KR101217280B1

KR101217280B1 - 정밀부품용 자동세정장치 및 그 세정방법

Info

Publication number: KR101217280B1
Application number: KR1020100040229A
Authority: KR
Inventors: 윤원호; 최영신
Original assignee: (주) 지스트
Priority date: 2010-04-29
Filing date: 2010-04-29
Publication date: 2012-12-31
Also published as: KR20110120698A

Abstract

본 발명은 정밀부품용 자동세정장치에 관한 것으로, 케이스(20); 케이스(20)의 내부에 설치되며, 정밀부품(10)을 이송하는 컨베이어벨트(30); 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)에 세정액을 고압 분사하는 세정액분사노즐(40); 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)을 초음파 세척하는 초음파세척기(50); 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)에 에어를 고압 분사하는 에어분사노즐(60)을 포함하여 구성된다. 이에 따라 정밀부품용 자동세정장치의 기능성 및 사용성을 향상시킬 수 있다.

Description

정밀부품용 자동세정장치 및 그 세정방법 {AUTO CLEANER FOR PRECISION RARTS AND CLEANING PROCESS THEREOF}

본 발명은 정밀부품용 자동세정장치 및 그 세정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정밀부품에 부착된 각종 오염물을 효율적으로 제거할 수 있는 정밀부품용 자동세정장치 및 그 세정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 정밀부품은 정밀한 작업에 사용되는 관계로 외부 이물질의 제거가 필수적이며, 이물질의 제거가 원활히 이루어지지 않을 경우에는 정밀도에 큰 영향을 미치게 된다.

이러한 정밀부품은 그 용도에 따라 다양하게 분류되며, 코팅장비의 부품도 그 일종이다.

코팅(Coating)이란 기재 위에 있는 공기층을 코팅액의 액체층으로 대체하는 것으로, 정밀 코팅은 기재 위에 마이크로 또는 나노 단위의 미세 박막을 형성시키는 것을 말한다.

특히 복잡하고 미세한 구조의 유체에 대한 정밀(첨단) 코팅은 LCD/PDP 등과 같은 디스플레이, 고집적회로기판, 광학디스크, 광섬유, 연료전지 등의 정보·전자산업에 이용되며, 최근에는 자동차나 항공 또는 의료용은 물론이고 각종 부품소재용에 이르기까지 그 응용범위가 다양하여 여러 산업의 핵심이 되는 분야라 할 수 있다.

종래의 코팅장비에 사용되는 정밀부품에 대한 세정작업은 주로 수작업으로 이루어지고 있는 실정이다.

그러나 수작업으로 정밀부품을 세정할 경우에는 정밀부품의 복잡하고 미세한 형상 및 코팅의 점착성으로 인해 세정이 어렵고 복잡할 뿐 아니라 세정시간이 많이 소요되는 문제점이 있다. 또한 수작업으로 정밀부품에 부착되어 있는 오염물을 완벽하게 제거하는 데 한계가 있어, 특정이 화학세정액에 정밀부품을 장시간 보관 후 세정하고 있는 실정이다.

한편, 수작업 외 정밀부품을 자동으로 세정하는 세정장비가 선보이고 있으나, 이러한 세정장비는 그 구조가 복잡함은 물론이고 세정에 따른 경제적 비용이 많이 소용되는 단점이 있다.

본 발명은 세정작업이 간편하고 신속하게 자동으로 이루어질 뿐 아니라 세정효율을 극대화시킬 수 있는 정밀부품용 자동세정장치 및 그 세정방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 정밀부품용 자동세정장치는, 케이스; 상기 케이스의 내부에 설치되며, 정밀부품을 이송하는 컨베이어벨트; 상기 컨베이어벨트를 통해 이송되는 정밀부품에 세정액을 고압으로 분사하는 세정액분사노즐; 상기 컨베이어벨트를 통해 이송되는 정밀부품을 초음파 세척하는 초음파세척기; 상기 컨베이어벨트를 통해 이송되는 정밀부품에 에어를 고압으로 분사하는 에어분사노즐을 포함하여 구성된다.

상기 컨베이어벨트는 장력조절에 의해 상기 초음파세척기에 선택적으로 침수되는 것이 바람직하다.

상기 초음파세척기는 세척조; 상기 세척조의 물에 초음파를 발생시키는 초음파발생기; 상기 세척조의 물을 가열시키는 히터를 포함하는 것이 보다 바람직함은 물론이다.

상기 케이스의 상부에 설치되어 정밀부품의 세정과정에서 발생되는 휘발성 유기화합물을 제거하는 플라즈마방전유닛 및 상기 케이스의 하부에 설치되는 컨트롤러 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 정밀부품용 자동세정방법은, 컨베이어벨트에 오염물이 부착된 정밀부품을 놓아두는 세정 준비단계(S1); 상기 컨베이어벨트를 통해 이송되는 정밀부품에 세정액분사노즐을 이용하여 세정액을 고압으로 분사시켜 오염물을 1차적으로 제거하는 1차 세정단계(S2); 상기 컨베이어벨트를 통해 이송되는 정밀부품에 초음파세척기를 이용하여 초음파를 전달하여 오염물을 2차적으로 제거하는 2차 세정단계(S3); 상기 컨베이어벨트를 통해 이송되는 정밀부품에 에어분사노즐을 이용하여 에어를 고압으로 분사시켜 오염물을 최종적으로 제거함과 아울러 정밀부품을 건조시키는 3차 세정단계(S4)를 포함하여 이루어지는 데 그 기술적 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 컨베이어벨트를 통해 정밀부품이 이송되는 과정에서 일련의 세정공정이 이루어짐으로써 세정효율을 향상시킬 수 있음은 물론이고 세정시간을 단축시킬 수 있다.

또한 세정액분사노즐, 초음파세척기 및 에어분사노즐을 이용하여 3차의 세정단계를 연속적으로 거치면서 이물질을 제거되어 세정효율을 한층 강화시킬 수 있다는 장점이 있다.

그리고 에어분사노즐을 통해 세정작업은 물론이고 건조작업을 동시에 수행할 수 있으며, 플라즈마방전유닛을 통해 세정작업 중 발생되는 휘발성 유기화합물을 효율적으로 제거할 수 있다.

그로 인해, 정밀부품용 자동세정장치의 기능성 및 사용성을 보다 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 정밀부품용 자동세정장치의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 정밀부품용 자동세정장치의 내부구조를 도시한 단면도,
도 3A 내지 3C는 본 발명에 따른 정밀부품용 자동세정장치의 작동상태를 도시한 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 정밀부품용 자동세정방법을 단계적으로 도시한 블럭도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3A～3C에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정밀부품용 자동세정장치는 케이스(20); 케이스(20)의 내부에 설치되는 컨베이어벨트(30); 케이스(20)의 내부에 설치되는 세정액분사노즐(40); 케이스(20)의 내부에 설치되는 초음파세척기(50); 케이스(20)의 내부에 설치되는 에어분사노즐(60)을 포함하여 구성된다.

케이스(20)는 일정의 높이 및 폭을 가지며, 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

케이스(20)의 크기 및 형상은 필요에 따라 적절하게 변경 가능하며, 그 재질 또한 금속 외 물적 특성이 우수한 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.

케이스(20)의 양측에는 컨베이어벨트(30)의 전단부 및 후단부가 돌출되도록 관통홀(22,24)이 형성되며, 관통홀(22,24)의 크기 및 형상은 컨베이어벨트(20)에 의해 결정된다.

컨베이어벨트(30)는 세정할 정밀부품(10)을 안정적으로 이송하는 역할을 수행한다.

컨베이어벨트(30)의 전단부에는 세정할 정밀부품(10)이 놓여지고, 후단부에는 세정된 정밀부품(10)이 놓여지게 된다.

컨베이어벨트(30)는 모터(32), 체인(34) 및 구동롤러(36)에 의해 동작되며, 모터(32), 체인(34) 및 구동롤러(36)는 컨베이어벨트(30)의 장력을 조절할 수 있도록 2조가 구비된다. 즉, 첨부된 도면의 도 2에 도시된 바와 같이, 세정할 정밀부품(10)이 투입되는 전단부에 장력을 조절하는 모터(32), 체인(34) 및 구동롤러(36)가 구비되고, 세정된 정밀부품(10)이 배출되는 후단부에도 장력을 조절하는 모터(32), 체인(34) 및 구동롤러(36)가 각각 구비된다. 이때 케이스(20) 내부에 위치한 컨베이어벨트(30)는 도 3b에 되시된 바와 같이 초음파세척기(50)에 침수되도록 늘어져 있는 상태가 된다. 이와 같은 구성으로, 전단부의 모터(32)는 도 3a에 도시된 바와 같이 도면에 표시된 방향으로 회전하며, 모터(32)의 회전력을 체인(34)에 의해 구동롤러(36)로 전달하고 구동롤러(36)의 회전에 의해 컨베이어벨트(30)를 구동한다. 이때 후단부에 마련된 모터(32), 체인(34) 및 구동롤러(36)는 전단부에 구비된 모터(32)와 동일 방향으로 회전하여 컨베이어벨트(30)를 구동한다. 따라서 컨베어벨트(30)가 구동하는 중에 정밀부품(10)을 상기 컨베이어벨트(30)에 놓으면, 정밀부품(10)은 컨베이어벨트(30)에 의해 케이스(20) 내부로 이송되면서 초음파세척기(50)로 낙하된다. 한편, 초음파 세척에 완료되면 컨베이어벨트(30)의 장력을 조절하여 상기 초음파세척기(50)에 투입된 정밀부품(10)을 배출하고, 배출된 정밀부품(10)을 후단부의 에어분사노즐(60)로 이송하여야 하는데, 이를 위해 후단부에 구비된 모터(32), 체인(34) 및 구동롤러(36)는 도 3c에 도시된 바와 같은 회전방향으로 회전하여 컨베이어벨트(30)를 구동하며, 전단부에 마련된 모터(32), 체인(34) 및 구동롤러(36)는 후단부의 모터(32)와 반대 방향으로 회전하여 컨베이어벨트(30)를 들어올리고, 컨베이어벨트(30)에 장력이 발생될 때 정밀부품(10)이 초음파세척기(50)에서 들어올려 진다. 이때 전단부의 모터(32)는 다시 후단부의 모터(32)와 동일방향으로 회전하고, 컨베이어벨트(30)에 놓여진 정밀부품(10)은 에어분사노즐(60)로 이송된다. 또한, 정밀부품(10)이 후단부의 관통홀(24)로 배출된 이후에는 도 3b와 같이 컨베이어벨트(30)가 초음파세척기(50)에 침수되도록 전단부의 모터(32)는 도 3a의 회전 방향과 같이 회전하고 후단부의 모터(32)는 전단부의 모터(32)와 반대 반향으로 회전하여 컨베이어벨트(30)가 초음파세척기(50)에 침수된다.

모터(32) 및 체인(34)은 케이스(20)의 외부에 연결 설치되며, 구동롤러(36) 또한 케이스(20)의 외부에 위치한다.

컨베이어벨트(30)는 다수의 지지롤러(37)에 의해 지지되며, 지지롤러(37)에는 컨베이어벨트(30)와 맞물리는 돌기(미도시)가 형성되어 컨베이어벨트(30)의 동작을 원활하게 유지할 수 있다.

구동롤러(36) 및 지지롤러(37)는 케이스(20)의 내부에 마련되어 있는 프레임(38)에 견고하게 연결된다.

컨베이어벨트(30)는 장력조절에 의해 초음파세척기(50)에 선택적으로 침수됨으로써 그 상부에 놓여진 정밀부품(10)이 초음파 세척 가능하게 되며, 초음파 세척이 완료된 후에는 에어분사노즐(60)로 정밀부품(10)을 이송시킬 수 있도록 다시 장력이 조절된다.

세정액분사노즐(40)은 컨베이어벨트(30)의 상부에 이격 설치되며, 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)에 세정액을 고압으로 분사하여 정밀부품(10)에 부착된 오염물을 제거하는 역할을 수행한다.

세정액분사노즐(40)은 컨베이어벨트(30)의 선단부와 인접하게 위치하는 것이 바람직하다.

세정액분사노즐(40)로는 세정효율이 뛰어난 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.

초음파세척기(50)는 정밀부품(10)이 이송되는 컨베이어벨트(30)의 하부에 위치하며, 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)을 초음파 세척하는 역할을 한다.

초음파세척기(50)는 컨베이어벨트(30)와 인접하게 위치하며, 물이 저장되는 세척조(52); 세척조(52)의 하부에 연결 설치되어, 세척조(52)의 물에 초음파를 발생시키는 초음파발생기(54); 세척조(52)의 바닥면에 설치되어, 세척조(52)의 물을 가열시키는 히터(56)를 포함한다.

초음파발생기(54)로는 공지된 다양한 종류의 것을 사용 가능하며, 히터(56) 또한 열선이나 히팅봉 등 세척조(52)에 저장된 물을 가열시킬 수 있는 범위 내에서 다양한 종류의 것을 선택 사용할 수 있다.

에어분사노즐(60)은 컨베이어벨트(30)의 상부에 이격 설치되며, 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)에 에어를 고압으로 분사하여 정밀부품(10)에 부착된 오염물을 제거하는 역할을 수행한다.

에어분사노즐(60)은 정밀부품(10)의 세정은 물론이고 건조 작업을 동시에 수행할 수 있다.

에어분사노즐(60)은 컨베이어벨트(30)의 후단부와 인접하게 위치하는 것이 바람직하다.

에어분사노즐(60)로는 세정 및 건조효율이 뛰어난 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.

케이스(20)의 상부에는 플라즈마방전유닛(70)이 설치되고, 이러한 플라즈마방전유닛(70)을 통해 정밀부품(10)의 세정과정에서 발생되는 휘발성 유기화합물이 제거된다.

플라즈마방전유닛(70)은 공지된 기술을 채택하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

케이스(20)의 하부에는 컨트롤러(80)가 설치되고, 이러한 컨트롤러(80)를 통해 컨베이어벨트(30), 세정액분사노즐(40), 초음파세척기(50), 에어분사노즐(60) 및 플라즈마방전유닛(70) 등 세정작업과 관련된 각종 부품을 자동으로 제어할 수 있게 된다.

컨트롤러(80)의 전면에는 사용자의 조작을 위한 터치스크린 또는 조작패널이 구비됨은 물론이다. 이때, 컨트롤러(80)에 의해 제어되는 컨베이어벨트(30), 세정액분사노즐(40), 초음파세척기(50), 에어분사노즐(60) 및 플라즈마방전유닛(70)은 일련의 공정에 의해 이루어지는 것으로, 첨부된 도면의 도 2에 도시된 바와 같이 컨베어어벨트(30)에 놓여진 정밀부품(10)은 컨베이어벨트(30)에 의해서 이송되면서 세정액분사노즐(40), 초음파세척기(50) 및 에어분사노즐(60)을 순차적으로 통과하면서 세정된다.

이상에서 설명한 정밀부품용 자동세정장치를 이용한 세정과정을 도 4를 참조하여 설명하면 아래와 같다.

① 세정준비 단계(S1): 컨베이어벨트(30)에 오염물이 부착된 정밀부품(10)을 놓아두는 단계.

② 1차 세정 단계(S2): 컨베이어벨트(20)를 통해 이송되는 정밀부품(10)에 세정액분사노즐(40)을 이용하여 세정액을 고압으로 분사시켜 오염물을 1차적으로 제거하는 단계.

이때, 세정액분사노즐(40)은 정밀부품(10)이 분사영역을 벗어나게 되면 자동으로 중지되며, 세정액으로는 세정효율이 우수한 공지된 다양한 종류의 것을 사용할 수 있다.

③ 2차 세정 단계(S3): 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)에 초음파세척기(50)를 이용하여 초음파를 직접적으로 전달하여 오염물을 2차적으로 제거하는 단계.

이 단계에서는 1차 세정단계(S2)를 통해 완벽하게 제거되지 않은 오염물 제거하게 된다.

④ 3차 세정 및 건조 단계(S4) : 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)에 에어분사노즐(60)을 이용하여 에어를 고압으로 분사시켜 오염물을 최종적으로 제거함과 아울러 정밀부품(10)을 건조시키는 단계.

이 단계에서는 2차 세정단계(S3)를 거치면서도 완벽하게 제거되지 않은 오염물을 제거함과 아울러 오염물의 제거가 완료된 정밀부품(10)에 묻어 있는 물기를 제거하게 된다.

상기와 같은 일련의 세정공정을 거친 정밀부품(10)은 컨베이어벨트(30)로부터 분리하여 보관한다. 즉, 첨부된 도면의 도 4에 도시된 바와 같이, 정밀부품(10)은 컨베이어벨트(30)에 의해서 이송되면서 세정준비 단계(S1), 1차 세정 단계(S2), 2차 세정 단계(S3) 및 3차 세정 및 건조 단계(S4)를 순차적으로 거치면서 세정된다.

10 : 정밀부품 20 : 케이스
20 : 케이스 30 : 컨베이어벨트
40 : 세정액분사노즐 50 : 초음파세척기
52 : 세척조 54 : 초음파발생기
56 : 히터 60 : 에어분사노즐
70 : 플라즈마방전유닛 80 : 컨트롤러

Claims

일련의 공정에 의해 정밀부품을 자동 세정하는 정밀부품용 자동세정장치에 있어서,
케이스(20);
상기 케이스(20)의 내부에 설치되며, 정밀부품(10)을 이송하는 컨베이어벨트(30);
상기 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)에 세정액을 고압으로 분사하는 세정액분사노즐(40);
상기 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)을 초음파 세척하는 초음파세척기(50);
상기 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)에 에어를 고압으로 분사하는 에어분사노즐(60)을 포함하되,
상기 컨베이어벨트(30)에 놓여진 정밀부품(10)은 상기 컨베이어벨트(30)에 의해서 이송되면서 상기 세정액분사노즐(40), 상기 초음파세척기(50) 및 상기 에어분사노즐(60)을 순차적으로 통과하면서 세정되며,
상기 케이스(20)의 전단부 및 후단부에 각각 모터(32), 상기 컨베이어벨트(30)를 구동시키는 구동롤러(36) 및 상기 모터(32)의 회전력을 상기 구동롤러(36)에 전달하는 체인(34)이 구비되어, 상기 구동롤러(36)의 회전에 따른 상기 컨베이어벨트(30)의 장력 조절에 의해 상기 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)이 상기 초음파세척기(50)에 선택적으로 침수되어 초음파 세척되는 것을 특징으로 하는 정밀부품용 자동세정장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 초음파세척기(50)는,
세척조(52); 상기 세척조(52)의 물에 초음파를 발생시키는 초음파발생기(54); 상기 세척조(52)의 물을 가열시키는 히터(56)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀부품용 자동세정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 케이스(20)의 상부에 설치되며, 정밀부품(10)의 세정과정에서 발생되는 휘발성 유기화합물을 제거하는 플라즈마방전유닛(70)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀부품용 자동세정장치.
청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
상기 케이스(20)의 하부에 설치되는 컨트롤러(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀부품용 자동세정장치.
컨베이어벨트(30)에 오염물이 부착된 정밀부품(10)을 놓아두는 세정준비 단계(S1);
상기 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)에 세정액분사노즐(40)을 이용하여 세정액을 고압으로 분사시켜 오염물을 1차적으로 제거하는 1차 세정 단계(S2);
상기 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)에 초음파세척기(50)를 이용하여 초음파를 전달하여 오염물을 2차적으로 제거하되, 케이스(20)의 전단부 및 후단부에 각각 모터(32), 상기 컨베이어벨트(30)를 구동시키는 구동롤러(36) 및 상기 모터(32)의 회전력을 상기 구동롤러(36)에 전달하는 체인(34)이 구비되어, 상기 구동롤러(36)의 회전에 따른 상기 컨베이어벨트(30)의 장력 조절에 의해 상기 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)이 상기 초음파세척기(50)에 선택적으로 침수되어 초음파 세척되는 2차 세정 단계(S3);
상기 컨베이어벨트(30)를 통해 이송되는 정밀부품(10)에 에어분사노즐(60)을 이용하여 에어를 고압으로 분사시켜 오염물을 최종적으로 제거함과 아울러 정밀부품(10)을 건조시키는 3차 세정 및 건조 단계(S4)를 거쳐 상기 정밀부품(10)이 세정되는 것을 특징으로 하는 정밀부품용 자동세정방법.