KR102552389B1 - 굽힘 가공 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 지지 바디와, 상기 지지 바디에 배치되고, 가공대상물을 벤딩시키는 굽힘 가공용 지그 장치와, 상기 지지 바디에 상기 굽힘 가공용 지그 장치와 이격되도록 배치되고, 상기 가공대상물을 회전시켜 벤딩 방향을 조절하는 굽힘 방향 조절 장치를 포함하는, 굽힘 가공 시스템을 제공한다.

Description

굽힘 가공 시스템{Bending system}

본 발명은 장치 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굽힘 가공용 지그 장치를 포함하는 굽힘 가공 시스템에 관한 것이다.

최근 가볍고 원가가 저렴하면서도, 강성이 뛰어난 합성수지 소재의 개발이 활발하게 이루어지면서, 기존에 주로 사용되던 금속 소재를 빠르게 대체하고 있다. 합성수지 소재가 각광받는 분야 중 하나는 배관 분야이다. 그 이유는, 합성수지 소재가 배관 제작에 적합한 유연성 및 강성을 고루 갖추고 있기 때문이다.

합성수지 소재의 배관은 일반적으로, 먼저 직선 형태의 기본 관체를 제작한 뒤, 이를 원하는 형상으로 구부리는 굽힘(bending) 가공을 거쳐 제작된다. 이때, 굽힘 가공은 관체를 먼저 가열하여 소재를 유연하게 만든 상태에서 실시되며, 이후 냉각 공정을 통해 벤딩된 형상을 고정하게 된다.

그러나, 이러한 기존의 제작방식은 가열, 벤딩 및 냉각 공정이 각각 별도의 장치에서 이루어지며, 배관의 형태나 크기가 달라지는 경우에는 그에 맞는 새로운 장치를 마련해야 하는 어려움이 있었다.

이에 따라, 가열, 벤딩 및 냉각 공정이 모두 하나의 장치에서 실시 가능하면서, 다양한 형태와 크기의 배관을 가공할 수 있는 굽힘 가공용 지그 장치와, 이를 포함하는 굽힘 가공 시스템 및 방법의 개발이 요구되고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 가열, 벤딩 및 냉각 공정이 모두 하나의 장치에서 실시 가능하면서, 다양한 형태와 크기의 가공대상물을 가공할 수 있는 굽힘 가공용 지그 장치 및 이를 포함하는 굽힘 가공 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공 시스템은, 지지 바디와, 상기 지지 바디에 배치되고, 가공대상물을 벤딩시키는 굽힘 가공용 지그 장치와, 상기 지지 바디에 상기 굽힘 가공용 지그 장치와 이격되도록 배치되고, 상기 가공대상물을 회전시켜 벤딩 방향을 조절하는 굽힘 방향 조절 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 굽힘 가공용 지그 장치는, 상기 가공대상물을 지지하는 지지부와, 상기 지지부와 이격되도록 배치되고, 상기 가공대상물을 선택적으로 고정하는 고정 유닛과, 상기 지지부와 상기 고정 유닛 사이에 배치되고, 상기 가공대상물을 가열하는 가열 유닛, 그리고 상기 고정 유닛과 이격되고, 상기 가공대상물을 가력하여 벤딩시키는 벤딩 유닛을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가열 유닛은, 상기 가공대상물을 중심으로 서로 대칭되도록 배치되어 상기 가공대상물의 가공대상부에 열을 가하는 한쌍의 가열부를 구비하고, 한쌍의 상기 가열부는, 상기 가공대상물을 향해 다가가거나, 상기 가공대상물로부터 멀어지도록 이동할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 한쌍의 상기 가열부는 각각, 상기 가공대상물과 마주보는 일 측면에서 내측으로 오목한 가열홈을 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 한쌍의 상기 가열부는 내부에, 상기 가열홈과 이격되어 배치되고, 상기 가공대상물에 제공하기 위한 열을 생성하는 열원이 수용되는 수용공간을 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고정 유닛은, 상기 가공대상물의 일 측면을 클램핑하는 제1 클램핑부와, 상기 제1 클램핑부를 향해 이동 가능하고, 상기 가공대상물의 타 측면을 클램핑하는 제2 클램핑부를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 벤딩 유닛은, 상기 가공대상물을 벤딩되는 형상을 결정하는 벤딩가이드부와, 일단이, 상기 벤딩가이드부에 회전운동 가능하게 연결되는 연결부, 그리고 상기 연결부의 타단에 이동가능하게 연결되고, 상기 연결부의 회전운동에 따라 상기 가공대상물을 가력하는 가력부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 벤딩가이드부는, 상기 벤딩가이드부의 둘레방향을 따라 연장되는 제1 벤딩가이드홈을 구비하고, 상기 가력부는, 상기 벤딩가이드부와 마주보는 일 측면에서 내측으로 오목한 제2 벤딩가이드홈을 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연결부는 상기 연결부의 길이방향을 따라 연장되는 가이드홈을 구비하고, 상기 가력부는 상기 가이드홈에 선형이동 가능하게 결합되되, 상면에 상기 연결부가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 삽입홈을 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 벤딩 유닛과 이격되도록 배치되고, 상기 가공대상물을 냉각시키기 위한 송풍부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 굽힘 방향 조절 장치는, 상기 가공대상물을 클램핑하여, 미리 설정된 회전각으로 회전시키는 회전지지부와, 상기 회전지지부와 이격되어, 상기 가공대상물을 지지하는 보조지지대를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 회전지지부는, 서로 다른 복수개의 미리 설정된 회전각으로 회전가능하도록 구성된 다층 구조의 회전각 설정부재를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 굽힘 방향 조절 장치는, 상기 회전지지부에 의해 클램핑된 상태의 상기 가공대상물의 길이방향과 평행하게 배치되어, 상기 가공대상물의 굽힘 가공 위치 및 회전 위치를 표시하는 길이보정부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 굽힘 가공용 지그 장치 및 상기 굽힘 방향 조절 장치의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 굽힘 가공용 지그 장치에 의해 굽힘 가공이 완료된 상기 가공대상물을 회전 위치로 이동시킨 후, 상기 굽힘 방향 조절 장치가 상기 미리 설정된 회전각으로 상기 가공대상물을 회전시키도록 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 굽힘 가공 시스템은 굽힘 가공용 지그 장치를 포함하여, 가열 유닛에 의한 가공대상물의 가열 공정과, 벤딩 유닛에 의한 가공대상물의 벤딩 공정이 순차적으로 수행함으로써, 하나의 공정 시스템을 이용하여 가공대상물의 굽힘 공정을 수행할 수 있다.

또한, 굽힘 가공 시스템은 굽힘 방향 조절 장치를 포함하여, 1차 굽힘 공정이 완료된 가공대상물을 회전 및 이동시켜, 다음 위치에서 굽힘 고정을 다시 수행함으로써, 하나의 공정 시스템을 이용하여 서로 상이한 위치 및 방향으로의 굽힘 공정을 수회 수행할 수 있어, 다양한 환경에 설치 및 적용이 가능하도록 가공대상물을 가공할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 굽힘 가공 시스템을 위에서 바라본 모습을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공 시스템에 구비된, 굽힘 가공용 지그 장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 굽힘 가공용 지그 장치를 위에서 바라본 모습을 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A' 방향에서 바라본 고정 유닛을 도시한다.
도 6은 도 4의 B방향에서 바라본 가열 유닛을 도시한다.
도 7은 도 4의 C 방향에서 바라본 벤딩 유닛을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤딩 유닛을 이용하여 가공대상물을 벤딩시키는 과정을 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 벤딩 유닛을 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전지지부를 도시한 사시도이다.
도 11은 도 1 굽힘 가공 시스템을 이용한 굽힘 가공의 일 상태를 도시한 사시도이다.
도 12는 도 1 굽힘 가공 시스템을 이용한 굽힘 가공의 다른 상태를 도시한 사시도이다.
도 13은 도 1 굽힘 가공 시스템을 이용한 굽힘 가공의 또 다른 상태를 도시한 사시도이다.
도 14는 도 1 굽힘 가공 시스템을 이용한 굽힘 가공의 또 다른 상태를 도시한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공 시스템의 굽힘 가공 방법을 도시한 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공용 지그 장치가 가공대상물을 굽힘 가공하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 방향 조절 장치가 가공대상물을 회전시키는 방법을 도시한 흐름도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공 시스템을 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 굽힘 가공 시스템을 위에서 바라본 모습을 도시한 평면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공용 지그 장치를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공용 지그 장치를 도시한 평면도이다. 도 5는 도 4의 A-A' 방향에서 바라본 고정 유닛을 도시한다. 도 6은 도 4의 B방향에서 바라본 가열 유닛을 도시하고, 도 7은 도 4의 C 방향에서 바라본 벤딩 유닛을 도시한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤딩 유닛을 이용하여 가공대상물을 벤딩시키는 과정을 도시한 평면도이며, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 벤딩 유닛을 도시한 사시도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전지지부를 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 굽힘 가공 시스템(BS)은 가공대상물(10)을 적어도 일 부분을 벤딩(bending)(굽힘 가공)시키기 위한 시스템일 수 있다. 여기서 가공대상물(10)은 일 예로 파이프(pipe)일 수 있으며, 보다 구체적으로, 가공대상물(10)은 합성수지 소재로 이루어진 파이프일 수 있다.

이때, 굽힘 가공 시스템(BS)은 지지 바디(SS)와, 굽힘 가공용 지그 장치(1)와, 굽힘 방향 조절 장치(2)를 포함할 수 있다. 또한, 굽힘 가공 시스템(BS)은 만드릴 공급 장치(3)와, 제어부(4)를 더 포함할 수 있다.

지지 바디(SS)는 굽힘 가공 시스템(BS)의 다른 구성들이 설치되어 지지되는 구조체일 수 있다. 예를 들어, 지지 바디(SS)는 복수개의 프레임이 연결되어 형성되어, 건물 바닥 또는 지면 등에 배치될 수 있다.

지지 바디(SS)는 지지판을 구비할 수 있으며, 이러한 지지판에는 굽힘 가공용 지그 장치(1)와, 굽힘 방향 조절 장치(2)와, 만드릴 공급 장치(3)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 굽힘 가공용 지그 장치(1)는 지지판의 일단에 배치될 수 있다. 만드릴 공급 장치(3)는 굽힘 가공용 지그 장치(1)와 마주보도록, 지지판의 타단에 배치될 수 있다.

그리고, 굽힘 방향 조절 장치(2)는 굽힘 가공용 지그 장치(1)와 만드릴 공급 장치(3)의 사이에 배치되어, 지지판 상에서 굽힘 가공용 지그 장치(1) 및 굽힘 방향 조절 장치(2)와 일렬로 배열될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 굽힘 가공용 지그 장치(1)는 가공대상물(10)을 가열하여 벤딩시키기 위한 장치일 수 있다. 이때, 굽힘 가공용 지그 장치(1)는 베이스부(100)와, 지지부(200)와, 고정 유닛(300)과, 가열 유닛(400)과, 벤딩 유닛(500)을 포함할 수 있다. 또한, 굽힘 가공용 지그 장치(1)는 송풍부(600)를 더 포함할 수 있다.

베이스부(100)는 굽힘 가공용 지그 장치(1)의 바닥면을 형성할 수 있다. 베이스부(100)에는 지지부(200)와, 고정 유닛(300)과, 가열 유닛(400)과, 벤딩 유닛(500)과, 송풍부(600)가 서로 이격되어 배치될 수 있다. 베이스부(100)는 높은 강성을 갖는 재질로 이루어진 플레이트(plate)일 수 있다. 예를 들어, 베이스부(100)는 금속 플레이트일 수 있다.

지지부(200)에는 가공대상물(10)이 안착되어 지지될 수 있다. 지지부(200)는 지지부(200)에 안착된 가공대상물(10)이 직접 접촉하는 지지홈(210)을 구비할 수 있다(도 6 참조).

지지홈(210)은 지지부(200)의 일면에 구비될 수 있다. 구체적으로, 지지홈(210)은 지지부(200)의 일면에서, 지지부(200)의 내측으로 오목하게 형성될 수 있다. 여기서, 지지부(200)의 일면은, 높이 방향(Z축 방향)을 기준으로 지지부(200)의 상부 표면일 수 있다. 이러한 지지홈(210)에는, 가공대상물(10)의 적어도 일부가 삽입되어 지지될 수 있다.

지지홈(210)은 다양한 형상의 단면을 가질 수 있다. 일 실시예로, 지지홈(210)은 'ˇ'와 같은 브이(V)자 형상의 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 지지홈(210)은 '˘'와 같은 원호 형상의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.

지지홈(210)은 지지부(200)의 폭 방향(Y축 방향)으로 연장될 수 있다. 구체적으로, 지지홈(210)은 지지부(200)의 일단으로부터, 타단을 향해 폭 방향(Y축 방향)으로 연장될 수 있다. 이에 따라, 지지홈(210)은 지지부(200)의 폭과 동일한 길이로 형성될 수 있다.

지지부(200)는 적어도 하나가 구비될 수 있다. 일 실시예로, 지지부(200)는 2개가 구비될 수 있다. 2개의 지지부(200)는 이격되어 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 이때, 2개의 지지부(200) 사이에는 가열 유닛(400)이 배치될 수 있다.

이러한 경우, 2개의 지지부(200) 중 하나는 가공대상물(10)의 일측을 지지하고, 2개의 지지부(200) 중 다른 하나는 가공대상물(10)의 타측을 지지할 수 있다. 그리고, 가공대상물(10)의 일측과 타측 사이에는, 가공대상물(10)의 가공대상부(11)가 위치할 수 있다. 이때, 가공대상부(11)는 가공대상물(10)에서 굽힘 가공이 수행되어야 하는 부분일 수 있다.

이처럼, 2개의 지지부(200)에 의해 가공대상부(11)의 양측이 지지됨으로써, 가열 공정이 진행되는 동안, 가공대상물(10)이 흔들리거나, 위치가 변경되는 것에 의해 가공대상부(11) 외의 다른 부분이 가열되는 것을 방지할 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 고정 유닛(300)은 가공대상물(10)을 선택적으로 고정할 수 있다. 구체적으로, 고정 유닛(300)은 가열 유닛(400)이 가공대상물(10)을 가열하는 동안 및/또는 벤딩 유닛(500)이 가공대상물(10)을 벤딩시키는 동안, 가공대상물(10)을 클램핑하여 고정시킬 수 있다. 이때, 고정 유닛(300)은 제1 클램핑부(310) 및 제2 클램핑부(320)를 포함할 수 있다.

제1 클램핑부(310)는 가공대상물(10)의 일 측면을 클램핑할 수 있다. 제1 클램핑부(310)는 제1 클램핑홈(311)을 구비할 수 있다. 제1 클램핑홈(311)은 고정 유닛(300)이 가공대상물(10)을 클램핑하여 고정할 때, 가공대상물(10)과 마주보는 일 측면에 구비될 수 있다.

제1 클램핑홈(311)은 제1 클램핑부(310)의 상기한 일 측면으로부터, 내측으로 오목하게 형성될 수 있다. 그리고, 제1 클램핑홈(311)은 제1 클램핑부(310)의 일단으로부터, 길이방향(Y축 방향)으로 연장되어, 상기한 일단과 마주보는 타단까지 연장될 수 있다.

고정 유닛(300)에 의해 가공대상물(10)이 고정될 때, 가공대상물(10)의 상기한 일 측면은 제1 클램핑홈(311) 내로 삽입되어, 제1 클램핑홈(311)의 표면에 접촉된 상태로 클램핑될 수 있다. 이때, 제1 클램핑홈(311)은 가공대상물(10)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 일 실시예로, 가공대상물(10)이 얇은 원기둥 형상의 파이프인 경우, 이에 대응되도록 제1 클램핑홈(311)의 단면은 원호 형상일 수 있다.

제2 클램핑부(320)는 가공대상물(10)의 타 측면을 클램핑할 수 있다. 여기서, 가공대상물(10)의 타 측면은, 제1 클램핑부(310)에 의해 클램핑되는 가공대상물(10)의 일 측면의 반대측 면일 수 있다. 제2 클램핑부(320)는 제2 클램핑홈(321) 및 제1 구동부(322)를 구비할 수 있다.

제2 클램핑홈(321)은 고정 유닛(300)이 가공대상물(10)을 클램핑하여 고정할 때, 가공대상물(10)과 마주보는 일 측면에 구비될 수 있다. 구체적으로, 제2 클램핑홈(321)은 제2 클램핑부(320)의 상기한 일 측면으로부터, 내측으로 오목하게 형성될 수 있다. 그리고, 제2 클램핑홈(321)은 제2 클램핑부(320)의 일단으로부터, 길이방향(Y축 방향)으로 연장되어, 상기한 일단과 마주보는 타단까지 연장될 수 있다.

고정 유닛(300)에 의해 가공대상물(10)이 고정될 때, 가공대상물(10)의 상기한 타 측면은 제2 클램핑홈(321) 내로 삽입되어, 제2 클램핑홈(321)의 표면에 접촉된 상태로 클램핑될 수 있다. 이때, 제2 클램핑홈(321)은 가공대상물(10)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 일 실시예로, 가공대상물(10)이 얇은 원기둥 형상의 파이프인 경우, 이에 대응되도록 제2 클램핑홈(321)의 단면은 원호 형상일 수 있다.

제1 구동부(322)는 제2 클램핑부(320)에 구동력을 제공할 수 있다. 구체적으로, 제1 구동부(322)는 제2 클램핑부(320)가 제1 클램핑부(310)를 향해 이동하거나, 제1 클램핑부(310)로부터 멀어지기 위해 이용되는 구동력을 발생 및 제공할 수 있다.

제1 구동부(322)는 일 예로, 리니어 모터를 포함하는 리니어 모션 가이드(linear motion guide) 방식으로 동작할 수 있다. 다른 예로 제1 구동부(322)는 유압 공급 장치 및 실린더 로드를 포함하는 유압 실린더 방식으로 동작할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 구동부(322)는 제2 클램핑부(320)의 타 측면에 연결될 수 있다. 이때, 제2 클램핑부(320)의 타측면은 제2 클램핑홈(321)이 배치된 일 측면과 마주보는 반대측 표면일 수 있다.

제1 클램핑부(310)와 제2 클램핑부(320)는 서로 마주보게 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 클램핑홈(311)과 제2 클램핑홈(321)은 가공대상물(10)을 가운데 두로 서로 마주보게 배치될 수 있다.

고정 유닛(300)이 가공대상물(10)을 고정할 때, 제2 클램핑부(320)가 제1 클램핑부(310)를 향해 이동하게 되고, 가공대상물(10)의 일 부분의 양 측면이, 제1 클램핑홈(311) 및 제2 클램핑홈(321)에 의해 클램핑됨으로써 고정될 수 있다.

도3, 도4 및 도 6을 참조하면, 가열 유닛(400)은 가공대상물(10)의 일부를 가열할 수 있다. 가열 유닛(400)에 의해 가열되는 부분은 굽힘 가공이 수행되는 대상부인 가공대상부(11)일 수 있다.

가열 유닛(400)은 전술한 바와 같이, 2개의 지지부(200)들 사이에 배치될 수 있다. 이때, 가열 유닛(400)은 가열부(410) 및 제2 구동부(420)를 구비할 수 있다.

가열부(410)는 가공대상물(10)을 가열시키기 위한 열을 발생시켜, 가공대상부(11)에 전달할 수 있다. 이때, 가열부(410)는 가열홈(411) 및 수용공간(412)을 구비할 수 있다.

가열홈(411)은 가공대상부(11)에 직접 접촉하여, 후술할 열원(heat source)에서 발생된 열을 가공대상부(11)로 전달하는 부분일 수 있다. 가열홈(411)은, 가열대상부(11)와 마주보는 가열부(410)의 일 측면으로부터, 내측으로 오목하게 형성될 수 있다. 그리고, 가열홈(411)은 가열부(410)의 일단으로부터, 길이방향(Y축 방향)으로 연장되어, 상기한 가열부(410)의 일단과 마주보는 타단까지 연장될 수 있다.

가열홈(411)은 가공대상물(10)에 대응되는 단면 형상을 가질 수 있다. 일 실시예로서, 가공대상물(10)이 전술한 바와 같이 얇은 원기둥 형상의 파이프인 경우, 이에 대응되도록 가열홈(411)은 원호 형상의 단면을 갖도록 구비될 수 있다.

이에 의해, 가열부(410)가 가공대상부(11)를 가열할 때, 가열홈(411) 내로 삽입된 가공대상부(11)가 가열홈(411)의 내측면에 밀착될 수 있다. 이에 따라, 가열부(410)는, 가열홈(411) 내로 삽입된 가공대상부(11)의 전체 면적에 대해 열을 전달할 수 있다.

수용공간(412)은 가열부(410)의 내부에 마련되어, 열원이 수용되는 공간일 수 있다. 여기서, 열원은 가공대상부(11)를 가열하기 위한 열을 발생시키는 장치일 수 있다. 열원은 예를 들어, 카트리지 히터(cartridge heater)일 수 있다.

수용공간(412)은 가열부(410)의 내부에서, 가열부(410)의 길이방향(Y축 방향)으로 연장되도록 구비될 수 있다. 그리고, 수용공간(412)은 가열홈(411)과 동일한 길이로, 나란하게 배치될 수 있다.

이러한 경우, 열원은 수용공간(412)과 마찬가지로, 가열부(410)의 길이방향(Y축 방향)으로 연장되어, 가열부(410)와 동일 또는 유사한 길이를 가질 수 있다. 이에 따라, 열원에서 발생된 열이, 가열홈(411)에 최단 거리로 전달될 수 있고, 이에 따라 열의 손실을 최소화하면서 가열홈(411)을 통해 가열대상부(11)로 열을 공급할 수 있다.

수용공간(412)은 내부에 삽입되는 열원의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 일 실시예로, 환봉 형상의 카트리지 히터를 열원으로 사용하는 경우, 수용공간(412)은 원기둥 형상일 수 있다.

제2 구동부(420)는 가열부(410)가 가공대상물(10)을 향해 이동하거나, 가공대상물(10)로부터 멀어지도록 이동하는데 필요한 구동력을 제공할 수 있다.

제2 구동부(420)는 제1 구동부(322)와 동일 또는 유사한 방식으로 동작할 수 있다. 제2 구동부(420)는 일 예로, 리니어 모터를 포함하는 리니어 모션 가이드(linear motion guide) 방식으로 동작할 수 있다. 다른 예로 제1 구동부(322)는 유압 공급 장치 및 실린더 로드를 포함하는 유압 실린더 방식으로 동작할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 구동부(420)는 가열부(410)의 타 측면에 연결될 수 있다. 이때, 가열부(410)의 타측면은, 가열홈(411)이 배치된 일 측면과 마주보는 반대측 면일 수 있다.

일 실시예로서, 가열부(410)는 한 쌍 구비될 수 있다. 이러한 경우, 한 쌍의 가열부(410)는 서로 마주보도록 배치되며, 이에 따라, 한 쌍의 가열부(410)에 구비된 가열홈(411)들은 가공대상부(11)을 가운데 두고, 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.

한쌍의 가열부(410) 각각에는 제2 구동부(420)가 연결될 수 있다. 한 쌍의 가열부(410)는, 제2 구동부(420)에서 제공하는 구동력에 의해, 서로를 향해 다가가는 방향으로 이동하거나, 서로로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다.

한 쌍의 가열부(410)가 선형 이동하여 서로 가까워짐에 따라, 가공대상부(11)는 한 쌍의 가열부(410)의 가열홈(411)들에 의해 구획된 공간 내에 삽입되어 둘러싸일 수 있다. 이에 따라, 가공대상부(11)의 면적 전체에 대해 열이 전달될 수 있다.

도3, 도4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 벤딩 유닛(500)은 가공대상물(10)을 벤딩시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 벤딩 유닛(500)은 가열 유닛(400)에 의해 가열된 가공대상부(11)에 힘을 가하여 소정의 방향 및 형상으로 벤딩시킬 수 있다. 이때, 벤딩 유닛(500)은 벤딩가이드부(510), 가력부(520) 및 연결부(530)를 구비할 수 있다.

벤딩가이드부(510)는 가공대상물(10)이 벤딩시킬 때, 가공대상물(10)의 일 측면을 지지하면서, 동시에 가공대상물(10)의 벤딩 형상을 결정할 수 있다.

가공대상물(10)의 벤딩 형상은 벤딩가이드부(510)의 형상에 의해 결정될 수 있다. 벤딩가이드부(510)는 목표로 하는 벤딩 형상에 따라, 벤딩가이드부(510)는 원기둥, 다각기둥 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

다만, 설명의 편의를 위해, 이하에서는 벤딩가이드부(510)가 원기둥 형상인 실시예를 중심으로 설명하기로 한다. 이러한 경우, 벤딩가이드부(510)의 단면 형상인 원의 직경에 의해, 가공대상물(10)이 벤딩되는 곡률(curvature)이 결정될 수 있다. 이때, 벤딩가이드부(510)는 가공대상물(10)이 접촉하는 부분인 제1 벤딩가이드홈(511)을 구비할 수 있다.

제1 벤딩가이드홈(511)은 벤딩가이드부(510)의 외측면으로부터, 벤딩가이드부(510)의 반경 방향 내측을 향해 오목하게 형성될 수 있다. 그리고, 제1 벤딩가이드홈(511)은 벤딩가이드부(510)의 둘레 방향을 따라 연장되어 형성된 띠 모양의 홈부일 수 있다.

제1 벤딩가이드홈(511)은 가공대상물(10)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 전술한 바와 같은 원기둥 형상의 가공대상물(10)에 대응되도록, 제1 벤딩가이드홈(511)의 단면이 원호 형상으로 형성될 수 있다.

가공대상물(10)의 굽힘 가공 시, 제1 벤딩가이드홈(511)의 내부로 가공대상물(10)의 일부가 삽입되어, 제1 벤딩가이드홈(511)의 내면에 가공대상부(11)의 일 측면이 접촉할 수 있다.

가력부(520)는 가공대상물(10)을 가력하여 벤딩시킬 수 있다. 가력부(520)는 제2 벤딩가이드홈(521) 및 삽입홈(522)을 구비할 수 있다.

제2 벤딩가이드홈(521)은 굽힘 가공이 수행되는 동안, 가력부(520)가 가공대상물(10)에 접촉하는 부분일 수 있다. 제2 벤딩가이드홈(521)은 가력부(520)의 일 측면으로부터, 내측으로 오목하게 형성될 수 있다. 그리고, 제2 벤딩가이드홈(521)은 가력부(520)의 폭 방향(도 4를 기준으로, Y축 방향)으로 연장되어, 가력부(520)의 폭과 동일한 길이로 형성될 수 있다.

제2 벤딩가이드홈(521)은 제1 벤딩가이드홈(511)과 마찬가지로, 가공대상물(10)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 제2 벤딩가이드홈(521)은 원기둥 형상의 가공대상물(10)에 대응되도록, 원호 형상의 단면을 가질 수 있다.

가공대상물(10)의 굽힘 가공 시, 제2 벤딩가이드홈(521) 내로 가공대상부(11)의 타 측면이 삽입되어 접하도록 위치할 수 있다. 이때, 가공대상부(11)의 타측면은, 제1 벤딩가이드홈(511) 내로 삽입되는 가공대상부(11)의 일측면의 반대측 부분일 수 있다.

삽입홈(522)에는 연결부(530)가 삽입될 수 있다. 삽입홈(522)은 가력부(520)의 상면으로부터, 내측으로 오목하게 형성될 수 있다. 삽입홈(522)은 연결부(530)가 벤딩가이드부(510) 및 가력부(520)에 연결 시, 연결부(530)의 길이방향과 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 이러한 경우, 연결부(530)의 하단이 삽입홈(522) 내로 삽입될 수 있다.

연결부(530)는 벤딩가이드부(510)와 가력부(520)를 연결할 수 있다. 구체적으로, 연결부(530)의 일단은, 벤딩가이드부(510)의 상면에 회전가능하게 연결되고, 연결부(530)의 타단은 벤딩가이드부(510)의 외측을 향해 연장될 수 있다.

일 실시예로서, 연결부(530)의 상기한 일단은 벤딩가이드부(510)의 상면의 중심에 연결될 수 있다. 이러한 경우, 연결부(530)는 벤딩가이드부(510)의 중심축(C)을 기준으로, 벤딩가이드부(510)의 원주 방향을 따라 회전할 수 있다.

연결부(530)는, 가력부(520)의 이동을 안내하는 가이드홈(531)을 구비할 수 있다. 이러한 가이드홈(531)에는, 가력부(520)가 선택적으로 이동 또는 고정 가능하게 결합될 수 있다.

가이드홈(531)은 벤딩가이드부(510)이 이격되고, 연결부(530)의 길이방향을 따라 연장되도록 형성된 홈부일 수 있다.

가력부(520)는 가이드홈(531)에 연결되어, 가이드홈(531)의 길이방향을 따라 선형이동할 수 있다. 구체적으로, 연결부(530)의 하단이 삽입홈(522)에 삽입된 상태에서, 가력부(520)는 연결부(530)의 길이방향을 따라, 슬라이딩(sliding) 이동할 수 있다. 이에 따라, 가력부(520)가 선형이동시, 연결부(430)의 길이방향에 수직한 방향으로의 흔들림 발생을 방지할 수 있다.

일 실시예로서, 가공대상물(10)을 벤딩시키는 경우, 가력부(520)는 가이드홈(531)을 따라 벤딩가이드부(510)를 향해 이동할 수 있다. 이러한 경우, 가력부(520)가 가공대상부(11)의 상기한 타측면에 접하는 위치로 이동하면, 잠금부재(미도시)에 의해 가력부(520)를 고정시킬 수 있다.

다른 실시예로서, 가공대상물(10)의 벤딩이 완료된 경우, 잠금부재의 잠금상태를 해제한 후, 가력부가(520)가 가이드홈(531)을 따라 벤딩가이드부(510)로부터 멀어지도록 선형이동시킬 수 있다.

벤딩 유닛(500)이 가이드홈(531)과 삽입홈(522)을 동시에 구비함으로써, 가력부(520)가 가공대상부(11)를 향해 정확히 이동하도록 가이드할 수 있으며, 또한 가력부(520)의 선형이동시, 충격 등과 같은 외부 요인에 의한 흔들림, 경로 이탈 등을 방지함으로써, 이동시 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 벤딩 유닛(500)은, 각도표시부(512)와 스톱퍼(stopper)(513)를 더 구비할 수 있다.

각도표시부(512)를 통해, 사용자는 가공대상물(10)이 벤딩되는 각도를 확인할 수 있다. 각도표시부(512)는 벤딩가이드부(510)의 상면에 배치될 수 있다. 이러한 각도표시부(512)는, 벤딩가이드부(510)의 중심축(C)을 기준으로 하는 각도를 표시할 수 있다. 이러한 경우, 사용자는 연결부(530)를 회전시킬 때, 회전 각도를 확인할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 가공대상물(10)이 벤딩되는 각도를 용이하게 조절할 수 있다.

스톱퍼(513)는 연결부(530)를 정지시킬 수 있다. 구체적으로, 스톱퍼(513)는 연결부(530)가 기 설정된 각도만큼 회전되었을 때, 연결부(530)를 정지시킬 수 있다. 스톱퍼(513)는 벤딩가이드부(510)의 상측에 배치될 수 있다. 구체적으로, 스톱퍼(513)의 일단은 벤딩가이드부(510)의 중심부에 회전가능하게 연결될 수 있으며, 스톱퍼(513)의 타단은 벤딩가이드부(510)의 상면에 선택적으로 고정될 수 있다.

이러한 경우, 사용자는 가공대상물(10)을 벤딩시키고자 하는 각도만큼 스톱퍼(513)를 회전시킨 뒤, 스톱퍼(513)의 타단을 벤딩가이드부(510)의 상면에 고정할 수 있다. 이러한 경우, 연결부(530)가 기 설정된 각도만큼 회전되었을 때, 연결부(530)는 스톱퍼(513)와 접촉하여 회전이 정지될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 각도표시부(512)를 확인하지 않고도, 가공대상물(10)을 기 설정된 각도만큼 정확하게 벤딩시킬 수 있다.

도 3, 도 4, 도 7 및 도 8을 다시 참조하면, 송풍부(600)는 가공대상물(10)을 냉각시킬 수 있다. 구체적으로, 송풍부(600)는 벤딩이 완료된 가공대상부(11)를 냉각시킬 수 있다.

송풍부(600)는 벤딩 유닛(500)과 인접하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 송풍부(600)는 벤딩가이드부(510)와 인접하도록 배치되어, 제1 벤딩가이드홈(511)을 향하는 방향으로 바람을 보낼 수 있다. 보다 구체적으로, 송풍부(600)는 벤딩이 완료된 가공대상부(11)를 향해 바람을 보낼 수 있다. 이에 따라, 가열되었던 가공대상부(11)가 냉각되어, 열로 인해 유연해졌던 소재가, 원래의 경직된 상태로 돌아올 수 있다. 따라서, 가력부(520)가 가하는 외력이 제거된 이후에도, 가공대상부(11)의 형상이 벤딩된 상태로 고정될 수 있다.

도 1, 도 2 및 도 10을 참조하면, 굽힘 방향 조절 장치(2)는 가공대상물(10)을 회전시켜, 굽힘 가공용 지그 장치(1)가 가공대상물(10)을 벤딩시키는 방향(이하, 벤딩 방향)을 조절할 수 있다. 굽힘 방향 조절 장치(2)는 지지 바디(SS)에, 굽힘 가공용 지그 장치(1)와 이격되도록 배치될 수 있다.

이때, 굽힘 방향 조절 장치(2)는 회전지지부(2110)와, 보조지지대(2120)를 포함할 수 있다. 또한, 굽힘 방향 조절 장치(2)는 길이조정부(2130)를 더 포함할 수 있다.

회전지지부(2110)는 가공대상물(10)을 클램핑하여 미리 설정된 회전각으로 회전시킬 수 있다. 이때, 회전지지부(2110)는 관통홀(h)과, 파지부재(2113)를 구비할 수 있다. 또한, 회전지지부(2110)는 회전각 설정부재(2114)를 더 구비할 수 있다.

관통홀(h)에는 가공대상물(10)이 삽입되어 지지될 수 있다. 관통홀(h)은 회전지지부(2110)의 중심을 관통하도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 관통홀(h)은 회전지지부(2110)의 일단(이하, 제1 단부)에서, 회전지지부(2110)의 길이방향(예를 들어, -Y축 방향)을 따라, 회전지지부(2110)의 타단(이하, 제2 단부)까지 연장될 수 있다. 이에 따라, 가공대상물(10)은 회전지지부(2110)를 관통하여 삽입될 수 있다.

파지부재(2113)는 삽입된 가공대상물(10)을 클램핑하여 고정할 수 있다. 파지부재(2113)는 회전지지부(2110)의 제1 단부에 배치될 수 있다. 파지부재(2113)는 상기한 제1 단부에 구비된 슬라이딩 홈에 선형이동 가능하게 결합될 수 있다. 파지부재(2113)는 슬라이딩 홈을 따라, 회전지지부(2110)의 중심을 향하는 방향으로 이동하거나, 회전지지부(2110)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다.

파지부재(2113)는 적어도 2개 구비될 수 있으며, 이하에서는 3개의 파지부재(2113)가 구비된 실시예를 중심으로 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

3개의 파지부재(2113)는 회전지지부(2110)의 둘레방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 3개의 파지부재(2113)는 관통홀(h)을 가운데 두고, 관통홀(h)의 원주방향을 따라 배치될 수 있다. 일 실시예로서, 3개의 파지부재(2113)는 서로 동일한 간격으로 이격되어 배치되고, 이러한 경우 어느 하나의 파지부재(2113)가, 인접한 다른 파지부재(2113)와 120°의 각도를 이루도록 배치될 수 있다.

3개의 파지부재(2113)는 각각 연결된 슬라이딩 홈을 따라, 서로 다른 방향에서 관통홀(h)을 향해 다가가거나, 관통홀(h)로부터 멀어지도록 선형이동할 수 있다. 이에 따라, 가공대상물(10)을 회전시키는 경우, 3개의 파지부재(2113)가 관통홀(h)에 삽입된 가공대상물(10)을 향해 이동하여, 가공대상물(10)의 외면을 서로 다른 세방향에서 가압하여 클램핑함으로써 가공대상물(10)을 고정시킬 수 있다.

회전지지부(2110)는 일 예로, 각도 보정용 척(chuck)일 수 있으며, 이때 파지부재(2113)는 척에 구비된 조(jaw)일 수 있다.

회전지지부(2110)는 가공대상물(10)을 클램핑한 상태로, 가공대상물(10)의 길이방향(예를 들어, Y축 방향)을 중심으로 회전할 수 있다. 이때, 회전지지부(2110)는 미리 설정된 회전각으로 회전할 수 있다. 미리 설정된 회전각은 가공대상물(10)이 설치될 대상, 설치 위치 등을 고려하여 변경될 수 있다.

회전각 설정부재(2114)는 회전지지부(2110)의 회전각을 결정할 수 있다. 회전각 설정부재(2114)는 회전지지부(2110)의 제2 단부에 배치될 수 있다. 이때, 관통홀(h)은 회전각 설정부재(2114)까지 연장될 수 있다. 이에 따라, 관통홀(h)은 회전지지부(2110)의 제1 단부에서, 제2 단부를 지나 회전각 설정부재(2114)를 관통하도록 형성되고, 이러한 관통홀(h) 내로 가공대상물(10)이 관통 삽입될 수 있다.

회전각 설정부재(2114)는 구동력전달부재(2116)를 이용하여, 회전모터(2115)와 연결될 수 있다. 이러한 경우, 회전각 설정부재(2114)는, 회전모터(2115)에서 생성된 회전 구동력을 구동력전달부재(2116)를 통해 전달받을 수 있다. 그리고, 회전각 설정부재(2114)는 전달받은 회전 구동력을 이용하여, 미리 설정된 회전각만큼 회전하고, 이에 따라, 회전지지부(2110)가 미리 설정된 회전각으로 회전 운동할 수 있다.

회전각 설정부재(2114)는 다층 구조로 형성될 수 있다. 일 실시예로서, 회전각 설정부재(211)는 제1 회전층부(2114a)와, 제2 회전층부(2114b)와, 제3 회전층부(2114c)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 회전층부(2114a)와, 제2 회전층부(2114b)와, 제3 회전층부(2114c)는 서로 다른 직경으로 형성될 수 있다.

이러한 경우, 구동력전달부재(2116)를 제1 내지 제3 회전층부(2114a, 2114b, 2114c) 중 어느 하나에 선택적으로 연결함으로써, 회전지지부(2110)의 미리 설정된 회전각을 변경할 수 있다.

구체적으로, 제1 회전층부(2114a)에서, 제3 회전층부(2114c)로 갈수록 직경이 감소하도록 형성될 수 있다. 일 예로, 구동력전달부재(2116)를 제1 회전층부(2114a)에 연결함으로써, 회전지지부(2110)가 가장 작은 회전각으로 회전하도록 설정할 수 있다. 다른 예로, 구동력전달부재(2116)를 제3 회전층부(2114c)에 연결함으로써, 회전지지부(2110)가 가장 큰 회전각으로 회전하도록 설정할 수도 있다.

한편, 회전각 설정부재(2114)에 구비된 회전층부는 개수는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니며, 회전각 설정부재(2114)는 2개 이하의 회전층부를 구비하거나, 4개 이상의 회전층부를 구비할 수도 있다.

보조지지대(2120)는 지지 바디(SS)에, 회전지지부(2110)와 이격되도록 배치되어 가공대상물(10)을 지지할 수 있다. 구체적으로, 보조지지대(2120)는 가공대상물(10)의 양단 중 가공대상부(11)의 반대측 단부를 지지할 수 있다. 이러한 가공대상부(11)의 반대측 단부는 후술할 만드릴(mandrel)(M)이 삽입되는 단부(이하, 만드릴 삽입단부)일 수 있다.

이에 따라, 굽힘 가공 과정에서, 가공대상물(10)의 가공대상부(11)와 인접한 단부는 지지부(200, 200')에 의해 지지되고, 가공대상부(11)의 만드릴 삽입단부는 보조지지대(2120)에 의해 지지될 수 있다.

길이조정부(2130)는 가공대상물(10)의 굽힘 가공 위치를 표시 및 특정할 수 있다. 일 실시예로서, 길이조정부(2130)는 눈금자(ruler)를 구비할 수 있다. 그리고, 길이조정부(2130)는 눈금자가 회전지지부(2110)에 클램핑된 가공대상물(10)의 길이방향과 나란하게 되도록, 배치될 수 있다.

이러한 경우, 눈금자는 회전지지부(2110)와 인접하여 배치됨으로써, 굽힘 가공을 수행하는 작업자는 눈금자의 눈금을 통해 원하는 길이만큼 가공대상물(10)을 그 길이방향(Y축 방향 또는 D2 방향)을 따라 이동시켜 굽힘 가공 위치를 조절할 수 있다.

만드릴 공급 장치(3)는 가공대상물(10)의 만드릴 삽입단부 내로 삽입되는 만드릴(M)을 공급할 수 있다. 여기서, 만드릴(M)은 파이프 형태의 가공대상물(10) 내로 삽입되어, 굽힘 가공이 수행되는 동안, 가공대상물(10) 내부의 곡률 형상을 유지시켜 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 삽입된 만드릴(M)은 굽힘 가공이 완료된 이후, 가공대상물(10)로부터 제거될 수 있다.

일 실시예로서, 만드릴 공급 장치(3)는 릴(reel) 형태로 구비될 수 있다. 이러한 경우, 만드릴 공급 장치(3)는 보조지지대(2120)에 인접하여 배치되어, 릴에 권취(捲取)된 만드릴(M)이 권출(捲)되는 방향(예를 들어, 도 12의 R2 방향)으로 회전함으로써, 가공대상물(10)의 만드릴 삽입단부에 만드릴(M)을 공급할 수 있다. 공급된 만드릴(M)은 작업자에 의해 만드릴 삽입단부 내로 삽입될 수 있다.

제어부(4)는 굽힘 가공용 지그 장치(1)와, 굽힘 방향 조절 장치(2)의 작동을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(4)는 굽힙 가공용 지그 장치(1)와 굽힘 방향 조절 장치(2)와 전기적으로 연결되어, 굽힘 가공용 지그 장치(1)에 의한 가공대상물(10)의 굽힘 가공 작업, 및/또는 굽힘 방향 조절 장치(2)에 의한 가공대상물(10)의 회전 운동을 제어할 수 있다.

제어부(4)는 굽힘 가공용 지그 장치(1)에 의한 1차 굽힘 가공이 완료된 이후, 굽힘 방향 조절 장치(2)가 가공대상물(10)을 미리 설정된 회전각으로 회전시키도록 제어할 수 있다. 회전이 완료된 가공대상물(10)을 2차 굽힘 가공 위치로 이동시킨 후, 제어부(4)는 다시 굽힘 가공용 지그 장치(1)가 2차 굽힘 가공을 하도록 제어할 수 있다.

한편, 굽힘 가공 시스템(BS)은, 제어부(4)에 의해 자동으로 제어되는 자동 모드와, 작업자가 직접 공정을 제어 및 수행하는 수동 모드 사이에서 전환할 수 있다.

도 11은 도 1 굽힘 가공 시스템을 이용한 굽힘 가공의 일 상태를 도시한 사시도이다. 도 12는 도 1 굽힘 가공 시스템을 이용한 굽힘 가공의 다른 상태를 도시한 사시도이며, 도 13은 도 1 굽힘 가공 시스템을 이용한 굽힘 가공의 또 다른 상태를 도시한 사시도이다. 도 14는 도 1 굽힘 가공 시스템을 이용한 굽힘 가공의 또 다른 상태를 도시한 사시도이다. 그리고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공 시스템의 굽힘 가공 방법을 도시한 흐름도이다. 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공용 지그 장치가 가공대상물을 굽힘 가공하는 방법을 도시한 흐름도이며, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 방향 조절 장치가 가공대상물을 회전시키는 방법을 도시한 흐름도이다.

도 11 내지 도 14 및 도 15내지 도 17을 참조하면, 굽힘 가공 시스템(BS)을 이용하여 가공대상물(10)을 굽힘 가공하는 방법(S10)은 아래와 같을 수 있다.

우선, 가공대상물(10)을 지지부(200, 200') 및 보조지지대(2120)에 안착시킬 수 있다. 이때, 가공대상물(10)의 가공대상부(11)와 인접한 단부는 지지부들(200, 200')에 의해 지지되고, 가공대상물(10)의 만드릴 삽입단부는 보조지지대(2120)에 의해 지지될 수 있다.

다음, 굽힘 가공용 지그 장치(1)를 이용하여, 가공대상물(10)의 가공대상부(11)를 가열 및 벤딩시켜, 1차 굽힘 가공을 수행할 수 있다(S100).

다음, 1차 굽힘 가공이 완료된 가공대상물(10)을 2차 굽힘 가공 위치로 이동시킨 후, 굽힘 방향 조절 장치(2)를 이용하여 가공대상물(10)의 미리 설정된 회전각으로 회전시킬 수 있다(S200).

다음, 미리 설정된 회전각으로 회전된 가공대상물(10)의 2차 가공대상부(12)를, 굽힘 가공용 지그 장치(1)를 이용하여 가열 및 벤딩시켜, 2차 굽힘 가공을 수행할 수 있다(S300).

이후, 추가 굽힘 가공이 필요한 경우, 전술한 바와 동일 또는 유사한 방식으로 가공대상물(10)의 다른 가공대상부를 벤딩시킬 수 있다. 반면에, 추가 굽힘 가공이 필요 없는 경우에는, 가공대상물(10)의 고정 상태를 모두 해제시킨 후, 굽힘 가공 시스템(BS)으로부터 분리할 수 있다.

도3 내지 도 8 및 도 15를 참조하면, 굽힘 가공용 지그 장치(1)를 이용하여, 가공대상물(10)을 가열 및 벤딩시키는 구체적인 방법(S100, S300)은 아래와 같을 수 있다. 이때, 1차 굽힘 가공 방법과, 2차 굽힘 가공은 동일 또는 유사한 과정으로 수행되므로, 중복되는 설명은 피하기 위해, 이하에서는 1차 굽힘 가공을 중심으로 설명하기로 한다.

우선, 가공대상물(10)의 가공대상부(11)와 인접한 단부가 1 지지부들(200, 200')에 의해 지지되도록 위치될 수 있다. 이때, 가공대상물(10)의 상기한 단부는 제1 클램핑홈(311)과 제2 클램핑홈(321) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 가공대상물(10)의 가공대상부(11)[2차 굽힘 가공 단계의 경우에는, 2차 가공대상부(12)]는 한쌍의 가열부(410) 사이에 위치될 수 있다.

다음, 고정 유닛(300)이 가공대상물(10)을 클램핑할 수 있다(S110, S310). 구체적으로, 제2 클램핑부(320)가 제1 클램핑부(310)를 향해 이동하여, 가공대상물(10)의 상기한 일단 및 이와 인접한 부분이 제1 클램핑홈(311) 및 제2 클램핑홈(321)의 내부에 삽입될 수 있다.

이후 제2 클램핑부(320)가 제1 클램핑부(310)를 향하는 방향으로 가공대상물(10)을 더 가압하여 가공대상물(10)을 클램핑할 수 있다. 이에 따라, 가공대상물(10)의 위치가 고정될 수 있다.

다음, 가열 유닛(400)이 가공대상부(11)를 가열할 수 있다(S120, S320). 구체적으로, 한 쌍의 가열부(410)는, 가열대상부(11)를 가운데 두고, 서로를 향해 이동할 수 있다. 이때, 가열대상부(11)는 한쌍의 가열부(410)에 구비된 서로 마주보는 가열홈(411)들에 의해 획정된 공간 내에 수용될 수 있다. 이후, 한쌍의 가열부(410)가 서로를 향하는 방향으로 더 이동함으로써, 한쌍의 가열홈(411)의 내면에 가공대상부(11)가 밀착되어 고정될 수 있다.

이러한 상태에서, 가열부(410) 내부의 열원에서 발생된 열이 가공대상부(11)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 가공대상부(11)가 가열됨으로써 연성이 증가할 수 있다. 가열 유닛(400)은, 가공대상부(11)가 벤딩시키기에 충분할 만큼 유연한 상태가 될 때까지 가열할 수 있다. 이후, 가열대상부(11)의 가열이 완료되면, 열원은 발열 작업을 중단하고, 한쌍의 가열부(410)가 가열대상부(11)로부터 멀어지는 방향으로 다시 이동할 수 있다.

다음, 가공대상물(10)를 벤딩 유닛(500)을 향해 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 가공대상물(10)을 이동시키기에 앞서, 제2 클램핑부(320)를 제1 클램핑부(310)로부터 멀어지도록 이동함으로써, 고정 유닛(300)에 의한 가공대상물(10)의 클램핑 상태를 해제시킬 수 있다.

이후, 가열된 가공대상부(11)가 제1 벤딩가이드홈(511)과 제2 벤딩가이드홈(521)의 사이의 위치(즉, 굽힘 가공 위치)로 이동시킴으로써, 가공대상물(10)의 위치를 변경시킬 수 있다. 가공대상물(10)의 위치 변경이 완료되면, 고정 유닛(300) 및 가열 유닛(400)을 이용하여, 가공대상물(10)을 다시 클램핑하여 고정할 수 있다. 이때, 가공대상물(10)과 상대적으로 넓은 접촉 면적을 갖는 가열 유닛(400)에 의한 클램핑 및 고정이 완료된 이후, 가공대상물(10)과 상대적으로 좁은 접척 면적을 갖는 고정 유닛(300)에 의한 클램핑 및 고정이 수행될 수 있다. 이러한 고정 순서에 의해, 고정 작업이 수행되는 동안, 두 유닛(300, 400)에 의한 고정 작업의 안정성을 향상시킬 수 있다.

다음, 벤딩 유닛(500)이 가공대상물(10)을 벤딩할 수 있다(S130, S330). 구체적으로, 가력부(520)가 가이드홈(531)을 따라 가공대상물(10)을 향해 이동하여 제2 벤딩가이드홈(521)이 가열대상부(11)에 밀착됨으로써, 가공대상부(11)를 가압할 수 있다.

이후, 가공대상부(11)가 가압된 상태로, 사용자 또는 별도의 구동장치에 의해 연결부(530)가 벤딩 방향(도 8 참조)을 따라, 벤딩가이드부(510)의 중심축(C)을 중심으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 가력부(520)가 벤딩가이드부(510)의 둘레 방향을 따라 회전하면서, 가공대상부(11)에 힘을 가할 수 있다.

이러한 경우, 가공대상부(11)는, 그 일측면이 제1 벤딩가이드홈(511)에 의해 지지되고, 그 타측면은 제2 벤딩가이드홈(521)에 밀착되어 가압된 상태로, 가력부(520)의 회전 방향을 따라 힘이 가해짐으로써, 벤딩될 수 있다. 이때, 가공대상부(11)는 가열 유닛(400)에 의해 가열되어 유연해진 상태이므로, 작은 힘을 가하는 것만으로도 가공대상부(11)를 쉽게 벤딩시킬 수 있다.

가공대상부(11)의 벤딩이 완료되면, 송풍부(600)가 가공대상부(11)을 향해 송풍 (送風)함으로써, 가공대상부(11)를 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 가공대상부(11)가 냉각되어, 원래의 강성(stiffness)을 회복함으로써, 가공대상물(10)의 형상이 벤딩된 상태로 유지될 수 있다.

이후, 가력부(520) 및/또는 고정 유닛(300)에 의한 클램핑 및 고정 상태를 해제한 후, 굽힘 가공이 완료된 가공대상물(10)을 굽힘 가공시스템(BS)으로부터 분리하거나, 또는 2차 굽힘 가공을 위한 준비를 수행할 수 있다.

굽힘 가공 공정이 완료된 이후, 사용자는 굽힘 가공이 수행되기 전인 새로운 가공대상물을 굽힘 가공 시스템(BS)에 안착시켜 전술한 바와 동일 또는 유사한 방법을 통해, 굽힘 가공 공정을 수행할 수 있다.

이때, 지지부(200), 고정 유닛(300), 가열 유닛(400) 및 벤딩 유닛(500)은 모두 베이스부(100)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라, 새로운 가공대상물이 이전의 가공대상물(10)과 종류 또는 형상이 상이한 경우, 지지부(200), 고정 유닛(300), 가열 유닛(400) 및 벤딩 유닛(500)의 일부 또는 전부를 교체함으로써, 다양한 종류 및 형상의 가공대상물(10)에 대한 굽힘 가공 공정을 수행할 수 있다.

도12 내지 도 14 및 도 17을 참조하면, 굽힘 방향 조절 장치(2)를 이용하여, 1차 굽힘 가공이 완료된 가공대상물(10)을 회전시키는 구체적인 방법(S200)은 아래와 같을 수 있다.

우선, 1차 굽힘 가공이 완료된 이후, 고정 유닛(300) 및 가열 유닛(400)은, 가공대상물(10)의 고정 상태를 해제할 수 있다(S210). 구체적으로, 제2 클램핑부(320)가 가공대상물(10)로부터 멀어짐으로써, 고정 유닛(300)에 의한 클램핑 상태를 해제할 수 있다. 이어서, 한쌍의 가열부(410)가 서로로부터 멀어지도록 이동함으로써, 가열 유닛(400)에 의한 클램핑 상태를 해제할 수 있다.

이러한 경우, 회전지지부(2110)에 구비된 3개의 파지부재(2113) 역시도 가공대상물(10)로부터 이격된 위치에 배치되어 고정 해제(또는 파지 해제)된 상태일 수 있다. 이에 따라, 가공대상물(10)의 고정 상태가 완전히 해제될 수 있다.

다음, 가공대상물(10)을 이동시켜, 2차 가공대상부(또는 제2 가공대상부)(12)를 한쌍의 가열부(410) 사이에 위치시킬 수 있다(S220). 구체적으로, 2차 가공대상부(12)를 길이방향(D2방향)을 따라 이동시켜, 2차 가공대상부(12)를 한쌍의 가열부(410) 사이에 위치시킬 수 있다.

이때, 가공대상물(10)의 이동은 일 실시예로서, 작업자가 직접 이동시킬 수 있으며, 다른 실시예로서 만드릴 공급 장치(3)의 권출 방향(R2방향)으로의 회전력을 이용하여 만드릴(M)이 삽입되어 연결된 가공대상물(10)의 만드릴 삽입단부를 가압함으로써 이동시킬 수도 있다.

다음, 회전지지부(2110)가 가공대상물(10)을 클램핑(또는 파지)하여, 미리 설정된 회전각으로 회전시킬 수 있다(S230). 구체적으로, 3개의 파지부재(2113)가 관통홀(h)에 삽입된 가공대상물(10)을 향해 슬라이딩 이동하여, 가공대상물(10)을 클램핑(또는 파지)함으로써 고정시킬 수 있다. 이후, 회전지지부(2110)는 가공대상물(10)을 클램핑한 상태로, 미리 설정된 회전각으로 (예를 들어, R1 방향을 따라)회전할 수 있다.

이후, 굽힘 가공용 지그 장치(1)는, 미리 설정된 회전각으로 회전이 완료된 가공대상물(10)의 2차 가공대상부(12)에 대해 가열 및 벤딩시킴으로써, 2차 굽힘 가공을 수행할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 굽힘 가공 시스템(BS)은 굽힘 가공용 지그 장치(1)를 포함하여, 가열 유닛(400)에 의한 가공대상물(10)의 가열 공정과, 벤딩 유닛(500)에 의한 가공대상물(10)의 벤딩 공정이 순차적으로 수행함으로써, 가공대상물(10)을 하나의 공정 시스템을 이용하여 굽힘 공정을 수행할 수 있다.

또한, 굽힘 가공 시스템(BS)은 굽힘 방향 조절 장치(2)를 포함하여, 1차 굽힘 공정이 완료된 가공대상물(10)을 회전 및 이동시켜, 다음 위치에서 굽힘 고정을 다시 수행함으로써, 하나의 공정 시스템을 이용하여 서로 상이한 위치 및 방향으로의 굽힘 공정을 수회 수행할 수 있어, 다양한 환경에 설치 및 적용이 가능하도록 가공대상물(10)을 가공할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

BS: 굽힘 가공 시스템
SS: 지지 바디
1: 굽힘 가공용 지그 장치
2: 굽힘 방향 조절 장치
3: 만드릴 공급 장치
4: 제어부
10: 가공대상물
11: 가공대상부
100: 베이스부
200: 지지부
300: 고정 유닛
400: 가열 유닛
500: 벤딩 유닛

Claims (15)

1. 지지 바디;
   상기 지지 바디에 배치되고, 가공대상물을 벤딩시키는 굽힘 가공용 지그 장치; 및
   상기 지지 바디에 상기 굽힘 가공용 지그 장치와 이격되도록 배치되고, 상기 가공대상물을 미리 설정된 회전각으로 회전시켜 벤딩 방향을 조절하는 굽힘 방향 조절 장치;를 포함하고,
   상기 굽힘 가공용 지그 장치는,
   상기 가공대상물을 지지하는 지지부;
   상기 지지부와 이격되도록 배치되고, 상기 가공대상물을 선택적으로 고정하는 고정 유닛;
   상기 지지부와 상기 고정 유닛 사이에 배치되고, 상기 가공대상물을 가열하는 가열 유닛; 그리고
   상기 고정 유닛과 이격되고, 상기 가공대상물을 가력하여 벤딩시키는 벤딩 유닛;을 포함하고,
   상기 벤딩 유닛은,
   상기 가공대상물을 벤딩되는 형상을 결정하는 벤딩가이드부;
   일단이, 상기 벤딩가이드부에 회전운동 가능하게 연결되는 연결부;
   상기 연결부의 타단에 이동가능하게 연결되고, 상기 연결부의 회전운동에 따라 상기 가공대상물을 가력하는 가력부;
   상기 벤딩가이드부에 배치되고, 상기 가공대상물이 벤딩되는 각도를 표시하는 각도표시부; 및
   상기 벤딩가이드부에 회전 가능하되, 선택적으로 고정 가능하게 배치되고, 상기 연결부가 기 설정된 각도까지 회전하도록 상기 연결부의 회전 반경을 제한하는 스톱퍼;를 포함하고,
   상기 연결부는 상기 연결부의 길이방향을 따라 연장되는 가이드홈을 구비하고,
   상기 가력부는 상기 가이드홈에 선형이동 가능하게 결합되되, 상면에 상기 연결부가 슬라이딩 가능하게 삽입되는 삽입홈을 구비하는, 굽힘 가공 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 가열 유닛은, 상기 가공대상물을 중심으로 서로 대칭되도록 배치되어 상기 가공대상물의 가공대상부에 열을 가하는 한쌍의 가열부를 구비하고,
   한쌍의 상기 가열부는, 상기 가공대상물을 향해 다가가거나, 상기 가공대상물로부터 멀어지도록 이동 가능한, 굽힘 가공 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   한쌍의 상기 가열부는 각각, 상기 가공대상물과 마주보는 일 측면에서 내측으로 오목한 가열홈을 구비하는, 굽힘 가공 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   한쌍의 상기 가열부는 내부에, 상기 가열홈과 이격되어 배치되고, 상기 가공대상물에 제공하기 위한 열을 생성하는 열원이 수용되는 수용공간을 구비하는, 굽힘 가공 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 고정 유닛은,
   상기 가공대상물의 일 측면을 클램핑하는 제1 클램핑부; 및
   상기 제1 클램핑부를 향해 이동 가능하고, 상기 가공대상물의 타 측면을 클램핑하는 제2 클램핑부;를 구비하는, 굽힘 가공 시스템.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 벤딩가이드부는, 상기 벤딩가이드부의 둘레방향을 따라 연장되는 제1 벤딩가이드홈을 구비하고,
   상기 가력부는, 상기 벤딩가이드부와 마주보는 일 측면에서 내측으로 오목한 제2 벤딩가이드홈을 구비하는, 굽힘 가공 시스템.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 벤딩 유닛과 이격되도록 배치되고, 상기 가공대상물을 냉각시키기 위한 송풍부;를 더 포함하는, 굽힘 가공 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 굽힘 방향 조절 장치는,
    상기 가공대상물을 클램핑하여 상기 미리 설정된 회전각으로 회전시키는 회전지지부; 및
    상기 회전지지부와 이격되어, 상기 가공대상물을 지지하는 보조지지대;를 포함하는, 굽힘 가공 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 회전지지부는, 서로 다른 복수개의 미리 설정된 회전각으로 회전가능하도록 구성된 다층 구조의 회전각 설정부재를 구비하는, 굽힘 가공 시스템.
13. 제11항에 있어서,
    상기 굽힘 방향 조절 장치는,
    상기 회전지지부에 의해 클램핑된 상태의 상기 가공대상물의 길이방향과 평행하게 배치되어, 상기 가공대상물의 굽힘 가공 위치 및 회전 위치를 표시하는 길이보정부;를 더 포함하는, 굽힘 가공 시스템.
14. 제1항에 있어서,
    상기 굽힘 가공용 지그 장치 및 상기 굽힘 방향 조절 장치의 작동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는, 굽힘 가공 시스템.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 굽힘 가공용 지그 장치에 의해 굽힘 가공이 완료된 상기 가공대상물을 회전 위치로 이동시킨 후, 상기 굽힘 방향 조절 장치가 상기 미리 설정된 회전각으로 상기 가공대상물을 회전시키도록 제어하는, 굽힘 가공 시스템.
    

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