KR101752678B1 - 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법, 이를 이용한 판재의 성형성 평가 방법 - Google Patents

판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법, 이를 이용한 판재의 성형성 평가 방법 Download PDF

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Abstract

성형 전 판재에 복수의 그리드를 제1 축 및 상기 제1 축과 수직인 제2 축을 따라 배치하는 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법에 있어서, 상기 제1 축을 따라 배치되고 상기 제2 축으로는 간격 변화가 없는 복수의 그리드를 포함하는 그리드 열을 상기 제2 축을 따라 복수 개 배치하되, 상기 제2 축을 따라 배치하는 상기 복수 개의 그리드 열은 각각 연속하여 배치되는 그리드 열을 기준으로 상기 제1 축을 따라 시프트하여 배치한 스텐실을 형성하고, 상기 스텐실에 배치된 상기 복수의 그리드를 상기 성형 전 판재에 마킹하는 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법이 개시된다.

Description

판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법, 이를 이용한 판재의 성형성 평가 방법{GRID LAYOUT METHOD FOR EVALUATION OF FORMABILITY IN A SHEET METAL, METHOD FOR FORMABILITY EVALUATION IN A SHEET METAL USING THE GRID LAYOUT METHOD}
본 발명은 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법, 이를 이용한 판재의 성형성 평가 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프레스를 이용한 판재 가공에서의 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법, 이를 이용한 판재의 성형성 평가 방법에 관한 것이다.
자동차, 가전 제품 등의 판재를 가공하는 산업에 있어서, 프레스를 이용한 성형이 주로 이루어지고 있다. 특히, 자동차 산업에 있어서 안전성 향상 및 무게 감소를 위해 고강도 판재의 사용이 증가하고 있으며, 이러한 고강도 판재의 경우, 일반적으로 연신율이 낮으므로 판재의 성형성 평가에 대한 중요성이 부각되고 있다.
한편, 판재의 성형성을 평가하기 위한 대표적인 방법으로는 성형한계선이라 불리는 척도가 널리 사용되고 있다. 성형한계선이란 성형 전 판재의 표면에 일정한 패턴의 그리드를 마킹하고, 해당 판재를 성형하여 파단을 유도한 뒤, 파단 발생 부위에 존재하는 그리드의 주, 부 변형률과 파단 발생 부위와 근접한 위치에 존재하는 그리드의 주, 부 변형률을 데이터로 하여 도출할 수 있다. 구체적으로는, 성형한계도상의 파단 발생 부위의 그리드의 주, 부 변형률을 나타내는 적어도 하나의 좌표와 파단 발생 부위와 근접한 위치에 존재하는 그리드의 주, 부 변형률을 나타내는 적어도 하나의 좌표의 적절한 중간 지점을 연결하여 성형한계선을 작성할 수 있다.
이때, 성형 전 판재에 종래의 방식으로 서로 수직하는 제1 축 및 제2 축을 따라 동일한 간격을 갖는 복수의 열과 행을 형성하도록 복수의 그리드를 배치하는 경우(도 2 참조), 해당 판재의 성형 후, 파단 발생 부위에 적어도 하나의 그리드가 위치하거나, 파단 발생 부위로부터 대부분 비슷한 거리만큼 이격된 위치에 적어도 하나의 그리드가 위치하게 된다. 이러한 경우, 성형한계선을 작성하기 위해, 파단 발생 부위 및 파단 발생 부위와 근접한 위치에 존재하는 적어도 하나의 그리드의 주, 부 변형률을 산출하고, 해당 좌표를 성형한계도상에 나타내면, 파단 발생 부위에 존재하는 그리드의 주, 부 변형률을 나타내는 좌표와, 파단 발생 부위와 근접한 위치에 존재하는 그리드의 주, 부 변형률을 나타내는 좌표는 일정 거리 이상 이격되어 표시되므로, 상술한 바와 같이 성형한계선을 작성하기 위해 그 적절한 중간 지점을 찾는 데 어려움이 있다. 이에 따라, 성형한계선의 오차가 커질 수 있으며, 파단 발생 부위에 존재하는 그리드의 주, 부 변형률을 나타내는 좌표와, 파단 발생 부위와 근접한 위치에 존재하는 그리드의 주, 부 변형률을 나타내는 좌표의 적절한 중간 지점을 정확하게 찾기 위해서는 보다 많은 개수의 그리드의 주, 부 변형률을 산출하여야 한다는 문제점이 있다.
본 발명의 일측면은 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법, 이를 이용한 판재의 성형성 평가 방법에 관한 것으로서, 성형전 판재에 복수의 열과 행을 형성하도록 복수의 그리드를 배치하되, 열 단위로 시프트하여 배치하는 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법, 이를 이용한 판재의 성형성 평가 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면은 성형 전 판재에 복수의 그리드를 제1 축 및 상기 제1 축과 수직인 제2 축을 따라 배치하는 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법에 있어서, 상기 제1 축을 따라 배치되고 상기 제2 축으로는 간격 변화가 없는 복수의 그리드를 포함하는 그리드 열을 상기 제2 축을 따라 복수 개 배치하되, 상기 제2 축을 따라 배치하는 상기 복수 개의 그리드 열은 각각 연속하여 배치되는 그리드 열을 기준으로 상기 제1 축을 따라 시프트하여 배치한 스텐실을 형성하고, 상기 스텐실에 배치된 상기 복수의 그리드를 상기 성형 전 판재에 마킹한다.
한편, 상기 그리드 열은, 상기 제1 축을 따라 서로 접하거나, 일정 간격을 가지며 배치되는 복수의 그리드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 그리드는, 원형 형상 또는 사각 형상 중 하나의 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면은 판재의 성형성 평가 방법에 있어서, 성형 전 판재에 제1 축을 따라 배치되고 상기 제1 축과 수직인 제2 축으로는 간격 변화가 없는 복수의 그리드를 포함하는 그리드 열을 상기 제2 축을 따라 복수 개 배치하되, 상기 제2 축을 따라 배치하는 상기 복수 개의 그리드 열은 각각 연속하여 배치되는 그리드 열을 기준으로 상기 제1 축을 따라 시프트하여 배치하고, 상기 판재를 성형하여 파단을 발생시키며, 상기 판재에 마킹된 상기 복수의 그리드 중 상기 판재의 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드와 상기 판재의 파단 발생 부위와 근접하는 적어도 하나의 그리드의 변형률에 따라 상기 판재의 성형성을 평가한다.
한편, 상기 그리드 열은, 상기 제1 축을 따라 서로 접하거나, 일정 간격을 가지며 배치되는 복수의 그리드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 그리드는, 원형 형상 또는 사각 형상 중 하나의 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 판재에 마킹된 상기 복수의 그리드 중 상기 판재의 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드와 상기 판재의 파단 발생 부위와 근접하는 적어도 하나의 그리드의 변형률에 따라 상기 판재의 성형성을 평가하는 것은, 상기 판재의 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드 및 상기 판재의 파단 발생 부위와 근접하는 적어도 하나의 그리드의 장축 및 단축과 미리 저장된 표준 그리드의 직경을 비교하여 주 변형률 및 부 변형률을 산출하는 것을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 성형전 판재에 복수의 열과 행을 형성하도록 복수의 그리드를 배치하되, 열 단위로 시프트하여 배치함으로써, 성형 후 파단 발생 부위로부터 보다 근접한 거리에 위치하는 적어도 하나의 그리드의 변형률을 산출할 수 있으며, 이를 이용하여 정확도가 높은 성형한계선을 작성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 성형성 평가 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 성형 전 판재에 마킹하는 복수의 그리드 배치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 성형성 평가 시스템에 포함되는 그리드 마킹 장치에서 성형 전 판재에 마킹하는 복수의 그리드 배치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 성형성 평가 시스템에 포함되는 그리드 마킹 장치에서 성형 전 판재에 마킹하는 복수의 그리드 배치의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형성 평가 시스템에 포함되는 성형성 평가 장치의 제어 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 성형성 평가 시스템에 포함되는 성형성 평가 장치에서 성형한계선도를 작성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 종래의 성형한계선도를 작성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법을 이용한 판재의 성형성 평가 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 성형성 평가 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 성형성 평가 시스템(100)은 그리드 마킹 장치(110), 판재 성형 장치(120), 카메라 모듈(130) 및 성형성 평가 장치(140)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 성형성 평가 시스템(100)은 도 1에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해 구현될 수 있다. 이하, 상술한 구성요소들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 그리드 마킹 장치(110)는 성형 전 판재의 표면에 복수의 그리드(10)를 마킹할 수 있다. 이때, 그리드 마킹 장치(110)는 공지된 다양한 방법을 이용하여 성형 전 판재의 표면에 특정 패턴을 갖도록 복수의 그리드(10)를 마킹할 수 있으며, 예를 들어, 그리드 마킹 장치(110)는 복수의 그리드(10)를 원하는 패턴을 갖도록 배치한 스텐실을 형성하고, 실크스크린 기법 또는 전해 에칭 기법을 이용하여 스텐실에 형성된 그리드 패턴을 성형 전 판재의 표면에 마킹하는 방식으로, 성형 전 판재의 표면에 원하는 패턴을 갖도록 복수의 그리드(10)를 배열하여 마킹할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 그리드 마킹 장치(110)에서 성형 전 판재의 표면에 복수의 그리드(10)를 배치하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 종래의 성형 전 판재에 마킹하는 복수의 그리드 배치의 일 예를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 성형성 평가 시스템에 포함되는 그리드 마킹 장치에서 성형 전 판재에 마킹하는 복수의 그리드 배치의 일 예를 도시한 도면이고, 도 4는 그리드 마킹 장치에서 성형 전 판재에 마킹하는 복수의 그리드 배치의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 성형 전 판재에 복수의 그리드(9)를 배치하는 방법으로는, 성형 전 판재에 복수의 그리드(9)를 서로 수직하는 제1 축 및 제2 축을 따라 동일한 간격을 갖는 복수의 열과 행을 형성하도록 배치할 수 있다.
반면, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리드 마킹 장치(110)는 성형 전 판재에 복수의 그리드(10)를 서로 수직하는 제1 축 및 제2 축을 따라 복수의 열과 행을 형성하도록 배치하되, 열 단위로 시프트하여 배치할 수 있다. 즉, 그리드 마킹 장치(110)는 제1 축을 따라 배치되고 제2 축으로는 간격 변화가 없는 복수의 그리드를 포함하는 그리드 열을 제2 축을 따라 복수 개 배치하되, 제2 축을 따라 배치하는 복수 개의 그리드 열은 각각 연속하여 배치되는 그리드 열을 기준으로 제1 축을 따라 시프트하여 배치할 수 있다. 이때, 그리드 마킹 장치(110)는 성형 전 판재의 전 영역에 걸쳐 복수의 그리드(10)를 마킹하나, 도 3에서는 성형 전 판재의 일부분에 마킹되는 복수의 그리드(10)를 예로 들어 도시하였다.
구체적으로는, 복수의 그리드 열(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)은 각각 제1 축을 따라 배치되고 제2 축으로는 간격 변화가 없는 복수의 그리드를 포함할 수 있다. 이때, 도 3에서는 각 그리드 열에 포함되는 복수의 그리드는 서로 일정한 간격을 가지며 제1 축과 평행하게 배치된 것을 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며 서로 접하도록 배치될 수 있다. 또한, 도 3에서는 복수의 그리드(10)가 일정한 직경을 갖는 원형 형상인 것을 예로 들어 도시하였으나, 도 4와 같이 일정한 격자 크기를 갖는 사각 형상일 수 있다.
그리드 마킹 장치(110)는 이러한 복수의 그리드 열(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)을 제2 축을 따라 순차적으로 배치하되, 연속하여 배치되는 그리드 열을 기준으로 제1 축을 따라 시프트하여 배치할 수 있다.
예를 들어, 그리드 마킹 장치(110)는 제1 그리드 열(10a)을 기준으로 제2 그리드 열(10b)을 제1 축을 따라 시프트하고, 제2 그리드 열(10b)을 기준으로 제3 그리드 열(10c)을 제1 축을 따라 시프트하여 배치하고, 제3 그리드 열(10c)을 기준으로 제4 그리드 열(10d)을 제1 축을 따라 시프트하여 배치할 수 있다. 이때, 제2 그리드 열(10b) 내지 제4 그리드 열(10d)은 동일한 거리만큼 시프트될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 제5 그리드 열(10e)을 기준으로 제5 그리드 열(10e) 이후에 제2 축을 따라 순차적으로 배치되는 그리드 열을 시프트하여 배치할 수 있다.
한편, 판재 성형 장치(120)는 그리드 마킹 장치(110)에 의해 복수의 그리드(10)가 마킹된 판재를 성형하여 파단을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 판재 성형 장치(120)는 판재를 소정의 홀더에 고정시킨 후, 성형품과 대응하는 형상을 갖는 프레스를 이용하여 가압하는 방식으로 판재에 파단을 유도할 수 있다.
또한, 판재 성형 장치(120)에 의해 판재에 파단이 발생하는 경우, 해당 판재에 마킹된 복수의 그리드(10)의 형태가 변형될 수 있다. 카메라 모듈(130)은 후술하는 성형성 평가 장치(140)에서 이러한 그리드의 변형률을 산출할 수 있도록 판재의 수직 상부에 마련되어 판재를 촬영하고, 해당 이미지를 성형성 평가 장치(140)로 전달할 수 있다. 이때, 카메라 모듈(130)은 성형성 평가 장치(140)의 제어에 따라 촬영 시점, 조명 밝기 등이 조절될 수 있다.
성형성 평가 장치(140)는 카메라 모듈(130)로부터 성형 후 판재의 이미지를 전달받아 변형된 복수의 그리드(10’)의 변형률을 산출하고, 이를 이용하여 성형한계도상에서 성형한계선을 작성할 수 있다. 이와 관련하여, 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형성 평가 시스템에 포함되는 성형성 평가 장치의 제어 블록도이고, 도 6은 성형성 평가 장치에서 성형한계선을 작성하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 종래의 성형한계선을 작성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 성형성 평가 장치(140)는 이미지 처리부(141), 변형률 산출부(142), 성형한계선도 작성부(143), 표시부(144) 및 메모리부(145)를 포함할 수 있다. 성형성 평가 장치(140)는 도 5에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해 구현될 수 있다. 이하, 상술한 구성요소에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
이미지 처리부(141)는 카메라 모듈(130)을 통해 성형 후 판재의 이미지를 전달받고, 이를 화상 처리하여 변형된 복수의 그리드(10’)의 경계선을 추출할 수 있다. 이미지 처리부(141)는 카메라 모듈(130)을 통해 성형 후 판재의 이미지를 전달받고, 도 6의 (a)와 같이 변형된 복수의 그리드(10’)의 경계선을 추출할 수 있다.
변형률 산출부(142)는 성형 후 판재의 변형된 복수의 그리드(10’)의 주 변형률 및 부 변형률을 산출할 수 있다.
구체적으로는, 도 6의 (a)를 참조하면, 변형률 산출부(142)는 성형 후 판재의 변형된 복수의 그리드(10’) 중에서 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드(11,12) 및 파단 발생 부위와 근접한 영역에 위치하는 적어도 하나의 그리드(13,14)의 주 변형률 및 부 변형률을 산출할 수 있다. 이때, 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드(11,12) 및 파단 발생 부위와 근접한 영역에 위치하는 적어도 하나의 그리드(13,14)는 타원 형상일 수 있다. 즉, 성형 전 판재에 마킹되는 복수의 그리드(10)가 일정한 직경을 갖는 원형 형상인 경우, 주 변형률은 그리드의 직경 변화가 가장 큰 방향인 장축 방향의 변형률을 의미하고, 부 변형률은 그리드의 직경 변화가 가장 작은 방향인 단축 방향의 변형률을 의미한다.
따라서, 변형률 산출부(142)는 이미지 처리부(141)에서 추출한 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드(11,12) 및 파단 발생 부위와 근접한 영역에 위치하는 적어도 하나의 그리드(13,14)의 경계선을 이용하여 각 그리드의 주 변형률 및 부 변형률을 산출할 수 있다. 예를 들어, 변형률 산출부(142)는 각 그리드의 중심점과 경계선 상의 임의의 두 점을 연결하는 선분 중, 그 길이가 가장 긴 선분의 길이를 해당 그리드의 장축 길이로 산출하고, 각 그리드의 중심선과 경계선 상의 임의의 두 점을 연결하는 선분 중, 장축과 수직하고 그 길이가 가장 짧은 선분의 길이를 해당 그리드의 단축 길이로 산출할 수 있다. 그리고, 변형률 산출부(142)는 각 그리드의 장축 및 단축 길이와 메모리부(145)에 미리 저장된 표준 그리드(10)의 직경을 비교하여 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드(11,12) 및 파단 발생 부위와 근접한 영역에 위치하는 적어도 하나의 그리드(13,14)의 주, 부 변형률을 산출할 수 있다. 여기서, 메모리부(145)에 미리 저장된 표준 그리드(10)의 직경이란 성형 전 판재에 마킹되는 그리드(10)의 직경을 의미한다.
한편, 도 7의 (a)를 참조하면, 도 2와 같이 종래의 방식으로 성형 전 판재에 복수의 그리드(9)를 마킹하는 경우, 성형 후 판재의 파단 발생 부위에 적어도 하나의 그리드(1,2,3)가 위치하거나, 파단 발생 부위로부터 대부분 비슷한 거리만큼 이격된 위치에 적어도 하나의 그리드(4,5,6,7)가 위치하게 되므로, 이와 같은 경우 변형률 산출부(142)에서 산출하는 파단 발생 부위와 근접한 거리에 위치하는 적어도 하나의 그리드(4,5,6,7)의 주, 부 변형률의 정확도는 높지 않은 편이다.
반면, 성형 전 판재에 도 3과 같이 열 단위로 시프트되어 배치되는 복수의 그리드(10)를 마킹하는 경우, 파단 발생 부위로부터 서로 다른 거리에 적어도 하나의 그리드가 위치하므로, 결과적으로는 변형률 산출부(142)는 파단 발생 부위와 보다 근접한 적어도 하나의 그리드(13,14)의 주, 부 변형률을 산출할 수 있다.
또한, 성형한계선도 작성부(143)는 변형률 산출부(142)에서 산출하는 성형 후 변형된 그리드(10’)의 주, 부 변형률을 이용하여 도 6의 (b)와 같이 성형한계선도를 작성할 수 있다.
구체적으로는, 성형한계선도 작성부(143)는 도 6의 (b)와 같이 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드(11,12) 및 파단 발생 부위와 근접한 영역에 위치하는 적어도 하나의 그리드(13,14)의 주, 부 변형률을 의미하는 x,y 좌표를 성형한계도상에 표시할 수 있으며, 이는 후술하는 표시부(144)를 통해 출력될 수 있다. 여기서, 성형한계도는 x축은 부 변형률(minor strain)을 나타내고, y축은 주 변형률(major strain)을 나타내는 평면이다.
또한, 성형한계선도 작성부(143)는 도 6의 (b)와 같이 성형한계도상에 표시된 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드(11,12)의 주, 부 변형률을 의미하는 x,y 좌표와 파단 발생 부위와 근접한 영역에 위치하는 적어도 하나의 그리드(13,14)의 주, 부 변형률을 의미하는 x,y 좌표의 적절한 중간 지점을 연결하여 성형한계선을 작성할 수 있다. 즉, 성형한계선을 기준으로 파단 발생 영역(Fail)과 안전 영역(Safe)으로 나뉘어 질 수 있다. 따라서, 판재 가공 중 판재에 마킹된 그리드(10)의 주, 부 변형률을 산출하고 해당 주, 부 변형률이 파단 발생 영역(Fail) 또는 안전 영역(Safe)에 포함되는지를 판단하여 판재 가공의 성공 여부 등을 예측할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 성형 전 판재에 도 3과 같이 열 단위로 시프트되어 배치되는 복수의 그리드(10)를 마킹하는 경우, 변형률 산출부(142)는 도 6의 (a)와 같이 파단 발생 부위와 보다 근접한 적어도 하나의 그리드(13,14)의 주, 부 변형률을 산출할 수 있다. 이와 같은 경우, 도 6의 (b)와 같이 성형한계도상에 표시되는 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드(11,12) 및 파단 발생 부위와 근접한 영역에 위치하는 적어도 하나의 그리드(13,14)의 주, 부 변형률을 의미하는 x,y 좌표는 서로 조밀하게 표시될 수 있다. 이에 따라, 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드(11,12) 및 파단 발생 부위와 근접한 영역에 위치하는 적어도 하나의 그리드(13,14)의 주, 부 변형률을 의미하는 x,y 좌표의 중간 지점을 연결하여 작성하는 성형한계선도의 정확도를 높일 수 있다.
반면, 성형 전 판재에 도 2와 같이 종래의 방식으로 상하 방향, 좌우 방향 및 대각선 방향으로 모두 일정하게 배치되는 복수의 그리드(9)를 마킹하는 경우, 변형률 산출부(142)는 도 7의 (a)와 같이 파단 발생 부위로부터 일정 거리 이격되어 비슷한 영역에 위치하는 적어도 하나의 그리드(4,5,6,7)의 주, 부 변형률만을 산출할 수 있다. 이와 같은 경우, 도 7의 (b)와 같이 성형한계도상에 표시되는 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드(1,2,3) 및 파단 발생 부위와 근접한 거리에 위치하는 적어도 하나의 그리드(4,5,6,7)의 주, 부 변형률을 의미하는 x,y 좌표는 도 6의 (b)와 비교하면 보다 이격되어 표시될 수 있다. 이에 따라, 같이 성형한계도상에 표시되는 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드(1,2,3) 및 파단 발생 부위와 근접한 거리에 위치하는 적어도 하나의 그리드(4,5,6,7)의 주, 부 변형률을 의미하는 x,y 좌표의 중간 지점을 연결하여 작성하는 성형한계선의 오차가 커질 수 있으며, 적절한 중간 지점을 찾기 위해 보다 많은 개수의 그리드의 주, 부 변형률을 산출하여야 하는 문제점이 있다.
한편, 표시부(144)는 성형 한계 측정 장치(140)에서 처리되는 비디오 정보를 표시 출력할 수 있다.
또한, 메모리부(145)는 성형 한계 측정 장치(140)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수 있으며, 입, 출력되는 데이터들의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수 있다. 특히, 메모리부(145)는 성형 전 판재(10)에 마킹되는 그리드(20)의 직경 표준 그리드(20)의 직경으로 저장될 수 있다.
이하에서는, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 전 판재에 복수의 그리드(10) 배치 방법 및 이를 이용한 성형성 평가 방법을 설명하기로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 전 판재에 복수의 그리드(10) 배치 방법 및 이를 이용한 성형성 평가 방법은 도 1에 도시된 판재의 성형성 평가 시스템(100)과 실질적으로 동일한 구성에서 진행될 수 있다. 따라서, 도 1의 판재의 성형성 평가 시스템(100)과 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법을 이용한 판재의 성형성 평가 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 도 8을 참조하면, 제1 축을 따라 배치되고 제1 축과 수직인 제2 축으로는 간격 변화가 없는 복수의 그리드를 포함하는 그리드 열을 제2 축을 따라 복수 개 배치하되, 각각 연속하여 배치되는 그리드 열을 기준으로 제1 축을 따라 시프트하여 배치한 그리드 패턴을 갖는 스텐실을 형성할 수 있다(200). 그리고, 실크스크린 기법 또는 전해 에칭 기법으로 스텐실에 형성된 그리드 패턴을 성형 전 판재에 마킹할 수 있다(210).
한편, 도 9를 참조하면, 제1 축을 따라 배치되고 제1 축과 수직인 제2 축으로는 간격 변화가 없는 복수의 그리드를 포함하는 그리드 열을 제2 축을 따라 복수 개 배치하되, 각각 연속하여 배치되는 그리드 열을 기준으로 제1 축을 따라 시프트하여 배치한 그리드 패턴을 성형 전 판재의 표면에 마킹할 수 있다(300). 구체적으로는, 제1 축을 따라 배치되고 제1 축과 수직인 제2 축으로는 간격 변화가 없는 복수의 그리드를 포함하는 그리드 열을 제2 축을 따라 복수 개 배치하되, 각각 연속하여 배치되는 그리드 열을 기준으로 제1 축을 따라 시프트하여 배치한 그리드 패턴을 갖는 스텐실을 형성하고, 스텐실을 실크스크린 기법 또는 전해 에칭 기법으로 성형 전 판재의 표면에 마킹하는 방식으로 성형 전 판재에 복수의 그리드를 원하는 패턴을 갖도록 배치할 수 있다.
또한, 복수의 그리드가 마킹된 판재를 성형하여 파단을 유도할 수 있다(310). 예를 들어, 판재 성형 장치(120)에서 프레스를 이용하여 복수의 그리드가 마킹된 판재를 성형하여 파단을 유도할 수 있다.
또한, 판재에 파단이 발생하였는지를 판단하고(320), 파단이 발생한 경우, 판재의 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드와 파단 발생 부위와 근접하는 적어도 하나의 그리드의 주, 부 변형률을 산출할 수 있다(330).
또한, 성형한계도상에 판재의 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드와 파단 발생 부위와 근접하는 적어도 하나의 그리드의 주, 부 변형률을 의미하는 좌표를 표시하고(340), 판재의 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드의 주, 부 변형률을 의미하는 좌표와 파단 발생 부위와 근접하는 적어도 하나의 그리드의 주, 부 변형률을 의미하는 좌표의 중간 지점을 연결하여 성형한계선을 작성할 수 있다(350).
이처럼, 성형전 판재에 복수의 열과 행으로 이루어지는 복수의 그리드를 열 단위로 시프트하여 배치함으로써, 성형 후 파단 발생 부위와 보다 근접하는 그리드의 변형률을 산출할 수 있으며, 이를 이용하여 정확도가 높은 성형한계선도를 작성할 수 있다.
이와 같은, 판재의 성형성 평가 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 그리드
100: 판재의 성형성 평가 시스템
110: 그리드 마킹 장치
120: 판재 성형 장치
130: 카메라 모듈
140: 성형성 평가 장치

Claims (7)

  1. 성형 전 판재에 복수의 그리드를 제1 축 및 상기 제1 축과 수직인 제2 축을 따라 배치하는 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법에 있어서,
    상기 제1 축을 따라 배치되고 상기 제2 축으로는 간격 변화가 없는 복수의 그리드를 포함하는 그리드 열을 상기 제2 축을 따라 복수 개 배치하되, 상기 제2 축을 따라 배치하는 상기 복수 개의 그리드 열은 상기 그리드 배치 방법이 적용된 판재의 성형성을 평가할 때에 기준이 되는 성형한계선의 정확도가 향상되도록, 각각 연속하여 배치되는 그리드 열을 기준으로 상기 제1 축을 따라 시프트하여 배치하면서, 각각의 그리드 열이 이웃하는 그리드 열과 중첩되지 않도록 배치한 스텐실을 형성하고,
    상기 스텐실에 배치된 상기 복수의 그리드를 상기 성형 전 판재에 마킹하며,
    상기 그리드 열을 구성하는 각각의 그리드는 상기 제1 축을 따라 이웃하는 그리드가 서로 접하도록 배치되는 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 그리드는, 원형 형상 또는 사각 형상 중 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 판재의 성형성 평가를 위한 그리드 배치 방법.
  4. 성형 전 판재에 제1 축을 따라 배치되고 상기 제1 축과 수직인 제2 축으로는 간격 변화가 없는 복수의 그리드를 포함하는 그리드 열을 상기 제2 축을 따라 복수 개 배치하되, 판재의 성형성을 평가할 때 기준이 되는 성형한계선의 정확도가 향상되도록, 상기 제2 축을 따라 배치하는 상기 복수 개의 그리드 열은 각각 연속하여 배치되는 그리드 열을 기준으로 상기 제1 축을 따라 시프트하여 배치하면서, 각각의 그리드 열이 이웃하는 그리드 열과 중첩되지 않도록 배치하고,
    상기 판재를 성형하여 파단을 발생시키고,
    상기 판재에 마킹된 상기 복수의 그리드 중 상기 판재의 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드와 상기 판재의 파단 발생 부위와 근접하는 적어도 하나의 그리드의 주 변형률 및 부 변형률을 산출하고,
    상기 주 변형률 및 부 변형률을 의미하는 2차원 좌표를 성형한계도상에 표시하고,
    상기 성형한계도상에 표시된 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드의 주 변형률 및 부 변형률에 대한 2차원 좌표와, 상기 판재의 파단 발생 부위와 근접하는 적어도 하나의 그리드의 주 변형률 및 부 변형률에 대한 2차원 좌표의 중간 지점을 연결하여 성형한계선을 작성하며,
    상기 성형한계선을 기준으로 상기 판재의 성형성을 평가하되,
    상기 그리드 열을 구성하는 각각의 그리드는 상기 제1 축을 따라 이웃하는 그리드가 서로 접하도록 배치되는 판재의 성형성 평가 방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 그리드는, 원형 형상 또는 사각 형상 중 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 판재의 성형성 평가 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 판재에 마킹된 상기 복수의 그리드 중 상기 판재의 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드와 상기 판재의 파단 발생 부위와 근접하는 적어도 하나의 그리드의 주 변형률 및 부 변형률을 산출하는 것은,
    상기 판재의 파단 발생 부위에 위치하는 적어도 하나의 그리드 및 상기 판재의 파단 발생 부위와 근접하는 적어도 하나의 그리드의 장축 및 단축과 미리 저장된 표준 그리드의 직경을 비교하여 주 변형률 및 부 변형률을 산출하는 것을 특징으로 하는 판재의 성형성 평가 방법.
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