KR20060009690A - Cnc incremental forming machine for making an aero-structure stringer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 항공기 소재를 고정밀 가공하여 항공기 부품을 만들어 내는 데에 사용되는 복합 성형 장비에 관한 것으로서 특히, 항공기 프레임등의 소재로 사용되는 보강재를 항공기 표피 형상에 따라 3차원 외형(Contour)으로 성형하는데 사용되는 항공기 기체 보강재 성형을 위한 CNC 복합 성형장치에 관한 것이다.The present invention relates to a composite molding equipment used to make aircraft parts by high-precision processing of aircraft materials, and in particular, to form a reinforcement used as a material such as an aircraft frame into a three-dimensional contour according to the shape of the aircraft skin. The present invention relates to a CNC composite molding apparatus for forming aircraft gas stiffeners used.

본 발명에 의한 CNC 복합 성형장치는 보강재를 고정 지지하도록 된 베이스플레이트(1)와, 베이스플레이트에 고정된 보강재를 성형하기 위하여 유압실린더에 의하여 상하로 작동되는 램(2)과, 이들 베이스 플레이트와 램이 고정 설치된 몸체지지대(3)로 구성된 성형장치에 있어서, 상기 베이스 플레이트(1)는 후면에 고정 클램프(4)가 결합 설치되고, 전면에 베이스 플레이트 상을 전후로 이동하도록 된 이동 클램프(5)가 설치되어 있고, 상기 베이스 플레이트의 좌측과 우측면에 보강재를 올려놓고 가공할 수 있도록 충분한 높이를 갖는 탄성 복원력을 갖는 재질로 된 보조다이(6)가 설치되어 있으며, 상기 램의 상하작동을 제어하도록 성형을 위한 데이터가 입력된 콘트롤러(7)가 별도로 설치되어 있는 것을 그 특징으로 한다.The CNC composite molding apparatus according to the present invention comprises a base plate (1) to fix and support a reinforcement material, a ram (2) operated up and down by a hydraulic cylinder to form a reinforcement material fixed to the base plate, and these base plates and In the molding apparatus consisting of a body support (3), which is fixed to the ram, the base plate (1) has a fixed clamp (4) is installed on the rear coupled, the moving clamp (5) to move back and forth on the base plate on the front And an auxiliary die 6 made of a material having an elastic restoring force having a sufficient height so as to be placed on the left and right sides of the base plate and processed, and to control the up and down operation of the ram. It is characterized in that the controller 7 into which data for molding is input is installed separately.

보강재(Stringer), 성형(Forming), CNC Controller, 씨엔씨 복합성형장비Stringer, Forming, CNC Controller, OneCNC Complex Molding Equipment

Description

항공기 기체 보강재 성형을 위한 씨엔씨 복합 성형장치{CNC Incremental Forming Machine for making an Aero-Structure Stringer}CNC Incremental Forming Machine for making an Aero-Structure Stringer

도 1은 종래 성형장치의 개략도,1 is a schematic view of a conventional molding apparatus,

도 2는 종래 C형 크램프로 고정 지지된 보강재의 단면도,Figure 2 is a cross-sectional view of the reinforcement fixed and supported by the conventional C-type clamp,

도 3은 본 발명 장치의 개략도,3 is a schematic view of the apparatus of the present invention;

도 4는 본 발명 장치의 측 단면도,4 is a side cross-sectional view of the device of the present invention;

도 5는 본 발명 장치의 평면 개략도,5 is a plan schematic view of the device of the present invention;

도 6은 본 발명 장치의 정면 개략도,6 is a front schematic view of the apparatus of the present invention;

도 7은 본 발명 장치의 고정 크램프.7 is a fixed clamp of the device of the present invention.

본 발명은 항공기 소재를 고정밀 가공하여 항공기 부품을 만들어 내는 데에 사용되는 복합 성형 장비에 관한 것으로서 특히, 항공기 프레임등의 소재로 사용되는 보강재를 항공기 표피 형상에 따라 3차원 외형(Contour)으로 성형하는데 사용되는 항공기 기체 보강재 성형을 위한 CNC 복합 성형장치에 관한 것이다.The present invention relates to a composite molding equipment used to make aircraft parts by high-precision processing of aircraft materials, and in particular, to form a reinforcement used as a material such as an aircraft frame into a three-dimensional contour according to the shape of the aircraft skin. The present invention relates to a CNC composite molding apparatus for forming aircraft gas stiffeners used.

일반적으로 항공기 기체 날개 보강재는 고난도 제작기술이 요구되는 대형 항 공기 날개 핵심 구조물로서, 주요 제작공정은 성형으로 이루어지며 타부품에 비해 조립 소요량이 많은 반면, 대형 형상의 구조적인 특성과 첨단성형등 연계 공정기술 개발이 수반되는 등 여러가지 기술적 제한으로 인해 일부 항공 선진국에서만 생산시설과 기술력을 보유하고 있는 항공기 기체 핵심 구성품이다.In general, aircraft wing reinforcement is a large aircraft wing core structure that requires high level of manufacturing technology. The main manufacturing process is molding and requires more assembly than other parts. Due to a number of technological limitations, including development of process technology, it is a key component of aircraft aircraft that has production facilities and technological capabilities in some advanced countries.

종래 항공기 프레임을 성형가공하는데 사용되는 성형장치는 제1도에 나타난 바와 같이 보강재를 고정 지지하도록 된 베이스 플레이트(1)와, 베이스플레이트에 고정된 보강재를 성형하기 위하여 유압실린더에 의하여 상하로 작동되는 램(2)과, 이들 베이스 플레이트와 램이 설치된 몸체지지대(3)로 구성된 성형장치가 사용되어 왔다. 이들 장치에서의 성형작업과정은 베이스 플레이트(1)에 성형하고자하는 복잡한 형상의 보강재를 올려놓고 보강재의 양측면을 우레탄 블록으로 고정 지지한 다음 제2도에 나타난 바와같은 C형 클램프(31)로 우레탄블록(11)의 3～4곳을 고정시키고 램을 하강시켜 보강재를 특정 형상으로 성형하였다. 이때 보강재의 길이가 긴 경우에는 이와같은 성형작업을 몇단계에 걸친 반복작업으로 성형하여야 한다.The molding apparatus used to mold the aircraft frame is conventionally operated up and down by a hydraulic cylinder to mold the reinforcement fixed to the base plate 1 and the base plate fixed to support the reinforcement as shown in FIG. A molding apparatus consisting of a ram 2 and a body support 3 on which these base plates and rams are installed has been used. The molding process in these devices is carried out by placing a reinforcement of a complex shape to be molded on the base plate (1), fixing both sides of the reinforcement with urethane blocks, and then urethane with a C-type clamp (31) as shown in FIG. Three to four parts of the block 11 were fixed and the ram was lowered to form the reinforcement into a specific shape. In this case, if the length of the reinforcing material is long, such a molding work should be molded by several steps of repetitive work.

그러나 이러한 성형방법은 우레탄블록으로 보강재를 체결하는데 체결시간이 5～10분가량으로 과다하게 소요되여 생산성이 떨어지고, 클램핑 가압력이 설치개소에 따라 일치하지 않아 성형 불균형으로 불량이 발생되고, 작업자가 직접 클램핑하여 성형작업을 수행하므로서 숙련 작업자가 필요한 문제가 있었다.However, this molding method requires excessively fastening time of 5-10 minutes to fasten the reinforcement with urethane blocks, resulting in poor productivity, and failure due to molding imbalance due to uneven clamping pressure. There was a problem that requires skilled workers as the molding work by clamping.

또한 성형작업을 작업자의 숙련도에 의존하다보니 성형의 일관성을 유지하기 힘든 문제가 있었다.In addition, since the molding operation depends on the skill of the operator, there is a problem that it is difficult to maintain the consistency of the molding.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서 항공기 프레임 소재인 보강재를 복잡한 3차원 형상구조의 항공기프레임으로 신속 간편하게 성형작업을 수행할 수 있고 숙련자가 아닌 비숙련자라도 손쉽게 작업을 행할 수 있는 항공기 프레임의 복합 성형 장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made in order to solve such a problem as an aircraft frame material reinforcement can be quickly and easily forming the aircraft frame of a complex three-dimensional shape structure, aircraft that can be easily carried out even non-skilled personnel It is an object of the present invention to provide a composite molding apparatus for a frame.

본 발명에 의한 CNC 복합 성형장치가 도3-도7에 나타나 있다. 도3은 본 발명장치의 개략도이고, 도4는 본 발명장치의 측단면도, 도5는 본 발명장치의 평면 개략도를 나타내고, 도6은 본 발명장치의 정면 개략도이고, 도7은 본 발명장치의 고정클램프를 나타낸 사시도이다.The CNC composite molding apparatus according to the present invention is shown in Figs. Fig. 3 is a schematic diagram of the apparatus of the present invention, Fig. 4 is a side cross-sectional view of the apparatus of the present invention, Fig. 5 is a plan schematic diagram of the apparatus of the present invention, Fig. 6 is a front schematic view of the apparatus of the present invention, and Fig. 7 is a A perspective view showing a fixing clamp.

본 발명에 의한 CNC 복합 성형장치는 보강재를 고정 지지하도록 된 베이스플레이트(1)와, 베이스플레이트에 고정된 보강재를 성형하기 위하여 유압실린더에 의하여 상하로 작동되는 램(2)과, 이들 베이스 플레이트와 램이 고정 설치된 몸체지지대(3)로 구성된 성형장치에 있어서, 상기 베이스 플레이트(1)는 후면에 고정 클램프(4)가 결합 설치되고, 전면에 베이스 플레이트 상을 전후로 이동하도록 된 이동 클램프(5)가 설치되어 있고, 상기 베이스 플레이트의 좌측과 우측면에 보강재를 올려놓고 가공할 수 있도록 충분한 높이를 갖는 탄성 복원력을 갖는 재질로 된 보조다이(6)가 설치되어 있으며, 상기 램의 상하작동을 제어하도록 성형을 위한 데이터가 입력된 콘트롤러(7)가 별도로 설치되어 있는 것을 그 특징으로 한다.The CNC composite molding apparatus according to the present invention comprises a base plate (1) to fix and support a reinforcement material, a ram (2) operated up and down by a hydraulic cylinder to form a reinforcement material fixed to the base plate, and these base plates and In the molding apparatus consisting of a body support (3), which is fixed to the ram, the base plate (1) has a fixed clamp (4) is installed on the rear coupled, the moving clamp (5) to move back and forth on the base plate on the front And an auxiliary die 6 made of a material having an elastic restoring force having a sufficient height so as to be placed on the left and right sides of the base plate and processed, and to control the up and down operation of the ram. It is characterized in that the controller 7 into which data for molding is input is installed separately.

또한 본 발명은 이동클램프(5)가 베이스 플레이트(1)상을 전후로 이동하도록 슬라이딩 가이드(21)가 베이스 플레이트(1)위에 설치되고 그 위를 이동 클램프(5) 가 이동되도록 이동 클램프의 하면에 슬라이드부(22)가 형성되어 있으며 유압실린더(13)에 의해 작동되도록 결합되어 있다. 본 발명 장치는 램의 작동이 상하수직 방향으로 이동되는 수직형을 주로하는 것이나, 수직방향이 아닌 수평방향으로 작동되도록 몸체지지대 및 베이스플레이트, 램의 구성을 수평으로 제작하는 것도 가능하다.In addition, according to the present invention, the sliding guide 21 is installed on the base plate 1 so that the movable clamp 5 moves back and forth on the base plate 1, and on the lower surface of the movable clamp so that the movable clamp 5 is moved thereon. A slide unit 22 is formed and coupled to be operated by the hydraulic cylinder 13. The apparatus of the present invention mainly focuses on the vertical type in which the operation of the ram is moved vertically and vertically, but it is also possible to manufacture the configuration of the body support, the base plate, and the ram horizontally so as to operate in the horizontal direction instead of the vertical direction.

이하에 본발명의 작용에 대하여 도면에 의거 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the effect | action of this invention is demonstrated in detail based on drawing.

먼저 3차원 형상으로 가공하고자 하는 보강재와 보강재의 형상에 적합한 우레탄 블록을 준비한 다음 성형작업에 들어간다.First prepare a reinforcement to be processed into a three-dimensional shape and a urethane block suitable for the shape of the reinforcement and then enters the molding operation.

예를들어 단면이 "

Figure 112004033194716-PAT00001
" 형상으로 전후의 모양이 상이한 보강재(10)인 경우 후면의 형상에 맞는 "
Figure 112004033194716-PAT00002
" 형상의 우레탄 블록(11)을 보조다이(6)위에 올려놓고 후면의 고정클램프(4)에 밀착시킨 다음 보강재를 베이스플레이트(1)위에 설치된 보조다이(6)위에 올려놓고 보강재(10)의 후면과 우레탄블록(11)을 일치시킨다. 다음에 보강재 전면의 형상에 맞는 "
Figure 112004033194716-PAT00003
”형상의 우레탄 블록(12)을 보조다이(6)위에 올려 놓고 이동 클램프(5)를 이동시켜 우레탄 블록(12)이 보강재(10)의 저면에 밀착되도록 하고 더욱 이동시켜 보강재를 전후 양쪽에서 고정 지지한다.For example, if the cross section is "
Figure 112004033194716-PAT00001
"If the shape of the reinforcement (10) is different from the front and rear shape in the shape"
Figure 112004033194716-PAT00002
"Shape urethane block (11) is placed on the auxiliary die (6) in close contact with the fixing clamp (4) of the rear, then the reinforcement on the auxiliary die (6) installed on the base plate (1) and the reinforcement (10) Match the back and urethane block 11. Next, fit the shape of the front of the stiffener.
Figure 112004033194716-PAT00003
The urethane block 12 is placed on the auxiliary die 6 and the movable clamp 5 is moved so that the urethane block 12 is brought into close contact with the bottom of the reinforcement 10 and further moved to fix the reinforcement at both front and rear sides. I support it.

이때 우레탄 블록(12)의 이동은 유압실린더(13)에 의해 작동되는 이동클램프(5)와 같이 동작한다.At this time, the movement of the urethane block 12 is operated like the moving clamp (5) operated by the hydraulic cylinder (13).

보강재(10)가 베이스플레이트(1)위의 고정클램프(4) 및 이동클램프(5)에 의해 고정 지지되면 별도로 설치된 콘트롤러(7)를 조작하여 램을 하강시키고, 이때 램의 하강속도 및 하강력, 하강의 범위 및 상승시점등은 미리 입력된 데이터에 의해 제어된다.When the reinforcing material 10 is fixedly supported by the fixing clamp 4 and the moving clamp 5 on the base plate 1, the controller 7 is installed separately to operate the ram 7 to lower the ram, and at this time, the descending speed and the descending force of the ram , The range of fall and the time of rise are controlled by pre-input data.

램(2)이 하강하면서 보강재(10)와 접촉하면 보강재는 바로 성형이 되는 것이 아니라 보강재를 지지하고 있는 탄성재질의 우레탄 블록 및 보조다이(우레탄재질)에 의해 충격이 흡수되면서 얼마쯤 하강하다가 충격이 분산된 상태에서 무리없이 성형이 이루어지게 된다. 성형이 완료되면 램이 다시 상승하면서 1차 성형작업이 완료된다. 이와같은 성형작업은 보강재에 램의 하강속도에 따른 충격을 분산시킬 수 있어 성형면이 손상되는 긁힘이나 변형등을 방지할 수 있어 양호한 성형면을 얻을 수 있다.When the ram 2 descends and comes into contact with the reinforcement 10, the reinforcement is not molded directly, but is absorbed by the elastic urethane block and the auxiliary die (urethane material) that supports the reinforcement. In a dispersed state, molding is performed without difficulty. When the molding is completed, the ram is raised again to complete the first molding operation. Such a molding operation can disperse the impact according to the descending speed of the ram to the reinforcing material can prevent scratches and deformation such as damage to the molding surface can be obtained a good molding surface.

1차 성형작업이 완료되면 이동클램프(5)를 이동시켜 보강재의 지지를 해제하고 보강재(10)를 다음의 성형점으로 이동시킨 후 상기 작업을 반복 수행하여 보강재 성형을 완성한다.When the primary molding operation is completed, the moving clamp 5 is moved to release the support of the reinforcement, and the reinforcement 10 is moved to the next molding point, and the above operation is repeated to complete the reinforcement molding.

이와 같은 수직 상태의 성형장치에 의하면 길이가 긴 보강재가 상하로 성형되기 때문에 보강재를 2～3명의 작업자가 보강재의 양쪽 끝을 지지하여 주어야 하는 문제가 있으므로 이를 해결하기 위하여 성형장치를 수평상태로 하여 작업을 행하는 것도 가능하다.According to the molding apparatus in such a vertical state, because the long length of the reinforcement is molded up and down, there is a problem that two to three workers should support both ends of the reinforcement. It is also possible to work.

이 경우 베이스 플레이트가 수직으로 설치되어야 하고 램도 수평으로 이동하여 베이스플레이트를 관통하도록 몸체 지지대를 구성하여야 한다.In this case, the base plate should be installed vertically, and the body support should be constructed so that the ram moves horizontally and penetrates the base plate.

이와 같은 본 발명에 의하면 성형작업을 준비함에 있어서 유압클램프의 조작 에 의해 간단하게 보강재를 고정지지하는 것이 가능하고, 보강재를 고정지지함에 있어서도 유압에 의해 작동되는 이동클램프로 고정하므로서 종래의 C클램프와 같이 가압력이 불균일하지 않고 일정한 가압력을 가할 수 있어 성형을 균일하게 행할 수 있을뿐 아니라 성형작업중 클램프가 이탈되는등의 안전사고도 방지할 수 있고, 성형시에도 탄성복원력이 있는 우레탄 블록 및 우레탄 보조다이를 사용하므로서 램의 하강력에 따른 급격한 성형이 이루어지지 않고 충격을 흡수시킬 수 있어 양호한 성형면을 얻을 수 있고, 램의 작동이 콘트롤러에 입력된 데이타에 의하여 행하여 지기 때문에 일정한 성형 제품을 제조할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in preparing the molding operation, it is possible to simply fix and support the reinforcement by the operation of the hydraulic clamp, and to fix the reinforcement by the hydraulic clamp operated by the hydraulic clamp, In addition, it is possible to apply a constant pressing force without uneven pressing force, so that the molding can be performed uniformly and also prevent safety accidents such as the clamp falling off during molding operation, and urethane block and urethane auxiliary die with elastic restoring force during molding. By using, it is possible to absorb the impact without sudden molding according to the descending force of the ram, so that a good molding surface can be obtained, and since the operation of the ram is performed by the data input to the controller, it is possible to manufacture a constant molded product. It has an effect.

Claims (3)

몸체 지지대와, 보강재를 고정지지하기 위하여 몸체 지지대에 설치된 베이스 플레이트와, 베이스 플레이트에 고정된 보강재를 성형하기 위하여 몸체 지지대에 설치되어 상하로 작동되는 램으로 이루어진 성형장치에 있어서,In the molding apparatus consisting of a body support, a base plate installed on the body support for holding the reinforcement material, and a ram installed on the body support for molding the reinforcement fixed to the base plate, and is operated up and down, 상기 베이스 플레이트의 전, 후면에는 베이스 플레이트에 고정 결합된 고정 클램프와 베이스 플레이트상을 전후로 이동하도록 된 이동클램프가 설치되고,The front and rear of the base plate is provided with a fixed clamp fixed to the base plate and a moving clamp to move back and forth on the base plate, 상기 베이스 플레이트의 좌우측면에는 우레탄 재질의 보조 다이가 설치되어 있으며,Urethane auxiliary dies are installed on the left and right sides of the base plate. 상기 램은 성형을 위한 데이터가 입력된 별도의 콘트롤러에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 항공기 기체 보강재 성형을 위한 CNC 복합 성형장치.The ram is a CNC composite molding apparatus for forming the aircraft gas reinforcement, characterized in that the operation is operated by a separate controller input data for forming. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이동 클램프는 유압 실린더에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 항공기 기체 보강재 성형을 위한 CNC 복합 성형장치.The moving clamp is a CNC composite molding apparatus for forming an aircraft gas reinforcement, characterized in that the hydraulic cylinder is operated. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 베이스플레이트는 수직으로 몸체 지지대에 설치되고, 상기 램은 수평으로 작동되도록 몸체 지지대에 설치되어 보강재 성형이 수평상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 항공기 기체 보강재 성형을 위한 CNC 복합 성형장치.The base plate is vertically installed on the body support, the ram is installed on the body support so as to operate horizontally the CNC composite molding apparatus for molding aircraft gas reinforcement, characterized in that the reinforcement molding is made in a horizontal state.
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