KR20120028477A

KR20120028477A - Apparatus and method for curvature forming of metal plate

Info

Publication number: KR20120028477A
Application number: KR1020100090329A
Authority: KR
Inventors: 심도식; 임채묵; 이광호; 이돈진; 한명수; 양동열
Original assignee: 대우조선해양 주식회사; 한국과학기술원
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-03-23

Abstract

PURPOSE: A curve forming apparatus and method for a metal sheet are provided to minimize an unformed edge section of a metal sheet and the deviation of transferred metal sheets. CONSTITUTION: A curve forming apparatus for a metal sheet comprises an upper horizontal girder(10) which is supported with a frame(20), an upper roller(30) which is installed on the upper horizontal girder and comprises an upper roll which is vertically driven and rotated around a roll axis to transfer a metal sheet and form a curve, and a pair of lower rollers(40) which support the metal sheet with regulated horizontal and vertical intervals between them.

Description

APPARATUS AND METHOD FOR CURVATURE FORMING OF METAL PLATE}

본 발명은 금속 판재의 곡면 성형 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 금속 판재를 다양한 곡률을 가진 곡면으로 성형하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for forming a curved surface of a metal sheet, and more particularly, to an apparatus and a method for forming a metal sheet into a curved surface having various curvatures.

일반적으로, 금속 판재는 선박, 항공기, 자동차, 가전제품을 구성하는 여러 부분, 특히, 프레임의 재료로 이용되고 있다. 이들 재료로는 평판 형태의 금속 판재는 물론이고 곡판 형태의 금속 판재도 많이 이용되고 있다. 특히 선박, 항공기 또는 자동차 등의 프레임 재료로 복잡한 곡면 형상을 포함하는 금속 판재가 이용된다. 이에 따라, 금속 판재를 복잡한 곡면을 갖도록 성형하는 기술이 많이 제안되어 왔다.In general, metal sheets are used as materials for various parts of the ship, aircraft, automobiles, and home appliances, in particular, frames. As these materials, not only flat metal sheets but also curved metal sheets are used. In particular, a metal sheet including a complex curved shape is used as a frame material for ships, aircrafts or automobiles. Accordingly, a number of techniques for forming a metal sheet to have a complicated curved surface have been proposed.

"이중 곡률을 갖는 판재를 성형하는 성형공구와 이를 구비한 성형장치 및 이들을 이용하는 판재의 성형방법"의 명칭으로 2004년 2월 10일자 특허된 한국 특허등록 제419776에는 롤 받침대에 얹어진 금속 판재를 중심롤이 눌러 금속 판재에 곡면을 성형하며 금속 판재의 곡률을 중심롤의 수직 이동 변위로 제어하는 기술이 개시된다. 그러나 이 기술은 볼록 또는 오목한 곡면의 성형이 금속 판재의 일측 방향으로만 수행될 수밖에 없으므로 양측 방향으로 곡면 성형이 불가능하다. 따라서 금속 판재의 양측 방향으로 원하는 곡면을 성형하기 위해서는 일측에 곡면을 성형한 후 금속 판재를 뒤집어 한 번 더 성형해야 한다. 또한 이 기술은 곡면 형상의 종류가 매우 한정적이다.Korean Patent Registration No. 419776, filed on February 10, 2004, entitled "A Forming Tool for Forming a Plate with Double Curvature, a Forming Apparatus Having the Same, and a Method for Forming a Plate Using the Same", has a metal plate mounted on a roll pedestal. A technique is disclosed in which a center roll is pressed to form a curved surface on a metal sheet and controls the curvature of the metal sheet by the vertical displacement of the center roll. However, this technique is impossible to form the curved surface in both directions because the shaping of the convex or concave curved surface can only be performed in one direction of the metal plate. Therefore, in order to mold the desired curved surface in both directions of the metal sheet, the curved surface is formed on one side, and then the metal sheet needs to be inverted once more. This technique also has very limited types of curved shapes.

"금속 판재의 이중 곡률 성형용 유니버셜 롤 셋과 이를 이용한 성형방법"의 명칭으로 특허된 한국 등록특허 제653740호에는 받침대의 안내홈을 따라 받침롤들을 수평 위치 조절을 통한 롤 셋 구성의 변화로 곡면의 형상을 제어하고 상하부의 중심롤들과 받침롤들의 수직 위치를 조절하여 곡률량을 제어하는 방법이 개시된다. 그러나 이 기술은 곡면의 형상 제어를 위한 롤셋의 구성 변화가 복잡하고 판재 가장자리부에 성형이 이루어지지 않는 영역이 존재하게 되어 정밀 성형에 한계가 있다. 또한 일축 방향(즉, 롤의 한 축 방향)으로 회전하는 중심롤과 달리 받침롤은 구면 롤러로 구성되어 중심롤의 회전에 의판 판재의 압연 이송시 지정된 성형 경로를 이탈하게 될 우려가 있으며, 받침롤의 수평 방향 이송이 안내홈을 따라 이루어지므로 받침롤의 배열 구성 및 간격 조절에 한계가 있다. Korean Patent No. 653740, patented under "Universal Roll Set for Double Curvature Forming of Metal Sheet and Forming Method Using the Same," has a curved surface by changing the roll set configuration by adjusting the horizontal position of the supporting rolls along the guide groove of the pedestal. A method of controlling the amount of curvature by controlling the shape of and adjusting the vertical position of the center rolls and the support rolls of the upper and lower parts is disclosed. However, this technique has a limitation in the precision molding because the configuration of the rollset for the shape control of the curved surface is complicated and there are regions where the molding is not formed at the edge of the plate. In addition, unlike the central roll that rotates in the uniaxial direction (ie, one axial direction of the roll), the support roll is composed of spherical rollers, which may deviate from the designated forming path during rolling transfer of the plate material due to the rotation of the central roll. Since the horizontal transfer of the roll is made along the guide groove, there is a limit in the arrangement configuration and spacing of the supporting rolls.

본 발명이 해결하려는 과제는, 종래기술들의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 간단한 롤들의 배치 및 구성만으로 금속 판재에 복잡한 곡률을 가지는 곡면을 성형할 수 있는 곡면 성형 기술을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention, to overcome the problems of the prior art, is to provide a curved surface forming technology capable of forming a curved surface having a complex curvature on the metal plate with a simple arrangement and configuration of rolls.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 금속 판재에 대해 복잡한 곡률의 곡면 성형을 할 수 있도록 해줌과 아울러 금속 판재 가장자리부의 미성형 영역을 최소화하고 금속 판재 경로 이탈을 최소화하여 성형의 정밀도를 높인 곡면 성형 기술을 제공하는 것이다.
Another problem to be solved by the present invention is to provide a curved surface forming technology of complex curvature for the metal sheet, and to minimize the unformed area of the metal sheet edge and to minimize the deviation of the metal sheet path to improve the molding precision To provide.

본 발명의 일측면에 따라 금속 판재를 곡면 성형하기 위한 금속 판재의 곡면 성형장치가 제공된다. 이 곡면 성형장치는, 프레임에 의해 지지되는 상부 수평 거더와; 상부롤을 포함하고 상기 상부 수평 거더에 설치되되, 상기 상부롤은 금속 판재를 이송시키면서 곡면 성형하도록, 수직 방향으로 구동되는 한편 롤 축을 중심으로 회전 구동되는 상부롤러와; 상기 금속 판재를 받치도록 설치되며 횡 간격과 종 간격이 조절되는 두 쌍의 하부롤러들을 포함한다. 상기 하부롤러의 하부롤은 하나의 롤 축을 중심으로 회전하고, 상기 상부롤은 하나의 롤 축을 중심으로 회전하며 상기 롤 축의 방향은 같다. 이는 하부롤로 구면 롤을 이용하는 종래기술과 구별됨에 유의한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a curved surface forming apparatus of a metal sheet for forming a curved surface of the metal sheet. This curved forming apparatus includes: an upper horizontal girder supported by a frame; An upper roller including an upper roll and installed in the upper horizontal girder, wherein the upper roll is driven in a vertical direction while being rotated about a roll axis so as to be curved while conveying a metal sheet; It is installed to support the metal plate and includes two pairs of lower rollers are adjusted horizontal and longitudinal spacing. The lower roll of the lower roller rotates about one roll axis, the upper roll rotates about one roll axis, and the direction of the roll axis is the same. Note that this is distinguished from the prior art using spherical rolls as the lower rolls.

일 실시예에 따라, 상기 상부롤러는 상기 상부 수평 거더를 따라 수평 방향으로 이동되도록 구성된다. 더 바람직하게는, 상기 상부롤러가 상기 수평 거더를 따라 수평 방향으로 이동가능하게 구성되고, 상기 두 쌍의 하부롤러들은 동시에 수평 방향으로 이동가능하게 구성된다.According to one embodiment, the upper roller is configured to move in a horizontal direction along the upper horizontal girder. More preferably, the upper roller is configured to be movable in the horizontal direction along the horizontal girder, and the two pairs of the lower rollers are configured to be movable in the horizontal direction at the same time.

일 실시예에 따라, 상기 상부롤러와 상기 두 쌍의 하부롤러들 Z축-회전 구동되도록 구성된다. 상기 두 쌍의 하부롤러들은 턴테이블에 설치되어 턴테이블에 의해 Z축-회전되는 것이 바람직하다.According to one embodiment, the upper roller and the pair of lower rollers are configured to be Z-axis driven. Preferably, the two pairs of lower rollers are mounted on the turntable and are Z-rotated by the turntable.

일 실시예에 따라, 상기 상부롤러는 실린더 케이스와 상기 실린더 케이스의 단부에 결합되는 롤 헤드를 포함하며, 상기 실린더 케이스에는 상기 롤 헤드를 수직으로 이동시키는 수직 구동장치가 설치되고, 상기 롤 헤드는 상기 상부롤을 지지하는 한편 내부에 상기 상부롤을 회전 구동시키는 회전 구동장치가 설치되며, 상기 회전 구동장치는 상기 상부롤 내에 배치된 감속기를 포함한다.According to one embodiment, the upper roller includes a cylinder head and a roll head coupled to the end of the cylinder case, the cylinder case is provided with a vertical drive for vertically moving the roll head, the roll head is While supporting the upper roll and a rotation drive for rotating the upper roll therein is installed, the rotation drive includes a reducer disposed in the upper roll.

일 실시예에 따라, 상기 하부롤러들의 종 간격과 횡 간격 중 하나를 고정하고 상기 하부롤러들의 종 간격과 횡 간격 중 나머지를 조절하도록, 상기 곡면 성형장치는 상기 두 쌍의 하부롤러들이 나뉘어 설치되는 종 간격 조절블록 또는 횡 간격 조절블록을 포함한다.According to one embodiment, to fix one of the longitudinal and transverse spacing of the lower rollers and to adjust the rest of the longitudinal and transverse spacing of the lower rollers, the curved forming apparatus is provided with the two pairs of lower rollers are divided It includes a longitudinal spacing control block or a transverse spacing control block.

일 실시예에 따라, 상기 하부롤러들 각각은 수직 방향으로 높이가 조절되는 하부롤을 포함한다.According to an embodiment, each of the lower rollers includes a lower roll whose height is adjusted in a vertical direction.

본 발명의 제1 측면에 따른 금속 판재의 곡면 성형장치는, 금속 판재를 곡면 성형하도록 수직 구동되는 상부롤과, 상기 금속 판재를 받치는 하부롤들로 이루어진 하부 롤셋을 포함하며, 상기 금속 판재를 곡면 성형하면서 일방향으로 이송시키도록 상기 상부롤은 롤 축을 중심으로 회전 구동된다.The curved surface forming apparatus of the metal sheet according to the first aspect of the present invention includes a lower roll set consisting of an upper roll vertically driven to form the metal sheet and a lower roll supporting the metal sheet, the curved surface of the metal sheet The upper roll is rotationally driven about the roll axis to be transported in one direction while forming.

본 발명의 제2 측면에 따른 금속 판재의 곡면 성형장치는, 금속 판재를 곡면 성형하도록 수직 구동되는 상부롤과, 상기 금속 판재를 받치는 두 쌍의 하부롤들을 포함하는 하부 롤셋과, 금속 판재에 형성할 곡면의 횡곡률량과 종곡률량을 조절하도록, 상기 하부롤들의 횡 간격과 종 간격을 조절하는 간격 조절장치를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a curved surface forming apparatus for a metal sheet, the lower roll set including an upper roll vertically driven to form a curved sheet of the metal sheet, and a pair of lower rolls supporting the metal sheet, and formed on the metal sheet. And a gap adjusting device for adjusting the horizontal gap and the vertical gap of the lower rolls so as to adjust the horizontal curvature amount and the vertical curvature amount of the curved surface.

본 발명의 제3 측면에 따른 금속 판재의 곡면 성형장치는, 금속 판재를 곡면 성형하도록 수직 구동되는 상부롤과, 상기 금속 판재를 받치는 두 쌍의 하부롤들을 포함하는 하부 롤셋을 포함하며, 상기 금속 판재의 가장자리 미성형 영역을 없애도록, 상기 하부 롤셋이 수평 방향으로 이동가능하게 구성된다.The curved surface forming apparatus of the metal sheet according to the third aspect of the present invention includes a lower roll set including an upper roll vertically driven to curve the metal sheet and two pairs of lower rolls supporting the metal sheet. The lower roll set is configured to be movable in the horizontal direction so as to eliminate the edge unformed area of the sheet material.

본 발명의 제4 측면에 따른 금속 판재의 곡면 성형장치는, 금속 판재를 곡면 성형하도록 수직 구동되는 상부롤과, 상기 금속 판재를 받치는 두 쌍의 하부롤들을 포함하는 하부 롤셋을 포함하며, 상기 상부롤 및 상기 하부 롤셋은 Z축-회전 가능하게 구성된다.The curved surface forming apparatus of the metal sheet according to the fourth aspect of the present invention includes a lower roll set including an upper roll vertically driven to curve the metal sheet and two pairs of lower rolls supporting the metal sheet. The roll and the lower rollset are configured to be Z-axis rotatable.

본 발명의 제5 측면에 따른 금속 판재의 곡면 성형장치는, 금속 판재를 곡면 성형하도록 수직 구동되는 복수의 상부롤들과, 상기 금속 판재를 받치는 복수의 하부롤들을 포함하는 하부 롤셋을 포함하며, 상기 금속 판재를 단순 트위스트 곡면으로 성형하도록 상기 복수의 하부롤들의 높이가 조절되도록 구성된다.The curved surface forming apparatus of the metal sheet according to the fifth aspect of the present invention includes a plurality of upper rolls vertically driven to curve the metal sheet, and a lower roll set including a plurality of lower rolls supporting the metal sheet. The height of the plurality of lower rolls is configured to be adjusted to mold the metal sheet into a simple twisted curved surface.

본 발명의 제1 측면에 따른 금속 판재의 곡면 성형 방법은, 상부롤과 그와 협동하는 두 쌍의 하부롤들을 포함하는 하부 롤셋을 이용하며, 상기 하부 롤셋에 받쳐진 금속 판재를 종방향으로 이송시키면서 곡면 성형하도록, 상기 상부롤로 상기 금속 판재를 가압함과 동시에 상기 상부롤을 롤 축을 중심으로 회전 구동시킨다.The curved surface forming method of the metal sheet according to the first aspect of the present invention uses a lower roll set including an upper roll and two pairs of lower rolls cooperating therewith, and longitudinally conveying the metal sheet supported by the lower roll set. The upper roll is driven to rotate about the roll axis while simultaneously pressing the metal sheet with the upper roll so as to form the surface while being curved.

본 발명의 제2 측면에 따른 금속 판재의 곡면 성형 방법은, 상부롤과 그와 협동하는 두 쌍의 하부롤들을 포함하는 하부 롤셋을 이용하며, 상기 금속 판재의 종방향 또는 횡방향 가장자리의 미성형 영역을 성형하도록, 상기 하부 롤셋을 상기 미성형 영역을 받치는 위치로 수평 이동시킨 후 상기 금속 판재를 성형한다.The curved surface forming method of the metal sheet according to the second aspect of the present invention utilizes a lower roll set including an upper roll and two pairs of lower rolls cooperating therewith, and the unmolding of the longitudinal or transverse edge of the metal sheet. To form the region, the lower roll set is horizontally moved to a position supporting the unformed region, and then the metal sheet is formed.

본 발명의 제3 측면에 따른 금속 판재의 곡면 성형 방법은, 상부롤과 그와 협동하는 두 쌍의 하부롤들을 포함하는 하부 롤셋을 이용하며, 상기 금속 판재를 회전시키지 않고 상기 금속 판재를 원하는 경로로 곡면 성형하도록, 상기 상부롤과 상기 하부 롤셋을 Z축-회전시킨 후 상기 금속 판재를 곡면 성형한다. 상기 경로는 사선의 경로인 것이 바람직하다.The curved surface forming method of the metal sheet according to the third aspect of the present invention uses a lower roll set including an upper roll and two pairs of lower rolls cooperating therewith, and desired path of the metal sheet without rotating the metal sheet. The metal plate is curved by the Z-rotation of the upper roll and the lower roll set to form the curved surface. The path is preferably an oblique path.

본 발명의 제4 측면에 따른 금속 판재의 곡면 성형 방법은, 상부롤과 그와 협동하는 두 쌍의 하부롤들을 포함하는 하부 롤셋을 이용하며, 상기 하부롤들의 종 간격과 횡 간격의 비에 의해 상기 금속 판재의 횡곡률량 또는 종곡률량을 조절하도록, 상기 하부롤들의 종 간격 또는 횡 간격을 고정시키고, 상기 하부롤들의 횡 간격 또는 종 간격을 조절한다.The curved surface forming method of the metal sheet according to the fourth aspect of the present invention uses a lower roll set including an upper roll and two pairs of lower rolls cooperating therewith, the ratio of the longitudinal and transverse spacings of the lower rolls. To adjust the transverse curvature amount or longitudinal curvature amount of the metal sheet, the longitudinal spacing or transverse spacing of the lower rolls is fixed, and the transverse spacing or longitudinal spacing of the lower rolls is adjusted.

본 발명의 제5 측면에 따른 금속 판재의 곡면 성형 방법은, 상부롤과 그와 협동하는 두 쌍의 하부롤들을 포함하는 하부 롤셋을 이용하며, 특정 형상의 곡면을 얻도록, 상기 두 쌍의 하부롤들 중 한 쌍의 하부롤들만 참여시켜 상기 금속 판재를 성형한다. 이때, 상기 한 쌍의 하부롤들은 종방향 또는 횡방향으로 마주하는 하부롤들 또는 대각선 방향으로 마주하는 하부롤들인 것이 선호된다.The curved surface forming method of the metal sheet according to the fifth aspect of the present invention uses a lower roll set including an upper roll and two pairs of lower rolls cooperating therewith, so as to obtain a curved surface of a specific shape, Only the pair of lower rolls of the rolls is engaged to form the metal sheet. In this case, the pair of lower rolls are preferably lower rolls facing in the longitudinal or transverse direction or lower rolls facing in the diagonal direction.

본 발명의 제6 측면에 따른 금속 판재의 곡면 성형 방법은, 두 개 이상의 상부롤과 그와 협동하는 두 쌍의 하부롤들을 포함하는 하부 롤셋을 이용하며, 상기 금속 판재에 단순 트위스트 곡면을 형성하도록, 종방향과 횡방향으로 상기 하부롤들 사이에 높이 차이를 두고 상기 금속 판재를 곡면 성형한다.The curved surface forming method of the metal sheet according to the sixth aspect of the present invention utilizes a lower roll set including two or more upper rolls and two pairs of lower rolls cooperating therewith to form a simple twisted curved surface on the metal sheet. , The surface of the metal sheet is curved with a height difference between the lower rolls in the longitudinal and transverse directions.

본 발명의 실시예들에 따르면, 간단한 롤들의 배치 및 구성만으로 금속 판재에 복잡한 곡률의 곡면 성형을 할 수 있다. 더 구체적으로, 본 발명의 실시예들에 따르면, 금속 판재의 횡방향과 종방향의 곡률량을 하부롤의 종 간격 또는 횡 간격과 상부롤의 압하량을 이용하여 제어가 가능하고, 금속 판재 가장자리의 미성형 영역을 최소화할 수 있으므로, 금속 판재에 대한 정밀한 곡면 성형이 가능하며, 하부롤의 롤 배열 형태만 변화시켜 성형되는 곡면 형상을 달리할 수 있다. 또한, 하부 롤셋의 Z축-회전을 통해 금속 판재 성형 방향의 신속한 변경이 가능하며, 이는 특히 대형 판재 성형 시에 더욱 효과적일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 일축 방향(롤의 한 축 방향)으로의 회전이 가능한 하부롤을 사용함으로써 판재의 압연 이송 시 지정된 성형 경로의 이탈을 최소화할 수 있다. 그리고 상부롤 또는 하부롤이 고정되어, 가이드 역할을 하는 받침대 구조를 생략함으로써 하부롤의 X축 및 Y축으로 자유로운 이동이 가능하다. 1개 또는 2개의 상부롤과 두 쌍의 하부롤로만 구성되어 제작 시간과 비용이 절감되고 각 구동부의 제어가 간편하다. 상부롤러는 상부 거더에 고정되어 있는 상태에서, 스크류를 이용하여 상부롤의 수직 높이가 제어되어 구성이 간단하다. 또한, 하부롤의 수평 위치 이동과 함께, 상부롤을 상부 수평 거더를 따라 위치 이동(Y축 방향)이 가능하게 함으로서 판재 성형에 필요한 공간이 줄어들고, 이에 따라 성형 장치의 폭을 줄일 수 있다. According to embodiments of the present invention, complex curvature curvature may be formed on a metal sheet by simply arranging and configuring the rolls. More specifically, according to embodiments of the present invention, the amount of curvature in the transverse direction and the longitudinal direction of the metal sheet can be controlled by using the longitudinal or transverse spacing of the lower roll and the rolling reduction of the upper roll, and the metal sheet edge Since the unformed area of the metal sheet can be minimized, accurate curved molding of the metal sheet is possible, and the curved shape to be formed can be changed by changing only the roll arrangement of the lower roll. In addition, the Z axis-rotation of the lower roll set allows for a quick change of the metal sheet forming direction, which can be particularly effective when forming a large sheet. In addition, according to an embodiment of the present invention, by using a lower roll capable of rotation in one axis direction (one axial direction of the roll) it is possible to minimize the deviation of the designated molding path during the rolling transfer of the plate material. And the upper roll or the lower roll is fixed, it is possible to move freely to the X-axis and Y-axis of the lower roll by eliminating the pedestal structure that serves as a guide. Consists of only one or two top rolls and two pairs of bottom rolls, reducing manufacturing time and cost and simplifying control of each drive. In the state where the upper roller is fixed to the upper girder, the vertical height of the upper roll is controlled using a screw, thereby simplifying the construction. In addition, with the horizontal position movement of the lower roll, by allowing the position movement (Y-axis direction) of the upper roll along the upper horizontal girders, the space required for forming the sheet is reduced, and thus the width of the forming apparatus can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 판재의 곡면 성형장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 곡면 성형장치의 상부롤러의 수직 구동장치 및 회전 구동장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부롤과 하부 롤셋이 Z축-회전을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 하부 롤셋의 Z축-회전시키는 장치를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 상부롤의 압하량에 의해 곡면을 성형하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 상부롤의 압하(또는, 가압), 상부롤의 회전에 의해 곡면을 형성하는 과정을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 롤라인들을 형성하면서 곡면을 성형하는 과정을 보여주는 도면.
도 8은 하부 롤셋의 횡 간격 및 종 간격과 금속 판재의 횡곡률 및 종곡률 반경의 관계를 보여주는 도면.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따라 하부롤들의 횡 간격과 종 간격의 비를 변화시키는 방식들을 설명하기 위한 도면.
도 10은 금속 판재의 횡방향 가장자리와 종방향 가장자리에 생기는 미성형 영역을 보인 도면.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따라 금속 판재의 횡방향 가장자리 미성형 영역을 성형하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 금속 판재에 사선 방향으로 곡면을 성형하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 상부롤의 수평 이동 구성의 적용 및 이점을 보여주는 도면.
도 14는 본 발명에 의해 구현될 수 있는 다양한 곡면 성형 방법 및 그로부터 얻어지는 다양한 형태의 곡면을 설명하기 위한 도면들.
도 15 는 본 발명에 의한 안장형 이중 곡면의 성형 방법 및 순서를 보이기 위한 도면.
도 16a 및 16b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 상부롤러가 두 개인 곡면 성형장치를 이용한 곡면 성형 방법의 예들을 보여주는 도면들.
도 17은 도 16b에 도시된 단순 트위스트 곡면 성형의 방식을 보다 구체적으로 보이기 위한 도면.
도 18은 본 발명에 따른 금속 판재의 곡면 성형 장치의 바람직한 제어 개념을 개략적으로 나타낸 블록도.1 is a perspective view of a curved surface forming apparatus of a metal sheet according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view for explaining the vertical drive and the rotation drive of the upper roller of the curved forming device shown in FIG.
3 is a view for explaining the Z-axis rotation of the upper roll and the lower roll set according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the Z-axis rotation device of the lower roll set according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the shaping of the curved surface by the amount of reduction of the upper roll according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a process of forming a curved surface by pressing (or pressing) the upper roll, the rotation of the upper roll according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a process of forming a curved surface while forming the roll lines according to an embodiment of the present invention.
8 shows the relationship between the transverse spacing and longitudinal spacing of the lower roll set and the transverse curvature and the longitudinal curvature radius of the metal sheet;
9A and 9B are views for explaining schemes for changing a ratio of a horizontal gap and a vertical gap of lower rolls according to one embodiment of the present invention.
10 shows an unformed region occurring at the transverse and longitudinal edges of a metal sheet.
11A and 11B illustrate a method for forming a transverse edge unformed region of a metal sheet according to one embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining a method for forming a curved surface in an oblique direction on a metal sheet according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 illustrates the application and advantages of the horizontal movement configuration of the upper roll in accordance with one embodiment of the present invention.
14 is a view for explaining various curved forming methods that can be implemented by the present invention and various types of curved surfaces obtained therefrom.
15 is a view for showing a molding method and sequence of the saddle-shaped double curved surface according to the present invention.
16A and 16B illustrate examples of a curved surface forming method using a curved surface forming apparatus having two upper rollers according to another embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a view more specifically showing the manner of the simple twisted-surface shaping shown in FIG. 16B.
18 is a block diagram schematically showing a preferred control concept of the apparatus for forming a curved surface of a metal sheet according to the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명이 이루어질 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 판재의 곡면 성형장치의 사시도이다. 도 1에는 X축, Y축 및 Z축으로 이루어진 방위 조합이 표시되어 있으며, 본 명세에서 X축 방향은 종방향, Y축 방향은 횡방향, 그리고 Z축 방향은 높이 방향과 같은 것으로 정의된다. 1 is a perspective view of a curved surface forming apparatus of a metal sheet according to an embodiment of the present invention. 1 shows a combination of orientations consisting of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis. In this specification, the X-axis direction is defined as the longitudinal direction, the Y-axis direction is the transverse direction, and the Z-axis direction is the same as the height direction.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 판재의 곡면 성형장치(1)는, 상부 수평 거더(10), 상기 상부 수평 거더(10)를 지지하는 프레임(20), 상기 상부 수평 거더(10)에 설치된 하나의 상부롤러(30) 그리고 장치 하부의 받침대(4) 상에 설치된 두 쌍의 하부롤러(40)들을 포함한다. 상부롤러(30)는 상부롤(32)과 그 상부롤(32)을 지지하는 틀(34)을 포함하며, 상기 틀(34)에는 상부롤(32)의 수직 구동과 회전 구동을 위한 장치들이 설치된다. 상기 하부롤러(40)들 각각은 하부롤(42)과 상기 하부롤(42)을 지지하는 틀(44)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the curved sheet forming apparatus 1 of a metal sheet according to an embodiment of the present invention includes an upper horizontal girder 10, a frame 20 supporting the upper horizontal girder 10, and the upper horizontal girder 10. It includes one upper roller 30 installed on the girder 10 and two pairs of lower rollers 40 mounted on the pedestal 4 under the device. The upper roller 30 includes an upper roll 32 and a mold 34 supporting the upper roll 32, and the mold 34 includes devices for vertical and rotational driving of the upper roll 32. Is installed. Each of the lower rollers 40 includes a lower roll 42 and a frame 44 supporting the lower roll 42.

상기 상부롤러(30)는 내부에 상부롤(32)의 수직 구동장치와 상부롤(32)의 회전 구동장치를 포함하여, 상부롤(32)의 압하량 만큼 금속 판재를 곡면 성형할 수 있고 롤 축에 대하여 회전하는 상부 롤(32)에 의해 X축 방향, 즉, 종방향으로 금속 판재를 이송시키면서 상부 롤(32)이 지나는 롤 라인을 따라 금속 판재에 곡면을 연속적으로 성형할 수 있다. 상기 하부롤러(40)들은, 수평 방향, 즉, X축 방향과 Y축 방향으로의 이동이 가능하며, 또한, 두 쌍의 하부 롤(42)들의 수평 방향으로의 횡간 간격 및 종간 간격 조절이 가능하다. The upper roller 30 may include a vertical driving device of the upper roll 32 and a rotation driving device of the upper roll 32 therein, such that the metal sheet may be curved formed by the amount of reduction of the upper roll 32. The upper roll 32 which rotates with respect to an axis can continuously shape a curved surface to a metal sheet along the roll line through which the upper roll 32 passes, while conveying a metal sheet in an X-axis direction, ie, a longitudinal direction. The lower rollers 40 are movable in the horizontal direction, that is, the X-axis direction and the Y-axis direction, and the horizontal and longitudinal spacing of the two pairs of lower rolls 42 can be adjusted in the horizontal direction. Do.

도 2를 참조하면, 상기 상부롤러(30)는 상기 상부 수평 거더(10)를 관통하도록 설치된다. 또한, 상기 상부롤러(30)는 실린더 케이스(34a)와 롤 헤드(34b)를 포함하는 틀(34)을 포함하며, 상기 실린더 케이스(34a)에는 상부롤(32)의 수직 구동장치(35)가 설치되고 상기 롤 헤드(34b)는, 상부롤(32)을 지지하는 한편, 상기 상부롤(32)을 회전시키는 회전 구동장치(36)를 구비한다. 2, the upper roller 30 is installed to penetrate the upper horizontal girder 10. In addition, the upper roller 30 includes a frame 34 including a cylinder case 34a and a roll head 34b, and the cylinder case 34a includes a vertical driving device 35 of the upper roll 32. The roll head 34b is provided with a rotation drive device 36 for supporting the upper roll 32 and rotating the upper roll 32.

상기 수직 구동장치(35)는 제1 구동모터(351)와, 감속기(352)와, 스크류(354)와, 램(355)을 포함한다. 또한, 상기 수직 구동장치(35)는 상기 감속기(352)의 축을 상기 스크류(354)에 동력적으로 접속시키는 커플링(353)을 포함한다. 상기 제1 구동모터(351)의 출력 축은 감속을 위해 상기 감속기(352)와 연결되며, 상기 감속기(352)의 축은 커플링(353)에 의해 상기 스크류(354)에 동력적으로 접속된다. 따라서, 상기 스크류(354)는 상기 제1 구동모터(351)가 구동될 때 상기 감속기(352)에 의해 적정하게 감속된 회전 속도로 회전 구동될 수 있다. 램(355)은 수직 방향으로 이동하도록 상기 스크류(354)에 접속되며, 상기 램(355)의 단부는 롤 헤드(34b)에 결합된다. 따라서, 상기 수직 구동장치(35)는 롤 헤드(34b)를 수직으로 이동시킴으로서 그 롤 헤드(34b)에 지지된 상부롤(32)을 상하로 수직 이동시킬 수 있다.The vertical drive device 35 includes a first drive motor 351, a reducer 352, a screw 354, and a ram 355. The vertical drive 35 also includes a coupling 353 for dynamically connecting the shaft of the reducer 352 to the screw 354. The output shaft of the first drive motor 351 is connected to the reducer 352 for deceleration, and the shaft of the reducer 352 is dynamically connected to the screw 354 by a coupling 353. Therefore, the screw 354 may be driven to rotate at a rotation speed appropriately reduced by the reducer 352 when the first drive motor 351 is driven. Ram 355 is connected to the screw 354 to move in the vertical direction, the end of the ram 355 is coupled to the roll head 34b. Therefore, the vertical drive device 35 can vertically move the upper roll 32 supported by the roll head 34b by moving the roll head 34b vertically.

상기 회전 구동장치(36)는 제2 구동모터(362)와, 동력전달벨트(364)와, 감속기 풀리(365)와 감속기(미도시됨)를 포함한다. 상기 제2 구동모터(362)는, 상기 롤 헤드(34b)의 일측에 배치되며, 동력전달벨트(364)에 의해 자신의 출력 축 풀리와 감속기 풀리(365)가 동력적으로 연결된다. 상기 감속기 풀리(365)로부터 회전 동력을 받아 상부롤(32)을 감속 회전시키는 감속기(미도시됨)는 상기 상부롤(32)의 내부에 배치된다. 감속기가 상부롤(32)의 내부에 배치됨으로서 롤 헤드(34b) 측에서 회전 구동장치(36)의 점유 체적을 크게 줄일 수 있으며, 이에 의해, 컴팩트한 구조의 상부롤러(30)를 구현할 수 있다. 또한, 상기 상부롤러(30) 및 이에 속한 상부롤(32)은 상기 상부 수평 거더(10)를 따라 또는 상기 수평 거더(10)와 일체로 횡방향으로 수평 이동될 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 상기 상부 수평거더(10)에 상부롤러(30)를 가이드하는 가이드부를 설치하거나, 또는 프레임(20; 1 참조)의 상부에 상기 상부 수평거더(10)를 가이드하는 가이드부를 설치할 수 있다.The rotary drive device 36 includes a second drive motor 362, a power transmission belt 364, a speed reducer pulley 365, and a speed reducer (not shown). The second drive motor 362 is disposed on one side of the roll head 34b, and its output shaft pulley and the reducer pulley 365 are powered by the power transmission belt 364. A reducer (not shown) which receives rotational power from the reducer pulley 365 and decelerates and rotates the upper roll 32 is disposed inside the upper roll 32. Since the reducer is disposed inside the upper roll 32, the occupancy volume of the rotation drive device 36 on the roll head 34b side can be greatly reduced, whereby the upper roller 30 having a compact structure can be realized. . In addition, the upper roller 30 and the upper roll 32 belonging thereto are configured to be horizontally moved horizontally along the upper horizontal girder 10 or integrally with the horizontal girder 10. To this end, a guide portion for guiding the upper roller 30 may be installed on the upper horizontal girder 10, or a guide portion for guiding the upper horizontal girder 10 may be installed on the upper portion of the frame 20 (see 1). .

다시 도 1을 참조하면, 상기 두 쌍의 하부롤러(40)들은 미도시된 수평 이송장치와 구동수단에 의해 수평 방향으로 위치 조절이 가능하도록 구성된다. 따라서, 상기 하부롤러(40)들의 하부롤(42)들은 수평 방향으로 이송이 가능하다. 두 쌍의 하부롤(42)들이 하나의 상부롤(32)과 협동하여 이중 곡률의 곡면을 형성하며, 따라서, 두 쌍의 하부롤(42)들이 하나의 하부 롤셋을 구성한다. 본 실시예에 따른 곡면 성형 장치는 하나의 하부 롤셋이 하나의 상부롤과 협동하여 금속 판재를 이중 곡률의 곡면으로 성형한다. 또한, 이하 자세히 설명되는 바와 같이 하부 롤셋을 구성하는 하부롤(42)들은 횡 간격과 종 간격이 조절되도록 구성되는 것이 바람직하다. 하부롤러(40)들 또는 그에 속한 하부롤(42)들의 횡 간격 및 종 간격을 조절하는 작동과 전술한 바와 같이 하부롤러(40)들 또는 그에 속한 하부롤(42)들을 수평 이동시키는 작동이 별개의 장치에 의해 이루어지는 것이 선호된다. 하부롤(42)들의 횡 간격 및 종 간격이 조절 가능한 구성은 금속 판재에 형성할 곡면의 횡곡률량과 종곡률량을 조절하는데 이용될 수 있고, 상기 하부 롤셋을 수평 이동가능하게 한 구성은 금속 판재 가장자리의 미성형 영역을 최소화하는데 유용하다.Referring back to FIG. 1, the two pairs of lower rollers 40 are configured to be positioned in a horizontal direction by a horizontal feeder and a driving means, not shown. Therefore, the lower rolls 42 of the lower rollers 40 may be transported in the horizontal direction. Two pairs of lower rolls 42 cooperate with one upper roll 32 to form a curved surface of double curvature, so that the two pairs of lower rolls 42 constitute one lower rollset. In the curved forming apparatus according to the present embodiment, one lower roll set cooperates with one upper roll to form a metal sheet into a curved surface having a double curvature. In addition, as described in detail below, the lower rolls 42 constituting the lower roll set are preferably configured such that the horizontal gap and the vertical gap are adjusted. The operation of adjusting the lateral spacing and the longitudinal spacing of the lower rollers 40 or the lower rolls 42 belonging to the lower rollers 40 and the operation of horizontally moving the lower rollers 40 or the lower rolls 42 belonging thereto as described above are separate. It is preferred to be made by the device. The configuration in which the lateral spacing and the longitudinal spacing of the lower rolls 42 are adjustable can be used to adjust the amount of lateral curvature and the amount of vertical curvature of the curved surface to be formed on the metal sheet, and the configuration which makes the lower rollset horizontally movable It is useful to minimize the unformed area of the plate edge.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 성형장치는, 상부롤(32)이 Z축-회전 회전하도록 구성되는 한편, 그 상부롤(32)과 협동하는 하나의 하부 롤셋(RS)이 Z축-회전하도록 구성된다. 본 명세서에서, 'Z축-회전'은 Z축(도 1 참조)을 중심으로 하는 수평 방향 회전인 것으로 정의한다. 도 3을 포함하여 첨부된 도면에서, 하부 롤셋(RS)은 두 쌍의 하부롤(42)들을 점선으로 모두 연결하여 나타내었다. 상기 상부롤(32)과 하부 롤셋(RS)을 Z-축 회전 가능하게 하는 구성은 판재 성형 방향을 신속하게 변경하는데 매우 유용하다. 2쌍의 하부롤(42)들을 포함하는 하부 롤셋(RS)은 턴테이블(45)에 의해 Z축-회전될 수 있으며, 상기 턴테이블(45)을 회전시키는 수단의 한 예가 도 4에 도시되어 있다. 3, the curved surface forming apparatus according to an embodiment of the present invention, the upper roll 32 is configured to rotate in the Z-axis rotation, while one lower roll set (RS) cooperating with the upper roll 32 ) Is configured to Z-rotate. In the present specification, 'Z-axis rotation' is defined as a horizontal rotation about the Z axis (see FIG. 1). In the accompanying drawings including FIG. 3, the lower roll set RS is illustrated by connecting both pairs of lower rolls 42 with dotted lines. The configuration for enabling Z-axis rotation of the upper roll 32 and the lower roll set RS is very useful for quickly changing the sheet forming direction. The lower roll set RS comprising two pairs of lower rolls 42 may be Z-rotated by the turntable 45, an example of means for rotating the turntable 45 is shown in FIG. 4.

도 4를 참조하면, 상기 턴테이블(45)의 저면에는 그 턴테이블(45)의 중심과 같은 중심을 갖는 원형으로 링기어(452)가 설치되고, 내치차 또는 내접기어(454)가 상기 링기어(452)에 내접하도록 설치된다. 모터의 회전력에 의해 내접기어(454)가 회전하면, 그와 기어 맞물림된 링기어(452)가 회전하여 턴테이블(45)을 회전시킬 수 있다. 링기어(452)와 내접기어(454)를 이용하여 턴테이블(45)을 회전시키는 구성은 하부 롤셋(RS)의 Z-축 회전량을 미세하게 조절하는데 있어서 매우 유리하다.Referring to FIG. 4, a ring gear 452 is formed on a bottom surface of the turntable 45 in a circle having the same center as the center of the turntable 45, and an internal gear or an internal gear 454 is formed in the ring gear ( 452). When the internal gear 454 is rotated by the rotational force of the motor, the ring gear 452 meshed therewith may rotate to rotate the turntable 45. Rotating the turntable 45 using the ring gear 452 and the internal gear 454 is very advantageous in finely controlling the Z-axis rotation amount of the lower roll set RS.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 곡면 성형장치는, 예컨대, 도 2에 도시된 것과 같은 수직 구동 장치(35)를 이용하여 상부롤(32)을 수직 이동시켜, 그 상부롤(32)로 하여금 하부 롤셋 내 하부롤(42)들에 받쳐진 금속 판재(M)를 수직으로 가압하는 굽힘 성형을 할 수 있다. 이 굽힘 성형에 의해, 금속 판재(M)에는 굽힘 변형이 생기며, 기본적으로 이 굽힘 변형에 의해 곡면이 얻어진다. 이때, 금속 판재(M)의 굽힘 변형량은 상부롤(32)의 압하량(d)에 의해 결정될 수 있다.As shown in FIG. 5, the curved surface forming apparatus according to the present embodiment vertically moves the upper roll 32 using, for example, a vertical driving device 35 as shown in FIG. 32 can be bent to vertically press the metal plate M supported by the lower rolls 42 in the lower roll set. By this bending shaping, bending deformation occurs in the metal sheet M, and basically, a curved surface is obtained by this bending deformation. In this case, the bending deformation amount of the metal plate M may be determined by the reduction amount d of the upper roll 32.

또한, 금속 판재(M)의 굽힘 변형은, 예컨대, 도 2에 도시된 것과 같은 회전 구동장치(36)를 이용한 상부롤(32)의 회전에 의해, X축 방향, 즉, 종방향(또는, 롤링 방향)으로 연속적으로 금속 판재(M)를 이송시키면서 수행될 수 있다. 도 6을 참조하면, 상부롤(32)의 압하와 회전에 의해, 금속 판재(M)가 도 6의 (a) 위치로부터 도 6의 (b) 위치로 이송되는 것을 볼 수 있다. 도 7을 참조하면, 회전하는 상부롤(32)의 압하에 의해, 이송되는 금속 판재(M)에는 롤 라인(L)이 X축 방향, 즉, 종방향으로 길게 직선형으로 형성된다. 하나의 롤 라인(L)이 형성된 후, 판재를 이동시켜 상부롤(32)과 하부 롤셋(RS)에 의한 성형 위치를 횡방향으로 다르게 해줌으로써, 도 7에 도시된 것과 같이 상기 금속 판재(M)에 종방향으로 긴 복수의 롤 라인(L)들을 횡방향으로 나란하게 형성할 수 있으며, 이에 의해, 가장자리 영역을 제외한 금속 판재(M)의 거의 전 영역에 걸쳐서 곡면 성형에 의한 변형이 분포된다. 금속 판재(M)의 가장자리 영역에 대한 성형은 앞에서 언급되고 이하에서 더 자세히 설명되는 하부 롤셋(RS)의 수평 이동에 의해 이루어질 수 있다. Further, the bending deformation of the metal plate M is, for example, by the rotation of the upper roll 32 using the rotation drive device 36 as shown in Fig. 2, the X-axis direction, that is, the longitudinal direction (or, It can be carried out while continuously conveying the metal plate (M) in the rolling direction). Referring to FIG. 6, it can be seen that the metal plate M is transferred from the position (a) of FIG. 6 to the position (b) of FIG. 6 by the reduction and rotation of the upper roll 32. Referring to FIG. 7, the roll line L is formed in a straight line shape in the X-axis direction, that is, in the longitudinal direction, in the metal plate M to be transferred by the reduction of the rotating upper roll 32. After one roll line L is formed, the metal sheet M is moved by varying the forming position by the upper roll 32 and the lower roll set RS in the transverse direction, as shown in FIG. 7. A plurality of roll lines L which are long in the longitudinal direction can be formed side by side in the lateral direction, whereby the deformation due to the surface shaping is distributed over almost the entire area of the metal sheet M except the edge region. . Molding of the edge region of the metal sheet M may be made by horizontal movement of the lower roll set RS mentioned above and described in more detail below.

도 8의 (a) 및 (b)을 참조하면, 성형되는 판재의 횡곡률 반경(Ry)과 종곡률 반경(Rx)은 하부 롤셋의 하부롤(42)들 간의 횡 간격과 종 간격의 상대비를 달리함에 따라 조절될 수 있다. 즉, 하부롤(42)들의 횡 간격이 클수록 횡곡률 생성이 우위에 있으며, 하부롤(42)들의 종 간격이 클수록 종곡률 생성이 우위에 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면. 하부롤(42)들의 횡 간격과 종 간격이 서로 독립적으로 이루어질 수 있다. 즉, 하부롤(42)들의 횡 간격을 고정한 상태에서 하부롤(42)들의 종 간격을 다르게 변화시키거나, 또는 하부롤(42)들의 종 간격을 고정한 상태에서 하부롤들(42)들의 횡 간격을 다르게 변화시키는 방식으로 판재 곡면의 종곡률과 횡곡률의 비를 제어할 수 있다.Referring to (a) and (b) of FIG. 8, the transverse radius of curvature Ry and the longitudinal radius of curvature Rx of the sheet to be formed are the relative ratios of the transverse spacing and the longitudinal spacing between the lower rolls 42 of the lower roll set. Can be adjusted according to different. That is, the greater the lateral spacing of the lower rolls 42, the greater the lateral curvature generation. The greater the longitudinal spacing of the lower rolls 42, the greater the lateral curvature generation. According to one embodiment of the invention. Transverse spacing and longitudinal spacing of the lower rolls 42 may be made independently of each other. That is, the longitudinal spacing of the lower rolls 42 is changed differently while the transverse spacing of the lower rolls 42 is fixed, or the transverse spacing of the lower rolls 42 is fixed while the longitudinal spacing of the lower rolls 42 is fixed. The ratio of the longitudinal curvature and the transverse curvature of the sheet surface can be controlled in a different way.

도 9a의 (a) 및 (b)와 같이 하부롤(42)들의 횡 간격을 고정하고 하부롤들(42)들의 종 간격을 변화시키는 것과, 도 9b의 (a)와 (b)와 같이 하부롤(42)들의 종 간격을 고정하고 하부롤(42)들의 횡 간격을 조절하는 것이 모두 가능하며, 도 9a의 경우, 두 개의 종 간격 조절블록(4a, 4a)들이 이용되고, 도 9b의 경우 두 개의 횡 간격 조절블록(4b, 4b)이 이용될 수 있다. 또한, 도 9a의 (c) 및 도 9b의 (c)와 같이, 두 경우 모두 롤셋 이송블록(4M)에 의해 하부 롤셋 내의 모든 하부롤들이 간격 조절된 상태로 X축 방향 또는 Y축 방향으로 수평 이동될 수 있다. 상기 롤셋 이송블록(4M)은 도 1에 도시된 받침대(4)와 같은 것이거나 또는 받침대(4) 상에 설치되는 것일 수 있다. 위와 같이 횡 간격과 종 간격 중 어느 하나만을 조절하여도 되는 구성은 실제 장치 제작에 있어서도 용이성을 제공한다.Fixing the lateral spacing of the lower rolls 42 and changing the longitudinal spacing of the lower rolls 42, as shown in (a) and (b) of Figure 9a, the lower as shown in (a) and (b) of Figure 9b It is possible to fix the longitudinal spacing of the rolls 42 and to adjust the transverse spacing of the lower rolls 42. In FIG. 9a, two longitudinal spacing adjusting blocks 4a, 4a are used, and in FIG. 9b. Two transverse spacing adjusting blocks 4b and 4b can be used. In addition, as shown in (c) of FIG. 9A and FIG. 9B (c), in both cases, all the lower rolls in the lower rollset are horizontally adjusted in the X-axis direction or the Y-axis direction by the rollset feed block 4M. Can be moved. The rollset feed block 4M may be the same as the pedestal 4 shown in FIG. 1 or may be installed on the pedestal 4. As described above, the configuration in which only one of the horizontal gap and the vertical gap may be adjusted provides ease in actual device fabrication.

판재의 거의 전 영역에 대해 성형을 완료하더라도, 도 10과 같이 금속 판재(M)의 횡방향 및 종방향의 가장자리를 따라 해치로 나타낸 미성형 영역이 존재한다. 이러한 미성형 영역들을 최소화하기 위한 에지부의 성형을 위해, 앞에서 언급한 것과 같은 하부 롤셋의 위치 이동이 이용된다. 도 11a를 참조하면, 예컨대, 롤셋이송장치에 구비된 롤셋 이송블록(4M)을 횡방향으로 이동시킴으로써, 하부 롤셋(RS)은 금속 판재(M)의 횡방향 가장자리를 받칠 수 있는 위치로 이송되며, 이에 의해 횡방향 가장자리의 미성형 영역도 에지 롤라인(EL)을 따라 성형이 가능하게 된다. 또한, 도 11b를 참조하면, 예컨대, 하부 롤셋(RS) 금속 판재(M)의 종방향 가장자리를 받칠 수 있는 위치로 이송되며, 이에 의해 종방향 가장자리의 미성형 영역도 성형이 가능하게 된다.Even if the molding is completed for almost the entire area of the plate, there is an unformed area indicated by hatches along the transverse and longitudinal edges of the metal plate M as shown in FIG. For the shaping of the edge portion to minimize these unformed areas, the positional movement of the lower rollset as mentioned above is used. Referring to FIG. 11A, for example, by moving the rollset feed block 4M provided in the rollset feeder laterally, the lower rollset RS is transferred to a position capable of supporting the transverse edge of the metal plate M. As a result, the unmolded region of the transverse edge can also be formed along the edge roll line EL. In addition, referring to FIG. 11B, for example, the lower roll set (RS) is transferred to a position capable of supporting the longitudinal edge of the metal plate (M), thereby enabling molding of the unformed region of the longitudinal edge.

도 12는 사선으로 설계된 경로에 대하여 금속 판재를 성형하는 하는 방법의 두 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 12의 (a)는 사선의 성형 경로를 점선 화살표로 보여준다. 도 12의 (b)는 상기 사선의 성형 경로를 직선의 성형 경로로 바꾸도록 금속 판재(M)를 회전시킨 후, 상부 롤(32)과 하부롤(42)들을 이용하여 성형을 한다. 도 12의(c)는 앞에서 언급한 바와 같이 상부 롤(32)과, 하부롤(42)들 또는 하부 롤셋을 상기 사선의 성형 경로에 대응되게 Z-축 회전시킨 후 금속 판재(M)를 성형하는 방법을 보여준다. 도 12의 (b)에 도시된 방법의 경우 작업이 까다로울 뿐 아니라 금속 판재를 회전 이송시킬 때 곡면 성형장치의 프레임과 간섭이 발생된다. 반면, 도 12의 (c)에 도시된 방법을 이용하면 작업이 간단하고 금속 판재(M)와 곡면 성형장치의 프레임 사이에 간섭의 우려도 없으며 대형 판재의 성형에 매우 유리하다.FIG. 12 is a view for explaining two examples of a method of forming a metal sheet with respect to a diagonally designed path. 12 (a) shows the shaping path of the diagonal line with a dotted arrow. FIG. 12 (b) rotates the metal plate M to change the shaping path of the diagonal into a straight shaping path, and then performs molding using the upper roll 32 and the lower rolls 42. 12 (c) illustrates the metal plate M after the Z-axis rotation of the upper roll 32, the lower rolls 42, or the lower roll set to correspond to the diagonal forming path as described above. Show you how. In the case of the method illustrated in FIG. 12 (b), the operation is not only difficult, but also interferes with the frame of the curved surface forming apparatus when the metal plate is rotated. On the other hand, using the method shown in FIG. 12C, the operation is simple, there is no fear of interference between the metal plate M and the frame of the curved forming apparatus, and it is very advantageous for forming a large plate.

도 13은 상부롤의 위치 이동을 활용한 성형 방법을 보여준다. 상부롤(30)이 상부 수평 거더에 고정되어 있을 경우라면, 금속 판재의 전(全) 영역의 성형을 위해서는 금속 판재(M)를 횡방향으로 이동시켜야 하며, 따라서 충분한 성형 공간의 확보를 위해서는 곡면 성형장치의 폭이 불필요하게 커져야 할 것이다. 하지만 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부롤러(30)가 도 13에 도시된 바와 같이 상부 수평 거더(10)를 따라 이동되는 것에 의해, 상부롤러(30)에 구비된 상부롤(32)이 횡방향(즉, Y축 방향; 도 1 참조)으로 이동될 수 있다. 따라서, 상부롤(32)과 하부롤(42) 위치 이동을 이용하게 되면, 금속 판재(M)의 이동 없이도, 금속 판재(M)의 거의 전 영역에 걸쳐 성형이 가능해진다. 이를 통해 작업 공간의 축소가 가능하고 곡면 성형 장치의 프레임 크기를 크게 줄일 수 있다.Figure 13 shows a molding method utilizing the positional movement of the upper roll. If the upper roll 30 is fixed to the upper horizontal girder, the metal sheet M must be moved laterally for forming the entire area of the metal sheet, and thus the curved surface to secure sufficient forming space. The width of the molding apparatus will need to be unnecessarily large. However, according to an embodiment of the present invention, the upper roller 30 is moved along the upper horizontal girder 10 as shown in FIG. 13, so that the upper roll 32 provided in the upper roller 30 is It can be moved in the transverse direction (ie, Y axis direction; see FIG. 1). Therefore, when the upper roll 32 and the lower roll 42 position movements are used, molding can be performed over almost the entire area of the metal sheet M without moving the metal sheet M. FIG. This makes it possible to reduce the working space and significantly reduce the frame size of the surface forming apparatus.

도 14 는 본 발명에 따른 다양한 곡면 성형 방법 및 그로부터 얻어지는 다양한 형태의 곡면을 설명하기 위한 도면이다. 도 14에서 활동하는 하부롤, 즉 성형에 직접 참여하는 하부롤과 비활동 하부롤, 즉 성형에 직접 참여하지 않는 하부롤이 구분되어 있다.14 is a view for explaining various curved forming methods and various types of curved surfaces obtained therefrom according to the present invention. In FIG. 14, the lower rolls that are active, that is, the lower rolls that directly participate in molding and the inactive lower rolls, that is, the lower rolls that do not directly participate in molding are distinguished.

도 14에 도시된 바와 같이, 하부 롤셋(RS)의 수평 이송(shifting)에 의한 상부롤(32) 및 하부롤(42)들의 배열 형태 및 하부롤(42)의 사용 방법에 따라, 도 14의 (a)에 보여지는 종방향 단일 곡면, 도 14의 (b)에 보여지는 횡방향 단일 곡면, 도 14의 (c)에 보여지는 오목형 이중곡면 및 안장형 이중곡면, 도 14의 (d)에 보여지는 비틀림 오목 곡면(twisted concave) 등 다양한 형상의 곡면을 금속 판재에 형성할 수 있다.As shown in FIG. 14, according to the arrangement of the upper rolls 32 and the lower rolls 42 and the method of using the lower rolls 42 by horizontal shifting of the lower roll sets RS, longitudinal single surface shown in (a), transverse single surface shown in (b) of FIG. 14, concave double surface and saddle double surface shown in (c) of FIG. 14, (d) of FIG. Various shapes of curved surfaces, such as twisted concave shown in Fig. 2, can be formed on the metal sheet.

도 15는 안장형 이중곡면을 성형하는 방법을 구체적으로 도시한 것으로서, 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, 상부롤(32)과 두 개의 하부롤(42)들을 이용한 단일 횡곡면 성형후, 판재(M)를 뒤집어 도 15의 (b)에 도시된 방식으로 종곡률을 추가함으로써 안장 형상을 성형하는 것이 가능하다. FIG. 15 illustrates a method of forming a saddle-shaped double curved surface in detail, and as shown in FIG. 15A, after forming a single transverse surface using an upper roll 32 and two lower rolls 42. It is possible to shape the saddle shape by inverting the plate M and adding the vertical curvature in the manner shown in Fig. 15B.

도 16a 및 16b에는 본 발명의 다른 실시예에 따라 상부롤러(30) 및 그에 속한 상부롤(32)이 두 개인 금속 판재의 곡면 성형장치를 보여준다. 도 16a는 상기 곡면 성형장치를 이용하여 금속 판재(M)에 앞에서 이미 설명한 것과 같은 이중 곡면 성형을 하는 방식을 보여주며, 이 경우, 두 개의 상부롤(32, 32) 중 하나의 상부롤(32)이 곡면 성형에 참여한다. 도 16b는 상기 곡면 성형장치를 이용하여 금속 판재(M)에 단순 트위스트 곡면을 성형하는 방식을 보여주며, 이 경우, 두 개의 상부롤(32, 32) 모두가 트위스트 곡면 성형에 참여하다. 16A and 16B show a curved surface forming apparatus of a metal plate having two upper rollers 30 and upper rolls 32 belonging thereto according to another embodiment of the present invention. FIG. 16a shows a method of forming a double curved surface as described above on the metal sheet M using the curved surface forming apparatus, in which case, the upper roll 32 of one of the two upper rolls 32 and 32. Take part in the surface shaping. FIG. 16b shows a method of forming a simple twisted curved surface on the metal sheet M using the curved forming apparatus, in which case both upper rolls 32 and 32 participate in twisted curved forming.

도 17은 도 16b에 도시된 것과 같은 단순 트위스트 곡면 성형의 한 예를 보다 구체적으로 보인 도면으로서, 도 17의 점선 블록 F에는 전방에 있는 한 쌍의 하부롤(42, 42)들의 배치가 보여지며, 도 17의 점선 블록 B에는 후방에 있는 한 쌍의 하부롤(42, 42)들의 배치가 보여지며, 도 17의 점선 블록 U에는 두 개의 상부롤(32, 32)의 배치가 보여진다. 이를 참조하면, 전방 한 쌍의 하부롤(42, 42)들과 후방 한 쌍의 하부롤(42, 42)들 각각은 좌우 하부롤들의 높낮이가 다른 상태로 금속 판재(M)를 받치며, 전방 하부롤(42, 42)들의 배치와 후방 하부롤(42, 42)들의 높낮이 배치는 서로 반대임을 알 수 있다. 네 개의 하부롤들(42, 42, 42)들은 전후좌우의 높낮이가 다르며, 이에 의해, 평판으로부터 단순 트위스트 곡면이 성형될 수 있다.FIG. 17 is a view showing in more detail an example of a simple twisted-surface forming as shown in FIG. 16b, where the arrangement of the pair of lower rolls 42, 42 in front is shown in the dashed block F of FIG. 17. In FIG. 17, the arrangement of the pair of lower rolls 42 and 42 in the rear is shown in the dotted block B of FIG. 17, and the arrangement of the two upper rolls 32 and 32 is shown in the dotted block U in FIG. 17. Referring to this, each of the front pair of bottom rolls 42 and 42 and the rear pair of bottom rolls 42 and 42 each support the metal sheet M with different heights of the left and right bottom rolls. It can be seen that the arrangement of the lower rolls 42 and 42 and the height arrangement of the rear lower rolls 42 and 42 are opposite to each other. The four lower rolls 42, 42, 42 have different heights in front, rear, left, and right, whereby a simple twisted curved surface can be formed from the flat plate.

도 18은 본 발명에 따른 금속 판재의 곡면 성형 장치의 바람직한 제어 개념을 블록도로 나타낸 것으로서, 도 18을 참조하면, 제어시스템이 상부롤 수직 구동장치, 상부롤 회전 구동장치, 상부롤 수평 구동장치, 하부 롤셋 횡/종 간격 조절장치, 하부 롤셋 수평 이동장치, 하부 롤셋 Z-축 회전장치 및/또는 하부롤 수직 구동장치를 제어한다.18 is a block diagram showing a preferred control concept of the apparatus for forming a curved surface of a metal sheet according to the present invention. Referring to FIG. 18, the control system includes an upper roll vertical drive device, an upper roll rotation drive device, an upper roll horizontal drive device, Controls the lower rollset lateral / longitudinal spacing device, the lower rollset horizontal shifter, the lower rollset Z-axis rotator and / or the lower roll vertical drive.

10: 상부 수평 거더 20: 프레임
30: 상부롤러 32: 상부롤
40: 하부롤러 42: 하부롤
34: 상부롤러의 틀 44: 하부롤러의 틀
35: 수직 구동장치 36: 회전 구동장치
351: 제1 구동모터 352: 감속기
353: 커플링 354: 스크류
355: 램 362: 제2 구동모터
364: 동력전달벨트 365: 감속기 풀리
45: 턴테이블 4a, 4b: 간격 조절 블록
4M: 롤셋 이송 블록 10: upper horizontal girder 20: frame
30: upper roller 32: upper roll
40: lower roller 42: lower roll
34: frame of upper roller 44: frame of lower roller
35: vertical drive 36: rotary drive
351: first drive motor 352: reducer
353: coupling 354: screw
355: ram 362: second drive motor
364: power transmission belt 365: reducer pulley
45: turntable 4a, 4b: gap adjustment block
4M: Rollset Feed Block

Claims

In the curved surface forming apparatus of a metal sheet for forming the surface of the metal sheet,
An upper horizontal girder supported by the frame;
An upper roller including an upper roll and installed on the upper horizontal girder, wherein the upper roll is driven in a vertical direction while being rotated about a roll axis to be curved while transferring a metal sheet; And
The curved sheet forming apparatus of the metal sheet, characterized in that it is installed to support the metal sheet and comprises a pair of lower rollers are adjusted horizontal and longitudinal spacing.

The curved surface forming apparatus of claim 1, wherein the lower roll of the lower roller rotates about one roll axis, the upper roll rotates about one roll axis, and the direction of the roll axis is the same.

The curved surface forming apparatus of claim 1, wherein the upper roller is configured to move in a horizontal direction along the upper horizontal girder.

The curved surface forming apparatus of claim 1, wherein the upper roller is configured to be movable in a horizontal direction along the horizontal girder, and the two pairs of lower rollers are configured to be movable in a horizontal direction at the same time.

The curved surface forming apparatus of claim 1, wherein the upper roller is configured to be Z-rotated.

The curved sheet forming apparatus of claim 1, wherein the two pairs of lower rollers are configured to be Z-axis driven.

The curved surface forming apparatus of claim 1, wherein the upper roller and the pair of lower rollers are configured to be Z-rotated.

The curved surface forming apparatus of claim 6 or 7, wherein the two pairs of lower rollers are mounted on a turntable and are Z-rotated by the turntable.

The method according to claim 1, wherein the upper roller includes a cylinder head and a roll head coupled to the end of the cylinder case, the cylinder case is provided with a vertical drive for vertically moving the roll head, the roll head is A rotating driving device for rotating the upper roll is installed therein while supporting the upper roll, and the rotating driving device includes a reducer disposed in the upper roll.

The vertical space adjusting block or the horizontal space in which the two pairs of the lower rollers are installed separately so as to fix one of the longitudinal and transverse spacings of the lower rollers and to adjust the rest of the longitudinal and transverse spacings of the lower rollers. Curved forming device of a metal sheet, characterized in that it comprises a spacing control block.

The curved surface forming apparatus of claim 1, wherein each of the lower rollers includes a lower roll whose height is adjusted in a vertical direction.

In the curved surface forming apparatus of a metal sheet for forming the surface of the metal sheet,
An upper roll driven vertically to curve the metal sheet; And
A lower roll set comprising lower rolls supporting the metal plate,
Curved forming apparatus of the metal sheet, characterized in that the upper roll is driven to rotate about the roll axis to transfer the metal sheet in one direction while curved surface forming.

In the curved surface forming apparatus of a metal sheet for forming the surface of the metal sheet,
An upper roll driven vertically to curve the metal sheet;
A lower roll set including two pairs of lower rolls supporting the metal sheet; And
And a gap adjusting device for adjusting the horizontal gap and the vertical gap of the lower rolls so as to adjust the amount of horizontal curvature or the vertical curvature of the curved surface to be formed on the metal sheet.

In the curved surface forming apparatus of a metal sheet for forming the surface of the metal sheet,
An upper roll driven vertically to curve the metal sheet; And
A lower roll set including two pairs of lower rolls supporting the metal sheet;
And the lower roll set is configured to be movable in a horizontal direction so as to eliminate an edge unformed area of the metal sheet.

In the curved surface forming apparatus of a metal sheet for forming the surface of the metal sheet,
An upper roll driven vertically to curve the metal sheet; And
A lower roll set including two pairs of lower rolls supporting the metal sheet;
The upper roll and the lower roll set is curved surface forming apparatus of the metal sheet, characterized in that the Z-axis rotatably configured.

In the curved surface forming apparatus of a metal sheet for forming the surface of the metal sheet,
A plurality of upper rolls vertically driven to curve the metal sheet; And
A lower roll set including a plurality of lower rolls supporting the metal sheet;
Curved forming apparatus of a metal sheet, characterized in that the height of the plurality of lower rolls is configured to be adjusted to form the metal sheet into a simple twisted curved surface.

A method of curved forming a metal sheet using a lower roll set comprising an upper roll and two pairs of lower rolls cooperating therewith,
Pressurizing the metal plate with the upper roll to rotate the upper plate to rotate about the roll axis to form a curved surface while conveying the metal plate supported on the lower roll set in the longitudinal direction. .

A method of curved forming a metal sheet using a lower roll set comprising an upper roll and two pairs of lower rolls cooperating therewith,
And forming the metal sheet after horizontally moving the lower roll set to a position supporting the unformed region so as to form an unformed region at the longitudinal or transverse edge of the metal sheet. .

A method of curved forming a metal sheet using a lower roll set comprising an upper roll and two pairs of lower rolls cooperating therewith,
And forming the metal sheet by curve-shaping the upper roll and the lower roll set by Z-axis so that the metal sheet is curved in a desired path without rotating the metal sheet.

The curved surface forming method of claim 19, wherein the path is an oblique path.

A method of curved forming a metal sheet using a lower roll set comprising an upper roll and two pairs of lower rolls cooperating therewith,
The longitudinal gap or the horizontal gap of the lower rolls is fixed, and the horizontal gap or the vertical gap of the lower rolls is fixed to adjust the amount of horizontal curvature or vertical curvature of the metal sheet by the ratio of the longitudinal gap and the horizontal gap of the lower rolls. Curved forming method of a metal plate, characterized in that for adjusting the.

A method of curved forming a metal sheet using a lower roll set comprising an upper roll and two pairs of lower rolls cooperating therewith,
And forming the metal sheet by engaging only a pair of lower rolls of the two pairs of lower rolls so as to obtain a curved surface having a specific shape.

23. The method of claim 22, wherein the pair of lower rolls are lower rolls facing in the longitudinal or transverse direction or lower rolls facing in the diagonal direction.

A method of curved forming a metal sheet using a lower roll set comprising at least two upper rolls and two pairs of lower rolls cooperating therewith,
And curvedly forming the metal sheet with a height difference between the lower rolls in the longitudinal direction and the transverse direction so as to form a simple twisted curved surface on the metal sheet.