KR20030030862A - 프로그램식 쉬트 굽힘공정을 위한 세팅 시간이 감소된고성능 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작동기(12, 15)에 의해 구동되는 굽힙 유니트(8)를 구비한 쉬트 금속 굽힘장치에 관한 것으로, 상기 굽힘장치는 굽힘공정하에서 머쉰-쉬트 조립체의 작동상태를 나타내도록 프로그램된 기술적 굽힘 데이터베이스(26)와, 쉬트 금속 재료 데이터에 대해 미리 규정된 세트를 구비하며 굽혀질 쉬트 금속(3)의 재질 데이터(25)와 함께 공급되는 재료 특성 데이터베이스(27) 및 상기 굽힘장치의 기하학적 데이터에 대해 미리 규정된 세트를 구비한 머쉰 기하 데이터베이스(28)를 포함하는 데이터 처리 시스템을 포함하며, 상기 기술적 굽힘 데이터베이스(26)는 쉬트 금속의 각도(A) 및 두께(T) 데이터에 대해 미리 규정 및 저장된 세트를 구비하며, 굽혀질 쉬트 금속(3)의 각도와 두께 데이터(23, 24)와 함께 공급된다. 수학적 모델 계산 알고리즘(29)은 상기 데이터베이스들(26, 27, 28)에 의해 제공되는 처리 데이터와 굽혀질 쉬트 금속(3)의 쉬트 금속 길이(L) 데이터에 따른 상기 굽힘 유니트 작동기(12, 15)의 운동을 계산한다. 수학적 모델 재계산 알고리즘(33)은 두께 측정수단(19)에 의해 제공되는 측정된 두께 데이터(32)와 상기 계산 알고리즘(29)으로부터 계산된 데이터에 따른 상기 굽힘 유니트 작동기(12, 15)의 운동을 다시 계산하게 된다.

Description

프로그램식 쉬트 굽힘공정을 위한 세팅 시간이 감소된 고성능 장치{High performance machine with reduced setting-up time for programmed sheet bending}

본 발명은 패널 굽힘기(panel bender)로서 본 분야에 일반적으로 공지된 형태의 프로그램식 쉬드 굽힘장치에 관한 것이다.

상기 패널 굽힘기는 굽힘 프레스의 전방에 위치된 수평면 상으로 쉬트 메탈 블랭크(sheet metal blank)를 자동적으로 이동시킬 수 있으며, 상기 굽힘 프레스는 하나 또는 두 개의 굽힘 블레이드를 구비한 굽힘 유니트를 구비하며, 상기 메탈 블랭크의 각 측면 상에서 다양한 크기, 각도 및 방향으로 다수의 굽힘 공정을 수행할 수 있다. 또한, 상기 굽힘 프레스는 고정된 카운터 블레이드와, 굽혀질 엣지부 근처의 블랭크를 고정시키기 위하여 상기 카운터 블레이드와 협력하는 다양한 크기의 블랭크 홀더를 포함한다. 상기 굽힘 유니트와 블랭크 홀더는 유압 실린더에 의해 작동하며, 이러한 형태의 예제가 유럽 특허 제EP-A-0293964호에 재시되어 있다.

이러한 장치의 장점은 일정한 생산율과, 생산 및 프로그램에 있어서의 유연성에 있나, 몇몇 단점들도 있다.

특히, 이러한 단점으로는 사용되는 쉬트 메탈의 재질과 두께에 따른 상기 장치의 조정에 필요한 세팅 시간의 손실 (및 이에 따른 폐패널(waste panel)의 생산)이 있다.

본 발명의 목적은 상기 장치에 고성능의 패널 굽힘기의 특성을 제공하도록 상술된 단점을 제거하는 것이다.

도 1은 굽힘 프레스(bending press)의 기계적인 부분을 나타내는 도면.

도 2는 두께 측정기가 설치된 굽혀진 쉬트를 나타내는 도면.

도 3은 상기 굽힘 프레스가 본 발명에 따라 작동하도록 하는 데이터 프로세싱 시스템의 블록도.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 작동기에 의해 구동되는 굽힘 유니트를 구비한 쉬트 금속 굽힘장치는, 굽힘 공정하에서 머쉰-쉬트 조립체의 작동 상태를 나타내도록 프로그램되며, 쉬트 금속 각도 및 두께 데이터에 대해 미리 규정 및 저장된 세트를 구비하여 굽혀질 쉬트 금속의 각도 및 두께 데이터와 함께 공급되는 기술적 굽힘 데이터베이스와;

쉬트 금속재료 데이터에 대해 미리 규정된 세트를 구비하며, 굽혀질 쉬트 금속의 재질 데이터와 함께 공급되는 재료 특성 데이터베이스와;

상기 굽힘 장치의 기하학적 데이터에 대해 미리 규정된 세트를 구비하는 머쉰 기하 데이터베이스와;

상기 데이터베이스들에 의해 제공되는 처리 데이터와 굽혀질 쉬트 금속의 쉬트 금속 길이 데이터에 따른 상기 굽힘 유니트 작동기의 운동을 계산하기 위한 수학적 모델 계산 알고리즘과;

굽혀질 쉬트 금속의 두께를 측정하기 위한 두께 측정수단 및:

상기 두께 측정수단에 의해 제공된 측정 두께 데이터와 상기 계산 알고리즘으로부터 계산된 데이터에 따른 상기 굽힘 유니트 작동기의 운동을 재계산하기 위한 수학적 모델 재계산 알고리즘을 포함하는 데이터 처리 시스템을 구비하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 입력 데이터에 근거한 수학적 모델 계산과, 배치 패널의 각 굽힘 싸이클의 초기에서의 쉬트 금속 두께의 정확한 측정 및 이렇게 측정된 두께에 근거한 수학적 모델 재계산으로 인해, 생산된 패널의 치수 반복성(dimensional repeatability)과 세팅 시간의 감소를 보장할 수 있으며, 또한, 새로운 배치의 초기 패널이 곧바로 양호한 패널로 이용될 수 있기 때문에, 패널의 낭비를 없앨 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 제한되지 않는 예제로서 제공된다.

도 1에 도시된 굽힘 프레스는 카운터 블레이드(counter-blade:2)를 지지하는 고정된 기부(1)를 포함하며, 상기 카운터 블레이드(2) 상에는 (도시되지 않은)매니퓰레이터(manipulator)에 의해 이동된 쉬트 메탈 블랭크(3)의 측면 엣지부가 놓여져 있다.

상기 카운터 블레이드(3)는 블랭크-홀더(bland-holder:4)와 협력하여 상기 쉬트 메탈의 엣지를 고정시키게 된다. 상기 블랭크-홀더(4)는 고정된 기부(1)의 후측부 상의 도면 부호 6에 힌지된 후단부를 갖는 이동 가능한 지지부(5)의 전단부에 부착된다. 상기 지지부(5)는 상기 고정된 기부(1) 상에서 작동하는 다수의 유압 실린더에 의해 상하로 이동된다.

굽힘 유니트(8)는 상기 쉬트 메탈의 고정된 엣지의 상하 굽힘을 일으키도록 카운터 블레이드(2)와 협력하는 2개의 굽힘 블레이드(10 및 11)를 위한 공통 지지부(9)를 포함한다. 상기 굽힘 유니트(8)는 유압 액추에이터에 의해 수평 및 수직 운동이 결합된 운동을 하게 된다. 상기 유압 액추에이터는, 고정 힌지(14)와 이동 힌지(14)를 갖는 레버(13) 및 상기 기부(1)의 후측부 사이에 개재된 유압 실린더(12)와, 상기 블레이드 지지부(9)와 고정된 기부(1) 사이에 개재된 다른 유압 실린더(15)에 의해 형성된다.

상기 유압 실린더들(12 및 15)은 (도시되지 않은) 다양한 변위의 유압 펌프(variable displacement hydraulic pump)에 의해 제어된다.

도 2는 상기 쉬트 메탈의 인접한 수평부(18)를 구비하며 예를 들어 90도의 각도(A)로 형성된 굽혀진 엣지(17)를 갖는 쉬트 메탈(3)의 측면을 나타낸다. 여기서, 도면부호 T는 상기 쉬트 메탈의 두께를 나타내며, L은 상기 굽혀진 엣지(17)의 길이를 나타내고, 상기 T와 L은 상기 굽힘 각도(A)에 영향을 주게된다.

전위차계 형태 또는 다른 가능한 형태의 두께 측정기(19)가 쉬트 메탈(3)의변형 및 두께(T)의 정확한 측정을 위해 제공되며, 상기 두께 측정기(19)는 쉬트 금속의 변형을 또한 측정할 수 있을 것이다.

도 3은 상기 굽힘 프레스가 본 발명에 따라 작동하도록 하는 데이터 시스템의 블록도를 나타낸다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 시스템은 굽혀질 쉬트 메탈의 엣지 길이 데이터(22), 엣지각 데이터(23), 명목상의 쉬트 두께 데이터(24) 및 재질 데이터(25)를 포함하는 작동기 입력부(21)를 구비한 오프 라인부(20)를 갖는다.

상기 각도 데이터(23) 및 명목상의 쉬트 두께 데이터(24)는 굽힘 공정하에서 머쉰-시트 조립체(machine-sheet assembly)의 작동을 나타내도록 프로그램된 기술적 굽힘 데이터베이스(technological bending database:26)로 공급된다. 상기 데이터베이스(26)는 굽혀질 쉬트 메탈의 다양한 각도 및 두께에 관해 미리 규정 및 저장된 세트를 구비하며, 유한 요소법(FEM(finite element method)) 컴퓨터 분석에 근거한다. 상기 기술적 굽힘 데이터베이스(26)는 프로그램에 따른 작동기 입력 데이터와 그 내부에 저장된 데이터를 처리한다.

상기 재질 데이터(25)는 재료 특성 데이터베이스(27)에 순차적으로 공급된다. 상기 재료 특성 데이터베이스(27)는 굽혀질 쉬트 메탈의 다양한 재료 데이터에 관해 미리 규정 및 저장된 세트를 구비하며, 내부에 저장된 데이터의 세트로 상기 작동기 입력 데이터의 삽입을 유발시킨다.

도 3에 도시된 상기 데이터 처리 시스템에는 굽힘 장치의 기하학적 데이터에 관해 미리 규정되어 저장된 세트를 구비하는 머쉰 기하 데이터베이스(machinegeometry dtabase:28)를 또한 포함한다.

상기 길이 데이터(22)와, 상기 기술적 굽힘 데이터베이스(26)에 의해 처리되는 데이터와, 상기 재료 특성 데이터베이스(27)에 의해 처리되는 데이터 및 상기 머쉰 기하 데이터베이스(28)의 출력 데이터는 특정한 수학적 모델 굽힘 공식에 따라 상기 장치 작동기들의 운동을 계산할 수 있는 계산 소프트웨어 알고리즘(29)으로 공급된다.

또한, 상기 데이터 처리 시스템은 두께 (및 가능한 변형(strain)) cmrwjdrl(19)에 의해 제공되는 실제 쉬트 두께 (및 가능한 변형) 데이터를 구비한 다이나믹 입력부(dynamic input:31)를 포함한다. 상기 계산 소프트웨어 알고리즘(29)에 의해 제공되는 계산된 데이터와 실제 두께 데이터(32)는 특정한 수학적 모델 굽힘 공식에 따라 상기 굽힘 유니트의 작동기들(12, 15)의 운동을 다시 계산할 수 있는 실시간 재계산 소프트웨어 알고리즘(33)으로 공급된다.

다시 말해서, 적절한 데이터베이스로부터 처리된 데이터와 상기 작동기에 의해 제공된 입력 데이터에 근거한 제1 계산 이후, 처리될 쉬트 금속의 실제 두께에 대한 정밀한 측정이 굽혀질 쉬트의 기술적 작동상태에 대한 수학적 모델에 근거한 재계산 소프트웨어 알고리즘에 의해 수행되며, 상기 두께에 대한 정밀한 측정은 패널 타입의 각 굽힘 싸이클의 초기에 실행된다.

프로그램될 수 있으며 각 굽힘 공정에 요구되는 데이터들 가운데, 2개는 전체 블랭크의 모든 굽힘요소, 즉 강(steel), 알루미늄, 철 등과 같은 재질 및 두께에 대해 공통적으로 사용된다. 상기 굽힘 유니트에 의해 굽혀지게 되는 재료의 작동 상태는 FEM 컴퓨터 분석과 실험실에서 실험된 데이터로부터 유추된다.

상기 기술적 데이터베이스와 기술적 작동 상태에 대한 수학적 모델은 이러한 원리들에 근거한다. 상기 쉬트 금속의 두께는 비선형 방식으로 굽힘력에 큰 영향을 미치며, 이에 따라, 상기 두께 공차는 프로그램된 소정의 굽힘각의 정확성에 중요한 영향을 미친다. 상기 수학적 모델에 근거한 알고리즘에 의한 연속적인 재계산 및 각각의 작업 싸이클 이전의 상기 두께의 정확한 측정은, 어떠한 조절 싸이클의 실행이나 낭비되는 패널이 없도록 프로그램된 바에 따라, 올바른 굽힘각을 보장한다. 따라서, 본 발명은 새로운 제품 배치의 최초 부분이 프로그램된 바에 따라 양호하게 되는 것을 보장한다. 이에 반하여, 상기 쉬트의 정확한 두께 측정을 위한 장치와 상기 기술적 작동상태에 대한 수학적 모델을 구비하지 않은 종래의 패널 굽힘기는 정확한 굽힘각의 조정을 위해 여러 장의 패널을 낭비하게 된다.

Claims (5)

1. 작동기(12, 15)에 의해 구동되는 굽힘 유니트(8)를 구비한 쉬트 금속 굽힘장치로서,

   굽힘 공정하에서 머쉰-쉬트 조립체의 작동 상태를 나타내도록 프로그램되며, 쉬트 금속 각도(A) 및 두께(T) 데이터에 대해 미리 규정 및 저장된 세트를 구비하여 굽혀질 쉬트 금속(3)의 각도 및 두께 데이터(23, 24)와 함께 공급되는 기술적 굽힘 데이터베이스(26)와;

   쉬트 금속재료 데이터에 대해 미리 규정된 세트를 구비하며, 굽혀질 쉬트 금속(3)의 재질 데이터(25)와 함께 공급되는 재료 특성 데이터베이스(25)와;

   상기 굽힘 장치의 기하학적 데이터에 대해 미리 규정된 세트를 구비하는 머쉰 기하 데이터베이스(28)와;

   상기 데이터베이스들(26, 27 및 28)에 의해 제공되는 처리 데이터와 굽혀질 쉬트 금속(3)의 쉬트 금속 길이(L) 데이터에 따른 상기 굽힘 유니트 작동기(12, 15)의 운동을 계산하기 위한 수학적 모델 계산 알고리즘(29)과;

   굽혀질 쉬트 금속(3)의 두께를 측정하기 위한 두께 측정수단(19) 및:

   상기 두께 측정수단(19)에 의해 제공된 측정 두께 데이터(32)와 상기 계산 알고리즘(29)으로부터 계산된 데이터에 따른 상기 굽힘 유니트 작동기(12, 15)의 운동을 재계산하기 위한 수학적 모델 재계산 알고리즘(33)을 포함하는 데이터 처리 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 쉬트 금속 굽힘장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기술적 굽힘 데이터베이스(26)는 FEM 컴퓨터 분석에 근거하는 것을 특징으로 하는 쉬트 금속 굽힘장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 기술적 굽힘 데이터베이스(26), 상기 재료 특성 데이터베이스(27), 상기 머쉰 기하 데이터베이스(28) 및 상기 수학적 모델 계산 알고리즘(29)은 상기 데이터 처리 시스템의 오프라인부(20)에 포함되는 것을 특징으로 하는 쉬트 금속 굽힘장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 수학적 모델 재계산 알고리즘(33)은 상기 데이터 처리 시스템의 온라인부(30)에 포함되는 것을 특징으로 하는 쉬트 금속 굽힘장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 두께 측정기(31)는 또한 쉬트 금속의 변형을 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 쉬트 금속 굽힘장치.