KR20100028349A

KR20100028349A - 롤러 헤밍 장치

Info

Publication number: KR20100028349A
Application number: KR1020080087346A
Authority: KR
Inventors: 조용준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2010-03-12
Also published as: KR101020824B1

Abstract

본 발명은 경량금속이 사용된 패널의 헤밍 성형 시, 아웃터 패널의 플랜지부를 미리 예열시키도록 가열유닛을 일체로 구성함으로써, 예열된 아웃터 패널의 플랜지부를 헤밍 롤러를 이용해 헤밍 성형을 완료함에 따라, 헤밍 성형부에 크랙발생을 최소화시키도록

로봇의 아암 선단에 장착되어 인너 패널의 선단에 대하여 아웃터 패널의 플랜지부를 헤밍 성형하는 롤러 헤밍 장치에 있어서, 상기 로봇의 아암 선단에 상부가 연결되고, 하부 일측에 헤밍 롤러수단이 장착되어 상기 헤밍 롤러수단에 일정한 가압력을 제공하는 가압유닛; 및 상기 가압유닛의 하부 타측에 회전 가능하게 장착되며, 상기 헤밍 롤러수단을 통한 상기 플랜지부의 헤밍 성형 전에 상기 플랜지부를 예열하는 가열유닛을 포함하는 롤러 헤밍 장치를 제공한다.

아웃터 패널, 인너 패널, 플랜지부, 헤밍 성형, 롤러 헤밍, 가열유닛, 예열

Description

롤러 헤밍 장치{ROLLER HEMMING APPARATUS}

본 발명은 롤러 헤밍 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경량금속으로 이루어져 인너와 아웃터 패널로 구성되는 패널의 헤밍 성형 시, 성형 진행 전에 패널의 온도를 높이도록 미리 가열한 후 헤밍 성형을 진행하여 패널 헤밍 성형부의 내, 외부 크랙 발생을 방지하도록 하는 롤러 헤밍 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 메이커에서 자동차를 생산하기까지는 2 내지 3 만여 개의 부품을 수 차례의 조립공정을 통하여 이루어진다.

특히, 차체는 자동차 제조과정의 첫 단계로서, 여러 종류의 프레스 장치를 통하여 제품패널을 생산한 후, 차체공장으로 옮겨와서 제품패널의 각 부분이 조립되어 화이트 보디(B.I.W) 상태의 차체를 이루게 된다.

이와 같이 패널를 성형하기 위해서는 여러 종류의 프레스 장비를 통하여 일정한 형태로 가압 성형하는 성형공정 후, 트리밍(TRIMMING)과 피어싱(PIECING) 및 플랜징(FLANGING), 헤밍(HEMMING) 등의 프레스 공정에서 절단, 홀 가공, 절곡, 휨 등의 가공작업을 거치게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 롤러 헤밍 장치를 이용한 헤밍 작업의 공정 상태도 로서, 종래 롤러 헤밍 장치(100)는 다관절 아암으로 이루어진 로봇(101)의 아암(103) 선단에 장착되어 상기 로봇(101)의 작동에 의해 지그(105) 상의 인너 패널(107)과 아웃터 패널(109)의 가장자리 부분을 따라 이동하면서, 아웃터 패널(109)의 플렌지(F) 부분을 인너 패널(107)의 선단으로 접어 헤밍 가공하게 된다.

상기한 롤러 헤밍 장치(100)는 상기 인너 패널(107) 및 아웃터 패널(109)을 지지하는 상기 지그(105)의 스타일 라인(즉, 패널의 가장자리 라인)을 따라 움직이는 로봇(101)의 아암(103) 선단에 구동모터(111)가 부착되고, 상기 구동모터(111)의 회전축에는 헤밍 롤러(113)가 장착되어 구성된다.

이와 같이 구성되는 롤러 헤밍 장치(100)를 이용하여 상기 인너 패널(107) 및 아웃터 패널(109)을 헤밍 가공하기 위해서는 먼저, 상기 지그(105) 상에 상기 인너 패널(107)과 아웃터 패널(109)을 안착한 상태로, 클램핑 유닛(미도시)을 통하여 클램핑 한다.

이어서, 성형품 별로 로봇 제어반(300)에 의해 설정된 작동을 이루는 로봇(101)의 아암(103) 선단에서, 상기 헤밍 롤러(113)가 로봇(101)의 설정된 각도에 따라 인너 패널(107) 및 아웃터 패널(109)의 가장자리를 이동하면서 상기 아웃터 패널(109)의 플랜지(F) 부분을 압착하여 헤밍 성형을 완료하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 롤러 헤밍 장치는 상기 헤밍 롤러를 통하여 단순히 상기 아웃터 패널의 플랜지 부분을 헤밍 성형하는 바, 차체 경량화 요구에 의해 경량금속을 사용하여 제작된 아웃터 패널의 플랜지 부분을 헤밍 성형하게 되면 헤밍 성형부 외측에서 크랙이 발생되는 문제점이 있다.

또한, 헤밍 성형부의 크랙발생을 최소화하기 위해 헤밍 성형부의 내부에 별도의 와이어를 삽입하여 인위적으로 헤밍 성형부의 곡률을 감소시킬 수 있으나, 상기 헤밍 성형부의 크기를 증가시킴에 따라 상품성이 저하되고, 양산적용 공법에는 적합하지 않아 적용하기가 어려운 문제점도 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 경량금속이 사용된 패널의 헤밍 성형 시, 아웃터 패널의 플랜지부를 미리 예열시키도록 가열유닛을 일체로 구성함으로써, 예열된 아웃터 패널의 플랜지부를 헤밍 롤러를 이용해 헤밍 성형을 완료함에 따라, 헤밍 성형부에 크랙발생을 최소화시키도록 하는 롤러 헤밍 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 롤러 헤밍 장치는, 로봇의 아암 선단에 장착되어 인너 패널의 선단에 대하여 아웃터 패널의 플랜지부를 헤밍 성형하는 롤러 헤밍 장치에 있어서, 상기 로봇의 아암 선단에 상부가 연결되고, 하부 일측에 헤밍 롤러수단이 장착되어 상기 헤밍 롤러수단에 일정한 가압력 을 제공하는 가압유닛; 및 상기 가압유닛의 하부 타측에 회전 가능하게 장착되며, 상기 헤밍 롤러수단을 통한 상기 플랜지부의 헤밍 성형 전에 상기 플랜지부를 예열하는 가열유닛을 포함한다.

상기 가압유닛은 상기 로봇의 아암 선단에 상면이 장착되는 장착 플레이트; 원통 형상으로 형성되며, 상단이 상기 장착 플레이트의 하면에 장착되는 하우징; 상기 하우징의 내부에서 상기 장착 플레이트에 하향 설치되는 가압모터; 상기 가압모터의 회전축에 장착되는 제1 스크류를 통해 상면이 연결되어 상기 하우징의 내부에서 상, 하부로 이동 가능하게 장착되는 압력조절블록; 상기 하우징의 하부에서 그 내부로 일단부가 삽입되는 메인 서포터; 상기 압력조절블록과 메인 서포터 사이에 개재되는 스프링; 상기 스프링과 압력조절블록 사이에 장착되며, 상기 메인 서포터로부터 상기 스프링을 통해 전달되는 압력을 측정하여 그 신호를 제어기로 출력하는 로드셀; 및 상기 메인 서포터의 타단에 상면이 고정 장착되고, 하단부에는 상기 헤밍 롤러수단과 가열유닛이 각각 장착되는 연결블록으로 이루어질 수 있다.

상기 하우징과 상기 연결블록 사이에는 그 둘레를 따라 일정간격으로 보조 서포터가 장착될 수 있다.

상기 헤밍 롤러수단과 가열유닛은 상기 연결블록의 하단부 일측과 이웃하는 타측에 각각 장착되어 상기 연결블록을 중심으로 상호 수직하게 배치된 상태로, 장착될 수 있다.

상기 헤밍 롤러수단은 상기 연결블록의 하단부 일측에 장착되는 장착 샤프트; 및 상기 장착 샤프트에 회전 가능하게 삽입되며, 헤밍 성형 시, 상기 아웃터 패널의 플랜지부와 접촉되는 헤밍 롤러로 이루어질 수 있다.

상기 가열유닛은 상기 연결블록의 하단부 타측에 일단이 고정되는 연결로드; 내부에 장착공간을 갖는 육면체 형상으로 형성되어 일측에 상기 연결로드의 타단이 삽입되며, 제1 구동수단을 통하여 상기 연결로드를 중심으로 회전 가능하게 장착되는 회전 하우징; 및 상기 회전 하우징 하면에서 상기 연결로드와 수직하게 배치되며, 이동블록과 연결되는 제2 구동수단을 통하여 상기 회전 하우징의 하면으로부터 상하로 이동 가능하게 장착되고, 전류를 인가받아 열을 발생시키는 발열부재;로 이루어질 수 있다.

상기 회전 하우징은 상기 연결로드가 삽입되도록 일측에 장착홀이 형성되고, 하면에는 상기 이동블록이 삽입되도록 삽입홈이 형성될 수 있다.

상기 제1 구동수단은 상기 회전 하우징의 장착공간에서 상기 연결로드의 타단에 장착되는 제1 피동기어; 및 상기 제1 피동기어에 대응하여 상기 장착공간에 장착되고, 회전축 선단에는 상기 제1 피동기어와 치합되도록 제1 구동기어가 장착되는 제1 구동모터로 이루어질 수 있다.

상기 제2 구동수단은 상기 이동블록의 상면에 일단이 연결되는 제2 스크류; 상기 장착공간에서 상기 제2 스크류의 타단에 장착되는 제2 피동기어; 및 상기 제2 피동기어에 대응하여 상기 장착공간에 장착되고, 회전축 선단에는 상기 제2 피동기어와 치합되도록 제2 구동기어가 장착되는 제2 구동모터로 이루어질 수 있다.

상기 발열부재는 원판 형상으로 형성되어 상면이 상기 이동블록과 연결되고, 하면에는 홈이 형성되는 몸체부; 상기 홈에 장착되어 상기 로봇과 전기적으로 연결 되며, 전기력의 유무에 따라 열을 발생시키는 코일부; 상기 몸체부의 외주면 둘레를 따라 일정간격으로 다수개 장착되며, 상기 제어기와 연결되는 위치센서;로 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 롤러 헤밍 장치에 의하면, 경량금속이 사용된 패널의 헤밍 성형 시, 아웃터 패널의 플랜지부를 미리 예열시키도록 가열유닛을 일체로 구성함으로써, 예열된 아웃터 패널의 플랜지부를 헤밍 롤러를 이용해 헤밍 성형을 완료함에 따라, 작업성이 향상되고, 헤밍 성형부에 크랙발생을 최소화하는 효과가 있다.

또한, 가압유닛을 통해 헤밍 성형작업 시, 상기 헤밍 롤러에 일정한 가압력을 유지시킨 상태로 헤밍 성형을 완료함으로써, 아웃터 패널의 플랜지부가 인너 패널에 대하여 고르게 헤밍 성형되어 상품성이 향상되는 효과도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 롤러 헤밍 장치의 사시도이고, 도 3은 도 2 의 A-A 선에 따른 단면도로서, 본 발명의 실시예에 가압유닛의 구성을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가압유닛의 단계별 작동 상태도이고, 도 5는 도 2의 B-B 선에 따른 단면도로서, 본 발명의 실시예에 따른 가열유닛의 구성을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 롤러 헤밍 장치(1)는 경량금속이 사용된 패널의 헤밍 성형 시, 아웃터 패널(5)의 플랜지부(F)를 미리 예열시키도록 가열유닛(40)을 일체로 구성함으로써, 예열된 아웃터 패널(5)의 플랜지부(F)를 헤밍 롤러(33)를 이용해 헤밍 성형을 완료함에 따라, 헤밍 성형부에 크랙발생을 최소화시키도록 한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 롤러 헤밍 장치(1)는 기본적으로, 도 2에서 도시한 바와 같이, 로봇의 아암(3) 선단에 장착되어 인너 패널(7)의 선단에 대하여 아웃터 패널(5)의 플랜지부(F)를 헤밍 성형하도록 크게 가압유닛(10)과 가열유닛(40)으로 구성된다.

본 실시예에서, 상기 가압유닛(10)은 상기 로봇의 아암(3) 선단에 상부가 연결되고, 하부 일측에 헤밍 롤러수단(30)이 장착되어 상기 헤밍 롤러수단(30)에 일정한 가압력을 제공하게 된다.

이러한 가압유닛(10)은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 기본적으로 장착 플레이트(11), 하우징(13), 가압모터(15), 압력조절블록(17), 메인 서포터(19), 스프링(21), 로드셀(23), 및 연결블록(25)으로 이루어진다.

먼저, 상기 장착 플레이트(11)는 상기 로봇(미도시)의 아암(3) 선단에 상면 이 장착된다.

이러한 장착 플레이트(11)의 하면에는 상기 하우징(13)의 상단이 장착되며, 상기 하우징(13)은 원통 형상으로 형성된다.

상기 가압모터(15)는 상기 하우징(13)의 내부에서 상기 장착 플레이트(11)에 하향 설치되며, 그 회전축에는 제1 스크류(14)가 장착된다.

본 실시예에서, 상기 압력조절블록(15)은 상기 제1 스크류(14)를 통해 그 상면이 연결되어 상기 하우징(13)의 내부에서 상, 하부로 이동 가능하게 장착된다.

여기서, 상기 가압모터(15)는 제어기(9)의 제어 신호에 따라, 그 회전축의 회전방향 및 회전각 조절이 가능한 서보모터로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 제1 스크류(14)를 시계방향 또는 시계 반대방향으로 회전시킴으로써, 상기 압력조절블록(17)을 상, 하부로 이동시키게 된다.

한편, 상기 메인 서포터(19)는 상기 하우징(13)의 하부에서 그 내부로 일단부가 슬라이드 이동 가능하게 삽입된다.

여기서, 상기 하우징(13)은 하단부 일측에 내주면 둘레를 따라 걸림턱(16)이 형성되고, 상기 메인 서포터(19)는 상기 걸림턱(16)에 상단부가 걸려서 상기 하우징(13)에서 이탈되지 않도록 상단부 일측에 외주면 둘레를 따라 걸림돌기(20)가 형성된다.

이러한 메인 서포터(19)와 압력조절블록(17) 사이에는 스프링(21)이 개재된다.

그리고 상기 스프링(21)과 압력조절블록(17) 사이에서 상기 압력조절블 록(17)의 하면에는 로드셀(23)이 장착된다.

상기 로드셀(23)은 상기 메인 서포터(19)로부터 스프링(21)을 통하여 전달되는 압력을 측정하여 그 측정신호를 상기 제어기(9)로 출력하게 된다.

이러한 로드셀(23)은 하중이 가해지면 그 크기에 비례하여 전기적 출력이 발생되는 힘 변환기의 총칭으로서, 보통 상기 로드셀(23)에 가해지는 무게나 압력을 측정하는데 사용하는 반도체소자이다.

이러한 로드셀(23)은 당 업계에서 널리 사용되는 공지 기술의 하중 측정 소자로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

즉, 상기 제어기(9)는 상기 가압유닛(10)이 일정한 가압력을 유지하도록 상기 스프링(21)을 통해 상기 메인 서포터(19)의 압력을 전달받은 상기 로드셀(23)로부터 측정신호를 인가받아 상기 가압모터(15)를 작동시키게 된다.

그러면, 상기 가압모터(15)의 회전력은 상기 제1 스크류(14)를 통해 상기 압력조절블록(17)으로 전달되어 상기 압력조절블록(17)을 하우징(13) 내부에서 상, 하부로 이동시키게 되고, 이에 따라, 상기 스프링(21)을 통해 상기 메인 서포터(19)에 가해지는 가압력은 일정하게 유지된다.

한편, 상기 연결블록(25)은 상기 메인 서포터(19)의 타단에 상면이 고정 장착되고, 하단부에는 상기 헤밍 롤러수단(30)과 가열유닛(40)이 각각 장착된다.

여기서, 상기 하우징(13)과 연결블록(25) 사이에는 그 둘레를 따라 일정간격으로 다수개의 보조 서포터(27)가 장착된다.

그리고 상기 헤밍 롤러수단(30)과 가열유닛(40)은 상기 연결블록(25)의 하단부 일측과 이웃하는 타측에 각각 장착되어 상기 연결블록(25)을 중심으로 상호 수직하게 배치된 상태로 장착되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 헤밍 롤러수단(30)은 상기 연결블록(25)의 하단부 일측에 장착되는 장착 샤프트(31)와, 상기 장착 샤프트(31)에 회전 가능하게 삽입되며, 헤밍 성형 시, 상기 아웃터 패널(5)의 플랜지부(F)와 접촉되는 헤밍 롤러(33)로 구성된다.

이러한 헤밍 롤러수단(30)은 미도시된 로봇에 의해 상기 인너 패널(7)에 대하여 아웃터 패널(5)의 플랜지부(F)를 해밍 성형하며, 상기 가압수단(10)으로부터 일정한 가압력을 제공받아 상기 플랜지부(F)를 고르게 헤밍 성형하게 된다.

상기와 같이 구성되는 가압유닛(10)의 작동을 살펴보면, 먼저, 도 4의 (S1)처럼, 상기 헤밍 롤러수단(30)의 헤밍 롤러(33)가 상기 플랜지부(F)와 접촉되면서 상기 플랜지부(F)를 헤밍 성형하게 된다.

이러한 상태로 상기 플랜지부(F)의 헤밍 성형이 진행되다가, 도 4의 (S2)와 같이, 상기 플랜지부(F)의 변형이 발생되면, 상기 헤밍 롤러(33)에 의해 상기 연결블록(25)이 상승되고, 동시에, 메인 서포터(19)와 보조 서포터(27)도 상기 하우징(13) 측으로 상승된다.

이에 따라, 상기 하우징(13)과 연결블록(25) 사이 간격은 D1에서 D2로 변경되어 좁아지게 된다.

그러면, 상기 메인 서포터(19)에 의해 스프링(21)이 압축되고, 상기 스프 링(21)은 메인 서포터(19)로부터 전달되는 가압력을 상기 로드셀(23)로 전달하게 된다.

상기 로드셀(23)은 상기 스프링(21)을 통해 전달된 메인 서포터(19)의 가압력을 측정하여 그 측정신호를 상기 제어기(9)로 출력하게 되고, 상기 제어기(9)는 출력된 상기 로드셀(23)의 측정신호에 의해 상기 가압모터(15)를 구동시켜 상기 제1 스크류(14)를 시계방향으로 회전시키게 된다.

그러면, 상기 압력조절블록(17)은, 도 4의 (S3)과 같이, 상기 하우징(13)의 내부에서 상부로 이동하게 되어 상기 제1 스크류(14)의 길이가 L1에서 L2로 짧아지며, 이에 따라, 상기 스프링(21)의 압축이 해제되어, 도 4의 (S1)과 같은 상태로 변경된다.

이 경우, 상기 메인 서포터(19)를 통해 상기 헤밍 롤러(33)로 가해지는 가압력은 상기 플랜지부(F)의 변형이 일어나기 전과 동일하게 유지되어, 상기 플랜지부(F)를 일정한 가압력으로 헤밍 성형할 수 있게 된다.

한편, 상기 가열유닛(40)은 상기 가압유닛(10)의 연결블록(25)에 상기 헤밍 롤러수단(30)과 수직하게 배치된 상태로, 회전 가능하게 장착된다.

이러한 가열유닛(40)은 상기 헤밍 롤러수단(30)을 통한 상기 플랜지부(F)의 헤밍 성형 전에 상기 플랜지부(F)를 예열하는 기능을 하게 된다.

본 실시예에서, 상기 가열유닛(40)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 기본적으로 연결로드(41), 회전 하우징(43), 및 발열부재(45)로 이루어진다.

먼저, 상기 연결로드(41)는 상기 연결블록(25)의 하단부 타측에 그 일단이 고정된다.

이러한 연결로드(41)의 타단에는 상기 회전 하우징(43)이 장착된다.

상기 회전 하우징(43)은 내부에 장착공간(47)을 갖는 육면체 형상으로 형성되어 일측에 상기 연결로드(41)의 타단이 일정구간 삽입되며, 제1 구동수단(47)을 통해 상기 연결로드(41)를 중심으로 회전 가능하게 장착된다.

이러한 회전 하우징(43)의 하면에는 상기 발열부재(45)가 설치되는 바, 상기 발열부재(45)는 상기 회전 하우징(43) 하면에서 상기 연결로드(41)와 수직하게 배치되며, 이동블록(49)과 연결되는 제2 구동수단(51)을 통하여 상기 회전 하우징(43)의 하면으로부터 상하 이동 가능하게 장착된다.

상기 발열부재(45)는 상기 로봇(미도시)으로부터 전류를 인가받아 열을 발생시키는 기능을 하게 된다.

여기서, 상기 회전 하우징(43)은 상기 연결로드(41)가 삽입되도록 일측에 장착홀(53)이 형성되고, 하면에는 상기 이동블록(49)이 삽입되도록 삽입홈(55)이 형성된다.

상기 장착홀(53)은 상기 연결로드(41)의 타단이 삽입되어 이탈되지 않도록 그 외주면 둘레를 따라 고정부(57)가 형성되며, 상기 연결로드(41)는 상기 고정부(57)에 대응하는 위치에서 그 외주면 둘레를 따라 걸림홈(59)이 형성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 제1 구동수단(47)은 상기 회전 하우징(43)의 장착공간(47)에서 상기 연결로드(41)의 타단에 장착되는 제1 피동기어(61)와, 상기 제1 피동기어(61)에 대응하여 상기 장착공간(47)에 장착되고, 회전축 선단에는 상기 제1 피동기어(61)와 치합되도록 제1 구동기어(63)가 장착되는 제1 구동모터(65)로 이루어진다.

그리고 상기 제2 구동수단(51)은 상기 이동블록(49)의 상면에 일단이 연결되는 제2 스크류(67)와, 상기 장착공간(47)에서 상기 제2 스크류(67)의 타단에 장착되는 제2 피동기어(69)와, 상기 제2 피동기어(69)에 대응하여 상기 장착공간(47)에 장착되고, 회전축 선단에는 상기 제2 피동기어(69)와 치합되도록 제2 구동기어(71)가 장착되는 제2 구동모터(73)로 이루어진다.

이러한 제1, 제2 구동모터(65)(73)는 상기 제어기(9)의 제어신호에 의해 그 회전축의 회전방향 및 회전각 조절이 가능한 서보모터로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에서, 상기 발열부재(45)는 몸체부(75), 코일부(77), 및 위치센서(79)로 구성된다.

먼저, 상기 몸체부(75)는 원판 형상으로 형성되어 상면이 상기 이동블록(49)과 연결되고, 하면에는 홈(76)이 형성된다.

상기 코일부(77)는 상기 홈(76)을 통해 상기 몸체부(75) 상에 장착되어 상기 로봇(미도시)과 전기적으로 연결되며, 전기력의 유무에 따라 열을 발생시키는 기능을 하게 된다.

그리고 상기 위치센서(79)는 상기 몸체부(75)의 외주면 둘레를 따라 일정간격으로 다수개 장착되며, 상기 제어기(9)와 연결되어 상기 아웃터 패널(5)의 플랜 지부(F)와의 거리를 측정하여 그 신호를 상기 제어기(9)로 출력하게 된다.

여기서, 상기 제어기(9)는 상기 각 위치센서(79)로부터 출력된 신호를 기 설정값과 비교하여 상기 제1, 제2 구동모터(65)(73)를 각각 정방향 또는 역방향으로 회전시키게 되고, 이에 따라, 상기 발열부재(45)는 상기 플랜지부(F)와 일정간격 및 일정각도를 유지하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 롤러 헤밍 장치의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 롤러 헤밍 장치의 단계별 작동 상태도이다.

먼저, 상기 가열유닛(40)은, 도 6의 (S10)과 같이, 상기 발열부재(45)를 통해 헤밍 성형이 이루어질 상기 아웃터 패널(5)의 플랜지부(F)를 가열하게 되고, 이 경우, 상기 각 위치센서(79)를 통하여 상기 코일부(77)는 상기 플랜지부(F)와 일정간격을 유지하게 된다.

그런 후, 미도시된 상기 로봇에 의해 상기 헤밍 롤러수단(30)의 헤밍 롤러(33)가 상기 가열유닛(40)을 통해 예열된 상기 플랜지부(F)와 접촉된 상태로 1차 설정각도로 상기 플랜지부(F)를 헤밍 성형하게 된다.

상기 플랜지부(F)의 1차 헤밍 성형이 완료되면, 상기 가열유닛(40)은, 도 6의 (S20)과 같이, 상기 제1 구동수단(47)을 통해 1차 설정각도로 헤밍 성형된 상기 플랜지부(F)의 각도에 맞도록 상기 연결로드(41)를 중심으로 회전되어 상기 플랜지부(F)를 다시 가열하게 된다.

그런 후, 다시 상기 헤밍 롤러(33)가 상기 가열유닛(40)을 통해 예열된 상 기 플랜지부(F)를 상기 인너 패널(7)에 대하여 90°각도가 되도록 2차 헤밍 성형을 진행하게 된다.

상기 플랜지부(F)의 2차 헤밍 성형이 완료되면, 상기 가열유닛(40)은, 도 6의 (S30)과 같이, 다시 상기 플랜지부(F)의 각도에 맞도록 상기 제1 구동수단(47)을 통해 연결로드(41)를 중심으로 회전되고, 이러한 상태로 상기 헤밍 롤러(33)는 상기 로봇에 의해 다시 3차 설정각도로 상기 플랜지부(F)를 헤밍 성형하게 된다.

상기 플랜지부(F)의 3차 헤밍 성형이 완료되면, 상기 가열유닛(40)은, 도 6의 (S40)과 같이, 3차 헤밍 성형된 상기 플랜지부(F)의 각도에 맞도록 상기 제1 구동수단(47)을 통해 연결로드(41)를 중심으로 회전되고, 이러한 상태로 상기 헤밍 롤러(33)는 상기 로봇(미도시)에 의해 상기 인너 패널(7)에 대하여 상기 아웃터 패널(5)의 플랜지부(F)를 압착하여 헤밍 성형을 완료하게 된다.

여기서, 상기 가열유닛(40)은 상기 각 위치센서(79)를 통하여 설정각도로 헤밍 성형되는 상기 플랜지부(F)에 대응하여 상기 제1 구동수단(47)을 통해 해당 설정각도에 맞게 회전되며, 상기 제2 구동수단(51)을 통해 상기 플랜지부(F)와 일정한 간격을 유지하게 된다.

즉, 상기 가열유닛(40)은 상기 아웃터 패널(5)의 플랜지부(F)를 상기 가열유닛(40)을 통해 미리 예열함에 따라, 상기 플랜지부(F)의 연성을 증가시키며, 상기 가압유닛(10)은 상기 헤밍 롤러수단(30)의 헤밍 롤러(33)에 일정한 가압력을 제공하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 롤러 헤밍 장 치(1)를 적용하면, 경량금속이 사용된 패널의 헤밍 성형 시, 상기 아웃터 패널(5)의 플랜지부(F)를 미리 예열시키도록 가열유닛(40)을 일체로 구성함으로써, 예열된 아웃터 패널(5)의 플랜지부(F)를 헤밍 롤러(33)를 이용해 헤밍 성형을 완료함에 따라, 작업성이 향상되고, 헤밍 성형부에 크랙발생을 최소화하게 된다.

또한, 가압유닛(10)을 통해 헤밍 성형작업 시, 상기 헤밍 롤러(33)에 일정한 가압력을 유지시킨 상태로 헤밍 성형을 완료함으로써, 아웃터 패널(5)의 플랜지부(F)가 인너 패널(7)에 대하여 고르게 헤밍 성형되어 상품성이 향상된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래 기술에 따른 롤러 헤밍 장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 롤러 헤밍 장치의 사시도이다.

도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도로서, 본 발명의 실시예에 가압유닛의 구성을 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가압유닛의 단계별 작동 상태도이다.

도 5는 도 2의 B-B 선에 따른 단면도로서, 본 발명의 실시예에 따른 가열유닛의 구성을 나타낸 단면도이다.

Claims

로봇의 아암 선단에 장착되어 인너 패널의 선단에 대하여 아웃터 패널의 플랜지부를 헤밍 성형하는 롤러 헤밍 장치에 있어서,

상기 로봇의 아암 선단에 상부가 연결되고, 하부 일측에 헤밍 롤러수단이 장착되어 상기 헤밍 롤러수단에 일정한 가압력을 제공하는 가압유닛; 및

상기 가압유닛의 하부 타측에 회전 가능하게 장착되며, 상기 헤밍 롤러수단을 통한 상기 플랜지부의 헤밍 성형 전에 상기 플랜지부를 예열하는 가열유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 장치.
제1항에 있어서,

상기 가압유닛은

상기 로봇의 아암 선단에 상면이 장착되는 장착 플레이트;

원통 형상으로 형성되며, 상단이 상기 장착 플레이트의 하면에 장착되는 하우징;

상기 하우징의 내부에서 상기 장착 플레이트에 하향 설치되는 가압모터;

상기 가압모터의 회전축에 장착되는 제1 스크류를 통해 상면이 연결되어 상기 하우징의 내부에서 상, 하부로 이동 가능하게 장착되는 압력조절블록;

상기 하우징의 하부에서 그 내부로 일단부가 삽입되는 메인 서포터;

상기 압력조절블록과 메인 서포터 사이에 개재되는 스프링;

상기 스프링과 압력조절블록 사이에 장착되며, 상기 메인 서포터로부터 상기 스프링을 통해 전달되는 압력을 측정하여 그 신호를 제어기로 출력하는 로드셀; 및

상기 메인 서포터의 타단에 상면이 고정 장착되고, 하단부에는 상기 헤밍 롤러수단과 가열유닛이 각각 장착되는 연결블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 장치.
제2항에 있어서,

상기 하우징과 상기 연결블록 사이에는 그 둘레를 따라 일정간격으로 보조 서포터가 장착되는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 장치.
제2항에 있어서,

상기 헤밍 롤러수단과 가열유닛은 상기 연결블록의 하단부 일측과 이웃하는 타측에 각각 장착되어 상기 연결블록을 중심으로 상호 수직하게 배치된 상태로, 장착되는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 장치.
제2항에 있어서,

상기 헤밍 롤러수단은

상기 연결블록의 하단부 일측에 장착되는 장착 샤프트; 및

상기 장착 샤프트에 회전 가능하게 삽입되며, 헤밍 성형 시, 상기 아웃터 패널의 플랜지부와 접촉되는 헤밍 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 장치.
제2항에 있어서,

상기 가열유닛은

상기 연결블록의 하단부 타측에 일단이 고정되는 연결로드;

내부에 장착공간을 갖는 육면체 형상으로 형성되어 일측에 상기 연결로드의 타단이 삽입되며, 제1 구동수단을 통하여 상기 연결로드를 중심으로 회전 가능하게 장착되는 회전 하우징; 및

상기 회전 하우징 하면에서 상기 연결로드와 수직하게 배치되며, 이동블록과 연결되는 제2 구동수단을 통하여 상기 회전 하우징의 하면으로부터 상하로 이동 가능하게 장착되고, 전류를 인가받아 열을 발생시키는 발열부재;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 장치.
제6항에 있어서,

상기 회전 하우징은 상기 연결로드가 삽입되도록 일측에 장착홀이 형성되고, 하면에는 상기 이동블록이 삽입되도록 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 장치.
제6항에 있어서,

상기 제1 구동수단은

상기 회전 하우징의 장착공간에서 상기 연결로드의 타단에 장착되는 제1 피동기어; 및

상기 제1 피동기어에 대응하여 상기 장착공간에 장착되고, 회전축 선단에는 상기 제1 피동기어와 치합되도록 제1 구동기어가 장착되는 제1 구동모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 장치.
제6항에 있어서,

상기 제2 구동수단은

상기 이동블록의 상면에 일단이 연결되는 제2 스크류;

상기 장착공간에서 상기 제2 스크류의 타단에 장착되는 제2 피동기어; 및

상기 제2 피동기어에 대응하여 상기 장착공간에 장착되고, 회전축 선단에는 상기 제2 피동기어와 치합되도록 제2 구동기어가 장착되는 제2 구동모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 장치.
제6항에 있어서,

상기 발열부재는

원판 형상으로 형성되어 상면이 상기 이동블록과 연결되고, 하면에는 홈이 형성되는 몸체부;

상기 홈에 장착되어 상기 로봇과 전기적으로 연결되며, 전기력의 유무에 따라 열을 발생시키는 코일부;

상기 몸체부의 외주면 둘레를 따라 일정간격으로 다수개 장착되며, 상기 제어기와 연결되는 위치센서;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤러 헤밍 장치.