KR20020090149A - 스트레치 벤더 - Google Patents

Abstract

무겁고 두꺼운 재료를 이용하지 않고도, 높은 정밀도로 성형이 가능한 스트레치 성형 장치가 제공된다. 장력 부여 기구(62)는, 소재(6)을 사이에 두고 설치된 한 쌍의 아암 부재(28, 30)에 안내 부재(12)의 양단을 이동가능하게 지지함과 동시에, 안내 부재(12)를 아암 부재(28, 30)에 따라 이동시키는 제 1 및 제 2 구동원을 구비한다. 소재(6)에 가해지는 장력을 검출하는 장력 센서(98)와 안내 부재(12)의 위치를 검출하는 위치 센서를 설치하고, 장력 센서(98)에 의해 검출되는 장력에 기초하여 장력 부여 기구(62)의 제 1 구동원의 토오크를 제어함과 동시에, 장력 부여 기구(62)의 제 2 구동원을 위치 센서에 의해 검출되는 위치에 기초하여 제어한다.

Description

스트레치 벤더{STRETCH BENDER}

본 발명은, 길고 가는 형상의 소재에 축방향의 장력을 부여하면서, 소재를 금형에 프레스하여 굽힘 성형하는 스트레치 벤더에 관한 것이다.

자동차의 창틀 등은, 얇은 강판을 롤 성형, 절단, 굽힘 가공의 공정을 거쳐, 원하는 형상으로 성형하고 있다. 소재를 자동차의 외형에 따른 3차원 형상으로 성형하기 위해, 3차원 굽힘 가공을 할 필요가 있으며, 이를 위해 스트레치 벤더가 제안된 바 있다.

스트레치 벤더의 개략적인 구성은 도 11a 및 도 11b에 도시되어 있다. 스트레치 벤더(400)는, 기저대(410)와, 기저대(410)상에 설치된 레일(420)과, 기저대(410)에 설치된 지지축(430)을 중심으로 하여 레일(420)상을 회전하는 아암(440)과, 아암(440)상에 세워 설치된 기둥(450)과, 기둥(450)에 안내되어 상하 이동 가능한 승강대(460)와, 승강대(460)에 설치되어 길고 가느다란 소재를 파지하는 척 기구(470)를 구비하고 있다. 스트렌치 성형에서는, 길고 가는 형상의소재(480)의 양단을 척 기구(470)에 의해 파지하고, 소재(480)의 축방향으로 장력을 부여하면서 금형(490)에 프레스한다. 금형(490)에는, 홈이 형성되어 있으며, 소재(480)를 장력을 가하면서 금형(490)의 홈을 따라 구부림으로써, 소재를 원하는 형상으로 구부릴 수 있다. 소재(480)를 금형(490)의 홈에 따라 구부리기 위해, 아암(440)의 요동 운동(화살표 A), 기둥(450)의 지지축(430)에 가까워지거나 혹은 멀어지는 운동(화살표 B) 및 승강대(460)의 상하 운동(화살표 C)을 이용한다.

그러나, 이러한 스트레치 벤더에서는, 장치의 강성을 확보하기 위해 장치에 이용하는 부재로서 두껍고 중량이 나가는 것을 채용할 필요가 있다. 특히, 기둥(450)은 하나의 아암(440)에 의해 슬라이딩 가능하게 지지되므로, 단면이 큰 부재를 이용할 필요가 있다. 또한, 기둥(450) 및 승강대(460)를 구동하기 위한 모터로서 파워가 큰 것을 이용해야만 한다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 두껍고 무거운 재료를 이용하지 않고도 원하는 강성을 갖는 스트레치 벤더를 제공하는 것이다.

본 발명은 다른 목적은, 파워가 작은 구동원을 이용하여 정밀도가 양호한 굽힘 가공을 할 수 있는 스트레치 벤더를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 조작이 용이한 스트레치 벤더를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스트레치 벤더의 일부 단면을 개략적으로 도시한 정면도.

도 2는 제 1 실시예의 스트레치 벤더를 도시한 개략적인 평면도.

도 3a는 스트레치 벤더에서 이용되는 금형의 일례에 대한 평면도이고, 도 3b는 그 정면도이고, 도 3c는 그 우측면도.

도 4는 도 1의 4-4선에 따른 확대 사시도.

도 5는 제 1 실시예의 전기 계통의 블록도.

도 6은 제 1 실시예에서의 장력 부여 기구의 마스터 슬레이브 제어를 설명하기 위한 도면.

도 7은 제 1 실시예의 전자 제어 회로에서 수행되는 제어 처리를 도시한 흐름도.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예의 스트레치 벤더의 개략적인 측면도.

도 9는 제 2 실시예의 스트레치 벤더에서의 학습 모드의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

도 10a∼10d는 학습 모드의 동작을 설명하기 위한 도면.

도 11a 및 11b는 본 발명의 배경이 되는 기술을 설명하기 위한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 스트레치 벤더 2 : 금형

5, 7 : 아암 6 : 소재

8, 10 : 척 기구 9 : 제어 장치

12, 14 : 안내 부재

이와 같은 목적을 달성하기 위해, 길고 가는 형상의 소재에 장력을 부여하면서 금형에 프레스하여 굽힘 가공을 하기 위한 본 발명의 스트레치 벤더는, 한 쌍의 지지축과, 한 쌍의 지지축에 회전가능하게 축지지된 한 쌍의 회전 부재로서, 각각이 지지축으로부터 외측 방향으로 연장되어 있는 평행한 2개의 아암 부재와, 아암 부재를 연결하는 연결 부재를 갖는 한 쌍의 회전 부재를 구비한다.

상술한 한 쌍의 회전 부재의 각각은, 평행한 2개의 아암 부재 사이에, 아암 부재가 연장되는 방향으로 이동 가능하게 설치된 안내 부재와, 안내 부재에 안내되고, 아암 부재가 연장되는 방향과 직교하는 방향으로 이동가능하게 설치되며, 길고 가는 형상의 소재를 파지하기 위한 척 기구와, 안내 부재를 아암 부재에 대해 이동시켜, 척 기구에 의해 파지된 소재에 장력을 부여하기 위한 장력 부여 기구를 갖는다.

스트레치 벤더는, 또한, 척 기구에 파지된 소재를 금형에 프레스하기 위해 한 쌍의 회전 부재의 회전을 제어하는 회전 제어 수단을 구비한다.

소재를 파지하는 척 기구를 지지하는 안내 부재가 서로 평행한 아암 부재에 지지되고, 이들 아암 부재가 연결 부재에 의해 연결되고, 이에 따라 회전 부재가 구성되며, 이 회전 부재가 U자 형상을 하고 있으므로, 높은 강성이 실현되고 있다.

따라서, 본 발명의 스트레치 벤더는, 두껍고 무거운 부재를 이용하지 않고도, 정밀도 높은 굽힘 가공을 수행할 수 있다.

장력 부여 기구는, 안내 부재의 일단을 일측 아암 부재를 따라 이동시키는 제 1 구동원과, 안내 부재의 타단을 타측 아암 부재를 따라 이동시키는 제 2 구동원과, 소재에 가해지는 장력을 검출하는 장력 센서와, 안내 부재의 위치를 검출하는 위치 센서와, 장력 센서에 의해 검출되는 장력에 기초하여 장력 부여 기구의 제 1 구동원의 토오크를 제어함과 동시에, 장력 부여 기구의 제 2 구동원을 위치 센서에 의해 검출되는 위치에 기초하여 제어하는 제어 수단을 구비하고 있어도 좋다.

이와 같이 하면, 안내 부재를 이동시키기 위한 구동력을 2개의 구동원으로 분담하게 되므로, 작은 구동원을 이용할 수 있게 된다. 또한, 장력 부여 기구의 제 1 구동원을 장력에 따라 제어하고, 제 2 구동원을 위치에 기초하여 제어하므로, 한 쌍의 구동원으로 안내 부재를 이동시키더라도 정밀도 높게 안내 부재를 이동시킬 수 있다.

제어 수단은, 장력 센서에 의해 검출되는 장력에 기초하여 장력 부여 기구의 제 1 구동원의 토오크를 미리 설정된 목표 토오크로 제어하도록 하여도 좋다. 또한, 제어 수단은 위치 센서에 의해 검출되는 안내 부재의 위치와 제 1 구동원의 토오크를 목표 토오크로 제어하기 위한 제어값을 기억하는 기억 수단을 추가로 갖도록 해도 좋다. 또한, 하나의 상기 소재를 스트레치 성형한 후에, 제어 수단에 의한 제어를 대신하여, 기억 수단에 기억된 제어값에 따라 제 1 구동원을 제어하는 위치 제어 수단을 구비한 구성이어도 좋다.

또한, 금형을 올려놓는 테이블을 경사 이동 가능하게 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 안내 부재에서의 척 기구의 위치가 상한 위치 혹은 하한 위치에 있으며 그 이상의 이동이 제한되고 있을 때, 테이블을 경사지게 이동시킴으로써 금형에 대한 척 기구의 위치를 원하는 위치로 할 수가 있다. 이에 따라, 금형에 대해 척 기구가 취할 수 있는 위치의 범위를 확대시킬 수 있어, 굽힘 가공을 중단없이 연속적으로 수행할 수 있는 것이다. 즉, 테이블을 경사지게 이동시킬 수 없다면, 척 기구의 위치가 상한 또는 하한 위치에 도달하였을 때, 소재를 척 기구로부터 일단 벗겨내고, 척의 위치를 바꾼 다음 다시 척 기구에 부착시켜 가공하지 않으면 안되는데, 상기와 같이 구성함으로써 그에 소요되는 수고로움과 시간이 절약될 수 있다.

또한, 조작자에 의한 학습이 행해지면, 그 학습된 내용에 따라 굽힘 가공 동작을 행하도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 용이하게 굽힘 가공을 행할 수 있다.

또한, 척 기구를 안내하는 안내 부재를 구동하는 구동원을, 토오크 제어 모드와 위치 제어 모드로 선택적으로 제어할 수 있게 하여, 원하는 장력을 발생시키기 위해 토오크 제어 모드로 구동원을 구동하고, 이 때, 안내 부재가 취할 위치를 기억 수단에 기억시켜 두며, 위치 제어 모드에서는, 기억 수단에 기억되어 있던 위치 데이터에 기초하여, 구동원을 제어하도록 해도 좋다. 처음에는, 원하는 장력이 얻어지도록 토오크 제어 모드로 안내 부재의 이동이 수행되나, 안내 부재가 취할 수 있어야 할 위치가 결정된 후에는, 위치 제어 모드로 안내 부재를 이동시킴으로써, 장력을 명령하지 않더라도 원하는 장력으로 굽힘 가공이 수행되게 된다.

[제 1 실시예]

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 스트레치 벤더(1)는, 주로 금형(2)이 놓여지는 테이블(13)을 갖는 베이스(3)와, 베이스(3)에 대해 요동 가능하게 설치되며, 길고 가는 형상의 소재(6)의 단부를 파지하는 척 기구(8, 10)가 부착된 U자형 아암(5, 7)으로 이루어진다. 스트레치 벤더(1)의 가까이에는 스트레치 벤더(1)를 제어하기 위한 제어 장치(9)와 조작 테이블(11)이 배치되어 있다.

금형(2)에는, 도 3a, 3b 및 3c에 일례를 도시한 바와 같이, 수행해야할 굽힘 가공에 적합한 홈(4)이 형성되어 있고, 소재(6)는 이 홈(4)에 삽입되어 장력을 건 상태에서 홈(4)을 따라 구부러져, 원하는 형상으로 성형된다. 이 때문에, 소재(6)의 양단을 파지하는 우측 및 좌측의 척 기구(8, 10)가, 금형(2)의 좌우 양측에 배치되어 있다.

양측의 척 기구(8, 10)는, 소재(6)와 직교하는 기둥 형상의 한 쌍의 안내 부재(12, 14)를 따라 슬라이딩 가능하게 지지된 승강대(16, 18)에 배치되어 있다. 양측의 척 기구(8, 10)는 승강대(16, 18)에 부착된 요동축(20, 22)에 의해 요동축(20, 22)의 주위에 요동 가능하게 지지되어 있고, 예를 들면, 수평면으로부터 상하로 각각 30도의 각도 범위내에서는 자유롭게 요동이 가능하다.

승강대(16, 18)는 안내 부재(12, 14)의 주위에 요동 가능하게 지지되어 있으며, 양 승강대(16, 18)가 서로 마주보는 방향으로부터, 예를 들면, 좌우 각각 45도의 각도 범위내에서는 자유롭게 요동이 가능하다. 따라서, 척 기구(8, 10)는 이들 각도 범위내에서는 상하 방향으로도 좌우 방향으로도 자유롭게 요동할 수 있으며, 장력의 방향에 따른 자세를 취할 수 있다.

승강대(16, 18)에는 각각 모터(24, 26)가 탑재되어 있어, 모터(24, 26)를 구동하여 승강대(16, 18)를 안내 부재(12, 14)에 따라 승강시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 승강대(16), 요동축(20), 모터(24)에 의해 우측 상하 이동 기구(27)가 구성되며, 승강대(18), 요동축(22), 모터(26)에 의해 좌측 상하 이동 기구(29)가 구성되어 있다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 우측 상하 이동 기구(27)의 안내 부재(12)는, 그 양단이 한 쌍의 아암 부재(28, 30)에 각각 부설된 레일(32 및 33)과 레일(34 및 35)에 맞닿은 상태에서 슬라이딩할 수 있도록 지지되어 있다. 한 쌍의 아암 부재(28, 30)의 일단은, 도 1에 도시한 바와 같이, 베이스(3)에 회전 가능하게 지지된 한 쌍의 회전축(36, 38)에 부착되어 있다. 한 쌍의 아암 부재(28, 30)의 타단측에는 연결 부재(40)가 부착되어 있는데, 한 쌍의 아암 부재(28, 30)와 연결 부재(40)에 의해 U자형 아암(5)이 형성되어, 강성의 향상이 도모되고 있다.

한 쌍의 아암 부재(28, 30)에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 레일(32∼35)과 평행하게 배치된 볼 나사(42, 44)가 설치되어 있으며, 안내 부재(12)는 볼 나사(42, 44)의 회전에 따라 전진 또는 후퇴하도록 되어 있다. 볼 나사(42, 44)에는 각각 풀리(46, 48)가 부착되어 있다. 한 쌍의 아암(28, 30)의 측면에는, 모터를 이용한 한 쌍의 제 1 및 제 2 구동원(50, 52)이 부착되어 있고, 풀리(46, 48)와 제 1 및 제 2 구동원(50, 52)의 회전축에 부착된 풀리(54, 56)와의 사이에 벨트(58, 60)가 팽팽하게 설치되어 있다.

본 실시예에서는, 한 쌍의 아암 부재(28, 30), 레일(32∼35), 회전축(36, 38), 연결 부재(40), 볼 나사(42, 44), 풀리(46, 48, 54, 56), 제 1 및 제 2 구동원(50, 52), 벨트(58, 60)에 의해, 우측 장력 부여 기구(62)가 구성되어 있다.

한 쌍의 회전축(36, 38)에는, 대 기어(64, 66)가 각각 부착되어 있고, 대 기어(64, 66)에는 소 기어(68, 70)가 각각 맞물려 있다. 소 기어(68, 70)는 각각 모터를 이용한 한 쌍의 상하측 구동원(72, 74)의 회전축에 부착되어 있다. 본 실시예에서는, 대 기어(64, 66), 소 기어(68, 70), 구동원(72, 74)에 의해 우측 랩 기구(76)가 구성되어 있다. 본 실시예에서 랩 기구란, 상술한 U자형 아암을 요동, 즉, 회전시키기 위한 기구이며, 그 회전축을 랩축이라 칭하고 있다.

한편, 좌측 이동 기구(29)의 안내 부재(14)도 마찬가지로, 좌측 장력 부여 기구(77)의 한 쌍의 제 1 및 제 2 구동원(78, 79)의 구동에 의해, 한 쌍의 아암 부재(80, 82)에 따라 좌측 척 기구(10)를 이동시킬 수 있도록 구성되어 있고, 또한, 좌측 랩 기구(84)에 의해, 한 쌍의 아암 부재(80, 82)가 회전축(86, 88)의 주위에 상하측 구동원(90, 92)에 의해 회전되도록 구성되어 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 스트레치 벤더(1)의 우측 장력 부여 기구(62)에는, 한 쌍의 아암 부재(28, 30)에 따른 안내 부재(12)의 위치를 검출하는 제 1 및 제 2 위치 센서(96a, 96b)가 설치되어 있다. 좌측 장력 부여 기구(77)에는, 한 쌍의 아암 부재(80, 82)에 따른 안내 부재(14)의 위치를 검출하는 제 1 및 제 2 위치 센서(97a, 97b)가 설치되어 있다. 또한, 소재(6)에 가해지는 장력을 검출하기 위해, 우측 장력 부여 기구(62)에 관련하여 로드 셀을 이용한 장력 센서(98)가 설치되고, 좌측 장력 부여 기구(77)에 관련하여 장력 센서(99)가 설치되어 있다.

모터(24, 26), 우측 및 좌측 장력 부여 기구(62, 77)의 제 1 및 제 2 구동원(50, 52, 78, 79), 우측·좌측 랩 기구(76, 86)의 각 상하측 구동원(72, 74, 90, 92), 제 1 및 제 2 위치 센서(96a, 96b, 97a, 97b), 장력 센서(98, 99)는 전자제어 회로(100)에 접속되어 있다.

전자 제어 회로(100)는, CPU(102), ROM(104), RAM(106) 등을 중심으로 논리 연산 회로로서 구성되며, 모터(24, 26), 제 1 및 제 2 구동원(50, 52, 78, 79), 상하측 구동원(72, 74, 90, 92) 등과 입출력을 수행하는 입출력 회로(108)가 커먼 버스(110)를 통해 서로 접속되어 있다.

CPU(102)는, 제 1 및 제 2 위치 센서(96a, 96b, 97a, 97b)나 장력 센서(98, 99)로부터의 데이터를 입출력 회로(108)를 통해 취해들여, ROM(104), RAM(106)내의 데이터나 미리 기억된 제어 프로그램에 기초하여 연산을 수행한다. CPU(102)는, 입출력 회로(108)를 통해 모터(24, 26), 제 1 및 제 2 구동원(50, 52, 78, 79), 상하측 구동원(72, 74, 90, 92) 등에 구동 신호를 출력한다.

장력 스트레치 성형시에는, 우측·좌측 장력 부여 기구(62, 77)의 제 1 및 제 2 구동원(50, 52, 78, 79)를 구동하여, 척 기구(8, 10)에 파지된 소재(6)에 장력을 부여한다. 그리고, 모터(24, 26)를 구동하여 척 기구(8, 10)를 금형(2)의 홈(4)의 형상에 따라 승강시키면서, 우측·좌측 랩 기구(76, 84)의 상하측 구동원(72, 74, 90, 92)을 구동하여, 아암 부재(28, 30, 80, 82)를 회전축(36, 38, 86, 88)의 주위에 요동시킨다. 이에 따라, 소재(6)는 장력이 부여된 상태에서, 금형(2)의 홈(4)에 삽입되면서 프레스되어, 스트레치 성형된다.

다음으로, 소재(6)에 원하는 장력을 부여하는 동작에 대해 설명한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는, 우측 장력 부여 기구(62) 및 좌측 장력 부여 기구(77)에서 마스터 슬레이브 제어가 행해진다. 본 실시예에서는,도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하측의 제 1 구동원(50, 78)을 마스터측의 장치로서 제어하고, 상측의 제 2 구동원(52, 79)을 슬레이브측의 장치로서 제어한다. 이하에서는, 우측 장력 부여 기구(62)에 대해 설명하겠으며, 좌측 장력 기구(77)도 동일한 동작을 수행한다.

도 6에 있어서, (1) 전자 제어 회로(100)의 일부를 구성하는 모션 콘트롤러(MC)는 마스터측의 제 1 구동원(50)인 모터(MM)에 토오크 제어 명령을 부여한다. (2) 모터(MM)는, 토오크 제어 명령에 기초하여 작동한다. 모터(MM)가 회전하면 그에 따라 소재(6)에는 장력이 발생되고, 발생된 장력은 제 1 위치 센서(96a)를 구성하는 로드 셀(LC)에서 검출된다.

(3) 검출된 장력은, 모션 콘트롤러(MC)에 피드백되어, 항상 원하는 장력이 소재(6)에 가해지도록 모터(MM)가 제어된다. (4) 또한, 모터(MM)의 회전 위치(회전 각도)는 항상 검출되고, 검출된 회전 위치는 모션 콘트롤러(MC)로 공급된다.

(5) 모션 콘트롤러(MC)는 슬레이브측의 모터(SM)에 위치 제어 명령을 부여한다. 모터(SM)는 부여된 위치 제어 명령에 기초하여 회전하고, (6) 모터(SM)의 회전 위치는 모션 콘트롤러(MC)로 피드백된다.

다음으로, 전술한 전자 제어 회로(100)에서 수행되는 소재에 장력을 부여하기 위한 제어 처리에 대해, 도 7의 흐름도를 참조하면서 설명한다. 또한, 이후에서는, 우측 장력 부여 기구(62)에서의 제어 처리를 중심으로 설명하며, 좌측 장력 부여 기구(77)의 작동에 대해서는 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

우선, 위치 검출 모드인지의 여부를 판단한다(단계 200). 본 실시예에서는,장력 검출 모드와 위치 검출 모드를 구비하고 있으며, 장력 검출 모드를 실행한 후, 위치 검출 모드를 실행한다. 장력 검출 모드를 실행하기 전이라면, 위치 검출 모드가 아니라고 판단하여, 제 1 구동원(50)의 목표 토오크를 읽어들인다(단계 210).

제 1 구동원(50)의 목표 토오크는 미리 설정되어 기억되어 있으며, 소재(6)를 스트레치 성형할 때에 소요되는 장력을 부여하기 위한 토오크이다. 목표 토오크는 스트레치 성형의 진행에 따라, 복수의 단계에서 각각 다른 목표 토오크가 설정되어 있다.

다음으로, 장력 센서(98)에 의해 검출되는 장력으로부터, 제 1 구동원(50)의 현재 토오크를 읽어들인다(단계 220). 상기 현재 토오크와 목표 토오크에 기초하여 산출한 제어값을 제 1 구동원(50)으로 출력한다(단계 230). 이어서, 제 1 위치 센서(96a)에 의해 검출되는 안내 부재(12)의 위치를 판독한다(단계 240). 또한, 본 실시예에서는, 제 1 위치 센서(96a)는, 볼 나사(42)의 회전 또는 제 1 구동원(50)의 회전에 기초하여 안내 부재(12)의 위치를 검출하고 있다.

검출한 안내 부재(12)의 위치에 기초하여, 제 2 구동원(52)에 목표 위치를 명령한다(단계 250). 다음으로, 제 2 구동원(52)측의 안내 부재(12)의 현 위치를 제 2 위치 센서(96b)에 의해 검출하고(단계 260), 현 위치와 목표 위치에 기초하여, 제 2 구동원(52)에 제어값을 출력한다(단계 270). 또한, 본 실시예에서, 제 2 위치 센서(96b)는, 볼 나사(44)의 회전 또는 제 2 구동원(52)의 회전에 기초하여 제 2 구동원(52)측의 안내 부재(12)의 위치를 검출하고 있다.

이렇게 하여, 소재(6)를 스트레치 성형하고, 성형중의 제 1 구동원(50)으로의 제어값과 안내 부재(12)의 위치를 관련지어 기억한다(단계 280). 하나의 소재(6)를 스트레치 성형한 후에는, 새로운 소재(6)를 장착하여, 다시 스트레치 성형을 실행한다. 그리고, 단계 200의 처리를 실행하여, 위치 검출 모드라고 판단되면, 제 1 구동원(50)에 단계 280의 처리에 의해 기억된 목표 위치를 출력한다(단계 290).

그런 다음, 제 1 위치 센서(96a)에 의해 검출된 안내 부재(12)의 현 위치를 읽어들이고(단계 300), 현 위치와 목표 위치에 기초하여, 제 1 구동원(50)에 속도 명령값을 출력한다(단계 310). 이후, 전술한 단계 240) 이하의 처리를 실행하여, 스트레치 성형을 수행한다.

또한, 소재(6)를 파지하는 척 기구(8)의 위치는, 우측 랩 기구(76)에서의 랩 축의 각도와, 우측 장력 기구(62)에서의 척 기구(8)의 원점으로부터의 거리와, 우측 상하 이동 기구(27)에서의 척 기구(8)의 상하 방향 위치에 의해 규정된다. 여기서, 랩 축의 각도는 상측 구동원(72) 및 하측 구동원(74)의 회전 위치에 의해 결정되며, 우측 장력 기구(62)에서의 척 기구(8)의 원점으로부터의 거리는, 제 1 및 제 2 구동원(50, 52)의 회전 위치에 의해 결정되며, 우측 상하 이동 기구(27)에서의 상하 방향 위치는, 모터(24)의 회전 위치에 의해 결정된다.

[제 2 실시예]

도 8을 참조하면, 본 실시예의 스트레치 벤더(201)에서는, 금형을 지지하는 테이블(213)이 경사이동 가능하게 설치되어 있다. 테이블(213)은 실선으로 도시한수평 위치로부터 2점 쇄선으로 도시한 각도 θ만큼 경사진 위치까지 경사 이동할 수 있다. 각도 θ는 예를 들면 15도이다. 테이블(213)을 경사 이동시킬 수 있도록 한 이유는, 척 기구(8, 10)를 상하 이동시켜 소재(6)를 금형(2)에 설치된 홈(4)에 따라 구부리는데, 상하 이동의 범위가 제한되어 있기 때문에 굽힘 동작에 지장이 생기기 때문이다. 본 실시예에서는, 그 범위를 초과하여 홈(4)에 대한 척 기구(8, 10)의 위치를 상대적으로 이동시킬 필요가 있을 때 테이블(213)을 경사 이동시킨다. 이 경우, 필요에 따라 좌우의 랩 기구 및 장력 기구를 동작시킨다.

또한, 도 8에서 250 및 252는, 각각 소재(6)에 장력을 부여하기 위한 제 1 구동 모터 및 제 2 구동 모터이다. 224는, 도 8에는 도시되지 않은 척 기구를 상하 이동시키기 위한 구동 모터이다. 300은, 테이블(213)을 경사 이동시키기 위한 피스톤이다. 400은 피스톤(300)에 액압을 공급하기 위한 액압 펌프이다. 500은 아암(205)을 요동시키기 위한 액압 펌프이다. 기타의 구성은 상술한 제 1 실시예와 동일하므로, 설명을 생략한다.

본 발명의 스트레치 벤더는, 미리 정한 설정된 프로그램에 따라 동작시킬 수 있음은 물론이고, 학습한 내용에 따라 동작시킬 수도 있다. 도 9는, 이와 같은 학습 모드에서의 동작을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 10a∼도 10d는 굽힘 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 10a는 척 기구(8, 10)에 파지된 소재(6)가 접점(P)에서 금형(2)에 접해있는 상태를 도시한 것이고, 도 10b∼도 10d는 굽힘 각도가 증대해가는 모습을 나타낸 것이다.

다음은, 도 9 및 도 10a∼도 10d를 참조하여, 학습 모드에서의 스트레치 벤더(201)의 동작을 설명한다.

이하에 설명하는 학습 모드는, 다음과 같은 경우를 가정하고 있다.

(1) 도 10a∼도 10d에 도시한 바와 같이, 소재(6)의 굽힘 가공이 복수의 단계, 예를 들면 4단계로 이루어져 있다.

(2) 각 단계에서의 척 기구(8, 10)가 취할 수 있는 예정 위치가 공정 데이터로서 미리 기억되어 있어, 척 기구(8, 10)은 그 예정 위치까지는 자동적으로 이동한다.

(3) 각 단계마다 조작자가 조작 테이블(11)을 조작하여 척 기구(8, 10)를 이동시킴으로써, 각 단계에서의 척 기구(8, 10)의 위치가 결정된다.

(4) 결정된 위치가 기억되고, 이후부터는 그 데이터를 이용하여 굽힘 가공이 수행된다.

단계 400에서, 척 기구(8, 10)를 홈 포션으로 이동시키는 등의 초기 설정이 수행된다. 다음으로, 단계 410에서는, 소재(6)의 양단을 척 기구(8, 10)로 파지하고, 척 기구(8, 10)를 이동시켜 소재(6)에 미리 정해진 초기 장력을 발생시킨다. 다음으로, 단계 420에서는, RAM(106)의 일부의 기억 영역에 기억된 공정 번호를 초기화시킨다.

다음으로, 단계 430에서는 미리 RAM(106)에 기억되어 있는 공정 데이터 중, 현재의 공정 번호에 대응하는 데이터가 추출된다. 다음으로, 단계 440에서는, 추출된 공정 데이터에 기초하여 척 기구(8, 10)가 이동된다.

다음으로, 단계 450에서는, 척 기구(8, 10)의 위치가 적절한지의 여부가 조작자에 의해 판단되고, 단계 460에서는, 테이블(213)의 경사 이동이 필요한지의 여부가 조작자에 의해 판단된다. 척 기구(8, 10)의 위치가 적절하다면, 조작자는 조작 테이블(11)로부터 결정 지시를 내린다. 이 경우에는, 단계 490으로 진행하여, 척 기구(8, 10)의 위치를 규정하는 데이터가 RAM(106)의 소정 영역에 기억된다.

테이블(213)의 경사 이동이 불필요한 경우는, 단계 480으로 진행하고, 조작자가 조작 테이블(11)을 조작하여 척 기구(8, 10)를 적절한 위치로 이동시킨다.

테이블(213)의 경사 이동이 필요한 경우는, 단계 470으로 진행하고, 조작자가 조작 테이블(11)을 조작하여 테이블(213)을 적절한 각도로 경사 이동시킨다. 이에 따라, 척 기구(8, 10)의 상하 이동만으로는 불가능하였던 소재의 구부림을 실현시킬 수가 있다.

단계 490에서 위치 데이터를 기억한 경우는, 이후 단계 500으로 진행하여, 공정 번호를 1만큼 증가시켜 단계 510으로 진행한다.

단계 510에서는, 공정이 모두 종료되었는지의 여부가 판단된다. 공정이 종료되어 있지 않으면, 단계 430으로 되돌아가, 상술한 동작이 반복된다. 단계 510에서, 공정이 종료되었다고 판단된 경우는, 이 학습 모드의 동작은 종료된다.

이상, 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 여러 가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 좌우 대칭인 금형을 이용하여, 소재를 좌우 대칭의 굽힘 형상으로 가공하는 경우에는, 우측이나 좌측 중 어느 한 쪽에 대해서만 학습을 행하고, 학습으로 얻어진 데이터를 카피함으로써, 반대 쪽의 학습을 생략할 수 있다.

상술한 실시예에서는, 학습 모드에서, 취할 수 있는 예정 위치가 미리 정해져 있었으나, 아무 것도 미리 정하지 않고, 조작자의 조작만으로 척 기구의 위치를 정하도록 하여도 좋다.

또한, 소재에 가해지는 장력을 감시하여, 장력의 비정상적인 변화가 있을 때, 소재가 파단된 것으로 판단하고 장력 기구 및 랩 기구의 동작을 정지시키도록 해도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 스트레치 성형 장치는, 소재를 파지하는 척 기구를 안내하는 안내 부재의 양단을 한 쌍의 아암 부재에 지지시키고, 또한 아암 부재를 연결 부재로 연결하였기 때문에, 기계적인 강성이 향상된다. 또한, 장력 부여 기구의 제 1 구동원을 장력에 따라 제어하고, 제 2 구동원을 위치에 따라 제어하므로, 한 쌍의 구동원으로 구동하더라도 정밀도 높게 이동시킬 수 있다는 효과를 나타낸다. 따라서, 대형의 부품이라도 높은 정밀도로 스트레치 성형을 할 수 있다.

Claims (8)

1. 길고 가는 형상의 소재에 장력을 부여하면서 금형에 프레스하여 굽힘 가공을 하기 위한 스트레치 벤더로서,

   한 쌍의 지지축과,

   상기 한 쌍의 지지축에 회전가능하게 축지지되며, 각각이 상기 지지축으로부터 외측 방향으로 연장되어 있는 평행한 2개의 아암 부재와, 상기 아암 부재를 연결하는 연결 부재를 갖는 한 쌍의 회전 부재를 구비한 회전 부재와, 그리고

   척 기구에 파지된 소재를 금형에 프레스하기 위해 상기 한 쌍의 회전 부재의 회전을 제어하는 회전 제어 수단을 포함하며,

   상기 한 쌍의 회전 부재 각각은,

   상기 평행한 2개의 아암 부재 사이에, 상기 아암 부재가 연장되는 방향으로 이동 가능하게 설치된 안내 부재와,

   상기 안내 부재에 안내되고, 상기 아암 부재가 연장되는 방향과 직교하는 방향으로 이동가능하게 설치되며, 길고 가는 형상의 소재를 파지하기 위한 척 기구와, 그리고

   상기 안내 부재를 상기 아암 부재에 대해 이동시켜, 상기 척 기구에 의해 파지된 소재에 장력을 부여하기 위한 장력 부여 기구를 포함하는 스트레치 벤더.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 장력 부여 기구는,

   상기 안내 부재의 일단을 상기 아암 부재의 일측을 따라 이동시키는 제 1 구동원과,

   상기 안내 부재의 타단을 상기 아암 부재의 타측을 따라 이동시키는 제 2 구동원과,

   상기 소재에 가해지는 장력을 검출하는 장력 센서와,

   상기 안내 부재의 위치를 검출하는 위치 센서와,

   상기 장력 센서에 의해 검출되는 장력에 기초하여 상기 장력 부여 기구의 상기 제 1 구동원의 토오크를 제어함과 동시에, 상기 장력 부여 기구의 상기 제 2 구동원을 상기 위치 센서에 의해 검출되는 위치에 기초하여 제어하는 제어 수단을 포함하는 스트레치 벤더.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 장력 센서에 의해 검출되는 장력에 기초하여 상기 장력 부여 기구의 상기 제 1 구동원의 토오크를 미리 설정된 목표 토오크로 제어하는 스트레치 벤더.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 위치 센서에 의해 검출되는 상기 안내 부재의 위치 및 상기 제 1 구동원의 토오크를 목표 토오크로 제어하기 위한 제어값을 기억하는 기억 수단을 더 포함하는 스트레치 벤더.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 하나의 소재를 스트레치 굽힘 성형할때, 상기 제어 수단에 의한 제어를 대신하여, 상기 기억 수단에 기억된 상기 제어값에 따라 상기 제 1 구동원을 제어하는 위치 제어 수단을 더 포함하는 스트레치 벤더.
6. 제 1 항에 있어서, 금형을 올려놓기 위한 테이블과, 상기 테이블을 경사 이동시키기 위한 경사 이동 수단을 더 포함하는 스트레치 벤더.
7. 길고 가는 형상의 소재에 장력을 부여하면서 금형에 프레스하여 굽힘 가공을 하기 위한 스트레치 벤더에 있어서,

   길고 가는 형상의 소재를 파지하기 위한 척 기구와,

   상기 척 기구를 안내하며, 상기 척 기구에 파지된 소재의 축방향에 대해 직교하는 방향으로 상기 척 기구의 이동을 허용하는 안내 부재와,

   하나의 지지축에 회전 가능하게 부착되어, 상기 안내 부재를 이동 가능하게 지지하는 회전 부재와,

   상기 척 기구에 의해 파지된 소재에 장력을 부여하는 장력 부여 기구와,

   상기 척 기구에 파지된 소재를 금형에 프레스하기 위해 상기 회전 부재의 회전을 제어하는 회전 제어 수단을 구비하며,

   상기 장력 부여 기구 및 상기 회전 제어 수단에 원하는 동작 순서를 학습시키기 위한 학습 수단과,

   학습 수단에 의해 학습된 순서에 따라, 상기 장력 부여 수단 및 상기 회전제어 수단의 동작을 제어하는 제어 수단을 포함하는 스트레치 벤더.
8. 길고 가는 형상의 소재에 장력을 부여하면서 금형에 프레스하여 굽힘 가공을 하기 위한 스트레치 벤더에 있어서,

   길고 가는 형상의 소재를 파지하기 위한 척 기구와,

   상기 척 기구를 안내하며, 상기 척 기구에 파지된 소재의 축방향에 대해 직교하는 방향으로 상기 척 기구의 이동을 허용하는 안내 부재와,

   하나의 지지축에 회전 가능하게 부착되어, 상기 안내 부재를 이동 가능하게 지지하는 회전 부재와,

   상기 척 기구에 의해 파지된 소재에 장력을 부여하기 위한 구동원을 갖는 장력 부여 기구와,

   상기 척 기구에 파지된 소재를 금형에 프레스하기 위해 상기 회전 부재의 회전을 제어하는 회전 제어 수단과,

   상기 안내 부재의 위치를 검출하는 위치 센서와,

   상기 위치 센서에 의해 검출된 위치를 기억하는 기억 수단과,

   토오크 제어 모드와 위치 제어 모드 중 어느 하나를 선택하기 위한 선택 수단과,

   상기 구동원에 대해 토오크를 명령하기 위한 토오크 명령 수단과,

   상기 구동원에 대해 위치를 명령하기 위한 위치 명령 수단을 구비하고,

   상기 장력 부여 기구는, 상기 선택 수단에 의해 토오크 제어 모드가 선택된경우에는, 상기 토오크 명령 수단으로부터 명령된 토오크에 기초하여 상기 구동원을 구동시킴과 동시에, 상기 위치 센서에 의해 검출된 위치를 상기 기억 수단에 기억시키고, 상기 선택 수단에 의해 위치 제어 모드가 선택된 경우에는, 상기 기억 수단에 기억된 위치에 기초하여 상기 구동원을 구동시키는 제어 수단을 포함하는 스트레치 벤더.