KR101465998B1 - 광조사식 가열 장치 - Google Patents

Abstract

광조사식 가열 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 광조사식 가열 장치는 강판을 가압 성형하기 위하여 열처리하는 가열 장치에 있어서, 프레스 공정라인에 설치되며, 상부가 개방된 개방부로 형성되고, 이송장치로부터 이송된 소재의 가장자리를 지지하도록 상기 개방부의 내측면을 따라 지지단이 형성된 케이스; 램프를 구비하여 상기 램프의 발광부가 상기 케이스 상부를 향하도록 수납된 다수개의 램프유닛; 상기 이송되는 소재의 사양을 인식하여 가열 온도, 가열 시간을 판단하고, 가열 위치를 설정하여 상기 램프유닛의 전원을 개별 공급 제어하는 제어기를 포함한다.

Description

광조사식 가열 장치{HEATING APPARTAUS OF LIGHT IRRADIATION TYPE}

본 발명은 상온에서 성형이 어려운 소재를 가압 성형 전 가열하는 가열 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소재의 원하는 부위에만 국부적 또는 전체적으로 모두 가열 가능한 광조사식 가열 장치에 관한 것이다.

일반적으로 마그네슘 합금판재(Magnesium Alloy Sheet)는 알루미늄보다 금속조직의 밀도가 낮아 경량재질로서 철이나 알루미늄을 대체할 신소재로 주목받고 있다.

최근, 북중미 등에서는 차체 경량화를 목적으로 마그네슘 합금판재를 차체에도 적용하는 추세이며, 이러한 마그네슘 합금판재의 성형을 위한 다양한 프레스 성형기술이 요구되고 있다.

그러나 이러한 마그네슘 합금판재는 열 전도성이 우수하고, 고온에서의 피로, 성형성 등이 우수한 재질이기는 하나, 이에 맞는 프레스 성형법의 개발은 보편화되지 않은 실정이다.

즉, 일반적인 프레스 장치는 소재의 가압 성형을 항상 상온에서만 이룰 수 있어, 마그네슘 합금판재와 같이, 열 전도성 및 고온 성형성이 우수한 소재의 가압 성형을 위해서는 적합하지 않다는 단점이 있다.

따라서 마그네슘 합금판재의 성형공정은 최종적으로 제작될 제품에 가까운 형상으로 절단작업이 완료된 부품을 가열로에서 가열하여 고온 성형이 가능한 형태로 조건을 형성한 후 프레스 장치에 투입하여 성형하는 방식으로 이루어진다.

그러나 상기와 같은 방식은 절단, 가열, 성형 등의 공정이 단속적으로 이루어지므로 공정시간이 증대되고, 생산성이 떨어지며, 국부적으로 원하는 부분만의 가열이 용이하지 않다는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예는 프레스 공정라인에 설치하여 소재의 온간 성형 전에 순간 가열이 가능하도록 하며, 소재의 사양을 인식하여 해당 소재에 적합한 온도, 시간을 설정하여 원하는 부위에만 국부적 또는 전체적으로 가열 가능하도록 하는 광조사식 가열 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 강판을 가압 성형하기 위하여 열처리하는 가열 장치에 있어서, 프레스 공정라인에 설치되며, 상부가 개방된 개방부로 형성되고, 이송장치로부터 이송된 소재의 가장자리를 지지하도록 상기 개방부의 내측면을 따라 지지단이 형성된 케이스; 램프를 구비하여 상기 램프의 발광부가 상기 케이스 상부를 향하도록 수납된 다수개의 램프유닛; 상기 이송되는 소재의 사양을 인식하여 가열 온도, 가열 시간을 판단하고, 가열 위치를 설정하여 상기 램프유닛의 전원을 개별 공급 제어하는 제어기를 포함하는 광조사식 가열 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 케이스는 내부에 단열재가 채워지고, 상기 다수개의 램프유닛은 단열재에 일정간격으로 형성된 수용홈에 끼워져서 수납될 수 있다.

또한, 상기 케이스는 상단 둘레가 외측으로 상향 경사진 안내단을 형성할 수 있다.

또한, 상기 이송장치는 이송로봇과, 상기 이송로봇의 아암 단부에 어테치먼트가 장치되며, 상기 어테치먼트에는 상기 소재를 클램핑하는 복수의 클램퍼가 구성될 수 있다.

또한, 상기 어테치먼트에는 상기 클램퍼에 클램핑된 소재의 사양을 인식하는 소재 인식부가 설치될 수 있다.

또한, 상기 램프는 할로겐 램프로 구성될 수 있다.

또한, 상기 소재는 마그네슘 합금판재로 형성되고, 상기 제어기의 가열 온도는 150 ~ 200℃로 설정될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 프레스 공정라인에 설치하여 소재가 프레스 장치로 투입되기 전 순간 가열이 가능하도록 하고, 소재의 사양을 인식하여 해당 소재에 적합한 온도, 시간을 설정가능하며, 소재의 성형 위치에 맞추어서 국부적 또는 전체적으로 가열 가능하여 소재의 성형성 및 생산성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광조사식 가열 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광조사식 가열 장치의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광조사식 가열 장치의 사용 상태도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광조사식 가열 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광조사식 가열 장치의 제어방법을 나타낸 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광조사식 가열 장치의 사용 상태도이다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 광조사식 가열 장치(10)는 프레스 공정라인 상에 설치되며, 보다 구체적으로는 이송장치(30)에 의해 소재(4)가 프레스 장치(2)로 이송되는 공정라인 상에 설치될 수 있다.

이송장치(30)는 이송 아암(32)을 가진 이송로봇으로 구비될 수 있으며, 소재(4)는 이송장치(30)에 의해 프레스 장치(2)로 이송되는 과정에서 광조사식 가열 장치(10)에 일시적으로 머물러서 가열된 후 프레스 장치(2)로 투입된다.

이송장치(30)의 이송 아암(32) 단부에는 어테치먼트(34)가 장치되며, 어테치먼트(34) 양단에는 소재(4)를 지지하는 클램퍼(36)가 구성된다.

어테치먼트(34)에는 클램퍼(36)에서 지지하는 소재(4)의 사양을 인식하는 소재 인식부(38)가 더 부착될 수 있다.

도 1에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 광조사식 가열장치(10)는 상부에 개방부(20)를 갖는 케이스(12)와, 램프(15)를 구비하는 다수개의 램프유닛(14)과, 램프유닛(14)에 전원을 공급하는 전원공급기(18)와, 램프유닛(14)을 제어하는 제어기(16)로 구성된다.

광조사식 가열장치(10)의 케이스(12)는 상부에 개방부(20)가 형성되고, 베이스판(28)에 지지 설치된다.

케이스(12)의 양측 상단에는 이송장치(30)로부터 이송된 소재(4)를 지지하는 지지단(26)이 형성된다.

지지단(26)은 소재(4)의 가장자리를 지지하도록 개방부(20)의 내측면을 따라 형성된다.

그리고, 케이스(12)는 상단 둘레에 이송장치(30)에 소재(4)의 정착 위치를 안내하는 안내단(24)이 더 형성된다.

안내단(24)은 케이스(12)의 상단 둘레에 외측으로 상향 경사져서 형성된다.

안내단(24)은 소재(4)의 정착 위치를 안내하는 것 외에도 램프유닛(14)의 열이 외부로 새어나가지 않도록 모아주는 역할도 한다.

케이스(12)의 내부에는 램프(15)를 구비한 다수개의 램프유닛(14)이 수납된다.

램프유닛(14)의 램프(15)는 할로겐 램프, 백열 램프, LED 램프, 고휘도 방전램프 등과 같이 다양한 종류로 형성될 수 있으나, 본 발명의 일 예에서는 할로겐 램프로 적용할 수 있다.

램프유닛(14)은 케이스(12)의 내부에 채워진 단열재(22)에 끼워지는데, 단열재(22)에는 램프유닛(14)을 끼우는 수용홈(29)들이 일정간격으로 형성되어 있다.

이때, 수용홈(29)들은 균일하게 형성되어 있는 것이 바람직하며, 램프유닛(14)들은 수용홈(29)에 끼워져서 케이스(12) 내에 고루 수납된다.

다수개의 램프유닛(14)은 발광부가 케이스(12) 상부를 향하도록 배치되어 단열재(22)의 수용홈(29)들에 끼워진다.

단열재(22)는 램프유닛(14)들을 위치 고정하고 램프(15)의 열손실을 방지하는 역할을 한다.

다수개의 램프유닛(14)은 각각의 전선으로 제어기(16)에 연결되며, 제어기(16)에는 전원공급기(18)가 연결된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제어기(16)는 지지단(20)에 올려진 소재(4)를 인식(S1)하여 가열 온도, 가열 시간을 판단(S2)하고, 소재(4)의 성형 위치에 따라 가열 위치를 설정(S3)하여 램프(15)들의 전원을 공급 제어한다(S4).

소재(4)의 인식은 이송장치(30)에 부착된 소재 인식부(38)에서 하게 되며, 소재 인식부(38)는 소재(4)의 사양을 인식하여 그 정보를 제어기(16)에 전송한다.

제어기(16)는 소재(4)의 사양에 따라 가열 온도, 가열 시간을 설정하여 전원 출력량과 전원 공급시간을 결정한다.

예를 들어, 소재(4)로 열 전도성이 우수하고, 고온에서의 피로 및 성형성이 우수한 마그네슘 합금판재를 사용할 경우, 가열하는 설정온도범위는 150℃ 에서 200℃의 범위 내에서 결정될 수 있다.

그리고, 제어기(16)는 소재(4)의 성형 위치에 따라 가열 위치를 제어할 수 있는데, 가열 위치는 소재(4)의 성형 위치에 대응하는 램프유닛(14)들에만 전원을 공급하는 방식으로 제어할 수 있다.

제어기(16)에는 램프유닛(14)들의 전원을 ON/OFF 하는 스위치들과, 가열 온도와 가열 시간이 표시되는 액정 표시부가 더 구비될 수 있다.

상기와 같은 구성에 의한 광조사식 가열 장치(10)에서 가열된 소재(4)는 이송장치(30)에 의해 프레스 장치(2)로 투입된다.

프레스 장치(2)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제품의 상단면 형상을 갖는 상형(3)과 제품의 하단면 형상을 갖는 하형(5)으로 구성된다.

하형(5)은 하부의 볼스터(7)에 장착되고, 하형(5)의 외측으로는 블랭크 홀더(8)가 배치되어 상기 볼스터(7)에 쿠션핀(9)을 통하여 설치된다.

그리고, 하형(5)의 상부에는 상형(3)이 상부의 슬라이더(11)에 장착된다.

소재(4)가 블랭크 홀더(8) 상에 놓여지면, 상형(3)이 슬라이더(6)에 의해 하강 작동하여 하형(5)에 대하여 소재(4)를 가압하여 성형을 진행한다.

이에 따라, 상형(3)과 하형(5)이 합형되면서, 소재(4)가 제품의 형상에 따라 가압 성형된다.

그리고, 제품의 성형이 완료되면, 행거가 투입되어 제품을 취출한다.

상기와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 실시 예에 따른 광조사식 가열 장치(10)는 프레스 공정라인에 설치되어 소재(4)가 프레스 장치(2)로 투입되기 전 소재(4)를 순간 가열하고, 소재(4)의 사양에 적합한 가열 온도와 가열 시간으로 가열 가능하며, 소재(4)의 성형 위치에 맞춰서 국부적으로 가열할 수 있으므로, 성형성과 생산성을 높힐 수 있다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

2 : 프레스 장치 4 : 소재
10 : 광조사식 가열 장치 12 : 케이스
14 : 램프유닛 16 : 제어기
18 : 전원공급기 26 : 지지단
22 : 단열재 30 : 이송장치
32 : 이송 아암 34 : 어테치먼트
36 : 클램퍼 38 : 소재 인식부

Claims (7)

1. 강판을 가압 성형하기 위하여 열처리하는 가열 장치에 있어서,
   프레스 공정라인에 설치되며, 상부가 개방된 개방부로 형성되고, 이송장치로부터 이송된 소재의 가장자리를 지지하도록 상기 개방부의 내측면을 따라 지지단이 형성된 케이스;
   램프를 구비하여 상기 램프의 발광부가 상기 케이스 상부를 향하도록 수납된 다수개의 램프유닛;
   상기 이송되는 소재의 사양을 인식하여 가열 온도, 가열 시간을 판단하고, 가열 위치를 설정하여 상기 램프유닛의 전원을 개별 공급 제어하는 제어기;
   를 포함하되,
   상기 케이스는 내부에 단열재가 채워지고, 상기 다수개의 램프유닛은 단열재에 일정간격으로 형성된 수용홈에 끼워져서 수납되는 광조사식 가열 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는
   상단 둘레가 외측으로 상향 경사진 안내단을 형성하는 광조사식 가열 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 이송장치는
   이송로봇과, 상기 이송로봇의 아암 단부에 어테치먼트가 장치되며, 상기 어테치먼트에는 상기 소재를 클램핑하는 복수의 클램퍼가 구성되는 광조사식 가열 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 어테치먼트에는
   상기 클램퍼에 클램핑된 소재의 사양을 인식하는 소재 인식부가 설치되는 광조사식 가열 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 램프는 할로겐 램프로 구성되는 광조사식 가열 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 소재는 마그네슘 합금판재로 형성되고, 상기 제어기의 가열 온도는 150 ~ 200℃로 설정되는 광조사식 가열 장치.

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