KR100880244B1 - 에너지 분산이 감소된 고성능 굽힘장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변 변위 유압 펌프(16)에 의해 제어되는 유압 작동기들(12, 15)에 의해 이동되는 굽힘 유니트(8)를 포함하는 굽힘장치에 관한 것으로, 상기 유압 펌프(16)는 전기 제어식 비례 밸브(25)를 포함하는 전자식 폐쇄 루프 유량, 압력 및 동력 제어 시스템을 구비한다. 상기 전기 제어식 비례 밸브(25)는 상기 유압 펌프(16)의 회전각을 제어하기 위한 밸브 스풀(26)과, 상기 유압 펌프(16)의 희망하는 회전각에 대응하는 위치로 밸브 스풀(26)을 이동시키기 위한 비례 솔레노이드(27)를 포함한다. 상기 제어 시스템은 유도 위치 변환기(35), 회전각 변환기(37), 압력 변환기(39), 및 상기 변환기들(35, 37, 39)로부터의 위치, 회전각 및 압력 신호들과 미리 결정된 압력, 동력 및 유량 명령(30, 31, 32)을 받아 상기 비례 솔레노이드(27)로 제어 신호(28)를 공급하는 프로그램식 전자 제어 유니트(29)를 포함한다.

굽힘장치, 비례 밸브, 스와시 플레이트, 전자 제어 시스템, 유압 펌프

Description

에너지 분산이 감소된 고성능 굽힘장치{High performance bending machine with reduced energy dispersion}

도 1은 유압 제어식 굽힘 유니트를 구비한 굽힘 프레스의 기계적 부분을 나타내는 도면.

도 2는 도 1에 도시된 굽힘 유니트의 유압 작동기를 위한 제어 시스템을 나타내는 도면.

본 발명은 패널 굽힘기(panel bender)로서 본 분야에 일반적으로 공지된 형태의 프로그램식 쉬트(sheet) 굽힘장치에 관한 것이다.

상기 패널 굽힘기는 굽힘 프레스의 전방에 위치된 수평면 상으로 쉬트 금속 블랭크(sheet metal blank)를 자동적으로 이동시킬 수 있으며, 상기 굽힘 프레스는 하나 또는 두 개의 굽힘 블레이드를 구비한 굽힘 유니트를 가지며, 상기 금속 블랭크의 각 측면 상에서 다양한 크기, 각도 및 방향으로 다수의 굽힘 공정을 수행할 수 있다. 또한, 상기 굽힘 프레스는 고정된 카운터 블레이드와, 굽혀질 엣지부 근처의 블랭크를 고정시키기 위하여 상기 카운터 블레이드와 협력하는 다양한 크기의 블랭크 홀더를 포함한다. 상기 굽힘 유니트와 블랭크 홀더는 유압 실린더에 의해 작동하며, 이러한 형태의 예제가 유럽 특허 제EP-A-0293964호에 개시되어 있다.

이러한 장치의 장점은 일정한 생산율과, 생산 및 프로그램에 있어서의 유연성에 있나, 몇몇 단점들도 있다.

특히, 이러한 단점들 중의 하나로 적절한 냉각장치에 의해 냉각되며 열로서 분산되는 다량의 유압 에너지로 인해 에너지 효율이 낮다는 문제가 있다. 실제로, 상기 굽힘 유니트의 제어된 작동기는 압력 제한장치와 유량 조절기를 구비한 유압 회로로부터 동력을 얻는 정동력(constant power) 유압 펌프로부터 에너지를 받는다. 상기 유압 펌프의 작동 관성은 열로 변환된 분산 에너지로 된다.

본 발명의 목적은, 최대 생산량이 요구되지 않는 경우, 프로그램 가능한 감소된 에너지로 작동되는 쉬트 금속 굽힘장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 유압 펌프에 의해 제어되는 유압 작동기에 의해 이동되는 굽힘 유니트를 포함하는 금속 굽힘장치로서, 상기 유압 펌프는 전기 제어식 비례 밸브를 포함하는 전자식 폐쇄 루프 유량, 압력 및 동력(power) 제어 시스템을 구비한 가변 변위 펌프인 것을 특징으로 한다.

전자 제어 기능을 구비한 이러한 종류의 펌프를 사용하므로써 소정의 생산 비율에 따라 상기 작동기를 위한 유압 동력을 프로그램할 수 있으며, 따라서, 본 발명에 따른 이러한 패널 굽힘기는 일정한 동력 유압 펌프를 구비한 지금의 패널 굽힘기에 대해 감소된 에너지 소모율을 갖는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 제한되지 않는 예제로서 제공된다.

도 1에 도시된 굽힘 프레스는 카운터 블레이드(counter-blade:2)를 지지하는 고정된 기부(1)를 포함하며, 상기 카운터 블레이드(2) 상에는 (도시되지 않은)매니퓰레이터(manipulator)에 의해 이동되는 쉬트 메탈 블랭크(3)의 측면 엣지부가 놓여져 있다.

상기 카운터 블레이드(2)는 블랭크-홀더(bland-holder:4)와 협력하여 상기 쉬트 메탈의 엣지를 고정시키게 된다. 상기 블랭크-홀더(4)는 고정된 기부(1)의 후측부 상의 도면 부호 6에 힌지된 후단부를 갖는 이동 가능한 지지부(5)의 전단부에 부착된다. 상기 지지부(5)는 다수의 유압 실린더들(7)에 의해 상하로 이동된다.

굽힘 유니트(8)는 상기 쉬트 메탈의 고정된 엣지의 굽힘을 일으키도록 카운터 블레이드(2)와 협력하는 2개의 굽힘 블레이드(10 및 11)를 위한 공통의 지지부(9)를 포함한다. 상기 굽힘 유니트(8)는 유압 작동기에 의해 수평 및 수직 운동이 결합된 운동을 하게 된다. 상기 유압 작동기는, 기부(1)의 후측부와 고정 힌지(14) 및 이동 힌지(100)를 갖는 레버(13) 사이에 개재된 유압 작동기들(12), 및 상기 블레이드 지지부(9)와 고정된 기부(1) 사이에 개재된 다른 유압 작동기(15)로 구성된다.

상기 유압 작동기들(12 및 15)은, 가변 변위 유압 펌프(variable displacement hydraulic pump:16)를 포함하며 도 2에 개략적으로 도시된 제어 시스템에 의해 제어된다.

상기 가변 변위 유압 펌프(16)는 전기 모터(17)에 의해 구동되며, 일반적으로, 스와시 플레이트(swashplate:19)의 회전각에 따른 유량으로 유체 변위를 일으키도록 축방향 피스톤들(도시되지 않음)에서 작동하며 회전 및 기울임 가능한 상기 스와시 플레이트(19)와 펌프 몸체(18)를 포함한다. 상기 회전각은, 유압 실린더(21) 내에 미끄럼 가능하게 수용되고 스프링(22)에 의해 가압되어 펌프 압력을 받는 피스톤(20)에 의해 최대값으로 유지되며, 유압 실린더(24) 내에 미끄럼 가능하게 수용되고 폐쇄 루프 제어 시스템 내에 포함된 전기 제어식 비례 밸브(25)에 의해 제어되는 제어 피스톤(23)의 작동에 의해 감소될 수 있다.

상기 전기 제어식 비례 밸브(25)는 프로그램식 전자 제어 유니트(29)로부터 제어 신호(28)를 받는 비례 솔레노이드(27)에 의해 제어되며 스프링(41)에 의해 도 2의 피스톤 내로 가압되는 밸브 스풀(26)을 구비한다. 상기 프로그램식 전자 제어 유니트(29)는, 작업자 또는 프로그램식 전자 제어 시스템에 의해 제공되는 압력값(30), 동력 값(31) 및 유량값(32) 등의 명령값들(common values)과, 앰프 스테이지(amplifier stage:33)를 구비한다. 상기 앰프 스테이지(33)는 밸브 스풀(26)과 연결된 유도 위치 변환기(35)로부터 나오는 밸브 스풀 위치 신호(34), 상기 제어 피스톤(23)과 연결된 회전각 변환기(37)로부터 나오는 회전각 신호(36), 및 상기 펌프 방출부(pump delivery) 상에 배열된 압력 변환기(39)로부터 나오는 펌프 압력 신호(38)로 이루어진 입력 신호들을 갖는다.

상기 펌프 방출부와 유체 탱크(S) 사이에는 압력 제한장치(40)가 제공된다.

상기 유압 펌프(16)가 정지해 있고 상기 제어 시스템에 압력이 없는 경우, 상기 스와시 플레이트(19)는 상기 스프링(22)에 의해 최대 경사진 위치에 유지된다.

상기 유압 펌프(16)가 회전 구동되고 상기 비례 솔레노이드(27)에 전압이 가해지지 않는 경우, 상기 제어 시스템은 제로 스트로크 압력(zero stroke pressure)으로 조절되어 상기 밸브 스풀(26)이 상기 스프링(41)에 의해 도 2의 위치로 밀리게 되므로써 상기 펌프 압력은 제어 피스톤(23)에 가해지게 된다. 상기 스프링(22)의 힘과 펌프 압력 간의 밸런스는 8 내지 10 바아(bar) 사이로 얻어진다. 이러한 기본 세팅은 프로그램식 전자 제어 유니트(29)에 설정되어 있다.

상기 프로그램식 전자 제어 유니트(29)가 작동하게 되면, 실제 펌프 압력 신호(38)와, 밸브 스풀 위치 신호(34) 및 펌프의 회전각 신호(36)는 상기 프로그램식 전자 제어 유니트(29)에 의해 상기 명령값들(30, 31 및 32)과 비교된다. 감지된 제어 편차는 또다시 처리되며 상기 비례 솔레노이드(27)를 위한 제어 신호(28)를 발생시킨다. 상기 비례 솔레노이드(27)는, 상기 편차에 따른 명령값들(30, 31 및 32)과 동일한 감지값에 대응하여, 중심 위치로부터 밸브 스풀(26)을 이동시킨다.

상기 유압 펌프(16)로부터 유압 작동기들(12, 15)로의 유량을 증가시키기 위하여, 상기 프로그램식 전자 제어 유니트(29)가 회전각의 증가를 요구한다면, 상기 제어 신호(28)는 상기 비례 솔레노이드(27)를 통한 전류를 증가시킴으로써 상기 회전각이 소정값에 도달할 때까지 상기 밸브 스풀(26)을 중심위치로부터 우측으로 이동시키게 된다. 이에 반하여, 상기 솔레노이드 전류의 감소는 밸브 스풀(26)을 왼쪽으로 이동시키므로, 회전각을 감소시키고 이에 따라 상기 유압 작동기들(12, 15)로의 유량을 감소시키게 된다.

특히, 상기 동력 명령값(31)에 따름으로써 상기 유압 펌프(16)에 의해 유압 작동기들(12, 15)에 전달되는 유압 동력을 가변시킬 수 있게 된다.

이러한 방식으로 상기 작동기들에 공급되는 유압 동력은 감소된 에너지 소모값을 갖도록 소정의 생산비율에 따라 프로그램될 수도 있다.

Claims (4)

1. 유압 펌프(16)에 의해 제어되는 유압 작동기들(12, 15)에 의해 이동되는 굽힘 유니트(8)를 포함하는 금속 굽힘장치로서,

   상기 유압 펌프(16)는 전기 제어식 비례 밸브(25)를 포함하는 전자식 폐쇄 루프 유량, 압력 및 동력 제어 시스템을 구비한 가변 변위 펌프인 것을 특징으로 하는 굽힘장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전기 제어식 비례 밸브(25)는,

   상기 유압 펌프(16)의 회전각을 제어하기 위한 밸브 스풀(26)과,

   상기 유압 펌프(16)의 희망하는 회전각에 대응하는 위치로 상기 밸브 스풀(26)을 이동시키기 위한 비례 솔레노이드(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 굽힘장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제어 시스템은,

   상기 밸브 스풀(26)의 위치 검출을 위해 상기 밸브 스풀(26)과 연결된 유도 위치 변환기(35),

   상기 유압 펌프(16)의 회전각을 검출하기 위해 상기 유압 펌프(16)와 연결된 회전각 변환기(37),

   펌프 방출부의 압력 검출을 위해 상기 펌프 방출부 상에 배열된 압력 변환기(39), 및

   상기 변환기들(35, 37, 39)로부터의 위치, 회전각 및 압력 신호들과 미리 결정된 압력, 동력 및 유량 명령(30, 31, 32)을 받아 상기 비례 솔레노이드(27)로 제어 신호(28)를 공급하는 프로그램식 전자 제어 유니트(29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 굽힘장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 유압 펌프(16)에 의해 전달된 동력은, 동력 명령(31)에 따름으로써 조절 가능한 것을 특징으로 하는 굽힘장치.

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