KR101561562B1 - 항공기용 스트링거 프레스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스트링거 프레스 장치에 관한 것으로써, 특히, 포밍부의 스트링거에 대한 상대위치에 따른 상기 포밍부를 통해 상기 스트링거에 가해지는 가압력이 저장된 데이터저장부와, 상기 데이터저장부에 저장된 데이터에 따라 상기 포밍부를 상기 스트링거에 대해 이동시키거나 상기 포밍부를 작동시키는 제어부를 포함하여, 작업공간을 최소화할 수 있으며, 포밍 작업에 필요한 인력도 최소화될 수 있으며, 비틈 작업 후에 검사하는 공정 등이 생략될 수 있어서 작업량이 줄어들어서 생산력이 향상되고 불량률이 저하되며 종래에 비해 고도의 숙련도가 필요하지 않게 되는 스트링거 프레스 장치에 관한 것이다.

Description

항공기용 스트링거 프레스 장치{Press for stringer for aircraft}

본 발명은 스트링거 프레스 장치에 관한 것으로써, 특히, 포밍부의 스트링거에 대한 상대위치에 따른 상기 포밍부를 통해 상기 스트링거에 가해지는 가압력이 저장된 데이터저장부와, 상기 데이터저장부에 저장된 데이터에 따라 상기 포밍부를 상기 스트링거에 대해 이동시키거나 상기 포밍부를 작동시키는 제어부를 포함하는 스트링거 프레스 장치에 관한 것이다.

스트링거는 항공기 주익 하부 판넬에서 지지대 역할을 한다.

스트링거는 열처리된 알루미늄 원자재를 가공한 후에 제작 요구사항에 따라 밴딩, 휨이 필요하여 포밍 설비를 이용하여 스트링거 부품의 각 부분을 일정한 힘을 가해 변형시켜서 제조하고 있다.

이와 같이 스트링거를 포밍하는 작업은 많은 숙련도가 필요하여 초보자 및 숙련자의 작업속도 차이 및 품질에 있어서 차이를 보이게 된다.

예를 들어, A320 WBP(Wing Bottom Panel)의 스트링거의 경우 한쪽날개 당 15종으로 두날개를 합하여 30개가 있는데 부품 1개당 형상결정 지점이 많은 경우 50여 부분을 포밍 작업을 수행한다. 이러한 포밍작업은 작업자의 숙련도에 따라 3일에서 3시간의 작업속도 차이가 발생한다. 따라서, 기존의 포밍 장비는 고도의 숙련도가 필요하게 되고, 불량률도 높으며, 이로 인해 생산력도 저하되는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 포밍할 부분을 포밍장비에 위치시키기 위해 2명이 제품을 붙잡고 이동시키며 포밍할 위치를 잡아야 하는 번거러움이 있다. 또한, 작업시 2명이 필요하게 되어 포밍 작업에 필요한 인력이 많아지는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 포밍을 한 후에 검사 지그에 대고 작업이 적절하게 이루어졌는지 검사 후 미흡한 부분은 다시 포밍한 후 다시 검사하게 된다. 이와 같이 검사와 포밍 작업을 수차례 반복하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 작업공간을 최소화할 수 있으며, 포밍 작업에 필요한 인력도 최소화될 수 있으며, 비틈 작업 후에 검사하는 공정 등이 생략될 수 있어서 작업량이 줄어들어서 생산력이 향상되고 불량률이 저하되며 종래에 비해 고도의 숙련도가 필요하지 않게 되는 스트링거 프레스 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스트링거 프레스 장치는, 스트링거를 가압하는 포밍부와, 상기 포밍부의 상기 스트링거에 대한 상대위치에 따른 상기 포밍부를 통해 상기 스트링거에 가해지는 가압력이 저장된 데이터저장부와, 상기 데이터저장부에 저장된 데이터에 따라 상기 포밍부를 상기 스트링거에 대해 이동시키거나 상기 포밍부를 작동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 포밍부는 상기 스트링거를 가압하는 프레스부를 포함하며, 상기 프레스부는 제1구동부와, 상기 제1구동부에 의해 회동하는 볼스크류와, 상기 볼스크류에 연결되는 금형을 포함하며, 상기 포밍부에는 레일을 따라 회동되는 롤러가 연결되며, 상기 롤러를 구동시키는 제2구동부를 포함하며, 상기 롤러에는 제1엔코더가 설치되고, 상기 롤러는 일측이 상기 포밍부에 회동가능하게 연결되는 암에 회동가능하도록 설치되고, 상기 암의 타측과 상기 포밍부에는 스프링이 연결될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 스트링거 프레스 장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

포밍부의 스트링거에 대한 상대위치에 따른 상기 포밍부를 통해 상기 스트링거에 가해지는 가압력이 저장된 데이터저장부와, 상기 데이터저장부에 저장된 데이터에 따라 상기 포밍부를 상기 스트링거에 대해 이동시키거나 상기 포밍부를 작동시키는 제어부를 포함하여, 비틈 작업 후에 검사하는 공정 등이 생략될 수 있어서 작업량이 줄어들어서 생산력이 향상되고 불량률이 저하되며 종래에 비해 고도의 숙련도가 필요하지 않게 된다.

상기 스트링거의 가장 긴 제품은 16m 이며 포밍작업을 위해서는 좌우 16m씩 최소 32m 의 좌우 작업공간이 필요하나, 본 발명의 장비의 경우 상기 스트링거가 고정된 상태에서 장비가 이송함으로써 작업공간이 반으로 줄어든다.

종래의 장치에서는 스트링거 한쪽 끝을 작업자가 계속 붙들고 있으면서 위치 바뀔 때마다 밀거나 당겨 주어야 해서 2-3명의 인력이 필요했으나, 본 발명의 장치는 작업시 스트링거를 고정해놓기 때문에 1명만으로도 작업할 수 있게 되어, 포밍 작업에 필요한 인력도 최소화될 수 있다.

상기 포밍부는 상기 스트링거를 가압하는 프레스부를 포함하며, 상기 프레스부는 제1구동부와, 상기 제1구동부에 의해 회동하는 볼스크류와, 상기 볼스크류에 연결되는 금형을 포함하여, 상기 스트링거를 누르는 힘을 미세하게 조절할 수 있다.

상기 포밍부에는 레일을 따라 회동되는 롤러가 연결되며, 상기 롤러를 구동시키는 제2구동부를 포함하며, 상기 롤러에는 제1엔코더가 설치되어, 상기 제2구동부의 오작동을 방지할 수 있다.

상기 롤러는 일측이 상기 포밍부에 회동가능하게 연결되는 암에 회동가능하도록 설치되고, 상기 암의 타측과 상기 포밍부에는 스프링이 연결되어, 레일에 롤러가 밀착되도록 하여 운동마찰로 인한 위치오차를 방지하여 제1엔코더의 오작동을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스트링거 프레스 장치 사시도.
도 2는 도 1에서 커버를 제거한 상태의 스트링거 프레스 장치 사시도.
도 3은 도 1의 프레스부 부분 사시도.
도 4는 도 1의 프레스부 단면도.
도 5는 도 2의 좌측면도.
도 6은 도 2의 우측면도.
도 7은 도 2의 평면도.
도 8은 도 2의 저면 사시도.
도 9는 도 2의 저면도.
도 10은 도 1의 롤러와 레일 부분 사시도.
도 11은 도 1의 서브롤러 부분 사시도.
도 12는 도 1의 서브롤러 설치 부분 정면도.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 스트링거 프레스 장치는, 스트링거(900)를 가압하는 포밍부(100)와, 상기 포밍부(100)의 상기 스트링거(900)에 대한 상대위치에 따른 상기 포밍부(100)를 통해 상기 스트링거(900)에 가해지는 가압력이 저장된 데이터저장부(미도시)와, 상기 데이터저장부에 저장된 데이터에 따라 상기 포밍부(100)를 상기 스트링거(900)에 대해 이동시키거나 상기 포밍부(100)를 작동시키는 제어부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

포밍부(100)는 작업대(310) 상부에 설치되어, 스트링거(900)를 가압하여 포밍한다.

포밍부(100)는 스트링거(900)를 가압하는 프레스부(130)와, 프레스부(130)를 지지하는 지지대(120)와, 스트링거(900)를 클램핑하는 클램핑부(110)를 포함한다.

프레스부(130)는 제1구동부(131)와, 제1구동부(131)에 의해 회동하는 볼스크류와, 볼스크류에 연결되는 금형(137)을 포함한다.

제1구동부(131)는 서버모터로 구비되며, 축이 상부를 향하도록 지면에 대해 수직하게 배치된다.

상기 볼스크류는 제1구동부(131)의 축에 연결되는 스크류부(133)와, 스크류부(133)의 상부를 서포트부(138)와, 스크류부(133)에 나사결합되는 너트부(134)를 포함한다.

제1구동부(131)의 축 및 스크류부(133)에는 서로 치합되는 기어(132)가 각각 설치된다.

스크류부(133)는 제1구동부(131)의 전방에 지면에 대해 수직하게 배치된다.

제1구동부(131) 및 스크류부(133)는 서포트부(138)에 설치된다.

스크류부(133)와 서포트부(138) 사이에는 베어링이 배치되어, 스크류부(133)는 서포트부(138)에 회동가능하게 설치된다.

너트부(134)는 상하로 긴 원통형상으로 형성된다.

너트부(134)와 스크류부(133) 사이에는 볼이 배치된다.

너트부(134) 및 스크류부(133)를 둘러싸는 볼스크류하우징(135)이 구비된다.

볼스크류하우징(135)은 서포트부(138)의 하부에 고정설치된다.

원통형상의 볼스크류하우징(135)과 너트부(134) 사이에 부시(136)가 배치된다.

부시(136)는 볼스크류하우징(135)의 하부에 고정설치된다.

나아가, 볼스크류하우징(135)에는 이격부재(139)가 다수개 설치된다. 다수개의 이격부재(139)는 상하방향에서 보았을 때 서로 엇갈리도록 배치된다.

이격부재(139)는 볼스크류하우징(135)을 관통하도록 볼스크류하우징(135)에 설치된다. 이격부재(139)의 내측끝단은 너트부(134)의 외주면에 맞닿는다. 따라서, 너트부(134)와 볼스크류하우징(135) 사이의 이격이 유지된다.

금형(137)은 너트부(134)의 하단에 설치된다.

지지대(120)는 "ㄱ"자 형상으로 형성되는 양측벽(123)과, 양측벽(123)의 후방에 배치되는 후면(121)과, 볼스크류하우징(135)이 관통하도록 설치되는 지지면(124)과, 양측벽(123)과 지지면(124)의 전방에 배치되는 제1전면(122)과, 양측벽(123)의 절곡된 부분의 전방에 배치되는 제2전면(127)과, 양측벽(123) 및 후면(121)의 하부에 연결되는 바닥면(125)을 포함한다.

양측벽(123)의 후방 상부는 전방으로 경사지게 형성된다. 이에 대응되도록 후면(121) 상부도 경사지게 형성된다.

양측벽(123)의 전방 상부도 전방을 향할수록 높이가 낮아지도록 경사지게 형성된다.

양측벽(123)과 후면(121)과 바닥면(125)에는 홀이 다수개 형성되어 경량화될 수 있다.

양측벽(123)의 외측에는 이하 서술되는 제어부(400)가 설치된다.

지지면(124)은 양측벽(123)의 전방 돌출된 부분의 하부에 설치된다.

제2전면(127)은 지지면(124)에 연속되도록 형성된다.

바닥면(125)은 작업대(310)의 상부에 설치된다.

지지대(120)는 이와 같이 형성되어, 상부의 일부가 개방되며, 개방된 상부를 덮는 커버(126)가 구비된다.

이러한 지지대(120)로 인해, 경량화를 유지하면서 프레스부(130)를 안정적으로 지지할 수 있다.

클램핑부(110)는 금형(137) 하부에 배치되도록 작업대(310) 상부에 설치된다.

클램핑부(110)는 작업대(310)에 고정설치되는 제1그립부(111)와, 제1그립부(111)의 전방에 배치되며 작업대(310)에 슬라이딩가능하도록 설치되는 제2그립부(114)와, 제2그립부(114)를 전후방향으로 이동시키는 구동부(미도시)와, 제2그립부(114)를 가이드하는 가이드레일(113)을 포함한다.

제1그립부(111)와 제2그립부(114)에는 마주보는 면에 연재질의 그립부재(112)가 설치된다. 이러한 그립부재로 인해 상기 스트링거가 성형시 손상되지 않게 된다.

제1그립부(111)는 좌우방향으로 배치된다.

제2그립부(114)의 하부에는 "ㅗ"형상의 돌출부가 형성되어, 가이드레일(113)에 의해 전후방향으로 가이드된다.

상기 구동부는 에어실린더로 구비될 수 있으며, 제1그립부(111)의 하부에 설치된다.

가이드레일(113)은 상기 돌출부의 양측에 배치되며, 상기 돌출부가 상하방향으로 걸리도록 걸림턱이 형성된다.

작업대(310)의 하부에는 작업대바닥(320)이 설치된다.

작업대바닥(320)의 하부 둘레에는 발포 우레탄 소재의 범퍼(330)가 둘러싸도록 형성된다.

이러한 범퍼(330)로 인해 장치의 좌우방향 이동시 타 부재에 부딪히더라도 충격이 흡수되게 된다.

작업대바닥(320) 전방에는 좌우방향으로 관통공이 중간 부분에 형성된다.

작업대바닥(320)의 하부에는 좌우방향으로 배치되는 레일(500)을 따라 회동되는 롤러가 회동가능하도록 설치된다. 즉, 포밍부(100)는 고정된 상기 스트링거에 대해 좌우방향으로 이동가능하다.

상기 롤러는 작업대바닥(320)의 우측에 배치되며 제2구동부(610)에 의해 구동되는 메인롤러(640)와, 작업대바닥(320)의 좌측에 배치되며 제1엔코더(633)가 설치되는 서브롤러(630)를 포함한다.

제2구동부(610)는 작업대바닥(320) 상부에 설치된다.

메인롤러(640)는 전방과 후방 각각에 배치된다. 전후방에 배치되는 메인롤러(640)의 축(641)은 서로 연결된다.

제2구동부(610) 및 메인롤러(640)의 축(641)의 외주면에는 스프라켓이 설치되고, 두개의 스프라켓에는 체인(642)이 끼워진다.

상기 스프라켓은 두개의 메인롤러(640) 사이에 배치되어, 회전력이 두개의 메인롤러(640)에 고르게 분포되도록 할 수 있다.

전술한 모든 구동부에는 각각 감속기어가 구비될 수 있다.

서브롤러(630)도 전방과 후방 각각에 배치된다. 두개의 서브롤러(630) 중 후방에 배치되는 서브롤러(630)의 축에 제1엔코더(633)가 연결된다.

제1엔코더(633)가 연결되는 서브롤러(630)는 일측이 작업대바닥(320) 하부에 회동가능하게 연결되는 암(632)에 회동가능하도록 설치되고, 상기 암(632)의 타측과 작업대바닥(320) 하부에는 스프링(634)이 연결된다.

암(632)은 두개가 구비되어 서브롤러(630)의 전후방에 각각 배치된다.

제1엔코더(633)는 로터리 엔코더로 구비되며 암(632)에 설치되어, 제2구동부(610)의 오작동을 감지한다.

암(632)의 일측은 작업대바닥(320)의 하부에 설치되는 제1브라켓판(631)에 회동가능하도록 설치된다.

암(632)의 타측에는 서브롤러(630)의 축이 회동가능하게 설치된다.

작업대바닥(320)의 하부에 제2브라켓판(636)이 제1브라켓판(631)에 이격되도록 배치된다.

스프링(634)은 다수개 구비되고 접시스프링으로 구비되며, 중심부에 관통공이 형성된다.

다수개의 스프링(634)은 스프링축(637)에 끼워지고, 스프링축(637)의 하단에는 걸림턱이 형성된다.

제1연결블럭(635)은 제2브라켓판(636)에 회동가능하도록 설치된다.

제1연결블럭(635)에는 스프링축(637)의 상부가 끼워지는 홈이 형성된다.

제2연결블럭(639)은 암(632)의 타측에 회동가능하도록 설치된다.

스프링축(637)의 하부는 제2연결블럭(639)에 형성된 관통공에 삽입되어, 스프링축(637)은 제2연결블럭(639)에 대해 상하로 이동가능해진다. 또한, 제2연결블럭(639)의 하부에 상기 걸림턱은 배치되어, 스프링축(637)은 제2연결블럭(639)으로부터 이탈되지 않게 된다.

제1연결블럭(635) 및 제2연결블럭(639)은 디스크형상으로 형성되어, 스프링(634)의 상부리세스 하부리세스 역할을 한다.

이와 같은 스프링(634)으로 인해 서브롤러(630)는 레일(500)에 밀착된 상태가 유지될 수 있다. 따라서 장치의 이송중 레일(500)과 서브롤러(630)의 운동마찰로 인한 위치오차를 방지할 수 있다. 따라서, 제1엔코더(633)가 오작동되는 것을 방지할 수 있다.

상기 데이터저장부는 포밍부(100)의 스트링거(900)에 대한 상대위치에 따른 포밍부(100)를 통해 스트링거(900)에 가해지는 가압력 또는 금형(137)의 이동거리가 저장된다.

전술한 바와 같이, 포밍부(100)는 스트링거(900)의 길이방향에 대해 이동가능하다.

포밍부(100)가 스트링거(900)에 대해 길이방향을 따라 이동할 때 이동된 위치마다 스트링거(900)에 가해지는 가압력 또는 금형(137)의 이동거리가 저장된다.

이러한 상기 데이터는 실험 등에 의해 얻어진 최적의 작업데이터이다.

제어부(400)는 상기 데이터저장부에 저장된 데이터에 따라 포밍부(100)를 스트링거(900)에 대해 이동시키거나 포밍부(100)를 작동시킨다.

제어부(400)는 상기 스트링거에 대한 포밍부(100)의 상대위치당 제1구동부(131)를 NC, PLC제어를 통해 제어하여 가압력 또는 금형(137)의 이동거리를 제어한다.

제어부(400)는 상기 데이터를 바탕으로 제1,2구동부(160, 610)를 제어하여 설비가 특정 위치당 각도값을 설정하여 자동으로 최적의 가압력(힘량)으로 포밍 되도록 할 수 있다.

이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 작용을 설명한다.

클램핑부(110)를 통해 스트링거(900)를 고정시킨다.

클램핑과정은 다음과 같다.

두개의 그립부재(112) 사이에 스트링거(900)를 배치시키고, 상기 구동부를 작동시킨다. 상기 구동부의 피스톤에 연결된 제2그립부(114)는 후방으로 이동하여 제1그립부(111)와의 사이간격이 좁아지게 된다.

따라서, 두개의 그립부재(112) 사이간격도 좁아져서 스트링거(900)를 클램핑하게 된다.

제어부(400)는 스트링거(900)에 대한 클램핑부(110)의 상대위치를 감지하여, 상기 데이터로부터 위치값에 따른 가압력 또는 금형(137)의 이동거리를 추출한다.

추출된 금형(137)의 이동거리에 따라, 제어부(400)는 제1구동부(131)를 작동시켜서 스크류부(133)를 회전시킨다. 이로 인해 너트부(134)는 스크류부(133)에 대해 하부로 이동하게 되어, 스트링거(900)를 포밍하게(가압하게) 된다.

한 위치에서 포밍이 완료되면, 클램핑을 해제하고 제어부(400)는 제2구동부(610)를 작동시켜서 장치를 스트링거(900)에 대해 이동시킨다.

클램핑 해제는 제어부(400)가 상기 구동부를 작동시켜서 두개의 그립부재(112) 사이간격이 넓어지도록 하여 이루어진다.

이동이 완료된 후에, 제어부(400)는 전술한 바와 같은 과정을 자동으로 반복한다.

이와 같이 본 실시예의 포밍 장치는 상기 스트링거의 부위별 최적 포밍 가압력값을 인지하고 있는 상태에서 자동으로 작업할 수 있으므로, 반복적인 작업량이 줄어들어 생산력 향상, 불량률 저하 및 종래에 비해 고도의 숙력도가 필요치 않게된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100 : 포밍부 310 : 작업대
320 : 작업대바닥 330 : 범퍼
400 : 제어부 500 : 레일

Claims (4)

1. 스트링거를 가압하는 포밍부;
   상기 포밍부의 상기 스트링거에 대한 상대위치에 따른 상기 포밍부를 통해 상기 스트링거에 가해지는 가압력이 저장된 데이터저장부;
   상기 데이터저장부에 저장된 데이터에 따라 상기 포밍부를 상기 스트링거에 대해 이동시키거나 상기 포밍부를 작동시키는 제어부를 포함하며,
   상기 제어부는 상기 스트링거에 대한 상기 포밍부의 상대위치를 감지하여, 상기 데이터저장부로부터 위치값에 따른 가압력을 추출하여 상기 포밍부를 작동시키는 것을 특징으로 하는 항공기용 스트링거 프레스 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 포밍부는 상기 스트링거를 가압하는 프레스부를 포함하며,
   상기 프레스부는 제1구동부와, 상기 제1구동부에 의해 회동하는 볼스크류와, 상기 볼스크류에 연결되는 금형을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기용 스트링거 프레스 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 포밍부에는 레일을 따라 회동되는 롤러가 연결되며,
   상기 롤러를 구동시키는 제2구동부를 포함하며,
   상기 롤러에는 제1엔코더가 설치되는 것을 특징으로 하는 항공기용 스트링거 프레스 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 롤러는 일측이 상기 포밍부에 회동가능하게 연결되는 암에 회동가능하도록 설치되고,
   상기 암의 타측과 상기 포밍부에는 스프링이 연결되는 것을 특징으로 하는 항공기용 스트링거 프레스 장치.

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