KR101410142B1

KR101410142B1 - 압출성형용 압축노즐 자동교체장치

Info

Publication number: KR101410142B1
Application number: KR1020130024531A
Authority: KR
Inventors: 장범택
Original assignee: 장범택
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2014-06-25

Abstract

본 발명은 용융 방사 압출성형장치의 방사두에 부착된 압축노즐을 자동으로 해체한 후 새로운 압축노즐을 신속하게 다시 부착할 수 있도록 구성됨으로써 작업 효율이 뛰어나고 안전사고를 미연에 예방할 수 있는 압출성형용 압축노즐 자동교체장치에 관한 것으로, 미사용의 제2노즐이 미리 투입되어 보관되는 제2노즐보관섹터와, 상기 제2노즐을 상기 제2노즐보관섹터에서 노즐수직이송모듈이 위치한 쪽으로 수평 이송하는 제2노즐수평이송모듈을 포함하는 상단부; 노즐수직이송모듈에 의하여 하강 이송된 제1노즐을 제1노즐보관섹터로 수평 이송하는 제1노즐수평이송모듈과, 상기 제1노즐수평이송모듈에 의하여 이송된 제1노즐을 보관하는 제1노즐보관섹터를 포함하는 중단부; 및 상기 제1노즐을 하강시키고 상기 제2노즐을 승강시키는 노즐수직이송모듈을 포함하는 하단구동부를 포함하여 구성되며, 압출성형장치의 방사두에 기장착된 제1노즐을 분리하여 상기 노즐수직이송모듈로 하강 이송한 후 상기 제1노즐수평이송모듈을 통해 상기 제1노즐보관섹터로 수평 이송하고, 상기 제2노즐보관섹터에 기보관된 제2노즐을 상기 제2노즐수평이송모듈로 수평 이송한 후 상기 노즐수직이송모듈로 승강 이송하여 상기 압출성형장치의 방사두에 장착하는 것을 특징으로 한다.

Description

압출성형용 압축노즐 자동교체장치{Automated Apparatus Of Exchanging Compressed Nozzles For Extrusion Molding}

본 발명은 압출성형용 압축노즐 자동교체장치에 관한 것으로, 특히 용융 방사 압출성형장치의 방사두에 부착된 압축노즐을 자동으로 해체한 후 새로운 압축노즐을 신속하게 다시 부착할 수 있도록 구성됨으로써 작업 효율이 뛰어나고 안전사고를 미연에 예방할 수 있는 압출성형용 압축노즐 자동교체장치에 관한 것이다.

일반적으로 압출성형장치는 합성수지나 합성섬유를 고온으로 용융시킨 상태에서 압축노즐을 통하여 일정한 압력으로 방사하여 다양한 형태의 제품을 제조하는 장치이다.

이와 같은 압출성형장치에 사용되는 압축노즐은 제조되는 제품의 형상이나 치수를 변경하기 위하여 다른 형태의 새로운 압축노즐로 교체하여 줄 필요가 발생하거나, 특히 폐합성수지나 폐합성섬유를 재활용하기 위하여 이를 주원료로 사용하는 경우에는 폐합성수지나 폐합성섬유와 함께 먼지나 모래, 쇳조각 등과 같은 각종 이물질도 함께 유입되어 압축노즐의 방사구를 폐쇄하는 경우가 빈번히 발생하게 되어 제조되는 제품의 품질을 유지하기 위하여 수시로 새로운 압축노즐로 교체하여 주어야 했다.

그러나, 종래에는 일일이 수작업으로 압출성형장치에 부착된 압축노즐을 해체하여 분리한 후 새로운 압축노즐을 압출성형장치의 방사두에 체결하는 작업을 행하였는데, 아무리 숙련된 작업자라고 하더라도 장시간의 교체시간이 소요되게 됨으로써 그 시간 동안 제품 생산이 지연되어 생산 효율을 크게 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, 수작업으로 압출성형장치의 압축노즐을 교체하는 경우에는 압출성형장치에 사용되는 압축노즐의 무게가 상당하여 2인 이상의 다수명의 작업자가 동시에 투입되어 작업을 행할 수밖에 없어 인건비가 상승하여 제품의 제조비용을 높이는 요인으로 작용하게 되는 다른 문제점이 있었다.

또한, 수작업으로 압출성형장치의 압축노즐을 교체하는 경우에는 고온/고압의 작업 환경에서 제품을 생산하는 압출성형 공정으로 인하여 압출성형장치의 방사두에 부착된 압축노즐을 해체하는 동안에 안전사고가 발생할 위험이 매우 높을 뿐만 아니라, 압출성형장치의 방사두에 새롭게 장착되는 저온의 압축노즐로 인하여 초기 제품 생산의 품질이 떨어지는 또 다른 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 압출성형장치에 부착된 압축노즐을 해체하여 분리한 후 새로운 압축노즐을 체결하여 교체하는 작업을 최소한의 인력으로 정밀하고 신속하게 자동으로 행함으로써 인건비를 절감하여 제조비용을 낮출 수 있고 안전사고를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 제품 생산이 중단되는 시간을 최소화하여 생산 효율을 높일 수 있으며, 압축 노즐 교체 작업 전에 새로운 압축노즐을 일정 온도로 예열하여 방사두와 압축노즐의 온도차에 의한 각종 문제점이 발생하는 것을 예방할 수 있는 압출성형용 압축노즐 자동교체장치를 제공하고자 하는 것이다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 압출성형용 압축노즐 자동교체장치는, 미사용의 제2노즐이 미리 투입되어 보관되는 제2노즐보관섹터와, 상기 제2노즐을 상기 제2노즐보관섹터에서 노즐수직이송모듈이 위치한 쪽으로 수평 이송하는 제2노즐수평이송모듈을 포함하는 상단부; 노즐수직이송모듈에 의하여 하강 이송된 제1노즐을 제1노즐보관섹터로 수평 이송하는 제1노즐수평이송모듈과, 상기 제1노즐수평이송모듈에 의하여 이송된 제1노즐을 보관하는 제1노즐보관섹터를 포함하는 중단부; 및 상기 제1노즐을 하강시키고 상기 제2노즐을 승강시키는 노즐수직이송모듈을 포함하는 하단구동부를 포함하여 구성되며, 압출성형장치의 방사두에 기장착된 제1노즐을 분리하여 상기 노즐수직이송모듈로 하강 이송한 후 상기 제1노즐수평이송모듈을 통해 상기 제1노즐보관섹터로 수평 이송하고, 상기 제2노즐보관섹터에 기보관된 제2노즐을 상기 제2노즐수평이송모듈로 수평 이송한 후 상기 노즐수직이송모듈로 승강 이송하여 상기 압출성형장치의 방사두에 장착하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 노즐수직이송모듈은, 수직 이송할 제1노즐 또는 제2노즐의 하면을 지지하는 댐핑플레이트와, 상기 댐핑플레이트의 하부에 장착되며 다수 개의 노즐탈착모터를 구비하는 노즐다이와, 상기 노즐다이의 하부에 장착되어 상기 노즐다이를 승강 또는 하강시키는 승강구동장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1노즐수평이송모듈은, 상기 중단부에 일정 간격을 유지하며 일렬로 구비되어 있는 한 쌍의 제1노즐수평이송레일과, 상기 제1노즐수평이송레일을 따라 수평 이동하며 제1노즐을 수평 이송하는 제1노즐수평캐리어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제2노즐수평이송모듈은, 상기 상단부에 일정 간격을 유지하며 일렬로 구비되어 있는 한 쌍의 제2노즐수평이송레일과, 상기 제2노즐수평이송레일을 따라 수평 이동하며 제2노즐을 수평 이송하는 제2노즐수평캐리어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제2노즐보관섹터는, 투입된 상기 제2노즐을 하부에서 지지하며 상기 제2노즐에 열을 전달하는 하부히팅부재와, 투입된 상기 제2노즐의 상부에 위치하며 상기 제2노즐에 열을 전달하는 상부히팅부재와, 상기 하부히팅부재의 하부에 위치하는 하부단열부재와, 상기 하부히팅부재와 상부히팅부재의 좌우측에 각각 위치하는 측면단열부재를 포함하는 노즐히팅장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 압출성형장치의 방사두에 부착된 압축노즐을 해체하여 분리하고 새로운 압축노즐을 체결하여 교체하는 작업에 있어서, 노즐수직이송모듈과 제1노즐수평이송모듈, 제2노즐수평이송모듈을 이용하여 용이하게 압축노즐을 이송하고 상기 노즐수직이송모듈에 장착된 노즐탈착모터를 이용하여 압출성형장치의 방사두에 압축노즐을 신속하고 정확하게 탈착 또는 결착할 수 있도록 구성하여 압축노즐 교체 작업을 자동화함으로써 제품 생산이 중단되는 시간을 최소화하여 생산 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 수작업으로 인한 안전사고의 발생을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 전동식 또는 유압식, 공압식으로 하중이 큰 압축노즐을 이송하거나 탈착 또는 결착할 수 있도록 구성하여 최소한의 작업 인력으로 압출성형장치의 압축노즐 교체작업을 행할 수 있도록 함으로써 소요되는 인건비를 최소화하고 제조비용을 절감할 수 있어 압출성형장치로 제조된 제품의 가격 경쟁력을 높일 수 있는 다른 장점이 있다.

또한, 본 발명은 압출성형장치에 장착할 새로운 압축노즐을 미리 일정온도로 예열할 수 있도록 노즐히팅장치를 구성하여 압출성형장치의 방사두와 새롭게 교체되어 장착된 압축노즐 간의 온도 차이를 최소화할 수 있도록 함으로써 압축노즐 교체 작업을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 낮은 온도의 압축노즐로 인하여 발생하는 압출성형장치의 생산 제품의 품질 저하를 미연에 방지할 수 있는 또 다른 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압출성형용 압축노즐 자동교체장치의 좌측 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 압출성형용 압축노즐 자동교체장치의 우측 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 압출성형용 압축노즐 자동교체장치의 우측면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압출성형용 압축노즐 자동교체장치의 중단부의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제1노즐의 수직 및 수평 이송 과정을 도시한 우측면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제2노즐의 수평 이송 과정을 도시한 상단부의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제2노즐의 수평 이송 과정을 도시한 우측면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 노즐히팅장치의 사시도와 정면도, 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 노즐수직이송모듈의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 제1노즐수평캐리어와 제1노즐수평이송장치의 결합사시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 제2노즐수평캐리어와 제2노즐수평이송레일의 결합사시도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압출성형용 압축노즐 자동교체장치의 좌측 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 압출성형용 압축노즐 자동교체장치의 우측 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 압출성형용 압축노즐 자동교체장치의 우측면도이다.

도 1 및 도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 압출성형용 압축노즐 자동교체장치는 일측에는 제2노즐보관섹터(210)가 형성되어 있으며 타측에는 노즐수직이송모듈(310)이 상하로 승강할 수 있는 원형의 관통구(250)가 형성되어 있는 상단부(200)와, 일측에는 제1노즐보관섹터(110)가 형성되어 있으며 타측에는 노즐수직이송모듈(310)이 상하로 승강할 수 있도록 빈 공간이 형성되어 있는 중단부(100)와, 타측에 노즐수직이송모듈(310)이 구비되어 있는 하단구동부(300)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 제1노즐보관섹터(110) 내에는 압출성형장치의 방사두에 기장착되어 있던 제1노즐(10)이 방사두에서 분리된 후 이송되어 보관되며, 상기 제2노즐보관섹터(210)에는 상기 제1노즐보관섹터(110)에 상기 제1노즐(10)이 이송되어 보관된 후 압출성형장치의 방사두로 이송되어 새롭게 장착될 제2노즐(20)이 보관되게 된다.

상기 상단부(200)에는 도 1 내지 도 3에는 나타나 있지 않지만 상기 제2노즐보관섹터(210)에 보관된 제2노즐(20)을 상기 관통구(250)가 형성된 타측으로 수평 이송시키는 제2노즐수평이송모듈(230)이 구비되어 있다.

그리고, 상기 중단부(100)에도 역시 도 1 내지 도 3에는 나타나 있지 않지만 상기 노즐수직이송모듈(310)에 의하여 이송된 상기 제1노즐(10)을 상기 제1노즐보관섹터(110)로 수평 이송시키는 제2노즐수평이송모듈(230)이 구비되어 있다.

상기 제1노즐수평이송모듈(120)과 제2노즐수평이송모듈(230)에 대해서는 각각 관련된 도면과 함께 차후에서 설명하도록 한다.

상기 상단부(200)의 타측에 형성되어 있는 관통구(250)의 형태는 상기 제1노즐과 제2노즐의 평면 형상에 대응하여 형성되는데, 본 일실시예에서와 같이 상기 제1노즐과 제2노즐이 원형 평면을 이루고 있는 경우에는 상기 관통구(250)의 형상도 원형으로 형성하며, 만약 상기 제1노즐과 제2노즐이 사각형 평면을 이루고 있는 경우에는 이에 대응하여 상기 관통구(250)의 형상도 사각형으로 형성하도록 하며, 상기 관통구(250)의 크기는 상기 제1노즐과 제2노즐의 평면 크기는 물론 상기 노즐수직이송모듈(310)의 평면 크기보다 크게 형성하여야 할 것은 당연하다.

또한, 상기 상단부(200)의 타측에 일정 형상의 상기 관통구(250)를 형성하지 않고 상기 중단부(100)와 마찬가지로 단순히 상하가 뚫려 있는 빈 공간으로 형성할 수 있으며, 반대로 상기 중단부(100)의 타측에 빈 공간 대신에 상기 상단부(200)의 관통구(250)와 유사한 형태의 관통구를 형성할 수도 있을 것이다.

한편, 상기 제2노즐보관섹터(210)의 상부에는 상기 압출성형용 압축노즐 자동교체장치의 작동 등을 전체적으로 제어할 수 있는 컨트롤박스(240)가 형성되어 있으며, 상기 제2노즐보관섹터(210)의 내부에는 압출성형장치의 방사두에 새롭게 장착될 제2노즐(20)을 미리 예열하기 위한 노즐히팅장치(220)가 구비되어 있다.

상기 노즐히팅장치(220)의 일실시예가 도 8에 도시되어 있는데, 도 8a 내지 8c는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 노즐히팅장치(220)의 사시도와 정면도, 평면도이다.

도 8a 및 도 8b, 도 8c를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 노즐히팅장치(220)는 상기 제2노즐보관섹터(210)에 투입된 제2노즐(20)의 상부면을 가열할 수 있는 상부히팅부재(221)와, 상기 제2노즐(20)의 하부면을 가열할 수 있는 하부히팅부재(222)와, 상기 하부히팅부재(222)의 하부에 위치하여 열의 외부 발산을 차단하는 하부단열부재(223)와, 상기 상부히팅부재(221)와 하부히팅부재(222)의 좌우측에 위치하여 열의 외부 발산을 차단하는 측면단열부재(224)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 상부히팅부재(221)와 하부히팅부재(222)로는 여러 가지 가열장치가 사용될 수 있는데, 탄소 등의 재질로 이루어진 면상발열체를 이용한 전기 저항 가열장치 등이 대표적이다.

상기 상부히팅부재(221)와 하부히팅부재(222)의 사이에는 상기 제2노즐(20)이 투입되어 위치하게 되는데, 상기 상부히팅부재(221)는 상하로 이동할 수 있도록 구성하여 상기 제2노즐(20)을 상기 노즐히팅장치(220)에 투입할 때 상기 상부히팅부재(221)를 상부로 들어 올려 상기 상부히팅부재(221)와 하부히팅부재(222) 사이에 충분한 공간을 확보하여 상기 제2노즐(20)을 용이하게 투입할 수 있도록 하고 상기 제2노즐이 안착된 후에는 상기 상부히팅부재(221)를 하부로 내려 상기 제2노즐의 상면에 단단히 밀착되도록 하여 열이 잘 전달되도록 하는 것이 바람직하다.

아울러 상기 하부단열부재(223)와 좌우측 측면단열부재(224) 사이에 제2이송롤러(211)를 각각 일렬로 구비하여 하중이 큰 상기 제2노즐(20)을 작은 동력으로도 안전하게 상기 제2노즐수평이송모듈(230) 등에 의하여 이송될 수 있도록 하는 것이 좋을 것이다.

한편, 상기 하단구동부(300)에 구비된 노즐수직이송모듈(310)은 상기 제1노즐(10) 또는 제2노즐(20)을 상하로 이송시키는 역할을 할 뿐만 아니라 상기 제1노즐(10)을 압출성형장치의 방사두로부터 탈착하거나 상기 제2노즐(20)을 압출성형장치의 방사두에 결착하는 역할도 하게 된다.

이와 같은 상기 노즐수직이송모듈(310)의 일실시예가 도 9에 도시되어 있다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 노즐수직이송모듈(310)은 이송되어 온 제1노즐(10) 또는 제2노즐(20)의 하면을 지지하는 댐핑플레이트(311)와, 상기 댐핑플레이트(311) 하부에 장착되며 다수개의 노즐탈착모터(313)가 형성되어 있는 노즐다이(312)와, 상기 노즐다이(312) 하부에서 상기 댐핑플레이트(311)와 노즐다이(312) 일체를 상하로 승하강시키는 승강구동장치(314)와, 상기 노즐탈착모터(313)를 구동하기 위한 동력을 이송하는 동력이송장치(315)를 포함하여 구성된다.

일반적으로 상기 제1노즐(10)과 제2노즐(20)은 압출성형장치의 방사두에 너트 등으로 체결되게 되는데, 상기 제1노즐(10)과 제2노즐(20)을 방사두에 결착하는 너트의 위치에 대응되어 상기 노즐다이(312)에 상기 노즐탈착모터(313)가 다수개 형성되어 각각의 상기 노즐탈착모터(313)가 각각의 너트를 풀거나 조일 수 있도록 한다.

그리고, 상기 댐핑플레이트(311)와 노즐다이(312) 사이에는 스프링 등과 같은 탄성부재가 구비되어 있으며, 상기 노즐다이(312)의 노즐탈착모터(313)가 형성되어 있는 위치에 대응되어 상기 댐핑플레이트(311)를 상하로 관통하는 관통공(316)이 다수개 형성되어 있다.

이와 같은 구성에 의하여 평상시에는 상기 댐핑플레이트(311)와 노즐다이(312) 사이에 일정한 간격이 유지되어 상기 노즐다이(312)의 노즐탈착모터(313)가 상기 댐핑플레이트(311)의 하부에 위치하게 되지만, 상기 승강구동장치(314)에 의하여 상기 노즐다이(312)와 댐핑플레이트(311)가 상승하여 상기 제1노즐(10) 또는 제2노즐(20)을 사이에 두고 압출성형장치의 방사두에 맞닿아 하부에서 힘이 전달되는 경우에는 상기 댐핑플레이트(311)와 노즐다이(312) 사이에 구비된 탄성부재가 수축하여 상기 댐핑플레이트(311)의 관통공(316)으로 상기 노즐다이(312)의 노즐탈착모터(313)가 돌출되어 상기 제1노즐(10)와 상기 방사두를 결착하는 너트를 풀거나 상기 제2노즐(20)과 상기 방사두를 너트로 조여서 결착시킬 수 있게 된다.

상기 승강구동장치(314)는 모터와 볼스크류 등을 이용하여 구성할 수도 있지만, 보다 큰 동력과 안정적인 구동을 위하여 유압 또는 공압으로 작동하는 직선 왕복 실린더를 이용하는 것이 바람직하며, 이송하고자 하는 제1노즐 또는 제2노즐의 중량에 따라 하나 또는 둘 이상의 다수개를 구비하도록 한다.

또한, 상기 노즐다이(312)의 노즐탈착모터(313)는 전기에 의하여 구동되는 전동모터를 사용할 수 있으며, 이 경우에는 상기 동력이송장치(315)를 별도로 구성할 필요 없이 케이블 등으로 각각의 상기 노즐탈착모터(313)에 전력을 공급하여 주면 된다.

그러나, 상기 노즐탈착모터(313)를 유압모터 또는 공압모터로 구성하는 경우에는 상기 노즐탈착모터(313)에 유압 또는 공압을 이송하여 전달하기 위한 상기 동력이송장치(315)기 필요하게 되며, 상기 노즐탈착모터(313)가 위치하는 상기 노즐다이(312)가 상기 승강구동장치(314)에 의하여 상하로 이동하게 되므로 상기 동력이송장치(315) 또한 이에 따라 팽창과 수축을 할 수 있도록 실린더 형태로 구성하도록 하며, 상기 노즐탈착모터(313)의 개수에 따라 하나 또는 둘 이상의 다수개를 구비하도록 한다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 하단구동부(300)에는 상기 노즐수직이송모듈(310) 등을 구동하기 위한 각종 장치가 함께 구비되어 있는데, 상기 승강구동장치(314) 등이 유압 또는 공압식으로 동작하는 본 일실시예에서는 솔레노이드 밸브(330) 등이 형성되어 있다.

그리고 본 발명의 일실시예에서는 상기 하단구동부(300)의 하면에 다수개의 이동바퀴(340)를 형성하여 압출성형용 압축노즐 자동교체장치를 필요한 곳으로 작업자가 용이하게 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다.

다음에는 본 발명의 일실시예에 따른 압출성형용 압축노즐 자동교체장치의 작동을 도면과 함께 설명하도록 한다.

먼저, 압출성형장치의 방사두에 새롭게 장착하고자 하는 제2노즐(20)을 상기 제2노즐보관섹터(210)의 노즐히팅장치(220)에 투입한 후 상기 컨트롤박스(240)를 조작하여 상기 제2노즐(20)의 예열을 시작하는 것과 함께 압출성형용 압축노즐 자동교체장치를 이동시켜 압출성형장치의 방사두의 하부로 위치하게 한다.

이때, 압출성형장치의 방사두의 위치와 압출성형용 압축노즐 자동교체장치의 상기 노즐수직이송모듈(230)의 위치를 정확하게 일치시키는 것이 중요한데, 이를 보다 용이하게 하기 위하여 압출성형용 압축노즐 자동교체장치가 이동하는 구간을 따라 가이드 레일을 설치하고 방사두 하부에 상기 노즐수직이송모듈(230)이 위치하여야 할 곳을 미리 측정하여 그 위치의 가이드 레일에 센서 등을 구비하여 압출성형용 압축노즐 자동교체장치가 가이드 레일을 따라 이동하다가 정확한 위치에 도달한 경우 센서 등을 통해 감지하여 정지할 수 있도록 구성할 수도 있다.

이 경우 작업자가 직접 압출성형용 압축노즐 자동교체장치를 밀거나 당겨서 가이드 레일 상을 이동하도록 할 수도 있지만, 동력에 의하여 자동으로 가이드 레일 상을 이동하도록 할 수도 있을 것이다.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 압출성형용 압축노즐 자동교체가 압출성형장치의 방사두의 하부에 정확하게 위치한 후에는 상기 컨트롤박스(240)를 조작하여 상기 노즐수직이송모듈(310)의 노즐다이(312)와 댐핑플레이트(311)를 상부로 상승시켜 방사두에 결착된 제1노즐(10)과 밀착시킨 후 앞서 설명한 방식으로 방사두와 제1노즐(10)을 결착하고 있는 너트를 풀어주도록 한다.

만약, 압출성형장치의 방사두에 최초로 노즐을 장착하는 경우라면 이와 같은 상기 제1노즐(10)의 탈착과 이송 과정은 생략되고 바로 상기 제2노즐을 이송하여 방사두에 결착하는 과정으로 넘어가면 될 것이다.

방사두에서 해제된 상기 제1노즐(10)을 상기 중단부(100)의 제1노즐보관섹터(110)로 이송하는 과정이 도 5에 도시되어 있는데, 도 4와 함께 이를 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압출성형용 압축노즐 자동교체장치의 중단부의 평면도이고, 도 5a 내지 도 5c는 제1노즐의 수직 및 수평 이송 과정을 도시한 우측면도이다.

먼저 도 5a와 같이 방사두에서 결착이 해제된 상기 제1노즐(10)과 함께 상기 노즐수직이송모듈(310)의 노즐다이(312)와 댐핑플레이트(311)를 아래로 천천히 하강시키도록 하고, 도 5b와 같이 상기 제1노즐(10)의 하단면이 상기 중단부(100)의 저면과 일치하는 높이에서 상기 노즐수직이송모듈(310)의 작동을 중지시키도록 한다.

이와 같은 상기 노즐수직이송모듈(310)의 구동은 작업자가 시각적으로 확인하면서 수동으로 버튼 등을 조작하여 높이를 맞추도록 할 수도 있지만, 보다 정확하고 신속한 작업을 위해서는 각종 센서와 마이크로프로세서 등을 이용하여 입력된 프로그램에 따라 자동적으로 상기 노즐수직이송모듈(310) 및 기타 이송장치가 구동되도록 하는 것이 바람직할 것이다.

이와 같이 상기 노즐수직이송모듈(310)이 상기 중단부(100)에서 정지하게 되면 상기 제1노즐수평이송모듈(120)이 작동하게 되는데, 상기 제1노즐수평이송모듈(120)의 구성 형태는 도 4와 도 10에 도시되어 있다.

도 4와 도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제1노즐수평이송모듈(120)은 상기 중단부(100)의 좌우측에 따라 길게 일렬로 형성되어 있는 제1노즐수평이송레일(122)과 상기 제1노즐수평이송레일(122)을 따라 수평 이동하는 제1노즐수평캐리어(121)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 제1노즐수평캐리어(121)는 상기 하단구동부(300)에 위치하는 제1노즐수평이송장치(320)에 의하여 상기 제1노즐수평이송레일(122)을 따라 수평으로 이동하게 되는데, 상기 제1노즐수평이송장치(320)는 본 일실시예에서 개시하고 있는 실린더 형태의 이송장치 이외에 여러 가지 다른 일반적인 이송장치를 이용하여 구성할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 일실시예에 의한 상기 제1노즐수평이송장치(320)의 일단은 상기 하단구동부(300)의 저면에 고정되어 있되 수직 방향을 따라 회동할 수 있도록 결착되어 있고, 타단은 상기 제1노즐수평캐리어(121)에 역시 수직 방향을 따라 회동할 수 있도록 결착되어 있어 상기 제1노즐수평이송장치(320)가 수축하는 경우 상기 제1노즐수평캐리어(121)를 상기 중단부(100)의 타측에서 일측으로 이송시키게 되며 반대로 확장하는 경우에는 상기 제1노즐수평캐리어(121)를 상기 중단부(100)의 일측에서 타측으로 이송시키게 된다.

상기 제1노즐수평이송장치(320)에 의하여 상기 제1노즐수평캐리어(121)가 상기 중단부(100)의 타측에서 일측으로 이동하면서 상기 노즐수직이송장치의 댐핑플레이트(311) 상면에 위치하고 있는 상기 제1노즐(10)의 측면에 힘을 가하여 상기 제1노즐보관섹터(110)가 위치한 타측으로 상기 제1노즐(10)을 이송시키게 되며, 상기 제1노즐보관섹터(110)의 저면에는 다수개의 제1이송롤러(111)가 구비되어 있어 상기 제1노즐(10)의 이동을 용이하게 하여 준다.

도 5c와 같이 상기 제1노즐(10)이 상기 제1노즐보관섹터(110) 내로 이송된 후에는 상기 제1노즐수평이송장치(320)는 수축을 정지하게 되며 이후 다시 팽창을 하여 상기 제1노즐수평캐리어(121)를 원래의 위치로 복원시키게 된다.

한편, 상기 제1노즐보관섹터(110)로 이송된 상기 제1노즐(10)이 관성력에 의하여 상기 제1노즐보관섹터(110)의 일측 바깥으로 돌출되는 것을 방지하기 위하여 상기 제1노즐보관섹터(110)의 일측 단부에 스토퍼(112)를 구비하여 주는 것도 바람직할 것이다.

다음으로 상기 제1노즐(10)이 상기 제1노즐보관섹터(110)로 이송되어 보관이 완료된 후 상기 노즐수직이송모듈(310)을 작동시켜 상기 노즐다이(312)와 댐핑플레이트(311)를 다시 상승시키도록 하며, 상기 댐핑플레이트(311)의 상면이 상기 상단부(200)의 저면과 일치하는 높이에서 정지시키도록 한다.

상기 노즐수직이송모듈(310)이 상기 상단부(200)에서 정지하게 되면 상기 제2노즐보관섹터(210)에 예열되며 보관된 제2노즐(20)을 상기 노즐수직이송모듈(310)의 댐핑플레이트(311)의 상면으로 수평 이송시키게 되는데, 이와 같은 과정이 도 6과 도 7에 도시되어 있다.

도 6a와 도 6b는 각각 상기 제2노즐의 수평 이송 과정 전후를 도시한 평면도이고, 도 7a와 도 7 b는 각각 상기 제2노즐의 수평 이송 과정 전후를 도시한 우측면도이다.

상기 노즐수직이송모듈(310)이 상기 상단부(200)에서 정지함과 동시에 상기 제2노즐수평이송모듈(230)이 작동하게 되는데, 도 6 및 도 7, 도 11을 참조하면 상기 제2노즐수평이송모듈(230)은 상기 노즐히팅장치(220)의 좌우측에 각각 상기 제2노즐보관섹터(210)의 길이 방향을 따라 길게 일렬로 형성되어 있는 제2노즐수평이송레일(232)과, 상기 제2노즐수평이송레일(232)을 따라 수평 이동하게 되는 제2노즐수평캐리어(231)를 포함하여 구성된다.

한편, 도면에는 도시되어 있지 않지만 상기 제2노즐수평캐리어(231)를 이동시키기 위한 별도의 이송장치가 필요하게 되는데, 상기 제1노즐수평캐리어(121)를 구동하는 상기 제1노즐수평이송장치(320)와 유사하게 상기 하단구동부(300)에 실린더 형태의 이송장치로 구성할 수도 있으며, 기타 일반적인 여러 구동 수단을 적용할 수도 있을 것이다.

이와 같은 이송장치에 의하여 상기 제2노즐수평캐리어(231)가 이동하기 시작하면 상기 노즐히팅장치(220)에 위치한 제2노즐(20)에 측면으로 힘이 가해져 상기 상단부(200)의 일측에서 타측으로 상기 제2노즐(20)이 이송되기 시작하는데, 앞서 언급하였듯이 상기 노즐히팅장치(220)의 상부히팅부재(221)를 상부로 상승시킬 수 있도록 구성하여 상기 제2노즐수평캐리어(231)가 상기 노즐히팅장치(220)를 관통하여 이동하기 용이하도록 하여 준다.

상기 제2노즐수평캐리어(231)는 상기 제2노즐(20)이 상기 노즐수직이송모듈(310)의 댐핑플레이트(311) 상면으로 완전히 이송될 때까지 이동하게 되며, 상기 제2노즐(20)을 이송시키고 난 후에는 원래의 위치로 다시 이동하게 된다.

상기 제2노즐(20)이 상기 노즐수직이송모듈(310)의 댐핑플레이트(311) 상면으로 이송된 후에는 상기 승강구동장치(314)가 다시 구동되어 상기 제2노즐(20)과 댐핑플레이트(311), 노즐다이(312)를 함께 상승시키게 된다.

이와 같이 상기 제2노즐(20)이 상승하여 압출성형장치의 방사두에 접하게 되면 상기 댐핑플레이트(311)와 노즐다이(312) 사이에 위치한 탄성부재가 수축하여 상기 노즐다이(312)에 구비된 상기 노즐탈착모터(313)가 상기 댐핑플레이트(311)의 관통공(316)을 통해 상승하여 돌출되게 된다.

동시에 상기 승강구동장치(314)는 정지하게 되고, 상기 노즐탈착모터(313)를 작동시켜 상기 제2노즐(20)과 방사두를 너트로 단단하게 결착하게 된다.

상기 제2노즐(20)을 결착시킨 후 상기 승강구동장치(314)를 다시 작동시켜 상기 댐핑플레이트(311)와 노즐다이(312)를 하강시키면서 제1노즐(10)과 제2노즐(20)의 상호 교체 작업을 완료하고, 이후 압출성형용 압축노즐 자동교체장치를 원래의 위치로 이동시키고 압출성형장치를 작동시켜 다시 제품 제조를 재개하게 되는 것이다.

이상과 같은 과정을 통하여 신속하고 정확하게 압출성형장치에 기장착되어 있던 상기 제1노즐(10)을 새로운 상기 제2노즐(20)로 교체함으로써 수작업으로 교체하는 것에 비하여 제품 제조 중단 시간을 획기적으로 줄여서 생산성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 안전사고를 미연에 예방할 수 있으며, 대부분의 과정을 자동화할 수 있어 인건비의 절감을 가져올 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

10 제1노즐 20 제2노즐
100 중단부
110 제1노즐보관섹터 111 제1이송롤러
112 스토퍼
120 제1노즐수평이송모듈 121 제1노즐수평캐리어
122 제1노즐수평이송레일
200 상단부
210 제2노즐보관섹터 211 제2이송롤러
220 노즐히팅장치 221 상부히팅부재
222 하부히팅부재 223 하부단열부재
224 측면단열부재
230 제2노즐수평이송모듈 231 제2노즐수평캐리어
232 제2노즐수평이송레일
240 컨트롤박스 250 - 관통구
300 하단구동부
310 노즐수직이송모듈 311 댐핑플레이트
312 노즐다이 313 노즐탈착모터
314 승강구동장치 315 동력이송장치
316 - 관통공
320 제1노즐수평이송장치
330 솔레노이드 밸브 340 - 이동바퀴

Claims

미사용의 제2노즐이 미리 투입되어 보관되는 제2노즐보관섹터와, 상기 제2노즐을 상기 제2노즐보관섹터에서 노즐수직이송모듈이 위치한 쪽으로 수평 이송하는 제2노즐수평이송모듈을 포함하는 상단부;
노즐수직이송모듈에 의하여 하강 이송된 제1노즐을 제1노즐보관섹터로 수평 이송하는 제1노즐수평이송모듈과, 상기 제1노즐수평이송모듈에 의하여 이송된 제1노즐을 보관하는 제1노즐보관섹터를 포함하는 중단부; 및
상기 제1노즐을 하강시키고 상기 제2노즐을 승강시키는 노즐수직이송모듈을 포함하는 하단구동부를 포함하여 구성되며,
압출성형장치의 방사두에 기장착된 제1노즐을 분리하여 상기 노즐수직이송모듈로 하강 이송한 후 상기 제1노즐수평이송모듈을 통해 상기 제1노즐보관섹터로 수평 이송하고, 상기 제2노즐보관섹터에 기보관된 제2노즐을 상기 제2노즐수평이송모듈로 수평 이송한 후 상기 노즐수직이송모듈로 승강 이송하여 상기 압출성형장치의 방사두에 장착하는 것을 특징으로 하는 압출성형용 압축노즐 자동교체장치.
청구항 1에 있어서,
상기 노즐수직이송모듈은,
수직 이송할 제1노즐 또는 제2노즐의 하면을 지지하는 댐핑플레이트와, 상기 댐핑플레이트의 하부에 장착되며 다수개의 노즐탈착모터를 구비하는 노즐다이와, 상기 노즐다이의 하부에 장착되어 상기 노즐다이를 승강 또는 하강시키는 승강구동장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압출성형용 압축노즐 자동교체장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1노즐수평이송모듈은,
상기 중단부에 일정 간격을 유지하며 일렬로 구비되어 있는 한 쌍의 제1노즐수평이송레일과, 상기 제1노즐수평이송레일을 따라 수평 이동하며 제1노즐을 수평 이송하는 제1노즐수평캐리어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압출성형용 압축노즐 자동교체장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2노즐수평이송모듈은,
상기 상단부에 일정 간격을 유지하며 일렬로 구비되어 있는 한 쌍의 제2노즐수평이송레일과, 상기 제2노즐수평이송레일을 따라 수평 이동하며 제2노즐을 수평 이송하는 제2노즐수평캐리어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압출성형용 압축노즐 자동교체장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 청구항에 있어서,
상기 제2노즐보관섹터는,
투입된 상기 제2노즐을 하부에서 지지하며 상기 제2노즐에 열을 전달하는 하부히팅부재와, 투입된 상기 제2노즐의 상부에 위치하며 상기 제2노즐에 열을 전달하는 상부히팅부재와, 상기 하부히팅부재의 하부에 위치하는 하부단열부재와, 상기 하부히팅부재와 상부히팅부재의 좌우측에 각각 위치하는 측면단열부재를 포함하는 노즐히팅장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압출성형용 압축노즐 자동교체장치.