KR20120077115A - 금속판재의 곡면 성형방법 - Google Patents

금속판재의 곡면 성형방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120077115A
KR20120077115A KR1020100138952A KR20100138952A KR20120077115A KR 20120077115 A KR20120077115 A KR 20120077115A KR 1020100138952 A KR1020100138952 A KR 1020100138952A KR 20100138952 A KR20100138952 A KR 20100138952A KR 20120077115 A KR20120077115 A KR 20120077115A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
information
curved surface
curved
metal plate
metal sheet
Prior art date
Application number
KR1020100138952A
Other languages
English (en)
Inventor
심도식
이돈진
한명수
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020100138952A priority Critical patent/KR20120077115A/ko
Publication of KR20120077115A publication Critical patent/KR20120077115A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
    • B21D11/20—Bending sheet metal, not otherwise provided for
    • B21D11/203—Round bending
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
    • B21D11/10—Bending specially adapted to produce specific articles, e.g. leaf springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D13/00—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form
    • B21D13/02—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form by pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/06—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles
    • B21D5/08—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles making use of forming-rollers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 금속판재의 곡면 성형방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전 작업단계를 표준 절차화함으로써 금속판재의 곡면성형을 자동화할 수 있는 금속판재의 곡면 성형방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 금속판재의 곡면 성형방법은, 금속판재 측에 형성하고자 하는 목적곡면의 정보를 입력하는 목적곡면 정보 입력단계, 상기 입력된 목적곡면의 정보를 분석하여 기하학적 특징을 추출하는 기하정보 추출단계, 상기 추출된 기하정보를 통해 곡면 형상을 분류하는 곡면 형상 분류단계, 상기 분류된 곡면 형상에 대응하여 곡면 성형장치의 가공정보를 생성하는 가공정보를 생성하는 단계, 상기 생성된 가공정보를 곡면 성형장치의 제어프로그램에 입력하는 가공정보 입력단계, 상기 입력된 가공정보에 대응하여 가공을 준비하는 가공 준비단계, 곡면 성형장치에 의해 금속판재의 목적곡면을 가공하는 가공 실행단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

금속판재의 곡면 성형방법{METHOD FOR CURVATURE FORMING OF METAL PLATE}
본 발명은 금속판재의 곡면 성형방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전 작업단계를 표준 절차화함으로써 금속판재의 곡면성형을 자동화할 수 있는 금속판재의 곡면 성형방법에 관한 것이다.
일반적으로, 금속판재는 선박, 항공기, 자동차, 가전제품을 구성하는 여러 부분, 특히, 프레임의 재료로 이용되고 있다. 이들 재료로는 평판 형태의 금속 판재는 물론이고 곡판 형태의 금속판재도 많이 이용되고 있다. 특히 선박, 항공기 또는 자동차 등의 프레임 재료로 복잡한 곡면 형상을 포함하는 금속판재가 이용된다. 이에 따라, 금속판재를 복잡한 곡면을 갖도록 성형하는 기술이 많이 제안되어 왔다.
이와 같이 금속판재의 곡면을 성형하는 성형장치가 특허 제10-2008-117466호, 특허 제10-2007-122224호, 특허 제10-2007-1919호 등이 개시되어 있다.
이러한 종래기술에 따른 금속판재의 곡면 성형장치는 상부 및 하부에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 펀치를 구비하고, 다수의 펀치는 곡면의 형상에 대응하도록 배열되며, 판재를 가압하는 프레스 성형방식으로 구성되어 있다.
이에 종래의 성형장치는 성형가능한 금속판재의 크기에 제한이 뒤따른다. 즉, 금속판재의 폭 또는 길이가 커질 경우, 판재의 크기에 비례하여 상부 및 하부에 배열되는 펀치들의 갯수를 증가시켜야 하고, 또한 상부 및 하부에 배열된 복수의 펀치들의 높이를 개별적으로 조절하여야 하기 때문에 전체 시스템의 구성이 복잡하고, 제작비용이 증대되는 단점이 있었다.
또한, 종래의 성형장치는 상부 및 하부 각각에 배열된 펀치들의 높이를 결정하기 위한 유한요소해석과 같은 컴퓨터 시뮬레이션방법을 통한 반복 계산을 실시하므로 계산 시간이 상당히 오래 걸리는 단점이 있었다.
그리고, 종래의 성형방법은 숙련 작업자의 경험과 시행 착오에 의한 가공 방법으로 동일한 곡면도 작업자에 따라 가공 방법, 가공 시간, 형상 정밀도 등이 다르기 때문에 생산성 예측이 어렵고, 반복성 및 재연성이 낮다는 단점을 가지고 있다.
또한, 종래의 성형방법은 가공 방법 및 기준이 절차화 또는 표준화되어 있지 않아 기술 전수가 제대로 되지 않는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 목적 곡면의 분석에서부터 가공정보 생성단계를 거쳐 실제 가공실행 단계까지 전 작업단계를 표준 절차화함으로써 금속판재의 곡면성형을 자동화할 수 있는 금속판재의 곡면 성형방법를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 금속판재의 곡면 성형방법은, 금속판재 측에 형성하고자 하는 목적곡면의 정보를 입력하는 목적곡면 정보 입력단계, 상기 입력된 목적곡면의 정보를 분석하여 기하학적 특징을 추출하는 기하정보 추출단계, 상기 추출된 기하정보를 통해 곡면 형상을 분류하는 곡면 형상 분류단계, 상기 분류된 곡면 형상에 대응하여 곡면 성형장치의 가공정보를 생성하는 가공정보를 생성하는 단계, 상기 생성된 가공정보를 곡면 성형장치의 제어프로그램에 입력하는 가공정보 입력단계, 상기 입력된 가공정보에 대응하여 가공을 준비하는 가공 준비단계, 곡면 성형장치에 의해 금속판재의 목적곡면을 가공하는 가공 실행단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 기하정보 추출단계에서는 곡면 크기, 금속판재의 종류, 목적곡면의 가우시안 곡률(Gaussian curvature) 분포, 주곡률(major curvature), 부곡률(minor curvature)의 분포 및 방향을 상기 목적곡면의 정보로부터 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 곡면형상 분류단계에서는 상기 기하정보 추출단계에서 계산된 가우시안 곡률과 주/부곡률 분포 및 방향에 대한 정보로부터 횡곡률 곡면, 종곡률 곡면, 오목형 곡면, 안장형 곡면, 트위스트곡면으로 분류하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면은 상부 롤러와, 상기 상부 롤러의 하측에 배치된 복수의 하부 롤러를 가진 곡면 성형장치를 이용하여 금속판재의 곡면을 성형하는 방법으로, 금속판재 측에 형성하고자 하는 목적곡면의 정보를 입력하는 목적곡면 정보 입력단계, 상기 입력된 목적곡면의 정보를 분석하여 기하학적 특징을 추출하는 기하정보 추출단계, 상기 추출된 기하정보를 통해 곡면 형상을 분류하는 곡면 형상 분류단계, 상기 분류된 곡면 형상에 대응하여 상기 곡면 성형장치의 가공정보를 생성하는 가공정보를 생성하는 단계, 상기 생성된 가공정보를 곡면 성형장치의 제어프로그램에 입력하는 가공정보 입력단계, 상기 입력된 가공정보에 대응하여 가공을 준비하는 가공 준비단계, 상기 곡면 성형장치에 의해 금속판재의 목적곡면을 가공하는 가공 실행단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 가공정보 생성단계에서는 상기 곡면형상 분류단계에서 분류된 형상 별로 하부롤러들의 배열구조를 결정하고, 상기 기하정보 추출단계에서 추출된 곡률분포를 이용하여 하부롤러들 사이의 간격과 상부롤러가 지나가는(굽힘 변형이 발생하는) 롤라인(성형 경로)들 사이의 간격을 설정하며, 목적곡면의 곡률량에 해당하는 각변형량에 대응하여 금속판재의 스프링 백을 고려하여 상부롤러의 압하량을 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 가공정보 입력단계에서는 상기 가공정보 생성단계에서 산출된 하부롤러들 사이의 간격, 롤라인들 사이의 간격, 상부롤러의 압하량을 곡면 성형장치의 제어프로그램에 입력하는 것을 특징으로 한다.
상기 가공준비 단계에서는 상기 가공정보 생성단계에서 추출된 가공정보에 따라, 하부롤러들의 배열구조 및 간격을 조정하고, 금속판재를 투입하여 가공을 준비하는 것을 특징으로 한다.
상기 가공 실행단계에서는 곡면 성형장치의 제어프로그램을 실행하면 입력된 정보에 따라 상부롤러가 금속판재를 압하(가압)하면서 입력된 회전량만큼 상부롤러가 회전구동하여 금속판재를 종방향으로 이송시키면서 성형을 진행하고, 상기 방식으로 금속판재에 설계된 전체 성형경로(롤라인)를 따라 성형을 반복하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면은, 금속판재(M) 측에 형성하고자 하는 목적곡면의 형상을 분석하여 기하 정보를 추출하고, 상기 추출된 정보로부터 곡면 성형장치의 가공 정보를 산출하여 실제 가공작업을 실행하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 금속판재의 곡면 성형에 있어서 목적 곡면의 가공에 대한 표준화된 작업 절차를 제시함으로써 작업자의 편의를 극대화하여 생산 능률을 향상시키게 되고, 정확성과 반복성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 3차원 곡면의 냉간 성형에 있어서 표준 절차화 및 자동화된 생산 시스템을 구축할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속판재의 곡면 성형방법에 이용되는 곡면 성형장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 곡면 성형장치에서 상부 롤러의 압하에 의해 금속판재의 곡면이 성형되는 원리를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 곡면 성형장치의 하부 롤러의 배열구조를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 곡면 성형장치를 통해 금속판재가 복수의 롤라인을 형성하면서 성형되는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속판재의 곡면 성형방법을 도시한 공정도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명의 곡면 성형방법에 이용되는 곡면 성형장치가 도시되어 있고, 도시된 바와 같이 본 발명의 곡면 성형장치는 상부 롤러(31), 상부 롤러(31)의 하측에 배치되는 복수의 하부 롤러(41, 42, 43, 44)를 포함한다.
상부 롤러(31)는 상부 램(35)측에 회전가능하게 설치되고, 상부 램(35)에는 구동모터(미도시)가 설치되어 있으며, 구동모터(미도시)에 의해 상부 롤러(31)가 회전구동하도록 구성된다.
상부 램(35)은 프레임(10) 측에 상하 이동가능하게 설치되고, 상부 램(35)의 상부에는 프레스유닛(36)이 연결되며, 프레스유닛(36) 내에는 상부 램(35)을 상하방향으로 이동시키는 상하이동메커니즘(미도시)이 설치된다. 상하이동메커니즘은 이송스크류, 실린더 등과 같이 상부 램(35)의 안정적인 상하 이동을 구현할 수 잇는 다양한 구조로 구성될 수 있다.
프레임(10)은 길이방향으로 길게 연장된 상부 수평거더(11) 및 상부 수평거더(11)의 양단부에 구비된 한 쌍의 프레임 레그(12)로 구성된다. 그리고, 수평거더(11) 측에는 프레스유닛(36)이 설치되고, 프레스유닛(36)은 수평거더(11)의 길이방향으로 이동가능하게 설치될 수 있다.
복수의 하부 롤러(41, 42, 43, 44) 각각은 복수의 하부 램(41a, 42a, 43a, 44a) 측에 개별적으로 회전가능하게 설치되고, 특히 복수의 하부 롤러(41, 42, 43, 44)는 복수의 하부 램(41a, 42a, 43a, 44a) 측에 자유 회전하도록 회전지지된다.
복수의 하부 램(41a, 42a, 43a, 44a)은 하부 스테이지(45)의 상면에서 다양한 수평방향(예컨대, 금속판재(M)의 종방향, 횡방향, 사선방향 등)으로 이동가능하게 설치될 수 있고, 이에 복수의 하부 램(41a, 42a, 43a, 44a)은 하부 스테이지(45)의 상면에서 수평방향으로 다양하게 그 위치가 조절될 수 있다. 그리고, 하부 스테이지(45)의 내부에는 복수의 하부 램(41a, 42a, 43a, 44a)을 수평방향으로 자유롭게 이동시키는 이동메커니즘(미도시)이 내장되고, 이동메커니즘은 이송스크류, 실린더 등과 같이 복수의 하부 램(41a, 42a, 43a, 44a)의 정밀한 수평이동을 구현할 수 있는 다양한 구조로 구성될 수 있다. 도 3을 참조하여 보면, 복수의 하부 롤러(41, 42, 43, 44)는 횡방향 및 종방향으로 이격되어 배열될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 프레스유닛(36)의 상하 이동작동에 의해 상부 램(35) 및 상부 롤러(31)가 하향 이동하고, 이에 상부 롤러(31)는 복수의 하부 롤러(41, 42, 43, 44)에 의해 받쳐진 금속판재(M)의 상면을 수직으로 압하(가압)함에 따라 금속판재(M)의 굽힘성형을 수행한다. 이러한 굽힘 성형을 통해 금속판재(M) 측에 굽힘 변형이 생기고, 이러한 굽힘 변형을 통해 곡면이 얻어진다. 이 때, 금속판재(M)의 굽힘 변형량은 상부 롤러(31)의 압하량(d)에 의해 결정될 수 있다.
이와 같이, 상부 롤러(31)는 프레스유닛(36)에 의해 금속판재(M)의 상면을 압하함과 더불어 구동모터에 의해 회전구동하고, 하부 롤러(41, 42, 43, 44)들은 자유회전하면서 금속판재(M)의 하면과 구름접촉하면서 지지함으로써 금속판재(M)는 상부 롤러(31)와 하부 롤러(41, 42, 43, 44)들과의 마찰을 통해 이송될 수 있다.
특히, 본 발명에 의한 곡면 성형방법에 의하면, 금속판재(M)는 상부 롤러(31)와 하부 롤러(41, 42, 43, 44)들 사이에서 종방향으로 이송됨이 바람직하고, 이에 도 4와 같이 상부 롤러(31)의 압하에 의해 금속판재(M)측에는 종방향으로 롤라인(L)이 형성된다. 하나의 롤라인(L)이 형성된 후에, 금속판재(M)를 횡방향으로 이동시켜 상부 롤러(31)와 하부 롤러(41, 42, 43, 44)에 의한 성형 위치를 횡방향으로 이격시켜 롤라인(L)을 여러번 반복적으로 형성시킬 수 있고, 이에 도 4와 같이 복수의 롤라인(L)이 횡방향으로 나란히 형성됨에 따라 금속판재(M)의 곡면을 점진적으로 성형할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속판재의 곡면 성형방법을 도시한 공정도이다.
본 발명에 의한 곡면 성형방법은 금속판재(M) 측에 형성하고자 하는 목적곡면의 형상을 분석하여 기하 정보를 추출하고, 이렇게 추출된 정보로부터 곡면 성형장치의 가공 정보를 산출하여 실제 가공작업을 실행하도록 함으로써 목적 곡면의 가공에 대한 표준화된 작업 절차를 제시하여 작업자의 편의를 극대화하여 생산 능률을 향상시키게 되고, 정확성과 반복성을 확보할 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 곡면 성형방법은 금속판재(M) 측에 형성하고자 하는 목적곡면의 정보를 입력하는 목적곡면 정보 입력단계(S1), 입력된 목적곡면의 정보를 분석하여 기하학적 특징을 추출하는 기하정보 추출단계(S2), 추출된 기하정보를 통해 곡면 형상을 분류하는 곡면 형상 분류단계(S3), 분류된 곡면 형상에 대응하여 성형장치의 가공정보를 생성하는 가공정보를 생성하는 단계(S4), 생성된 가공정보를 성형장치의 제어프로그램에 입력하는 가공정보 입력단계(S5), 입력된 가공정보에 대응하여 가공을 준비하는 가공 준비단계(S6), 성형장치에 의해 금속판재의 목적곡면을 가공하는 가공 실행단계(S7)로 이루어진다.
목적곡면 정보 입력단계(S1)에서는 금속판재(M)에 대한 목적곡면의 형상에 대한 캐드데이터(CAD data)를 컴퓨터에 입력한다.
기하정보 추출단계(S2)에서는 입력된 목적곡면의 캐드데이터(CAD data)를 분석하여 목적곡면의 형상에 대한 기하학적인 특징을 추출한다. 이러한 기하학적인 특징에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 성형을 위한 기초 정보로서 두께, 폭, 길이 등과 같은 곡면 크기에 대한 정보와 입력된 금속판재(M)의 종류를 추출한다. 금속판재(M)의 종류는 상부롤러(31)의 압하량(d)을 계산하기 위한 판재의 스프링 백(springback) 해석에 사용된다. 또한, 목적곡면의 가우시안 곡률(Gaussian curvature) 분포, 주곡률(major curvature), 부곡률(minor curvature)의 분포 및 방향 등을 곡면의 캐드데이터(CAD data)로부터 컴퓨터 프로그램에 의해 자동 계산한다.
곡면형상 분류단계(S3)에서는 기하정보 추출단계(S2)에서 계산된 가우시안 곡률과 주/부곡률 분포 및 방향에 대한 정보로부터 몇 가지의 곡면형상, 이를테면 횡곡률 곡면, 종곡률 곡면, 오목형 곡면, 안장형 곡면, 트위스트곡면 등으로 분류하고, 이러한 곡면의 종류에 따라 다음의 가공 정보 단계에서 하부롤러(41, 42, 43, 44)의 배열 방식을 결정할 수 있다.
가공정보 생성단계(S4)에서는 곡면형상 분류단계(S4)에서 분류된 형상 별로 하부롤러(41, 42, 43, 44)의 배열구조을 결정한다. 예컨대, 오목형과 안장형 형상은 네 개의 하부롤러(41, 42, 43, 44)를 배열하여 가공을 실시한다. 또한, 종곡률 곡면, 횡곡률 곡면, 트위스트 곡면 등의 경우에는 두 개의 하부롤러(41, 42, 43, 44)를 배열하여 가공을 실시한다. 하부롤러(41, 42, 43, 44)들의 배열구조가 결정되면, 기하정보 추출단계(S2)에서 추출된 곡률분포를 이용하여 하부롤러(41, 42, 43, 44)들 사이의 간격과 상부롤러(31)이 지나가는(굽힘 변형이 발생하는) 롤라인(L, 성형 경로)들 사이의 간격을 설정한다. 마지막으로 하부롤러(41, 42, 43, 44) 위에 얹어진 금속판재(M)는 상부롤러(41)에 의해 가압(loading)시킨 상태에서 설계된 성형경로를 따라 롤링(rolling)을 실시하게 되는데, 이 때 목적곡면의 곡률량에 해당하는 각변형량에 대한 금속판재(M)의 탄성 복원에 의한 스프링 백을 고려하여 상부롤러(31)의 압하량(d)을 결정한다.
가공정보 입력단계(S5)에서는 이상의 가공정보 생성단계(S4)에서 산출된 정보들, 즉 하부롤러(41, 42, 43, 44)들의 배열구조 및 간격, 롤라인(L)들의 간격, 상부롤러(31)의 압하량(d)은 실제 가공에 앞서 곡면 성형장치의 제어프로그램에 입력된다.
가공준비 단계(S6)에서는 가공정보 생성단계(S4)에서 추출된 가공정보에 따라, 실제 하부롤러(41, 42, 43, 44)의 배열 방식 및 간격을 조정하고, 금속판재(M)를 투입하여 가공을 준비한다.
가공 실행단계(S7)에서는 곡면 성형장치의 제어프로그램을 실행하면 입력된 정보에 따라 상부롤러(31)가 금속판재(M)를 압하(가압)하면서 입력된 회전량만큼 상부롤러(31)가 회전구동하여 금속판재(M)를 종방향으로 이송시키면서 성형을 진행한다. 이러한 방식으로 판재에 설계된 전체 성형경로(롤라인, L)를 따라 성형을 반복하면 전체 가공 절차가 완료되며, 최초 입력된 목적 형상을 얻을 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 의한 곡면 성형방법은 도 1에 도시된 곡면 성형장치에 한정되지 않고 그외 다양한 구조의 곡면 성형장치에 의해서도 구현될 수 있다.
이상과 같은 본 발명은, 금속판재(M)의 곡면을 성형함에 있어 목적곡면의 가공에 대한 표준화된 작업 절차를 제시함으로써 작업자의 편의를 극대화하여 생산 능률을 향상시키게 되고, 정확성과 반복성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 금속판재(M)의 3차원 곡면을 냉간성형함에 있어 표준 절차화 및 자동화된 생산 시스템을 구축할 수 있는 장점이 있다.
10: 프레임 31: 상부 롤러
35: 상부 램 36: 프레스유닛
41, 42, 43, 44: 하부 롤러
45: 하부 스테이지 M: 금속판재

Claims (11)

  1. 금속판재 측에 형성하고자 하는 목적곡면의 정보를 입력하는 목적곡면 정보 입력단계,
    상기 입력된 목적곡면의 정보를 분석하여 기하학적 특징을 추출하는 기하정보 추출단계,
    상기 추출된 기하정보를 통해 곡면 형상을 분류하는 곡면 형상 분류단계,
    상기 분류된 곡면 형상에 대응하여 곡면 성형장치의 가공정보를 생성하는 가공정보를 생성하는 단계,
    상기 생성된 가공정보를 곡면 성형장치의 제어프로그램에 입력하는 가공정보 입력단계,
    상기 입력된 가공정보에 대응하여 가공을 준비하는 가공 준비단계,
    곡면 성형장치에 의해 금속판재의 목적곡면을 가공하는 가공 실행단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판재의 곡면 성형방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기하정보 추출단계에서는 곡면 크기, 금속판재의 종류, 목적곡면의 가우시안 곡률(Gaussian curvature) 분포, 주곡률(major curvature), 부곡률(minor curvature)의 분포 및 방향을 상기 목적곡면의 정보로부터 산출하는 것을 특징으로 하는 금속판재의 곡면 성형방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 곡면형상 분류단계에서는 상기 기하정보 추출단계에서 계산된 가우시안 곡률과 주/부곡률 분포 및 방향에 대한 정보로부터 횡곡률 곡면, 종곡률 곡면, 오목형 곡면, 안장형 곡면, 트위스트곡면으로 분류하는 것을 특징으로 하는 금속판재의 곡면 성형방법.
  4. 상부 롤러와, 상기 상부 롤러의 하측에 배치된 복수의 하부 롤러를 가진 곡면 성형장치를 이용하여 금속판재의 곡면을 성형하는 방법으로,
    금속판재 측에 형성하고자 하는 목적곡면의 정보를 입력하는 목적곡면 정보 입력단계,
    상기 입력된 목적곡면의 정보를 분석하여 기하학적 특징을 추출하는 기하정보 추출단계,
    상기 추출된 기하정보를 통해 곡면 형상을 분류하는 곡면 형상 분류단계,
    상기 분류된 곡면 형상에 대응하여 상기 곡면 성형장치의 가공정보를 생성하는 가공정보를 생성하는 단계,
    상기 생성된 가공정보를 곡면 성형장치의 제어프로그램에 입력하는 가공정보 입력단계,
    상기 입력된 가공정보에 대응하여 가공을 준비하는 가공 준비단계,
    상기 곡면 성형장치에 의해 금속판재의 목적곡면을 가공하는 가공 실행단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속판재의 곡면 성형방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 기하정보 추출단계에서는 곡면 크기, 금속판재의 종류, 목적곡면의 가우시안 곡률(Gaussian curvature) 분포, 주곡률(major curvature), 부곡률(minor curvature)의 분포 및 방향을 상기 목적곡면의 정보로부터 산출하는 것을 특징으로 하는 금속판재의 곡면 성형방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 곡면형상 분류단계에서는 상기 기하정보 추출단계에서 계산된 가우시안 곡률과 주/부곡률 분포 및 방향에 대한 정보로부터 횡곡률 곡면, 종곡률 곡면, 오목형 곡면, 안장형 곡면, 트위스트곡면으로 분류하는 것을 특징으로 하는 금속판재의 곡면 성형방법.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 가공정보 생성단계에서는 상기 곡면형상 분류단계에서 분류된 형상 별로 하부롤러들의 배열구조를 결정하고, 상기 기하정보 추출단계에서 추출된 곡률분포를 이용하여 하부롤러들 사이의 간격과 상부롤러가 지나가는(굽힘 변형이 발생하는) 롤라인(성형 경로)들 사이의 간격을 설정하며, 목적곡면의 곡률량에 해당하는 각변형량에 대응하여 금속판재의 스프링 백을 고려하여 상부롤러의 압하량을 결정하는 것을 특징으로 하는 금속판재의 곡면 성형방법.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 가공정보 입력단계에서는 상기 가공정보 생성단계에서 산출된 하부롤러들 사이의 간격, 롤라인들 사이의 간격, 상부롤러의 압하량을 곡면 성형장치의 제어프로그램에 입력하는 것을 특징으로 하는 금속판재의 곡면 성형방법.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 가공준비 단계에서는 상기 가공정보 생성단계에서 추출된 가공정보에 따라, 하부롤러들의 배열구조 및 간격을 조정하고, 금속판재를 투입하여 가공을 준비하는 것을 특징으로 하는 금속판재의 곡면 성형방법.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 가공 실행단계에서는 곡면 성형장치의 제어프로그램을 실행하면 입력된 정보에 따라 상부롤러가 금속판재를 압하(가압)하면서 입력된 회전량만큼 상부롤러가 회전구동하여 금속판재를 종방향으로 이송시키면서 성형을 진행하고, 상기 방식으로 금속판재에 설계된 전체 성형경로(롤라인)를 따라 성형을 반복하는 것을 특징으로 하는 금속판재의 곡면 성형방법.
  11. 금속판재(M) 측에 형성하고자 하는 목적곡면의 형상을 분석하여 기하 정보를 추출하고, 상기 추출된 정보로부터 곡면 성형장치의 가공 정보를 산출하여 실제 가공작업을 실행하는 것을 특징으로 하는 금속판재의 곡면 성형방법.
KR1020100138952A 2010-12-30 2010-12-30 금속판재의 곡면 성형방법 KR20120077115A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100138952A KR20120077115A (ko) 2010-12-30 2010-12-30 금속판재의 곡면 성형방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100138952A KR20120077115A (ko) 2010-12-30 2010-12-30 금속판재의 곡면 성형방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120077115A true KR20120077115A (ko) 2012-07-10

Family

ID=46710658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100138952A KR20120077115A (ko) 2010-12-30 2010-12-30 금속판재의 곡면 성형방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120077115A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210108649A (ko) * 2020-02-26 2021-09-03 한국생산기술연구원 가변 롤포밍 장치
KR20220071465A (ko) * 2020-11-24 2022-05-31 주식회사 포스코 시편 가공 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210108649A (ko) * 2020-02-26 2021-09-03 한국생산기술연구원 가변 롤포밍 장치
KR20220071465A (ko) * 2020-11-24 2022-05-31 주식회사 포스코 시편 가공 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8046098B2 (en) Curved surface forming method of a metal plate
EP3009208B1 (en) Device for maintaining twist in panel-shaped workpieces, method for maintaining twist, and method for creating twist
Zhang et al. Springback compensation method for doubly curved plate in multi-point forming
CN102672059B (zh) 根据仿真冲压工件厚度确定出模具凹凸模修改型面的方法
Senanayake et al. The application of computational and experimental techniques to metal deformation in cold roll forming
KR20150043476A (ko) 스프링백량 평가 방법
CN104014613B (zh) 一种非接触式激光在线检测棒材直线度机构及检测方法
KR20120077115A (ko) 금속판재의 곡면 성형방법
JP2001520121A (ja) 少なくとも１つのクラウニングシステムと相互作用する上部桟及び下部桟の偏向検出装置を備えたプレス曲げ装置。
JP7111085B2 (ja) プレス成形シミュレーション方法
CN113836663B (zh) 汽车模具压机工作台弹性变形补偿值的获取方法
JP2581807B2 (ja) プレス型の製造方法
KR101042056B1 (ko) 가변 금형을 이용한 강판의 곡면성형방법
CN111069363B (zh) 一种原位纳米增强高强韧钢的弯曲成形工艺实现方法
JP3085272U (ja) プログラムされたシート曲げ用の短縮した段取り時間をもつ高性能機械
JP4750940B2 (ja) 板金加工システムに用いるブランク加工装置、ワーク板厚測定装置、スプリングバック測定装置
Yan et al. A novel roll-die forming technology and its FEM simulation
JP4450243B2 (ja) スイング式加工装置
CN215965798U (zh) 一种船体外板成型设备
JP2006289390A (ja) 多軸微細加工方法及び装置
JP4252371B2 (ja) 曲げ加工機における曲げ角度検出センサの位置決め配置方法および装置、並びに同曲げ角度検出センサを用いた曲げ加工機の制御方法
CN212144069U (zh) 折弯模具
CN203541186U (zh) 用于三维曲面板材的数控弯板机
Hammelmüller et al. Improvement of 3D-simulation models based on experiments
de Argandoña et al. Numerical prediction of force and energy consumption in roll forming processes

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application