KR20090050611A - 밸브바디용 주조공정 자동화장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브바디용 주조공정 자동화장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 오토미션에 장착되는 밸브바디를 주조부에서 다이캐스팅 공정을 거쳐 취출한 다음, 게이트(gate) 트리밍 공정과 로봇에 의한 외부 디버링 공정과 프레스를 통한 내부홀 트리밍 공정을 1개의 라인 공정을 이용하여 자동화함으로써, 고객이 원하는 양질의 제품을 양산하여 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라, 생산에 소요되는 인력 및 비용, 그리고 시간 등을 감소시켜 생산 원가의 절감을 도모할 수 있는 밸브바디용 주조공정 자동화장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

밸브바디, 주조공정, 자동화장치, 제어방법, 외부 디버링 공정, 내부홀 트리밍 공정

Description

밸브바디용 주조공정 자동화장치 및 그 제어방법{Automatic dicasting process apparatus for valve body and control method thereof}

본 발명은 밸브바디용 주조공정 자동화장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오토미션에 장착되는 밸브바디를 주조부에서 다이캐스팅 공정을 거쳐 취출한 다음, 게이트(gate) 트리밍 공정과 로봇에 의한 외부 디버링 공정과 프레스를 통한 내부홀 트리밍 공정을 1개의 라인 공정을 이용하여 자동화하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 자동 변속기는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속기어 메카니즘을 가지고 있으며, 자동차의 작동 상태에 따라 변속기어 메카니즘의 기어단 중 어느 하나의 단을 선택하기 위한 유압작동 마찰요소와, 이 유압작동 마찰요소의 작동을 제어하는 유압제어 시스템을 포함하고 있다.

상기 유압 제어 시스템 중, 자동차의 엔진과 변속기의 오토미션에 장착되는 오일 통로가 다수개 천공된 부품인 밸브바디(valve body)는 단순히 오일 통로가 아닌 기어의 위치를 정확하게 전달하는 통로로서, 각 유압작동 마찰요소로 유압을 제공하는 유로가 형성되고, 유압작동 마찰요소의 작동을 마친 유압이 배출되는 오리피스가 형성되며, 각 유로의 개폐작용을 수행하는 다수의 유압 제어밸브가 설치된다.

또한, 상기 밸브바디에는 유압작동 마찰 요소로 유압을 공급하는 공급 유로와, 유압작동 마찰 요소에서 작용을 마친 유압이 배출되는 배출 유로가 각각 형성된다.

이와 같은 밸브바디는 컴퓨터의 제어에 의한 밸브바디 솔레노이드에 의하여 개방 및 폐쇄로 각종 클러치의 유압을 부드럽게 전달하여야 하는데, 이때 밸브바디가 정상적인 역할을 하지 못할 경우에 변속시 충격이나 슬립이 발생하여 연비에 큰 영향을 미치게 된다.

특히, 상기 밸브바디 솔레노이드는 고장이 발생할 경우, 3단으로 고정을 하여 미션의 안전 모드로 전환이 되며, 밸브의 회로가 막혀 오일이 제때 흘러가지 못할 경우에도 슬립과 동시에 이루어진다면 안전 모드로 전환이 된다.

이와 같은 기능을 하는 밸브바디의 사상 작업은 줄, 에어 펜슬(air pencil), 그라인드(grind)를 이용하여 1차 간이 수사상 공정 및 2차 수사상 공정을 통해 작업이 이루어져 왔다.

그러나, 이러한 종래의 수사상 작업에 의한 밸브바디의 내부 사상작업은 공정 상 많은 시간이 소요되며, 전체 공정이 수사상으로 구성되어 있어 불량품 양산 우려 및 열악한 작업 환경 문제, 예를 들어 분진, 착시현상 등으로 잦은 이직이 발생하고, 품질이 저하되며, 많은 인력과 장시간 소요로 인하여 제품 생산 비용이 증대되어 원가 상승의 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 오토미션에 장착되는 밸브바디를 주조부에서 다이캐스팅 공정을 거쳐 취출한 다음, 게이트(gate) 트리밍 공정과 로봇에 의한 외부 디버링 공정과 프레스를 통한 내부홀 트리밍 공정을 1개의 라인 공정을 이용하여 자동화함으로써, 고객이 원하는 양질의 제품을 양산하여 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라, 생산에 소요되는 인력 및 비용, 그리고 시간 등을 감소시켜 생산 원가의 절감을 도모할 수 있는 밸브바디용 주조공정 자동화장치 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치는, 주조부(10)에서 오토미션에 장착되는 밸브바디(100)를 주조부(10)에서 다이캐스팅 공정을 거쳐 일정한 시간이 흐른 후 이를 취출한 다음, 다음 공정으로 상기 밸브바디(100)를 투입시 정확한 가공 위치를 결정해 주는 위치결정부(20)와;

상기 위치결정부(20)에서 밸브바디(100)를 다음 공정으로 이송시키는 로딩(loading)부(30)와;

상기 로딩부(30)에서 공급된 밸브바디(100)의 외부에 형성되어 있는 게이트(gate)와 런너(runner)를 절단하는 게이트 트리밍부(40)와;

상기 게이트 트리밍부(40)에서 절단 가공된 밸브바디(100)를 외부 사상부(60) 및 내부 사상부(70)로 이루어진 사상장치로 이송시키는 컨베이어부(50)와;

상기 컨베이어부(50)를 통해 이송된 밸브바디(100)의 외부 및 내부를 각각 단계별로 자동 사상하는 공정을 실시하는 외부 사상부(60) 및 내부 사상부(70)와;

이들 모든 구동장치의 주조공정시 전체 자동화 공정을 총괄 제어하는 제어부(90)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 위치결정부(20)는 지지 프레임(21)의 중앙 상부에 위치하여 상기 주조부(10)에서 취출되어 이송되는 밸브바디(100)를 안착시키는 제품안착대(22)와, 상기 제품안착대(22)에 정확하게 위치할 수 있도록 안내하는 가이드 지그(23)와, 밸브바디(100)의 공급을 감지하는 제품감지센서(24)와, 상기 밸브바디(100)의 높낮이를 정확히 조절하기 위한 높낮이 조절기(25)와, 상기 제품안착대(22)에 정확히 안착된 밸브바디(100)를 다음 공정으로 이송시키는 이송기(26)를 포함하여 이루어진 것이 바람직하다.

상기 로딩부(30)는 밸브바디의 공급로 역할을 하는 레일(32)과 이를 지지하는 지지 프레임(31)이 교차 형성되고, 상기 레일(32)의 일단에는 실린더 구동기(33)를 통해 밸브바디(100)를 클램핑하여 구동모터(35)의 구동을 통해 레일(32)을 따라 길이방향으로 이송되도록 하는 클램프지그(34)가 구비된 것이 바람직하다.

상기 게이트 트리밍부(40)는 지지 프레임(41)의 수평면 중간에 위치하는 동시에 상기 로딩부(30)에서 이송되어진 밸브바디(100)를 자동으로 안착시키는 금형 하부지그(42)와, 상기 지지 프레임(41)의 상부에 위치하여 상기 금형 하부지그(42) 에 장착되는 밸브바디(100)의 외부에 형성되어 있는 게이트 및 런너를 제거할 수 있도록 압축력을 가하는 프레스(43)와, 상기 프레스(43)를 상하로 왕복 이동되도록 구동하는 유공압 실린더(44)를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

특히, 상기 컨베이어부(50)는 상기 게이트 트리밍부(40)에서 절단 가공된 밸브바디(100)를 클램프지그(52)를 통해 고정하고, 고정된 밸브바디(100)를 레일(53)을 통해 외부 사상부(60) 및 내부 사상부(70)로 이루어진 사상장치로 이송시키는 이송수단인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부 사상부(60)는 박스 형상으로 이루어진 지지 프레임(61)의 내부 공간에 밸브바디(100)를 고정시킬 수 있도록 이루어진 클램프지그(62)와, 상기 클램프지그(62)에 고정된 밸브바디(100)의 외부에 형성된 버르를 회전 구동에 의해 제거할 수 있도록 형성된 가공툴(63)과, 상기 가공툴(63)의 구동 제어를 실행할 수 있도록 입력 프로그램이 저장된 로보트(64)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 가공툴(63)은 45°각도의 날로 이루어진 리머부(63a)와, 상기 리머부(63a)에 비해 상대적으로 촘촘한 60°각도의 날로 이루어진 엔드밀부 및 드릴부(63b)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 내부 사상부(70)는 외부 사상 공정이 완료된 밸브바디(100)를 컨베이어부(50)의 안내에 의해 공급받아 고정 안착되도록 하는 금형 하부지그(74)와, 상하 왕복 운동을 실시하여 압축력을 발생시키는 프레스(71)와, 상기 프레스(71)와 연동하여 그 내부에 장착된 핀(73)을 통해 밸브바디(100)의 내부 사상을 수행하는 금형 상부지그(72)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제어부(90)는 밸브바디(100)의 공급 여부를 감지하는 센싱수단과, 실린더 구동기의 작동 완료를 감지하는 센싱수단과, 외부 사상부(60)의 가공툴(63)을 제어할 수 있도록 작동 위치 상태를 감지하는 센싱수단을 통해 최적의 제어를 실시함과 동시에 추가적으로 저장된 다른 운용 프로그램으로의 전환이 자동으로 이루어질 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 제어방법은 밸브바디용 주조공정 자동화장치에 전원을 인가시키는 단계와;

주조부(10)에서 다이캐스팅 공정을 거쳐 취출된 밸브바디(100)가 위치결정부(20)로 공급하는 밸브바디 공급단계와;

상기 위치결정부(20)에 위치한 밸브바디(100)를 로딩부(30)의 레일(32)을 통해 게이트 트리밍부(40)로 이송시키는 밸브바디 이송단계와;

프레스(43)의 가압력을 통해 상기 게이트 트리밍부(40)로 이송된 밸브바디(100)의 게이트 및 런너를 제거하는 1차 사상단계와;

1차 사상 공정을 마친 밸브바디(100)를 컨베이어부(50)을 통해 외부 및 내부 사상부(60,70)로 이송하고, 그 이송된 밸브바디(100)의 외부 및 내부를 각각 단계별로 자동 사상하는 2차 사상단계와;

2차 사상 공정을 마친 밸브바디(100)를 상기 컨베이어부(50)를 통해 자동 적재부(80)로 자동으로 적재하는 적재단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치 및 그 제어방법에 의하면, 고객이 원하는 양질의 제품을 양산하여 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라, 생산에 소요되는 인력 및 비용, 그리고 시간 등을 감소시켜 생산 원가의 절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치를 나타내는 전체적인 작업 구조도이고, 도 2 내지 도 7은 도 1에 도시된 각각의 구성을 나타내는 도면이다.

또한, 도 8은 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 제어 블록도이며, 도 9는 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 외부 사상부에서 사용되는 가공툴을 나타내는 도면이다.

본 발명은 주조부(10)에서 오토미션에 장착되는 밸브바디(100)를 주조부(10)에서 다이캐스팅 공정을 거쳐 일정한 시간이 흐른 후 이를 취출한 다음, 다음 공정으로 상기 밸브바디(100)를 투입시 정확한 가공 위치를 결정해 줄 수 있도록 하는 실린더 구동기로 구성된 위치결정부(20)와, 상기 위치결정부(20)에서 밸브바디(100)를 다음 공정으로 이송시키는 실린더 구동기 및 레일(32)이 포함되는 로 딩(loading)부(30)와, 상기 로딩부(30)에서 공급된 밸브바디(100)의 외부에 형성되어 있는 게이트(gate)와 런너(runner)를 절단하는 게이트 트리밍부(40)와, 상기 게이트 트리밍부(40)에서 절단 가공된 밸브바디(100)를 외부 사상부(60) 및 내부 사상부(70)로 이루어진 사상장치로 이송시키는 컨베이어부(50)와, 상기 컨베이어부(50)를 통해 이송된 밸브바디(100)의 외부 및 내부를 각각 단계별로 자동 사상하되, 밸브바디(100)의 외부는 디버링(deburring) 공정을 실시하고, 내부는 트리밍(trimming) 공정을 실시하는 외부 사상부(60) 및 내부 사상부(70)와, 이러한 주조공정의 전체 자동화 공정을 총괄 제어하는 제어부(90)를 포함하여 구성되어 있다.

한편, 여기에 상기의 가공 공정에서 발생하는 버르(burr), 즉 찌꺼기를 수거할 수 있도록 하고, 가공 공정에 의해 가공이 완료된 밸브바디(100)가 배출되도록 하며, 성형 불량 등의 이유로 미완성 밸브바디(100)를 취출할 수 있도록 하는 배출부(미도시)가 별도로 마련되어 있다.

또한, 상기 첨부도면 도 2 내지 도 7에 도시된 가공장치는 밸브바디(100)가 공급된 후 가공 중일 경우, 가공 대기 중인 밸브바디(100)의 공급을 차단시키는 센싱수단(제품감지센서)이 구비되어 있는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제어부(90)는 상기 센싱수단을 통한 밸브바디(100)의 공급차단 여부에 따라 상기 가공장치를 작동시키는 구동수단(실린더 구동기 등)의 구동을 중지하도록 제어하게 된다.

이와 같이 구성된 밸브바디용 주조공정 자동화장치에 대하여 더욱 상세하게 설명하면, 상기 위치결정부(20)는 밸브바디(100)를 주조부(10)에서 다이캐스팅 공정을 거쳐 일정한 시간 동안 경화되도록 한 다음 이를 취출하여, 다음 공정으로 상기 밸브바디(100)를 투입시 밸브바디(100)의 사상공정에서의 정확한 가공 위치를 결정할 수 있도록 하는 바, 도 2에 도시된 바와 같이, 지지 프레임(21)의 중앙 상부에 위치하여 상기 주조부(10)에서 취출되어 이송되는 밸브바디(100)를 안착시키는 제품안착대(22)와, 상기 제품안착대(22)에 정확하게 위치할 수 있도록 안내하기 위하여 경사진 블록들로 이루어진 가이드 지그(23)와, 밸브바디(100)의 공급을 감지하는 제품감지센서(24)와, 상기 밸브바디(100)의 높낮이를 정확히 조절하기 위한 높낮이 조절기(25)와, 상기 제품안착대(22)에 정확히 안착된 밸브바디(100)를 다음 공정으로 이송시키는 이송기(26)로 이루어져 있다.

또한, 상기 로딩부(30)는 밸브바디의 공급로 역할을 하는 레일(32)과 이를 지지하는 지지 프레임(31)이 교차 형성되어 있으며, 상기 레일(32)의 일단에는 실린더 구동기(33)를 통해 밸브바디(100)를 클램핑하는 클램프지그(34)가 구비되어 타단에 위치한 구동모터(35)의 구동을 통해 레일(32)을 따라 길이방향으로 이송되도록 되어 있다.

이때, 상기 구동모터(35)는 서보 모터로서, 일정한 시간 동안 정지, 시동, 역전을 반복하도록 구성되어 있다.

상기 게이트 트리밍부(40)는 지지 프레임(41)의 수평면 중간에 위치한 금형 하부지그(42)에 상기 로딩부(30)에서 이송되어진 밸브바디(100)를 자동으로 안착시키게 되며, 이때 상기 밸브바디(100)의 공급 여부를 감지하는 제품감지센서(미도 시)가 구비되어 있다.

또한, 상기 지지 프레임(41)의 상부에는 상기 금형 하부지그(42)에 장착되는 밸브바디(100)의 외부에 형성되어 있는 게이트 및 런너를 제거할 수 있도록 압축력을 가하는 프레스(43)가 장착되어 있으며, 이는 유공압 실린더(44)에 의해 상하로 왕복 이동하면서 작동 가능하도록 되어 있다.

따라서, 상기 유공압 실린더(44)의 구동에 의해 그 하단부에 장착된 프레스(43)의 가압을 통해 금형 하부지그(42)에 장착되는 밸브바디(100)의 게이트 및 런너가 제거된다.

한편, 상기 게이트 트리밍부(40)는 게이트 트리밍 작업 후 밸브바디(100)의 취출 후 다음 밸브바디(100)가 공급되기 전에 제품 감지 유무의 신호를 받아 제어부(90)를 통해 상기 밸브바디(100)에서 발생한 칩(CHIP)을 자동 청소하는 에어블로우 장치(46)가 더 포함되어 있다.

상기 컨베이어부(50)는 상기 게이트 트리밍부(40)에서 절단 가공된 밸브바디(100)를 후술하는 외부 사상부(60) 및 내부 사상부(70)로 이루어진 사상장치로 이송시키는 바, 지지 프레임(51)의 상부에 위치한 클램프지그(52)를 통해 밸브바디(100)의 견고한 고정을 실시하며, 이와 같이 견고하게 고정된 밸브바디(100)를 레일(53)을 통해 다음의 사상장치로 이송시키게 된다.

이때, 상기 레일(53)을 구동시키는 구동수단은 상기 로딩부(30)와 같이 구동모터 및 구동모터에 의해 작동하는 실린더 구동기를 사용함이 바람직하나, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 이에 한정되지 않으며, 상기 컨베이어부(50)를 구동시키 는 수단이라면 어떠한 구동수단이더라도 무방하다.

상기 게이트 트리밍부(40)을 거친 밸브바디(100)가 컨베이어부(50)를 통해 2단계로 이루어진 사상장치로 이송되는 바, 상기 사상장치 중, 초기 사상 공정에 위치하며, 상기 밸브바디(100)의 외부를 사상, 즉 디버링을 실시하는 외부 사상부(60)가 구비되어 있다.

상기 외부 사상부(60)는 박스 형상으로 이루어진 지지 프레임(61)의 내부 공간에 밸브바디(100)를 고정시킬 수 있도록 이루어진 클램프지그(62)가 구비되어 있으며, 상기 클램프지그(62)에 고정된 밸브바디(100)의 외부에 형성된 버르를 로보트(64)의 입력 프로그램의 실행을 통한 가공툴(63)의 작동에 의해 제거할 수 있도록 상기 밸브바디(100)의 직상방에는 밸브바디(100)를 가공하는 회전 구동용 가공툴(63)이 장착되어 있다.

상기 외부 사상부(60)는 상기 게이트 트리밍부(40)에 의해 밸브바디(100)의 외부를 1차로 사상한 후에 제거되지 않고 잔존하는 찌꺼기를 완벽하게 제거할 수 있도록 다시 2차로 밸브바디(100)의 외부를 정밀하게 사상하게 된다.

이때, 상기 가공툴(63)에서 발생하는 고온의 발생열을 제거하여 수명 연장을 도모하는 동시에, 상기 가공툴(63)에 의해 밸브바디(100)에서 발생한 칩의 원활한 제거를 위하여 가공툴(63)의 이동 경로를 따라 동반 작동하는 에어냉각 장치(66)가 구비되어 있다.

상기 가공툴(63)은 도 9에 도시된 바와 같이, 외부 사상의 위치별로 적합한 형상을 갖추도록 엔드 밀(end mill), 드릴(drill), 리머(rimmer) 등의 복합 기능 구조로 이루어진 가공부품인 것으로서, 45°각도의 날로 이루어진 리머부(63a)와, 상기 리머부(63a)에 비해 상대적으로 촘촘한 60°각도의 날로 이루어진 엔드밀부 및 드릴부(63b)로 이루어져 있다.

이때, 상기 리머부(63a)의 날 길이는 32 ~ 37mm이고, 날 사이의 간격은 0.3mm ~ 0.5mm로서, 날 간격이 0.3mm미만이면 가공 작업이 안되는 문제점이 있고, 0.5mm를 초과하면 미가공 및 가공 표면의 툴 마크 현상의 문제점이 있어 바람직하지 않다.

또한, 상기 엔드밀부 및 드릴부(63b)의 날 길이는 18 ~ 22mm이고, 날 사이의 간격은 1.5mm ~ 1.6mm로서, 날 간격이 1.5mm미만이면 가공 칩이 융착 문제점이 있고, 1.6mm를 초과하면 가공 표면의 툴 마크 현상의 문제점이 있어 바람직하지 않다.

이는 다각도의 회전 구동을 통해 버르를 제거할 수 있도록 구성되어 외부 사상부(60)에서의 밸브바디(100)의 외부를 여러개의 외부 사상공정이 아닌 단일 공정을 통해 정밀하게 사상할 수 있게 되는 것이다.

상기 내부 사상부(70)는 2차 사상 공정인 밸브바디(100)의 외부 사상 공정이 완료된 밸브바디(100)를 컨베이어부(50)의 안내에 의해 공급받아 상하 왕복 운동을 실시하여 압축력을 발생시키는 프레스(71)의 가동을 통해 그 하단부의 금형 상부지그(72)가 하강하게 되는 바, 상기 금형 상부지그(72) 내부에 장착된 내부 슬롯홀의 형상으로 이루어진 핀(73)에 의해 금형 하부지그(74)에 장착된 밸브바디(100)의 내부 사상을 수행하게 된다.

이때, 상기 금형 상부지그(72)의 핀(73)에 의해 내부 사상 가공시 밸브바디(100)의 고정과 내부 사상 가공 후 발생하는 끼임 현상을 방지하고, 상기 밸브바디(100)의 이탈을 방지하기 위하여 상기 핀(73)과 안착된 밸브바디(100) 사이에 고강도 스프링으로 이루어진 탄성부재(미도시)를 장착하여 상기 금형 상부지그(72)의 원활한 환원 작동이 수행될 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 프레스(71)의 구동에 의한 금형 상부지그(72) 내의 핀(73)에 의해 슬롯홀 내의 버르가 제거되어 내부 사상 공정이 완료된 밸브바디(100)는 다시 컨베이어부(50)에 의해 상기 밸브바디(100)를 자동으로 적재하는 자동 적재부(80)로 이송되어 완료된다.

상기 제어부(90)는 도 8에 도시된 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 제어 블록도와 같이, 입력된 프로그램을 이용하여 상기 주조부(10), 위치결정부(20), 로딩부(30), 게이트 트리밍부(40), 컨베이어부(50), 외부 사상부(60), 내부 사상부(70)의 구동을 제어하고, 이러한 가공장치의 최적의 정지 데이터를 집적하는 기능을 하게 된다.

이를 위하여, 상기 제어부(90)는 상기 위치결정부(20)에 밸브바디(100)의 공급 여부를 감지하기 위한 센싱수단과, 상기 높낮이 조절기의 승강 및 하강의 완료 상태를 감지하기 위한 다른 별도의 센싱수단을 구비하여, 상기 각 센서의 신호에 따라 각각의 구성을 제어 가능하도록 설정된 운용 프로그램이 내장된다.

상기 제어부(90)는 상기 로딩부(30)의 실린더 구동기(33)의 전진 및 후진의 완료 상태를 감지하기 위한 센싱수단(미도시)을 구비하여 구동모터(35)의 구동을 중지하도록 제어하게 된다.

또한, 상기 제어부(90)는 상기 게이트 트리밍부(40)의 밸브바디(100)의 공급을 감지하는 센싱수단(미도시)을 구비하며, 유공압 실린더(44)의 전진 및 후진 완료를 감지하는 리미트 스위치(45), 즉 또 다른 센싱수단을 구비하여 상기 유공압 실린더(44)의 구동을 제어하게 된다.

더불어, 상기 제어부(90)는 상기 컨베이어부(50)의 클램프지그(52)를 구동시키는 구동수단의 전진 및 후진 제어의 완료 상태를 감지하기 위한 센싱수단(미도시)을 구비하여 상기 구동수단의 구동이 중지되도록 제어하게 된다.

그리고, 상기 외부 사상부(60)의 클램프지그(62)를 구동시키는 구동수단의 전진 및 후진 제어의 완료 상태를 감지하기 위한 센싱수단(미도시)을 구비하고 있으며, 외부 사상부(60)의 가공툴(63)을 제어할 수 있도록 작동 위치 상태를 감지하기 위한 센싱수단(미도시)이 구비되어 있다.

또한, 상기 내부 사상부(70)의 프레스(71)의 구동을 제어하기 위해 밸브바디(100)의 공급 여부와 올바른 위치 고정을 위한 센싱수단(미도시)이 구비되어 있다.

한편, 상기 제어부(90)는 별도의 경고 기능을 구비하여 상기 주조부(10)를 시작으로 내부 사상부(70)로 이루어진 가공장치들이 제어되는 과정에서 일부 과정이 이루어지지 않는 경우, 상기 해당 감지센서의 신호를 받아 별도 프로그램된 경고장치(미도시)를 작동시키고, 각각의 가공장치의 구동을 안정적으로 정지 제어할 수 있도록 최적의 제어를 실시함과 동시에 추가적으로 저장되어 있는 다른 운용 프 로그램으로의 전환이 자동으로 이루어지게 된다.

이때, 상기 다른 운용 프로그램으로 자동으로 전환하게 될 경우, 게이트 트리밍부(40)에서 밸브바디(100)가 감지될 경우, 대기 중인 밸브바디(100)의 공급이 중지되도록 제어하며, 취출 모드로 전환하여 도중에 취출하게 된다.

상기와 같이 도중에 취출된 밸브바디(100)는 별도의 공정 없이 중간 투입 모드로 전환시켜 위치결정부(20)와 로딩부(30)의 공정 없이 바로 게이트 트리밍부(40)로부터 개시되는 후공정의 작업이 가능하게 설정되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 작동 방법에 대하여 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 밸브바디용 주조공정 자동화장치에 전원을 인가시킬 경우, 제어부(90)가 작동하여 주조부(10)에서 다이캐스팅 공정을 거쳐 취출된 밸브바디(100)가 정확한 위치에서 제대로 공급되는지 각 가공장치의 작업준비 완료상태를 점검하게 된다.

작업준비가 완료된 후 주조부(10)에서 취출되어 이송되어 온 밸브바디(100)가 위치결정부(20)의 제품안착대(22)에 안착되면 제품감지센서(24)의 신호를 받아 높낮이 조절기(25)가 하강하게 되므로 상기 제품안착대(22)의 밸브바디(100) 또한 하강하게 된다.

이와 같이, 상기 제품안착대(22)의 하강신호를 받은 로딩부(30)는 구동모터(35)의 작동을 통해 클램프지그(34)를 위치결정부(20)로 이동되도록 한다.

이때, 상기 제품안착대(22)가 하강 신호를 전송하더라도 위치결정부(20)가 정상적인 안전 신호를 전송하지 않을 경우, 상기 로딩부(30)의 구동모터(35)가 구동하지 않게 된다.

상기 위치결정부(20)로 이동한 로딩부(30)의 클램프지그(34)가 클램프 신호를 통해 밸브바디(100)를 고정하게 된다.

다음으로는, 상기 밸브바디(100)의 클램프 신호를 전송받은 밸브바디(100)가 고정된 클램프지그(34)는 레일(32)을 따라 게이트 트리밍부(40)로 이동하게 되고, 이때 게이트 트리밍부(40)에서 밸브바디(100)가 감지될 경우, 제어부(90)에 내장된 프로그램의 취출모드로 자동 전환된다.

상기 로딩부(30)가 게이트 트리밍부(40)로 밸브바디(100)를 이송시키고 난 후, 상기 위치결정부(20)의 높낮이 조절기(25)는 상승하여 원위치로 복귀하게 된다.

상기 게이트 트리밍부(40)로 이송된 밸브바디(100)는 유공압 실린더(44)에 의해 하강 구동하게 되며, 이때 상기 유공압 실린더(44)는 금형 하부지그(42)의 정상적인 안전 신호를 전송받지 못할 경우, 제어부(90)가 유공압 실린더(44)의 구동을 중지하도록 제어하게 된다.

상기 유공압 실린더(44)에 의해 프레스(43)가 하강하게 될 경우, 상기 프레스(43)는 밸브바디(100)의 외부에 형성되어 있는 게이트 및 런너를 제거할 수 있게 되며, 제거된 게이트 및 런너는 배출부(미도시)를 통해 배출된다.

한편, 컨베이어부(50)가 상기 게이트 트리밍부(40)의 유공압 실린더(44)의 상승 완료 신호를 전송받게 되면 금형 하부지그(42)가 밸브바디(100)를 견고하게 고정한 상태에서 이를 외부 사상부(60)로 이송하게 된다.

이때, 외부 사상부(60) 및 내부 사상부(70)로 이루어진 사상장치가 구동 중일 경우에는 상기 제어부(90)가 상기 외부 사상부(60)로의 이송 여부를 제어하게 된다.

상기 외부 사상부(60)로 밸브바디(100)가 이송되면 센싱수단(미도시)의 신호를 받아 클램프지그(62)가 구동하는 바, 밸브바디(100) 투입구 창이 차단되면서 밸브바디(100)가 견고하게 위치하게 된다.

상기 외부 사상부(60)의 클램프지그(62)가 고정된 상태에서, 제어부(90)는 상기 외부 사상부(60)의 제어용 로보트(64)를 그 입력된 프로그램을 통해 가공툴(63)을 구동하도록 하며, 상기 밸브바디(100)의 외부를 정밀 사상한 후 작업완료 신호를 전송하게 되면 상기 클램프지그(62)가 밸브바디(100)에서 해제되면서 이송 대기상태에 있게 된다.

이때, 상기 가공툴(63)은 에어냉각 장치(66)에 의해 냉각과 더불어 밸브바디(100)에서 발생된 칩이 자동으로 제거된다.

상기와 같이 외부 사상 공정이 완료된 밸브바디(100)는 내부 사상부(70)로 이송되고, 여기서 금형 상부지그(72)의 핀(73)에 의해 밸브바디(100) 내부의 버르를 제거할 수 있게 된다.

이때, 상기 금형 상부지그(72)를 가압하는 프레스(71)는 110 TON의 중량을 갖고 있어 상기 밸브바디(100)의 버르를 제거하는데 용이한 작업을 실시할 수 있게 된다.

상기 내부 사상 공정이 완료된 후, 컨베이어부(50)는 동일한 이송 방법으로 자동 적재부(80)에 이송되도록 대기 상태에 있게 되며, 상기 컨베이어부(50)의 이송 개시 신호는 게이트 트리밍부(40), 외부 사상부(60), 내부 사상부(70)가 작업 완료 상태일 때 가능하며, 각각의 가공장치에서의 작업 완료 신호를 하나라도 전송받지 못할 경우, 구동을 중지하도록 제어하게 된다.

이때, 상기 내부 사상 공정까지 모두 완료되고 자동 적재부(80)에 적재되어 전체적인 주조공정이 완료될 경우, 최종 외관을 센서를 통해 자동 검사한 후 상기 밸브바디(100)를 최종적으로 저장수단에 적재하게 된다.

여기서, 상기 밸브바디(100)의 공급에 따라 각각의 가공장치에서 밸브바디(100)의 고정 및 안착, 이송되도록 구동 제어하는 실린더 구동기는 본 발명의 모든 가공장치에서 사용되며, 예를 들어 공압 또는 유압으로 작동하는 실린더장치로 이루어져 있는 것이 바람직하며, 상기 가공장치를 구동시키는 수단이라면 어떠한 구동수단이더라도 무방하다.

따라서, 본 발명은 주조부(10)에서 취출되는 밸브바디(100)를 자동으로 이송시키는 이송장치, 즉 로딩부(30) 및 컨베이어부(50)를 통해 게이트 트리밍 공정, 외부 디버링 공정, 내부 트리밍 공정을 단계적으로 자동화 공정에 의해 실시될 수 있도록 함으로써, 단일개의 공정에서 전 시스템의 자동화를 통해 신속한 작업을 수행할 수 있는 새로운 밸브바디용 주조공정 자동화장치 및 그 제어방법이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발 명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치를 나타내는 전체적인 작업 구조도,

도 2는 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 위치결정부를 나타내는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 로딩부를 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 게이트 트리밍부를 나타내는 도면,

도 5는 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 컨베이어부를 나타내는 도면,

도 6은 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 외부 사상부를 나타내는 도면,

도 7은 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 내부 사상부를 나타내는 도면,

도 8은 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 제어 블록도,

도 9는 본 발명에 따른 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 외부 사상부에서 사용되는 가공툴을 나타내는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 주조부 20 : 위치결정부

30 : 로딩부 40 : 게이트 트리밍부

50 : 컨베이어부 60 : 외부 사상부

70 : 내부 사상부 80 : 자동 적재부

90 : 제어부

Claims (19)

1. 주조부(10)에서 오토미션에 장착되는 밸브바디(100)를 주조부(10)에서 다이캐스팅 공정을 거쳐 일정한 시간이 흐른 후 이를 취출한 다음, 다음 공정으로 상기 밸브바디(100)를 투입시 정확한 가공 위치를 결정해 주는 위치결정부(20)와;

   상기 위치결정부(20)에서 밸브바디(100)를 다음 공정으로 이송시키는 로딩(loading)부(30)와;

   상기 로딩부(30)에서 공급된 밸브바디(100)의 외부에 형성되어 있는 게이트(gate)와 런너(runner)를 절단하는 게이트 트리밍부(40)와;

   상기 게이트 트리밍부(40)에서 절단 가공된 밸브바디(100)를 외부 사상부(60) 및 내부 사상부(70)로 이루어진 사상장치로 이송시키는 컨베이어부(50)와;

   상기 컨베이어부(50)를 통해 이송된 밸브바디(100)의 외부 및 내부를 각각 단계별로 자동 사상하는 공정을 실시하는 외부 사상부(60) 및 내부 사상부(70)로 이루어진 사상장치와;

   이들 모든 가공장치의 주조공정시 전체 자동화 공정을 총괄 제어하는 제어부(90)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 위치결정부(20)는 지지 프레임(21)의 중앙 상부에 위치하여 상기 주조 부(10)에서 취출되어 이송되는 밸브바디(100)를 안착시키는 제품안착대(22)와, 상기 제품안착대(22)에 정확하게 위치할 수 있도록 안내하는 가이드 지그(23)와, 밸브바디(100)의 공급을 감지하는 제품감지센서(24)와, 상기 밸브바디(100)의 높낮이를 정확히 조절하기 위한 높낮이 조절기(25)와, 상기 제품안착대(22)에 정확히 안착된 밸브바디(100)를 다음 공정으로 이송시키는 이송기(26)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 로딩부(30)는 밸브바디의 공급로 역할을 하는 레일(32)과 이를 지지하는 지지 프레임(31)이 교차 형성되고, 상기 레일(32)의 일단에는 실린더 구동기(33)를 통해 밸브바디(100)를 클램핑하여 구동모터(35)의 구동을 통해 레일(32)을 따라 길이방향으로 이송되도록 하는 클램프지그(34)가 구비된 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 게이트 트리밍부(40)는 지지 프레임(41)의 수평면 중간에 위치하는 동시에 상기 로딩부(30)에서 이송되어진 밸브바디(100)를 자동으로 안착시키는 금형 하부지그(42)와, 상기 지지 프레임(41)의 상부에 위치하여 상기 금형 하부지그(42) 에 장착되는 밸브바디(100)의 외부에 형성되어 있는 게이트 및 런너를 제거할 수 있도록 압축력을 가하는 프레스(43)와, 상기 프레스(43)를 상하로 왕복 이동되도록 구동하는 유공압 실린더(44)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 게이트 트리밍부(40)는 게이트 트리밍 작업 후 밸브바디(100)의 취출 후 다음 밸브바디(100)가 공급되기 전에 제품 감지 유무의 신호를 받아 제어부(90)를 통해 상기 밸브바디(100)에서 발생한 칩(CHIP)을 자동 청소하는 에어블로우 장치(46)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 컨베이어부(50)는 상기 게이트 트리밍부(40)에서 절단 가공된 밸브바디(100)를 클램프지그(52)를 통해 고정하고, 고정된 밸브바디(100)를 레일(53)을 통해 외부 사상부(60) 및 내부 사상부(70)로 이루어진 사상장치로 이송시키는 이송수단인 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 외부 사상부(60)는 박스 형상으로 이루어진 지지 프레임(61)의 내부 공간에 밸브바디(100)를 고정시킬 수 있도록 이루어진 클램프지그(62)와, 상기 클램프지그(62)에 고정된 밸브바디(100)의 외부에 형성된 버르를 회전 구동에 의해 제거할 수 있도록 형성된 가공툴(63)과, 상기 가공툴(63)의 구동 제어를 실행할 수 있도록 입력 프로그램이 저장된 로보트(64)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 외부 사상부(60)는 가공툴(63)에서 발생하는 고온의 발생열을 제거하는 동시에, 상기 가공툴(63)에 의해 밸브바디(100)에서 발생한 칩의 원활한 제거를 위하여 가공툴(63)의 이동 경로를 따라 동반 작동하는 에어냉각 장치(66)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,

   상기 가공툴(63)은 45°각도의 날로 이루어진 리머부(63a)와, 상기 리머부(63a)에 비해 상대적으로 촘촘한 60°각도의 날로 이루어진 엔드밀부 및 드릴부(63b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 가공툴(63)은 리머부(63a)의 날 길이가 32 ~ 37mm이고, 날 사이의 간격은 0.3mm ~ 0.5mm이며, 엔드밀부 및 드릴부(63b)의 날 길이는 18 ~ 22mm이고, 날 사이의 간격은 1.5mm ~ 1.6mm인 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
11. 제1항에 있어서,

    상기 내부 사상부(70)는 외부 사상 공정이 완료된 밸브바디(100)를 컨베이어부(50)의 안내에 의해 공급받아 고정 안착되도록 하는 금형 하부지그(74)와, 상하 왕복 운동을 실시하여 압축력을 발생시키는 프레스(71)와, 상기 프레스(71)와 연동하여 그 내부에 장착된 핀(73)을 통해 밸브바디(100)의 내부 사상을 수행하는 금형 상부지그(72)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
12. 제1항 또는 제11항에 있어서,

    상기 내부 사상부(70)의 내부 사상 공정이 완료된 밸브바디(100)는 다시 컨 베이어부(50)에 의해 상기 밸브바디(100)를 자동으로 적재하는 자동 적재부(80)로 이송되는 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
13. 제1항에 있어서,

    상기 제어부(90)는 밸브바디(100)의 공급 여부를 감지하는 센싱수단과, 실린더 구동기의 작동 완료를 감지하는 센싱수단과, 외부 사상부(60)의 가공툴(63)을 제어할 수 있도록 작동 위치 상태를 감지하는 센싱수단을 통해 최적의 제어를 실시함과 동시에 추가적으로 저장된 다른 운용 프로그램으로의 전환이 자동으로 이루어질 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
14. 제13항에 있어서,

    상기 다른 운용 프로그램으로 자동으로 전환하게 될 경우, 게이트 트리밍부(40)에서 밸브바디(100)가 감지될 경우, 대기 중인 밸브바디(100)의 공급이 중지되도록 제어하며, 취출 모드로 전환하여 도중에 취출되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 도중에 취출된 밸브바디(100)는 위치결정부(20)와 로딩부(30)의 공정 없이 바로 게이트 트리밍부(40)로부터 개시되는 후공정의 작업이 가능하도록 설정된 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치.
16. 밸브바디용 주조공정 자동화장치에 전원을 인가시키는 단계와;

    주조부(10)에서 다이캐스팅 공정을 거쳐 취출된 밸브바디(100)가 위치결정부(20)로 공급하는 밸브바디 공급단계와;

    상기 위치결정부(20)에 위치한 밸브바디(100)를 로딩부(30)의 레일(32)을 통해 게이트 트리밍부(40)로 이송시키는 밸브바디 이송단계와;

    프레스(43)의 가압력을 통해 상기 게이트 트리밍부(40)로 이송된 밸브바디(100)의 게이트 및 런너를 제거하는 1차 사상단계와;

    1차 사상 공정을 마친 밸브바디(100)를 컨베이어부(50)을 통해 외부 및 내부 사상부(60,70)로 이송하고, 그 이송된 밸브바디(100)의 외부 및 내부를 각각 단계별로 자동 사상하는 2차 사상단계와;

    2차 사상 공정을 마친 밸브바디(100)를 상기 컨베이어부(50)를 통해 자동 적재부(80)로 자동으로 적재하는 적재단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 제어방법.
17. 제16항에 있어서,

    상기 밸브바디 공급단계는, 밸브바디(100)의 공급 여부를 감지하여 추가 공급을 차단하고, 실린더장치의 구동에 의해 차단 해제하는 단계와, 밸브바디(100)의 추가 공급의 차단 여부에 따라 밸브바디(100)의 공급을 중단 또는 개시하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 제어방법.
18. 제16항에 있어서,

    상기 밸브바디 이송단계는 상기 밸브바디(100) 공급의 차단 여부에 따라 상기 공급된 밸브바디(100)의 이송을 개시 또는 중단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 제어방법.
19. 제16항에 있어서,

    상기 2차 사상단계는 밸브바디(100)의 외부는 디버링(deburring) 공정을 실시하고, 내부는 트리밍(trimming) 공정을 실시하는 복합 사상단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브바디용 주조공정 자동화장치의 제어방법.

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