KR20010073999A - 다축 서보 제어를 이용한 하향식 밴딩 머시인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다축 서보 제어를 이용한 밴딩 머시인에 관한 것으로 유압모터를 사용하지 않고 모든 제어축이 서보모터에 의하여 구동된다.

기계의 구분은 몸체와 구동부, 제어부로 나뉘고, 구동축은 백게이지, 스트로크, 램축으로 구성되어 있으며 램축은 하향식이다.

백게이지와 스트로크축은 밴딩을 하기 위한 위치를 결정하고 밴딩은 램의 직선운동에 의하여 이루어지며, 램은 4축의 분리이송으로 밴딩시에 발생하는 밴딩기 몸체의 변형, 인선의 변형, 다이의 변형을 흡수할 수 있도록 하는 구조이다.

제어부는 각 축의 이동량을 입력하여 조작할 수도 있고 수동조작도 가능하며 데이터베이스화를 통한 간단한 대화형 방식의 입력을 통하여 조작도 가능하다.

본 발명은 종래의 유압식 밴딩 머시인 대비 밴딩의 품질을 향상시킬 수 있고 생산성에 있어서도 높은 향상을 기대할 수 있는 유용한 발명이라 할 수 있다.

Description

다축 서보 제어를 이용한 하향식 밴딩 머시인{.}

본 발명은 다축 서보 제어를 이용한 하향식 밴딩 머시인에 관한 것으로 상세하게 기술하자면 종래 램의 유압력에 의한 밴딩기 본체 상판의 이송 대신 제어축을 서보모터를 사용하여 이송을 하는 기술로써, 여러 개의 서보축에 의하여 구동되므로 종래의 유압에 의한 밴딩 머시인에 비하여 높은 정도의 제품을 생산할 수 있는 기술이다.

일반적으로 밴딩머시인은 얇은 철판을 밴딩하는 판금작업에 사용되는 기계로써 일반 산업기계용의 부품이 아닌 정밀 부품을 밴딩하고자 할 때 한 형상에 대하여 밴딩 각도, 평면도. 진직도 등의 정밀한 가공을 할 수 있어야 하며, 밴딩폭이 클 때 전 구간에 걸쳐 일정한 정도로 생산되지 않으면 안된다. 하지만 종래에는 범용성의 밴딩기를 사용하여 현업의 경험적 데이터에 의존하거나 또는 NC 밴딩머시인이라 할지라도 백게이지나 스트로크축에 한하여 수치제어이며 램축은 유압모터에 의한 제어로 생산성은 물론 품질에서 만족 할 수 없었다. 범용 밴딩 머시인은 "밴딩-측정-스트로크, 백게이지 조정-밴딩" 공정의 반복작업을 통하여 제작하게 되고, NC 밴딩머시인 역시 반복적으로 행하는 작업이라 할 수 있다. 단지 수동핸들이 아닌 수치제어로 이동을 할 뿐이다.

또 하나의 문제는 유압모터의 사용에 따른 정도의 변화이다. 작업자의 숙련, 작업환경에 따라 유압력이나 유압유의 점도변화에 대한 품질 불안정이 초래된다.

종래의 벤딩기는 설계 및 제조기술의 저하에 따른 정밀도 저하로 인하여 벤딩할 때마다 상하이동을 제어하기 위한 수동핸들의 조작 번거로움이 있고, 다수의 샘플작업을 통해 벤딩 각도를 유추해야 하므로 시간적으로 낭비를 초래한다. 또한 제품의 벤딩길이에 대하여 수동조작 및 금긋기 작업 후 벤딩을 실시하므로 생산성이 저하되고 있는 실정이다. 특히 하중에 부적절한 프레임으로 강성의 부족 또는 과대설계가 문제점이다. 이에 본 발명에서는 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로 그 목적으로 하는 바는 유압모터를 사용하지 않고 서보모터를 이용하여 전체를 수치제어, 데이터 베이스화, 데이터 베이스의 활용 등의, 고강성에 기준하여 벤딩기 전체에 걸친 페루프 제어를 채용하고 램과 베드 사이의 직접제어에 의하며 서보 모터 구동에 의한 높은 벤딩하중을 낼 수 있는 메커니즘 설계와 절곡각도의 정밀성을 위하여 백게이지와 스트로크축으로 구동하여 정확한 축 이송과 밴딩을 하기 위한 램의 4축 분리에 의한 직선운동으로 좌·우 축의 동기제어의 설계이다.

도 1은 본 발명의 다축 서보 제어를 이용한 하향식 밴딩 머시인의 개략도

도 2는 본 발명의 다축 서보 제어를 이용한 하향식 밴딩 머시인의 제어를 위한 다이어그램

도 3은 본 다축 서보 제어를 이용한 하향식 밴딩 머시인의 램축

도 4는 본 다축 서보 제어를 이용한 하향식 밴딩 머시인의 운전화면

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 밴딩머시인 본체

20 : 백게이지

30 : 스트로크

40 : 램

50 : 램 1 축

60 : 램 2 축

70 : 램 3 축

80 : 램 4 축

90 : 볼나사

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다축 서보모터를 이용한 벤딩 머시인은 유압제어에 의한 벤딩이 아닌 서보구동에 의해 행해지고 2축 제어방식의 기계로서 정확한 스트로크 및 벤딩각도의 유지와 램의 4축 분리이송으로 가공시 발생하는 제품의 휨 현상에 대하여 정도를 부여하였으며, 판금 재료의 재질, 두께, 벤딩각도를 결정하는 블록의 형상 등에 따라 이론과 경험치를 바탕으로 구성한 소프트웨어를 탑재하여 작업자는 대화형 방식으로 쉽게 운용할 수 있고, CNC 제어이므로 높은 정도를 낼 수 있는 하향식 벤딩기를 개발하는 것이다.

벤딩기의 전체적인 구분은 몸체와 구동부, 제어부로 나뉘며, 구동축은 백게이지, 스트로크, 램축으로 구성되어 있으며 램축이 하향하므로써 제품의 벤딩이 이루어진다.

백게이지와 스트로크축은 벤딩을 하기 위한 정확한 위치를 결정하고 4축으로 분리된 램의 이송에 의하여 벤딩시 발생하는 벤딩기 몸체의 변형, 인선의 변형, 다이의 변형을 흡수할 수 있다.

서보모터의 구성은 램 가이드(Ram Guide)상에 위치한 볼스크류에 각각 한 개씩 물리며, 램을 구동하게 된다.

[실시예]

이하 상기구성을 이루는 본 발명에 따른 다축 서보 제어를 이용한 하향식 벤딩기의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1는 본 발명에 따른 벤딩 머시인의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 다축 서보 제어를 이용한 하향식 밴딩 머시인의 제어를 위한 다이어그램으로 대량생산 및 다공정 밴딩에서 프로그램을 1회 실행으로 각 축의 이송오차를 피이드백하여 고정도 위치결정을 실행하고 초기 운전상태를 학습하고 지연시간을 줄이는 제어방식을 적용한다.

도 3은 본 벤딩 머시인의 구동부인 백게이지, 스트로크 축, 램축을 표시한다. 그림에서 백게이지와 스트로크 축은 각각Y와Z,Z ₁축 부분으로 벤딩머시인에서벤딩을 하기 위한 위치를 결정하고, 램축인Z ₂축은 4축으로 분리되며 벤딩기 몸체의 변형, 인선의 변형, 다이의 변형을 흡수 할 수 있는 구조로 되어 있다.

도 4는 본 발명에 따른 대화형 프로그램의 메인화면이다.

제어부는 각 축의 이동량을 입력하여 조작 할 수도 있고 수동 조작도 가능하다. 또한 데이터 베이스를 통한 간단한 대화형 방식의 입력을 통하여 조작도 가능하다. 각각의 부분에 대한 설명을 하면 다음과 같다.

EDIT

절곡하고자 하는 형상에 따른 조건을 정의하는 FILE

재질, 두께, 절곡각도, 폭 등

DRAWING

EDIT 화면에서 작성한 내용을 기준으로 GRAPHIC으로 확인

MACHINING

EDIT 화면에서 작성한 내용을 기계가공이 가능토록 데이터 변경

NC DATA VIEW

기계 데이터로 변환된 상태를 확인할 수 있는 내용으로 *.CHK File이 생성.

CONFIG EDIT

재질, 두께, 절곡각도, 폭 등의 조건에 따라 각 축의 이동량을 결정하는 데이터 베이스 FILE

EXIT

작업을 끝내고 DOS 화면으로 복귀

이상에서와 같이 본 발명에 따른 다축 서보 제어를 이용한 하향식 벤딩 머시인 기술은 높은 벤딩하중을 서보구동력에 의한 감속·고출력 구조의 감속기 개발로 절곡기, 프레스, 방직기계에 사용되는 유압시스템을 대용할 수 있고, 서보제어이므로 고정도화를 꾀할 수 있다. 대화형 방식의 프로그램으로 작업자의 숙련보다는 초보자도 쉽게 적용할 수 있는 입력방식인 PC를 기본으로 한 저가형 제어시스템의 개발은 현재 유압시스템, 링크방식의 구동, 캠방식의 구동 등에 쉽게 적용이 가능하여 국내의 핵심기술력으로 국제 경쟁력을 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 램축을 서보구동하고 다축구성으로 밴딩시 전구간에 대한 정도의 확보를 위해 보정할 수 있는 기구
2. 제 1항에 있어서 램축을 서보구동하고 다축구성으로 밴딩시 전구간에 대한 정도의 확보를 위해 보정할 수 있는 기구를 제어할 수 있는 시스템
3. 제 1항에 있어서 경험적인 데이터를 기준으로 데이터베이스화하고 PC에서 NC 밴딩머시인의 제어장치에 RS-422 인터페이스 케이블을 통하여 전송하고 제어하는 시스템