KR102288550B1 - 파운드리용 샌드 몰드를 생산하기 위한 자동 어셈블리 셀 및 어셈블리 라인 - Google Patents

Abstract

샌드 몰드 생산을 위한 몰드 조립 셀은 턴테이블을 포함하고, 샌드 코어 및 다른 몰드 부품(샌드 몰드의 캐비티의 주조를 규정하기 위해 함께 협력하는)이 턴테이블 및 코어 사출 기기와 근접하게 있는 프로그램 가능한 로봇에 의해 순차적으로 미리 프로그램된 일정에 따라 자동으로 점진적으로 조립된다. 어셈블리 턴테이블은 미리 프로그램된 조립 일정에 따라 샌드 코어와 몰드의 다른 부분을 동시에 세팅하기 위하여, 로봇이 다른 각도로 조립되는 몰드에 도달할 수 있도록 함에 따라 적어도 3개의 어셈블리 스테이션 각각에 점진적으로 완전한 몰드 패키지를 배치하기 위해 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전한다. 또한, 몰드 어셈블리 라인은 보다 큰 유연성, 효율성 및 생성을 가지고 알루미늄 엔지 블록 및 실린더 헤드와 같은 복잡한 형성의 알루미늄 부품을 주조하기 위한 샌드 몰드를 형성하기 위해 복수의 어셈블리 셀을 포함한다.

Description

파운드리용 샌드 몰드를 생산하기 위한 자동 어셈블리 셀 및 어셈블리 라인

본 발명은 파운드리 및 주조 공정 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 현재 사용되는 방법, 수단 및 몰드 어셈블리 라인보다 높은 유연성, 효율성 및 생산성으로 엔진블록 및 실린더 헤드와 같은 복잡한 형상의 알루미늄 부품을 주조하기 위한 샌드 코어를 조립하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

엔지블록 및 알루미늄과 같은 경금속의 기타 자동차 및 항공 구성품의 대량의 주조를 위해 자동차 산업에서 널리 사용되는 주조 공정은 정밀 샌드 주조 공정이다. 주조는 보통 수지로 접합된 샌드 몰드로 형성된다. 샌드 몰드는 미리 정해진 순서에 따라 높은 정밀도로 순차적으로 조립되고, 몰드 코어 패키지를 형성하는 샌드 코어의 정해진 수단에 의해 복잡한 주조 형상을 규정한다. 주조 후, 몰드에 열을 가해 코어의 샌드를 고정시키는 수지를 연소시켜 샌드를 느슨하게 한 후, 응고된 주조로부터 추출함으로써, 주조 엔진 블록 내에 설계된 복잡한 통로를 형성한다. 몰드 패키지를 효율적으로 형성하기 위해서는 어셈블리 라인에서 몰드 패키지에 접근할 수 있는 산업용 로봇에 의해 미리 정해진 순서에 따라 조립해야 한다.

엔진 블록의 샌드 몰드 패키지는 예를 들어, 베이스 코어, 크랭크 케이스 코어, 좌측 및 우측 측면 코어, 전방 및 후방 코어, 배럴 슬래브 코어 및 상부 코어를 포함하고, 내부 통로는 예를 들어, 메인 오일 갤러리 코어, 오일 배출 코어, 워터 자켓 등과 같은 코어로도 만들어진다. 코어 패키지를 조립하기 위해 현재 사용되는 방법은 작업자 및 /또는 로봇에 의해 코어가 배치되는 몇몇의 어셈블리 스테이션을 통해 샌드 몰드를 이동시키는 기계 컨베이어를 갖는 어셈블리 라인을 이용하여, 몰드 패키지라고도 알려진 몰드를 점진적으로 구축한다. 이러한 로봇은 샌드 코어를 잡고 엔진 설계에 따라 각각의 위치에 배치되도록 프로그램되어 있으며, 초기(즉, 아직 불완전한)의 몰드 패키지로부터 최종적으로 완전한 몰드 패키지를 형성한다.

컨베이어의 사용에 기반을 둔 현재 사용되는 몰드 어셈블리 라인은 몰드 패키지를 형성하는 동안 다수의 단점을 개시한다. 예를 들어, 로봇 중 하나에서 오류가 발생하거나, 코어 중 하나의 공급이 지연되거나 중단되면, 전체 어셈블리 라인이 정지된다. 코어의 조립 작동은 미리 결정된 순서를 가지므로, 불완전한 패키지 중 일부를 비 작동 스테이션을 우회하여 다음 어셈블리 스테이션으로 이동할 방법이 없다.

컨베이어 기반을 둔 어셈블리 라인의 레이아웃은 파운드리에 넓은 영역이 필요하며, 서로 다른 디자인의 몰드 패키지를 동시에 조립할 수 있는 유연성이 없어, 제품의 생산 당 하나의 몰드 디자인만 생산해야 한다.

컨베이어 기반을 둔 어셈블리 라인의 또 다른 단점은 몰드 패키지의 이동 경로가 선형이고, 오직 2개의 로봇이 각 어셈블리 스테이션에 배치되기 때문에 많은 수의 로봇이 요구된다는 점이다.

본 발명은 몰드가 부분적으로 또는 완전히 형성되는 몰드 어셈블리 셀 및 상술한 몰드 어셈블리 셀이 복수로 구성된 모듈식 어셈블리 라인을 제공함으로써, 위에서 언급한 단점을 극복한다. 몰드 어셈블리 셀은 로봇이 코어를 세팅하는 베이스를 지지하기 위해 턴테이블과 같은 구조, 예를 들어, 미리 프로그램된 순서로 코어를 순차적으로 배치하고 조립하는 데카르트 형 로봇들(Cartesian-type robots)을 포함한다. 어셈블리 턴테이블은 조립 프로그램에서 요구하는 대로 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 주기적으로 회전하도록 3개의 코어 패키지를 지지하고, 적어도 3개의 어셈블리 스테이션에 상기 몰드 패키지를 위치시킬 수 있는 형상이 바람직하다. 로봇은 코어의 세팅 및 주조 몰드의 제작에 필요한 몰드 패키지의 지점에 도달하고, 미리 프로그램된 각도로 몰드 패키지에 접근할 수 있도록 텐테이블 구조물 주위에 위치한다.

어셈블리 로봇은 인접한 코어 물품 랙 또는 픽업 테이블에서 코어를 픽업하여, 몰드 패키지의 정확한 위치에 놓을 수 있는 적절한 그리퍼 및 조작 도구를 제공한다. 본 발명은 로봇이 코어 어셈블리 및 코어가 제조되는 코어 사출 기기에 동시의 접근을 제공한다.

통상적으로, 코어는 예를 들어, 왼쪽 및 오른쪽, 앞면 및 뒷면 등과 같이 그들이 쌍으로 조립되도록 처리된다.

턴테이블 구조의 기능, 예를 들어, 시계 방향과 시계 반대 방향으로 회전하고 각각의 수직 축에 대해 각 몰드 패키지를 회전시키는 기능으로 인해, 턴테이블 주변의 모든 로봇이 각 몰드 패키지에 도달할 수 있으며, 어셈블리 셀은 제조할 몰드의 유형을 쉽게 변경할 수 있는 고유의 장점을 제공한다.

본 발명의 다른 양태에서, 복수의 어셈블리 셀은 클러스터에 위치하여, 다른 셀과 간섭하지 않고, 다른 디자인을 갖는 여러 유형의 몰드를 유리하게 제조할 수 있으며, 또한 어셈블리 셀 중 하나가 기계적인 고장 또는 유지보수가 필요하여 작동을 중지할 경우, 조립 작동을 계속할 수 있는 유연성을 제공할 수 있다.

어셈블리 셀 클러스터는 예를 들어, 선형 배열, 원형 또는 기타 다른 배열과 같은 원하는 레이아웃에 배열된 복수의 어셈블리 셀로 구성될 수 있다.

출원인은 본 발명과 관련된 다음과 같은 종래기술을 발견했다:

미국 특허 제3,802,487호는, 다수의 워크 스테이션을 갖는 장치가 사용된 텐테이블을 이용하여 파운드리 몰드를 제조하는 장치를 개시한다. 그러나 이 특허는 로봇의 동시 지원과 함께 복잡한 형상의 몰드를 자동으로 조립하기 위해 로봇을 사용하지 않는다.

미국 특허 제6,725,903호는, 로봇 장치가 주조 게이들을 주기적으로 이동시켜 노(furnace)로부터 용해된 금속을 수집하여 주조 몰드에 붓는 자동 주조 시스템을 개시한다. 이 특허의 도면 3에서, 4개의 암이 제공된 턴테이블을 포함하는 시스템이 각각의 주조물을 수용하기 위한 플레이트를 갖는다. 턴테이블은 사이클마다 90° 회전된다. 로봇은 주조를 조작하기 위해 사용되지만, 샌드 코어를 조립하고 몰드 패키지를 제조하기 위해, 복수의 로봇을 동시에 사용하는 3개 이상의 워크 스테이션을 구비한 턴테이블을 사용하는 것에 대한 개시나 암시가 없다.

미국 특허 제6920,909호는, 코어를 조립하기 위한 복수의 고정구를 가진 회전 테이블을 포함하는 코어 어셈블리 장치를 개시한다. 이 특허는 자동 조작을 위해 로봇의 사용을 개시나 암시하지 않는다. 몰드는 회전 테이블의 작동 스테이션 중 하나에 위치한 작업자가 조립한다. 코어 어셈블리 시스템은 몰드에 여러 코어를 동시에 자동으로 조립할 수 있는 유연성을 제공하지 않는다. 이러한 시스템은 로봇들이 독특한 배치로 로봇을 보다 잘 수용할 수 있도록 턴테이블을 둘러싸고, 로봇이 여러 개의 워크 스테이션에서 동시에 작동할 수 있도록 하는 본 발명의 생산성을 제공하지 않는다.

미국 특허 제7,588,070호는, 직사각형을 이루는 컨베이어를 사용하는 코어 생산 유닛으로 구성된 연속 사이클에서의 주조 부품의 생산 라인 및 방법을 개시한다. 여러 개의 어셈블리 로봇이 코어를 인계하기 위해 컨베이어의 측면에 위치하고, 코어를 몰드에 조립하기 위한 다른 로봇들이 있다. 이 특허의 시스템은 다수의 로봇을 필요로 하는 것과 같은, 다수의 단점을 갖는다. 또한, 몰드 패키지가 단일의 선형 경로를 따라 조립되기 때문에, 몰드를 이전의 조립 위치로 되돌릴 수 없으며, 몰드 어셈블리 라인을 형성하도록 여러 어셈블리 장치를 배열하는 것에 대한 개시나 암시가 없다. 이러한 몰드 어셈블리 유닛은 기계적인 문제나 유지보수를 위해 컨베이어를 중단해야 하는 경우에 몰드의 조립을 계속할 수 있는 유연성을 제공하지 않는다.

본 출원은 2017년 5월 20일자로 출원된 미국 가출원 제62/339798호의 우선권 이익을 주장하며, 그 명세서 및 도면은 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.

따라서, 본 발명의 목적은 보다 높은 효율과 낮은 자본 및 작동 비용으로 복잡한 형상의 주조물을 주조하기 위한 샌드 패키지들을 제조하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 낮은 설치 비용 및 시간으로 주조 부분의 모든 설계에 사용될 수 있는 보다 높은 유연성을 가진 파운드리용 샌드 코어 몰드 패키지 어셈블리 셀을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 당업자에게 자명하거나 본 발명의 일부 바람직한 실시 예의 상세한 설명과 관련하야 특정될 것이다.

본 발명의 목적을 일반적으로 달성하기 위해 제공된 몰드 패키지 어셈블리 셀은, 조립 중인 샌드 코어 패키지들을 고정하기 위해 적어도 3개 이상의 작동 지점을 가지는 턴테이블과, 상기 몰드 패키지의 해당 위치에 샌드 코어들을 미리 프로그램된 순서로 배치하는 적어도 하나의 로봇을 포함하되, 상기 턴테이블은 상기 샌드 코어를 조작하고 몰드 패키지 내의 규정된 위치에 상기 샌드 코어들을 세팅하기 위한 적어도 하나의 로봇을 가지고, 적어도 3개의 어셈블리 스테이션에서 조립이 다른 스테이지들에 상기 몰드 패키지를 규정된 위치에 위치시키기 위해 중심 축을 중심으로 회전할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 목적을 일반적으로 달성하기 위해 제공된 몰드 패키지 어셈블리 셀은, 상기 회전 테이블은 상기 적어도 하나의 로봇이 상기 몰드 패키지를 형성하도록 상기 코어들이 세팅된 몰드 패키지의 위치에 도달할 수 있도록 하기 위하여, 그 주변 주위에 있는 적어도 하나의 리세스를 포함하는 상을 가지고 있다.

본 발명의 목적을 일반적으로 달성하기 위해 제공된 몰드 패키지 어셈블리 셀은, 세팅된 코어들의 프로그램된 순서에 대해 유연성을 추가하기 위해 회전 테이블이 시계 방향 및 시계 반대 방향으로 둘 다 회전할 수 있다.

본 발명의 다른 양태는, 복수의 몰드 패키지 셀이 서로 다른 설계의 몰드 패키지들을 생산하거나 하나의 셀 작동에 문제가 나타나거나 유지보수를 위해 정지되었을 때, 부분적으로 조립된 몰드 패키지들을 라인의 다른 셀로 전달하여 몰드 패키지 제조 작동의 생산성을 높일 수 있는 상승적인 장점을 제공하는 어셈블리 라인을 형성한다.

도 1은 엔진 블록을 주조하기 위한 몰드 패키지를 생산하는 코어 조립의 예시시적인 순서를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 주조 몰드 패키지를 형성하기 위해 프로그램된 다수의 조립 작동에 관한 본 발명의 장점뿐만 아니라, 샌드 코어 어셈블리 셀의 구성요소들 및 레이아웃이 도시된 본 발명의 제1 양태에 대한 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 몰드 조립 셀의 개략적인 측면도이다.
도 4는 본 발명의 어셈블리 셀들에 의해 형성된 몰드 어셈블리 라인이 도시된 본 발명의 제2 양태에 대한 개략적인 평면도이다.

높은 생산성과 정밀성의 제약 하에서 엔진 블록 및 헤드와 같은 복잡한 형상의 자동차 또는 항공 경금속 주조 부품의 대량 생산을 위한 샌드 몰드 패키지의 제조는 상기 부품을 주조하기 위한 몰드의 캐비티를 형성하는 복합적인 코어를 제조하기 위해 기계 공구와 작업자의 협조가 요구된다.

본 발명의 장점은 첨부된 도 1 내지 도 4에 도시된 엔진 블록 몰드를 형성하기 위한 본 발명의 실시 예를 참조하여 설명될 것이며, 여기서, 본 발명의 원리를 더 쉽게 해석하고 이해하기 위해 동일하거나 유사한 구성요소를 동일한 도면부호로 나타낸다.

도 1을 참조하면, 엔진 블록을 주조할 준비가 완성된 몰드 패키지(10)는 다양한 샌드 코어들(14,16 및 18) 및 메탈 실린더 라이너가 점진적으로 서브 어셈블리들(20,22,24,26)을 구성하는 코어 베이스(2)로부터 점진적으로 시작하여 최종적으로 완전한 몰드 패키지(10)가 형성되어 용융 금속이 채워질 때까지 주조의 코어 및 구성요소들을 순차적으로 조립함으로써 형성된다.

예를 들어, 몰드의 조립은 코어 베이스(2)로부터 시작하고, 일부 설계에서는 샌드 코어의 일부가 쌍으로 배치되며, (예로, 전면/후면 슬래브, 라이너, 실린더 배럴 등) 몰드 어셈블리 시스템의 높은 생산성을 위한 효율적이고 신속한 몰드의 조립을 위해, 적어도 2개의 로봇들이 코어 베이스에 접근하여 2개 이상의 코어들을 단일의 조립 위치에 동시에 배치시키는 것이 바람직하다.

샌드 코어들은 코어 사출 기기(82) 또는 코어 랙에서 적절한 그립 메커니즘 의해 고정되고, 보통 쌍으로 프로그램된 로봇들에 의해 전달되어, 이전에 전달되고 세팅된 코어의 초기 몰드 패키지 상에 조립되며, 각각의 다음 조립 단계마다 하나 이상의 추가 어셈블리 스테이션들에서 도면부호 22, 24, 26 및 28에 도시된 바와 같이, 몰드 패키지가 순차적으로 형성되고, 최종적으로 완성된 몰드 패키지(10)에 용융된 메탈을 채울 수 있도록 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직하고 제안되지 않는 실시예에 따라 설계 및 작동되는 몰드 어셈블리 설(90)의 개략적인 평면도 및 측면도를 도시한 것이다. 몰드 어셈블리 셀(90)은 3개 이상의 어셈블리 스테이션들에 초기 몰드 패키지를 배치하여, 샌드 코어들 및 몰드의 다른 구성요소들을 순차적으로 받아, 상기 몰드를 구축하는 턴테이블(50)을 포함한다. 어셈블리 스테이션들(60,62,64)은 상기 몰드 어셈블리 셀(90) 내의 원형 경로를 따라 복수의 로봇들에 의해 인접하고 접근 가능한 거리 내에 배치된다. 도 2에 도시된 셀(90)의 바람직한 실시예에서, 몰드 패키지의 조립은 코어 베이스(2)에서 구축된다. 다른 코어들 및 구성요소들의 순차적인 추가에 의한 구축은 조립 및/또는 완성된 몰드의 다양한 단계에서, 코어 베이스 및/또는 몰드 패키지들을 포함하는 초기 몰드 패키지들을 나타내는 도면부호 54, 56 및 58로 표시된다. 이들은 적어도 3개의 순환하는 조립 위치들(60,62 및 64)을 갖는 턴테이블(50)에 배치되고, 어셈블리 로봇들(66,68,70 및 72)이 턴테이블 주위로 동시에 이동하며, 3개의 코어 베이스들에 샌드 코어를 세팅하여 몰드 패키지를 만든다. 미리 프로그램된 조립 순서에 따라 각 조립 위치에 코어들을 세팅한 후에, 턴테이블 로봇들은 120° 회전하고, 다음 코어는 턴테이블(50)의 새로운 조립 위치에서 조립된다.

턴테이블(50)에 위치한 몰드 패키지 고정장치들(60,62,64)은 상기 턴테이블의 표면에 실질적으로 수직인 수직 축(52)의 주위로 턴테이블과 함께 회전할 수 있다. 이러한 기능은 몰드 패키지가 각 축의 주위로 회전할 수 있고, 프로그램된 로봇의 도달 가능한 거리 내에 위치할 수 있기 때문에 몰드 어셈블리 셀의 유연성을 증가시킨다.

가변적인 개수의 코어들 및 구성요소들을 가진 다양한 몰드들을 생산하기 위한 몰드 어셈블리 셀의 프로그램의 유연성을 증가시키기 위해, 턴테이블(50)은 프로그램된 코어 조립 순서에 따라 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전되어, 미리 정해진 몰드 패키지가 프로그램된 순차적인 조립 단계에서 로봇들이 닿는 곳에 위치하도록 할 수 있다.

점선으로 도시된 원형의 도달 영역들(74,75,78,80)을 갖는 복수의 어셈블리 로봇들(66,68,70,72)은 코어 사출 기기(82)에서 적어도 하나의 어셈블리 스테이션으로 샌드 코어들을 처리 및 배치하고, 코어 사출 기기(82)에서 상기 어셈블리 스테이션으로 초기 몰드 패키지용 코어들 및 구성요소들을 픽업하기 위해 턴테이블(50) 주변에 설치된다.

수지 본딩 샌드 코어들은 촉매 가스 또는 열로 경화되는 코어 성형 박스에 샌드 및 바인더를 불어 넣음으로써, 페놀 우레탄 콜드 박스(phenolic urethane cold box) 또는 푸란 핫 박스(furane hot box)와 같은 기존의 코어 제작 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 파운드리 샌드는 원하는 실리카(silica), 지르콘(zircon) 및 기타 재료를 포함할 수 있다.

로봇들(66 및 68)은 턴테이블(50)의 작동 위치들(60,62 및 64)과 관련하여, 로봇들이 어셈블리 스테이션들(60,62 또는 64) 및 다른 어셈블리 스테이션에 위치한 초기의 샌드 몰드 패키지들(54,56 및/또는 58)의 전면과 후면에 접근할 수 있도록 몰드 조립 셀에 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다.

도시된 실시예에서, 어셈블리 테이블(50)은 프로그램된 각도로 코어의 모든 위치에 도달하기 위해, 필요에 따라 로봇의 몰드 패키지로의 접근을 용이하게 하기 위하여 그 주위에 복수의 컷들(84,86,88)을 갖는다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 몰드 어셈블리 셀은 4개의 로봇들(66,68,70,72)을 포함한다. 이러한 로봇들은 점선으로 표시된 원형의 도달 영역들(74,76,78 및 80)을 갖는 삼각형 모양의 턴테이블(50)의 끝단에 대해 대칭으로 배치된다.

몰드 어셈블리 셀은 턴테이블(50)에 사용될 샌드 코어들 또는 다른 몰드 구성요소들을 준비 및 공급하는데 사용되는 다른 보조 턴테이블들(91,92)을 더 포함할 수 있다. 이를 위해, 이러한 보조 턴테이블들(91,92)에는 고정수단들(94,96,98,100)이 제공된다. 작업자들(102,104)은 샌드 코어들 및 몰드 구성요소들의 준비 및 검사하기 위해 이러한 보조 턴테이블들(91,92)을 사용할 수 있으며, 몰드 조립 일정에 따라 로봇들이 조작할 수 있는 위치에 놓을 수 있다.

예를 들어, 어셈블리 셀이 작동하는 동안, 로봇들 66과 72는 어셈블리 스테이션 60에 위치한 초기 몰드 패키지 54에 접근할 수 있고, 로봇들 68과 70은 초기 몰드 패키지 56에 접근할 수 있으며, 로봇들 70과 72는 초기 몰드 패키지 58에 접근할 수 있다. 턴테이블 위치들(60,62)은 어셈블리 턴테이블(50)에 대한 코어의 로딩 위치로서도 기능을 할 수 있으며, 위치(64)는 완성된 샌드 몰드 패키지를 주조 공정의 다음 단계, 보통 주형을 생산하기 위한 샌드 몰드에 메탈을 채우는 위치로 전달할 수 있는 언로딩 위치로서의 기능을 할 수 있다.

하나 이상의 갠트리-타입 장치(106)는 도 2에 도시된 바와 같이, 샌드 몰드 패키지를 스토어링 랙(112)으로 전달하기 위해, 오버해드 레일(110)을 따라 주행하는 동안 샌드 코어 몰드 패키지들을 고정하기 위한 적절한 그리퍼들 또는 리프팅 고정부들(108)이 제공되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 어셈블리 라인(120)을 형성하는 복수의 어셈블리 셀들의 적어도 다른 어셈블리 셀, 또는 파운드리의 메탈 주입 섹션에 연결될 수 있다.

로봇들은 하나의 작동 위치와 몰드 패키지의 양 측면에서 전면 또는 후면에 접근하기 위해 대칭적인 각도로 배치된다. 다음 조립 작동에 대한 받음각은 턴테이블(50)의 회전 방향을 시계 방향에서 시계 반대 방향으로 변경하고, 몰드 패키지들을 어셈블리 스테이션에서 두 개의 가능한 각도 중 하나에 위치시킴으로써 선택될 수 있다.

조립 턴테이블(50)의 작동 위치에 대한 어셈블리 로봇들의 배치는 특정한 설계 및 임의의 주조 제품에 대해 조립할 샌드 코어들의 개수와 별개로 동일한 셀 장비와 도구들을 사용하여 코어의 조립을 수행할 수 있도록 한다.

3개의 작동 위치들이 있는 회전식 어셈블리 턴테이블과 턴테이블 주위의 로봇들의 새로운 조합은 조립 공정을 위한 임의의 가능한 조합을 갖는 샌드 코어 몰드 패키지들의 생산을 가능하게 하며, 파운드리에서 현재 필요로 하는 특정한 엔진 블록 설계에 대한 특정한 샌드 코어 스테이션들의 장시간 및 값 비싼 설치를 피할 수 있다.

본 발명의 어셈블리 셀은 파운드리에 다수의 장점을 제공하고, 현재 샌드 몰드 패키지들의 형성을 위해 사용되는 시스템들의 많은 단점을 극복한다.

도 3을 참조하면, 몰드 패키지 어셈블리 셀의 개략적인 측면도는 로봇들(66 및 72, 도면의 간략화를 위해 2개만 도시됨)에 의해 조립되는 몰드 패키지들(54 및 56)을 갖는 테이블(50)과 적어도 부분적으로 완성된 몰드 패키지들(10)을 픽업하여 랙에 배치하는데 사용되는 갠트리 로봇(106)으로 구성된 것을 보여준다.

본 발명의 또 다른 양태에서는 샌드 몰드 어셈블리 라인은 선형, 원형 또는 몰드 제조 라인의 사용할 수 있는 공간에 가장 접합한 형태로 클러스터 내에 복수의 몰드 어셈블리 셀들을 배열함으로써 구성된다.

도 4를 참조하면, 몰드 어셈블리 라인(120)은 선형배열로 클러스터된 복수의 몰드 조립 셀들(122,124,126,128,130,132)에 의해 형성된다. 이러한 새로운 몰드 어셈블리 라인은 일련의 어셈블리 스테이션들을 통해 컨베이어들을 활용하는 현재의 몰드 어셈블리 라인보다 유연성 및 생산성 면에서 장점을 제공한다.

예를 들어, 도 4에서 볼 수 있듯이, 셀(128)은 도 2에 도시된 조립 셀과 유사하지만, 셀(130)과 같은 다른 셀은 적은 수의 로봇들이 필요로 하는 다른 작동을 가지고 있다.

몰드 어셈블리 라인(120)은 몰드 어셈블리 셀들 중 하나를 재설정 또는 재프로그램해야 하거나 유지보수 활동을 위해 중지해야 할 경우, 나머지 어셈블리 셀들은 계속해서 몰드 패키지들을 조립할 수 있기 때문에 상당히 높은 생산성을 가진다.

상기 상세한 설명은 알루미늄 엔진 블록의 주조와 관련된 실시예의 목적으로 작성된 것이지만, 본 발명은 다른 경금속 제품들을 주조하기 위한 센드 몰드들의 제조에 유리하게 사용될 수 있다는 점을 이해하게 될 것이다.

Claims (9)

1. 샌드 코어들 및 다른 몰드 구성요소로부터 메탈 주조용 몰드를 제조하기 위한 몰드 어셈블리 셀로서,
   적어도 3개의 몰드 어셈블리 스테이션에 주기적으로 위치 가능하게 구성된 턴테이블;
   상기 어셈블리 스테이션 중 적어도 하나에서, 복수의 샌드 코어들 및/또는 상기 몰드의 다른 구성요소들을 초기 몰드 패키지에 고정함으로써 상기 몰드를 순차적으로 조립하기 위한 프로그램 가능한 턴테이블 로봇들; 및
   다른 어셈블리 셀에서의 조립을 계속하기 위해 또는 추가의 공정을 위해 또는 상기 메탈 주조를 수행하기 위해, 상기 어셈블리 셀로부터 상기 초기 몰드 패키지 또는 완성된 몰드 패키지를 인출하기 위한 수단;을 포함하고,
   상기 어셈블리 스테이션은 상기 셀 내의 원형 경로를 따라 상기 로봇에 대한 근접 거리 및 상기 로봇의 도달 거리 내에 배치되고, 상기 턴테이블은 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전할 수 있으며,
   상기 프로그램 가능한 턴테이블 로봇들은 상기 몰드 어셈블리 스테이션에서, 상기 샌드 코어 및/또는 다른 몰드 구성요소를 처리하여 미리 정해진 조립 순서로 상기 초기 몰드 패키지 내로 위치시키기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는 몰드 어셈블리 셀.
2. 제1항에 있어서,
   상기 턴테이블은,
   상기 어셈블리 스테이션에서의 3개의 작동 위치에서 상기 회전을 정지시키기 위해, 수직 축에 대해 회전 가능한 표면을 포함하고, 주위의 로봇들은 조립되는 상기 초기 몰드 패키지 내의 상기 샌드 코어 및/또는 다른 구성요소를 세팅하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 샌드 몰드 어셈블리 셀.
3. 제1항에 있어서,
   상기 턴테이블은,
   일반적으로 삼각형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 샌드 몰드 어셈블리 셀.
4. 제3항에 있어서,
   상기 턴테이블은,
   상기 초기 몰드 패키지에 대한 상기 로봇들 또는 작업자의 접근을 용이하게 하기 위해, 상기 턴테이블의 상기 삼각형 형상의 측면들에서 상기 턴테이블의 중심을 향하여 컷아웃을 가지는 것을 특징으로 하는 샌드 몰드 어셈블리 셀.
5. 복수의 샌드 몰드 어셈블리 셀들을 포함하는 샌드 몰드 어셈블리 라인으로서,
   상기 복수의 어셈블리 셀들은 각각 제1항에 따른 몰드 어셈블리 셀로 구현되고,
   상기 어셈블리 셀들은, 몰드 어셈블리의 미리 프로그램된 순서에 따르거나, 또는 하나의 셀이 작동 상의 문제를 나타내거나 유지보수를 위해 멈출 경우, 초기 몰드 패키지를 상기 어셈블리 라인의 적어도 하나의 셀로부터 다른 셀로 이송할 수 있는 갠트리 로봇에 의해 상기 어셈블리 셀들이 도달 가능하도록 공간적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 샌드몰드 어셈블리 라인.
6. 제5항에 있어서,
   상기 어셈블리 셀들은 선형 배열로 클러스터된 것을 특징으로 하는 어셈블리 라인.
7. 제5항에 있어서,
   상기 어셈블리 셀들은 비선형 배열로 클러스터된 것을 특징으로 하는 어셈블리 라인.
8. 제5항에 있어서,
   상기 어셈블리 셀들은 각각,
   미리 정해진 개수의 어셈블리 로봇을 포함하고, 상기 어셈블리 로봇의 개수는 각각의 다른 어셈블리 셀에 대해 프로그램된 각각의 조립 작동에 따라 상기 어셈블리 라인의 다른 어셈블리 셀에서 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 어셈블리 라인.
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