KR20090005672A - 주조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속을 용융시킨 후 주형에 부어 주물제품을 생산할 수 있도록 된 주조장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 주조장치는 주형(10)의 주입홈(11)에 삽입되는 온도센서(35)를 이용하여, 용탕(1)의 수면이 온도센서(35)에 접촉되어 온도센서(35)에 의해 측정된 온도값이 급격히 상승되면 용탕(1)의 주입을 정지시키도록 구성되므로써, 주형(10)에 정확한 양의 용탕(1)을 공급할 수 있으며, 유지보수에 소용되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

주조장치{casting apparatus}

본 발명은 금속을 용융시킨 후 주형에 부어 주물제품을 생산할 수 있도록 된 주조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 주물제품을 생산하는 주조장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 주물재료를 용융시킨 용탕(1)을 주입할 수 있도록 된 주형(10)과; 프레임(31)과, 내부에 주물재료를 투입할 수 있도록 구성되며 상기 프레임(31)에 장착된 용융포트(32)와, 상기 용융포트(32)에 구비되어 용융포트(32)에 투입된 주물재료를 용융시켜 용탕(1)을 만드는 히터(33)와, 용융포트(32)의 용탕(1)을 주형(10)에 주입하는 용탕공급장치(34)로 이루어진 용융로(30)를 포함하여 구성된다.

상기 주형(10)은 상면에 생산할 주물제품의 형태대로 주입홈(11)이 형성되어, 주입홈(11)에 용탕(1)을 주입한 후 냉각시키므로써, 주물제품을 생산할 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 주형(10)은 컨베이어장치(20)에 설치되어, 용탕(1)의 주입이 완료되면 주형(10)을 다음 공정으로 이송할 수 있도록 구성된다.

상기 용융포트(32)는 주물재료의 용융점보다 높은 온도에 견딜 수 있는 세라믹재질로 구성된다. 상기 히터(33)는 전기 또는 가스를 이용하여 용융포트(32)에 주입된 주물재료를 용융점 이상으로 가열하여 용탕(1)을 만드는 기능을 한다. 상기 용탕공급장치(34)는 용융포트(32)의 내부에서 주형(10)의 주입홈(11) 상측으로 연장된 파이프(34a)와, 상기 파이프(34a)에 연결된 펌프(34b)로 구성되어 용융포트(32)내부의 용탕(1)을 흡입하여 주형(10)의 주입홈(11)에 공급할 수 있다. 또한, 상기 용탕공급장치(34)는 용탕(1)의 양을 계량하는 계량수단이 구비되어, 주형(10)에 필요한 양만큼의 용탕(1)만을 주형(10)에 주입할 수 있도록 하고 있다.

따라서, 용융로(30)의 용융포트(32)에 주물재료를 주입하고 히터(33)를 이용하여 주물재료를 용융시켜 용탕(1)을 만들고, 상기 용탕공급장치(34)를 이용하여 일정량의 용탕(1)을 주형(10)에 주입하므로써, 일정한 형상과 무게의 주물제품을 생산할 수 있다.

그런데, 이러한 주조장치의 용탕공급장치(34)는 펌프(34b)를 이용하여 용탕(1)을 주형(10)에 공급하는데, 용탕(1)의 온도가 매우 높아서, 펌프(34b)와 파이프(34a)의 수명이 매우 짧고 유지 보수에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 용탕(1)의 온도 및 특성 등에 따라 용탕(1)의 양을 계량하는데 오차가 많이 발생되어, 주형(10)에 정확한 양의 용탕(1)이 주입되지 않음에 따라 생산된 주물재료의 완성도가 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주형(10)에 정확한 양의 용탕(1)을 공급할 수 있으며, 유지보수에 소용되는 비용을 절감할 수 있도록 된 주조장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주물재료를 용융시킨 용탕(1)을 주입하는 주입홈(11)이 형성된 된 주형(10)과; 주물재료를 용융시킨 용탕(1)을 제조하여 주형(10)에 주입할 수 있도록 된 용융로(30)로 구성된 주조장치에 있어서,

상기 용융로(30)는 프레임(31)과, 주물재료를 투입하는 투입구(32a)와 용탕(1)이 배출되는 배출구(32b)가 구비되며 상기 프레임(31)에 힌지결합되어 기울일 수 있도록 된 용융포트(32)와, 용융포트(32)에 투입된 주물재료를 용융시키는 히터(33)와, 상기 용융포트(32)에 연결되어 용융포트(32)를 기울이는 회동장치(39)와, 상기 회동장치(39)에 연결된 제어유닛(36)과, 상기 제어유닛(36)에 연결되며 상기 주형(10)의 주입홈(11) 내부에 배치되는 온도센서(35)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 구조로 되어있다.

본 발명에 따른 주조장치는 주형(10)의 주입홈(11)에 삽입되는 온도센서(35) 를 이용하여, 용탕(1)의 수면이 온도센서(35)에 접촉되어 온도센서(35)에 의해 측정된 온도값이 급격히 상승되면 용탕(1)의 주입을 정지시키도록 구성되므로써, 주형(10)에 정확한 양의 용탕(1)을 공급할 수 있으며, 유지보수에 소용되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2 및 도 3에 의하면, 본 발명에 따른 주조장치는 주물재료를 용융시킨 용탕(1)을 주입하는 주입홈(11)이 형성된 된 주형(10)과; 주물재료를 용융시킨 용탕(1)을 제조하여 주형(10)에 주입할 수 있도록 된 용융로(30)로 구성된 것은 종래와 동일하다.

이때, 상기 용융로(30)는 프레임(31)과, 주물재료를 투입하는 투입구(32a)와 용탕(1)이 배출되는 배출구(32b)가 구비되며 상기 프레임(31)에 힌지결합되어 일측으로 기울일 수 있도록 된 용융포트(32)와, 용융포트(32)에 투입된 주물재료를 용융시키는 히터(33)와, 상기 용융포트(32)에 연결되어 용융포트(32)를 기울이는 회동장치(39)와, 상기 회동장치(39)에 연결된 제어유닛(36)과, 상기 주형(10)의 주입홈(11) 내부에 배치되며 상기 제어유닛(36)에 연결된 온도센서(35)와, 상기 온도센서(35)에 연결되어 온도센서(35)를 승강시키는 승강장치(37)로 구성된다.

상기 프레임(31)은 금속제의 사각틀형상으로 구성된 것으로, 지면에 고정설치된다.

상기 용융포트(32)는 주물재료의 용융점 이상의 온도에서 견딜 수 있는 세라믹제질로 구성된 것으로, 상기 투입구(32a)는 상면 중앙부에 형성되고 상기 배출구(32b)는 측면상단에 형성되어, 도 4에 도시한 바와 같이, 배출구(32b) 쪽으로 용융포트(32)를 기울여 내부에 담겨있는 용탕(1)을 배출할 수 있다.

상기 히터(33)는 전기히터(33)가 주로 사용된다.

상기 회동장치(39)는 양단이 상기 프레임(31)과 포트(32)에 각각 연결되어 신축되는 공압실린더로 이루어져, 제어유닛(36)의 제어신호에 따라 용융포트(32)를 배출구(32b)쪽으로 기울이거나 원위치로 복귀시킬 수 있다.

상기 온도센서(35)는 하단이 주형(10)의 주입홈(11) 내부로 삽입되어 주입홈(11) 내부의 온도를 측정하여 측정된 온도값을 제어센서로 전송하는 기능을 한다.

상기 승강장치(37)는 상기 제어유닛(36)에 연결되어 제어유닛(36)의 제어신호에 따라 온도센서(35)를 승강시키는 로봇아암을 이용한다.

이때, 상기 승강장치(37)는 주형(10)의 주입홈(11)에 일정한 양의 용탕(1)이 주입되었을 때, 용탕(1)의 수면에 온도센서(35)의 하단이 접촉될 수 있는 위치로 온도센서(35)를 하강시키며, 상기 제어유닛(36)은 온도센서(35)의 하단에 용탕(1)의 수면이 접촉되어, 온도센서(35)에 의해 감지되는 온도값이 급격하게 상승되면, 상기 제어유닛(36)은 이러한 온도값의 상승을 통해 용탕(1)이 정해진 양만큼 주입되었음을 판단하고, 승강장치(37)를 제어하여 온도센서(35)를 신속하게 상승시킨다.

그리고, 상기 주형(10)은 다수개로 이루어져, 상기 제어유닛(36)에 의해 작동제어되는 컨베이어장치(20)에 장착된다. 상기 컨베이어장치(20)는 지면에 설치되는 프레임(21)과, 상기 프레임(21)에 장착된 구동 및 피동 스프로킷(22,23)과, 상기 구동 스프로킷(22)에 연결된 구동모터(24)와, 구동 및 피동스프로킷(22,23)에 결합되는 체인(25)으로 구성되며, 상기 주형(10)은 체인(25)에 연결되어 구동모터(24)의 구동에 의해 순차적으로 이동될 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 승강장치(37)는 컨베이어장치(20)의 프레임(21) 일측에 설치된다.

설명하지 않은 도면번호 32c는 상기 용융포트(32)의 배출구(32b) 외측에 구비된 연장관을 도시한 것이며, 도면번호 38는 상기 용융로(30)와 주형(10)의 사이에 배치되는 유도덕트를 도시한 것으로, 용융로(30)의 배출구(32b)에서 배출된 용탕(1)은 유도덕트(38)를 따라 흘러서 주형(10)의 주입홈(11)으로 주입되도록 구성된다. 이때, 상기 유도덕트(38)는 사용하지 않을 때는 측방향으로 회동되어, 컨베이어에 의해 이송되는 주형(10)과 유도덕트(38)가 상호 간섭되지 않도록 구성된다.

이와같이 구성된 주조장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

우선, 용융로(30)에 의해 주물재료가 용융되어 용탕(1)이 만들어진 상태에서, 상기 컨베이어장치(20)에 의해 주형(10)이 정해진 위치로 이송되면, 상기 승강 장치(37)가 온도센서(35)를 하강시켜 온도센서(35)의 하단이 주형(10)의 주입홈(11) 내부로 삽입된다(도 5의 a). 이때, 상기 승강장치(37)는 주형(10)의 주입홈(11)에 일정한 양의 용탕(1)이 주입되면 용탕(1)의 수면에 온도센서(35)의 하단이 접촉될 수 있는 위치로 온도센서(35)를 하강시킨다.

그리고, 상기 제어유닛(36)의 제어신호에 의해 상기 회동장치(39)가 작동되어 용융포트(32)를 기울임으로써, 용융포트(32)의 배출구(32b)를 통해 용탕(1)을 주형(10)의 주입홈(11)에 주입한다(도 5의 b). 이때, 상기 온도센서(35)는 주입홈(11) 내부의 온도를 지속적으로 감시하며, 용탕(1)이 정해진 양만큼 주입되어 용탕(1)의 수면이 온도센서(35)의 하단에 접촉하면, 온도센서(35)에 의해 감지되는 온도값이 급격하게 상승되며, 상기 제어유닛(36)은 이러한 온도값의 상승을 통해 용탕(1)이 정해진 양만큼 주입되었음을 판단한다(도 5의 c).

이에따라, 상기 제어유닛(36)은 승강장치(37)를 이용하여 온도센서(35)를 상승시킴과 동시에, 회동장치(39)의 작동을 정지시켜 용융포트(32)가 더 이상 기울어지지 않도록 하므로써, 더 이상의 용탕(1)이 주형(10)의 주입홈(11)에 주입되지 않도록 한다.(도 5의 d)

그리고, 제어유닛(36)은 컨베이어를 작동시켜 다음번 주형(10)이 정해진 위치로 이송되도록 한다.

이와같이 구성된 주조장치는 파이프(34a)와 펌프(34b)를 이용하여 용탕(1)을 주형(10)에 주입하는 종래의 주조장치와 달리, 용융포트(32)를 기울여 주형(10)의 주입홈(11)에 용탕(1)을 직접 주입하므로, 구조가 간단하고, 내구성이 높으며, 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 승강장치(37)에 의해 승강되는 온도센서(35)를 이용하여 주형(10)의 주입홈(11)에 주입되는 용탕(1)의 수면높이를 측정하는 방식으로 정량의 용탕(1)이 주입되었는지를 확인하므로, 항상 정확한 양의 용탕(1)을 주형(10)에 주입할 수 있을 뿐 아니라, 구조가 간단하여 코스트를 절감할 수 있는 장점이 있다.

본 실시예의 경우, 상기 승강장치(37)를 이용하여 온도센서(35)를 상하승강시킬 수 있도록 구성하였으나, 필요에 따라 상기 주형(10)이 승강되어 온도센서(35)가 주형(10)의 주입홈(11)으로부터 이격되도록 하는 것도 가능하다.

또한, 상기 주형(10)은 전술한 컨베이어장치(20) 이외에, 턴테이블 등과 같은 다양한 종류의 장치를 이용하여 이송하거나, 필요에 따라 용융로(30) 자체가 위치이동하도록 구성하는 것도 가능하다.

도 1은 종래의 주조장치를 도시한 측면 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 주조장치를 도시한 측면구성도,

도 3은 본 발명에 따른 주조장치를 도시한 평면도,

도 4는 본 발명에 따른 주조장치의 포트를 기울인 상태를 도시한 측면도,

도 5는 본 발명에 따른 주조장치의 작동을 설명하기 위한 참고도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1; 용탕, 10; 주형,

20; 컨베이어장치, 30; 용융로,

31; 프레임, 32; 포트,

33; 히터, 35; 온도센서,

36; 제어유닛, 37; 승강장치,

39; 회동장치.

Claims (3)

1. 주물재료를 용융시킨 용탕(1)을 주입하는 주입홈(11)이 형성된 된 주형(10)과; 주물재료를 용융시킨 용탕(1)을 제조하여 주형(10)에 주입할 수 있도록 된 용융로(30)로 구성된 주조장치에 있어서,

   상기 용융로(30)는 프레임(31)과, 주물재료를 투입하는 투입구(32a)와 용탕(1)이 배출되는 배출구(32b)가 구비되며 상기 프레임(31)에 힌지결합되어 기울일 수 있도록 된 용융포트(32)와, 용융포트(32)에 투입된 주물재료를 용융시키는 히터(33)와, 상기 용융포트(32)에 연결되어 용융포트(32)를 기울이는 회동장치(39)와, 상기 회동장치(39)에 연결된 제어유닛(36)과, 상기 제어유닛(36)에 연결되며 상기 주형(10)의 주입홈(11) 내부에 배치되는 온도센서(35)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 주조장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 용융로(30)는 온도센서(35)에 연결되며 제어유닛(36)의 제어신호에 따라 온도센서(35)를 승강시키는 승강장치(37)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 주조장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제어유닛(36)에 연결되어 제어유닛(36)의 신호에 따 라 주형(10)을 이송하는 컨베이어장치(20)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 주조장치.

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