KR20090114057A - 다수실린더 포지셔닝장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 곡가공 작업을 위해 작동 높이 조절이 가능하도록 이루어진 다수의 복합 실린더와, 복합 실린더의 이동을 위하여 실린더 전체를 포스트 실린더에 의해 들어주는 포스트와, 바깥 라인의 복합 실린더를 이송해주는 유압 모터, 볼스크류, 클램핑장치 및 브레이크와, 한 라인의 복합 실린더를 서로 구속해주고 볼스크류의 가이드 역할과 실린더를 지지하는 상하거더 및 4개의 포스트와 실린더의 이동시에 정확한 위치 만큼 이동이 가능할 수 있도록 간격을 피드백해주는 변위센서를 포함하여 구성되어 각 복합 실린더의 위치를 자유롭게 이송 및 고정이 가능하도록 다수 실린더 포지셔닝 장치를 제공한다.

곡가공, 실린더, 위치, 포지셔닝, 프레스

Description

다수실린더 포지셔닝장치{Positioning System of Multi-Cylinder}

본 발명은 곡면성형 장치나 오토핀 지그 시스템등에 적용되는 실린더를 이용한 작업에 있어서, 실린더가 고정되어 있어서 작업 위치 이동시 실린더를 이동해야 하는 불편함을 해소할 수 있도록 다수의 실리더를 배열 설치하여 실린더의 위치를 마음대로 변경가능하게 함으로써 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 다수의 실린더 포지셔닝 장치에 관한 것이다.

선박용 외판이나 기타 건축용 강판을 굽히는 작업에 있어 크게 프레스기계를 이용한 방법, 가스 토오치에 의한 선상 가열법 등이 주로 사용되어 왔다. 이중 프레스 기계를 이용한 방법은 굽힘 곡이 일차원인 간단한 경우에 사용되며 복잡한 2차원 굽힘 곡은 가스 토오치에 의한 선상 가열법이 사용되어 지고 있다.

이와 같이 종래의 선박용 외판 가공시 곡가공은 롤프레스를 이용하여 1차 밴딩작업을 하고, 수작업으로 가스 토치를 이용한 냉간가공에 의해 2차 밴딩작업을 하고 있다.

그러나 가스토오치를 이용한 곡가공 방법이 작업자의 작업환경의 열악성과 작업자의 숙련도에 따라 품질이 달라질 수 있는 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 다수의 실린더를 ld용하여 곡면 성형이나 오토 핀지그 시스템에 이용하는 방법을 제안하고 있는데, 이러한 경우 대부분은 실린더를 고정해서 사용한다.

실린더를 고정하기 때문에 작업 대상물이 한정되고 형태와 크기가 다른 작업 대상물을 작업해야 될때눈 고정되어 있는 실린더를 다시 설치해야 하는 번거로움이 있다.

실린더를 매번 이동한다고 가정하더라도 대용량의 실린더의 경우 무게가 무겁기 때문에 크레인과 같이 별도의 장치 없이는 핸들링 어렵다. 그리고 이동하고 나서 고정되어 있지 않으면, 측면 하중을 받아 넘어지거나 당기는 힘을 받을때 힘을 제대로 전달하지 못하고 딸려 올라가는 현상이 발생한다.

본 발명은 선체외판의 곡가공을 위한 멀티 프레스에서 다수의 실린더를 채용하되, 실린더의 위치를 자유롭게 조절하여 세팅 할 수 있도록 한 다수 실린더 포지셔닝 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 실린더의 위치를 조절함과 아울러 실린더의 높이 제어를 통해서 작업자의 경험에 의존하는 것이 아닌 정확한 데이터에 의해 곡가공을 제어할 수 있도록 한 다수 실린더 포지셔닝 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 외측 실린더의 이동에 의해 내측 실린더가 연동하여 이동되게 함으로써 최소한의 이동을 통해 실린더의 위치를 세팅할 수 있도록 한 다수 실린더 포지셔닝 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 별도로 실린더를 베이스 프레임에 고정하지 않고서 거더로 구속하게 하고, 변위센서를 이용하여 정확한 위치 제어가 가능하도록 한 다수 실린더 포지셔닝 장치를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 목적의 본 발명은,

실린더의 하부 하우징과 상부 하우징이 회전 가능하도록 이루어지고, 곡가공 프레싱을 위하여 각각 설계높이로 작동시킬 수 있도록 이루어진 다수의 복합실린더와;

상기 복합실린더를 복수개 씩으로 배열하여 복수의 가로라인과 복수의 세로라닝으로 배열하여 이송을 가이드하도록 지지하는 상하부 거더와;

상기 거더의 양측단에서 승하강시켜 거더에 결합되는 복합 실린더들을 베이스 프레임으로부터 이격시킬 수 있도록 이루어진 4개의 포스트와;

볼스크류를 이용하여 바깥라인의 가로라인 및 세로라인의 복합 실린더들을 거더의 가이드를 받아 이동시킬 수 있도록 설치되는 이송수단과;

이웃하는 복합 실린더 사이의 간격을 측정하기 위한 변위센서와;

상기 복합실린더의 가로라인과 세로라인의 각 이웃하는 복합 실린더 사이에 설치되어 복합실린더의 위치 이동시 간격을 측정하는 변위센서를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 클램핑 장치와 더불어 위치이동을 정지시켰을때 관성에 의한 변위를 방지하도록 하는 브레이크 장치를 더 포함하여 구성된다.

본 발명은, 곡가공 작업을 위해 작동 높이 조절이 가능하도록 이루어진 다수의 복합 실린더와, 복합 실린더의 이동을 위하여 실린더 전체를 포스트 실린더에 의해 들어주는 포스트와, 바깥 라인의 복합 실린더를 이송해주는 유압 모터, 볼스크류, 클램핑장치 및 브레이크와, 한 라인의 복합 실린더를 서로 구속해주고 볼스크류의 가이드 역할과 실린더를 지지하는 상하거더 및 4개의 포스트와 실린더의 이동시에 정확한 위치 만큼 이동이 가능할 수 있도록 간격을 피드백해주는 변위센서를 포함하여 구성되어 각 복합 실린더의 위치를 자유롭게 이송 및 고정이 가능하도록 다수 실린더 포지셔닝 장치를 구성한다.

본 발명은 4개의 포스트에 포스트 실린더가 설치되어 상하 운동을 통해 다수의 복합 실린더를 이동이 용이하도록 베이스 프레임으로부터 들어주도록 구성된다.

또한 본 발명은 바깥 라인의 복합 실린더의 이동만으로 전체 실린더의 위치가 결정될 수 있도록 상하부 거더를 이용하여 각 복합 실린더의 이동 가이드 역할을 할 수 있도록 하고, 각 라인별로 양끝에 설치되는 복합 실린더에 클램핑 장치 및 브레이크 장치를 설치하여 볼스크류에 의한 이동 동력을 전달 및 해제시킬 수 있도록 한다.

이와 같은 본 발명은, 곡가공 장치를 다수의 실린더를 이용한 멀티 프레스로 구성할 수 있게 되어 선체외판의 곡가공 형상을 자동 제어 프레스 작업으로 구현할 수 있는 효과가 있으며, 다수의 실린더들을 자유롭게 원하는 위치로 이동시켜 세팅 시킬 수 있고, 이로인해 원하는 형상의 곡가공을 작업자의 경험치가 아닌 설계된 데이터에 의해 정확한 형상으로 자동 가공할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 다수의 실린더를 각각 원하는 위치로 이동시켜 세팅이 가능하기 때문에 여러가지 형태의 작업 대상물에 적용이 가능하고, 바깥쪽에 설치된 실린더의 이동만으로 내측에 설치된 실린더의 위치 이동이 가능하여 최소 이동을 통해 실린더의 위치를 세팅 할 수 있으며, 각 실린더들을 구속하고 있는 거더로 인하여 별도로 실린더를 베이스 프레임에 고정하지 않아도 되며, 변위 센서를 이용하여 위치 제어가 가능한 효과가 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 다수 실린더 포지셔닝 장치의 평면 개요도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 실린더와 실린더 이송장치의 구성을 보인 일부 구성도이며, 도 3은 본 발명에 의한 실린더 이송수단의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 의한 실린더와 거더의 결합 구성도이고, 도 5는 본 발명에 의한 실린더 포지셔닝장치의 일부 구성을 보인 사시도이다. 여기서 도 5에서는 볼스크류나 포스트등의 다른 구성요소는 도시하지 않고 복합 실린더와 거더의 구성만을 보인 것이다.

이에 도시된 바와 같이, 실린더(11)의 하부 하우징(12)과 상부 하우징(13)이 회전 가능하도록 이루어지고, 복수개의 가로라인과 복수개의 세로라인으로 매트릭스 구조로 배열설치되는 복합 실린더(10)와;

상기 복합실린더(10)의 매트릭스 배열중 가로라인 및 세로라인의 첫번째 열과 행복합실린더(10)의 하부 또는 상부 하우징(12)(13)에 일측 단부가 고정되고 해당되는 열과 행의 나머지 복합 실린더(10)의 하부 또는 상부 하우징에는 슬라이드 가능하게 결합설치되는 복수의 하부 및 상부 거더(20)와;

상기 매트릭스 배열로 설치되는 복합실린더(10)의 외곽에 배치되어 상기 하부 거더(21)의 양 단부를 결합하고 포스트 실린더(51)에 의해 승하강 가능하게 베이스 프레임(60)의 상부에 설치된 4개의 포스트(50)와;

상기 매트릭스 배열된 가로라인과 세로라인의 최외각 열과 행별로 각각 볼 스크류(32)에 의해 복합 실린더(10)가 이송가능하게 결합 설치되는 이송수단(30)과;

상기 볼스크류(32)와 결합된 복합실린더(10) 중 최외각에 설치되는 복합실린더(10)에 각각 결합 설치되어 볼스크류(32)의 회전력을 전달/해제시켜 이송 제어를 하는 클램핑장치(70)와;

상기 복합실린더(10)의 가로라인과 세로라인의 각 이웃하는 복합 실린더(10) 사이에 설치되어 복합실린더(10)의 위치 이동시 간격을 측정하는 변위센서(90)를 포함하여 구성된다.

상기 복합 실린더(10)는, 실린더(11)의 하우징이 하부 하우징(12)과 상부 하우징(13)으로 구성되고, 하부 및 상부 하우징(12)(13)은 회전 가능하게 설치되며, 하우징의 양측면에는 거더(20)를 결합시키기 위한 결합부가 형성되며, 상기 이송수단(30)의 볼 스크류(32)와 결합되는 볼스크류 결합부가 결합 설치된다.

도면에서와 같이 가로라인에 5개의 복합 실린더를, 세로라인으로 5개의 복합실린더를 배치하여 25개의 복합 실린더를 매트릭스 구조로 배열 설치한다. 이때 어느 한쪽 모서리에 위치되는 하나의 복합 실린더는 하면을 베이스 프레임(60)에 용접등의 방식으로 고정시켜 각 복합 실린더의 위치 이동시 기준 위치로 이용하도록 한다.

상기 거더(20)는, 하부 거더(21)와, 상부 거더(22)로 구성되고, 하부 거더(21)가 가로라인에 설치되면, 상부 거더(22)는 세로라인에 설치된다. 거더(20)는 각 라인별로 복합실린더의 이송안내 및 지지역할을 하도록 구성된다. 거더(20)는 지지바로 구성될 수도 있으며, 도면에서와 같이 프레임 구조의 2개씩 결합되는 지지판으로 구성될 수도 있으며, 곡가공시 복합 실린더(10)들 사이의 높이차이에 의해 선체 외판의 곡면 성형을 할 때 같은 행과 열의 실린더들을 지지하는 역할도 겸해야 한다.

상기 거더(20)는, 가로라인 및 세로라인의 복합 실린더(10)중에서 가로 및 세로의 최외측 라인의 복합실린더에 일측 단부가 고정되고, 각 라인별 즉, 가로와 세로라린별로 복수개의 복합 실린더가 슬라이드 가능하게 결합 설치된다.

그리고, 하부 거더(21)의 양 단부에는 포스트(50)가 설치되고, 포스트(50)는 포스트 실린더(51)에 의해 베이스 프레임에 대해 거더(20)를 상승 하강시켜 복합 실린더(10)를 이송시킬 때 베이스 프레임으로부터 이격되게 제어한다. 여기서 도 5에서 하부 거더(21)중 양끝라인에 설치되는 2개의 거더의 양단부에 각각 포스트(50)가 설치되어 거더를 들어올리도록 설치되며, 이에 따라 4개의 포스트 실린더가 구동되면 전체 복합 실린더가 들려질 수 있다.

상기 이송수단(30)은 볼스크류(32)와, 그 볼스크류 구동모터(31)로 구성되며, 외각 라인 즉, 가로 세로 양측 외각 라인에 각각 설치된다. 즉, 4개의 이송수단(30)이 설치된다.

상기 이송수단(30)은 각 복합 실린더(10)에 볼 스크류 결합부가 설치되어 볼스크류(32)의 회전에 의해 복합 실린더(10)가 이송되도록 구성되고, 복합실린더(10)중 가로 및 세로 라인의 시작과 끝에 있는 즉, 가장 외측에 있는 복합 실린 더(10)들에는 각각 상기 볼 스크류(32)와 결합/해제를 제어할 수 있는 클램핑장치(70)가 설치된다.

클램핑장치(70)는, 한 라인의 복합 실린더(10)를 위치 이동시킬 때에 시작 및 끝 위치에 있는 복합 실린더의 이송위치를 조정하기 위한 것으로서 볼스크류 동력 전달을 전달/해제하는 기능을 한다.

그리고, 각 복합실린더(10)들은 이웃하는 복합 실린더와와 간격을 측정하기 위한 변위센서(90)가 설치된다.

한편, 상기 클램핑장치(70)에 의한 볼스크류 동력 해제시 관성에 의한 위치 변동을 방지하도록 하는 브레이크 장치(80)가 더 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 다수 실린더 포지셔닝 장치는, 도면에 도시되지는 않았지만, 각 복합 실린더(10)와, 각 이송수단(30)의 볼스크류 구동모터(31)와, 포스트 실린더(51)와, 클램핑장치(70)를 제어하기 위한 콘트롤러가 구비되고, 상기 변위센서(70)의 측정치가 콘트롤러로 입력되게 구성된다.

상기 복합 실린더(10)들의 위치 이동은, 콘트롤러의 제어에 의해 이루어지며, 이동시키고자 하는 실린더가 포함된 라인의 포스트 실린더(51)를 작동시켜 포스트(50)를 상승시킨다. 포스트(50)에는 해당 라인의 거더(20)가 결합되어 있어서 거더가 상승되면서 해당 라인의 복합실린더(10)들이 베이스 프레임(60)으로부터 이격되어 떠있는 상태가 된다.

이때, 이송수단(30)의 볼스크류 구동모터(31)를 구동시키게 되면, 볼스크류(32)가 회전되면서 GOPEKD 거더(20)게 결합된 복합 실린더(10)들이 이송된다. 복 합 실린더(10)의 이송은 최외각측의 복합실린더(10)에 설치된 클램핑장치(70)를 작동시켜 동력전달이 이루어지게 하면 볼스크류(32)의 회전력에 의해 복합 실린더(10)가 거더(20)의 가이드에 의해 위치가 고정된 기준 위치로부터 멀어지거나 근접하는 형태로 이동된다. 이때 원하는 위치로 이동된 상태의 판별은 복합 실린더(10)간에 설치된 변위센서(90)에 의해 복합 실린더(10)간의 간격을 콘트롤러가 측정하고 이 간격에 의해 원하는 위치로 이동시키고, 클램핑장치(70)를 작동시켜 복합 실린더간의 간격 조절 및 원하는 위치 이동을 제어하고, 볼스크류 구동모터(31)를 정지한 후 포스트 실린더(51)를 오프시켜 위치를 세팅한다.

상기와 같은 방식으로 가로 라인 및 세로라인을 각각 위치 이동시켜 매트릭스 배열의 복합 실린더들을 각기 원하는 위치로 이동시키고 해당 위치에 세팅하게 된다. 이때, 각 복합 실린더(10)는 하부 하우징(12)과 상부 하우징(13)이 회전 가능하게 구성되고, 하부 하우징(12)과 상부 하우징(13)에 각각 하부 거더(21) 및 상부거더(22)가 결합되어 있으므로 도 1에서와 같이 한 라인의 복합 실린더들이 경사진 방향 즉, 거더가 경사진 방향으로도 이동될 수 있고 이에 따라 각 실린더들을 원하는 위치로 자유롭게 이동시킬 수 있게 된다.

이와 같이 각 실린더들을 원하는 위치로 이동시키게 되면, 곡가공을 하고자 하는 대상물(예; 선체 외판)을 본 발명의 다수 실린더 포지셔닝 장치의 상부 즉, 실린더(11) 상부에 거치하되, 최외각 실린더 또는 외측 프레임에 상부 작업 대상물을 클램핑하는 클램핑수단을 설치하여 작업 대상물의 가장자리를 고정시킨 상태에서 각각의 실린더를 곡가공 형상에 따른 설계값에 의거하여 높이를 조절하여 제어 한다. 즉, 곡가공 형상에 따라 실린더별 높이를 조절하여 실린더가 작업 대상물을 프레싱하게 되므로 원하는 곡면 형상을 가공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 다수 실린더 포지셔닝 장치의 평면 개요도

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 실린더와 실린더 이송장치의 구성을 보인 일부 구성도

도 3은 본 발명에 의한 실린더 이송수단의 구성도

도 4는 본 발명에 의한 실린더와 거더의 결합 구성도

도 5는 본 발명에 의한 실린더 포지셔닝장치의 일부 구성을 보인 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 복합 실린더 11 : 실린더

12 : 하부 하우징 13 : 상부 하우징

20 : 거더 21 : 하부 거더

22 : 상부 거더 30 : 이송수단

31 : 볼스크류 구동모터 32 : 볼스크류

50 : 포스트 51 : 포스트 실린더

60 : 베이스 프레임 70 : 클램핑장치

80 : 브레이크 장치 90 : 변위 센서

Claims (8)

1. 곡가공을 위한 다수의 실린더가 설치되는 멀티 프레스 시스템의 다수 실린더 포지셔닝 장치에 있어서,

   실린더(11)의 하부 하우징(12)과 상부 하우징(13)이 회전 가능하도록 이루어지고, 복수개의 가로라인과 복수개의 세로라인으로 매트릭스 구조로 배열설치되는 복합 실린더(10)와;

   상기 복합실린더(10)의 매트릭스 배열중 가로라인 및 세로라인의 첫번째 열과 행 복합실린더(10)의 하부 또는 상부 하우징(12)(13)에 일측 단부가 고정되고 해당되는 열과 행의 나머지 복합 실린더(10)의 하부 또는 상부 하우징에는 슬라이드 가능하게 결합설치되는 복수의 하부 및 상부 거더(20)와;

   상기 매트릭스 배열로 설치되는 복합실린더(10)의 외곽에 배치되어 상기 거더(20)의 단부를 결합하고 포스트 실린더(51)에 의해 승하강 가능하게 베이스 프레임(60)의 상부에 설치된 4개의 포스트(50)와;

   상기 매트릭스 배열된 가로라인과 세로라인의 최외각 열과 행별로 각각 복합 실린더(10)가 이송가능하게 결합 설치되는 이송수단(30)과;

   상기 이송수단(30)에 결합된 복합실린더(10) 중 최외각에 설치되는 복합실린더(10)에 각각 결합 설치되어 이송동력을 전달/해제시켜 이송 제어를 하는 클램핑장치(70)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다수 실린더의 포지셔닝장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이송수단(30)은,

   상기 복합 실린더(10)의 가로라인과 세로라인의 최외각 열과 행별로 각각 설치되어 상기 클램핑장치(70)에 의해 회전력의 전달/해제가 제어되어 복합실린더(10)를 이송시키는 볼 스크류(32) 및 그 볼스크류(32)를 구동시키는 볼스크류 구동모터(31)로 구성된 것을 특징으로 하는 다수 실린더의 포지셔닝장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 복합실린더(10)의 가로라인과 세로라인의 각 이웃하는 복합 실린더(10) 사이에 설치되어 복합실린더(10)의 위치 이동시 간격을 측정하는 변위센서(90)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다수 실린더의 포지셔닝장치.
4. 제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 실린더(10)는,

   실린더(11)의 하우징이 하부 하우징(12)과 상부 하우징(13)으로 구성되고, 하부 및 상부 하우징(12)(13)은 회전 가능하게 설치되며, 하우징의 양측면에는 거더(20)를 결합시키기 위한 결합부가 형성되며, 상기 이송수단(30)의 볼 스크류(32)와 결합되는 볼스크류 결합부가 결합 설치된 것을 특징으로 하는 다수 실린더의 포지셔닝장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 복합 실린더(10)는,

   어느 한쪽 모서리에 위치되는 하나의 복합 실린더의 하면을 베이스 프레임(60)에 고정시켜 각 복합 실린더의 위치 이동시 기준 위치로 이용하도록 기준 복합 실린더로서 고정설치하는 것을 특징으로 하는 다수 실린더의 포지셔닝장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 거더(20)는,

   하부 거더(21)와, 상부 거더(22)로 구성되고, 하부 거더(21)가 가로라인에 설치되면, 상부 거더(22)는 세로라인에 설치되며, 프레임 구조의 2개씩 결합되는 지지판이 복합실린더의 하부 하우징 또는 상부 하우징의 양측면에 결합 설치되는 것을 특징으로 하는 다수 실린더의 포지셔닝장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 이송수단(30)은,

   볼스크류(32)와, 그 볼스크류 구동모터(31)로 구성되며, 가로 세로 양측 외각 라인에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 다수 실린더의 포지셔닝장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 클램핑장치(70)는,

   복합실린더(10) 중 가로 및 세로 라인의 시작과 끝에 있는 복합 실린더(10)들에는 각각 상기 볼 스크류(32)와 결합/해제를 제어할 수 있도록 설치되고,

   각 클램핑 장치(70)에는 클램핑 장치(70)의 동작 해제시

   복합 실린더의 위치를 정지시키기 위한 브레이크 장치(80)가 더 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 다수 실린더의 포지셔닝장치.

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