KR101439858B1 - 주조용 중자의 자동제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 주조용 중자(core)의 자동제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 주물사를 재료로 하여 중자를 성형하기 위한 중자성형금형과; 상기 중자성형금형으로부터 성형된 중자를 인출하여 소정의 디버링 스탠드 상에 적치시키고, 상기 디버링 스탠드 상에 적치된 중자를 다시 소정의 작업대기 스탠드 상에 이동 적치시키기 위한 중자취출로봇과; 상기 디버링 스탠드 상에 적치된 중자에 대하여 버(burr) 제거 작업을 수행하기 위한 디버링(deburring)로봇과; 상기 버 제거 작업이 수행된 중자를 상기 작업대기 스탠드로부터 소정의 중자조립 스탠드로 이동 적치시키고, 상기 중자조립 스탠드에 적치된 복수의 중자에 대하여 코어픽스를 도포하여 서로 적층 결합시킴으로써 중자 어셈블리를 생성하기 위한 코어픽스(corefix) 도포로봇과; 상기 중자 어셈블리를 상기 중자조립 스탠드로부터 픽업하여 소정의 도형조에 침수시켜 표면에 도형제를 도포시키고, 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 소정의 컨베이어벨트 상에 적치시키기 위한 도형제 도포로봇; 및 상기 컨베이어벨트의 이송 경로상에 설치되어 상기 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 가열 건조시키기 위한 중자 건조로를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 주조용 중자(core)의 성형 및 제조를 자동으로 달성할 수 있다.

Description

주조용 중자의 자동제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING CAST CORE}

본 발명은 주조(casting)의 모래주형(sand mould)에 삽입되는 중자(core)의 성형 및 제조를 자동으로 달성하기 위한 주조용 중자의 자동제조방법에 관한 것이다.

주조(鑄造)용 중자(core)는 모래주형과 마찬가지로 주물사(moulding sand)를 원료로 하되, 특히 주형 내부에 수용되어 주탕(注湯) 시 주위가 용탕(熔湯)으로 포위되므로 고온에 접하게 되며, 응고 시에는 탕의 수축에 의하여 현저히 압축되므로 내화성, 내압성이 모두 크고 특별히 통기성이 풍부할 필요가 있다. 또한, 주탕 시 탕의 충격에 의하여 파괴되지 않을 만한 점결성을 가져야 한다. 따라서, 이와 같은 여러가지의 특성의 요구에 따라 중자의 성형에는 코어용사(core sand)라는 특수한 주물사가 이용된다.

중자(도 1의 1 참조)의 성형을 위해서는 중자성형용 금형에 상기 코어용사를 삽입시킨 후 가압 및 가열하여 도 1에 도시된 바와 같은 소정의 형상으로 성형한 다음, 필요에 따라 표면에 코어픽스(corefix)를 도포하여 다수 개 적층시켜 일체화시켜 제조되는 중자 어셈블리(도 2의 2)의 형태로 사용한다.

그러나, 이상과 같은 종래의 중자(1) 및 중자 어셈블리(2)의 제조방법에 의하면, 거의 대부분의 작업이 수작업에 의존하는 실정인 관계로 생산 및 작업 능률이 현저히 떨어지고 사고의 발생위험 또한 높다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 주조용 중자(core)의 성형 및 제조를 자동으로 달성할 수 있는 주조용 중자의 자동제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 주조용 중자(core) 자동제조장치에 있어서, 주물사를 재료로 하여 중자를 성형하기 위한 중자성형금형과; 상기 중자성형금형으로부터 성형된 중자를 인출하여 소정의 디버링 스탠드 상에 적치시키고, 상기 디버링 스탠드 상에 적치된 중자를 다시 소정의 작업대기 스탠드 상에 이동 적치시키기 위한 중자취출로봇과; 상기 디버링 스탠드 상에 적치된 중자에 대하여 버(burr) 제거 작업을 수행하기 위한 디버링(deburring)로봇과; 상기 버 제거 작업이 수행된 중자를 상기 작업대기 스탠드로부터 소정의 중자조립 스탠드로 이동 적치시키고, 상기 중자조립 스탠드에 적치된 복수의 중자에 대하여 코어픽스를 도포하여 서로 적층 결합시킴으로써 중자 어셈블리를 생성하기 위한 코어픽스(corefix) 도포로봇과; 상기 중자 어셈블리를 상기 중자조립 스탠드로부터 픽업하여 소정의 도형조에 침수시켜 표면에 도형제를 도포시키고, 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 소정의 컨베이어벨트 상에 적치시키기 위한 도형제 도포로봇; 및 상기 컨베이어벨트의 이송 경로상에 설치되어 상기 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 가열 건조시키기 위한 중자 건조로를 포함하는 것을 특징으로 하는 주조용 중자 자동제조장치를 제공한다.

여기서, 상기 코어픽스 도포로봇과 상기 도형제 도포로봇은 동일한 로봇으로 이루어진 것으로서, 상기 중자 및 중자 어셈블리를 픽업하기 위한 폭 조절 및 회전 조절이 가능한 픽업 트레이를 구비할 수도 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 주조용 중자(core) 자동제조방법에 있어서, 주물사를 재료로 하여 중자성형금형에서 중자를 성형하는 단계와; 상기 중자성형금형에서 성형된 중자를 인출하여 소정의 디버링 스탠드 상에 적치시키는 단계와; 상기 디버링 스탠드 상에 적치된 중자에 대하여 버(burr) 제거 작업을 수행하는 단계와; 상기 버 제거 작업이 수행된 중자를 소정의 중자조립 스탠드로 이동 적치시키고 코어픽스를 도포하여 복수의 중자를 서로 적층 결합시킴으로써 중자 어셈블리를 생성하는 단계와; 상기 중자 어셈블리를 상기 중자조립 스탠드로부터 픽업하여 소정의 도형조에 침수시켜 표면에 도형제를 도포시키는 단계; 및 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 가열 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주조용 중자 자동제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 버 제거 작업이 수행된 중자를 상기 중자조립 스탠드로 이동 적치시키는 단계는, 상기 버 제거 작업이 수행된 중자를 소정의 작업대기 스탠드로 이동 적치시키는 단계와, 상기 작업대기 스탠드로부터 상기 중자조립 스탠드로 이동 적치시키는 단계로 이루어지며; 상기 중자성형금형에서 성형된 중자를 인출하여 소정의 디버링 스탠드 상에 적치시키는 단계와, 상기 버 제거 작업이 수행된 중자를 상기 작업대기 스탠드로 이동 적치시키는 단계는 중자취출로봇에 의해 달성될 수도 있다.

이때, 상기 버 제거 작업이 수행된 중자를 상기 작업대기 스탠드로부터 상기 중자조립 스탠드로 이동 적치시키고 코어픽스를 도포하여 복수의 중자를 서로 적층 결합시킴으로써 중자 어셈블리를 생성하는 단계는 코어픽스(corefix) 도포로봇에 의해 달성될 수도 있다.

나아가, 상기 중자 어셈블리를 상기 중자조립 스탠드로부터 픽업하여 상기 도형조에 침수시켜 표면에 도형제를 도포시키는 단계는 상기 코어픽스 도포로봇에 의해 달성될 수도 있다.

나아가 이때, 상기 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 가열 건조시키는 단계는, 상기 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 소정의 컨베이어벨트 상에 적치시키는 단계와, 상기 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 상기 컨베이어벨트의 이송 경로상에 설치된 중자 건조로를 통과시킴으로써 가열 건조시키는 단계로 이루어지고; 상기 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 상기 컨베이어 상에 적치시키는 단계는 상기 코어픽스 도포로봇에 의해 달성될 수도 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 주조용 중자의 자동제조방법에 의하면, 주조용 중자(core)의 성형 및 제조를 자동으로 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 적용대상인 중자의 평면도,
도 2는 도 1의 중자를 다수 개 적층시켜 본딩한 것으로서 역시 본 발명의 적용대상인 중자 어셈블리의 정면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주조용 중자 자동제조장치의 평면도,
도 4는 도 3의 주조용 중자 자동제조장치의 구성요소인 중자성형금형과 중자취출로봇의 측면도,
도 5는 도 3의 주조용 중자 자동제조장치의 구성요소인 중자취출로봇과 디버링로봇의 측면도,
도 6a 및 도 6b는 도 3의 주조용 중자 자동제조장치의 일 구성요소인 코어픽스 도포로봇 겸 도형제 도포로봇의 측면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 주조용 중자 자동제조장치(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 주물사를 재료로 하여 중자(도 1의 1)를 성형하는 중자성형금형(110), 성형된 중자를 취출 및 이동시키는 중자취출로봇(120), 성형된 중자에서 버(burr) 제거 작업을 수행하는 디버링(deburring)로봇(130), 복수의 중자를 적층 및 결합시켜 중자 어셈블리(도 2의 2)를 생성하고 표면에 도형제를 도포하기 위한 코어픽스 도포로봇(140), 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 가열 건조시키기 위한 중자 건조로(150)를 포함하여 구성된다.

중자성형금형(110)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 고정금형(111)에 가동금형(112)이 접근하여 형체하면 이젝터(113)로부터 발사된 주물사가 상기 형체된 금형(111, 112) 사이에 삽입된다. 형체되는 금형(111, 112) 사이로는 상부의 인서트(114)가 하강하여 미리 삽입된다.

형체된 금형(111, 112)의 가열 및 가압으로 중자(1)가 성형완료되면 가동금형(112)이 우측으로 이동하여 형개되고 인서트(114)는 다시 상승 복귀한다.

이후, 고정금형(111)이 힌지축(111a)을 중심으로 반시계 방향으로 90도 회전하면(111') 그 상부에 놓이게 되는 중자(1)는 중자취출로봇(120)에 의해 취출된다.

중자취출로봇(120)에 의해 취출되는 중자(1)는 우측의 디버링 스탠드(deburring stand, 102) 상에 적치된다.

디버링 스탠드(102) 상에 적치된 중자(1)에 대하여는, 도 5에 도시된 바와 같이, 디버링로봇(130)이 기 설정된 프로그램에 따라 버(burr) 제거 작업을 수행한다.

버 제거 작업이 수행된 중자(1)는 다시 중자취출로봇(120)에 의해 디버링 스탠드(102)로부터 작업대기 스탠드(101)로 이동 적치된다.

버 제거 작업이 수행된 중자(1)에 대하여는 이후 접착제의 일종인 코어픽스(corefix)를 도포하여 복수 개 적층 부착시킴으로써 중자 어셈블리(도 2의 2)를 생성하는 작업이 수행되는 바, 이를 위해 우선 도 3에 도시된 바와 같이 코어픽스 도포로봇(140)이 작업대기 스탠드(101) 상에 적치된 중자(1)를 픽업하여 좌측의 중자조립 스탠드(103) 상에 이동 적치시킨다.

이러한 방식으로 중자조립 스탠드(103) 상에 복수(도 3에서는 3개)의 중자(1)가 나란히 적치되면, 코어픽스 도포로봇(140)은 우측으로 회전하여 코어픽스를 도포하기 위한 건(gun, 도면 미도시)이 지지되어 있는 코어픽스 건 지지대(104)에서 상기 건을 장착한 후 다시 좌측으로 회전하여 중자조립 스탠드(103) 상에 적치된 중자(1) 표면에 상기 코어픽스를 도포한다. 코어픽스는 중자조립 스탠드(103)의 좌측에 이웃하여 위치한 코어픽스 공급기(105)로부터 호스(도면 미도시)를 통해 상기 건으로 공급된다.

코어픽스 도포가 완료되면, 코어픽스 도포로봇(140)은 다시 상기 건을 코어픽스 건 지지대(104) 상에 탈락시켜 지지시킨 후, 중자조립 스탠드(103) 상의 중자(1)를 이웃하는 중자(1) 상에 적층시켜 서로 결합되도록 함으로써 중자 어셈블리(2)를 생성한다.

이와 같이, 1차적으로 3개의 중자(1)가 적층되어 생성되는 중자 어셈블리(2)는 다시 2차적으로 3개의 중자(1)가 적층되어 생성되는 중자 어셈블리(2)와 합쳐져 최종적으로는 6개의 적층된 중자(1)로 이루어진 중자 어셈블리(2)가 완성된다(도 6a 참조).

한편, 코어픽스 도포로봇(140)에 의해 중자조립 스탠드(103) 상에 적치된 중자(1)에 대하여는 대기중에서 소정 시간동안 서냉시킨 다음 상기와 같은 작업을 수행하는 것이 바람직하다.

중자 어셈블리(2)가 생성되면, 코어픽스 도포로봇(140)은 이를 픽업하여 반시계 방향으로 이웃해 있는 도형조(106)에 침수시켜 표면에 도형제를 도포시킨다. 도형제는 중자 어셈블리(2)가 주형에 삽입 시 주물과의 경계면을 이루어 상기 주물과 중자 어셈블리(2) 간의 탈락이 용이하게 이루어지도록 기능한다.

표면에 도형제가 도포된 중자 어셈블리(2)는 다시 코어픽스 도포로봇(140)에 의해 반시계 방향으로 이웃해 있는 컨베이어벨트(107)의 일단부 상에 적치된다.

상기와 같이 본 실시예에서 코어픽스 도포로봇(140)은 중자 어셈블리(2)에 대한 도형제 도포 작업을 수행하기 위한 도형제 도포로봇으로도 기능한다.

이를 위해, 코어픽스 도포로봇(140)은, 도 6b에 도시된 바와 같이, 중자(1) 내지 중자 어셈블리(2)를 픽업하기 위한 폭 조절이 가능한 픽업 트레이(141)를 구비하고, 이때 상기 픽업 트레이(141)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 중자(1)의 적재 및 중자 어셈블리(2)의 이동을 위해 로봇아암(140a)에 대해 회전 조절이 가능하도록 구비된다.

컨베이어벨트(107) 상에 적치된 중자 어셈블리(2)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 컨베이어벨트(107)의 이송 경로상에 설치된 중자 건조로(150)를 통과하는 과정에서 그 표면에 도포된 도형제가 가열 건조된다.

중자 건조로(150)를 통과함으로써 제조가 완료된 중자 어셈블리(2)는 컨베이어벨트(107)의 우측단으로 배출되어 소정의 저장소로 이동된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 주조용 중자 자동제조방법은 상기한 주조용 중자 자동제조장치(100)를 구성하는 구성요소들에 의해 달성되는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 상기한 구성요소들의 순차적인 구동에 대한 설명으로 갈음하기로 한다.

또한, 상기한 주조용 중자 자동제조장치 및 이에 의해 구현되는 주조용 중자 자동제조방법은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 상기 설명된 바에 한정되는 것으로 이해되어서는 곤란하다.

본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.

1: 중자 2: 중자 어셈블리
100: 주조용 중자 자동제조장치 101: 작업대기 스탠드
102: 디버링 스탠드 103: 중자조립 스탠드
104: 코어픽스 건 지지대 105: 코어픽스 공급기
106: 도형조 107: 컨베이어벨트
110: 중자성형금형 120: 중자취출로봇
130: 디버링로봇 140: 코어픽스 도포로봇
141: 픽업 트레이 150: 중자 건조로

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 주조용 중자(core) 자동제조방법에 있어서,
   주물사를 재료로 하여 중자성형금형에서 중자를 성형하는 단계와; 상기 중자성형금형에서 성형된 중자를 인출하여 소정의 디버링 스탠드 상에 적치시키는 단계와; 상기 디버링 스탠드 상에 적치된 중자에 대하여 버(burr) 제거 작업을 수행하는 단계와; 상기 버 제거 작업이 수행된 중자를 소정의 중자조립 스탠드로 이동 적치시키고 코어픽스를 도포하여 복수의 중자를 서로 적층 결합시킴으로써 중자 어셈블리를 생성하는 단계와; 상기 중자 어셈블리를 상기 중자조립 스탠드로부터 픽업하여 소정의 도형조에 침수시켜 표면에 도형제를 도포시키는 단계; 및 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 가열 건조시키는 단계를 포함하되,
   상기 버 제거 작업이 수행된 중자를 상기 중자조립 스탠드로 이동 적치시키는 단계는, 상기 버 제거 작업이 수행된 중자를 소정의 작업대기 스탠드로 이동 적치시키는 단계와, 상기 작업대기 스탠드로부터 상기 중자조립 스탠드로 이동 적치시키는 단계로 이루어지며,
   상기 중자성형금형에서 성형된 중자를 인출하여 소정의 디버링 스탠드 상에 적치시키는 단계와, 상기 버 제거 작업이 수행된 중자를 상기 작업대기 스탠드로 이동 적치시키는 단계는 중자취출로봇에 의해 달성되고,
   상기 버 제거 작업이 수행된 중자를 상기 작업대기 스탠드로부터 상기 중자조립 스탠드로 이동 적치시키고 코어픽스를 도포하여 복수의 중자를 서로 적층 결합시킴으로써 중자 어셈블리를 생성하는 단계는 코어픽스(corefix) 도포로봇에 의해 달성되며,
   상기 중자 어셈블리를 상기 중자조립 스탠드로부터 픽업하여 상기 도형조에 침수시켜 표면에 도형제를 도포시키는 단계는 상기 코어픽스 도포로봇에 의해 달성되며,
   상기 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 가열 건조시키는 단계는, 상기 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 소정의 컨베이어벨트 상에 적치시키는 단계와, 상기 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 상기 컨베이어벨트의 이송 경로상에 설치된 중자 건조로를 통과시킴으로써 가열 건조시키는 단계로 이루어지고,
   상기 도형제가 도포된 중자 어셈블리를 상기 컨베이어 상에 적치시키는 단계는 상기 코어픽스 도포로봇에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 주조용 중자 자동제조방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

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