KR20030040302A - 시작차량(試作用) 제작용 헤밍장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헤밍기술에 관한 것으로서, 특히 시작차량의 제조에 특히 적합한 헤밍장치에 관한 것이다.

본 발명의 헤밍장치는 하부베이스(11)와, 프레스에 의하여 상하 구동되는 상부베이스(12)로 구성되며; 상기 하부베이스에 위치되는 하형 다이(13)와, 상부베이스에 구비되면서 하형 다이에 대응되는 상형 다이(14)가 1조로 이루어지되, 상기 하형 다이 및 상형 다이 2조가 하나의 프레스에 의하여 작동되도록 구성함으로써, 한 조의 다이는 예비헤밍 작업을, 다른 한 조는 메인헤밍 작업을 수행하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 프레스를 이용하여 2단계의 헤밍공정(예비헤밍 공정과 본헤밍 공정)에 의하여 시작용 헤밍작업을 자동화함으로써, 종래 수작업에 의존하던 시작용 헤밍작업의 문제점을 해결하고, 시작제품의 헤밍작업 효율성을 제고함과 아울러 균일한 가공품질을 얻을 수 있으며, 전용(專用) 다이를 쉽게 교체하도록 구성하여 전문 특정 차량에 한정되지 않고 범용적으로 사용될 수 있는 장점이 있다.

Description

시작차량(試作用) 제작용 헤밍장치{HEMMING APPARATUS FOR MANUFACTURING A DRAFT AUTOMOBILE}

본 발명은 헤밍기술에 관한 것으로서, 특히 시작차량의 제조에 특히 적합한 헤밍장치에 관한 것이다.

일반적으로 새로운 모델의 자동차를 개발하기 위한 단계에 있어서, 디자인이 완료된 차량에 대해, 양산체계를 갖추기 이전에 사전에 시작용(試作用) 차량을 제작하여 설계의 타당성 검증 및 성능 테스트 등을 수행하고 있다. 이러한 시작용 차량은 여건과 상황에 따라 다르나, 대개 60∼150대를 제작하는 것이 일반적이며, 경우에 따라서는 200대 이상의 시작용 차량을 제작해야 하는 경우도 발생된다.

현재 이러한 차량의 제작은 완전한 생산설비 및 가공장비, 생산라인이 갖추어지지 않은 상태이므로 대부분 시작용(試作用) 금형 및 치구를 이용하여 수작업에 의하여 제작하고 있는 실정이며, 도어를 비롯한 동작부위(moving part)의 가장자리의 절곡작업(이하 '헤밍(hemming)'이라 한다) 역시 수작업에 의존하여 이루어지고 있다.

이와 같이 현재의 시작용 차량의 헤밍작업은, 도 1과 같이 디자인 데이터에 의하여 가공된 하형 다이(Die)를 제작하고, 가공물인 외부 패널과 내부판넬을 겹쳐 상기 하형 다이 위에 셋팅하여 안착시킨 후, 해머를 이용하여 절곡(벤딩)작업을 수행한다. 이를 보다 자세하게 설명하면, 도 1b에 도시된 바와 같이 수직으로 꺾여진 외부판넬의 플랜지(약 8∼10㎜)에 타격판(4)(또는 '아대'라 하기도 함)을 대고 해머로 타격판을 두드리면서 이 플랜지를 절곡시켜 내부판넬과 결합시킨다.

그러나, 이러한 종래의 시작용 제품의 헤밍작업은 가공물의 전체 둘레(이하 '전주(全周)'라 함)에 대하여 동시에 절곡작업이 이루어질 수 없고 순차적으로 절곡되기 때문에, 헤밍라인의 연속성이 떨어져 헤밍라인의 불균일, 외관 표면의 굴곡발생 등 품질상의 문제점은 물론, 작업자의 안전사고의 발생 가능성이 높고, 작업시간이 과다하게 요구되어 총 개발기간의 장기화를 불러오는 원인이 되기도 한다.

기존의 수작업에 의한 헤밍에 있어서 가장 심각한 문제로는, 작업자의 숙련도와 작업조건에 따라 완성품의 품질이 달라질 수밖에 없기 때문에, 성능검증, 충돌시험의 결과에 영향을 미치게 되고, 이에 따라 검증 및 테스트 결과 데이터의 정확한 분석을 어렵게 하는 치명적인 문제점을 야기한다는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 수작업에 의존하던 시작용 헤밍작업의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 프레스를 이용하여 2단계의 헤밍공정(예비헤밍 공정과 본헤밍 공정)에 의하여 시작용 헤밍작업을 자동화하여 시작용 제품의 헤밍작업 효율성을 제고함과 아울러 균일한 가공품질을 얻을 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명은 특정 디자인의 차량에만 한정되어 사용되는 시작용 헤밍장치가 아니라, 시작차량의 디자인이 변경되는 경우에도 하형 다이(Die)만을 교체하여 사용할 수 있는 범용성을 지닌 시작차량용 헤밍장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 헤밍장치는 하부베이스(11)와 상부베이스(12)로 구성되며, 하형 다이(13)와 이에 대응되는 상형 다이(14)가 한 조를 이루어 총 2조로 구성되어, 한 조의 다이는 예비헤밍 작업을, 다른 한 조는 메인헤밍 작업을 수행하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 헤밍장치는 시작용(試作用) 차량의 생산에 특히 적합한 헤밍장치로서, 정밀시공 및 대량생산을 위한 헤밍장치와는 그 목적에서 엄격히 구분되며, 시작차량용(試作車輛用) 생산설비라는 특성상, 작업의 신속성, 정확성 확보와 생산설비에의 과다투자 위험성이라는 두 가지 상반되는 목적을 동시에 충족해야 하는 점에서 더 큰 의미를 가진다. 이러한 점에 있어서 본원 발명의 헤밍장치는 완제품 생산라인에서의 헤밍장치와 명확히 구분된다 할 것이다.

도 1은 종래 시작용 헤밍작업을 설명하는 설명도

도 2는 본 발명에 의한 헤밍장치의 개략적인 구성을 도시한 단면 설명도

도 3은 본 발명에 의한 예비헤밍공정을 설명하는 설명도

도 4는 본 발명에 의한 메인헤밍공정을 설명하는 설명도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 외부판넬 2: 내부판넬

1a,1b,1c: 외부판넬 플랜지 10: 가이드 포스트

11: 하부베이스 12: 상부베이스

13: 하형 다이 14: 상형 다이

15: 가압부 16: 위치결정핀

17: 가압 패드

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 헤밍장치의 개략적인 구성을 도시한 단면 설명도이며, 도 3은 본 발명에 의한 예비헤밍공정을 설명하는 설명도이며, 도 4는 본 발명에 의한 메인헤밍공정을 설명하는 설명도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 헤밍장치는 하부베이스(11)와 상부베이스(12)가 프레스장치에 취부되어 이루어지는데, 하부베이스(11)에는 두 개의 하형 다이(13a)(13b)가 재치되며, 상부베이스의 저면에는 상기 두 하형다이(13a)(13b)에 각각 대응되는 두 개의 상형 다이(14a)(14b)가 상부베이스(12)와 탈착 가능하게 고정된다. 상부베이스는 하부베이스와 가이드 포스트(10)에 의하여 슬라이딩 가능하게 결합되어 프레싱 과정에서 상부베이스와 하부베이스의 위치결정이 이루어지게 된다.

상기 두 개의 상형 다이는 예비헤밍용 상형다이(14a)와 메인헤밍용 상형다이(14b)로서, 상형 다이는 가공물에 형성된 다수개의 위치결정공에 각각 대응되는 위치결정 핀(16)과, 가압부(15)로 이루어진다. 이 때, 상기 가압부는 예비헤밍용과 메인헤밍용에 따라 그 끝단의 형상이 다르게 구성되는 것이 특징이다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 예비헤밍용 상형 다이(14a)의 가압부(15a)는 그 끝단면이 편평하게 형성되어, 수직으로 1차 절곡된 외부판넬의 플랜지(1a)를 내부판넬(2) 주연방향으로 45°절곡시키게 된다.(이를 예비헤밍이라 하기로 한다.)

반면, 도 4에 도시된 바와 같이, 메인헤밍용 상형 다이(14b)의 가압부(15b)는 그 끝단면이 외부판넬의 면과 평행한 경사면으로 형성되어, 예비헤밍이 완료된외부판넬의 플랜지(1b)를 내부판넬(2) 주연과 겹쳐지도록 가압하여 성형하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용관계를 설명하면 다음과 같다.

즉, 최초의 작업공정에 있어서는 메인헤밍용 다이에는 가공물을 적재하지 않고 예비헤밍용 다이 위에, 수직으로 1차 절곡된 플랜지(1a)를 갖는 외부판넬(1)과 이와 결합되는 내부판넬(2)을 재치하고 정확한 위치를 셋팅한 다음, 프레스 기계를 가동시킨다. 상부베이스가 아래로 하강하면서 예비헤밍용 상형 다이(14a)에 구비된 가압부(15a)의 끝단면이 플랜지(1a)를 내부판넬 쪽으로 45°각도로 절곡시키게 되며, 센서의 작업완료 신호에 의하여 프레스의 상부베이스는 다시 복귀하면서 1차 공정이 완료된다.

1차 공정(예비헤밍)이 완료된 가공물은 메인헤밍용 하형 다이로 옮겨 정확한 위치를 설정하여 적재한다. 물론, 예비헤밍용 하형 다이(13a)에는 예비헤밍을 수행할 또 다른 가공물을 적재한다. 이와 같이 두 개의 하형 다이(13a)(13b)에 각기 다른 공정의 두 가공물을 로딩(Loading)한 후, 프레스를 작동시켜 상부베이스(12)를 하강시키면 혜비헤밍용 다이에서는 도 3과 같은 작업이 수행되는 동시에, 메인헤밍용 다이에서는 메인헤밍용 상형 다이(14b)에 구비된 가압부(15b)의 경사진 끝단면이 플랜지(1b)를 내부판넬 쪽으로 완전히 밀착시키면서 내부판넬(2)을 외부판넬(1)과 결합되도록 성형을 완료한다. 작업이 완료되면 센서의 완료신호에 의하여 프레스의 상부베이스는 다시 복귀하면서 두 개의 공정(예비헤밍 및 메인헤밍)이 한번의 프레싱 작업에 의하여 완료하게 된다.

이 때, 상형 다이에 고정되는 위치결정핀(16)은 가공물의 조건에 따라 그 위치를 가변적으로 조절할 수 있는 연결로드에 의하여 고정되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 하부베이스(11)에 고정되는 하형 다이(13a)(13b) 및 상부베이스(12)에 고정되는 상형다이(14a)(14b)는 모두 볼트에 의하여 착탈이 가능하게 고정되도록 구성함으로써, 디자인 설계값에 따라 가변적으로 설계되는 다양한 헤밍다이를 교환할 수 있도록 범용성을 높일 수 있다.

상기에서 설명되지 아니한 도면부호 17은 내부판넬을 외부판넬에 밀착되도록 밀어주는 가압패드로서, 이 가압패드가 내부판넬이 외부판넬에 밀착되도록 가압하는 상태에서 상기 상형 다이의 가압부(15)가 외부판넬의 플랜지를 벤딩가공하게 되는 것이다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 시작용 제품의 헤밍가공을 위하여 특별히 안출된 것으로서, 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위 내에서 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 형태로 변형 또는 변경 실시하는 것 또한 본 발명의 개념에 포함되는 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 시작용 차량의 생산공정에 있어서 종래 수작업에만 의존함으로써 발생되던 헤밍공정의 문제점을 한번의 프레싱(Pressing) 공정으로 마무리할 수 있게 함으로써 작업의 효율성 및 작업시간의 단축을 이룰 수 있음은 물론 전주(全周)를 단 한번에 성형함으로써 품질의 불균일성 및 불량율을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

특히, 본 발명은 헤밍 설비를 도입하기 위한 설비투자의 과도한 지출이 불가능한 시작차량용 생산설비의 특수성도 살리면서, 수작업으로 인한 품질 불균일성의 문제도 해결한 것으로 자동차 산업분야에 매우 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 시작차량(試作車輛) 제작용 헤밍장치에 있어서,

   하부베이스(11)와, 가이드 포스트(10) 및 상하로 이동되는 상부베이스(12)를 포함하는 프레스로 구성되며,

   상기 하부베이스에 착탈 가능하게 구비되는 두 개의 하형 다이(13a)(13b)와, 상기 두 하형다이(13a)(13b)에 각각 대응되는 상기 상부베이스(12) 저면에 착탈 가능하게 구비되는 두 개의 상형 다이(14a)(14b)로 구성되어, 한 조의 상하 다이(13a)(14a)는 예비헤밍 작업을, 다른 한 조의 상하 다이(13b)(14b)는 메인헤밍 작업을 수행하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 시작차량 제작용 헤밍장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 예비헤밍 작업을 위한 상형 다이(14a)에 구비되는 가압부(15a)는 수직으로 1차 절곡된 외부판넬의 플랜지(1a)를 내부판넬(2) 주연방향으로 45°절곡시키도록 하기 위하여 그 끝단면이 편평하게 형성되며,

   상기 메인헤밍용 상형 다이(14b)의 가압부(15b)는 예비헤밍된 외부판넬의 플랜지(1b)를 내부판넬(2) 주연에 겹쳐지도록 가압하기 위하여 그 끝단면이 외부판넬의 면과 평행한 경사면으로 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시작차량 제작용 헤밍장치.