KR102054697B1

KR102054697B1 - 공작물의 금속 코팅 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102054697B1
Application number: KR1020177019149A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 에벤베크; 게르하르트 아우프쉬래거; 마르크 케스팅; 랄프 뵐링거
Original assignee: 슈투름 머쉬넨- ＆ 안라겐바우 게엠베하
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2020-01-22
Also published as: CA2970066C; EP3048181B1; PL3048181T3; WO2016116364A1; CN107208245B; ES2715875T3; US10287666B2; CN107208245A; KR20170105513A; US20170349991A1; HUE041844T2; CA2970066A1; EP3048181A1; JP6629865B2; JP2018508655A

Abstract

본 발명은 코팅 장치를 이용한 공작물의 금속 코팅 장치 및 금속 코팅 방법에 관한 것이다. 상기 코팅 장치는 변위 가능한 코팅 랜스를 포함하고, 금속 플라즈마 제트는 금속 입자들의 코팅을 생성하기 위하여 발생된다. 본 발명에 따르면, 상기 코팅 랜스를 구비한 상기 코팅 장치 및 상기 코팅 두께를 측정하기 위한 측정 장치는 상기 장치에 함께 설치되며, 상기 코팅 랜스를 포함한 상기 코팅 장치 및 상기 측정 장치는 하우징에 의해 둘러싸인다.

Description

공작물의 금속 코팅 장치 및 방법{INSTALLATION AND METHOD FOR THE METALLIC COATING OF A WORKPIECE}

청구항 1의 일반적인 용어에 따르면, 본 발명은 코팅 장치를 구비한 공작물의 금속 코팅 장치에 관한 것이다. 여기서 상기 금속 코팅 장치는 금속 플라즈마 제트를 발생하여 금속 입자들을 생성할 수 있는 변위 가능한 코팅 랜스를 포함한다.

청구항 12의 일반적인 용어에 따르면, 본 발명은 또한 변위 가능한 코팅 랜스를 구비한 공작물의 금속 코팅 방법에 관한 것으로, 상기 금속 코팅 방법에 있어서, 금속 플라즈마 제트가 발생될 수 있고, 금속 입자들의 코팅이 상기 공작물 상에 생성된다.

특히, 엔진 제조에 있어서, 실린더와 실린더 피스톤 사이에 충분한 마찰 및 윤활 조건을 확보하기 위하여, 특수 금속 코팅에 의해 실린더 보어(bores)를 제공할 필요가 있다. 특히, 만약 상기 엔진 및 상기 실린더 피스톤의 하우징이 알루미늄과 같은 동일한 금속으로 제조되면, 상기는 적용된다.

독일 특허 공개번호 DE 199 34 991 또는 WO 2004/005575의 일반적인 명세서로부터, 금속 코팅은 코팅 랜스에 의해 보어 상에 적용되고 금속 플라즈마 제트가 발생된다. 이러한 방법에 의해, 매우 얇은 벽형 및 매우 안정된 금속 코팅이 보어 벽을 따라 생성될 수 있다.

상기 공정에서, 상기 코팅 랜스는 엔진 마운트의 실린더 보어에 도입되고 상기 발생된 금속 플라즈마 제트는 보어 벽으로 지향된다. 상기 플라즈마 제트의 어떤 분산으로 인하여, 모든 금속 입자가 상기 보어 벽에 도달하지 않는다. 타켓을 놓친 상기 금속 입자는 과분무(overspray)라고 언급되는데, 상기 엔진 마운트 또는 상기 코팅 장치에서 바람직하지 못한 불완전한 코팅을 유도할 수 있다.

독일 특허 공개번호 DE 199 34 991에는 공작물의 금속 코팅 장치가 개시되어 있다. 상기 금속 코팅 장치에서 다양한 처리 유닛은 벨트 컨베이어를 따라 선형적으로 배열된다. 최종 처리 유닛으로서, 상기 공작물을 코팅하는 유닛이 제공된다. 그 후, 상기 공작물은 상기 금속 코팅 장치로부터 직접 분리된다.

토픽 "대기압 플라즈마 분무 솔루션"을 다루는 오에리콘 메트코의 정보 안내서(발행일: 2014년 10월)에는 대기압 플라즈마 분무 공정에 따른 실린더 하우징을 코팅하는 시스템이 개시되어 있다. 이러한 목적을 위하여, 플라즈마 랜스는 로봇 암에 부착된다. 실린더 하우징을 처리하는 처리 유닛은 케이싱에 의해 감싸지도록 제공된다. 상기 플라즈마 분무를 실시간으로 모니터링하기 위하여, 파라미터 시리즈가 코팅 공정 중에 모니터링될 수 있다.

PCT 국제공개번호 WO 2004/005575{공개일 2004년 1월 15일} 독일 특허 공개번호 DE 199 34 991

본 발명의 목적은 특히 공작물의 금속 코팅을 효과적이고 정확하게 적용할 수 있는 공작물의 금속 코팅 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 목적은 한편 청구항 1의 특징을 포함하는 장치에 의해 해결되고 다른 한편으로는 청구항 12의 특징을 포함하는 방법에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항에서 특징지어진다.

본 발명에 따른 장치는, 상기 코팅 랜스를 구비한 코팅 장치 및 코팅 두께를 측정하기 위한 측정 장치가 상기 장치에서 함께 또는 일체화되어 설치되고, 상기 측정 장치뿐만 아니라 상기 코팅 랜스를 구비한 상기 코팅 장치는 하우징에 의해 감싸진다.

본 발명의 기본 아이디어는 코팅 처리와 코팅 측정하기 위한 공정들을 함께 밀접하게 수행해서, 상기 얻어진 코팅에 대한 전체적으로 직접 및 더욱 정확한 진술이 만들어질 수 있다. 이것은 상기 코팅 장치 및 상기 측정 장치가 동일한 장치, 특히 동일한 기계 베드에 배치되고, 조인트 하우징에 의해 둘러싸인다. 특히 상기 코팅 두께 및 상기 적용된 코팅의 윤곽에 대하여, 상기 측정 장치의 상기 측정된 데이터는 상기 코팅 공정에 대한 매우 정확한 결론을 허용한다. 이것은 가능한 불완전한 코팅을 방지하기 위하여 후속 공작물을 코팅하기 위한 상기 코팅 장치를 제어하는데 즉시 이용될 수 있다.

그래서, 본 발명은 이전에 알려진 설치들과는 다른 방안을 가지며, 상기 측정 장치는 상기 금속 과도분무(overspray)로 인해 발생된 바람직하지 못한 축적의 위험 때문에 상기 코팅 장치로부터 명확히 이격되고, 상기 코팅 장치로부터 분리가능하게 배치된다. 상기 코팅 장치로부터 상기 측정 장치로의 상기 코팅된 공작물의 필요한 절차 단계의 치수 감소, 위치 지정 및 그래서 측정의 정확성은 증가하는 것이 본 발명의 하나의 측면이다.

본 발명의 추가적인 바람직한 개선은, 상기 하우징이 상기 공작물을 공급하고 배출하는 로팅 스테이션을 포함하고, 상기 측정 장치는 상기 로딩 스테이션에 배열되고, 상기 측정 장치는 코팅 전에 상기 공작물을 측정하기 위하여 추가적으로설계되는 것을 예견한다. 그래서, 이러한 배열 변경에 의해, 즉, 상기 공작물을 공급하고 배출하는 경우, 상기 공작물은 상기 장치의 로딩 스테이션을 두 번 통과한다. 그래서, 상기 로딩 스테이션에서의 상기 측정 장치의 배열은 상기 측정 장치가 이중 기능, 즉 코팅 전에 상기 공작물을 측정하고 그 후 상기 공작물이 코팅될 때, 상기 공작물을 측정하는 것을 수행할 수 있다. 특히, 공작물의 보어들을 코팅할 때, 이러한 측정은 상기 측정 장치에 의해 상기 보어 윤곽을 기록함으로써 특히 고 정확성으로 이루어질 수 있다. 사실, 상기 측정 장치는 코팅되지 않은 보어의 표면을 측정하고 이어서 상기 코팅된 보어의 표면 윤곽을 측정한다. 이에 따라 상기 측정 결과들을 비교함으로써, 상기 층 두께 및 층 두께 곡선의 특히 정확한 측정이 결정될 수 있다.

본 발명의 다른 변경에 의하면, 본 발명은 상기 측정 장치가 상기 로딩 스테이션에서 캘리브레이션 스테이션과 공작물 홀더 사이에 변위 가능한 측정 센서를 포함하는 장점이 있다. 특히 상기 측정 장치는 레이저 장치와 함께 바람직하게 작동하는 광학 측정 센서를 포함할 수 있다. 이러한 원리상 알려진 측정 장치는 표면 윤곽을 정밀하게 기록할 수 있게 한다. 상기 측정 장치의 대응 배열 및 캘리브레이션에 의하여, 보어의 직경 및 특히 또한 동시에 상기 보어의 축상 길이를 통한 직경 코스를 측정할 수 있다.

바람직하게는, 상기 공작물은 상기 설치로 공급될 때로부터 상기 공작물이 다시 배출될 때까지 상기 공작물 홀더, 특히 공작물 마운트 또는 공작물 팔렛에서 유지되므로, 반복된 측정에서 고 반복성(high repeatability)으로 공작물의 위치 지정이 가능하게 된다.

본 발명의 다른 유리한 실시예는, 상기 코팅 장치가 상기 로딩 스테이션으로부터 분리된 처리 유닛에 배열되고, 상기 코팅 랜스를 세척하는 세척 스테이션은 상기 처리 스테이션에 배열되는 것을 예견한다. 특히 차단 벽에 의해 상기 금속 플라즈마 제트에 의한 상기 코팅 공정이 발생하는 상기 처리 스테이션 및 상기 측정이 수행된 상기 로딩 스테이션을 분리함으로써, 상기 코팅 및 측정 공정은 바람직하지 못한 상호 작용 없이 매우 근접하여 수행될 수 있다. 상기 코팅을 부가하는 정확도의 추가적인 개선은, 세척 스테이션이 상기 처리 스테이션에 제공되고, 상기 코팅 랜스가 제때에 특정 포인트에서 축적된 금속 입자들로부터 세척되는 점에서, 본 발명에 따른 변경에 의해 이루어진다. 이러한 바람직하지 못한 축적은 상기 처리 스테이션에서 상기 코팅 공정 중에 발생하는 상기 금속 과분무(overspray)에 의해 발생한다.

추가 개선은, 상기 코팅 랜스에 의해 발생된 금속 플라즈마 제트를 검사하는 검사 스테이션이 상기 처리 스테이션에 배열되는 점에서 이루어질 수 있다. 상기 검사 스테이션에서, 상기 분무 패턴은 예를 들면 카메라에 의해 기록되고 측정되고 타켓 분무 패턴과 비교될 수 있다. 과도한 이탈이 발견되는 한, 유지관리, 특히 상기 세척 스테이션에 상기 코팅 랜스를 세척하는 수단에 의한 유지관리는 제어를 통하여 이루어질 수 있다. 또한, 검사 결과는 상기 코팅 장치를 직접 제어하기 위하여, 특히 상기 금속 플라즈마 제트를 발생하기 위하여 이용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예 변경에 의하면, 추가 개선은, 상기 코팅 장치, 상기 캘리브레이션 장치, 상기 검사 스테이션, 및/또는 상기 세척 스테이션으로부터의 공기를 추출하도록 설계된 흡입 장치가 제공되는 점에서 이루어진다. 특히, 상기 코팅 장치에서, 상기 코팅 공정 중 상기 주변 공기와 함께 상기 처리 스테이션으로부터의 금속 과분무를 배출할 수 있다. 바람직하게는, 상기 흡입 장치를 포함하는 상기 시스템은 상기 코팅 장치를 포함한 상기 처리 스테이션에서 어떤 음 압력이 주변, 특히 측정 장치를 포함한 상기 로딩 스테이션과 비교되도록 설정되는 방식으로 설계된다. 상기 음 압력에 의해, 상기 처리 스테이션으로부터 상기 측정 장치를 포함한 상기 로딩 스테이션으로의 과도 분무의 통과에 대응할 수 있다. 이것은 과도 분무에 의해 발생한 바람직하지 못한 금속 축적에 의해 상기 측정 장치의 손상을 방지한다.

본 발명의 추가 개선에 따르면, 상기 장치의 측정 정확도는, 공작물을 정의된 위치에서 장착 및 클램핑하는 적어도 하나의 공작물 홀더가 제공되는 점과 상기 공작물 홀더가 상기 로딩 스테이션과 상기 처리 스테이션 사이에 변위 가능하다는 점에서 긍정적으로 영향을 받는다. 따라서, 상기 공작물은 상기 장치를 통하여 이송되는 경우에 상기 공작물 홀더에 계속해서 존재한다. 이러한 방법에 의해, 측정된 데이터는 상기 코팅 방식에 대한 특히 정밀한 결론을 허용하고, 그에 따라 상기 데이터는 상기 코팅 공정 중에 상기 코팅 장치를 제어하기 위하여 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예 변경에 따르면, 본 발명은 상기 처리 스테이션 및 상기 로딩 스테이션은 차단 벽에 의해 상호 분리되고 상기 차단 벽은 적어도 하나의 잠글 수 있는 통로를 포함하는 점에서 장점이 있다. 상기 처리 스테이션 및 상기 로딩 스테이션은 상기 하우징을 2개 영역으로 분할하는 차단 벽에 의해 밀폐형으로 상호 분리된다. 이것은 특히 상기 처리 스테이션으로부터 상기 측정 장치를 포함한 상기 로딩 스테이션으로의 과도 분무의 통과를 방지하고, 이에 따라 민감한 측정 장치에서 금속 입자들의 바람직하지 못한 축적을 방지하는 것을 목적으로 한다. 상기 로딩 스테이션으로부터 상기 처리 스테이션으로의 상기 공작물의 관통 통로에 대하여, 적어도 하나의 통로에는 잠글 수 있는 차단 벽이 제공된다. 그래서 상기 통로는 한 번에 짧은 시간 동안만 개방되어 하나의 스테이션으로부터 다른 스테이션으로의 공작물의 관통 통로를 허용한다.

이에 따라, 본 발명의 특히 바람직한 추가적인 개선은, 상기 통로가 잠금 요소에 의해 폐쇄되고, 상기 잠금요소는 상기 공작물의 관통 통로를 허용하기 위하여 풀어지는(릴리이스되는) 점이다. 상기 잠금 요소는 문일 수도 있고, 특히 변위 가능하거나 피봇팅 가능한 폐쇄 판일 수 있다. 그래서, 상기 공작물이 상기 통로에 도달하는 경우 상기 잠금 요소는 액츄에이터, 위치 지정 실린더 또는 조정 메카니즘에 의해 릴리이스 위치로 시트프된다. 일단 상기 공작물이 통과하면, 상기 잠금 요소는 상기 잠금 위치로 이동하고 상기 통로가 견고히 밀봉된다.

다른 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 장치의 특히 효과적인 동작은, 적어도 하나의 공작물 홀더가 환형의(annular) 순환 경로를 포함하는 컨베이어에 의해 변위 가능하다는 점이다. 상기 컨베이어는 연속적인 순환 컨베이어 요소를 포함한 체인 컨베이어, 벨트 컨베이어, 또는 유사한 컨베이어와 같은 바람직한 연속 컨베이어로서 제공될 수 있다.

상기 컨베이어는 환형의 순환 경로를 가지고 수평으로 변위 가능하게 배열된 회전 테이블과 같은 형상을 갖는 특별한 장점이 있다. 바람직하게는, 상기 회전 테이블은 2개 이상의 공작물을 수용할 수 있다.

본 발명의 추가 개선에 의하면, 각각 하나의 잠금 요소를 포함한 상기 차단 벽에 2개의 관통 패스를 제공하는 연속 컨베이어의 경우에 편리하다. 상기 관통 패스의 하나는 상기 공작물을 상기 로딩 스테이션으로부터 상기 처리 스테이션으로 통과하도록 하는 역할을 하고, 반면에 상기 제2 관통 패스는 상기 공작물이 상기 처리 스테이션으로부터 상기 로딩 스테이션으로 통과하도록 하는 역할을 한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예 변경은 원주상으로 수평으로 설계된 컨베이어를 포함하고, 상기 공작물 홀더는 상기 컨베이어에 특히 수평 피봇팅 축을 기준으로 피봇팅 가능하게 장착된다. 그에 따라, 상기 공작물이 장착되어 클램프된 상기 공작물 홀더는 기본 방향으로 수평으로 배열된다. V 또는 W 윤곽의 실린더 보어들을 포함하는 엔진 마운트들을 처리하는 경우, 각 공작물은, 수평 피봇팅 축 중심으로 피봇팅되고, 처리될 각 실린더 보어들이 수직으로 배열되는 방식으로 조정될 수 있다. 그것으로, 상기 측정 장치에 의한 정확한 측정뿐만 아니라 수직으로 변위 가능한 코팅 랜스에 의한 정확한 코팅 둘 다 가능하고, 그에 따라 상기 측정장치의 측정 센서 또한 수직으로 변위 가능하게 장착된다.

본 발명에 따른 방법은, 상기 코팅의 형성과 상기 코팅 두께의 측정이 상술한 장치에서 함께 수행된다는 점에 특징이 있다. 이러한 본 발명의 방법에 의하면, 공작물, 코팅 특히 보어들을 코팅함에 있어서 위에 설명한 장점이 실현될 수 있다.

본 발명은 공작물에 있는 보어들, 특히 엔진 마운트에 있는 실린더 보어들을 코팅하도록 제공하는 것이 바람직하다. 다른 어플리케이션들이 또한 가능하다.

본 발명은 첨부 도면에 개략적으로 설명된 바람직한 실시예를 참조하여 이하에 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 코팅 장치를 나타낸 개략 측면도이다.
도 2는 개략적으로 90°접힌 도 1의 장치의 측면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 장치의 평면도이다.
도 4는 도 1 및 도 3에 도시된 장치에서 하우징을 제외한 개략 사시도이다.

공작물(1)의 보어(3)의 금속 코팅을 위한 본 발명에 따른 장치(10)가 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다. 도시된 실시예에 따른 공작물(1)은 12개의 보어(3)를 구비한 엔진 마운트이고, 상기 보어(3)는 공작물(1)에 V 형태로 2줄의 6개인 실린더 보어이다.

상기 장치(10)는 기계 베드(11)를 구비하고, 그 위에는 하우징(13)이 마련된다. 박스 형상의 상기 하우징(13)은 로딩 스테이션(12)과 코팅 장치(29)를 갖는 처리 스테이션(14)을 둘러싼다.

상기 기계 베드(11)에서, 컨베이어(20)의 기본 프레임(16)은 공작물(1)을 장착시키고, 상기 컨베이어(20)는 환형의(annular) 순환경로를 가지고 시각화된 실시예에서 수평 회전식 테이블(22)로서 설계된다. 수직축을 기준으로 회전 가능하게 구동된 상기 수평 회전식 테이블(22)은 상호 대향하는 2개의 공작물 홀더(23)를 포함하고, 각 공작물 홀더(23)는 공작물(1)을 포함한 판 형상 팔렛 모듈(21)을 장착시킬 수 있다. 상기 공작물(1)을 구비한 판 형상 팔렛 모듈(21)은 피봇 유닛(26)을 통하여 수평 연장부에 대하여 피봇되어, 상기 공작물(1) 내의 보어들(3)이 금속성 코팅을 수행하기 위해 수직으로 배열될 수 있게 한다.

상기 공작물(1)는 도시되지 않은 피딩 유닛에 의해 상기 로딩 스테이션(12)에 수용된다. 상기 로딩 스테이션(12)의 영역에서, 상기 하우징(13)은 도시되지 않은 도어를 갖는 개구를 포함한다. 또한, 상기 로딩 스테이션(12)의 영역에서, 상기 공작물(1)의 측정은 측정 장치(52)에 의해 수행될 수 있다. 그 후, 상기 회전식 테이블(22)은 180°의 각도로 회전하여 상기 공작물(1)이 상기 로딩 스테이션(12)으로부터 반대 측의 상기 처리 스테이션(14)으로 이송되게 한다. 상기 처리 스테이션(14)은 차단 벽(24)에 의해 상기 로딩 스테이션(12)으로부터 분리된다. 상기 차단 벽(24)은 도 2의 하부에 부분적으로만 도시되어 있다. 하지만, 상기 차단 벽(24)은 상기 하우징(13) 내부를 관통 연장되어 상기 처리 스테이션(14)이 상기 로딩 스테이션(12)으로부터 분리되게 한다. 상기 공작물(1)을 상기 로딩 스테이션(12)으로부터 상기 처리 스테이션(14)으로 통과하기 위하여, 2개의 통로(25)가 제공된다. 상기 통로(25)는 각각 변위 가능한 잠금 요소(27)에 의해 폐쇄되는데, 상기 공작물(1)이 통과하도록 개방되었다가 이후 다시 폐쇄된다.

상기 공작물(1)은 상기 처리 스테이션(14)에서 상기 피봇팅 장치(26)를 포함한 수평 피봇팅 축을 기준으로 피봇팅됨으로써 1열의 보어(3)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 수직으로 정렬된다.

상기 코팅 장치(29)에는 상기 금속 코팅을 위한 로드 형상의 코팅 랜스(30)가 마련되고, 그 하단에는 금속 플라즈마 제트(metal plasma jet)를 발생시키기 위한 적어도 하나의 배출공(32)이 구비된다. 상기 금속 플라즈마 제트는 캐소드 및 금속 애노드를 포함하는 플라즈마 발생기에 의해 알려진 방법으로 발생된다. 전기 아크는 대응하는 고 전기 전압(correspondingly high electric voltage)에 의해 상기 캐소드와 상기 애노드 사이에 형성되고, 상기 금속 애노드는 용융된다. 상기 금속 애노드는 공급 가능한 와이어 형태이며, 상기 용융된 금속 입자에 의해 금속 플라즈마 제트를 발생하기 위한 충분한 재료는 언제나 존재한다. 와이어 대신에, 분말이 상기 금속 입자의 자원으로서 공급될 수 있다. 가스 흐름이 가스 제트 장치에 의해 발생하는데, 초음속 속도로 거의 수평한 상기 코팅 랜스(30)의 하단에서 상기 배출구(32)를 통하여 배출된다. 그에 따라 상기 배출공(32)을 포함한 상기 코팅 랜스(30)가 공작물(1)에서 코팅될 상기 보어(3) 안으로 도입된다. 또한 상기 코팅 장치는 관(tube) 형상의 흡입 벨(suction bell)을 포함하는데, 상기 코팅 랜스(30)를 둘러 싸지만, 명확함을 위해 도 1 내지 도 4에는 도시되어 있지 않다.

상기 코팅 랜스(30)를 횡단하기 위하여, 2개의 병렬의 제1 횡단 축(41)을 갖는 포탈 유닛(40)가 제공된다. 상기 2개의 제1 횡단 축(41) 상에는, 프레임 타입의 변위 가능한 제1 슬라이드(47)가 수평으로 변위 가능하도록 배열된다. 상기 제1 슬라이드(47) 자체는 2개의 선형 수평 제2 횡단 축(42)을 포함하고, 상기 2개의 선형 수평 제2 횡단 축(42)은 상호 병렬이고 상기 제1 횡단 축들(41)에는 수직으로 연장된다.

상기 2개의 제1 횡단 축(42)을 따라, 빔 형상 제2 슬라이드(48)가 수평으로 변위 가능하게 배열된다. 상기 제2 슬라이드(48) 자체는 하나의 제3 수직 횡단 축(43)을 포함한다. 상기 제3 횡단축(43)을 따라서 슬라이딩 캐리지(45)가 수직으로 변위 가능하도록 위치한다. 상기 코팅 랜스(30)는 상기 슬라이드 캐리지(45)에 회전 가능하게 유지된다.

공작물(1)을 상기 처리 스테이션(14)에 위치시킨 후에, 상기 코팅 장치(29)의 코팅 랜스(30)는 코팅될 공작물(1)의 제1 보어(3)에 끼워진다. 그에 따라, 연속적으로 동작한 코팅 랜스(30)는 초음속 속도로 상기 보어(3)의 하나의 보어 벽을 타격하는 금속 플라즈마 제트를 발생시킨다. 상기 코팅 랜스(30)를 회전시키고 상기 코팅 랜스(30)를 수직 방향으로 축상으로 이동시킴으로써, 예를 들면 10 μm 내지 300 μm의 두께의 미리 규정된 금속 코팅이 상기 보어 벽에 적용된다.

상기 제1 코팅된 보어(3)로부터 상기 코팅 랜스(30)를 후퇴시킨 후, 상기 금속 플라즈마 제트가 도시하지 않은 흡입 벨 내의 마운팅 유닛의 충격 면(impact surface)을 지향하는 것에 의해, 상기 흡입 벨은 상기 코팅 랜스(30)와 함께 상기 슬라이드 캐리지 상(45)에 설치된다. 상기 마운팅 유닛은 금속 플라즈마 제트의 입자를 가지고 상기 코팅 랜스(30)와 함께 코팅될 다음 보어(3)로 이동한다. 그 후, 상기 금속 코팅이 제2 보어(3)에서 반복되어 상기 공작물(1)의 추가 보어(3)의 대응 코팅이 이어진다. 그 후, 상기 공작물(1)은 피봇팅 유닛(26)을 통해 수평 축을 기준으로 피봇팅되어 상기 엔진 마운트의 제1 열이 그 수직 위치에서 처리를 위하여 배열된다. 그 후, 상기 엔진 마운트 타입 공작물(1)에서의 상기 6개 보어(3)는 코팅될 수 있다.

상기 금속 코팅을 완료한 후, 상기 포탈 유닛(40)을 포함한 상기 코팅 랜스(30)가 철회되고 상기 코팅 완료된 공작물(1)은 우측 방향에 상기 통로(25)를 통해 다시 이송될 수 있고, 동시에 상기 로딩 스테이션(12)에 처리될 새로운 공작물(1)을 공급할 수 있다. 이러한 점에서, 상기 잠금 요소(27)가 상기 통로(25)에서 개방된다. 이와 동시에, 새로운 공작물(1)은 상기 회전 테이블(22)의 회전 이동에 의해 상기 개방된 통로(25)를 통하여 상기 로딩 스테이션(12)으로부터 상기 처리 스테이션(14)으로 상기 좌측 방향으로 이송된다.

상기 적용된 코팅의 층 두께 및 윤곽은 측정 장치(52)를 포함한 처리 로봇(50)에 의해 측정될 수 있다. 상기 측정 장치(52)에 의해, 새로이 공급된 공작물(1)의 정지 상태의 코팅되지 않은 보어들(3)을 미리 측정함으로써, 측정된 데이터의 비교에 의해 상기 완료된 코팅의 더 정확한 측정이 이루어질 수 있다. 상기 코팅된 공작물(1)은 상기 로딩 스테이션(12)에서 상기 회전 테이블(22)의 공작물 홀더(23)로부터 분리될 수 있다. 그 후, 새로운 공작물(1)이 상기 컨베이어(20)의 상기 공작물 홀더(23)에 장착될 수 있다. 그 후, 상기 처리 스테이션(14)에서 공작물(1)의 처리와 병행하여 상기 측정뿐만 아니라 상기 로딩 및 배출이 상기 기계의 주요 시간에 간섭없이 본 발명에 따른 장치(10)에서 이루어질 수 있다. 이것은 상기 기계의 효과적인 이용을 가능하게 한다.

상기 포탈 유닛(40)에 의해, 상기 코팅 랜스(30)는 상기 금속 플라즈마 제트의 분무 패턴을 확인하기 위하여 특정 시간 간격으로 검사 스테이션(54) 또는 세척 스테이션(60)으로 이동될 수 있다.

상기 측정 장치(52)는 레이저를 포함하고, 이 레이저를 이용하여 상기 보어(3)의 윤곽 및 직경이 상기 보어(43)의 축상 길이를 따라 측정될 수 있고, 상기 측정 장치(52)는 상기 처리 로봇(50)을 통해 상기 공작물(1)의 보어(3)로 수직으로 도입된다. 코팅 전과 후의 보어(3)의 측정 데이터를 비교함으로써, 상기 장치(10)의 제어는 상기 층 두께 및 상기 표면 윤곽의 구조에 대하여 명확히 완료된 코팅을 결정하는데 도움이 된다. 상기 미리 정의된 타켓 값들과 상기 측정된 값들을 비교함으로써, 상기 장치(10)를 제어하는 것을 통하여 정확한 코팅이 이루어졌는지 또는 상기 공작물(1)이 재작업되어야 하는지를 결정할 수 있다. 또한, 상기 제어는 상기 측정된 값들을 바탕으로 상기 코팅 장치(29)의 세트 파라미터들, 특히 예정대로 다음 공작물들(1)을 코팅하는 데 있어서, 어떤 이탈에 반작용하기 위하여 상기 금속 플라즈마 제트를 조정하기 위한 파라미터 또는 상기 코팅 랜스(30)의 상기 이동 데이터를 조정하고 변경할 수 있다.

1: 공작물
3: 보어
10: 설치
11: 기계 베드
12: 로딩 스테이션
13: 하우징
14: 처리 스테이션
16: 기본 프레임
20: 컨베이어
21: 관 형상 팔렛 모듈
22: 회전 테이블
23: 공작물 홀더
24: 차단 벽
25: 통로
26: 피봇팅 장치
27: 잠금 요소
29: 코팅 장치
30: 코팅 랜스
32: 배출공
40: 포탈 유닛
41: 제1 횡단 축
42: 제2 횡단 축
43: 제3 수직 횡단 축
48: 슬라이드
52: 측정 장치
54: 검사 스테이션
56: 캘리브레이션 스테이션
60: 세척 스테이션

Claims

공작물(1)의 공급 및 배출을 위한 로딩 스테이션(12)과 코팅 장치(29)를 구비한 처리 스테이션(14)이 마련되는 하우징을 구비하고, 상기 코팅 장치는 변위 가능한 코팅 랜스(30)를 포함하고, 상기 코팅 랜스(30)에 의해 금속 플라즈마 제트(metal plasma jet)가 금속 입자들의 코팅을 위하여 발생되고, 상기 코팅 랜스(30)를 구비한 상기 코팅 장치(29) 및 상기 코팅의 두께를 측정하기 위한 측정 장치(52)가 상기 하우징 내에 함께 배치되는 공작물의 금속 코팅 장치에 있어서,
상기 처리 스테이션(14) 및 상기 로딩 스테이션(12)은 차단 벽(24)에 의해 상호 분리되고,
상기 차단 벽(24)은 적어도 하나의 폐쇄 가능한 통로(25)를 포함하고,
상기 측정 장치(52)는 상기 로딩 스테이션(12)에 배치되고,
상기 측정 장치(52)는 상기 코팅 전과 후에 상기 공작물(1)을 측정하고,
적어도 하나의 공작물 홀더(23)가 마련되고, 상기 공작물 홀더(23) 내에서 공작물(1)이 정의된 위치에서 장착되어 클램프되고, 상기 공작물 홀더(23)는 상기 로딩 스테이션(12)과 상기 처리 스테이션(14) 사이에서 변위 가능하고,
상기 적어도 하나의 공작물 홀더(23)는 환형의 순환 경로를 가지는 컨베이어(20)에 의해 변위 가능한 것을 특징으로 하는 공작물의 금속 코팅 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 코팅 랜스(30)를 세척하기 위한 세척 스테이션(60)이 상기 처리 스테이션(14)에 배치되는 것을 특징으로 하는 공작물의 금속 코팅 장치.
제3항에 있어서, 상기 코팅 랜스(30)에 의해 발생된 상기 금속 플라즈마 제트를 검사하기 위한 검사 스테이션(54)이 상기 처리 스테이션(14)에 배치되는 것을 특징으로 하는 공작물의 금속 코팅 장치.
제4항에 있어서, 흡입 장치가 상기 코팅 장치(29), 상기 검사 스테이션, 상기 세척 스테이션(60)으로부터 공기를 추출하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 공작물의 금속 코팅 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 통로(25)는 잠금 요소(27)에 의해 폐쇄되고, 상기 잠금 요소(27)는 상기 공작물(1)의 관통 통로를 허용하도록 상기 통로(25)를 풀어주는 것을 특징으로 하는 공작물의 금속 코팅 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 컨베이어(20)는 수평으로 변위 가능한 회전 테이블(22)인 것을 특징으로 하는 공작물의 금속 코팅 장치.
제1항에 있어서, 상기 차단 벽(24)에는 2개의 통로(25)가 각각 하나의 잠금 요소(27)를 구비하여 마련되는 것을 특징으로 하는 공작물의 금속 코팅 장치.
제1항에 있어서, 상기 컨베이어(20)는 수평 방향에 원주상으로 배열되고, 상기 공작물 홀더(23)는 상기 컨베이어(20)에 조정 가능하게 장착되되, 수평 피봇팅 축을 기준으로 피봇 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 공작물의 금속 코팅 장치.
변위 가능한 코팅 랜스(30)를 포함하는 공작물(1)의 금속 코팅 방법으로서, 금속 플라즈마 제트가 발생되어 상기 공작물 상에 금속 입자들의 금속 코팅이 생성되는 금속 코팅 방법에 있어서,
상기 코팅 생성 및 상기 코팅 두께의 측정이, 제1항, 제3항 내지 제5항, 제7항, 제9항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 따라 설계되고, 상기 공작물(1)의 공급과 배출을 위한 로딩 스테이션(12)이 마련되고, 상기 공작물(1)이 상기 코팅 전과 후에 측정되는, 금속 코팅 장치(10)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 코팅 방법.