KR102636550B1 - 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치 - Google Patents

단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 선행공정의 인덕션 히터를 통과한 환봉 절단재(10)가 인입되도록 한 쌍의 원통 형상의 빈 공간이 대칭적으로 형성된 슈트(110), 슈트(110)의 길이방향 중앙에서 가로질러 결합되어 슈트(110)를 고정하는 커버(120), 커버(120)의 양단에 각각 결합된 한 쌍의 회전샤프트(131)와, 회전샤프트(131)의 일측에 커플링된 구동샤프트(132)와, 구동샤프트(132)를 회전구동하는 모터(133)와, 커버(120)에 이격 형성되어 회전샤프트(131)의 회전을 안내하는 가이드(134)로 구성되는, 회전부(130), 슈트(110)로의 환봉 절단재(10)의 인입을 감지하는 센서부(140), 회전부(130)를 지지하는 지지대(150), 및 슈트(110)로의 환봉 절단재(10)의 인입을 감지하면, 슈트(110)를 반회전시켜 환봉 절단재(10)를 슈트(110)로부터 후속공정의 단조기로 낙하시켜 투입되도록 하는, 제어부(미도시)를 포함하여, 가열된 환봉 절단재(10)의 단조기로의 투입이 오류 또는 지연없이 연속적으로 수행되도록 하는, 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치를 개시한다.

Description

단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치{BILLET TURN DEVICE OF HEATED AND CUT ROUND BAR FOR FORGING PROCESS}
본 발명은 로봇팔의 집게 또는 작업자에 의해 환봉 절단재를 반전시킬 필요없이, 슈트와 센서와 모터에 의해서, 슈트를 반전시켜 안전성을 확보하면서 생산성을 높일 수 있는, 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 자동차, 전자기기 등의 산업분야에서, 차량 등의 연비효율을 높이고 제조원가를 절감하기 위하여 각종 부품들이 경량화 및 소형화되고 있으며, 이러한 경량 부품은 내구성과 내마모성이 우수하도록 단조가공(pressure forging)으로 생산되고 있다.
예컨대, 단조가공은 금형과 단조기계로 금속재료에 압축 하중을 가하여 성형하는 가공방법으로서, 금형세트, 단조용 프레스 또는 기계 해머와 관련설비를 사용하여 제품을 생산하며, 이러한 단조제품은 우수한 강도와 인성을 갖게 되므로 신뢰성을 요구하는 부품에 적용되고 있다.
한편, 단조가공으로 생산되는 부품은 제강공정 및 압연공정을 통해 제공되는 환봉 형태의 단조용 재료를 커팅기에서 일정한 크기로 절단한 후, 절단된 환봉을 인덕션 히터에 의해 가열하여 단조기로 투입한다. 이때, 인덕션 히터를 통과한 환봉 절단재의 전단은 공기와 먼저 접촉하여 냉각되어 환봉 절단재의 후단보다 온도가 낮으므로, 단조시 온도가 높은 부분이 아래에 위치하는 것이 단조품의 성능 또는 품질이 우수함으로 가열된 환봉 절단재를 반회전시켜 단조기로 투입할 필요성이 있다.
하지만, 종래에는 로봇팔의 집게에 의해 환봉 절단재를 반회전시키는데, 고가의 로봇팔을 사용하는 것을 유지관리 측면에서 비효율적이고, 로봇팔의 제어오류가 발생하는 경우 전체 공정에 영향을 주어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1934844호 (환봉 절단장치, 2018.12.27) 한국 등록특허공보 제10-1965325호 (절단공정 소재의 손상 방지용 완충장치, 2019.03.28) 한국 등록특허공보 제10-2246942호 (단조용 절단기구, 2021.04.29)
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치의 구성에 의해서, 로봇팔의 집게 또는 작업자에 의해 환봉 절단재를 반전시킬 필요없이, 슈트와 센서와 모터에 의해서, 슈트를 반전시켜 안전성을 확보하면서 생산성을 높일 수 있는, 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은, 선행공정의 인덕션 히터를 통과한 환봉 절단재가 인입되도록 한 쌍의 원통 형상의 빈 공간이 대칭적으로 형성된 슈트; 상기 슈트의 길이방향 중앙에서 가로질러 결합되어 상기 슈트를 고정하는 커버; 상기 커버의 양단에 각각 결합된 한 쌍의 회전샤프트와, 상기 회전샤프트의 일측에 커플링된 구동샤프트와, 상기 구동샤프트를 회전구동하는 모터와, 상기 커버에 이격 형성되어 상기 회전샤프트의 회전을 안내하는 가이드로 구성되는, 회전부; 상기 슈트로의 상기 환봉 절단재의 인입을 감지하는 센서부; 상기 회전부를 지지하는 지지대; 및 상기 슈트로의 상기 환봉 절단재의 인입을 감지하면, 상기 슈트를 반회전시켜 상기 환봉 절단재를 상기 슈트로부터 후속공정의 단조기로 낙하시켜 투입되도록 하는, 제어부;를 포함하는, 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치를 제공한다.
삭제
여기서, 상기 슈트는 내부가 빈 원통 형상으로 형성되고, 길이방향으로 중앙부분에 상기 환봉 절단재의 통과를 차단하는 스토퍼(111)가 가로질러 형성되어, 상기 스토퍼(111)를 기준으로 상기 환봉절단재가 삽입되는 제1인입부(110A)와 제2인입부(110B)로 상하로 서로 대칭되게 2부분으로 분리된다. 상기 슈트가 반회전함에 따라 상기 제1인입부 및 상기 제2인입부에 교대로 상기 환봉 절단재가 순차적으로 인입되되, 상기 제1인입부에 환봉절단재가 투입될 때는 상기 제2인입부에서는 앞선 환봉절단재가 이탈되며, 상기 제2인입부에 환봉절단재가 투입될 때는 상기 제1인입부에서는 앞선 환봉절단재가 이탈되는 과정이 교대로 반복적으로 이루어진다.
여기서, 상기 환봉 절단재(10)의 인입을 원할히 함과 동시에 슈트(110)의 반회전 후 슈트(110)로부터의 상기 환봉 절단재의 자중에 의한 이탈이 원활히 하도록, 상기 환봉 절단재가 인입되는 상기 슈트의 상단부는 내측으로 경사지게 형성된다.
삭제
또한, 상기 제1인입부 및 상기 제2인입부으로부의 상기 환봉 절단재(10)의 인입여부를 판단하기 위한 빔이 통과하도록, 상기 제1인입부(110A) 및 상기 제2인입부(110B)의 양 측면에는 각각 개구부(113)가 연통되어 형성된다.
삭제
또한, 상기 센서부는 상기 가이드에 각각 결합되는 한 쌍의 빔센서로 이루어지고, 제1빔센서를 발광센서이고, 제2빔센서는 수광센서이고, 상기 제1빔센서에 의한 발광된 빔은 상기 개구부를 통과하여 상기 제2빔센서에 의해 수광되는 방식으로 상기 제1인입부 또는 상기 제2인입부로의 상기 슈트의 인입을 감지할 수 있다.
또한, 상기 슈트의 외측면에는 상기 슈트의 길이를 직경으로 하는 반원 형상의 막음판(114)이 형성되되, 상기 막음판은 반원판이 서로 대칭되게 상기 슈트의 길이방향으로 결합된 형상이며, 상기 막음판은 상기 제1인입부 또는 상기 제2인입부로의 후속하는 환봉 절단재의 인입을 대기시킨다. 즉, 후속하는 환봉 절단재는 막음판에 막혀서 대기하고 있다가, 슈트가 회전을 하면 제1인입부 또는 제2 인입부로 투입된다.
삭제
또한, 상기 슈트에 대향하는 상기 가이드의 전단에는 상기 환봉 절단재의 고열을 차단하는 판플레이트가 형성될 수 있다.
삭제
또한, 상기 판플레이트에는 상기 제1빔센서 및 상기 제2빔센서의 높이에 상응하여 개구부가 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 로봇팔의 집게 또는 작업자에 의해 환봉 절단재를 반전시킬 필요없이, 슈트와 센서와 모터에 의해서, 인덕션 히트로부터 고열 환봉 절단재를 슈트에 의해 반전시켜 단조기로 자중에 의해 투입되도록 하여서, 반전 공정의 안전성을 확보하면서 환봉 절단재를 연속적으로 단조기로 공급하여 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치의 사시도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치의 측면도 및 단면도를 각각 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치의 회전부 일부를 분리 도시한 것이다.
도 4는 도 4의 회전부에서 슈트를 분리 도시한 것이다.
도 5는 도 1의 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치에 의한 실제 공정을 예시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.
삭제
본 발명의 실시예에 의한 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치는, 선행공정의 인덕션 히터를 통과한 환봉 절단재(10)가 인입되도록 한 쌍의 원통 형상의 빈 공간이 대칭적으로 형성된 슈트(110), 슈트(110)의 길이방향 중앙에서 가로질러 결합되어 슈트(110)를 고정하는 커버(120), 커버(120)의 양단에 각각 결합된 한 쌍의 회전샤프트(131)와, 회전샤프트(131)의 일측에 커플링된 구동샤프트(132)와, 구동샤프트(132)를 회전구동하는 모터(133)와, 커버(120)에 이격 형성되어 회전샤프트(131)의 회전을 안내하는 가이드(134)로 구성되는, 회전부(130), 슈트(110)로의 환봉 절단재(10)의 인입을 감지하는 센서부(140), 회전부(130)를 지지하는 지지대(150), 및 슈트(110)로의 환봉 절단재(10)의 인입을 감지하면, 슈트(110)를 반회전시켜 환봉 절단재(10)를 슈트(110)로부터 후속공정의 단조기로 낙하시켜 투입되도록 하는, 제어부(미도시)를 포함하여, 가열된 환봉 절단재(10)의 단조기로의 투입이 오류 또는 지연없이 연속적으로 수행되도록 하는 것을 요지로 한다.
삭제
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 전술한 구성의 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치를 구체적으로 상술하면 다음과 같다.
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우선, 본 실시예에 의한 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치는, 인덕션 히터(induction heater)(미도시)에 의해 고온으로 가열된 후 프레스 등의 단조기(forging machine)(미도시)로 투입되는 고열 환봉 절단재(10)(도 5의 (a) 참조)를 반전시키는 장치로서, 인덕션 히터를 통과한 환봉 절단재(10)의 전단은 공기와 먼저 접촉하여 냉각되어 환봉 절단재(10)의 후단보다 온도가 낮으므로, 단조시 온도가 높은 부분이 아래에 위치하는 것이 단조품의 성능 또는 품질이 우수함으로 가열된 환봉 절단재(10)를 반회전(반전)시켜 단조기로 투입시키고자 하는 것이다.
삭제
슈트(chute)(110)는 원통 형상으로 형성되고, 슈트(110)에는 선행공정의 인덕션 히터를 통과한 고열의 환봉 절단재(10)가 내부공간으로 인입되도록 한 쌍의 원통 형상의 빈 공간이 상하 대칭적으로 형성된다.
구체적으로, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 슈트(110)는 원통 형상으로 형성되고, 길이방향으로 중앙부분에는 환봉 절단재(10)의 통과를 차단하는 스토퍼(111)(도 2 참조)가 가로질러 형성되고, 환봉 절단재(10)가 인입되는 슈트(110)의 상단부(112)는 내측으로 경사져 형성되어 슈트(110)의 두께가 상이하도록 형성되어서, 환봉 절단재(10)의 인입이 원활하도록 하고, 슈트(110)의 반회전 후 슈트(110)로부터의 자중에 의한 이탈이 원활하도록 할 수 있다.
또한, 슈트(110)는 스토퍼(111)를 기준으로 제1인입부(110A)와 제2인입부(110B)로 상하로 분리되고, 슈트(110)의 180°간격 회전에 의해 제1인입부(110A) 및 제2인입부(110B)에 교대로 환봉 절단재(10)가 순차적으로 인입되도록 할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 슈트(110)의 외측면에는 슈트(110)의 길이를 직경으로 하는 반원 형상의 막음판(114)이 형성된다. 상기 막음판의 형상은 전체적으로 원판의 형상을 지니며, 보다 상세히는 반원판이 서로 대칭되게 상기 슈트의 길이방향으로 결합된 형상이다. 제1인입부(110A) 또는 제2인입부(110B)로 후속하는 환봉 절단재(10)가 인입되지 않고, 막음판(114)에 의해 접촉하여(막혀서) 제1인입부(110A) 또는 제2인입부(110B)로의 인입을 대기시킬 수 있다.
예컨대, 슈트(110)가 반회전하면 제1인입부(110A) 또는 제2인입부(110B)에 인입된 환봉 절단재(10)가 자중에 의해 낙하하고, 후속하여 반회전하는 동안 막음판(114)에 의해 제1인입부(110A) 또는 제2인입부(110B)로의 인입이 제한되고, 반회전이 종료된 후 인덕션 히터로부터의 인입경로와 일치하는 경우 후속하는 환봉 절단재(10)가 제1인입부(110A) 또는 제2인입부(110B)로 인입되도록 할 수 있다.
즉, 막음판(114)에 의해서, 환봉 절단재(10)가 중첩되지 않고 단품으로만 제1인입부(110A) 또는 제2인입부(110B)로 순차적으로 인입되도록 한다.
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다음, 커버(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 슈트(110)의 길이방향 중앙에서 가로질러 결합되어 슈트(110)를 고정한다.
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다음, 회전부(130)는 슈트(110)를 180°간격으로 반회전시키는 구성으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 커버(120)의 양단에 각각 결합된 한 쌍의 회전샤프트(131)와, 회전샤프트(131)의 일측에 커플링된 구동샤프트(132)와, 구동샤프트(132)를 회전구동하는 모터(133)와, 커버(120)에 이격 형성되어 회전샤프트(131)의 회전을 안내하는 가이드(134)로 구성된다.
여기서, 회전샤프트(131)와 구동샤프트(132)는 상호 분리되도록 커플링되어 결합되어서 어느 한 샤프트(131,132) 또는 모터(133)의 교체시에, 회전부(130) 전체를 분해할 필요없이, 커플링을 해제하여 해당 샤프트(131,132) 또는 모터(133)만을 교체 또는 수리를 수행하도록 할 수도 있다.
또한, 회전샤프트(131)는 베어링(미도시)을 개재하여 가이드(134)에 회동하도록 결합될 수 있다.
또한, 슈트(110)에 양쪽으로 대향하는 가이드(134)의 전단에는 환봉 절단재(10)의 고열을 차단하는 판플레이트(135)가 형성되어서, 판플레이트(135) 외곽의 모터(133)와 제어부 또는 작업자를 보호하도록 할 수 있다.
삭제
다음, 센서부(140)는 인덕션 히터로부터의 슈트(110)로의 환봉 절단재(10)의 인입을 감지하여 해당 신호를 제어부로 전송한다.
여기서, 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 슈트(110)의 제1인입부(110A) 및 제2인입부(110B)의 양 측면에는 각각 개구부(113)가 연통되어 형성되고, 센서부(140)는 가이드(134)에 각각 결합되는 한 쌍의 빔센서로 이루어지고, 제1빔센서(141)를 발광센서이고, 제2빔센서(142)는 수광센서이고, 제1빔센서(141)에 의한 발광된 빔은 개구부(113)를 통과하여 제2빔센서(142)에 의해 수광되는 방식으로 제1인입부(110A) 또는 제2인입부(110B)로의 슈트(110)의 인입을 각각 감지할 수 있다.
한편, 판플레이트(135)에는 제1빔센서(141) 및 제2빔센서(142)의 높이에 상응하여 개구부(135a)가 각각 형성되어서, 제1빔센서(141) 및 제2빔센서(142)에 의한 빔이 제1인입부(110A) 또는 제2인입부(110B)의 개구부(113)를 통과하도록 할 수 있다.
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다음, 지지대(150)는 회전부(130)를 지지하여 작업대(미도시)에 고정시킨다.
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다음, 제어부는 마이크로프로세서를 포함하여, 인덕션 히터로부터의 슈트(110)로의 환봉 절단재(10)의 인입을 감지하면, 회전부(130)에 의해 슈트(110)를 반회전시켜, 예컨대 초당 180°로 회전시켜서, 환봉 절단재(10)를 슈트(110)로부터 후속공정의 단조기로 자중에 의해 낙하시켜 투입되도록 하여서, 작업자가 집게를 이용하거나, 자동화된 로봇팔의 집게를 이용할 경우 발생할 수 있는 오류 또는 오작동을 미연에 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
삭제
따라서, 전술한 바와 같은, 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치의 구성에 의해서, 로봇팔의 집게 또는 작업자에 의해 환봉 절단재를 반전시킬 필요없이, 슈트와 센서와 모터에 의해서, 슈트를 반전시켜 안전성을 확보하면서 생산성을 높일 수 있다.
삭제
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
삭제
110 : 슈트 111 : 스토퍼
112 : 상단부 113 : 개구부
114 : 막음판 110A,B : 제1, 제2인입부
120 : 커버 130 : 회전부
131 : 회전샤프트 132 : 구동샤프트
133 : 모터 134 : 가이드
135 : 판플레이트 140 : 센서부
141 : 제1빔센서 142 : 제2빔센서
150 : 지지대 10 : 환봉 절단재

Claims (7)

  1. 선행공정의 인덕션 히터를 통과한 환봉 절단재가 인입되도록 한 쌍의 원통 형상의 내부의 빈 공간이 대칭적으로 형성된 슈트(110);
    상기 슈트의 길이방향 중앙에서 가로질러 결합되어 상기 슈트를 고정하는 커버(120);
    상기 커버의 양단에 각각 결합된 한 쌍의 회전샤프트(131)와, 상기 회전샤프트의 일측에 커플링된 구동샤프트(132)와, 상기 구동샤프트를 회전구동하는 모터133)와, 상기 커버에 이격 형성되어 상기 회전샤프트의 회전을 안내하는 가이드(134)를 갖는 회전부(130);
    상기 슈트로의 상기 환봉 절단재의 인입을 감지하는 센서부(140);
    상기 회전부를 지지하는 지지대(150); 및
    상기 슈트로의 상기 환봉 절단재의 인입을 감지하면, 상기 슈트를 반회전시켜 상기 환봉 절단재를 상기 슈트로부터 후속공정의 단조기로 낙하시켜 투입되도록 하는 제어부;를 포함하며,
    상기 슈트는 내부가 빈 원통 형상으로 형성되고, 길이방향으로 중앙부분에 상기 환봉 절단재의 통과를 차단하는 스토퍼(111)가 가로질러 형성되어, 상기 스토퍼(111)를 기준으로 상기 환봉절단재가 삽입되는 제1인입부(110A)와 제2인입부(110B)로 상하로 서로 대칭되게 2부분으로 분리되고,
    상기 슈트가 반회전함에 따라 상기 제1인입부 및 상기 제2인입부에 교대로 상기 환봉 절단재가 순차적으로 인입되되, 상기 제1인입부에 환봉절단재가 투입될 때는 상기 제2인입부에서는 앞선 환봉절단재가 이탈되며, 상기 제2인입부에 환봉절단재가 투입될 때는 상기 제1인입부에서는 앞선 환봉절단재가 이탈되는 과정이 교대로 반복적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 환봉 절단재(10)의 인입을 원할히 함과 동시에 슈트(110)의 반회전 후 슈트(110)로부터의 상기 환봉 절단재의 자중에 의한 이탈이 원활히 하도록, 상기 환봉 절단재가 인입되는 상기 슈트의 상단부(112)는 내측으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는,
    단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1인입부 및 상기 제2인입부로부의 상기 환봉 절단재(10)의 인입여부를 판단하기 위한 빔이 통과하도록, 상기 제1인입부(110A) 및 상기 제2인입부(110B)의 양 측면에는 각각 개구부(113)가 연통되어 형성되는 것을 특징으로 하는,
    단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 가이드에 각각 결합되는 한 쌍의 빔센서로 이루어지고, 제1빔센서를 발광센서이고, 제2빔센서는 수광센서이고,
    상기 제1빔센서에 의한 발광된 빔은 상기 개구부를 통과하여 상기 제2빔센서에 의해 수광되는 방식으로 상기 제1인입부 또는 상기 제2인입부로의 상기 슈트의 인입을 감지하는 것을 특징으로 하는,
    단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슈트의 외측면에는 상기 슈트의 길이를 직경으로 하는 반원 형상의 막음판(114)이 형성되되, 상기 막음판은 반원판이 서로 대칭되게 상기 슈트의 길이방향으로 결합된 형상이며,
    상기 막음판(114)는 상기 제1인입부 또는 상기 제2인입부로의 후속하는 환봉 절단재의 인입을 대기시키는 것을 특징으로 하는,
    단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치.
  6. 제1항이 있어서,
    상기 슈트에 대향하는 상기 가이드의 전단에는 상기 환봉 절단재의 고열을 차단하는 판플레이트(135)가 형성되는 것을 특징으로 하는,
    단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 판플레이트에는 가이드에 결합되는 발광센서인 제1빔센서 및 수광센서인 제2빔센서의 높이에 상응하여 개구부(135a)가 형성되는 것을 특징으로 하는,
    단조용 가열 환봉 절단재 반전 장치.
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