KR102594788B1 - 코일강판 연속 절곡장치 - Google Patents

코일강판 연속 절곡장치 Download PDF

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권항구
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Abstract

본 발명은 코일강판을 일정하게 인출시킨 후에 레이저가공기를 이용하여 원하는 형태로 절단하고 절곡하는 가공을 연속적으로 수행하는 강판 연속 절곡 장치에 관한 것이다.
본 발명의 코일강판 연속 절곡장치는 코일강판을 언코일시키는 언코일러(100)와, 상기 언코일러로부터 언코일된 강판을 공급받아 평탄화시키는 레벨러(200)와, 레벨러로부터 인출되는 평탄화된 강판을 일정한 형태로 레이저 절단하는 레이저가공기(300)와, 상기 레이저 가공이 완료된 강판을 절곡하여 성형하는 절곡기(400)와, 상기 레이저가공기와 절곡기 사이에 설치되어 레이저 가공이 완료된 강판을 진공 흡착하여 절곡기로 공급하는 강판이송로봇(500)과, 상기 절곡기로부터 절곡 완료된 강판을 일정 위치로 이송 적재하는 적재로봇(600)을 포함한다.

Description

코일강판 연속 절곡장치{Apparatus for continuous bending steel plate}
본 발명은 코일강판을 일정하게 인출시킨 후에 레이저가공기를 이용하여 원하는 형태로 절단하고 절곡하는 가공을 연속적으로 수행하는 강판 연속 절곡 장치에 관한 것이다.
일반적으로 코일강판의 성형은 강판을 언코일하는 언코일공정과, 언코일된 강판을 커팅기를 이용하여 일정 크기로 절단하는 절단공정과, 절단된 강판을 유압식 혹은 기계식 프레스기로 투입하여 절곡하는 성형공정으로 이루어진다..
그리고, 이러한 작업은 각각의 독립된 공정으로 이루어지게 되므로 다음 공정으로 순차 이송시키기 위한 별도의 상차, 하차, 운반공정 등 여러 단계가 추가 된다.
또한, 코일상태로 공급되는 강판은 언코일 과정에서 휘어지기 때문에 커팅공정으로 투입되기 이전에 레벨러에 투입하여 평활하게 교정시켜 주는 평탄화 공정도 거쳐야 한다.
아울러, 이러한 작업들은 모두 작업자가 강판을 한장씩 잡고 수작업으로 수행하는 경우가 대부분이라서 작업속도가 매우 느리고 안전사고의 위험이 매우 높을 뿐만 아니라 가공정밀도도 크게 떨어지는 문제가 있다.
국내등록특허공보 제10-1810366호
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 코일강판을 언코일하고 언코일된 강판을 평탄화한 후에 일정 형태로 절단한 후 절곡하는 일련이 가공 공정이 연속적으로 이루어지게 되는 코일강판 연속 절곡장치를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 코일강판 연속 절곡장치는 코일강판을 언코일시키는 언코일러와, 상기 언코일러로부터 언코일된 강판을 공급받아 평탄화시키는 레벨러와, 레벨러로부터 인출되는 평탄화된 강판을 일정한 형태로 레이저 절단하는 레이저가공기와, 상기 레이저 가공이 완료된 강판을 절곡하는 절곡기와, 상기 레이저가공기와 절곡기 사이에 설치되어 레이저 가공이 완료된 강판을 진공 흡착하여 절곡기로 공급하는 강판이송로봇과, 상기 절곡기로부터 절곡이 완료된 강판을 일정 위치로 이송 적재하는 적재로봇을 포함한다.
또한, 상기 언코일러는 베이스와, 상기 베이스에 회전가능하게 설치되며, 코일강판이 장착되는 보빈과, 상기 보빈을 회전시키는 구동모터와, 상기 보빈의 양측에 설치되어 코일강판의 양측을 지지하는 제1가이드와, 상기 베이스에 설치되어 코일강판의 상부를 지지하는 제2가이드와, 상기 베이스에 설치되어 코일강판의 하부를 지지하는 제3가이드를 구비할 수 있다.
아울러, 상기 레벨러는 언코일러로부터 언코일되는 강판이 진입하는 강판진입구와 언코일된 강판이 배출되는 강판배출구가 형성된 본체부와, 상기 본체부의 내부에 상하로 평행하게 배치되어 본체부의 내부로 진입하는 언코일된 강판을 통과시킴과 동시에 평탄하게 교정하는 다수열의 상부교정롤러와 하부교정롤러로 이루어진 교정롤러부와, 상기 몸체부의 강판진입구로부터 전방으로 연장형성된 안내패널과 상기 안내패널에 전후로 평행하게 배치되어 안내패널로 진입하는 언코일된 강판을 지지함과 동시에 지지된 강판을 강판진입구로 이송시키는 안내롤러를 구비한 제2강판안내부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 레이저가공기는 레벨러로부터 배출되는 강판이 놓여지는 가공테이블과, 상기 가공테이블에 놓여진 강판을 후방으로 이송시키는 이송롤러와, 상기 가공테이블의 상방에 설치되어 상기 이송롤러를 따라 후방으로 이송되는 강판에 레이저를 조사하여 절단 가공을 수행하는 레이저유닛과, 상기 레이저유닛을 가공테이블의 길이방향과 높이방향과 폭방향으로 이송시키는 이송유닛과, 상기 가공테이블의 전방으로 연장 형성된 안내패널과 상기 안내패널에 전후로 평행하게 배치되어 안내패널로 진입하는 평탄화된 강판을 지지함과 동시에 지지된 강판을 가공테이블로 이송시키는 안내롤러를 구비한 제3강판안내부를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 코일강판 연속 절곡장치는 코일강판의 언코일에서부터 평탄화, 레이저 절단, 절곡을 마친 강판의 적재까지의 강판 성형 전과정이 작업자의 개입없이 연속작업을 통해 자동으로 이루어지게 되므로, 각 작업공정마다 작업자가 수작업으로 처리하던 종래에 비하여, 작업속도가 매우 빠르고 안전사고가 발생하지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 레이저를 이용하여 절단작업이 이루어지므로 절단형태가 달라지는 경우에 절단 형태에 맞는 프로그램만 레이저가공기에 입력시켜 주면 신속한 대응이 가능하므로 다양한 절단형태에 맞추어 각기 다른 프레스 금형을 제작하던 종래와는 달리 제작비용을 획기적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 레벨러의 전단에 제1강판안내부가 구비되고 후단에 제2강판안내부가 구비되며 레이저 가공기의 전단에 제3강판안내부가 구비되어 있기 때문에 언코일된 강판이 레벨러측으로 원활하게 진입하게 되고 레벨러를 통과한 강판이 레이저 가공기로 원활하게 투입되면서 연속공정이 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 코일강판 연속 절곡장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 코일강판 연속 절곡장치를 구성하는 언코일러를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 코일강판 연속 절곡장치를 구성하는 레벨러를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 코일강판 연속 절곡장치를 구성하는 레이저가공기 및 적재로봇을 나타내는 도면.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
아울러, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
예컨대, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 아울러, "포함한다" 또는 "구비한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
아울러, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 코일강판 연속 절곡장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 코일강판 연속 절곡장치를 구성하는 언코일러를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 코일강판 연속 절곡장치를 구성하는 레벨러를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 코일강판 연속 절곡장치를 구성하는 레이저가공기 및 적재로봇을 나타내는 도면으로소, 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 코일강판 연속 절곡장치는 언코일러(100)와 레벨러(200)와 레이저가공기(300)와, 절곡기(400)와 강판이송로봇(500)과 적재로봇(600)을 포함한다.
상기 언코일러(100)는 코일강판(C)을 언코일시켜 주는 장치로서, 베이스(110)와, 상기 베이스(110)에 회전가능하게 설치되며 코일강판(C)이 장착되는 보빈(120)과, 상기 베이스(110)에 장착되어 보빈(120)을 회전시키는 구동모터(130)와, 상기 보빈(120)의 양측에 설치되어 코일강판(C)의 양측을 지지하는 제1가이드(140)와, 상기 베이스(110)에 설치되어 코일강판(C)의 상부를 지지하는 제2가이드(150)와, 상기 베이스(110)에 설치되어 코일강판(C)의 하부를 지지하는 제3가이드(160)를 구비할 수 있다.
따라서, 보빈(120)에 코일강판(C)을 장착한 후에 구동모터(130)를 구동시키면 보빈(120)이 일정속도로 회전하면서 보빈(120)으로부터 강판이 언코일되며, 언코일되는 강판은 제1가이드(140)로 인하여 보빈(120)으로 이탈되지 않고 안정적으로 언코일될 뿐만 아니라, 상기 제2가이드(150)와 제3가이드(160)를 통해 위로 들뜨거나 아래로 처지지 않고 일정한 장력을 유지하면서 안정되게 언코일된다.
한편, 상기 제2가이드(150)와 제3가이드(160)에는 언코일되는 강판이 부드럽게 언코일되도록 언코일되는 강판을 따라 구름운동하는 적어도 하나 이상의 가이드롤러(151,161)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 레벨러(200)는 언코일러(100)로부터 풀려나오는 강판을 평탄화시켜 주는 장치로서, 상기 언코일러(100)의 일측에 배치되며 언코일러(100)로부터 언코일되는 강판이 진입하는 강판진입구(211)와 언코일된 강판이 배출되는 강판배출구(212)가 형성된 본체부(210)를 구비한다.
그리고, 상기 레벨러(200)는 본체부(210)의 내부에 상하로 평행하게 배치되어 본체부(210)의 내부로 진입하는 언코일된 강판을 통과시킴과 동시에 평탄하게 교정하는 다수열의 상부교정롤러(221)와 하부교정롤러(222)로 이루어진 교정롤러부(220)를 구비한다.
아울러, 상기 레벨러(200)는 본체부(100)의 전단에 설치되는 제1강판안내부(230)를 구비한다.
이 경우, 상기 제1강판안내부(230)는 본체부(100)의 강판진입구(211)로부터 전방으로 연장형성된 안내패널(231)과, 상기 안내패널(231)에 전후로 평행하게 배치되어 안내패널(231)로 진입하는 언코일된 강판을 지지함과 동시에 지지된 강판을 강판진입구(211)로 이송시키는 안내롤러(232)를 구비할 수 있다.
상기 제1강판안내부(230)의 안내롤러(232)는 안내패널(231) 내측에 설치된 구동모터(233)를 통해 회전력을 부여받는다.
따라서, 언코일러(100)로부터 배출되는 강판은 제1강판안내부(230)를 통해 강판진입구(211)로 안내된 후 레벨러(200)의 본체부(210) 내부로 원활하게 진입하게 된다.
이때, 제1강판안내부(230)의 안내롤러(232)가 구동모터(130)에 의해 회전하고 있으므로 상기 강판은 작업자의 개입없이 상기 안내롤러(232)를 통해 이송력을 부여받아 자력으로 강판진입구(211)로 진입하게 된다.
그리고, 강판진입구(211)로 진입한 강판은 상부교정롤러(221)와 하부교정롤러(222)를 차례로 통과하면서 평탄화가 이루어지게 된다.
평탄화된 강판은 강판배출구(212)를 통해 언코일러(100)로부터 배출된다.
한편, 상기 레벨러(200)는 강판배출구(212)로부터 후방으로 연장형성된 안내패널(241)과, 상기 안내패널(241)에 전후로 평행하게 배치되어 안내패널(241)로 배출되는 평탄화된 강판을 지지함과 동시에 지지된 강판을 레이저가공기(300)측으로 이송시키는 안내롤러(242)를 구비한 제2강판안내부(240)를 구비할 수 있다.
이 경우, 상기 제2강판안내부(240)의 안내롤러(232)는 안내패널(241) 내측에 설치된 구동모터(243)를 통해 회전력을 부여받는다.
따라서, 레벨러(200)로부터 배출되는 평탄화된 강판은 제2강판안내부(240)를 통해 본체부(210)로부터 원활하게 배출된 후 레이저가공기(300)측으로 원활하게 이송된다
상기 레이저가공기(300)는 레벨러(200)로부터 인출되는 평탄화된 코일강판(C)을 일정한 형태로 레이저 절단한다.
이 경우, 상기 레이저가공기(300)는 레벨러(200)로부터 배출되는 강판이 놓여지는 가공테이블(310)과, 상기 가공테이블(310)에 놓여진 강판을 후방으로 이송시키는 이송롤러(320)와, 상기 가공테이블(310)의 상방에 설치되어 상기 이송롤러(320)를 따라 후방으로 이송되는 강판에 레이저를 조사하여 절단 가공을 수행하는 레이저유닛(330)과, 상기 레이저유닛(330)을 가공테이블(310)의 길이방향과 높이방향과 폭방향으로 이송시키는 이송유닛(340)과, 상기 가공테이블(310)의 전방으로 연장 형성된 안내패널(351)과 상기 안내패널(351)에 전후로 평행하게 배치되어 안내패널(351)로 진입하는 평탄화된 강판을 지지함과 동시에 지지된 강판을 가공테이블(310)로 이송시키는 안내롤러(352)를 구비한 제3강판안내부(350)를 구비할 수 있다.
상기 제3강판안내부(350)의 안내롤러(352)는 안내패널(351)의 내측에 설치된 구동모터(353)를 통해 회전력을 부여받는다.
따라서, 상기 강판배출구(212)를 통해 배출되는 평탄화된 강판은 작업자의 개입없이 제3강판안내부(350)를 통해 자력으로 자연스럽게 레이저가공기(300)의 가공테이블(310)에 놓여지게 되며, 이송롤러(320)를 따라 가공테이블(310)의 후방으로 이동하게 된다.
이 과정에서 가공테이블(310)의 상부에 설치된 레이저유닛(330)이 미리 프로그램된 형태로 이송유닛(340)을 따라 가공테이블(310)의 길이방향과 높이방향과 폭방향으로 이동하면서 강판을 절단하게 된다.
절단과정에서 발생되는 스크랩들은 가공테이블(310) 하부로 떨어져 수거되며, 절단된 강판은 이송롤러(320)를 따라 후방으로 이송된다.
한편, 상기 레이저가공기(300)의 후방에는 절곡기(400)가 설치된다.
이 경우, 상기 절곡기(400)는 몸체부(410)와, 상기 몸체부(410)의 상부에 승강되게 설치된 절곡날(420)과, 상기 절곡날(420) 하부에 위치하도록 몸체부(410)에 고정된 절곡금형(430)과 상기 절곡금형(430)의 전방에 위치하도록 상기 몸체부(410)에 설치된 강판 지지대(440)로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 강판이송로봇(500)은 레이저가공기(300)와 절곡기(400) 사이에 설치되어 레이저 가공이 완료된 강판을 진공 흡착하여 절곡기(400)의 강판 지지대(440)로 공급한다.
한편, 상기 강판이송로봇(500)은 가공테이블(310)의 후단에 대기하고 있다가 하강하여 가공테이블(310)을 따라 후방으로 이동 중인 절단된 강판을 픽업하도록 구성될 수도 있으나, 이 경우, 정확한 픽업이 이루어지기 어렵기 때문에 상기 가공테이블(310)의 후단에는 강판이송로봇(500)이 절단된 강판을 픽업하기 용이하도록 슬라이더(360)가 구비되는 것이 바람직하다.
이 경우, 절단된 강판은 슬라이더(360)를 따라 외부로 배출되어 일정위치에서 정지상태로 대기하게 되며, 강판이송로봇(500)은 정지상태로 대기 중인 강판을 정확하게 픽업할 수 있게 된다.
그리고, 상기 적재로봇(600)은 절곡기(400)의 후방에 설치되어 상기 절곡기(400)로부터 절곡이 완료된 강판을 강판 지지대(440)로부터 진공흡착하여 일정 위치로 이송 적재한다.
이와 같이 본 발명에 따른 코일강판 연속 절곡장치는 코일강판의 언코일에서부터 평탄화, 레이저 절단, 절곡, 절곡을 마친 강판의 적재까지의 모든 성형 과정이 작업자의 개입없이 연속작업을 통해 자동으로 이루어지게 되므로, 각 작업공정마다 작업자가 수작업으로 처리하던 종래에 비하여 작업속도가 매우 빠르고 안전사고가 발생되지 않는다.
또한, 본 발명은 레이저를 이용하여 절단작업이 이루어지므로 절단 형태를 달리하고자 하는 경우에 절단 형태에 맞는 프로그램만 레이저가공기(300)에 입력시켜 주기만 신속한 대응이 가능하다.
따라서, 절단 형태 별로 각기 다른 프레스 금형을 제작하던 종래와는 달리 제작비용을 획기적으로 절감할 수 있게 된다.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 개조 및 변화될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함되어야 한다.
100...언코일러 110...베이스
120...보빈 130,233,243...구동모터
140...제1가이드 150...제2가이드
160...제3가이드 200...레벨러
210...본체부 211...강판진입구
212...강판배출구 220...교정롤러부
221...상부교정롤러 222...하부교정롤러
230...제1강판안내부 231,241,351...안내패널
232,242,352...안내롤러 240...제2강판안내부
300...레이저가공기 310...가공테이블
320...이송롤러 330...레이저유닛
340...이송유닛 350...제3강판안내부
400...절곡 500...강판이송로봇
600...적재로봇 C...코일강판

Claims (4)

  1. 코일강판을 언코일시키는 언코일러;
    상기 언코일러로부터 언코일되는 강판을 공급받아 평탄화시키는 레벨러;
    레벨러로부터 인출되는 평탄화된 강판을 일정한 형태로 레이저 절단하는 레이저가공기;
    상기 레이저 가공이 완료된 강판을 절곡하는 절곡기;
    상기 레이저가공기와 절곡기 사이에 설치되어 레이저 가공이 완료된 강판을 진공 흡착하여 절곡기로 공급하는 강판이송로봇; 및
    상기 절곡기로부터 절곡이 완료된 강판을 소정의 위치로 이송 적재하는 적재로봇을 포함하되,
    상기 언코일러는 베이스; 상기 베이스에 회전가능하게 설치되며, 코일강판이 장착되는 보빈; 상기 보빈을 회전시키는 구동모터; 상기 보빈의 양측에 설치되어 코일강판의 양측을 지지하는 제1가이드; 상기 베이스에 설치되어 코일강판의 상부를 지지하는 제2가이드; 및 상기 베이스에 설치되어 코일강판의 하부를 지지하는 제3가이드를 구비하고,
    상기 레벨러는 상기 언코일러로부터 언코일되는 강판이 진입하는 강판진입구와 언코일된 강판이 배출되는 강판배출구가 형성된 본체부; 상기 본체부의 내부에 상하로 평행하게 배치되어 본체부의 내부로 진입하는 언코일된 강판을 통과시킴과 동시에 평탄하게 교정하는 다수열의 상부교정롤러와 하부교정롤러로 이루어진 교정롤러부; 상기 본체부의 강판진입구로부터 전방으로 연장형성된 안내패널과, 상기 안내패널에 전후로 평행하게 배치되어 안내패널로 진입하는 언코일된 강판을 지지함과 동시에 지지된 강판을 강판진입구로 이송시키는 안내롤러를 구비한 전방 제1강판안내부; 및 상기 본체부의 강판배출구로부터 후방으로 연장형성된 안내패널과, 상기 안내패널에 전후로 평행하게 배치되어 안내패널로 배출되는 평탄화된 강판을 지지함과 동시에 지지된 강판을 레이저가공기측으로 이송시키는 안내롤러를 구비한 후방 제2강판안내부를 포함하며,
    상기 레이저가공기는 상기 레벨러의 제2강판안내부로부터 배출되는 평탄화된 강판이 놓여지는 가공테이블; 상기 가공테이블에 놓여진 강판을 후방으로 이송시키는 이송롤러; 상기 가공테이블의 상방에 설치되어 상기 이송롤러를 따라 후방으로 이송되는 강판에 레이저를 조사하여 절단 가공을 수행하는 레이저유닛; 상기 레이저유닛을 가공테이블의 길이방향과 높이방향과 폭방으로 이송시키는 이송유닛; 상기 가공테이블의 전방으로 연장 형성된 안내패널과, 상기 안내패널에 전후로 평행하게 배치되어 안내패널로 진입하는 평탄화된 강판을 지지함과 동시에 지지된 강판을 가공테이블로 이송시키는 안내롤러를 구비한 제3강판안내부; 및 상기 레이저유닛에 의해 절단된 강판이 상기 이송 유닛을 통해 이송되면, 상기 이송된 절단된 강판을 소정의 위치에 놓이도록 배출하는 슬라이더를 포함하고,
    상기 강판이송로봇은 상기 슬라이더에 놓인 절단된 강판을 진공 흡착하여 상기 절곡기에 구비된 강판 지지대로 공급하며,
    상기 절곡기는 몸체부; 상기 몸체부의 상부에 승강되게 설치된 절곡날; 상기 절곡날의 하부에 위치하도록 상기 몸체부에 고정된 절곡금형; 및 상기 절곡금형의 전방에 위치하도록 상기 몸체부에 설치되어 상기 절곡날과 절곡금형에 의해 상기 절단된 강판을 절곡시키면, 상기 절곡된 강판을 지지하는 상기 강판 지지대를 포함하고,
    상기 적재로봇은 상기 강판 지지대에 놓인 절곡된 강판을 진공흡착하여 소정의 위치로 이송 적재하는 것을 특징으로 하는 코일강판 연속 절곡장치.
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