KR100709232B1 - An automated system and process for the production of camshaft mold - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진용 캠 샤프트의 제작을 위한 주형제조 시스템에 관한 것으로 접착력을 갖는 열경화성 수지가 도포된 모래를 사용하여 엔진용 주물 캠 샤프트를 제조하기 위한 주형의 제작공정을 자동화하여 제품의 균일성을 유지하고 작업능률을 향상하여 주조제품의 품질과 생산성을 높이도록 하는 캠 샤프트 주형 제조 자동화 시스템 및 이를 이용한 주형 제조방법에 관한 것으로 주형의 제조시 추출 및 합형공정의 전반적인 작업을 무인 자동화 함으로서 신속하고 정확한 작업에 의한 제품의 품질향상과 작업능률을 획기적으로 높이도록 한 캠 샤프트 주형 제조 자동화 시스템에 관한 기술임.The present invention relates to a mold manufacturing system for manufacturing a cam shaft for an engine, using a sand coated with a thermosetting resin having an adhesive force to automate the manufacturing process of a mold for manufacturing a casting cam shaft for the engine to uniformity of the product The present invention relates to a camshaft mold manufacturing automation system and a mold manufacturing method using the same, which maintain and improve the work efficiency, thereby improving the quality and productivity of the cast product. This technology relates to a camshaft mold manufacturing automation system that dramatically improves product quality and work efficiency by work.
주형, 상부형판, 하부형판, 반전장치, 메인로봇, 보조로봇, 모형지그, 제어부, 도형제도포장치, 냉금공급장치, 필터공급장치 Mold, upper plate, lower plate, inverting device, main robot, auxiliary robot, model jig, controller, figure coating device, cold supply device, filter supply device
Description
도 1은 본 발명 주형제조 자동화시스템의 구성상태 평면 배치도.1 is a plan view of the configuration state of the present invention mold manufacturing automation system.
도 2는 본 발명에 의한 작업 공정도.2 is a work flow chart according to the present invention.
도 3은 본 발명의 반전장치의 구성 측면도.Figure 3 is a side view of the configuration of the inversion device of the present invention.
도 4는 본 발명의 반전장치 작동상태도로서,4 is an operation state diagram of the inverter of the present invention,
a)는 모형지그 위에 하부형판이 끼워진 상태 정면도.a) is a front view with the lower template inserted on the model jig.
b)는 반전된 하부형판에 상부형판이 합형되어 상승된 상태 정면도.b) is a front view of a state in which the upper plate is assembled with the inverted lower plate in a raised state.
도 5는 본 발명의 합형기의 구성을 보인 측면도.Figure 5 is a side view showing the configuration of the molding machine of the present invention.
도 6은 종래의 주형제조시 수작업에 의한 합형 작업동작 순서도.Figure 6 is a flow chart of the operation of the molding operation by manual molding during the conventional mold manufacturing.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 주형100: mold
110 : 상부형판 120 : 하부형판110: upper plate 120: lower plate
130 : 주입구130: injection hole
150 : 냉금 160 : 필터150: cold 160: filter
200 : 주형조형기 210 : 예열로200: molding machine 210: preheating furnace
220 : 샌드덤핑부 230 : 가열로220: sand dumping unit 230: heating furnace
240 : 주형추출부 240: mold extraction unit
300 : 반전장치 310 : 모형지그300: inverting device 310: model jig
410 : 메인로봇 420 : 보조로봇410: main robot 420: auxiliary robot
510 : 도형제도포장치 520 : 냉금공급장치510: drawing application device 520: cold supply device
530 : 필터공급장치530: filter supply device
600 : 합형기 601 : 지지대600: molding machine 601: support
602 : 가이드레일 603 : 거치대602
604: 에어실린더 A 605 : 누름대604: air cylinder A 605: presser
606 : 에어실린더 B 607 : 가이더606: air cylinder B 607: guider
700 : 제어부700: control unit
본 발명은 엔진용 캠 샤프트의 제작을 위한 주형제조 시스템에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 접착력을 갖는 열경화성 수지가 도포된 모래를 사용하여 엔진용 주물 캠 샤프트를 제조하기 위한 주형의 제작공정을 자동화하여 제품의 균일성을 유지하고 작업능률을 향상하여 주조제품의 품질과 생산성을 높이도록 하는 캠 샤프트 주형 제조 자동화 시스템 및 이를 이용한 주형 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mold manufacturing system for manufacturing a cam shaft for an engine, and more particularly, to automate the manufacturing process of a mold for manufacturing a casting cam shaft for an engine by using sand coated with a thermosetting resin having an adhesive force. The present invention relates to a camshaft mold manufacturing automation system and a mold manufacturing method using the same to maintain uniformity and improve work efficiency to improve the quality and productivity of a cast product.
엔진용 캠 샤프트는 차량 등의 동력을 발생시키는 엔진에 설치되는 중요 부품으로 엔진의 작동에 있어 매우 중요한 기능을 수행하는 것이다.An engine camshaft is an important component installed in an engine that generates power, such as a vehicle, and performs a very important function in the operation of the engine.
즉, 캠 샤프트는 회전운동하는 크랭크축으로 부터 회전운동을 전달받아 엔진 실린더 내의 흡기와 배기밸브장치를 작동시키도록 하는 매우 중요한 부품으로 정밀성과 내구성이 요구되는 엔진의 핵심부품 중의 하나이다.In other words, the camshaft is one of the core parts of the engine that requires precision and durability as it is a very important part for operating the intake and exhaust valve devices in the engine cylinder by receiving the rotational motion from the crankshaft rotating.
이러한 캠 샤프트는 통상적으로 단조 또는 주조방식으로 제조되고 있는데 주조방식에 의한 캠 샤프트의 제조시에는 우선적으로 주조를 하기 위한 주형의 제작이 필수적이며, 이와 같은 주형은 모래 입자에 페놀수지를 코팅하여 열을 가할 경우 모래입자가 접착력을 갖도록 하여 특정한 형상으로 성형될 수 있도록 한 페놀수지 코팅모래를 사용하여 제작한다.Such camshafts are usually manufactured by forging or casting methods. In the manufacture of the camshafts by casting methods, the production of molds for casting is essential, and such molds are formed by coating phenol resin on sand particles to heat them. In case of adding sand granules, the phenol resin coating sand is made to have the adhesive force so that it can be molded into a specific shape.
이와 같은 주조방법에 의한 캠 샤프트의 주형을 제작하는 작업공정을 단계별로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the work process for producing the mold of the cam shaft by the casting method as described above step by step.
주형 제작공정에 있어 주요 공정은 크게 주형의 상부형판과 하부형판을 성형하는 성형공정과; 상기 성형공정에 의하여 성형된 상부형판과 하부형판의 내부에 도형제를 도포하고 냉금 및 필터를 정확하게 삽입한 다음 상기 상부형판과 하부형판을 합형하는 합형공정으로 구분할 수 있다.The main process in the mold fabrication process is a molding process for molding the upper and lower molds of the mold; The mold may be divided into a molding process in which a mold is applied to the inside of the upper mold and the lower mold formed by the molding process, the cold metal and the filter are correctly inserted, and then the upper mold and the lower mold are combined.
상기 주형을 형성하는 성형공정은 주형 조형기에서 이루어진다.The molding process for forming the mold is performed in a mold molding machine.
상기 주형 조형기는 예열로와 샌드 덤핑부와 가열로와 주형추출부로 이루어져 있으며, 연속적으로 순환되면서 작업이 이루어진다.The mold molding machine includes a preheating furnace, a sand dumping part, a heating furnace, and a mold extracting part, and the work is continuously performed while being circulated continuously.
첫번째 작업공정으로서 예열로에서는 먼저 대차에 조립된 캠 샤프트 형상을 가지는 금형을 300±50℃까지 가열하여 예열작업을 한다.In the preheating furnace, the preheating work is first performed by heating the mold having the camshaft shape assembled on the bogie to 300 ± 50 ℃.
상기 예열로에서 예열된 금형은 샌드 덤핑부로 이동하며, 열경화성을 갖는 페놀수지 코팅모래를 상기 가열된 금형 위에 쏟아 부어준다. The mold preheated in the preheating furnace moves to the sand dumping portion, and pours the thermosetting phenolic resin coated sand onto the heated mold.
즉, 상기 샌드 덤핑부에서는 예열된 금형의 표면에 코팅모래를 도포함으로써 상기 예열되었던 금형의 열에 의해 모래의 겉면에 코팅된 페놀수지가 접착성을 갖게 되고, 따라서 상기 금형의 외측면에 주형이 형성하도록 하는 것이다.That is, in the sand dumping part, the coating sand is applied to the surface of the preheated mold so that the phenol resin coated on the outer surface of the sand is adhesive by heat of the preheated mold, thereby forming a mold on the outer surface of the mold. To do that.
상기 주형은 일정 두께를 가지면서 형성되는 것으로 형을 이루지 못한 코팅모래는 다시 회수하여 재사용하도록 한다.The mold is formed to have a predetermined thickness so that the coating sand not formed by the mold is recovered and reused.
이렇게 코팅모래를 회수한 다음에는 상기 주형은 가열로로 이동하여 300℃로 가열하여 경화시킨다.After recovering the coating sand, the mold is moved to a heating furnace and cured by heating to 300 ° C.
즉, 상기 가열로는 금형에 도포되어 형성한 주형의 외형을 가열하여 소성시켜 준다.That is, the heating furnace heats and bakes the outer shape of the mold formed by coating the mold.
상기 가열로에서 소성되어 성형된 주형은 주형추출부로 이동하여 상기 주형추출부의 하부 밀판이 상승되면서 금형으로 부터 분리되어 추출된다.The mold, which is fired and molded in the heating furnace, moves to the mold extraction unit and is separated from the mold while being extracted from the mold while the lower plate of the mold extraction unit is raised.
이와 같은 작업을 통하여 주형은 상부형판과 하부형판이 각각 쌍을 이루도록 성형되어 추출되는 것으로 주형의 성형공정이 완료된다.Through this operation, the mold is molded and extracted so that the upper plate and the lower plate are paired, respectively, and the molding process of the mold is completed.
상기 주형 조형기에 의한 성형공정작업이 완료되면 추출된 상부형판과 하부형판의 합형공정으로 이어진다.When the molding process operation by the mold molding machine is completed, it leads to the molding process of the extracted upper template and the lower template.
합형공정은 상부형판과 하부형판이 한 쌍을 이루어 일체가 되도록 하는 것으로 상기 추출된 주형의 내부에 냉금 및 필터를 해당 위치에 정확하게 셋팅한 다음 본드를 주입하고, 각각 제작된 상기 상부와 하부의 주형을 합형하여 접합시킨다.In the molding process, the upper mold and the lower mold are formed in a pair so that the cold mold and the filter are precisely set at the corresponding positions in the extracted mold, and then the bond is injected, and the upper and lower molds respectively manufactured. Is molded by joining.
접합이 완료된 뒤에는 용탕 주입구 부위의 이물질을 제거하여 깨끗히 하기 위한 주입구다듬질 작업을 하여야 한다.After the bonding is completed, the inlet trimming should be done to remove and clean foreign substances in the molten metal inlet area.
이와 같이 제작된 페놀수지 코팅모래 주형 즉 주물사에 의하여 제작된 주형에 금속용탕을 투입하여 냉각시킨 다음, 최종적으로 표면에 부착된 주물사 등을 제거하여 주조작업을 완료한 다음 이를 다시 가공하여 최종 캠 샤프트를 제조하는 것이다.The phenol resin coated sand mold thus manufactured is cooled by putting molten metal into the mold made by the foundry sand, and finally, the foundry sand attached to the surface is removed to complete the casting operation, and then processed again to final camshaft. To prepare.
그런데 종래에는 상기 주형을 완성하는 합형작업을 대부분 작업자의 직접적인 인력에 의해 이루어져 왔다.By the way, in the past, most of the molding work to complete the mold has been performed by the direct manpower of the worker.
첨부도면 도 6은 종래의 주형제조시 수작업에 의한 합형 작업동작 순서도로서 3인 1조로 편성된 작업자들의 인력에 의하여 작업이 순차적, 연속적으로 수행함을 보여주는 것이다.Accompanying drawings FIG. 6 is a flow chart of a combination work operation by hand during the manufacture of a conventional mold, which shows that the work is performed sequentially and continuously by the personnel of three persons.
즉 주작업자인 작업원 2의 손에 의하여 주형 조형기로 부터 몰드분리, 금형청소, 도형제도포, 칠러정렬의 작업을 순차적으로 연속 반복 실시하며, 보조작업자인 작업원 1과 작업원 3에게 몰드분리한 것을 전해준다.In other words, the mold separation, mold cleaning, drawing application, and chiller alignment are sequentially and repeatedly performed from the molding machine by the hands of the worker 2, the main worker, and the mold is separated from the assistants 1 and 3, respectively. Tell what you did.
작업원 1과 작업원 3은 각각 번갈아가며 상기 주작업자로 부터 전달받은 몰드에 도형제도포, 하부형판설치, 하부형판의 해당부위에 칠러삽입, 필터삽입, 하부형판의 청소, 본드주입라인에 본드주입, 상부형판 합형, 합형기의 스위치조작, 칠러준비, 몰드적재의 순서로 연속적으로 작업을 행하도록 하는 것이다.Workers 1 and 3 are alternately placed in the mold received from the main worker, drawing the lower plate, installing the lower plate, inserting the chiller in the corresponding area of the lower plate, inserting the filter, cleaning the lower plate, and bonding to the bond injection line. In order to perform the work in the order of injection, top plate combination, switch operation of the molding machine, chiller preparation, and mold loading.
상기 합형작업은 3인 1조의 작업자가 정해진 시간 이내에 해당 작업을 신속히 마무리한 후 다음작업 공정으로 진행하여야 하며, 만약 하나의 작업공정이라도 소홀히 할 경우 불량주형으로 인한 캠샤프트의 불량으로 이어지게 되므로 매우 주 의를 요한다.The molding work must be completed by a group of three workers within a predetermined time, and then proceeded to the next work process. It requires righteousness.
종래의 합형작업은 상기한 바와 같이 작업자의 손에 의하여 이루어짐으로써 여러가지 다양한 문제점이 있었다.Conventional molding work has been made by the hand of the operator as described above, there were a variety of problems.
즉 추출작업과정에서 아직 식지않아 덜 경화된 상태의 주형판이 변형될 우려가 있으며, 도형제의 도포작업시 작업자가 직접 손으로 에어스프레이 건을 분사하여 도형작업을 하게 됨으로 도형제의 농도변화 및 비중차에 의하여 도포 농도가 불균일하게 된다.In other words, there is a risk that the mold plate in the less hardened state will be deformed during the extraction process, and the worker will spray the air spray gun by hand to apply the figure during the application of the figure. The difference causes uneven coating concentration.
또한, 연속적인 작업으로서 하부형판 위에 수작업으로 냉금과 필터를 정확한 위치에 삽입하여야 하는데 수작업이므로 작업의 정확도가 떨어지며, 작업과정에서 주형의 긁힘으로 파손되거나 모래가 이탈되어 제품불량으로 이어지며, 주형의 냉각으로 합형시 주형이 변형이 가거나 주형의 소성변형 발생으로 접착력이 떨어져 벌어짐의 불량이 발생하게 된다.In addition, as a continuous operation, the cold metal and the filter must be manually inserted on the lower plate by hand, and thus the accuracy of the work is reduced because it is a manual operation, and the product is damaged due to the scratching of the mold or the sand is released, leading to product defects. When the mold is molded by cooling, the mold deforms or the plastic deformation of the mold causes the adhesive force to deteriorate due to poor adhesion.
또한 합형 후 숫돌을 사용하여 인위적으로 주입구의 다듬질 작업 및 이물질 제거작업을 행함으로써 균일한 작업이 되지 못하고, 주형의 내부에 이물질이 투입되어 제품의 불량을 유발할 우려가 있었다.In addition, after shaping, using a whetstone artificially trimming the inlet and removing the foreign matter, the uniform work could not be performed, and foreign matter was introduced into the mold, which may cause product defects.
특히 페놀수지의 가열에 의한 악취와 작업공정상의 분진의 확산은 작업자의 건강을 해치는 요인이 되어 문제점으로 지적되었다.In particular, the odor caused by the heating of phenol resin and the spread of dust in the working process have been pointed out as a problem because it is detrimental to workers' health.
이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 본 발명은 상기 합형공정의 전반적인 작업을 무인 자동화 함으로서 신속하고 정확한 작업에 의한 제품의 품질향상과 작업능률을 획기적으로 높이도록 한 캠 샤프트 주형 제조 자동화 시스템 및 이를 이용한 주형 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention devised to improve such a problem is an unmanned automation of the overall work of the molding process by the cam shaft mold manufacturing automation system to dramatically improve the quality and work efficiency of the product by rapid and accurate work and using the same The purpose is to provide a method for manufacturing a mold.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 열경화성 수지가 코팅된 모래에 의하여 주형을 이루는 상부형판과 하부형판을 각각 성형하도록 하는 것으로 금형을 가열하는 예열로와, 상기 예열로에서 가열된 상기 금형 위에 열경화성 수지코팅모래를 공급하는 샌드덤핑부와, 상기 샌드덤핑부에서 성형된 상기 주형을 가열하여 경화시키는 가열로 및 상기 가열로에서 경화된 주형을 금형으로 부터 분리추출하는 주형추출부를 포함하는 주형조형기로 된 성형부와; 상기 성형부로 부터 이송되는 하부형판에 냉금과 필터를 용이하게 삽입하도록 보조로봇에 의해 냉금과 필터를 설정위치에 임시 배치하여 하부형판에 옮겨 삽입하도록 하는 모형지그와, 상기 모형지그가 장착되며, 상기 모형지그의 상측에 하부형판을 안착시킨 다음 반전시켜 모형지그를 이탈시키고 상부형판을 합형하도록 하는 반전장치를 포함하는 주작업부와; 상기 성형부의 주형조형기로 부터 성형된 하부형판과 상부형판의 추출작업, 상기 형판 내부면에 도형제의 도포작업, 각 작업공정에 따라 상기 형판의 이송작업을 설정된 프로그램에 의하여 연속적으로 수행하는 메인로봇과, 상기 모형지그의 해당위치에 냉금과 필터를 배치 삽입하고, 하부형판의 본딩라인에 본드를 도포하는 보조로봇을 포함하는 작업수단과; 상기 작업수단의 보조로봇의 핑거가 냉금을 용이하게 파지하도록 공급하는 냉금공급장치와, 상기 보조로봇의 핑거가 필터를 용이하게 파지하도록 공급하는 필터공급장치와, 상기 메인로봇에 의해 형판의 추출 직후 내면에 도형제를 도포하도록 하는 도형제도포장치를 포함하는 보조작업수단과; 상기 주작업부의 반전장치에서 합쳐진 상부형판과 하부형판을 압착시켜 부착되도록 하는 합형기와, 상기 합형기의 일측에 설치되어 합형작업과 동시에 주형의 주입구 주변을 연마한 다음 청소하는 청소장치와, 상기 합형기에서 합형완료된 주형을 상기 메인로봇에 의해 일정한 위치에 적재하도록 주형대차를 고정시켜주는 주형대차고정장치를 포함하는 마무리작업부 및; 상기 각 장치부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the present invention, the upper mold and the lower mold, each of which forms a mold by means of sand coated with a thermosetting resin, are respectively formed in a preheating furnace for heating a mold and thermosetting on the mold heated in the preheating furnace. A mold molding machine including a sand dumping part for supplying resin coating sand, a heating furnace for heating and curing the mold formed in the sand dumping part, and a mold extracting part for separating and extracting the mold cured in the heating furnace from a mold. Molded part; The model jig and the model jig are installed to temporarily insert the cool and filter by the auxiliary robot to be inserted into the lower template to easily insert the cold and filter into the lower plate to be transferred from the molding portion, A main working part including an inverting device for seating the lower plate on the upper side of the model jig and then inverting the model jig to separate the upper jig and forming the upper plate; The main robot which continuously performs the extraction operation of the lower template and the upper template formed from the molding machine of the molding unit, the coating operation of the mold on the inner surface of the template, and the transfer operation of the template according to each work process. And working means including an auxiliary robot for arranging and inserting a coolant and a filter at a corresponding position of the model jig and applying a bond to a bonding line of a lower template. Cold supply device for supplying the finger of the auxiliary robot of the work means to easily hold the cold metal, Filter supply device for supplying the finger of the auxiliary robot to easily hold the filter, and immediately after extraction of the template by the main robot Auxiliary working means including a figure coating device for applying a figure painting agent to an inner surface thereof; A molding machine for compressing and attaching the upper plate and the lower plate joined by the inverting unit of the main work unit, a cleaning device installed on one side of the molding machine to grind and clean around the injection hole of the mold at the same time as the molding operation; A finishing work unit including a mold balancer for fixing a mold balance to load the completed mold in a molding machine at a predetermined position by the main robot; It characterized in that it comprises a control unit for controlling each device unit.
본 발명에 있어서 상기 작업수단은 하나의 메인로봇과 2대의 보조로봇으로 구성됨을 특징으로 한다.In the present invention, the working means is characterized by consisting of one main robot and two auxiliary robot.
본 발명에 있어서 상기 작업수단의 메인로봇은 상기 주형조형기로 부터 추출한 하부형판을 도형제도포장치로 이송하여 내측에 도형제를 도포한 다음 상기 하부형판을 상기 냉금과 필터가 배치된 모형지그 위에 안착시키고, 상기 반전장치에 의해 반전된 하부형판 위에 상부형판을 안착시킨 다음 상기 상부형판과 하부형판을 동시에 합형기로 이송하고, 상기 합형기에서 합형된 주형을 주형대차에 이송 적재하는 작업을 설정된 작업공정순서에 따라서 연속적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the main robot of the working means transfers the lower mold extracted from the mold molding machine to a figure coating device and applies a mold agent to the inside, and then seats the lower mold on the model jig where the cold metal and the filter are disposed. The work process is to set up the upper plate on the lower plate inverted by the reversing device, and then transfer the upper plate and the lower plate to the molding machine at the same time, and transfer the stacked molds in the molding machine to the mold truck. It is characterized in that to be carried out continuously in order.
본 발명에 있어서 상기 보조작업수단의 냉금공급장치와 필터공급장치는 상기 보조로봇의 핑거가 냉금과 필터를 용이하게 파지할 수 있도록 상기 냉금과 필터를 각각 하나씩 분배하여 공급하며, 모형지그의 해당위치에 배치 삽입작업을 용이하게 하도록 상기 보조로봇의 행동반경내에 위치함을 특징으로 한다.In the present invention, the cold supply device and the filter supply device of the auxiliary working means distributes the cold metal and the filter one by one so that the finger of the auxiliary robot can easily hold the cold metal and the filter, the corresponding position of the model jig It is characterized in that located within the radius of action of the auxiliary robot to facilitate the insertion operation.
본 발명에 있어서 상기 마무리작업부의 합형기는 메인로봇으로 부터 이송된 주형을 거치하는 다수의 지지대와; 상기 다수의 지지대가 장착되며 수평이동하도록 가이드레일을 따라 일정 스트로크 구간을 수평이동하는 거치대와; 상기 거치대를 수평이동시키는 에어실린더A와; 상기 지지대에 안착된 주형을 눌러 합형시키는 다수의 누름대와; 상기 누름대를 상·하방향으로 작동시키는 에어실린더B; 상기 누름대의 균일한 압력과 정확한 작동을 위한 가이더를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the molding machine of the finishing work portion and a plurality of supports for mounting the mold transferred from the main robot; A cradle for mounting the plurality of supports and horizontally moving a predetermined stroke section along the guide rail to move horizontally; An air cylinder A for horizontally moving the holder; A plurality of pressers for pressing and molding the mold seated on the support; An air cylinder B for operating the presser in an up and down direction; And a guider for uniform pressure and accurate operation of the presser bar.
또한, 본 발명은 금형을 가열시키는 예열로와 상기 예열로에서 가열된 금형 위에 열경화성 수지코팅모래를 공급하는 샌드덤핑부와 상기 샌드덤핑부에서 성형된 주형의 외형을 가열하여 경화시키는 가열로 및 상기 가열로에서 경화된 주형을 하부밀판이 상승하면서 금형으로 부터 분리추출하는 주형추출부와 상기 각부를 연속적으로 순회하는 대차와 상기 대차에 장착된 금형에 의하여 열경화성 코팅모래로 상부형판과 하부형판의 주형을 성형하는 주형조형기를 포함하는 캠 샤프트 주형 제조 자동화 시스템으로서, 상기 주형조형기에 의한 하부형판과 상부형판을 성형하는 단계; 상기 주형조형기로 부터 성형된 하부형판을 메인로봇에 의하여 추출하는 단계; 상기 메인로봇에 의해 추출된 하부형판을 메인로봇의 핑거에 의해 파지된 상태에서 도형제도포장치로 이송하여 하부형판의 내측면에 도형제를 도포하는 단계; 반전장치에 장착된 모형지그상에 보조로봇에 의하여 냉금과 필터를 배치하는 단계; 상기 냉금과 필터가 배치된 모형지그 위에 도형제가 도포된 하부형판을 메인로봇에 의해 씌워주는 단계; 반전장치에 의한 하부형판과 모형지그를 동시에 반전시키는 단계; 상기 반전장치에 의해 반전된 하부형판을 하강시켜 모형지그로 부터 냉금과 필터를 하부형판으로 인계하고, 모형지그는 후진한 다음 반전하여 다시 보조로봇에 의한 모형지그상에 냉금과 필터를 배치하는 단계; 상기 모형지그로 부터 냉금과 필터를 인수한 하부형판을 상승시킨 후 보조로봇에 의하여 상기 하부형판의 본딩라인에 본드를 주입하는 단계; 상기 주형조형기로 부터 성형된 상부형판을 메인로봇에 의하여 추출하는 단계; 상기 메인로봇에 의해 추출된 상부형판을 메인로봇의 핑거에 의해 파지된 상태에서 도형제도포장치로 이송하여 상부형판의 내측면에 도형제를 도포하는 단계; 상기 메인로봇에 의하여 도형제 도포된 상부형판을 냉금과 필터가 삽입된 하부형판에 씌워 포개주는 단계; 메인로봇에 의해 합형된 상부형판과 하부형판을 반전장치로 부터 합형기로의 이송하는 단계; 합형기의 지지대와 누름대에 의해 소정의 압력으로 합형하는 단계; 상기 합형기에 의한 합형과 동시에 청소장치에 의한 주형의 주입구를 다듬질하고 이물질을 제거하는 청소단계; 제작완료된 주형을 메인로봇에 의한 주형대차로의 이송 적재하는 단계를 포함하는 캠샤프트 주형제조 자동화 공정으로 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention also provides a preheating furnace for heating a mold and a sanding dumping unit for supplying a thermosetting resin coated sand on the mold heated in the preheating furnace, and a heating furnace for curing the external shape of the mold formed by the sand dumping unit. The mold of the upper mold and the lower mold with the thermosetting coating sand by the mold extracting part which separates and extracts the mold hardened from the mold from the mold and the bogie which continuously circulates each part, and the mold mounted in the bogie. A camshaft mold manufacturing automation system comprising a mold molding machine for molding a mold, comprising: molding a lower mold and an upper mold by the mold molding machine; Extracting the molded lower mold from the mold molding machine by a main robot; Transferring the lower template extracted by the main robot to a figure coating device in a state of being gripped by a finger of the main robot and applying a figure agent to an inner surface of the lower template; Arranging a coolant and a filter by an auxiliary robot on a model jig mounted to the inverting device; Placing a lower template on which a mold is coated by a main robot on a model jig in which the cold metal and the filter are disposed; Simultaneously inverting the lower template and the model jig by the inversion device; Placing the cold metal and the filter on the model jig by the auxiliary robot by lowering the lower plate inverted by the inverting device to take down the cold metal and the filter from the model jig to the lower plate, and then reverse the model jig. ; Injecting a bond into the bonding line of the lower plate by an auxiliary robot after raising the lower plate from which the coolant and the filter are acquired from the model jig; Extracting the upper mold formed from the molding machine by a main robot; Transferring the upper plate extracted by the main robot to a figure coating device in a state of being gripped by a finger of the main robot and applying a figure agent to an inner surface of the upper plate; Overlaying the upper plate coated with the mold by the main robot on the lower plate into which the cold metal and the filter are inserted; Transferring the upper plate and the lower plate formed by the main robot from the inversion device to the combiner; Shaping at a predetermined pressure by means of the support and the presser of the combiner; A cleaning step of trimming the injection hole of the mold by the cleaning device and removing foreign substances at the same time as the molding by the molding machine; Camshaft mold manufacturing automation process comprising the step of transporting and loading the completed mold to the mold bogie by the main robot.
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 주형제조 자동화시스템의 구성상태 평면 배치도이고, 도 2는 본 발명에 의한 작업 공정도를 도시한 것이다.1 is a plan view showing a configuration state of the present invention mold manufacturing automation system, Figure 2 shows a work flow diagram according to the present invention.
본 발명 주형제조 자동화시스템은 주형조형기(200)을 포함하는 성형부와; 주형(100)의 내부에 용이하게 냉금(150)과 필터(160)을 자동으로 삽입하도록 하는 하는 수단으로 모형지그(310)와 반전장치(300)을 포함하는 주작업부와; 메인로봇 (410)과 보조로봇(420)을 포함하는 작업수단과; 도형제도포장치(510)와 냉금공급장치(520) 및 필터공급장치(530)을 포함하는 보조작업수단과; 합형기(600)와, 청소장치(610)와 주형대차고정장치(630)를 포함하는 마무리작업부 및 각 장치부를 제어하는 제어부(700)를 포함한다.The present invention mold manufacturing automation system includes a molding unit including a mold molding machine (200); A main working part including a
상기 성형부는 열경화성 수지가 코팅된 모래에 의하여 주형(100)을 이루는 상부형판(110)과 하부형판(120)을 각각 성형하는 작업을 하는 것으로 금형 가열 예열로(210)와, 상기 금형 위에 열경화성 수지코팅모래를 공급하는 샌드덤핑부(220)와, 상기 샌드덤핑부(220)에서 성형된 상기 주형(100)을 가열하여 경화시키는 가열로(230) 및 상기 가열로(230)에서 경화된 주형(100)을 금형으로 부터 분리추출하는 주형추출부(240)로 된 주형조형기(200)와 상기 주형조형기(200)에 의한 주형을 형성하도록 하는 금형을 자체적으로 순환이동시켜 주는 대차(250)와 미 도시된 주형인발판 및 정위치 스톱퍼를 포함한다.The molding unit is a mold
상기 정위치 스톱퍼는 4개소 설치된 것으로 항상 공정인발위치를 설정하는 것으로 다음 공정인 메인로봇에 의한 주형의 추출이 원활히 이루어지도록 하는 것이다.The exact position stopper is installed in four places to always set the process drawing position to facilitate the extraction of the mold by the main robot, which is the next process.
주작업부는 본 발명에 있어 주요 작업이 이루어지는 것으로 모형지그(310)와 상기 모형지그(310)가 장착된 반전장치(300)를 포함한다.The main working unit includes a
도 3은 본 발명의 반전장치의 구성 측면도이고, 도 4는 본 발명의 반전장치 작동상태도로서, a)는 냉금(150)과 필터(160)이 삽입 배치된 모형지그(310) 위에 하부형판(120)이 씌워진 상태의 정면도이며, b)는 반전된 하부형판(120)에 상부형 판(110)이 합형되어 상승된 상태의 정면도이다.Figure 3 is a side view of the configuration of the inverter of the present invention, Figure 4 is a state diagram of the operation of the inverter of the present invention, a) is a
상기 모형지그(310)는 상기 성형부로 부터 메인로봇(410)에 의해 이송되는 하부형판(120)에 냉금(150)과 필터(160)를 용이하게 삽입하도록 보조로봇(420)에 의해 냉금(150)과 필터(160)를 설정위치에 임시 배치하여 하부형판(120)에 옮겨 삽입하도록 하는 것이다.The
이와 같은 본 발명은 모형지그에 냉금(150)과 필터(160)을 세팅 완료한 다음 동시에 하부형판(120)에 반전 삽입함으로써 주형냉각 방지 및 정확한 위치제어로 이물질 발생을 방지하고 주형의 휨이나 벌어짐에 의한 불량을 최소화 하도록 하는 것이다.The present invention as described above is completed by setting the
상기 하부형판(120)은 메인로봇(410)에 의해 주형추출부(240)로 부터 추출되어 곧바로 메인로봇(410)의 핑거에 파지된 상태에서 보조작업수단인 도형제도포장치(510)로 이동하여 내면에 골고루 도형제가 도포되도록 한 다음 다수의 냉금(150)과 필터(160)이 배치 삽입된 모형지그(310)의 상부에 안착된다.The
모형지그(310)가 장착된 반전장치(300)은 상기 모형지그(310)의 상측에 하부형판(120)을 안착시킨 다음 몰드고정장치(301)에 의해 고정한 다음 반전시켜 모형지그(310)를 이탈시키고 상부형판(110)을 합형하도록 한다.The reversing
따라서, 상기 하부형판(120)과 상부형판(110)의 내부에는 다수의 냉금(150)과 필터(160)이 삽입된 상태에서 합형작업이 이루어 지도록 하는 것이다.Therefore, in the inside of the
본 발명에 있어 모든 작업은 대부분 작업수단인 메인로봇(410)과 보조로봇(420)에 의해 자동으로 이루어 진다.In the present invention, all the work is automatically made by the
상기 메인로봇(410)은 상기 성형부의 주형조형기(200)로 부터 성형된 하부형판(120)과 상부형판(110)을 추출하는 추출작업과, 추출된 상기 형판(110,120)의 내부면에 도형제를 도포하는 도형제도포작업과, 각 작업공정에 따라 상기 형판(110)(120)의 이송작업을 설정된 프로그램에 의하여 연속적으로 수행한다.The
즉 상기 메인로봇(410)은 상기 주형조형기(200)로 부터 추출한 하부형판(120)을 도형제도포장치(510)로 이송하여 내측에 도형제를 도포한 다음 상기 하부형판(120)을 상기 냉금(150)과 필터(160)가 배치된 모형지그(310) 위에 안착시키고, 상기 반전장치(300)에 의해 반전된 하부형판(120)위에 상부형판(110)을 안착시킨 다음 상기 상부형판(110)과 하부형판(120)을 동시에 합형기(600)로 이송하고, 상기 합형기(600)에서 합형된 주형을 주형대차(620)에 이송 적재하는 작업을 설정된 작업공정순서에 따라서 연속적으로 수행한다.That is, the
또한 보조로봇(420)은 상기 모형지그(310)의 해당위치에 냉금(150)과 필터(160)를 배치 삽입하고, 하부형판(120)의 본딩라인에 본드를 도포하는 작업을 수행한다.In addition, the
본 발명에 있어 보조작업수단은 상기 작업수단의 보조로봇(420)의 핑거가 냉금(150)을 용이하게 파지하도록 공급하는 냉금공급장치(520)와, 상기 보조로봇(420)의 핑거가 필터(160)를 용이하게 파지하도록 공급하는 필터공급장치(530)와, 상기 메인로봇(410)에 의해 형판(110)(120)의 추출 직후 내면에 도형제를 도포하도록 하는 도형제도포장치(510)를 포함한다.In the present invention, the auxiliary working means is a
상기 보조작업수단의 냉금공급장치(520)와 필터공급장치(530)는 상기 보조로 봇(420)의 핑거가 냉금(150)과 필터(160)를 용이하게 파지할 수 있도록 상기 냉금(150)과 필터(160)를 각각 하나씩 분배하여 공급하며, 모형지그(310)의 해당위치에 배치 삽입작업을 용이하게 하도록 상기 보조로봇(420)의 행동반경내에 위치한다.The
상기 도형제도포장치(510)는 압력용기 및 자동교반기를 사용하여 항상 균일한 농도로 도형제를 분사시켜 균일한 도형작업이 가능하도록 한다.The
본 발명에 있어 마무리작업수단은 합형기(600)와 청소장치(610)와 주형대차(620) 및 주형대차고정장치(630)를 포함한다.Finishing means in the present invention includes a
도 5는 본 발명의 합형기의 구성을 보인 측면도로서 상기 합형기(600)는 상기 주작업부의 반전장치(300)에서 합쳐진 상부형판(110)과 하부형판(120)을 압착시켜 부착되도록 한다.5 is a side view showing the configuration of the molding machine of the present invention, the
상기 합형기(600)는 메인로봇(410)으로 부터 이송된 주형(100)을 거치하는 다수의 지지대(601)와; 상기 다수의 지지대(601)가 장착되며 수평이동하도록 가이드레일(602)을 따라 일정 스트로크 구간을 수평이동하는 거치대(603)와; 상기 거치대(603)를 수평이동시키는 에어실린더A(604)와; 상기 지지대(601)에 안착된 주형(100)을 눌러 합형시키는 다수의 누름대(605); 상기 누름대(605)를 상·하방향으로 작동시키는 에어실린더B(606); 상기 누름대(605)의 균일한 압력과 정확한 작동을 위한 가이더(607)를 포함한다.The
상기 청소장치(610)는 상기 합형기(600)의 일측에 설치되어 합형작업과 동시에 주형(100)의 주입구(130) 주변을 연마한 다음 청소하는 작업을 함으로써 주형(100)의 주입구(130)를 다듬질하고 주입구(130) 주위의 이물질을 제거하는 작업을 한다.The
합형 및 청소작업을 완료한 주형(100)은 상기 합형기(600)에서 상기 메인로봇(410)에 의해 일정한 위치에 적재하도록 하는 주형대차(620)로 이송되며, 상기 주형대차(620)는 정확하게 주형(100)을 적재하도록 고정시켜 주는 주형대차고정장치(630)에 의해 불량없이 작업을 수행할 수 있도록 하는 것이다.The
상기 각 장치부는 제어부(700)에 의하여 제어되면서 모든 작업이 설정된 프로그램에 의해 자동으로 작업이 이루어지게 되는 것이다.Each device unit is controlled by the control unit 700, and all the work is automatically performed by the set program.
상기 작업수단은 하나의 메인로봇(410)과 2대의 보조로봇(420)으로 구성됨이 가장 바람직하나 로봇의 구성은 다양하게 편성할 수 있으며, 이에 따라 보조작업수단의 냉금공급장치(520), 필터공급장치(530)과 주작업부의 모형지그(310)와 반전장치(300) 및 합형기(600)의 편성도 다양하게 할 수 있다.The working means is most preferably composed of one
이와 같은 본 발명은 상기 주형조형기(200)에 의한 하부형판(120)과 상부형판(110)을 성형하는 제 1단계;The present invention as described above comprises the first step of molding the
상기 주형조형기(200)로 부터 성형된 하부형판(120)을 메인로봇(410)에 의하여 추출하는 제 2단계;A second step of extracting the
상기 메인로봇(410)에 의해 추출된 하부형판(120)을 메인로봇(410)의 핑거에 의해 파지된 상태에서 도형제도포장치(510)로 이송하여 하부형판(120)의 내측면에 도형제를 도포하는 제 3단계;The
반전장치(300)에 장착된 모형지그(310)상에 보조로봇(420)에 의하여 냉금(150)과 필터(160)를 배치하는 제 4단계;A fourth step of arranging the
상기 냉금(150)과 필터(160)가 배치된 모형지그(310) 위에 도형제가 도포된 하부형판(120)을 메인로봇(410)에 의해 씌워주는 제 5단계;A fifth step of covering, by the main robot, 410 the
반전장치(300)에 의한 하부형판(120)과 모형지그(310)를 동시에 반전시키는 제 6단계;A sixth step of simultaneously inverting the
상기 반전장치(300)에 의해 반전된 하부형판(120)을 하강시켜 모형지그(310)로 부터 냉금(150)과 필터(160)를 하부형판(120)으로 인계하고, 모형지그(310)는 후진한 다음 반전하여 다시 보조로봇(420)에 의한 모형지그(310)상에 냉금(150)과 필터(160)를 배치하는 제 7단계;The
상기 모형지그(310)로 부터 냉금(150)과 필터(160)를 인수한 하부형판(120)을 상승시킨 후 보조로봇(420)에 의하여 상기 하부형판(120)의 본딩라인에 본드를 주입하는 제 8단계;Injecting a bond to the bonding line of the
상기 주형조형기(200)로 부터 성형된 상부형판(110)을 메인로봇(410)에 의하여 추출하는 제 9단계;A ninth step of extracting the
상기 메인로봇(410)에 의해 추출된 상부형판(110)을 메인로봇(410)의 핑거에 의해 파지된 상태에서 도형제도포장치(510)로 이송하여 상부형판(110)의 내측면에 도형제를 도포하는 제 10단계;The
상기 메인로봇(410)에 의하여 도형제 도포된 상부형판(110)을 냉금(150)과 필터(160)가 삽입된 하부형판(120)에 씌워 포개주는 제 11단계;An eleventh step of covering the
메인로봇(410)에 의해 합형된 상부형판(110)과 하부형판(120)을 반전장치(300)로 부터 합형기(600)로의 이송하는 제 12단계;A twelfth step of transferring the
합형기(600)의 지지대(601)와 누름대(605)에 의해 소정의 압력으로 합형하는 제 13단계;A thirteenth step of molding at a predetermined pressure by the
상기 합형기(600)에 의한 합형과 동시에 청소장치(610)에 의한 주형(100)의 주입구(130)를 다듬질하고 이물질을 제거하는 제 14 청소단계;A fourteenth cleaning step of trimming the
제작완료된 주형(100)을 메인로봇(410)에 의한 주형대차(620)로의 이송 적재하는 제 15단계로 이와 같은 공정을 연속적으로 진행한다.This process is continuously performed in the fifteenth step of transporting and loading the completed
이와 같이 제작된 주형에 금속용탕을 투입하여 냉각시킨 다음, 최종적으로 표면에 부착된 주물사 등을 제거하여 주조작업을 완료한 다음 이를 다시 가공하여 최종 캠 샤프트를 제조하는 것이다.The molten metal is poured into the mold thus manufactured, and then cooled, and finally, the casting sand is removed from the surface to complete the casting operation, and then processed again to manufacture the final cam shaft.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 캠샤프트 주형제조시 합형공정의 전반적인 작업을 중앙에 메인로봇을 설치하여 성형된 주형을 이송하고 자동 스프레이 도포에 의한 도형제의 도포와 모형지그에 미리 냉금과 필터를 보조로봇에 의해 삽입한 다음 반전장치에 의해 주형에 옮겨 신속하게 작업할 수 있도록 무인 자동화 함으로서 인력절감 및 수작업에 의한 실수 방지, 과도한 반복작업에 의한 산업재해 방지 및 신속하고 정확한 작업에 의한 제품의 품질향상과 작업능률을 획기적으로 높이도록 한 것으로 매우 유용한 기술인 것이다.As described above, the present invention transfers the molded mold by installing the main robot in the center of the overall operation of the molding process during the manufacture of the camshaft mold, and assists the cold metal and the filter in advance in the application of the mold by the automatic spray application and the model jig. Unmanned automatization for rapid operation by inserting by robot and then moving to mold by reversing device to reduce manpower, prevent mistakes by manual operation, prevent industrial accident by excessive repetitive work, and improve product quality by quick and accurate work It is a very useful technology to drastically increase work efficiency.
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