변환하여 기(旣)입력된 가공조건 값과 비교하여 벤딩가공을 수행함으로써 스프링 백(spring back) 현상에 의한 가공불량 문제를 해소하고 보다 정밀한 벤딩가공을 가능하도록 하는 효과를 얻을 수 있어 자동으로 벤딩공정을 수행하는 NC기술을 이용한 자동 벤딩 기술분야에 있어서 획기적으로 진보된 발명이다.

Claims

공작물 가공테이블(200)과, 벤딩가공수단(210)을 구동하는 구동부(100)와, 상기 구동부를 지지하는 프레임(101)과, 공작물을 소정의 속도로 공작물(1)을 벤딩가공수단에 공급하는 공작물 피이딩(feeding)장치로 구성되며, 입력된 마스터모델 정보에 의하여 벤딩가공수단을 제어하는 제어부(50)로 구성되는 자동 벤딩장치에 있어서,

상기 가공테이블(200) 양 측에서 상부로 입설되되 그 내부에는 수직 이송을 안내하는 승하강 안내가이드(302)가 구비된 2개의 지주(301)와, 승하강 실린더(304)에 의하여 상기 승하강 안내가이드를 따라 이송이 가능하도록 양단이 결합되는 가로대(320)와, 피딩모터에 연결되는 제1롤러(333)와 클림핑실린더에 연결되어 평행이동되는 제2롤러(334)로 구성되며 상기 가로대의 중앙 하부에 결합되는 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)를 포함하여 이루어지는 상부 작동부(300)와;

상기 구동부의 하부에 구비된 모터(109)에 연결된 이송스크류(104a,104b) 회전에 의하여, 프레임 상에 가로로 구비된 LM가이드(106a,106b,106c)를 따라 서로 대향되는 방향으로 이동하는 2개의 좌우 이송대(105)와, 일측에는 펀치부(211)가 형성되고 그 반대 측으로는 다이부(212)가 형성된 동일형상의 한 쌍으로 구성되며 상기 이송대 상부의 하우징(107)에 고정되는 다이 겸용 펀치(210a,210b)로 구성되어, 상기 두 이송대(105)의 상호접근 또는 이격작동에 의하여 벤딩가공이 이루어지는 벤딩가공수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 벤딩장치.
제1항에 있어서,

상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)의 제1롤러(333)는 피딩모터(332)의 회전력을 직접 인가받아 구동되는 수직축(333a)에 설치되며,

상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)의 제2롤러(334)는 회전이 자유로운 수직축(334a)에 고정되는데, 상기 제2롤러(334)를 상기 제1롤러(333) 측으로 이송하는 클램핑실린더(343)가 상기 제2롤러 회전축을 포함하는 하우징(335) 측단에 결합되어 이루어지며,

상기 가로대(320)) 내부에는 복귀수단이 구비되어, 상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)가 소정 각도 회전된 경우, 이 복귀수단의 작동에 의하여 상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330) 전체를 원위치로 회동시키도록 구성되며,

상기 상부 작동부(300)의 승하강 실린더(304)에 의하여 상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330) 전체가 상기 2개의 지주(301)를 따라 승하강이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 벤딩장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)의 회전축(331) 외주면에는 피니언(331a)이 형성되고, 상기 가로대(320)의 내부에서 좌우로 슬라이딩이 자유로운 래크(323)가 구비되며, 상기 가로대 양단에는 복귀수단으로서 복귀실린더(321a,321b)의 로드(322a,322b)가 상기 래크(323)의 끝단과 일정 간격을 두고 설치됨으로써, 상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)가 벤딩가공 이 이루어지는 과정에서 자유로 회동되었을 때 상기 두 복귀실린더(321a,321b)의 로드가 인출되면서 상기 래크(323)의 단부를 밀면서 상기 래크가 중앙위치로 복귀되도록 하여 상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)를 원래 위치로 회전시키도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 벤딩장치.
제2항에 있어서,

상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)의 프레임(347)에 고정 설치되어서, 상기 프레임을 제외한 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)의 모든 구성요소들이 프레임에 설치된 가이드레일(346a,346b,346c)을 따라 전후진되도록 작동하는 전후진실린더(345)가 추가로 더 구비되어 이루어짐으로써, 공작물을 클램핑한 상기 피딩(feeding) 겸용 클램핑장치(330)가 상기 다이 겸용 펀치(210a,210b)의 위치를 기준으로 전후 이동될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 벤딩장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상부 작동부(300)는 상기 가로대(320)의 중앙에 구비되어 아래로 연장되어, 가공된 공작물의 벤딩상태를 영상으로 촬영하는 카메라가 구비된 화상데이터 촬영수단(350)과, 상기 화상데이터 촬영수단을 구동하는 촬영수단 구동부를 더 포함하여 이루어지며,

상기 화상데이터 촬영수단에 의하여 입력된 정보와 기입력된 마스터모델 정보를 비교하여 오차를 판단하는 비교제어수단과, 상기 비교제어수단의 출력신호에 따라 상기 제어부가 상기 벤딩가공수단(210)의 구동부(100) 및 상기 상부 작동부(300)의 작동을 반복 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 벤딩장치.