KR101635786B1 - 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템 - Google Patents

금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템에 관한 것으로, 전해액이 저수된 전해조에 구비되어 선행 전원과 후행 전원이 투입되며 양극레일을 구성하는 선행 양극부스바 및 후행 양극부스바 사이에 구비되는 절연블록에 후행 전원이 투입가능한 통전부스바를 구비하고, 상기 거치블록이 상기 통전부스바에 진입하면 감지신호를 출력하는 감지수단을 구비하여 감지신호가 입력되는 동안에 후행 전원을 통전부스바에 투입하고 감지신호의 입력이 없으면 후행 전원의 투입을 차단하여 단자대와 양극레일의 면 접촉 부위의 스파크 발생을 억제할 수 있다.

Description

금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템 {System for Preventing Spark of Electrode Rail for Anodizing Treatment of Metal}
본 발명은 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 금속의 아노다이징 처리를 위하여 양극레일을 따라 이동되는 거치블록이 절연블록을 지나 후행 양극부스바에 접촉될 때 스파크가 발생되지 않도록 하는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 아노다이징(Anodizing; 양극산화)은 금속이나 부품 등을 양극에 걸고 희석-산의 전해액에서 전해하면, 양극에서 발생하는 산소에 의해서 소지금속과 대단한 밀착력을 가진 산화피막(산화알루미늄: Al2O3)이 형성된다. 양극산화라고 하는 것은 양극(Anode)과 산화(Oxidizing)의 합성어(Ano-dizing)이다. 또한, 전기도금에서 금속부품을 음극에 걸고 도금하는 것과는 차이가 있다. 양극산화의 가장 대표적인 소재는 알루미늄(Al)이고, 그 외에 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb) 등의 금속소재에도 아노다이징 처리를 하고 있다. 최근에는 마그네슘과 티타늄 소재의 아노다이징 처리도 점차 그 용도가 늘어나는 추세이다.
알루미늄 소재의 표면에 산화피막을 처리하는 아노다이징(Anodizing on Aluminum Alloys)은 알루미늄을 양극에서 전해하면 알루미늄 표면이 반은 침식이 되고, 반은 산화알루미늄 피막이 형성된다. 알루미늄 아노다이징(양극산화)은 다양한 전해(처리)액의 조성과 농도, 첨가제, 전해액의 온도, 전압, 전류 등에 따라 성질이 다른 피막을 형성시킬 수 있다.
상기 양극산화피막의 특성으로서, 피막은 치밀한 산화물로 내식성이 우수하고, 장식성 외관을 개선하며, 양극피막은 상당히 단단하여 내마모성이 우수하고, 도장 밀착력을 향상시키며, 본딩(Bonding) 성능을 개선하고, 윤활성을 향상시키며, 장식목적의 특유한 색상을 발휘하고, 도금의 전처리가 가능하며, 표면손상을 탐색할 수 있다.
특히 양극경질산화(Hard Anodizing)의 특징은 알루미늄의 합금특성에 의한 저온(또는 상온) 전해는 H2SO4용액에 저온 전해방법으로서 보통 양극산화 피막 보다는 내식성, 내마모성, 절연성이 있는 견고한 피막이며, 적어도 30㎛이상이면 경질이라 할 수 있다. 알루미늄 금속표면을 전기, 화학적 방법을 이용하여 알루미나 세라믹으로 변화시켜 주는 공법이다. 이 공법을 적용하게 되면 알루미늄 금속 자체가 산화되어 알루미나 세라믹으로 변화되며 알루미늄 표면의 성질을 철강보다 강하고 경질의 크롬도금보다 내마모성이 우수하다. 도금이나 도장(코팅)처럼 박리되지 않으며 변화된 알루미나 세라믹표면은 전기절연성(1,500V)이 뛰어나지만 내부는 전기가 잘 흐른다. 이러한 알루미늄 금속에 경질-아노다이징(Hard-Anodizing) 표면처리 공법을 이용한 첨단기술이 개발 및 적용되고 있다.
이와 같이 알루미늄 금속에 경질의 아노다이징을 처리하기 위하여 산성용액의2전해액이 담긴 전해조에 알루미늄금속을 침지한 후에 일정 전압 및 전류를 흘려 금속표면에 산화막이 형성되도록 하는 데, 전해조에 가하는 전압 및 전류에 따라 산화피막의 두께가 달라진다.
따라서 종래에는 알루미늄 금속의 피막 두께를 높이기 위하여 낮은 전압 및 전류를 가하는 전해조에 알루미늄금속을 침지시켜 일정 두께의 피막을 입힌 후에 상대적으로 높은 전압 및 전류를 가하는 전해조로 알루미늄 금속을 옮겨가면서 피막을 형성하였다. 즉 전압 및 전류가 상이한 복수의 전해조를 준비하고 여기에 알루미늄 금속을 순차적으로 해당하는 전해조에 침지시키면서 피막 두께를 늘려야 했다.
그러므로 알루미늄 금속의 피막 두께를 늘리기 위하여 많은 전해조 및 부가장치를 필요로 하였다. 또한, 금속의 피막 두께를 늘리기 위하여 소요시간이 길어질 뿐만 아니라 알루미늄 금속의 아노다이징 처리를 위한 인력 및 비용이 증가하는 문제가 있었다.
그리고 교류(AC)를 직류(DC)로 정류하는 정류기를 통해 전압 및 전류를 정류하여 인가하는 일반 전해조에서는 알루미늄 금속의 피막 두께는 대략 50㎛ 내외이다. 대부분 도금 대상물인 알루미늄의 재질에 따라 또는 알루미늄의 합금의 종류에 따라 피막 두께가 결정된다. 특히 알루미늄의 조성비가 낮을수록 피막의 두께는 더욱 얇아지거나 거의 형성되지 않는다. 또한, 한정된 피막의 두께에 의하여 내식성과 경도가 약한 문제가 있었다.
더욱이 피막의 두께에 따라 도금 대상물의 표면 피막의 색깔이 달라지는데, 피막 두께가 한정되면 다양한 색깔을 구현하는데 어려움이 따르는 문제도 있었다.
이와 같은 문제를 해소하기 위하여, 본 출원인은 특허등록 제10-1048013호(참고문헌 1)를 제안한 바 있다. 이는 첨부된 도 1에서 확인되는 바와 같이 체인에 고정된 이송블록(29)이 회전하면서 거치대(30)를 밀어 회전시킨다. 거치대(30)에는 행거(32)로부터 복수의 도금대상물(33)이 거치되어 있다. 그리고 거치대(30)는 면 접촉되는 양극라인(20a-20c)에 일정 간격으로 구획된 절연블록(21)이 결합된 양극레일(20)이 폐로로 형성된다. 또한, 양극라인(20a-20c)에는 각기 다른 전압 및 전류가 인가된다. 그러나 거치대(30)가 양극레일(20)의 절연블록(21)이전의 양극라인(20a)로부터 일정 크기의 전압 및 전류의 전원을 공급받아 도금대상물(33)을 아노다이징 처리한 후에 절연블록(21)을 통과한다. 그리고 거치대(30)는 절연블록(21)을 통과한 후에 다음의 양극라인(20b)에 진입하여 면 접촉될 때에 양극라인(20b)에 인가된 전원에 의하여 순간적인 스파크(spark)가 발생된다. 이 순간적인스파크에 의하여 거치대(30)와 접촉되는 양극라인(20b)의 앞부분 또는 거치대(30)에 홈(S) 등의 손상이 발생된다. 이러한 스파크에 의한 손상으로 홈은 점점 더 깊거나 넓어지게 되어 거치대가 양극레일을 따라 자연스럽게 회전되지 못하게 되는 부하로 작용하여 아노다이징 처리 시스템을 원활한 작동시키지 못하거나 양극라인으로 전원이 공급되지 못하는 등의 문제로 인하여 양극레일 전체를 교체하여야 하는 문제가 발생된다. 이는 작업효율을 저하시키고, 교체비용의 상승으로 이어져 생산성을 저하시키는 단점으로 지적되었다.
물론 상기 참고문헌 1의 문제점을 개선하기 위해 본 출원인은 등록특허 제10-1215478호(참고문헌 2)를 제안한 바 있다. 이는 전해액이 저수된 전해조에 구비되며 일정 구간을 구획하기 위한 절연블록과 양극라인이 결합된 양극레일과 면 접촉되어 이동하며 도금대상물이 고정되는 행거가 지지되는 거치대가 구비되는 금속의 아노다이징 처리용 양극레일의 스파크 방지 시스템에 있어서, 상기 양극라인에서 거치대가 절연블록으로 진입하는 경우를 감지하는 제1감지수단과; 상기 거치대가 절연블록에서 양극라인으로 진입한 상태를 감지하는 제2감지수단과; 상기 제1감지수단으로부터 감지신호가 입력되면 상기 거치대가 절연블록으로 진입하는 것으로 판단하여 전환용 전원의 투입을 위한 제어신호를 출력하고, 상기 제2감지수단에서 감지신호가 감지되면 상기 거치대가 절연블록에서 양극라인으로 진입한 것으로 판단하여 산화피막용 전원의 투입을 위한 제어신호를 출력하는 제어부와; 상기 제어부의 제어신호에 따라 산화피막용 전원 또는 전환용 전원을 상기 양극라인에 투입하도록 정류기에 펄스신호를 인가하는 SCR기판;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그런데 참고문헌 2는 제1감지수단에서 감지신호가 감지되면 거치대가 절연블록으로 진입하는 것으로 판단하지만, 감압된 전환용 전원을 거치대로 투입하는 것이 아니라 양극레일로 투입하는 구조여서, 양극레일의 산화피막용 전원을 전환용 전원으로 감압하면 산화피막이 거의 형성되지 않으면서 거치대와 양극레일의 접촉 면에서의 스파크 발생을 억제할 수 있지만, 다시 거치대가 절연블록을 지나 양극레일로 진입시에는 전환용 전원에 의한 거치대와 양극레일 접촉부위에 여전히 미세한 스파크가 발생하므로 이 역시 거치대와 양극레일의 망실을 완벽하게 차단하지 못하는 문제점을 안고 있다.
따라서 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 금속의 아노다이징 처리장치에 구비되어 양극부스바와 절연블록이 일체로 결합된 양극레일을 따라 이동하는 거치블록의 스파크 발생을 완전하게 방지할 수 있는 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명은 구간별로 설치되는 양극라인에 이동하는 거치블록의 수량 변화에 따라 개별 거치블록에 투입되는 전류량을 일정하게 유지시켜 주어 균일하게 아노다이징 처리를 수행할 수 있는 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템을 제공하는데에도 그 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;
전해액이 저수된 전해조에 구비되며 일정 구간을 구획하며 선행 전원과 후행 전원이 투입되는 선행 양극부스바 및 후행 양극부스바 사이에 절연블록이 결합된 양극라인과 면 접촉되어 양극전원을 공급받는 단자대가 몸체의 하부에 구비되고 도금대상물을 거치한 행거를 거치할 수 있는 거치대가 구비되는 거치블록이 구비되는 금속의 아노다이징 처리용 양극레일의 스파크 방지 시스템에 있어서, 상기 절연블록에 상기 양극부스바와 절연상태를 유지하며 설치되어 후행 전원이 선택적으로 투입되는 통전부스바와; 상기 통전부스바를 향해 설치되어 상기 거치블록의 몸체가 감지되면 감지신호를 출력하는 감지수단과; 상기 감지수단으로부터 감지신호가 입력되면 상기 거치블록의 단자대가 선행 양극부스바를 통과해 절연블록으로 진입이 완료되어 통전부스바에 접촉된 것으로 판단하여 상기 통전부스바에 후행 전원을 투입하고, 상기 감지수단으로부터 감지신호의 입력이 없으면 단자대가 후행 양극부스바로 진입한 것으로 판단하여 상기 통전부스바에 후행 전원의 투입을 차단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템을 제공한다.
이때, 상기 제어부는 SCR로 이루어지는 정류기를 제어하여 양극라인의 선행 및 후행 양극부스바와 통전부스바로 전원을 투입하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 감지수단을 통해 감지신호가 입력되면 카운트하여 후행 양극부스바에 진입한 거치블록의 수량에 비례하여 후행 양극부스바에 투입되는 전류량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 거치블록은 상기 양극라인 방향으로 돌출되는 몸체와, 상기 몸체의 하부에 상기 양극라인에 접촉되어 상기 양극라인으로부터 양극전원을 공급받는 단자대와, 상기 몸체의 타단부에 일체로 구비되어 도금대상물을 거치한 행거를 거치할 수 있는 거치대로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 몸체의 하부에 구비되는 단자대는 스프링에 의해 하부로 돌출되도록 탄성 지지되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 거치대는 판형상으로 이루어져 수직으로 몸체의 타단에 결합되고, 상기 행거의 상단에 형성되는 걸림고리를 걸수 있는 거치홈이 하부에 형성되고, 상기 거치대의 양측에는 상하로 가이드홈을 갖는 가이드부재가 형성되고, 상기 거치홈을 개폐하는 개폐부재가 상기 가이드홈에 끼워져 승강가능하게 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 개폐부재는 전면에 손잡이가 돌출되고, 상기 가이드부재는 절연재로 이루어지고 상기 개폐부재의 하단부에는 절연패드가 일체로 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템은 거치블록가 선행 양극부스바를 벗어나 절연블록으로의 진입이 완료되어 거치블록의 단자대가 절연블록에 설치되는 통전부스바와 접촉하면 통전부스바에 후행 전원을 투입하고, 거치블록이 감지되지 않으면 단자대가 후행 양극부스바에 접촉되면 통전부스바에 투입된 후행 전원을 차단시키더라도 단자대에 후행 양극부스바를 통해 후행 전원이 계속해서 공급되므로 단자대와 양극레일의 면 접촉 부위의 스파크 발생을 억제할 수 있다.
아울러, 본 발명은 양극레일에 정류기로부터 설정된 전원이 계속해서 안정적으로 공급되므로 정류기의 손상을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 절연블록을 통과하는 동안에도 행거에 거치된 도금대상물에 산화피막을 형성할 수 있어 아노다이징 처리 작업의 효율성 및 생산성도 향상된다.
또한, 본 발명은 구간별로 설치되는 양극라인에 이동하는 거치블록의 수량 변화시에도 개별 거치블록에 투입되는 전류량을 일정하게 유지시켜 주어 균일하게 아노다이징 처리를 수행할 수 있다.
도 1은 종래 금속의 아노다이징 처리장치의 양극레일에 면 접촉되는 거치대를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 금속의 아노다이징 처리 시스템의 전체 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 금속의 아노다이징 처리 시스템의 내부 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 금속의 아노다이징 처리 시스템의 평단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 금속의 아노다이징 처리 시스템의 정단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 금속의 아노다이징 처리 시스템의 일측단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 금속의 아노다이징 처리 시스템의 거치대 구조를 설명하기 위해 도시한 도면들이다.
이하 본 발명에 따른 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2 내지 도 5에 의하면, 본 발명에 따른 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템은 금속의 아노다이징 처리장치에서 양극부스바(211,213)와 절연블록(210)이 일체로 결합된 양극라인(200)에 면접촉하는 도금대상물(1)이 거치된 상태의 행거(10)를 이송하는 복수의 거치블록(500)의 단자대(520) 사이에서 발생할 수 있는 스파크를 완전히 방지하기 위한 것이다.
우선 도금대상물(1)의 표면을 아노다이징에 의한 피막처리를 하기 위한 금속의 아노다이징 처리 장치는, 일정 용량의 전해액이 저수된 전해조(100)와, 상기 전해조(100) 상부에 무한궤도식으로 설치되어 양극 전원을 공급하는 양극라인(200)과, 상기 전해조(100) 내로 음극전원을 공급하는 음극라인(300)과, 상기 양극라인(200) 내측에 일정 거리로 이격되어 설치된 구동스프라켓(400) 및 종동스프라켓(410)과, 상기 구동스프로켓(400) 및 종동스프로켓(410)에 무한궤도식으로 체결되는 체인(420)과, 상기 체인(420)에 일정간격으로 장착되며 상기 양극라인(200)을 통해 양극전원을 공급받으며 도금대상물(1)이 거치된 상태의 행거(10)를 이송하는 복수의 거치블록(500)으로 구성된다.
이때 상기 양극라인(200)과 음극라인(300)은 아노다이징 처리를 위한 전원을 공급하기 위한 전극레일이다.
이하, 금속의 아노다이징 처리 장치의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.
상기 전해조(100)는 도금대상물(1) 표면에 경질의 아노다이징이 이루어질 수 있도록 일정 용량의 전해액이 저수된 것으로, 전해조(100)는 전해액에 의하여 산화되지 않도록 하거나 인가되는 전원을 외부로 절연시킬 수 있는 재질이 적용되고, 일정의 강도를 제작되는 것이 바람직하다.
상기 양극라인(200)은 전해조(100) 상부에 무한궤도식으로 설치된다. 이 경우 양극라인(200)은 양극부스바(211,213)와 절연블록(210)이 일정 간격을 유지하며 면 접촉하는 거치블록(500) 사이에서 발생할 수 있는 스파크를 완전히 방지하기 위해, 절연블록(210)에는 양극부스바(211,213)와는 절연상태를 유지하며 통전부스바(212)가 구비된다.
이와 같은 양극부스바(211,213)은 일정 구간을 구획하기 위한 복수의 절연블록(210)이 일정 간격을 두고 결합될 수 있으며, 양극부스바(211,213)와 통전부스바(212)에는 제어부(20)의 제어에 따라 정류기(30)에서 각각 다른 크기의 전압 및 전류가 인가되어 도금대상물(1)의 도금을 처리할 수 있다.
이때 상기 절연블록(210)은 합성수지 등과 같은 재질로 구성하여 절연블록(210)에 결합된 인접하는 각 양극라인(200)과는 절연상태가 유지되도록 하며, 상기 절연블록(210)의 중앙에는 통전부스바(212)가 구비된다.
한편, 상기 양극라인(200)의 내측으로 구동스프라켓(400) 및 종동스프라켓(410)이 설치되며, 복수의 거치블록(500)이 일정간격을 유지하며 고정되는 체인(420)이 구동스프라켓(400)과 종동스프라켓(410)에 결합된다.
이 같은 구조에 의해 체인(420)은 구동스프라켓(400)의 회전력으로 일정 방향으로 회전하며, 그에 따라 체인(420)에 고정된 거치블록(500)이 양극라인(200)의 상부 접촉면(200a)을 따라 접촉 이동하면서 양극전원을 공급받으며 전해조(100)에서 무한궤도식으로 이동된다.
한편, 상기 구동스프라켓(400)에서 발생되는 회전력은 제어부(20)에서 인가되는 전원으로 구동되는 모터(40)로부터 감속기(50)를 거쳐 동력전달부재(60)를 통해 전달받는다. 상기 모터(40)는 전해조(100) 상부에 설치된 덮개(70)에 장착된다.
이때, 상기 덮개(70)의 측면에는 복수의 개폐창(72)이 개폐가능하게 구비되어 전해조(100) 내부를 감시하거나 행거(10)를 거치블록(500)에 거치하거나 또는 전해조(100)의 전해액에서 발생되는 가스가 외부로 방출되는 것을 차단한다.
그리고 상기 행거(10)가 이동시에 방해받지 않으면서 음극전원을 공급할 수 있도록 전해조(100)의 내부에는 중앙 및 가장자리를 따라 복수의 음극라인(300)이 설치된다.
또한 상기 제어부(20)는 상기 해당하는 양극라인(200)과 음극라인(300)으로 인가되는 전압 및 전류를 공급 및 제어하고 모터(40)의 구동에 필요한 전원의 공급과 흡입팬(80)의 구동을 위하여 필요한 전원을 공급한다.
이상의 구조에 의해 제어부(20)에서 인가된 전원으로 모터(40)를 구동시키고, 모터(40)의 회전력은 감속기(50)를 통해 회전속도가 감속되며, 감속기(50)의 회전력은 동력전달부재(60)를 거쳐 구동스프라켓(400)으로 전달되어 체인(420)을 회전시킨다.
상기 덮개(70)의 하부 및 전해조(100)의 상부에는 복수의 흡입공(82)이 형성된 덕트(80)가 설치되어 흡입팬(70)의 구동으로 전해조(100)에서 발생되는 가스를 복수의 흡입공(82)을 통해 흡입하여 외부로 배출한다.
그리고 상기 전해조(100)내 전해액은 아노다이징 처리 과정중 이물질이 발생하며 이를 처리하기 위해 상기 전해조(100)의 일측에는 배출관(90)을 연결하고 타측에는 유입관(92)을 연결한다. 그리고 상기 배출관(90)과 유입관(92) 사이에는 펌프(94)와 필터(96)를 설치한다. 이를 통해 제어부(20)에서 펌프(94)를 구동하여 전해조(100) 내 전해액을 배출관에서 필터(96)로 강제순환시켜 이물질을 분리한 후 유입관(90)을 통해 전해조(100) 내로 재투입한다.
한편 도 6a 및 도 6b를 참고하면, 상기 거치블록(500)은 상기 체인(420)에 일정간격으로 장착되며 거치되는 행거(10)를 이송하는 것으로, 상기 거치블록(500)은 체인(420)에 일단부가 일체로 고정되며 양극라인(200) 방향으로 돌출되는 몸체(510)와, 상기 몸체(510)의 하부에 상기 양극라인(200)에 접촉되어 상기 양극부스바(211,213) 및 통전부스바(212)로부터 양극전원을 공급받는 단자대(520)와, 상기 몸체(510)의 타단부에 일체로 구비되어 도금대상물(1)을 거치한 행거(10)를 거치할 수 있는 거치대(530)로 구성된다.
이때, 상기 체인(420)의 상측에는 상기 체인(420)과 나란하게 제1가이드레일(501)이 구비되고, 상기 양극라인(200)의 외측에는 상기 양극라인(200)과 나란하게 제2가이드레일(502)이 구비된다. 이와 같은 제1 및 제2가이드레일(501,502)은 거치블록(500)이 체인(420)에 의해 이동시에 흔들리거나 궤도를 이탈하지 않고 안정적으로 이동할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이에 상기 거치블록(500)의 몸체(510)는 절연재질로 이루어지며 일단부가 상기 체인(420)에 고정되며 상기 몸체(510)의 일단부 상측에는 브라켓(541)에 고정되어 상기 제1가이드레일(501)의 하부면에 밀착되는 제1가이드롤러(540)가 구비되고, 상기 몸체(510)의 타측에는 상기 제2가이드레일(502)의 상부면에 밀착되는 제2가이드롤러(542)가 구비된다.
이와 같은 구조에 의해 상기 거치블록(500)이 이동시 일측 상부와 타측 하부는 제1 및 제2가이드롤러(540,542)에 의해 지지되어 궤도를 이탈하지 않고 안정적으로 이동할 수 있다.
한편, 상기 몸체(510)의 하부에 구비되는 단자대(520)는 스프링(522)에 의해 하부로 돌출되도록 탄성 지지되는 구조로 이루어져, 상기 양극라인(200)에 접촉되어 상기 양극라인(200)에 안정적으로 밀착되며 양극전원을 공급받는다.
그리고 상기 몸체(510)의 타단에는 상기 행거(10)가 거치되는 거치대(530)가 일체로 고정된다.
이때, 상기 거치대(530)는 동 또는 알루미늄 등의 전기전도성이 우수한 재질로로 이루어져 행거(10)를 거치시 양극라인(200)으로부터 단자대(520)를 통해 공급되는 양극전원을 행거(10)로 공급한다. 이때, 상기 거치대(530)와 단자대(520)는 전선으로 연결되어 전원이 공급되는 구조로 이루어진다. 물론 상기 행거(10) 역시 전기전도성이 우수한 재질로 이루어짐은 당연한 것으로, 도금대상물(1)이 하나 이상 거치될 수 있는 것으로, 상단에 걸림고리(11)가 돌출 구비된다.
이와 같은 거치대(530)는 하단에 행거(10)를 거치할 수 있도록 거치홈(532)이 형성되어 행거(10)의 걸림고리(11)를 상기 거치대(530)의 거치홈(532)에 거치시킬 수 있다.
이 경우 거치블록(500)의 이동중에 행거(10)가 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 하기 위해 상기 거치대(530)는 판형상으로 이루어져 수직으로 몸체(510)의 타단에 결합되며, 상기 거치대(530)의 양측에는 상하로 가이드홈(552)을 갖는 가이드부재(550)가 형성되고, 상기 거치홈(532)을 개폐하는 개폐부재(560)의 양측부가 상기 가이드홈(552)에 끼워져 승강가능하게 구비된다.
이에 따라 상기 개폐부재(560)를 상승시킨 상태에서 상기 행거(10)를 거치대(530)의 거치홈(532)에서 분리할 수 있고, 개폐부재(560)를 하강시키면 상기 행거(10)가 거치대(530)의 거치홈(532)에서 분리 또는 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 개폐부재(560)는 전면에 손잡이(562)가 돌출되어 수동으로 들어올릴 수 있다. 물론 상기 손잡이(562)를 놓게 되면 자중에 의해 상기 개폐부재(560)가 하강하여 상기 거치홈(532)을 폐쇄한다.
이때 상기 가이드부재(550)는 절연재로 이루어지고 상기 개폐부재(560)의 하단부에는 절연패드(564)가 일체로 부착되어 상기 손잡이(562)를 작업자가 수동으로 들어올리더라도 감전사고를 예방할 수 있다.
한편, 상기 행거(10)의 거치 및 분리가 이루어지는 지점에서 자동으로 개폐부재(560)를 상승시킬 수 있도록 하기 위해 상기 전해조(100)의 행거(10) 투입 지점과 배출지점에 상기 개폐부재(560)를 승강시키는 승강수단(570)이 설치된다.
상기 승강수단(570)은 상기 개폐부재(560)의 손잡이(562)의 하부를 지지하며 상측으로 견인하는 승강부재(572)와, 상기 승강부재(572)를 수직방향으로 승강시키는 모터, 또는 유압실린더와 같은 동력발생수단(574)으로 구성된다.
물론 상기 승강부재(572)가 상승하는 동안 모터(40)의 구동이 정지되도록 전해조(100)의 행거(10) 투입 지점 또는 배출지점에 상기 거치블록(500)을 감지하는 적외선 센서 등의 위치검지센서를 구비하여 거치블록(500)이 감지되면 제어부(20)는 모터(4)의 구동을 정지하고 승강수단(570)을 구동하여 개폐부재(560)를 상승시켜 행거의 거치 및 분리를 수행할 수 있다. 이후 설정된 시간이 경과하면 상기 승강부재(572)를 하강시키고 이후 모터(40)를 구동하여 아노다이징 처리를 수행할 수 있다.
이하 도 8a 내지 도 9를 참고로 본 발명에 따른 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템을 구체적으로 설명한다.
본 발명은 양극라인(200)을 통해 양극전원을 공급받는 단자대(520)가 몸체(510)의 하부에 구비되고 도금대상물(1)을 거치한 행거(10)를 거치할 수 있는 거치대(530)가 구비되는 거치블록(500)이 이동중에 단자대(520)와 양극라인(200) 사이에서 발생할 수 있는 스파크를 완전히 방지하기 위해, 절연블록(210)에는 양극부스바(211,213)와는 절연상태를 유지하며 통전부스바(212)가 구비된다.
이 경우 상기 절연블록(210)의 길이는 거치블록(500)에 비해 길게 형성하고, 상기 절연블록(210)의 중앙에 통전부스바(212)를 구비한다.
또한, 상기 거치블록(500)의 몸체(510) 하부에 구비되는 단자대(520)의 길이는 몸체(510)의 길이에 비해 짧게 형성한다.
한편, 상기 양극부스바(211,213)에 면 접촉하여 이동하는 단자대(520)가 선행 양극부스바(211)를 벗어나 절연블록(210)으로 진입이 완료되고 절연블록(210)을 지나 후행 양극부스바(213)로 진입하는 것을 감지하는 감지수단(214)이 절연블록(210)의 중앙에 이격되게 설치된다.
상기 감지수단(214)은 상기 거치블록(500)의 몸체(510)를 비접촉식으로 감지할 수 있는 레이저센서나 적외선센서 또는 근접센서 등으로 구성되거나, 상기 거치블록(500)의 몸체(510)를 접촉식으로 감지할 수 있는 리미트스위치로 구성될 수 있다.
즉, 상기 감지수단(214)은 통전부스바(212)의 중앙을 향해 설치되어 거치블록(500)의 몸체(510)의 전단부가 감지되면 단자대(520)가 선행 양극부스바(211)를 벗어나 절연블록(210)으로 진입이 완료되어 통전부스바(212)에 접촉된 것으로 판단할 수 있도록 제어부(20)에 감지신호를 전송하고, 상기 거치블록(500)의 몸체(510)의 후단부가 통전부스바(212)의 중앙을 통과하여 감지신호가 비감지되면 단자대(520)가 후행 양극부스바(213)로 진입한 것으로 판단할 수 있도록 제어부(20)에 비감지신호를 전송한다.
이와 같은 구성을 통해 금속의 아노다이징 처리장치에서 양극라인(200)에 면 접촉하는 단자대(520)가 선행 양극부스바(213)에 진입하면 금속의 아노다이징 처리를 하기 위해 선행 전원(VF)이 투입되고, 단자대(520)가 절연블록(210)으로 진입이 완료되어 통전부스바(212)에 접촉된 것으로 판단되면 후행 양극부스바(213)에 투입되는 후행 전원(VL)을 절연블록(210)에 설치된 통전부스바(212)에 인가하고, 단자대(520)가 후행 양극부스바(213)에 진입하면 통전부스바(212)에 공급되는 후행 전원(VL)을 차단하여 금속의 아노다이징 처리를 연속적으로 수행한다.
이와 같은 선행 양극부스바(211)와 후행 양극부스바(213)에 각기 투입되는 선행 전원(VF) 및 후행 전원(VL)은 정류기(30)에서 일정하게 공급되어 정류기 손상을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 단자대(520)는 산화피막 형성시 단자대(520)가 절연블록(210)에 완전 진입하는 경우 절연블록(210)의 중앙에 설치되는 통전부스바(212)에 후행 전원(VL)을 미리 투입하여 거치대(530)를 거쳐 행거(10)를 통해 도금대상물(1)로 전도되므로 산화피막 형성 시간을 단축하는 효과도 있다.
이때, 상기 산화피막 형성을 위한 전원은 10 ~ 50V 범위 내에서 20V, 25V, 40V 등의 서로 다른 다양한 직류전압을 선택적으로 다수의 양극부스바(211,213)에 각기 독립적으로 투입한다. 예를 들어 선행 양극부스바(211)에는 20V의 선행 전원(VF)이 투입되고, 다음 후행 양극부스바(213)에는 25V의 후행 전원(VL)이 투입될 수 있다. 이와 같은 산화피막용 전원(VF,VL)의 투입을 통해 다양한 두께의 산화피막을 도금대상물(1)의 표면에 형성하는 것이 가능하다.
한편, 제어부(20)는 감지수단(214)에서 거치블록(500)의 몸체(510)가 감지되어 감지신호가 입력되면 절연블록(210)으로의 진입이 완료됨과 동시에 단자대(520)가 통전부스바(212)에 접촉된 것으로 판단하고, 감지수단(214)에서 거치블록(500)의 몸체(510)가 감지되지 않아 감지신호가 입력되지 않으면 후행 양극부스바(213)으로 단자대(520)가 진입한 것으로 판단한다.
이에 따라 상기 제어부(20)는 감지수단(214)으로부터 감지신호의 입력이 이루어지는 동안에만 후행 양극부스바(213)의 후행 전원(VL)을 절연블록의 중간에 설치되는 통전부스바(212)를 통해 상기 단자대(520)로 공급하도록 제어한다.
이와 같이 상기 단자대(520)가 절연블록(210)에 진입 완료되어 단자대(520)가 통전부스바(212)에 접촉된 것으로 판단되는 시점에서 통전부스바(212)에 후행 전원(VL)을 공급하며, 이를 위해 상기 제어부(20)는 후행 전원(VL)을 투입하기 위한 제어신호를 출력한다.
한편, 상기 제어부(20)는 양극라인(200)의 선행 및 후행 양극부스바(211,213)와 통전부스바(212)로 전원을 투입하며 SCR(Silicon Controlled Rectifier)로 이루어지는 정류기(30)를 제어하여 산화피막용 전원(VF,VL)을 양극라인(200)에 투입하여 아노다이징 처리를 단계적으로 수행하게 된다.
이와 같은 제어부(20)는 일 예로 도 5에 도시된 바와 같은 회로 구성을 채용할 수 있다. 이에 의하면 전원공급커넥터(21)를 통해 공급되는 교류전원은 변압기(22)를 거쳐 감압되며 이후 제1정류기(23)로 투입되어 직류전원으로 변환된다. 그리고 상기 제1정류기(23)에서 출력되는 직류전원은 평활회로를 거쳐 안정된 직류전원을 정전압IC(24)를 통해 감압된다, 이를 통해 전원이 정상적으로 공급되는 경우 LED(25)는 점등된다.
이 같은 상태에서 감지수단(214)을 통해 감지신호가 센서접속커넥터(26)를 통해 입력되면 LED(27)가 점등되고 릴레이(28)가 작동되어 변압기(22)를 거쳐 감압된 교류전원이 제2정류기(29)로 투입되어 직류전원으로 변환되며 역시 평활회로를 거쳐 통전부스바(212)와 연결되는 전원투입커넥터(30)로 후행 전원(VL)을 공급한다. 물론 상기 감지수단(214)을 통해 감지신호가 입력되지 않아 센서접속커넥터(26)를 통한 신호입력이 없으면 LED(27)는 소등되고 릴레이(28)의 차단되어 변압기(22)를 거쳐 감압된 교류전원이 제2정류기(29)로의 투입 역시 차단되어 통전부스바(212)로 후행 전원(VL)이 공급되지 않는다.
한편, 상기 제어부(20)는 마이컴 등으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 감지수단(214)을 통해 감지신호가 입력되는 경우 카운트(count)하여 후행 양극부스바(212)에 진입한 거치블록(500)의 수량변화가 있더라도 각 거치블록(500)의 단자대(520)에 일정한 전류가 흐를 수 있도록 제어가 가능하다. 예를 들어 후행 양극부스바(213)에 100A의 전류가 투입되고 4개의 거치블록(500)이 위치하고 있는 경우 각 단자대(520)에는 25A의 전류가 흐르게 되는데, 이 경우 새로운 거치블록(500)이 더 투입되는 경우 각 거치블록(500)의 단지대(520)에는 20A의 전류가 흐르게 되며 이는 전체적인 아노다이징 품질을 저하시키는 원인이 될 수 있고 따라서 이를 다시 25A로 유지시켜 주어야 한다.
따라서, 상기 제어부(20)는 감지수단(214)을 통해 감지신호가 입력되는 경우 카운트(count)하여 후행 양극부스바(213) 해당 구간 내에 진입한 거치블록(500)의 수량을 파악하고 그에 비례하여 후행 양극부스바(213)에 투입되는 전류량을 제어한다. 이를 통해 예를 들어 후행 양극부스바(213)에 2개의 거치블록(500)이 위치하고 있는 경우 50A의 전류를 투입하고, 새로운 거치블록(500)이 더 투입되는 경우 후행 양극부스바(213)에는 75A의 전류를 투입하여 각각의 거치블록(500)의 단자대(520)에 투입되는 전류가 25A를 유지하도록 하여 전체적인 아노다이징 품질을 일정하게 유지시킬 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 9를 참고로 본 발명에 따른 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템의 구동 예를 설명한다.
체인(420)의 회전에 따라 거치블록(500)이 양극라인(200)과 면 접촉된 상태로 이동한다. 이때, 거치블록(500)의 단자대(520)가 양극라인(200)의 양극 부스바(211,213)에 면 접촉되어 이동하는 중에는 제어부(20)는 산화피막용 전원(VF,VL)이 양극라인(200)에 투입되도록 정류기(30)를 제어한다.
이에 따라 SCR(Silicon Controlled Rectifier)로 이루어지는 정류기(30)는 산화피막용 전원(VF,VL)을 양극라인(200)에 전원을 투입하여 아노다이징 처리를 수행하여 도금대상물(1)의 표면에 산화피막을 형성한다.
이때, 도금대상물(1)의 표면에 산화피막을 형성 과정 중에도 체인(420)은 계속해서 회전하며 그에 따라 거치블록(500)이 양극라인(200)을 따라 이동하게 된다.
이와 같은 상태에서 제어부(20)는 감지수단(214)에서 감지신호가 입력되는지를 계속해서 감시하며, 상기 감지수단(214)에서 감지신호가 감지되면 제어부(20)는 거치블록(500)의 단자대(520)가 선행 양극부스바(211)을 벗어나 절연블록(210)으로의 진입이 완료되고 단자대(520)가 통전부스바(212)에 접촉된 것으로 판단하여 통전부스바(212)에 후행 전원(VL)을 투입하며, 그에 따라 정류기(30)에 펄스신호를 인가하여 후행 양극부스바(213)의 후행 전원(VL)을 통전부스바(212)를 통해 단자대(520)에 공급한다.
한편, 상기 제어부(20)는 감지수단(214)에서 감지신호가 계속해서 입력되는지를 감시하여 감지신호가 감지되지 않으면 거치블록(500)의 단자대(520)가 후행 양극부스바(213)로 진입한 것으로 판단하여 통전부스바(212)에 공급하던 후행 전원(VL)을 차단한다. 이 경우 거치블록(500)의 단자대(520)는 이미 후행 양극부스바(213)로 진입하여 후행 전원(VL)을 공급받는 상태이므로 산화피막이 계속해서 이루어지게 된다. 따라서 거치블록(500)의 단자대(520)가 후행 양극부스바(213)로 진입한 이후 후행 전원(VL)을 통전부스바(212)에 투입하는 것을 차단하더라도 상기 단자대(520)에 후행 양극부스바(213)와 동일한 후행 전원(VL)이 연속적으로 계속해서 공급되는 상태이므로 거치블록(500)의 단자대(520)가 후행 양극부스바(213)의 진입시 면 접촉 부위의 스파크 발생을 억제할 수 있고, 이에 따라 정류기(30)의 손상도 최소화할 수 있다.
특히 본 발명은 양극라인(200)이나 거치블록(500)의 단자대(520) 망실을 최소화하여 양극라인(200) 및 거치블록(500)의 단자대(520) 수명을 연장하고 유지보수비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 금속의 아노다이징 처리시 거치블록(500)의 단자대(520)가 절연블록(210)에 완전 진입한 이후에는 후행 전원(VL)의 신속한 투입을 통한 산화피막의 형성이 가능해 아노다이징 처리 작업을 효율적으로 진행할 수 있고 생산성도 더욱 향상된다.
이상과 같이 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.
1: 도금대상물 10: 행거
20: 제어부 30: 정류기
100: 전해조 200: 양극라인
210: 절연블록 211: 선행 양극부스바
212: 통전부스바 213: 선행 양극부스바
214: 감지수단 300: 음극라인
400: 구동스프라켓 410: 종동스프라켓
420: 체인 500: 거치블록
501: 제1가이드레일 502: 제2가이드레일
510: 몸체 520: 단자대
530: 거치대 540: 제1가이드롤러
542: 제2가이드롤러 550: 가이드부재
560: 개폐부재 570: 승강수단

Claims (7)

  1. 전해액이 저수된 전해조(100)에 구비되며 일정 구간을 구획하며 선행 전원(VF)과 후행 전원(VL)이 투입되는 선행 양극부스바(211) 및 후행 양극부스바(213) 사이에 절연블록(210)이 결합된 양극라인(200)과 면 접촉되어 양극전원을 공급받는 단자대(520)가 몸체(510)의 하부에 구비되고 도금대상물(1)을 거치한 행거(10)를 거치할 수 있는 거치대(530)가 구비되는 거치블록(500)이 구비되는 금속의 아노다이징 처리용 양극레일의 스파크 방지 시스템에 있어서,
    상기 절연블록(210)에 상기 양극부스바(211,213)와 절연상태를 유지하며 설치되어 후행 전원(VL)이 투입가능한 통전부스바(212)와;
    상기 거치블록(500)의 몸체(510)가 상기 통전부스바(212)에 진입하면 감지하여 감지신호를 출력하는 감지수단(214)과;
    상기 감지수단(214)으로부터 감지신호가 입력되면 상기 거치블록(500)의 단자대(520)가 선행 양극부스바(211)를 통과해 절연블록(210)으로 진입이 완료되어 통전부스바(212)에 접촉된 것으로 판단하여 상기 통전부스바(212)에 후행 전원(VL)을 투입하고, 상기 감지수단(214)으로부터 감지신호의 입력이 없으면 단자대(520)가 후행 양극부스바(213)로 진입한 것으로 판단하여 상기 통전부스바(212)에 후행 전원(VL)의 투입을 차단하는 제어부(20);를 포함하며,
    상기 거치블록(500)은 상기 양극라인(200) 방향으로 돌출되는 몸체(510)와, 상기 몸체(510)의 하부에 상기 양극라인(200)에 접촉되어 상기 양극라인(200)으로부터 양극전원을 공급받는 단자대(520)와, 상기 몸체(510)의 타단부에 일체로 구비되어 도금대상물(1)을 거치한 행거(10)를 거치할 수 있는 거치대(530)로 구성되며;
    상기 거치대(530)는 판형상으로 이루어져 수직으로 몸체(510)의 타단에 결합되고, 상기 행거(10)의 상단에 형성되는 걸림고리(11)를 걸수 있는 거치홈(532)이 하부에 형성되고, 상기 거치대(530)의 양측에는 상하로 가이드홈(552)을 갖는 가이드부재(550)가 형성되고, 상기 거치홈(532)을 개폐하는 개폐부재(560)이 상기 가이드홈(552)에 끼워져 승강가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부(20)는 SCR(Silicon Controlled Rectifier)로 이루어지는 정류기(30)를 제어하여 양극라인(200)의 선행 및 후행 양극부스바(211,213)와 통전부스바(212)로 전원을 투입하는 것을 특징으로 하는 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부(20)는 상기 감지수단(214)을 통해 감지신호가 입력되면 카운트(count)하여 후행 양극부스바(213)에 진입한 거치블록(500)의 수량에 비례하여 후행 양극부스바(213)에 투입되는 전류량을 제어하는 것을 특징으로 하는 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체(510)의 하부에 구비되는 단자대(520)는 스프링(522)에 의해 하부로 돌출되도록 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 개폐부재(560)는 전면에 손잡이(562)가 돌출되고, 상기 가이드부재(550)는 절연재로 이루어지고 상기 개폐부재(560)의 하단부에는 절연패드(564)가 일체로 부착되는 것을 특징으로 하는 금속의 아노다이징 처리용 전극레일의 스파크 방지 시스템.
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