KR101778075B1

KR101778075B1 - 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치

Info

Publication number: KR101778075B1
Application number: KR1020170002315A
Authority: KR
Inventors: 이성로; 김철홍; 손재환
Original assignee: 주식회사 한독하이테크; (재)대구기계부품연구원
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2017-01-06
Publication date: 2017-09-27

Abstract

본 발명의 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치는, 판상으로 된 부재가 연속적으로 감겨진 언코일러 장치(10)로부터 공급되는 판상부재가 다수의 롤러(21)에 의해 레일부재를 형성하는 레일 성형부(20); 상기 레일 성형부(20)에 의해 성형된 레일부재를 일정 길이로 자르는 커팅부(30); 상기 커팅부(30)에 의해 잘려진 레일부재(1)를 배출하는 배출부(40); 상기 레일 성형부(20)와 상기 커팅부(30) 사이에 위치하며, 상기 레일 성형부(20)에서 성형된 레일부재(1)의 성형치수를 실시간으로 측정하는 레일부재 성형측정부(50); 상기 레일부재 성형측정부(50)에 의해 실시간으로 측정된 레일부재(1)의 성형치수에 따른 상기 레일 성형부(20) 최종롤러의 압하량을 저장하는 데이터베이스(60); 상기 레일부재 성형측정부(50)에 의해 실시간으로 측정된 성형치수가 가공하고자하는 가공치수와 일정오차범위를 벗어나는 경우 상기 데이터베이스(60)에 저장된 데이터를 이용하여 상기 레일 성형부(20) 최종롤러의 압하량을 피드백 제어하는 제어부(70);를 포함하여 이루어진다.

Description

실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치{Roll Forming Apparatus Feed-back Controlled According to Real time Process Data}

본 발명은 레일부재의 최종 성형품의 측정에 따른 공정 데이터를 실시간으로 체크하여 제품 불량이 발생되게 되면 불량치수에 따른 최종압하량을 조절할 수 있도록 피드백함으로써 가동중단없이 레일부재의 성형을 조절할 수 있도록 하는 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치에 관한 것이다.

일반적으로 가전 또는 가구용의 수납 서랍함 가이드 레일은 저가형 롤러 레일이 대부분이나, 현재는 산업용 슬라이드 팩 기술을 적용한 볼 슬라이드 레일이 개발 보급되고 있다. 이러한 볼 슬라이드 레일은 부드러운 슬라이딩과 저소음, 내구성 등이 향상되었다.

롤 포밍장치는 포밍용 롤을 이용하여 연속적으로 공급되는 소재를 순차적으로 변형시켜 원형 또는 사각형상의 파이프는 물론, 상, 하부가 개방되고 다단 절곡된 형태의 제품을 성형하는 것이다.

상기와 같은 롤 포밍장치는 프레임의 전방에서 후방으로 상하 한 쌍으로 구비되는 다수개의 포밍롤을 순차적으로 배치하고, 상기 포밍롤에 소재를 통과시키면서 순차적으로 원하고자 하는 형상으로 성형할 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 롤 포밍장치를 이용하여 성형할 때에는 성형과정에서 형성되는 각도가 형성되는 부위가 예리한 형태를 띠지 못하고 부드러운 라운딩 형태를 가짐으로써 필요에 의하여 예리한 각도를 가지도록 처리를 요하는 제품에 적용하지 못하게 된다.

또한 롤 포밍장치를 이용하여 제품을 성형하는 과정에서 제품의 표면 특히 표면이 매끄럽고 광택이 우수하여 후가공을 하지 않은 스테인레스 스틸과 같은 재질을 이용하여 성형 시 표면에 마감 처리한 보호테이프가 포밍롤에 밀리면서 손상된다.

상기와 같이 보호테이프의 밀림현상으로 인한 손상이 있을 경우에는 완성된 제품의 품질이 떨어지는 것은 물론, 외관상으로도 보기에 좋지 않고, 보호테이프가 밀리면서 손상될 경우에는 스테인레스 스틸의 표면에도 미세한 손상으로 인하여 제품의 가치를 저하시켜 불량으로 처리되는 경우가 발생한다.

도 1은 종래의 가이드 부재의 성형 공정을 개략적으로 도시한 도면으로써 정면도 및 평면도를 도시하였다.

도 1에 도시된 바와 같이, 롤 포밍공정으로 단면 성형된 직선 부재는 단순히 일정 길이로 절단하여 활송장치(Chute)에 의해 제품 받이통에 자유낙하로 적층되며, 이를 작업자가 수작업으로 이동 대차에 2차 정리하면서 적층하여 프레스 가공 공정으로 이송 후 프레스 가공된다.

여기서 제 1 공정인 롤 포밍(Roll Forming) 장치는 최초로 인입된 평판이 다단의 롤러에서 단계적으로 성형 벤딩이 이루어지는데, 이때 각 벤딩 롤러의 가장자리(Edge) 부위에 결함이 발생하게 되고, 이러한 롤러의 결함은 성형되는 제품의 전량에 불량이 발생할 수 있다.

일정 생산 수량 마다 렌덤 샘플링 후 측정 및 롤링 궤도면 조도를 육안 검사 할 수 있으나, 롤러의 1회전 피치와 절단 기장은 항상 같지 않으므로 절단된 레일 부재의 일정하지 않은 위치에 난수적으로 흠이나 돌기가 형성되며, 이는 성형된 궤도에 금속강구를 구름 동작시켜야 하는 레일 제품 특성상 치명적인 결함이 된다.

제 2 공정인 커팅 공정은 도 2에 도시된 바와 같이, 롤 포밍된 직선 부재가 무빙 스테이션에 충격 접촉된 후 충격으로 인한 진동이 안정되도록 일정 시간만큼 안정되는 시간(loss time)을 가진 다음 일정 길이로 커팅하게 된다.

이때 레일 부재는 충격에 의해 미세한 변형이 생길 수 있고, 진동 안정 로스 타임은 라인 스피드 즉, 생산 시간을 저하시키는 결정적 요인이 된다.

제 3 공정인 레일 부재의 적층은 절단된 직선 부재가 활송장치(Chute)를 타고 제품 받이통에 자연 낙하하면 작업자가 수작업으로 이동 대차에 적층시킨 후 다음 공정으로 이송된다. 이러한 레일 부재의 정리에는 고정 인력이 소요되는 단점 이외에도 자연 낙하 시 제품에 흠이 발생되는 단점이 있다.

제 4공정인 프레스 가공은 포밍 절단 후의 공정으로, 절단 성형된 레일 부재를 프레스를 이용하여 보다 정확한 형상으로 성형하게 되고, 레일부재의 표면에 도금 또는 착색 공정을 거쳐 성형 공정이 완료된다.

이와 같이 종래의 롤 포밍장치는 롤러에 의해 레일 부재의 표면이 손상되는 단점이 있으며, 레일 부재를 일정길이로 커팅하는 데 있어 레일 부재의 충격으로 레일 부재가 변형되는 문제점이 있고, 절단된 레일 부재를 수작업으로 정리함으로써 인력에 따른 생산 비용의 증가 및 작업 시간이 길어짐에 따라 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 출원인이 출원하여 등록받은 한국등록특허 제10-1246716호(발명의 명칭: 롤 포밍장치 및 그 모니터링 시스템)가 개시된 바 있다.

상기 롤 포밍장치 및 그 모니터링 시스템은, 롤포밍 공정 후 기장 절단 및 2~3차에 걸친 프레스 가공하는 다공정 가공방식과 부설된 측정 시험장비에 의해 렌덤으로 샘플을 측정하여 이루어지던 검사공정을 단일 생산 공정 및 검사 라인에서 완료하고, 일시 정지 과정이 없는 논스탑(non-stop) 고속 절단장치에 의해 2~3차 프레스 공정을 통합하며, 기존에 고정인력을 배치하여 해결하던 제품의 이동대차 적층을 컨베이어 이송장치로 대체하며, 이와 같은 공정 전반에 대한 수행과정의 이상유무와 전력소모량, 생산시간, 완제품 수량 등의 생산정보를 유무선 통신을 통해 실시간으로 모니터링 하는 것을 특징으로 한다.

상기 롤포밍장치에 구비된 레일부재 감지장치는 이송되는 레일부재의 이송 속도, 이송되는 레일부재의 길이와 수량, 레일부재의 치수측정하게 되며, 레일부재의 불량을 감지하는 역할만 하게 된다.

이와 같이 상기 롤포밍장치에 구비된 레일부재 감지장치는 공정라인에서 레일부재의 불량만 감지하게 되므로, 공정라인에서 레일부재의 성형불량이 발생되면 가동을 멈추고 레일부재의 성형이 불량이 발생되지 않도록 작업자가 세팅을 다시하고 레일부재의 성형불량품이 발생되지 않을 때까지 이를 반복하여야 하는 문제점이 있다. 이에 따라 레일 성형장치의 세팅시간이 많이 걸리게 되므로 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 레일부재의 최종 성형품의 측정에 따른 공정 데이터를 실시간으로 체크하여 제품 불량이 발생되게 되면 불량치수에 따른 최종압하량을 조절할 수 있도록 피드백함으로써 가동중단없이 레일부재의 성형을 조절할 수 있도록 하는 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치는, 판상으로 된 부재가 연속적으로 감겨진 언코일러 장치(10)로부터 공급되는 판상부재가 다수의 롤러(21)에 의해 레일부재를 형성하는 레일 성형부(20); 상기 레일 성형부(20)에 의해 성형된 레일부재를 일정 길이로 자르는 커팅부(30); 상기 커팅부(30)에 의해 잘려진 레일부재(1)를 배출하는 배출부(40); 상기 레일 성형부(20)와 상기 커팅부(30) 사이에 위치하며, 상기 레일 성형부(20)에서 성형된 레일부재(1)의 성형치수를 실시간으로 측정하는 레일부재 성형측정부(50); 상기 레일부재 성형측정부(50)에 의해 실시간으로 측정된 레일부재(1)의 성형치수에 따른 상기 레일 성형부(20) 최종롤러의 압하량을 저장하는 데이터베이스(60); 상기 레일부재 성형측정부(50)에 의해 실시간으로 측정된 성형치수가 가공하고자하는 가공치수와 일정오차범위를 벗어나는 경우 상기 데이터베이스(60)에 저장된 데이터를 이용하여 상기 레일 성형부(20) 최종롤러의 압하량을 피드백 제어하는 제어부(70); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 레일부재 성형측정부(50)는 상기 레일 성형부(20)에 의해 성형된 레일부재(1)의 좌우 양쪽에 각각 2개씩 동일위치에 동일간격으로 설치되며 레일부재(1)의 양측면과 접하여 레일부재(1)의 좌우변위를 측정하는 접촉식 변위센서인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 레일 성형부(20) 최종롤러의 압하량을 측정하는 최종롤러 압하량 측정부(80)가 더 구비되며, 상기 제어부(70)는 상기 최종롤러 압하량 측정부(80)에 측정된 압하량을 감지제어하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제어부(70)에는 상기 레일부재 성형측정부(50)에서 측정된 측정데이터의 실시간 변화량을 파형으로 분석하는 파형분석기(75)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제어부(70)와 근거리 통신망(LAN)으로 연결되어 수신된 데이터를 저장하는 서버(90); 상기 서버(90)와 연결되어 상기 롤포밍장치의 작동 유무를 관리자에게 실시간으로 보여줌은 물론 관리자의 조작에 따라 상기 롤 포밍장치의 동작을 제어하는 제어표시부(100);를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치는 레일부재의 최종 성형품의 측정에 따른 공정 데이터를 실시간으로 체크하여 제품 불량이 발생되게 되면 불량치수에 따른 최종압하량을 조절할 수 있도록 피드백함으로써 가동중단없이 레일부재의 성형을 조절할 수 있도록 하는 효과가 있다. 이와 같이 실시간으로 가공된 제품의 불량 치수에 따른 최종압하량을 자동으로 조절하여 세팅하게 되므로 레일 성형장치의 세팅시간이 적게 걸리고 생산성이 향상되는 장점이 있다.

아울러, 가공되는 제품의 파형을 분석하여 레일부재의 물성치 등에 따른 재료불량과, 롤러, 베어링 등의 기계적 결함 등을 판별하게 되므로 이에 대한 대처를 신속하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 롤 포밍장치를 도시한 정면도 및 평면도이다.
도 2는 종래의 롤 포밍장치에서 레일 부재의 커팅장치를 도시한 개략도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치를 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치의 레일부재 성형측정부를 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치의 최종롤러에 최종롤러 압하량 측정부가 설치된 상태를 나타낸 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치의 최종롤러에 최종롤러 압하량 측정부가 설치된 상태를 나타낸 측면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치의 작동흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치를 나타낸 사진이고, 도 6은 본 발명에 따른 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치의 레일부재 성형측정부를 나타낸 사진이며, 도 7은 본 발명에 따른 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치의 최종롤러에 최종롤러 압하량 측정부가 설치된 상태를 나타낸 사진이고, 도 8은 본 발명에 따른 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치의 최종롤러에 최종롤러 압하량 측정부가 설치된 상태를 나타낸 측면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치는, 레일 성형부(20); 커팅부(30); 배출부(40); 레일부재 성형측정부(50); 데이터베이스(60); 제어부(70);를 포함하여 이루어진다.

도 3에서와 같이, 두루마리 형태로 철판 부재가 언코일러장치(110)에 감겨져 있으며, 철판 부재는 레일 성형부(20)에 의해 당겨짐에 따라 레일 성형부(20)에 지속적으로 공급된다.

즉, 언코일러 장치(10)는 평판의 철판 부재를 레일 성형부(20)에 지속적으로 공급하는 것으로서, 철판이 두루마리 형태로 감겨져 있어 레일 성형부(20)에 공급되며, 철판이 모두 소진되면 작업자가 이를 교체하여 주게 된다.

상기 레일 성형부(20)는 판상으로 된 부재가 연속적으로 감겨진 언코일러 장치(10)로부터 공급되는 판상부재가, 도 3 및 도 5에서와 같이, 다수의 롤러(21)에 의해 레일부재(1)를 형성한다.

상기 레일 성형부(20)는, 도 3 및 도 5에서와 같이, 다수의 롤러(21)가 일렬로 회전 가능하게 배열되어 있으며, 이들 롤러(21)는 언코일러 장치(10)에서 공급되는 철판의 가장자리부터 절곡하여 소정의 형상으로 레일부재를 성형하게 된다.

이러한 롤 포밍은 단계적으로 밴딩 수행각을 분산함으로써 Tool(롤러)의 피로수명을 향상시키고 성형물의 치수를 좀 더 작은 치수 범위(정밀범위) 안으로 국한시켜 슬라이드 레일과 같은 정밀한 제품의 연속 성형이 가능하게 된다.

이에 따라 롤 포밍 공정의 수치적 해석과 적용은 목표된 형상에 보다 빠르게 근접하고, 각 단계별 압하 공정상의 반력을 고르게 분산하여 각 공정 롤러의 강도적 피로를 감소하고 생산성을 높이며, 특히 롤러의 미세 크랙(crack)이나 파손을 예방하여 대량 불량 발생의 근본적 원인을 제거하게 된다.

이와 같은 구조해석은 비선형 유한요소 해석 솔루션(COPRA　 FEA RF with Marc Solve)을 사용하여 공정 상에서 발생하는 길이방향의 변형률을 예측함은 물론 제조 공정 상에서 발생하는 불량품의 발생을 보다 획기적으로 줄일 수 있게 된다.

상기 커팅부(30)는 상기 레일 성형부(20)에 의해 성형된 레일부재를 일정 길이로 자르는 역할을 한다.

상기 커팅부(30)에는, 도 5에서와 같이, 레일부재를 일정 길이로 잘라주는 커팅장치(31)와 성형하고자 하는 레일부재의 정밀치수에 맞게 가압 성형하는 프레스 장치(32)가 구비된다.

상기 커팅장치(31)는 상기 프레스 장치와 함께 이송되는 레일부재를 일정 길이로 자르게 되고, 프레스 장치(32)는 레일부재를 성형하고자 하는 치수에 맞게 가압 성형하는 것이다.

상기 배출부(40)는 상기 커팅부(30)에 의해 잘려진 레일부재(1)를 배출하는 역할을 한다.

상기 레일부재 성형측정부(50)는 상기 레일 성형부(20)와 상기 커팅부(30) 사이에 위치하며, 상기 레일 성형부(20)에서 성형된 레일부재(1)의 성형치수를 실시간으로 측정한다. 상기 레일부재 성형측정부(50)는 레일 성형부(20)의 롤러(21)에 의해 성형된 레일부재의 불량 유무를 감지하기 위해 레일부재(1)의 성형치수를 실시간으로 측정한다. 측정된 데이터는 상기 제어부(70)로 보내지게 된다.

상기 레일부재 성형측정부(50)는 상기 레일 성형부(20)에 의해 성형된 레일부재(1)의 좌우 양쪽에 각각 2개씩 동일위치에 동일간격으로 설치되며 레일부재(1)의 양측면과 접하여 레일부재(1)의 폭방향 좌우변위를 측정하는 접촉식 변위센서(LVDT)인 것이 바람직하다.

상기 레일부재 성형측정부(50)의 단부에는, 도 6에서와 같이, 성형된 레일부재(1)의 측면에 접촉되어 회전되는 측정롤러(51)가 설치되어 있으며, 상기 레일부재 성형측정부(50)는 이송되는 레일부재의 이송 속도, 이송되는 레일부재의 길이와 수량, 레일부재의 치수 측정하게 된다.

이러한 레일부재 성형측정부(50)는 레일부재와 접촉되지 않는 비접촉식 변위센서를 사용할 수 있다.

접촉식에는 자동 트랜스(Trans), 전위차계(Potentiometer), 스케일(Scale: 전자유도식, 자기식, 광학식), 로터리 엔코더(Rotary Encoder)가 있으며, 비접촉식에는 와전류식, 광학식(LED, Laser), 초음파식 등이 있다.

본 발명에서는 비접촉식을 사용할 수도 있으나, 측정거리는 짧으면서 측정 정밀도가 높은 접촉식을 사용하는 것이 보다 바람직하다.

아울러, 상기 레일부재 성형측정부(50)에는 레일 성형부(20)에서 성형된 레일부재의 이송량을 측정하는 엔코더(52)가 구비된다(도 6 참조). 이러한 엔코더(52)는 상기 커팅부(30)에서 레일부재를 적정 길이로 자르도록 레일부재의 이송길이를 감지하게 된다.

이러한 엔코더(52)는 레일부재의 상하면에 접촉되어 회전되는 롤러 형태로 이루어진다.

상기 데이터베이스(60)는 상기 레일부재 성형측정부(50)에 의해 실시간으로 측정된 레일부재(1)의 성형치수에 따른 상기 레일 성형부(20) 최종롤러(22)의 압하량을 저장한다.

상기 제어부(70)는 상기 레일부재 성형측정부(50)에 의해 실시간으로 측정된 성형치수가 가공하고자하는 가공치수와 일정오차범위를 벗어나는 경우 상기 데이터베이스(60)에 저장된 데이터를 이용하여 상기 레일 성형부(20) 최종롤러의 압하량을 피드백 제어하는 역할을 한다. 또한, 상기 제어부(70)는 작업자가 수동으로 세팅할 수 있도록 하는 수동모드를 작동할 수 있음은 물론이다.

아울러, 본 발명은 상기 레일 성형부(20) 최종롤러(22)의 압하량을 측정하는 최종롤러 압하량 측정부(80)가 더 구비되며, 상기 제어부(70)는 상기 최종롤러 압하량 측정부(80)에 측정된 압하량을 감지제어하여 최종롤러(22)가 압하되도록 하는 것이 바람직하다.

최종롤러(22)를 압하되도록 하기 위한 장치는 다음과 같다. 상기 최종롤러(22) 중 상부최종롤러(22a)는 승하강되도록 고정되며 하부최종롤러(22b)는 상부최종롤러(22a)의 하부에 고정되게 된다.

도 8에서와 같이, 상부최종롤러(22a)를 회전가능하게 지지하며 승하강되며 하단부가 최종롤러 압하량 측정부(80)의 접촉되는 상부최종롤러 지지축(23)과, 상기 상부최종롤러 지지축(23)과 결합되어 승하강되도록 연동되는 연동부(24)와, 상기 연동부(24)의 하부에 결합되는 피스톤(25)과, 하부최종롤러(22b)가 고정되는 본체(26)에 고정부(27)를 통해 고정되며 상기 피스톤(25)을 상하로 습동시키는 실린더(28)로 이루어진다. 상기 고정부(27)는 실린더(28)가 고정되며, 상기 본체(26)에 고정되게 된다.

상기 실린더(28)에 의해 피스톤(25)이 인입되게 되면 상기 연동부(24)가 하강하게 되고 상기 연동부(24)에 결합된 상기 상부최종롤러 지지축(23)이 하강하게 되며 상기 상부최종롤러 지지축(23)의 하단은 상기 최종롤러 압하량 측정부(80)와 접촉되므로 상기 최종롤러 압하량 측정부(80)는 상기 상부최종롤러 지지축(23)의 하강높이를 측정하게 된다. 상기 최종롤러 압하량 측정부(80)는 측정된 데이터를 상기 제어부(70)에 전달하게 되며 상기 제어부(70)는 상기 최종롤러 압하량 측정부(80)의 측정된 데이터를 이용하여 상기 실린더(28)의 작동을 제어하게 된다.

상기 제어부(70)에는, 도 9에서와 같이, 상기 레일부재 성형측정부(50)에서 측정된 측정데이터의 변화량을 파형으로 분석하는 파형분석기(75)가 더 구비된 것이 바람직하다.

상기 파형분석기(75)는 상기 레일부재 성형측정부(50)에서 측정된 측정데이터의 변화량을 파형으로 분석함으로써, 가공되는 레일부재의 물성치 등에 따른 재료불량과, 롤러, 베어링 등의 기계적 결함 등을 판별하게 되므로 이에 대한 대처를 신속하게 수행할 수 있다.

아울러, 본 발명은, 도 9에서와 같이, 상기 제어부(70)와 근거리 통신망(LAN)으로 연결되어 수신된 데이터를 저장하는 서버(90)와, 상기 서버(90)와 연결되어 상기 롤포밍장치의 작동 유무를 관리자에게 실시간으로 보여줌은 물론 관리자의 조작에 따라 상기 롤 포밍장치의 동작을 제어하는 제어표시부(100);를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제어부(70)는 상기 서버(90) 및 제어표시부(100)와 근거리 통신망(LAN)으로 연결되어 전기적 신호를 송수신하도록 설치된다.

상기 서버(90)는 상기 제어부(70)를 통해 입력된 전기적 신호를 필요에 따라 레일부재가 생산된 생산 실적, 레일부재의 생산 도중에 발생되는 불량품 조회, 롤 포밍장치의 비가동 시간, 롤 포밍장치에 소요된 전력량 조회 등이 가능하도록 하며, 제어부(70)로부터 수신된 데이터를 저장한다.

상기 제어표시부(100)는 관리자가 실시간으로 롤 포밍장치의 생산량, 가동 시간 등을 보여줌은 물론 필요에 따라 관리자가 직접 롤 포밍장치를 제어하도록 하는 역할을 한다.

이와 같이 제어부(70)에 입력된 신호는 데이터를 주고 받을 수 있도록 연결되어 있는 서버(90)로 보내지게 되고, 서버(430)에서는 수신된 데이터로부터 자료를 분석 또는 분류하며 수신된 데이터를 저장하게 된다. 이렇게 저장된 데이터는 제어표시부(100)에 표시되며, 제어표시부(100)에서는 롤 포밍장치의 전체적인 작동을 파악할 수 있음은 물론 필요에 따라 롤 포밍장치의 동작을 제어하는 제어신호를 보내게 된다.

따라서, 본 발명은 롤포밍장치가 설치된 현장에서 상기 제어부(70)에 의한 제어가 가능하며, 롤포밍장치가 설치된 현장에서 근거리 통신망으로 연결된 통제실 등에서 상기 서버(90) 및 제어표시부(100)에 의한 제어도 가능하게 된다.

도 10은 본 발명에 따른 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치의 작동흐름도이다.

도시된 바와 같이, 다단 롤 포밍에 의해 성형된 레일부재는 실시간 형상치수를 측정하게 되고 일정오차범위를 벗어나 불량판정이 되면 자동으로 최종롤러 압하량을 조정하도록 피드백됨으로써 가동을 중단하지 않은 상태에서 제품 품질을 조절할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

10: 언코일러 장치
20: 레일 성형부
30: 커팅부
40: 배출부
50: 레일부재 성형측정부
60: 데이터베이스
70: 제어부
75: 파형분석기
80: 압하량 측정부
90: 서버
100: 제어표시부

Claims

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판상으로 된 부재가 연속적으로 감겨진 언코일러 장치(10)로부터 공급되는 판상부재가 다수의 롤러(21)에 의해 레일부재(1)를 형성하며, 상부최종롤러(22a)를 회전가능하게 지지하며 승하강되며 하단부가 최종롤러 압하량 측정부(80)의 접촉되는 상부최종롤러 지지축(23)과, 상기 상부최종롤러 지지축(23)과 결합되어 승하강되도록 연동되는 연동부(24)와, 상기 연동부(24)의 하부에 결합되는 피스톤(25)과, 하부최종롤러(22b)가 고정되는 본체(26)에 고정부(27)를 통해 고정되며 상기 피스톤(25)을 상하로 습동시키는 실린더(28)로 이루어지는 최종롤러(22)가 구비된 레일 성형부(20);
상기 레일 성형부(20)에 의해 성형된 레일부재(1)를 일정 길이로 자르는 커팅부(30);
상기 커팅부(30)에 의해 잘려진 레일부재(1)를 배출하는 배출부(40);
상기 레일 성형부(20)와 상기 커팅부(30) 사이에 위치하며, 상기 레일 성형부(20)에서 성형된 레일부재(1)의 성형치수를 실시간으로 측정하는 레일부재 성형측정부(50);
상기 레일부재 성형측정부(50)에 의해 실시간으로 측정된 레일부재(1)의 성형치수에 따른 상기 레일 성형부(20) 최종롤러(22)의 압하량을 저장하는 데이터베이스(60);
상기 레일부재 성형측정부(50)에 의해 실시간으로 측정된 성형치수가 가공하고자하는 가공치수와 일정오차범위를 벗어나는 경우 상기 데이터베이스(60)에 저장된 데이터를 이용하여 상기 레일 성형부(20) 최종롤러의 압하량을 피드백 제어하는 제어부(70);를 포함하여 이루어지며,
상기 레일부재 성형측정부(50)는 상기 레일 성형부(20)에 의해 성형된 레일부재(1)의 좌우 양쪽에 각각 2개씩 동일위치에 동일간격으로 설치되며 레일부재(1)의 양측면과 접하여 레일부재(1)의 좌우변위를 측정하는 접촉식 변위센서이고,
상기 상부최종롤러 지지축(23)의 하단과 접하도록 설치되며, 상기 실린더(28)에 의해 피스톤(25)이 인입되게 되면 상기 연동부(24)가 하강하게 되고 상기 연동부(24)에 결합된 상기 상부최종롤러 지지축(23)이 하강하게 될 때 상기 상부최종롤러 지지축(23)의 하강높이를 측정함으로써 상기 레일 성형부(20) 최종롤러의 압하량을 측정하는 최종롤러 압하량 측정부(80)가 더 구비되며,
상기 제어부(70)는 상기 최종롤러 압하량 측정부(80)에 측정된 압하량을 감지제어하고,
상기 제어부(70)에는 상기 레일부재 성형측정부(50)에서 측정된 측정데이터의 실시간 변화량을 파형으로 분석하는 파형분석기(75)가 더 구비되며,
상기 제어부(70)와 근거리 통신망(LAN)으로 연결되어 수신된 데이터를 저장하는 서버(90);
상기 서버(90)와 연결되어 롤포밍장치의 작동 유무를 관리자에게 실시간으로 보여줌은 물론 관리자의 조작에 따라 상기 롤 포밍장치의 동작을 제어하는 제어표시부(100);를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실시간 공정데이터 기반의 롤포밍장치.