KR102086399B1 - 실린더 헤드용 주조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복수의 아암으로 구성된 다관절의 로봇, 용탕을 주입하기 위한 탕구가 형성된 하부 금형, 하부 금형의 상부에 대향되게 배치된 상태에서 상하 방향으로 슬라이딩 이동되게 설치하고, 주조 완료된 취출 대상소재를 분리시키는 분리 이젝터가 마련된 상부 금형, 상부 금형과 연결되어, 상부 금형을 상하 방향으로 슬라이딩 이동하도록 구동력을 발생시키는 금형 구동 실린더, 하부 금형에 설치할 복수의 코어를 조립 배치하며, 상면에는 위치 결정홈이 형성된 코어 조립 지그, 로봇의 아암에 착탈 가능하게 설치하며, 로봇에 의해 이동하면서 코어 조립 지그 상에 조립된 코어를 클램핑한 후, 하부 금형에 코어를 설치하는 코어 그리퍼, 로봇의 아암에 착탈 가능하게 설치하며, 로봇에 의해 이동하면서 분리 이젝터에 의해 상부 금형에서 분리되는 취출 대상소재를 고정상태로 취출함과 더불어 하부 금형의 탕구를 확인 및 탕구에 금속망을 설치하는 취출 및 금망 그리퍼를 포함하는 실린더 헤드용 주조 장치를 제공한다.

Description

실린더 헤드용 주조 장치{Casting machine for cylinder head}

본 발명은 자동차의 부품, 특히 실린더 헤드를 주조하는 실린더 헤드용 주조 장치에 관한 것이다.

일반적으로 저압 주조 공법은 밀폐된 노 내의 용탕 표면에 압축공기 혹은 불활성가스를 이용하여 압력을 가하면서 상부에 설치된 금형 내에 용탕을 압상시켜 주입하는 주조법이다.

이러한, 저압 주조 공법을 이용한 알루미늄 실린더 헤드의 생산공정을 예를 들어 설명하면, 먼저 용해로에서 알루미늄 잉곳(Al ingot)을 녹여 용탕을 만들고, 상기 용탕을 히터가 구비된 주조기에 공급한다. 그런 후, 중자 삽입공정에서, 실린더 헤드의 워터 재킷(Water jacket)을 형성하는 워터자켓 코어, 흡기포트 및 배기포트를 형성하는 포트코어, 및 오일 패시지 코어 및 탑 코어를 하부 금형인 하형에 조립된 상태로 셋팅(Setting)한다. 그 다음, 상형과 하형을 합형시키고, 상기 금형 내부로 용탕을 주입하여 일정시간 냉각 후에는 금형을 열어 상형과 하형을 분리하고, 제품을 취출한 후, 실린더 헤드 제품을 열처리, 후처리 과정을 거쳐 검사공정에서 검사한 후, 가공 공정으로 출고하게 된다.

여기서, 상형과 하형을 분리시, 제품 및 코어가 결합된 소재는 하형으로부터 분리되면서 상형에 결합된 상태로 이동하게 되며, 취출기 장치가 취출받이를 상형 아래에 배치된 상태에서 상형의 이젝트핀에 의해 분리되는 소재를 취출하게 된다. 그리고, 다음 주조작업을 위해 작업자는 탕구의 막힘 여부를 확인한 후, 탕구 상에 용탕의 불순물을 걸러내는 금속망을 설치하게 된다.

이러한 과정을 수행하기 위하여 실린더 헤드 주조용 금형에 각 코어를 장입하기 위해서는 조립된 상태로 장입을 하게 되는데, 이와 같이, 각 코어의 조립은 작업자가 각각의 코어를 하형 상에 수작업으로 조립하기 때문에 작업시간이 많이 걸리고 고온으로 인한 안전사고 및, 코어 조립과정에서 깨지는 경우도 많아서 불량률이 높은 문제점이 있다.

더불어, 소재의 취출작업과, 탕구의 확인 및 금속망 설치작업을 작업자가 수작업으로 수행하기 때문에 작업시간이 많이 걸리고 고온으로 인한 안전사고가 발생하는 문제점이 있다.

이러한, 종래의 주조 장치에 대한 기술은, 대한민국공개특허공보 제2009-0034518호(2009.04.08)에 제시된다.

본 발명은, 코어를 하형 상에 정확한 위치에 안정적이면서 용이하게 안착할 수 있게 하는 실린더 헤드용 주조 장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 상형에서 분리되는 소재를 안전하면서 용이하게 취출함과 더불어 탕구의 확인 및 금속망 설치작업을 자동으로 수행할 수 있게 하는 실린더 헤드용 주조 장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 복수의 아암으로 구성된 다관절의 로봇, 용탕을 주입하기 위한 탕구가 형성된 하부 금형, 상기 하부 금형의 상부에 대향되게 배치된 상태에서 상하 방향으로 슬라이딩 이동되게 설치하고, 주조 완료된 취출 대상소재를 분리시키는 분리 이젝터가 마련된 상부 금형, 상기 상부 금형과 연결되어, 상부 금형을 상하 방향으로 슬라이딩 이동하도록 구동력을 발생시키는 금형 구동 실린더, 상기 하부 금형에 설치할 복수의 코어를 조립 배치하며, 상면에는 위치 결정홈이 형성된 코어 조립 지그, 상기 로봇의 아암에 착탈 가능하게 설치하며, 로봇에 의해 이동하면서 코어 조립 지그 상에 조립된 코어를 클램핑한 후, 하부 금형에 코어를 설치하는 코어 그리퍼, 상기 로봇의 아암에 착탈 가능하게 설치하며, 로봇에 의해 이동하면서 분리 이젝터에 의해 상부 금형에서 분리되는 취출 대상소재를 고정상태로 취출함과 더불어 하부 금형의 탕구를 확인 및 탕구에 금속망을 설치하는 취출 및 금망 그리퍼를 포함하는 실린더 헤드용 주조 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 실린더 헤드용 주조 장치는, 코어 조립 지그 상에 코어를 조립 배치한 상태에서 코어 클램핑 프레임이 코어 조립 지그 상에 정확한 위치로 위치되게 하여 클램핑 수단이 코어의 파지구에 정확하게 삽입되며 코어를 클램핑하는 바, 로봇의 작동에 따라 이동하는 코어 그리퍼로 하부 금형 상에 코어를 조립 상태로 정확한 위치에 용이하게 안착되게 할 수 있다.

또한, 로봇의 작동에 따라 이동하는 취출 및 금망 그리퍼를 하부 금형과 상부 금형 사이에 위치시킨 상태에서 탕구 확인 프레임의 탕구 확인부 및 탕구 확인 실린더의 동작을 통해 탕구의 관통 여부를 확인하고, 금망 설치 프레임의 금망 투입부 및 금망 설치 실린더의 동작을 통해 탕구 상에 금속망을 설치할 수 있게 한다. 더불어, 소재 안착 실린더의 소재 안착판에 상부 금형으로부터 분리되면서 안착 배치된 취출 대상소재가 소재 클램핑 프레임의 소재 클램핑부에 의해 가압상태로 클램핑되는 바, 취출 대상소재의 취출 작업도 용이하게 수행할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 헤드용 주조 장치의 개략 구성 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 코어 그리퍼의 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 코어 그리퍼의 정면도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 코어 그리퍼의 측면도이다.
도 5는 도 2에 나타낸 코어 그리퍼의 배면도이다.
도 6은 도 2에 나타낸 클램핑 수단의 코어 파지상태 단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 1에 나타낸 취출 및 금망 그리퍼의 사시도이다.
도 9는 도 7에 나타낸 취출 및 금망 그리퍼의 정면도이다.
도 10은 도 7에 나타낸 취출 및 금망 그리퍼의 측면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 헤드용 주조 장치의 개략 구성 단면도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예의 실린더 헤드용 주조 장치는, 로봇(100), 하부 금형(200), 상부 금형(300), 금형 구동 실린더(400), 코어 조립 지그(500), 코어 그리퍼(600), 취출 및 금망 그리퍼(700)를 구비하고 있다.

상기 로봇(100)은 이후 설명될 코어 그리퍼(600)를 하부 금형(200) 상에 장입하거나 탈거하기 위한 이동을 이루어지게 하거나, 취출 및 금망 그리퍼(700)를 하부 금형(200)으로 이동되게 하여 탕구 확인 및 금속망을 설치되게 함과 더불어 상부 금형(300) 상으로 이동한 후 완성된 취출 대상소재(20)를 취출할 수 있게 한다. 이러한, 상기 로봇(100)은 코어 그리퍼(600) 및 취출 및 금망 그리퍼(700)를 하부 금형(200)과 상부 금형(300) 사이에 정확하게 이동 위치되게 할 수 있도록 복수의 아암으로 구성된 다관절 로봇을 선택 사용한다.

상기 하부 금형(200)은 이후 설명될 코어 조립 지그(500) 상에서 조립된 코어(10)를 안착 상태로 지지한 후, 상부 금형(300)과 합형된 후 용탕을 주입받아 성형이 이루어지게 한다. 이러한, 하부 금형(200)은 상부 금형(300)에 대향 배치된 상태로 상부 금형(300)의 하방에 배치한다. 그리고, 하부 금형(200)의 하부에는 용탕을 공급하는 용탕공급부(201)를 구비할 수 있으며, 하부 금형(200) 내부에는 용탕공급부(201)로부터 용탕을 이동되게 하는 용탕유로(도면미도시)가 형성되고, 하부 금형(200)의 상면에는 용탕유로로 유입된 용탕을 코어(10)로 주입되게 하는 탕구(도면미도시)가 형성된다. 또한, 하부 금형(200) 상면의 모서리 부분에는 상부 금형(300)을 상하 방향으로 슬라이딩 이동되게 가이드하는 복수의 금형 가이드봉(210)을 수직하게 결합 구비한다.

그리고, 상기 하부 금형(200)에는 상부 금형(300)과 합형되면서 완성된 후, 상부 금형(300) 상에 배치된 취출 대상소재(20)를 고정되게 하는 대상소재 고정부(220)를 연결 구비할 수 있다. 즉, 대상소재 고정부(220)는 지지 기둥(221), 지지 프레임(222), 소재 가압 실린더(223)를 포함한다. 지지 기둥(221)은 하부 금형(200)의 상면에 수직하게 배치된 상태로 지지 기둥(221)의 하단이 하부 금형(200)의 상면에 고정되게 결합한다. 지지 프레임(222)은 지지 기둥(221)의 상단에 결합상태로 설치되는 프레임으로, 사각 링의 수평단면 형상을 가진다. 그리고, 소재 가압 실린더(223)는 지지 프레임(222)에 고정되게 결합 설치한다. 이러한, 소재 가압 실린더(223)는 작동시 상부 금형(300)에 위치하는 취출 대상소재(20)를 가압상태로 고정되게 한다.

상기 상부 금형(300)은 하부 금형(200)의 상방에서 상하 방향으로 이동하도록 배치되는 금형이다. 이러한, 상부 금형(300)은 코어(10)를 배치시킨 하부 금형(200)과 합형된 후 코어(10)로 용탕을 주입시 성형이 완료되게 한다. 여기서, 상부 금형(300)은 하부 금형(200)에 설치된 금형 가이드봉(210)에 상하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결 설치한다.

그리고, 상기 상부 금형(300)에는 성형완료된 후 상부 금형(300)의 저면에 부착 고정된 취출 대상소재(20)를 하방으로 밀어 상부 금형(300)으로부터 이탈되게 하는 분리 이젝터(도면미도시)를 결합 구비한다. 즉, 분리 이젝터는 소재 가압 실린더(223)에 의한 취출 대상소재(20)의 가압 고정이 해제시 작동하면서 취출 대상소재(20)를 하방으로 밀어 상부 금형(300)에서 이탈되게 한다. 이러한, 분리 이젝터는 취출 대상소재(20)를 하방으로 밀어낼 수 있도록 실린더 구조를 가지도록 형성되나, 이에 한정하지 않음은 물론이다.

상기 금형 구동 실린더(400)는 상부 금형(300)을 상하 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있게 구동력을 발생시키는 실린더이다. 이러한, 금형 구동 실린더(400)는 하부 금형 상부 금형(300)에 수직하게 배치하며, 로드 단부는 상부 금형(300)의 상면에 고정되게 결합한다. 여기서, 금형 구동 실린더(400)는 하부 금형(200)의 지지 프레임(222) 상부에 연결 설치되는 고정 프레임(410) 상에 고정되게 설치한다.

상기 코어 조립 지그(500)는 하부 금형(200) 상에 장입되는 코어(10)를 조립하는 지그이다. 즉, 코어 조립 지그(500)는 하부 금형(200) 상에 장입하기 전에 복수의 코어(10)를 조립 상태로 배치할 수 있게 하는데, 코어 조립 지그(500)의 상면에는 위치 결정홈(도면미도시) 및 보조위치 결정핀(도면미도시)이 형성된다. 그리고, 코어 조립 지그(500)에 조립되는 코어(10)에는 이후 설명될 코어 그리퍼(600)의 클램핑 수단(660)에 구비된 팽창 주머니(663)를 삽입할 수 있도록 파지구(11)가 형성된다. 더불어, 코어 조립 지그(500)의 상면에는 이후 설명될 취출 및 금망 그리퍼(700)의 탕구 확인부(752)와 금망 투입부(772)를 삽입되게 하면서 초기 설치위치를 확인할 수 있게 함과 더불어 금망 투입부(772)에 걸림될 금속망(도면미도시)을 배치시키는 금망걸림확인공(도면미도시)이 형성될 수 있다. 이러한, 코어 조립 지그(500)는 하부 금형(200)에 인접한 위치에 독립적으로 배치하거나 하부 금형(200)에 연결되게 배치할 수 있다.

상기 코어 그리퍼(600)는 로봇(100)에 의해 이동하면서 코어 조립 지그(500) 상에 조립 배치된 코어(10)를 클램핑되게 하여, 주조 성형 전에 하부 금형(200) 상면에 장입 배치되게 한다. 이러한, 코어 그리퍼(600)는 로봇(100)의 아암 단부에 착탈 가능하게 설치한다. 도 2 내지 도 6을 참조하면, 코어 그리퍼(600)는 코어 장입 로봇 연결 프레임(610), 베이스 프레임(620), 위치 결정 프레임(630), 코어 클램핑 프레임(640), 승강 실린더(650), 클램핑 수단(660)을 포함한다.

상기 코어 장입 로봇 연결 프레임(610)은 로봇(100)의 아암에 연결된 상태로 이후 설명될 베이스 프레임(620)을 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결 지지하는 판 구조의 프레임이다. 즉, 코어 장입 로봇 연결 프레임(610)의 상면 중앙부에는 로봇(100)의 아암 선단을 결합하고, 코어 장입 로봇 연결 프레임(610)의 하부에는 베이스 프레임(620)을 슬라이딩 이동 가능하게 연결한다. 여기서, 코어 장입 로봇 연결 프레임(610)의 저면에는 베이스 프레임(620)을 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결상태로 가이드하도록 수직 하방으로 연장되게 봉 구조를 가지는 복수의 완충 가이드(611)이 형성된다. 이러한, 코어 장입 로봇 연결 프레임(610)에는 상/하 방향으로 관통되도록 복수의 관통공(610a)이 형성되어, 중량감소 및 냉각이 안정적으로 이루어질 수 있게 한다. 여기서, 도면부호 612는 로봇(100)의 아암 단부와 착탈 가능하게 연결되는 로봇연결암이다.

상기 베이스 프레임(620)은 코어 장입 로봇 연결 프레임(610)의 하부에 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결 설치하는 판 구조의 프레임이다. 이러한, 베이스 프레임(620)은 코어 장입 로봇 연결 프레임(610)의 하부에 나란하게 배치된 상태로 완충 가이드(611)에 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결 설치한다. 여기서, 베이스 프레임(620)에는 완충 가이드(611)을 대응되게 삽입할 수 있도록 상/하 방향으로 관통된 복수의 가이드공(620b)이 형성된다. 그리고, 베이스 프레임(620)에는 상/하 방향으로 관통되도록 복수의 관통공(620a)이 형성되어, 중량감소 및 냉각이 안정적으로 이루어질 수 있게 한다.

더불어, 상기 베이스 프레임(610)의 저면에는 이후 설명될 코어 클램핑 프레임(640)을 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결상태로 가이드하도록 수직 하방으로 연장되게 봉 구조를 가지는 복수의 베이스 가이드(621)이 형성된다.

또한, 상기 베이스 프레임(620)의 상면에는 이후 설명될 승강 실린더(650)에 의한 코어 클램핑 프레임(640)의 상방으로 이동시, 충격을 흡수하도록 완충 스프링(622)를 구비한다. 즉, 완충 스프링(622)는 베이스 프레임(620)과 코어 장입 로봇 연결 프레임(610)의 사이에 배치하며, 완충 스프링(622)의 상단은 코어 장입 로봇 연결 프레임(610)의 저면에 결합하고, 완충 스프링(622)의 하단은 베이스 프레임(620)의 상면에 결합한다. 여기서, 완충 스프링(622)는 코일스프링 인것으로 도시하였으나 이에 한정하지 않고 판스프링이나 그 외의 쇼크업쇼버와 같은 충격흡수수단을 선택 적용할 수도 있음은 물론이다.

상기 위치 결정 프레임(630)은 이후 설명될 클램핑 수단(660)을 코어(10)의 파지구(11) 상에 정확한 위치로 삽입되게 할 수 있도록 가이드하는 판 구조의 프레임이다. 즉, 위치 결정 프레임(630)은 상기 코어 조립 지그(500)에 일정한 위치로 연결 배치되면서 코어 조립 지그(500) 상에 조립된 코어(10)을 클램핑 수단(660)이 정확하게 클램핑할 수 있게 한다. 이러한, 위치 결정 프레임(630)은 베이스 프레임(620)의 하방에 배치되도록 베이스 가이드(621)의 하단에 고정되게 결합한다.

여기서, 상기 위치 결정 프레임(630)의 저면에는 코어 조립 지그(500)에 일정한 위치로 안착 배치될 수 있도록 코어 조립 지그(500)의 위치 결정홈에 대응되게 위치 결정핀(631)이 하방으로 돌출되게 형성된다. 더불어, 위치 결정 프레임(630)의 저면에는 코어 조립 지그(500)의 보조위치 결정핀에 대응되게 보조위치 결정홈(632)가 형성될 수 있다. 이와 같이, 위치 결정 프레임(630)이 상기 코어 조립 지그(500)에 안착 배치시, 위치 결정핀(631)과 보조위치 결정홈(632)가 각각 코어 조립 지그(500)의 위치 결정홈 및 보조위치 결정핀에 대응되게 배치되면서, 위치 결정 프레임(630)은 코어 조립 지그(500) 상에 항상 일정한 위치로 안착 배치될 수 있게 된다.

그리고, 상기 위치 결정 프레임(630)은 코어 조립 지그(500) 상면 테두리 부분에 안착 배치시, 코어 조립 지그(500)에 조립된 코어(10)을 베이스 프레임(620) 방향으로 인접 배치되게 삽입할 수 있도록 상/하 방향으로 관통되게 삽입부(630a)가 형성된 링 형상을 가지도록 형성된다.

또한, 상기 위치 결정 프레임(630)의 일측에는 코어 조립 지그(500)에 안착된 상태에서 클램핑 수단(660)을 통한 코어(10)의 클램핑이 완료된 후, 코어(10)을 하부 금형(200) 상에 안착시킨 상태로 주조 성형 작업전에, 외부에서 공급된 공기를 코어(10) 방향으로 방출되게 하는 공기 방출 파이프(670)을 결합 구비할 수 있다. 즉, 공기 방출 파이프(670)은 외부에서 공급된 공기를 코어(10) 방향으로 방출되게 하면서 주조 성형 작업전에 코어(10)을 포함한 하부 금형(200) 내부의 이물질을 제거하면서, 완성된 취출 대상소재(20)의 불량 발생률을 감소되게 함과 더불어 하부 금형(200)의 냉각이 이루어지게 할 수 있다. 여기서, 공기 방출 파이프(670)의 길이 방향으로는 외부에서 공급된 공기를 코어(10) 및 하부 금형(200) 내부 방향으로 방출되게 하도록 상호 이격되게 복수의 공기 방출공(671)이 형성된다.

상기 코어 클램핑 프레임(640)은 이후 설명될 승강 실린더(650)의 작동에 따라 베이스 프레임(620)과 위치 결정 프레임(630) 사이에서 승강되는 판 구조의 프레임이다. 이러한, 코어 클램핑 프레임(640)은 이후 설명될 클램핑 수단(660)을 연결상태로 지지한다. 여기서, 코어 클램핑 프레임(640)에는 베이스 가이드(621)을 대응되게 삽입할 수 있도록 상/하 방향으로 관통된 복수의 가이드공(640b)이 형성된다. 그리고, 상기 코어 클램핑 프레임(640)에는 상/하 방향으로 관통되도록 복수의 관통공(640a)이 형성되어, 중량감소 및 냉각이 안정적으로 이루어질 수 있게 한다.

더불어, 상기 코어 클램핑 프레임(640)의 저면에는 하방으로 연장 배치되도록 적어도 하나의 쇼크업쇼버(641)을 연결 설치할 수 있다. 즉, 쇼크업쇼버(641)은 코어 클램핑 프레임(640)의 저면에 수직하게 배치되도록 상단을 결합한다. 이러한, 쇼크업쇼버(641)은 클램핑 수단(660)을 코어(10)의 파지구(11)에 삽입되게 하기 전에 코어(10)의 상면에 접촉되면서, 코어(10) 파지시 코어(10)의 흔들림을 방지하여 안정된 파지를 가능하게 함과 더불어 승강 실린더(650)의 작동에 따른 코어 클램핑 프레임(640)의 하방 이동시 충격을 흡수할 수 있게 한다.

상기 승강 실린더(650)은 코어 클램핑 프레임(640)을 상/하 방향으로 슬라이딩 이동하도록 구동력을 발생시키는 실린더이다. 즉, 승강 실린더(650)은 코어 클램핑 프레임(640)을 베이스 가이드(621) 상에서 상/하 방향으로 슬라이딩 이동되게 하면서, 코어 클램핑 프레임(640)에 설치된 쇼크업쇼버(641) 및 이후 설명될 클램핑 수단(660)을 대응되게 이동할 수 있게 한다. 이러한, 승강 실린더(650)은 베이스 프레임(620)에 고정되게 결합하며, 로드는 베이스 프레임(620)의 수직 하방으로 연장된 상태에서 상/하 방향으로 이동가능하게 배치한다. 이때, 승강 실린더(650)의 로드 단부는 코어 클램핑 프레임(640)의 상면에 고정되게 결합한다.

상기 클램핑 수단(660)은 승강 실린더(650)의 작동에 따라 코어 클램핑 프레임(640)의 하방 이동시, 이에 대응되게 하방으로 이동하면서 코어(10)의 파지구(11)에 삽입된 후, 외부에서 공급되는 공기에 의해 팽창되면서 코어(10)을 파지할 수 있게 한다. 즉, 도 6과 같이 클램핑 수단(660)은 코어 클램핑 프레임(640)의 상/하 이동에 대응되게 코어(10)도 이동되게 하면서, 코어 조립 지그(500) 상에 조립된 코어(10)를 하부 금형(200) 상으로 이동할 수 있도록 코어(10)를 파지상태로 유지되게 한다. 이러한, 클램핑 수단(660)은 코어 클램핑 프레임(640)에 하방을 향하도록 고정되게 결합하는데, 보다 상세하게는 클램핑 수단(660)이 코어 클램핑 프레임(640)부터 수직 하방으로 연장되게 배치되도록 클램핑 수단(660)의 상단을 코어 클램핑 프레임(640)의 저면에 결합되게 설치한다. 여기서, 클램핑 수단(660)은 클램핑 샤프트(661), 팽창 주머니(663)을 포함한다.

상기 클램핑 샤프트(661)은 팽창 주머니(663)을 연결 지지한 상태로 외부에서 공급되는 공기를 팽창 주머니(663)로 공급되게 한다. 이러한, 클램핑 샤프트(661)은 코어 클램핑 프레임(640)의 하방으로 연장되도록 클램핑 샤프트(661)의 상단을 코어 클램핑 프레임(640)의 저면에 수직 하방으로 연장되게 결합한다. 여기서, 클램핑 샤프트(661)의 내부에는 길이 방향으로 공기 공급 유로(662)가 형성됨으로써, 외부에서 공급되는 공기를 팽창 주머니(663)로 공급할 수 있게 한다. 이때, 클램핑 샤프트(661)의 상단은 공기를 공급하는 관로를 제어하는 방향 제어 밸브(도면미도시)를 통해 공기압을 인입과 배출이 이루어지게 하면서 팽창 주머니(663)이 팽창되며 코어(10)을 파지하거나, 팽창 주머니가(663)이 수축하며 코어(10)을 탈거할 수 있게 한다.

상기 팽창 주머니(663)은 클램핑 샤프트(661)의 공기공급유로(662)를 통해 외부에서 공급되는 공기를 전달받아 팽창하면서 코어(10)의 파지구(11) 상에 끼움되며 코어(10)을 파지한다. 이러한, 팽창 주머니(663)은 클램핑 샤프트(661)의 하단에 연결 설치하며, 클램핑 샤프트(661)을 통해 공기를 전달받을 때 팽창할 수 있도록 탄성재질로 형성된다. 이때, 팽창 주머니(663)은 고무재질로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않고 연성을 가지는 합성 수지 재질로 형성될 수도 있음은 물론이다.

상기 취출 및 금망 그리퍼(700)는 로봇(100)에 의해 이동하면서 분리 이젝터에 의해 상부 금형(300)에서 분리되는 취출 대상소재(20)를 고정상태로 취출함과 더불어 하부 금형(200)의 탕구를 확인함과 더불어 탕구 상에 금속망을 설치되게 한다. 이러한, 취출 및 금망 그리퍼(700)는 로봇(100)의 아암 단부에 착탈 가능하게 설치한다. 도 7 내지 도 10을 참조하면, 취출 및 금망 그리퍼(700)는 금망 설치 로봇 연결 프레임(710), 소재 안착 실린더(720), 소재 클램핑 프레임(730), 탕구 연결 프레임(740), 탕구 확인 프레임(750), 탕구 확인 실린더(760), 금망 설치 프레임(770), 금망 설치 실린더(780)를 포함한다.

상기 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)은 로봇의 아암(도면미도시)에 연결된 상태로 이후 설명될 소재 클램핑 프레임(730)을 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결 지지함과 더불어 소재 안착 실린더(720) 및 탕구 연결 프레임(740)을 연결 지지하는 프레임이다. 여기서, 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)은 한 쌍의 가로 바부재와 가로 바부재 사이를 연결하는 한 쌍의 세로 바부재로 구성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않음은 물론이다. 이같이, 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)의 일단에는 로봇의 아암 단부를 결합하고, 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)의 상부에는 소재 안착 실린더(720)를 결합 설치함과 더불어 소재 클램핑 프레임(730)을 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결한다. 그리고, 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)의 하부에는 탕구 연결 프레임(740)을 연결 상태 결합 설치한다. 이러한, 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)에는 소재 클램핑 프레임(730)을 상/하 방향으로 슬라이딩 이동되게 할 수 있도록 승강 가이드공(711)이 관통 형성된다. 여기서, 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)의 일단에는 로봇(100)의 아암 단부와 결합되는 로봇 연결 피팅부(712)가 형성될 수 있다.

상기 소재 안착 실린더(720)는 상부 금형(300)으로부터 분리되는 취출 대상소재(20)를 안착 지지할 수 있게 하는 실린더이다. 보다 상세하게는, 소재 안착 실린더(720)는 취출 대상소재(20)를 안착 지지한 상태로 이후 설명될 소재 클램핑부(732)와 함께 취출 대상소재(20)를 안정적으로 고정할 수 있게 한다. 이러한, 소재 안착 실린더(720)는 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)의 상면에 고정되게 결합 설치하며, 로드는 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)의 수직 상방으로 연장된 상태에서 상/하 방향으로 이동 가능하게 배치한다.

그리고, 상기 소재 안착 실린더(720)의 로드 단부에는 취출 대상소재(20)의 하부를 안정적으로 안착 지지할 수 있도록 소재 안착판(721)을 고정상태로 결합 구비한다. 이러한, 소재 안착판(721)의 상면에는 취출 대상소재(20)의 하부를 고정상태로 배치할 수 있도록 복수의 걸림대(722)를 결합 구비할 수 있다. 여기서, 걸림대(722)에는 취출 대상소재(20)의 저면에 배치된 코어(10) 부분을 대응되게 삽입 체결할 수 있도록 걸림 가이드홈(723)이 형성된다.

이같이, 상기 소재 안착 실린더(720)의 작동에 따른 로드의 길이 변화에 따라 소재 안착판(721)을 상/하 방향으로 이동되게 하면서, 소재 안착판(721)의 위치 변경을 통한 취출 대상소재(20)의 안정적인 안착 및, 소재 클램핑부(732)의 작동시 취출 대상소재(20)의 안정적인 고정상태를 유지할 수 있게 한다.

상기 소재 클램핑 프레임(730)은 소재 안착 실린더(720)의 소재 안착판(721) 상에 안착 배치된 취출 대상소재(20)를 고정되게 클램핑하는 판 구조의 프레임이다. 이러한, 소재 클램핑 프레임(730)은 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)의 상부에 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결 설치한다. 여기서, 소재 클램핑 프레임(730)의 저면에는 완충 가이드바(731)을 수직 하방으로 연장하게 형성되어, 완충 가이드바(731)가 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)의 승강 가이드공(711)에 삽입 배치되면서 소재 클램핑 프레임(730)이 금망 설치 로봇 연결 프레임(710) 상부에서 상/하 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있게 한다. 여기서, 완충 가이드바(731) 외측에는 완충 스프링(731a)을 삽입 설치함으로써 금망 설치 로봇 연결 프레임(710) 상부에 배치되는 소재 클램핑 프레임(730)을 탄성 지지하게 된다. 여기서, 소재 클램핑 프레임(730)의 중앙부에는 소재 안착 실린더(720)를 관통되게 배치할 수 있도록 실린더 설치공(730a)이 관통 형성될 수 있다.

그리고, 상기 소재 클램핑 프레임(730)의 상면 전/후/좌/우 테두리 부분에는 가림벽(730b)을 수직 상방으로 돌출되게 결합 구비할 수 있다. 이러한, 가림벽(730b)은 상부 금형으로부터 취출 대상소재(20)의 분리시, 코어(10)와 주물 찌꺼기 같은 이물질을 소재 클램핑 프레임(730) 상면에서 이탈하지 않게 막아주는 역할을 한다.

또한, 상기 소재 클램핑 프레임(730)의 상면에는 소재 안착판(721)에 안착 배치된 취출 대상소재(20)를 가압하면서 고정되게 클램핑하는 복수의 소재 클램핑부(732)를 결합 구비할 수 있다. 여기서, 소재 클램핑부(732)는 소재 클램핑 실린더(733), 클램프 암(734), 회전 링크(735), 클램프 팁(736)을 포함한다.

상기 소재 클램핑 실린더(733)는 클램프 암(734)을 회전되게 하도록 구동력을 발생시킨다. 이러한, 소재 클램핑 실린더(733)는 소재 클램핑 프레임(730)의 상면에 고정되게 결합하며, 소재 클램핑 실린더(733)의 로드는 소재 클램핑 프레임(730)의 상면에 수직되게 배치한다. 이같은, 소재 클램핑 실린더(733)는 작동시 로드를 상/하 방향으로 이동되게 한다.

상기 클램프 암(734)은 소재 클램핑 실린더(733)의 작동에 따라 회전하면서 소재 안착판(721)에 안착 배치된 취출 대상소재(20)를 가압하는 바 부분이다. 이러한, 클램프 암(734)은 수직부(734a)를 중심으로 상단 및 하단을 각각 반대방향으로 절곡되게 형성된 한 쌍의 수평부(734b)로 구성된 형상을 가진 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않음은 물론이다. 여기서, 클램프 암(734)의 하단 테두리 부분은 소재 클램핑 실린더(733)의 로드 단부에 회전 가능하게 힌지로 연결되게 결합한다.

상기 회전 링크(735)는 소재 클램핑 실린더(733)의 작동에 따른 로드의 길이 변화에 따라 클램프 암(734)을 회전 운동하도록 연결하는 바 부재이다. 즉, 회전 링크(735)는 소재 클램핑 실린더(733)의 작동에 따른 로드의 직선 이동력이 클램프 암(734)에 회전 운동력을 변환 전달되게 한다. 이러한, 회전 링크(735)의 길이방향 일단은 소재 클램핑 실린더(733)의 하우징 일측에 회전 가능하게 힌지로 연결 결합하고, 회전링크(735)의 길이방향 타단은 클램프 암(734)의 하단에 위치하는 수평부(734b) 일측에 회전 가능하게 힌지로 연결 결합한다.

상기 클램프 팁(736)은 클램프 암(734)의 회전시 취출 대상소재(20)와 접촉되면서 가압력을 전달하는 부분이다. 이러한, 클램프 팁(736)은 클램프 암(734)의 타단 테두리, 보다 상세하게는 클램프 암(734)의 상단에 위치하는 수평부(734b)의 길이방향 테두리 부분에 고정되게 결합한다. 여기서, 클램프 팁(736)은 취출 대상소재(20)의 상면에 접촉된 상태로 가압력을 전달시, 취출 대상소재(20)의 손상을 방지할 수 있도록 연성을 가지는 합성수지나 고무 재질로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않음은 물론이다.

상기 탕구 연결 프레임(740)은 이후 설명될 탕구 확인 프레임(750)과 금망 설치 프레임(770)을 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결 지지함과 더불어 탕구 확인 실린더(760) 및 금망 설치 실린더(780)를 연결 지지하는 판 구조의 프레임이다. 이러한, 탕구 연결 프레임(740)은 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)의 저면에 수평상태로 배치되도록 고정상태로 결합한다. 여기서, 탕구 연결 프레임(740)에는 탕구 확인 프레임(750)의 탕구 삽입 가이드바(751) 및 금망 설치 프레임(770)의 금망 설치 가이드바(771)를 슬라이딩 이동 가능하게 삽입할 수 있도록 탕구 이동 가이드공(741)을 상/하 방향으로 관통되게 형성할 수 있다.

상기 탕구 확인 프레임(750)은 탕구 연결 프레임(740)의 하부에서 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결 설치하는 판 구조의 프레임이다. 이러한, 탕구 확인 프레임(750)은 이후 설명될 탕구 확인 실린더(760)의 작동에 따라 상/하 방향으로 슬라이딩 이동하게 된다. 여기서, 탕구 확인 프레임(750)의 상면에는 수직 상방으로 연장되게 복수의 탕구 삽입 가이드바(751)가 형성된다. 이러한, 탕구 삽입 가이드바(751)는 탕구 연결 프레임(740)의 탕구 이동 가이드공(741)에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입한다.

그리고, 상기 탕구 확인 프레임(750)의 저면에는 탕구 확인 실린더(760)의 작동에 따라 하방으로 이동시 하부 금형(200)의 탕구에 삽입되면서 탕구의 관통 상태를 확인하는 탕구 확인부(752)를 구비한다. 여기서, 탕구 확인부(752)는 탕구 확인바(753), 탕구 확인팁(754)를 포함한다. 탕구 확인바(753)는 탕구 확인 프레임(750)의 저면에 수직 하방으로 연장되게 결합하는 바 부재이다. 이같이, 탕구 확인바(753)는 탕구 확인 프레임(750)의 하방으로 연장되게 배치됨으로써, 탕구 확인 실린더(760)의 작동에 따른 탕구 확인 프레임(750)의 하방 이동시, 탕구에 안정적으로 삽입할 수 있게 된다. 탕구 확인팁(754)은 탕구 확인바(753)의 하단 테두리 부분에 고정되게 결합하는 부분이다. 이러한, 탕구 확인팁(754)은 탕구에 삽입시 탕구 내부의 관통상태를 확인할 수 있게 한다. 즉 탕구 확인팁(754)은 탕구의 관통상태가 깔끔하지 못할 경우 충격력을 전달받은 후, 탕구 확인바(753)로 전달되게 한다. 여기서, 탕구 확인팁(754)은 탕구에 삽입됨으로써, 내열성이 우수한 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 탕구 확인 실린더(760)에는 로드를 하방으로 이동시 로드에 가해지는 반발력을 측정하는 탕구 감지부(도면미도시)를 연결 구비할 수 있다. 이러한, 탕구 감지부는 탕구 확인팁(754)을 탕구에 삽입시, 탕구 확인 실린더(760)로 전달되는 반발력을 통해 탕구의 관통 여부를 확인할 수 있게 한다.

상기 탕구 확인 실린더(760)는 탕구 확인 프레임(750)을 상/하 방향으로 슬라이딩 이동되게 구동력을 발생시키는 실린더이다. 즉, 탕구 확인 실린더(760)는 탕구 확인부(752)의 탕구 확인팁(754)을 하부 금형(200)의 탕구로 삽입 또는 탕구에 삽입된 상태에서 이탈되도록 이동력을 발생시킨다. 이러한, 탕구 확인 실린더(760)는 탕구 연결 프레임(740)에 결합 설치하며, 탕구 확인 실린더(760)의 로드 단부는 탕구 확인 프레임(750)의 상면에 고정되게 결합한다. 따라서, 탕구 확인 실린더(760)의 작동시, 탕구 확인 실린더(760)의 로드 이동에 대응되게 탕구 확인 프레임(750)도 이동하게 된다.

상기 금망 설치 프레임(770)은 탕구 연결 프레임(740)의 하부에서 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결 설치하는 판 구조의 프레임이다. 이러한, 금망 설치 프레임(770)은 이후 설명될 금망 설치 실린더(780)의 작동에 따라 상/하 방향으로 슬라이딩 이동하게 된다. 여기서, 금망 설치 프레임(770)의 상면에는 수직 상방으로 연장되게 복수의 금망 설치 가이드바(771)가 형성된다. 이러한, 금망 설치 가이드바(771)는 탕구 연결 프레임(740)의 탕구 이동 가이드공(741)에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입한다.

그리고, 상기 금망 설치 프레임(770)의 저면에는 금망 설치 실린더(780)의 작동에 따라 하방으로 이동시 탕구의 출구 부분에 금속망(도면미도시)을 설치하는 금망 투입부(772)를 구비한다. 이러한, 금망 투입부(772)는 작업자에 의해 금속망을 걸림시킨 상태에서 로봇(100) 아암의 이동 및 금망 설치 실린더(780)의 작동을 통해 탕구의 출구 상부로 이동된 후, 탕구의 출구 부분에 금속망을 안착되게 설치할 수 있게 한다. 여기서, 금망 투입부(772)는 금망 셋팅바(773), 금망 걸림핀(774)를 구비한다. 금망 셋팅바(773)는 금망 설치 프레임(770)의 저면에 수직 하방으로 연장되게 결합하는 바 부재이다. 이같이, 금망 셋팅바(773)는 금망 설치 프레임(770)의 하방으로 연장되게 배치됨으로써, 금망 설치 실린더(780)의 작동에 따른 금망 설치 프레임(770)의 하방 이동시, 탕구의 출구 부분에 금속망을 안정적으로 안착 배치할 수 있게 된다. 금망 걸림핀(774)은 금망 셋팅바(773)의 하단에 하방으로 돌출되게 연결 결합하는 부분이다. 이러한, 금망 걸림핀(774)은 탕구의 출구 부분에 안착 설치할 금속망을 걸림 상태로 지지되게 한다. 즉, 금망 걸림핀(774)은 금망 셋팅바(773)의 하단에 상호 이격되게 복수개가 형성되어, 금속망의 구멍에 삽입되면서 금속망을 걸림상태로 배치되게 함으로써, 아주 작은 충격력을 통해서도 금속망을 이탈되게 할 수 있다.

또한, 상기 금망 셋팅바(773)의 하단 내측에는 자력부재(775)를 결합 구비할 수 있다. 이러한, 자력부재(775)는 금속망을 자력으로부터 부착되게 하면서 로봇(100) 아암의 구동에 의해 상부 금형(300)과 하부 금형(200) 사이로 이동시, 금속 걸림핀(774)에 걸림된 상태에서 이탈하지 않게 한다.

상기 금망 설치 실린더(780)는 금망 설치 프레임(770)을 상/하 방향으로 슬라이딩 이동되게 구동력을 발생시키는 실린더이다. 즉, 금망 설치 실린더(780)는 금망 걸림핀(774)에 걸림 배치된 금속망을 탕구의 출구 부분에 안착 배치되게 할 수 있도록 이동력을 발생시킨다. 이러한, 금망 설치 실린더(780)는 탕구 연결 프레임(740)에 결합 설치하며, 금망 설치 실린더(780)의 로드 단부는 금망 설치 프레임(770)의 상면에 고정되게 결합한다. 따라서, 금망 설치 실린더(780)의 작동시, 금망 설치 실린더(780)의 로드 이동에 대응되게 금망 설치 프레임(770)도 이동하게 된다.

이같이, 상기 금망 설치 실린더(780)가 작동되면 금망 설치 프레임(770)의 하방 이동에 따른 금망 투입부(772)의 금망 걸림핀(774) 하단이 하부 금형(200) 부분에 충돌되면서, 금망 걸림핀(774)에 걸림되어 있던 금속망이 이탈되면서 탕구의 출구 부분에 안착 배치된다.

여기서, 상기 코어 그리퍼(600)와 취출 및 금망 그리퍼(700)는 주조 성형 작업 전이나 작업 완료 후에는 그리퍼 보관대(800)에 안착 상태로 보관될 수 있다. 이러한, 그리퍼 보관대(800)는 상/하 방향으로 나란하게 배치되는 복수의 보관 안착판(810)과, 보관 안착판(810)을 연결 지지하도록 보관 안착판(810)의 테두리 부분에 수직하게 결합하는 복수의 보관 지지기둥(820)을 포함한다. 여기서, 보관 안착판(810) 중 코어 그리퍼가 안착 배치되는 보관 안착판(810)의 상면에는 코어 그리퍼(600)의 위치결정핀(810)이 삽입되게 핀삽입홈(811)이 형성된다. 그리고, 취출 및 금망 그리퍼(700)가 안착 배치되는 보관 안착판(810)의 상면에는 탕구 연결 프레임(400)의 저면에 형성된 홈(도면미도시) 부분에 삽입 걸림되는 복수의 거치걸림 돌기바(812)를 수직하게 결합 구비한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 일 실시예의 실린더 헤드용 주조 장치를 이용한 주조 성형 작업을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 코어 조립 지그(500) 상에 복수의 코어(10)를 수작업으로 조립한다.

이후, 로봇(100)을 작동시켜 그리퍼 보관대(800)에 위치하는 코어 그리퍼(600)를 연결한 후 이동되게 한다. 즉 로봇(100)의 아암 단부에 코어 장입 로봇 연결 프레임(610)을 연결되게 한 후, 코어 그리퍼(610)가 코어(10) 상방에 위치되게 한다. 그리고, 클램핑 수단(660)이 코어(10)의 파지구(11)에 삽입되게 배치한다. 이에 대해 좀 더 상세하게 설명하면, 위치 결정 프레임(630)의 위치 결정핀(631)이 코어 조립 지그(500)의 위치 결정홈에 대응되게 삽입 배치되게 한다. 이후, 승강 실린더(650)를 작동시켜 코어 클램핑 프레임(640)이 하방으로 이동되게 하면, 클램핑 수단(660)의 팽창 주머니(663) 부분이 코어(10)의 파지구(11)에 삽입된다.

이렇게, 상기 클램핑 수단(660)의 팽창 주머니(663) 부분이 코어(10)의 파지구(11)에 삽입되면, 클램핑 수단(660)의 클램핑 샤프트(661)의 공기공급유로(662)로 외부에서 공기를 공급한다. 그러면, 공기공급유로(662)를 통해 팽창 주머니(663) 내부로 공기가 들어차면서 팽창 주머니(663)는 팽창하게 되고, 이를 통해 팽창 주머니(663)는 코어(10)를 파지 상태로 유지하게 된다.

이후, 로봇(100)을 다시 작동시켜, 클램핑 수단(660)의 팽창 주머니(663)에 파지된 코어(10)를 하부 금형(200) 상부에 안착되게 이동시킨 후, 팽창 주머니(663)의 들어찬 공기를 다시 외부로 배출되게 하여, 코어(10)가 팽창주머니(663)에 의해 파지된 상태를 해제되게 한다. 그리고, 승강 실린더(650)를 다시 작동시켜 코어 클램핑 프레임(640)이 상방으로 이동되게 하면, 클램핑 수단(660)의 팽창 주머니(663) 부분이 코어(10)의 파지구(11)에 삽입된 상태에서 외부로 이탈이 이루어지게 된다.

그러면, 코어(10)는 하부 금형(200) 상부에 안착상태로 배치되고, 로봇(100)이 작동하면서 코어 그리퍼(600)를 다시 그리퍼 보관함(800)의 보관 안착판(810) 상에 안착되게 이동시킨다.

그리고, 상기 금형 구동 실린더(400)에 의해 상부 금형(300)은 하방으로 이동하면서, 하부 금형(200)과 합형이 이루어지게 되고, 이후 탕구를 통해 용탕이 상부 금형(300)과 하부 금형(200) 사이에 위치하는 코어(10) 내부로 주입된 후 냉각이 이루어지게 된다.

이후, 다시 금형 구동 실린더(400)에 의해 상부 금형(300)은 상방으로 이동하게 되고, 이때 상부 금형(300)에는 코어(10)와 주조 성형품이 결합된 취출 대상소재(20)가 결합된 상태로 이동하게 된다.

이렇게, 상부 금형(300)이 상부로 이동된 후에는, 로봇(100)을 작동시켜 그리퍼 보관대(800)의 보관 안착판(810) 상에 안착 배치된 취출 및 금망 그리퍼(700)를 연결 상태로 이동되게 한다. 즉, 로봇(100)의 아암 단부에 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)을 연결되게 한 후, 상부 금형(300)과 하부 금형(300) 사이에 삽입되게 배치한다. 이후, 탕구 확인 실린더(760)가 작동하면서 탕구 확인 프레임(750)을 하방으로 이동되게 하면, 탕구 확인부(752)의 탕구 확인팁(754)이 탕구 내부로 삽입되면서 탕구의 출구 부분에 대한 관통 여부를 확인한다. 이때, 탕구의 출구 부분이 깨끗하게 관통되어 유로의 직경이 안정적으로 유지된 상태라 판단된 경우, 금속망을 설치하는 작업을 수행하게 되고, 탕구의 출구 부분 내측에 용탕 찌꺼기가 많이 들러 붙어 있으면서 유로가 좁은 상태라 판단된 경우, 작업자에 의한 탕구의 가공작업을 수행한다.

여기서, 탕구의 출구 부분이 깨끗하게 관통되어 유로의 직경이 안정적으로 유지된 상태라 판단되어, 금속망을 설치하는 작업을 수행할 경우, 금망 셋팅바(773)가 탕구 상방에 대응되게 위치하도록 로봇(100)에 의해 금망 설치 프레임(770)의 위치를 조절한다. 이때, 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)을 상부 금형(300)과 하부 금형(200) 사이로 배치하기 전에 코어 조립 지그(500)의 금망걸림확인공에 배치된 금속망을 금망 투입부(772)의 금망 걸림핀(774)에 걸림상태로 설치한다.

이후, 금망 설치 실린더(780)의 작동을 통해 금망 설치 프레임(770)이 하방으로 이동하면서 금망 투입부(772)의 금망 걸림핀(774) 하단이 하부 금형(200)에 접촉시, 금속망은 금망 걸림핀(774)에서 이탈되면서 탕구에 안착 배치된다.

이렇게, 탕구에 금속망의 설치가 완료된 후에는, 로봇(100)을 통해 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)이 상부 금형(300)에 인접하게 배치되게 한다. 이후, 소재 안착 실린더(720)를 작동시켜 소재 안착판(721)을 취출 대상소재(20) 하부에 접촉 또는 근접상태로 배치되게 이동시킨다. 그러면, 분리 이젝터의 작동을 통해 상부 금형(300)으로부터 분리되는 취출 대상소재(20)는 소재 안착판(721)의 상부에 안착 배치되고, 다시, 소재 안착 실린더(720)를 작동시켜 소재 안착판(721)을 하부로 이동되게 한다.

이후, 소재 클램핑부(732)의 소재 클램핑 실린더(733) 작동을 통해 클램프 암(734)이 회전되게 하고, 클램프 팁(736)이 취출 대상소재(20)의 상면에 접촉상태로 가압력을 전달하면서 취출 대상소재(20)의 고정이 완료된다.

이렇게, 취출 대상소재(20)를 소재 안착판(721)에 안착 배치한 상태로 소재 클램핑부(732)로 고정되게 한 후에는, 다시 로봇(100)의 작동을 통해 금망 설치 로봇 연결 프레임(710)이 상부 금형(300)과 하부 금형(200) 사이에서 외부로 이탈되게 한다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 실린더 헤드용 주조 장치는, 코어 조립 지그(500) 상에 코어(10)를 조립 배치한 상태에서 코어 클램핑 프레임(640)이 코어 조립 지그(500) 상에 정확한 위치로 위치되게 하여 클램핑 수단(660)이 코어(10)의 파지구(11)에 정확하게 삽입되며 코어(10)를 파지하는 바, 로봇(100)의 작동에 따라 이동하는 코어 그리퍼(600)로 하부 금형(200) 상에 코어(10)를 조립 상태로 정확한 위치에 용이하게 안착되게 할 수 있다.

또한, 로봇(100)의 작동에 따라 이동하는 취출 및 금망 그리퍼(700)를 하부 금형(200)과 상부 금형(300) 사이에 위치시킨 상태에서 탕구 확인 프레임(750)의 탕구 확인부(752) 및 탕구 확인 실린더(760)의 동작을 통해 탕구의 관통 여부를 확인하고, 금망 설치 프레임(770)의 금망 투입부(772) 및 금망 설치 실린더(780)의 동작을 통해 탕구 상에 금속망을 설치할 수 있게 한다. 더불어, 소재 안착 실린더(720)의 소재 안착판(721)에 상부 금형(300)으로부터 분리되면서 안착 배치된 취출 대상소재(20)가 소재 클램핑 프레임(730)의 소재 클램핑부(732)에 의해 가압상태로 클램핑되는 바, 취출 대상소재(20)의 취출 작업도 용이하게 수행할 수 있게 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 코어 20: 취출 대상소재
100: 로봇 200: 하부 금형
300: 상부 금형 400: 금형 구동 실린더
500: 코어 조립 지그 600: 코어 그리퍼
610: 코어 장입 로봇 연결 프레임 611: 완충 가이드
620: 베이스 프레임 621: 베이스 가이드
622: 완충 스프링 630: 위치 결정 프레임
631: 위치 결정핀 632: 보조위치 결정홈
640: 코어 클램핑 프레임 641: 쇼크업쇼버
650: 승강 실린더 660: 클램핑 수단
661: 클램핑 샤프트 663: 팽창 주머니
670: 공기 방출 파이프 700: 취출 및 금망 그리퍼
710: 금망 설치 로봇 연결 프레임 711: 승강 가이드공
720: 소재 안착 실린더 721: 소재 안착판
730: 소재 클램핑 프레임 731: 완충 가이드바
732: 소재 클램핑부 740: 탕구 연결 프레임
750: 탕구 확인 프레임 751: 탕구 삽입 가이드바
752: 탕구 확인부 760: 탕구 확인 실린더
770: 금망 설치 프레임 771: 금망 설치 가이드바
772: 금망 투입부 780: 금망 설치 실린더
800: 그리퍼 보관대

Claims (11)

1. 삭제
2. 복수의 아암으로 구성된 다관절의 로봇과;
   용탕을 주입하기 위한 탕구가 형성된 하부 금형과;
   상기 하부 금형의 상부에 대향되게 배치된 상태에서 상하 방향으로 슬라이딩 이동되게 설치하고, 주조 완료된 취출 대상소재를 분리시키는 분리 이젝터가 마련된 상부 금형과;
   상기 상부 금형과 연결되어, 상부 금형을 상하 방향으로 슬라이딩 이동하도록 구동력을 발생시키는 금형 구동 실린더와;
   상기 하부 금형에 설치할 복수의 코어를 조립 배치하며, 상면에는 위치 결정홈이 형성된 코어 조립 지그와;
   상기 로봇의 아암에 착탈 가능하게 설치하며, 로봇에 의해 이동하면서 코어 조립 지그 상에 조립된 코어를 클램핑한 후, 하부 금형에 코어를 설치하는 코어 그리퍼; 및
   상기 로봇의 아암에 착탈 가능하게 설치하며, 로봇에 의해 이동하면서 분리 이젝터에 의해 상부 금형에서 분리되는 취출 대상소재를 고정상태로 취출함과 더불어 하부 금형의 탕구를 확인 및 탕구에 금속망을 설치하는 취출 및 금망 그리퍼;를 포함하며,
   상기 코어 그리퍼는,
   상기 로봇의 아암 단부에 연결 설치하며, 수직 하방으로 연장되게 복수의 완충 가이드가 형성된 코어 장입 로봇 연결 프레임과,
   상기 완충 가이드에 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결 설치하며, 상면에는 완충 스프링을 구비하고, 수직 하방으로 연장되게 복수의 베이스 가이드가 형성된 베이스 프레임과,
   상기 베이스 가이드의 하단에 고정되게 결합하며, 조립 배치된 코어를 삽입할 수 있도록 상/하 방향으로 관통되게 삽입부가 마련되고, 저면에는 코어 조립 지그의 위치 결정홈에 대응되는 위치 결정핀이 하방으로 돌출되게 형성된 위치 결정 프레임과,
   상기 베이스 프레임과 위치 결정 프레임 사이에서 상/하 방향으로 슬라이딩 이동하도록 베이스 가이드에 연결 설치하는 코어 클램핑 프레임과,
   상기 베이스 프레임에 설치하며, 로드 단부는 코어 클램핑 프레임에 연결되어, 코어 클램핑 프레임을 상/하 방향으로 이동되게 구동력을 발생시키는 승강 실린더, 및
   상기 코어 클램핑 프레임에 하방을 향하도록 설치하며, 하단이 승강 실린더의 작동을 통해 하방으로 이동하면서 코어에 형성된 파지구에 삽입시, 외부에서 공급되는 공기에 의해 팽창되면서 코어를 파지하는 복수의 클램핑 수단을 포함하는 실린더 헤드용 주조 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 코어 조립 지그의 상면에는 보조위치 결정핀이 상방으로 돌출되게 더 형성되고, 위치 결정 프레임의 저면에는 보조위치 결정핀에 대응되게 보조위치 결정홈이 더 형성된 실린더 헤드용 주조 장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 클램핑 수단은,
   상기 코어 클램핑 프레임에 수직 하방으로 연장되게 결합 설치하며, 내부에는 공기공급유로가 형성된 클램핑 샤프트와,
   상기 클램핑 샤프트의 하단에 연결 설치하며, 클램핑 샤프트의 공기 공급 유로를 통해 외부에서 공급되는 공기에 의해 팽창하도록 탄성재질로 이루어진 팽창 주머니를 포함하는 실린더 헤드용 주조 장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 위치 결정 프레임에 연결 설치하며, 저면에는 상호 이격되게 복수개의 공기방출공이 형성되어, 하부 금형에 코어를 설치한 후 공기 방출공을 통해 외부에서 공급받은 공기를 코어로 방출되게 하면서 코어 및 금형 내부의 이물질을 제거하는 공기 방출 파이프를 구비하는 실린더 헤드용 주조 장치.
6. 복수의 아암으로 구성된 다관절의 로봇과;
   용탕을 주입하기 위한 탕구가 형성된 하부 금형과;
   상기 하부 금형의 상부에 대향되게 배치된 상태에서 상하 방향으로 슬라이딩 이동되게 설치하고, 주조 완료된 취출 대상소재를 분리시키는 분리 이젝터가 마련된 상부 금형과;
   상기 상부 금형과 연결되어, 상부 금형을 상하 방향으로 슬라이딩 이동하도록 구동력을 발생시키는 금형 구동 실린더와;
   상기 하부 금형에 설치할 복수의 코어를 조립 배치하며, 상면에는 위치 결정홈이 형성된 코어 조립 지그와;
   상기 로봇의 아암에 착탈 가능하게 설치하며, 로봇에 의해 이동하면서 코어 조립 지그 상에 조립된 코어를 클램핑한 후, 하부 금형에 코어를 설치하는 코어 그리퍼; 및
   상기 로봇의 아암에 착탈 가능하게 설치하며, 로봇에 의해 이동하면서 분리 이젝터에 의해 상부 금형에서 분리되는 취출 대상소재를 고정상태로 취출함과 더불어 하부 금형의 탕구를 확인 및 탕구에 금속망을 설치하는 취출 및 금망 그리퍼;를 포함하며,
   상기 취출 및 금망 그리퍼는,
   상기 로봇의 아암 단부에 연결 설치하는 금망 설치 로봇 연결 프레임과,
   상기 금망 설치 로봇 연결 프레임의 상면에 수직하게 결합 설치하며, 로드 단부에는 상부 금형으로부터 분리되는 취출 대상소재를 안착 지지하도록 소재 안착판을 결합 구비하는 소재 안착 실린더와,
   상기 금망 설치 로봇 연결 프레임의 상부에 상/하 방향으로 슬라이딩 이동가능하게 연결되고, 상면에는 소재 안착판에 안착 배치된 취출 대상소재를 고정되게 클램핑하는 소재 클램핑부가 마련된 소재 클램핑 프레임과,
   상기 금망 설치 로봇 연결 프레임의 저면에 고정되게 결합하는 탕구 연결 프레임과,
   상기 탕구 연결 프레임의 하부에 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결되고, 저면에는 탕구에 삽입되면서 탕구의 관통상태를 확인하는 탕구 확인부가 마련된 탕구 확인 프레임과,
   상기 탕구 연결 프레임에 수직하게 결합 설치하며, 로드 단부는 탕구 확인 프레임에 연결되어, 탕구 확인 프레임을 상/하 방향으로 슬라이딩 이동되게 구동력을 발생시키는 탕구 확인 실린더와,
   상기 탕구 연결 프레임의 하부에 상/하 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결되고, 저면에는 탕구에 금속망을 설치하는 금망 투입부가 마련된 금망 설치 프레임과,
   상기 탕구 연결 프레임에 수직하게 결합 설치하며, 로드 단부는 금망 설치 프레임에 연결되어, 금망 설치 프레임을 상/하 방향으로 슬라이딩 이동되게 구동력을 발생시키는 금망 설치 실린더를 포함하는 실린더 헤드용 주조 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 소재 안착판의 상면에는 취출 대상소재의 저면을 걸림상태로 안착 배치되게 하는 걸림가이드홈이 형성된 한 쌍의 걸림대를 구비하는 실린더 헤드용 주조 장치.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 소재 클램핑부는, 소재 클램핑 프레임의 상면에 상호 대향되게 한 쌍을 구비하며,
   상기 소재 클램핑부는,
   상기 소재 클램핑 프레임의 상면에 수직하게 결합 설치하는 소재 클램핑 실린더와,
   일단을 소재 클램핑 실린더의 로드 단부에 회전 가능하게 힌지 결합하는 클램프 암과,
   일단이 소재 클램핑 실린더에 회전 가능하게 힌지 결합하고, 타단은 클램프 암의 일측에 회전 가능하게 힌지 결합하는 회전링크, 및
   상기 클램프 암의 타단에 결합하며, 소재 클램핑 실린더의 동작에 따른 클램프 암의 회전시, 소재 안착판에 안착 배치된 취출 대상소재의 상면에 접촉되면서 가압력을 전달하는 클램프팁을 포함하는 실린더 헤드용 주조 장치.
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 탕구 확인 실린더와 연결되어, 탕구 확인 실린더의 로드가 하방으로 이동시, 반발력을 측정하는 탕구 감지부를 더 구비하며,
   상기 탕구 확인부는,
   상기 탕구 확인 프레임의 저면에 수직 하방으로 연장되게 결합하는 탕구 확인바와,
   상기 탕구 확인바의 하단에 결합하는 탕구 확인팁을 포함하며,
   상기 탕구 확인 실린더의 동작을 통해 탕구 확인팁이 탕구에 삽입시, 탕구 확인 실린더로 전달되는 반발력을 탕구 감지부에서 측정하면서 탕구의 관통상태를 확인하는 실린더 헤드용 주조 장치.
10. 청구항 6에 있어서,
    상기 금망 투입부는,
    상기 탕구 확인 프레임의 저면에 수직 하방으로 연장되게 결합하는 금망 셋팅바와,
    상기 금망 셋팅바의 하단에 하방으로 연장되게 결합하며, 금속망을 금망 셋팅바의 하부에 걸림 상태로 거치되게 하는 복수의 금망 걸림핀을 구비하는 실린더 헤드용 주조 장치.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 금망 셋팅바의 하단에는 금속망을 자력을 부착되게 하는 자력부재를 더 결합 구비하는 실린더 헤드용 주조 장치.
    
    

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