KR20120070760A

KR20120070760A - 자동 단조시스템

Info

Publication number: KR20120070760A
Application number: KR1020100132205A
Authority: KR
Inventors: 류민; 손영환; 백승엽
Original assignee: 주식회사 앰엔앰산업
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-07-02
Also published as: KR101242105B1

Abstract

본 발명은, 용탕보온유지장치에서 고온의 용융금속을 퍼올려서 단조장치로 자동으로 주입하고, 플런저가 주입된 용융금속을 가할 때 소요압력을 측정하여 제어부가 플런저의 작동을 제어함으로써, 안전사고를 예방하고 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용융금속의 용융상태를 유지하는 용탕보온유지장치;와, 용융금속을 가지고 제품을 성형하는 단조장치;와, 바닥에 지지되는 메인프레임과, 메인프레임의 한 부분에 설치되어 승강하는 승강부와, 승강부의 한 부분에 설치되어 승강부의 승강 방향을 기준으로 회전하는 제1회전부와, 제1회전부의 한 부분에 설치되어 제1회전부의 회전 중심선과 직각인 중심선을 기준으로 회전하는 제2회전부와, 제2회전부의 한 부분에 설치되어 제2회전부의 회전 중심선 방향으로 슬라이드 이동하는 슬라이드이동부와, 슬라이드이동부의 한 부분에 설치되어 제2회전부의 회전 중심선과 직각인 중심선을 기준으로 회전하는 제3회전부 및 제3회전부의 한 부분에 설치되어 회동하고 용탕부에 수용된 용융금속을 퍼내는 버킷을 구비하여 용탕부에 수용된 용융금속을 퍼내어 단조장치로 옮겨서 주입하는 자동주입장치; 및 단조장치 및 자동주입장치의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 단조시스템에 의해 달성된다. 이에 따라, 용융금속을 자동으로 주입하고, 플런저가 용융금속을 가하는 가압력을 제어부가 조절하여, 용융금속을 이동하거나 주입하는 과정에서 안전사고를 예방하고, 제품의 품질을 향상시켜 제품 간의 편차를 줄여서 불량률을 감소시키며, 제작공정을 자동화시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

자동 단조시스템{Automatic forging equipment}

본 발명은 용융금속을 단조방식으로 성형하여 제품을 자동으로 생산하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용탕보온유지장치에서 고온의 용융금속을 퍼올려서 단조장치로 자동으로 주입하고, 플런저가 주입된 용융금속을 가할 때 소요압력을 측정하여 제어부가 플런저의 작동을 제어함으로써, 안전사고를 예방하고 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 자동 단조시스템에 관한 것이다.

종래에는 단조장치에 용융금속을 주입하기 위해서 사람이 직접 용탕에서 용융금속을 퍼서 이를 단조장치로 옮겨 주입하였다.

그런데 용융금속을 옮기는 도중 바닥에 쏟으면 용융금속이 매우 고온이라서 대형사고가 발생할 수 있고, 또한 바닥에 쏟지않고 단조장치로 옮기더라도 단조장치에 걸려서 주입구에 용융금속을 제대로 주입하지 못하면 단조장치가 고장이 나거나 단조장치가 오작동하여 불량제품이 발생하는 문제점이 발생한다. 게다가, 용융금속을 사람이 직접 옮기기 때문에 이동 및 주입 과정이 지연되어 제품 생산력이 떨어지는 문제점이 있다. 특히, 일정한 용량의 용융금속을 단조장치에 주입해야 하는데, 이를 사람이 주입하므로 용탕에서 퍼올리는 용융금속의 양을 맞추기 어려운데다, 용융금속을 용탕에서 퍼 올리더라도 이동시간이 달라지면 용융금속이 대기중에 냉각되어 제품의 편차가 심해지고 질이 현저하게 떨어져 불량률이 상승하는 문제점이 발생한다.

한편, 종래의 단조장치는 플런저를 작동시키는 유압의 압력을 측정하여 플런저가 용융금속을 가하는 가압력을 조절하였다. 이는, 플런저의 작동 과정에서 유체의 손실에 따른 압력변화와 온도변화에 따른 플런저 및 금형의 체적 변화로 인하여 플런저가 용융금속을 가하는 실제 소요압력에 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 제품성형시 가해지는 압력의 편차로 인하여 제품의 품질이 떨어지고, 압력이 균일하지 못하여 제품 간의 품질 편차가 커지며, 불량률 또한 상승한다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 용융금속을 자동으로 주입하고, 플런저가 용융금속을 가하는 가압력을 제어부가 조절하여, 용융금속을 이동하거나 주입하는 과정에서 안전사고를 예방하고, 제품의 품질을 향상시켜 제품 간의 편차를 줄여서 불량률을 감소시키며, 제작공정을 자동화시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 자동주입장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은, 용융금속의 용융상태를 유지하는 용탕보온유지장치;와, 용융금속을 가지고 제품을 성형하는 단조장치;와, 바닥에 지지되는 메인프레임과, 메인프레임의 한 부분에 설치되어 승강하는 승강부와, 승강부의 한 부분에 설치되어 승강부의 승강 방향을 기준으로 회전하는 제1회전부와, 제1회전부의 한 부분에 설치되어 제1회전부의 회전 중심선과 직각인 중심선을 기준으로 회전하는 제2회전부와, 제2회전부의 한 부분에 설치되어 제2회전부의 회전 중심선 방향으로 슬라이드 이동하는 슬라이드이동부와, 슬라이드이동부의 한 부분에 설치되어 제2회전부의 회전 중심선과 직각인 중심선을 기준으로 회전하는 제3회전부 및 제3회전부의 한 부분에 설치되어 회동하고 용탕부에 수용된 용융금속을 퍼내는 버킷을 구비하여 용탕부에 수용된 용융금속을 퍼내어 단조장치로 옮겨서 주입하는 자동주입장치; 및 단조장치 및 자동주입장치의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 단조시스템에 의해 달성된다.

또, 승강부는, 메인프레임에 설치되는 복수의 승강가이드와, 승강가이드와 결합하여 메인프레임의 상부에서 승강하는 승강블록 및 메인프레임의 한 부분에 설치되어 승강블록을 승강시키는 승강실린더를 포함할 수 있다.

또, 제1회전부는, 승강부의 한 부분에 설치되는 제1회전축과, 회전축에 연결되어 회전하는 회전블록과, 회전축과 결합하여 회전하는 회전편 및 승강부의 한 부분에 설치되어 회전편을 회전시키는 회전실린더를 포함할 수 있다.

또, 제2회전부는, 제1회전부의 한 부분에 설치되는 제2회전축 및 제1회전부에 설치되어 제2회전축을 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.

또, 슬라이드이동부는, 제2회전부의 한 부분에 설치되어 제2회전부와 함께 회전하는 회전판과, 회전판에 설치되는 왕복가이드와, 왕복가이드에 끼워져 이동하는 왕복이동편 및 회전판의 일면에 설치되어 왕복이동편을 이송시키는 왕복실린더를 포함할 수 있다.

또, 제3회전부는, 왕복이동편의 한 부분에 설치되어 회전하는 회동편 및 왕복이동편의 다른 부분에 설치되어 회동편을 회전시키는 회동실린더를 포함할 수 있다.

또한, 단조장치에서 성형된 제품을 단조장치로부터 꺼내어 옮기는 탈거이동장치;를 더 포함할 수 있다.

또, 단조장치는, 용융금속으로 제품을 성형하는 상부금형과, 하부금형 및 플런저를 구비하고, 제품의 균일화를 위해서 제품 성형시 제품에 가해지는 소요압력을 측정하도록, 플런저의 중간에 설치되는 압력센서를 포함하되, 압력센서가 제품 성형시 가해지는 압력을 측정하여 측정된 정보를 제어부로 송신할 수 있다.

또, 제어부는, 압력센서로부터 정보를 수신하여 제품 성형시 설정압력이 되도록 플런저의 가압력을 조절할 수 있다.

본 발명은, 용융금속을 용탕에서 퍼내어 단조장치에 자동으로 주입시키고, 용융금속에 가해지는 실제 소요압력을 측정하여 제어부가 플런저의 작동을 제어함으로써, 제품 간의 편차를 줄여 품질을 높일 수 있고, 공정속도를 높여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 나아가 불량률을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 단조장치로 용융금속이 떨어지는 것을 방지함으로써, 단조장치가 오작동하는 것을 방지하여 고품질의 제품을 생산할 수 있으며, 이에 따라 단조장치의 수명을 늘릴 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동 단조시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 단조시스템의 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동 단조시스템에서 자동주입장치의 전방을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 단조시스템에서 자동주입장치의 후방을 나타낸 사시도이다.
도 5 내지 도 12는 본 발명의 자동 단조시스템에서 자동주입장치의 작동 상태를 나타낸 우측면도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 자동 단조시스템에서 자동주입장치의 작동 상태를 나타낸 정면도이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 자동 단조시스템에서 자동주입장치의 작동 상태를 나타낸 우측면도이다.
도 17은 본 발명의 자동 단조시스템에서 단조장치의 일부를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 목적은, 용융금속의 용융상태를 유지하는 용탕보온유지장치(1');와, 용융금속을 가지고 제품을 성형하는 단조장치(2');와, 바닥에 지지되는 메인프레임(1)과, 메인프레임(1)의 한 부분에 설치되어 승강하는 승강부(2)와, 승강부(2)의 한 부분에 설치되어 승강부(2)의 승강 방향을 기준으로 회전하는 제1회전부(3)와, 제1회전부(3)의 한 부분에 설치되어 제1회전부(3)의 회전 중심선과 직각인 중심선을 기준으로 회전하는 제2회전부(4)와, 제2회전부(4)의 한 부분에 설치되어 제2회전부(4)의 회전 중심선 방향으로 슬라이드 이동하는 슬라이드이동부(5)와, 슬라이드이동부(5)의 한 부분에 설치되어 제2회전부(4)의 회전 중심선과 직각인 중심선을 기준으로 회전하는 제3회전부(6) 및 제3회전부(6)의 한 부분에 설치되어 회동하고 용탕부에 수용된 용융금속을 퍼내는 버킷(7)을 구비하여 용탕부에 수용된 용융금속을 퍼내어 단조장치(2')로 옮겨서 주입하는 자동주입장치(3'); 및 단조장치(2')와 자동주입장치(3')의 작동을 제어하는 제어부(4');를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 단조시스템에 의해 달성된다.

또, 승강부(2)는, 메인프레임(1)에 설치되는 복수의 승강가이드(21)와, 승강가이드(21)와 결합하여 메인프레임(1)의 상부에서 승강하는 승강블록(22) 및 메인프레임(1)의 한 부분에 설치되어 승강블록(22)을 승강시키는 승강실린더(23)를 포함할 수 있다.

또, 제1회전부(3)는, 승강부(2)의 한 부분에 설치되는 제1회전축(31)과, 회전축에 연결되어 회전하는 회전블록(32)과, 회전축과 결합하여 회전하는 회전편(33) 및 승강부(2)의 한 부분에 설치되어 회전편(33)을 회전시키는 회전실린더(34)를 포함할 수 있다.

또, 제2회전부(4)는, 제1회전부(3)의 한 부분에 설치되는 제2회전축(41) 및 제1회전부(3)에 설치되어 제2회전축(41)을 회전시키는 모터(42)를 포함할 수 있다.

또, 슬라이드이동부(5)는, 제2회전부(4)의 한 부분에 설치되어 제2회전부(4)와 함께 회전하는 회전판(51)과, 회전판(51)에 설치되는 왕복가이드(52)와, 왕복가이드(52)에 끼워져 이동하는 왕복이동편(53) 및 회전판(51)의 일면에 설치되어 왕복이동편(53)을 이송시키는 왕복실린더(54)를 포함할 수 있다.

또, 제3회전부(6)는, 슬라이드이동부(5)의 한 부분에 설치되어 회전하는 회동편(61) 및 슬라이드이동부(5)의 다른 부분에 설치되어 회동편(61)을 회전시키는 회동실린더(62)를 포함할 수 있다.

또한, 단조장치(2')에서 성형된 제품을 단조장치(2')로부터 꺼내어 옮기는 탈거이동장치(5');를 더 포함할 수 있다.

또, 단조장치(2')는, 용융금속으로 제품을 성형하는 상부금형(2a)과, 하부금형(2b) 및 플런저(2c)를 구비하고, 제품의 균일화를 위해서 제품 성형시 제품에 가해지는 소요압력을 측정하도록, 플런저(2c)의 중간에 설치되는 압력센서(2d)를 포함하되, 압력센서(2d)가 제품 성형시 가해지는 압력을 측정하여 측정된 정보를 제어부(4')로 송신할 수 있다.

또, 제어부(4')는, 압력센서(2d)로부터 정보를 수신하여 제품 성형시 설정압력이 되도록 플런저(2c)의 가압력을 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동 단조시스템을 개략적으로 나타낸 블록도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 단조시스템의 개략적인 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동 단조시스템에서 자동주입장치(3')의 전방을 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 단조시스템에서 자동주입장치(3')의 후방을 나타낸 사시도,

도 5 내지 도 12는 본 발명의 자동 단조시스템에서 자동주입장치(3')의 작동 상태를 나타낸 우측면도,

도 13 및 도 14는 본 발명의 자동 단조시스템에서 자동주입장치(3')의 작동 상태를 나타낸 정면도,

도 15 및 도 16은 본 발명의 자동 단조시스템에서 자동주입장치(3')의 작동 상태를 나타낸 우측면도 및

도 17은 본 발명의 자동 단조시스템에서 단조장치(2')의 일부를 나타낸 단면도이다.

들어가기에 앞서 용탕보온유지장치(1'), 단조장치(2') 및 탈거이동장치(5')는 이미 널리 알려지고 공지된 것을 사용하므로 상세한 설명은 생략하고 간략하게 설명하기로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4 및 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 자동 단조시스템은, 용탕보온유지장치(1'), 단조장치(2'), 자동주입장치(3'), 제어부(4') 및 탈거이동장치(5')를 포함한다.

용탕보온유지장치(1')는, 금속의 용융상태를 유지하는 장치로, 용융금속을 설정온도로 유지시키는 장치이다. 이에 따라, 용융금속은 일정한 온도를 유지한다.

단조장치(2')는, 용탕보온유지장치(1')에 수용된 용융금속을 가지고 단조방식으로 제품을 성형하는 장치로, 상부금형(2a), 하부금형(2b), 플런저(2c) 및 압력센서(2d)를 포함한다.

상부금형(2a)은, 제품을 성형하기 위해서 제품의 상부에 대응하는 모양의 홈이 형성되어 승강한다.

하부금형(2b)은, 제품을 성형하기 위해서 제품의 하부에 대응하는 모양의 홈이 형성되어 상부금형(2a)의 하부에 배치된다.

플런저(2c)는, 대략 관(파이프) 등의 제품을 성형하기 위해서 하부금형(2b)의 홈을 관통하여 하부금형(2b)에 설치되어 승강한다.

따라서, 하부금형(2b)에 용융금속이 주입되고, 상부금형(2a)이 하강하여 하부금형(2b)과 결합한 후 플런저(2c)가 상승하여 제품을 성형한다.

압력센서(2d)는, 제품 성형시 제품에 가해지는 소요압력을 측정하기 위해서 플런저(2c)의 중간에 설치된다. 즉, 플런저(2c)를 상부 및 하부로 나누고 그 사이에 압력센서(2d)를 설치하여 플런저(2c)의 상부와 하부를 연결한다. 이에 따라, 플런저(2c)가 상승하여 제품을 성형할 때, 제품에 가해지는 소요압력을 측정하여 측정된 정보를 제어부(4')로 송신한다.

자동주입장치(3')는, 메인프레임(1), 승강부(2), 제1회전부(3), 제2회전부(4), 슬라이드이동부(5), 제3회전부(6) 및 버킷(7)을 포함한다.

메인프레임(1)은, 대략 직육면체 형태로, 각 모서리는 빔 형태의 프레임이 연결되어 뼈대를 이루고, 상부에 플레이트 형태의 상판(11)이 설치되어 바닥에 지지된다.

승강부(2)는, 승강가이드(21), 승강블록(22) 및 승강실린더(23)를 포함한다.

승강가이드(21)는, 대략 원기둥 형태의 가이드로, 4개의 가이드가 메인프레임(1)의 상판(11)을 관통하여 설치된다. 이에 따라, 승강가이드(21)에 의해서 승강블록(22)은 수평을 유지하면서 상승 또는 하강할 수 있다.

승강블록(22)은, 대략 직사각 형태의 승강플레이트(221)가 승강가이드(21)의 상단과 결합하여 고정되고, 제1회전부(3)의 회전축이 끼워지도록 승강플레이트(221)의 상단에 베어링하우징(222)이 설치되며, 베어링하우징(222)의 내부에 베어링(미도시)이 설치된다.

승강실린더(23)는, 메인프레임(1)의 상판(11) 저면에 설치되고, 피스톤은 상판(11)을 관통하여 승강블록(22)의 저면에 결합된다. 이에 따라, 승강실린더(23)의 피스톤이 작동하면 승강블록(22) 및 승강실린더(23)가 함께 상승 또는 하강한다.

제1회전부(3)는, 제1회전축(31), 회전블록(32), 회전편(33) 및 회전실린더(34)를 포함한다.

제1회전축(31)은, 베어링하우징(222)의 내부에 설치된 베어링에 끼워지되, 베어링하우징(222)의 상단으로 소정 정도 돌출되도록 끼워져 회전한다.

회전블록(32)은, 대략 직사각의 수평패널(321)이 제1회전축(31)의 상단에 결합되고, 수평패널(321)의 일측단에 대략 직사각의 수직패널(322)이 설치된다. 이에 따라, 회전블록(32)은 제1회전축(31)과 함께 좌우로 회전한다.

회전편(33)은, 일단이 제1회전축(31)의 상단에 끼워져 결합되고, 타단이 회전실린더(34)의 피스톤과 회전가능하도록 연결된다. 이에 따라, 회전편(33)은 제1회전축(31)과 함께 회전한다.

회전실린더(34)는, 승강블록(22)의 상단 구석 부분에 "H"빔 형태의 지지프레임(341)이 설치되고, 지지프레임(341)의 끝단에 실린더가 회전가능하도록 설치되며, 피스톤은 회전편(33)과 회전가능하도록 설치된다. 이에 따라, 회전실린더(34)의 피스톤이 전진 또는 후퇴함에 따라 회전편(33), 제1회전축(31) 및 회전블록(32)이 함께 좌측 또는 우측으로 회전한다. 이때, 회전블록(32)의 회전각도는 약 0°내지 90°사이의 각도로 회전한다.

제2회전부(4)는, 제2회전축(41) 및 모터(42)를 포함한다.

제2회전축(41)은, 수직패널(322)의 하부를 관통하여 수직패널(322)에 설치되고, 전단은 회전판(51)과 결합한다. 여기서, 제2회전축(41)의 후방에는 균형추(43)가 설치될 수 있다. 이에 따른 설명은 후술한다.

모터(42)는, 모터축이 수직패널(322)의 상부 전면을 관통하여 수직패널(322)의 전면에 설치된다. 이때, 모터(42)와 제2회전축(41)은 체인(45)과 스프로킷(44) 또는 벨트(미도시)와 풀리(미도시)의 조합으로 연결되며, 모터(42)가 작동하면 제2회전축(41)이 회전한다. 여기서, 모터(42)는 스탭모터 또는 서브모터 등이 사용될 수 있으며, 모터(42)와 제2회전축(41)은 복수의 기어(미도시)로 연결될 수도 있다.

슬라이드이동부(5)는, 회전판(51), 왕복가이드(52), 왕복이동편(53) 및 왕복실린더(54)를 포함한다.

회전판(51)은, 대략 원판 형태로, 후면이 제2회전축(41)의 일단에 수직하게 즉, 제2회전축(41)과 직각으로 설치된다. 이에 따라, 제2회전축(41)이 회전하면 회전판(51)도 함께 회전한다.

왕복가이드(52)는, 2개의 기다란 봉 형태로, 제2회전축(41)과 평행하게 배치되고, 회전판(51)으로부터 전방으로 돌출되도록 회전판(51)에 관통설치된다. 이에 따라, 회전판(51)이 회전하면 왕복가이드(52)도 함께 회전한다.

왕복이동편(53)은, 후방이 개구된 원통형으로, 복수의 돌출편이 양쪽에 구비되고, 복수의 돌출편이 왕복가이드(52)에 끼워진다. 이에 따라, 왕복이동편(53)은 왕복가이드(52)를 타고 전후로 이동하고, 회전판(51)이 회전하면 왕복이동편(53)도 함께 회전한다.

왕복실린더(54)는, 실린더의 후단이 회전판(51)의 전면 중앙에 고정되고, 피스톤이 왕복실린더(54)의 내부 전방에 고정된다. 이에 따라, 왕복실린더(54)의 피스톤이 전후로 작동하면 왕복이동편(53)도 함께 전후로 이동한다.

제3회전부(6)는, 회동편(61), 회동실린더(62)를 포함한다.

회동편(61)은, 상하로 회전하도록 전단이 왕복이동편(53)의 전단과 회동축(63)으로 결합되고, 후단은 회동실린더(62)의 피스톤과 힌지 결합한다. 이에 따라, 회동편(61)은 회동축(63)을 기준으로 상하로 회전한다.

회동실린더(62)는, 실린더의 후단이 왕복이동편(53)의 후방 상부에 힌지 결합되고, 피스톤은 회동편(61)의 후단에 힌지 결합된다. 이에 따라, 회동실린더(62)의 피스톤이 작동하면 회동편(61)이 회동축(63)을 기준으로 상하로 회전한다.

버킷(7)은, 대략 기다란 막대가 달린 국자 형태로 막대의 끝단이 회동편(61)의 전단에 고정된다. 이에 따라, 회동편(61)이 회전하면 버킷(7)이 상하로 회동한다.

상술한, 균형추(43)는 제2회전축(41)의 전방에 슬라이드이동부(5) 및 버킷(7)이 전방으로 길게 설치되기 때문에, 무게가 제2회전축(41)의 전방으로 쏠릴 수 있다. 따라서, 무게의 균형을 맞추기 위해서 제2회전축(41)의 전방에 형성되는 무게에 대응하도록 제2회전축(41)의 후방에 균형추(43)를 설치하는 것이다. 이에 따라, 제2회전축(41)의 전후방의 무게를 균형있게 형성시킴으로써, 본 발명이 기울어지거나 제2회전축(41)이 휘어지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에서 회전하여 작동하는 모든 부분에는 용이한 회전을 위해서 베어링(B)이 설치될 수 있다. 또한, 본 발명에 사용된 모든 실린더는 유압 또는 공압 방식의 실린더가 사용된다. 이는 당업자에게는 당연한 구성들 이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제어부(4')는, 단조장치(2') 및 자동주입장치(3')와 연결되고, 단조장치(2')의 상부금형(2a), 하부금형(2b), 플런저(2c) 등의 작동과 자동주입장치(3')의 작동 및 탈거이동장치(5')의 작동을 제어한다. 즉, 자동주입장치(3')의 작동속도와, 단조장치(2')의 작동속도와 압력 및 탈거이동장치(5')의 작동속도를 제어하며, 이들의 작동순서를 제어한다. 특히, 제어부(4')는 단조장치(2')에서 제품성형시 가해지는 플런저(2c)의 가압력을 조절하는데, 플런저(2c)에 설치된 압력센서(2d)에서 측정된 정보를 수신하고, 측정된 정보를 기설정된 압력 값과 비교하여 플런저(2c)의 가압력을 조절한다. 예를 들면, 일반적인 단조장치(2')는 금형을 작동시키는 유체의 압력을 제어부(4')가 측정하여 단조장치(2')의 작동을 제어하는데, 제품성형시 플런저(2c)가 용융금속에 압력을 가하는 과정에서 유체의 손실에 따른 유압손실과, 온도변화에 따라 플런저(2c) 및 금형의 부피가 팽창하여 길이 및 폭 편차가 발생하고, 이에 따라 실제 플런저(2c)가 제품성형시 가하는 소요압력의 편차가 커진다. 즉, 제품성형시 가해지는 압력에 따라 제품의 품질이 달라지는데, 압력이 균일하지 않아서 제품 간의 품질 편차가 커지며, 불량률 또한 상승한다.

하지만, 본 발명은 이러한 오차를 최소화하도록, 플런저(2c)가 용융금속을 실제로 가하는 소요압력을 측정하기 위한 압력센서(2d)를 플런저(2c)의 중간에 설치하고, 압력센서(2d)로부터 제어부(4')가 정보를 수신받아 기설정된 압력 값과 비교하여 플런저(2c)의 작동을 제어하게 된다. 이때, 제어부(4')는 압력센서(2d)의 상부에 배치된 플런저(2c)의 무게에 해당하는 압력 값을 뺀 값과 기 설정된 압력 값과 비교하여 플런저(2c)의 작동을 제어한다. 이에 따라, 제품 간의 품질 격차를 줄이면서 불량률을 최소화함으로써, 제품의 품질을 높일 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

탈거이동장치(5')는, 단조장치(2')에서 제품성형이 끝난 제품을 꺼내어 컨베이어(conveyor)(미도시)로 옮긴다. 이에 따라, 제품을 생산하는데 있어서 모든 공정을 자동화함으로써, 위험작업에 따른 안전사고를 사전에 방지할 수 있고, 생산속도를 높여서 제품의 생산성 및 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 자동 단조시스템에서 자동주입장치(3')의 작동상태를 상세히 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자동주입장치(3')가 용탕에서 용융금속을 퍼 올리기 위해서는, 승강실린더(23)가 작동하여 승강블록(22)이 상승하고, 왕복실린더(54)가 작동하여 왕복이동편(53)이 돌출한다.

왕복이동편(53)이 돌출되어 용탕 쪽으로 이동하면 버킷(7)이 용탕의 상부에 위치하고, 이때 회동실린더(62)가 작동하여 회동편(61)이 회전하면서 버킷(7)이 아래로 회동한다.(도 8 참조)

버킷(7)이 아래로 회동한 후, 승강실린더(23)를 작동시켜 승강블록(22)을 하강시킨다.(도 9 참조)

승강블록(22)이 하강하면 버킷(7)이 용융금속 속으로 잠기고, 회동실린더(62) 및 승강실린더(23)를 동시에 작동시켜 버킷(7)을 상부로 회동시키면서 승강블록(22)을 상승시킨다. 이에 따라, 버킷(7)은 용탕에 수용된 용융금속을 퍼올리게 된다.(도 10 및 도 11 참조)

버킷(7)으로 용융금속을 퍼내면 왕복실린더(54)가 작동하여 왕복이동편(53)을 후방으로 이송시키고, 왕복이동편(53)이 후방으로 이송된 후에는 회전실린더(34)가 작동한다.(도 12 참조)

회전실린더(34)가 작동하면 평면상에서 회전블록(32) 및 버킷(7)이 좌측으로 회전한다. 그리고, 버킷(7)이 단조장치(2')의 주입구에 위치하도록, 왕복실린더(54)를 작동시켜 왕복이동편(53)을 전방으로 전진시킨다.(도 13 및 도 14 참조)

버킷(7)이 단조장치(2')의 주입구의 상부에 도착하면 모터(42)를 작동시켜 제2회전축(41)을 회전시킨다. 제2회전축(41)이 회전하면 슬라이드이동부(5) 및 버킷(7)이 회전하고, 버킷(7)이 회전하면서 버킷(7)에 담긴 용융금속을 단조장치(2')의 주입구에 부어서 용융금속을 주입시킨다.(도 15 및 도 16 참조)

용융금속 주입이 완료되면 모터(42)를 작동시켜 버킷(7)을 원위치로 회전시키고, 버킷(7)이 원위치로 복원되면 왕복실린더(54)를 작동하여 왕복이동편(53)을 후방으로 이송시킨다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 자동 단조시스템의 작업공정을 설명하기로 한다.

용탕보온유지장치(1')에서 용융금속이 설정온도가 되면 자동주입장치(3')가 용융금속을 퍼내어 단조장치(2')의 하부금형(2b)에 붓는다.

자동주입장치(3')가 단조장치(2')의 하부금형(2b)에 용융금속을 붓고 단조장치(2')로부터 벗어나면 단조장치(2')의 상부금형(2a)이 하강한 후, 플런저(2c)가 상승한다.

플런저(2c)가 용융금속을 기 설정된 압력으로 가압한 후 설정시간이 지나면 상부금형(2a)이 상승하고, 플런저(2c)가 상승하여 제품을 하부금형(2b)으로부터 이탈시킨다.

이탈된 제품을 탈거이동장치(5')가 잡으면 플런저(2c)가 하강하여 제품으로부터 빠져나오고 탈거이동장치(5')가 제품을 컨베이어로 이송시킨다.

이러한 과정을 반복하여 제품을 자동생산한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 작동순서를 반복적으로 수행함으로써, 설정된 시간 내에 용탕에 수용된 용융금속을 단조장치(2')에 공급함으로써, 제작시간을 단축할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 첫 단계의 작동부터 마지막 단계의 작동까지 동일한 시간 내에 수행하기 때문에, 제품제작을 할 때마다 온도가 동일한 용융금속을 단조장치(2')에 공급함으로써, 제품 간의 편차를 최소화시키고 품질을 향상시킬 수 있으며, 동시에 불량률을 최소화시킬 수 있다. 게다가, 위험한 작업을 작업자가 아닌 본 발명의 자동주입장치(3')가 대신하므로, 인명피해에 대한 안전사고를 예방할 수 있으며, 항상 일정량의 용융금속을 단조장치(2')로 공급함으로써 불량제품이 발생하는 것을 예방할 수 있다. 나아가, 단조장치(2')의 하부금형(2b) 위로 용융금속을 쏟는 실수를 예방함으로써, 단조장치(2')가 오작동하는 것을 방지하고, 단조장치(2')의 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 왕복이동편(53)에 제3회전부(6)를 설치함으로써, 용융금속을 퍼낼 때에 버킷(7)만 움직이면 되므로 최소한의 동작으로 용융금속을 퍼낼 수 있어서 사고발생률을 최소화시킬 수 있다. 즉, 위험한 작업인 용융금속을 퍼낼 때에 장치의 다른 구성들은 움직이지 않고 정지된 상태에서 버킷(7)만 움직이게 되므로, 오작동 및 사고발생을 최소화할 수 있고 이에 따라 에너지를 절감할 수 있으며, 특히 작업영역을 최소화시킬 수 있어서 장애물과의 간섭을 최소화시킬 수 있다.

그리고, 플런저(2c)가 용융금속에 가하는 소요압력을 측정하여 제어부(4')가 플런저(2c)의 압력을 조절함으로써, 제품 간의 품질 격차를 줄이면서 불량률을 최소화할 수 있고, 나아가 제작공정을 자동화시킴으로써 위험작업에 따른 안전사고를 예방할 수 있으며, 제품의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

상술한 본 발명을 설명하는데 있어서, 그 실시 예가 상이하더라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 필요에 따라 그 설명을 생략할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주 내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시할 수 있을 것이다.

1'; 용탕보온유지장치
2'; 단조장치
2a; 상부금형
2b; 하부금형
2c; 플런저
2d; 압력센서
3'; 자동주입장치
4'; 제어부
5'; 탈거이동장치
1; 메인프레임
11; 상판
2; 승강부
21; 승강가이드
22; 승강블록
221; 승강플레이트
222; 베어링하우징
23; 승강실린더
3; 제1회전부
31; 제1회전축
32; 회전블록
321; 수평패널
322; 수직패널
33; 회전편
34; 회전실린더
341; 지지프레임
4; 제2회전부
41; 제2회전축
42; 모터
43; 균형추
44; 스프로킷
45; 체인
5; 슬라이드이동부
51; 회전판
52; 왕복가이드
53; 왕복이동편
54; 왕복실린더
6; 제3회전부
61; 회동편
62; 회동실린더
63; 회동축
7; 버킷
B; 베어링

Claims

용융금속의 용융상태를 유지하는 용탕보온유지장치;
상기 용융금속을 가지고 제품을 성형하는 단조장치;
바닥에 지지되는 메인프레임과, 상기 메인프레임의 한 부분에 설치되어 승강하는 승강부와, 상기 승강부의 한 부분에 설치되어 상기 승강부의 승강 방향을 기준으로 회전하는 제1회전부와, 상기 제1회전부의 한 부분에 설치되어 상기 제1회전부의 회전 중심선과 직각인 중심선을 기준으로 회전하는 제2회전부와, 상기 제2회전부의 한 부분에 설치되어 상기 제2회전부의 회전 중심선 방향으로 슬라이드 이동하는 슬라이드이동부와, 상기 슬라이드이동부의 한 부분에 설치되어 상기 제2회전부의 회전 중심선과 직각인 중심선을 기준으로 회전하는 제3회전부 및 상기 제3회전부의 한 부분에 설치되어 회동하고 상기 용탕부에 수용된 용융금속을 푸는 버킷을 구비하여 상기 용탕부에 수용된 용융금속을 퍼내어 상기 단조장치로 옮겨서 주입하는 자동주입장치; 및
상기 단조장치 및 상기 자동주입장치의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 단조시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 승강부는,
상기 메인프레임에 설치되는 복수의 승강가이드와,
상기 승강가이드와 결합하여 상기 메인프레임의 상부에서 승강하는 승강블록 및
상기 메인프레임의 한 부분에 설치되어 상기 승강블록을 승강시키는 승강실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 단조시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제1회전부는,
상기 승강부의 한 부분에 설치되는 제1회전축과,
상기 회전축에 연결되어 회전하는 회전블록과,
상기 회전축과 결합하여 회전하는 회전편 및
상기 승강부의 한 부분에 설치되어 상기 회전편을 회전시키는 회전실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 단조시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제2회전부는,
상기 제1회전부의 한 부분에 설치되는 제2회전축 및
상기 제1회전부에 설치되어 상기 제2회전축을 회전시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 단조시스템.
제 1 항에 있어서,
슬라이드이동부는,
상기 제2회전부의 한 부분에 설치되어 상기 제2회전부와 함께 회전하는 회전판과,
상기 회전판에 설치되는 왕복가이드와,
상기 왕복가이드에 끼워져 이동하는 왕복이동편 및
상기 회전판의 일면에 설치되어 상기 왕복이동편을 이송시키는 왕복실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 단조시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 제3회전부는,
상기 왕복이동편의 한 부분에 설치되어 회전하는 회동편 및
상기 왕복이동편의 다른 부분에 설치되어 상기 회동편을 회전시키는 회동실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 단조시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 단조장치에서 성형된 제품을 상기 단조장치로부터 꺼내어 옮기는 탈거이동장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 단조시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 단조장치는,
상기 용융금속으로 제품을 성형하는 상부금형과, 하부금형 및 플런저를 구비하고, 제품의 균일화를 위해서 제품 성형시 제품에 가해지는 소요압력을 측정하도록, 플런저의 중간에 설치되는 압력센서를 포함하되,
상기 압력센서가 제품 성형시 가해지는 압력을 측정하여 측정된 정보를 상기 제어부로 송신하는 것을 특징으로 하는 자동 단조시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 압력센서로부터 정보를 수신하여 제품 성형시 설정압력이 되도록 상기 플런저의 가압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 자동 단조시스템.