KR101528772B1 - 래들 경동식 자동주탕장치 - Google Patents

래들 경동식 자동주탕장치 Download PDF

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KR101528772B1
KR101528772B1 KR1020150007207A KR20150007207A KR101528772B1 KR 101528772 B1 KR101528772 B1 KR 101528772B1 KR 1020150007207 A KR1020150007207 A KR 1020150007207A KR 20150007207 A KR20150007207 A KR 20150007207A KR 101528772 B1 KR101528772 B1 KR 101528772B1
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송기원
최재호
라용준
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(주) 캐스텍코리아
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/06—Equipment for tilting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 이동중인 주형에 대응하여 각각의 주형에 틸팅방식으로 정량의 용탕 공급을 자동화할 수 있는 래들 경동식 자동주탕장치를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 조형기에서 공급되는 주형이 순차적으로 이송되는 라인에 주입래들을 제어하여 각각의 주형에 용탕을 공급하기 위한 장치에 있어서, 상기 라인과 평행하게 설치되는 제1 레일부 및, 상기 제1 레일부를 따라 주행하는 대차를 포함하는 주행유닛; 상기 대차의 상부에 상기 제1 레일부와, 직교방향으로 설치되는 제2 레일부와, 상기 제2 레일부를 타고 이동 가능하게 설치되는 지지프레임 및, 상기 지지프레임의 일측에 설치되어 상기 지지프레임이 이동되도록 구동력을 제공하는 접근구동부를 포함하는 접근유닛; 상기 지지프레임의 상부에 설치되는 포스트와, 상기 포스트에 수직 설치되는 가이드부와, 상기 포스트의 일측에 설치되어 상기 가이드부를 타고 이동 가능하게 설치되는 승강프레임 및, 상기 승강프레임의 일측에 설치되어 상기 승강프레임이 승강되도록 구동력을 제공하는 승강구동부를 포함하는 승강유닛; 상기 주입래들이 고정 설치되는 래들프레임 및, 상기 승강프레임의 라인과 대향되는 측에 설치되며 회전축이 상기 래들프레임과 회전 가능하게 결합되는 것으로 상기 래들프레임을 기울여 주형에 용탕을 공급가능케 하는 틸팅구동부를 포함하는 틸팅유닛; 상기 주입래들의 상부에 설치되어 용탕 공급 시 주형에 접종제를 투입하는 접종제 공급유닛; 상기 지지프레임의 하부에 복수개로 설치되어 상기 주입래들에 수용된 용탕의 중량을 감지 가능케 하는 로드셀, 상기 접종제 공급유닛의 일측에 설치되어 상기 주형의 높이를 측정하는 상하감지센서 및, 상기 접종제 공급유닛의 타측에 설치되어 상기 주입래들에서 틸팅되는 용탕의 유무를 감지하는 용탕검출센서를 포함하는 감지유닛; 및, 상기 주행유닛, 접근유닛, 승강유닛, 틸팅유닛, 접종제 공급유닛 및 감지유닛을 제어하여 상기 라인을 따라 이동중인 주형에 용탕을 공급할 수 있도록 상기 주입래들의 이송 및 틸팅을 자동화하는 제어유닛;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

래들 경동식 자동주탕장치 {Laddle tilting type automatic pouring device}
본 발명은 래들 경동식 자동주탕장치에 관한 것으로, 상세하게는 순차적으로 이동중인 주형에 대응하여 각각의 주형에 래들을 기울여 용탕의 공급을 자동화할 수 있는 래들 경동식 자동주탕장치에 관한 것이다.
일반적으로 주조공정에서는 용해로에서 고철 등을 녹인 용탕을 이용하여 각종 형상의 주조 제품을 제작하게 되는데, 용해로에서 만든 용탕은 래들에 수용되어, 조형기로부터 공급되는 주형으로 이송한 후, 래들을 기울여 용탕을 주형의 내부로 부어 넣는 틸팅공정(tilting, 래들을 기울여 용탕을 주입하는 공정)을 수행하게 된다.
특히 근래의 주조설비는 복수개의 주형이 일렬로 공급되는 주형라인에 용탕이 수용된 래들을 호이스트를 통해 이송한 후 호이스트를 조작하여 수동식으로 용탕을 틸팅하는 방식을 채택하고 있다.
이러한 방식은 주형들이 일정거리 이동된 후 틸팅을 위해 정지되는 시점에서 순차적으로 주형에 용탕을 공급해야 하는데 일정 시간 이후 이동되는 주형라인을 따라가면서 용탕을 공급하기란 매우 까다로운 작업이며, 이렇게 수작업으로 틸팅하는 공정은 용탕이 튀거나 흐르는 문제와 호이스트에 매달린 래들이 낙하되는 안전사고 등으로 인해 정해진 중량의 용탕을 주입하기가 어려우며 인적, 물적, 시간적으로 막대한 피해를 입게 되는 위험성을 안고 있어 이를 자동화하기 위한 기술개발이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1119319호 (2012.02.15)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 이동중인 주형에 대응하여 각각의 주형에 틸팅방식으로 정량의 용탕 공급을 자동화할 수 있는 래들 경동식 자동주탕장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고 용탕이 불필요하게 흐르는 것을 방지할 수 있는 구조를 가지는 래들과 상기 래들에 용탕의 공급을 자동화할 수 있는 래들 경동식 자동주탕장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 함께 각각의 주형에 용탕 주입과 동시에 접종제를 자동 공급할 수 있는 자동주탕장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 본 발명의 목적은 하기에 상세히 설명할 조형기에서 공급되는 주형이 순차적으로 이송되는 라인에 주입래들을 제어하여 각각의 주형에 용탕을 공급하기 위한 장치에 있어서, 상기 라인과 평행하게 설치되는 제1 레일부 및, 상기 제1 레일부를 따라 주행하는 대차를 포함하는 주행유닛; 상기 대차의 상부에 상기 제1 레일부와, 직교방향으로 설치되는 제2 레일부와, 상기 제2 레일부를 타고 이동 가능하게 설치되는 지지프레임 및, 상기 지지프레임의 일측에 설치되어 상기 지지프레임이 이동되도록 구동력을 제공하는 접근구동부를 포함하는 접근유닛; 상기 지지프레임의 상부에 설치되는 포스트와, 상기 포스트에 수직 설치되는 가이드부와, 상기 포스트의 일측에 설치되어 상기 가이드부를 타고 이동 가능하게 설치되는 승강프레임 및, 상기 승강프레임의 일측에 설치되어 상기 승강프레임이 승강되도록 구동력을 제공하는 승강구동부를 포함하는 승강유닛; 상기 주입래들이 고정 설치되는 래들프레임 및, 상기 승강프레임의 라인과 대향되는 측에 설치되며 회전축이 상기 래들프레임과 회전 가능하게 결합되는 것으로 상기 래들프레임을 기울여 주형에 용탕을 공급가능케 하는 틸팅구동부를 포함하는 틸팅유닛; 상기 주입래들의 상부에 설치되어 용탕 공급 시 주형에 접종제를 투입하는 접종제 공급유닛; 상기 지지프레임의 하부에 복수개로 설치되어 상기 주입래들에 수용된 용탕의 중량을 감지 가능케 하는 로드셀, 상기 접종제 공급유닛의 일측에 설치되어 상기 주형의 높이를 측정하는 상하감지센서 및, 상기 접종제 공급유닛의 타측에 설치되어 상기 주입래들에서 틸팅되는 용탕의 유무를 감지하는 용탕검출센서를 포함하는 감지유닛; 및, 상기 주행유닛, 접근유닛, 승강유닛, 틸팅유닛, 접종제 공급유닛 및 감지유닛을 제어하여 상기 라인을 따라 이동중인 주형에 용탕을 공급할 수 있도록 상기 주입래들의 이송 및 틸팅을 자동화하는 제어유닛;을 포함하여 이루어지되, 상기 제1 레일부의 일측에는, 상기 대차의 상부측과 평행선 상에 배치되되 전후진 가능하게 설치되는 진퇴프레임, 상기 진퇴프레임의 상부에 설치되어 로(爐)에서 출탕된 용탕이 저장된 이송래들이 내부에 탈착되는 이송래들 수용부 및, 상기 진퇴프레임의 상부 양측에 각각의 실린더 후단부가 결합되고 상기 이송래들 수용부의 상부 양측에 각각의 로드 선단부가 결합되어 작동에 따라 이송래들 수용부를 상승시켜 기울임 가능케 하여 상기 주입래들에 이송래들의 용탕을 틸팅시키는 한 쌍의 유압실린더로 이루어진 유압구동부를 포함하는 용탕공급유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 래들 경동식 자동주탕장치에 의해 달성될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.
용탕이 수용된 래들의 이송 및 틸팅을 자동화할 수 있게 됨으로써, 작업상의 안전성 확보하여 인적, 물적, 시간적 피해를 방지할 수 있는 이점이 있다.
그리고 자동화에 따른 작업 능률과 래들 이송 및 틸팅 시간의 단축 등으로 인하여 주조 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이와 함께 접종제 투입의 자동화와 더불어 용탕 페이딩 타임(fading time)의 정확도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 래들 경동식 자동주탕장치를 평면도로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 래들 경동식 자동주탕장치를 측면도로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 승강유닛과 틸팅유닛을 상세하게 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 승강유닛을 상세하게 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 주입래들을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 주입래들의 주입구를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 용탕공급장치를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 자동주탕장치를 평면도 및 측면도로 나타낸 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 복수개의 주형이 일렬로 정렬되어 이송되는 라인(L)에 용탕이 수용되는 주입래들(100)을 제어하여 각각의 이동되는 주형에 용탕을 공급하기 위한 자동주탕장치를 제공하기 위한 것으로 주입래들(100), 주행유닛(200), 접근유닛(300), 승강유닛(400), 틸팅유닛(500), 접종제 공급유닛(600), 감지유닛(미도시) 및 제어유닛(700)을 포함하여 이루어진다.
먼저 상기 라인(L)은 조형기에서 조형된 주형들을 일렬로 정렬시켜 전진시키는 수단으로 동력을 제공받는 감속기에 의해 구동되며 조형된 주형을 일정 시간 동안 정해진 거리만큼 전진시킬 수 있도록 셋팅되어 있다.
그리고 상기 주입래들(100)은 주형에 공급하기 위한 용탕이 수용되는 것으로, 자세하게는 본 발명에 따른 래들을 나타낸 도 5 및 래들의 주입구를 나타낸 도 6에 도시된 바와 같이 몸체(110), 모집부(120), 주입구(130) 및 칸막이(140)를 포함하여 이루어진다.
자세하게 상기 몸체(110)는 컵 형상으로 이루어져 내부에 용탕이 수용되는 공간이 형성되며, 상기 모집부(120)는 몸체(110)의 일측에 돌출 형성되되 내면이 상향 경사지고 양측의 폭이 점진적으로 협소해져 주입래들(100)의 형상을 주전자 형상과 유사하게 하여 기울어짐에 따라 용탕을 집중시킬 수 있게 한다.
이와 함께 상기 주입구(130)는 모집부(120)의 단부에 구비되되 틸팅(tilting: 용탕이 수용된 래들을 기울여 용탕을 쏟아 붓는 공정) 시 용탕의 흘러내림 현상을 저감시켜 최소화하기 위한 주입홈부(131)가 형성된다.
상기 주입홈부(131)는 저면이 모집부의 경사각도와 동일하게 경사지다가 상방으로 볼록한 원호형으로 형성되되 저면의 폭이 점진적으로 좁아지고, 상기한 저면의 양측면 간격이 점진적으로 좁아져 주입홈부(131)의 단부가 뾰족하게 형성된다.
다시 말하면 상기 주입홈부(131)의 볼록한 원호형의 최대점(DP)은 용탕이 흘러 낙하를 시작하는 지점에서 용탕이 흐르는 것을 방지하면서 최대한 집중시키기 위해 저면과 양측면이 협소해지다가 뾰족해지는 끝점(EP)에서 만나게 되는 형상으로 형성된다.
다음으로 상기 주행유닛(200)은 용탕을 주입할 주형에 주입래들(100)을 정위치시키고 용탕 주입 시 라인(L)의 작동에 의해 주형이 순차적으로 이동하면 이에 동조운전되는 것으로, 상기 라인(L)과 일정 거리 이격되되 평행하게 설치되어 상기 라인(L)을 따라 주행하게 되며 제1 레일부(210) 및 대차(220)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 레일부(210)는 한 쌍의 레일로 이루어져 라인(L)과 일정거리 이격 설치되어 대차가 주행되는 경로를 마련하게 된다.
그리고 상기 대차(220)는 하부에 제1 레일부(210)를 타고 구름운동하는 주행롤러가 복수개 설치되며, 상기 대차(220)의 구동방식은 인버터 기동방식으로 대차(220)의 주행롤러에 회전구동력을 제공하는 감속기 모터에 전력을 공급하여 대차(220)가 제1 레일부(210)를 따라 주행할 수 있게 된다.
이어서 상기 접근유닛(300)은 주입래들(100)의 경동각도(틸팅각도)에 따라 주입래들(100)의 주입구(130) 위치를 보정하기 위해 대차(220)의 상부에 설치되어 라인(L) 측으로 접근 또는 이격되는 것으로 제2 레일부(310), 지지프레임(320), 접근구동부(330)를 포함하여 이루어진다.
상기 제2 레일부(310)는 한 쌍의 레일이 대차(220)의 상부에 제1 레일부(210)와 직교되는 방향으로 설치되어 지지프레임(320)이 주행되는 경로를 마련하게 된다. 이와 함께 상기 지지프레임(320)은 제2 레일부(210)를 타고 이동 가능하게 설치되며 상기 접근구동부(330)는 지지프레임(320)의 일측에 설치되어 상기 지지프레임(320)이 제2 레일부(210)를 타고 라인(L) 측으로 접근가능하게 한다.
자세하게 상기 제2 레일부(310)는 한 쌍의 I형강으로 형성된 레일로 이루어지며, 상기 지지프레임(320)의 하부에는 제2 레일부(310)의 웨브(web) 사이에서 구름운동되는 롤러가 설치된다.
그리고 상기 접근구동부(330)는 서보모터와 감속기를 포함하여 이루어지는데, 상기 지지프레임(320)의 일측에 설치되는 서보모터가 구동되어 구동된 동력이 감속기를 거쳐 상기 지지프레임(320)의 롤러에 회전구동력을 제공하여 지지프레임(320)이 상기 라인(L) 측으로 접근 또는 이격 가능하게 된다. 이와 달리 상기 접근구동부(330)는 랙 기어, 피니언 기어, 서보모터를 포함하여 이루어질 수 있는데, 상기 지지프레임(320)의 일측에 지지프레임(320)의 길이방향으로 설치되는 랙 기어에 서보모터가 회전구동력을 제공하여 지지프레임(320)이 상기 라인(L) 측으로 접근 또는 이격 가능하게 된다.
이와 더불어 상기한 도면들과 본 발명에 따른 승강유닛과 틸팅유닛을 평면도로 상세하게 나타낸 도 3 및 본 발명에 따른 승강유닛을 측면도로 상세하게 나타낸 도 4에 도시된 바와 같이 상기 승강유닛(400)은 라인(L) 상에서 순차적으로 이송되는 주형 별로 높이를 측정하여 경동각도에 따라 변화되는 주입래들(100)의 주입구(130) 위치를 보정하기 위해 주입래들(100)을 승강시키기 위한 것으로 포스트(410), 가이드부(420), 승강프레임(430) 및 승강구동부(440)를 포함하여 이루어진다.
상기 포스트(410)는 지지프레임(320)의 상부에 설치되는 것으로 단면이 사각관 형상의 기둥 형상으로 이루어짐이 바람직하며, 상기 가이드부(420)는 포스트(410)의 양측 즉 전후측에 수직 설치된다.(설명의 이해를 돕기 위해 상기 라인(L)과 마주보는 방향을 전측으로 정해 기준삼아 후측, 좌측 및 우측으로 표기하기로 한다.) 이러한 상기 가이드부(420)는 한 쌍의 LM가이드로 이루어지며 한 쌍의 LM가이드가 포스트(410)의 전측과 후측에 설치되는 구조를 따른다.
이와 함께 상기 승강프레임(430)은 가이드부(420)를 타고 이동 가능하게 설치되는 것으로 상기 포스트(410)를 감싸되 가이드부(420)에 슬라이딩되도록 LM베어링이 상기 LM가이드 각각에 설치되는 구조로 구현된다.
그리고 상기 승강구동부(440)는 승강프레임(430)의 일측에 설치되어 승강프레임(430)이 가이드부(420)를 타고 승강 가능하도록 구동력을 제공하는 것으로, 자세하게 볼너트, 볼스크류 및 서보모터를 포함하여 이루어진다.
상기 볼너트는 승강프레임(430)의 일측에 설치되어 상기 볼스크류에 결합되된다. 자세하게 상기 볼스크류는 포스트(410)의 우측면에 일정간격 이격 설치되어 상기 승강프레임(430)의 우측면에 설치되는 볼너트가 결합됨으로써 볼스크류의 회전에 따라 볼너트가 승강되면서 이와 연동되어 상기 승강프레임(430)이 가이드부(420)를 타고 승강하게 된다. 그리고 상기 서보모터는 볼스크류의 하부측에 설치되며 상기 서보모터의 회전축과 볼스크류의 회전축이 타임벨트에 의해 연결되어 상기 서보모터의 구동력이 볼스크류에 전달됨으로써 볼스크류가 회전하게 된다.
다음으로 상기 틸팅유닛(500)은 주형에 용탕 주입 시 주입래들(100)이 회전되어 기울여지게 하기 위해 승강유닛(400)에 설치되어 상기 주입래들(100)을 기울여 주형에 용탕을 공급 가능케 하는 것으로 래들프레임(510) 및 틸팅구동부(520)를 포함하여 이루어진다.
상기 래들프레임(510)은 주입래들(100)이 설치되며 틸팅구동부(520)의 회전축과 결합되는 것으로, 자세하게 상부에 상기 주입래들(100)이 고정 설치되는 하부플레이트와 상기 하부플레이트의 우측에 수직 설치되어 틸팅구동부(520)의 회전축과 결합되는 측면플레이트로 이루어진다. 이러한 상기 측면플레이트에는 주입래들(100)의 상부를 차폐시킬 수 있는 커버가 회전가능하게 설치되어 상기 주입래들(100)의 상부로 이물질이 유입되는 것을 방지토록 하는 것이 바람직할 것이다.
이와 함께 상기 틸팅구동부(520)는 승강프레임(330)의 라인(L)과 대향되는 측에 설치되며 회전축이 상기 래들프레임(510)과 결합되어 래들프레임(510) 기울여 상기 라인(L)상의 주형에 용탕을 공급 가능케 하는 것으로, 자세하게 상기 틸팅구동부(520)는 복수개의 감속기와 연결되는 모터로 이루어지며 상기 승강프레임(330)의 전측에 설치되되 모터의 회전축이 상기 래들프레임(510)의 측면플레이트와 결합되어 래들프레임(510)을 회전시켜 상기 주입래들(100)을 주형에 기울일 수 있게 된다.
여기에서 상기한 도면들과 본 발명에 따른 용탕공급유닛을 나타낸 도 7을 참조하여 상기 주입래들(100)에 용탕을 공급하기 위한 용탕공급유닛(900)을 설명하면 다음과 같다. 상기 용탕공급유닛은 로(爐)에서 공급받은 용탕을 상기 주입래들(100)에 충진시키기 위한 것으로 상기 주행유닛(200)의 후방에 제1 레일부(210)와 평행 선상에 설치된다.
자세하게 상기 용탕공급유닛(900)은 진퇴프레임(910), 이송래들 수용부(920), 유압구동부(930) 및 조작부(미도시)를 포함하여 이루어진다. 상기 진퇴프레임(910)은 대차(220)의 상부측과 평행되는 선상에 위치되도록 설치되되 유압 또는 전기적인 동력에 의해 상기 주입래들(100) 측으로 접근 또는 이격 가능하게 설치된다.
그리고 상기 이송래들 수용부(920)는 진퇴프레임의 상부에 설치되어 로에서 공급되는 용탕을 저장하고 있는 이송래들이 수용되어 탈착되는 공간이 형성되어 있다. 이와 함께 상기 유압구동부(930)는 한 쌍의 유압실린더로 이루어져 각각의 로드측이 이송래들 수용부(920)의 좌우측에 결합되고 각각의 실린더 측이 진퇴프레임(910)의 좌우측에 대각을 이루도록 설치된다. 그리하여 상기 유압구동부(930)가 작동되면 로드가 전진하면서 상기 이송래들 수용부(920)가 대각방향으로 상승하면서 상기 주입래들(100) 측으로 기울여져 도 7에 도시된 (1)->(2)->(3)의 수순으로 이송래들의 용탕을 상기 주입래들(100)에 공급할 수 있게 된다.
여기에 상기 조작부가 진퇴프레임(910)의 후방측에 설치되어 상기 진퇴프레임(910)과 유압구동부(930)에 공급되는 동력원을 제어할 수 있게 함이 바람직할 것이다.
이어서 상기 접종제 공급유닛(600)은 주입래들(100)의 상부에 설치되어 주입래들(100)에 수용된 용탕을 구상화시키기 위한 접종제를 투입하기 위한 것으로 접종제 수용호퍼(610), 하향이송관(620), 진동피더(630), 접종제 분사관(640) 및 에어공급부(650)를 포함하여 이루어진다.
상기 접종제 수용호퍼(610)는 일측이 주행 유닛(200)에서 상방으로 지지되는 구조로 연결 고정되어 주형의 상부측에 설치될 수 있도록 한다.
그리고 상기 하향이송관(620)은 접종제 수용호퍼(610)의 하부와 진동피더(630)의 일측을 연통시켜 접종제 수용호퍼(610)에 수용된 접종제가 낙하되어 진동피더(630)에 공급되도록 한다.
이러한 상기 진동피더(630)는 하부에 설치되는 바이브레이터의 구동에 따라 공급되는 접종제를 진동을 이용해 상기 접종제 분사관(640)으로 공급되게 한다. 이와 함께 상기 접종제 분사관(640)은 진동피더(630)의 타측과 연통되며 하단부가 주입래들(100)의 주입구(120) 단부를 향하게 설치되어 진동피더(630)에서 낙하되는 접종제를 주입래들(100)에 투입할 수 있게 한다. 여기서 상기 에어공급부(650)가 접종제 분사관(640) 내부에 압축공기를 공급할 수 있게 설치되는데, 상기 에어공급부(650)는 접종제 분사관(640)과 연통되는 에어호스(도면부호 미도시)와 상기 에어호스에 압축공기를 공급하는 에어공급기(도면부호 미도시)를 포함하여 이루어진다. 상기 에어공급기는 고압의 에어를 분사시킬 수 있는 콤프레셔로 구현될 수 있다.
다음으로 상기 감지유닛은 주입래들(100)의 용탕 무게, 용탕이 주입될 주형의 높이 감지 및 틸팅 시 용탕의 유무를 감지하기 위한 것으로 로드셀(미도시), 상하감지센서(미도시), 용탕검출센서(미도시)를 포함하여 이루어진다.
상기 로드셀은 지지프레임(320)의 하부에 복수개로 설치되어 상기 주입래들(100)에 수용된 용탕의 중량을 감지하게 된다. 그리고 상기 상하감지센서는 접종제 공급유닛(600)의 일측에 설치되어 주형의 상부에 레이저를 조사하여 거리를 감지하는 방식으로 주형의 높이를 측정하게 된다. 또한 상기 용탕검출센서는 접종제 공급유닛(600)의 타측에 설치되어 상기 주입래들(100)의 주입구(130)에서 틸팅되는 용탕의 유무를 이미지 감지 방식으로 측정하게 된다.
여기에서 상기 감지유닛은 접종제 감지센서(미도시)를 더 포함하게 되는데, 상기 접종제 감지센서는 진동피더(630)와 접종제 분사관(640) 사이에 설치되어 진동피더(630)에서 접종제 분사관(640)으로 공급되는 접종제의 유무를 감지하게 된다.
이와 더불어 상기 제어유닛(700)은 주행유닛(200), 접근유닛(300), 승강유닛(400), 틸팅유닛(500) 및 접종유닛(600)과 전기적으로 연결되어 전력을 공급 제어하고 조형기의 제어판넬에서 입력되는 데이터와 감지유닛의 검출값을 통합하여조정함으로써 상기 라인(L)을 따라 이동중인 주형에 용탕을 공급할 수 있도록 상기 주입래들(100)의 이송 및 틸팅을 자동화하게 된다.
이러한 상기 제어유닛(700)은 접종제 공급유닛(600)을 제어하여 용탕 페이딩 타임(fading time)의 시작을 자동화하기 위해 PLC(programmable logic controller)와 무선통신 제어를 기반으로 용탕의 재질별로 제어할 수 있게끔 한다.
아울러 상기 제어유닛(700)은 주행유닛(200)과 접근유닛(300) 및 승강유닛(400) 각각의 서보모터를 CNC(computerized numerical control) 방식을 기반으로 제어하여 각각의 위치를 제어하며, 상기 주행유닛(200)의 이동상태를 PLC 로더(loader) 값을 측정하여 제어하고, 상기 접근유닛(300)과 승강유닛(400) 및 틸팅유닛(500)을 레이저 센서 측정방식으로 공(空) 주형에 주입래들(100)를 정위치 시킴과 더불어 상기 주입래들(100)에 수용되는 용탕의 무게 및 주입시간을 측정 및 제어를 통해 라인(L)을 따라 이동중인 공 주형의 위치 검출 이후 주입래들(100)이 공 주형에 접근한 다음 용탕을 주입하는 과정을 반복하고 주입래들(100)의 용탕이 부족하게 되면 용탕공급유닛 측으로 주입래들(100)을 이동시켜 용탕을 충진시키는 일련의 과정을 제어판넬에서 모니터링하고 조작하여 자동화할 수 있게 된다.
상기한 과정은 다음과 같은 순서를 반복하여 이루어지게 된다.
전기로에서 용탕이 이송래들로 출탕, 이송래들이 호이스트로 이동되어 용탕공급장치에 안착, 주입래들에 용탕공급, 주입래들의 제어를 통해 주형에 용탕 주입, 용탕주입완료 후 필요에 따라 주입래들(100) 남은 용탕을 배탕한 다음 용탕공급장치 측으로 이동하는 순서이다.
그리고 상기 용탕 페이딩 타임은 로에서 용탕이 이송래들이 수강되어 용탕의 재질을 맞추기 위해 구상화 폭발 시간부터 용탕의 재질이 변경되기 전의 시간을 의미하는 것으로 제어유닛(700)에서 이것을 측정 관리하게 된다. 가령 용탕 페이딩 타임이 8분이라고 하면 주입래들(100)에서 8분이 초과되면 제어유닛(700)이 배탕슈트로 주입래들(100)을 이송하여 배탕시켜 오작을 방지하게 된다.
아울러 주형의 모델 체인지로 인해 용탕재질을 변경해야 하는 경우 주형교환 시점부터 조형기 제어판넬의 PLC프로그램으로부터 제어유닛(700)이 데이터를 전송받아 주입래들(100)에 변경된 재질의 용탕을 공급한 후 교환된 주형으로 주입래들(100)을 안내하여 용탕을 주형에 공급할 수 있게 된다.
이러한 상기 라인(L)에서 순차적으로 이동하는 주형은 이동 순서에 따른 그 위치에 대한 데이터가 정해져 있어 주형이 한 칸씩 이동하면 그 주형의 위치 데이터가 지정되어 있어 이동에 따른 데이터를 제어유닛(700)에서 입력받아 주입래들(100)을 제어하게 된다.
즉 도 1에 도시된 바와 같이 주형이 순차적으로 이동하여 6번 위치의 주형이 7번의 위치로 이동해 7번의 위치의 데이터 값으로 제어판넬에 입력되고 7번의 위치의 주형이 8번의 위치로 이동해 8번의 위치의 데이터 값으로 제어판넬에 입력되며 8번 위치의 주형이 9번 위치로 이동해 9번 위치의 데이터 값으로 제어판넬에 입력되는 방식으로 주형의 위치를 파악하게 된다. 이렇게 주형의 데이터 값을 토대로 주행유닛(200)이 지정된 속도값으로 이동하면서 주입래들(100)을 그 속도에 맞추어 이동중에도 주형에 용탕의 주입이 가능하게 된다.
여기에서 만약 불량주형이 발생하게 되면 조형기의 제어판넬에서 신호를 입력, 그 신호 데이터 값이 제어유닛(700)에 수신되어 불량주형이 순차적으로 이동하게 되면 주입을 하지 않고 패스할 수 있게 된다.
그리고 상기 주입래들(100)의 틸팅제어는 용탕무게와 연계되어 틸팅유닛(500)의 서보모터의 회전수 감지하는 엔코더의 수치를 기반으로 틸팅각도 별로 주입구의 위치를 제어할 수 있도록 각도별로 보상 값이 지정되어 있어 소모되는 용탕의 무게별로 최적화된 틸팅각도로 주입래들(100)을 제어하여 주형에 용탕을 공급할 수 있게된다.
이와 함께 상기 진동피더(630)는 일정량의 접종제를 공급하게 셋팅되어 있는데 상기 제어유닛(700)의 제어판넬에 구비되는 진동피더 컨트롤러를 통해 접종제 공급량을 제어할 수 있게되며 용탕검출센서와 접종제 감지센서의 측정값을 통해 주입래들(100)에서 용탕 주입될 때만 접종제가 주형에 투입될 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명의 기본적인 기술적 사상은 이동중인 주형에 대응하여 각각의 주형에 틸팅방식으로 정량의 용탕 공급을 자동화할 수 있는 래들 경동식 자동주탕장치를 제공하기 위함임을 알 수 있다.
이러한 본 발명의 기본적인 기술적 사상 범주내에서 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형이 가능함은 물론이며, 따라서 본 발명의 범주는 다양한 변형예들을 포함하도록 작성된 특허청구범위 내에서 해석되어야 할 것이다.
100: 주입래들 200: 주행유닛
300: 접근유닛 400: 승강유닛
500: 틸팅유닛 600: 접종제 공급유닛
700: 제어유닛

Claims (6)

  1. 조형기에서 공급되는 주형이 순차적으로 이송되는 라인에 주입래들을 제어하여 각각의 주형에 용탕을 공급하기 위한 장치에 있어서,
    상기 라인과 평행하게 설치되는 제1 레일부 및, 상기 제1 레일부를 따라 주행하는 대차를 포함하는 주행유닛;
    상기 대차의 상부에 상기 제1 레일부와, 직교방향으로 설치되는 제2 레일부와, 상기 제2 레일부를 타고 이동 가능하게 설치되는 지지프레임 및, 상기 지지프레임의 일측에 설치되어 상기 지지프레임이 이동되도록 구동력을 제공하는 접근구동부를 포함하는 접근유닛;
    상기 지지프레임의 상부에 설치되는 포스트와, 상기 포스트에 수직 설치되는 가이드부와, 상기 포스트의 일측에 설치되어 상기 가이드부를 타고 이동 가능하게 설치되는 승강프레임 및, 상기 승강프레임의 일측에 설치되어 상기 승강프레임이 승강되도록 구동력을 제공하는 승강구동부를 포함하는 승강유닛;
    상기 주입래들이 고정 설치되는 래들프레임 및, 상기 승강프레임의 라인과 대향되는 측에 설치되며 회전축이 상기 래들프레임과 회전 가능하게 결합되는 것으로 상기 래들프레임을 기울여 주형에 용탕을 공급가능케 하는 틸팅구동부를 포함하는 틸팅유닛;
    상기 주입래들의 상부에 설치되어 용탕 공급 시 주형에 접종제를 투입하는 접종제 공급유닛;
    상기 지지프레임의 하부에 복수개로 설치되어 상기 주입래들에 수용된 용탕의 중량을 감지 가능케 하는 로드셀, 상기 접종제 공급유닛의 일측에 설치되어 상기 주형의 높이를 측정하는 상하감지센서 및, 상기 접종제 공급유닛의 타측에 설치되어 상기 주입래들에서 틸팅되는 용탕의 유무를 감지하는 용탕검출센서를 포함하는 감지유닛; 및,
    상기 주행유닛, 접근유닛, 승강유닛, 틸팅유닛, 접종제 공급유닛 및 감지유닛을 제어하여 상기 라인을 따라 이동중인 주형에 용탕을 공급할 수 있도록 상기 주입래들의 이송 및 틸팅을 자동화하는 제어유닛;을 포함하여 이루어지되,
    상기 제1 레일부의 일측에는,
    상기 대차의 상부측과 평행선 상에 배치되되 전후진 가능하게 설치되는 진퇴프레임,
    상기 진퇴프레임의 상부에 설치되어 로(爐)에서 출탕된 용탕이 저장된 이송래들이 내부에 탈착되는 이송래들 수용부 및,
    상기 진퇴프레임의 상부 양측에 각각의 실린더 후단부가 결합되고 상기 이송래들 수용부의 상부 양측에 각각의 로드 선단부가 결합되어 작동에 따라 이송래들 수용부를 상승시켜 기울임 가능케 하여 상기 주입래들에 이송래들의 용탕을 틸팅시키는 한 쌍의 유압실린더로 이루어진 유압구동부를 포함하는 용탕공급유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 래들 경동식 자동주탕장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주입래들은,
    용탕이 수용되는 공간이 형성된 몸체,
    상기 몸체의 일측에 형성되되 내면이 상향 경사지고 양측의 폭이 점진적으로 협소해지는 모집부,
    상기 모집부의 단부에 구비되되 틸팅 시 용탕의 흘러내림 현상을 저감시키기 위한 주입홈부가 형성된 주입구 및,
    상기 모집부의 상부에 설치되어 주입래들이 기울어지더라도 모집부로 흐르는 용탕의 양을 일정하게 유지시키는 칸막이를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 래들 경동식 자동주탕장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주입홈부는,
    저면이 상향경사지다가 볼록해지되 저면의 폭이 점진적으로 좁아지고, 양측의 간격이 점진적으로 좁아져 단부가 뾰족하게 형성되는 것을 특징으로 하는 래들 경동식 자동주탕장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접종제공급유닛은,
    상기 주입래들의 상부측에 설치되어 하부가 하향이송관과 연통되는 접종제 수용호퍼,
    상기 접종제 수용호퍼의 하부와 연통되는 하향이송관,
    일측이 상기 하향이송관과 연통되어 공급되는 접종제의 일정량을 타측으로 공급하는 진동피더,
    상기 진동피더의 타측과 연통되며 단부가 주입구의 단부를 향하게 설치되는 접종제 분사관 및,
    상기 접종제 분사관 내부와 연통되어 압축공기를 공급하는 에어공급부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 래들 경동식 자동주탕장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 감지유닛은,
    상기 진동피더와 접종제 분사관 사이에 설치되어 진동피더에서 접종제 분사관으로 공급되는 접종제의 유무를 감지하는 접종제 감지센서를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 래들 경동식 자동주탕장치.
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