KR960011668B1

KR960011668B1 - 판재 굽힘 가공기 및 굽힘 방법

Info

Publication number: KR960011668B1
Application number: KR1019890020638A
Authority: KR
Inventors: 아이모네 까띠 알베르또; 싸르토리오 프랑코; 베르가노 스테파노
Original assignee: 가부시끼가이샤 아마다; 아마다 미쯔아끼
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1989-12-29
Publication date: 1996-08-29
Also published as: GB9224237D0; GB2226516B; FR2641211B1; KR900009167A; US5092151A; SE8904385L; SE8904385D0; CH680912A5; GB2226516A; GB8929237D0; GB2262464B; ATA297189A; FR2641211A1; DE3943347A1; AT401896B; SE506454C2; GB2262464A

Abstract

내용없음.

Description

판재 굽힘 가공기 및 굽힘 방법

제1도는 종래의 굽힘 가공 프레스의 구조를 나타내는 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 굽힘 가공 프레스의 바람직한 실시예에서 수행된 3단계의 굽힘 가공을 나타내는 개략도.

제3도는 바람직한 실시예에 따른 굽힘 가공 프레스의 개략적인 측단면도.

제4도는 제3도의 화살표 Ⅳ부분을 확대한 상세 수직 단면도.

제5도는 제4도의 수평면 Ⅴ-Ⅴ을 따라 취한 개략적인 수평 단면도.

제6도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 굽힘 가공 프레스의 개략적인 평면도.

제7도는 제6도의 수직면 Ⅶ-Ⅶ을 따라 취한 확대 단면도.

제8도는 제6도의 화살표 Ⅷ도에 따른 개략적인 부분 정면도.

제9도는 제7도의 화살표 Ⅷ에 따른 개략적인 정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 1100 : 프레임 12, 1106 : 상부 비임

14, 1102 : 하부 비임 16 : 다이(하부금형)

18 : 펀치(상부 금형) 22, 174, 180 : 하부 아암

24, 176, 182 : 상부 아암 26 : 제1활주 부재

32 : 제2활주 부재 38, 60, 138, 1112 : 액츄에이터

42 : 피스톤 로드 54, 58 : 이붙이 봉

68 : 수치 제어 전기 서어보 모터 70 : 구동 기어

72 : 피동 링 기어 76 : 암나사 부재

86 : 트리핑 브레이크 88, 104, 154 : 쐐기 부재

96 : 광학 스케일 102 : 수평 로드

106 : 활주 부재 120 : 스프링

140 : 서어보 모터 유니트 156 : 작동축

본 발명은 금속판 굽힘 가공 프레스와 같은 판재 굽힘 가공기에 관한 것이다.

금속 판재의 냉간 굽힘 가공은 현재 굽힘 가공 프레스들에 의하여 실행되며, 제1도에는 그 예로써 굽힘 가공 프레스를 개략적으로 도시하였다.

이들 프레스는 하나 이상의 견고한 C-형상 구조물로 구성되는 프레임(10)을 구비하고 있으며, 이 프레임(10)은 통상 수평면상에 배열되는 두개의 견고하고 평행한 비임(12 및 14)을 갖추고 있다. 하나의 비임, 예를 들면 상부 비임(14)은 다른 비임(12)과 계속 평행을 유지하면서 서로 접근 및 이격되게끔 이동할 수 있다. 양 방향 화살표(Z)는 비임(14)의 이동방향을 나타내거나 또는 두 비임들의 상대적인 이동방향을 나타내며, 이 방향은 이하에서 작동방향으로 지칭한다.

두개의 비임(12 및 14)은 통상 V-형상을 갖는 다이(16) 및 펀치(18)의 형태인 한쌍의 상호 작용 금형을 유지하는 각각의 금형 호울더로 구성되며, 다이(16)와 펀치(18) 사이에 삽입된 판재는 금형들이 서로에 대해 가입될 때 그러한 금형들의 형상으로 굽혀진다.

종래의 프레스에서, 통상적으로 고정된 하부 비임(12)에 대한 상부 가동(可動) 비임(14)의 가압력은, 프레스가 소형이라면(굽힘 가공 길이가 대개 1m이하인 경우) 한 지점에, 그리고 프레스가 중형 또는 대형인 경우에는 상부 가동 비임(14)의 양단부에 대칭적으로 위치하는 두개의 지점에, 힘을 가하는 메카니즘에 의하여 달성된다. 이 메카니즘은 다양한 형태가 있을 수 있으며, 그 힘은 대개 유압 실린더 또는 유압 모터에 의하여 발생된다.

고정밀도가 요구되는 굽힘 프레스에서는, 굽힘 각도가 엄밀한 허용 오차(예를 들면, 각도 1°에 대한 수분(數分)의 각도 오차)내에 있도록 다이와 펀치 사이의 거리가 정확히 조정되어야만 하기 때문에, 수치 제어 구동 모터들을 사용하는 것이 필수적이다. 이러한 종래의 기술에서는 다이(16)와 펀치(18) 사이의 거리를 연속적으로 그리고 자동적으로 측정하는 것이 필요하며, 보통 고마력(high power)용으로 바람직하고 극히 제한된 크기의 제품들만을 생산할 수 있는 유압식 구동 장치(실린더 또는 모터)를 이러한 경우에 이용하는 것은 적절치 못하다. 실제로, 유압식 메카니즘은 아주 정밀하지는 못할 뿐만 아니라, 유체가 점차적으로 가열됨에 따라 하루 단위의 작업 과정 중에도 그 성능이 상당히 변화한다. 또한, 많은 양의 발생 열이 기계의 프레임에 전달되어 시스템의 정밀도를 더욱 감소시키는 변형을 야기할 수 있다.

상기의 문제점들로 인하여, 현재에는 매우 정밀하고 일관되게 일을 수행하는 전기 서어보 모터를 선호하는 경향이 있다. 또한, 전기 서어보 모터는 대단히 큰 효율을 가지고 있기 때문에, 유압 실린더 및 유압 모터에 의하여 발생되는 열보다는 적은 양의 열을 발생한다.

전기 서어보 모터의 단점은 소정의 필요 동력에 대하여 유압 구동 장치에 비해 크기가 크며 가격이 비싸다는 것이며, 또한, 구동력을 이동 가능한 금형 호울더에 전달하기 위하여 제1도의 비임(14)과 같은 보다 고가인 운동 메카니즘이 요구된다는 것이다.

본 발명의 목적은 소정의 굽힘 가공력 및 굽힘 시간에 대하여 매우 낮은 동력의 서어보 모터를 사용하는 고정밀 굽힘 가공 프레스를 제공함에 있다.

본 발명에 따라, 상기 목적은 : 프레임과; 상기 프레임에 상대적으로 상호 접근 및 이격이 자유롭도록 설치되어 그 사이에 삽입된 판재를 굽힘 가공하기 위한 상부 금형 및 하부 금형과; 상기 상부 금형과 하부 금형사이의 간격이 비교적 클 때, 상기 상부 금형 및/또는 하부 금형을 고속으로 상호 접근 및 이격시키기 위한 제1구동수단과; 상기 상부 금형과 하부 금형 사이의 간격이 비교적 좁을 때, 상기 상부 금형 및/또는 하부 금형을 정확하게 상호 접근 및 이격시키기 위한 제2구동수단으로 구성되는 판재 굽힘 가공기에 의하여 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명은 다음의 상세한 설명에 의하여 명확해 질 것이다.

우선, 본 발명의 기초가 되는 이론은 제2도를 참조하여 설명되며, 그 제2도는 금속판재의 3단계(a, b 및 c) 굽힘 가공을 개략적으로 도시하고 있다.

제2도에서 다이(하부 금형)는 도면 번호 16으로, 펀치(상부 금형)는 18로 표시하며, 작동 방향은 Z으로 표시한다. 본 발명은 굽힘 가공 실시를 위해 필요한 운동을 2단계 또는 몇몇의 경우에는 3단계로 구분한다는 것을 기초로 하고 있다.

제2도는 접근단계(a)를 나타내며, 이 단계는 프레스가 완전히 또는 부분적으로 개방되어 있는 상태(펀치(18)는 다이(16)위에 놓여 있는 금속 판재(W)로 부터 높이(H)에 있다)에서 시작되고, 이 상태는 상기 판재를 제거하는데 필요하다. 단계(a)는 펀치(18)의 정점이 판재(W)에 접촉할 때 종료된다.

단계(b)는 굽힘 가공 단계 그 자체이며, 펀치와 다이는 상호 작용하여 그 사이에 놓인 금속 판재(W)를 구부린다. 이 단계에서, 펀치(18)는 거리(H)보다 매우 짧은 거리(K) 만큼 다이(16)에 대하여 상대적으로 이동한다.

단계(c)는 압인 가공(coining)으로 알려진 고정밀 굽힘 가공의 경우에만 실시된다.

굽힘 가공 단계(b)로서 굽힘 작용이 종료되는 경우에는, 금속 판재가 배출될 때, 그 판재는 탄력에 의하여 어느 정도까지 다시 벌어진다. 즉, 최종 굽힘각은 굽힘 기계에 의하여 부여된 각도와 일치하지 않게 된다. 그러나, 압인 가공 단계(c)가 굽힘 가공 단계(b)보다 5배 이상의 힘으로 실행된다면, 금속은 완전 소성 상태(소위 전항복 상태)에 이르게 되어 금속 판재의 최종각은 기계에 의해 부여된 각도와 일치하게 된다. 압인 가공 단계동안, 펀치(18)와 다이(16)의 상대 변위(L)는 거의 영이며, 여기에서는 통상적인 표현인 가상 변위로서 기술한다.

이하에는 설명하는 바와 같이, 3단계(a,b 및 c)는 힘과 변위 값 뿐만 아니라 근본적으로 상이한 변위 양식에 의하여 구별된다.

단계 a

변위(H)(약 100 내지 200mm)는 가장 큰 값이며, 일반적으로는 단계(b)의 변위(K)의 약 10배 이상이다.

가해지는 힘은 아주 작고, 상부 가동 비임(14) 및 그 펀치(18)의 중량과 동일하며, 몇몇의 경우에는 완전한 평형 상태가 될 수 있다. 그 힘은 구조물 또는 프레임(10)을 변형시키는 않는다.

변위(H)는 가능한 급속히 이루어져야만 하며 전체제어 또는 무제어(all or nothing control)에 의하여 이루어질 수 있다.

단계 b

단계(b)에서 가해지는 힘은 매우 크며, 굽힘 영역에서의 판재는 탄성 상태로부터 국부적인 항복 상태로 변화하기 때문에 그 힘은 매우 급속히 증가한다. 그 후 굽힘 각도가 커지는 동안 힘은 거의 일정하게 유지되며, 이는 소위 인 에어(in air : 굽힘 가공이 방해받지 않는 상태) 굽힘 가공 단계에 관한 것이다. 그후 굽힘부 정점의 양측부의 판재가 다이(16) 및 펀치(18)의 측면들과 평행하게 될 때, 힘은 다시 급격히 증가하여 이 상태를 완전 굽힘 상태라 한다.

단계(b)에서는 전체 변위는 두 성분(K 및 K')으로 구성된다. 다이(16)와 펀치(18)가 금속 판재(W)를 사이에 두고 접촉하는 이러한 단계에서, 기계의 구조물 또는 프레임(10)은 굽힘력에 의하여 어느 정도 변형된다. 따라서, 이동을 발생시키는 운동 메카니즘은 변위(K)와 변위(K')의 전체합으로 이루어지며, 이때 K+K'는 H보다 매우 작은 값이다. 여기서 K는 다이(16)와 펀치(18)의 상대 이동 변위로써 약 5 내지 20mm의 값을 가지며, K'는 기계 구조물의 변형 변위로써 대개 K보다 상당히 작은 값을 가진다.

이 단계에서 다이(16)와 펀치(18)의 상대 변위는, 구조물의 변형에 의한 변위 성분이 제외된 변위값의 측정을 통한 수치 제어에 의하여 단계적으로 정확히 측정되어야 한다. 샘플 테스트를 통해 굽힘부의 탄성 회복값이 결정되면, 수치 제어를 하면서 단계(b)를 실행하여 여러 굽힘 각도에 걸쳐 정밀한 인 에어 굽힘 가공을 실시할 수 있다. 모든 경우에 있어서, 판재를 지지하는 로보트를 조작함으로써, 그 판재를 정확히 가공할 수 있다.

단계 c

단계(c)에서 가해지는 힘은 대단히 크며, 그 힘은 단계(b)에서 가해지는 힘보다 적어도 5배 이상의 크기를 가진다. 힘의 크기는, 굽힘 영역이 바람직하지 못하게 변형되지 않도록, 판재(W)의 크기 및 두꼐와 재료의 종류에 따라 면밀하게 결정되어야 한다.

구동 메카니즘에 의한 변위는 L과 L'의 두 성분으로 구성된다. 이때, L로 표시되는 다이(16)와 펀치(18)의 상대 이동은 매우 작으며(수분의 1mm 내지 약 1mm), L'로 표시되는 구조물의 변형은 L보다는 약간 큰 값을 가진다. 따라서, L+L'의 크기는 단계(b)의 K+K'의 크기와 비교된다.

압인 가공시에 가해지는 힘은 비단계적 제어(non-gracual control)(전체 제어 또는 무제어)에 의하여 실행될 수 있으며, 그러한 압인 가공 결과로 변위가 발생하나 그 변위를 체크할 필요는 없다.

상기 사실을 기초로 하여, 구동 부재 또는 모터 수단의 구분에 따라, 본 발명을 두 단계(a 및 b) 또는 세 단계(a,b 및 c)의 굽힘 가공 단계로 나눌 수 있다.

우선적으로, 코이닝 단계가 포함되지 않은 가장 일반적인 형태의 굽힘 가공 프레스에 대하여 기술하면 다음과 같다.

접근 단계(a)는, 예를 들면 하나 이상의 공압 실린더와 같은, 전체 제어 또는 무제어 형태의 저렴한 고속의 제1구동 수단에 의하여 실행된다. 그러나, 단계(b)의 변위는 각각의 운동 메카니즘을 가지는 하나 이상의 전기서어보 모터에 의하여 발생한다.

종래의 프레스에 있어서, 서어보 모터의 최대 속도는 단계(a)중의 펀치와 다이의 접근 속도에 해당하며, 전체 굽힘 가공공정에 소요되는 작동 시간이 지나치게 길게 되지 않도록 하기 위하여, 상기 최대 속도는 단계(b)의 속도보다 커야한다(예를 들면 10배).

잘 알려진 바와 같이, 서어보 모터는 일정한 토르크를 가지기 때문에, 그 속도가 1/10인 단계(b)를 종래 기술에 따라 실행할 때 모터는 예컨대 공칭 마력의 1/10인 마력을 발생시킬 것이다. 단일 모터로 두 단계(a 및 b)를 실행하는 경우에, 단계(b)에서는 정밀한 위치 및 속도 제어가 실행되어야 하는 반면, 단계(a)에서는 정밀한 위치 제어 장치들이 전혀 필요없다.

그러나, 본 발명의 경우에, 단계(b)에 사용되는 서어보 모터의 최대 속도는 단계(b)의 최대 속도와 일치하기만 하면 되고, 예를 들면 그 속도는 단계(a)의 속도의 1/10이다. 따라서, 단계(b)에만 이용되는 서어보 모터는 단계(a 및 b) 모두에 사용되는 모터의 공칭 마력의 1/10의 공칭 마력을 가진다는 것을 분명히 알 수 있다.

지금부터는 압인 가공 단계(c)를 포함하는 종래의 굽힘 가공 프레스에 대하여 설명하기로 한다. 상술한 바와 같이, 이 단계에서는 운동 메카니즘의 전체 변위(L+L')가 포함되며, 그 변위 크기는 단계(b)의 변위(K+K') 크기와 자릿수(order of magnitude)가 같다. 그러나, 이 단계에서 가해지는 힘은 단계(b)에서 가해지는 힘의 적어도 5배 이상의 크기를 가진다. 이 경우에, 압인 가공이 거의 순간적으로 실행되는 것이 바람직하지만, 단계(c)의 실행시간이 단계(b)의 실행시간(몇초)과 같이 오랫동안 지속된다면, 종래의 단일 서어보 모터에 요구되는 마력은 단계(b)의 실행에 필요한 마력의 정확히 5배가 된다. 단계(c)에서 필요한 것은, 판재의 소성 변형 및 기계의 탄성에 의한 변위를 측정하는 것이 아니라 가해지는 힘을 측정하는 것이다.

본 발명의 간단한 실시예에서, 단계(a)의 접근 이동에 대하여만 제1구동 수단을 사용하고 굽힘 가공 및 압인 가공 단계(b 및 c) 양자에 대하여는 제2구동 수단을 사용하는 것이 가능하다.

그러나, 제1 및 제2구동 수단과 별개로 제3구동 수단을 사용하여 단계(c)의 압인 가공을 실행하는 것이 문제 해결을 위하여 바람직하다.

제3도 내지 제5도에서, 제1도의 구조물(10)중 하나에 상당하는 프레임을 도면 부호 10으로 표시하였으며, 프레스의 크기에 따라 그 프레스는 하나 이상의 구조물을 구비할 수 있다. 제3도 내지 제5도에는 단지 하나의 구조물(10)만을 가지고 있는 프레스가 도시되어 있으며, 둘 이상의 구조물(10)을 갖는 경우에는 각각의 구조물이 제3 내지 제5도에 나타낸 바와 같이 배열될 것이고 후술하는 여러 구동 수단들은 서로 조화를이루어 작동할 것이다.

제3도 내지 제5도에서, 하부 비임은 도면 부호 12로 표시되고 상부 비임은 14로 다시 표시되며, 다이(하부 금형)는 16, 펀치(상부 금형)는 18로 표시된다. 또한, 제3도에서 선 W는 굽혀진 판재를 나타내며, 작동 방향은 Z로 표시된다.

C-형상 구조물의 상부 아암 및 하부 아암을 각각 도면 부호 22 및 24로 표시하였다.

상부 아암(24)에서, 제1활주 부재는 26으로 표시되어 있으며, 이 활주 부재는, 활주 부재 자체 및 상부 아암(24)에 의하여 지지되는 상보적인 각주형(角柱形) 안내부(28 및 30)에 의하여 작동 방향(Z)을 따라 이동할 수 있도록 장착된다.

상자형의 제1활주 부재(26)는 제2활부 부재(32)를 포함한다. 그 제2활주 부재(32)는, 활주 부재(32) 자체 및 제1활주 부재(26)에 의해 지지되는 상보적인 각주형 안내부(34, 36)에 의해 작동 방향(Z)을 따라 이동할 수 있도록 장착된다.

금형 유지용 상부 비임(14)은 제2활주 부재(32)에 견고하게 고정된다.

복동식 공압 또는 유압 선형 액츄에이터(38)를 구비한 제1구동 수단은 제1활주 부재(26)와 제2활부 부재(32) 사이에 운동할 수 있도록 삽입된다. 액츄에이터(38)의 본체(40)는 제1활주 부재(26)에 고정되며, 피스톤 로드(42)는 수직 방향으로 즉, 작동 방향(Z)과 평행하게 연장된다.

로드(42)의 하단부는 구동력을 전달하는 스프로킷(46)이 내부에서 자유롭게 회전하는 포크(fork)(44)를 지지한다. 두개의 활주 부재(26 및 32)는 구동력을 전달하는 스프로킷(46)이 동시에 맞물리는 대향 톱니부세트(48 및 52)를 각각 지지한다.

두개의 이붙이 봉(54)(제1체결 부재)은 작동 방향(Z)을 따라 연장하는 톱니를 가지며, 제2활주 부재(32)에 고정된다. 체결 및 분리 장치 또는 수단(56)은 제1활주 부재(26)에서 미끄럼 운동을 하도록 설치되며, 이붙이 봉(54)의 톱니와 맞물리는 톱니를 가진 대응 이붙이 봉(58)(제2체결 부재)들을 지지한다. 그 체결 및 분리 장치(56)는 단동식 유압 또는 공압 액츄에이터(60)에 의하여 수평방향으로 왕복 운동하며, 로드(64)에 의하여 액츄에이터의 피스톤(62)에 연결된다. 액츄에이터(60) 내에 배치된 스프링(66)은, 액츄에이터(60)가 가압되지 않을 때, 봉(58)들의 톱니와 봉(54)들의 톱니가 맞물리는 위치(제4도에서 좌측방향)까지 체결 및 분리 장치(56)를 가압한다.

제2구동 수단은 상부 아암(22)내에 배치되어 상술한 굽힘 가공 단계(b)를 실행한다. 그 제2구동 수단은 수치 제어 전기 모터(68)를 구비하며, 그 전기 모터의 샤프트에는 구동 기어(70)가 마련된다. 구동 기어(70)는 이붙이 벨트(74)를 통하여 구동력을 피동 링 기어(72)로 전달한다.

링 기어(72)는 베어링(78)에 의하여 지지되는 암나사 부재(76)의 몸체에 견고하게 고정된다.

작동 방향(Z)에 수직하는 수평 로드(80)는 암나사 부재(76)와 결합하며, 암나사 부재(76)와 맞물린 볼스크류(82)와 각주부(角柱部)(84)를 가지고 있다. 그 각주부(84)는 공지된 소위 트리핑(tripping) 브레이크(86)에 고정되며, 이 브레이크의 기능은 후술한다.

암나사(76)의 반대편 끝단에서, 상기 로드(80)는 한쌍의 쐐기(88)를 지지하며, 상기 쐐기들은 로울러 평면(90,92)에 의하여 형성되어 대면하는 각각의 쐐기면들과 상호 작용한다. 로울러 평면(90)은 제1활주 부재(26)의 상부에 위치하며 쐐기(88)의 대응면과 같이 경사져 있다. 로울러 평면(92)은 아암(42)의 내부 교차부재(94)상에 수평 상태로 위치하며, 쐐기(88)의 대응 수평면과 상호 작용한다.

탄성 부재로서 작용하는 상향 반발 스프링(342)들은 아암(24)의 구조물과 제1활주 부재(26) 사이에 삽입된다. 이들 스프링은 활주 부재들(26 및 32)이 상호 고정되어 구성되는 전체의 가공 장치의 자중을 지지하여, 굽힘 가동 및 압인 가공 단계시에 로울러 평면(90 및 92)이 쐐기(88)들과 일정하게 맞물려 있게 한다. 작동 방향(Z)과 평행하게 연장하는 광학 스케일(optical scale)(96)은 제1활주 부재(26)와 협력하며, 광전변환기(opto-electronic transducer)(도시안됨)는 이 광학 스케일(96)과 상호 작용하여, 서어보 모터(68)를 작동시키는 루우프가 폐쇄되도록 한다.

프레임(10)의 하부 아암(22)은 상술한 압인 가공 단계(c)에 이용되는 구동 수단을 포함하고 있다.

제3도에 도시된 바와 같이, 제3구동 수단은 몸체가 프레임(10)에 고정되는 복동식 공압 실린더(액츄에이터)(98)를 구비하고 있으며, 그 액츄에이터(98)의 피스톤(100)은 작동 방향(Z)에 수직하게 연장되는 수평 로드(102)를 가지고 있고, 그 로드(102)의 단부에는 상기 쐐기(88)들과 유사한 기능을 갖는 쐐기(104)가 지지되어 있다.

하부의 금형 유지 비임(12)은 활주 부재(106)의 일부를 형성하고 아암(22)내에서 안내되며 작동 방향(Z)을 따라 이동 가능하다. 쐐기(104)는 로울러 평면(104 및 108)에 의해 형성되어 대면하는 각각의 쐐기형 평면과 협력하며, 로울러 평면(108)은 고정된 블록(112)에 의해 지지되고, 로울러 평면(110)은 활주 부재(106)에 의해 지지된다.

제3도 내지 제5도에 도시된 프레스의 작용을 설명하면 다음과 같다.

접근 단계(a)가 시작될 때, 제2활주 부재(32)는 제1활주 부재(26)와 분리되어, 상부의 가동 비임(14)이 제4도의 선(14a)으로 나타낸 위치까지 상승한다.

판재(W)가 프레스에 삽입되었을때, 액츄에이터(38)는 가압되고 로드(42)는 화살표(F₁)방향을 따라 하강한다. 동력 증대 기구(46-48-52)에 의하여 제2활주 부재(32)는 제2도의 a에 도시 되어 있는 거리(H)만큼 제1활주 부재(26)내로 하향 구동되며, 그 거리(H)는 로드(42) 이동 거리의 두배이다. 접근 단계의 종료시에, 금형을 유지하는 비임(14)은 제4도의 선(14b)으로 나타낸 위치에 있게 된다.

상기와 같은 경우에, 액츄에이터(60)의 압력강하에 따라 체결 및 분리 장치(56)는 구동되고(제4도 참조) 맞물려 있지 않았던 이붙이 봉(58)들과 이붙이 봉(54)들이 맞물리며, 그러한 이붙이 봉들의 맞물림에 의해 두개의 활주 부재(26 및 32)는 상호 견고하게 고정된다. 이때, 수치 제어되는 굽힘 가공 단계(b)가 시작된다. 서어보 모터(68)는 소정의 프로그램에 따라 동작되고 제어되며, 비임(14) 및 펀치(18)의 연속적인 하강위치는 광학 스케일(96)에 의하여 판독된다. 서어보 모터(68)가 작동함에 따라 쐐기(88)는 화살표 방향(F3)을 따라 이동하게 되어, 비임(14) 및 펀치(18)는 제2b도에 표시된 거리(K+K')만큼 화살표 방향(F4)으로 동시에 하강한다.

굽힘 가공 단계(b)가 완료되면, 프레스는 제2도에 도시된 압인 가공 단계(c)를 실행한다.

압인 가공을 실행하기 위하여, 액츄에이터(98)는 화살표 방향(F5)으로 가압되어 쐐기(104)를 이동시키며, 그러한 쐐기(104)의 이동에 따라 활주 부재(106), 하부 비임(12) 및 다이(16)는 제2도 c에 도시된 거리(L+L')만큼 화살표 방향(F6)을 따라 위쪽으로 가상 변위된다. 쐐기(104)에 의해 가해지는 압인 가공력은 공지의 전기 제어 가압 조정기(114)를 이용하여 액츄에이터(98) 챔버내의 압력 변화를 측정함으로써 정확히 측정된다.

압인 가공 단계 동안, 펀치(18), 펀치를 유지하는 비임(14), 및 활주 부재(26 및 32)로 구성되는 가동 장치가 압인 가공력에 의하여 상방으로 복귀되지 않아야 한다.

일반적으로, 암나사 부재(76) 및 볼 스크류우(82)로 구성되는 동력 감소 기구는 역방향 운동이 가능하여 복귀 이동이 가능하다. 따라서, 이러한 복귀 운동을 방지하기 위하여 트리핑 브레이크(86)가 제공된다. 또한, 그 브레이크(86)는 압인 가공에 의한 반발력을, 나사식 커플링 유니트(76-82)에 영향을 주지 않고, 쐐기(88)로부터 프레임(10)의 아암에 직접 전달하는 장점도 가지고 있으며, 이에 따라 나사식 커플링 유니트를 압인 가공력에 비해 소형으로 제작할 수 있다.

본 발명이 제3도 내지 제5도에 도시된 실시예로 제한되는 것은 아니다. 따라서, 수치 제어 서어보 모터(68)를 사용하는 것이 바람직하지만, 유압 서어보 모터를 사용할 수도 있다.

또한, 프레스는 제3압인 가공 구동 수단을 포함하지 않을 수도 있고, 또는 그 구동 수단은 상부 아암내에 즉, 상기 제1 및 제2활주 부재를 구비하는 장치에 배치되는 제3활주 부재와 협력할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예를 제6 내지 9도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

굽힘 가공 프레스는 한쌍의 C-자 형상 구조물(제1지지 프레임)(1100)을 포함한다. 다이(하부 금형)(1104)를 지지하는 하부 고정 비임(고정된 에이프런(apron)부재)(1102)은 구조물(1100)의 하부 아암에 고정된다.

펀치(상부 금형)(1108)를 지지하는 상부의 가동 비임(가동 에이프런 부재)(1106)은 구조물(1100)의 상부 아암에 의해서만 안내된다. 이 경우, 두 비임(1102 및 1106)은 연속적이지만, 모듈형 비임(modular beam)이 포함될 수도 있다.

제6도 및 제8도에 도시된 바와 같이, 각 구조물(1100)의 상부에는 축이 수직이고 전체 제어 또는 무제어식으로 작동되는 복동식 유압 또는 공압 액츄에이터(1112)가 지지된다. 각 액츄에이터(1112)의 하부 로드(1114)는 상부의 가동 비임(1106)이 매달리게 되는 브래킷(1116)을 지지한다. 각 구조물(1100)에 하나씩 설치되는 두개의 액츄에이터(1112)는 서로 조화롭게 작동되어 굽힘가공을 위해 다이(1104)쪽으로 접근하는 펀치(1108)의 단일 접근 행정 및 굽힘 가공후의 복귀 행정을 실시한다.

접근 행정 완료시, 브래킷(1116)은 스프링(120)의 힘을 받는 지지체(1118)에 의해 형성되는 이동종료 정지부와 맞닿는다. 스프링(120)에 초기 하중을 가하여, 그 스프링이 비임(1106)의 전체 가동 요소의 자중을 지지할 수 있게 한다.

전술한 바와 같이, 프레스는, 굽힘 가공 단계만을 위해 마련되고 동일 간격으로 이격된 셋 이상의 다수(n+1)의 C-자 형상 구조물(제2지지부재)(122)을 포함한다.

C-자 형상 구조물(122)들의 각각은, 예를 들어 도시한 바와 같이, 하부 비임(1102)에 고정된 수평핀(124)에 균형을 이루어(isostatically) 정착된다. 필요하다면, C-자 형상 구조물(122)은 수평 핀(124)을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있도록 하부 비임(1102)에 장착될 수 있다. 구조물(122)의 자중은 각각의 스프링(126)에 의하여 평형상태가 되어, 구조물(122)의 상부 아암이 로울러(128)에 의하여 상부 가동 비임(1106)과 접촉상태를 유지한다.

C-자 형상 구조물(122)의 상부 아암은 반응 유니트(130)를 지지하며, 그 유니트(130)는 볼트(130)의 반응 봉을 지지하는 수평로드(134)와 전체제어 또는 무제어 방식으로 작동되는 유압 또는 공압 액츄에이터(138)를 포함한다. 각 볼트(136)와 관련하여, 상부의 가동 비임(1106)은 제9도를 참조하여 이하에서 설명될 서어보 유니트를 지지한다.

제7도에서, 서어보 모터 유니트(140)(또는 138)의 접근 행정 말기시의 위치는 실선으로 도시하였고, 복귀 행정의 말기시의 위치는 파선으로 도시하였다.

각 유니트(140 및 138)는 상부에 구형 캡(142)을 가진다. 유니트(140)가 접근행정의 완료시기에 도달할때, 볼트(136)는 제7도에 도시된 위치로 전진되어, 유니트와 비임(1106)이 위쪽으로 복귀하지 않도록 한다.

제9도를 참조하면, 각 서어보모터 유니트(140 및 138)는, 구조물(122) 중 하나에 대응하여 가동 비임(1106)의 상부에 고정된 하부 블럭 혹은 지지체(144)를 포함하며, 이 블럭(144)은 로울러 테이블로 구성되는 상부 쐐기면(146)을 가진다. 캡(142)이 일부분을 형성하는 또 다른 블럭(148)은 가동 비임(1106)에 고정된 수직 안내부(150)에서 수직 방향으로 활주 가능하도록 연결된다. 블럭(148)은 상부 쐐기면(146)과 대향하고 또한 로울러 테이블로 구성되는 경사진 쐐기면(152)을 가진다.

상응하는 쐐기(154)가 쐐기면들(146 및 152) 사이에 위치하며, 볼 스크류우 형태로 작동 축(156)에 고정된다.

암 나사(158)는, 볼 스크류우와 상호작용하며, 가동 비임(1106)의 상부에 고정된 지지체(162)에 장착된 베어링(160)에서 회전될 수 있다.

가동 비임(1106)은 이붙이 벨트와 같은 변속기(166)를 통해 암나사(158)을 회전시키는 수치제어 진동 서어보모터(164)를 지지한다.

가동 비임(1106)은 이동 장치(1112,1114,1146)에 의해 접근행정을 완료하면, 각 C-자 형상 구조물(122)에 상응하는 서어보모터(164)가 작동하여 쐐기(154)를 두 쐐기면(146 및 152) 사이로 가압하고, 그에 따라 굽힘행정이 실행된다.

운동학적 견지에서 볼 때, 모든 서어보모터 유니트는 실질적으로 동일하며, 차이점은, 비임의 끝단부에 위치한 유니트(138)의 서어보모터의 추력이 P/n(n-1)(이때 n은 C-자 형상 구조물(122)이 총수)인 반면, 중간 구조물(122)에 상응하는 유니트(140)의 서어보모터가 가동 비임(1106)에 가하는 추력은 P/(n-1)이라는 점이다.

제7도 내지 제9도의 실시예에서, 각각의 C-자 형상 구조물(122)에는 모두 C-자 형상인 보조검출 구조물(170 및 172)이 설치된다. 펀치 및 다이의 상대변위를 측정하는 구조물(170)은 하부 비임(1102)에 고정된 하부 아암(174)과 상부 아암(176)을 포함하며, 그 상부 아암은 광학라인(180)과 상호작용하는 광전 변환기(178)를 지지한다.

또 다른 보조 구조물(172)은 구조물(122)의 변형을 측정하며, 그 보조 구조물(172)은 가동 비임(1106)이 연속적이기 때문에 필수적인 것이다. 보조 구조물(172)은 각 C-자 형상 구조물의 하부 아암에 고정된 하부 아암(180)과 변환기(184)를 지지하는 상부 아암(182)을 포함하며, 그 변환기는 펀치(1108)와 다이(1104)가 서로 접촉하였을때 각각의 C-자 형상 구조물(122)의 서어보 시스템의 영점 위치를 검출하기 위해 구조물(122)의 변형을 탐지한다.

상기한 바와 같이, 바람직한 실시예에 관해 설명하였지만, 본 발명의 기술사상과 관련하여 상기 개시 내용 및 특허청구의 범위내에서 본 발명에 관한 수 많은 개량 및 변형 실시예들 가능하다는 것은 명백한 것이다.

예를 들면, 제2도 내지 제5도 및 제6도 내지 제9도에 도시된 굽힘 가공기에서 상부 비임을 고정하고 하부 비임을 수직 방향으로 이동하게 할 수도 있다.

Claims

프레임(10)과 ; 서로간에 자유롭게 접근 및 이격될 수 있도록 상기 프레임에 설치되어 그 사이에 삽입되는 판재(W)를 굽힘 가공하기 위한 상부 및 하부 금형(18,16 ; 1108,1104)과; 상기 상부 금형(18,1108)과 하부 금형(16,1106) 사이의 간격이 비교적 클 때, 상기 상부 금형과 하부 금형중 하나 이상을 고속으로 서로 접근시키고 이격시키기 위한 제1구동 수단(46,1112)과; 상기 상부 금형과 하부 금형사이의 간격이 비교적 적을때, 상기 상부 금형과 하부 금형중 하나 이상을 정확하게 서로 접근시키고 이격시키기 위한 제2구동 수단(88,154)을 포함하는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘 가공기.
제1항에 있어서, 굽힘 공정의 최종 단계에서 압인 가공 공정을 수행하기 위한 제3구동 수단(104)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘 가공기.
제1항에 있어서, 상기 제2구동 수단은; 상기 프레임에 지지되어 수직 방향을 따라 자유롭게 이동될 수 있는 제1활주 부재(26)와; 상기 상부 금형 또는 하부 금형을 지지하는 금형 지지부재(14,32)를 상기 제1활주 부재와 맞물리게 하거나 또는 분리되게 하는 체결 및 분리 수단(56)과; 상기 제1활주 부재를 수직방향으로 이동시키기 위한 구동 수단(88)을 구비하는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘 가공기.
제3항에 있어서, 상기 제1활주 부재(26)는 프레임에 장착된 탄성부재(342)상에 지지되고, 상기 제1구동 수단은 제 1활주 부재(26)상에 지지되어 있는 모터 수단(38), 그리고 그 모터 수단(38)과 금형 지지부재(14,32)사이에 마련된 구동력 전달 수단(46)을 포함하며, 그 구동력 전달 수단은 상기 지지부재와 상기 제1 활주 부재가 분리되었을 때 상기 모터 수단의 구동력을 상기 금형 지지부재에 전달하는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘 가공기.
제4항에 있어서, 상기 제1구동 수단은 공압 실린더 (38)를 포함하며, 상기 제2구동 수단은 전기 서어보 모터(68)를 포함하는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘 가공기.
제4항에 있어서, 상기 제2구동 수단은 수평방향 쐐기부재(88)와 그 쐐기부재를 수평방향으로 이동시키기 위한 전기 서어보 모터(68)를 포함하며, 상기 제1활주 부재와 접하는 상기 쐐기 부재의 바닥면은 경사면으로 형성되어 있어 그 쐐기 부재가 수평방향으로 이동함에 따라 상기 제1활주 부재는 수직방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘 가공기.
제6항에 있어서, 상기 제2구동 수단은 상기 쐐기부재의 수평방향 이동을 지지하는 브레이크 수단(86)을 구비하는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘 가공기.
제7항에 있어서, 상기 체결 및 분리 수단은; 상기 금형 지지부재(14,32)상에 마련된 제1체결 부재(54)와, 제1활주 부재(26)상에 지지되고 수평방향으로 이동하여 제1체결 부재와 체결되거나 분리되는 제2 체결 부재(58)를 포함하는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘용 가공기.
제8항에 있어서, 상기 금형 지지부재는 상기 제1활주 부재상에 활주가 자유롭게 지지되는 제2활주 부재(32)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘 가공기.
제9항에 있어서, 상기 제1구동 수단은; 상기 제1활주 부재(26)에 장착된 제1래크 부재(48)와 ; 상기 제1래크 부재와 대향하여 상기 제2활주 부재(32)에 고정된 제2래크 부재(52)와; 상기 실린더의 피스톤 로드의 자유단부에 회전 가능하게 설치되어 상기 제1래크 부재 및 상기 제2래크 부재에 동시에 체결되는 스프로킷 부재(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘 가공기.
제1항에 있어서, 상기 제2구동 수단은; 상기 프레임에 장착되고 수직 방향으로 자유롭게 활주하는 제1활주 부재(26)와; 상기 프레임에 장착되고 상기 제1활주 부재를 수직방향을 따라 탄성적으로 지지하는 탄성 부재(342)와; 프레임에 장착되고 수평 방향으로 자유롭게 이동하여, 상기 제1활주 부재를 굽힘 가공 방향을 따라 이동시키는 쐐기부재(88)를 포함하며; 상기 제1구동 수단은, 상기 제1활주 부재(26)에 설치되어 수직방향을 따라 상기 제1활주 부재에 대해 상대적으로 자유롭게 활주될 수 있는 제2활주 부재(32)와, 상기 제1활주 부재에 설치되어, 상기 제2활주 부재를 수직방향을 따라 상기 제1활주 부재에 대해 상대적으로 이동시키기 위한 공압 실린더(38)를 구비하며, 상기 제2활주 부재를 상기 제1활주 부재와 체결시키거나 분리시키는 체결 및 분리 수단(56)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘 가공기.
제3항에 있어서, 상기 제3구동 수단은 프레임에 장착되어 수직방향을 따라 자유롭게 활주하는 제3활주 부재(106)와, 상기 프레임에 장착되고 수평방향을 따라 자유롭게 이동할 수 있어 상기 제3활주 부재를 수직방향으로 이동시키는 수평방향 쐐기부재(104)를 구비하는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘용 가공기.
프레임(10)과; 서로간에 자유롭게 접근 및 이격될 수 있도록 상기 프레임에 설치되어 그 사이에 삽입되는 판재(W)를 굽힘가공하기 위한 상부 및 하부 금형(18,16)과; 상부 프레임에 지지되어 수평방향을 따라 자유롭게 이동하는 제1활주 부재(26)와; 상기 프레임에 장착되고 수평방향을 따라 자유롭게 이동할 수 있어 상기 제1활주 부재를 수직방향으로 이동시킬 수 있는 수직방향 쐐기부재(88)와; 상부 금형 및 하부 금형중에서 이동할 수 있는 금형을 지지하며, 수직방향을 따라 자유롭게 활주할 수 있게끔 제1활주 부재에 지지되는 제2활주 부재(32)와; 상기 제1활주 부재상에 지지되어 상기 제2활주 부재를 수직방향을 따라 상기 제1활주 부재에 대해 상대적으로 이동시키기 위한 공압 실린더(38)와; 상기 제1활주 부재상에 지지되어, 상기 제2활주 부재를 상기 제1활주 부재와 체결시키거나 분리시키는 체결 및 분리 수단(56)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘 가공기.
상부 금형과 하부 금형 사이의 간격이 클 때 상기 상부 금형 및 하부 금형을 고속으로 서로 접근시키는 단계와; 상부 금형과 하부 금형이 판재를 사이에 두고 서로 접촉한 후에, 수치 제어 상태하에서 상부 금형과 하부 금형을 서로 정확하게 접근시켜 에어 굽힘 가공을 수행하는 단계와; 에어 굽힘 가공을 완료한 후에 판재를 압인 가공하는 단계로 이루어진 판재 굽힙 가공 방법.
프레임(10)과; 상기 프레임에 지지되어 수평방향을 따라 자유롭게 이동하는 제1활주 부재(26)와; 서로 협력하여 판재를 굽힘 가공하는 상부 금형 및 하부 금형중에서 하나의 금형을 지지하고 제1활주 부재에 지지되어 수직방향을 따라 자유롭게 활주하는 제2활주 부재(32)와; 상기 제1활주 부재와 제2활주 부재를 역학적으로 연결하여, 접근 단계중에 상부 및 하부 금형이 서로를 향해 이동하도록, 제2활주 부재를 제1활주 부재에 대해 비교적 먼 거리만큼 이동시키는 제1구동 수단(46)과; 상기 제1활주 부재와 제2활주 부재를 서로 체결시키거나 분리시키는 체결 및 분리 수단(56)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 판재 굽힘 가공기.