KR101903654B1

KR101903654B1 - 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치

Info

Publication number: KR101903654B1
Application number: KR1020170061189A
Authority: KR
Inventors: 김경환; 김수환
Original assignee: 대화항공산업 주식회사
Priority date: 2017-05-17
Filing date: 2017-05-17
Publication date: 2018-10-02

Abstract

본 발명은, 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치에 관한 것으로서, 플렉스포밍(flex forming) 공정을 수행하는 프레스 머신; 상기 프레스 머신의 좌측 또는 우측에 구비되며, 상기 프레스 머신에 의해 성형 작업이 이루어질 복수 개의 폼 블록들과 복수 개의 판재들이 안착된 제1 트레이를 대기시키거나, 상기 프레스 머신에 의해 성형 작업이 완료된 복수 개의 폼 블록들과 복수 개의 성형품들이 안착된 제2 트레이를 상기 제1 트레이와 교체하기 위해 상기 제1 트레이 및 상기 제2 트레이를 지지하는 트레이 지지유닛; 상기 프레스 머신의 상측에 구비되어, 상기 제2 트레이를 상기 프레스 머신에서 상기 트레이 지지유닛으로 이동시켜 상기 트레이 지지유닛에 안착시키고, 상기 제2 트레이와 교체된 상기 제1 트레이를 상기 트레이 지지유닛에서 상기 프레스 머신으로 이동시켜 상기 프레스 머신에 안착시키는 트랜스퍼 유닛; 상기 프레스 머신을 좌측, 우측 및 상측을 둘러싸며 배치되고, 일부는 상기 프레스 머신의 좌측 또는 우측에 구비된 상기 트레이 지지유닛을 지지하도록 상기 트레이 지지유닛과 결합되며, 다른 일부는 상기 프레스 머신 상측에 구비된 상기 트랜스퍼 유닛과 결합하여 상기 트레이 지지유닛과 상기 트랜스퍼 유닛을 연결하는 프레임 유닛을 포함한다.

Description

플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치{Sheet material forming device capable of exchanging a tray using flex forming process }

본 발명은 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄 합금과 같은 판재를 이용하여 항공기 동체 또는 날개 구조물을 제작 시 보다 신속하게 성형공정이 이루어질 수 있는 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치에 관한 것이다.

알루미늄 및 알루미늄 합금은 높은 비강도와 우수한 내식성을 갖고 있어 항공 우주용 재료로 개발되어 널리 사용되고 있다.

알루미늄 및 알루미늄 합금을 이용한 항공기 부품의 판재 성형 방법으로는 최근 플렉스 포밍(flex forming) 기술이 주로 이용되고 있다. 플렉스 포밍 기술은 항공기 동체 또는 날개 구조물의 경량화 및 일체화를 위한 대표적인 기술이다.

플렉스 포밍 기술은 폼 블록(Form block) 위에 판재를 안착시킨 후 판재 위로 신축성이 좋은 유연한 소재의 고무 막(rubber diaphram) 혹은 우레탄 막을 덮은 후 밀폐시키고 유체 셀 프레스(fluid cell press)를 이용하여 막 위로 액체를 주입해 고압의 압력을 가하여 제품을 성형하는 판재 성형 기술이다.

그런데 항공기 부품의 판재 성형 부품의 경우 제품군의 다품종 소량 생산이 대부분인데, 플렉스 포밍 기술은 수작업을 동반한 노동, 시간 집약적인 생산 방식을 고수하고 있다. 특히, 폼 블록의 교체주기가 짧기 때문에 폼 블록의 교체 및 배치를 위한 작업에 많은 시간이 소요되어 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국등록특허공보 제10-1319035호

본 발명은 알루미늄 합금과 같은 판재를 이용하여 항공기 동체 또는 날개 구조물을 제작 시 보다 신속하게 성형공정이 이루어질 수 있는 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 플렉스 포밍(flex forming) 공정을 수행하는 프레스 머신; 상기 프레스 머신의 좌측 또는 우측에 구비되며, 상기 프레스 머신에 의해 성형 작업이 이루어질 복수 개의 폼 블록들과 복수 개의 판재들이 안착된 제1 트레이를 대기시키거나, 상기 프레스 머신에 의해 성형 작업이 완료된 복수 개의 폼 블록들과 복수 개의 성형품들이 안착된 제2 트레이를 상기 제1 트레이와 교체하기 위해 상기 제1 트레이 및 상기 제2 트레이를 지지하는 트레이 지지유닛; 상기 프레스 머신의 상측에 구비되어, 상기 제2 트레이를 상기 프레스 머신에서 상기 트레이 지지유닛으로 이동시켜 상기 트레이 지지유닛에 안착시키고, 상기 제2 트레이와 교체된 상기 제1 트레이를 상기 트레이 지지유닛에서 상기 프레스 머신으로 이동시켜 상기 프레스 머신에 안착시키는 트랜스퍼 유닛; 상기 프레스 머신을 좌측, 우측 및 상측을 둘러싸며 배치되고, 일부는 상기 프레스 머신의 좌측 또는 우측에 구비된 상기 트레이 지지유닛을 지지하도록 상기 트레이 지지유닛과 결합되며, 다른 일부는 상기 프레스 머신 상측에 구비된 상기 트랜스퍼 유닛과 결합하여 상기 트레이 지지유닛과 상기 트랜스퍼 유닛을 연결하는 프레임 유닛을 포함하는 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치를 제공한다.

본 발명에 따른 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 프레스 머신에서 판재의 성형이 이루어지는 동안 다른 트레이에 성형이 이루어져야 할 판재들과 폼 블록들을 미리 구비해둘 수 있기 때문에 성형 공정과 성형 공정 사이의 대기 시간이 현저히 줄어들 수 있어 공기가 단축되는 효과를 갖는다.

둘째, 작업자가 프레스 머신 상에서 폼 블록들과 판재들을 준비시키는 것이 아니라 트레이 지지유닛이 구비되는 별도의 작업공간에서 폼 블록들과 판재들을 준비하기 때문에 안전사고를 예방할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 판재성형장치 중 트레이 지지유닛, 트랜스퍼 유닛 및 프레임 유닛이 도시된 사시도이다.
도 3은 트레이 지지유닛이 도시된 사시도이다.
도 4는 트랜스퍼 유닛 및 프레임 유닛이 도시된 사시도이다.
도 5는 트랜스퍼 유닛이 도시된 사시도이다.
도 6 내지 도 21은 도 1에 따른 판재성형장치의 작동 과정이 도시된 공정 개념도이다.

도 1 내지 도 21에는 본 발명에 따른 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치(이하, 판재성형장치)에 대해 도시되어 있다.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 판재성형장치(1000)를 설명한다. 상기 판재성형장치(1000)는, 프레스 머신(10), 트레이 지지유닛(100), 트랜스퍼 유닛(200) 및 프레임 유닛(300)을 포함한다.

상기 프레스 머신(10)은 판재를 제작자가 원하는 형상으로 성형하는 것으로, 본 실시예에서는 플렉스 포밍(flex forming) 기술로 판재를 성형하는 프레스 머신을 예로 들어 설명한다. 그러나 이는 본 실시예에 한정되는 것일 뿐, 플렉스 포밍 기술 외 핫포밍, 초소성 성형, 확산 접합 등 다양한 성형 기술로 판재를 성형할 수 있는 프레스 머신이 적용될 수 있다.

상기 프레스 머신(10) 상에는 판재를 성형하기 위한 폼 블록(미도시)과, 상기 폼 블록(미도시)에 의해 성형되는 판재(미도시)가 안착되어 있는 트레이가 구비된다. 한편, 이하에서는 상기 프레스 머신(10)에서 성형작업이 이루어지기 전 대기상태의 트레이를 제1 트레이(1), 상기 프레스 머신(10)에서 성형작업이 이루어진 후 대기상태의 트레이를 제2 트레이(3)로 설명한다.

상기 트레이 지지유닛(100)은 상기 제1 트레이(1)를 대기시키거나 상기 제2 트레이(3)를 상기 제1 트레이(1)와 교체하기 위해 상기 제2 트레이(3)를 지지한다.

상기 트레이 지지유닛(100)은 제1 지지플레이트(101), 제2 지지플레이트(103), 제1 구동부재(110) 및 제1 이동부재(130)를 포함한다. 상기 제1 지지플레이트(101)는 상기 프레스 머신(10)에서 성형작업이 이루어지도록 상기 폼 블록(미도시)과 상기 판재(미도시)가 안착된 상기 제1 트레이(101)가 대기하도록 상기 제1 트레이(101)를 지지한다.

상기 제2 지지플레이트(103)는 상기 제1 지지플레이트(101)의 폭 방향을 따라 상기 제1 지지플레이트(101)와 설정 간격 이격되어 배치된다. 상기 제2 지지플레이트(103)는 상기 프레스 머신(10)에서 성형작업이 완료된 상기 제2 트레이(3)를 상기 트레이 지지유닛(100)으로 옮겨오면, 상기 제2 트레이(3)를 지지한다.

상기 제1 구동부재(110)는 상기 제2 지지플레이트(103)를 상하방향으로 왕복 이동시킨다. 상기 제2 지지플레이트(103)는 상기 제1 지지플레이트(101)에서 대기 중이던 상기 제1 트레이(1)를 상기 프레스 머신(10)으로 이동시키기 위해 상기 제1 트레이(1)를 상기 제2 지지플레이트(103) 상으로 이동시킬 때 하향 이동하여 상기 제2 트레이(3)를 하향 이동시킨다.

상기 제1 구동부재(110)는 실린더(111) 및 피스톤(113)을 포함한다. 상기 실린더(111)는 공압 또는 유압에 의해 작동되는 실린더이며, 상기 피스톤(113)이 상하방향으로 왕복 이동하면서 상기 피스톤(113)의 일측에 연결된 상기 제2 지지플레이트(103)를 상하방향으로 왕복 이동시킨다.

한편, 상기 제1 구동부재(110)는 제1 보조축(112)들 및 제1 보조 플레이트(114)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 보조축(112)들은 상기 제1 회전축(113)을 기준으로 설정 거리 이격되어 상호 대칭으로 구비되며, 일측은 상기 제2 지지플레이트(103)와 연결된다. 상기 제1 보조 플레이트(114)는 상기 제1 보조축(112)의 타측 및 상기 실린더(111)에 연결된다. 상기 제1 보조축(112)은 상기 제1 보조 플레이트(114)에 의하여 상기 피스톤(113)과 연동하여 상하방향으로 왕복 이동하며, 상기 제2 지지플레이트(103)의 상하방향 왕복 이동을 가이드한다.

상기 제1 구동부재(110)는 상기 제2 지지플레이트(103)의 길이방향 양 측에 상호 대칭되는 한 쌍으로 구비된다.

상기 제1 이동부재(130)는 상기 제1 지지플레이트(101)에 안착되어 대기 상태인 상기 제1 트레이(1)를 상기 프레스 머신(10)으로 이동시키기 위해 상기 제1 트레이(1)를 상기 제2 지지플레이트(103) 상으로 이동시키거나, 상기 제2 지지플레이트(103)에 안착된 상기 제2 트레이(3)를 상기 제1 지지플레이트(101)에 안착시키기 위채 이동시킨다.

상기 제1 이동부재(130)는 트레이 지지부(131) 및 지지부 이동모듈을 포함한다. 상기 트레이 지지부(131)는 상기 제1 지지플레이트(101) 상에 안착되어 대기상태인 상기 제1 트레이(1)를 상기 제2 지지플레이트(103) 상으로 이동시킬 때 또는 상기 제2 지지플레이트(103) 상에 안착되어 있는 상기 제2 트레이(3)를 상기 제1 지지플레이트(101)에 안착시키기 위해 이동시킬 때 상기 제1 트레이(1) 또는 상기 제2 트레이(3)의 길이방향 양 측부를 지지한다.

상기 제1 지지부 이동모듈(133-1, 133-3)은 상기 트레이 지지부(131)의 하부에 결합되어 구비된다. 상기 지지부 이동모듈은 제1 가이드 레일(133-1) 및 제1 레일 블록(133-3)을 포함한다. 상기 제1 레일 블록(133-3)이 상기 트레이 지지부(131)의 하부에 고정된 상태로 상기 제1 가이드 레일(133-1)에 결합된다. 상기 제1 레일 블록(133-3)은 상기 제1 가이드 레일(133-1)을 따라 왕복 슬라이드 이동된다. 즉, 상기 트레이 지지부(131)는 상기 제1 레일 블록(133-3)에 의하여 상기 제1 가이드 레일(133-1)을 따라 왕복 슬라이드 이동한다.

상기 제1 이동부재(130)는 상기 제1 지지플레이트(101) 및 상기 제2 지지플레이트(103)의 길이방향 양 측으로부터 설정 거리 이격된 위치에 구비되며, 상기 제1 지지플레이트(101) 및 상기 제2 지지플레이트(103)를 기준으로 상호 대칭되는 한 쌍으로 구비된다.

한편, 상기 트레이 지지유닛(100)은 상기 제1 지지플레이트(101)를 상하방향으로 왕복 이동시키는 제2 구동부재(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 지지플레이트(101)의 상면과 상기 트레이 지지부(131)의 상면은 가상의 동일면을 형성한다.

따라서 상기 제1 지지플레이트(101) 상에 안착되어 대기상태인 상기 제1 트레이(1)를 상기 제1 이동부재(130)가 이동시킬 때 상기 제1 트레이(1)의 하부면과 상기 제1 지지플레이트(101)의 상면이 마찰을 일으킬 수 있다.

그러나 상기 제1 지지플레이트(101)를 상하방향으로 왕복 이동시키는 제2 구동부재(150)를 상기 제1 지지플레이트(101)의 하부에 구비함으로써 상기 제1 지지플레이트(101)를 하향 이동시켜 상기 제1 지지플레이트(101)와 상기 제1 트레이(1) 사이의 마찰 발생을 예방한다.

상기 제2 구동부재(150)는 상기 제1 구동부재(110)와 마찬가지로 실린더(151) 및 피스톤(153)을 포함한다. 상기 실린더(151) 및 상기 피스톤(153)의 작동은 상기 제1 구동부재(110)의 상기 실린더(111) 및 상기 피스톤(113)의 작동과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 트랜스퍼 유닛(200)은 상기 프레스 머신(10)에서 성형 작업이 완료된 상기 제2 트레이(3)를 상기 트레이 지지유닛(100)으로 이동시키거나 상기 트레이 지지유닛(100)에서 대기 중인 상기 제1 트레이(1)를 상기 프레스 머신(10)으로 이동시킨다.

한편, 상기 트랜스퍼 유닛(200)에 대해 구체적인 설명에 앞서 상기 프레임 유닛(300)에 대해 먼저 설명한다. 상기 프레임 유닛(300)은 일측에 상기 트레이 지지유닛(100)이 결합되어 상기 트레이 지지유닛(100)을 지지하면서 상측에는 상기 트랜스퍼 유닛(200)이 결합되어 상기 트랜스퍼 유닛(200)을 상기 프레스 머신(10) 상에 위치시켜 지지하면서 상기 트레이 지지유닛(100)과 상기 트랜스퍼 유닛(200)을 연결한다.

상기 프레임 유닛(300)은 제1 프레임부(310), 제2 프레임부(330), 연결프레임부(320) 및 지지프레임부(340)를 포함한다. 상기 제1 프레임부(310)는 상기 트레이 지지유닛(100)의 하부에 착탈 가능하게 결합되어 상기 제1 트레이 지지유닛(100)을 지지한다.

상기 제1 프레임부(310)는 가로방향으로 연장되는 프레임들(이하, 가로방향 프레임들)과 세로방향으로 연장되는 프레임들(이하, 세로방향 프레임들)을 결합하여 형성된다. 상기 가로방향 프레임들(미표기) 및 상기 세로방향 프레임들(미표기)의 개수 및 상기 제1 프레임부(310)를 형성하는 방법은 어느 하나의 실시 형태에 한정되지 않고, 상기 트레이 지지유닛(100)을 지지할 수 있도록 다양하게 적용될 수 있다.

상기 제2 프레임부(330)는 상기 트랜스퍼 유닛(200)의 일부와 결합되어 상기 트랜스퍼 유닛(200)을 지지한다. 상기 제2 프레임부(330)도 상기 제1 프레임부(310)와 마찬가지로 가로방향 프레임(331)들 및 세로방향 프레임(333)들을 포함한다. 여기서 상기 가로방향은 상기 제1 지지플레이트(101) 및 상기 제2 지지플레이트(103)의 폭 방향과 동일한 방향이며, 상기 세로방향은 상기 제1 지지플레이트(101) 및 상기 제2 지지플레이트(103)의 길이방향과 동일한 방향이다.

상기 제2 프레임부(330)는 도면을 참조하는 바와 같이 상기 가로방향 프레임(331)들 및 상기 세로방향 프레임(333)들에 의해 사각형의 형태로 형성된다. 후술에서 보다 구체적으로 설명하겠으나, 상기 트랜스퍼 유닛(200)을 이루는 구성의 일부가 상기 가로방향 프레임(331)들 및 상기 세로방향 프레임(333)들 중 어느 한 방향의 프레임들에 연결된다. 본 실시예에서는 상기 트랜스퍼 유닛(200)이 상기 가로방향 프레임(331)들과 연결된다.

상기 연결프레임부(320)는 상기 제1 프레임부(310)와 상기 제2 프레임부(330)를 연결한다. 상기 연결프레임부(320)는 상하방향으로 연장되는 프레임(이하, 제1 높이방향 프레임)들을 포함한다. 상기 제1 프레임부(310)는 상기 연결프레임부(320)의 하단으로부터 설정 높이에 결합되며, 상기 제2 프레임부(330)는 상기 연결프레임부(320)의 상단에 결합된다.

상기 지지프레임부(340)는 상기 제2 프레임부(330)와 결합되어 상기 연결프레임부(320)와 함께 상기 제2 프레임부(330)를 지지한다. 상기 지지프레임부(340)도 상기 제2 프레임부(330)와 마찬가지로 높이방향으로 연장되는 프레임(이하, 제2 높이방향 프레임)을 복수 개 포함한다. 상기 제2 높이방향 프레임(미표기)들의 상단에 상기 제2 프레임부(330)의 일측이 결합되어 상기 제2 프레임부(330)를 지지한다.

상기 트랜스퍼 유닛(200)은 전술한 바와 같이, 상기 프레임 유닛(300)에 의해 상기 프레스 머신(10) 상에 위치한다.

상기 트랜스퍼 유닛(200)은 고정부재(210), 제2 이동부재(230), 및 제3 이동부재(250)를 포함한다. 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 트랜스퍼 유닛(200)을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다. 상기 고정부재(210)는 상기 트랜스퍼 유닛(200)이 상기 제1 트레이(1) 또는 상기 제2 트레이(3)를 이동시킬 수 있도록 상기 제1 트레이(1) 또는 상기 제2 트레이(3)와 접합하여 고정된다. 상기 고정부재(210)는 고정블록(211), 연결기둥(213) 및 완충부재(215)를 포함한다.

상기 고정블록(211)은 상기 제1 트레이(1) 또는 상기 제2 트레이(3)의 일면과 밀착하여 접합 고정하는 것으로, 예시적으로 마그네틱으로 적용된다. 상기 제1 트레이(1) 또는 상기 제2 트레이(3)는 상기 고정블록(211)의 자력에 의해 상기 고정블록(211)에 접합 고정된다. 따라서 상기 제1 트레이(1) 또는 상기 제2 트레이(3)는 금속 소재로 형성된다.

상기 고정블록(211)은 상기 연결기둥(213)에 의해 상기 완충부재(215)와 연결된다. 상기 연결기둥(211)의 일측에 상기 고정블록(211)이 결합되고, 상기 연결기둥(213)의 타측에 상기 완충부재(215)가 결합된다. 상기 완충부재(215)는 상기 고정블록(211)이 상기 제1 트레이(1) 또는 상기 제2 트레이(3)와 접합할 때, 상기 제1 트레이(1)를 상기 프레스 머신(1) 상에 안착시킬 때, 상기 제2 트레이(3)를 상기 제2 지지플레이트(103) 상에 안착시킬 때 상기 제1 트레이(1) 또는 상기 제2 트레이(3)로 전해지는 충격을 흡수한다.

상기 고정부재(210)는 상기 제2 이동부재(230)에 의해 상하방향으로 왕복 이동한다. 보다 구체적으로는 상기 제2 이동부재(230)가 상하방향으로 왕복 이동할 때 이에 연동하여 상하방향으로 왕복 이동할 수 있는 것이다.

상기 제2 이동부재(230)는 연결프레임 모듈(231), 제1 회전축(235), 제1 구동모터(237), 연동모듈(236), 제2 가이드 모듈(233)을 포함한다. 상기 연결프레임 모듈(231)은 상기 고정부재(210)와 결합된다.

도면을 참조하는 바와 같이 상기 고정부재(210)는 상기 제1 트레이(1) 및 상기 제2 트레이(3)의 폭 방향을 따라 마주하는 두 개의 상기 고정부재(210)들이 한 쌍을 이루며, 연결 플레이트(201)에 결합되어 연결되어 있다.

상기 연결프레임 모듈(231)은 상기 연결 플레이트(201)를 통해 상기 접합 고정부재(210)와 연결된다. 상기 연결프레임 모듈(231)은 수직 연결프레임(231-1)들 및 수평 연결프레임(231-3)들을 포함한다. 상기 수직 연결프레임(231-1)들 및 상기 수평 연결프레임(231-3)들은 각각 두 개씩 구비된다.

각각의 상기 수직 연결프레임(231-1)의 일측이 상기 연결 플레이트(201)에 결합되고, 각각의 상기 수평 연결프레임(231-3)은 상기 수직 연결프레임(231-1)들의 일측 및 타측에 결합된다.

상기 제1 회전축(235)은 일측과 타측이 각각의 상기 수평 연결프레임(231-3)들과 연결되어 있다. 상기 제1 구동모터(237)는 시계방향 및 반시계방향으로 회전하면서 상기 제1 회전축(235)으로 회전 구동력을 제공한다. 상기 연동모듈(236)은 상기 제1 회전축(235)과 상기 제1 구동모터(237)를 연결하여 상기 제1 회전축(235)이 상기 제1 구동모터(237)의 회전에 연동하여 상하방향으로 왕복 이동하도록 회전 구동력을 전달한다.

상기 연동모듈(236)은 제1 회전롤러(236-1), 제2 회전롤러(236-3) 및 회전벨트(236-5)를 포함한다. 상기 제1 회전롤러(236-1)는 상기 제1 회전축(235)이 상기 제1 회전롤러(236-1)를 관통하여 결합된다. 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 제1 회전축(235)의 외주면에 나사산이 형성되어 있어 상기 제1 회전롤러(236-1)가 시계방향 및 반시계방향으로 회전할 때 상항왕복 이동할 수 있다.

상기 제2 회전롤러(236-3)는 상기 제2 구동모터(237)에 결합된다. 상기 회전벨트(236-5)는 상기 제1 회전롤러(236-1)와 상기 제2 회전롤러(236-3)를 연결하도록 결합되어 있다.

상기 제2 구동모터(237)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되면, 상기 제2 구동모터(237)에 결합된 상기 제2 회전롤러(236-3)가 연동하여 회전되고, 상기 제2 회전롤러(236-3)에 결합된 상기 회전벨트(236-5)가 연동하여 회전되며, 상기 회전벨트(236-5)가 결합된 상기 제1 회전롤러(236-1)가 연동하여 회전된다. 이에 따라 상기 제2 회전축(235)이 상향 이동하거나 하향 이동한다.

상기 제2 가이드 모듈(233)은 제2 가이드레일(233-1) 및 제2 레일 블록(233-3)을 포함한다. 상기 제2 가이드레일(233-1)은 상기 수직 연결프레임(231-1)에 설치된다. 상기 제2 레일 블록(233-3)은 상기 제2 가이드레일(233-1)에 왕복 슬라이드 이동 가능하게 결합되어 있다.

상기 제2 레일 블록(233-3)은 후술될 상기 제3 이동부재(250)와 연결된다. 후술되겠지만, 상기 제2 레일 블록(233-3)은 고정된 상태이며 상기 제1 구동모터(237), 상기 연동모듈(236) 및 상기 제1 회전축(235)에 의해 상향 또는 하향 이동할 때 상기 제2 가이드레일(233-1)은 상기 제2 레일 블록(233-3)에 의해 가이드 된다.

그리고 상기 고정부재(210)는 전술한 바와 같은 상기 제2 이동부재(230)에 의해 상하방향으로 왕복 이동된다.

상기 제3 이동부재(250)는 상기 제1 트레이(1)를 상기 트레이 지지유닛(100)에서 상기 프레스 머신(1)으로 이동시키거나 상기 제2 트레이(3)를 상기 프레스 머신(1)에서 상기 트레이 지지유닛(100)으로 이동시키기 위해 상기 고정부재(210) 및 상기 제2 이동부재(230)를 수평방향으로 왕복 이동시킨다.

상기 제3 이동부재(250)는 지지모듈(251), 제2 회전축(253), 제2 구동모터(미도시) 및 제3 가이드 모듈(255)을 포함한다. 상기 지지모듈(251)은 상기 제2 이동부재(230)와 상기 제2 프레임부(330)를 연결하는 것으로, 본 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이 다양한 길이의 프레임들이 결합되어 형성된다. 그러나 이는 본 실시예에 한정되는 것일 뿐이므로, 상기 제2 이동부재(230)와 상기 제2 프레임부(330)를 연결할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.

상기 지지모듈(251)의 일측에는 전술한 상기 제2 레일 블록(233-3)이 결합된다. 상기 지지모듈(251)은 상기 프레임 유닛(300)의 제2 프레임부(330)의 상단에 결합되기 때문에 상기 지지모듈(251)에 결합된 상기 제2 레일 블록(233-3)이 상하방향으로 이동하지 못하게 고정되고, 상기 제2 레일 블록(233-3)과 결합된 상기 제2 가이드레일(233-1)이 상기 제2 레일 블록(233-3)에 안내되어 왕복 슬라이드 이동하는 것이다.

상기 제2 회전축(253)은 일측이 상기 제2 프레임부(330), 보다 구체적으로는 상기 세로방향 프레임(333)에 연결되고, 타측은 상기 지지모듈(251)에 연결된다. 상기 지지모듈(251)에는 상기 제2 구동모터(미도시)가 설치되어 있어, 상기 제2 회전축(253)의 타측이 상기 제2 구동모터(미도시)에 결합된 상태로 상기 지지모듈(251)과 연결된다.

상기 제2 회전축(253)은 상기 제2 구동모터(미도시)의 회전에 연동하여 회전된다. 상기 제2 구동모터(미도시)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하면, 상기 제2 회전축(253)도 이에 연동하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전된다. 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 제2 회전축(253)에도 나사산이 형성되어 있어 상기 제2 회전축(253)이 시계방향 및 반시계방향으로 회전될 때 수평방향으로 왕복 이동할 수 있다.

한편, 상기 지지모듈(251)은 상기 제3 가이드 모듈(255)에 의해 상기 제2 프레임부(330)와 연결된다. 상기 제2 프레임부(330)의 상기 가로방향 프레임(331) 상단에 상기 제3 가이드레일(255-1)이 설치되고, 상기 지지모듈(251)에 상기 제3 레일 블록(255-3)이 설치되면서 상기 제3 레일 블록(255-3)이 상기 제3 가이드레일(255-1)에 수평 왕복 슬라이딩 가능하게 결합된다.

따라서 상기 제2 구동모터(미도시)에 의한 상기 제2 회전축(253)의 시계방향 또는 반시계방향의 회전에 연동하여 상기 제3 레일 블록(255-3)이 상기 제3 가이드레일(255-1)에 안내되어 수평방향으로 왕복 슬라이드 이동하게 된다.

상기 고정부재(210)와 상기 제2 이동부재(230)는 전술한 바와 같은 상기 제3 이동부재(250)의 작동에 의해 수평방향으로 왕복 이동을 하면서 상기 제1 트레이(1)를 상기 트레이 지지유닛(100)에서 상기 프레스 머신(10)으로 이동시키거나 상기 제2 트레이(3)를 상기 프레스 머신(10)에서 상기 트레이 지지유닛(100)으로 이동시킨다.

도 6 내지 도 21을 참조하여 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 판재성형장치의 작동과정을 설명하면 다음과 같다. 다만, 도 6 내지 도 21에 도시된 상기 판재성형장치의 구성들은 전술한 일 실시예에 따른 구성들과 실시 형태에 있어 차이가 있을 수 있다. 그러나 단지 실시 형태의 차이일 뿐 작동 및 효과에 있어서는 동일하므로 도면 번호를 달리하되 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

상기 판재성형장치의 작동과정을 살펴보면, 먼저 상기 프레스 머신(10)에서 성형 작업이 완료된 상기 제2 트레이(3)를 상기 트레이 지지유닛(100`)으로 이동시키기 위해 상기 트랜스퍼 유닛(200`)을 하향 이동시키고 상기 고정부를 상기 제2 트레이(3)에 접합하여 고정시킨다.

상기 제2 트레이(3)에 고정되면 상기 제2 이동부재를 상향 이동시켜 상기 제2 트레이(3)를 상기 프레스 머신(10)으로부터 들어올린다. 그리고 상기 제3 이동부재를 통해 상기 제2 트레이(3)가 접합 고정된 상기 고정부와 상기 제2 이동부재를 상기 트레이 지지유닛(100`)으로 수평 이동시킨다.

상기 제2 트레이(3)가 상기 트레이 지지유닛(100`) 상에 위치하면, 상기 제2 지지플레이트(103)를 상향 이동시키고, 상기 제2 이동부재가 하향 이동하여 상기 제2 트레이(3)를 상기 제2 지지플레이트 상에 안착시킨다.

상기 고정부에 의한 상기 제2 트레이(3)의 접합 고정은 해제되고, 상기 제2 지지플레이트(103)를 하향 이동시킨다. 상기 제1 트레이(1)가 안착되어 있던 상기 제1 지지플레이트(101)를 하향 이동시키면 상기 제1 트레이(1)의 길이 방향 양 측이 상기 제1 이동부재(130`)에 안착되어 지지된다.

상기 제1 이동부재(130`)는 수평 이동하여 상기 제2 지지플레이트(103) 상에 위치한다. 상기 트랜스퍼 유닛(200`)의 상기 제2 이동부재가 다시 하향 이동하여 상기 고정부가 상기 제1 트레이(1)와 접합 고정된다.

상기 트랜스퍼 유닛(200`)의 상기 제2 이동부재는 상향 이동하고, 상기 제3 이동부재는 수평 이동하여 상기 제1 트레이(1)를 상기 프레스 머신(10) 상으로 이동시킨다. 상기 제1 트레이(1)가 상기 프레스 머신(10) 상에 놓여질 위치에 정지하면, 상기 제2 이동부재를 하향시키고 상기 고정부와 상기 제1 트레이(1)의 접합 고정을 해제하여 분리하고 상기 제1 트레이(1)가 상기 프레스 머신(10)에 안착된다.

한편, 상기 트레이 지지유닛(100`)에서는 상기 제1 이동부재를 원위치로 복귀시킨 후 상기 제2 지지플레이트(103)를 상향 이동시킨다. 이때, 상기 제2 지지플레이트(103)를 초기 위치보다 좀 더 높게 상향 이동시킨다.

원위치로 복귀했던 상기 제1 이동부재는 상기 제2 지지플레이트(103) 측으로 이동시키고, 상기 제2 지지플레이트(103)를 하향 이동시키면 상기 제2 트레이(3)는 길이방향 양 측이 상기 제1 이동부재에 의해 지지된다.

상기 제2 트레이(3)는 상기 제1 이동부재에 의해 지지되는 상태로 상기 제1 지지플레이트 상으로 이동되고, 상기 제1 지지플레이트가 상향 이동되면 상기 제2 트레이(3)가 상기 제1 지지플레이트에 안착되어 지지된다. 작업자는 성형이 완료된 판재를 회수하고, 성형 작업이 이루어져야 하는 폼 블록(미도시) 및 판재를 준비할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 판재성형장치를 이용하면, 프레스 머신에서 판재들이 성형되는 동안 트레이 지지유닛에서 성형이 이루어져야 할 판재들과 폼블록을 미리 구비해둘 수 있기 때문에 공정 순환이 신속하게 이루어질 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1000: 판재성형장치 1: 제1 트레이
3: 제2 트레이 10: 프레스 머신
100: 트레이 지지유닛 101: 제1 지지플레이트
103: 제2 지지플레이트 110: 제1 구동부재
130: 제1 이동부재 150: 제2 구동부재
200: 트랜스퍼 유닛 210: 구동부재
230: 제2 이동부재 250: 제3 이동부재
300: 프레임 유닛 310: 제1 프레임부
320: 연결프레임부 330: 제2 프레임부
340: 지지프레임부

Claims

삭제
플렉스포밍(flex forming) 공정을 수행하는 프레스 머신;
상기 프레스 머신의 좌측 또는 우측에 구비되며, 상기 프레스 머신에 의해 성형 작업이 이루어질 복수 개의 폼 블록들과 복수 개의 판재들이 안착된 제1 트레이를 대기시키거나, 상기 프레스 머신에 의해 성형 작업이 완료된 복수 개의 폼 블록들과 복수 개의 성형품들이 안착된 제2 트레이를 상기 제1 트레이와 교체하기 위해 상기 제1 트레이 및 상기 제2 트레이를 지지하는 트레이 지지유닛;
상기 프레스 머신의 상측에 구비되어, 상기 제2 트레이를 상기 프레스 머신에서 상기 트레이 지지유닛으로 이동시켜 상기 트레이 지지유닛에 안착시키고, 상기 제2 트레이와 교체된 상기 제1 트레이를 상기 트레이 지지유닛에서 상기 프레스 머신으로 이동시켜 상기 프레스 머신에 안착시키는 트랜스퍼 유닛;
상기 프레스 머신을 좌측, 우측 및 상측을 둘러싸며 배치되고, 일부는 상기 프레스 머신의 좌측 또는 우측에 구비된 상기 트레이 지지유닛을 지지하도록 상기 트레이 지지유닛과 결합되며, 다른 일부는 상기 프레스 머신 상측에 구비된 상기 트랜스퍼 유닛과 결합하여 상기 트레이 지지유닛과 상기 트랜스퍼 유닛을 연결하는 프레임 유닛을 포함하고,
상기 트레이 지지유닛은,
상기 제1 트레이 또는 상기 제2 트레이가 안착되는 제1 지지플레이트;
상기 제1 지지플레이트와 설정 거리 이격되어 상기 제1 지지플레이트와 나란히 배치되며, 상기 제2 트레이가 안착되는 제2 지지플레이트;
상기 제2 지지플레이트의 하부에 구비되어 상기 제2 지지플레이트를 상하방향으로 왕복 이동시키는 제1 구동부재; 및
상기 제1 지지플레이트의 길이방향 양 측으로부터 설정 거리 이격되어 상기 제1 지지플레이트를 기준으로 상호 마주하는 한 쌍으로 구비되며, 상기 제1 지지플레이트에 안착된 상기 제1 트레이의 길이방향 양 측을 지지하여 상기 제1 트레이를 상기 제2 지지플레이트 상측으로 이동시키는 제1 이동부재를 포함하는 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 구동부재는,
실린더; 및
일측은 상기 실린더에 연결되고 타측은 상기 제2 지지플레이트에 연결되어, 상기 실린더에 연동하여 상하방향으로 왕복 이동하는 피스톤을 포함하는 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 이동부재는,
상기 제1 지지플레이트의 길이방향 일측으로부터 설정 거리 이격되어 상기 제1 트레이 또는 상기 제2 트레이의 하면과 밀착하여 상기 제1 트레이 또는 상기 제2 트레이를 지지하는 트레이 지지부; 및
상기 트레이 지지부의 하부에 구비되어, 상기 트레이 지지부가 상기 제1 지지플레이트에서 상기 제2 지지플레이트로 이동하거나 상기 제2 지지플레이트에서 상기 제1 지지플레이트로 이동하도록 상기 트레이 지지부를 수평방향으로 왕복 이동시키는 지지부 이동모듈을 포함하는 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치.
플렉스포밍(flex forming) 공정을 수행하는 프레스 머신;
상기 프레스 머신의 좌측 또는 우측에 구비되며, 상기 프레스 머신에 의해 성형 작업이 이루어질 복수 개의 폼 블록들과 복수 개의 판재들이 안착된 제1 트레이를 대기시키거나, 상기 프레스 머신에 의해 성형 작업이 완료된 복수 개의 폼 블록들과 복수 개의 성형품들이 안착된 제2 트레이를 상기 제1 트레이와 교체하기 위해 상기 제1 트레이 및 상기 제2 트레이를 지지하는 트레이 지지유닛;
상기 프레스 머신의 상측에 구비되어, 상기 제2 트레이를 상기 프레스 머신에서 상기 트레이 지지유닛으로 이동시켜 상기 트레이 지지유닛에 안착시키고, 상기 제2 트레이와 교체된 상기 제1 트레이를 상기 트레이 지지유닛에서 상기 프레스 머신으로 이동시켜 상기 프레스 머신에 안착시키는 트랜스퍼 유닛;
상기 프레스 머신을 좌측, 우측 및 상측을 둘러싸며 배치되고, 일부는 상기 프레스 머신의 좌측 또는 우측에 구비된 상기 트레이 지지유닛을 지지하도록 상기 트레이 지지유닛과 결합되며, 다른 일부는 상기 프레스 머신 상측에 구비된 상기 트랜스퍼 유닛과 결합하여 상기 트레이 지지유닛과 상기 트랜스퍼 유닛을 연결하는 프레임 유닛을 포함하고,
상기 트랜스퍼 유닛은,
상기 제1 트레이 또는 상기 제2 트레이와 접합하여 고정되는 고정부재;
상기 고정부재와 연결되어 상하방향으로 왕복 이동하면서 상기 고정부재를 상하방향으로 왕복 이동시키는 제2 이동부재; 및
일부는 상기 제2 이동부재와 연결되고 일부는 상기 프레임 유닛과 연결되어, 상기 고정부재 및 상기 제2 이동부재를 수평방향으로 왕복 이동시키는 제3 이동부재를 포함하는 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치.
청구항 5에 있어서,
상기 고정부재는,
일면이 상기 제1 트레이 또는 상기 제2 트레이와 밀착되며 접합 고정되는 고정블록;
상기 고정블록이 상기 제1 트레이 또는 상기 제2 트레이와 밀착되며 접합 고정되거나, 상기 제1 트레이 또는 상기 제2 트레이가 상기 프레스 머신 또는 상기 트레이 지지유닛에 안착될 때 상기 제1 트레이 또는 상기 제2 트레이로 전해지는 충격을 흡수하는 완충부재; 및
일측은 상기 고정블록에 연결되고 타측은 상기 완충부재에 연결되는 연결기둥을 포함하는 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 이동부재는,
수직방향으로 길이가 길게 연장되며, 설정 간격 이격되는 상호 한 쌍의 수직 연결프레임들과, 수평방향으로 길이가 길게 연장되며 상기 수직 연결프레임들의 일측과 타측을 각각 연결하는 수평 연결프레임들을 포함하는 연결프레임 모듈;
시계방향 또는 반시계방향으로 회전하며 회전 구동력을 제공하는 제1 구동모터;
일측과 타측이 각각의 수평 연결프레임에 결합되며, 상기 제1 구동모터의 회전 구동력에 연동되어 회전하면서 상기 연결프레임 모듈을 상하방향으로 왕복 이동시키는 제1 회전축;
일부는 상기 제1 구동모터와 연결되고 나머지 일부는 상기 제1 회전축에 연결되어 상기 제1 구동모터의 회전에 연동하여 상기 제1 구동모터의 회전 구동력을 상기 제1 회전축으로 전달하는 연동모듈; 및
상기 연결프레임 모듈과 상기 제3 이동부재 사이에 구비되어 상기 연결프레임 모듈의 상하방향 왕복 이동을 가이드하는 제2 가이드 모듈을 포함하는 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치.
청구항 7에 있어서,
상기 연동모듈은,
상기 제1 회전축에 결합되는 제1 회전롤러;
상기 제1 구동모터에 결합되는 제2 회전롤러; 및
상기 제1 회전롤러와 상기 제2 회전롤러에 동시에 결합되어 상기 제1 구동모터의 회전 구동력을 상기 제1 회전축으로 전달하는 회전벨트를 포함하는 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제3 이동부재는,
상기 프레임 유닛의 상측에 결합되는 동시에 상기 연결프레임 모듈과 연결되어 상기 제2 이동부재를 지지하는 지지모듈;
상기 지지모듈에 구비되어 시계방향 및 반시계방향으로 회전하며 회전 구동력을 제공하는 제2 구동모터;
일측은 상기 프레임 유닛에 연결되고, 타측은 상기 제2 구동모터에 연결되어 상기 제2 구동모터의 회전에 연동하여 회전되면서 상기 제2 이동부재를 수평방향으로 왕복 이동시키는 제2 회전축; 및
상기 프레임 유닛과 상기 지지모듈 사이에 구비되어 상기 제2 이동부재의 이동을 가이드하는 제3 가이드 모듈을 포함하는 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치.
플렉스포밍(flex forming) 공정을 수행하는 프레스 머신;
상기 프레스 머신의 좌측 또는 우측에 구비되며, 상기 프레스 머신에 의해 성형 작업이 이루어질 복수 개의 폼 블록들과 복수 개의 판재들이 안착된 제1 트레이를 대기시키거나, 상기 프레스 머신에 의해 성형 작업이 완료된 복수 개의 폼 블록들과 복수 개의 성형품들이 안착된 제2 트레이를 상기 제1 트레이와 교체하기 위해 상기 제1 트레이 및 상기 제2 트레이를 지지하는 트레이 지지유닛;
상기 프레스 머신의 상측에 구비되어, 상기 제2 트레이를 상기 프레스 머신에서 상기 트레이 지지유닛으로 이동시켜 상기 트레이 지지유닛에 안착시키고, 상기 제2 트레이와 교체된 상기 제1 트레이를 상기 트레이 지지유닛에서 상기 프레스 머신으로 이동시켜 상기 프레스 머신에 안착시키는 트랜스퍼 유닛;
상기 프레스 머신을 좌측, 우측 및 상측을 둘러싸며 배치되고, 일부는 상기 프레스 머신의 좌측 또는 우측에 구비된 상기 트레이 지지유닛을 지지하도록 상기 트레이 지지유닛과 결합되며, 다른 일부는 상기 프레스 머신 상측에 구비된 상기 트랜스퍼 유닛과 결합하여 상기 트레이 지지유닛과 상기 트랜스퍼 유닛을 연결하는 프레임 유닛을 포함하고,
상기 프레임 유닛은,
상기 트레이 지지유닛의 하부에 착탈 가능하게 결합되는 제1 프레임부;
상기 프레스 머신의 상측에 위치하되 상기 제1 프레임부보다 상측에 위치하여 상기 트랜스퍼 유닛과 결합되는 제2 프레임부;
길이방향 일측에 상기 제1 프레임부와 결합되고, 상단에는 상기 제2 프레임부의 일측이 결합되어 상기 제1 프레임부와 상기 제2 프레임부를 연결하는 연결프레임부; 및
상단에 상기 제2 프레임부의 타측이 결합되어 상기 제2 프레임부를 지지하는 지지프레임부를 포함하는 플렉스 포밍 공정을 이용하고 트레이 교환 장치를 구비하는 판재성형장치.