KR20150112719A

KR20150112719A - 다관절 로봇을 이용한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치

Info

Publication number: KR20150112719A
Application number: KR1020140075451A
Authority: KR
Inventors: 임병용
Original assignee: (주)그린케이지케이
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2015-10-07

Abstract

본 발명은 다이캐스팅 기기의 금형 내면에 이형제(Mold release agent)를 분사하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다관절 로봇에 의해 작용하는 노즐부를 이용하여 이형제를 미스트(Mist) 방식으로 분사함에 따라 효과적인 이형제 분사작업이 이루어지는 다관절 로봇을 이용한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치에 관한 것이다.
이를 위해 다이캐스팅 기기의 몸체(1)에 설치된 가동금형(2a)과 고정금형(2b) 내면에 이형제를 스프레이 방식으로 미스트 분사하는 이형제 분사노즐을 구비한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치로서, 상기 다이캐스팅 기기의 몸체(2)에 방진구조로 장착된 다관절 로봇(3)과, 상기 다관절 로봇(3)의 말단에 현수 플랜지(4)를 매개로 장착된 스프레이 헤드 카세트 유닛(5), 상기 스프레이 헤드 카세트 유닛(5)이 개방된 가동금형(2a)과 고정금형(2b) 사이에서 다관절 로봇(3)의 다축(3a)들에 의해 전후좌우 상하로 자유롭게 제어되어 가동금형(2a)과 고정금형(2b) 내면에 에어분사와 이형제 분사가 이루어지도록 작용한다.

Description

다관절 로봇을 이용한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치{Mold release agent apparatus of die-casting mold using articulated robotic}

본 발명은 다이캐스팅 기기의 금형 내면에 이형제(Mold release agent)를 분사하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다관절 로봇에 의해 작용하는 노즐부를 이용하여 이형제를 미스트(Mist) 방식으로 분사함에 따라 효과적인 이형제 분사작업이 이루어지는 다관절 로봇을 이용한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 다이캐스팅(Die-casting)은 정밀한 금형에 용융금속을 압입하여 고정도 이면서 주물표면의 정밀도가 뛰어난 주물 성형품을 단시간 내에 대량 생산할 수 있는 주물 생산방식으로 주조법의 일종이다.

이 같은 다이캐스팅 주조방식에 있어서 다이캐스팅 기기에 설치되는 금형은 주물 성형물을 분리시킨 후 반복 상용되는 주형으로, 주물 성형물과 금형의 원활한 분리가 이루어지지 않게 되면 성형물의 불량이 발생하고 고가 장비인 금형 자체에도 손상이 되는 문제가 발생하게 되므로 주물 성형물을 금형 내에서 성형하기 전, 금형 표면에 이형제를 도포하여 금형에서 성형물이 손쉽게 분리되도록 되어 있다.

일반적으로 이형제는 금속이나 수지상의 윤활물질을 에멀션화 한 원액을 물에 일정비율로 희석하여 사용하게 되는데, 금형 표면에 고르게 도포하거나 분사하여 사용하였다.

종래 이러한 이형제 분사장치로 대한민국 등록실용신안 제20-0410002호는 금속표면에 이형제를 스프레이 하는 방식으로 작용하는 믹싱 어드바이저가 제안되었으며, 대한민국 공개특허 제10-2007-0068279호와 같은 다이캐스팅 머신의 이형제 분사장치도 제안되었다.

종래 상기와 같이 다이캐스팅 기기의 금형에 이형제를 스프레이 방식으로 분사하는 장치들은 금형 변경시 분사헤드 또는 분사노즐을 가진 헤드 카세트 유닛을 교체되는 금형에 맞게 교체해야 할 뿐만 아니라, 헤드 카세트 유닛의 탈부착시 노즐 또는 분사헤드의 위치 변화로 인한 품질저하 문제를 야기시키고, 헤드 카세트 유닛의 특성상 상하위치 제어만 가능하기 때문에 전후좌우로 이동시키어 보다 정밀한 위치제어가 불가능함으로써 고른 이형제 분사량을 증대시키어 이형제의 사용이 증가되는 문제점 등을 지니고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 다관절 로봇에 적용되는 분사노즐들이 설치된 헤드 카세트 유닛을 이용하여 정밀위치 제어와, 이형제와 에어 분리제어, 미스트 분사방식으로 수분 잔존의 최소화에 의해 이형제 분사량 감소와 정확한 이형제 분사작업이 이루어지는 다관절 로봇을 이용한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다이캐스팅 기기에 설치된 가동금형과 고정금형 내면에 이형제를 스프레이 방식으로 미스트 분사하는 이형제 분사노즐을 구비하여 이루어진 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치에 있어서, 상기 다이캐스팅 기기의 몸체에 방진구조를 장착된 다관절 로봇과, 상기 다관절 로봇의 말단에 현수 플랜지를 매개로 장착된 스프레이 헤드 카세트 유닛, 상기 스프레이 헤드 카세트 유닛이 개방된 가동금형과 고정금형 사이에서 다관절 로봇의 다축들에 의해 전후좌우 상하로 자유롭게 제어되어 에어분사와 이형제 분사가 이루어지도록 되어 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 스프레이 헤드 카세트 유닛에 설치된 에어 분사노즐들과 이형제 미스트 분사노즐들에 의해 가동금형과 고정금형의 내면에서 이물질 제거와 이형제 미스트 분사도포가 정확하게 이루어진다.

이러한 본 발명에 따른 다관절 로봇을 이용한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치는 필요에 따라 변경되는 금형의 필요부위에 맞추어 선택적인 에어 및 이형제 분사공급과, 에어분사 압력 강화로 수분제거 효율증대, 미스트 분사로 수분 잔존 최소화, 스프레이 동작 최적화에 의한 생산시간 단축 및, 안정적인 이형제 공급에 따른 스프레이 노즐 막힘 등의 관리 최소화로 운영과 보유부담의 저감 효과 등이 이루어진다.

도 1은 본 발명이 적용되는 다이캐스팅 기기 전체의 측면도,
도 2는 본 발명의 요부인 다관절 로봇에 설치된 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치의 측면도,
도 3 (A)와 (B)는 도 2에서 스프레이 헤드 카세트 유닛의 확대 평면도와 정면도,
도 4는 도 3에 설치되는 이형제 스프레이 분사 노즐의 확대 단면도,
도 5는 도 2에 에어호스와 이형제 공급호스의 설치된 상태를 보여주는 다관절 로봇의 도면,
도 6은 본 발명의 작동상태 흐름도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 다이캐스팅 기기의 몸체(1)에서 가동금형(2a)과 고정금형(2b) 사이에 설치된 상태를 보여주는 도면이고, 도 2와 도 5는 본 발명에 따른 다관절 로봇을 이용한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치를 보여주는 도면들이다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 다이캐스팅 기기의 몸체(1)에 설치된 가동금형(2a)과 고정금형(2b) 내면에 이형제를 스프레이 방식으로 미스트 분사하는 이형제 분사노즐을 구비한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치로서, 상기 다이캐스팅 기기의 몸체(2)에 방진구조로 장착된 다관절 로봇(3)과, 상기 다관절 로봇(3)의 말단에 현수 플랜지(4)를 매개로 장착된 스프레이 헤드 카세트 유닛(5), 상기 스프레이 헤드 카세트 유닛(5)이 개방된 가동금형(2a)과 고정금형(2b) 사이에서 다관절 로봇(3)의 다축(3a)들에 의해 전후좌우 상하로 자유롭게 제어되어 가동금형(2a)과 고정금형(2b) 내면에 에어분사와 이형제 분사가 이루어지도록 되어 있다.

여기서 상기 다관절 로봇(3)은 다이캐스팅 기기의 몸체(1)에 브라켓트(6)와 방진패드(7) 및 방진 베이스(8)를 매개로 설치된 방진구조를 갖추고 있어서 작동시 기기의 진동으로 인한 유격발생으로 오작동을 방지하는 역할을 하면서 보다 정밀하고 정확한 로봇제어가 이루어지는 구조를 갖는다.

그리고 도 5에 도시된 바와 같이 상기 스프레이 헤드 카세트 유닛(5)에 연결된 이형제 및 에어호스(9)들이 로봇의 움직임에 의해 꼬이게 되는 것을 방지하기 위해 공지와 같이 베어링을 적용한 연결 부착수단(20)을 이용하고 있다.

또한, 상기 이형제 및 에어호스(9)에 공급되는 이형제와 에어는 펌프(10)와 에어 증압장치(11)에 의해 공급되는바, 여기서 상기 스프레이 헤드 카세트 유닛(5)에는 에어분사를 통하여 가동금형(2a)과 고정금형(2b) 내의 이물질을 제거하고 금형의 냉각효과를 가져다주면서 저소음으로 작용하는 에어노즐(12)들과 이형제 분사노즐(13)들이 4개의 측면부에 대칭으로 식립되어 있다.

그리고 상기 이형제 분사노즐(13)은 도 4에 도시된 바와 같이 이형제 유량제어가 공지의 제어밸브(14)에 의해 이루어지는데, 상기 제어밸브(14)는 이형제 공급관로(15)를 개폐하는 스프링(16)으로 탄지되고 상하 에어 공급관로(19a,19b) 상하로 공급되는 공압에 의해 작동하는 밸브 몸체(17)를 구비하고 있으며, 상기 제어밸브(14)에 공압을 공급하면 밸브 몸체(17)가 스프링(16)을 눌러서 하강하여 밸브가 열리어 이형제(100)가 에어관로(18)를 통해 공급되는 스프레이 에어와 이형제 분사노즐(13)의 말단에서 최종 믹싱되어 이형제(100)의 미스트 분사가 이루어진다.

이로 인해 이형제(100)가 상기 이형제 분사노즐(13) 관로에 남아있지 않고 이형제의 유량을 제어밸브(14)로 정확하게 제어할 수 있다.

또한, 상기 스프레이 헤드 카세트 유닛(5)으로 제공되는 에어와 이형제(100)는 펌프(10)와 에어 증압장치(11)를 이용하여 공급하면서 이형제(100)는 이형제 분사노즐(13)에서 에어와 스프레이 방식으로 혼합되어 미스트 분사방식으로 고정금형(2b)과 가동금형(2a) 내면에 분사하여 도포하도록 되어 있으며, 또한 이형제 스프레이 분사 도포 전에 상기 가동금형(2a)과 고정금형(2b) 내면의 효율적 이물질 제거를 위해 에어노즐(12)들에 증압된 에어공급이 에어 증압장치(11)에 의해 이루어진다.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 다관절 로봇을 이용한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치의 작동 흐름을 설명하는 흐름도로서, 도면에 도시된 바와 같이 금형이 개방되면 다관절 로봇(3)에 설치된 스프레이 헤드 카세트 유닛(5)이 대기 위치에 있다가 에어노즐(12)들의 에어 블로어에 의해 이물질 제거와 외부 냉각작용이 이루어지고, 이형제 미스트 분사작업이 이루어진 다음, 상기 다관절 로봇(3)이 원위치로 복귀되면, 금형이 닫히게 되어 이형제 작업을 완료하게 된다.

상기와 같은 본 발명은 금형제품의 품질향상에 있어서 금형 내부에 잔존하는 이물질 제거와 이형제 분사 작업이 보다 정확하고 신속하게 이루어지면서 이형제 불량에 의한 불량률이 감소됨에 따라 생산효과의 증대를 도모할 수 있도록 되어 있다.

1 : 몸체, 2a : 가동금형,
2b : 고정금형, 3 : 다관절 로봇,
4 : 현수 플랜지, 5 : 스프레이 헤드 카세트 유닛,
6 : 브라켓트, 7 : 방진패드,
8 : 방진 케이스, 9 : 호스,
10 : 펌프, 11 : 에어 증압장치,
12 : 에어노즐, 13 : 이형제 분사노즐,
14 : 제어밸브, 15 : 이형제 공급관로,
16 : 스프링, 17 : 밸브몸체,
18 : 에어관로.

Claims

다이캐스팅 기기의 몸체(1)에 설치된 가동금형(2a)과 고정금형(2b) 내면에 이형제를 스프레이 방식으로 미스트 분사하는 이형제 분사노즐을 구비한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치로서, 상기 다이캐스팅 기기의 몸체(2)에 방진구조로 장착된 다관절 로봇(3)과, 상기 다관절 로봇(3)의 말단에 현수 플랜지(4)를 매개로 장착된 스프레이 헤드 카세트 유닛(5), 상기 스프레이 헤드 카세트 유닛(5)이 개방된 가동금형(2a)과 고정금형(2b) 사이에서 다관절 로봇(3)의 다축(3a)들에 의해 전후좌우 상하로 자유롭게 제어되어 가동금형(2a)과 고정금형(2b) 내면에 에어분사와 이형제 분사가 이루어지도록 작용하는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇을 이용한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치.
제 1항에 있어서,
상기 다관절 로봇(3)은 다이캐스팅 기기의 몸체(1)에 브라켓트(6)와 방진패드(7) 및 방진 베이스(8)를 매개로 설치된 방진구조를 갖춘 것을 특징으로 하는 다관절 로봇을 이용한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치.
제 1항에 있어서,
상기 스프레이 헤드 카세트 유닛(5)에는 공급되는 이형제와 에어는 이형제 및 에어호스(9)를 통해 펌프(10)와 에어 증압장치(11)에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇을 이용한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치.
제 1항에 있어서,
상기 스프레이 헤드 카세트 유닛(5)에는 에어분사를 통하여 가동금형(2a)과 고정금형(2b) 내의 이물질을 제거하고 금형의 냉각효과를 가져다주면서 저소음으로 작용하는 에어노즐(12)들과 이형제 분사노즐(13)들이 4개의 측면부에 대칭으로 식립된 것을 특징으로 하는 다관절 로봇을 이용한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치.
제 4항에 있어서,
상기 이형제 분사노즐(13)에는 제어밸브(14)가 설치되되, 상기 제어밸브(14)는 이형제 공급관로(15)를 개폐하는 스프링(16)으로 탄지되고 상하 에어 공급관로(19a,19b) 상하로 공급되는 공압에 의해 작동하는 밸브 몸체(17)를 구비하고 있으며, 상기 제어밸브(14)에 공압을 공급하면 밸브 몸체(17)가 스프링(16)을 눌러서 하강하여 밸브가 열리어 이형제(100)가 에어관로(18)를 통해 공급되는 스프레이 에어와 이형제 분사노즐(13)의 말단에서 최종 믹싱되어 이형제(100)의 미스트 분사가 이루어지는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇을 이용한 다이캐스팅 금형의 이형제 분사장치.