KR101551267B1 - 주조물의 불용물 제거 자동화장치 - Google Patents

주조물의 불용물 제거 자동화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주조작업시 주조물에 포함되어 있는 탕구를 제거하는 주조물의 불용물 제거 자동화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일정 높이를 가지는 작업대와; 상기 작업대의 상면에 작업대의 길이방향으로 서로 나란하게 설치된 복수의 전후이송 가이드와; 상기 전후이송 가이드 상에 설치되어 가이드를 따라 직선운동하되, 상면에는 주조물이 고정되는 클램프가 장착되어 있는 베이스판과; 상기 베이스판을 직선운동하도록 구동시키는 구동장치와; 상기 전후이송 가이드의 끝단부에 설치되어 베이스판의 상면에 고정되어 이송해 온 주조물의 탕구를 제거하는 커팅장치를 포함하도록 구성된 것이 특징인 주조물의 불용물 제거 자동화장치에 관한 것이다.
이상에서와 같이 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치는 탕구에 의해 형성된 불용물을 제거하는 후처리 공정을 자동화함으로써 작업시간이 단축되며, 또한 사람이 작업하지 않기 때문에 안전사고가 발생하지 않는다는 등의 현저한 효과가 있다.

Description

주조물의 불용물 제거 자동화장치{Automatic apparatus for removing an unnecessary portion from a molded product}
본 발명은 주조작업시 주조물과 함께 생성되는 탕구와 같은 불용물을 제거하는 주조물의 불용물 제거 자동화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 주조물의 형상에 따라 부착된 탕구의 형상과 위치도 다양하기에 이에 대처하기 위하여 주조물이 고정되어 있는 베이스판의 회전과 틸팅이 자유롭도록 한 주조물의 불용물 제거 자동화장치에 관한 것이다.
일반적으로 주조는 모래 나 진흙 등으로 성형된 주형에 금속이 용해된 용탕을 주입하여 원하는 제품을 생산하는 것으로, 이렇게 제조된 주조물은 용탕이 흐르는 탕구 또는 탕도라 불리는 불용물이 부착되어 있게 마련이다.
이러한 탕구는 하나의 줄기처럼 형성되어 복수의 주조물이 하나의 탕구에 일체로 형성되어 있으며, 탕구를 제거하는 후처리 공정은 매우 어려운 작업이다.
이에, 주조물로부터 불용물을 제거하기 위한 종래기술로는 등록실용신안공보 제0334208호에 내부에 소정공간의 절단실을 마련하며, 일측에는 피가공물인 주조품이 진입되는 주조품장착홈이 형성되고, 타측에는 절단기진입홈이 형성되는 절단박스; 불용물이 형성된 주조품을 파지하고 상기 절단박스 외부에서 내부로 운반하여 절단위치에 고정시키는 파지구; 및 상기 절단박스 외부에 위치하는 절단모터와 상기 절단박스내부로 진입되어 있는 절단톱을 구비하고, 상기 절단박스에서 수직이송 및 수평이송되며 상기 주조품에서 불용물을 절단제거하는 절단기를 포함하는 주조품의 불용물 제거장치가 등록공개되어 있다.
또 다른 종래기술로는 공개특허공보 제1998-049609호에 탈사 공정으로부터 컨베이어를 타고 이송되는 주조품을 휠 커터를 갖는 절단 수단의 탕구 절단 위치로 이동시켜 탕구를 절단하는 주조품의 탕구 절단장치에 있어서, 피절단체인 주조품을 고정하는 작업 테이블과, 상기 작업 테이블을 절단수단의 휠 커터측으로 틸트시키는 유압 실린더 및 작업 테이블을 절단수단의 휠 커터측으로 전,후진시키는 유압 실린더를 포함하는 탕구절단위치 설정수단과, 상기 탕구절단위치 설정수단에 의한 주조품의 탕구 절단 위치 설정시 주조품의 탕구 높이에 따라 대응하여 주조품의 탕구 절단 위치를 설정하도록 제어하는 탕구절단 높이 보정수단을 구비하여, 탕구의 높이 변화에 관계없이 항상 일정한 탕구 절단 높이를 맞출 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 주조품의 탕구 절단장치가 공개되어 있다.
그러나 종래기술의 주조물의 불용물을 제거하는 장치는 대부분 자동화되어 있지 않아 작업시간이 많이 소요되며, 작업에 따른 작업자의 안전사고가 빈번히 발생하는 단점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 주조물의 생성시 함께 생성되는 불용물의 제거를 위한 주조물의 불용물 제거 자동화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치는 일정 높이를 가지는 작업대와; 상기 작업대의 상면에 작업대의 길이방향으로 서로 나란하게 설치된 복수의 전후이송 가이드와; 상기 전후이송 가이드 상에 설치되어 가이드를 따라 직선운동하되, 상면에는 주조물이 고정되는 클램프가 장착되어 있는 베이스판과; 상기 베이스판을 직선운동하도록 구동시키는 구동장치와; 상기 전후이송 가이드의 끝단부에 설치되어 베이스판의 상면에 고정되어 이송해 온 주조물의 탕구를 제거하는 커팅장치를 포함하도록 구성된 것이 특징이다.
이상에서와 같이 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치는 탕구에 의해 형성된 불용물을 제거하는 후처리 공정을 자동화함으로써 작업시간이 단축되며, 또한 사람이 작업하지 않기 때문에 안전사고가 발생하지 않는다는 등의 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 사시도.
도 2는 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 다른 측면에서의 사시도.
도 3은 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 측면도.
도 4는 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 작업대를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 클램프 개요도.
도 6은 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 커팅장치를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 커팅장치의 일부분 사시도.
도 8은 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 커팅장치의 측면도.
도 9는 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 사용상태도.
도 10은 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 압박실린더와 피스톤로드의 동작상태도.
본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치(100)는 일정 높이를 가지는 작업대(110)와; 상기 작업대(110)의 상면에 작업대의 길이방향으로 서로 나란하게 설치된 복수의 전후이송 가이드(120)와; 상기 전후이송 가이드(120) 상에 설치되어 전후이송 가이드(120)를 따라 직선운동하되, 상면에는 주조물(200)이 고정되는 클램프(160)가 장착되어 있는 베이스판(130)과; 상기 베이스판(130)을 직선운동하도록 구동시키는 구동장치(140)와; 상기 전후이송 가이드(120)의 끝단부에 설치되어 베이스판(130)의 상면에 고정되어 이송해 온 주조물(200)의 탕구를 제거하는 커팅장치(150)를 포함하도록 구성된 것이 특징이다.
또한, 상기 커팅장치(150)는 전후이송 가이드(120)의 끝단부에 작업대(110)의 상면으로 일정높이를 가지도록 설치되는 지지프레임(151)과; 상기 전후이송 가이드(120)에 직교하도록 양단이 상기 지지프레임(151)에 지지되는 한 쌍의 좌우이송 가이드(152)와; 상기 좌우이송 가이드(152)에 설치되어 좌우로 이동하는 좌우이송 프레임(153)과; 상기 좌우이송 프레임(153)에 수직방향으로 설치되는 수직이송 가이드(154)와; 상기 좌우이송 프레임(153)의 하부에 설치되어 수직이송 가이드(154)를 따라 승·하강하는 수직이송 프레임(155)과; 상기 수직이송 프레임(155)의 하부에 장착되어 전후이송 가이드(120)를 따라 이송된 베이스판(130)의 상면에 고정되어 있는 주조물(200)의 탕구를 커팅하는 커팅날(156)을 포함하도록 구성된 것이 특징이다.
그리고 상기 좌우이송 프레임(153)의 상면에는 좌우이송 프레임(153)의 상부로 돌출되는 브라켓(158)이 설치되고, 상기 브라켓(158)에는 실린더(159)의 피스톤로드가 하부방향으로 직선운동하도록 장착되어, 실린더(159)의 피스톤로드가 하강하여 좌우이송 프레임(153)의 상면을 압박함으로써 커팅날(156)에 의한 주조물(200)의 커팅시 발생하는 떨림을 방지하는 것이 특징이다.
이하, 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치를 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 다른 측면에서의 사시도, 도 3은 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 측면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치(100)는 일정 높이를 가지는 작업대(110)의 상면에 작업대의 길이방향으로 서로 나란하게 설치된 복수의 전후이송 가이드(120)가 설치되어 있다.
그리고 상기 전후이송 가이드(120) 상에는 가이드(120)를 따라 직선운동하되, 상면에는 주조물(200)이 고정되는 클램프(160)가 장착되어 있는 베이스판(130)이 설치되어 있다.
또한, 상기 베이스판(130)을 직선운동하도록 구동시키기 위해 전후이송 가이드(120)의 선단에는 구동장치(140)가 설치되어 있다.
한편, 상기 전후이송 가이드(120)의 끝단부에는 베이스판(130)의 상면에 고정되어 이송해 온 주조물(200)의 탕구를 제거하는 커팅날(156)이 포함된 커팅장치(150)가 설치되어 있다.
그리고 상기 커팅장치(150)의 하부에는 커팅날(156)에 의해 주조물(200)의 불용물이 제거 시 발생하는 절삭칩을 담아내는 칩받이(180)가 장착되어 있다.
커팅장치(150)에 대해서는 하기에 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 작업대를 나타낸 사시도, 도 5는 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 클램프 개요도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 작업대(110)의 상면에 설치된 전후이송 가이(120)에는 베이스판(130)이 장착되어 있는데, 상기 구동장치(140)는 공압 또는 유압을 동력원으로 사용하는 실린더를 사용할 수 있으나, 본원발명에서는 공압을 동력원으로 하는 실린더를 사용하고 있다.
또한, 상기 베이스판(130)은 관용의 회전장치에 의해 작업대(110)에 회전할 수 있도록 체결되어 있다.
그리고 베이스판(130)의 상면에는 주조물(200)을 견고하게 고정하는 클램프(160)가 장착되어 있는데, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 클램프(160)는 베이스판(130)의 일측면에 고정되는 고정블럭(161)과, 상기 고정블럭(161)의 상면에 상부로 돌출형성되는 고정축(162)과, 상기 고정축(162)의 상부에 직교하도록 힌지결합되어 시소운동하는 누름바(163)와, 상기 누름바(163)가 시소운동하도록 베이스판(130)의 외부방향에 위치하는 끝단부에 고정용 실린더(164)가 구성되어 있는 것이 특징이다.
바람직하게는 상기 고정용 실린더(164)는 피스톤로드가 누름바(163)의 끝단부와 힌지결합되어 있어 피스톤로드가 승·하강함에 따라 누름바(163)의 반대측이 베이스판(130)의 상면에 안착되어 있는 주조물(200)을 고정하거나 해제하게 된다.
고정용 실린더(164)는 주조물(200)을 견고하게 고정하여야 하기 때문에 유압에 의해 구동하는 것을 택하도록 한다.
상기 클램프(160)는 베이스판(130)이 진행하는 양측면에 한 쌍으로 설치되어 주조물(200)을 견고하게 고정하는 것으로, 주조물(200)에 직접 접촉하여 주조물(200)의 상부를 누르는 상기 누름바(163)의 하면에는 합성고무 또는 합성수지 재질의 패킹부재를 장착함으로써 더욱 견고하게 주조물(200)을 고정할 수 있으며, 또한 주조물(200)의 형상을 보존할 수 있게 된다.
바람직하게는 상기 베이스판(130)의 하부에는 베이스판(130)을 회전구동시키는 모터가 내부에 설치된 하우징이 베이스판(130)과 일체로 직선운동하도록 설치되며, 또한 하우징의 내부에는 상기 베이스판(130)의 기울기를 조정하는 틸팅장치(도면 미도시)는 별도로 설치함으로써 주조물(200)의 탕구위치에 따라 적절하게 베이스판(130)을 좌우방향으로 회전시키거나 상하로 기울기를 조절하게 된다.
도 6은 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 커팅장치를 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 커팅장치의 일부분 사시도, 도 8은 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 커팅장치의 측면도이다.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명 자동 후처리장치(100)의 커팅장치(150)는 전후이송 가이드(120)의 끝단부에는 작업대(110)의 상면으로 일정높이를 가지도록 골조형상의 지지프레임(151)이 설치되고, 상기 지지프레임(151)에는 상기 전후이송 가이드(120)에 직교하는 방향으로 좌우이송 가이드(152)가 지지프레임(151)에 고정설치되어 있다.
상기 좌우이송 가이드(152)는 한 쌍이 나란하게 설치된 것으로, 좌우이송 가이드(152)에 장착되어 좌우방향으로 이동하는 좌우이송 프레임(153)이 안정적으로 장착될 수 있도록 하여준다.
상기 좌우이송 프레임(153)에는 수직이송 가이드(154)가 수직방향으로서 설치되고, 상기 좌우이송 프레임(153)의 하부에는 수직이송 가이드(154)를 따라 승·하강하는 수직이송 프레임(155)이 설치되어 있다.
그리고 전후이송 가이드(120)를 따라 이송된 베이스판(130)의 상면에 고정되어 있는 주조물(200)의 탕구를 커팅하는 커팅날(156)이 수직이송 프레임(155)의 하부 또는 일측면에 직립하도록 장착되어 있다.
또한, 커팅날(156)에 의한 주조물(200)의 커팅시 발생하는 떨림을 방지하도록 상기 좌우이송 프레임(153)의 상면에는 좌우이송 프레임(153)의 상부로 돌출되는 브라켓(158)이 설치되고, 상기 브라켓(158)에는 실린더(159)의 피스톤로드가 하부방향으로 직선운동하도록 장착되어 있다.
따라서, 압박실린더(159)의 피스톤로드(159-1)가 하강하여 좌우이송 프레임(153)의 상면을 압박함으로써 주조물(200)의 커팅시 발생하는 떨림을 방지할 수 있게 된다.
즉, 커팅날(156)은 지지프레임(151) 상에 좌우로 이동하는 좌우이송프레임(153)에 수직이송 프레임(155)에 장착된 채 지지되어 있으며, 상기 좌우이송프레임(153)의 상면에는 상부로 돌출되는 브라켓(158)이 설치되고, 상기 브라켓(158)에는 압박실린더(159)의 피스톤로드(159-1)가 하부방향으로 직선운동하도록 장착되어, 커팅시 압박실린더(159)의 피스톤로드(159-1)가 하강하여 도 10에 도시된 바와 같이 좌우이송 프레임(153)의 상면을 압박함으로써 좌우이송 프레임(153)이 흔들리는 것을 최소화하는데 도움을 주게 됩니다.
특히, 커팅날(156)의 수직선상의 상부에는 레이저발생기(170)를 장착하여 커팅날(156)에 의한 주조물(200)의 커팅위치를 확인할 수 있도록 하였다.
커팅날(156)의 재질로는 다이아몬드, CBN(입방정질화붕소) 중에 택일하여 사용한다.
CBN(입방정질화붕소)은 자연에서 존재하지 않은 물질로서, 경도는 다아아몬드의 약 1/2정도 이지만, 1300℃ 이상의 고온에서도 열적 안정성이 우수하기 때문에 마도가 비교적 적다는 장점이 있다.
도 9는 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치의 사용상태도로서, 도 9(a)는 주조물의 불용물 커팅작업 전을 나타낸 것이고, 도 9(b)는 주조물의 불용물 커팅작업 작업 시를 나타낸 것이다.
도 9에 도시된 바와 같이 작업대(110)의 상부에는 커버 구조체(190)가 덮여져 있다.
상기 커버 구조체(190)의 전면에는 도어(191)가 설치되어 있고, 도어(191)의 상부측 커버 구조체(190)의 상단에는 도어(191)를 상하로 여닫는 개폐실린더(192)가 장착되어 있다.
또한, 커버 구조체(190)의 측면에는 내부구조가 보이도록 창문(193)이 설치되어 있으며, 커버 구조체(190)의 상면에는 주조물(200)의 커팅작업 시 발생하는 분진을 외부로 배출하는 방출구(194)가 형성되어 있으며, 상기 방출구(194)에는 방출장치(도면 미도시)가 설치되게 된다.
따라서, 주조물(200)을 베이스판(130) 상면에 안착시킬 때는 커버 구조체(190)의 도어(191)는 열려 있는 상태가 되며, 주조물(200)의 불용물을 커팅작업 중에는 도어(191)가 닫힘으로써 작업시 발생하는 분진이나 소음을 최대한 줄일 수 있게 된다.
이에, 본 발명에 따른 주조물의 불용물 제거 자동화장치는 상기 베이스판(130)에 주조물(200)을 고정하는 1단계, 상기 베이스판(130)에 주조물(200)이 고정되면 베이스판(130)과 함께 주조물(200)이 커팅장치(150) 측으로 전후이송 가이드(120)를 따라 직선이동하는 2단계, 상기 커팅장치(150)가 구동하여 상기 베이스판(130)과 함께 이송되어 온 주조물(200)로부터 탕구를 제거하는 3단계 동작에 의해 주조물(200)의 불용물을 제거하게 된다.
이상에서와 같이 본 발명 주조물의 불용물 제거 자동화장치는 탕구에 의해 형성된 불용물을 제거하는 후처리 공정을 자동화함으로써 작업시간이 단축되며, 또한 사람이 작업하지 않기 때문에 안전사고가 발생하지 않는다는 등의 현저한 효과가 있다.
100. 자동화장치
110. 작업대 120. 전후이송 가이드 130. 베이스판
140. 구동장치 150. 커팅장치 160. 클램프
170. 레이저발생기 180. 칩받이 190. 커버 구조체
151. 지지프레임 152. 좌우이송 가이드 153. 좌우이송 프레임
154. 수직이송 가이드 155. 수직이송 프레임 156. 커팅날
157. 구동모터 158. 브라켓 159. 압박실린더
159-1. 피스톤로드
161. 고정블럭 162. 고정축 163. 누름바
164. 고정실린더
191. 도어 192. 개폐실린더 193. 창문
194. 방출구 H. 하우징
200. 주조물

Claims (3)

  1. 일정 높이를 가지는 작업대(110)와, 상기 작업대(110)의 상면에 작업대의 길이방향으로 서로 나란하게 설치된 복수의 전후이송 가이드(120)와, 상기 전후이송 가이드(120) 상에 설치되어 전후이송 가이드(120)를 따라 직선운동하되, 상면에는 주조물(200)이 고정되는 클램프(160)가 장착되어 있는 베이스판(130)과, 상기 베이스판(130)을 직선운동하도록 구동시키는 구동장치(140)와, 상기 전후이송 가이드(120)의 끝단부에 설치되어 베이스판(130)의 상면에 고정되어 이송해 온 주조물(200)의 탕구를 제거하는 커팅장치(150)로 구성된 주조물의 불용물 제거 자동화장치에 있어서,
    상기 커팅장치(150)는 전후이송 가이드(120)의 끝단부에 작업대(110)의 상면으로 일정높이를 가지도록 설치되는 지지프레임(151)과, 상기 전후이송 가이드(120)에 직교하도록 양단이 상기 지지프레임(151)에 지지되는 한 쌍의 좌우이송 가이드(152)와, 상기 좌우이송 가이드(152)에 설치되어 좌우로 이동하는 좌우이송 프레임(153)과, 상기 좌우이송 프레임(153)에 수직방향으로 설치되는 수직이송 가이드(154)와, 상기 좌우이송 프레임(153)의 하부에 설치되어 수직이송 가이드(154)를 따라 승·하강하는 수직이송 프레임(155)과, 상기 수직이송 프레임(155)의 하부에 장착되어 전후이송 가이드(120)를 따라 이송된 베이스판(130)의 상면에 고정되어 있는 주조물(200)의 탕구를 커팅하는 커팅날(156)로 이루어지되,
    상기 좌우이송 프레임(153)의 상면에는 좌우이송 프레임(153)의 상부로 돌출되는 브라켓(158)이 설치되고, 상기 브라켓(158)에는 압박실린더(159)의 피스톤로드(159-1)가 하부방향으로 직선운동하도록 장착되어, 압박실린더(159)의 피스톤로드(159-1)가 하강하여 좌우이송 프레임(153)의 상면을 압박함으로써 커팅날(156)에 의한 주조물(200)의 커팅시 발생하는 떨림을 방지하고,
    또한, 상기 커팅날(156)의 수직선상의 상부에는 레이저발생기(170)를 장착하여 커팅날(156)에 의한 주조물(200)의 커팅위치를 확인할 수 있으며,
    상기 베이스판(130)의 상면에는 주조물(200)을 견고하게 고정하는 클램프(160)가 장착되는 것으로, 상기 클램프(160)는 베이스판(130)의 일측면에 고정되는 고정블럭(161)과, 상기 고정블럭(161)의 상면에 상부로 돌출형성되는 고정축(162)과, 상기 고정축(162)의 상부에 직교하도록 힌지결합되어 시소운동하는 누름바(163)와, 상기 누름바(163)가 시소운동하도록 베이스판(130)의 외부방향에 위치하는 끝단부에 고정용 실린더(164)가 구성되되,
    상기 고정용 실린더(164)는 피스톤로드가 누름바(163)의 끝단부와 힌지결합되어 있어 피스톤로드가 승·하강함에 따라 누름바(163)의 반대 측이 베이스판(130)의 상면에 안착되어 있는 주조물(200)을 고정하거나 해제하는 것이 특징인 주조물의 불용물 제거 자동화장치.
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