KR101068468B1

KR101068468B1 - 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101068468B1
Application number: KR1020090021643A
Authority: KR
Inventors: 양동열; 류승민; 이창환
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2011-09-28
Also published as: KR20100103166A

Abstract

이 발명의 평면교정 장치는, 소재를 교정하는 다수의 롤로 각각 구성되어 배열된 다수의 롤 셋을 포함하며, 다수의 롤 셋은 소재의 진행방향과 롤의 길이방향이 상부 또는 하부에서 보았을 때에 직교하지 아니하고, 소재의 진행방향에 대해 상향각(α) 또는 하향각(β)으로 배열되며, 인접하는 롤 셋이 서로 다른 상향각(α) 또는 하향각(β)으로 배열되는 형태를 갖는다. 이 발명은 이중 곡률을 갖는 박판의 진행방향과 롤의 길이방향이 평면에 대해 직교하지 아니하고 각각의 롤 셋이 서로 다른 각을 유지하도록 배열함으로써, 박판의 종방향 및 횡방향 곡률을 동시에 교정할 수 있다. 또한, 이 발명은 상기와 같은 롤과 롤 셋의 적절한 배열을 통해 금형 성형(프로그레시브 성형 또는 롤 성형)후 직접적으로 생기는 종방향 및 횡방향 곡률을 금형 성형 이후에 연속적으로 동시에 교정할 수 있는 장점이 있다.

Description

이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치 및 그 방법{Method and apparatus of the continuous levelling machine for doubly curved formed sheet metals}

이 발명은 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치 및 그 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 박판에 미세 패턴 성형 후 스프링 백으로 인해 발생하는 종방향 및 횡방향의 이중 곡률을 한 번의 교정 작업을 통해 동시에 제거하여 평면 형태로 교정하는 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 또한, 이 발명은 성형 후 발생할 수 있는 종방향 및 횡방향의 곡률을 성형 후 1개의 프로세스 내에서 교정공정이 가능한 장치 및 방법에 관한 것이기도 하다.

대면적 박판에 미세 패턴을 성형하게 되면, 미세 패턴 성형 시 발생하는 성형 잔류응력 및 스프링 백으로 인해 박판이 길이방향 및 폭방향으로 곡률을 갖게 된다. 따라서, 이 미세 패턴이 성형된 박판을 기존의 박판과 같이 사용하기 위해 서는 박판의 평탄도 확보가 중요하다.

도 1은 롤 상태의 박판 소재를 평면 형태로 교정하는 교정공정의 개략도이다. 롤에 감겨 있는 상태의 박판은 롤의 곡률을 가지기 때문에, 이를 그대로 사용하는데 무리가 있다. 따라서, 곡률을 갖는 박판(110)을 평면 형태로 교정해주기 위해 도 1과 같이 일반적으로 5개의 롤, 즉 2개의 롤 셋(120)을 이용해 교정하고 있다.

도 2는 일반적인 금형 성형방법을 통해 미세 패턴이 성형된 박판의 개략도이고, 도 3은 도 2에 도시된 성형된 박판의 상세도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 박판에 미세 패턴을 성형함에 있어서는, 프로그레시브 금형(210) 또는 롤 금형(220)을 이용해 성형할 수 있다. 이러한 금형(210, 220)으로 성형된 박판(230)에는 그 표면에 다수의 미세 패턴이 형성된다.

또한, 도 2 및 도 3과 같이, 성형된 박판(230)은 미세 패턴의 형상을 따라 K1, K2 방향의 양방향 곡률을 가지기도 한다. 즉, 성형된 박판(230)은 미세 패턴의 형상을 따라 각각 다른 종방향 곡률(K1)과 횡방향 곡률(K2)을 갖는다. 이를 성형된 박판(230)의 단면으로 살펴보면, X-Z 평면(231)에 대해서는 종방향 곡률(K1)을 갖고, Y-Z 평면(232)에 대해서는 횡방향 곡률(K2)을 갖는다. 이렇게 종방향 및 횡방향으로 이중 곡률을 갖는 박판은 실제 사용에 있어서 무리가 있다. 따라서, 이중 곡률을 갖는 박판을 사용하기 위해서는, 양방향(종방향 및 횡방향)에 대한 교정 작업이 필요하다.

도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 성형된 박판을 종래의 평면교정 장치를 이용 해 교정하는 개념의 사시도 및 정면도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 평면교정 장치(400)는 5개의 롤, 즉 2개의 롤 셋(410, 420)으로 구성된다. 이러한 롤 셋(410, 420)은 1개의 상부 롤과 2개의 하부 롤로 각각 구성된 것으로서, 성형된 박판(230)이 상부 롤과 하부 롤 사이를 지나감으로써 교정 작업이 이루어진다. 이러한 평면교정 장치(400)는 도 1과 같이 롤 형태로 감진 박판(110) 소재, 또는 도 3과 같이 곡률을 갖도록 금형 성형된 박판(230) 소재를 평면 형태로 교정하기 위해 사용되었다.

그런데, 종래의 평면교정 장치(400)는 성형된 박판(230)의 폭방향과 일치하는 수직하중이 성형된 박판(230)에 가해지도록 상하부 롤이 배열된다. 즉, 성형된 박판(230)의 진행방향과 상하부 롤의 길이방향이 상부 또는 하부에서 보았을 때에 직교하도록 배열된다. 따라서, 성형된 박판(230)의 폭방향으로 형성된 종방향 곡률(K1)에 대한 교정은 가능하지만, 성형된 박판(230)의 길이방향으로 형성된 횡방향 곡률(K2)에 대해서는 교정이 불가능하다. 즉, 완전 평면을 이루기 위해서는 횡방향 곡률(K2)에 대한 교정 작업을 한번 더 수행해야 하는 단점이 있다.

또한, 횡방향 곡률(K2)에 대한 교정 작업을 위해서는, 평면교정 장치(400)에 대한 성형된 박판(230)의 투입방향을 변경하는 절차를 진행해야 하므로, 프로그레시브 성형, 또는 롤 성형 후 직접적으로 얻어지는 성형된 박판(230)을 일정 길이로 절단한 후 이중 곡률에 대한 교정 작업을 각각 수행해야 한다. 즉, 종래의 평면교정 장치(400)는 금형 등을 통한 성형 후 연속적인 교정 작업이 불가능했다.

따라서, 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이중 곡률을 갖는 박판의 진행방향과 롤의 길이방향이 상부 또는 하부에서 보았을 때에 직교하지 아니하고 각각의 롤 셋이 서로 다른 각을 유지하도록 배열함으로써, 박판의 종방향 및 횡방향 곡률을 동시에 교정할 수 있는 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 이 발명은 상기와 같은 롤과 롤 셋의 적절한 배열을 통해 금형 성형(프로그레시브 성형 또는 롤 성형)후 직접적으로 생기는 종방향 및 횡방향 곡률을 금형 성형 이후에 연속적으로 동시에 교정할 수 있는 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치 및 그 방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

이 발명은 표면에 미세 패턴을 성형함에 따라 종방향 및 횡방향으로 이중 곡률을 갖는 소재를 평면 형태로 교정하는 장치에 있어서, 소재를 교정하는 다수의 롤로 각각 구성되어 배열된 다수의 롤 셋과, 소재의 투입 및 배출라인과 다수의 롤 셋의 사이에 각각 배치되어 소재의 이동을 안내하는 다수 쌍의 가이드롤을 포함하며, 다수의 롤 셋은 소재의 진행방향과 롤의 길이방향이 상부 또는 하부에서 보았을 때에 직교하지 아니하고, 소재의 진행방향으로 롤이 수평면에 대하여 이루는 상향각(α) 또는 하향각(β)을 갖도록 배열되며, 인접하는 롤 셋이 서로 다른 상향각(α) 또는 하향각(β)으로 배열되고, 롤 셋을 구성하는 다수의 롤은 서로 간에 평행하게 배열되는 것을 특징으로 한다.

이 발명의 인접하는 롤 셋은 롤이 수평면에 대하여 이루는 상향각(α) 또는 하향각(β)을 갖되, 이들 상향각(α)과 하향각(β) 간에 서로 직각을 이루도록 구성하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 상향각(α) 및 하향각(β)이 각각 30°~ 60°범위를 갖되, 이들 범위 내에서 상향각(α)과 하향각(β) 간에 서로 직각을 이루도록 구성하는 것이다.

삭제

이 발명은 상기와 같은 장치를 이용한 평면교정 방법으로서, 인접하는 롤 셋 간에 서로 다른 상향각(α) 또는 하향각(β)을 갖는 다수의 롤 셋을 따라 소재를 이동시키면서 종방향 및 횡방향의 이중곡률을 동시에 제거하여 평면 형태로 교정하는 교정공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 발명의 교정공정은 프로그레시브 성형 또는 롤 성형으로 인해 생기는 종방향 및 횡방향의 이중 곡률을 성형 이후의 후속공정으로 연속적으로 수행하여 교정할 수 있다.

이 발명은 이중 곡률을 갖는 박판의 진행방향과 롤의 길이방향이 상부 또는 하부에서 보았을 때에 직교하지 아니하고 각각의 롤 셋이 서로 다른 각을 유지하도록 배열함으로써, 박판의 종방향 및 횡방향 곡률을 동시에 교정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 이 발명은 상기와 같은 롤과 롤 셋의 적절한 배열을 통해 금형 성형(프로그레시브 성형 또는 롤 성형)후 직접적으로 생기는 종방향 및 횡방향 곡률을 금형 성형 이후에 연속적으로 동시에 교정할 수 있는 장점이 있다.

아래에서, 이 발명에 따른 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치 및 그 방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6은 이 발명의 한 실시예에 따른 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치의 구성관계를 도시한 개념도이고, 도 7은 도 6에 도시된 평면교정 장치의 사시도이며, 도 8은 도 6에 도시된 평면교정 장치를 이용해 이중 곡률을 갖는 박판을 교정하는 개념의 평면도이다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치(600)는 서로 간에 적절한 배열관계를 갖는 다수의 롤 셋(610, 620)과, 이중 곡률을 갖는 성형된 박판(230)의 투입 및 배출라인과 롤 셋(610, 620)의 사이에 각각 배치되어 성형된 박판(230)의 이동을 안내하는 다수 쌍의 가이드롤(630)로 구성된다.

롤 셋(610, 620)은 1개의 상부 롤과 2개의 하부 롤로 각각 구성된 것으로서, 상하부 롤은 서로 간에 일정 간격을 두고 평행하게 배열된다. 따라서, 성형된 박판(230)이 상부 롤과 하부 롤 사이를 지나감으로써 교정 작업이 이루어진다.

이 실시예의 롤 셋(610, 620)은 성형된 박판(230)의 진행방향과 롤의 길이방향이 상부 또는 하부에서 보았을 때에 직교하지 아니하고, 성형된 박판(230)의 진행방향에 대해 상향각(α) 또는 하향각(β)으로 롤이 배열된다. 또한, 인접하는 롤 셋(610, 620)이 상향각(α) 또는 하향각(β)과 같이 서로 다른 각도를 유지하도 록 배열된다.

이 실시예의 평면교정 장치(600)는 성형된 박판(230)의 진행방향과 롤의 길이방향이 서로 직교할 경우, 성형된 박판(230)의 일방향(종방향 또는 횡방향)에 대한 곡률만을 제거하는 단점을 극복하기 위해, 서로 간에 직교하지 아니하는 상향각(α) 또는 하향각(β)으로 배열하여 양방향(종방향 및 횡방향)에 대한 곡률을 동시에 그 방향을 달리하면서 제거하도록 구성된다. 이때, 인접하는 롤 셋(610, 620)은 서로 간에 직각을 이루는 상향각(α) 또는 하향각(β)을 갖는 것이 바람직하다.

예를 들어, 전단의 롤 셋(610)은 45°상향각(α)으로 배열되고, 후단의 롤 셋(620)은 45°하향각(β)으로 배열된 경우, 처음에는 전단의 롤 셋(610)에 의해 45°상향각(α) 방향의 수직하중에 의해 그 방향에 대한 성형된 박판(230)의 종방향 및 횡방향 곡률이 제거된 후, 후단의 롤 셋(610)에 의해 45°하향각(α) 방향의 수직하중에 의해 그 방향에 대한 성형된 박판(230)의 종방향 및 횡방향 곡률이 제거된다. 즉, 인접하는 롤 셋(610, 620) 간의 서로 다른 방향에서의 수직하중을 가해 종방향 및 횡방향 곡률을 동시에 제거하여 평면 형태로 교정한다. 이때, 롤 셋(610)은 그 상향각(α) 또는 하향각(β)을 각각 30°~ 60°범위 내에서 조절하여 배열할 수 있다.

이 실시예는 종래에 평면 형태로의 교정을 위해 방향을 달리하여 행했던 두 번의 교정작업을 한 번의 교정작업으로 평면 교정이 가능하다. 또한, 이 실시예는 도 2와 같이 프로그레시브 성형 또는 롤 성형 후 직접적으로 생기는 종방향 및 횡 방향의 이중 곡률을 금형 성형 이후의 후속공정으로 연속적으로 수행하여 교정할 수 있다. 즉, 이 실시예는 이중 곡률을 제거하기 위해 성형된 박판(230)을 일정 길이로 절단하고 두 번의 교정공정을 거치지 않고, 금형 성형 이후의 후속공정으로 연속적으로 행하는 한 번의 교정공정으로 이중 곡률을 제거할 수 있다.

이상에서 이 발명의 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치 및 그 방법에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1은 롤 상태의 박판 소재를 평면 형태로 교정하는 교정공정의 개략도이고,

도 2는 일반적인 금형 성형방법을 통해 미세 패턴이 성형된 박판의 개략도이고,

도 3은 도 2에 도시된 성형된 박판의 상세도이고,

도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 성형된 박판을 종래의 평면교정 장치를 이용해 교정하는 개념의 사시도 및 정면도이고,

도 6은 이 발명의 한 실시예에 따른 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치의 구성관계를 도시한 개념도이고,

도 7은 도 6에 도시된 평면교정 장치의 사시도이며,

도 8은 도 6에 도시된 평면교정 장치를 이용해 이중 곡률을 갖는 박판을 교정하는 개념의 평면도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

230 : 박판 600 : 평면교정 장치

610, 620 : 롤 셋 630 : 가이드 롤

Claims

표면에 미세 패턴을 성형함에 따라 종방향 및 횡방향으로 이중 곡률을 갖는 소재를 평면 형태로 교정하는 장치에 있어서,

상기 소재를 교정하는 다수의 롤로 각각 구성되어 배열된 다수의 롤 셋과,

상기 소재의 투입 및 배출라인과 상기 다수의 롤 셋의 사이에 각각 배치되어 상기 소재의 이동을 안내하는 다수 쌍의 가이드롤을 포함하며,

상기 다수의 롤 셋은 상기 소재의 진행방향과 상기 롤의 길이방향이 상부 또는 하부에서 보았을 때에 직교하지 아니하고, 상기 소재의 진행방향으로 상기 롤이 수평면에 대하여 이루는 상향각(α) 또는 하향각(β)을 갖도록 배열되며, 인접하는 롤 셋이 서로 다른 상기 상향각(α) 또는 하향각(β)으로 배열되고,

상기 롤 셋을 구성하는 상기 다수의 롤은 서로 간에 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 인접하는 롤 셋은 서로 간에 직각을 이루는 상향각(α) 또는 하향각(β)을 갖는 것을 특징으로 하는 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 상향각(α) 및 하향각(β)은 각각 30°~ 60°인 것을 특징으로 하는 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 장치.
삭제
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 장치를 이용한 평면교정 방법으로서,

상기 인접하는 롤 셋 간에 서로 다른 상기 상향각(α) 또는 하향각(β)을 갖는 다수의 롤 셋을 따라 상기 소재를 이동시키면서 종방향 및 횡방향의 이중곡률을 동시에 제거하여 평면 형태로 교정하는 교정공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 방법.
청구항 5에 있어서,

상기 교정공정은 프로그레시브 성형 또는 롤 성형으로 인해 생기는 종방향 및 횡방향의 이중 곡률을 상기 성형 이후의 후속공정으로 연속적으로 수행하여 교정하는 것을 특징으로 하는 이중 곡률을 갖는 박판의 연속형 평면교정 방법.