KR100746218B1

KR100746218B1 - 가스용기 제조 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100746218B1
Application number: KR1020060126068A
Authority: KR
Inventors: 고영완; 엄기주
Original assignee: 고영완
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2007-08-03

Abstract

본 발명은 로봇을 이용한 자동화 공정으로 이루어진 가스용기 제조 장치 및 그 방법에 관한 것으로 상부용기와 하부용기를 와인딩 로봇으로 16가닥의 유리섬유와 메트 파우더로 성형하여 상기 유리섬유 사이의 공간을 인젝션부에 의해 경화제와 수지제를 주입해 몰딩하고, 상기 몰딩한 상부용기에 리벳을 조립한 후 조립부에 의해 상기 상부용기와 하부용기의 접합면 내경과 외경을 절삭하여 상기 절삭한 부위에 본드를 도포해 조립하여 후 경화 처리부에 의해 후 경화 처리를 하여 유리섬유에 의해 가볍고, 내부와 외부에 부식이 일어나지 않아 오랫동안 사용할 수 있으며, 고온에서 폭발이 발생하지 않는 가스용기를 제조하는 가스용기 제조 장치 및 그 방법을 제공한다.

가스용기, 유리섬유, 메트 파우더, 자동화

Description

가스용기 제조 장치 및 그 방법{Manufacture apparatus of GAS Container and manufacture method thereof}

도1은 종래의 가스용기의 사시도.

도2는 본 발명에 따른 가스용기 제조 장치를 나타낸 도면.

도3은 본 발명에 따른 가스용기 제조 방법의 흐름도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 **

100 : 와인딩부 110 : 와인딩 로봇

120 : 와인딩 머신 130 : 히터

140 : 냉각기 200 : 인젝션부

210 : 제1이송 로봇 220 : 몰딩 프레스

300 : 이송 컨베이어 400 : 제2이송 로봇

500 : 드릴링부 600 : 리벳팅부

700 : 조립부 800 : 건조로

본 발명은 로봇을 이용한 자동화 공정으로 이루어진 가스용기 제조 장치 및 그 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 상부용기와 하부용기를 와인딩 로봇으로 16가닥의 유리섬유와 메트 파우더로 성형하여 상기 유리섬유 사이의 공간을 인젝션부에 의해 경화제와 수지제를 주입해 몰딩하고, 상기 몰딩한 상부용기에 리벳을 조립한 후 조립부에 의해 상기 상부용기와 하부용기의 접합면 내경과 외경을 절삭하여 상기 절삭한 부위에 본드를 도포해 조립하여 후 경화 처리부에 의해 후 경화 처리를 하여 유리섬유에 의해 가볍고, 내부와 외부에 부식이 일어나지 않아 오랫동안 사용할 수 있으며, 고온에서 폭발이 발생하지 않는 가스용기를 제조하는 가스용기 제조 장치 및 그 방법 관한 것이다.

일반적으로, 가스용기는 음식점이나 가정 등에서 많이 사용되고 있는 것으로 프로판가스 등의 액화가스를 안전하게 보관 및 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 장기간 사용이 가능하도록 구성되었다.

도1은 종래의 가스용기를 나타낸 도면으로 상기 종래의 가스용기는 도 1 에 도시된 바와 같이 가스통(6)을 이루는 구성으로 상부측에는 가스통(6)을 운반할 수 있는 손잡이(2)와 내측의 가스를 배출시키는 밸브(4)가 형성되어 있으며, 하부측에는 가스통(6)을 받치고 있는 받침부(8)가 형성되어 상기의 가스통(6)을 이루는 각 구성은, 용접을 통하여 부착시키고 있으며 액화가스가 충전되는 가스통(6)은 금속 재의 철판이 한 겹으로 이루어져 있다.

그러나 상기와 같이 종래의 가스용기는 가스통(6) 제작시 용접에 의해 변형을 가져왔고, 용접시 용접주변에서 발생되는 열에 의해 금속이 변형되어 다른 부위보다 부식이 빠르게 진행되며, 변형된 금속 외에 상기 가스통(6)의 내부와 외부가 녹에 의해 부식되어 가스용기의 수명이 단축되었고, 가스통(6)이 금속재로 이루어져 있기 때문에 무게가 많이 나가 운반 시에 어려움이 많을 뿐만 아니라, 가스통(6)의 내부에 액화가스가 충전되었을 시 고중량으로 인해 일반인은 운반하기 매우 어렵고, 고온에 폭발할 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 와인딩부에 의해 유리섬유와 메트 파우더로 상부용기와 하부용기를 성형하고, 인젝션부에 의해 상기 유리섬유에 발생하는 공간을 경화제와 수지제로 몰딩하여 조립부로 상부용기와 하부용기를 조립하여 무게가 가벼우며, 가스용기의 내부와 외부가 부식되지 않아 수명을 연장할 수 있고, 유리섬유로 성형하여 고온에서도 폭발하지 않는 가스용기를 로봇에 의해 자동화 공정으로 성형하는 가스용기 제조 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 로봇을 이용한 자동화 공정으로 이루어진 가스용기 제조 장치에 있어서,

상기 가스용기의 상부용기와 하부용기를 성형하기 위해 16가닥의 유리섬유를 직선, 경사, 원주 방향으로 와인딩하며, 상기 유리섬유에 메트 파우더를 분사하는 2대의 와인딩 로봇과, 상기 와인딩 로봇을 통해 성형하는 상부용기와 하부용기를 회전시키는 와인딩 머신과, 상기 성형된 상부용기와 하부용기를 일정 온도로 가열하기 위한 히터와, 상기 가열된 상부용기와 하부용기를 경화시키기 위한 냉각기를 포함하는 와인딩부;

상기 와인딩부로부터 성형되어 경화된 상부용기와 하부용기를 이송하는 제1이송 로봇과, 상기 제1이송 로봇을 통해 상부용기와 하부용기를 이송받아 상기 상부용기와 하부용기의 유리섬유에 생긴 공간에 경화제와 수지제를 주입하여 몰딩하는 몰딩 프레스를 포함하는 인젝션부;

상기 인젝션부를 통해 몰딩된 상부용기와 하부용기를 이송하는 이송 컨베이어;

상기 이송 컨베이어를 통해 이송한 상부용기를 드릴링 부에 이송하고, 하부용기를 조립부로 이동시키는 제2이송 로봇;

상기 제2이송 로봇을 통해 이송한 상부용기의 상단에 홀가공을 통해 드릴링하는 드릴링부;

상기 드릴링부를 통해 홀 가공한 상부용기에 리벳을 자동조립하는 리벳팅부;

상기 리벳팅부에서 리벳을 조립한 상부용기와 제2이송 로봇을 통해 이송한 하부용기에 내경과 외경을 절삭하여 상기 절삭한 부위에 본드를 도포하여 상기 상부용기와 하부용기를 조립하는 조립부;

상기 조립부를 통해 조립된 가스용기를 일정한 온도로 저속으로 이동하면서 경화시키는 건조로;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 와인딩부는 와인딩 로봇에 의해 유리섬유를 직선 3겹, 경사 3겹, 원주 2겹으로 상부용기와 하부용기를 성형하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 로봇을 이용한 자동화 공정으로 이루어진 가스용기 제조 방법에 있어서,

16가닥의 유리섬유를 직선, 경사, 원주 방향으로 와인딩 로봇에 의해 와인딩하여 상부용기와 하부용기를 성형하는 와인딩공정;

상기 와인딩공정을 통해 유리섬유로 성형된 상부용기와 하부용기를 몰딩 프레스에 공급하여 진공상태로 만들어 경화제와 수지제를 유리섬유의 빈공간에 70％ 내지 80％까지 채우고, 진공을 차단하며, 상기 유리섬유의 남은 20％ 내지 30％의 빈공간을 고압을 가하여 경화제와 수지제로 채운 후 가열히터를 이용해 가열하여 상기 경화제와 수지제가 2차 반응을 유도하여 상기 유리섬유의 빈공간을 몰딩하는 인젝션공정;

상기 인젝션공정을 통해 경화제와 수지제가 몰딩된 상부용기와 하부용기를 이송 컨베이어를 통해 이송하여 상기 상부용기에 홀 가공을 위해 드릴링한 후 리벳 을 자동조립하는 리벳팅공정;

상기 리벳팅공정을 통해 리벳팅한 상부용기와 제2이송 로봇을 통해 이동한 하부용기의 접합면에 내경과 외경을 절삭하고, 상기 접합면에 본드를 도포하여 상기 상부용기와 하부용기를 조립하는 조립공정;

상기 조립공정을 통해 조립된 가스용기를 건조로로 이송하여 저속으로 일정한 온도에 의해 상기 가스용기에 몰딩된 경화제와 수지제의 2차 반응이 잘 일어나도록 경화시키는 후 경화공정;

상기 후 경화공정을 통해 경화된 가스용기를 작업자가 나트륨 형광등을 통해 결함의 유무를 확인하는 육안 검사공정;

상기 육안 검사공정을 통해 결함 유무를 확인한 가스용기에 공기가 세는지 확인하는 공기방울 누설검사공정;

상기 공기방울 누설검사공정을 통해 결함 유무를 확인한 가스용기를 압력에 의해 내구성 검사를 하는 반복 가압 테스트 공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 와인딩공정은 와인딩 로봇을 통해 직선, 경사, 원주 방향으로 와이딩하는 동시에 메트 파우더를 분사하여 상기 메트 파우더를 히터에 의해 200℃ 내지 300℃의 온도로 가열하여 녹인 후 냉각기에 의해 냉각하는 경화공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 가스용기 제조 장치에 대한 도면이다.

상기 도2에 도시된 바와 같이 본 발명은 로봇을 이용한 자동화 공정으로 이루어진 가스용기 제조 장치에 관한 것으로 와인딩부(100)에 의해 상부용기와 하부용기를 성형한다. 상기 와인딩부(100)는 와인딩 로봇(110)에 의해 16가닥의 유리섬유를 직선, 경사, 원주 방향으로 와인딩하여 상부용기와 하부용기를 성형하고, 상기 유리섬유를 와인딩 함과 동시에 메트 파우더를 유리섬유에 분사한다. 상기 와인딩 로봇(110)은 직선, 경사, 원주 방향으로 와인딩하기 위해 상기 와인딩 로봇(110)이 상하 운동을 하면 와인딩 머신(120)이 상부용기와 하부용기를 회전하여 성형하며, 상기 유리섬유를 직선, 경사, 원주로 상부용기와 하부용기를 성형한다. 상기 유리섬유와 메트 파우더에 의해 성형된 상부용기와 하부용기는 히터(130)에 의해 200℃ 내지 300℃의 온도로 가열을 하여 상기 메트 파우더가 유리섬유에 녹을 수 있도록 하고, 가열된 상부용기와 하부용기를 냉각기(140)를 통해 경화시킨다.

상기 와인딩부(100)를 통해 성형된 상부용기와 하부용기는 제1이송 로봇(210)에 의해 인젝션부(200)로 이송하여 상기 인젝션부(200)의 몰딩 프레스(220)로 상기 상부용기와 하부용기의 유리섬유 사이에 형성된 공간에 경화제와 수지제를 주입하여 몰딩한다. 상기 몰딩 프레스(220)는 유리섬유 사이에 형성된 공간을 진공상태로 만들어 경화제와 수지제를 유리섬유의 빈공간에 70％ 내지 80％까지 주입하고, 진공을 차단하여 상기 유리섬유의 남은 20％ 내지 30％의 빈공간에 고압을 가하며 주입하고, 가열히터를 이용해 가열하여 상기 경화제와 수지제가 2차 반응을 유도하여 상기 유리섬유의 빈공간을 경화제와 수지제로 몰딩한다.

상기 수지는 경화 전 사용 조건에 따라 지방족 아민,방향족 아민,산무수물 및 기타 다양한 종류의 수지가 다양하게 선택하여 실시할 수 있으며, 대표적인 실시예로서는 에폭시 수지를 선택하고, 경화제로는 지방족폴리아민, 폴리아마이드, 폴리아마이드 변성품인 중온(60℃ ～ 100℃) 경화제 중에서 하나를 선택하여 실시한다.

상기 인젝션부(200)를 통해 경화제와 수지제를 몰딩한 상부용기와 하부용기는 제1이송 로봇(210)에 의해 이송 컨베이어(300)로 옮겨져 상기 상부용기와 하부용기를 이송하며, 상기 이송된 상부용기와 하부용기는 제2이송 로봇(400)에 의해 상부용기는 드릴링부(500)에 옮겨지고, 하부용기를 조립부(700)로 이송한다.

상기 드릴링부(500)는 제2이송 로봇(400)에 의해 상부용기를 이송받아 상기 상부용기의 상단에 홀가공을 위해 드릴링을 하고, 상기 드릴링한 상부용기는 제2이송 로봇(400)에 의해 리벳팅부(600)에 이송되어 상기 상부용기에 리벳을 자동으로 조립하도록 한다.

상기 리벳팅부(600)에서 리벳을 조립한 상부용기는 제2이송 로봇(400)에 의해 조립부(700)로 이송한다. 상기 조립부(700)는 상기 상부용기의 내경과 하부용기의 외경을 절삭한 후 상기 절삭한 부위에 본도를 도포하여 상기 상부용기와 하부용기를 조립하도록 한다.

상기 조립부(700)에 의해 상부용기와 하부용기를 조립한 가스용기는 제2이송 로봇(400)에 의해 건조로(800)로 이송하여 70℃ 내지 90℃의 온도로 저속으로 이동하면서 상기 가스용기를 완전히 경화시켜 상기 가스용기를 제조하도록 한다.

도3은 본 발명에 따른 가스용기 제조 방법의 흐름도이다.

상기 도3에 도시된 바와 같이 본 발명은 와인딩 로봇(110)에 의해 16가닥의 유리섬유를 직선, 경사, 원주 방향으로 와인딩 함과 동시에 메트 파우더를 분사하여 상기 유리섬유와 메트 파우더로 상부용기와 하부용기를 성형하는 와인딩 공정(S1)과, 상기 와인딩 공정(S1)을 통해 성형된 상부용기와 하부용기를 히터(130)에 의해 200℃ 내지 300℃의 온도로 가열하여 상기 유리섬유에 분사된 메트 파우더를 녹인 후 냉각기(140)를 통해 경화시키는 경화공정(S2)과, 상기 경화공정(S2)을 통해 경화된 상부용기와 하부용기를 몰딩 프레스(220)에 공급하여 진공상태로 만들 고, 경화제와 수지제를 유리섬유 사이에 발생한 빈공간에 70％ 내지 80％까지 주입하여 진공을 차단하고, 상기 유리섬유의 남은 20％ 내지 30％ 빈공간에 경화제와 수지제를 압력을 측정하면서 주입하며, 가열히터를 통해 일정온도로 가열하여 상기 경화제와 수지제의 2차 반응을 유도하여 상기 상부용기와 하부용기를 몰딩하는 인젝션공정(S3)과, 상기 인젝션공정(S3)을 통해 형성된 상부용기와 하부용기를 이송 컨베이어(300)를 통해 이송하여 제2이송 로봇(400)을 통해 상부용기를 드릴링부(500)로 이송하고, 하부용기를 조립부(700)로 이송하여 상기 상부용기에 홀 가공을 위해 드릴링 한 후 리벳팅부(600)에 의해 리벳을 자동조립하는 리벳팅공정(S4)과, 상기 리벳팅공정(S4)을 통해 리벳팅한 상부용기를 제2이송 로봇(400)을 통해 조립부(700)로 이송하여 상기 상부용기의 내경과 하부용기의 외경을 절삭하고, 상기 절삭한 접합면에 본드를 도포하여 상기 상부용기와 하부용기를 조립하는 조립공정(S5)과, 상기 조립공정(S5)을 통해 조립된 가스용기를 건조로(800)에 의해 저속으로 이송하면서 70℃ 내지 90℃의 온도에 의해 완전한 경화를 시키는 후 경화공정(S6)과, 상기 후 경화공정(S6)을 통해 경화된 가스용기를 작업자가 나트륨 형광등을 통해 결합의 유무를 확인하는 육안 검사공정(S7)과, 상기 육안 검사공정(S7)을 통해 결함 유무를 확인한 가스용기에 공기가 세는지 확인하는 공기방울 누설검사공정(S8)과, 상기 공기방울 누설검사공정(S8)을 통해 결함 유무를 확인한 가스용기를 압력에 의해 내구성 검사를 하는 반복 가압 테스트 공정(S9)으로 이루어진다.

상기와 같은 방법으로 이루어진 가스용기는 고온에서 유리섬유가 단열재 역 할을 하여 폭발하지 않으며, 기존의 금속으로 이루어진 가스용기에 비해 무게가 가볍고, 내부와 외부가 부식되지 않아 약 30년의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 로봇에 의한 자동화 공정으로 와인딩 로봇에 의해 유리섬유와 메트 파우더로 상부용기와 하부용기를 성형하고, 인젝션부에 의해 상기 유리섬유 사이에 발생하는 공간을 경화제와 수지제로 몰딩하며, 조립부로 상부용기와 하부용기를 조립하여 무게가 가볍고, 가스용기의 내부와 외부가 부식되지 않아 수명을 연장할 수 있으며, 유리섬유로 성형하여 고온에서도 폭발하지 않는 가스용기를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims

로봇을 이용한 자동화 공정으로 이루어진 가스용기 제조 장치에 있어서,

상기 가스용기의 상부용기와 하부용기를 성형하기 위해 16가닥의 유리섬유를 직선, 경사, 원주 방향으로 와인딩하며, 상기 유리섬유에 메트 파우터를 분사하는 2대의 와인딩 로봇과, 상기 와인딩 로봇을 통해 성형하는 상부용기와 하부용기를 회전시키는 와인딩 머신과, 상기 성형된 상부용기와 하부용기를 일정 온도로 가열하기 위한 히터와, 상기 가열된 상부용기와 하부용기를 경화시키기 위한 냉각기를 포함하는 와인딩부;

상기 와인딩부로부터 성형되어 경화된 상부용기와 하부용기를 이송하는 제1이송 로봇과, 상기 제1이송 로봇을 통해 상부용기와 하부용기를 이송받아 상기 상부용기와 하부용기의 유리섬유에 생긴 공간에 경화제와 수지제를 주입하여 몰딩하는 몰딩 프레스를 포함하는 인젝션부;

상기 인젝션부를 통해 몰딩된 상부용기와 하부용기를 이송하는 이송 컨베이어;

상기 이송 컨베이어 밸트를 통해 이송한 상부용기를 드릴링 부에 이송하고, 하부용기를 조립부로 이동시키는 제2이송 로봇;

상기 제2이송 로봇을 통해 이송한 상부용기의 상단에 홀가공을 통해 드릴링하는 드릴링부;

상기 드릴링부를 통해 홀 가공한 상부용기에 리벳을 자동조립하는 리벳팅부;

상기 리벳팅부에서 리벳을 조립한 상부용기와 제2이송 로봇을 통해 이송한 하부용기에 내경과 외경을 절삭하여 상기 절삭한 부위에 본드를 도포하여 상기 상부용기와 하부용기를 조립하는 조립부;

상기 조립부를 통해 조립된 가스용기를 일정한 온도로 저속으로 이동하면서 경화시키는 건조로;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스용기 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 와인딩부는 와인딩 로봇에 의해 유리섬유를 직선 3겹, 경사 3겹, 원주 2겹으로 상부용기와 하부용기를 성형하는 것을 특징으로 하는 가스용기 제조장치.
로봇을 이용한 자동화 공정으로 이루어진 가스용기 제조 방법에 있어서,

16가닥의 유리섬유를 직선, 경사, 원주 방향으로 와인딩 로봇에 의해 와인딩하여 상부용기와 하부용기를 성형하는 와인딩공정;

상기 와인딩공정을 통해 유리섬유로 성형된 상부용기와 하부용기를 몰딩 프레스에 공급하여 진공상태로 만들어 경화제와 수지제를 유리섬유의 빈공간에 70％ 내지 80％까지 채우고, 진공을 차단하며, 상기 유리섬유의 남은 20％ 내지 30％의 빈공간에 압력을 측정하여 경화제와 수지제로 채운 후 가열히터를 이용해 가열하여 상기 경화제와 수지제가 2차 반응을 유도하여 상기 유리섬유의 빈공간을 몰딩하는 인젝션공정;

상기 인젝션공정을 통해 경화제와 수지제가 몰딩된 상부용기와 하부용기를 이송 컨베이어를 통해 이송하여 상기 상부용기에 홀 가공을 위해 드릴링한 후 리벳을 자동조립하는 리벳팅공정;

상기 리벳팅공정을 통해 리벳팅한 상부용기와 제2이송 로봇을 통해 이동한 하부용기의 접합면에 내경과 외경을 절삭하고, 상기 접합면에 본드를 도포하여 상기 상부용기와 하부용기를 조립하는 조립공정;

상기 조립공정을 통해 조립된 가스용기를 건조로로 이송하여 저속으로 일정한 온도에 의해 상기 가스용기에 몰딩된 경화제와 수지제의 2차 반응이 잘 일어나도록 경화시키는 후 경화공정;

상기 후 경화공정을 통해 경화된 가스용기를 작업자가 나트륨 형광등을 통해 결함의 유무를 확인하는 육안 검사공정;

상기 육안 검사공정을 통해 결함 유무를 확인한 가스용기에 공기가 세는지 확인하는 공기방울 누설검사공정;

상기 공기방울 누설검사공정을 통해 결함 유무를 확인한 가스용기를 압력에 의해 내구성 검사를 하는 반복 가압 테스트 공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스용기 제조공정.
제3항에 있어서,

상기 와인딩 공정은 와인딩 로봇을 통해 직선, 경사, 원주 방향으로 와이딩하는 동시에 메트 파우더를 분사하여 상기 메트 파우더를 200℃ 내지 300℃의 온도로 가열하여 녹인 후 팬에 의해 냉각하는 경화공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스용기 제조공정.