KR101137252B1 - Roll forming system and method thereof, and formed article prepared by using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 롤 포밍 성형 공정에 서로 다른 두께와 재질을 갖는 소재를 동시에 공급하여 롤 포머 유닛에 투입되기 전에, 용접유닛을 통하여 상호 맞대기 용접하여 롤 포밍 성형되도록 함으로써 국부적 강성 요구부의 두께와 재질을 최적화한 성형빔을 생산할 수 있도록 하는 롤 포밍 장치 및 롤 포밍 방법, 및 이들을 이용하여 제조되는 성형품을 제공한다.The present invention optimizes the thickness and material of the local stiffness demanding part by supplying materials having different thicknesses and materials to the roll forming process at the same time to be roll-formed by butt welding with each other through a welding unit before being put into the roll former unit. A roll forming apparatus and a roll forming method for producing a forming beam, and a molded article manufactured using the same, are provided.
롤 포밍, 성형빔, 국부적 강성, 맞대기 용접 Roll Forming, Forming Beam, Local Stiffness, Butt Weld
Description
본 발명은 롤 포밍 장치 및 롤 포밍 방법, 및 이들을 이용하여 제조되는 범퍼 빔에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 롤 포밍 성형 공정에 서로 다른 두께와 재질을 갖는 소재를 동시에 공급 및 상호 용접하여 롤 포머 유닛에 투입함으로써 국부적 강성 요구부의 두께와 재질을 최적화한 성형빔 등을 생산할 수 있도록 하는 롤 포밍 장치 및 롤 포밍 방법, 및 이들을 이용하여 제조되는 성형품에 관한 것이다.The present invention relates to a roll forming apparatus and a roll forming method, and a bumper beam manufactured using the roll forming unit. More specifically, the roll forming unit is formed by simultaneously feeding and mutually welding materials having different thicknesses and materials in a roll forming process. The present invention relates to a roll forming apparatus and a roll forming method capable of producing a molded beam having optimized thickness and material of a local rigidity request portion, and a molded article manufactured using the same.
일반적으로 롤 포밍 공법은 코일을 풀어 상부 롤과 하부 롤을 한 쌍으로 구성하는 롤 포머가 다단으로 일렬 배치되는 롤 포머유닛을 거치도록 하여 다양한 형상으로 절곡하여 성형하는 것으로, 특히 차량용 범퍼 빔과 같이 다양한 형상으로 절곡 성형된 직선타입의 빔류를 제조하게 된다. In general, the roll forming method is to be formed by bending the coil in a variety of shapes by passing the roll former unit formed in a row in a multi-stage roll former constituting a pair of the upper roll and the lower roll by uncoiling, in particular, such as a vehicle bumper beam It is to produce a straight beam type bent into various shapes.
도 1은 상기한 롤 포밍 공법을 이루기 위한 종래 기술에 따른 롤 포밍 장치 및 그 단계별 공정 개념도로써, 종래 기술에 따른 롤 포밍 장치 및 그 공정은 먼 저, 공급되는 코일(200)을 풀어주는 언코일러(201)가 공정라인 전방에 구성되어 언코일 단계(S110)를 이루고, 상기 언코일러(201)로부터 풀려 나온 띠상의 강판을 평판의 강판패널(250)로 펴주는 스트레이트너(203)가 그 후방에 구비되어 스트레이트닝 단계(S120)를 이룬다. 1 is a conceptual diagram illustrating a roll forming apparatus and a step-by-step process according to the prior art for achieving the above-mentioned roll forming method. First, the roll forming apparatus and the process according to the prior art first uncoiler to release the
그리고 상기 스트레이트너(203)의 후방에는 상기 스트레이트너(203)로부터 공급된 강판패널(250)에, 성형될 빔류의 조립을 위한 여러 용도의 구멍을 성형하는 브레이크 프레스(205)가 구비되어 피어싱 단계(S130)를 진행한다.And the rear of the
또한, 적어도 10단 이상의 롤 포머(R1~R7; 일부 미도시)들로 구성되는 롤 포머 유닛(207)은 상기 브레이크 프레스(205)의 후방에 배치되어 상기 언코일러(201), 스트레이트너(203), 및 브레이크 프레스(205)를 거쳐 공급되는 강판패널(250)을 순차적으로 절곡 성형하여 얻고자 하는 성형빔(260)의 형상으로 롤 포밍 성형하는 롤 포밍 단계(S140)를 진행하게 된다. In addition, the roll
그리고 상기 롤 포머 유닛(207)의 후방에는 일정 곡률을 갖는 롤 포밍 성형품의 곡률을 성형하기 위한 라운드 벤더(209)가 구비되어 성형하고자하는 곡률의 반경을 따라 상기 성형빔(260)을 통과시킴으로써 일정 곡률의 성형빔(260)을 제조하는 벤딩단계(S150)를 이루게 된다. In addition, a
또한, 상기 라운드 벤더(209)의 후방에는 상기 성형빔(260)을 일정규격으로 절단하는 컷팅 프레스(211)가 구성되어 제품화하기 위한 성형품의 규격대로 성형빔(260)을 절단하는 컷팅단계(S160)를 이룬다. In addition, a cutting step (S160) is formed at the rear of the
이러한 롤 포밍 장치 및 그 공정을 통하여 생산되는 성형빔의 사용 예로, 도 2에서는 길이방향을 따라 일정 형상으로 절곡되어 롤 포밍 성형된 범퍼빔(300)을 도시하고 있다.For example, the roll forming apparatus and the forming beam produced through the process are illustrated in FIG. 2. The
그러나 상기한 바와 같은 롤 포밍 성형빔(300)의 경우, 단일 코일재를 이용하여 한번의 롤 포밍 성형공정을 통하여 제조되는 바, 국부적으로 강성이 요구되는 경우에도 부분적으로 그 두께와 재질을 달리하여 제작할 수는 없었으며, 특히, 상기 도 2에서 적용 예로 범퍼빔(300)의 경우, 국부적 강성이 요구되는 부분에 별도의 보강재를 용접하거나, 최초 필요이상의 두께를 갖는 코일재를 사용하여야 하는 등의 문제점이 있었다.However, in the case of the roll forming forming
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 극복하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 롤 포밍 성형 공정에 서로 다른 두께와 재질을 갖는 소재를 동시에 공급하여 롤 포머 유닛에 투입되기 전에, 용접유닛을 통하여 상호 맞대기 용접하여 롤 포밍 성형되도록 함으로써 국부적 강성 요구부의 두께와 재질을 최적화한 성형빔을 생산할 수 있도록 하는 롤 포밍 장치 및 롤 포밍 방법, 및 이들을 이용하여 제조되는 성형품을 제공하는 것이다. Therefore, the present invention has been invented to overcome the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to supply a material having a different thickness and material to the roll forming process at the same time before being put into the roll former unit To provide a roll forming apparatus and a roll forming method for producing a forming beam optimized by the thickness and material of the local rigidity requirements by performing a butt-weld welding with each other through a welding unit, and a molded article manufactured using the same .
상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 롤 포밍 장치는 공정라인 전방의 폭방향 중앙과 양측에서, 각각 공급되는 서로 다른 두께 또는 재질을 갖는 중앙 코일과 양측 코일을 풀어주는 다단 언코일러; 상기 다단 언코일러의 후방에서, 언코일러로부터 풀려 나온 중앙 코일 및 양측 코일을 중앙 평판 및 양측 평판으로 펴주는 스트레이트너; 상기 스트레이트너의 후방에서, 상기 스트레이트너로부터 공급되는 중앙 평판에 대하여 양측 평판을 상호 맞대기 용접하여 한 장의 띠상의 평판으로 용접하는 용접유닛; 상기 용접유닛으로부터 공급되는 평판에, 성형될 빔류의 조립을 위한 여러 용도의 구멍을 성형하는 브레이크 프레스; 상기 브레이크 프레스의 후방에서, 상기 스트레이트너와 용접유닛 및 브레이크 프레스를 거쳐 공급되는 평판을 순차적으로 절곡 성형하여 각각 일정한 형상의 성형빔으로 롤 성형하는 롤 포머 유닛; 상기 롤 포머 유닛의 후방에서, 상기 성형빔에 일 정곡률을 성형하기 위한 다수개의 곡률 성형롤로 구성되는 라운드 벤더; 및 상기 라운드 벤더의 후방에서, 상기 성형빔을 일정규격으로 절단하는 컷팅 프레스를 포함한다.Roll forming apparatus of the present invention for realizing the above technical problem is a multi-stage uncoiler for releasing the central coil and both coils having different thicknesses or materials, respectively, in the width direction center and both sides of the front of the process line; At the rear of the multi-stage uncoiler, a straightener for unfolding the central coil and both coils released from the uncoiler to a central flat plate and both flat plates; A welding unit for welding the two flat plates against each other with respect to the central flat plate supplied from the straightener at the rear of the straightener, and welding the flat plates in a strip shape; A brake press for molding holes for various uses for assembling the beams to be formed in the flat plate supplied from the welding unit; A roll former unit which sequentially forms a flat plate supplied through the straightener, the welding unit, and the brake press at the rear of the brake press, and rolls each into a forming beam having a predetermined shape; At the rear of the roll former unit, a round bender comprising a plurality of curvature forming rolls for forming a constant curvature in the forming beam; And a cutting press at the rear of the round bender, for cutting the shaping beam to a certain standard.
여기서, 상기 용접유닛은 상기 공정라인 상의 상기 스트레이트너와 브레이크 프레스 사이에 양측 지주 프레임을 통하여 상부에 폭방향으로 설치되며, 길이방향 하면을 따라서 중앙을 기준으로 양측에 레일홈이 각각 형성되고, 상면에는 상기 각 레일홈과 연결되는 관통 슬롯을 각각 형성하는 상부 프레임; 상기 양측 지주 프레임 사이의 중앙에 양단이 고정 설치되어 상기 스트레이트너로부터 공급되는 중앙 평판과 양측 평판을 하부에서 지지하여 공정방향으로 안내하는 안내 플레이트; 상기 안내 플레이트의 양측방에 대응하여 상기 양측 지주 프레임 상의 각 일측에 설치되어 스프링력이 작용하는 지지롤러를 이용하여 상기 중앙 평판에 대하여 양측 평판이 맞대어지도록 구름 접촉상태로 가압하여 지지하는 양측 지지수단; 상기 상부 프레임의 각 레일홈에 레일블록을 통하여 슬라이드 가능하게 설치되며, 레이저 발진기로부터 발진된 레이저빔을 상기 중앙 평판과 양측 평판의 맞대어진 접합부에 조사하여 레이저 용접하는 양측 레이저 옵틱헤드; 상기 각 레일홈 내에서, 상기 각 레일블록과 체결된 스크루 로드가 모터 구동하여 상기 각 레이저 옵틱헤드를 폭방향으로 이동시키는 양측 이동수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Here, the welding unit is installed in the width direction at the upper side between the straightener and the brake press on the process line through both strut frames, rail grooves are formed on both sides of the center along the lower surface in the longitudinal direction, respectively, An upper frame each forming a through slot connected to each of the rail grooves; A guide plate having both ends fixedly installed at a center between the two side support frames to support the central flat plate and the two flat plates supplied from the straighteners from the lower side and to guide them in the process direction; Both side support means installed on each side of the support frame on both sides of the guide plate corresponding to both sides of the guide plate by pressing the support plate in the rolling contact state so that the two sides of the plate against the center plate against the center plate ; Two side laser optical heads which are slidably installed in each rail groove of the upper frame and irradiate a laser beam oscillated from a laser oscillator to abutted joint portion of the central plate and both plates; In each of the rail grooves, the screw rod coupled to each of the rail blocks is characterized by consisting of both movement means for moving the respective laser optical head in the width direction by the motor drive.
상기 안내 플레이트는 그 단면상에 상기 중앙 평판과 양측 평판이 상호 맞대어져 용접되는 접합부에 대응하여 용접부 안내홈을 형성하는 것을 특징으로 한다.The guide plate is characterized in that to form a weld guide groove corresponding to the joint portion welded to each other and the center plate and the two plates on the cross section.
상기 각 지지수단은 상기 각 지주 프레임 상에 삽입되는 지지로드; 상기 지 지로드의 내측 선단에 롤러 브라켓을 통하여 회전 가능하게 설치되어 상기 양측 평판의 각 외측단과 구름 접촉하는 복수개의 지지롤러; 상기 지지로드 상에 끼워진 상태로, 상기 각 지주 프레임에 대하여 각 롤러 브라켓에 탄성 작용하는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Each support means includes a support rod inserted on each support frame; A plurality of support rollers rotatably installed at inner ends of the supporting rods through roller brackets and in rolling contact with the respective outer ends of the two flat plates; And a coil spring elastically acting on each roller bracket with respect to each strut frame in a state of being fitted on the support rod.
여기서, 상기 지지롤러는 그 재질이 우레탄 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the support roller is preferably made of a urethane material.
또한, 상기 각 레이저 옵틱헤드는 상기 레이저 발진기와 광 케이블로 연결하되, 상기 광 케이블은 상기 상부 프레임 상의 관통 슬롯을 통하여 삽입되어 연결되는 것이 바람직하다. In addition, each of the laser optical head is connected to the laser oscillator and the optical cable, the optical cable is preferably inserted through the through slot on the upper frame is connected.
상기 각 이동수단은 상기 상부 프레임의 각 레일홈 내에서, 각 내측 선단이 중앙의 격벽에 회전 가능하게 설치되어 각 레일블록과 치합되는 스크루 로드; 상기 각 지주 프레임의 상부 외측에 각각 설치된 상태로 회전축이 상기 각 스크루 로드의 외측 선단에 일체로 연결되어 상기 스크루 로드에 회전력을 제공하는 구동모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Each of the moving means is a screw rod in each rail groove of the upper frame, each inner end is rotatably installed in the central partition wall and meshed with each rail block; Rotational shafts are integrally connected to the outer ends of the respective screw rods in a state in which they are respectively installed on the upper outer side of each support frame, characterized in that the driving motor for providing rotational force to the screw rods.
여기서, 상기 구동모터는 그 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the drive motor is preferably made of a step motor capable of controlling the rotational speed and the rotation direction.
그리고 본 발명의 롤 포밍 방법은 공정라인의 전방에서, 다단 언코일러를 이용하여 성형용으로 공급할 두께 또는 재질이 다른 중앙 코일과 양측 코일을 동시에 풀어주는 언코일 단계;(S1) 상기 다단 언코일러의 후방에서, 스트레이트너를 이용하여 상기 언코일 단계로부터 풀려 나온 중앙 코일 및 양측 코일을 중앙 평판 및 양측 평판으로 펴주는 스트레이트닝 단계;(S2) 상기 스트레이트너의 후방에서, 상기 용접유닛을 이용하여 상기 스트레이트너로부터 공급되는 중앙 평판에 대하여 양측 평판을 상호 맞댄 상태로, 레이저 용접하여 한 장의 띠상의 평판으로 용접하는 용접 단계;(S3) 상기 용접유닛의 후방에서, 브레이크 프레스를 이용하여 상기 용접 단계로부터 공급되는 평판에, 성형될 빔류의 조립을 위한 여러 용도의 구멍을 성형하는 피어싱 단계;(S4) 상기 브레이크 프레스의 후방에서, 다단의 롤 포머를 이용하여 상기 피어싱 단계로부터 공급되는 평판을 각각 순차적으로 절곡 성형하여 얻고자 하는 성형빔의 형상으로 롤 성형하는 롤 포밍 단계;(S5) 상기 롤 포머 유닛의 후방에서, 라운드 벤더를 이용하여 상기 롤 포밍 단계로부터 공급되는 성형빔을 성형하고자하는 일정 곡률로 성형하는 벤딩 단계;(S6) 상기 라운드 벤더의 후방에서, 컷팅 프레스를 이용하여 상기 벤딩 단계로부터 공급되는 성형빔을 일정규격으로 절단하는 컷팅 단계(S7)를 포함하는 것을 특징으로 한다.And roll forming method of the present invention, in the front of the process line, using the multi-stage uncoiler uncoil step of simultaneously unwinding the central coil and both coils of different thickness or material to be supplied for molding; (S1) of the multi-stage uncoiler In the rear, the straightening step of straightening the central coil and both coils released from the uncoil step by using a straightener to a central flat plate and both flat plates; (S2) at the rear of the straightener, the straightener using the welding unit A welding step of welding the two flat plates in a state where the two flat plates are opposed to each other with respect to the central flat plate supplied from the sheet; (S3) at the rear of the welding unit, supplied from the welding step using a brake press. Piercing step of forming a hole of various uses for the assembly of the beams to be formed on the plate; (S4 In the rear of the brake press, using a multi-stage roll former, a roll forming step of forming a shape of a forming beam to be obtained by sequentially bending and forming each of the plates supplied from the piercing step; (S5) The roll former At the rear of the unit, a bending step of shaping a forming beam supplied from the roll forming step using a round bender to a predetermined curvature to be formed; (S6) At the rear of the round bender, from the bending step using a cutting press. It characterized in that it comprises a cutting step (S7) for cutting the shaping beam supplied to a predetermined standard.
여기서, 상기 용접 단계(S3)에서의 레이저 용접은 TIG 용접으로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the laser welding in the welding step (S3) is preferably made of TIG welding.
또한, 상기한 롤 포밍 장치 및 롤 포밍 방법을 이용하여 제조되는 성형품을 제공한다.In addition, there is provided a molded article produced using the above-mentioned roll forming apparatus and roll forming method.
즉, 상기 성형품은 전면이 배면에 비하여 두께가 두꺼운 평판으로 성형되며, 그 길이방향 상면과 하면을 따라서 용접라인이 형성되는 폐구간의 관재로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In other words, the molded article is formed into a flat plate thicker than the front surface of the rear surface, characterized in that made of a pipe between the closed section in which the welding line is formed along the upper and lower surfaces in the longitudinal direction.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 롤 포밍 장치 및 롤 포밍 방법에 의하면, 롤 포밍 성형 공정에 서로 다른 두께와 재질을 갖는 소재를 동시에 공급하여 롤 포머 유닛에 투입되기 전에, 용접유닛을 통하여 상호 맞대기 용접하여 롤 포밍 성형되도록 함으로써 국부적 강성 요구부의 두께와 재질을 최적화한 성형빔을 생산할 수 있도록 한다. As described above, according to the roll forming apparatus and the roll forming method according to the present invention, before supplying a material having a different thickness and material to the roll forming unit at the same time through the welding unit, Butt-welding allows roll forming to produce shaped beams optimized for the thickness and material of the local rigidity requirements.
또한, 종전의 단일 코일재를 이용하여 한번의 롤 포밍 성형공정을 통하여 제조되는 롤 포밍 성형빔의 제조방법을 획기적으로 개선하여 한번의 롤 포밍 성형공정에서 국부적으로 강성이 요구되는 경우에도 부분적으로 그 두께와 재질을 달리하여 제작할 수 있게 되며, 이로 인해 종전의 국부적 강성이 요구되는 성형빔에 부분적으로 별도의 보강재를 용접하거나, 최초 필요이상의 두께를 갖는 코일재를 사용하는 등의 문제점을 해소할 수 있게 된다. In addition, the method of manufacturing a roll forming beam formed by a single roll forming process using a single single coil material has been remarkably improved, and in part, even when local rigidity is required in a single roll forming process. The thickness and material can be manufactured, and this can solve the problem of welding a separate reinforcement part to the forming beam which requires the local local rigidity or using a coil material having a thickness greater than the initial required. Will be.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail as follows.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치 및 그 단계별 공정도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치에 적용되는 용접유닛의 사시도이다.3 is a roll forming apparatus and a step-by-step process diagram according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a perspective view of a welding unit applied to the roll forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 롤 포밍 장치는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 먼저, 공정라인 전방의 폭방향 중앙과 양측에 3단으로 언코일러(1a,1b; 즉, 중앙 언코일러(1a)의 양측방에 각각 양측 언코일러(1b)가 하나씩 구성되나, 도 3에서는 하나의 양측 언코일러는 미도시 됨)가 구성되어 각각 공급되는 중앙 코일(10a)과 양측 코 일(10b; 단, 일측은 미도시)을 풀어주게 된다. In the roll forming apparatus according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 3, first, the
여기서, 상기 중앙 코일(10a)과 양측 코일(10b)은 서로 다른 두께 또는 재질을 갖는 것으로, 성형품의 특성을 고려하여 그 두께와 재질을 선정하여 공급하게 된다. Here, the
즉, 본 실시예는, 도 7에서 도시한 바와 같이, 차량용 범퍼빔(60)을 성형품으로 하는 예로, 차량용 범퍼빔(60)의 경우, 전면(F1)이 배면(F2)에 비하여 강성이 요구되는 바, 전면(F1)의 소재가 되는 중앙 코일(10a)의 두께(1.4t)를 배면(F2)의 소재가 되는 양측 코일(10b)의 두께(1.2t)보다 약 0.2t 정도 두꺼운 동일 재질의 판재를 사용하였다.That is, in this embodiment, as shown in Fig. 7, an example in which the
상기 3단 언코일러(1a,1b)의 후방에는 스트레이트너(2)가 구성되어 각 언코일러(1a,1b)로부터 풀려 나온 중앙 코일(10a) 및 양측 코일(10b)을 중앙 평판(20a) 및 양측 평판(20b)으로 펴주게 된다. A
그리고 상기 스트레이트너(2)의 후방에는 스트레이트너(2)로부터 공급되는 중앙 평판(20a)에 대하여 양측 평판(20b)을 상호 맞대기 용접하여 한 장의 띠상의 평판(30)으로 용접하는 용접유닛(3)이 구성된다. And the welding unit (3) to the rear of the straightener (2) to butt weld the two flat plates (20b) to each other with respect to the central flat plate (20a) supplied from the straightener (2) with a strip of flat plate 30 ) Is configured.
여기서, 상기 용접유닛(3)은, 도 4와 도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 공정라인 상의 상기 스트레이트너(2)의 후방에 양측 지주 프레임(101)을 통하여 상부에 폭방향으로 상부 프레임(103)이 설치되며, 상기 상부 프레임(103)은 그 길이방향 하면을 따라서 중앙의 격벽(105)을 두어 그 격벽(105)을 기준으로 양측에 레일홈(107)이 각각 형성되고, 그 상면에는 상기 각 레일홈(107)과 연결되는 관통 슬롯(109)을 각각 형성한다.Here, the welding unit (3), as shown in Figures 4, 5 and 6, in the width direction in the upper direction through the two
상기 양측 지주 프레임(101) 사이의 중앙에는 안내 플레이트(111)가 그 양단을 통하여 고정 설치되며, 이러한 안내 플레이트(111)는 스트레이트너(2)로부터 공급되는 중앙 평판(20a)과 양측 평판(20b)을 하부에서 지지하여 공정방향으로 안내하게 하며, 그 단면상에는 상기 중앙 평판(20a)과 양측 평판(20b)이 상호 맞대어져 용접되는 접합부에 대응하여 용접부 안내홈(G)이 형성된다.A
또한, 상기 안내 플레이트(111)의 양측방에 대응하여 상기 양측 지주 프레임(101) 상의 각 일측에는 각각 지지수단(113)이 설치되어 스프링력이 작용하는 지지롤러(115)를 이용하여 상기 중앙 평판(20a)에 대하여 양측 평판(20b)이 맞대어지도록 구름 접촉상태로 가압하여 지지하게 된다.In addition, the
여기서, 상기 각 지지수단(113)은 상기 각 지주 프레임(101) 상에 삽입되는 지지로드(117)를 구비하며, 상기 지지로드(117)의 내측 선단에는 롤러 브라켓(119)을 통하여 회전 가능하게 2개의 지지롤러(115)가 설치되어 상기 양측 평판(20b)의 각 외측단과 구름 접촉하게 된다. Here, each of the support means 113 has a
또한, 상기 지지로드(117) 상에는 코일 스프링(121)이 끼워진 상태로, 상기 코일 스프링(121)의 일단은 상기 각 지주 프레임(101)에 지지되고, 타단은 각 롤러 브라켓(119)에 지지되어 상기 지지 프레임(101)에 대하여 롤러 브라켓(119)에 탄성력을 제공하도록 이루어진다. In addition, while the
여기서, 상기 지지롤러(115)는 그 재질이 우레탄 소재로 이루어져, 접촉되는 양측 평판(20b)의 외측단의 손상을 방지하는 것이 바람직하다. Here, the
그리고 상기 상부 프레임(103)의 각 레일홈(107)에는 레일블록(123)을 통하여 레이저 옵틱헤드(125)가 슬라이드 가능하게 설치되며, 상기 레이저 옵틱헤드(125)는 광 케이블(127)을 통하여 외부의 레이저 발진기(129)와 연결되어 이 레이저 발진기(129)로부터 발진된 레이저빔을 상기 중앙 평판(20a)과 양측 평판(20b)의 맞대어진 접합부에 조사하여 레이저 용접이 이루어지도록 한다. In addition, the laser
이때, 상기 각 레이저 옵틱헤드(125)와 외부의 레이저 발진기(129)를 연결하는 광 케이블(127)은 상기 상부 프레임(103) 상의 관통 슬롯(109)을 통하여 삽입되어 연결된다.At this time, the
또한, 상기 각 레일홈(107) 내에서, 상기 각 레일블록(123)과 체결된 스크루 로드(133)가 모터 구동하여 상기 각 레이저 옵틱헤드(125)를 폭방향으로 이동시키는 이동수단(131)이 구성되는데, 상기 각 이동수단(131)은 상기 상부 프레임(103)의 각 레일홈(107) 내에서, 스크루 로드(133)의 각 내측 선단이 중앙의 격벽(105)에 회전 가능하게 설치되어 각 레일블록(123)과 치합되며, 상기 각 지주 프레임(101)의 상부 외측에는 구동모터(135)가 각각 설치된 상태로 그 회전축(137)이 상기 각 스크루 로드(133)의 외측 선단에 일체로 연결되어 상기 스크루 로드(133)에 회전력을 제공하도록 구성된다. In addition, in the
여기서, 상기 구동모터(135)는 그 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the
한편, 상기 용접유닛(3)의 후방에는 브레이크 프레스(4)가 구비되어 상기 용접유닛(3)으로부터 공급되는 용접된 평판(30)에, 성형될 빔류의 조립을 위한 여러 용도의 구멍을 성형하도록 구성된다.On the other hand, the rear side of the
상기 브레이크 프레스(4)의 후방에는 상기 스트레이트너(2)와 용접유닛(3) 및 브레이크 프레스(4)를 거쳐 공급되는 평판(30)을 순차적으로 절곡 성형하여 각각 일정한 형상의 성형빔(40)으로 롤 성형하는 롤 포머 유닛(5)이 구성된다.In the rear of the
상기한 롤 포머 유닛(5)은 적어도 10단계 이상의 롤 포머(R1,R2,R3..R6,R7; 일부 미도시)들이 일렬로 배치되어 구성된다. The roll
그리고 상기 롤 포머 유닛(5)의 후방에는 성형빔(40)에 일정 곡률을 성형하기 위한 다수개의 곡률 성형롤로 구성되는 라운드 벤더(6)가 구성된다. In the rear of the roll
또한, 상기 라운드 벤더(6)의 후방에는 상기 곡률 성형된 성형빔(50)을 일정규격으로 절단하는 컷팅 프레스(7)가 구성된다. In addition, a cutting
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 롤 포밍 장치를 이용하여 범퍼빔(60; 도 7 참조)을 성형품으로 성형하기 위한 롤 포밍 방법은, 상기 도 3에서 도시한 바와 같이, 먼저, 공정라인의 전방에서, 3단 언코일러(1a,1b)를 이용하여 성형용으로 공급할 두께 또는 재질이 다른 중앙 코일(10a; 1.4t)과 그 양측방의 각 양측 코일(10b; 1.2t)을 동시에 풀어주는 언코일 단계(S1)를 진행한다. Therefore, the roll forming method for forming the bumper beam 60 (see FIG. 7) into a molded article using the roll forming apparatus having the above-described configuration, as shown in FIG. 3, first, in front of the process line Uncoiling step of simultaneously releasing the central coil (10a; 1.4t) of the different thickness or material to be supplied for molding using the three-stage uncoilers (1a, 1b) and the respective coils (10b; 1.2t) of both sides at the same time Proceed to (S1).
상기 언코일 단계(S1)에 이어서, 상기 3단 언코일러(1a,1b)의 후방에서는 스트레이트너(2)를 이용하여 상기 언코일 단계(S1)로부터 풀려 나온 중앙 코일(10a) 및 각 양측 코일(10b)을 중앙 평판(20a) 및 양측 평판(20b)으로 펴주는 스트레이트닝 단계(S2)를 진행한다.After the uncoil step S1, the
이어서, 상기 스트레이트너(2)의 후방에서는 상기 용접유닛(3)을 이용하여 상기 스트레이트닝 단계(S2)로부터 공급되는 중앙 평판(20a)에 대하여 각 양측 평판(20b)을 상호 맞댄 상태로, TIG 레이저 용접을 통하여 한 장의 띠상의 평판(30)으로 용접하는 용접 단계(S3)를 진행한다.Subsequently, at the rear of the
그리고 상기 용접유닛(3)의 후방에서는 브레이크 프레스(4)를 이용하여 상기 용접 단계(S3)로부터 공급되는 평판(30)에, 성형될 빔류의 조립을 위한 여러 용도의 구멍을 성형하는 피어싱 단계(S4)를 진행한다.And at the rear of the
이어서, 상기 브레이크 프레스(4)의 후방에서는 다단의 롤 포머(R1,R2,R3.. R6,R7; 일부 미도시)를 이용하여 상기 피어싱 단계(S4)로부터 공급되는 평판(40)을 각각 순차적으로 절곡 성형하여 얻고자 하는 성형빔의 형상으로 롤 성형하는 롤 포밍 단계(S5)를 진행한다.Subsequently, at the rear of the
또한, 상기 롤 포머 유닛(5)의 후방에서는 라운드 벤더(6)를 이용하여 상기 롤 포밍 단계(S5)로부터 공급되는 성형빔을 성형하고자하는 일정 곡률로 성형하여 벤딩 단계(S6)를 진행하며, 상기 라운드 벤더(6)의 후방에서는 컷팅 프레스(7)를 이용하여 상기 벤딩 단계(S6)로부터 공급되는 성형빔을 일정규격으로 절단하여 컷팅 단계(S7)를 진행함으로써, 도 7에서 도시한 바와 같이, 범퍼빔(60)으로 적용할 성형품을 완성하게 된다. In addition, at the rear of the roll
이와 같이, 상기한 롤 포밍 장치 및 롤 포밍 방법에 의해 제조되는 성형품은, 도 7에서 도시한 바와 같이, 범퍼빔(60)을 그 예로 하며, 전면(F1)이 배면(F2)에 비하여 두께가 두꺼운 평판으로 성형되며, 그 길이방향 상면(F3)과 하면(F4)을 따라서 용접라인(WL)이 형성되는 폐구간의 관재로 성형되어 제조된다. Thus, the molded article manufactured by the above-mentioned roll forming apparatus and the roll forming method takes the
즉, 본 발명에 따른 롤 포밍 장치 및 롤 포밍 방법은 롤 포밍 성형 공정에 강성 요구에 따른 필요부위에 서로 다른 두께와 재질을 갖는 소재를 동시에 공급하여 롤 포머 유닛(5)에 투입되기 전에, 용접유닛(3)을 통하여 상호 맞대기 용접하여 롤 포밍 성형되도록 함으로써 국부적 강성 요구부의 두께와 재질을 선택적으로 적용하여 최적의 강성을 갖는 성형품을 제조하도록 한다. That is, the roll forming apparatus and the roll forming method according to the present invention simultaneously supply materials having different thicknesses and materials to the required portions according to the rigidity requirements in the roll forming forming process, and then, before being introduced into the roll
도 1은 종래 기술에 따른 롤 포밍 장치 및 그 단계별 공정 개념도이다.1 is a roll forming apparatus and a step-by-step conceptual view according to the prior art.
도 3은 종래 기술에 따른 롤 포밍 장치를 이용하여 차량용 범퍼빔으로 제조되는 성형품의 사시도이다.3 is a perspective view of a molded article manufactured from a bumper beam for a vehicle using a roll forming apparatus according to the prior art.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치 및 그 단계별 공정도이다. 3 is a roll forming apparatus and a step-by-step process diagram according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치에 적용되는 용접유닛의 사시도이다.4 is a perspective view of a welding unit applied to a roll forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치에 적용되는 용접유닛의 정단면도이다. 5 is a front sectional view of a welding unit applied to a roll forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치에 적용되는 용접유닛의 측단면도이다. 6 is a side cross-sectional view of a welding unit applied to a roll forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 장치를 이용하여 차량용 범퍼빔으로 제조되는 성형품의 사시도이다. 7 is a perspective view of a molded article manufactured from a bumper beam for a vehicle using a roll forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
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