KR20140054805A

KR20140054805A - 롤 포밍 방법

Info

Publication number: KR20140054805A
Application number: KR1020120120749A
Authority: KR
Inventors: 구도회; 유경선
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2014-05-09
Also published as: KR101464967B1

Abstract

롤 포밍 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 방법은 언코일 단계, 스트레이트닝 단계, 롤 포밍 단계, 및 컷팅단계를 포함하는 롤 포밍 방법에 있어서, 상기 스트레이트닝 단계와 롤 포밍 단계의 사이에는 상기 롤 포밍 단계에서 다단의 롤 포머를 통하여 폐단면을 갖도록 순차적으로 절곡 형성된 성형빔의 길이에 대응하는 패널의 절단부에 레이저 연화 열처리를 수행하여 상기 절단부의 강도를 약하게 하는 레이저 연화 열처리 단계를 더 포함한다.

Description

롤 포밍 방법{ROLL FORMING METHOD}

본 발명은 롤 포밍 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 롤 포밍 공정상의 스트레이트닝 단계와 롤 포밍 단계의 사이에 후공정인 컷팅 단계에서 절단할 절단부에 대해 레이저 국부 열처리를 수행해 절단부의 강도를 약화시킴으로써, 컷팅 프레스 상의 트림스틸에 가해지는 응력을 저감시켜 트림스틸의 마모 및 파손을 방지하도록 하는 롤 포밍 방법에 관한 것이다.

일반적으로 직선타입의 빔류는 상부 롤과 하부 롤로 구성되는 롤 포머가 10단 이상으로 일렬 배치되어 공급되는 패널을 다양한 형상으로 절곡하여 성형하는 롤 포밍 시스템에 의해 성형된다.

도 3은 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정 개념도이다.

도 3을 참조하면, 상기한 롤 포밍 시스템 및 그 공정은, 공급되는 코일(100)을 풀어주는 언코일러(101)가 공정라인 전방에 구성되어 언코일 단계(S100)를 진행한다.

상기 언코일러(101)의 후방에는 언코일러(101)로부터 풀려 나온 코일(100)을 평판의 패널(200)로 펴주는 스트레이트너(103)가 구비되어 스트레이트닝 단계(S200)를 진행한다.

상기 스트레이트너(103)의 공정방향 후방에는 스트레이트너(103)로부터 공급된 강판패널(200)에 여러 용도의 구멍을 성형하는 브레이크 프레스(105)가 구비되어 피어싱 단계(S3)를 진행한다.

이러한 브레이크 프레스(105)의 공정방향 후방에는 적어도 10단 이상의 롤 포머(R1~R7; 일부 미도시)들로 구성되는 롤 포머유닛(R)이 배치되어 상기 언코일러(101), 스트레이트너(103), 및 브레이크 프레스(105)를 거쳐 공급되는 패널(200)을 순차적으로 절곡 성형하여 얻고자 하는 성형빔(300)으로 롤 성형하는 롤 포밍 단계(S400)를 진행한다.

그리고 이러한 롤 포머유닛(R)의 공정방향 후방에는 컷팅 프레스(107)가 구비되어 상기 성형빔(300)을 제품화하기 위한 완성품의 규격대로 절단하는 컷팅 단계(S500)를 진행한다.

상기 롤 포머유닛(R)에 의해 성형된 성형빔(300)은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 롤 포머유닛(R)의 후방에 위치되는 컷팅 프레스(107)에 의해 정확한 규격으로 절단된다.

이러한 구성의 롤 포밍 시스템에서, 본 실시예에 따른 컷팅 프레스(107)는 상기 롤 포머유닛(R)의 후방에서 상기 성형빔(300)의 절단부를 정확하게 한번에 절단하여 절단면 품질 및 그 치수 정밀도를 높이게 된다.

여기서, 상기 컷팅 프레스(107)는 하부 다이(111) 상에 상기 성형빔(300)을 안착시키는 하형(113)이 구성되고, 그 상부의 상부 다이(115) 상에는 트림스틸(117)이 장착되어 상부 다이(115)가 하강하면서 상기 트림스틸(117)이 하형(113) 상의 성형빔(300)을 절단하도록 구성된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 컷팅 프레스(107)는 성형빔(300)이 하형(113) 상에 투입되어 트림스틸(117)에 의해 성형되는데, 상기한 성형빔(260)은 항복강도가 높은 고장력, 고강도 강판으로 이루어지는 바, 트림스틸(117)의 날부(119)에 절단시의 응력이 높게 작용하여 트림스틸(117)의 수명을 저하시키며, 장시간 사용으로 날부(119)가 무뎌져 절단면이 매끄럽지 못한 등, 성형빔(300)의 품질을 저하시키는 단점을 내포하고 있다.

또한, 상기 트림스틸(117)의 내구성 저하는 트림스틸(117)의 교체주기를 짧게 하는 바, 잦은 트림스틸 교체로 인한 소모비용이 증가되고, 트림스틸(117) 교체 작업에 따른 롤 포밍 공정의 중단으로 인해 성형빔(300)의 생산성이 저하되는 문제점도 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 롤 포밍 공정상의 스트레이트닝 단계와 롤 포밍 단계의 사이에 후공정인 컷팅 단계에서 절단할 절단부에 대해 레이저 국부 열처리를 수행하여 강도를 약화시킴으로써, 컷팅 프레스 상의 트림스틸에 가해지는 응력을 저감시켜 트림스틸의 마모 및 파손을 방지하고, 전체적인 내구성 향상을 통해 컷팅 프레스의 수명을 연장시키는 동시에, 컷팅된 성형빔의 품질을 향상시키도록 하는 롤 포밍 방법을 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 방법은 언코일 단계, 스트레이트닝 단계, 롤 포밍 단계, 및 컷팅단계를 포함하는 롤 포밍 방법에 있어서, 상기 스트레이트닝 단계와 롤 포밍 단계의 사이에는 상기 롤 포밍 단계에서 다단의 롤 포머를 통하여 폐단면을 갖도록 순차적으로 절곡 형성된 성형빔의 길이에 대응하는 패널의 절단부에 레이저 연화 열처리를 수행하여 상기 절단부의 강도를 약하게 하는 레이저 연화 열처리 단계를 더 포함한다.

상기 레이저 연화 열처리 단계는 레이저 발진기로부터 발진된 레이저빔을 조사하는 레이저 옵틱헤드를 통해 상기 패널의 절단부에 레이저빔을 조사 시, 상기 롤 포밍 단계로 공급되는 패널의 피딩 속도에 동기하여 상기 패널의 폭 방향으로 형성된 절단부에 레이저 연화 열처리를 수행할 수 있다.

상기 레이저 연화 열처리 단계에서는 전도용접 구간의 레이저빔을 이용하여 상기 패널의 절단부를 국부적으로 연화 열처리할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 방법은 언코일러로부터 풀려 나온 강판을 스트레이트너를 통해 평판의 패널로 펴주는 스트레이트닝 단계와, 다단의 롤 포머들로 구성되는 롤 포밍 유닛을 통하여 패널을 순차적으로 절곡 성형하여 적어도 하나 이상의 폐단면을 갖는 성형빔으로 롤 성형하는 롤 포밍 단계와, 성형된 성형빔을 컷팅 프레스를 통하여 제품 길이에 맞게 컷팅하는 컷팅 단계를 포함하는 롤 포밍 방법에 있어서, 상기 스트레이트닝 단계와 상기 롤 포밍 단계의 사이에는 상기 성형빔의 제품 길이에 대응하는 상기 패널의 절단부에 레이저빔을 조사하여 레이저 연화 열처리를 수행하여 상기 절단부의 강도를 약하게 하는 레이저 연화 열처리 단계를 더 포함한다.

상기 레이저 연화 열처리 단계에서는 레이저 발진기로부터 발진된 레이저빔을 조사하는 레이저 옵틱헤드를 통해 상기 패널의 절단부에 레이저빔을 조사 시, 전도용접 구간의 레이저빔을 이용하여 상기 롤 포밍 단계로 공급되는 패널의 피딩 속도에 따라, 상기 패널의 이동방향과 동일한 방향 및 속도로 이동하면서 상기 패널의 폭 방향으로 형성된 절단부에 국부적으로 레이저 연화 열처리를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 방법에 의하면, 롤 포밍 공정상의 스트레이트닝 단계와 롤 포밍 단계의 사이에 후공정인 컷팅 단계에서 절단할 절단부에 대해 레이저 국부 열처리를 수행함으로써, 컷팅이 이루어지는 절단부의 강도를 약화시켜 성형빔의 컷팅 작업 시, 컷팅 프레스의 트림스틸에 가해지는 응력을 저감시켜 트림스틸의 마모 및 파손을 방지하고, 장시간 반복 사용에도 트림스틸의 날부가 유지됨에 따라, 강도가 약해진 절단부를 매끄럽게 절단할 수 있어 성형품의 절단면 품질을 확보함과 동시에, 성형품의 치수 정밀도를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 컷팅 프레스의 트림스틸의 전체적인 내구성을 향상시킴으로써, 컷팅 프레스의 수명을 연장시키는 동시에, 트림스틸 교체에 따른 소모비용을 절감하는 효과도 있다.

또한, 본 발명의 실시에에 따른 롤 포밍 방법은 트림스틸의 교체주기를 증가시킴으로써, 소모비용을 절감하고, 트림스틸 교체작업 주기를 늘림으로써, 롤 포밍 공정의 중단을 최소화함에 따라 성형빔의 생산성을 향상시키는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 방법이 적용되는 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 방법의 개념도이다.
도 3은 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정 개념도이다.
도 4는 일반적인 컷팅 프레스의 측면 구성도이다.

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

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 방법이 적용되는 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 방법의 개념도이다.

단, 본 발명의 예시적인 실시예에 대한 구성을 설명함에 있어, 종래 기술의 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 및 도면 부호를 적용하여 설명한다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 롤 포밍 방법은 롤 포밍 공정상의 스트레이트닝 단계(S2)와 롤 포밍 단계(S4)의 사이에 후공정인 컷팅 단계(S5)에서 절단할 절단부(210)에 대해 레이저 국부 열처리를 수행하여 강도를 약화시킴으로써, 컷팅 프레스(7) 상의 트림스틸(117)에 가해지는 응력을 저감시켜 트림스틸(117)의 마모 및 파손을 방지하고, 전체적인 내구성 향상을 통해 컷팅 프레스(7)의 수명을 연장시키는 동시에, 컷팅된 성형빔(300)의 품질을 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 방법이 적용되는 전체적인 롤 포밍 공정은 롤 포밍 공정라인 전방에서, 언코일러(1)를 통하여 공급되는 코일(100)을 풀어주는 언코일 단계(S1)를 진행한다.

상기 언코일 단계(S1)에 이어, 언코일러(1)로부터 풀려 나온 띠상의 강판을 스트레이트너(2)를 통하여 평판의 강판 패널(200)로 펴주는 스트레이트닝 단계(S2)를 진행한다.

상기 스트레이트닝 단계(S2)에 이어서는 적어도 10단 이상의 롤 포머(R1~R7; 일부 미도시)들로 구성되는 롤 포밍 유닛(4)을 통하여 상기 스트레이트너(2)로부터 공급되는 강판패널(200)을 순차적으로 절곡 성형하여 폐단면을 갖는 성형빔(300)의 형상으로 롤 성형하는 롤 포밍 단계(S4)를 진행한다.

그리고 상기한 롤 포밍 단계(S4)에 이어서는 컷팅 프레스(7)를 통하여 상기 성형빔(300)을 제품화하기 위한 완성품의 규격대로 절단하는 컷팅 단계(S5)를 진행한다.

이러한 단계별 롤 포밍 공정에서, 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 방법은 상기 스트레이트닝 단계(S2)와 롤 포밍 단계(S4) 사이에서 이루어진다.

즉, 본 발명의 실시에에 따른 롤 포밍 방법은 상기 스트레이트닝 단계(S2)와 롤 포밍 단계(S4)의 사이에 상기 롤 포밍 단계(S4)를 통해 폐단면을 갖도록 순차적으로 절곡 형성된 성형빔(300)의 길이에 대응하는 패널(200)의 절단부(210)에 레이저 연화 열처리를 수행하여 상기 절단부(210)의 강도를 약하게 하는 레이저 연화 열처리 단계(S3)를 더 포함한다.

상기 레이저 연화 열처리 단계(S3)에서는 상기 스트레이트너(2)와 롤 포밍 유닛(4)의 사이에 구비되는 레이저 열처리 장치(3)를 통해 상기 패널(200)의 절단부(210)에 레이저 연화 열처리를 수행하게 된다.

여기서, 상기 레이저 열처리 장치(3)는, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 제어기(10)의 제어신호에 따라, 레이저 발진기(11)로부터 발진된 레이저빔을 조사하는 레이저 옵틱헤드(13)와, 상기 레이저 옵틱헤드(13)에 연결되어 상기 제어기(10)에 의해 제어되고, 상기 레이저 옵틱헤드(13)를 상기 패널(200)의 이동방향과 폭 방향으로 이동시키는 이동유닛(15)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 이동유닛(15)은 상기 패널(200)의 이동방향인 X축 방향과, 상기 패널(200)의 폭 방향인 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성되며, 일 예로, X축과 Y축 방향으로 배치된 레일과, 이 레일을 따라 상기 제어기(10)의 제어신호에 의해 이동 가능하게 설치되는 리니어 모터로 구성될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 상기 레이저 열처리 장치(3)를 통해 상기 패널(200)의 절단부(210)를 연화시키는 상기 레이저 연화 열처리 단계(S3)는 레이저 발진기(11)로부터 발진된 레이저빔을 조사하는 레이저 옵틱헤드(13)를 통해 상기 패널(200)의 절단부(210)에 레이저빔을 조사 시, 상기 롤 포밍 단계(S4)로 공급되는 패널의 피딩 속도에 동기하여 상기 패널(200)의 폭 방향으로 형성된 절단부(210)에 레이저 연화 열처리를 수행하게 된다.

즉, 상기 레이저 연화 열처리 단계(S3)에서는 제어기(10)에 의해 제어되는 상기 레이저 열처리 장치(3)가 상기 롤 포밍 단계(S4)로 공급되는 패널(200)의 피딩 속도에 따라, 상기 레이저 옵틱헤드(13)를 이동유닛(15)의 제어를 통하여 상기 패널(200)의 이동방향과 동일한 방향 및 속도로 이동시키면서 상기 패널(200)의 절단부(210)에 레이저 연화 열처리를 진행하게 된다.

여기서, 상기 레이저 연화 열처리 단계(S3)에서는 전도용접 구간의 레이저빔을 이용하여 상기 패널(200)의 절단부(210)를 국부적으로 연화 열처리를 수행함으로써, 상기 절단부(210)의 강도를 약하게 만들게 된다.

이에 따라, 상기 컷팅 프레스(7)는 롤 포밍 단계(S4)를 거치면서 성형이 완료된 성형빔(300)의 절단 시, 레이저 연화 열처리 단계(S3)를 통해 강도가 약해진 절단부(210)를 트림스틸(117)을 통해 절단함으로써, 보다 원활하게 절단하게 되며, 이 때, 상기 트림스틸(117)에 가해지는 응력이 최소화되어 트림스틸(117)의 마모 및 파손이 방지와 함께, 트림스틸(117)의 날부(119)를 보다 오래 유지시킬 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 롤 포밍 방법을 적용하면, 롤 포밍 공정상의 스트레이트닝 단계(S2)와 롤 포밍 단계(S4)의 사이에 후공정인 컷팅 단계(S5)에서 절단할 절단부(210)에 대해 레이저 국부 열처리를 수행하는 레이저 연화 열처리 단계(S3)를 포함함으로써, 컷팅이 이루어지는 절단부(210)의 강도를 약화시켜 성형빔(300)의 컷팅 작업 시, 트림스틸(117)에 가해지는 응력을 저감시켜 트림스틸(117)의 마모 및 파손을 방지하고, 장시간 반복 사용에도 트림스틸(117)의 날부(119)가 유지됨에 따라, 강도가 약해진 절단부(210)를 매끄럽게 절단할 수 있어 성형품의 절단면 품질을 확보함과 동시에, 성형품의 치수 정밀도를 향상시키는 효과가 있다.

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

1: 언코일러 2: 스트레이트너
3: 레이저 열처리 장치 4: 롤 포밍 유닛
7: 컷팅 프레스 10 : 제어기
11 : 레이저 발진기 13 : 레이저 옵틱헤드
15 : 이동유닛 100 : 코일
200 : 패널 210 : 절단부
300 : 성형빔

Claims

언코일 단계, 스트레이트닝 단계, 롤 포밍 단계, 및 컷팅단계를 포함하는 롤 포밍 방법에 있어서,
상기 스트레이트닝 단계와 롤 포밍 단계의 사이에는 상기 롤 포밍 단계에서 다단의 롤 포머를 통하여 폐단면을 갖도록 순차적으로 절곡 형성된 성형빔의 길이에 대응하는 패널의 절단부에 레이저 연화 열처리를 수행하여 상기 절단부의 강도를 약하게 하는 레이저 연화 열처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 포밍 방법.
제1항에 있어서,
상기 레이저 연화 열처리 단계는
레이저 발진기로부터 발진된 레이저빔을 조사하는 레이저 옵틱헤드를 통해 상기 패널의 절단부에 레이저빔을 조사 시, 상기 롤 포밍 단계로 공급되는 패널의 피딩 속도에 동기하여 상기 패널의 폭 방향으로 형성된 절단부에 레이저 연화 열처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 롤 포밍 방법.
제1항에 있어서,
상기 레이저 연화 열처리 단계에서는
전도용접 구간의 레이저빔을 이용하여 상기 패널의 절단부를 국부적으로 연화 열처리하는 것을 특징으로 하는 롤 포밍 방법.
언코일러로부터 풀려 나온 강판을 스트레이트너를 통해 평판의 패널로 펴주는 스트레이트닝 단계와, 다단의 롤 포머들로 구성되는 롤 포밍 유닛을 통하여 패널을 순차적으로 절곡 성형하여 적어도 하나 이상의 폐단면을 갖는 성형빔으로 롤 성형하는 롤 포밍 단계와, 성형된 성형빔을 컷팅 프레스를 통하여 제품 길이에 맞게 컷팅하는 컷팅 단계를 포함하는 롤 포밍 방법에 있어서,
상기 스트레이트닝 단계와 상기 롤 포밍 단계의 사이에는 상기 성형빔의 제품 길이에 대응하는 상기 패널의 절단부에 레이저빔을 조사하여 레이저 연화 열처리를 수행하여 상기 절단부의 강도를 약하게 하는 레이저 연화 열처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 포밍 방법.
제4항에 있어서,
상기 레이저 연화 열처리 단계에서는
레이저 발진기로부터 발진된 레이저빔을 조사하는 레이저 옵틱헤드를 통해 상기 패널의 절단부에 레이저빔을 조사 시, 전도용접 구간의 레이저빔을 이용하여 상기 롤 포밍 단계로 공급되는 패널의 피딩 속도에 따라, 상기 패널의 이동방향과 동일한 방향 및 속도로 이동하면서 상기 패널의 폭 방향으로 형성된 절단부에 국부적으로 레이저 연화 열처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 롤 포밍 방법.