KR20170038355A

KR20170038355A - 수전주조물의 자동주조시스템

Info

Publication number: KR20170038355A
Application number: KR1020150137629A
Authority: KR
Inventors: 김주용
Original assignee: 대림수전 주식회사
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2017-04-07

Abstract

본 발명은 수전주조물을 주조하기 위한 자동주조시스템을 제공한다. 본 발명의 자동주조시스템은 기대(10); 상기 기대(10)의 회전축기구(16)를 중심으로 하여 90°씩 간헐회전할 수 있도록 배치되고 4개의 변(12a, 12b, 12c, 12d)을 갖는 정사각형의 턴테이블(12); 상기 턴테이블(12)의 각 변(12a, 12b, 12c, 12d)에 지지대(24)를 통하여 배치되는 동일한 구조이고 하프몰드(54, 100)가 구비된 주조유니트(18); 상기 턴테이블(12)의 상기 변(12b)에 인접하여 배치되고 암(116)에 레이들(118)이 구비된 제1로봇장치(114); 상기 제1로봇장치(114)에 인접하여 배치된 용융로(120); 상기 턴테이블(12)의 상기 변(12c)에 인접하여 배치되고 암(124)에 브러쉬(126)가 구비된 제2로봇장치(122); 상기 턴테이블(12)의 상기 변(12c)에 인접하여 상기 주조유니트(18)의 하측위치에 배치된 제품반출슈트(121); 상기 턴테이블(12)의 상기 변(12d)에 인접하여 상기 주조유니트(18)의 하측에 배치된 냉각조(128)와; 상기 냉각조(128)에 인접하여 배치되고 상기 주조유니트(18)의 하프몰드(54, 100)의 온도를 측정하기 위한 온도측정기(130)를 포함하고, 상기 턴테이블(12)의 각 변(12a, 12b, 12c, 12d)이 각각 중자삽입구간인 제1구간(A), 용탕주입구간인 제2구간(B), 제품발취 및 몰드청소구간인 제3구간(C), 몰드냉각 및 이형제도포구간인 제4구간(D)에 해당하며, 상기 제1구간(A)에서 상기 턴테이블(12)의 상기 변(12a)에 배치된 상기 주조유니트(18)의 상기 하프몰드(100)에 수전주조물의 주조를 위한 중자가 삽입되고, 상기 제2구간(B)에서 상기 턴테이블(12)의 상기 변(12b)에 배치된 상기 주조유니트(18)의 상기 하프몰드(54, 100)에 수전주조물의 주조를 위한 용탕이 주입되며, 상기 제3구간(C)에서 상기 턴테이블(12)의 상기 변(12c)에 배치된 상기 주조유니트(18)의 상기 하프몰드(54)로부터 주조된 수전주조물이 발취되고 상기 각 하프몰드(54, 100)의 청소가 이루어지며, 상기 제4구간(D)에서 상기 턴테이블(12)의 상기 변(12d)에 배치된 상기 주조유니트(18)의 상기 각 하프몰드(54, 100)의 온도가 측정되고 상기 각 하프몰드(54, 100)가 상기 냉각조(128)의 냉각수에 의하여 냉각되고 이형제가 도포되는 과정이 수행됨을 특징으로 한다.

Description

수전주조물의 자동주조시스템 {AUTO CASTING SYSTEM FOR FAUCET CASTINGS}

본 발명은 냉온수혼합수전 등과 같은 황동금속제의 수도꼭지류를 제작하기 위하여 얻는 수전주조물을 자동으로 주조하기 위한 수전수조물의 자동주조시스템에 관한 것으로, 특히 합형되는 두 하프몰드중의 하나에 중자를 삽입배치하는 작업을 제외한 일련의 과정, 예를 들어 용탕주입과정, 제품발취과정, 몰드청소과정, 몰드냉각 및 이형제도포과정 등 일련의 과정이 자동화되어 수행되는 수전주조물의 자동주조시스템에 관한 것이다.

다양한 수도꼭지류, 예를 들어 냉온수혼합수전과 같은 수전주조물은 황동으로 주조된다. 이를 위하여 수전주조물의 외부형상을 결정하는 두개의 하프몰드와 내부형상을 결정하는 주조사의 중자가 필요하다.

일반적으로 수전주조물의 내부형상을 결정하는 중자는 중자성형기에 의하여 성형되고, 중자가 작업자에 의하여 하프몰드 중의 하나에 삽입된 후 용융황동의 용탕이 중력주조방식으로 주입되고 주조물의 냉각후에 탈형되고 하프몰드는 흑연 이형제가 함유된 냉각수에 침지되었다가 꺼내어 냉각처리된다. 이러한 일련의 과정은 숙련된 작업자에 의하여 반수동 또는 반자동으로 수행되어 작업시간이 길고 생산성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한 이러한 문제점과 함께 숙련된 작업자라 하더라도 제반 기계설비의 비자동화 환경에 따라 수반될 수 있는 불량률을 줄이지 못하는 결점이 있었다.

비록, 수전주조물이 아닌 다른 유형의 주조물이 인라인형의 주조설비에서 주조될 수 있으나 전반적으로 완전히 자동화되었다고 할 수 없다.

본 발명에 있어서는 종래의 이와 같은 점을 감안하여 창안한 것으로, 4개의 작업구간을 회전방향으로 배치하고 그 중앙에 정사각형의 턴테이블을 배치하며, 정사각형 턴테이블의 각 변에는 하프몰드가 각각 가동형 몰드홀더와 고정형 몰드홀더에 결합되는 주조유니트의 셋트가 배치되어, 정사각형 턴테이블의 회전에 따라, 제1구간에서 하프몰드에 중자가 삽입되고, 제2구간에서 합형된 몰드에 용탕이 주입되며, 제3구간에서 몰드로부터 주조물이 발취되고 몰드가 청소되며, 제4구간에서 몰드가 냉각되고 흑연분말의 이형제가 도포되며, 제4구간에서 냉각되고 이형제가 도포되어 다음 주조과정이 준비된 후에 다시 제1구간의 작업이 이루어지는 일련의 과정이 연속반복적으로 수행될 수 있도록 자동화함으로서, 생산성을 높이고 제품의 불량률을 낮출 수 있는 수전주조물의 자동주조시스템을 제공한다.

이를 위하여, 본 발명에 있어서는 수전주조물을 주조하기 위한 자동주조시스템을 제공하는 바, 상기 자동주조시스템이 기대; 상기 기대의 회전축기구를 중심으로 하여 90°씩 간헐회전할 수 있도록 배치되고 4개의 변을 갖는 정사각형의 턴테이블; 상기 턴테이블의 각 변에 지지대를 통하여 배치되는 동일한 구조이고 두개의 하프몰드가 구비된 주조유니트; 상기 턴테이블의 상기 일측 변에 인접하여 배치되고 암에 레이들이 구비된 제1로봇장치; 상기 제1로봇장치에 인접하여 배치된 용융로; 상기 턴테이블의 다른 변에 인접하여 배치되고 암에 브러쉬가 구비된 제2로봇장치; 상기 턴테이블의 또 다른 변에 인접하여 상기 주조유니트의 하측위치에 배치된 제품반출슈트; 상기 턴테이블의 또 다른 변에 인접하여 상기 주조유니트의 하측에 배치된 냉각조와; 상기 냉각조에 인접하여 배치되고 상기 주조유니트의 하프몰드의 온도를 측정하기 위한 온도측정기를 포함하고, 상기 턴테이블의 각 변이 각각 중자삽입구간인 제1구간(A), 용탕주입구간인 제2구간(B), 제품발취 및 몰드청소구간인 제3구간(C), 몰드냉각 및 이형제도포구간인 제4구간(D)에 해당하며, 상기 제1구간(A)에서 상기 턴테이블의 상기 변에 배치된 상기 주조유니트의 상기 하프몰드에 수전주조물의 주조를 위한 중자가 삽입되고, 상기 제2구간(B)에서 상기 턴테이블의 상기 변에 배치된 상기 주조유니트의 상기 하프몰드에 수전주조물의 주조를 위한 용탕이 주입되며, 상기 제3구간(C)에서 상기 턴테이블의 상기 변에 배치된 상기 주조유니트의 상기 하프몰드로부터 주조된 수전주조물이 발취되고 상기 각 하프몰드의 청소가 이루어지며, 상기 제4구간(D)에서 상기 턴테이블의 상기 변에 배치된 상기 주조유니트의 상기 각 하프몰드의 온도가 측정되고 상기 각 하프몰드가 상기 냉각조의 냉각수에 의하여 냉각되고 이형제가 도포되는 과정이 수행됨을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 하프몰드가 구비된 상기 주조유니트가 상기 턴테이블에 대하여 회전축에 착설된 상기 지지대를 통하여 회전가능하게 지지되고 상기 지지대에 각각 회전축을 통하여 회전가능하게 착설되는 가동형 몰드홀더와 고정형 몰드홀더를 가지며, 상기 하프몰드는 상기 가동형 몰드홀더에 배치되고 상기 하프몰드는 상기 고정형 몰드홀더에 배치된다.

본 발명에 있어서, 상기 제1구간(A)에서, 상기 주조유니트가 상기 턴테이블(12)에 대하여 회전하는 상기 지지대의 시계방향 회전으로 경사지게 회전하여 상기 고정형 몰드홀더의 상기 하프몰드에 수전주조물의 주조를 위한 중자가 삽입된 후, 상기 가동형 몰드홀더의 상기 하프몰드가 상기 고정형 몰드홀더의 상기 하프몰드에 합형되고, 상기 지지대의 역방향 회전으로 상기 주조유니트가 수평이 되게 복귀되며, 상기 제2구간(B)에서, 상기 하프몰드가 합형된 상태에서 상기 주조유니트가 시계방향 회전으로 경사지게 회전되고 상기 제1로봇장치의 상기 암에 구비된 상기 레이들이 상기 용융로로부터 용탕을 운반하여 상기 주조유니트가 복귀회전하는 과정에서 합형된 상기 하프몰드에 용탕을 주입하며, 상기 제3구간(C)에서 상기 주조유니트의 상기 가동형 몰드홀더가 시계방향으로 수직이 되게 회전하여 상기 하프몰드로부터 주조된 제품인 수전주조물이 상기 제품반출슈트 측으로 발취되고 상기 하프몰드가 제2로봇장치의 상기 암에 구비된 브러쉬로 청소되며, 상기 제4구간(D)에서 상기 주조유니트의 가동형 몰드홀더와 고정형 몰드홀더의 각 하프몰드가 온도측정기에 의하여 온도가 측정된 후 수직하측으로 향하도록 회전되어 상기 냉각조의 냉각수에 침지되어 냉각처리된다.

본 발명에 있어서, 상기 주조유니트의 상기 가동형 몰드홀더와 상기 고정형 몰드홀더에 착설되는 상기 각 하프몰드에 각각 이젝터핀이 구비된다.

본 발명에 있어서, 상기 제4구간(D)에서 상기 냉각조에 인정하여 배치된 온도측정기가 상기 각 하프몰드의 온도를 비접촉식으로 검출할 수 있는 레이저검출식 온도측정기이다.

이와 같은 본 발명은 4개의 작업구간을 회전방향으로 배치하고 그 중앙에 정사각형의 턴테이블을 배치하며, 정사각형 턴테이블의 각 변에는 하프몰드가 각각 가동형 몰드홀더와 고정형 몰드홀더에 결합되는 주조유니트의 셋트가 배치되어, 정사각형 턴테이블의 회전에 따라, 제1구간에서 하프몰드에 중자가 삽입되고, 제2구간에서 합형된 몰드에 용탕이 주입되며, 제3구간에서 몰드로부터 주조물이 발취되고 몰드가 청소되며, 제4구간에서 몰드가 냉각되고 흑연분말의 이형제가 도포되며, 제4구간에서 냉각되고 이형제가 도포되어 다음 주조과정이 준비된 후에 다시 제1구간의 작업이 이루어지는 일련의 과정이 연속반복적으로 수행될 수 있도록 자동화함으로서, 생산성을 높이고 제품의 불량률을 낮출 수 있는 수전주조물의 자동주조시스템을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 수전주조물의 자동주조시스템의 개략적인 구성을 보인 평면도.
도 2는 본 발명의 내용과 도면을 간명하게 보이기 위하여 본 발명 자동주조시스템의 한 구성요소인 턴테이블의 한 변에 한 셋트의 주조유니트가 배치된 것을 보인 평면도.
도 3은 도 2에서 보인 본 발명 구성의 정면도.
도 4는 턴테이블의 각 변에 배치되는 한 셋트의 주조유니트를 보인 평단면도.
도 5는 주조유니트의 가동형 몰드홀더를 상세히 보인 평단면도.
도 6은 주조유니트의 고정형 몰드홀더를 상세히 보인 평단면도.
도 7은 가동형 몰드홀더에 결합되어 있는 하프몰드가 고정형 몰드홀더의 히프몰드에 합형되는 것을 보인 평단면도.
도 8은 합형된 몰드에서 주조물이 주조된 후 가동형 몰드홀더의 하프몰드로부터 주조물이 발취되는 것을 설명하는 평단면도.
도 9는 주조유니트가 제1구간(A)인 중자삽입구간의 위치에 배치되어 있음을 보인 평면도.
도 10a 내지 도 10d는 제1구간(A)에 배치된 주조유니트의 몰드에 중자가 공급되어 몰드내에 삽입되는 과정을 보인 주조유니트의 정면도.
도 11은 주조유니트가 제2구간(B)인 용탕주입구간의 위치에 배치되어 있음을 보인 평면도.
도 12a 내지 도 12c는 제2구간(B)에 배치된 주조유니트의 합형된 몰드에 용탕이 주입되는 과정을 보인 주조유니트의 정면도.
도 13은 주조유니트가 제3구간(C)인 제품발취 및 몰드청소구간의 위치에 배치되어 있음을 보인 평면도.
도 14a 내지 도 14e는 제3구간(C)에 배치된 주조유니트로부터 주조된 제품, 즉 주조물이 발취되고 몰드가 청소되는 과정을 보인 정면도.
도 15는 주조유니트가 제4구간(D)인 몰드냉각 및 이형제도포구간의 위치에 배치되어 있음을 보인 평면도.
도 16a 및 도 16b는 제4구간(D)에 배치된 주조유니트의 몰드가 냉각 및 이형제도포되는 과정을 보인 정면도.

본 발명은 다양한 형태의 수전주조물을 주조하기 위한 자동주조시스템이다. 본 발명의 시스템에서 주요 골격이라 할 수 있는 기대(10)(도 1 및 도 3 참조)상에 정사각형의 턴테이블(12)이 배치된다. 이러한 턴테이블(12)은 4개의 변(12a, 12b, 12c, 12d)을 가지며 기대(10)에 배치된 회전구동기구(14)에 의하여 기대(10)의 회전축기구(16)를 중심으로 하여 간헐회전한다. 예를 들어, 턴테이블(12)은 일정한 시간간격을 두고 90°씩 간헐회전한다.

이러한 턴테이블(12)의 각 변(12a, 12b, 12c, 12d)에는 동일한 구조의 주조유니트(18)가 배치된다. 이와 같은 주조유니트(18)는 도 2 및 도 3에서 보인 바와 같이, 가동형 몰드홀더(20)와 고정형 몰드홀더(22)를 가지고, 이들 몰드홀더(18, 20)는 각각 기다란 지지대(24)의 상측 양단부분에 회전가능하게 착설된다.

가동형 몰드홀더(20)는 외측단부에 공압실린더(26)가 착설된 지지블록(28)을 가지며 공압실린더(26)의 피스턴(30)은 케이지(32)를 통하여 이동캐리어(34)에 결합된다. 이동캐리어(34)는 양단에 착설된 안내봉(36)(36')이 지지블록(28)을 통하여 연장되어 있다. 이동캐리어(34)의 내부에는 주연톱니(38)를 갖는 회전관(40)이 배치되어 있으며 이 회전관(40)의 주연톱니(38)에는 이동캐리어(34)의 중앙에서 상하로 연장된 공압실린더(42)의 내부피스턴(44)에 형성된 래크(46)에 결합되어 있다. 한편, 이동캐리어(34)의 전면측에는 고정관(48)이 연장되고 이에 몰드고정판(50)이 착설된다. 몰드고정판(50)에는 주조물이 성형되는 캐비티(52)를 갖는 하프몰드(54)가 분리가능하게 착설된다. 몰드고정판(50)과 하프몰드(54)의 배면사이에는 이젝트판(56)이 배치되고 이로부터 연장된 이젝터 핀(58)이 하프몰드(54)의 배면으로부터 캐비티(52) 측으로 삽입되어 있다. 이젝트판(56)은 스프링(60)에 의하여 몰드고정판(50) 측으로 탄지된다.

한편, 이동캐리어(34)의 배면측에 착설된 케이지(32)에는 공압실린더(33)가 배치되고 그 피스턴(33')은 회전관(40)의 내부를 통하여 이젝트판(56)의 배면측에 접하도록 연장되어 있다.

이와 같은 구성의 가동형 몰드홀더(20)는 지지블록(28)에 착설된 지지판(62)에 회전축(64)이 연장되고 이 회전축(64)이 지지대(24)의 일측에 착설된 부싱(66)을 통하여 삽입되어 지지대(24)에 결합된다. 이와 같이 지지대(24)에 결합된 가동형 몰드홀더(20)는 그 지지블록(28)에 착설된 지지판(62)으로부터 연장된 회전축(64)에서 외측으로 레바(68)가 연장되어 있다. 한편, 지지대(24)의 상부에는 힌지대(70)가 착설되고 이에 공압실린더(72)의 선단부가 축설되며 이 공압실린더(72)의 피스턴(74)이 가동형 몰드홀더(20)의 회전축(64)에 연장된 레바(68)에 결합되어 있다.

한편, 이러한 가동형 몰드홀더(20)에 대응하는 고정형 몰드홀더(22)는 지지대(24)의 타측단부측에 인접하여 착설된 부싱(76)에 삽입된 회전축(78)과 이에 고정된 지지판(80)에 의하여 지지대(24)에 결합되는 지지블록(82)으로 구성된다. 가동형 몰드홀더(20)와 마찬가지로 회전축(78)에 레바(79)가 착설되고 이에 지지대(24)에 착설된 공압실린더(81)의 피스턴(83)이 연결된다. 이러한 지지블록(82)에는 주연톱니(84)를 갖는 회전관(86)이 배치되어 있으며 이 회전관(86)의 주연톱니(84)에는 지지블록(82)의 중앙에서 상하로 연장된 공압실린더(88)의 내부피스턴(90)에 형성된 래크(92)에 결합되어 있다. 지지블록(82)의 전면측, 즉, 가동형 몰드홀더(18)를 향하는 전면측에는 고정관(94)이 연장되고 이에 몰드고정판(96)이 착설된다. 몰드고정판(96)에는 주조물이 성형되는 캐비티(98)를 갖는 하프몰드(100)가 분리가능하게 착설된다. 몰드고정판(96)과 하프몰드(100)의 배면사이에는 이젝트판(102)이 배치되고 이로부터 연장된 이젝터 핀(104)이 하프몰드(100)의 배면으로부터 캐비티(98) 측으로 삽입되어 있다. 이젝트판(102)은 스프링(106)에 의하여 몰드고정판(96) 측으로 탄지된다.

이와 같이 구성된 주조유니트(18)는 간헐회동하는 턴테이블(12)의 각 변(12a~12d)에 하나씩, 전체적으로 4개가 배치된다. 각 주조유니트(18)는 그 지지대(24)가 턴테이블(12)의 각 변(12a~12d)에 근접하여 배치되고 지지대(24)로부터 연장된 회전축(108)이 턴테이블(12)의 상부에 착설된 축수부(110)에 결합되고 회전축(108)은 모터구동부(112)에 의하여 회전구동된다. 따라서, 지지대(24)에 착설된 주조유니트(18)는 회전축(108)을 중심으로 하여 일정한 회전각도범위로 회전할 수 있다.

도 1에서 보인 바와 같이, 턴테이블(12)에는 4개 셋트의 주조유니트(18)가 배치된다. 도 1에서 각 셋트의 주조유니트(18)는 제1구간(A)인 중자삽입구간, 제2구간(B)인 용탕주입구간, 제3구간(C)인 제품발취 및 몰드청소구간과, 제4구간(D)인 몰드냉각 및 이형제도포구간에 배치되어 있음을 보이고 있다. 각 구간(A~D)에서 각 주조유니트(18)는 각 구간의 과정을 동시에 수행하며, 턴테이블(12)이 반시계방향으로 90°간헐회전함으로서 각 주조유니트(18)는 진행방향에 위치하는 구간의 과정을 연속적이고 반복적으로 수행한다.

한편, 4개 셋트의 주조유니트(18)가 배치된 턴테이블(12)의 주위에는 용탕주입구간인 제2구간(B)에 제1 로봇장치(114)가 배치되고 그 암(116)의 단부에는 용탕을 운반하기 위한 레이들(radle)(118)이 착설되어 있다. 이러한 제1 로봇장치(114)의 부근에는 황동용융물을 얻기 위한 용융로(120)가 배치되어 있다.

또한, 제품발취 및 몰드청소구간인 제3구간(C)에는 제2 로봇장치(122)가 배치되고 그 암(124)의 단부에 브러쉬(126)가 구비되어 있다. 그리고, 제3구간(C)에는 여기에 위치하게 되는 주조유니트(18)의 하측에 경사운동이 가능한 제품반출슈트(121)가 배치되어 있다.

또한, 몰드냉각 및 이형제도포구간인 제4구간(D)에는 흑연분말의 이형제가 혼합된 냉각수가 담겨있는 냉각조(128)가 이 제4구간(d)에 위치하는 주조유니트(18)의 하측에 배치되어 있다. 또한 이러한 냉각조(128)에 인접하여 주조유니트(18)의 하프몰드(54, 100)의 온도를 비접촉식으로 검출할 수 있는 레이저검출식 온도측정기(130)가 배치되어 있다.

이와 같은 본 발명의 자동주조시스템은 각 구간(A~D)에서 각 구간의 과정이 동시에 수행된다. 본 발명은 제1구간(A)인 중자삽입구간에서 주조유니트(18)의 작동으로부터 이루어지는 과정이 설명될 것이다.

제1구간(A): 중자삽입구간 , 도 1, 도면 도 9, 도10a 내지 도10d

본 발명의 수전주조물의 자동주조시스템에서 주요작동요소는 가동형 몰드홀더(20)와 고정형 몰드홀더(22)를 포함하는 주조유니트(18)이다. 이러한 주조유니트(18)는 정사각형의 턴테이블(12)의 각 변(12a~12d)에 배치되고, 각 작업구간으로 설정된 제1~제4구간에 위치하면서 각 구간의 특정작업을 수행하며, 해당 작업구간에서 작업이 종료되면 반시계방향으로 턴테이블(12)의 간헐회전에 따라 각 주조유니트(18)는 다음의 작업을 수행하게 된다.

본 발명에 있어서는 주조준비단계로서 중자삽입구간인 제1구간(A)에서 주조유니트(18)의 작동과정을 설명하는 것으로부터 본 발명의 전 과정을 설명하게 될 것이다.

제1구간(A)에서, 중자의 공급전에, 주조유니트(18)의 가동형 몰드홀더(20)의 홀더고정판(50)에 고정된 하프몰드(54)는 이에 대응하는 고정형 몰드홀더(22)의 하프몰드(100)로부터 후퇴하여 이동된 상태리고 이러한 주조유니트(18)가 착설된 지지대(24)는 턴테이블(12)에 대하여 수평의 자세를 유지하고 있다(도 10a).

먼저, 고정형 몰드홀더(22)의 하프몰드(100)의 캐비티(98)에 중자를 삽입하여 공급하기 위하여, 주조유니트(18)가 착설된 지지대(24)가 회전축(108)의 중심축선을 중심으로 하여 시계방향으로 약 70~80°로 경사지게 회전한다(도 10b). 이는 작업자가 중자를 떨어뜨리지 않고 중자를 고정형 몰드홀더(22)의 하프몰드(100)의 캐비티(98)에 삽입배치할 수 있도록 하는 것이다. 이후에 작업자는 하프몰드(100)의 캐비티(98)가 거의 상측으로 향하는 상태에 놓여 있으므로 중자(도시하지 않았음)를 고정형 몰드홀더(22)의 하프몰드(100)에 형성된 캐비티(98)에 삽입한다. 중자를 고정형 몰드홀더(22)의 하프몰드(100)에 삽입한 후에는 주조유니트(18)가 경사진 상태에서, 가동형 몰드홀더(20)의 하프몰드(54)가 전진이동하여 중자가 삽입되어 있는 고정형 몰드홀더(22)의 하프몰드(100)에 대하여 합형된다(도 10c). 이와 같이 중자가 공급되어 삽입된 주조유니트(18)는 다시 지지대(24)의 회전축(108)이 원상으로 회전하여 지지대(24)와 함께 수평인 상태로 복귀된다(도 10d). 이와 같이 함으로서, 중자삽입과정이 종료된다. 이러한 중자삽입공정의 종료는 적당한 검출수단에 의하여 검출됨으로서, 중자가 삽입된 주조유니트(18)는 용탕주입구간인 제2구간(B)으로 이동한다.

제2구간(B): 용탕주입구간 , 도 1, 도 11 및 도 12a 내지 도 12c

상기 언급된 바와 같이, 제1구간(A)에서 중자가 삽입된 주조유니트(18)는 턴테이블(12)이 90°회전함으로서 용탕주입구간인 제2구간(B)으로 이동된다(도 11). 이러한 제2구간(B)에는 턴테이블(12)에 인접하여 제1로봇장치(114)와 용융로(120)가 구비되어 있다. 제1로봇장치(114)의 암(116)은 다관절형이며 단부에 용탕을 퍼올리는 레이들(118)이 착설되어 있다. 제1로봇장치(114)의 암(116)에 착설된 레이들(118)은 용융로(120)에서 용탕을 퍼올린 상태에서는 용탕을 주입하기 전까지 수평을 유지하여야 한다. 이러한 레이들(118)의 자세의 제약 때문에 주조유니트(18)는 그 수평인 상태로부터 다시 주조유니트(18)가 착설된 지지대(24)가 회전축(108)의 중심축선을 중심으로 하여 시계방향으로 약 70~80°로 경사지게 회전한다(도 12b). 이와 같이 함으로서, 합형된 두 하프몰드(54, 100)의 주탕구가 경사진 위치로 놓이며, 수평을 유지하고 있는 레이들(118)이 이러한 하프몰드(54, 100)의 주탕구로 근접이동하여 그 주출구가 하프몰드(54, 100)의 주탕구에 접하게 된다(도 12b).

이후에 주조유니트(18)은 도 12c에서 보인 바와 같은 수평위치로 서서히 회전하고, 제1로봇장치(114)의 암(116)의 관절작용을 통하여 레이들(118)이 주조유니트(18)가 반시계방향으로 회전하는 속도에 맞추어 동일한 속도로 반시계방향으로 회전하면서 중자가 삽입되고 합형된 하프몰드(54, 100)의 캐비티(52, 98)내에 중력주조방식으로 황동금속용융물인 용탕을 주입하게 된다. 용탕의 주입을 완료한 레이들(118)은 제1로봇장치(114)의 암(116)에 의하여 다음의 용탕주입준비위치로 복귀된다. 이러한 과정에서, 용탕은 하프몰드(54, 100)와의 열교환과 주위의 온도에 의하여 용융온도로부터 냉각되어 응고되기 시작한다.

이와 같은 용탕주입구간인 제2구간(B)에서 용탕의 주입이 완료되고 하프몰드(54, 100)에서 냉각응고된 주조물은 주조유니트(18)에 실린 상태에서 턴테이블(12)의 회전에 따라 제3구간(C)으로 이동된다.

제3구간(C): 제품발취 및 몰드청소구간 , 도 13, 도 14a 내지 도 14e

제2구간(B)에서 용탕의 주입이 완료되고 하프몰드(54, 100)에서 냉각응고된 주조물이 주조유니트(18)에 실린 상태에서 턴테이블(12)의 회전에 따라 제3구간(C)으로 이동된다(도 13, 도 14a). 도 14a에서 보인 바와 같이, 주조유니트(18)의 가동형 몰드홀더(20)와 고정형 몰드홀더(22)에 각각 착설되고 합형되어 있는 하프몰드(54, 100)의 캐비티(52, 98)에는 중자와 함께 냉각응고된 주조물이 내포되어 있다. 이러한 주조물, 즉 주조제품을 발취하기 위하여서는 고정형 몰드홀더(22)의 하프몰드(100)에 대하여 가동형 몰드홀더(20)의 하프몰드(54)가 분리되어야 한다. 이때, 고정형 몰드홀더(22)에서 이젝트판(102)이 작동하여 이젝터핀(104)이 캐비티측으로 진출하여 주조물을 밀어냄과 동시에 가동형 몰드홀더(20)의 하프몰드(54)에 주조물이 그대로 실린상태로 가동형 몰드홀더(20)의 하프몰드(54)이 분리이동될 수 있도록 한다(도 14b).

이미 언급된 바와 같이, 이러한 제3구간(C)에서는 주조유니트(18)의 하측에 경사운동가능한 제품반출슈트(121)가 배치되어 있고, 제3구간(C)에 인접하여 암(124)에 브러쉬(126)가 착설된 제2로봇장치(122)가 배치되어 있다.

제3구간(C)에서, 이동형 몰드홀더(20)가 후진하여 복귀한 상태에서는 그 하프몰드(54)에 주조물이 결합된 상태에 있다. 이와 같은 상태에서, 가동형 몰드홀더(20)는 공압실린더(72)의 작용으로 지지대(24)에 대하여 회전축(64)을 중심으로 하여 시계방향으로 회전하게 된다(도 3, 도 14c 참조).

이와 같이 함으로서, 주조유니트(18)의 이동형 몰드홀더(20)는 그 단부의 하프몰드(54)가 하측으로 향하게 된다. 이때, 경사운동가능한 제품반출슈트(121)가 하프몰드(54)에 근접하게 상승하고, 이동형 몰드홀더(20)의 내부에 착설된 공압실린더(33)의 피스턴(33')이 작동하여 이젝트판(56)을 밀어 이젝터핀(58)이 전진하여 작동함으로서 하프몰드(54)의 캐비티(52)내에 부분적으로 삽입되어 있던 주조물을 제품반출슈트(121)측으로 반출하여 제품이 주조유니트(18)로부터 분리발취될 수 있도록 한다(도 14d). 이후에, 수직으로 배치되어 있던 이동형 몰드홀더(20)는 공압실린더(72)의 작용으로 수평인 위치로 복귀한다. 그리고, 제2로봇장치(122)가 작동하여 그 다관절형의 암(124)에 착설되어 있는 브러쉬(126)가 회전하면서 하프몰드(54, 100)의 캐비티(52, 98)를 깨끗이 청소한다(도 14e).

이와 같이 하프몰드(54, 100)가 청소된 주조유니트(18)는 고정형 몰드홀더(22)에 대하여 가동형 몰드홀더(20)가 거리를 두고 있는 상태에서 그대로 턴테이블(12)에 의하여 제4구간(D)으로 이동된다.

제4구간(D): 몰드냉각 및 이형제도포구간 , 도 1, 도 15, 도 16a 및 도 16b

제4구간(D)에 도달한 주조유니트(12)는 그 가동형 몰드홀더(20)의 하프몰드(54)와 고정형 몰드홀더(22)의 하프몰드(100)가 일정한 간격을 두고 분리되어 있는 상태에 놓인다. 이러한 위치에서, 주조유니트(12)의 하측에는 흑연분말의 이형제가 함유되어 있는 냉각수가 용입된 냉각조(128)가 배치되어 있다. 이러한 냉각조(128)는 수위조절장치(도시하지 않았음)가 구비되어 있어 냉각수의 수위가 일정하게 유지되며 냉각수의 냉각을 위한 냉각코일(역시 도시하지 않았음)이 구비되어 있다.

또한 이러한 제4구간(D)에는 레이저검출식 온도측정기(130)가 구비되어 있다. 이전 구간에서 용탕의 주입으로 온도가 상승된 가동형 몰드홀더(20)의 하프몰드(54)와 고정형 몰드홀더(22)의 하프몰드(100)의 온도가 레이저를 이용하여 비접촉식으로 검출된다. 이와 같은 하프몰드(54, 100)의 온도검출값을 이용하여 가동형 몰드홀더(20)의 하프몰드(54)와 고정형 몰드홀더(22)의 하프몰드(100)가 냉각수에 침지되는 시간을 조절할 수 있다.

제4구간(D)에 도달한 주조유니트(12)는 그 가동형 몰드홀더(20)의 하프몰드(54)와 고정형 몰드홀더(22)의 하프몰드(100)가 냉각조(128)의 냉각수에 침지될 수 있도록 작동된다. 이를 위하여 가동형 몰드홀더(20)와 고정형 몰드홀더(22)는 지지대(24)에 착설된 공압실린더(72, 81)의 작용으로 각각 시계방향과 반시계방향으로 회전하였다가 복귀하면서 각각의 하프몰드(54, 100)가 사전에 결정된 시간 동안 냉각수에 침지되는 결과를 보이도록 한다. 또한 하프몰드(54, 100)가 이러한 냉각수에 침지되어 냉각되는 과정과 냉각수에 함유되어 있는 흑연분말의 이형제가 하프몰드(54, 100)의 각 캐비티(52, 98)내에 도포될 수 있도록 한다(도 16a 및 도 16b).

이와 같이, 제4구간(D)에서 하프몰드(54, 100)가 냉각된 주조유니트(18)는 턴테이블(12)의 회전으로 다시 제1구간(A)으로 이동하여 중자삽입과정이 반복수행된다.

상기 언급된 바와 같이, 정사각형의 턴테이블(12)에는 각 변(12a, 12b, 12c, 12d)에 각각 주조유니트(18)가 배치되어 있고, 각 구간(A, B, C, D)에서 동시에 중자삽입과정, 용탕주입과정, 제품발취 및 청소과정, 냉각 및 이형제도포과정이 수행되고, 턴테이블(12)의 90°간헐회전으로 선행과정이 수행된 주조유니트(18)에서 다음과정이 수행되는 것이 연속반복적으로 이루어질 수 있는 것이다.

10: 기대, 12: 턴테이블, 12a~12d: 변, 14: 회전구동기구, 16: 회전축기구, 18: 주조유니트, 20: 가동형 몰드홀더, 22: 고정형 몰드홀더, 24: 지지대, 26; 공압실린더, 28: 지지블록, 30: 피스턴, 32: 케이지, 33: 공압실린더, 33': 피스턴, 34: 이동캐리어, 36, 36': 안내봉, 38: 주연톱니, 40: 회전관, 42: 공압실린더, 44: 내부피스턴, 46: 래크, 48: 고정관, 50: 몰드고정판, 52: 캐비티, 54: 하프몰드, 56: 이젝트판, 58: 이젝터핀, 60: 스프링, 62: 지지판, 64: 회전축, 66: 부싱, 68: 레바, 70: 힌지대, 72: 공압실린더, 74: 피스턴, 76: 부싱, 78: 회전축, 79: 레바, 80: 지지판, 81: 공압실린더, 82: 지지블록, 83: 피스턴, 84: 주연톱니, 86: 회전관, 88: 공압실린더, 90: 내부피스턴, 92: 래크, 94: 고정관, 96: 몰드고정판, 98: 캐비티, 100: 하프몰드, 102: 이젝트판, 104: 이젝터핀, 106: 스프링, 108: 회전축, 110: 축수부, 112: 구동부, 114: 제1로봇장치, 116: 암, 118: 레이들, 120: 용융로, 121: 제품반출슈트, 122: 제2로봇장치, 124: 암, 126: 브러쉬, 128: 냉각조, 130: 온도측정기.

Claims

수전주조물을 주조하기 위한 자동주조시스템에 있어서,
상기 자동주조시스템이
기대(10);
상기 기대(10)의 회전축기구(16)를 중심으로 하여 90°씩 간헐회전할 수 있도록 배치되고 4개의 변(12a, 12b, 12c, 12d)을 갖는 정사각형의 턴테이블(12);
상기 턴테이블(12)의 각 변(12a, 12b, 12c, 12d)에 지지대(24)를 통하여 배치되는 동일한 구조이고 하프몰드(54, 100)가 구비된 주조유니트(18);
상기 턴테이블(12)의 상기 변(12b)에 인접하여 배치되고 암(116)에 레이들(118)이 구비된 제1로봇장치(114);
상기 제1로봇장치(114)에 인접하여 배치된 용융로(120);
상기 턴테이블(12)의 상기 변(12c)에 인접하여 배치되고 암(124)에 브러쉬(126)가 구비된 제2로봇장치(122);
상기 턴테이블(12)의 상기 변(12c)에 인접하여 상기 주조유니트(18)의 하측위치에 배치된 제품반출슈트(121);
상기 턴테이블(12)의 상기 변(12d)에 인접하여 상기 주조유니트(18)의 하측에 배치된 냉각조(128)와;
상기 냉각조(128)에 인접하여 배치되고 상기 주조유니트(18)의 하프몰드(54, 100)의 온도를 측정하기 위한 온도측정기(130);
를 포함하고,
상기 턴테이블(12)의 각 변(12a, 12b, 12c, 12d)이 각각 중자삽입구간인 제1구간(A), 용탕주입구간인 제2구간(B), 제품발취 및 몰드청소구간인 제3구간(C), 몰드냉각 및 이형제도포구간인 제4구간(D)에 해당하며,
상기 제1구간(A)에서 상기 턴테이블(12)의 상기 변(12a)에 배치된 상기 주조유니트(18)의 상기 하프몰드(100)에 수전주조물의 주조를 위한 중자가 삽입되고,
상기 제2구간(B)에서 상기 턴테이블(12)의 상기 변(12b)에 배치된 상기 주조유니트(18)의 상기 하프몰드(54, 100)에 수전주조물의 주조를 위한 용탕이 주입되며,
상기 제3구간(C)에서 상기 턴테이블(12)의 상기 변(12c)에 배치된 상기 주조유니트(18)의 상기 하프몰드(54)로부터 주조된 수전주조물이 발취되고 상기 각 하프몰드(54, 100)의 청소가 이루어지며,
상기 제4구간(D)에서 상기 턴테이블(12)의 상기 변(12d)에 배치된 상기 주조유니트(18)의 상기 각 하프몰드(54, 100)의 온도가 측정되고 상기 각 하프몰드(54, 100)가 상기 냉각조(128)의 냉각수에 의하여 냉각되고 이형제가 도포되는 과정이 수행됨을 특징으로 하는 수전주조물의 자동주조시스템.
제1항에 있어서, 상기 하프몰드(54, 100)가 구비된 상기 주조유니트(18)가 상기 턴테이블(12)에 대하여 회전축(108)에 착설된 상기 지지대(24)를 통하여 회전가능하게 지지되고 상기 지지대(24)에 각각 회전축(64, 78)을 통하여 회전가능하게 착설되는 가동형 몰드홀더(20)와 고정형 몰드홀더(22)를 가지며, 상기 하프몰드(54)는 상기 가동형 몰드홀더(20)에 배치되고 상기 하프몰드(100)는 상기 고정형 몰드홀더(22)에 배치됨을 특징으로 하는 수전주조물의 자동주조시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1구간(A)에서, 상기 주조유니트(18)가 상기 턴테이블(12)에 대하여 회전하는 상기 지지대(24)의 시계방향 회전으로 경사지게 회전하여 상기 고정형 몰드홀더(22)의 상기 하프몰드(100)에 수전주조물의 주조를 위한 중자가 삽입된 후, 상기 가동형 몰드홀더(20)의 상기 하프몰드(54)가 상기 고정형 몰드홀더(22)의 상기 하프몰드(100)에 합형되고, 상기 지지대(24)의 역방향 회전으로 상기 주조유니트(18)가 수평이 되게 복귀되며, 상기 제2구간(B)에서, 상기 하프몰드(54, 100)가 합형된 상태에서 상기 주조유니트(18)가 시계방향 회전으로 경사지게 회전되고 상기 제1로봇장치(114)의 상기 암(116)에 구비된 상기 레이들(118)이 상기 용융로(120)로부터 용탕을 운반하여 상기 주조유니트(18)가 복귀회전하는 과정에서 합형된 상기 하프몰드(54, 100)에 용탕을 주입하며, 상기 제3구간(C)에서 상기 주조유니트(18)의 상기 가동형 몰드홀더(20)가 시계방향으로 수직이 되게 회전하여 상기 하프몰드(54)로부터 주조된 제품인 수전주조물이 상기 제품반출슈트(121) 측으로 발취되고 상기 하프몰드(54, 100)가 제2로봇장치(122)의 상기 암(124)에 구비된 브러쉬(126)로 청소되며, 상기 제4구간(D)에서 상기 주조유니트(18)의 가동형 몰드홀더(20)와 고정형 몰드홀더(22)의 각 하프몰드(54, 100)가 온도측정기(130)에 의하여 온도가 측정된 후 수직하측으로 향하도록 회전되어 상기 냉각조(128)의 냉각수에 침지되어 냉각처리됨을 특징으로 하는 수전주조물의 자동주조시스템.
제2항에 있어서, 상기 주조유니트(18)의 상기 가동형 몰드홀더(20)와 상기 고정형 몰드홀더(22)에 착설되는 상기 각 하프몰드(54, 100)에 각각 이젝터핀(58, 104)이 구비됨을 특징으로 하는 수전주조물의 자동주조시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제4구간(D)에서 상기 냉각조(122)에 인정하여 배치된 온도측정기(130)가 상기 각 하프몰드(54, 100)의 온도를 비점촉식으로 검출할 수 있는 레이저검출식 온도측정기임을 특징으로 하는 수전주조물의 자동주조시스템.