KR101684145B1

KR101684145B1 - 프리헤밍 장치

Info

Publication number: KR101684145B1
Application number: KR1020150099262A
Authority: KR
Inventors: 위경찬
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2016-12-07
Also published as: US9669452B2; US20170014893A1

Abstract

본 발명은 본체의 일측에 결합되는 액츄에이터와 상기 본체의 타측에 위치되고, 프리헤밍 펀치를 구비하는 프리헤밍 몸체 및 상기 본체에서 상기 액츄에이터와 상기 프리헤밍 몸체 사이를 연결하고, 상기 액츄에이터에 의해 동작하는 복수개의 링크부재를 가지며, 상기 복수개의 링크부재의 동작 시 대상물을 프리헤밍하기 위한 힘을 상기 프리헤밍 몸체에 전달하는 구동링크를 포함한다.

Description

프리헤밍 장치{Pre-hemming apparatus}

본 발명은 프리헤밍 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 장치 제작에 따른 원가절감 및 판넬의 가공시간을 단축할 수 있는 프리헤밍 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 메이커에서 자동차를 생산하기까지는 2만 내지 3만 여개의 부품을 수 차례의 조립공정을 통하여 이루어진다.

특히, 차체는 자동차 제조과정의 첫 단계로서, 여러 종류의 프레스 장치를 통하여 제품패널을 생산한 후, 차체 공장으로 옮겨와서 제품패널의 각 부분이 조립되어 화이트 보디(B.I.W) 상태의 차체를 이루게 된다.

이와 같이 패널 성형하기 위해서는 여러 종류의 프레스 장비를 통하여 일정한 형태로 가압 성형하는 성형공정 후, 트리밍(TRIMMING)과 피어싱(PIECING) 및 플랜징(FLANGING), 헤밍(HEMMING) 등의 프레스 공정에서 절단, 홀 가공, 절곡, 휨 등의 가공작업을 거치게 된다.

여기서, 헤밍 공정은 프리헤밍 펀치(Pre-Hemming Punch)의 타원궤적 운동을 통한 프리헤밍 작업 후 헤밍 펀치의 수직운동을 통해 헤밍 작업이 완성되는 공정으로 이루어진다.

도 1은 종래의 프리헤밍 장치(10)로서, 두 개의 대용량 실린더 중 1차로 래치실린더(20)에 의해 프리헤밍 펀치(40)가 판넬에 위치되도록 하고, 2차로 헤밍 실린더(30)에 의해 프리헤밍 펀치(40)가 수평 방향으로 힘을 전달하도록 함으로써, 최종적으로 판넬에 대한 헤밍 작업이 이루어지도록 한다.

하지만, 이러한 프리헤밍 장치는 두 개의 실린더(20, 30)가 설치되어 제작 단가가 비싸지게 되고, 판넬에 대한 헤밍 작업 시 두 개의 실린더(20, 30)가 함께 동작하기 때문에, 판넬의 헤밍 가공시간이 길어지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 링크 시스템을 적용하여 프리헤밍 펀치의 구동을 위한 실린더의 개수를 최소화함으로써, 장치 제작에 따른 원가 절감 및 판넬의 가공시간을 단축할 수 있는 프리헤밍 장치를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 프리헤밍 장치는 본체의 일측에 결합되는 액츄에이터와 상기 본체의 타측에 위치되고, 프리헤밍 펀치를 구비하는 프리헤밍 몸체 및 상기 본체에서 상기 액츄에이터와 상기 프리헤밍 몸체 사이를 연결하고, 상기 액츄에이터에 의해 동작하는 복수개의 링크부재를 가지며, 상기 복수개의 링크부재의 동작 시 대상물을 프리헤밍하기 위한 힘을 상기 프리헤밍 몸체에 전달하는 구동링크를 포함한다.

여기서, 상기 구동링크는 상기 본체의 결합부재에 형성된 제1힌지점에 일측이 힌지 결합되고, 타측이 상기 액츄에이터와 연결되어 상기 액츄에이터의 동작에 따라 회전하는 제1링크부재와 상기 결합부재에서 상기 제1힌지점과 예각을 이루는 위치에 형성된 제2힌지점에 힌지 결합되는 제2링크부재 및 상기 제2링크부재에 힌지 결합되고, 상기 제1링크부재에 형성된 제3힌지점에 연결되는 제3링크부재를 구비한다.

이러한 상기 제2링크부재는 상기 프리헤밍 몸체와 상기 본체를 연결하고, 상기 제1링크부재와 상기 제3링크부재가 순자적으로 회전함에 따라 발생되는 회전력을 전달받아 상기 프리헤밍 몸체에 수평 가압력을 전달한다.

그리고, 상기 액츄에이터는 상기 제1링크부재에 연결되어 상기 제1링크부재를 동작시키는 피스톤을 가지는 실린더 기구이다.

또한, 상기 액츄에이터는 상기 본체에 결합되는 실린더 및 상기 실린더와 상기 제1링크부재를 연결하며, 상하방향으로 전후진하여 상기 제1링크부재를 회전시키는 피스톤 로드를 포함한다.

이때, 상기 실린더는 상기 본체의 후방에 경사를 가지며 설치된다.

그리고, 상기 실린더는 상기 본체의 후방에 힌지 결합되어 상기 피스톤 로드의 동작 시 설치 경사가 가변된다.

한편, 상기 제1링크부재는 'ㄱ'자 형상으로 절곡 형성되며, 상기 액츄에이터의 동작에 따른 회전 시 상기 본체에서 수직하게 위치된다.

또한, 상기 프리헤밍 몸체는 상기 본체의 타측에서 상기 본체의 일측에 결합된 상기 액츄에이터의 결합 위치 보다 높은 위치에 위치된다.

또한, 상기 프리헤밍 펀치는 상기 프리헤밍 몸체 상에서 3방향으로의 미세 위치 조절이 가능하다,

또한, 상기 프리헤밍 펀치는 상기 프리헤밍 몸체에서 분리 가능하도록 결합된다.

본 발명의 프리헤밍 장치는 상기 프리헤밍 몸체에서 하방으로 돌출되도록 설치되고, 상기 본체에 걸림 위치되어 상기 프리헤밍 몸체의 회전 범위를 제한하는 스토퍼를 더 포함한다.

본 발명은, 링크 시스템을 적용하여 프리헤밍 펀치의 구동을 위한 실리더의 개수를 최소화함으로써, 장치 제작에 따른 원가 절감 및 판넬의 헤밍 가공시간을 단축할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 실린더의 개수를 줄여 장치 전체의 높이를 낮출 수 있기 때문에, 실린더의 동작 시 흔들림 발생을 줄일 수 있고, 그에 따라 판넬 가공 시 품질 향상을 이룰 수 있는 효과를 갖는다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 종래 프리헤밍 장치를 보여주는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 프리헤밍 장치를 보여주는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 프리헤밍 장치의 프리헤밍 펀치를 보여주는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 프리헤밍 장치의 헤밍 동작상태를 보여주는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 프리헤밍 장치의 동작을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 프리헤밍 장치를 보여주는 도면이고, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 프리헤밍 장치의 프리헤밍 펀치를 보여주는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 프리헤밍 장치는 액츄에이터(100), 프리헤밍 몸체(200) 및 링크부재를 포함하며, 여기서 링크부재는 제1링크부재(300), 제2링크부재(400) 및 제3링크부재(500)가 결합되어 형성되는 것으로, 본 실시예에서는 제1링크부재(300), 제2링크부재(400) 및 제3링크부재(500)를 독립적으로 설명하기로 한다.

먼저, 액츄에이터(100)는 상하방향으로 전후진하며 발생하는 힘이 제1링크부재(300)로 용이하게 전달될 수 있도록 본체(1)의 후방에 힌지 결합되고, 상하방향을 따라 전후진한다.

액츄에이터(100)는 본체(1)의 후방에서 본체(1)의 전방에 설치된 프리헤밍 몸체(200) 보다 낮은 위치에 위치되어 프리헤밍 몸체(200)을 밀어올리도록 한다.

액츄에이터(100)는 유압실린더로 형성되는 것이 바람직하며, 본체(1)의 후방에 힌지 결합되는 실린더(110) 및 실린더(110)에 결합되어 유압에 의해 동작하며, 일단부에 결합된 전달부재(122)를 통해 제1링크부재(300)의 연결부재(124)와 연결되는 피스톤 로드(120)를 구비한다.

프리헤밍 몸체(200)는 본체(1)의 전방에 결합되고, 전방을 향하여 돌출된 프리헤밍 펀치(210)를 구비한다.

여기서, 프리헤밍 펀치(210)는 도 3에 도시된 바와 같이 판넬을 직접적으로 가압하기 위해 설치되는 것으로서, 프리헤밍 몸체(200)에서 돌출 형성되도록 결합되며, 볼트(212) 또는 심(shim)의 조절을 통해 좌우, 상하, 앞뒤의 3방향으로의 미세 위치 조절이 가능할 수 있다.

또한, 프리헤밍 펀치(210)는 볼트(212) 또는 심을 제거하여 프리헤밍 몸체(200)에서 선택적으로 분리될 수 있고, 그에 따라 프리헤밍 펀치(210)의 손상 시 프리헤밍 몸체(200)에서 용이하게 교체가 가능할 수 있다.

제1링크부재(300)는 본체(1)의 결합부재(2)에 형성된 제1힌지점(P1)에 일측이 힌지 결합되고, 타측이 액츄에이터(100)와 연결되어 액츄에이터(100)의 동작에 따라 함께 회전 이동한다.

제2링크부재(400)는 프리헤밍 몸체(200)와 본체(1)를 연결하고, 결합부재(2)에 서 제1힌지점(P1)과 예각을 이루는 위치에 형성된 제2힌지점(P2)에 힌지 결합된다.

제3링크부재(500)는 제2링크부재(400)에 힌지 결합되고, 제1링크부재(300) 상에 형성된 제2힌지점(P3)에 연결된다.

본 실시예에 따른 제2링크부재(400)는 액츄에이터(100)의 동작 시 제1링크부재(300)와 제3링크부재(500)가 순자척으로 회전함에 따라 발생되는 회전력을 전달받아 프리헤밍 몸체(200)에 수평 가압력을 전달한다.

여기서, 상기와 같은 구성 요소들을 포함하는 프리헤밍 장치의 동작 설명은 도 3 내지 도 4를 참조한 상세한 설명에서 후술하기로 한다.

스토퍼(600)는 프리헤밍 몸체(200)에서 하방으로 돌출되도록 수직하게 설치되고, 프리헤밍 몸체(200)가 헤밍 위치로 회전 이동하게 되면 본체(1)에 걸림 위치되어 프리헤밍 몸체(200)의 회전 범위를 제한한다.

한편, 본 실시예에서는 액츄에이터(100)의 동작 시 제1링크부재(300), 제2링크부재(400) 및 제3링크부재(500)의 링크 시스템을 통해 프리헤밍 몸체(200)가 수평 방향으로 이동하여 판넬에 대한 헤밍 공정을 수행함으로써, 장치 제작에 따른 원가절감 및 가공시간을 단축할 수 있다.

즉, 종래의 프리헤밍 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 실린더(20, 30)를 구비하고, 하부에 위치된 실린더(20)가 동작하여 프리헤밍 펀치(40)를 판넬과 인접하게 위치시키면, 상부에 위치된 실린더(30)가 동작하여 프리헤밍 펀치(40)를 수평 방향으로 전진시켜 판넬에 대한 헤밍 공정을 수행하도록 하였다.

하지만, 이러한 종래의 프리헤밍 장치(10)는 두 개의 실린더(20, 30)가 필요하기 때문에, 두 개의 실린더(20, 30)의 고정 및 동작을 위한 다단의 구조가 요구되고, 그에 따라 장치 제작 단가가 비싸지게 된다.

또한, 종래의 프리헤밍 장치(10)는 두 개의 실린더(20, 30)가 설치되어야 함에 따라 다단의 구조가 요구되기 때문에, 장치의 높이가 상대적으로 높아지게 되고, 이는 헤밍을 위한 작동 시 프리헤밍 펀치(40)의 흔들림 원인이 된다.

따라서, 본 실시예에 따른 프리헤밍 장치는 하나의 액츄에이터(100)의 동작 만으로도 두 개의 실린더(20, 30)가 구비된 종래의 프리헤밍 장치(10)와 동일한 동작을 수행할 수 있기 때문에, 그에 따른 부품 수량, 무게 및 높이 등을 축소시킬 수 있어 제작에 따른 원가 및 작업공수를 절감시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 종래의 프리헤밍 장치(10)와 비교하여 두 개의 실린더(20, 30)의 순차적인 동작에서 벗어나 하나의 액츄에이터(100)의 승강 동작에 의해 제1링크부재(300), 제2링크부재(400) 및 제3링크부재(500)를 동작시킬 수 있어, 헤밍 공정에 따른 편의성을 향상시킬 수 있다.

이하, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 프리헤밍 장치의 헤밍 동작상태를 보여주는 도면이고, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 프리헤밍 장치의 동작을 보여주는 도면이다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 프리헤밍 장치는 장치의 동작을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 실린더(110)에서 피스톤 로드(120)를 동작시켜 피스톤 로드(120)의 일단부에 결합된 전달부재(122)를 밀어올린다.

이러한 실린더(110)는 본체(1)의 일면과 예각을 이루도록 경사를 가지며 힌지 결합되고, 피스톤 로드(120)의 구동에 따라 본체(1)에서 회전되어 결합 위치가 가변되도록 하며, 결과적으로는 전달부재(122)를 밀어올리는 방향으로 피스톤 로드(120)가 동작하도록 함으로써, 제1링크부재(300)의 회전 이동을 용이하게 한다.

제1링크부재(300)는 'ㄱ'자 형상으로 절곡 형성되며, 절곡된 단면이 승강하는 피스톤 로드(120)와 연결되어 피스톤 로드(120)의 승강에 따른 회전력을 효과적으로 제2링크부재(400) 및 제3링크부재(400)로 전달되도록 한다.

이는, 만일 제1링크부재(300)가 'I'자 형상으로 형성되면, 피스톤 로드(120)와의 연결부위가 길어져야 하고, 그에 따라 피스톤 로드(120)의 승강에 따른 힘을 효과적으로 제1링크부재(300)에 전달할 수 없기 때문이다.

한편, 피스톤 로드(120)가 동작함에 따라 연결부재(124)를 통해 전달부재(122)와 연결된 제1링크부재(300)가 제1힌지점(P1)을 축으로 회전 이동하게 되는데, 이때 제3링크부재(500)는 제3힌지점(P3)을 축으로 제1링크부재(300)의 회전 이동 방향과 동일한 방향으로 회전 이동한다.

여기서, 제3링크부재(500)가 제2링크부재(500)를 밀어 회전시키게 되고, 제2링크부재(500)는 제2힌지점(P2)을 축으로 회전하면서 프리헤밍 몸체(200)를 헤밍 위치로 이동시킨다.

이때, 제2링크부재(500)는 제1링크부재(300) 및 제3링크부재(500)가 순차적으로 회전됨에 따라 전달받은 회전력을 프리헤밍 몸체(200)에 전달함으로써, 프리헤밍 펀치(210)가 강한 수평 가압력으로 대상물인 판넬에 대한 프리헤밍 공정을 수행하도록 한다.

결과적으로, 본 실시예에 따른 프리헤밍 장치는 제1링크부재(300), 제3링크부재(500) 및 제2링크부재(400)의 순차적인 회전에 따른 링크 시스템을 통해 액츄에이터(100)의 동작 시 프리헤밍 몸체(200)로 수평 가압력을 전달할 수 있기 때문에, 하나의 액츄에이터(100) 만으로도 판넬에 대한 헤밍 공정을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.

본 발명은, 링크 시스템을 적용하여 프리헤밍 펀치의 구동을 위한 실린더의 개수를 최소화함으로써, 장치 제작에 따른 원가 절감 및 판넬의 헤밍 가공시간을 단축할 수 있는 효과를 갖는다.

이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.

1 : 본체 2 : 결합부재
100 : 액츄에이터 110 : 실린더
120 : 피스톤 로드 122 : 전달부재
124 : 연결부재 200 : 프리헤밍 몸체
210 : 프리헤밍 펀치 212 : 볼트
300 : 제1링크부재 400 : 제2링크부재
500 : 제3링크부재 600 : 스토퍼
P1 : 제1힌지점 P2 : 제2힌지점
P3 : 제3힌지점

Claims

본체의 일측에 결합되는 액츄에이터;
상기 본체의 타측에 위치되고, 프리헤밍 펀치를 구비하는 프리헤밍 몸체; 및
상기 본체에서 상기 액츄에이터와 상기 프리헤밍 몸체 사이를 연결하고, 상기 액츄에이터에 의해 동작하는 복수개의 링크부재를 가지며, 상기 복수개의 링크부재의 동작 시 대상물을 프리헤밍하기 위한 힘을 상기 프리헤밍 몸체에 전달하는 구동링크;를 포함하고,
상기 구동링크는,
상기 본체의 결합부재에 형성된 제1힌지점에 일측이 힌지 결합되고, 타측이 상기 액츄에이터와 연결되어 상기 액츄에이터의 동작에 따라 회전하는 제1링크부재;
상기 결합부재에서 상기 제1힌지점과 예각을 이루는 위치에 형성된 제2힌지점에 힌지 결합되는 제2링크부재; 및
상기 제2링크부재에 힌지 결합되고, 상기 제1링크부재에 형성된 제3힌지점에 연결되는 제3링크부재;를 구비하며,
상기 제2링크부재는,
상기 프리헤밍 몸체와 상기 본체를 연결하고, 상기 제1링크부재와 상기 제3링크부재가 순자적으로 회전함에 따라 발생되는 회전력을 전달받아 상기 프리헤밍 몸체에 수평 가압력을 전달하고,
상기 제1링크부재는,
'ㄱ'자 형상으로 절곡 형성되며, 상기 액츄에이터의 동작에 따른 회전 시 상기 본체에서 수직하게 위치되는 것을 특징으로 하는 프리헤밍 장치.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 액츄에이터는,
상기 제1링크부재에 연결되어 상기 제1링크부재를 동작시키는 피스톤을 가지는 실린더 기구인 것을 특징으로 하는 프리헤밍 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 액츄에이터는,
상기 본체에 결합되는 실린더; 및
상기 실린더와 상기 제1링크부재를 연결하며, 상하방향으로 전후진하여 상기 제1링크부재를 회전시키는 피스톤 로드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리헤밍 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 실린더는,
상기 본체의 후방에 경사를 가지며 설치되는 것을 특징으로 하는 프리헤밍 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 실린더는,
상기 본체의 후방에 힌지 결합되어 상기 피스톤 로드의 동작 시 설치 경사가 가변되는 것을 특징으로 하는 프리헤밍 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 프리헤밍 몸체는,
상기 본체의 타측에서 상기 본체의 일측에 결합된 상기 액츄에이터의 결합 위치 보다 높은 위치에 위치되는 것을 특징으로 하는 프리헤밍 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프리헤밍 펀치는,
상기 프리헤밍 몸체 상에서 3방향으로의 미세 위치 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 프리헤밍 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프리헤밍 펀치는,
상기 프리헤밍 몸체에서 분리 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 프리헤밍 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프리헤밍 몸체에서 하방으로 돌출되도록 설치되고, 상기 본체에 걸림 위치되어 상기 프리헤밍 몸체의 회전 범위를 제한하는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리헤밍 장치.