KR20140021943A

KR20140021943A - 진공흡착에 의해 아웃터패널을 고정하는 롤러헤밍장치

Info

Publication number: KR20140021943A
Application number: KR1020120088607A
Authority: KR
Inventors: 김경성
Original assignee: (주)미래테크노
Priority date: 2012-08-13
Filing date: 2012-08-13
Publication date: 2014-02-21
Also published as: KR101435146B1

Abstract

본 발명은 롤러헤밍장치에 있어서, 헤밍롤러에 의해 가해지는 외력에 대해 아웃터패널의 유동을 방지함과 동시에, 아웃터 패널의 변형 발생을 방지하고, 더 나아가 가공물(아웃터 패널)의 외표면에 흡착 자국이 발생되지 않도록 하면서 아웃터 패널을 견고히 고정할 수 있는 진공 흡착방식의 롤러헤밍장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 진공흡착에 의한 아웃터패널 고정식 롤러헤밍장치는, 헤밍지그 하부다이 상면의 내측 가장자리에서 하부 다이 중심부까지 연장 형성되어, 헤밍 가공될 아웃터패널의 형상면 전체에 밀착되도록 구성되는 형상 플레이트(50)와; 상기 형상 플레이트(50)에 형성되되, 상기 형상 플레이트의 표면에 대해 직각 방향으로 형성된 다수 개의 수용구(60)와; 상기 각 수용구에 삽입되어 설치되되, 상단면은 상기 형상 플레이트의 표면과 동일 높이로 설치되고, 상기 형상 플레이트의 표면에 대해 직각 방향으로 설치되는 다수 개의 진공흡착수단(70)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

진공흡착에 의해 아웃터패널을 고정하는 롤러헤밍장치{ROLLER HEMMING DEVICE FOR HOLDING A POSITION OF OUTER PANNEL BY USING OF VACUUM SUCTION}

본 발명은 롤러 헤밍장치에 있어서 진공흡착을 이용하여 아웃터패널을 X-Y평면방향으로 규제함으로써, 롤러헤밍 작업과정에서 헤밍롤러의 가압력에 의해 발생되는 아웃터패널의 평면(X-Y)방향으로의 움직임을 방지하는 롤러헤밍장치에 관한 것이다.

차체 공장에서 차체(BIW)를 만드는 방법 중에 있어 두 패널의 접합에는 패널을 꺾어서 결합시키는 헤밍(hemming) 기술이 널리 이용되고 있으며, 이는 차체 외관이나 형상의 특성 때문에 용접이 곤란한 부위에 주로 이용되고 있다.

최근 들어 차체의 기능성 향상이나 품질 향상을 위하여 헤밍(hemming) 기술의 적용 부위가 점차 확대되고 있는 추세이다.

도 1은 통상의 차체 제작 과정에서 헤밍 기술이 적용되는 부위를 예시한 도면이고, 도 2는 헤밍 접합 방법을 설명하는 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 차체 제작 과정에서 다수의 차체 패널에 헤밍기술이 적용되고 있으며, 헤밍 접합 방법에서는 도 2에 나타낸 바와 같이 아웃터 패널과 인너 패널을 가공 정위치에 세팅한 후 헤밍 장치를 이용하여 일정한 압력으로 아웃터 패널의 플랜지 부분을 인너 패널 위로 꺾어 접어줌으로써 접합하게 된다.

이러한 헤밍 기술을 차체 양산라인에 적용하는 방법으로는 유압 헤밍 프레스를 사용하거나 탑 테이블 클램프 헤밍(top table clamp hemming) 등의 다양한 방법이 있지만, 최근 시스템의 단순화, 다차종 대응의 유연성 확보의 용이함을 이유로 하여 로봇 롤러 헤밍시스템(robot roller hemming system)의 적용이 늘어나고 있다.

통상의 로봇 롤러 헤밍 장치는 로봇, 헤밍 롤러, 헤밍 다이, 턴테이블 등으로 구성되므로 그 구성이 매우 간단하여 시스템의 단순화가 가능하고 차종 변경시에는 해당 헤밍 다이만 변경 또는 추가한 후에 로봇의 작업 경로(path)를 재티칭하면 되므로 다 차종 대응이 매우 간편하고 투자비용 또한 저렴한 장점이 있다.

도 3은 종래 일반적으로 공지된 기술에 따른 로봇 롤러 헤밍 장치를 이용한 헤밍 작업의 공정 상태도로서, 롤러 헤밍장치는 다관절 아암으로 이루어진 로봇의 아암 선단에 장착된 헤밍 롤러(R)를 로봇의 작동에 의해 헤밍 다이(D) 상의 인너 패널(I.P)과 아웃터 패널(O.P)의 가장자리 부분을 따라 이동시키면서, 아웃터 패널(O.P)의 플렌지(F) 부분을 인너 패널(I.P)의 가장자리 부분으로 접어 헤밍 가공하게 된다.

상기 헤밍 롤러(R)는 인너 패널(I.P) 및 아웃터 패널(O.P)을 지지하는 헤밍 다이(D)의 스타일 라인(즉, 패널의 가장자리 라인)을 따라 움직이는 로봇 아암의 선단(헤밍 헤드)에 장착되어 구성된다.

상기한 롤러 헤밍장치를 이용하여 인너 패널(I.P) 및 아웃터 패널(O.P)을 헤밍 가공하기 위해서는, 먼저 헤밍 다이(D) 상에 인너 패널(I.P)과 아웃터 패널(O.P)을 안착한 상태로 이들을 클램핑 유닛(미도시)을 통해 클램핑한다.

이어서, 성형품 별로 로봇 제어부에 의해 로봇의 작동이 제어되면서 로봇 아암의 선단에 장착된 헤밍롤러(R)가 로봇의 설정된 각도에 따라 인너 패널 및 아웃터 패널의 가장자리를 따라 이동하게 되고, 이에 헤밍롤러(R)가 아웃터 패널(O.P)의 플랜지(F) 부분을 압착하여 헤밍 성형을 완료하게 된다.

도 4는 헤밍 롤러가 아웃터 패널(O.P)의 플랜지(F) 부분을 압착하게 되면서 두 패널(107,109) 간의 헤밍 접합이 이루어지는 상태를 단계적으로 예시한 것으로, 통상 헤밍 롤러(113)가 2 ~ 3회 가압 및 이동하여 헤밍을 완료하게 된다.

이와 같은 로봇 헤밍 장치에서는, 패널의 가장자리 부분이 이루는 직선 또는 곡선의 궤적을 따라 로봇이 헤밍 롤러를 이동시키면서 아웃터 패널의 플랜지를 가압하여 헤밍 가공을 수행하는 것이므로, 롤러의 가압으로 인해 헤밍 다이에 재치된 패널이 밀려나가는 경우가 자주 발생된다. 따라서, 인너 패널과 아웃터 패널을 고정하기 위한 클램핑 유닛이 헤밍 다이에 일정 간격으로 여러 개 설치되고, 상기 로봇의 작동에 의해 아웃터 패널 플랜지가 절곡되는 힘에 의해 인너 패널과 아웃터 패널이 움직이는 것을 이 클램핑 유닛에 의해 방지하게 된다.

그러나, 종래 롤러 헤밍용 지그장치는 예비 헤밍을 위해서 헤밍 지그 상에 적어도 5개 이상의 클램핑 유닛을 적용해야 하는데, 이러한 클램핑 유닛에 의해 예비 헤밍롤러와 메인 헤밍롤러가 간섭되어, 그 클램핑 상태를 일시적으로 해제한 후 다시 체결해야 하는 등의 단점이 있을 뿐만 아니라,

다수의 클램핑 유닛에 의해 가공대상물(패널)이 고정된 경우에도, 기존의 탑 테이블 헤밍방식과 같이 프레스의 하강 동작에 의해 헤밍 툴이 패널의 모든 가장자리를 한번에(동시에) 가압하는 방식이 아니라, 헤밍 롤러가 경로를 따라 이송되면서 순차적으로 플랜지를 헤밍하는 방식이므로, 헤밍롤러의 이송경로를 따라 가압력과 가압방향이 변화하기 때문에 패널이 밀리는 사례가 자주 발생되므로 결국 헤밍 품질이 떨어지는 문제가 발생되고 있다.

상기한 문제점을 보완하기 위해, 한국 등록특허 제1075806호(2011년 10월 17일 등록)(이하 '종래 특허기술'이라 함)는 아웃터 패널의 외면을 흡착하여 그 위치를 고정하는 흡착수단을 구비한 롤러 헤밍용 지그장치가 개시되어 있다. 상기한 종래 특허기술에서의 흡착수단은, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 헤밍 지그 하부다이(3)의 공간부(7) 내부의 상부 양측에 브라켓(23)에 의해 고정되어 설치되며, 상기 아웃터 패널의 외면에 대하여 진공에 의한 흡착력을 갖는 진공컵(19)으로 이루어진다.

종래 특허기술에 관한 도 5에 있어서, 도면부호 1은 롤러헤밍장치를 구성하는 헤밍지그 베이스를 도시한 것이며, 도면부호 3은 가공 대상물이 재치되는 헤밍지그의 하부 다이를 도시한 것이며, 도면부호 5는 가공 대상물이 안착되는 하부 다이의 상면을 지칭하는 것이다. 그리고, 도면부호 25는 인너패널을 홀딩하여 아웃터패널 위에 겹쳐 얹는 이송행거(미도시)의 각 위치 규제홀에 대응하는 위치결정핀 실린더로서, 이 위치결정핀 실린더(25)는 상기 헤밍지그 하부다이(3)의 외측방 상부 양측에 각각 설치된다. 또, 도면부호 29는, 상기 헤밍지그 하부다이(3)의 외측방 하부 양측에 각각 구비되어 상기 이송행거의 양측 단부를 상기 헤밍지그 하부다이(3)에 고정하는 행거 록킹수단을 도시한 것이다. 그리고, 도면부호 27은 상기 헤밍지그 하부다이(3) 상에 로딩된 아웃터 패널을 일시적으로 규제하여 주는 보조 클램퍼로서, 상기 헤밍지그 하부다이(3)의 외측방을 따라 상기 베이스(1) 상에 4개의 보조 클램퍼(27)가 설치된다.

그러나, 상기 종래 특허기술에 따른 흡착수단인 진공컵(19)은 벨로우즈 타입으로 이루어져 있기 때문에, 큰 외력(헤밍롤러에 의한 가압력)에 대해 충분한 저항력을 가질 수 없을 뿐만 아니라,

나아가, 상기 진공컵(19)이 고정 브라켓(23)에 의해 지지되는 구조이기 때문에, 큰 외력에 의해 상기 브라켓이 변형되는 문제가 발생되는 등,

상기 아웃터 패널을 수평(X-Y)방향으로 견고하게 규제하지 못하는 단점이 지적되고 있다.

KR 10-1075806 B KR 10-2012-0000454 A

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술들을 개선하기 위해 안출된 것으로, 롤러헤밍장치에 있어서, 헤밍롤러에 의해 가해지는 외력에 대해 아웃터패널의 유동을 방지함과 동시에, 아웃터 패널의 변형 발생을 방지하고, 더 나아가 가공물(아웃터 패널)의 외표면에 흡착 자국이 발생되지 않도록 하면서 아웃터 패널을 견고히 고정할 수 있는 진공 흡착방식의 롤러헤밍장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 진공흡착에 의해 아웃터패널을 고정하는 본 발명에 따른 롤러헤밍장치는,

헤밍지그 하부다이 상면의 내측 가장자리에서 하부 다이 중심부까지 연장 형성되어, 헤밍 가공될 아웃터패널의 형상면 전체에 밀착되도록 구성되는 형상 플레이트(50)와,

상기 형상 플레이트(50)에 형성되되, 상기 형상 플레이트의 표면에 대해 직각 방향으로 형성된 다수 개의 수용구(60)와,

상기 각 수용구에 삽입되어 설치되되, 상단면은 상기 형상 플레이트의 표면과 동일 높이로 설치되고, 상기 형상 플레이트의 표면에 대해 직각 방향으로 설치되는 다수 개의 진공흡착수단(70)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 롤러헤밍장치는,

다수 개의 진공흡착수단(70)이 각각 독립적으로 아웃터패널을 흡착·고정하는 구조이기 때문에, 어느 한 진공흡착수단의 고장이나, 어느 한 부위의 진공유지 씰링의 결함이 발생된다 하더라도 나머지의 진공흡착수단들에 의해 충분한 흡착력을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 진공흡착수단의 개별적인 교환이 가능하므로 설비의 유지비용을 절감할 수 있다.

또한, 각각의 진공흡착수단이 아웃터패널의 표면에 대해 직각방향으로 설치되므로, 롤러헤밍 과정에서 수평방향(x-y방향)으로 아웃터패널이 밀리는 문제를 해결할 수 있는, 강한 흡착력을 확보할 수 있다.

더 나아가, 각각의 진공흡착수단이 아웃터패널의 표면에 대해 직각방향으로 전진 또는 후퇴 방향으로의 미세 위치조절이 가능함으로써, 가공대상이 되는 패널의 최적 조건에 맞게 설정 조정이 가능하여 아웃터패널의 변형을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 통상의 차체 제작 과정에서 헤밍 기술이 적용되는 부위를 예시한 도면이고,
도 2는 헤밍 접합 방법을 설명하는 단면도이다.
도 3은 종래 일반적으로 공지된 기술에 따른 로봇 롤러 헤밍 장치를 이용한 헤밍 작업의 공정 상태도이며,
도 4는 헤밍 롤러에 의한 헤밍 접합이 이루어지는 상태를 단계적으로 예시한 것이다.
도 5는 한국 등록특허 제1075806호에서 아웃터 패널의 외면을 흡착하여 그 위치를 고정하는 흡착수단을 구비한 롤러 헤밍용 지그장치를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 롤러헤밍장치의 개략적인 외형을 도시한 것이며,
도 7은 본 발명에 따른 롤러헤밍장치의 헤밍지그를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공흡착수단의 단면을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤밍장치의 외형 구조(도 6에 도시된 바와 같이 상부고정대가 오픈된 상태)를 도시한 측면도이며,
도 10은, 도 6에 도시된 헤밍장치의 상부고정대가 닫힌 상태를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에서 상부고정대와 연결부재를 구동하는 구동수단의 결합관계를 도시한 사시도이며,
도 12은 본 발명의 바람직한 실시예에서 링크기구와 블레이드 및 상기 링크기구를 구동하는 구동수단의 결합관계를 도시한 사시도이다.
도 13은 링크기구와 블레이드 및 이들의 구동수단이 결합된 구조를 도시한 측면도이며,
도 14는 링크기구의 작동에 의해 아웃터판넬이 헤밍되는 과정을 순차적으로 도시한 설명도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 롤러헤밍장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예로서 롤러헤밍장치의 개략적인 외형을 도시한 것으로서, 가공물을 로딩 또는 언로딩하기 위해 상부고정대(30)가 오픈된 상태를 도시한 사시도이며, 도 7은 상기 상부고정대(30)가 생략된 상태의 헤밍지그 하부다이를 도시한 것이다. 그리고, 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤밍장치의 외형 구조를 도시한 측면도로서, 로딩된 가공물(아웃터패널과 인너패널)을 고정하고 있는 상태를 도시한 것이다.

도 6에 도시한 롤러헤밍장치의 상부고정대(30)는, 가공물을 로딩/언로딩하거나 롤러헤밍작업 중에 상기 가공물을 가압하기 위해, 상부고정대(30)가 힌지축을 중심으로 상부에서 하부방향으로(도 9를 기준으로 할 때 반시계방향을 의미함) 회동가능하게 설치된다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 롤러헤밍장치는 진공흡착에 의해 아웃터패널을 고정하는 것을 특징으로 하는 바, 그 구성을 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명은 헤밍지그 하부다이는, 그 상면의 내측 가장자리에서 하부 다이 중심부까지 연장 형성되어, 헤밍 가공될 아웃터패널의 형상면 전체에 밀착되도록 구성되는 형상 플레이트(50)를 구비한다. 상기 형상 플레이트(50)의 표면은 가공되는 아웃터패널의 표면 형상과 동일한 형상으로 구성되도록 함으로써, 롤러헤밍 작업이 진행되는 동안에, 상기 아웃터패널이 하부방향으로 변형되는 것을 방지하게 지지하는 기능을 한다.

그리고, 상기 형상 플레이트(50)에는 다수 개의 수용구(60)가 형성되어 이루어지는데, 상기 수용구(60)는 롤러헤밍이 이루어지는 가공물의 가장자리 윤곽선에 근접한 위치에서 등간격으로 설치하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 형상 플레이트의 전체 면에 대해 어느 한쪽으로 치우치지 않고 전체 면에 균일하게 분포되도록 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 수용구(60)는 상기 형상 플레이트(50)의 표면에 대해 직각 방향으로 형성함으로써, 후술하게 될 진공흡착수단(70)이 상기 형상 플레이트의 표면에 대해 직각 방향으로 설치되도록 하는 것이 요구된다.

그리고, 상기 각 수용구(60)에는 각각의 진공흡착수단(70)이 삽입되어 설치된다. 상기 진공흡착수단(70)의 상부면은 상기 형상 플레이트(50)의 표면과 동일 높이로 설치되어 구성되며, 또한 상기 진공흡착수단(70)은 상기 형상 플레이트의 표면에 대해 직각 방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 롤러헤밍장치는, 헤밍롤러에 의해 인가되는 외력에 의해 상기 형상 플레이트(50)의 형상이 변형되는 것을 방지하기 위해, 상기 형상 플레이트(50)를 지지하는 지지프레임(55)을, 상기 형상 플레이트(50)의 저면에 구비한다.

상기 지지프레임(55)은 베이스 프레임(10)의 상부면에 고정 설치되거나, 또는 헤밍지그 하부다이의 내측면에 설치되어, 상기 형상 플레이트(50)를 지지하게 된다.

더 나아가, 본 발명에 따른 롤러헤밍장치는, 상기 형상 플레이트의 표면에 대해 직각 방향으로 설치된 상기 진공흡착수단(70)을, 전진 또는 후퇴시킬 수 있는 높낮이 조절수단을 더 포함하여 구성된다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공흡착수단(70) 및 그 설치구조를 도시한 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공흡착수단(70)은, 상기 형상 플레이트(50)에 형성된 각각의 수용구(60) 내에 삽입되는 평판 타입의 흡착패드(72)를 구비하며, 상기 흡착패드(72)의 하단부에서 연장되어 에어컴프레셔 등을 포함하는 진공수단에 연결된다.

상기 진공흡착수단(70)의 흡착패드(72)의 상부면은 상기 형상 플레이트(50)의 표면과 동일 높이로 설치되도록 함으로써, 흡착패드와 아웃터패널(O.P) 외면이 긴밀하게 흡착될 수 있도록 한다. 또한, 상기 진공흡착수단(70)의 흡착패드(72)의 직경은 상기 수용구(60)의 직경과 동일하도록 구성함으로써, 상기 수용구(60)의 외주면이 상기 흡착패드(72)의 수평방향(x-y방향)으로 변위되는 것을 규제하는 기능을 가지도록 하는 것이 중요하다.

특히, 본 발명에 따른 진공흡착수단(70)은, 상기 형상 플레이트의 표면에 대해 직각 방향으로 상기 흡착패드(72)를, 전진 또는 후퇴시킬 수 있는 높낮이 조절수단을 더 포함하는 바, 상기 높낮이 조절수단의 바람직한 구조는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 흡착패드(72)의 후방으로 연장되고 외주면에 나사산이 형성된 고정서포터(74)와, 상기 고정서포터(74)의 나사산에 대응되는 암나사를 구비하여 상기 지지프레임(55)에 고정되는 지지부재(75)를 더 포함한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예로서의 높낮이 조절수단은, 상기 흡착패드(72)의 후방으로 연결된 고정서포터(74)를 회전시킴으로써, 상기 흡착패드(72)의 높낮이를 간편하게 조절할 수 있게 된다.

본 발명에서의 높낮이 조절수단에는, 높낮이를 적절하게 조절한 후에 상기 고정서포터(74)가 임의로 회전되지 않도록 하는 록킹수단이 선택적으로 더 부가될 수도 있으나, 이러한 정도의 변형은 당업계에서 필요에 따라 채용될 수 있는 것이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 롤러헤밍장치를 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이하에서는 본 발명의 특징적인 구성을 갖는 롤러헤밍장치를 중심으로 하여, 첨부된 도 6, 도 9 내지 도 14를 참조하여, 롤러 헤밍의 작업과정을 개략적으로 설명하기로 한다.

본 발명을 구체적으로 설명하기 위해, 편의상 도 9에 도시된 측면도를 기준으로, 도 9의 좌측 방향을 헤밍장치의 전방으로, 상부고정대를 작동시키는 구동수단 및 링크기구의 구동수단이 구비된 우측방향을 후방으로, 도 9의 윗 방향을 상부방향으로 각각 지칭하기로 한다.

본 발명에 따른 롤레허밍장치는, 상기 상부고정대(30)가 힌지축을 중심으로 상부에서 하부방향으로 회동되어 가공대상물(인너판넬)을 고정한 상태에서,

상기 상부고정대(30)의 연결부재(40)와 가공대상물의 외곽 윤곽선이 간섭되지 않는 구간에 대해서는, 로봇 아암의 선단에 장착된 헤밍롤러(R)를 가공대상물의 외곽 윤곽선을 따라 이동하면서 아웃터 패널(O.P)의 플랜지(F) 부분을 압착하여 롤러 헤밍작업을 수행하도록 하고,

상부고정대(30)의 연결부재(40)와 가공대상물의 외곽 윤곽선 일부가 간섭된 구간에 대해서는, 테이블 탑 헤밍(Table Top Hemming) 타입의 링크기구(110)를 고정 설치하여 구성된다.

본 발명에 따른 롤러헤밍장치는, 상기 링크기구(110)에 결합된 헤밍용 블레이드(130)에 의해, 상기 상부고정대(30)의 연결부재(40)와 간섭된 가공대상물 외곽 윤곽선을 헤밍작업할 수 있다.

롤러 헤밍작업을 위한 헤밍롤러는 로봇 아암의 선단에 장착되며, 로봇 제어부에 의해 헤밍롤러의 설정 각도에 따라 로봇 아암의 동작이 제어된다.

그리고, 테이블 탑 헤밍(Table Top Hemming) 타입의 링크기구(110)는 헤밍 블레이드(130)가 결합되어, 구동실린더(111)와 피스톤로드(112)로 이루어지는 구동수단에 의해, 예비헤밍과 메인헤밍작업이 순차적으로 진행된다. 링크기구(110) 및 블레이드(130)의 상관관계 및 그 작동순서는 도 13 및 도 14에 도시되어 있으며, 동작에 관한 설명은 후술하기로 한다.

상기 링크기구(110)에 의해 상기 블레이드(130)가 작동할 때, 상기 블레이드(130)가 상기 연결부재(40)에 간섭되지 않는 공간(R)을 확보해야 한다. 상기 블레이드가 작동하기 위한 충분한 공간을 확보하지 않으면, 상기 블레이드는 작동 중에 상기 연결부재(40)에 닿아 파손되거나 작동이 멈추는 문제가 발생될 수 있다.

상기 블레이드(130)의 동작이 가능한 공간(R)을 형성하기 위해, 상기 연결부재(40)는 상기 블레이드의 동작 궤적 바깥 방향으로 절곡된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 헤밍장치는,

상기 상부고정대(30)가 하부방향으로 회동되어 하부다이(D)에 안착된 가공대상물을 고정한 상태에서,

로봇 아암이 작동하여 가공대상물의 외곽 윤곽선을 따라 롤러 헤밍작업이 진행되도록 하면서,

특히 상기 상부고정대(30)를 오픈(상부방향으로 회동)시킬 필요가 없이도,

상기 상부고정대(30)가 닫힌 상태에서 상기 링크기구(110)를 구동시켜 상기 블레이드(130)를 작동시키면, 상기 연결부재(40)의 아래에 확보된 공간(R) 내에서 블레이드가 움직일 수 있으므로, 도 12에 도시된 바와 같이 블레이드는 상기 간섭구간에 대해 가공물을 헤밍 성형할 수 있게 된다.

도 6 및 도 9에서, 도면부호 25는 가공대상물의 외부 윤곽선을 고정하는 클램핑수단을 도시한 것이며, 도면부호 50은 헤밍지그 하부다이 상면의 내측 가장자리에서 하부 다이 중심부까지 연장 형성되어, 헤밍 가공될 아웃터패널의 형상면 전체에 밀착되는 형상 플레이트(50)로서, 가공대상물의 바닥면 즉, 아웃터판넬 외면을 지지하게 된다.

그리고, 도면부호 70은 상기 아웃터판넬 표면을 흡착함으로써, 헤밍 작업 중에 아웃터판넬이 움직이지 못하도록 잡아주는 진공흡착수단을 도시한 것이다.

상기 진공흡착수단(70) 및 형상 플레이트(50)는, 본 발명에 따른 헤밍장치의 헤밍 품질을 더욱 향상시키기 위한 구성요소이다.

도 10은 상기 도 9의 실시예에 따른 헤밍장치에서 상부고정대가 닫힌 상태를 도시한 사시도이다. 도 10의 그림에는 가공대상물이 도시되지 않은 상태이다.

본 발명에 따른 블레이드(130)가 연결부재(40)의 하부에 위치되어 있고, 가공대상물의 운곽선에 나란하게 배치되어 있음을 알 수 있다. 이 상태에서 연결부재(40)와 가공대상물의 외곽 윤곽선이 간섭되지 않은 가공대상물 윤곽선을 따라 로봇 아암이 이동하면서 롤러 헤밍작업을 수행한다.

롤러 헤밍작업과 병행하여, 연결부재(40)와 가공대상물의 윤곽선이 간섭된 구간에 대해서는 상기 링크기구(110)를 구동시켜 블레이드(130)로써 헤밍 작업이 수행될 수 있다.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에서 본 발명에 따른 링크기구(110)와 블레이드(130)를 제거한 상태를 도시한 것으로서, 상부고정대(30)와 연결부재(40)를 구동하는 구동수단(430)의 결합관계를 상세하게 표현한 사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시예로서 상기 구동수단(130)은 유압 또는 공압실린더가 적용될 수 있다. 상기 연결부재(40)의 일단은 힌지축(420)에 의해 베이스 프레임(10)의 상부에 설치된 지지프레임(410)과 결합되어, 상기 구동수단의 작동에 의해 상기 연결부재(40)는 힌지축(420)을 중심으로 회동하게 된다. 상기 연결부재(40)는 브라켓(436)을 중간매개로 하여 힌지축(420)에 결합하는 것이 제작 및 조립하기에 편리하다.

도면부호 431은 실린더를 고정하는 힌지축이며, 도면부호 432는 피스톤로드를 나타낸 것이다. 상기 피스톤 로드(432)는 상기 연결부재에 고정된 브라켓(436)에 힌지(434)로 결합된다. 이와 같이 구성됨으로써, 구동수단(430)의 피스톤로드(432)가 늘어나거나 줄어들면, 상기 피스톤로드(432)에 힌지(434)로 연결된 상기 연결부재(40)의 브라켓(436)을 잡아당기거나 밀게 된다. 이 힘에 의해, 상기 연결부재(40)는 힌지축(420)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회동하게 된다.

도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에서 상부고정대(30)와 연결부재(40) 및 이들의 구동수단(430)을 도면에서 생략한 상태에서, 본 발명의 링크기구(110)와 블레이드(130) 및 상기 링크기구를 구동하는 구동수단(111)의 결합관계를 도시한 사시도이며, 도 13은 본 발명에 따른 링크기구(110)와 블레이드(130) 및 이들을 구동하는 구동수단(111)의 결합구조를 도시한 측면도이다.

본 발명에 따른 링크기구(110)는 베이스 프레임(10) 상에 고정설치되며, 본 발명에서의 블레이드(130)는 메인헤밍용 블레이드(117)와 예비헤밍용 블레이드(127)로 구성된다. 상기 예비헤밍용 블레이드(127)와 메인헤밍용 블레이드(117)는 각각 블레이드 홀더(125)(115)에 결합되며, 상기 두 블레이드 홀더(125)(115)는 다수 링크들(113)(114)(124)에 의해 기계적으로 결합된다.

이렇게 구성된 링크들의 조합에 의해, 상기 두 블레이드(117)(127)는 하나의 구동수단(111)에 의해 각각 독립적이면서도 순차적으로 동작하게 된다.

도 12에서 도면부호 113은 구동수단(111)에 연결된 메인링크이며, 도면부호 114는 상기 메인링크(113)의 회전동작에 따라 메인블레이드 홀더(115)의 운동궤적을 제어하는 제1서브링크이다. 그리고, 도면부호 121은 상기 메인링크(113)에 구비되어 보조블레이드 홀더(125)를 구동시키는 캠을 도시한 것이며, 도면부호 123은 상기 캠(121)에 접촉되는 캠 롤러를 도시한 것이며, 도면부호 124는 상기 캠(121)으로부터 인가받은 외력에 의해 작동하는 예비블레이드 홀더(125)의 운동궤적을 제어하는 제2서브링크이다.

본 발명에 따른 링크기구(110)와 블레이드(130)의 동작과정은 도 14에서 상세히 설명된다.

도 14는 링크기구의 작동에 의해 아웃터판넬이 헤밍되는 과정을 순차적으로 도시한 설명도이다.

도 14의 (a)는 본 발명에 따른 링크기구(110) 및 블레이드(117)(127)가 초기위치에 있는 상태를 도시한 것이다.

도 14의 (b)는 예비 헤밍을 위해 예비헤밍 블레이드(127)가 전진하는 동작을 도시한 것으로서, 구동수단(111)이 작동하여 피스톤로드(112)가 늘어나면서 메인링크(113)를 회전시키면, 캠(121)이 예비블레이드 홀더(125)를 전진시키게 된다. 이 동작이 진행되는 동안 상기 메인블레이드 홀더(115)도 약간은 하강하게 된다.

도 14의 (c)는 예비헤밍 동작이 완료된 상태를 도시한 것으로서, 상기 구동수단(111)에 의해 메인링크(113)가 회전되어, 상기 캠(121)의 상사점이 상기 캠 롤러(123)에 밀착된 상태이다. 이 상태에서 메인링크(113)가 더 회전되면, 상기 캠(121)이 상사점을 지나게 될 것이고, 이에 따라서 예비블레이드 홀더(125)는 스프링의 복귀력에 의해 후퇴하게 될 것이다.

도 14의 (d)는 메인헤밍용 블레이드(117)가 가공대상물을 가압하는 메인헤밍 동작 상태를 도시한 것으로서, 상기 캠(121)이 상사점을 지나도록 메인링크(113)가 더 회전되면, 예비블레이드 홀더(125)는 메인헤밍용 블레이드(117)가 가공대상물을 가압할 때까지 계속해서 하강하게 된다. 그 결과, 메인헤밍 작업이 이루어진다.

도 14의 (e)는 예비헤밍과 메인헤밍 작업이 완료된 후, 블레이드와 링크기구가 원위치로 복귀되는 과정을 도시한 것이다. 복귀과정은 이미 설명한 동작의 반대동작이므로, 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 헤밍장치는, 하부다이의 형상 플레이트에 다수 개의 진공흡착수단(70)을 더 구비하여 구성함으로써, 롤러 헤밍작업이 진행되는 동안에 상기 각각의 진공흡착수단이 강한 흡착력으로 상기 아웃터패널의 외면이 상기 형상 플레이트에 견고하게 밀착되도록 고정할 수 있는 특징을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 헤밍장치는, 상기 진공흡착수단의 강한 흡착력으로 아웃터패널을 붙잡을 때에, 상기 형상 플레이트(50)는 아웃터패널과 넓은 면적으로 접촉되어 상기 아웃터패널의 저면을 전체적으로 균일하게 지지하므로, 진공 흡착패드의 강한 흡인력에 의해 아웃터패널이 변형되는 것을 방지할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 진공흡착에 의한 아웃터패널 고정식 롤러헤밍장치는, 설비의 유지비용 절감은 물론, 롤러헤밍 과정에서 수평방향(x-y방향)으로 아웃터패널이 밀리는 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 진공흡착수단을 아웃터패널의 표면에 대해 직각방향으로 전진 또는 후퇴 방향으로의 미세 위치조절함으로써, 가공대상이 되는 패널의 최적 조건에 맞게 설정 조정이 가능하여 아웃터패널의 변형을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

50: 형상 플레이트, 60: 수용구
70: 진공흡착수단
110: 링크기구, 130: 블레이드

Claims

로봇 아암에 구비된 헤밍롤러에 의해 헤밍지그의 하부다이에 재치된 아웃터패널의 가장자리 윤곽선을 따라 아웃터패널과 인너패널을 헤밍하는 롤러헤밍장치에 있어서,
헤밍지그 하부다이 상면의 내측 가장자리에서 하부 다이 중심부까지 연장 형성되어, 헤밍 가공될 아웃터패널의 형상면 전체에 밀착되도록 구성되는 형상 플레이트(50)와,
상기 형상 플레이트(50)에 형성되되, 상기 형상 플레이트의 표면에 대해 직각 방향으로 형성된 다수 개의 수용구(60)와,
상기 각 수용구에 삽입되어 설치되되, 상단면은 상기 형상 플레이트의 표면과 동일 높이로 설치되고, 상기 형상 플레이트의 표면에 대해 직각 방향으로 설치되는 다수 개의 진공흡착수단(70)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공흡착에 의한 아웃터패널 고정식 롤러헤밍장치.
제1항에 있어서,
상기 형상 플레이트의 표면에 대해 직각 방향으로 상기 진공흡착수단(70)을 전진 또는 후퇴시킬 수 있는 높낮이 조절수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 진공흡착에 의한 아웃터패널 고정식 롤러헤밍장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 형상 플레이트(50)의 저면을 지지하는 지지프레임(55)이 더 구비되어, 상기 형상 플레이트(50)의 변형을 방지하는 것을 특징으로 하는 진공흡착에 의한 아웃터패널 고정식 롤러헤밍장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 연결부재(40)가 구비된 위치에 근접한 베이스 프레임에는 링크기구가 고정 설치되고, 상기 연결부재(40) 주변에 위치한 가공대상물의 외곽 윤곽선을 상기 링크기구(110)의 작동에 의해 헤밍하는 블레이드가 더 구비되며,
상기 링크기구(110)에 의해 블레이드(130)가 작동할 때 상기 블레이드(130)가 상기 연결부재(40)에 간섭되지 않는 공간을 가지도록, 상기 연결부재(40)가 상기 블레이드의 동작 궤적 바깥 방향으로 절곡되어 구성되는 것을 특징으로 하는 진공흡착에 의한 아웃터패널 고정식 롤러헤밍장치.