KR102372944B1 - 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치 - Google Patents

다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치 Download PDF

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    • C21D7/06—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by shot-peening or the like

Abstract

본 발명은 건설기계용 다중제어 밸브의 내부 청정화를 자동으로 수행하기 위한 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치에 관한 것으로서, 일측면에 자동 개폐되는 승강도어가 구비된 챔버와; 상기 승강도어의 하부에 설치되어 양단부가 상기 챔버의 내부와 외부에 걸쳐 수평으로 연장 형성되는 테이블과, 상기 승강도어의 개방 시 상기 테이블을 180도 단위로 선회 구동하는 구동축을 구비한 턴 테이블과; 다축 구동제어되는 로봇팔의 단부에 장착된 노즐헤드를 정해진 프로그램에 따라 움직이면서 상기 챔버 내부의 테이블 상에 거치되는 다중제어 밸브 주물에 대한 숏 블라스트 작업을 자동으로 수행하는 다축 로봇을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 홀이 많고 밸브구조가 복잡한 건설기계용 다중제어 밸브의 내부 청정화를 자동으로 수행할 수 있다.

Description

다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치{SHOT BLAST EQUIPMENT FOR INSIDE OF MULTI-CONTROL VALVE CASTING}
본 발명은 주물용 숏 블라스트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건설기계용 다중제어 밸브의 내부 청정화를 자동으로 수행하기 위한 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치에 관한 것이다.
일반적으로 숏 블라스트 장치는 금속제품의 표면에 생긴 녹을 제거하는데 사용되거나 본 발명과 같이 주물에 적용되는 경우에는 주물사 제거, 표면 연식(硏食) 등에 사용될 수도 있으며, 금속표면의 경화, 즉 압축잔류응력의 형성을 위해 사용(shot peening)되기도 한다.
종래의 숏 블라스트 장치는 공개특허공보 제10-2000-0070216호, 특허등록 제10-1193218호, 실용신안등록 제20-0220696호 등에 개시된 바와 같이 강관이나 선재 등 연속체 형태의 금속제품이 컨베이어를 따라 하나 이상의 숏 발사체을 통과하는 과정에서 표면처리가 이루어지도록 하는 종류가 있다.
한편, 연속체가 아닌 금속제품에 대한 숏 블라스트 장치로는 턴테이블 상에 제품을 탑재시켜 회전시키는 과정에서 숏 블라스팅을 수행하거나 특허등록 제10-2053460호에 개시된 바와 같이 블라스트처리실 내에 고정된 금속제품에 대하여 사방의 벽면에 설치된 다수의 숏 발사체로 표면처리를 수행하는 종류가 있다.
그러나, 본 발명과 같이 건설기계용 다중제어 밸브 주물을 대상으로 할 경우에는 평면과 곡면의 조합으로 이루어진 입체적인 표면 형상은 물론, 특히 각종 홀의 형성으로 인해 내부 숏 블라스트 처리의 시간과 가공 정밀도를 특별히 고려하여야 하므로 상기와 같은 종래의 숏 블라스트 장치로는 대응하기가 어렵다는 문제가 있었다.
한편, 숏 블라스트의 가공 정밀도를 높인 측면에서 공개특허공보 제10-2006-0110748호에 개시된 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 탑재 및 하역 로봇(2)에 의해 슬라이딩 도어(4)를 통과하여 챔버(3) 내에 작업물(30)을 탑재시키거나 하역시키고, 챔버(3) 내에서 작업물(30)을 파지하는 파지기(10)가 서보모터(27)에 의한 베어링(31, 32)과 회전아암(24)의 회전구동으로 블라스팅 휠(6)에 대하여 다양한 회전위치로 대응할 수 있게 함으로써 보다 정밀한 숏 블라스트 자동화 공정을 달성한 바 있다.
그러나, 상기 특허는 숏 블라스트 장치 전용의 탑재 및 하역 로봇(2)과 파지기(10)를 구성하여야 한다는 설계상의 제약이 따름은 물론, 건설기계용 다중제어 밸브 주물과 같이 작업물(30)의 규모가 큰 경우에는 그 파지와 회전조작을 하기가 어려우므로 이 또한 적용가능성이 떨어진다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 건설기계용 다중제어 밸브의 내부 청정화를 자동으로 수행하는데 적합한 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치에 있어서, 일측면에 자동 개폐되는 승강도어가 구비된 챔버와; 상기 승강도어의 하부에 설치되어 양단부가 상기 챔버의 내부와 외부에 걸쳐 수평으로 연장 형성되는 테이블과, 상기 승강도어의 개방 시 상기 테이블을 180도 단위로 선회 구동하는 구동축을 구비한 턴 테이블과; 다축 구동제어되는 로봇팔의 단부에 장착된 노즐헤드를 정해진 프로그램에 따라 움직이면서 상기 챔버 내부의 테이블 상에 거치되는 다중제어 밸브 주물에 대한 숏 블라스트 작업을 자동으로 수행하는 다축 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치를 제공한다.
여기서, 상기 챔버의 타측면은 개방창에 덮개천이 덮인 구조로 이루어지되, 상기 다축 로봇은 기단부가 상기 타측면의 외측에 설치되고 상기 노즐헤드가 장착된 단부를 포함한 상기 로봇팔의 일부가 상기 덮개천을 관통하여 상기 챔버의 내부에 존재함으로써 상기 덮개천에 의해 외부와의 차단이 유지되는 구성을 취할 수 있다.
그리고, 상기 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치는 상기 챔버의 하부에 연결되게 설치되어 상기 챔버로부터 낙하하는 쇼트볼을 수집하는 수집조와; 상기 챔버의 상부에 연결되게 설치되어 상기 챔버 내부에서 날리는 분진을 흡인하여 외부의 집진기로 전달하기 위한 배기관을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치는 상기 수집조의 하부에 설치되어 상기 쇼트볼을 수평으로 이송하는 이송스크류와; 상기 이송스크류의 일단부에 연결되어 수직으로 기립되게 설치되어 상기 이송된 쇼트볼을 수직으로 이송시키는 버켓 엘리베이터와; 상기 버켓 엘리베이터의 상단부와 연결되어 수직 이송된 쇼트볼이 낙하하여 유입되어 압축공기와 함께 관을 통해 상기 다축 로봇의 노즐헤드로 공급되도록 하는 압축기를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 테이블의 양단부 상면에는 각각 주물 거치대가 설치될 수 있다.
또한, 상기 로봇팔의 단부에 브래킷 아암이 연결되고, 상기 브래킷 아암의 단부에는 상기 노즐헤드와 함께 매개로 노즐 블로워가 장착됨으로써, 상기 로봇팔은 상기 다중제어 밸브 주물의 블로윙 부위에 따라 상기 노즐헤드 또는 상기 노즐 블로워를 선택적으로 적용하도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 턴 테이블의 테이블 양측단부의 저면에 각각 센터링 소켓이 설치되고, 상기 챔버의 외측과 내측에 각각 상기 센터링 소켓에 대응하여 센터링 콘이 설치됨으로써, 상기 턴 테이블의 선회구동 후 상기 센터링 콘이 상승구동됨으로써 상기 센터링 소켓에 결합하여 상기 턴 테이블의 위치정밀도를 높이도록 구성될 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치에 의하면 건설기계용 다중제어 밸브의 내부 청정화를 자동으로 수행할 수 있다.
특히, 하드웨어와 소프트웨어가 규격화되어 있는 산업용 다축 로봇을 다중제어 밸브 주물의 형상에 맞추어 프로그래밍하여 적용할 수 있으므로 종래 전용장비가 요구되는 숏 블라스트 설비환경을 범용장비로 대체할 수 있고, 소규모에서 대규모에 이르기까지 다양한 사이즈의 주물제품에 대한 숏 블라스트 작업을 자동으로 수행할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 숏 블라스트 장치의 사시도,
도 2는 도 1의 숏 블라스트 장치의 주요부 측면도,
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치의 정면도, 좌측면도 및 우측면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치의 챔버 일측면에서의 부분 사시도,
도 7은 도 6에서 챔버측 승강도어의 개방 및 턴 테이블의 작동을 설명하기 위한 부분 사시도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치의 챔버 내부를 도시한 부분 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치의 챔버 타측면에서의 부분 사시도,
도 10은 챔버 내 노즐헤드 및 니들 블로워가 설치되는 모습을 도시한 부분 사시도,
도 11은 턴 테이블의 위치정밀도를 높이기 위한 수단을 설명하기 위한 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치의 측면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치(100)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 챔버(110)의 전면(前面)에 자동으로 승강 구동되는 승강도어(111)가 설치되고, 이 승강도어(111)의 하부에 턴 테이블(120)이 설치된다.
턴 테이블(120)은 일측단부가 챔버(110)의 외부에 위치하고 타측단부가 챔버(110)의 내부에 위치하는 테이블(121)이 하부에 결합한 구동축(122)에 의해 180도 간격으로 선회 구동된다. 이에 따라, 챔버(110) 내부에서 밸브 주물(8)에 대한 숏 블라스트 작업이 수행되는 동안 테이블(121) 일측단부에서는 숏 블라스트 작업이 완료된 밸브 주물(8')을 탈거하고 새로운 밸브 주물을 거치시키거나 상기 밸브 주물(8')을 뒤집어 거치시키는 작업을 수행할 수 있다.
챔버(110)의 후방으로는 다축 로봇(130)이 설치되어 그 로봇팔(131)의 단부가 챔버(110)의 내부에 위치한다. 상기 로봇팔(131)의 단부에는 노즐헤드(132)가 장착되어 이를 통해 챔버(110) 내 밸브 주물(8)에 대한 숏 블라스트 작업을 수행한다.
다축 로봇(130)은 일반 산업현장에서 널리 사용되고 있는 범용 장비로서 프로그램된 바에 따라 밸브 주물(8)의 곳곳에 대한, 특히 분포된 홀(hole)에 따른 궤적을 그리며 숏 블라스트 작업을 수행한다.
노즐헤드(132)로부터 발사된 쇼트볼은 챔버(110) 하부에 연결된 수집조(140)로 낙하되어 수집되며, 수집된 쇼트볼은 수집조(140) 하단부의 이송스크류(150)에 의해 수평으로 이송된다. 이송된 쇼트볼은 다시 상기 이송스크류(150)의 일단부에 연결되어 수직으로 기립 설치된 버켓 엘리베이터(160)에 의해 수직으로 이송되며, 이후 일측 경사면(161)을 통해 낙하하여 필터진동기(170)를 통과하면서 큰 사이즈 입자가 걸러진 다음 하부의 호퍼(180)를 통해 압축기(190)로 유입된다.
압축기(190)에서 쇼트볼은 압축공기와 함께 호스(도면 미도시)를 통해 다시 상기한 다축 로봇(130)의 노즐헤드(132)로 공급된다.
챔버(110) 내에서 발생하는 분진은 상단에 연결 형성된 배기관(112)으로 흡인되어 덕트(도면 미도시)를 통해 외부의 집진기(도면 미도시)로 수집된다.
도 6은 챔버(110)의 승강도어(111)와 그 전방을 도시한 것으로서, 테이블(121)의 일측단부(121a) 상면에 설치된 주물 거치대(123)에 밸브 주물(8')이 거치된 상태를 나타낸다. 챔버(110) 내부에서의 숏 블라스트 작업이 완료되면 도 7에 도시된 바와 같이 승강도어(111)가 자동으로 개방된 다음 테이블(121)이 180도 회전 구동됨으로서 일측단부(121a) 상의 밸브 주물(8')이 챔버(110) 내부로 들어가고 내부의 타측단부(121b) 상의 숏 블라스트 작업이 완료된 밸브 주물(8)은 외부로 배출된다.
챔버(110) 내에서는 도 8에 도시된 바와 같이 밸브 주물(8)에 대한 숏 블라스트 작업이 자동 수행된다. 밸브 주물(8)에 형성된 홀의 분포를 기준으로 프로그래밍된 바에 따라 로봇팔(131)이 구동하여 노즐헤드(132)를 정위치시킨다. 이때, 노즐헤드(132)는 수직으로 직립됨은 물론 도시된 바와 같이 홀에 대한 경사진 방향으로도 위치제어됨으로써 홀의 내주면 및 내측의 홀 바닥면까지 고르게 숏 블라스트 작업을 수행할 수 있게 한다.
한편, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 다축 로봇(130)은 노즐헤드(132)가 장착된 로봇팔(131)의 단부를 포함한 일부만이 챔버(110) 내부에 노출되고 이를 제외한 나머지 부분들은 상기 챔버(110) 후면(後面)의 개방창(113)을 덮는 덮개천(114)에 의해 챔버(110) 내부와 차단된다. 즉, 덮개천(110)은 챔버(110) 내부에서의 노즐헤드(132)의 움직임은 보장하면서도 챔버(110) 내부가 외부와 차단을 유지할 수 있도록 해준다.
도 10은 노즐헤드(132)가 설치되는 다른 형태로서 로봇팔 단부(131a)에 브래킷 아암(133)을 매개로 하여 노즐헤드(132)가 체결되되 이와 함께 상기 브래킷 아암(133)의 단부에 니들 블로워(134)가 일체적으로 결합되도록 함으로써 각기 호스(135, 136)를 통해 쇼트볼과 압축공기를 분사한다. 니들 블로워(134)는 주물(8)에 형성된 홀(8a)의 깊은 곳까지 블로윙을 수행할 수 있다. 니들 블로워(134)는 로봇팔(131)에 의해 약간의 경사진 각도로 제어된 상태에서 홀(8a) 내에서 전후되는 방식으로 블로윙 작업이 이루어진다.
도 11을 참조하면, 선회구동되는 턴 테이블(120)의 위치정밀도를 높이기 위한 수단으로서 테이블(121)의 양측단부의 저면에 각각 테이퍼 내주면이 형성된 센터링 소켓(124, 125)를 설치하고, 이에 대응하여 챔버(110)의 외측과 내측에는 각각 상기 센터링 소켓(124, 125)의 하측에 센터링 콘(200, 201)을 설치한다.
이에 따라, 회전구동된 턴 테이블(120)이 정지한 다음, 내외측 센터링 콘(200, 201)이 상승구동함으로써 테이블(121) 저면의 센터링 소켓(124, 125)에 결합하여 테이블(121)의 높은 위치정밀도(정확하게는 회전정밀도)를 담보할 수 있다.
이상에서 설명된 다중제어 밸브 주물용 숏 블라스트 장치(100)는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로 후술하는 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 상기 설명된 바에 한정되는 것은 아니다.
8, 8': 밸브 주물 100: 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치
110: 챔버 111: 승강도어
112: 배기관 113: 개방창
114: 덮개천 120: 턴 테이블
121: 테이블 122: 구동축
123: 주물 거치대 124, 125: 센터링 소켓
130: 다축 로봇 131: 로봇팔
132: 노즐헤드 133: 브래킷 아암
134: 니들 블로워 135, 136: 호스
140: 수집조 150: 이송스크류
160: 버켓 엘리베이터 170: 필터진동기
180: 호퍼 190: 압축기
200, 201: 센터링 콘(cone)

Claims (7)

  1. 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치에 있어서,
    일측면에 자동 개폐되는 승강도어가 구비된 챔버와;
    상기 승강도어의 하부에 설치되어 양단부가 상기 챔버의 내부와 외부에 걸쳐 수평으로 연장 형성되는 테이블과, 상기 승강도어의 개방 시 상기 테이블을 180도 단위로 선회 구동하는 구동축을 구비한 턴 테이블과;
    다축 구동제어되는 로봇팔의 단부에 장착된 노즐헤드를 정해진 프로그램에 따라 움직이면서 상기 챔버 내부의 테이블 상에 거치되는 다중제어 밸브 주물에 대한 숏 블라스트 작업을 자동으로 수행하는 다축 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 타측면은 개방창에 덮개천이 덮인 구조로 이루어지되,
    상기 다축 로봇은
    기단부가 상기 타측면의 외측에 설치되고 상기 노즐헤드가 장착된 단부를 포함한 상기 로봇팔의 일부가 상기 덮개천을 관통하여 상기 챔버의 내부에 존재함으로써 상기 덮개천에 의해 외부와의 차단이 유지되는 것을 특징으로 하는 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 하부에 연결되게 설치되어 상기 챔버로부터 낙하하는 쇼트볼을 수집하는 수집조와;
    상기 챔버의 상부에 연결되게 설치되어 상기 챔버 내부에서 날리는 분진을 흡인하여 외부의 집진기로 전달하기 위한 배기관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수집조의 하부에 설치되어 상기 쇼트볼을 수평으로 이송하는 이송스크류와;
    상기 이송스크류의 일단부에 연결되어 수직으로 기립되게 설치되어 상기 이송된 쇼트볼을 수직으로 이송시키는 버켓 엘리베이터와;
    상기 버켓 엘리베이터의 상단부와 연결되어 수직 이송된 쇼트볼이 낙하하여 유입되어 압축공기와 함께 관을 통해 상기 다축 로봇의 노즐헤드로 공급되도록 하는 압축기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 테이블의 양단부 상면에는 각각 주물 거치대가 설치된 것을 특징으로 하는 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로봇팔의 단부에 브래킷 아암이 연결되고,
    상기 브래킷 아암의 단부에는 상기 노즐헤드와 함께 매개로 노즐 블로워가 장착됨으로써,
    상기 로봇팔은
    상기 다중제어 밸브 주물의 블로윙 부위에 따라 상기 노즐헤드 또는 상기 노즐 블로워를 선택적으로 적용하는 것을 특징으로 하는 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 턴 테이블의 테이블 양측단부의 저면에 각각 센터링 소켓이 설치되고,
    상기 챔버의 외측과 내측에 각각 상기 센터링 소켓에 대응하여 센터링 콘이 설치됨으로써, 상기 턴 테이블의 선회구동 후 상기 센터링 콘이 상승구동됨으로써 상기 센터링 소켓에 결합하여 상기 턴 테이블의 위치정밀도를 높이도록 한 것을 특징으로 하는 다중제어 밸브 주물용 내부 숏 블라스트 장치.
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KR200376707Y1 (ko) * 2004-11-19 2005-03-09 (주) 천양 래들 클리닝 머신
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JP2021524381A (ja) * 2018-07-10 2021-09-13 メッカニカ・ピエッレ・ソチエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ・ディ・ペデルツォーリ・ルッジェーロ・エ・コンパニアＭｅｃｃａｎｉｃａ Ｐｉ．Ｅｒｒｅ Ｓ．Ｒ．Ｌ． Ｄｉ Ｐｅｄｅｒｚｏｌｉ Ｒｕｇｇｅｒｏ ＆ Ｃ． トリミング−デバリングアセンブリ

Patent Citations (3)

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