KR19980063169A - Method of processing the surface of steel sheet and its device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 목적은 강판의 곡면 가공을 가열로 행함에 있어서, 모든 공정이 자동적으로 진행되어 작업자가 위험한 환경 하에 놓여지는 일이 없도록 개선한 강판의 곡면 가공 방법과 그 장치를 제공한다.An object of the present invention is to provide a method for processing a curved surface of a steel sheet and an apparatus thereof, in which all processes are automatically performed to prevent the operator from being placed under a dangerous environment in performing curved processing of the steel sheet by heating.
본 발명의 구성은 핀 지그 상에 적재된 강판의 상면으로 가열 수단이 적당 간격을 두고 대치되게 하고, 상기 가열 수단을 X-Y 구동시켜 소정의 궤적에 따라 주행되게 하여 상기 강판을 가열시키며, 상기 가열에 의한 강판의 쳐짐량을 핀 지그가 측정하여 송출되는 데이터와 상기 가열 수단과 강판 사이의 간격을 검출한 측정치를 컨트롤부가 연산 처리하여 상기 가열 수단의 주행 궤적 및 상기 가열 수단의 높이를 조절하면서 상기 강판이 만곡 성형되게 하는 것이다.According to the configuration of the present invention, the heating means is replaced with the upper surface of the steel sheet loaded on the pin jig at appropriate intervals, and the heating means is driven by XY driving so as to travel along a predetermined trajectory to heat the steel sheet. The control unit calculates the amount of deflection of the steel sheet by the pin jig and transmits the measured data that detects the gap between the heating means and the steel sheet, and controls the driving trajectory of the heating means and the height of the heating means. This is to make the curved molding.
Description
본 발명은 선박 등과 같이 곡면을 가진 강판으로 만들어지는 제품에 특히 유용한 강판의 곡면 가공 방법과 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for processing a surface of a steel sheet and a device thereof which are particularly useful for a product made of a steel sheet having a curved surface such as a ship.
선박의 건조에서, 선체의 외곽을 구성하는 부분은 강판을 이어 붙여 제조된다. 이때 강판은 부착 부위에 따른 적당한 곡률(비구면 곡률일 수도 있다)을 가지도록 만곡 형성되어야 한다.In the construction of ships, the parts constituting the outer periphery of the hull are produced by joining steel plates. At this time, the steel sheet should be curved to have a suitable curvature (may be aspherical curvature) according to the attachment site.
강판의 만곡 형성 방법은 여러 가지로 시도될 수 있으나, 선박 건조용 강판은 길이 6 - 14m, 폭 1.2 - 2.8m, 두께 6 - 40mm 정도의 규격을 가지고 있기 때문에 대개는 롤러나 프레스 기법 또는 토오치 가열법을 적용하고 있다. 그런데 상기 롤러나 프레스 기법은 강판의 한쪽 방향으로만 곡면 가공할 수밖에 없는 한계가 있다.There are various ways to form the curves of steel sheet, but since shipbuilding steel sheet has specifications of length of 6-14m, width of 1.2-2.8m, and thickness of 6-40mm, it is usually used by roller or press technique or torch. The heating method is applied. By the way, the roller and the press technique has a limit that can only be curved in one direction of the steel sheet.
반면에 토오치 가열 법은 가로 세로 방향으로임의 곡면을 부여할 수 있다는 이점이 있으나, 작업자가 토오치를 조작하면서 템플레이트 등으로 적정 만곡이 이루어질 때까지 측정하면서 행해야 하는 관계로 숙련 도를 갖추어야 하고, 게다가 토오치 불꽃에 의해 작업의 위험성이 높은 단점을 가지고 있다.On the other hand, the torch heating method has the advantage of providing an arbitrary curved surface in the horizontal and vertical direction, but the operator should have a proficiency in that it should be performed while measuring until the proper curvature is achieved by a template or the like while manipulating the torch, In addition, the torch flame has a high risk of work.
그러므로 본 발명의 목적은 강판의 곡면 가공을 가열로 행함에 있어서, 모든 공정이 자동적으로 진행되어 작업자가 위험한 환경 하에 놓여지는 일이 없도록 개선한 강판의 곡면 가공 방법과 그 장치를 제공함에 있다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a curved surface processing method and apparatus for improving a steel sheet so that all processes are automatically performed to prevent the operator from being placed under a dangerous environment in performing the curved surface processing of the steel sheet by heating.
상기의 목적에 따라 본 발명은 핀 지그 상에 적재된 강판의 상면으로 가열 수단이 적당 간격을 두고 승강 가능하게 대치되고, 상기 가열 수단을 X-Y 구동시켜 소정의 궤적에 따라 주행되게 하여 상기 강판을 가열시키며, 상기 가열에 의한 강판의 쳐짐량을 핀 지그가 측정하여 송출되는 데이터와 상기 가열 수단과 강판 사이의 간격을 검출하여 높이 측정 부를 통해 입력되는 측정치와를 컨트롤 부가 연산 처리하여 상기 가열 수단의 주행 궤적 및 상기 가열 수단의 상하 위치를 조절하면서 상기 강판이 만곡 성형되게 함을 특징으로 하는 철판의 곡면 가공 방법을 제공한다.In accordance with the above object, the present invention heats the steel sheet by moving the heating means to the upper surface of the steel sheet loaded on the pin jig at appropriate intervals, and driving the heating means by XY driving. In addition, the pin jig measures the amount of deflection of the steel sheet by the heating and detects the distance between the heating means and the steel sheet and detects the measured value input through the height measuring unit to perform a control addition calculation process to drive the heating means. It provides a curved surface processing method of the iron plate characterized in that the steel sheet is curved molded while adjusting the trajectory and the vertical position of the heating means.
또 상기 방법을 구현하는 장치로서, 본 발명은 대각선 방향으로 연장되는 두 개 축선의 교차점에 점 좌표를 이루도록 다수 배열된 핀 지그와; 이들 핀 지그의 일측변으로 평행 배열되는 1쌍의 레일과; 상기 레일 사이로 가로 걸쳐 배치되어서 상기 레일을 타고 이동 가능한 가이드 비임과; 상기 가이드 비임을 타고 주행 가능한 캐리어와; 이 캐리어에 탑재되어 종단의 가열 수단을 승강 이동시키는 승강 로드; 그리고 상기 핀 지그로부터 측정되는 강판의 곡률 측정 신호를 입력받아 이를 연산 처리하는 높이 측정 부와; 이 높이 측정 부의 출력 신호에 맞춰 상기 가이드 비임과 캐리어 및 승강 로드의 위치 이동을 제어하는 컨트롤 부로 구성된 철판의 곡면 가공 장치를 제공한다.In another aspect, there is provided an apparatus for implementing the above method, comprising: a pin jig arranged in a plurality of pin jigs to form point coordinates at intersections of two axes extending in a diagonal direction; A pair of rails arranged in parallel with one side of these pin jigs; A guide beam disposed across the rail and movable along the rail; A carrier capable of traveling in the guide beam; A lifting rod mounted on the carrier for lifting and lowering the heating means of the terminal; And a height measuring unit for receiving the curvature measurement signal of the steel sheet measured from the pin jig and processing it; According to an output signal of the height measuring section, there is provided a curved surface processing apparatus of an iron plate composed of a control section for controlling the position movement of the guide beam and the carrier and the lifting rod.
상술한 구성의 본 발명은 가열에 의한 강판의 쳐짐이 발생할 때에 이를 핀 지그가 즉각 검출하여 전기적 신호로 높이 측정 부에 입력시키게 되고, 사이 높이 측정 부는 입력된 데이터를 연산하여 신호를 출력한다. 이렇게 출력된 신호는 컨트롤 부에서 가열 수단의 주행 궤적 조절에 필요한 데이터로 이용된다.In the present invention having the above-described configuration, when the steel sheet sag due to heating occurs, the pin jig immediately detects it and inputs it to the height measuring unit as an electrical signal, and the height measuring unit calculates the input data and outputs a signal. The signal output in this way is used as data necessary for adjusting the driving trajectory of the heating means in the control unit.
따라서 상기 가열 수단은 강판의 만곡 진행에 맞춰서 가열에 요구되는 궤적이 조절되고, 또 한편으로 항상 강판에 직교하도록 자세 조절된다.Therefore, the heating means is adjusted in the trajectory required for heating in accordance with the progress of the bending of the steel sheet, and on the other hand, the posture is adjusted to be perpendicular to the steel sheet.
도 1은 본 발명의 방법을 구현하는 장치의 개략 사시도.1 is a schematic perspective view of an apparatus implementing the method of the present invention.
도 2는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 사시도.2 is a perspective view for explaining the method of the present invention.
도 3은 본 발명 장치에서 지그 정반의 구성을 나타내는 사시도.3 is a perspective view showing the configuration of a jig plate in the present invention device;
도 4는 도 3의 핀 지그의 사시도.4 is a perspective view of the pin jig of FIG.
도 5는 핀 지그에 의한 강판의 곡률 측정 개념을 설명하는 도면.The figure explaining the concept of curvature measurement of a steel plate by a pin jig.
도 6a, 6b, 6c는 핀 지그에 의한 곡률 측정 예를 나타내는 과정도.6A, 6B, and 6C are process charts showing an example of measuring curvature by a pin jig.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1: 기대 2: 레일1: expectation 2: rail
3: 가이드 비임 6: 캐리어3: guide beam 6: carrier
7: 승강 로드 8: 가열 수단7: lifting rod 8: heating means
9: 지그 정반 10: 핀 지그9: jig plate 10: pin jig
11: 강판 12: 높이 측정부11: steel sheet 12: height measuring unit
13: 컨트롤부 14: 구동 모터13: control unit 14: drive motor
이하 본 발명에 관련된 강판의 곡면 가공 방법과 그 장치의 일 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a curved surface processing method and a device thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 방법을 구현하는 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an apparatus for implementing the method of the present invention.
중앙부가 일정의 공간으로 열려진 기대(1)의 일측 대향 변에는 1쌍의 레일(2)이 평행하게 배열되어 있다. 이 레일(2)에는 상기 기대(2)의 상방을 가로질러 배치되는 가이드 비임(3)이 탑재되어 있다. 이 가이드 비임(3)은 일 측에 부착된 모터(4)에 의해 자주 되는 것이다.A pair of rails 2 are arranged in parallel on one side opposite side of the base 1 in which the center part is opened to a fixed space. The guide beam 3 arrange | positioned across this base 2 is mounted in this rail 2. This guide beam 3 is frequently made by the motor 4 attached to one side.
상기 가이드 비임(3)에는 캐리어(5)가 탑재되어서 역시 상기 가이드 비임(3)을 타고 슬라이드 이동할 수 있게 되어 있다.The carrier beam 5 is mounted on the guide beam 3 so that the guide beam 3 can slide on the guide beam 3.
상기 캐리어(5)도 모터(6)를 갖추고 있어서 스스로 이동할 수 있는 것이다. 그리고 캐리어(5)에는 상기 모터(6)외에 수직으로 연장 설치되어 승강 할 수 있는 승강 로드(7)가 장착되어 있고, 그 하단에는 통상의 가열 수단(8)이 설치되어 있다.The carrier 5 also has a motor 6 so that it can move by itself. The carrier 5 is equipped with an elevating rod 7 which is capable of elevating and extending vertically in addition to the motor 6, and a normal heating means 8 is provided at the lower end thereof.
본 발명에서 가열 수단(8)은 가스, 레이저, 유도 전기 등이 적용될 수 있다.In the present invention, the heating means 8 may be applied to gas, laser, induction electricity and the like.
또, 상기 승강 로드(7)의 이동은 랙과 피니언에 의한 이동 혹은 로드리스 실린더 등의 방법이 활용될 수 있다.In addition, the lifting rod 7 may be moved by a rack and pinion or a rodless cylinder.
상기 기대(1)의 하측 방에는 지그 정반(9)이 위치한다.The jig base 9 is located in the lower side of the base 1.
지그 정반(9)에는 다수의 핀 지그(10)가 배열되는데, 이들은 대각선 방향으로 연장되는 두 개 축선의 교차점에 점 좌표를 이루도록 배치된다.A plurality of pin jigs 10 are arranged on the jig plate 9, which are arranged to make point coordinates at the intersections of two axes extending in the diagonal direction.
상기 핀 지그(10)의 상면에는 강판(11)이 놓여지고, 다시 그 상면으로 가열 수단(8)이 위치하게 된다.The steel plate 11 is placed on the upper surface of the pin jig 10, and the heating means 8 is positioned on the upper surface of the pin jig 10.
도 2는 상기 핀 지그(10)를 통해 측정되는 데이터를 신호 처리하여 제어하는 계통을 나타내고 있다.2 illustrates a system for signal processing and controlling data measured through the pin jig 10.
상기 승강 로드(7)의 하측 단에서 가열 수단(8)과 인접한 위치에는 거리 측정 센서(7a)가 부착되어 있고, 이 센서(7a)의 출력 신호는 높이 측정부(12)로 입력되어 연산되고, 그 결과치는 다시 컨트롤부(13)로 입력된다.A distance measuring sensor 7a is attached to a position adjacent to the heating means 8 at the lower end of the elevating rod 7, and the output signal of the sensor 7a is input to the height measuring unit 12 and calculated. The result is again input to the control unit 13.
상기 컨트롤부(13)는 높이 측정부(12)의 출력 신호에 따라 상기 가이드 비임(3)과 캐리어(5)의 위치를 조절하여 소망하는 곡률로 강판(11)이 만곡 가공되도록 그 가열 궤적을 변화시켜 준다.The control unit 13 adjusts the position of the guide beam 3 and the carrier 5 in accordance with the output signal of the height measuring unit 12 to adjust the heating trajectory so that the steel sheet 11 is bent to a desired curvature. To change.
이러한 작용에서 상기 센서(7a)는 레이저 또는 초음파 거리 측정 센서 혹은 접촉식 거리 측정 센서가 적용될 수 있다.In this operation, the sensor 7a may be a laser or ultrasonic distance measuring sensor or a contact distance measuring sensor.
도 3은 상기 지그 정반(9)의 상세 구성을 묘사하고 있다.3 depicts a detailed configuration of the jig plate 9.
대각선 방향으로 연장된 2개 축선의 교차점에 점 좌표를 이루도록 배열된 다수의 핀 지그(10)는 신축 가능한 구조로 되어 있다.The plurality of pin jigs 10 arranged to form point coordinates at the intersections of two axes extending in the diagonal direction have a stretchable structure.
도 4는 핀 지그(10)의 예를 나타내는 도면이며, 이것은 두 개의 직경이 다른 중공관체(10a)(10b)를 동축상으로 삽입 연결하되, 중심측 중공관체(10a)가 하측에 배치된 구동 모터(14)에 의해 승강할 수 있게 한 구성으로 되어 있다.4 is a view showing an example of the pin jig 10, which is inserted into the coaxial coaxial connection between the two different diameter hollow tube (10a) (10b), the center side hollow tube body (10a) is disposed below The motor 14 is configured to move up and down.
또, 핀 지그(10)의 중심측 중공관체(10a)는 첨예부에 센서(10c)를 갖추고 있어서 강판(11)과의 접촉 여부를 전기적 신호로 나타내게 되어 있다.In addition, the center side hollow tube body 10a of the pin jig 10 is provided with the sensor 10c in the sharp part, and the contact with the steel plate 11 is represented by an electrical signal.
상기 센서(10c)는 압력 센서, 리미트 센서 등이 적용될 수 있다.The sensor 10c may be a pressure sensor, a limit sensor, or the like.
상기 핀 지그(10)의 상면으로 놓여지는 강판(11)은 초기에 수평상으로 유지되지만, 강판(11)의 가열이 거듭될수록 쳐져서 경사면을 이루게 되고, 이에 따라 해당 핀 지그(10)는 강판(11)과의 접촉을 유지하기 위하여 상승 작동되어 결과적으로 도 5의 도시와 같이 인접하는 두 개의 핀 지그(10)는 상호 높이에 차이를 두게 된다.The steel sheet 11 placed on the upper surface of the pin jig 10 is initially maintained horizontally, but is struck to form an inclined surface as the heating of the steel sheet 11 is repeated, and thus the pin jig 10 is formed of a steel sheet ( In order to maintain contact with 11), ascending operation results in two adjacent pin jig 10 as shown in FIG.
이러한 높이 차이는 구동 모터(14)의 구동수를 계수하고 연산하여 각도 α로 구해질 수 있으며, 이 각도 α는 곧 강판(11)의 곡률로 된다.This height difference can be obtained from the angle α by counting and calculating the number of driving of the drive motor 14, and this angle α becomes the curvature of the steel sheet 11 soon.
또, 상기 각도 α가 구해지면 상기 가열 수단(8)이 강판(11)의 표면에 수직을 이루도록 자세 조절된다.Further, when the angle α is obtained, the posture is adjusted so that the heating means 8 is perpendicular to the surface of the steel plate 11.
상기 가열 수단(8)의 자세 조절을 위한 수단은 공지된 로봇 아암에서와 같은 다관절 축이 적용될 수 있다.The means for adjusting the attitude of the heating means 8 can be applied with the articulated axis as in the known robot arm.
도 6은 본 발명의 방법에 따른 강판의 만곡 가공을 과정 별로 나타내고 있다.Figure 6 shows the bending of the steel sheet according to the method of the present invention for each process.
도 6(a)의 도시와 같이 초기에 강판(11)은 수평상이고, 이것은 다수의 핀 지그(10) 상단에 의해 받쳐져 위치 고정된다.Initially, as shown in Fig. 6 (a), the steel sheet 11 is horizontal, which is supported by a plurality of pin jig 10 upper ends and fixed in position.
이 때, 각 핀 지그(10)의 구동 모터(14)는 회전수가 0으로 세트된다.At this time, the drive motor 14 of each pin jig 10 is set to zero rotation speed.
도 1에 예시한 가열 수단(8)은 레일(2)을 타고 이동하는 가이드 비임(3)과 또 가이드 비임(3)을 타고 이동하는 캐리어(5)의 합동 작용으로 인하여 상기 강판(11)의 표면을 정해진 궤적에 따라 이동하면서 이를 가열시키게 된다.The heating means 8 illustrated in FIG. 1 is characterized by the joint action of the guide beam 3 moving on the rail 2 and the carrier 5 moving on the guide beam 3. As the surface moves along a defined trajectory, it heats up.
가열이 진행되면서 강판(11)의 특정 부위는 서서히 만곡되고, 이에 따라 핀 지그(10) 중에는 도 6(b)의 도시와 같이 강판(11)과 간격을 두고 대치하게 되는 것이 생기며, 이 상태에서 해당 핀 지그(10)의 센서(10c)가 이를 검출하여 구동 모터(14)를 구동시키게 됨으로써 도 6(c)의 도시와 같이 즉시로 모든 핀 지그(10)의 선단이 강판(10)의 밑면에 접촉하고 있게 된다.As the heating proceeds, a specific portion of the steel sheet 11 is gradually curved, and thus, the pin jig 10 may be replaced with the steel sheet 11 at intervals as shown in FIG. 6 (b). The sensor 10c of the pin jig 10 detects this and drives the driving motor 14 so that the front ends of all the pin jig 10 are immediately lowered as shown in FIG. 6 (c). You are in contact with.
따라서 도 5를 통해 설명한 바 있는 높이 차가 검출되고, 이에 따라 강판(10)의 곡률이 측정된다.Therefore, the height difference described with reference to FIG. 5 is detected, and thus the curvature of the steel sheet 10 is measured.
이렇게 측정된 강판(11)의 곡률에 맞춰서 상기 컨트롤부(13)는 승강 로드(7)의 하측단에 설치된 가열 수단(8)의 자세를 조절하여 항상 상기 가열 수단(8)이 강판(11)에 대하여 수직을 이루도록 조절하여 준다.The control unit 13 adjusts the posture of the heating means 8 provided at the lower end of the elevating rod 7 in accordance with the curvature of the steel plate 11 measured as described above, so that the heating means 8 is always the steel plate 11. Adjust so that it is perpendicular to.
이상 설명한 본 발명은 강판의 만곡 가공을 완전 자동으로 행할 수 있게 한 것이므로 생산성과 가공 정밀도가 높게 되는 이점이 있고, 게다가 종래의 토오치 가열에 비하여 작업자가 위험한 토오치를 조작하지 않아도 되기 때문에 산업 재해까지 예방할 수 있는 효과를 가지고 있다.The present invention described above allows the bending processing of the steel sheet to be performed completely automatically, which has the advantage of high productivity and precision of machining, and furthermore, since the operator does not have to operate a dangerous torch compared to conventional torch heating, it is an industrial disaster. It has a preventable effect.
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