KR20110102085A - A high frequency heat treatment device using robot - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로봇을 이용한 고주파 열처리장치에 관한 것으로, 고주파 열처리 장치에 있어서, 로봇 제어기에 의해 작동하는 로봇 아암의 선단에 장착되어 변압기에서 발생되는 고주파 전류를 이용하여 열처리 대상물에 유도전류를 흐르게 하여 가열하는 고주파 발생수단과, 상기 고주파 발생수단의 일측에 장착되어 열처리 대상물의 표면 온도를 검출하는 온도측정센서와, 상기 고주파 발생수단의 일측에 장착되어 상기 열처리 대상물의 표면에 노즐을 통하여 냉각수를 분사하는 냉각수분사수단과, 상기 고주파 발생수단의 일측에 장착되어 상기 열처리 대상물의 틈새에 남아있는 냉각수를 불어내도록 압축에어를 분사하는 에어분사수단과, 상기 온도측정센서의 검출신호를 수신하며, 고주파 발생수단과 냉각수 분사수단 및 에어분사수단의 작동을 제어하는 제어기를 포함한다.The present invention relates to a high frequency heat treatment apparatus using a robot, in a high frequency heat treatment apparatus, mounted on the tip of a robot arm operated by a robot controller, using an induction current generated by a transformer to flow an induction current to a heat treatment object. A high frequency generating means, a temperature measuring sensor mounted on one side of the high frequency generating means and detecting a surface temperature of the heat treatment target object, and mounted on one side of the high frequency generating means to spray cooling water onto the surface of the heat treatment target object through a nozzle; A cooling water spraying means, an air spraying means mounted on one side of the high frequency generating means and spraying compressed air to blow out the cooling water remaining in the gap of the heat treatment target object, and receiving a detection signal from the temperature measuring sensor, The operation of the water and coolant injection means and air injection means It includes a controller.
Description
본 발명은 로봇을 고주파 열처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열처리 대상물의 형상이나 크기에 구애받지 않으며, 가열온도를 균일하게 유지하여 상기 열처리 대상물의 열변형을 방지할 수 있도록 하는 로봇을 이용한 고주파 열처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high frequency heat treatment apparatus for a robot, and more particularly, regardless of the shape or size of the heat treatment target, the high frequency using the robot to prevent the thermal deformation of the heat treatment target by maintaining a uniform heating temperature It relates to a heat treatment apparatus.
일반적으로 열처리(heat treatment)라 함은 금속재료를 융점 이하의 적당한 온도로 가열하고 냉각속도를 선택적으로 가감하여 필요로 하는 조직, 성질을 갖게 하는 조작으로서 담금질(quenching), 풀림(annea-ling), 불림(normalizing), 뜨임(tempering) 등이 있다.In general, heat treatment is an operation to heat a metal material to a suitable temperature below the melting point and selectively decrease or decrease the cooling rate to obtain the necessary structure and properties. Quenching and annealing are performed. , Normalizing, tempering, and the like.
이러한 열처리작업에서 재료에 대한 가열방식은 여러 가지 방식이 있으나, 가열방식에 따른 고주파 열처리는 유도가열 방식으로서, 고주파 자기장 속에 전기적 양도체(良導體)를 놓으면 양도체에 생기는 맴돌이전류의 손실이나 히스테리시스(hysteresis) 손실 때문에 스스로 발열하는 원리에 의한다.In this heat treatment, there are various heating methods for materials, but the high frequency heat treatment according to the heating method is an induction heating method. ) Due to the self-heating principle of loss.
그러나, 상기한 바와 같은 고주파 열처리를 위한 종래의 고주파 열처리 장치는, 열처리 대상물의 형상이나 크기에 의해 그 사용이 제한되며, 상기 열처리 대상물의 가열온도를 균일하게 유지하는 것이 어려워 열처리 후, 열변형의 소지가 다분하다는 등의 문제점을 내포하고 있다.However, in the conventional high frequency heat treatment apparatus for high frequency heat treatment as described above, its use is limited by the shape and size of the heat treatment object, and it is difficult to maintain the heating temperature of the heat treatment object uniformly. There are problems such as the possession of a lot.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열처리 대상물의 형상이나 크기에 구애받지 않으며, 가열온도를 균일하게 유지하여 상기 열처리 대상물의 열변형을 방지할 수 있도록 하는 로봇을 이용한 고주파 열처리장치를 제공하는 것이다.
Therefore, the present invention was created to solve the above problems, the object of the present invention is not limited to the shape or size of the heat treatment target, it is possible to prevent the thermal deformation of the heat treatment target by maintaining a uniform heating temperature. It is to provide a high frequency heat treatment apparatus using a robot.
상기의 목적을 달성하기 위한 로봇을 이용한 고주파 열처리장치는, 고주파 열처리 장치에 있어서, 로봇 제어기에 의해 작동하는 로봇 아암의 선단에 장착되어 변압기에서 발생되는 고주파 전류를 이용하여 열처리 대상물에 유도전류를 흐르게 하여 가열하는 고주파 발생수단과, 상기 고주파 발생수단의 일측에 장착되어 열처리 대상물의 표면 온도를 검출하는 온도측정센서와, 상기 고주파 발생수단의 일측에 장착되어 상기 열처리 대상물의 표면에 노즐을 통하여 냉각수를 분사하는 냉각수분사수단과, 상기 고주파 발생수단의 일측에 장착되어 상기 열처리 대상물의 틈새에 남아있는 냉각수를 불어내도록 압축에어를 분사하는 에어분사수단과, 상기 온도측정센서의 검출신호를 수신하며, 고주파 발생수단과 냉각수 분사수단 및 에어분사수단의 작동을 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 고주파 열처리 장치를 제공한다.The high frequency heat treatment apparatus using a robot for achieving the above object, in the high frequency heat treatment apparatus, is mounted to the tip of the robot arm operated by the robot controller to flow an induced current to the heat treatment object by using a high frequency current generated from a transformer. A high frequency generating means for heating the apparatus, a temperature measuring sensor mounted on one side of the high frequency generating means and detecting a surface temperature of the heat treatment target object, and mounted on one side of the high frequency generating means to cool water through a nozzle on the surface of the heat treatment target object. A cooling water spraying means for spraying, an air spraying means mounted on one side of the high frequency generating means for ejecting compressed air to blow out the coolant remaining in the gap of the heat treatment object, and receiving a detection signal from the temperature measuring sensor Operation of generating means, coolant injection means and air injection means It provides a high-frequency heat treatment apparatus using a robot, comprising: a controller to control.
상기 고주파발생수단은, 상기 제어기로부터의 전기적인 신호에 의해 고주파 전류를 발생시키는 변압기와, 상기 변압기로부터 발생된 고주파 전류를 흘려 상기 열처리 대상물의 일측에서 열처리 대상물에 유도전류를 흐르게하여 이를 고주파 가열하는 고주파 코일로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The high frequency generating means is a transformer for generating a high frequency current by an electrical signal from the controller, and a high frequency current generated from the transformer to flow an induction current to the heat treatment object at one side of the heat treatment object to heat it. It is characterized by consisting of a high frequency coil.
상기 냉각수 분사수단은, 상기 고주파 발생수단의 일측에서 냉각수 공급관로를 통하여 공급되는 냉각수를 상기 열처리 대상물의 고주파 가열된 표면에 분사하는 냉각수 분사노즐과, 상기 냉각수 공급관로 상의 일측에 장착되어 상기 제어기의 제어신호에 따라 냉각수 공급관로를 개폐 제어하는 냉각수 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The coolant spraying means may include: a coolant spray nozzle for spraying coolant supplied from a coolant supply pipe on one side of the high frequency generating means to a high frequency heated surface of the heat treatment target; and a coolant spray nozzle mounted on one side of the coolant supply pipe; Characterized in that the cooling water valve for controlling the opening and closing of the cooling water supply line in accordance with the control signal.
상기 에어분사수단은, 상기 고주파 발생수단의 일측에서 에어 공급관로를 통하여 공급되는 압축에어를 냉각수에 의해 급냉된 상기 열처리대상물의 표면에 분사하여 잔류 냉각수를 불어내는 에어분사노즐과, 상기 에어 공급관로 상의 일측에 장착되어 상기 제어기의 제어신호에 따라 에어 공급관로를 개폐 제어하는 에어 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The air injection means comprises: an air injection nozzle for blowing residual cooling water by injecting a compressed air supplied from one side of the high frequency generating means through an air supply line to the surface of the heat treatment object quenched by cooling water, and the air supply pipe Is mounted on one side of the phase characterized in that the air valve for controlling the opening and closing the air supply line in accordance with the control signal of the controller.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 로봇을 이용한 고주파 열처리 장치에 의하면, 고주파 열처리 장치 자체가 로봇의 거동을 따라 움직이도록 로봇 아암의 선단에 장착된 상태로 작동하여 열처리 대상물의 형상이나 크기에 구애받지 않으며, 온도측정센서를 통하여 열처리 대상물의 표면 온도를 상시 검출하여 고주파 코일을 제어함으로서, 가열온도를 균일하게 유지하여 열처리 후, 상기 열처리 대상물의 열변형 현상을 방지할 수 있게 된다.As described above, according to the high frequency heat treatment apparatus using the robot according to the present invention, the high frequency heat treatment apparatus itself operates while being mounted on the tip of the robot arm so as to move according to the behavior of the robot, so that the shape or size of the heat treatment object is not affected. By controlling the high frequency coil by constantly detecting the surface temperature of the heat treatment object through the temperature measuring sensor, it is possible to prevent the heat deformation phenomenon of the heat treatment object after heat treatment by maintaining the heating temperature uniformly.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇을 이용한 고주파 열처리장치의 구성 사이도이다.
도 2는 도 1에 도시된 로봇을 이용한 고주파 열처리장치의 제어 블록도이다.1 is a diagram showing the configuration of a high frequency heat treatment apparatus using a robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a control block diagram of a high frequency heat treatment apparatus using the robot shown in FIG. 1.
이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention for achieving the above object will be described in detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇을 이용한 고주파 열처리장치의 구성 사이도이고, 도 2는 도 1에 도시된 로봇을 이용한 고주파 열처리장치의 제어 블록도이다.1 is a diagram showing the configuration of a high frequency heat treatment apparatus using a robot according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a control block diagram of a high frequency heat treatment apparatus using a robot shown in FIG.
도 1 또는 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇을 이용한 고주파 열처리장치는 로봇 제어기(1)에 의해 작동하는 로봇(5)의 그 아암 선단(7)에 고주파 발생수단이 장착되는데, 상기 고주파 발생수단은 제어기(3)로부터의 전기적인 신호에 의해 고주파 전류를 발생시키는 변압기(11)와, 상기 변압기(11)로부터 발생된 고주파 전류를 흘려 상기 열처리 대상물(9)의 일측에서 열처리 대상물(9)에 유도전류를 흐르게 하여 이를 고주파 가열하는 고주파 코일(13)로 이루어진다.1 or 2, in the high frequency heat treatment apparatus using the robot according to the embodiment of the present invention, the high frequency generating means is mounted on the arm tip 7 of the
그리고 상기 변압기(11) 일측에는 온도측정센서(15)가 장착되어 열처리 대상물(9)의 표면 온도를 검출하여 상기 제어기(3)에 그 신호를 입력하게 된다. In addition, a
또한, 상기 변압기(11)의 측방 일측에는 냉각수 분사수단이 장착되는데, 상기 냉각수 분사수단은 상기 변압기(11)의측방에서 냉각수 공급관로(19)를 통하여 공급되는 냉각수를 상기 열처리 대상물(9)의 고주파 가열된 표면에 분사하는 냉각수 분사노즐(17)이 장착되며, 상기 냉각수 공급관로(19) 상의 일측에는 냉각수 밸브(21;도 2참조)가 장착되어 상기 제어기(3)의 제어신호에 따라 냉각수 공급관로(19)를 개폐 제어하게 된다.In addition, one side of the
또, 상기 변압기(11)의 전방 일측에는 에어분사수단이 장착되는데, 상기 에어분사수단은 상기 변압기(11)의 전방에, 에어 공급관로(23)를 통하여 공급되는 압축에어를 냉각수에 의해 급냉된 상기 열처리 대상물(9)의 표면에 분사하여열처리 대상물(9)의 단면 틈새에 남아있는 잔류 냉각수를 불어내도록 에어분사노즐(25)이 장착되며, 상기 에어 공급관로(23) 상의 일측에는 에어 밸브(27)가 장착되어 상기 제어기(3)의 제어신호에 따라 에어 공급관로(23)를 개폐 제어하도록 이루어진다.In addition, an air spraying means is mounted at one front side of the
여기서, 상기 냉각수 밸브(21)와 에어 밸브(27)는 전기적인 신호에 의해 관로를 개폐 단속하는 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Here, the
따라서 이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 고주파 열처리 장치의 작동과정을 설명하기로 한다.Therefore, the operation of the high frequency heat treatment apparatus according to the present invention having such a configuration will be described.
먼저, 로봇 제어기(1)에 의한 로봇 제어를 통하여 로봇 아암(7)의 선단에 장착된 고주파 코일(13)을 열처리 대상물(9)의 작업위치에 정위치시키게 된다.First, the
제어기(3)는 상기 열처리 대상물(9)의 작업위치에 정위치된 고주파 코일(13)에 변압기(11)에서 발생되는 고주파 전류를 흘려 구동시킴으로서, 상기 열처리 대상물(9)에 유도전류를 흐르게 하여 이를 가열하게 된다The
이후, 상기 제어기(3)는 상기 온도측정센서(15)로부터 검출된 열처리 대상물(9)의 표면 온도신호를 수신하고, 상기 온도측정센서(15)로부터의 표면 온도신호가 내부 로직에 설정된 열처리 온도범위 내에 있는가를 판단하게 된다.Thereafter, the
이 때, 온도범위의 조건을 만족하지 않는 경우에는, 온도측정센서(15)로부터 검출된 열처리 대상물(9)의 표면 온도신호를 수신하는 작동을 반복하게 된다.At this time, when the condition of the temperature range is not satisfied, the operation of receiving the surface temperature signal of the heat treatment object 9 detected from the
그리고 열처리 대상물(9)의 표면 온도가 설정된 열처리 온도범위 내에 있으면, 상기 제어기(3)는 냉각수 밸브(21)를 개방 제어하여 냉각수 분사노즐(17)을 통하여 열처리 대상물(9)에 냉각수를 분사하여 이를 급냉시키게 된다.When the surface temperature of the heat treatment object 9 is within the set heat treatment temperature range, the
또한, 제어기(3)는 에어 밸브(27)를 개방 제어하여 에어분사노즐(25)을 통하여 상기열처리 대상물(9)에 압축에어를 분사함으로서, 열처리 대상물(9)의 단면상의 틈새에 남아있는 잔류 냉각수를 불어내어 제거하게 된다.Further, the
따라서 본 발명에 따른 고주파 열처리 장치는 이러한 각 단계들의 작동을 한 사이클로 하여 상기 열처리 대상물(9)의 열처리 작업이 완료될 때까지 작동과정을 유지하게 된다.
Therefore, the high frequency heat treatment apparatus according to the present invention maintains the operation process until the heat treatment operation of the heat treatment object 9 is completed by operating each of these steps as one cycle.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술 분야에 숙련된 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention It can be understood that it is possible.
1: 로봇 제어기
3: 제어기
5: 로봇
7: 아암 선단
9: 열처리 대상물
11: 변압기
13: 고주파 코일
15: 온도측정센서
17: 냉각수 분사노즐
19: 냉각수 공급관로
21: 냉각수 밸브
23: 에어 공급관로
25: 에어분사 노즐
27: 에어밸브1: robot controller
3: controller
5: robot
7: arm tip
9: heat treatment object
11: transformer
13: high frequency coil
15: Temperature measuring sensor
17: Coolant jet nozzle
19: cooling water supply line
21: coolant valve
23: air supply line
25: air spray nozzle
27: air valve
Claims (4)
로봇 제어기에 의해 작동하는 로봇 아암의 선단에 장착되어 변압기에서 발생되는 고주파 전류를 이용하여 열처리 대상물에 유도전류를 흐르게 하여 가열하는 고주파 발생수단;
상기 고주파 발생수단의 일측에 장착되어 열처리 대상물의 표면 온도를 검출하는 온도측정센서;
상기 고주파 발생수단의 일측에 장착되어 상기 열처리 대상물의 표면에 노즐을 통하여 냉각수를 분사하는 냉각수분사수단;
상기 고주파 발생수단의 일측에 장착되어 상기 열처리 대상물의 틈새에 남아있는 냉각수를 불어내도록 압축에어를 분사하는 에어분사수단;
상기 온도측정센서의 검출신호를 수신하며, 고주파 발생수단과 냉각수 분사수단 및 에어분사수단의 작동을 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 고주파 열처리 장치.
In the high frequency heat treatment apparatus,
High frequency generating means mounted on the tip of the robot arm operated by the robot controller and heating the induced current to the heat treatment object by using the high frequency current generated from the transformer;
A temperature measuring sensor mounted on one side of the high frequency generating means to detect a surface temperature of the heat treatment object;
Cooling water injection means mounted to one side of the high frequency generating means for spraying the cooling water through the nozzle on the surface of the heat treatment object;
Air injection means mounted to one side of the high frequency generating means for injecting compressed air to blow cooling water remaining in the gap of the heat treatment object;
Receiving the detection signal of the temperature measuring sensor, the high frequency heat treatment apparatus using a robot, characterized in that it comprises a controller for controlling the operation of the high frequency generating means, the cooling water injection means and the air injection means.
상기 제어기로부터의 전기적인 신호에 의해 고주파 전류를 발생시키는 변압기와, 상기 변압기로부터 발생된 고주파 전류를 흘려 상기 열처리 대상물의 일측에서 열처리 대상물에 유도전류를 흐르게하여 이를 고주파 가열하는 고주파 코일로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 고주파 열처리 장치.
The method according to claim 1, wherein the high frequency generating means,
And a high frequency coil for generating a high frequency current by the electrical signal from the controller, and a high frequency coil for flowing a high frequency current generated from the transformer so that an induced current flows from one side of the heat treatment object to the heat treatment object. High frequency heat treatment apparatus using a robot.
상기 고주파 발생수단의 일측에서 냉각수 공급관로를 통하여 공급되는 냉각수를 상기 열처리 대상물의 고주파 가열된 표면에 분사하는 냉각수 분사노즐과, 상기 냉각수 공급관로 상의 일측에 장착되어 상기 제어기의 제어신호에 따라 냉각수 공급관로를 개폐 제어하는 냉각수 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 고주파 열처리 장치.
The method of claim 1, wherein the cooling water injection means,
Cooling water injection nozzle for injecting the cooling water supplied through the cooling water supply pipe from one side of the high frequency generating means to the high-frequency heated surface of the heat treatment target, and mounted on one side on the cooling water supply pipe, the cooling water supply pipe according to the control signal of the controller High frequency heat treatment apparatus using a robot, characterized in that the cooling water valve for controlling the opening and closing of the furnace.
상기 고주파 발생수단의 일측에서 에어 공급관로를 통하여 공급되는 압축에어를 냉각수에 의해 급냉된 상기 열처리대상물의 표면에 분사하여 잔류 냉각수를 불어내는 에어분사노즐과, 상기 에어 공급관로 상의 일측에 장착되어 상기 제어기의 제어신호에 따라 에어 공급관로를 개폐 제어하는 에어 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 고주파 열처리 장치.The method according to claim 1, wherein the air injection means,
An air spray nozzle for spraying the compressed air supplied from one side of the high frequency generating means through the air supply line to the surface of the heat treatment object quenched by the cooling water to blow residual cooling water, and mounted on one side of the air supply line; High-frequency heat treatment apparatus using a robot, characterized in that consisting of an air valve for opening and closing the air supply line in accordance with the control signal of the controller.
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- 2010-03-10 KR KR1020100021542A patent/KR20110102085A/en not_active Application Discontinuation
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