KR20210096752A

KR20210096752A - 롤 포밍용 홈 가공장치

Info

Publication number: KR20210096752A
Application number: KR1020200010182A
Authority: KR
Inventors: 강용기; 김동규
Original assignee: 주식회사 디케이솔루션
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2021-08-06
Also published as: KR102406177B1

Abstract

롤 포밍용 홈 가공장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치는 롤 포밍 공정의 롤 포머 유닛에 투입되기 전에 복수개의 절삭날을 이용하여 소재의 절곡부 상의 절곡되는 내측 단면상에 공정방향을 따라 일정 깊이의 절삭홈을 선행 가공하여 절삭홈을 이용하여 롤 성형함으로써, 절곡부의 성형성을 향상시키며, 절곡부의 외측 모서리 곡률의 치수 정밀도를 높인다.

Description

롤 포밍용 홈 가공장치{Grooving Machine for Roll Forming}

본 발명은 롤 포밍용 홈 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 롤 포밍 공정의 롤 포머 유닛에 투입되기 전에, 공정방향을 따라 소재의 절곡부 내측 단면상에 일정 깊이의 절삭홈을 선행 가공하여 절곡부의 치수 정밀도를 높이는 롤 포밍용 홈 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로 건축, 건설, 자동차, 플랜트, 제조설비 등의 산업분야에서 사용되는 빔류는 다양한 성형법으로 제작되나, 최근에는 생산성 향상을 위하여 롤 포밍 공정을 통하여 제작되는 추세이다.

특히, 건축분야에서 건축자재로 사용되는 빔류의 대표적인 예로 커튼 월(Curtain wall)을 들 수 있다.

상기 커튼 월은 건축물이 부담해야 하는 하중을 부담하지 않고, 다만 외벽을 구성하여 외벽으로써의 역할만을 하는 구조물이다.

이러한 커튼 월과 같은 폐단면 빔류는 일반적으로 경량의 알루미늄 소재를 인발 성형을 통하여 폐단면 구조체로 구성하고, 유리로 마감하지만, 최근에는 안전과 고기능성의 요구에 따라 기존의 알루미늄이 가지고 있는 단점인 인발 성형의 구조적 한계성을 극복하고, 디자인, 내화 및 내열 성능이 우수한 스틸 소재의 커튼 월(Steel curtain wall)이 유럽을 중심으로 확대 보급되고 있는 추세이다.

도 1은 일반적인 롤 포밍 공정의 개념도이다.

한편, 도 1을 참조하면, 상기 폐단면 빔류의 제작을 위한 일반적인 롤 포밍 공정은 언코일 공정(S10)에서 공정라인 전방에 구성되는 언코일러(101)가 공급되는 스틸 코일(C)을 풀어주게 되고, 스트레이트닝 공정(S20)에서 상기 언코일러(101)로부터 풀려 나온 스틸 강판(P)을 스트레이트너(102)를 통해 평판으로 펴주게 된다.

그리고 피어싱 공정(S30)에서 프레스(103)를 통해 스틸 강판(P)에 여러 용도의 홀을 성형한다.

또한, 롤 포밍 공정(S40)에서 적어도 10단 이상의 롤 포머(R1~R7; 일부 미도시)들로 구성되는 롤 포머 유닛(104)을 통해 스틸 강판(P)을 순차적으로 절곡 성형하여 얻고자 하는 폐단면 성형빔(B)의 형상으로 롤 성형을 진행하게 된다.

이어서, 벤딩공정(S50)에서 다수개의 곡률 성형롤로 구성되는 라운드 벤더(105)를 통해 성형빔(B)에 일정 곡률을 성형하고, 이후, 컷팅공정(S60)에서 컷팅 프레스(106)를 통해 상기 곡률 성형된 폐단면 성형빔(B)을 일정규격으로 절단하여 폐단면 빔류을 제작하게 된다.

이와 같이, 다단의 롤 포밍 공정을 통하여 제작되는 폐단면 빔류는 건축자재인 스틸 소재의 커튼 월이나, 차체의 범퍼 빔 또는 사이드 실, 또는 설비용 빔 등으로 사용될 수 있다.

그러나 제품의 경량화를 위해 롤 포밍 공정에 공급되는 소재로 고강도 스틸 강판을 적용하는 경우, 소재의 강성에 의해 절곡부에서 스프링 백(Spring-Back) 현상이 발생하여 성형성이 떨어지며, 이러한 상태로 최종 폐단면 성형빔으로 성형되어도 측면에 웨이브 현상 등의 표면 굴곡에 의한 불량이 발생하거나, 절곡부의 모서리 곡률이 과다하여 치수 정확도가 떨어지는 등의 문제점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 롤 포밍 공정의 롤 포머 유닛에 투입되기 전에 절삭유닛을 이용하여 소재의 절곡부 내측 단면상에 공정방향을 따라 일정 깊이의 절삭홈을 선행 가공하여 절곡부의 성형성을 향상시키며, 절곡부의 모서리 곡률의 치수 정밀도를 높일 수 있도록 하는 롤 포밍용 홈 가공장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 롤 포밍 공정상의 롤 포머 유닛의 전방 일측에 배치되는 작업 테이블; 상기 작업 테이블 상의 일측에 공정 폭 방향으로 설치되며, 하부에 개구부가 형성되는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트의 개구부에 대응하여 소재를 안내하도록 상기 작업 테이블 상에 공정방향을 따라 설치되는 가이드 플레이트; 상기 고정 플레이트의 전면 양측에 레일유닛을 통하여 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 높이조정 플레이트; 상기 고정 플레이트의 상단과 상기 높이조정 플레이트의 상단 사이에 구성되어 상기 높이조정 플레이트의 상하방향 높이를 조정하는 조정볼트유닛; 상기 높이조정 플레이트의 전면 양측에 베어링유닛을 통하여 설치되는 회전축 상에 복수개의 절삭날을 구성하여 상기 소재의 절곡부 내측 단면상에 공정방향을 따라 일정 깊이의 절삭홈을 가공하는 절삭유닛; 상기 절삭유닛의 일 측방에 대응하여 상기 작업 테이블 상에 구성되며, 벨트를 통하여 상기 절삭유닛의 회전축에 구동모터의 회전동력을 전달하는 구동유닛; 상기 가이드 플레이트의 전방 상부에 대응하여 복수의 전방 롤러가 배치되도록 상기 작업 테이블 상에 구성되어 상기 복수의 전방 롤러가 상기 가이드 플레이트로 공급되는 소재의 상면에 구름 접촉된 상태로 누르면서 상기 소재를 공정방향으로 안내하는 전방 가이드 롤러유닛; 및 상기 가이드 플레이트의 후방 상부에 대응하여 복수의 후방 롤러가 배치되도록 상기 고정 플레이트 상에 구성되어 상기 복수의 후방 롤러가 상기 절삭유닛에 의해 절삭홈의 가공이 완료된 소재의 상면에 구름 접촉된 상태로 누르면서 상기 소재를 공정방향으로 안내하는 후방 가이드 롤러유닛을 포함하는 롤 포밍용 홈 가공장치가 제공될 수 있다.

상기 가이드 플레이트는 상기 작업 테이블 상에 고정 브라켓을 통하여 설치되며, 상면 양 측방에는 공급되는 소재의 하면과 접촉되는 복수의 가이드 빔이 공정방향을 따라 설치될 수 있다.

또한, 상기 레일유닛은 상기 고정 플레이트의 전면 양측에 상하방향으로 설치되는 레일; 및

상기 높이조정 플레이트의 후면 양측에 각각 설치되어 상기 레일을 따라 승하강하는 슬라이더로 이루어질 수 있다.

상기 조정볼트유닛은 상기 고정 플레이트의 상단 중앙에 너트 브라켓을 통하여 고정되는 고정너트; 및 상기 고정너트에 체결된 상태로, 하단이 상기 높이조정 플레이트의 상단 중앙에 연결블록을 통하여 회전 가능하게 연결되고, 상단에는 조정핸들이 설치되는 조정볼트를 포함할 수 있다.

상기 절삭유닛은 상기 높이조정 플레이트의 전면 양측에 베어링유닛을 통하여 양단이 회전 가능하게 설치되는 회전축; 및 상기 소재의 절곡부 내측 단면에 대응하여 상기 회전축 상에 고정 설치되는 복수개의 절삭날을 포함할 수 있다.

상기 구동유닛은 상기 절삭유닛의 회전축의 일 측방에 대응하여 상기 작업 테이블 상에 고정 설치되는 구동모터; 상기 구동모터의 모터축 상에 고정 설치되는 구동풀리; 상기 정삭유닛의 회전축의 일단부에 고정 설치되는 피동풀리; 및 상기 구동풀리와 피동풀리를 연결하는 벨트를 포함할 수 있다.

상기 전방 가이드 롤러유닛은 상기 가이드 플레이트의 전방 상부에 폭 방향으로 배치되어 양단이 상기 작업 테이블 상에 베어링유닛을 통하여 회전 가능하게 설치되는 전방 지지축; 상기 전방 지지축의 양측에 선단부가 각각 고정 연결되는 전방 링크; 상기 전방 링크의 후단부에 베어링을 통하여 양단이 각각 회전 가능하게 연결되는 전방 롤러축; 상기 전방 롤러축 상의 양측에 각각 구성되어 상기 가이드 플레이트로 공급되는 소재의 상면에 구름 접촉되는 전방 롤러; 및 상기 작업 테이블 상의 양측 지지 프레임에 일측이 각각 힌지 연결되며, 작동로드의 선단이 상기 전방 링크의 일측에 힌지 브라켓을 통하여 연결되어 상기 전방 롤러에 하향 쿠션력을 제공하는 전방 쿠션 실린더를 포함할 수 있다.

또한, 상기 후방 가이드 롤러유닛은 상기 고정 플레이트의 후면 하부에 폭 방향으로 배치되어 양단이 상기 고정 플레이트 상에 베어링유닛을 통하여 회전 가능하게 설치되는 후방 지지축; 상기 후방 지지축의 양측에 각각 중앙부가 고정 연결되는 후방 링크; 상기 후방 링크의 선단부에 베어링을 통하여 양단이 각각 회전 가능하게 연결되는 후방 롤러축; 상기 후방 롤러축 상의 양측에 각각 구성되어 상기 절삭유닛에 의해 절삭홈의 가공이 완료된 소재의 상면에 구름 접촉되는 후방 롤러; 및 상기 고정 플레이트의 후면 양측에 각각 일측이 힌지 연결되며, 작동로드의 선단이 상기 후방 링크의 후단부에 힌지 브라켓을 통하여 연결되어 상기 후방 롤러에 하향 쿠션력을 제공하는 후방 쿠션 실린더를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 후방 링크는 상기 고정 플레이트의 개구부를 통하여 상기 고정 플레이트의 전방에 배치되는 후방 롤러축과, 상기 고정 플레이트의 후방에 배치되는 후방 지지축을 연결할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치는 롤 포밍 공정의 롤 포머 유닛에 투입되기 전에, 소재의 절곡부의 절곡되는 내측 단면상에 공정방향을 따라 일정 깊이의 절삭홈을 선행 가공하여 롤 포밍 공정에서 절곡 성형되는 과정에, 절곡홈에 의해 절곡부의 성형성을 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 절삭홈을 선행 가공한 상태로 절곡부를 롤 성형하게 되면, 소재가 고강도 스틸 강판이라도, 성형성이 개선되어 기존 고강도 강판의 강성에 의한 스프링 백 현상을 방지할 수 있으며, 외측 모서리 부분의 곡률 치수를 정밀하게 하여 제품의 치수 정밀도를 높일 수 있다.

도 1은 일반적인 롤 포밍 공정의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치의 전방 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치의 후방 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치에 적용되는 전방 및 후방 가이드 롤러유닛의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치의 사용 상태를 설명하기 위한 측 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치에 의해 절삭홈이 가공된 소재의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치에 의해 절삭홈이 가공된 소재의 롤 포밍 공정도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 설명의 편의상 도 2의 좌측방향을 전방, 우측방향을 후방이라 정의하여 설명하며, 전방에서 후방을 향하는 공정방향이 정의된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치의 전방 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치의 후방 사시도이다.

도 2와 도 3를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치는 롤 포밍 공정상에 다단의 롤 포머로 이루어지는 롤 포머 유닛의 전방 일측에 배치되어 롤 포머 유닛으로 투입되는 소개의 절곡부 내측 단면상에 복수의 절삭날을 이용한 절삭홈을 가공하여 절곡부의 성형성을 향시킨다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치의 구체적인 구성을 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치는 작업 테이블(11), 고정 플레이트(13), 가이드 플레이트(15), 높이조정 플레이트(17), 조정볼트유닛(20), 절삭유닛(30), 구동유닛(40), 전방 가이드 롤러유닛(50), 후방 가이드 롤러유닛(60)을 포함한다.

먼저, 상기 작업 테이블(11)은 롤 포밍 공정상의 롤 포머 유닛(미도시)의 전방 일측에 다수개의 지지 프레임(11a)을 통하여 배치된다.

이때, 상기 지지 프레임(11a)은 상기 작업 테이블(11)을 상기 롤 포머 유닛(미도시)에 소재를 공급하기 적당한 높이로 맞추어 설치한다.

상기 고정 플레이트(13)는 상기 작업 테이블(11) 상의 일측에 공정 폭 방향으로 설치되며, 이때, 상기 고정 플레이트(13)의 하부에는 소재가 공정방향으로 진행할 수 있도록 상기 작업 테이블(11)과의 사이에 개구부(13a)가 형성된다.

상기 가이드 플레이트(15)는 상기 고정 플레이트(13)의 전방에서 개구부(13a)를 통해 소재가 통과하도록 소재를 안내하는 기능을 하며, 상기 작업 테이블(11) 상에 공정방향을 따라 설치된다.

즉, 상기 가이드 플레이트(15)는 상기 작업 테이블(11) 상에 2개의 고정 브라켓(15a)을 통하여 설치된다. 또한, 상기 가이드 플레이트(15)의 상면 양 측방에는 공급되는 소재의 하면과 접촉되는 2개씩의 가이드 빔(15b)이 공정방향을 따라 설치된다.

이때, 상기 가이드 빔(15b)은 상기 공정방향으로 진행하는 소재의 하면과 접촉되는 면적을 최소화하기 위하여 상기 가이드 플레이트(15)상의 양 측방에 2개씩 설치되나, 그 개수는 2개씩으로 한정되는 것은 아니며, 소재의 가공에 필요한 하중을 지지해주면서 소재의 변형을 방지할 수 있는 정도의 개수로 적용할 수 있다.

상기 높이조정 플레이트(17)는 상기 고정 플레이트(13)의 전면 양측에 레일유닛(70)을 통하여 상하방향으로 이동가능하게 설치된다.

즉, 상기 레일유닛(70)은 상기 고정 플레이트(13)의 전면 양측에 상하방향으로 각각 레일(71)이 설치되고, 상기 높이조정 플레이트(17)의 후면 양측에 상하로 각각 슬라이더(73)가 설치되며, 상기 레일(71)에 각 슬라이더(73)가 상하방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치된다.

이와 같이, 상기 높이조정 플레이트(17)는 레일(71)과 슬라이더(73)로 이루어지는 레일유닛(70)을 통하여 상기 고정 플레이트(13)의 전면에 대하여 상하방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치된다.

상기 조정볼트유닛(20)은 상기 고정 플레이트(13)의 상단과 상기 높이조정 플레이트(17)의 상단 사이에 구성되는데, 상기 고정 플레이트(13)의 전면에 대하여 높이조정 플레이트(17)의 상하방향 높이를 조정하는 기능을 갖는다.

즉, 상기 조정볼트유닛(20)은 상기 고정 플레이트(13)의 상단 중앙에 너트 브라켓(21)을 통하여 고정너트(23)가 설치되는데, 이때, 상기 고정너트(23)의 중심은 상기 높이조정 플레이트(17)의 상단 중앙에 대응하게 위치된다.

또한, 상기 고정너트(23)에 조정볼트(29)가 체결되는데, 상기 조정볼트(29)는 하단이 상기 높이조정 플레이트(17)의 상단 중앙에 연결블록(25)을 통하여 회전 가능하게 연결되고, 상기 조정볼트(29)의 상단에 조정핸들(27)이 설치된다.

따라서 상기 조정볼트(29)는 고정너트(23)에 대한 체결량에 따라 상기 고정 플레이트(13)의 전면에 대하여 상기 높이조정 플레이트(17)를 상하방향으로 슬라이드 이동시키면서 높이를 조정할 수 있다.

상기 절삭유닛(30)은 상기 높이조정 플레이트(17)의 전면 양측에 베어링유닛(BU)을 통하여 설치되는 회전축(31) 상에 복수개의 절삭날(33)을 구성하여 공급되는 소재의 절곡부 내측 단면상에 공정방향을 따라 일정 깊이의 절삭홈을 가공하도록 구성된다.

즉, 상기 절삭유닛(30)은 회전축(31)과 복수개의 절삭날(33)로 구성되는데, 상기 회전축(31)은 양단이 상기 높이조정 플레이트(17)의 전면 양측에 베어링유닛(BU)을 통하여 각각 회전 가능하게 설치된다. 또한, 상기 복수개의 절삭날(33)은 소재의 절곡부 내측 단면에 대응하여 상기 회전축(31) 상에 위치가 고정되어 설치된다.

여기서, 상기 복수개의 절삭날(33)은 롤 포밍 공정에서, 다단의 롤 포머로 이루어지는 롤 포머 유닛(미도시)에 의해 각각 절곡 성형되는 절곡부의 내측 단면의 위치에 대응하여 상기 회전축(31)에 고정 설치된다.

상기 구동유닛(40)은 상기 절삭유닛(30)의 일 측방에 대응하여 상기 작업 테이블(11) 상에 구성되며, 벨트(47)를 통하여 상기 절삭유닛(30)의 회전축(31)에 구동모터(41)의 회전동력을 전달하도록 구성된다.

즉, 상기 구동유닛(40)은 상기 절삭유닛(30)의 회전축(31)의 일 측방에 대응하여 구동모터(41)가 상기 작업 테이블(11) 상에 모터 브라켓(49)을 통하여 고정 설치된다.

상기 구동모터(41)의 모터축 상에는 구동풀리(43)가 고정 설치되고, 상기 절삭유닛(30)의 회전축(31)의 일단부에는 피동풀리(45)가 고정 설치된다. 또한, 상기 구동풀리(43)와 피동풀리(45)는 상기 벨트(47)를 통하여 연결되어 구동모터(31) 회전동력을 회전축(31)에 전달한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치에 적용되는 전방 및 후방 가이드 롤러유닛의 사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기 전방 가이드 롤러유닛(50)은 상기 가이드 플레이트(15)의 전방 상부에 대응하여 복수의 전방 롤러(57)가 배치되도록 상기 작업 테이블(11) 상에 구성되어 상기 복수의 전방 롤러(57)가 상기 가이드 플레이트(15)로 공급되는 소재의 상면에 구름 접촉된 상태로 누르면서 상기 소재를 공정방향으로 안내하는 기능을 한다.

즉, 상기 전방 가이드 롤러유닛(50)은 전방 지지축(51), 전방 링크(53), 전방 롤러축(55), 전방 롤러(57), 쿠션 실린더(59)로 구성된다.

상기 전방 지지축(51)은 상기 가이드 플레이트(15)의 전방 상부에 폭 방향으로 배치되며, 양단이 상기 작업 테이블(11) 상에 베어링유닛(BU)을 통하여 회전 가능하게 설치된다.

이때, 상기 베어링유닛(BU)은 상기 작업 테이블(11) 상의 가이드 플레이트(15)의 전방 양측에 구성되는 지지 프레임(11b)의 상면에 고정 설치된다.

상기 전방 링크(53)는 상기 전방 지지축(51)의 양측에 선단부가 각각 고정 연결된다.

상기 전방 롤러축(55)은 상기 가이드 플레이트(15)의 전방 상부에 폭 방향으로 배치되며, 양단이 양측 전방 링크(53)의 후단부에 베어링(B)을 통하여 각각 회전 가능하게 연결된다.

상기 전방 롤러(57)는 상기 전방 롤러축(55) 상의 양측에 각각 구성되어 상기 가이드 플레이트(15)로 공급되는 소재의 상면에 구름 접촉된 상태로, 상기 전방 롤러축(55)과 함께 회전 가능하게 구성된다.

상기 쿠션 실린더(59)는 상기 작업 테이블(11) 상의 양측 지지 프레임(11b)에 일측이 각각 힌지 연결되며, 작동로드(59a)의 선단이 상기 전방 링크(53)의 중앙부 일측에 힌지 브라켓(59b)을 통하여 연결되어 상기 전방 롤러(57)에 하방향으로 쿠션력을 제공하도록 구성된다.

도 4를 참조하면, 상기 후방 가이드 롤러유닛(60)은 상기 가이드 플레이트(15)의 후방 상부에 대응하여 복수의 후방 롤러(67)가 배치되도록 상기 고정 플레이트(13) 상에 구성되어 상기 복수의 후방 롤러(67)가 상기 절삭유닛(30)에 의해 절삭홈의 가공이 완료된 소재의 상면에 구름 접촉된 상태로 누르면서 상기 소재를 공정방향으로 안내하는 기능을 한다.

즉, 상기 후방 가이드 롤러유닛(60)은 후방 지지축(61), 후방 링크(63), 후방 롤러축(65), 후방 롤러(67), 후방 쿠션 실린더(69)로 구성된다.

상기 후방 지지축(61)은 상기 고정 플레이트(13)의 후면 하부에 폭 방향으로 배치되며, 양단이 상기 고정 플레이트(13) 상에 베어링유닛(BU)을 통하여 회전 가능하게 설치된다.

상기 후방 링크(63)는 상기 후방 지지축(61)의 양측에 각각 중앙부가 고정 연결된다.

상기 후방 롤러축(65)은 상기 고정 플레이트(13)의 전면 하부에서 상기 가이드 플레이트(15)의 상부에 폭 방향으로 배치되며, 양단이 상기 후방 링크(63)의 선단부에 베어링(B)을 통하여 각각 회전 가능하게 연결된다.

상기 후방 롤러(67)는 상기 후방 롤러축(65) 상의 양측에 각각 구성되어 상기 절삭유닛(30)에 의해 절삭홈의 가공이 완료된 소재의 상면에 구름 접촉된 상태로, 상기 후방 롤러축(65)과 함께 회전 가능하게 구성된다.

상기 후방 쿠션 실린더(69)는 상기 고정 플레이트(13)의 후면 양측에 각각 후단부가 힌지 연결되며, 작동로드(69a)의 선단이 상기 후방 링크(63)의 후단부에 힌지 브라켓(69b)을 통하여 연결되어 상기 후방 롤러(67)에 하향 쿠션력을 제공하도록 구성된다.

이때, 상기 후방 링크(67)는 상기 고정 플레이트(13)의 개구부(13a)를 통하여 상기 고정 플레이트(13)의 전방에 배치되는 후방 롤러축(65)과, 상기 고정 플레이트(13)의 후방에 배치되는 후방 지지축(61)을 연결한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치의 사용 상태를 설명하기 위한 측 단면도이다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치를 통하여 공급되는 소재의 절곡부(3) 내측 단면상에 절삭홈(G)을 가공하는 과정을 설명한다.

먼저, 상기 소재는 스틸 코일(C)을 풀어서 스틸 강판(P)의 형태로 상기 가이드 플레이트(15)의 전방으로부터 공급된다.

즉, 상기 스틸 강판(P)은 하면이 상기 가이드 플레이트(15) 상의 복수개의 가이드 빔(15b)에 접촉되며, 상면이 상기 전방 및 후방 가이드 롤러유닛(50)(60)의 각 전방 및 후방 롤러(57)(67)에 구름 접촉된 상태로 공정방향으로 안내된다.

이때, 상기 전방 및 후방 쿠션 실린더(59)(69)는 스틸 강판(P)의 상면에 전방 및 후방 롤러(57)(67)를 통하여 하향 쿠션력에 의한 가압력을 제공하여 상기 스틸 강판(P)이 공급되는 과정에 진동이나 흔들림을 흡수하여 안정적으로 공급되도록 한다.

이와 같이, 상기 스틸 강판(P)이 가이드 플레이트(15)와 전방 및 후방 가이드 롤러유닛(50)(60)을 통하여 안정적으로 공급되는 과정에, 상기 절삭유닛(30)은 각 절삭날(33)이 구동유닛(40)의 구동모터(41)로부터 회전동력을 전달받아 회전하면서 공정방향 후방의 롤 포머 유닛(미도시)에서 다단으로 절곡될 상기 스틸 강판(P)의 절곡부(3)의 내측 단면상에 공정방향을 따라 절삭홈(G)을 가공하게 된다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치에 의해 절삭홈이 가공된 소재의 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치를 통하여 복수개의 절삭홈(G)이 가공된 상태의 스틸 강판(P)으로, 상기 절삭홈(G)은 롤 포머 유닛(미도시)에서 다단으로 절곡될 상기 스틸 강판(P)의 절곡부(3)의 절곡되는 내측 단면상에 공정방향을 따라 "V"자 형상으로 가공된 예를 도시하였다.

본 발명의 실시 에에서는 상기 절삭홈(G)이 "V"자 형상으로 가공되는 예를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, "U" 자 형상, 또는 사다리꼴 형상, 다각형상, 사각형상, 이중 "V"자 형상, "U" 자 형상과 경사면이 복합적으로 이루어지는 복합 "U"자 형상 등, 스틸 강판(P)의 절곡부(3) 성형 시, 성형성이 개선되는 형상이면, 적용이 가능하다.

이때, 상기 절삭날(33)은 절삭홈(G)의 형상에 따라 날 부분의 형상이 설정되며, 상기 절삭홈(G)의 깊이는 소재 강도나 성형 품질을 고려하여 소재 두께의 10% ~ 80%의 범위 내에서 설정될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치에 의해 절삭홈이 가공된 소재의 롤 포밍 공정도이다.

이와 같이, 도 6에서와 같이, 절곡부(3)의 절곡되는 내측 단면상에 절삭홈(G)이 가공된 스틸 강판(P)은 공정방향을 따라 연속적으로 25단의 롤 포머 유닛(도 1의 104)으로 공급되어 롤 성형된다.

즉, 상기 롤 포머 유닛은 전체 25단의 롤 포머로 이루어져 25단의 공정으로 진행되나, 도 7에서는 전체 공정 중, 성행 및 후행 공정으로 연속성을 갖거나 유추 가능한 공정은 생략하였으며, 부분적으로 성형부가 이동 또는 전환되는 공정 위주로 도시하였다.

도 7을 참조하면, 제1단(미도시), 제2단(미도시)을 통하여 공급되는 스틸 강판(P)이 롤 포머 유닛에 투입되며, 제3단(ST3) 및 제4단(ST4)에서 상부 및 하부 성형롤(FR1)(FR2)에 의해 스틸 강판(P)의 양 측단부의 절곡홈(G)이 형성된 절곡부(3)에서 양 측단부가 상향 절곡된다.

이와 같이, 제5단(미도시)을 거쳐, 제6단(ST6) 및 제7단(ST7)에서 상부 및 하부 성형롤(FR1)(FR2)에 의해 스틸 강판(P)의 양 측단부의 절곡부(3)에서 양 측단부가 중심방향으로 다시 절곡되어 양단부 일부분이 겹쳐지도록 성형된다.

이후, 제8단(미도시)을 거쳐, 제9단(ST9) 및 제10단(ST10)에서 상부 및 하부 성형롤(FR1)(FR2)과 함께, 양 측부 성형롤(FR3)에 의해 스틸 강판(P)의 양 측단부의 절곡부(3)에서 양 측단부의 외부 일측이 외향하여 절곡된다.

이어서, 제11단(미도시)을 거쳐, 제12단(ST12) 및 제13단(ST13)에서 상부 및 하부 성형롤(FR1)(FR2)에 의해 스틸 강판(P)의 양 측단부의 절곡홈(G)이 형성된 절곡부(3)에서 양 측단부의 내부 일측이 상향 절곡된다.

이후, 제13단, 제14단, 제15단, 제16단, 제17단, 제18단, 제19단을 거쳐 제20단(ST20), 제 21단, 제22단(ST22), 제23단, 제24단, 및 제25단(ST25)에서, 상부 및 하부 성형롤(FR1)(FR2) 또는 상부 및 하부 성형롤(FR1)(FR2)과 함께, 양 측부 성형롤(FR3)에 의해 스틸 강판(P)의 양 측단부의 절곡홈(G)이 형성된 절곡부(3)에서 양 측단부의 중앙부 양측이 상향 절곡되어 최종, 폐단면의 성형빔(B)으로 롤 성형이 완료된다.

이와 같이, 전체 25단의 롤 포머 유닛을 통해 폐단면으로 롤 성형된 성형빔(B)은 양단이 후공정에서 용접 등에 의해 접합되어 최종 폐단면 빔으로 제작된다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 롤 포밍용 홈 가공장치는 롤 포밍 공정의 롤 포머 유닛에 투입되기 전에 절삭유닛(30)을 이용하여 소재의 절곡부(3) 상의 절곡되는 내측 단면상에 공정방향을 따라 일정 깊이의 절삭홈(G)을 선행 가공한 상태로 롤 포밍 공정으로 공급하여 절곡부(3)의 성형성을 향상시키며, 절곡부(3)의 각 외측 모서리 부분의 곡률 치수를 정확하게 맞출 수 있어 제품의 치수 정밀도를 높일 수 있다.

이러한 롤 포밍용 홈 가공장치를 통해 절곡부(3)에 선행하여 절삭홈(G)이 가공된 스틸 강판(P)이 다단의 롤 포밍 공정을 통해 폐단면의 빔으로 성형되면, 제품의 경량화를 위해 고강도 스틸 강판이 적용되어도 소재의 강성에 의한 스프링 백(Spring-Back) 현상이 발생하지 않아 성형성을 향상시킬 수 있다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

C: 스틸 코일
P: 스틸 강판
B: 성형빔
G: 절삭홈
3: 절곡부
BU: 베어링 유닛
B: 베어링
11: 작업 테이블
13: 고정 플레이트
15: 가이드 플레이트
17: 높이조정 플레이트
20: 조정볼트유닛
20: 조정볼트유닛
21: 너트 브라켓
23: 고정너트
25: 연결블록
27: 조정핸들
29: 조정볼트
30: 절삭유닛
31: 회전축
33: 절삭날
40: 구동유닛
41: 구동모터
43: 구동풀리
45: 피동풀리
47: 벨트
49: 모터 브라켓
50: 전방 가이드 롤러유닛
51: 전방 지지축
53: 전방 링크
55: 전방 롤러축
57: 전방 롤러
59: 쿠션 실린더
60: 후방 가이드 롤러유닛
61: 후방 지지축
63: 후방 링크
65: 후방 롤러축
67: 후방 롤러
69: 후방 쿠션 실린더
70: 레일유닛
71: 레일
73: 슬라이더

Claims

롤 포밍 공정상의 롤 포머 유닛의 전방 일측에 배치되는 작업 테이블;
상기 작업 테이블 상의 일측에 공정 폭 방향으로 설치되며, 하부에 개구부가 형성되는 고정 플레이트;
상기 고정 플레이트의 개구부에 대응하여 소재를 안내하도록 상기 작업 테이블 상에 공정방향을 따라 설치되는 가이드 플레이트;
상기 고정 플레이트의 전면 양측에 레일유닛을 통하여 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 높이조정 플레이트;
상기 고정 플레이트의 상단과 상기 높이조정 플레이트의 상단 사이에 구성되어 상기 높이조정 플레이트의 상하방향 높이를 조정하는 조정볼트유닛;
상기 높이조정 플레이트의 전면 양측에 베어링유닛을 통하여 설치되는 회전축 상에 복수개의 절삭날을 구성하여 상기 소재의 절곡부 내측 단면상에 공정방향을 따라 일정 깊이의 절삭홈을 가공하는 절삭유닛;
상기 절삭유닛의 일 측방에 대응하여 상기 작업 테이블 상에 구성되며, 벨트를 통하여 상기 절삭유닛의 회전축에 구동모터의 회전동력을 전달하는 구동유닛;
상기 가이드 플레이트의 전방 상부에 대응하여 복수의 전방 롤러가 배치되도록 상기 작업 테이블 상에 구성되어 상기 복수의 전방 롤러가 상기 가이드 플레이트로 공급되는 소재의 상면에 구름 접촉된 상태로 누르면서 상기 소재를 공정방향으로 안내하는 전방 가이드 롤러유닛; 및
상기 가이드 플레이트의 후방 상부에 대응하여 복수의 후방 롤러가 배치되도록 상기 고정 플레이트 상에 구성되어 상기 복수의 후방 롤러가 상기 절삭유닛에 의해 절삭홈의 가공이 완료된 소재의 상면에 구름 접촉된 상태로 누르면서 상기 소재를 공정방향으로 안내하는 후방 가이드 롤러유닛;
을 포함하는 롤 포밍용 홈 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 가이드 플레이트는
상기 작업 테이블 상에 고정 브라켓을 통하여 설치되며, 상면 양 측방에는 공급되는 소재의 하면과 접촉되는 복수의 가이드 빔이 공정방향을 따라 설치되는 롤 포밍용 홈 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 레일유닛은
상기 고정 플레이트의 전면 양측에 상하방향으로 설치되는 레일; 및
상기 높이조정 플레이트의 후면 양측에 각각 설치되어 상기 레일을 따라 승하강하는 슬라이더로 이루어지는 롤 포밍용 홈 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 조정볼트유닛은
상기 고정 플레이트의 상단 중앙에 너트 브라켓을 통하여 고정되는 고정너트; 및
상기 고정너트에 체결된 상태로, 하단이 상기 높이조정 플레이트의 상단 중앙에 연결블록을 통하여 회전 가능하게 연결되고, 상단에는 조정핸들이 설치되는 조정볼트;
를 포함하는 롤 포밍용 홈 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 절삭유닛은
상기 높이조정 플레이트의 전면 양측에 베어링유닛을 통하여 양단이 회전 가능하게 설치되는 회전축; 및
상기 소재의 절곡부 내측 단면에 대응하여 상기 회전축 상에 고정 설치되는 복수개의 절삭날;
을 포함하는 롤 포밍용 홈 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 구동유닛은
상기 절삭유닛의 회전축의 일 측방에 대응하여 상기 작업 테이블 상에 고정 설치되는 구동모터;
상기 구동모터의 모터축 상에 고정 설치되는 구동풀리;
상기 정삭유닛의 회전축의 일단부에 고정 설치되는 피동풀리; 및
상기 구동풀리와 피동풀리를 연결하는 벨트;
를 포함하는 롤 포밍용 홈 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 전방 가이드 롤러유닛은
상기 가이드 플레이트의 전방 상부에 폭 방향으로 배치되어 양단이 상기 작업 테이블 상에 베어링유닛을 통하여 회전 가능하게 설치되는 전방 지지축;
상기 전방 지지축의 양측에 선단부가 각각 고정 연결되는 전방 링크;
상기 전방 링크의 후단부에 베어링을 통하여 양단이 각각 회전 가능하게 연결되는 전방 롤러축;
상기 전방 롤러축 상의 양측에 각각 구성되어 상기 가이드 플레이트로 공급되는 소재의 상면에 구름 접촉되는 전방 롤러; 및
상기 작업 테이블 상의 양측 지지 프레임에 일측이 각각 힌지 연결되며, 작동로드의 선단이 상기 전방 링크의 일측에 힌지 브라켓을 통하여 연결되어 상기 전방 롤러에 하향 쿠션력을 제공하는 전방 쿠션 실린더;
를 포함하는 롤 포밍용 홈 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 후방 가이드 롤러유닛은
상기 고정 플레이트의 후면 하부에 폭 방향으로 배치되어 양단이 상기 고정 플레이트 상에 베어링유닛을 통하여 회전 가능하게 설치되는 후방 지지축;
상기 후방 지지축의 양측에 각각 중앙부가 고정 연결되는 후방 링크;
상기 후방 링크의 선단부에 베어링을 통하여 양단이 각각 회전 가능하게 연결되는 후방 롤러축;
상기 후방 롤러축 상의 양측에 각각 구성되어 상기 절삭유닛에 의해 절삭홈의 가공이 완료된 소재의 상면에 구름 접촉되는 후방 롤러; 및
상기 고정 플레이트의 후면 양측에 각각 일측이 힌지 연결되며, 작동로드의 선단이 상기 후방 링크의 후단부에 힌지 브라켓을 통하여 연결되어 상기 후방 롤러에 하향 쿠션력을 제공하는 후방 쿠션 실린더;
를 포함하는 롤 포밍용 홈 가공장치.
제8항에 있어서,
상기 후방 링크는
상기 고정 플레이트의 개구부를 통하여 상기 고정 플레이트의 전방에 배치되는 후방 롤러축과, 상기 고정 플레이트의 후방에 배치되는 후방 지지축을 연결하는 롤 포밍용 홈 가공장치.