KR20130017069A - 금속패널의 벤딩장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 금속패널의 벤딩장치는, 도장된 강판(PRE COATED METAL)을 냉장고용 U형상의 캐비넷으로 벤딩성형하는 장치에 있어서, 진행되는 금속패널재료의 진행을 안내하고 외형을 형성하는 베드부와; 상기 베드부의 일측에 수직방향으로 구비되는 성형부와; 상기 고정부에 구비되어 소정의 필요한 회전동력을 제공하는 서보모터와; 상기 서보모터에서 제공되는 회전동력을 직선방향으로 변환시키는 랙 피니언 기어부와; 상기 랙 피니언 기어부와 결합하여 일 방향으로 소정의 에어압을 발생시키는 에어실린더와; 상기 성형부에 구비되고 소정의 곡률반경을 성형시키는 성형툴이 단부에 구비된 벤딩부와; 상기 에어실린더에 구비되고 상기 에어실린더의 피스톤부의 위치를 측정하는 센서부와; 상기 센서부가 보내는 신호에 따라 상기 피스톤부의 위치를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

금속패널의 벤딩장치 { Appartus for bending steel panel }

본 발명은 도장된 강판(PRE COATED METAL)을 냉장고용 캐비넷(CABINET)으로 밴딩성형하는 도장강판을 이용한 냉장고용 캐비넷 밴딩장치에 관한 것으로, 특히, 도장강판 절곡 시 도막의 수축/이완에 따른 변위량을 인접한 절곡부와 변위량이 대응되도록 다단계로 연계절곡함으로써, 도장강판의 고광택 도장면이 밴딩후에도 깨끗한 표면이 유지될 수 있도록 하는 도장강판을 이용한 금속패널의 벤딩장치에 관한 것이다.

보다 상세하게는, "U'자 형상의 냉장고용 캐비넷을 벤딩성형함에 있어서, 소정의 필요한 회전동력을 제공하는 서보모터와; 상기 서보모터에서 제공되는 회전동력을 직선방향으로 변환시키는 랙 피니언 기어부와; 상기 랙 피니언 기어부와 결합하여 일 방향으로 소정의 에어압을 발생시키는 에어실린더와; 상기 고정부에 구비되고 소정의 곡률반경을 성형시키는 성형툴이 단부에 구비된 벤딩부와; 상기 에어실린더에 구비되고 상기 에어실린더의 피스톤부의 위치를 측정하는 센서부와; 상기 센서부가 보내는 신호에 따라 상기 피스톤부의 위치를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 금속패널의 벤딩장치에 관한 것이다.

종래에 2단의 절곡부가 서로 다른 2단 곡률반경을 가지는 단일 작업물과 연속적으로 작업하는 작업물의 곡률반경이 서로 다른 곡률반경으로 벤딩할 경우에는 이론적으로는 벤딩장치의 기장착된 툴로 단일곡률반경으로 벤딩작업을 수행하다가 곡률반경이 다른 벤딩작업을 할 경우에는 툴 그리퍼(Tool gripper)에 장착되는 있는 툴을 탈착시키고 툴의 선단에 형성된 곡률반경이 다른 툴로 교환시키고 그리고 툴의 선단에 형성된 곡률로 인한 힌지 포인트에 따라 벤딩 다이(바텀,벤드 다이)의 높,낮이를 조정하여 벤딩작업을 수행할 수 있다.

그러나 상기와 같이 2단의 절곡부에 각기 다른 곡률반경으로 벤딩작업을 할 경우에는 1차 벤딩 후 작업을 중지하고 작업툴(툴의 선단곡률이 다른)을 교환시키면 2차 벤딩이 가능하나 2차 벤딩시에는 작업툴의 곡률반경이 1차 벤딩시와는 다르므로 힌지 포인트를 조정하기 위해서는 벤딩 다이의 높, 낮이를 보정하여야 하기 때문에 벤딩 다이의 보정이 불가능하여 종래에는 2단 절곡부에 서로 다른 곡률반경으로 벤딩작업은 각각의 곡률반경을 가지는 툴이 장착된 벤딩장치 2대를 이용하여 벤딩작업을 수행하였다.

종래의 기술에 의할 때 도막이 깨지거나 크랙이 발생하게 됨으로써, 외관이 지저분해지며 이에 따라 상품성을 저하시키게 되는 문제점을 낳게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 크랙이 발생한 제품을 조립하여 제품을 시장에 출하시키게 되면 실수요자들 입장에서는 외관이 깨끗하지 못한 상품은 불량품으로 간주하여 구매하기를 꺼려하므로, 제품의 경쟁력이 저하되게 되고, 이에 따라, 판매량이 저조되는 문제점이 발생하게 된다.

특히, 상기한 바와 같이 외관이 깨끗하지 못한 상품을 그대로 시장에 출하시킬 경우에는 해당 상품을 생산/판매하는 기업의 이미지가 추락하게 되어, 해당상품 외의 상품에도 악영향을 끼칠 수 있게 된다.

그러므로 종래의 방법은 작업의 연속성이 결여되어 작업시간이 지연되고 2대의 벤딩장치를 설치하여야 하므로 작업공간의 확보와 설비투자비의 증대로 인한 문제점이 있었다.

게다가, "U"자형의 냉장고용 몸체 캐비넷을 성형함에 있어서, 그 정확한 형상으로 성형하는 것에도 어려움이 있을 뿐 아니라, 절곡면 등에 굴곡 등이 생겨서 불량률 등이 높다는 문제점 또한 있었다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로 본 발명에 의하면, 도장된 강판(PRE COATED METAL)을 냉장고용 U형상의 캐비넷으로 벤딩성형하는 장치에 있어서, 진행되는 금속패널재료의 진행을 안내하고 외형을 형성하는 베드부와, 상기 베드부의 일측에 수직방향으로 구비되는 고정부와, 상기 고정부에 구비되어 소정의 필요한 회전동력을 제공하는 서보모터와, 상기 서보모터에서 제공되는 회전동력을 직선방향으로 변환시키는 랙 피니언 기어부와, 상기 랙 피니언 기어부와 결합하여 일 방향으로 소정의 에어압을 발생시키는 에어실린더와, 상기 고정부에 구비되고 소정의 곡률반경을 성형시키는 성형툴이 단부에 구비된 벤딩부와, 상기 에어실린더에 구비되고 상기 에어실린더의 피스톤부의 위치를 측정하는 센서부와, 상기 센서부가 보내는 신호에 따라 상기 피스톤부의 위치를 제어하는 제어부로 구성되는 장치를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 서보모터로 정밀제어되는 에어실린더와, 상기 에어실린더의 피스톤의 위치를 측정 및 제어하는 센서와 제어부를 구비함으로써, 냉장고용 캐비넷의 성형작업을 보다 정확하고 원활하게 수행하며, 작업시 발생되는 불량율을 최소화하는 최적의 밴딩장치를 제공하고자 함에 있다.

상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 도장된 강판(PRE COATED METAL)을 냉장고용 U형상의 캐비넷으로 벤딩성형하는 장치에 있어서, 진행되는 금속패널재료의 진행을 안내하고 외형을 형성하는 베드부와; 상기 베드부의 일측에 수직방향으로 구비되는 성형부와; 상기 베드부에 구비되어 소정의 필요한 회전동력을 제공하는 서보모터와; 상기 서보모터에서 제공되는 회전동력을 직선방향으로 변환시키는 랙 피니언 기어부와; 상기 랙 피니언 기어부와 결합하여 일 방향으로 소정의 에어압을 발생시키는 에어실린더와; 상기 고정부에 구비되고 소정의 곡률반경을 성형시키는 성형툴이 단부에 구비된 벤딩부와; 상기 에어실린더에 구비되고 상기 에어실린더의 피스톤부의 위치를 측정하는 센서부와; 상기 센서부가 보내는 신호에 따라 상기 피스톤부의 위치를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 벤딩부는 소정의 스트로크(Stroke) 길이만큼 왕복 운동하며, 그 단부에는 상기 성형툴이 소정의 이격거리를 두고 상호 반대방향으로 고정설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 에어실린더의 측면부에는, 상기 피스톤 단부의 스트로크를 측정할 수 있도록 소정의 폭을 가진 장방향의 계측홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 계측홈의 일측에는, 상기 센서부가 2개 이상 구비되며,

상기 센서부는, 상기 피스톤의 영점위치를 측정하는 영점위치 측정센서부와,

상기 피스톤의 최대 스트로크 위치를 측정하는 최대 스트로크위치 측정센서부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 에어실린더는, 중심축을 중심으로 소정의 각도만큼 양방향으로 대칭되게 구비되고, 상기 고정부가 하강하여 상기 벤딩부가 금속패널을 고정시키면, 상기 에어실린더가 스트로크만큼 구동하여 금속패널을 U자 형태로 벤딩시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 금속패널의 벤딩장치에 의할 때, 기존의 "U"자형 밴딩장치와 비교하여 볼 때, 상기한 바와 같이 서보모터로 정밀제어되는 에어실린더와, 상기 에어실린더의 피스톤의 위치를 측정 및 제어하는 센서와 제어부를 구비함으로써, 냉장고용 캐비넷의 성형작업을 보다 정확하고 원활하게 수행하며, 작업시 발생되는 불량율을 최소화하는 최적의 밴딩장치를 제공할 수 있게 된다.

도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 금속패널의 벤딩장치의 정단면도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 금속패널의 벤딩장치의 측단면도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 에어실린더의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 센서가 구비된 에어실린더의 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 금속패널의 벤딩장치를 이용한 제품의 작업과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 금속 패널의 벤딩장치가 설치된 상태를 나타낸 사진이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며,또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 금속패널의 벤딩장치의 정단면도이다.

도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 금속패널의 벤딩장치의 측단면도이다.

도 1 과 도 2 를 참조하면, 도장된 강판(PRE COATED METAL)을 냉장고용 U형상의 캐비넷으로 벤딩성형하는 장치는, 진행되는 금속패널재료의 진행을 안내하고 외형을 형성하는 베드부(100)와, 상기 베드부(100)의 일측에 수직방향으로 구비되는 성형부(200)와, 상기 베드부(100)에 구비되어 소정의 필요한 회전동력을 제공하는 서보모터(110)와, 상기 서보모터(110)에서 제공되는 회전동력을 직선방향으로 변환시키는 랙 피니언 기어부(120)와, 상기 랙 피니언 기어부(120)와 결합하여 일 방향으로 소정의 에어압을 발생시키는 에어실린더(130)와, 상기 고정부에 구비되고 소정의 곡률반경을 성형시키는 성형툴(220)이 단부에 구비된 벤딩부(210)와, 상기 에어실린더(130)에 구비되고 상기 에어실린더(130)의 피스톤(170)부의 위치를 측정하는 센서부(140,150)와, 상기 센서부(140,150)가 보내는 신호에 따라 상기 피스톤(170)부의 위치를 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.

살펴보면, 롤(Roll) 형태로 감겨진 소정의 두께를 가진 강판 소재가 준비되고, 상기 소재는 소정의 폭으로 절곡되고, 그 외면에 소정의 코팅 및 페인팅 처리가 된 후 최종 형상을 위한 벤딩 공정에 투입되게 된다.

이때, 상기 소재는, 수평으로 구비되고, 소정의 속도로 일방향으로 이송되는 컨베이어(300)에 의해서 본 발명의 실시 예에 의한 금속패널의 벤딩장치(10)로 투입하게 된다.

한편, 상기의 컨베이어(300)는, 그 소재와의 접촉면이 고무 등의 소재로 되어 있어서 상기 소재의 코팅면이 훼손되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 컨베이어(300)는, 풀리 또는 체인 등이 구동모터(미도시)와 결합하여 구동하는 구조로써, 그 이송 속도가 일정하며, 외부의 진동 등으로 부터 영향을 받지 않는 구조인 것이 바람직하다.

상기 소재는 상기 콘베이어에 의해서 상기 금속패널의 벤딩장치(10)로 이송 공급된다.

도 1에서와 같이, 도장된 강판(PRE COATED METAL)을 냉장고용 U형상의 캐비넷으로 상기 금속패널의 장치는, 진행되는 금속패널재료의 진행을 안내하고 외형을 형성하는 베드부(100)와, 상기 베드부(100)의 일측에 수직방향으로 구비되는 성형부(200)로 크게 구성된다.

그리고, 상기 베드부(100)에는, 상기 베드부(100)의 일측에 구비되어 소정의 필요한 회전동력을 제공하는 서보모터(110)와, 상기 서보모터(110)에서 제공되는 회전동력을 직선방향으로 변환시키는 랙 피니언 기어부(120)와, 상기 랙 피니언 기어부(120)와 결합하여 일 방향으로 소정의 에어압을 발생시키는 에어실린더(130)와, 상기 에어실린더(130)에 구비되고 상기 에어실린더(130)의 피스톤(170)부의 위치를 측정하는 센서부와, 상기 센서부가 보내는 신호에 따라 상기 피스톤(170)부의 위치를 제어하는 제어부(미도시)로 구성된다.

살펴보면, 상기 랙 피니언 기어부(120)는, 상기 서보모터(110)와 축결합으로 구성된다. 상기 서보모터(110)는, 회전동력을 발생시키는 것 뿐만 아니라, 회전방향의 제어 그리고 회전출력의 제어가 가능하다.

따라서, 작업하고자 하는 제품의 크기 및 두께에 따라서, 상기 제어부(미도시)에 필요한 수치 등을 입력함으로써, 상기 서보모터(110)의 출력 및 토크 등을 제어할 수 있게 된다.

그리고, 상기 랙 피니언(Rack-pnion) 기어부는, 상기 서보모터(110)에서 발생하는 회전동력을 직선운동으로 바꿔주는 역할을 수행한다. 상기 랙 피니언 기어부(120)는, 랙(rack) 기어부와 피니언(pinion) 기어부로 구성되며, 랙은 곧은 막대기에 톱니를 절삭하는 것으로서 피니언(작은 기어)과 맞물려 회전운동을 직선으로 바꾸는 데 사용되고, 피니언은 랙(Rack)과 맞물리는 기어를 말한다.

한편, 상기 랙 피니언 기어부(120)는, 상기 에어실런더와 결합하여 구비된다.

상기 에어실린더(130)의 측면부에는, 상기 피스톤(170) 단부의 스트로크를 측정할 수 있도록 소정의 폭을 가진 장방향의 계측홈이 형성되어 있다.

상기 에어실린더(130)의 내부에는, 직선 왕복운동을 하는 피스톤(170)이 구비된다. 상기 피스톤(170)은, 상기 랙 피니언 기어부(120)에서 전달되는 힘을 전달하여 도장된 강판(PRE COATED METAL)을 냉장고용 U형상의 캐비넷의 양 측면부를 절곡하는 역할을 수행하게 된다.

한편, 상기 계측홈에는, 상기 피스톤(170)의 위치를 측정하는 센서부(140,150)가 구비된다. 이는 아래에서 살펴보기로 한다.

상기 베드부(100)의 일측에는, 상기 베드부(100)와 수직방향으로 상기 성형부(200)가 구비된다.

상기 성형부(200)에는, 상기 소재의 일측을 가압하여 고정시킴과 더불어 소정의 곡률반경을 성형시키는 성형툴(220)이 단부에 구비된 벤딩부(210)가 구비된다.

상기 벤딩부(210)는, 유압 또는 에어압을 이용해서 상기 베드부(100) 측으로 하강하여, 상기 컨베이어(300)를 통해서 이송 공급된 소재를 가압하여 고정시키며, 소정의 이격거리를 두고 구비된 상기 성형툴(220)이 완성하고자 하는 "U"자형 캐비넷의 바닥부분의 양 모서리를 성형하게 된다.

상기 성형툴(220)의 단부는, 절곡하고자 하는 벤딩면의 곡률을 반영하여 구비되는 것이 바람직하다. 상기 벤딩부(210)는 소정의 스트로크(Stroke) 길이만큼 왕복 운동하며, 그 단부에는 상기 성형툴(220)이 소정의 이격거리를 두고 상호 반대방향으로 고정설치된다.

도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 에어실린더(130)의 구성을 나타낸 도면이다.

도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 센서가 구비된 에어실린더(130)의 상태를 나타낸 도면이다.

도 3과 4를 참조하면, 상기 서보모터(110)와 상기 랙 피니언 기어부(120)는 축결합으로 통해서 연결되어 있음을 알 수 있다.

한편, 상기 에어실린더(130)는, 상기 랙 피니언 기어부(120)와 결합되고, 상기 베드부(100)의 일측에 구비된다.

상기 에어실린더(130)의 일측에는, 상기 피스톤(170) 단부의 스트로크를 측정할 수 있도록 소정의 폭을 가진 장방향의 계측홈이 형성된다.

상기 계측홈을 통해서, 상기 에어실린더(130)에 구비된 피스톤(170)의 스트로크의 영점 위치와, 최대 스트로크 위치로 작동한 상태를 확인할 수 있다.

한편, 상기 계측홈의 일측에는, 상기 센서부가 2개 이상 구비되며, 상기 센서부는, 상기 피스톤(170)의 영점위치를 측정하는 영점위치 측정센서부(140)와, 상기 피스톤(170)의 최대 스트로크 위치를 측정하는 최대위치 측정센서부(150)가 구비된다.

상기 영점위치 측정센서부(140)는, 상기 피스톤(170)이 작동하기 전의 영점위치의 상태에 놓여있음을 계측하여 제어부(미도시)로 신호를 송부하게 되고, 상기 최대위치 측정센서부(150)는 상기 피스톤(170)이 최대 스트로크위치로 작동하게 된 상태여부를 측정하여 상기 제어부(미도시)로 그 신호를 송부하는 역할을 수행하게 된다.

따라서, 제품의 크기와 위치에 따라서, 상기 영점위치 측정센서부(140)와, 상기 최대 스트로크의 위치를 조정함으로써 다양한 크기와 형상을 가진 제품의 벤딩작업을 수행할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 금속패널의 벤딩장치를 이용한 제품의 작업과정을 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 금속 패널의 벤딩장치가 설치된 상태를 나타낸 사진이다.

도 5를 살펴보면, 상기 벤딩부(210)의 성형툴(220)이 작업위치에 도달한 소재위로 하강하여 위치를 잡고, 가압하고 고정하는 것을 알 수 있다.

그런 다음에, 상기 서보모터(110)가 회전동력을 발생시키면, 이는 상기 랙 피니언 기어부(120)를 통해서 상기 에어실린더(130)측으로 전달되게 된다.

상기 에어실린더(130)에 구비된 피스톤(170)은, 상기 제어부(미도시)에서 보내는 신호에 따라서 상기 소재의 양측면을 가압하여 벤딩하게 됨으로써 최종 제품을 성형하게 된다.

상기와 같은 구성을 가진 상기 금속 패널의 벤딩장치(10)를 통해서, 냉장고의 몸체를 이루는 캐비냇의 "U"자 성형을 완성하게 된다.

* 주요도면 부호에 관한 간단한 설명
10 금속패널의 벤딩장치 100 베드부
110 서보모터 120 랙 피니언 기어부
130 에어실린더 140 영점위치 측정센서부
150 최대위치 측정센서부 160 계측홈
200 성형부 210 벤딩부
220 성형툴 300 콘베이어

Claims (5)

1. 도장된 강판(PRE COATED METAL)을 냉장고용 U형상의 캐비넷으로 벤딩성형하는 장치에 있어서,
   진행되는 금속패널재료의 진행을 안내하고 외형을 형성하는 베드부와;
   상기 베드부의 일측에 수직방향으로 구비되는 성형부와;
   상기 베드부에 구비되어 소정의 필요한 회전동력을 제공하는 서보모터와;
   상기 서보모터에서 제공되는 회전동력을 직선방향으로 변환시키는 랙 피니언 기어부와;
   상기 랙 피니언 기어부와 결합하여 일 방향으로 소정의 에어압을 발생시키는 에어실린더와;
   상기 성형부에 구비되고 소정의 곡률반경을 성형시키는 성형툴이 단부에 구비된 벤딩부와;
   상기 에어실린더에 구비되고 상기 에어실린더의 피스톤부의 위치를 측정하는 센서부와;
   상기 센서부가 보내는 신호에 따라 상기 피스톤부의 위치를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금속패널의 벤딩장치.
   
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 벤딩부는 소정의 스트로크(Stroke) 길이만큼 왕복 운동하며, 그 단부에는 상기 성형툴이 소정의 이격거리를 두고 상호 반대방향으로 고정설치되어 있는 것을 특징으로 하는 금속패널의 벤딩장치.
   
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 에어실린더의 측면부에는, 상기 피스톤 단부의 스트로크를 측정할 수 있도록 소정의 폭을 가진 장방향의 계측홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속패널의 벤딩장치.
   
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 계측홈의 일측에는, 상기 센서부가 2개 이상 구비되며,
   상기 센서부는, 상기 피스톤의 영점위치를 측정하는 영점위치 측정센서부와,
   상기 피스톤의 최대 스트로크 위치를 측정하는 최대위치 측정센서부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금속패널의 벤딩장치.
   
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 에어실린더는, 중심축을 중심으로 소정의 각도만큼 양방향으로 대칭되게 구비되고, 상기 고정부가 하강하여 상기 벤딩부가 금속패널을 고정시키면, 상기 에어실린더가 스트로크만큼 구동하여 금속패널을 U자 형태로 벤딩시키는 것을 특징으로 하는 금속패널의 벤딩장치.
   
   

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