KR102104241B1

KR102104241B1 - 다층식 열처리로와 이를 이용한 금속소재의 가열을 위한 운용방법

Info

Publication number: KR102104241B1
Application number: KR1020180170031A
Authority: KR
Inventors: 임옥동; 강남수; 공영식; 김지형; 김기택
Original assignee: (주)오토젠
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-04-24

Abstract

본 발명은 단일의 전열공간 내에서 층상구조로 분할되어 배치되는 복수의 적재부를 마련하고, 적재부를 차폐하는 도어에 대한 개별적인 개폐동작의 제어를 통해 한정된 공간에서 보다 많은 수량의 금속소재 대상물을 효과적으로 가열 처리할 수 있는 다층식 열처리로를 개시한다.
전술한 다층식 열처리로는 내부의 전열공간을 층상구조로 분할하는 적재부를 갖춘 본체(100), 상기 본체(100)에 착탈 가능하게 설치되어 상기 적재부의 입구를 개별적으로 개폐하는 도어(200), 및 상기 본체(100)에 대한 상기 도어(200)의 개폐 조절을 위한 록킹 액츄에이터(210), 및 상기 본체(100)에 대한 상기 도어(200)의 개별적인 개폐를 조절하는 개폐조절부(300)를 포함하고, 상기 개폐조절부(300)는 상기 본체(100)에 대해 상하방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 도어(200)를 상하방향으로 이동시키는 승강작동유닛(320), 상기 본체(100)에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 도어(200)의 개폐 가능하게 하는 개폐작동유닛(340), 및 상기 본체(100)에 대해 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 도어(200)를 파지 가능하게 하는 파지작동유닛(360)을 구비한다.

Description

다층식 열처리로와 이를 이용한 금속소재의 가열을 위한 운용방법{Multistory heat treating furnace and operating method for heating metallic material using thereof}

본 발명은 금속소재의 열간 성형공정에 적용되는 열처리로와 이를 이용한 금속소재의 가열을 위한 운용방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단일의 전열공간 내에서 층상구조로 분할되는 복수의 적재부를 마련하고 적재부를 차폐하는 도어에 대한 개별적인 개폐동작의 제어를 통해 금속소재의 대상물에 대한 반입처리와 반출처리를 동시에 수행함으로써 보다 효율적인 가열 처리를 수행할 수 있는 다층식 열처리로와 이를 이용한 금속소재의 가열을 위한 운용방법에 관한 것이다.

일반적으로 열처리로는 금속소재의 대상물에 고온의 열을 가하여 소재의 물성을 향상시키기 위해 사용되는 설비로서, 열간 성형공정에서 주로 이용되고 있다. 이와 같은 열처리로는 용도에 따라 가열용과 단조용 및 압연용 등으로 구분될 수 있다.

일례로, 핫 스탬핑(Hot-stamping)은 금속재료 중 하나인 냉연강판을 열처리로의 내부에서 고온으로 가열한 다음, 가열된 금속재료를 프레스 성형(Press forming)한 후 금형 안에서 급랭하는 담금질 효과에 의해 금속재료의 강도를 높이는 공법이다. 이러한 핫 스탬핑 공법은 금속재료의 성형성이 우수하면서도 강도를 높일 수 있는 효과로 인해 자동차의 경우, 차체의 필러(pillar)나 각종 보강용 빔(Impact beam) 등의 제조에 활용되고 있는 실정이다.

종래, 열간 성형공정에서 사용되는 열처리로는 가열 대상물인 금속소재를 컨베이어와 같은 이송설비를 이용하여 일렬로 공급하는 라인 중에 밀폐된 가열 환경을 제공하는 구조로 이루어진다.

일례로, 공개특허 제10-2015-0024260호의 열처리로 및 열처리 방법에는 외벽(11)에 의해 밀폐된 전열공간을 형성하는 열처리로(10)가 개시되어 있고, 열처리로(10)의 내부에는 복수의 반송롤러(20a, 20b, 20c)에 의해 피처리물(96)이 이동 가능한 구조로 설치되어 있다.

또한, 공개특허 제10-2015-0039651호의 연속식 롤러허스형 열처리로에는 예열존(1)과 가열존(2), 유지존(3), 및 냉각존(4)이 각각 일렬의 구조로서 순차적으로 배치되는 구조에 대한 구성이 개시되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래 열처리로는 일렬의 이송 구조로 이루어진 전열공간을 가지는 구조적 특징으로 인해 설비의 구축에 넓은 공간을 점유하게 되는 문제를 초래하게 된다.

또한, 열처리로의 구축에 넓은 공간의 점유가 필요로 함에 따라, 설비를 제작하고 생산하는 전 과정에서 비용적 소요가 크게 발생하는 경제적인 단점을 야기하게 된다.

공개특허 제10-2015-0024260호 공개특허 제10-2015-0039651호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 단일의 전열공간 내에서 층상구조로 분할되어 배치되는 복수의 적재부를 마련하고, 적재부를 차폐하는 도어에 대한 개별적인 개폐동작의 제어를 통해 한정된 공간에서 보다 많은 수량의 금속소재 대상물을 효과적으로 가열 처리할 수 있는 다층식 열처리로와 이를 이용한 금속소재의 가열을 위한 운용방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 층상구조의 적재부를 차폐하는 도어의 개별적인 개폐의 동작제어와, 적재부의 내부를 향한 대상물의 반입처리와 적재부로부터 외부를 향한 대상물의 반출처리를 위한 자동화 설비의 구축을 통해 보다 효율적인 금속소재의 대상물에 대한 가열 처리를 자동적으로 수행할 수 있는 다층식 열처리로와 이를 이용한 금속소재의 가열을 위한 운용방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 내부의 전열공간을 층상구조로 분할하는 적재부를 갖춘 본체, 상기 본체에 착탈 가능하게 설치되어 상기 적재부의 입구를 개별적으로 개폐하는 도어, 및 상기 본체에 대한 상기 도어의 개폐 조절을 위한 록킹 액츄에이터, 및 상기 본체에 대한 상기 도어의 개별적인 개폐를 조절하는 개폐조절부를 포함하고, 상기 개폐조절부는 상기 본체에 대해 상하방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 도어를 상하방향으로 이동시키는 승강작동유닛, 상기 본체에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 도어의 개폐 가능하게 하는 개폐작동유닛, 및 상기 본체에 대해 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 도어를 파지 가능하게 하는 파지작동유닛을 구비한다.

본 발명에 있어, 상기 승강작동유닛은 상기 본체에 대해 상하방향으로 설치되는 수직거치대, 상기 수직거치대를 따라 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 승강구조물, 및 상기 수직거치대에 대한 상기 승강구조물의 상하방향 이동을 위해 구비되는 승강용 액츄에이터를 포함하고, 상기 승강용 액츄에이터는 상기 승강구조물과 결합되는 제1리드스크류를 구비하고, 상기 제1리드스크류는 제1감속기를 매개로 상기 승강용 액츄에이터와 결합된다.

본 발명에 있어, 상기 승강작동유닛은 상기 수직거치대에 대한 상기 승강구조물의 상하방향 이동을 안내하는 제1엘엠가이드를 구비한다.

본 발명은 상기 수직거치대에 대한 상기 승강구조물의 위치검출을 위한 상하방향 위치검출부를 더 포함한다.

본 발명에 있어, 상기 개폐작동유닛은 상기 승강구조물에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치되는 가동구조물, 및 상기 승강구조물에 대한 상기 가동구조물의 전후방향 이동을 위해 구비되는 가동용 액츄에이터를 포함하고, 상기 가동용 액츄에이터는 상기 가동구조물과 결합되는 제2리드스크류를 구비하고, 상기 제2리드스크류는 제2감속기를 매개로 상기 가동용 액츄에이터와 결합된다.

본 발명에 있어, 상기 개폐작동유닛은 상기 승강구조물에 대한 상기 가동구조물의 전후방향 이동을 안내하는 제2엘엠가이드를 구비한다.

본 발명은 상기 승강구조물에 대한 상기 가동구조물의 위치검출을 위한 전후방향 위치검출부를 더 포함한다.

본 발명에 있어, 상기 파지작동유닛은 상기 가동구조물에 대해 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되는 파지구조물, 및 상기 가동구조물에 대한 상기 파지구조물의 좌우방향 이동을 위해 구비되는 파지용 액츄에이터를 포함하고, 상기 파지용 액츄에이터는 상기 가동구조물에 고정되고, 상기 파지구조물과 연결되는 플런져를 구비하고, 상기 파지구조물은 상기 도어에 고정되는 어댑터와 결합 가능하게 설치된다.

본 발명은 상기 가동구조물에 대한 상기 파지구조물의 위치검출을 위한 좌우방향 위치검출부를 더 포함한다.

본 발명은 층상구조의 전열공간을 갖춘 본체의 입구에 대해 도어를 개폐 가능하게 하는 방법으로서, 상기 본체의 입구에서 수직거치대에 대해 승강구조물을 상하방향으로 이동시키는 단계, 상기 승강구조물에 대해 전후방향으로 이동 가능한 가동구조물에 대해 파지구조물을 좌우방향으로 이동시켜 상기 도어를 파지하는 단계, 상기 본체에 대해 상기 도어의 잠금을 해제시키는 단계, 상기 승강구조물에 대해 상기 가동구조물을 전후방향으로 이동시켜 상기 도어를 개방하는 단계, 및 상기 수직거치대에 대해 상기 승강구조물을 상하방향으로 이동시켜 상기 도어의 위치를 옮기는 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명에 있어, 상기 승강구조물을 상하방향으로 이동시키는 단계에서 상하방향 위치검출부를 매개로 상기 수직거치대에 대한 상기 승강구조물에 대한 상하방향 위치를 검출하고, 상기 가동구조물을 전후방향으로 이동시키는 단계에서 전후방향 위치검출부를 매개로 상기 승강구조물에 대한 상기 가동구조물에 대한 전후방향 위치를 검출하며, 상기 파지구조물을 좌우방향으로 이동시키는 단계에서 좌우방향 위치검출부를 매개로 상기 가동구조물에 대한 상기 파지구조물에 대한 좌우방향 위치를 검출하도록 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 다층식 열처리로와 이를 이용한 금속소재의 가열을 위한 운용방법은 단일의 전열공간을 형성하는 가열로 내에서 층상구조로 분할되어 배치되는 복수의 적재부를 마련하고, 복수의 적재부와 개별적으로 교통하는 입구에 착탈 가능한 도어를 설치하며, 도어에 대한 개폐동작의 제어를 자동적으로 수행함으로써 한정된 공간에 보다 많은 수량의 금속소재 대상물에 대한 가열 처리를 효과적으로 수행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다층식 열처리로와 이를 이용한 금속소재의 가열을 위한 운용방법은 층상구조 적재부의 입구를 개별적으로 차폐하는 도어에 대한 독립적인 개폐동작, 적재부의 내부를 향한 대상물의 반입처리, 및 적재부로부터 외부를 향한 대상물의 반출처리를 각각 자동화된 설비의 구축을 통해 자동적으로 수행할 수 있으므로, 금속소재의 열처리 대상물에 대한 효과적인 가열 처리의 기능을 달성할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다층식 열처리로를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다층식 열처리로를 도시한 평면도로서, 도어의 개폐 조절부위만을 한정하여 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 열처리로의 본체에서 도어를 제거하여 도시한 정면도로서, 내부의 전열공간에 구비되는 층상구조의 적재부를 도시한 것이다.
도 4는 도 1의 요부 구성을 확대하여 도시한 것으로, 승강작동유닛과 파지작동유닛의 구성관계를 나타낸 것이다.
도 5는 도 2의 요부 구성을 확대하여 도시한 것으로, 승강작동유닛과 개폐작동유닛의 구성관계를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조로 하면, 본 발명의 실시예에 따른 다층식 열처리로는 금속소재의 대상물을 고온의 상태로 가열 처리하는 열간 성형공정에 적용되는 것으로, 내부의 전열공간을 상하방향에 걸쳐 층상의 구조로서 복수의 수량으로 분할하는 적재부를 갖춘 본체(100), 상기 본체(100)의 입구에서 외부를 향해 착탈 가능하게 설치되어 복수의 적재부에 대한 개별적인 개폐를 조절하도록 설치되는 도어(200), 및 상기 본체(100)에 대한 상기 도어(200)의 개별적인 개폐를 조절하기 위해 동작하는 개폐조절부(300)를 포함하여 구성된다.

상기 본체(100)는 내부에 체임버 형태의 전열 가능한 적정의 공간을 확보하는 직립형 구조물로 이루어진다. 특히, 상기 본체(100)는 전방에 위치한 입구를 제외한 나머지 부위가 외부와 완벽하게 차단되어 열적으로 격리될 수 있는 차폐형 구조물로 구성된다.

또한, 상기 본체(100)는 상하방향에 걸쳐 층상구조로 배치되는 복수의 적재부(110)에 의해 내부의 전열공간을 분할하게 된다. 즉, 상기 본체(100)는 복수의 적재부(110)를 매개로 내부에 위치한 단일의 전열공간을 층상구조로서 복수의 수량으로 분할하는 형태로 구성된다. 이 경우, 상기 각각의 적재부(110)는 적정의 간격을 두고 상호 이격되게 배치되는 복수의 탑재용 단편구조물(120)을 구비함으로써 그 상부에 가열 대상인 금속소재의 대상물을 안정적으로 적재하여 지지할 수 있게 된다.

또한, 상기 본체(100)는 내부의 전열공간에 대해 적정의 열원을 제공하여 금속소재의 대상물을 고온의 열적 환경에서 가열 처리할 수 있는 열원 공급수단을 별도로 구비한다.

상기 도어(200)는 상기 본체(100)의 입구에서 외부를 향해 착탈 가능한 구조로 설치되는 것으로, 열간 성형공정에서 내부의 전열공간을 외부로부터 격리하여 가열 대상인 금속소재의 대상물에 대한 효과적인 가열 처리를 가능하게 하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 도어(200)는 상기 본체(100)의 내부에 위치한 전열공간에 대한 차폐를 구현할 수 있는 착탈형 구조물로 이루어진다.

이 경우, 상기 도어(200)는 상기 복수의 적재부(110)에 대한 개폐를 개별적으로 조절하기 위해 해당 적재부(110)의 입구에서 독립적으로 구비되고, 각 도어(200)에 대한 개폐는 록킹 액츄에이터(210)의 작동에 의해 조절되도록 구성된다. 즉, 상기 록킹 액츄에이터(210)는 상기 본체(100)의 전면부위에 위치한 상기 도어(200)에 대한 개폐를 조절 가능하게 하는 것으로, 층상구조로 배치되는 복수의 도어(200)에 대한 개폐를 개별적으로 조절할 수 있는 위치에 구비되는 것이고, 상기 록킹 액츄에이터(210)에 대한 작동은 제어부(미도시)에 의해 개별적으로 이루어지도록 구성된다.

도 4와 도 5를 참조로 하면, 상기 개폐조절부(300)는 상기 본체(100)의 입구에서 상기 도어(200)에 대한 개별적인 개폐 동작을 조절하는 것으로, 상기 본체(100)에 대해 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 승강작동유닛(320), 상기 본체(100)에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치되는 개폐작동유닛(340), 및 상기 본체(100)에 대해 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되는 파지작동유닛(360)을 포함하여 구성된다.

이 경우, 좌우방향(X)과 상하방향(Y)은 도 1을 기준으로 상기 본체(100)에 대해 수평한 방향과 수직한 방향을 의미하는 것이고, 전후방향(Z)은 도 2를 기준으로 상기 본체(100)에 대해 전방 또는 후방을 향한 수직한 방향을 의미하는 것이다.

상기 수직거치대(310)는 상기 본체(100)의 입구측 좌우방향 양단부위에서 상하방향으로 길게 배치되도록 설치되는 한 쌍의 직립형 구조물로서, 후술되는 승강구조물(322)에 대한 상하방향 이동을 안내하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 수직거치대(310)에는 후술되는 승강구조물(322)에 대한 위치를 정확하게 검출하기 위한 상하방향 위치검출부(미도시)가 구비되는 데, 상기 상하방향 위치검출부는 상기 수직거치대(310)에 대한 승강구조물(322)의 상하방향 위치를 실시간으로 정확하게 검출하여 제어부(미도시)로 출력하도록 구성된다.

상기 승강작동유닛(320)은 상기 수직거치대(310)를 따라 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 승강구조물(322), 및 상기 수직거치대(310)에 대한 상기 승강구조물(322)의 상하방향 이동을 위해 동작하는 승강용 액츄에이터(324)를 구비한다. 이 경우, 상기 승강용 액츄에이터(324)는 제1감속기(326)와 제1커플링(327) 및 제1리드스크류(328)를 구비한다.

또한, 상기 승강구조물(322)은 상기 수직거치대(310)에 대해 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 구조물로서, 상기 수직거치대(310)에 대해 회전이 구속된 상태로 설치된다.

또한, 상기 승강구조물(322)에는 후술되는 가동구조물(342)에 대한 위치를 정확하게 검출하기 위한 전후방향 위치검출부(미도시)가 구비되는 데, 상기 전후방향 위치검출부는 상기 승강구조물(322)에 대한 가동구조물(342)의 전후방향 위치를 실시간으로 정확하게 검출하여 제어부(미도시)로 출력하도록 구성된다.

또한, 상기 승강용 액츄에이터(324)는 스텝모터와 같이 회전력의 출력과 함께 정확한 위치 제어가 가능한 것이고, 상기 제1감속기(326)는 상기 승강용 액츄에이터(324)로부터 제공되는 회전력을 감속하여 상기 제1리드스크류(328)에 전달하는 것이며, 상기 제1커플링(327)은 상기 제1감속기(326)와 상기 제1리드스크류(328) 사이의 축방향 결합을 유도하는 것이고, 상기 제1리드스크류(328)는 상기 승강용 액츄에이터(324)로부터 제공되는 회전력을 매개로 상기 승강구조물(322)을 상하방향으로 이동시키기 위해 상기 승강구조물(322)과 나사결합되는 것이다.

즉, 상기 승강용 액츄에이터(324)는 제1감속기(326)와 제1커플링(327)을 매개로 제1리드스크류(328)와 연결되어 상기 수직거치대(310)에 대해 상기 승강구조물(322)을 상하방향으로 이동 가능하게 하는 것이다. 다만, 상기 승강용 액츄에이터(324)는 스텝모터에 한정되는 것이 아니라, 상기 수직거치대(310)에 대해 상기 승강구조물(322)을 상하방향으로 이동시킬 수 있는 수단이라면 어떠한 구성이라도 무방할 것이다. 또한, 상기 승강용 액츄에이터(324)에 대한 작동은 제어부(미도시)에 의해 이루어지도록 구성된다.

또한, 상기 승강작동유닛(320)은 상기 수직거치대(310)에 대한 상기 승강구조물(322)의 상하방향 이동을 안내하는 제1엘엠가이드(330)를 구비한다. 이 경우, 상기 제1엘엠가이드(330)는 상기 수직거치대(310)의 양측부에서 상하방향으로 길게 돌출되도록 설치되는 돌출형 가이더, 및 상기 돌출형 가이더와 대향하는 상기 승강구조물(322)의 양측부에서 상하방향으로 길게 돌출되도록 설치되는 요홈형 가이더로 이루어진다. 다만, 상기 제1엘엠가이드(330)를 구성하는 돌출형 가이더와 요홈형 가이더의 위치는 반대되도록 설치되어도 무방할 것이다.

상기 개폐작동유닛(340)은 상기 승강구조물(322)에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치되는 가동구조물(342), 및 상기 승강구조물(322)에 대한 상기 가동구조물(342)의 전후방향 이동을 위해 동작하는 가동용 액츄에이터(344)를 구비한다. 이 경우, 상기 가동용 액츄에이터(344)는 제2감속기(346)와 제2커플링(347) 및 제2리드스크류(348)를 구비한다.

또한, 상기 가동구조물(342)은 상기 승강구조물(322)에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치되는 구조물로서, 상기 승강구조물(322)에 대해 회전이 구속된 상태로 설치된다. 특히, 상기 가동구조물(342)은 전방측 자유단부가 상기 본체(100)의 전면부위에 위치한 상기 도어(200)를 향해 소정의 길이로 절곡되는 형태로 이루어진다.

또한, 상기 가동구조물(342)에는 후술되는 파지구조물(362)에 대한 위치를 정확하게 검출하기 위한 좌우방향 위치검출부(미도시)가 구비되는 데, 상기 좌우방향 위치검출부는 상기 가동구조물(342)에 대한 파지구조물(362)의 좌우방향 위치를 실시간으로 정확하게 검출하여 제어부(미도시)로 출력하도록 구성된다.

또한, 상기 가동용 액츄에이터(344)는 스텝모터와 같이 회전력의 출력과 함께 정확한 위치 제어가 가능한 것이고, 상기 제2감속기(346)는 상기 가동용 액츄에이터(344)로부터 제공되는 회전력을 감속하여 상기 제2리드스크류(348)에 전달하는 것이며, 상기 제2커플링(347)은 상기 제2감속기(346)와 상기 제2리드스크류(348) 사이의 축방향 결합을 유도하는 것이고, 상기 제2리드스크류(348)는 상기 가동용 액츄에이터(344)로부터 제공되는 회전력을 매개로 상기 가동구조물(342)을 전후방향으로 이동시키기 위해 상기 가동구조물(342)과 나사결합되는 것이다.

즉, 상기 가동용 액츄에이터(344)는 제2감속기(346)와 제2커플링(347)을 매개로 제2리드스크류(348)와 연결되어 상기 승강구조물(322)에 대해 상기 가동구조물(342)을 전후방향으로 이동 가능하게 하는 것이다. 다만, 상기 가동용 액츄에이터(344)는 스텝모터에 한정되는 것이 아니라, 상기 승강구조물(322)에 대해 상기 가동구조물(342)을 전후방향으로 이동시킬 수 있는 수단이라면 어떠한 구성이라도 무방할 것이다. 또한, 상기 가동용 액츄에이터(344)에 대한 작동은 제어부(미도시)에 의해 이루어지도록 구성된다.

또한, 상기 개폐작동유닛(340)은 상기 승강구조물(322)에 대한 상기 가동구조물(342)의 전후방향 이동을 안내하는 제2엘엠가이드(350)를 구비한다. 이 경우, 상기 제2엘엠가이드(350)는 상기 승강구조물(322)의 일면측에서 전후방향으로 길게 돌출되도록 설치되는 돌출형 가이더, 및 상기 돌출형 가이더와 대향하는 상기 가동구조물(342)의 일면측에서 전후방향으로 길게 돌출되도록 설치되는 요홈형 가이더로 이루어진다. 다만, 상기 제2엘엠가이드(350)를 구성하는 돌출형 가이더와 요홈형 가이더의 위치는 반대되도록 설치되어도 무방할 것이다.

상기 파지작동유닛(360)은 상기 가동구조물(342)에 대해 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되는 파지구조물(362), 및 상기 가동구조물(342)에 대한 상기 파지구조물(362)의 좌우방향 이동을 위해 동작하는 파지용 액츄에이터(364)를 구비한다. 즉, 상기 파지작동유닛(360)은 상기 파지용 액츄에이터(364)로부터 제공되는 이동력을 매개로 상기 가동구조물(342)에 대해 상기 파지구조물(362)을 좌우방향으로 이동시키는 역할을 수행한다.

또한, 상기 파지구조물(362)은 상기 가동구조물(342)에 대해 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되는 것으로, 상기 도어(200)의 전면에서 외부를 향해 돌출된 상태로 고정되는 돌출형 어댑터(220)를 파지할 수 있는 형태로 구성된다. 즉, 상기 파지구조물(362)은 상기 돌출형 어댑터(220)와의 결합을 위해 상기 가동구조물(342)에 대해 직선방향으로 이동이 가능한 상태로 설치된다. 특히, 상기 파지구조물(362)은 전방측 자유단부에 상기 도어(200)의 파지를 위해 복수의 삽입홈(362a)을 구비하고, 상기 삽입홈(362a)은 상기 돌출형 어댑터(220)에 형성되는 요홈부(220a)와 결합 가능한 구조로 이루어진다.

또한, 상기 파지용 액츄에이터(364)는 상기 가동구조물(342)에 대해 고정되고, 상기 파지구조물(362)과 축방향으로 연결되는 플런져(366)를 구비한다. 예컨대 상기 파지용 액츄에이터(364)는 유/공압의 공급과 배출 제어에 의해 동작하는 유/공압 실린더로 구성될 수 있다. 다만, 상기 파지용 액츄에이터(364)는 상기 가동구조물(342)에 대해 상기 파지구조물(362)을 직선방향으로 이동시킬 수 있는 수단이라면 어떠한 구성이라도 무방할 것이다. 또한, 상기 파지용 액츄에이터(364)에 대한 작동은 제어부(미도시)에 의해 이루어지도록 구성된다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 다층식 열처리로를 이용한 금속소재의 가열방법을 상세히 설명하기로 한다.

- 정상 가열상태

열간 성형공정에 있어, 열처리로의 내부에 금속소재의 대상물을 다층의 층상구조로 적재하여 정상적으로 가열하는 상태로서, 상기 본체(100)에 대한 상기 도어(200)의 폐쇄상태는 상기 록킹 액츄에이터(210)의 작동에 따라 이루어진다.

즉, 상기 본체(100)의 입구에 대해 상기 도어(200)가 상기 록킹 액츄에이터(210)의 작동에 따라 폐쇄된 상태를 유지하고, 열원 공급수단으로부터 제공되는 고온의 열원이 상기 본체(100)의 내부 전열공간에 제공됨에 따라 금속소재의 대상물에 대한 가열처리가 정상적으로 구현될 수 있게 된다.

- 도어의 개방상태 전환 및 가열 대상물의 외부 인출

상기 본체(100)에 대한 상기 도어(200)의 개방은 상기 개폐조절부(300)에 대한 동작 제어를 통해 구현되는 바, 특히 상기 승강작동유닛(320)의 동작과 상기 파지작동유닛(360)의 동작, 상기 록킹 액츄에이터(210)의 동작, 상기 개폐작동유닛(340), 및 상기 승강작동유닛(320)의 동작이 각각 순차적으로 진행됨에 따라 구현된다.

먼저, 상기 승강작동유닛(320)의 동작은 상기 수직거치대(310)에 대한 상기 승강구조물(322)의 상하방향 위치를 원하는 위치로 조절할 수 있게 된다. 이 과정에서 상기 수직거치대(310)에 대한 상기 승강구조물(322)의 상하방향 위치는 상하방향 위치검출부를 통해 검출되어 제어부로 출력된다.

즉, 상기 승강용 액츄에이터(324)의 동작이 이루어지면, 상기 제1리드스크류(328)의 회전에 의해 상기 승강구조물(322)은 상기 수직거치대(310)를 따라 상하방향으로 이동하게 된다. 이 과정에서 상기 수직거치대(310)에 대한 상기 승강구조물(322)의 이동은 상기 제1엘엠가이드(330)를 매개로 정확하게 유도될 수 있게 된다.

이 과정에서 제어부는 상하방향 위치검출부를 매개로 상기 수직거치대(310)에 대한 상기 승강구조물(322)의 상하방향 위치를 실시간으로 검출함으로써, 상기 승강용 액츄에이터(324)에 대한 구동 제어를 정확하게 수행할 수 있게 된다.

이어, 상기 파지작동유닛(360)의 동작은 상기 가동구조물(342)에 대한 상기 파지구조물(362)의 좌우방향 위치를 원하는 위치로 조절할 수 있게 된다. 이 과정에서 상기 가동구조물(342)에 대한 상기 파지구조물(362)의 좌우방향 위치는 좌우방향 위치검출부를 통해 검출되어 제어부로 출력된다.

즉, 상기 파지용 액츄에이터(364)의 동작이 이루어지면, 상기 플런져(366)의 이동에 의해 상기 파지구조물(362)은 상기 가동구조물(342)에 대해 좌우방향으로 이동하게 된다. 이 과정에서 상기 파지구조물(362)의 삽입홈(362a)은 상기 돌출형 어댑터(220)의 요홈부(220a)와의 결합상태로 전환된다.

이 과정에서 제어부는 좌우방향 위치검출부를 매개로 상기 가동구조물(342)에 대한 상기 파지구조물(362)의 좌우방향 위치를 실시간으로 검출함으로써, 상기 파지용 액츄에이터(364)에 대한 구동 제어를 정확하게 수행할 수 있게 된다.

이어, 상기 록킹 액츄에이터(210)의 동작이 이루어져, 상기 본체(100)의 입구에 대해 상기 도어(200)를 개방될 수 있는 준비상태로 전환하게 된다.

이어, 상기 개폐작동유닛(340)의 동작은 상기 승강구조물(322)에 대한 상기 가동구조물(342)의 전후방향 위치를 원하는 위치로 조절할 수 있게 된다. 이 과정에서 상기 승강구조물(322)에 대한 상기 가동구조물(342)의 전후방향 위치는 전후방향 위치검출부를 통해 검출되어 제어부로 출력된다.

즉, 상기 가동용 액츄에이터(344)의 동작이 이루어지면, 상기 제2리드스크류(348)의 회전에 의해 상기 가동구조물(342)은 상기 승강구조물(322)을 따라 전방으로 이동하게 된다. 이 과정에서 상기 승강구조물(322)에 대한 상기 가동구조물(342)의 전방을 향한 이동은 상기 제2엘엠가이드(350)를 매개로 정확하게 유도될 수 있고, 상기 도어(200)는 상기 본체(100)의 입구로부터 전방을 향해 개방된 상태로 전환된다.

이 과정에서 제어부는 전후방향 위치검출부를 매개로 상기 승강구조물(322)에 대한 상기 가동구조물(342)의 전후방향 위치를 실시간으로 검출함으로써, 상기 가동용 액츄에이터(344)에 대한 구동 제어를 정확하게 수행할 수 있게 된다.

이어, 상기 승강작동유닛(320)의 동작이 재차 수행되면, 상기 수직거치대(310)에 대한 상기 승강구조물(322)의 상하방향 위치가 변위되어 개방된 상태의 도어(200)를 상하방향 중 어느 한 방향으로 이동시킬 수 있게 되고, 이에 따라 상기 본체(100)의 입구는 완전하게 개방된 상태로 전환된다.

즉, 상기 승강작동유닛(320)의 동작에 따라 상기 개방된 상태의 도어(200)에 대한 상하방향 중 어느 한 방향으로의 이동이 이루어지게 되면, 상기 본체(100)의 입구는 완전하게 개방된 상태로 전환되어 가열이 완료된 금속소재의 대상물을 내부의 전열공간으로부터 외부로 꺼낼 수 있는 적정의 공간이 확보되는 것이다.

상기와 같이, 상기 본체(100)에 대해 층상구조로 배치되는 복수의 도어(200) 중 어느 하나의 도어(200)를 본체(100)로부터 개방시킨 다음 상하방향 위치를 옮기게 되면, 이송로봇과 같은 별도 이송설비의 동작에 의해 상기 본체(100)의 내부 전열공간으로 로봇아암이 진입하여 가열이 완료된 금속소재의 대상물을 파지하여 외부로 완전하게 배출할 수 있게 된다.

한편, 상기 본체(100)의 내부 전열공간으로 새로운 금속소재의 대상물을 인입하는 일련의 제어는 상기와 같은 개폐조절부(300)에 대한 동작 제어의 역순, 즉 상기 개폐작동유닛(340)에 의해 폐쇄동작과 상기 파지작동유닛(360)에 의한 파지 해제동작, 상기 개폐작동유닛(340)에 의한 개방위치로의 전이동작, 및 상기 승강작동유닛(320)에 의한 상하방향 승강동작을 순차적으로 실시함으로써 구현될 수 있게 된다.

이 결과, 본 발명은 전열공간을 다층의 층상구조로 분할하는 본체(100)의 내부에 금속소재의 가열 대상물을 순차적으로 적재하고, 가열이 종료된 대상물을 순차적으로 외부로 배출함과 더불어, 새로운 가열 대상물을 본체(100)의 내부에 순차적으로 적재하는 일련의 공정을 연속적으로 수행할 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 열간 성형의 공정에 있어, 본체(100)의 내부로 가열 대상물의 반입처리와 본체(100)의 외부로 가열된 대상물의 반출처리를 동시에 자동적으로 수행할 수 있으므로, 보다 효과적인 열처리 기능을 달성할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100-본체 110-적재부
200-도어 210-록킹 액츄에이터
220-어댑터 220a-요홈부
300-개폐조절부 310-수직거치대
320-승강작동유닛 322-승강구조물
324-승강용 액츄에이터 326-제1감속기
328-제1리드스크류 330-제1엘엠가이드
340-개폐작동유닛 342-가동구조물
344-가동용 액츄에이터 346-제2감속기
348-제2리드스크류 350-제2엘엠가이드
360-파지작동유닛 362-파지구조물
364-파지용 액츄에이터 366-플런져

Claims

내부의 전열공간을 층상구조로 분할하는 적재부를 갖춘 본체;
상기 본체에 착탈 가능하게 설치되어 상기 적재부의 입구를 개별적으로 개폐하는 도어;
상기 본체에 대한 상기 도어의 개폐 조절을 위한 록킹 액츄에이터; 및
상기 본체에 대한 상기 도어의 개별적인 개폐를 조절하는 개폐조절부를 포함하고,
상기 개폐조절부는
상기 본체에 대해 상하방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 도어를 상하방향으로 이동시키는 승강작동유닛;
상기 본체에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 도어의 개폐 가능하게 하는 개폐작동유닛; 및
상기 본체에 대해 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 도어를 파지 가능하게 하는 파지작동유닛을 구비하고,
상기 승강작동유닛은
상기 본체에 대해 상하방향으로 설치되는 수직거치대;
상기 수직거치대를 따라 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 승강구조물;
상기 수직거치대에 대한 상기 승강구조물의 상하방향 이동을 위해 구비되는 승강용 액츄에이터; 및
상기 수직거치대에 대한 상기 승강구조물의 위치검출을 위한 상하방향 위치검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층식 열처리로.
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청구항 1에 있어서,
상기 승강용 액츄에이터는 상기 승강구조물과 결합되는 제1리드스크류를 구비하고, 상기 제1리드스크류는 제1감속기를 매개로 상기 승강용 액츄에이터와 결합되는 것을 특징으로 하는 다층식 열처리로.
청구항 1에 있어서,
상기 승강작동유닛은 상기 수직거치대에 대한 상기 승강구조물의 상하방향 이동을 안내하는 제1엘엠가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 다층식 열처리로.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 개폐작동유닛은
상기 승강구조물에 대해 전후방향으로 이동 가능하게 설치되는 가동구조물; 및
상기 승강구조물에 대한 상기 가동구조물의 전후방향 이동을 위해 구비되는 가동용 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층식 열처리로.
청구항 6에 있어서,
상기 가동용 액츄에이터는 상기 가동구조물과 결합되는 제2리드스크류를 구비하고, 상기 제2리드스크류는 제2감속기를 매개로 상기 가동용 액츄에이터와 결합되는 것을 특징으로 하는 다층식 열처리로.
청구항 6에 있어서,
상기 개폐작동유닛은 상기 승강구조물에 대한 상기 가동구조물의 전후방향 이동을 안내하는 제2엘엠가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 다층식 열처리로.
청구항 6에 있어서,
상기 승강구조물에 대한 상기 가동구조물의 위치검출을 위한 전후방향 위치검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층식 열처리로.
청구항 6에 있어서,
상기 파지작동유닛은
상기 가동구조물에 대해 좌우방향으로 이동 가능하게 설치되는 파지구조물; 및
상기 가동구조물에 대한 상기 파지구조물의 좌우방향 이동을 위해 구비되는 파지용 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층식 열처리로.
청구항 10에 있어서,
상기 파지용 액츄에이터는 상기 가동구조물에 고정되고, 상기 파지구조물과 연결되는 플런져를 구비하는 것을 특징으로 하는 다층식 열처리로.
청구항 10에 있어서,
상기 파지구조물은 상기 도어에 고정되는 어댑터와 결합 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 다층식 열처리로.
청구항 10에 있어서,
상기 가동구조물에 대한 상기 파지구조물의 위치검출을 위한 좌우방향 위치검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층식 열처리로.
층상구조의 전열공간을 갖춘 본체의 입구에 대해 도어를 개폐 가능하게 하는 방법으로서,
상기 본체의 입구에서 수직거치대에 대해 승강구조물을 상하방향으로 이동시키는 단계;
상기 승강구조물에 대해 전후방향으로 이동 가능한 가동구조물에 대해 파지구조물을 좌우방향으로 이동시켜 상기 도어를 파지하는 단계;
상기 본체에 대해 상기 도어의 잠금을 해제시키는 단계;
상기 승강구조물에 대해 상기 가동구조물을 전후방향으로 이동시켜 상기 도어를 개방하는 단계; 및
상기 수직거치대에 대해 상기 승강구조물을 상하방향으로 이동시켜 상기 도어의 위치를 옮기는 단계를 포함하고,
상기 승강구조물을 상하방향으로 이동시키는 단계에서 상하방향 위치검출부를 매개로 상기 수직거치대에 대한 상기 승강구조물에 대한 상하방향 위치를 검출하고, 상기 가동구조물을 전후방향으로 이동시키는 단계에서 전후방향 위치검출부를 매개로 상기 승강구조물에 대한 상기 가동구조물에 대한 전후방향 위치를 검출하며, 상기 파지구조물을 좌우방향으로 이동시키는 단계에서 좌우방향 위치검출부를 매개로 상기 가동구조물에 대한 상기 파지구조물에 대한 좌우방향 위치를 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다층식 열처리로를 이용한 금속소재의 가열을 위한 운용방법.
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