KR102452338B1 - Quenching and tempering integrated heat treatment and automation system and method - Google Patents

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KR102452338B1
KR102452338B1 KR1020220045540A KR20220045540A KR102452338B1 KR 102452338 B1 KR102452338 B1 KR 102452338B1 KR 1020220045540 A KR1020220045540 A KR 1020220045540A KR 20220045540 A KR20220045540 A KR 20220045540A KR 102452338 B1 KR102452338 B1 KR 102452338B1
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박경배
홍민선
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경기산업(주)
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Abstract

A system for automated quenching and tempering integrated heat treatment of a vehicle torsion beam according to the present invention is an automated system for post-heat treating a cold formed object with high frequency waves, and includes a robot arm unit for gripping the object, and a heat treatment unit for fixing the object delivered from the robot arm unit, moving a heating module along a preset heat treatment path to perform quenching on the object, and returning the heating module along the heat treatment path to perform tempering. The automated system of the present invention can maintain the compressive residual stress and manufacture torsion beams with improved durability at low cost.

Description

자동차 토션빔용 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템 및 방법 {QUENCHING AND TEMPERING INTEGRATED HEAT TREATMENT AND AUTOMATION SYSTEM AND METHOD}Automated quenching and tempering heat treatment system and method for automotive torsion beam {QUENCHING AND TEMPERING INTEGRATED HEAT TREATMENT AND AUTOMATION SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉간성형으로 형성된 대상체를 고주파 후열처리하는 자동화 시스템 및 방법으로서 대상체를 이동시키지 않고 퀀칭 및 템퍼링을 한 공정에서 동시에 수행함으로써, 압축 잔류 응력의 유지를 확보하고, 내구성이 향상된 토션빔을 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a quenching and tempering integrated heat treatment system and method, and more particularly, an automated system and method for high-frequency post-heat treatment of an object formed by cold forming, wherein quenching and tempering are performed simultaneously in one process without moving the object By doing so, it is possible to secure the maintenance of compressive residual stress and to manufacture a torsion beam with improved durability at a low cost, and to a quenching and tempering integrated heat treatment automation system and method.

토션빔은 차량 후축에 장착되어 주행시 후륜부 (Rear)에 발생하는 토션(Torsion)을 흡수하여, 차량 주행성능과 코너링시 승차감에 중요역할을 수행하는 현가장치로, 리어 서스펜션으로 분류되고 있다.The torsion beam is a suspension device that plays an important role in vehicle driving performance and ride comfort when cornering by absorbing torsion that is generated in the rear when driving.

토션빔은 양쪽의 트레일링 암과 이에 연결된 차체와 4각박스 형태를 구성하여 빔(beam), 즉 하중을 지지하는 보의 역할을 하고, 빔은 서스펜션의 형상을 유지하는 데 필요한 구조강도와 강성을 제공하고 각 차륜을 현가시키려 트레일링암에 스프링과 댐퍼가 장착된 구조로 제조되며, 이러한 토션빔은 일체식의 특성과 독립형의 특성을 둘 다 가지며, 위치와 형상 그리고 탄성에 따라 어느 쪽의 특성이 더 강한지가 결정되고, 세팅에 따라 독립식의 특성을 강하게 할 수 있지만 일체식 현가장치의 특성이 더 두드러지게 나타난다.The torsion beam forms a quadrangular box with the trailing arms on both sides and the body connected to it, and acts as a beam, that is, a beam that supports the load. The torsion beam is manufactured in a structure in which a spring and a damper are mounted on the trailing arm to provide It is determined whether this is stronger, and depending on the setting, the independent characteristics can be strengthened, but the characteristics of the integrated suspension are more prominent.

좌우 축은 기본적으로 차대에 독립적으로 연결되며, 두 축 사이에 토션 빔이 들어간 구조가 일반적인데, 용접이나 프레스가공으로 완전 결합된 상태로 차축과 일체화 되는 구조로 생산되고 있는 추세이며, 최근엔 기존 1, 2세대의 토션빔 보다 간단한 구조를 채택하여 공간 활용을 극대화한 튜브형의 3세대 토션빔 엑슬 CTBA (Coupled Torsion Beam Axle)타입이 소형차를 중심으로 수요가 증가하는 추세이다.The left and right axles are basically independently connected to the chassis, and a structure with a torsion beam between the two axles is common. However, it is being produced in a structure that is integrated with the axle in a state of being completely joined by welding or press processing. Recently, the existing 1, Demand for the 3rd generation CTBA (Coupled Torsion Beam Axle) type, a tube type that maximizes space utilization by adopting a simpler structure than the 2nd generation torsion beam, is increasing mainly in small cars.

1세대 토션빔은 액슬 빔식 또는 LINK TYPE이라고도 하며, 차체에 대한 횡방향 위치결정용 링크(Panhard Rod)를 가진 타입으로 아우디와 토요타 등이 많이 채용하였던 전형적인 형식의 서스펜션 타입이다.The first generation torsion beam, also called axle beam type or LINK type, is a type with a panhard rod for lateral positioning to the body and is a typical type of suspension type widely adopted by Audi and Toyota.

상술한 액슬 빔식은 안정적인 핸들링이 가능한 구조이지만, 고속 주행시 차체가 기울 때 윤거가 좁아지면서 타이어 접지면이 안쪽으로 끌려 들어가는(Scuff)횡 변화로 운전이 난이하고, 판하드 로드(Phnhard Rod)의 좌우 비대칭 구조 때문에 차체가 솟아오르는 잭업 (Jack-Up)현상이 발생하며 좌회전과 우회전시 그 특성을 달리하는 단점이 있다.Although the above-mentioned axle beam type has a structure that enables stable handling, it is difficult to drive due to a lateral change in which the tread is narrowed when the vehicle body is tilted during high-speed driving, and the tire tread is dragged inward (scuff), and the left and right sides of the Phnhard rod Due to the asymmetrical structure, a jack-up phenomenon occurs in which the car body rises, and there is a disadvantage that the characteristics are different when turning left and right.

2세대 토션빔은 트레일링 암(Trailing Arm)으로 횡력 전후력 브레이크 모멘트를 받기 때문에, 횡방향의 위치 결정을 위한 Panhard Rod가 필요 없는 구조로 이루어지는 것이 특징이며, 전륜 구동차의 거의 모든 후륜에 채용하는 형식으로, (Stabilizer)를 생략할 수 있는 등 부품 개수가 적고, 거의 모든 부품을 프레스 성형품 용접으로 조립할 수 있기 때문에 가격면에서 유리한 장점이 있다.The 2nd generation torsion beam is characterized by a structure that does not require a panhard rod for lateral positioning because it receives lateral force front and rear brake moments with a trailing arm. In terms of price, since the number of parts is small, such as (stabilizer) can be omitted, and almost all parts can be assembled by press-formed welding, there is an advantage in terms of price.

3세대 토션빔은 TBA의 한 유형으로, 댐퍼(Damper)와 스프링이 차체를 지지하고 있으며, TIRE와 휠이 연결되는 HUB CARRIER가 2가지 연결점을 가지는 것이 특징이며, 특히, 뒤틀림이 발생하는 중공의 토션 빔이 양쪽 허브 캐리어에 직접 연결되어 있으며, 차체의 진행방향을 추종(TRAILING)하면서, 상하로만 움직이는 TRAILING ARM으로 연결되어 있어, 불필요한 마찰도 적어 매끄러운 승차감이 가능하고 롤강 성의 뒤쪽 배분이 커 FF차량은 물론, C-SEGMENT(소형차급)에서의 뒷트렁크 부의 공간 확보를 가능하게 하여 다양한 차종의 후륜 서스펜션에 채택되고 있다.The 3rd generation torsion beam is a type of TBA, and it is characterized by a damper and a spring supporting the car body, and a hub carrier connecting the tire and the wheel with two connection points. The torsion beam is directly connected to both hub carriers and is connected to the TRAILING ARM that moves only up and down while following the traveling direction of the car body. Of course, it has been adopted for the rear suspension of various vehicle types by enabling the space of the rear trunk in C-segment (small car class) to be secured.

토션 빔 설계 시 가장 중요한 것은 롤 강성, 횡 강성과 롤 내구력, 최적 중량을 만족시킬 수 있는 최적화된 설계안을 도출하는 것과, 구조에 대한 해석적 검증/시제품의 경우 내구성 테스트와 주행조건에 따른 수명시험까지 안전성에 문제가 없어야 한다.When designing a torsion beam, the most important thing is to derive an optimized design that can satisfy the roll stiffness, lateral stiffness, roll durability, and optimal weight, and analytical verification of the structure/in case of prototype, durability test and life test according to driving conditions There should be no issues with safety.

C.T.B.A의 롤 내구성능의 만족을 위해서는 ROLL 강성과 내구에 대한 설계 변수를 찾아내고 해석적 검증을 하는 것이 선행되어야 하며, 이러한 해석적 검증으로, 가장 낮은 응력의 형상을 찾아내며, 각 부품 제조 공정상의 최적 공법을 찾아내야 한다.In order to satisfy the roll durability performance of C.T.B.A, it is necessary to find the design variables for the stiffness and durability of the ROLL and perform analytical verification in advance. You need to find the optimal method.

최근 3세대 튜블러 타입의 토션빔에는 통상 인장강도가 450MPa 전후의 두께 4.5mm 정도의 강관이 일반적으로 사용되고 있으나, 최근에는 초 고강도 소재로 대체되고 있는 추세이며, 성형성을 확보하면서 자동차 부품의 고강도화에 대한 요구를 만족할 수 있는 새로운 가공기술로 재료를 오스테나이트 이상의 온도로 가열하여 성형화하고 Quenching에 의해 강도를 확보하는 핫 프레스 포밍(hot Press forming 이하 HPF)기술이 주목을 받고 있다.Recently, a steel pipe with a tensile strength of about 450 MPa and a thickness of about 4.5 mm is generally used for the 3rd generation tubular type torsion beam. As a new processing technology that can satisfy the demand for

상술한 HPF공정은 HOT STAMPING, PRESS HARDENING, DIE QUENCHING 등으로 부르기도 하며, 이 공정은 프레스 성형하기 전에 가열된 강판을 주로 이용하는데, 인장강도 600MPa 급의 보론이 다량 첨가된 강재(22MnB5)를 일반적으로 사용하고 있다.The above-described HPF process is also called HOT STAMPING, PRESS HARDENING, DIE QUENCHING, etc., and this process mainly uses a steel sheet heated before press forming. is being used as

이러한 HPF공정은 고온에서 연질의 특성을 나타내기 때문에 성형이 쉽고, 금형 내에서 급격히 Quenching되기 때문에 높은 강도를 얻을 수 있으나, 고가의 장비가 요구되어 초기 투자비가 높고, 부분 경화에 따른 비용과 공법이 요구되는 등 산업화에 많은 제약이 뒤따르고 있는 실정이다. This HPF process is easy to mold because it exhibits soft properties at high temperatures, and high strength can be obtained because it is rapidly quenched in the mold. There are many restrictions on industrialization.

냉간성형 방법에 의해 토션빔을 제조할 경우, 후열처리 또는 핫프레스포밍과 같은 열간성형 방법보다 비용을 줄일 수 있으나, 종래의 냉간성형 방법에 의한 제조가 곤란하고, 종래의 방식으로 제조 시에는 빈번하게 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있다.When the torsion beam is manufactured by the cold forming method, the cost can be reduced compared to the hot forming method such as post heat treatment or hot press forming, but it is difficult to manufacture by the conventional cold forming method, and when manufacturing in the conventional method, There is a problem that can cause defects.

이러한 문제점을 보완하기 위해 C.T.B.A제조를 위해 냉간성형이 가능한 초 고강도의 PHT 1470 (Post Heat Treatment)소재를 적용한 후, 고주파 후열처리 공법을 통해, 기존 제품 대비 경량화 및 제조비용을 절감할 수 있지만, 고주파 후열처리가 끝난 소재는 급열담금질에 의해 생기는 불안정 마르텐사이트의 안정화, 잔류응력의 균일화 등을 주목적으로 템퍼링처리(Tempering)를 하고 있고, 종래에는 급열담금질이 끝난 소재를 컨베이어를 통해 전기로로 이송한 후 가열/공냉 시키는 방식을 고려하고 있으나, 이러한 방법은, 고주파 담금질에 의하여 얻어진 압축 잔류 응력은 물론 피로 강도를 낮추는 원인으로 작용함은 물론, 가열로내 온도 편차로 인해 균일한 열처리 작업이 불가능하고 승온까지 많은 시간이 요구되므로, 제조비용에 많은 부담이 된다는 문제점이 있다.In order to compensate for this problem, ultra-strength PHT 1470 (Post Heat Treatment) material that can be cold formed is applied for C.T.B.A manufacturing, and then through high frequency post heat treatment method, it is possible to reduce weight and manufacturing cost compared to existing products, but Materials that have been subjected to post heat treatment are subjected to tempering for the main purpose of stabilization of unstable martensite and equalization of residual stress caused by rapid heat quenching. Although the method of heating/air cooling is considered, this method not only acts as a cause of lowering the fatigue strength as well as the compressive residual stress obtained by induction hardening, but also makes uniform heat treatment work impossible due to the temperature deviation in the furnace and increases the temperature Since a lot of time is required, there is a problem in that the manufacturing cost is greatly burdened.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉간성형으로 형성된 대상체를 고주파 후열처리하는 자동화 시스템 및 방법으로서 대상체를 이동시키지 않고 퀀칭 및 템퍼링을 한 공정에서 동시에 수행함으로써, 압축 잔류 응력의 유지를 확보하고, 내구성이 향상된 토션빔을 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템 및 방법을 제공하는 것이 과제이다.The present invention is to solve the above problems, as an automated system and method for high-frequency post-heat treatment of an object formed by cold forming, by performing quenching and tempering simultaneously in one process without moving the object, the maintenance of compressive residual stress It is a task to provide a quenching and tempering integrated heat treatment automation system and method that can secure and manufacture torsion beams with improved durability at low cost.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템은 냉간성형으로 형성된 대상체를 고주파 후열처리하는 자동화 시스템으로서, 상기 대상체를 파지하는 로봇암부; 및 상기 로봇암부로부터 전달받은 상기 대상체를 고정하며, 상기 가열모듈을 기설정된 열처리경로로 이동시켜 상기 대상체에 퀀칭을 수행하고 상기 가열모듈을 상기 열처리경로를 따라 복귀시켜 템퍼링을 수행하는 열처리부를 포함할 수 있다.An automated system for quenching and tempering integrated heat treatment according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is an automated system for high-frequency post-heat treatment of an object formed by cold forming, comprising: a robot arm for gripping the object; and a heat treatment unit for fixing the object received from the robot arm, moving the heating module to a preset heat treatment path to perform quenching on the object, and returning the heating module along the heat treatment path to perform tempering can

여기서 상기 열처리경로는, 상기 대상체의 내구성이 향상되도록, 상기 대상체의 형상에 대응되게 마련될 수 있다.Here, the heat treatment path may be provided to correspond to the shape of the object so that durability of the object is improved.

이때 상기 대상체는, 토션빔인 것을 특징으로 하며, 지면에 수직되는 방향이 길이방향이 되도록, 상기 열처리부에 고정될 수 있다.In this case, the object is characterized in that it is a torsion beam, and may be fixed to the heat treatment unit so that a direction perpendicular to the ground becomes a longitudinal direction.

상기 가열모듈은, 고정된 상기 토션빔의 길이방향을 따라 제1 위치에서 제2 위치로 이동하며 퀀칭을 수행할 수 있다.The heating module may perform quenching while moving from a first position to a second position along the longitudinal direction of the fixed torsion beam.

또한 상기 가열모듈은, 상기 제2 위치에서 상기 제1 위치로 복귀하면서 상기 대상체의 기설정된 영역에 템퍼링을 수행할 수 있다.Also, the heating module may perform tempering on a preset area of the object while returning from the second position to the first position.

이때 상기 기설정된 영역은, 상기 토션바를 길이방향을 따라 소정의 간격으로 분할한 구간 중 응력이 집중되는 적어도 하나의 구간일 수 있다.In this case, the preset region may be at least one section in which stress is concentrated among sections in which the torsion bar is divided at predetermined intervals along the longitudinal direction.

구체적으로 상기 열처리부는, 상기 로봇암부로부터 전달받은 상기 토션빔의 일단을 지지하는 제1 고정모듈; 및 상기 제1 고정모듈과 동심축을 가지도록 마련되어 축방향을 따라 상기 대상체의 타측을 지지하거나 이격되는 제2 고정모듈을 더 포함할 수 있다.Specifically, the heat treatment unit, the first fixing module for supporting one end of the torsion beam received from the robot arm unit; and a second fixing module provided to have a concentric shaft with the first fixing module to support the other side of the object along the axial direction or to be spaced apart from each other.

또한 상기 가열모듈은, 가열 효율이 향상되도록 원형 다권 코일로 마련되는 것을 특징으로 하며, 상기 대상체와 15mm 내지 20mm의 간극을 가질 수 있다.In addition, the heating module is characterized in that it is provided as a circular multi-winding coil to improve heating efficiency, and may have a gap of 15 mm to 20 mm with the object.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템은 상기 로봇암부가 상기 대상체를 파지하거나 안착시킬 수 있도록 상기 로봇암부의 일측에 마련되어 대상체를 이송하는 이송부를 더 포함하되, 상기 이송부는, 상기 대상체의 파지영역 및 안착영역이 분할될 수 있다.The quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention having the configuration as described above is provided on one side of the robot arm part so that the robot arm part can grip or seat the object. However, the transfer unit may be divided into a holding area and a seating area of the object.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 방법은 냉간성형으로 형성된 대상체를 고주파 후열처리하는 자동화 방법으로서, 로봇암부가 상기 대상체를 파지하는 공급단계; 상기 로봇암부로부터 전달받은 상기 대상체를 열처리부의 열처리영역에 고정하는 고정단계; 및 상기 열처리영역에 고정된 상기 대상체에 퀀칭 및 템퍼링을 동시에 수행하는 후열처리 단계를 포함하되, 상기 열처리영역에서 상기 대상체의 형상에 대응하여 형성된 열처리경로를 따라 열을 전달하는 가열모듈을 통해 상기 대상체를 퀀칭하고, 상기 가열모듈을 상기 열처리경로를 따라 복귀시켜 템퍼링을 수행할 수 있다.In order to solve the above problems, an automated quenching and tempering integrated heat treatment method according to an aspect of the present invention is an automated method for high-frequency post-heat treatment of an object formed by cold forming, comprising: a supplying step in which a robot arm grips the object; a fixing step of fixing the object received from the robot arm unit to the heat treatment area of the heat treatment unit; and a post-heat treatment step of simultaneously performing quenching and tempering on the object fixed to the heat treatment area, wherein heat is transferred along a heat treatment path formed corresponding to the shape of the object in the heat treatment area through a heating module to the object can be quenched, and the heating module is returned along the heat treatment path to perform tempering.

본 발명의 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The quenching and tempering integrated heat treatment system and method of the present invention have the following effects.

첫째, 가열전원 조정으로 급속가열 및 국부 표면 가열이 수월하다는 효과가 있다.First, there is an effect that rapid heating and local surface heating are easy by adjusting the heating power.

둘째, 전력절감, 분위기, 시간, 출력, 온도제어가 용이하다는 효과가 있다.Second, there is an effect that power saving, atmosphere, time, output, and temperature control are easy.

셋째, 기존생산라인에 부설이 용이하며, 자동화에 적합하고 부분경화기술 적용이 유리하다는 효과가 있다.Third, it is easy to install on the existing production line, and it has the effect of being suitable for automation and applying partial hardening technology.

넷째, 후열처리 기술이 국산화로 수입 대체효과가 발생할 수 있다는 효과가 있다.Fourth, there is an effect that the import substitution effect can occur due to the localization of post-heat treatment technology.

다섯째, 안전하고, 소모성 부품이 없으며 수명이 반 영구적이라 유지보수가 용이하다는 효과가 있다.Fifth, it is safe, has no consumable parts, and has a semi-permanent lifespan, so maintenance is easy.

따라서 퀀칭과 템퍼링을 포함하는 후열처리 일체형 공정을 통해 생산성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.Therefore, there is an effect that productivity can be improved through the post-heat treatment integrated process including quenching and tempering.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템을 설명하기 위한 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템의 로봇암부를 설명하기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템의 열처리부를 설명하기 위한 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템에서 열처리부의 퀀칭을 설명하기 위한 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템에서 열처리부의 템퍼링을 설명하기 위한 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템에서 대상체인 토션바를 설명하기 위한 도면;
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템의 가열모듈을 설명하기 위한 도면;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템에서 가열모듈의 이송레일을 설명하기 위한 도면;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템에서 이송레일의 보강브라켓을 설명하기 위한 도면이다.The summary set forth above as well as the detailed description of the preferred embodiments of the present application set forth below may be better understood when read in conjunction with the accompanying drawings. For the purpose of illustrating the invention, there are shown in the drawings preferred embodiments. It should be understood, however, that the present application is not limited to the precise arrangements and instrumentalities shown.
1 is a view for explaining a quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a view for explaining the robot arm of the quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a view for explaining the heat treatment unit of the quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a view for explaining the quenching of the heat treatment unit in the quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention;
5 is a view for explaining the tempering of the heat treatment unit in the quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention;
6 is a view for explaining a torsion bar object in the quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention;
7 and 8 are views for explaining the heating module of the quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention;
Figure 9 is a view for explaining the transfer rail of the heating module in the quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention;
10 is a view for explaining the reinforcement bracket of the transfer rail in the quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the object of the present invention can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same names and the same reference numerals are used for the same components, and an additional description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템의 로봇암부를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템의 열처리부를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템에서 열처리부의 퀀칭을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템에서 열처리부의 템퍼링을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템에서 대상체인 토션바를 설명하기 위한 도면이며, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템의 가열모듈을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템에서 가열모듈의 이송레일을 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템에서 이송레일의 보강브라켓을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view for explaining the robot arm of the quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention 3 is a view for explaining a heat treatment unit of an automated quenching and tempering integrated heat treatment system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a heat treatment in an automated quenching and tempering integrated heat treatment system according to an embodiment of the present invention. It is a view for explaining the quenching of the part, Figure 5 is a view for explaining the tempering of the heat treatment unit in the quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is quenching according to an embodiment of the present invention And it is a view for explaining the torsion bar object in the tempering integrated heat treatment automation system, Figures 7 and 8 is a view for explaining the heating module of the quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention, Figure 9 is a view for explaining the transfer rail of the heating module in the quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention, Figure 10 is a transfer rail in the quenching and tempering integrated heat treatment automation system according to an embodiment of the present invention It is a view for explaining the reinforcement bracket of.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템(10)은 냉간성형으로 형성된 대상체(T)를 고주파 후열처리하는 자동화 시스템으로서, 크게 로봇암부(100), 열처리부(200)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the quenching and tempering integrated heat treatment automation system 10 according to an embodiment of the present invention is an automated system for high-frequency post-heat treatment of an object T formed by cold forming, largely a robot arm 100. , the heat treatment unit 200 may be included.

로봇암부(100)는 대상체(T)를 파지하도록 마련되며, 지정된 위치에 준비된 대상체(T)를 후술할 열처리부(200)로 대상체(T)를 전달하거나, 열처리가 완료된 대상체(T)를 다시 파지하여 또 다른 지정된 위치로 안착시킬 수 있다.The robot arm unit 100 is provided to hold the object T, and transfers the object T prepared at a designated position to the heat treatment unit 200 to be described later, or returns the object T on which the heat treatment has been completed. It can be gripped and seated in another designated position.

로봇암부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 지지모듈(120), 파지모듈(140)을 포함할 수 있으며, 임의의 위치에서 대상체(T)를 파지하거나 열처리부(200)로부터 작업이 끝난 대상체(T)를 파지하여 또다른 임의의 위치에 안착시킬 수 있다면 형상, 재질, 구조에 대하여는 다양할 수 있으며 이로 인해 본 발명의 권리범위가 제한되지 않음은 당연하다고 할 것이다.The robot arm unit 100 may include a support module 120 and a gripping module 140 as shown in FIG. 2 , and either grips the object T at an arbitrary position or the work is finished from the heat treatment unit 200 . If the object T can be gripped and seated at another arbitrary position, the shape, material, and structure may vary, and it will be natural that the scope of the present invention is not limited thereto.

다만 더욱 자세한 설명을 위해 예를 들어 설명하면, 로봇암부(100)는 다관절 로봇일 수 있으며, 지지모듈(120)과 파지모듈(140)은 도면에 도시된 바와 같이 그리퍼 형태로 로봇암부(100)에 장착되는 구조로 마련될 수 있다.However, for more detailed description, as an example, the robot arm unit 100 may be an articulated robot, and the support module 120 and the holding module 140 are the robot arm unit 100 in the form of a gripper as shown in the drawing. ) may be provided in a structure to be mounted on.

이때 지지모듈(120)의 일측은 대상체(T)의 일측 형태에 대응하도록 경사면이 형성될 수 있으며, 파지모듈(140)은 지지모듈(120) 일측에 회동되는 구조로 마련되어 유압을 통해 지지모듈(120)로 근접하여 대상체(T)가 지지모듈(120)과 파지모듈(140) 사이에 견고하게 고정될 수 있다. At this time, one side of the support module 120 may be formed with an inclined surface to correspond to the shape of one side of the object T, and the gripping module 140 is provided in a structure that rotates on one side of the support module 120 through hydraulic pressure. 120 , the object T may be firmly fixed between the support module 120 and the gripping module 140 .

다음으로 열처리부(200)는 상술한 로봇암부(100)로부터 대상체(T)를 전달받아 대상체(T)를 고정하고, 일측에 구비된 가열모듈(230)을 통해 대상체(T)에 퀀칭을 수행할 수 있다.Next, the heat treatment unit 200 receives the object T from the robot arm unit 100 described above, fixes the object T, and performs quenching on the object T through the heating module 230 provided on one side. can do.

이때 열처리부(200)는 가열모듈(230)을 기설정된 열처리경로로 이동시켜 대상체(T)에 퀀칭을 수행하고 가열모듈(230)을 열처리경로를 따라 다시 복귀시켜 템퍼링을 수행할 수 있다. At this time, the heat treatment unit 200 moves the heating module 230 to a predetermined heat treatment path to perform quenching on the object T, and returns the heating module 230 along the heat treatment path to perform tempering.

구체적으로 열처리경로는, 대상체(T)의 내구성이 향상될 수 있도록 대상체(T)의 형상에 대응되도록 마련됨으로써, 압축 잔류 응력의 유지를 확보하고, 내구성이 향상된 토션빔을 저렴한 비용으로 제조할 수 있다.Specifically, the heat treatment path is provided to correspond to the shape of the object T so that the durability of the object T can be improved, thereby securing the maintenance of compressive residual stress and manufacturing a torsion beam with improved durability at low cost. have.

뿐만 아니라 열처리부(200)는 퀀칭을 수행한 후, 가열모듈(230)의 잠열을 통해 템퍼링을 수행함으로써, 냉간성형으로 형성된 대상체(T)를 고주파 후열처리하는 자동화 시스템 및 방법으로서 대상체(T)에 퀀칭을 수행하는 가열모듈(230)의 잠열을 통해 템퍼링을 수행함으로써, 압축 잔류 응력의 유지를 확보하고, 내구성이 향상된 토션빔을 저렴한 비용으로 제조할 수도 있다.In addition, the heat treatment unit 200 performs quenching, and then, by performing tempering through the latent heat of the heating module 230, the object T as an automated system and method for high-frequency post-heat treatment of the object T formed by cold forming. By performing tempering through the latent heat of the heating module 230 for quenching, the maintenance of compressive residual stress may be secured, and a torsion beam with improved durability may be manufactured at low cost.

구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이 열처리부(200)는 몸체(201)에 도어(202)가 개폐되는 형태로 마련될 수 있으며, 몸체(201)의 내부공간에 로봇암부(100)로 전달받은 대상체(T)를 고정하고 가열모듈(230)과 분사모듈(240)를 배치함으로써 고주파 후열처리를 진행할 수 있다. Specifically, as shown in FIG. 3 , the heat treatment unit 200 may be provided in a form in which the door 202 is opened and closed in the body 201 , and received by the robot arm unit 100 in the inner space of the body 201 . By fixing the object T and disposing the heating module 230 and the injection module 240, high-frequency post-heat treatment can be performed.

예를 들어 열처리부(200)는, 제1 고정모듈(210), 제2 고정모듈(220)을 더 포함하여 대상체(T)를 고정하거나 고정해제할 수 있다.For example, the heat treatment unit 200 may further include a first fixing module 210 and a second fixing module 220 to fix or release the object T.

제1 고정모듈(210)은 로봇암부(100)로부터 전달받은 대상체(T)의 일측을 지지하도록 마련되며, 제2 고정모듈(220)은 대상체(T)의 타측을 지지하거나 지지해제하도록 마련됨으로써, 제1 고정모듈(210)과 제2 고정모듈(220)이 벌어진 상태에서 로봇암부(100)가 대상체(T)를 전달하면 제2 고정모듈(220)이 제1 고정모듈(210)로 인접하여 대상체(T)가 고정되게 된다.The first fixing module 210 is provided to support one side of the object T received from the robot arm unit 100, and the second fixing module 220 is provided to support or release the other side of the object T. , when the robot arm 100 delivers the object T in a state where the first fixing module 210 and the second fixing module 220 are apart, the second fixing module 220 is adjacent to the first fixing module 210 . Thus, the object T is fixed.

또한 후열처리 과정이 끝나면, 도어(202)가 개방되고 로봇암부(100)가 대상체(T)를 파지하게 되고, 제2 고정모듈(220)이 상승함으로써 대상체(T)의 고정이 해제될 수 있다.In addition, when the post-heat treatment process is finished, the door 202 is opened, the robot arm unit 100 holds the object T, and the second fixing module 220 rises so that the fixing of the object T can be released. .

예를 들어 대상체(T)가 토션빔인 경우에, 열처리부(200)는, 제1 고정모듈(220)이 로봇암부(100)로부터 전달받은 토션빔의 일단을 지지하고, 제1 고정모듈(220)과 동심축을 가지도록 마련된 제2 고정모듈(240)이 축방향을 따라 대상체(T)의 타측을 지지하거나 이격되면서 열처리부(200)에서 토션빔이 고정되거나 고정해제될 수 있다.For example, when the object T is a torsion beam, the heat treatment unit 200 supports one end of the torsion beam transmitted from the first fixing module 220 to the robot arm 100, and the first fixing module ( The torsion beam may be fixed or released in the heat treatment unit 200 while the second fixing module 240 provided to have a concentric axis with 220 supports or is spaced apart from the other side of the object T along the axial direction.

도 4에 도시된 바와 같이 가열모듈(230)은 대상체(T)의 형상에 대응하도록 마련된 열처리경로를 따라 대상체(T)에 열을 전달할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the heating module 230 may transfer heat to the object T along a heat treatment path provided to correspond to the shape of the object T.

여기서 열처리 경로는 대상체(T)의 형상에 대응하여 직선형태 및 곡선형태를 포함하여 다양한 형태로 변경될 수 있다. Here, the heat treatment path may be changed into various shapes including a straight shape and a curved shape corresponding to the shape of the object T.

더욱 상세한 설명을 위해 도면을 참조하여 예를 들어 설명하면, 열처리 경로는, 지면에서 수직인 방향으로 길이를 가질 수 있다.For more detailed description, referring to the drawings for example, the heat treatment path may have a length in a direction perpendicular to the paper.

구체적으로 가열모듈(230)은, 대상체(T)에 형상에 대응하여 미리 설정된 열처리 경로의 제1 위치에서 제2 위치, 다시 말해 시작 위치에서 종료위치까지 대상체(T)를 가열하여 퀀칭을 수행할 수 있다.Specifically, the heating module 230 is configured to perform quenching by heating the object T from the first position to the second position, that is, from the start position to the end position of the heat treatment path preset in response to the shape of the object T. can

이때 일측에 배치된 분사모듈(240)을 통해 가열모듈(230) 및 대상체(T)의 온도를 낮춰 이 후 템퍼링 공정이 수행될 수 있다.At this time, the temperature of the heating module 230 and the object T is lowered through the injection module 240 disposed on one side, and then the tempering process may be performed.

여기서 분사모듈(240)은 상술한 바와 같이 퀀칭의 다음공정인 템퍼링 공정이 수행될 수 있다면, 몸체(201) 내부의 어느 한 위치에 고정되거나, 제1 위치에서 제2 위치까지 복수개가 배열되거나, 가열모듈(230)을 따라 이동하는 구조로 마련된다 하더라도 모두 본 발명의 권리범위 속함은 당연하다고 할 것이다. Here, the injection module 240 is fixed to any one position inside the body 201, if the tempering process, which is the next process of the quenching, can be performed as described above, or a plurality of them are arranged from the first position to the second position, Even if it is provided with a structure that moves along the heating module 230, it will be natural that all of them fall within the scope of the present invention.

퀀칭의 다음 공정인 템퍼링 공정에 대하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.A detailed description of the tempering process, which is the next process of quenching, is as follows.

대상체(T)가 토션빔인 경우를 예를 들어 설명하면, 대상체(T)는 지면에 수직되는 방향이 길이방향이 되도록, 열처리부(200)에 고정될 수 있다.For example, if the object T is a torsion beam, the object T may be fixed to the heat treatment unit 200 such that a direction perpendicular to the ground becomes a longitudinal direction.

상술한 바와 같이 가열모듈(230)은, 고정된 토션빔의 길이방향을 따라 열처리경로의 제1 위치에서 제2 위치로 이동하며 퀀칭을 수행하게 된다.As described above, the heating module 230 moves from the first position to the second position in the heat treatment path along the longitudinal direction of the fixed torsion beam to perform quenching.

퀀칭이 수행된 다음으로, 가열모듈(230)은, 제2 위치에서 제1 위치로 복귀하면서 대상체(T)인 토션빔의 기설정된 영역에 템퍼링을 수행할 수 있다.After quenching is performed, the heating module 230 may perform tempering on a preset area of the torsion beam, which is the object T, while returning from the second position to the first position.

여기서 기설정된 영역은, 토션바를 길이방향을 따라 소정의 간격으로 분할한 구간 중 응력이 집중되는 적어도 하나의 구간일 수 있다.Here, the preset region may be at least one section in which stress is concentrated among sections in which the torsion bar is divided at predetermined intervals along the longitudinal direction.

뿐만 아니라 가열모듈(230)은 제2 위치에서 제1 위치로 복귀하면서 대상체(T)에 템퍼링을 수행하는데, 이때 상술한 바와 같이 온도를 낮춘 가열모듈(230)의 잠열을 이용해 대상체(T)에 템퍼링을 수행할 수도 있다.In addition, the heating module 230 performs tempering on the object T while returning to the first position from the second position. Tempering may also be performed.

다시 말해 가열모듈(230)은 제1 온도로 퀀칭을 수행한 다음, 분사모듈(240)을 통해 제1 온도보다 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 수냉처리하여 그 잠열을 통해 템퍼링을 수행한다 하더라도 모두 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다고 할 것이다.In other words, the heating module 230 performs quenching to the first temperature, and then performs water cooling treatment to a second temperature lower than the first temperature than the first temperature through the injection module 240 to perform tempering through the latent heat. It will be said that all of them fall within the scope of the present invention.

즉 하나의 공정라인에서 대상체(T)를 움직이지 않고 퀀칭 및 템퍼링이 이뤄짐으로써, 압축 잔류 응력의 유지를 확보하고, 도 6에 도시된 바와 같이 대상체(T)가 토션빔일 경우에 내구성이 향상된 토션빔을 저렴한 비용으로 제조할 수 있게 된다.That is, by quenching and tempering without moving the object T in one process line, the compressive residual stress is secured, and as shown in FIG. 6 , when the object T is a torsion beam, the durability is improved torsion The beam can be manufactured at low cost.

여기서 본 발명의 대상체(T)에 포함되는 토션빔은 뒤틀림이 발생하는 중공의 토션빔이 양쪽 허브 캐리어에 직접 연결되어 있으며, 차체의 진행방향을 추종(TRAILING)하면서, 상하로만 움직이는 TRAILING ARM으로 연결되어 있어, 불필요한 마찰도 적어 매끄러운 승차감이 가능하고 롤강 성의 뒤쪽 배분이 커 FF차량은 물론, C-SEGMENT(소형차급)에서의 뒷트렁크 부의 공간 확보를 가능하게 하여 다양한 차종의 후륜 서스펜션에 채택되는 3세대 토션빔 중 어느 하나일 수 있다.Here, the torsion beam included in the object T of the present invention has a hollow torsion beam that is twisted and directly connected to both hub carriers. This allows for a smooth ride with less unnecessary friction, and the rear distribution of roll rigidity is large, so it is possible to secure space in the rear trunk in C-segment (small car class) as well as FF vehicles. It may be any one of the generation torsion beams.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 가열모듈(230)은, 가열 효율이 향상되도록 원형 다권 코일로 마련될 수 있다.7 and 8, the heating module 230 may be provided as a circular multi-winding coil to improve heating efficiency.

이때 가열모듈(230)은 열 효율 증가를 위해 피가열체에 최대 한 가까이 결합되어 가열되는 부분에서 자력선이 많이 교차되게 함으로써, 자속밀도를 증가시키고 유도 전류가 많이 인가될 수 있도록 대상체(T)와 기설정된 거리 간극을 가지는 비접촉으로 마련될 수 있다.At this time, the heating module 230 is coupled to the object to be heated as close as possible to increase the thermal efficiency so that the magnetic force lines cross a lot in the heated part, thereby increasing the magnetic flux density and applying a large amount of induced current to the object T and It may be provided in a non-contact manner having a predetermined distance gap.

구체적으로 기설정된 거리는 15mm 내지 20mm일 수 있다.Specifically, the preset distance may be 15 mm to 20 mm.

한편 열처리 경로가 도 9에 도시된 바와 같이 지면에서 수직인 방향으로 길이를 가지는 경우, 가열모듈(230)은 이송레일(232) 상에서 지면에 수직인 방향으로 제1 위치에서 제2 위치로 이동하거나, 제2 위치에서 제1 위치로 복귀할 수 있다.On the other hand, when the heat treatment path has a length in a direction perpendicular to the ground as shown in FIG. 9 , the heating module 230 moves from a first position to a second position in a direction perpendicular to the ground on the transfer rail 232 or , returning from the second position to the first position.

이때 이송레일(232)은 퀀칭 및 템퍼링공정에 의한 열변형으로 인한 비틀림이 발생하지 않도록 균질 열처리를 수행함으로써, 이송레일(232)의 직진성 및 정밀도를 향상시킬 수 있다.At this time, the transfer rail 232 may be subjected to a homogeneous heat treatment so as not to generate torsion due to thermal deformation caused by the quenching and tempering process, thereby improving the straightness and precision of the transfer rail 232 .

뿐만 아니라 도 10에 도시된 바와 같이 이동레일은 지면과 맡닿는 부분에 “ㄴ” 형상의 보강브라켓(234)을 구비하여 고정함으로써, 상술한 비틀림을 방지하여 직진성 및 정밀도를 보강할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 10, the moving rail is provided with a "b"-shaped reinforcing bracket 234 on the part in contact with the ground and fixed, thereby preventing the above-mentioned twisting and reinforcing straightness and precision.

이때 보강브라켓(234)은 S45C계열의 철강재질일 수 있으며, 응력분포면에서 월등한 효과를 얻을 수 있도록 양측단에 소정의 두께를 가진 추가보강판이 형성될 수 있다.At this time, the reinforcing bracket 234 may be made of S45C series steel, and additional reinforcing plates having a predetermined thickness may be formed at both ends to obtain a superior effect in terms of stress distribution.

한편 상술한 바와 같은 구성을 갖는 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템(10)은 전술한 도 1에 도시된 바와 같이 이송부(300)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the quenching and tempering integrated heat treatment automation system 10 having the configuration as described above may further include a transfer unit 300 as shown in FIG. 1 .

이송부(300)는 로봇암부(100)가 대상체(T)를 파지하거나 안착시킬 수 있도록 로봇암부(100)의 일측에 마련되어 대상체(T)를 이송할 수 있다.The transfer unit 300 may be provided on one side of the robot arm unit 100 so that the robot arm unit 100 can grip or seat the object T to transfer the object T.

이때 이송부(300)는 대상체(T)의 파지영역 및 안착영역이 분할되어 퀀칭 및 템퍼링 공정전 대상체(T)와 퀀칭 및 템퍼링 공정 후 대상체(T)가 서로 다른 방향으로 이송될 수 있다.In this case, the transfer unit 300 divides the gripping area and the seating area of the object T, so that the object T before the quenching and tempering process and the object T after the quenching and tempering process can be transferred in different directions.

예를 들어 퀀칭 및 템퍼링 공정전 대상체(T)는 이송부(300)의 파지영역에서 제1 방향으로 이동하도록 마련되어 임의의 위치에서 로봇암부(100)에 의해 파지될 수 있다.For example, before the quenching and tempering process, the object T is provided to move in the first direction in the gripping area of the transfer unit 300 and may be gripped by the robot arm unit 100 at an arbitrary position.

반면에 열처리부(200)에서 퀀칭 및 템퍼링 공정이 이뤄진 대상체(T)는 로봇암부(100)에 의해 파치되어 이송부(300)의 안착영역에서 안착되어 제2 방향으로 이동될 수 있다. On the other hand, the object T, which has undergone the quenching and tempering process in the heat treatment unit 200 , is displaced by the robot arm unit 100 , is seated in the seating area of the transfer unit 300 , and can be moved in the second direction.

이때 공정라인이 차지하는 영역을 축소하기 위하여 제1 방향 및 제2 방향은 서로 반대방향으로 마련될 수 있다.In this case, in order to reduce the area occupied by the process line, the first direction and the second direction may be provided in opposite directions.

여기서 대상체(T)가 로봇암부(100)에 파지되고 공정이 완료된 대상체(T)가 다시 안착될 수 있다면, 제1 방향 및 제2 방향이 동일한 방향이라 하더라도 모두 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연하다고 할 것이다.Here, if the object T is gripped by the robot arm 100 and the object T on which the process is completed can be seated again, even if the first direction and the second direction are the same direction, it is natural that both fall within the scope of the present invention. will say that

상술한 바와 같은 시스템을 통한 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 방법은 냉간성형으로 형성된 대상체를 고주파 후열처리하는 자동화 방법으로서, 크게 공급단계, 고정단계, 후열처리 단계를 포함할 수 있다.The quenching and tempering integrated heat treatment automation method according to an embodiment of the present invention through the system as described above is an automated method for high frequency post heat treatment of an object formed by cold forming, largely comprising a supply step, a fixing step, and a post heat treatment step can

먼저 공급단계에서 로봇암부가 이송부에서 대상체를 파지할 수 있다.First, in the supply step, the robot arm may grip the object by the transfer unit.

다음으로 고정단계에서 로봇암부로부터 전달받은 대상체를 열처리부의 열처리영역에 고정하게 된다.Next, in the fixing step, the object received from the robot arm is fixed to the heat treatment area of the heat treatment unit.

마지막으로 후열처리 단계에서 열처리부의 열처리영역에서 고정된 대상체에 퀀칭 및 템퍼링을 동시에 수행할 수 있다.Finally, in the post-heat treatment step, quenching and tempering may be simultaneously performed on the object fixed in the heat treatment region of the heat treatment unit.

구체적으로 후열처리 단계에서는, 열처리영역에서 대상체의 형상에 대응하여 형성된 열처리경로를 따라 열을 전달하는 가열모듈을 통해 대상체를 퀀칭하고, 가열모듈을 열처리경로를 따라 복귀시키면서 템퍼링을 수행함으로써, 대상체를 이동시키지 않고 하나의 공정에서 퀀칭 및 템퍼링이 동시에 수행될 수 있다.Specifically, in the post-heat treatment step, the object is quenched through a heating module that transfers heat along a heat treatment path formed in response to the shape of the object in the heat treatment region, and tempering is performed while returning the heating module along the heat treatment path. Quenching and tempering can be performed simultaneously in one process without moving.

따라서 본 발명의 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템 및 방법은 가열전원 조정으로 급속가열 및 국부 표면 가열이 수월하고, 전력절감, 분위기, 시간, 출력, 온도제어가 용이하며, 기존생산라인에 부설이 용이하며, 자동화에 적합하고 부분경화기술 적용이 유리할 수 있다.Therefore, the quenching and tempering integrated heat treatment automation system and method of the present invention facilitate rapid heating and local surface heating by adjusting the heating power, power saving, atmosphere, time, output, temperature control, and easy installation on existing production lines It is suitable for automation and it may be advantageous to apply partial curing technology.

뿐만 아니라 후열처리 기술이 국산화로 수입 대체효과가 발생할 수 있으며, 안전하고, 소모성 부품이 없으며 수명이 반 영구적이라 유지보수가 용이함에 따라 퀀칭과 템퍼링을 포함하는 후열처리 일체형 공정을 통해 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, import substitution effect can occur due to localization of post-heat treatment technology, and it is safe, has no consumable parts, and has a semi-permanent lifespan, so maintenance is easy. can

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, preferred embodiments according to the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the present invention in addition to the above-described embodiments is a fact having ordinary skill in the art. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and accordingly, the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.

10: 퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템
T: 대상체
100: 로봇암부
120: 지지모듈
140: 파지모듈
200: 열처리부
201: 몸체
202: 도어
210: 제1 고정모듈
220: 제2 고정모듈
230: 가열모듈
232: 이송레일
234: 보강브라켓
240: 분사모듈
300: 이송부10: Quenching and tempering integrated heat treatment automation system
T: object
100: robot arm unit
120: support module
140: grip module
200: heat treatment unit
201: body
202: door
210: first fixed module
220: second fixed module
230: heating module
232: transfer rail
234: reinforcement bracket
240: injection module
300: transfer unit

Claims (10)

냉간성형으로 형성된 토션빔을 고주파 후열처리하는 자동화 시스템으로서,
상기 토션빔을 파지하는 로봇암부;
상기 로봇암부로부터 전달받은 상기 토션빔을 지면에 수직되는 방향이 길이방향이 되도록 고정하며, 가열모듈을 상기 토션빔의 형상에 대응되게 마련된 열처리경로로 이동시켜 상기 토션빔에 퀀칭을 수행하고 상기 가열모듈을 상기 열처리경로를 따라 복귀시켜 템퍼링을 수행하는 열처리부; 및
상기 로봇암부가 상기 토션빔을 파지하거나 안착시킬 수 있도록 상기 로봇암부의 일측에 마련되어 상기 토션빔를 이송하는 이송부를 포함하되,
상기 이송부는,
퀀칭 및 템퍼링 공정 전의 상기 토션빔이 미리 설정된 위치에서 상기 로봇암부에 의해 파지될 수 있도록, 상기 토션빔을 제1 방향으로 이동시키는 파지영역 및
퀀칭 및 템퍼링 공정이 완료된 후 상기 로봇암부에 파지된 상기 토션빔이 미리 설정된 다른 위치에 안착되어 상기 제1 방향과 반대방향인 제2 방향으로 이동되도록 마련되는 안착영역을 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 가열모듈은,
가열 효율이 향상되도록 원형 다권 코일로 마련되어 상기 토션빔과 15mm 내지 20mm의 간극을 가지고, 이송레일 상에서 지면에 수직인 방향으로 고정된 상기 토션빔의 길이방향을 따라 제1 위치에서 제2 위치로 이동하며 퀀칭을 수행하고, 상기 제2 위치에서 상기 제1 위치로 복귀하면서 상기 토션빔의 기설정된 영역에 템퍼링을 수행하되,
상기 이송레일은,
퀀칭 및 템퍼링공정으로 인해 열변형에 의한 비틀림이 발생하지 않도록 균질 열처리되어 직진성 및 정밀도를 향상시키고, 지면과 맡닿는 부분에 “ㄴ” 형상의 보강브라켓이 고정됨으로써, 직진성 및 정밀도를 보강하는 것을 특징으로 하며,
상기 보강브라켓은,
S45C계열의 철강재질로 마련되고, 양측단에 소정의 두께를 가진 추가보강판이 형성되는 것을 특징으로 하고,
상기 기설정된 영역은,
상기 토션빔을 길이방향을 따라 소정의 간격으로 분할한 구간 중 응력이 집중되는 적어도 하나의 구간인 것을 특징으로 하는,
퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템.An automated system for high-frequency post-heat treatment of torsion beams formed by cold forming,
a robot arm for gripping the torsion beam;
The torsion beam received from the robot arm is fixed so that the direction perpendicular to the ground becomes the longitudinal direction, and the heating module is moved to a heat treatment path provided to correspond to the shape of the torsion beam to perform quenching on the torsion beam and the heating a heat treatment unit for performing tempering by returning the module along the heat treatment path; and
A transfer unit provided on one side of the robot arm unit to transport the torsion beam so that the robot arm unit can grip or seat the torsion beam,
The transfer unit,
A gripping region for moving the torsion beam in a first direction so that the torsion beam before the quenching and tempering process can be gripped by the robot arm at a preset position;
After the quenching and tempering process is completed, the torsion beam gripped by the robot arm is seated at another preset position and includes a seating area provided to move in a second direction opposite to the first direction,
The heating module,
A circular multi-winding coil is provided to improve heating efficiency, has a gap of 15 mm to 20 mm with the torsion beam, and moves from the first position to the second position along the longitudinal direction of the torsion beam fixed in the direction perpendicular to the ground on the transfer rail and performing quenching, while returning from the second position to the first position, performing tempering on a preset area of the torsion beam,
The transfer rail is
Homogeneous heat treatment to prevent torsion due to thermal deformation due to the quenching and tempering process to improve straightness and precision. with
The reinforcement bracket is
It is made of S45C series steel material, characterized in that additional reinforcing plates having a predetermined thickness are formed on both ends,
The preset area is
It is characterized in that at least one section in which stress is concentrated among sections in which the torsion beam is divided at predetermined intervals along the longitudinal direction,
Quenching and tempering integrated heat treatment automation system. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 열처리부는,
상기 로봇암부로부터 전달받은 상기 토션빔의 일단을 지지하는 제1 고정모듈; 및
상기 제1 고정모듈과 동심축을 가지도록 마련되어 축방향을 따라 상기 토션빔의 타측을 지지하거나 상기 토션빔의 타측에서 이격되는 제2 고정모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 시스템.According to claim 1,
The heat treatment unit,
a first fixing module for supporting one end of the torsion beam received from the robot arm; and
A second fixing module provided to have a concentric shaft with the first fixing module to support the other side of the torsion beam along the axial direction or to be spaced apart from the other side of the torsion beam, characterized in that it further comprises,
Quenching and tempering integrated heat treatment automation system. 삭제delete 삭제delete 냉간성형으로 형성된 토션빔을 고주파 후열처리하는 자동화 방법으로서,
로봇암부가 이송부로부터 상기 토션빔을 파지하는 공급단계;
상기 로봇암부로부터 전달받은 상기 토션빔을 열처리부의 열처리영역에 고정하는 고정단계; 및
상기 열처리영역에 고정된 상기 토션빔에 퀀칭 및 템퍼링을 동시에 수행하는 후열처리 단계를 포함하되,
상기 후열처리 단계는,
상기 열처리영역에서 상기 토션빔의 형상에 대응하여 형성된 열처리경로를 따라 열을 전달하는 가열모듈을 통해 상기 토션빔을 퀀칭하고, 상기 가열모듈을 상기 열처리경로를 따라 복귀시켜 템퍼링을 수행하고,
상기 이송부는,
퀀칭 및 템퍼링 공정 전의 상기 토션빔이 미리 설정된 위치에서 상기 로봇암부에 의해 파지될 수 있도록, 상기 토션빔을 제1 방향으로 이동시키는 파지영역 및
퀀칭 및 템퍼링 공정이 완료된 후 상기 로봇암부에 파지된 상기 토션빔이 미리 설정된 다른 위치에 안착되어 상기 제1 방향과 반대방향인 제2 방향으로 이동되도록 마련되는 안착영역을 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 가열모듈은,
가열 효율이 향상되도록 원형 다권 코일로 마련되어 상기 토션빔과 15mm 내지 20mm의 간극을 가지고, 이송레일 상에서 지면에 수직인 방향으로 고정된 상기 토션빔의 길이방향을 따라 제1 위치에서 제2 위치로 이동하며 퀀칭을 수행하고, 상기 제2 위치에서 상기 제1 위치로 복귀하면서 상기 토션빔의 기설정된 영역에 템퍼링을 수행하되,
상기 이송레일은,
퀀칭 및 템퍼링공정으로 인해 열변형에 인한 비틀림이 발생하지 않도록 균질 열처리되어 직진성 및 정밀도를 향상시키고, 지면과 맡닿는 부분에 “ㄴ” 형상의 보강브라켓이 고정됨으로써, 직진성 및 정밀도를 보강하는 것을 특징으로 하고,
상기 보강브라켓은,
S45C계열의 철강재질로 마련되고, 양측단에 소정의 두께를 가진 추가보강판이 형성되는 것을 특징으로 하며,
상기 기설정된 영역은,
상기 토션빔을 길이방향을 따라 소정의 간격으로 분할한 구간 중 응력이 집중되는 적어도 하나의 구간인 것을 특징으로 하는,
퀀칭 및 템퍼링 일체형 열처리 자동화 방법.
As an automated method for high-frequency post-heat treatment of a torsion beam formed by cold forming,
a supply step in which the robot arm grips the torsion beam from the transfer unit;
a fixing step of fixing the torsion beam received from the robot arm to the heat treatment area of the heat treatment unit; and
A post-heat treatment step of simultaneously performing quenching and tempering on the torsion beam fixed to the heat treatment region,
The post-heat treatment step is
In the heat treatment region, the torsion beam is quenched through a heating module that transfers heat along a heat treatment path formed corresponding to the shape of the torsion beam, and the heating module is returned along the heat treatment path to perform tempering,
The transfer unit,
A gripping region for moving the torsion beam in a first direction so that the torsion beam before the quenching and tempering process can be gripped by the robot arm at a preset position;
After the quenching and tempering process is completed, the torsion beam gripped by the robot arm is seated at another preset position and includes a seating area provided to move in a second direction opposite to the first direction,
The heating module,
A circular multi-winding coil is provided to improve heating efficiency, has a gap of 15 mm to 20 mm with the torsion beam, and moves from the first position to the second position along the longitudinal direction of the torsion beam fixed in the direction perpendicular to the ground on the transfer rail and performing quenching, while returning from the second position to the first position, performing tempering on a preset area of the torsion beam,
The transfer rail is
Homogeneous heat treatment to prevent torsion due to thermal deformation due to quenching and tempering process to improve straightness and precision. with
The reinforcement bracket is
It is made of S45C series steel material and characterized in that additional reinforcing plates having a predetermined thickness are formed at both ends,
The preset area is
It is characterized in that at least one section in which stress is concentrated among sections in which the torsion beam is divided at predetermined intervals along the longitudinal direction,
Automated method of quenching and tempering integral heat treatment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008240103A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Jtekt Corp Mobile hardening method and mobile hardening apparatus
KR20110022343A (en) * 2009-08-27 2011-03-07 현대제철 주식회사 Method of producing tube type torsion beam for rear wheel suspension of vehicle
KR102322901B1 (en) * 2019-09-04 2021-11-08 임기현 Heat Treatment Automatic System and Method Thereof

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