KR101887529B1

KR101887529B1 - 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템

Info

Publication number: KR101887529B1
Application number: KR1020160132696A
Authority: KR
Inventors: 김동진
Original assignee: 주식회사전우정밀
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2018-09-10
Also published as: KR20180040861A

Abstract

본 발명은 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템에 관한 것으로서, 상기 메인 롤러와 상기 메인 샤프트가 이격되어 형성된 공간으로 상기 컨베이어 롤러에 의해 평판의 형상물이 투입되어 위치하면, 상기 메인 롤러 혹은 상기 메인 샤프트가 구동에 의해 간격이 좁아져 압착시키면서, 상기 메인 샤프트의 단면이 상기 탄성체층 부분을 누르면서 서로 회전하여 상기 형상물을 상기 메인 샤프트에 감싸여 원통으로 변형시킨 후 변형된 원통의 상기 형상물을 상기 이젝터브라켓으로 배출하는 상기 롤링장치를 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 블랭킹 및 프레스 공정을 통하여 만들어진 커버 및 형상물이 형상물 이송장치를 통하여 롤링장치, 포밍장치, 사이징장치, 포지셔닝 장치, 커버 코킹장치 및 검사장치를 거쳐 모터 케이스가 제조되는 롤링 시스템 공정에 있어, 기존의 드로잉 공법과 재료 손실 및 제조원가를 비교하면 제조원가가 22% 절감되는 효과를 준다.

Description

롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템{Rolling system that linked the rolling method and the transfer method}

본 발명은 롤링시스템 공정에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평판의 형상물(Case)과 커버(Cover)를 통하여 소정의 공정과정인 롤링 공정, 포밍공정, 사이징 공정, 포지셔닝공정, 측정 및 조립공정, 커버(Cover) 코킹공정, 검사공정을 거쳐 모터 케이스를 제작하는 공정시스템으로 재료원가절감 및 가공비용절감 효과가 우수한 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 실내는 태양, 대기, 도로 또는 엔진 등과 같이 외부 및 내부에서 가해지는 여러가지 열에 의해 실내 좌석이나 계기류 등이 뜨거워지며, 차내 공기가 더워지거나 차가워지면 에어컨이나 히터를 가동한다.

자동차용 에어컨 시스템은 난방, 냉방, 제습을 시스템적으로 조절하여 사계절 언제나 차량 실내를 쾌적한 상태로 유지하게 해주는 공기조절시스템으로, 바람을 일으켜 원하는 온도를 유지하기 위해 시스템 내부에 블로우(Blower)라는 모터를 사용하고 있으며, 겨울철 히터도 마찬가지로 모터를 사용하고 있다.

자동차용으로 사용되어지는 모터는 전기적인 에너지를 받아서 기계적 에너지로 변환하는 역할을 수행하며, 그 중에서 블로우 모터는 케이스 어셈블리(Case ASS'Y), 아마추어 어셈블리, 커버 어셈블리로 구성되어 있다.

일반적으로 모터 케이스 제작을 위해 사용되는 공법 중에 딥 드로잉(Deep Drawing) 공법은 전체적인 제품성형에 사용되며, 재료의 가장자리를 잡고 성형시(프레스가 상하작동으로 내려갈 때) 재료의 유입을 조절하여 원하는 제품으로 성형하는 것을 말한다.

이처럼 모터 케이스를 제작하기 위한 일반적인 공정방식은 프레스금형을 사용하여 순차적 이송방식으로 성형하여 제작하거나, 사출성형, 다이캐스팅 성형, 단조압착에 의해 모터 케이스를 제작하였다. 그러나 이러한 방법은 사각의 큰 평판을 둥글게 성형하여 둥근 형상으로 절단하여 나머지 부분은 버려지는 부분이 많아 재료의 손실이 큰 문제점으로 인식되고 있으며, 또한 제품형상에 따른 추가 후가공으로 인하여 가공비 상승이 문제점으로 인식되고 있다.

또한, 종래기술은 프레스 중에 프레스와 멀티포머 공법이 연동한 방식이 있으나, 제품의 치수 및 정도가 불안정하게 생산되며 조립과정이 별도 공정이나 인력으로 조립되는 문제점이 있다.

한국등록특허 제 10-0538610호 한국등록특허 제 10-1028752호

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 기존의 프레스공정 중 드로잉 공법으로 제작되는 모터 케이스의 재료손실을 줄이고자 블랭킹공정으로 만들어진 평판의 형상물 및 프레스로 제작된 커버를 롤링공정, 포밍공정, 사이징공정, 포지셔닝, 측정 및 조립공정, 커버 코킹공정을 통해 재료손실 축소 및 연속된 신속한 가공공정이 이루어지도록 하는 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 대형 프레스(고가장비)에서 생산하는 드로잉 공법을 중소기업에서 용이하게 유지할 수 있는 중소형 프레스(장비)로 대체 생산하는 생산시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 메인 롤러와 상기 메인 샤프트가 이격되어 형성된 공간으로 상기 컨베이어 롤러에 의해 평판의 형상물이 투입되어 위치하면, 상기 메인 롤러 혹은 상기 메인 샤프트가 구동에 의해 간격이 좁아져 압착시키면서, 상기 메인 샤프트의 단면이 상기 탄성체층 부분을 누르면서 서로 회전하여 상기 형상물을 상기 메인 샤프트에 감싸여 원통으로 변형시킨 후 변형된 원통의 상기 형상물을 상기 이젝터브라켓으로 배출하는 상기 롤링장치를 구성한다.

또한, 상기 탄성체층은 강도를 지닌 고무, 탄성을 가지는 금속 및 우레탄 등의 재질로 두께가 상기 메인 롤러 전체 직경의 30%~80%로 구성되도록 하며, 철로 구성된 상기 메인 샤프트의 직경이 상기 메인 롤러의 직경 보다 1/5 ~ 1/2로 형성되는 특징을 가진다.

또한, 평판의 상기 형상물의 위치고정은 상기 메인 롤러와 상기 메인 샤프트 사이에 평판의 상기 형상물이 안착되도록 좌우방향으로 작동하는 상기 위치고정 브라켓이 설치되며, 상기 메인 롤러와 상기 메인 샤프트 사이의 정위치에 평판의 상기 형상물이 놓이는 구조를 가진다.

또한, 상기 압착구동부는 볼베어링 지지고정부, 볼베어링, 유압실린더을 포함하며, 평판의 상기 형상물이 상기 메인 롤러와 상기 메인 샤프트 사이에 안착 후 상하작동으로 내려온 상기 볼베어링 지지고정부는 하부에 부착된 상기 볼베어링에 의해 상기 메인 샤프트를 눌러주며, 동시에 상기 유압실린더에 연결된 프레임이 상기 메인 롤러를 상부방향으로 올려주어 힘의 평형이 유지되는 구조를 가진다.

또한, 상기 롤링장치 공정시 원통의 상기 형상물 양쪽 이음부의 원활한 체결을 위하여 평판의 양쪽 형상물 끝단은 살짝 말려줘 올라가 있는 형상이다.

본 발명은 블랭킹 및 프레스 공정을 통하여 만들어진 커버 및 형상물이 형상물 이송장치를 통하여 롤링장치, 포밍장치, 사이징 장치, 포지셔닝 장치, 커버 코킹장치 및 검사장치를 거쳐 모터 케이스가 제조되는 롤링 시스템 공정에 있어, 기존의 드로잉 공법과 재료 손실 및 제조원가를 비교하면 제조원가가 22% 절감되는 효과를 준다.

또한, 기존 드로잉 공정은 대형장비가 구비되어야 가공을 할 수 있으나, 이에 비해 중소형장비로 가공이 가능하여 원가절감이라는 효과가 있다.

또한, 롤링 공정을 통해 형상물의 직경에 구애받지 않아 고객사가 원하는 직경으로 제조가 가능하다.

또한, 우레탄재질의 롤러를 통해 형상물에 발생되는 스크래치 예방으로 제품의 녹방지 효과가 있다.

이와 같이 이러한 효과를 토대로 제품의 생산성 향상 및 신뢰성을 높이는 효과를 준다.

도 1은 본 발명에 따른 전체적인 롤링시스템 공정도를 나열한 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 롤링시스템의 전체적인 공정도를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 형상물 이송장치(Transfer System)를 도시한 정면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 롤링시스템에서 형상물 디스태커장치를 나타낸 정면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 도 2에 도시된 롤링시스템에서 롤링장치의 작동단계를 나타낸 정면도이다.
도 5f는 롤링 공정을 통해 제조된 원통의 형상물이 배출되는 과정을 나타낸 사시도이다.
도 6a는 도 2에 도시된 롤링시스템에서 포밍, 사이징(1차, 2차)공정을 나타낸 정면도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 포밍, 사이징(1차, 2차)공정에서 금형구조의 작동방식을 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 롤링시스템에서 형상물 포지셔닝장치를 나타낸 정면도이다.
도 8은 도 2에 도시된 롤링시스템에서 형상물 조립 및 코킹장치를 나타낸 정면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 롤링 시스템에서 커버 디스태커 및 커버 이송장치를 도시한 측정면도이다.
도 10은 도 2에 도시된 롤링시스템에서 치수검사 후 양품, 불량을 분리배출하는 검사장치를 나타낸 정면도이다.
도 11은 본 발명을 통해 제조되는 형상물을 나타낸 사시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지기능 및 구성에 대해 상세한 기술은 생략된다.

본 발명의 실시예에 따른 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템에서, "형상물"이라 함은 블랭킹 공정을 통하여 미리 만들어진 평판의 형상물을 말한다. 또한, 형상물(10)은 평판으로 정사각형 모양의 평판, 직사각형 모양의 평판, 한쪽 방향으로 길쭉한 형태의 평판, 둥근 형태의 평판 등 다양한 형태가 있을 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템에서, "커버(Cover)"는 롤링시스템(1) 공정 전에 프레스 공정을 통하여 뚜껑형태로 만들어진 것을 말한다.

본 발명의 실시예에 따른 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템에서, "상하방향"은 지표면 기준 또는 도 2에서 나타낸 정면도를 기준으로 위아래로 움직이는 부분이며, "좌우방향"도 마찬가지로 지표면 기준 또는 도 2에서 나타낸 정면도를 기준으로 왼쪽이나 오른쪽을 가리키는 것을 말한다.

도 1은 본 발명에 따른 전체적인 롤링시스템 공정도를 나열한 순서도이다. 도시된 바와 같이 롤링시스템 공정순서는 블랭킹 공정을 통하여 만들어진 형상물(10)이 흡착부(110)에 의해 이송되는 디스태커 장치(S10)와, 롤링 공정(S20)과, 포밍 공정(S30)과, 사이징 1단계(S40) 및 사이징 2단계(S50) 공정과, 포지셔닝(S60)과, 측정 및 조립 공정(S70)과, 커버 코킹 공정(S80)과, 검사 공정(S90)을 포함하여 구성된다.

디스태커 장치(S10)는 블랭킹 공정을 통하여 만들어진 평판의 형상물(10)을 흡착부(110)에 의해 한장씩 이송시키는 장치이다.

롤링 공정(S20)은 흡착부(110)에 이송된 평판의 형상물(10)을 회전하는 압연기의 롤러에 평판의 길쭉한 형상물(10)을 넣어 원통 형태로 만드는 공정이다.

포밍 공정(S30)은 롤링 공정(S20)에서 불안정한 부분인 원통의 양쪽 형상물 끝단(12)을 단차 보정을 통하여 원형화하는 공정이다.

사이징 1단계(S40) 및 사이징 2단계(S50) 공정은 포밍 공정(S30)에서 원통의 형상물(10)의 불안정한 동심도, 직각도, 내경공차, 진원도, 원통도를 1차 및 2차까지 순차적으로 보정 및 교정하는 공정이다.

포지셔닝(S60)은 원통의 형상물(10)이 정위치에 놓여졌는지 유무를 확인 및 보정하는 공정이다.

측정 및 조립 공정(S70)은 원통의 형상물(10)의 원통도, 단차 등을 측정하고 원통의 형상물(10)과 커버(20)를 가조립하는 공정이다.

커버 코킹 공정(S80)은 원통의 형상물(10)과 커버(20)를 코킹펀치(540)로 눌러 체결하는 공정이다.

검사 공정(S90)은 제작된 모터 케이스(30)의 동심도, 내경 측정을 통하여 합격 및 불합격 유무를 판단하는 공정이다.

도 2는 본 발명에 따른 롤링시스템의 전체적인 공정도를 도시한 정면도이다. 도시된 바와 같이 롤링시스템(1)은 평판의 형상물(10)을 공급하는 디스태커 장치(100), 롤링 공정(S20)이 이루어지는 롤링장치(200), 원통의 형상물(10)을 단차 보정 및 치수 보정이 이루어지는 성형장치(300), 모터케이스 제조장치(2)를 포함하여 구성된다.

모터케이스 제조장치(2)는 원통의 형상물(10)의 정위치를 제어하는 포지셔닝 장치(400), 원통의 형상물(10)과 커버(20)가 체결되는 커버 코킹장치(500), 제작된 모터 케이스(30)를 검사하는 검사장치(600)를 더 포함하여 구성된다.

롤링시스템(1)은 도 2에서 나타낸 정면도처럼 디스태커 장치(100)를 통하여 형상물(10)을 흡착부(110)에 의해 롤링장치(200)로 이송 후 공정진행 순서가 좌측에서 우측방향으로 진행이 이루어진다.

또한, 롤링시스템(1) 공정은 각 공정마다 순서를 작업자의 작업방식에 의해 공정순서가 변경되게 설계할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 형상물 이송장치를 도시한 정면도이다. 도시된 바와 같이 형상물 이송장치(700)는 롤링시스템(1)과 연동한 상하방향 및 좌우방향으로 작동하여 형상물(10)을 다음 공정으로 이송시켜주는 장치이며, 다수개의 이송용 핑거(710), 고정브라켓(720), 이송프레임(730) 및 타이밍 벨트(740)를 포함하여 구성된다.

다수개의 이송용 핑거(710)는 고정브라켓(720)의 일측 끝단에 배치되며, 원통의 형상물(10)을 잡아 각 공정마다 형상물 이송거리(d)만큼 각 공정의 위치로 이송시켜 주는 역할을 한다.

고정브라켓(720)은 이송용 핑거와 이송용 핑거 사이의 거리(d)만큼 배치되어 이송프레임(730)에 고정되도록 설계된다.

이송프레임(730)는 롤링시스템(1) 공정과 연동되며, 타이밍 벨트(740)에 의해 상하방향 및 좌우방향으로 작동하도록 설계된다.

도 4는 도 2에 도시된 롤링시스템에서 디스태커 장치를 나타낸 정면도이다. 도시된 바와 같이 디스태커(Destacker) 장치(100)는 블랭킹 공정에 의해 만들어진 평판의 형상물(10)을 하나씩 순차적으로 롤링장치(200)로 이송시켜주는 장치이며, 흡착부(110), 좌우거치대(120), 상하거치대(130), 이송장치(140) 및 이송대(150)를 포함하여 구성된다.

흡착부(110)는 고무재질의 패드에 공기의 흡착력을 이용하여 다수개의 평판의 형상물(10)을 하나씩 흡착하도록 설계된다.

좌우거치대(120)는 다수개의 평판의 양쪽 형상물 끝단(12)의 위치를 고정시켜 주는 역할을 한다.

상하거치대(130)는 다수개의 평판의 형상물(10)을 상하로 지탱해주며, 평판의 형상물(10)이 같은 위치에서 흡착되도록 상하방향으로 위치를 고정시켜주는 역할을 수행한다.

이송장치(140)는 일측에 흡착부(110)가 장착되며, 상하작동으로 흡착된 평판의 형상물(10)이 이송대(150)를 따라 좌우작동하여 롤링장치의 켄베이어 롤러(240)에 안착되도록 설계된다.

도 5a 내지 도 5e는 도 2에 도시된 롤링시스템에서 롤링장치의 작동단계를 나타낸 정면도이다. 도시된 바와 같이 롤링장치(200)는 평판의 형상물(10)을 롤링공정을 거쳐 원통의 형상물(10)로 제조되는 공정장치이며, 메인 롤러(210), 메인 샤프트(220), 압착구동부(230), 컨베이어 롤러(240), 위치고정 브라켓(250), 이젝터브라켓(260), 프레임(270), 회전구동부(280) 및 회수부(290)를 포함하여 구성된다.

메인 롤러(210)는 롤링과정에서 회전을 통하여 형상물(10)에 가압력을 주어 메인 샤프트(220)에 감기도록 하며, 메인 롤러(210)는 중심부의 금속 롤러(212)와 금속 롤러(212)를 원주방향으로 감싸는 탄성을 가지는 탄성체층(211)으로 구성되도록 설계된다.

탄성체층(211)은 롤링과정에서 회전시 평판의 형상물(10)을 압착하여 형상물(10)이 구부러지도록 하는 역할을 하며, 탄성체층(211)의 두께가 메인 롤러(210) 전체 직경의 30%~80% 이상 차지하도록 설계된다.

또한, 여기서 탄성체층(211)의 두께는 메인 롤러(210) 전체 직경의 40%~60%가 가장 바람직하다.

또한, 형상물(10)의 재질이나 구부리는 정도에 따라 당업자는 탄성체층(211) 두께의 조절이 가능하도록 설계할 수 있다.

또한, 형상물(10)의 강도에 따라 메인 롤러(210)의 가압력을 조절가능하도록 설계할 수 있다.

또한, 메인 롤러(210)의 바깥부분은 강도를 지닌 고무, 탄성을 가지는 금속, 우레탄 등이 있으나, 그 중에서 우레탄 재질이 가장 적합하다.

아울러, 롤링 공정(S20)은 메인 롤러(210)부분에 설치된 우레탄재질로 인하여 형상물(10)에 발생할 수 있는 스크래치 방지효과가 있다.

금속 롤러(212)는 메인 롤러(210)의 중심부에 위치하며, 탄성체층(211)과 메인 롤러(210)를 지탱해주는 역할을 수행한다.

고정대(213)는 메인 롤러(210)의 중심축에 연결되어, 메인 롤러(210)가 상하방향으로 움직이도록 프레임(270)에 고정되도록 설계된다.

메인 샤프트(220)는 경도가 높고 내마모성이 좋은 재질의 금속 샤프트 형태로 메인 롤러(210)와 연동되어 상하로 움직이지 않는 고정된 샤프트이며, 메인 롤러(210)의 가압력 회전에 의해 평판의 형상물(10)이 회전하는 메인 샤프트(220)에 감기도록 설계된다.

또한, 메인 샤프트(220)는 형상물(10)의 원통 직경에 따라 당업자가 직경을 다르게 설계할 수 있다.

다만, 메인 샤프트(220)의 직경은 메인 롤러(210)의 직경에 1/5 ~ 1/2 보다 작게 설계하며, 그 중에서 메인 롤러(210) 직경의 1/2이하가 바람직하다.

압착구동부(230)는 상하방향으로 작동되도록 하는 유압실린더(233)와, 메인 롤러(210)의 가압력에 의해 메인 샤프트(220)의 변형을 예방하기 위하여 가압력의 반대방향인 아래방향으로 메인 샤프트(220)을 눌러 힘의 평형이 유지되도록 하는 볼베어링(232)과, 볼베어링(232)과 유압실린더(233)를 연결하여 상하작동 하도록 하는 볼베어링 지지고정부(231)을 포함하여 구성된다..

컨베이어 롤러(240)는 디스태커 장치(100)에 의해 이송된 평판의 형상물(10)이 메인 롤러(210)와 메인 샤프트(220) 사이에 안착되도록 설계된다.

위치고정브라켓(250)은 메인 롤러(210)와 메인 샤프트(220) 사이에 배치되어, 평판의 형상물(10)이 컨베이어 롤러(240)를 통해 투입되는 과정에서 도 5b에 도시된 좌우방향으로 작동하여 평판의 형상물(10)이 메인 롤러(210)와 메인 샤프트(220) 사이의 정위치에 안착시켜 주는 역할을 한다.

프레임(270)은 사각형 틀 구조로 아래의 일측에 고정대(213)가 고정되어 있으며, 위쪽의 일측에 유압실린더(233)가 고정되도록 설계된다.

또한, 프레임(270)은 유압부(230)가 상하작동으로 내려온 후에 유압실린더(233)에 의해 메인 롤러(210)를 상하작동으로 올려주는 역할을 수행한다.

도 5f는 롤링 공정을 통해 제조된 원통의 형상물이 배출되는 과정을 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이 롤링장치(200)의 원통의 형상물(10)이 배출되는 과정은 이젝터브라켓(260), 회전작동부(280) 및 회수부(290)를 포함하여 구성된다.

이젝터브라켓(260)은 메인 샤프트(220) 축에 배치되어, 롤링공정 후 메인 샤프트(220)에 감겨있는 원통의 형상물(10)이 배출되도록 설계된다.

또한, 이젝터브라켓(260)은 메인 샤프트(220) 축방향으로 작동하기 위해 메인 샤프트(220)의 직경보다 큰 직경으로 설계된다.

회수부(290)는 원통의 형상물(10)이 90도 회전되도록 하는 회전판(291)과, 회전판(291)과 회수통(294) 사이를 연결하는 상판1(292) 및 상판2(293)을 포함하여 구성된다.

회수통(294)은 도 5f에 도시된 위치에서 메인 샤프트(220)에 감겨있는 원통의 형상물(10)이 배출될 때, 회전판(291)에 의해 회수통(294)이 90도 회전되도록 설계된다.

또한, 회수통(294)은 원통의 형상물(10)이 안착된 후 다시 90도 회전되도록 설계된다.

도 6a 내지 도 6b는 도 2에 도시된 롤링 시스템에서 성형장치 부분과 금형부분을 나타낸 정면도 및 평면도이다. 도시된 바와 같이 성형장치(300)는 롤링 공정(S20)에서 불안정한 부분인 원통의 양쪽 형상물 끝단(12)을 원형화하는 공정의 포밍공정(S30)과, 포밍 공정(S30)에서 원통의 형상물(10)의 동심도, 직각도, 내경공차, 진원도, 원통도 등을 1차 및 2차로 순차적인 교정 및 보정을 하는 사이징공정(S40, S50)을 포함하여 구성된다.

포밍 공정(S30), 사이징 1단계(S40) 및 사이징 2단계(S50) 공정은 성형장치(300) 내부에 배치되며, 다수개의 펀치(310), 펀치고정대(320), 펀치고정핀(330), 다수개의 CAM(340), 상부 유압실린더(350), 하부 에어실린더(360), 다이고정부(370), 금형받힘틀(380) 및 금형고정판(390)을 포함하여 구성된다.

펀치(310)는 금형받힘틀(380) 내부에 배치되며, 도 6b의 평면도에 도시된 바와 같이 4분할로 설치되도록 설계된다.

또한, 펀치(310)는 다수개의 캠(340)이 누름으로 인해 원형의 형상물(10)을 잡아주도록 설계된다.

펀치고정대(320)는 다수개의 펀치(310)를 고정시켜 주는 역할을 한다.

펀치고정핀(330)은 펀치고정대에 고정된 다수개의 펀치(310)와 금형받힘틀(380)을 연결하도록 설계된다.

또한, 펀치고정핀(330)은 연결부위 사이에 스프링이 설치되어 다수개의 펀치(310)가 도 6b에 도시된 방향으로 작동하도록 도와주는 역할을 한다.

도 7은 도 2에 도시된 롤링시스템에서 포지셔닝장치를 나타낸 정면도이다. 도시된 바와 같이 포지셔닝장치(400)는 원통의 형상물(10)이 커버(20)와 체결되기 위해 정위치 여부를 제어하는 장치이며, 위치감지센서(410), 회전대(430), 거치대(440) 및 모터부(450)를 포함하여 구성된다.

위치감지센서(410)는 포지셔닝장치(400) 프레임의 센서브라켓(420) 일측 끝단에 배치되어, 형상물 홈(11)과 일치되도록 설계된다.

회전대(430)는 원통의 형상물(10)이 거치대(440)에 안착된 후, 하부에 설치된 모터부(450)로 인해 회전되도록 설계된다.

또한, 회전대(430)는 회전하면서 형상물 홈(11)과 위치감지센서(410)가 일치하면 회전이 멈추도록 설계된다.

도 8은 도 2에 도시된 롤링시스템에서 커버 코킹장치를 나타낸 정면도이다. 도시된 바와 같이 커버 코킹장치(500)는 정위치 놓인 원통의 형상물(10)의 외경 측정후 커버(20)를 가조립하는 측정 및 조립 공정(S70)과, 원통의 형상물(10)과 커버(20)을 코킹펀치(540)에 의해 체결되는 공정의 커버 코킹 공정(S80)을 포함하여 구성된다.

측정 및 조립공정(S70)은 커버(20)와 코킹되기 전 과정으로 원통의 형상물(10)에 대해 외경을 측정하고 커버(20)를 가조립하는 공정이며, 센서1(510), 센서2(520) 및 받침대(530)를 포함하여 구성된다.

센서1(510) 및 센서2(520)은 원통의 형상물(10)이 안착되는 외경 주위에 배치되어, 각각의 센서 위, 중간, 아래 각 3개의 포인트를 센싱하여 원통의 형상물(10) 지름값을 측정하도록 설계된다.

커버 코킹 공정(S80)은 원통의 형상물(10)과 커버(20)을 체결하는 공정이며, 코킹펀치(540), 유압실린더(550) 및 코킹다이(560)를 포함하여 구성된다.

코킹펀치(540)는 도 8에 도시된 바와 같이 유압실린더(550)의 하단부에 배치되어, 유압실린더(550)의 작동으로 상하방향으로 작동되도록 설계된다.

또한, 코킹펀치(540)는 가조립된 상태의 원통의 형상물(10) 및 커버(20)가 형상물 이송장치(700)에 의해 이송되어 코킹다이(560)에 안착된 후, 유압실린더(550)의 작동으로 원통의 형상물(10) 및 커버(20)가 체결되어 모터 케이스(30)로 제품화가 된다.

도 9는 본 발명에 따른 롤링시스템에서 커버가 이송되는 커버 이송장치를 도시한 측정면도이다. 도시된 바와 같이 커버 이송장치(800)는 프레스에 의해 이미 만들어진 커버(20)를 제품 회전을 통하여 정위치에 놓은 후 커버 코킹장치(500)에 이송하는 장치이며, 커버 흡착장치(810), 커버 이송대(820), 커버 거치대(830), 커버 받침대(840), 커버 컨베이어 벨트(870) 및 커버 정위치 제어기(890)을 포함하여 구성된다.

커버 흡착장치(810)는 커버 흡착장치1(810a)과 커버 흡착장치2(810b)로 구성되며, 고무재질의 패드에 공기의 흡착력을 이용하거나 이송용 핑거를 통하여 다수개의 커버(20)을 하나씩 흡착하도록 설계된다.

또한, 커버 흡착장치(810)는 커버 이송대(820)를 통하여 도 9에 도시된 작동방향으로 이송되도록 설계된다.

커버 이송대(820)는 커버 이송대1(820a), 커버 이송대2(820b) 및 커버 이송대3(820c)으로 구성되며, 커버 흡착장치(810)가 이송되도록 설계된다.

커버 받침대(840)는 커버 거치대(830)에 비치되어 있는 다수개의 커버(20)를 지탱해주며, 커버(20)가 같은 위치에서 흡착되도록 도 9에 도시된 위쪽방향으로 밀어주는 역할을 수행한다.

커버 정위치 제어기(890)는 커버(20)가 커버 코킹장치(500)에 이송하기 전, 커버(20)를 정위치에 놓기 위하여 제어하는 장치이며, 도 9에 도시된 바와 같이 회전대(891), 받침대(892)를 포함하여 구성된다.

회전대(891)는 받침대(892) 상부에 배치되어, 커버(20)가 안착된 후 좌우방향으로 회전하면서 세팅위치에 안착되도록 설계된다. 또한, 커버 이송장치(800)는 형상물(10)과의 체결을 위하여 커버(20)가 이송단계에서 커버 정위치 제어기(890)에 안착된 후 회전대(891)의 좌우회전을 통하여 커버(20)가 흔들리는 과정 중, 커버(20)의 홈과 회전대(891)의 돌출부가 일치되는 세팅위치에 안착되도록 한다.

도 10은 도 2에 도시된 롤링시스템에서 검사장치를 나타낸 정면도이다. 도시된 바와 같이 검사장치(600)는 커버 코킹장치(500)를 통하여 체결된 모터 케이스(30)에 대해 동심도, 진원도를 측정하여 합격 및 불합격 여부를 검사하는 장치이며, 센서1(610), 센서2(620) 및 거치대(630)를 포함하여 구성된다.

센서1(610) 및 센서2(620)는 최종적으로 제작된 모터 케이스(30)의 4군데 포인트를 통해 동심도 및 진원도를 측정하도록 설계된다.

검사장치(600)는 측정결과에 따라 형상물 이송장치(700)를 통해 합격위치나 불합격위치에 이송되도록 설계된다.

도 11은 본 발명을 통해 제조되는 형상물을 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이 형상물(10)은 공정 전에는 평판의 형상물(10)과 커버(20) 상태에서 공정 후에는 원통의 형상물(10)과 커버(20)이 체결된 모터 케이스(30)로 제품화 된다.

이하, 본 발명에 의한 롤링 시스템(1) 공정의 작동순서는 다음과 같다.

블랭킹 공정을 통하여 미리 만들어진 평판의 형상물(10)을 디스태커 장치(100)에 의해 롤링장치(200)의 컨베이어 롤러(240)에 안착된 후 컨베이어 롤러(240)를 따라 메인 롤러(210)와 메인 샤프트(220) 사이를 통과하는 과정에서 회전하는 메인 롤러(210)의 가압력에 의해 상하방향으로 움직이지 않고 고정된 메인 샤프트(220)에 감겨 원통의 형상물(10)이 제작된다. 원통의 형상물(10)은 이젝터브라켓(260)에 의해 메인 샤프트(220)에서 배출되며, 배출된 원통의 형상물(10)은 회수통(294)에 담겨줘 90도 회전 후 형상물 이송장치(700)에 의해 다음공정으로 이송된다. 포밍 공정(S30)으로 이송된 원통의 형상물(10)은 양쪽 형상물 끝단(12)의 원형화를 위해 4분할의 펀치(310)를 통하여 원형화 시킨다. 원형화된 원통의 형상물(10)은 1차 및 2차 사이징 공정(S40, S50)을 통하여 치수보정을 한다. 사이징 공정 후 커버(20)부분과 체결을 위하여 원통의 형상물(10)을 정해진 정위치에 오도록 포지셔닝 장치(400)에서 회전제어한다. 정위치에 세팅된 원통의 형상물(10)은 형상물이송장치(700)로 커버(200)와의 가조립을 위하여 다음공정으로 이송된다. 미리 프레스 공정에 의해 만들어진 커버(20)를 커버 이송장치(800)를 통해 이송하며, 원통의 형상물(10)에 대한 외경을 측정한다. 외경측정이 끝나면 커버(20)와 원통의 형상물(10)이 가조립 상태에서 커버 코킹 공정(S80)을 통하여 원통의 형상물(10)과 커버(20)를 체결시킨다. 체결을 통해 모터 케이스(30)로 제작된 후 최종적으로 모터 케이스(30)에 대한 검사장치(600)를 통하여 합격 및 불합격 유무를 검사하여 최종 제품화가 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 롤링시스템 2 : 모터케이스 제조장치
10 : 형상물 11 : 형상물 홈
12 : 형상물 끝단
20 : 커버(Cover) 30 : 모터 케이스
100 : 디스태커(Destacker)장치
110 : 흡착부 120 : 좌우거치대
130 : 상하거치대 140 : 이송장치
150 : 이송대
200 : 롤링(Rollling)장치
210 : 메인 롤러 211 : 탄성체층
212 : 금속 롤러 213 : 고정대
220 : 메인 샤프트 230 : 압착구동부
231 : 볼베어링 지지고정부 232 : 볼 베어링
233 : 유압실린더 240 : 컨베이어 롤러
250 : 위치고정 브라켓 260 : 이젝터브라켓
270 : 프레임 280 : 회전구동부
290 : 회수부 291 : 회전판
292 : 상판1 293 : 상판2
294 : 회수통
300 : 성형장치
310 : 펀치 320 : 펀치고정대
330 : 펀치고정핀 340 : 캠(CAM)
350 : 상부 유압실린더 360 : 하부 에어실린더
370 : 다이 고정부 380 : 금형받힘틀
390 : 금형고정판
400 : 포지셔닝장치
410 : 위치감지센서 420 : 센서 브라켓
430 : 회전대 440 : 거치대
450 : 모터부 460 : 센서 브라켓 고정볼트
500 : 커버 코킹장치
510 : 센서1 520 : 센서2
530 : 받침대 540 : 코킹펀치
550 : 유압실린더 560 : 코킹다이
600 : 검사장치
610 : 센서1 620 : 센서2
630 : 거치대
700 : 형상물 이송장치
710 : 이송용 핑거 720 : 고정브라켓
730 : 이송프레임 740 : 타이밍 벨트
800 : 커버 이송장치
810a : 커버 흡착장치1 820a : 커버 이송대1
810b : 커버 흡착장치2 820b : 커버 이송대2
820c : 커버 이송대3
830 : 커버 거치대 840 : 커버 받침대
850 : 지지대 860 : 커버 모터부
870 : 커버 컨베이어 벨트 880 : 컨베이어 모터부
890 : 커버 정위치 제어기 891 : 회전대
892 : 받침대
d : 이송용 핑거와 이송용 핑거 사이의 거리 및 각 공정마다 형상물 이송거리
-- 부호의 설명 끝 --

Claims

롤링장치(200)를 포함하는 롤링시스템(1)에 있어서,
상기 롤링장치(200)는 메인 롤러(210), 메인 샤프트(220), 압착구동부(230), 컨베이어 롤러(240) 및 이젝터브라켓(260)를 포함하되,
상기 메인 롤러(210)는 중심부에 위치한 금속 롤러(212)와, 상기 금속 롤러(212)를 원주 방향으로 감싸며 탄성을 가지는 탄성체층(211)을 포함하고,
상기 메인 샤프트(220)는 금속으로 이루어지고,
상기 메인 롤러(210)와 상기 메인 샤프트(220)가 이격되어 형성된 공간으로 상기 컨베이어 롤러(240)에 의해 평판의 형상물(10)이 투입되어 위치하면, 상기 메인 롤러(210) 혹은 상기 메인 샤프트(220)가 구동에 의해 간격이 좁아져 압착시키면서, 상기 메인 샤프트(220)의 단면이 상기 탄성체층(211) 부분을 누르면서 서로 회전하여 상기 형상물(10)을 상기 메인 샤프트(220)에 감싸여 원통으로 변형시킨 후 변형된 원통의 상기 형상물(10)을 상기 이젝터브라켓(260)으로 배출하고,
상기 압착구동부(230)는 볼베어링 지지고정부(231), 볼베어링(232), 유압실린더(233)을 포함하되,
평판의 상기 형상물(10)이 상기 메인 롤러(210)와 상기 메인 샤프트(220) 사이에 안착 후 상하작동으로 내려온 상기 볼베어링 지지고정부(231)는 하부에 부착
된 상기 볼베어링(232)에 의해 상기 메인 샤프트(220)를 눌러주며, 동시에 상기 유압실린더(233)에 연결된 프레임(270)이 상기 메인 롤러(210)를 상부방향으로 올려주어 힘의 평형이 유지되는 구조를 가지는 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템
제1항에 있어서,
상기 탄성체층(211)은 강도를 지닌 고무, 탄성을 가지는 금속 또는 우레탄의 재질로 두께가 상기 메인 롤러(210) 전체 직경의 30%~80%로 구성되도록 하며,
철로 구성된 상기 메인 샤프트(220)의 직경이 상기 메인 롤러(210)의 직경 보다 1/5 ~ 1/2로 형성되는 특징을 가지는 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템.
제1항에 있어서,
평판의 상기 형상물(10)의 위치고정은 상기 메인 롤러(210)와 상기 메인 샤프트(220) 사이에 평판의 상기 형상물(10)이 안착되도록 좌우방향으로 작동하는 위치고정 브라켓(250)이 설치되며, 상기 메인 롤러(210)와 상기 메인 샤프트(220) 사이의 정위치에 평판의 상기 형상물(10)이 놓이는 구조를 가지는 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 롤링장치(200)를 포함하는 상기 롤링시스템(1)에 있어서,
하부 에어실린더(360)의 작동으로 다이고정부(370)가 원통의 상기 형상물(10) 내부로 관통되어, 원통의 상기 형상물(10)의 내경을 잡아주는 과정과 동시에
상부 유압실린더(350)에 의해 상하방향으로 다수개의 캠(340)이 작동되어, 금형받힘틀(380) 내부에 있는 4분할의 펀치(310)를 눌러 상기 펀치(310)가 상기 금형받힘틀(380) 가운데로 모아지는 과정에 원통형상, 내경 및 외경을 잡아주는 성형장치(300)를 더 포함하는 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 롤링시스템(1)에서 원통의 상기 형상물(10)이 정위치 유무를 잡아주는 포지셔닝장치(400)와, 원통의 상기 형상물(10)과 커버(20)를 조립하는 커버 코킹장
치(500)와, 조립된 모터케이스(30)를 최종적으로 검사하는 검사장치(600)을 더 포함하는 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템.
제6항에 있어서,
상기 포지셔닝 장치(400)는 원통의 상기 형상물(10)이 거치대(440)에 안착된 후 모터부(450)의 작동으로 회전대(430)가 회전하면서 형상물 홈(11)을 위치감지센서(410)가 감지할 때 회전이 멈춰 정위치가 이루어지도록 하는 특징을 더 포함하는 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템.
제6항에 있어서,
커버 코킹장치(500)는 원통의 상기 형상물(10)의 외경측정을 거쳐 원통의 상기 형상물(10)과 커버(20)는 가조립 상태에서 측정 및 조립공정(S70) 완료 후 다음 공정으로 상기 형상물(10)을 이송시키는 형상물 이송장치(700)에 의해 이송된 후, 유압실린더(550)에 의해 상하운동으로 코킹펀치(540)가 작동하여 가조립된 상기 형상물(10)과 상기 커버(20)를 눌러 조립하는 특징을 더 포함하는 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템.
제8항에 있어서,
상기 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템은
상기 커버(20)를 이송시키는 커버 이송장치(800)를 더 포함하며 상기 커버 이송장치(800)는,
상기 형상물(10)과의 체결을 위하여 상기 커버(20)가 이송단계에서 커버 정위치 제어기(890)에 안착된 후 회전대(891)의 좌우회전을 통하여 상기 커버(20)가 흔들리는 과정 중, 상기 커버(20)의 홈과 회전대(891)의 돌출부가 일치되는 세팅위치에 안착되도록 하는 특징을 더 포함하는 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템.
제1항에 있어서,
상기 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템은
상기 형상물(10)을 이송하는 형상물 이송장치(700)를 더 포함하며, 상기 형상물 이송장치(700)는,
상기 롤링시스템(1)과 연동하여 작동되며, 다수개의 이송용 핑거(710)로 상기 형상물(10)을 상하방향으로 올린 후 다음공정 단계인 좌우방향으로 작동하여 상
기 형상물(10)을 안착시키는 구조를 특징으로 하는 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템.
제1항에 있어서,
상기 롤링장치(200) 공정시 원통의 상기 형상물(10) 양쪽 이음부의 원활한 체결을 위하여 평판의 양쪽 형상물 끝단(12)은 살짝 말려줘 올라가 있는 형태를 가지는 롤링공법과 이송공법을 연동한 롤링시스템.