KR100572994B1 - 금형 자동 다듬질 장치 - Google Patents

금형 자동 다듬질 장치 Download PDF

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KR100572994B1
KR100572994B1 KR1020050007046A KR20050007046A KR100572994B1 KR 100572994 B1 KR100572994 B1 KR 100572994B1 KR 1020050007046 A KR1020050007046 A KR 1020050007046A KR 20050007046 A KR20050007046 A KR 20050007046A KR 100572994 B1 KR100572994 B1 KR 100572994B1
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문상길
김승환
이현호
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(주)유창금속
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Abstract

본 발명은 압출금형을 자동으로 다듬질하는 금형 자동 다듬질 장치에 관한 것으로서, 하우징(100)이 격막(110)에 의해 금형 장입 및 취출부(120), 건조 챔버(130), 다듬질 챔버(140), 파우더 제거 챔버(150)로 구분되고, 상기 하우징(100)에 인덱스 테이블(200)이 배치되고, 상기 인덱스 테이블(200)이 자신의 회전중심축(210)을 중심으로 회전할 수 있고, 상기 인덱스 테이블(200)에 다수개의 받침대(250)가 원주방향으로 등간격으로 배치되어, 상기 받침대(250)에 금형(400)이 안착될 수 있고, 상기 다듬질 챔버(140)에 연마재를 분사 다수개의 노즐(300)이 배치됨으로서, 상기 인덱스 테이블(200)이 자신의 회전중심축(210)을 중심으로 회전하는 동안, 받침대(250)에 놓인 금형(400)이 건조 챔버(130), 다듬질 챔버(140), 파우더 제거 챔버(150)를 순서대로 거치게 되고, 상기 금형이 다듬질 챔버(140)에 배치되었을 때, 노즐(300)에서 연마재를 금형으로 분사하여 금형(400)을 자동으로 다듬질하는 것을 특징으로 한다.

Description

금형 자동 다듬질 장치{Machine for finishing dies autometically}
도 1은 종래의 금형 다듬질 공정을 도시한 공정도
도 2는 본 발명에 따른 금형 자동 다듬질 장치를 도시한 평면도
도 3은 본 발명에 따른 금형 자동 다듬질 장치를 도시한 측면도
도 4는 본 발명에 따른 금형 자동 다듬질 장치를 도시한 배면도
도 5는 도 1의 격막을 도시한 사시도
도 6은 하우징에 인덱스 테이블, 받침대 및 노즐이 장착되는 상태를 도시한 개략도
본 발명은 압출금형을 자동으로 다듬질하는 금형 자동 다듬질 장치에 관한 것으로서, 하우징에 배치된 인덱스 테이블이 자신의 중심회전축을 중심으로 회전하는 동안 인덱스 테이블의 받침대에 놓인 금형을 블라스팅 방법으로 다듬질하는 금형 자동 다듬질 장치에 관한 것이다.
일반적으로 알루미늄 압출 등에 사용되는 금형을 오래 사용하다보면, 금형의 베어링면에 성형물 소재가 들러붙어 성형 불량이 발생하게 된다. 따라서, 금형에 부착된 성형물 소재를 주기적으로 제거하는 금형 다듬질 작업이 수행되어야 한다.
도 1을 참조하면, 일반적으로 금형 다듬질 공정은 금형홀더에서 금형을 분리하는 금형분리단계, 분리된 금형의 내부에 차있는 알루미늄을 드릴머신을 이용하여 2~4홀을 뚫어 알칼리처리시간을 단축시키는 전처리 단계, 전처리된 금형을 알칼리 탱크에 넣어 금형 내부의 성형물 소재(예를들어, 알루미늄)를 제거하는 알칼리처리단계, 금형에 남아 있는 알칼리 성분을 제거하는 세척단계, 세척된 금형을 건조하는 건조단계, 건조된 금형의 베어링면을 전용공구를 사용하여 다듬질하는 다듬질 단계, 그리고 도면에 만족하는 제품을 생산할 수 있도록 금형의 치수 또는 형상 등의 보정하는 금형수정단계로 구성된다.
특히, 상기 다듬질 단계는 1차 다듬질 공정과 2차 다듬질 공정으로 구분되며, 1차 다듬질 공정은 세척이 완료된 금형의 포트(Port)부 또는 립(LIP) 내부의 슬러지 또는 이물질 등을 전용공구를 이용하여 작업자가 수작업으로 제거하고, 2차 다듬질 공정 또한 작업자가 수작업으로 전용공구를 이용하여 금형의 베어링면을 깨끗하게 다듬질 하고 있다.
그러나, 이와같은 수작업에 의한 다듬질 공정은 작업자의 숙련도에 따라 금형의 표면조도가 달라지고 베어링면을 균일하게 다듬질하기 어려워 재품의 재현성이 저하되며, 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 하우징에 배치된 인덱스 테이블이 자신의 회전중심축을 중심으로 회전하는 동안 인덱스 테이블의 받침대에 놓인 금형을 블라스팅 방법으로 다듬질을 자동으로 수행함으로서, 다듬질을 자동화할 수 있는 금형 자동 다듬질 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 각각의 받침대가 인덱스 테이블에서 자전하고, 노즐이 X, Y, Z축 방향으로 이동될 수 있어, 노즐의 분사 위치를 편리하고 정확하게 설정할 수 있고, 금형을 균일하게 연마할 수 있는 금형 자동 다듬질 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금형 자동 다듬질 장치는 하우징이 격막에 의해 금형 장입 및 취출부, 건조 챔버, 다듬질 챔버, 파우더 제거 챔버로 구분되고, 상기 하우징에 인덱스 테이블이 배치되고, 상기 인덱스 테이블이 자신의 회전중심축을 중심으로 회전할 수 있고, 상기 인덱스 테이블에 다수개의 받침대가 원주방향으로 등간격으로 배치되어, 상기 받침대에 금형이 안착될 수 있고, 상기 다듬질 챔버에 연마재를 분사 다수개의 노즐이 배치됨으로서, 상기 인덱스 테이블이 자신의 회전중심축을 중심으로 회전하는 동안, 받침대에 놓인 금형이 건조 챔버, 다듬질 챔버, 파우더 제거 챔버를 순서대로 거치게 되고, 상기 금형이 다듬질 챔버에 배치되었을 때, 노즐에서 연마재를 금형으로 분사하여 금형을 자동으로 다듬질하는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징은 상부면에 1차 사이클론이 배치되고, 인덱스 테이블의 하부에 역원추형상의 파우더 포집실이 배치되고, 상기 파우더 포집실과 1차 사이클론이 연결관에 의해 연통되고, 상기 연결관에 압송장치가 배치되어 파우더 포집실의 파우 더를 1차 사이클론으로 압송하고, 상기 1차 사이클론이 2차 사이클론과 연결관에 의해 연결되고, 상기 2차 사이클론이 연결관에 의해 집진기와 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 격막은 인덱스 테이블이 회전할 때 받침대 및 받침대에 놓인 금형이 하우징의 내부에 배치되는 각각의 챔버를 통과할 수 있도록, 슬라이딩 구동장치에 의해 상방향으로 슬라이딩 가능하게 하우징의 측벽에 장착되고, 제 1 격막, 제 2 격막, 제 3 격막, 제 4 격막으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 다듬질 챔버는 하우징 내에서 제 2 격막과 제 3 격막 사이에 배치되고, 1차 다듬질부와 2차 다듬질부로 구성되고, 1차 및 2차 다듬질부에 노즐이 각각 배치되어 노즐에서 연마재를 분사함으로서, 1차 다듬질부에서 금형의 내부 및 외부면에 부착된 슬러지 또는 이물질 등을 제거하고, 2차 다듬질부에서 금형의 베어링면을 깨끗하게 다듬질하는 것을 특징으로 한다.
상기 인덱스 테이블은 제 1 모터의 동력이 동력전달수단를 통해 하우징의 하부면에서 세워진 회전중심축으로 전달됨으로서, 상기 회전중심축을 중심으로 회전하게 되는 것을 특징으로 한다.
상기 받침대는 각각 자신의 회전축을 갖고 있으며, 상기 회전축이 벨트에 의해 하우징의 상부면에 배치된 제 2 모터의 구동축과 연동됨으로서, 인덱스 테이블 상에서 자신의 회전축을 중심으로 자전할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 노즐은 리니어 로봇의 아암에 장착되어 X축 방향 및 Z축 방향으로 이동될 수 있고, 상기 아암에 장착된 로터리 액츄에이터에 의해 장착축을 중심으로 분 사단(하단)이 각운동되는 것을 특징으로 한다.
상기 연마재는 알루미나 분말 또는 알루미나 분말과 글라스(glass) 분말의 혼합물일 수 있으며, 상기 알루미나 분말과 글라스(glass) 분말의 혼합 비율은 알루미나 분말(#400):글라스 분말(#400)=2:1인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 금형 자동 다듬질 장치는 하우징(100)이 격막(110)에 의해 금형 장입 및 취출부(120), 건조 챔버(130), 다듬질 챔버(140), 파우더 제거 챔버(150)로 구분되고, 상기 하우징(100)에 인덱스 테이블(200)이 배치되고, 상기 인덱스 테이블(200)이 자신의 회전중심축(210)을 중심으로 회전할 수 있고, 상기 인덱스 테이블(200)에 다수개의 받침대(250)가 원주방향으로 등간격으로 배치되어, 상기 받침대(250)에 금형(400)이 안착될 수 있고, 상기 다듬질 챔버(140)에 연마재를 분사 다수개의 노즐(300)이 배치된다.
이것에 의해, 작업자가 금형 장입 및 취출부(120)에 배치된 인덱스 테이블(200)의 받침대(250)에 금형(400)을 올려놓으면, 상기 인덱스 테이블(200)이 자신의 회전중심축(210)을 중심으로 회전하는 동안, 받침대(250)에 놓인 금형(400)이 건조 챔버(130), 다듬질 챔버(140), 파우더 제거 챔버(150)를 순서대로 거치게 되고, 상기 금형이 다듬질 챔버(140)에 배치되었을 때, 노즐(300)에서 연마재를 금형으로 분사하여 금형(400)을 자동으로 다듬질한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 하우징(100)은 상부면(102)에 1차 사이클론(170)이 배치되고, 인덱스 테이블(200)의 하부에 역원추형상의 파우더 포집실(160) 이 배치되고, 상기 파우더 포집실(160)과 1차 사이클론(170)이 연결관(P1)에 의해 연통되고, 상기 연결관(P1)에 압송장치(도시하지 않음)가 배치되어 파우더 포집실(160)의 파우더(연마재와 분진의 혼합물)를 1차 사이클론(170)으로 압송한다.
상기 1차 사이클론(170)은 2차 사이클론(180)과 연결관(P2)에 의해 연결되고, 상기 2차 사이클론(180)은 연결관(P3)에 의해 집진기(190)와 연결된다.
상기와 같이 하우징(100)에 집진 및 연마재 회수를 위한 장치가 구비되어, 노즐(300)에서 금형으로 분사되는 연마재와 금형에서 탈락된 분진이 파우더 포집실(160)로 자유낙하되고, 상기 파우더 포집실(160)에 포집된 파우더(연마재와 분진의 혼합물)가 압송장치(도시하지 않음)에 의해 강제적으로 1차 사이클론(170)으로 공급되고, 상기 1차 사이클론(170)에서 파우더가 연마재와 분진이 1차적으로 분리되어, 분진은 1차 사이클론(170)에서 2차 사이클론(180)을 통해 집진기(190)로 공급되고, 연마재는 1차 사이클론(170)의 하단으로 낙하되어 다시 노즐(300)로 공급된다. 그리고, 2차 사이클론(180)은 1차 사이클론(170)에서 공급되는 분진에서 연마재를 다시 분리한다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 격막(110)은 인덱스 테이블(200)이 회전할 때 받침대(250) 및 받침대(250)에 놓인 금형(400)이 하우징(100)의 내부에 배치되는 각각의 챔버를 통과할 수 있도록, 슬라이딩 구동장치(112)에 의해 상방향으로 슬라이딩 가능하게 하우징(100)의 측벽(104)에 장착되고, 제 1 격막(110a), 제 2 격막(110b), 제 3 격막(110c), 제 4 격막(110d)으로 구성된다.
상기 금형 장입 및 취출부(120)는, 도 2에 도시된 바와같이, 받침대(250)가 하우징(100)의 외부로 노출되어 작업자가 받침대(250)에 금형(400)을 올려놓고 작업이 완결된 금형을 취출할 수 있도록 제 1 격막(110a)과 제 4 격막(110d) 사이에 배치된다.
상기 건조 챔버(130)는 하우징의 내부에서 제 1 격막(110a)과 제 2 격막(110b) 사이에 배치되고, 열풍장치(도시하지 않음)가 배치된다.
상기 다듬질 챔버(140)는 하우징(100) 내에서 제 2 격막(110b)과 제 3 격막(110c) 사이에 배치되고, 1차 다듬질부(142)와 2차 다듬질부(144)로 구성되고, 1차 및 2차 다듬질부(142, 144)에 노즐이 각각 배치되어 노즐에서 연마재를 분사함으로서, 1차 다듬질부(142)에서 금형의 내부 및 외부면에 부착된 슬러지 또는 이물질 등을 제거하고, 2차 다듬질부(144)에서 금형의 베어링면을 깨끗하게 다듬질한다.
상기 파우더 제거 챔버(150)는 하우징 내에서 제 3 격막(110c)과 제 4 격막(110d) 사이에 배치되고, 금형(400)에 쌓여있는 파우더(연마재와 분진)를 제거하기 위한 에어노즐(도시하지 않음)이 장착된다. 그리고, 상기 파우더 제거 챔버(150)는 받침대 배출구(즉, 제 4 격막(110d)이 설치된 하우징의 벽면)에 에어커튼장치(151)가 장착된다.
상기 에어커튼장치(151)는 제 4 격막(110d)이 개방될 때 파우더 제거 챔버(150)에서 비산되는 파우더(연마재와 분진)가 금형 장입 및 취출부(120)로 누출되는 것을 방지한다.
도 6을 참조하면, 상기 인덱스 테이블(200)은 제 1 모터(220)의 동력이 동력 전달수단(230 ; 예를들어, 기어)를 통해 하우징(100)의 하부면(106)에서 세워진 회전중심축(110)으로 전달됨으로서, 상기 회전중심축(110)을 중심으로 회전하게 된다.
도 6를 참조하면, 상기 받침대(250)는 각각 자신의 회전축(252)을 갖고 있으며, 상기 회전축(252)이 벨트(254)에 의해 하우징(100)의 상부면(102)에 배치된 제 2 모터(256)의 구동축(258)과 연동됨으로서, 인덱스 테이블(200) 상에서 자신의 회전축(252)을 중심으로 자전할 수 있다.
이것에 의해, 노즐(300)에서 금형(400)으로 연마재를 분사하는 동안, 상기 받침대(300)가 자신의 회전축(252)을 중심으로 자전하게 됨으로서, 연마재가 금형에 균일하게 분사되는 것을 돕는다.
도 3 및 도 6를 참조하면, 상기 노즐(300)은 리니어 로봇(310)의 아암(312)에 장착되어 화살표(321)의 X축 방향 및 화살표(323)의 Z축 방향으로 이동될 수 있고, 상기 아암(312)에 장착된 로터리 액츄에이터(330)에 의해 장착축(332)을 중심으로 화살표(331) 방향으로 분사단(하단)이 각운동된다.
상기 리니어 로봇(310)은 수직부(314)가 제 3 모터(315)에 의해 수평부(316)를 따라 전후진될 수 있고, 아암(312)이 제 4 모터(317)에 의해 수직부(314)를 따라 상하로 이동될 수 있다.
또한, 상기 노즐(300)은 로터리 액츄에이터(330)에 의해 위에 설명된 화살표(331) 방향 또는 Y축(도시하지 않음) 방향으로 각운동을 할 수 있다.
이것에 의해, 상기 노즐(300)은 다듬질 챔버(140)에서 금형으로 연마재를 분 사하는 위치를 편리하고 정확하게 설명할 수 있으며, 금형을 균일하게 다듬질할 수 있다.
상기 연마재는 알루미나 분말이며, #400 ~ #600의 입도를 갖는 것이 바람직하다. 다른 대안으로, 상기 연마재는 알루미나 분말과 글라스(glass) 분말의 혼합물일 수 있다. 이와같이 알루미나 분말과 글라스(glass) 분말의 혼합물을 연마재로 사용할 경우, 알루미나(#400):글라스 분말(#400)=2:1의 비율이 바람직하다. 운영비용을 고려할 때, 알루미나(#400):글라스 분말(#400)=1:1의 비율을 선정하는 것이 이리하나, 동일한 연마효과를 얻기고자 할 때 분사시간이 증가하는 단점이 있다.
위와 같이, 연마재를 알루미나 분말만 사용할 경우 금형의 연마표면에 광택이 없으나, 알루미나 분말과 글라스 분말의 혼합물을 연마재로 사용할 경우, 금형의 연마표면에 광택이 나타나는 장점이 있다.
위에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 금형 자동 다듬질 장치는 금형의 다듬질을 자동화함으로서, 작업인력을 줄일 수 있으며, 금형 다듬질이 증가하고, 균일한 다듬질면을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 금형의 표면조도를 균일화할 수 있어 성형제품의 재현성을 높일 수 있으며, 수정수의 업무에서 금형 다듬질 작업을 제외함으로서, 수정수가 금형 수정작업에 집중할 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 하우징(100)이 격막(110)에 의해 금형 장입 및 취출부(120), 건조 챔버(130), 다듬질 챔버(140), 파우더 제거 챔버(150)로 구분되고, 상기 하우징(100)에 인덱스 테이블(200)이 배치되고, 상기 인덱스 테이블(200)이 자신의 회전중심축(210)을 중심으로 회전할 수 있고, 상기 인덱스 테이블(200)에 다수개의 받침대(250)가 원주방향으로 등간격으로 배치되어, 상기 받침대(250)에 금형(400)이 안착될 수 있고, 상기 다듬질 챔버(140)에 연마재를 분사 다수개의 노즐(300)이 배치됨으로서, 상기 인덱스 테이블(200)이 자신의 회전중심축(210)을 중심으로 회전하는 동안, 받침대(250)에 놓인 금형(400)이 건조 챔버(130), 다듬질 챔버(140), 파우더 제거 챔버(150)를 순서대로 거치게 되고, 상기 금형이 다듬질 챔버(140)에 배치되었을 때, 노즐(300)에서 연마재를 금형으로 분사하여 금형(400)을 자동으로 다듬질하는 것을 특징으로 하는 금형 자동 다듬질 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징(100)은 상부면(102)에 1차 사이클론(170)이 배치되고, 인덱스 테이블(200)의 하부에 역원추형상의 파우더 포집실(160)이 배치되고, 상기 파우더 포집실(160)과 1차 사이클론(170)이 연결관(P1)에 의해 연통되고, 상기 연결관(P1)에 압송장치가 배치되어 파우더 포집실(160)의 파우더를 1차 사이클론(170)으로 압송하고, 상기 1차 사이클론(170)이 2차 사이클론(180)과 연결관(P2)에 의해 연결되 고, 상기 2차 사이클론(180)이 연결관(P3)에 의해 집진기(190)와 연결되는 것을 특징으로 하는 금형 자동 다듬질 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 격막(110)은 인덱스 테이블(200)이 회전할 때 받침대(250) 및 받침대(250)에 놓인 금형(400)이 하우징(100)의 내부에 배치되는 각각의 챔버를 통과할 수 있도록, 슬라이딩 구동장치(112)에 의해 상방향으로 슬라이딩 가능하게 하우징(100)의 측벽(104)에 장착되고, 제 1 격막(110a), 제 2 격막(110b), 제 3 격막(110c), 제 4 격막(110d)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 금형 자동 다듬질 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다듬질 챔버(140)는 하우징(100) 내에서 제 2 격막(110b)과 제 3 격막(110c) 사이에 배치되고, 1차 다듬질부(142)와 2차 다듬질부(144)로 구성되고, 1차 및 2차 다듬질부(142, 144)에 노즐이 각각 배치되어 노즐에서 연마재를 분사함으로서, 1차 다듬질부(142)에서 금형의 내부 및 외부면에 부착된 슬러지 또는 이물질 등을 제거하고, 2차 다듬질부(144)에서 금형의 베어링면을 깨끗하게 다듬질하는 것을 특징으로 하는 금형 자동 다듬질 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 파우더 제거 챔버(150)는 받침대 배출구에 에어커튼장치(151)가 장착되는 것을 특징으로 하는 금형 자동 다듬질 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 인덱스 테이블(200)은 제 1 모터(220)의 동력이 동력전달수단(230)를 통해 하우징(100)의 하부면(106)에서 세워진 회전중심축(110)으로 전달됨으로서, 상기 회전중심축(110)을 중심으로 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 금형 자동 다듬질 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 받침대(250)는 각각 자신의 회전축(252)을 갖고 있으며, 상기 회전축(252)이 벨트(254)에 의해 하우징(100)의 상부면(102)에 배치된 제 2 모터(256)의 구동축(258)과 연동됨으로서, 인덱스 테이블(200) 상에서 자신의 회전축(252)을 중심으로 자전할 수 있는 것을 특징으로 하는 금형 자동 다듬질 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐(300)은 리니어 로봇(310)의 아암(312)에 장착되어 X축 방향 및 Z축 방향으로 이동될 수 있고, 상기 아암(312)에 장착된 로터리 액츄에이터(330)에 의해 장착축(332)을 중심으로 분사단(하단)이 각운동되는 것을 특징으로 하는 금형 자동 다듬질 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마재는 알루미나 분말인 것을 특징으로 하는 금형 자동 다듬질 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마재는 알루미나 분말과 글라스(glass) 분말의 혼합물인 것을 특징으로 하는 금형 자동 다듬질 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 알루미나 분말과 글라스(glass) 분말의 혼합 비율은 알루미나 분말(#400):글라스 분말(#400)=2:1인 것을 특징으로 하는 금형 자동 다듬질 장치.
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