KR20210036581A - Device and method for detecting molten metal leakage in precision sand casting system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시 예는 정밀 사형 주조 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정밀 사형 주조(Precision Sand Casting: PSC) 공법으로 실린더 블록이나 실린더 헤드를 제조하기 위한 정밀 사형 주조 시스템용 용탕 누출 검지 장치 및 방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a precision sand casting system, and more particularly, a molten metal leak detection device and method for a precision sand casting system for manufacturing a cylinder block or a cylinder head by a precision sand casting (PSC) method It is about.
일반적으로, 지르콘(ZIRCON)이나 규토(SILICA)와 같은 코어형 주물사(모래)를 이용한 정밀 사형 주조 공법은 알루미늄 소재의 실린더 블록이나 실린더 헤드 등과 같은 자동차 부품 주조에 있어서 오랫동안 사용되어 온 주조 공법이다.In general, the precision sand casting method using a core type casting sand (sand) such as zircon (ZIRCON) or silica (SILICA) is a casting method that has been used for a long time in the casting of automobile parts such as cylinder blocks or cylinder heads made of aluminum.
정밀 사형 주조 공법은 주물사(모래)로 제작된 분할 사형 사이에 코어를 셋팅하며, 그 코어를 사이에 두고 분할 사형이 서로 합형된 사형 몰드 내의 캐비티에 용융된 주물(용탕)을 주입하는 공법이다.In the precision sand casting method, a core is set between divided sand molds made of casting sand (sand), and a molten casting (melted metal) is injected into a cavity in a sand mold in which the divided sand molds are merged with each other with the core interposed therebetween.
최근에는 로봇의 아암 선단에 장착된 그리퍼를 통해 상기한 바와 같은 사형 몰드를 그리핑 한 상태에서, 그 사형 몰드를 로봇을 통해 보온로 측으로 이동시킨 상태에서, 보온로 내의 용탕을 용탕 주입구를 통해 사형 몰드 내부의 캐비티로 주입하고 있다.Recently, with the above-described sand mold being gripped by the gripper mounted on the arm tip of the robot, the sand mold was moved to the heating furnace side by the robot, and the molten metal in the heating furnace was executed through the molten metal injection port. It is injected into the cavity inside the mold.
이러한 정밀 사형 주조 공법은 소량 생산에 적합하며 비용 면에서 장점을 갖추고 있긴 하지만 여전히 주물의 표면 처리(surface finishing) 향상 등의 면에 있어서 보다 많은 연구가 필요한 것으로 지적되고 있다.Although this precision sand casting method is suitable for small production and has advantages in terms of cost, it is pointed out that more research is still needed in terms of improving the surface finish of castings.
더 나아가, 상기한 바와 같은 정밀 사형 주조 공법은 로봇 그리퍼에 그리핑 된 사형 몰드의 합형 불량으로 인해 사형 몰드의 외부 단차나 틈이 발생하거나 사형 몰드의 강성 부족 및 사형 몰드의 회전 시 용탕의 하중 집중에 의한 사형 몰드의 파손이 발생할 수 있다.Furthermore, the precision sand casting method as described above can result in external steps or gaps in the sand mold due to poor integration of the sand mold gripped by the robot gripper, the lack of rigidity of the sand mold, and the concentration of the load of the molten metal when the sand mold rotates. It may cause damage to the sand mold.
따라서, 종래 기술에서는 상기한 바와 같은 문제로 인해 사형 몰드로 용탕을 주입할 때 사형 몰드 외부로 용탕이 누출될 수 있다. 이러한 용탕의 외부 누출은 보온로의 용탕 주입 설비 및 로봇 그리퍼의 소손을 야기시키며, 장시간의 가동 저해를 유발할 수 있고, 다량의 용탕 누출로 인한 화재 및 안전사고의 발생을 유발할 수 있다.Accordingly, in the prior art, when the molten metal is injected into the sand mold due to the above-described problems, the molten metal may leak out of the sand mold. This external leakage of the molten metal causes burnout of the molten metal injection facility and the robot gripper of the warming furnace, may cause long-term operation inhibition, and may cause fire and safety accidents due to leakage of a large amount of molten metal.
이와 같은 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background art are prepared to enhance an understanding of the background of the invention, and may include matters other than the prior art already known to those of ordinary skill in the field to which this technology belongs.
본 발명의 실시 예들은 사형 몰드의 외부 단차나 틈새, 파손 부위 등으로 용탕이 누출되는 것을 간단한 구성으로 검지할 수 있도록 한 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are intended to provide an apparatus and method for detecting leakage of molten metal for precision sand casting so that leakage of molten metal into external steps, gaps, or damaged portions of the sand mold can be detected with a simple configuration.
본 발명의 실시 예에 따른 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치는, 용탕 주입부를 가지며 설정된 온도로 가열된 용탕을 가압유닛으로 가압하여 상기 용탕 주입부를 통해 배출하는 보온로와, 분할 사형이 서로 합형된 사형 몰드를 그리핑 하며 상기 용탕 주입부에 상기 사형 몰드의 용탕 주입구를 결합하는 로봇 그리퍼를 포함하는 정밀 사형 주조 시스템에서, ⅰ)상기 보온로에 설치되며, 상기 사형 몰드에서 누출되는 용탕을 감지하는 감지유닛과, ⅱ)상기 감지유닛에 의해 감지된 감지 신호에 따라 상기 가압유닛의 작동을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.The molten metal leak detection device for precision sand casting according to an embodiment of the present invention includes a heat retention furnace that has a molten metal injection unit and pressurizes the molten metal heated to a set temperature with a pressurizing unit and discharges the molten metal through the molten metal injection unit, and a split sand mold is combined with each other. In a precision sand casting system including a robot gripper that grips the sand mold and couples the molten metal injection port of the sand mold to the molten metal injection part, i) it is installed in the warming furnace and detects the molten metal leaking from the sand mold. It may include a sensing unit, and ii) a controller for controlling the operation of the pressurizing unit according to the sensing signal sensed by the sensing unit.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치에 있어서, 상기 감지유닛은 상기 보온로의 용탕 주입부 측에 설치되며, 상기 사형 몰드의 용탕 주입구 주변 온도를 감지하는 적어도 하나의 제1 온도 센서를 포함할 수 있다.In addition, in the molten metal leakage detection device for precision sand casting according to an embodiment of the present invention, the detection unit is installed at the side of the molten metal injection portion of the heat retention furnace, at least one for sensing the temperature around the molten metal injection port of the sand mold It may include a first temperature sensor.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치에 있어서, 상기 감지유닛은 상기 보온로의 베이스 측에 설치되며, 상기 베이스 측의 온도를 감지하는 적어도 하나의 제2 온도 센서를 더 포함할 수 있다.In addition, in the molten metal leakage detection device for precision sand casting according to an embodiment of the present invention, the detection unit is installed on the base side of the warming furnace, at least one second temperature sensor for sensing the temperature of the base side It may further include.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치에 있어서, 상기 제1 온도 센서는 상기 보온로의 용탕 주입부를 사이에 두고 상기 보온로의 메인 바디에 각각 설치되며, 비 접촉식 온도 센서로 구비될 수 있다.In addition, in the molten metal leakage detection device for precision sand casting according to an embodiment of the present invention, the first temperature sensor is respectively installed on the main body of the warming furnace with the molten metal injection part of the warming furnace therebetween, non-contact It can be equipped with a type temperature sensor.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치에 있어서, 상기 제2 온도 센서는 상기 보온로의 상기 메인 바디를 지지하는 베이스 바디의 양측에 각각 설치되며, 열화상 센서로 구비될 수 있다.In addition, in the molten metal leakage detection device for precision sand casting according to an embodiment of the present invention, the second temperature sensor is installed on both sides of the base body supporting the main body of the heating furnace, respectively, as a thermal image sensor. It can be provided.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치에 있어서, 상기 제1 온도 센서는 상기 메인 바디에 구비된 제1 거치대에 상하 방향으로 높이 조절 및 틸트 회전 가능하게 설치될 수 있다.In addition, in the molten metal leakage detection device for precision sand casting according to an embodiment of the present invention, the first temperature sensor may be installed to be able to adjust the height and tilt in the vertical direction on the first cradle provided in the main body. have.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치에 있어서, 상기 제2 온도 센서는 상기 베이스 바디 양측의 지지대에 구비된 제2 거치대에 상하 방향으로 높이 조절 및 틸트 회전 가능하게 설치될 수 있다.In addition, in the molten metal leakage detection device for precision sand casting according to an embodiment of the present invention, the second temperature sensor is capable of adjusting the height and tilting in the vertical direction on the second cradle provided on the supports on both sides of the base body. Can be installed.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치는, 상기 제어기로부터 제어신호를 인가 받아 알람을 발생시키는 알람 발생부를 더 포함할 수 있다.In addition, the apparatus for detecting a leakage of molten metal for precision sand casting according to an embodiment of the present invention may further include an alarm generator configured to generate an alarm by receiving a control signal from the controller.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 방법은, 용탕 주입부를 가지며 설정된 온도로 가열된 용탕을 가압유닛으로 가압하여 상기 용탕 주입부를 통해 배출하는 보온로와, 분할 사형이 서로 합형된 사형 몰드를 그리핑 하며 상기 용탕 주입부에 상기 사형 몰드의 용탕 주입구를 결합하는 로봇 그리퍼를 포함하는 정밀 사형 주조 시스템에서, 상기 로봇 그리퍼를 통해 상기 보온로의 용탕 주입부에 상기 사형 몰드의 용탕 주입구를 결합하며, 상기 용탕 주입부를 통해 상기 용탕 주입구로 용탕을 주입하는 때, 제1 온도 센서를 통해 상기 사형 몰드의 용탕 주입구 주변 온도를 감지하고, 제2 온도 센서를 통해 상기 보온로의 베이스 측 온도를 감지하며, 상기 제1 및 제2 온도 센서에 의해 각각 감지된 감지 온도를 기 설정된 기준 온도와 비교하여, 적어도 하나의 감지 온도가 상기 기준 온도를 초과하는 것으로 판단되면, 상기 가압유닛에 제어신호를 인가하여 용탕의 주입을 중지시키는 과정을 포함할 수 있다.In addition, the method for detecting a leakage of molten metal for precision sand casting according to an embodiment of the present invention includes a heat retention furnace that has a molten metal injection unit and pressurizes the molten metal heated to a set temperature with a pressurization unit and discharges the molten metal through the molten metal injection unit, In a precision sand casting system including a robot gripper for gripping the combined sand mold and coupling the molten metal injection port of the sand mold to the molten metal injection part, the sand mold is applied to the molten metal injection part of the heating furnace through the robot gripper. When the molten metal injection port is coupled and the molten metal is injected into the molten metal injection port through the molten metal injection unit, the temperature around the molten metal injection port of the sand mold is sensed through a first temperature sensor, and the base of the warming furnace through a second temperature sensor Side temperature is sensed, and when it is determined that at least one sensed temperature exceeds the reference temperature by comparing the sensed temperatures respectively sensed by the first and second temperature sensors with a preset reference temperature, the pressurizing unit It may include a process of stopping injection of the molten metal by applying a control signal.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 방법은, 상기 적어도 하나의 감지 온도가 상기 기준 온도를 초과하는 것으로 판단되면, 알람 발생부에 제어신호를 인가하여 상기 알람 발생부를 통해 알람을 발생시키는 과정을 더 포함할 수 있다.In addition, the method for detecting leakage of molten metal for precision sand casting according to an embodiment of the present invention, when it is determined that the at least one detection temperature exceeds the reference temperature, applies a control signal to the alarm generator to provide the alarm generator. Through the process of generating an alarm may be further included.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 방법은, 상기 제1 온도 센서로서 비 접촉식 온도 센서를 제공할 수 있다.In addition, the method for detecting leakage of molten metal for precision sand casting according to an embodiment of the present invention may provide a non-contact temperature sensor as the first temperature sensor.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 방법은, 상기 제2 온도 센서로서 열화상 센서를 제공할 수 있다.In addition, the method for detecting leakage of molten metal for precision sand casting according to an embodiment of the present invention may provide a thermal image sensor as the second temperature sensor.
본 발명의 실시 예는 정밀 사형 주조 공정에서 용탕의 누출로 인한 보온로 및 로봇 그리퍼의 소손을 방지할 수 있고, 용탕 누출로 인한 설비 가동 저해를 방지할 수 있으며, 용탕 누출로 인한 화재 및 안전사고를 예방할 수 있다.An embodiment of the present invention can prevent the burnout of the heating furnace and the robot gripper due to the leakage of the molten metal in the precision sand casting process, can prevent the operation of the facility due to the leakage of the molten metal, and can prevent fire and safety accidents due to molten metal leakage. Can be prevented.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, effects that can be obtained or predicted by the embodiments of the present invention will be disclosed directly or implicitly in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects predicted according to an embodiment of the present invention will be disclosed within a detailed description to be described later.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치에 적용되는 감지유닛을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치에 적용되는 감지유닛의 제1 온도 센서 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치에 적용되는 감지유닛의 제2 온도 센서 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.These drawings are for reference only in describing exemplary embodiments of the present invention, and therefore, the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a view schematically showing a molten metal leak detection apparatus for precision sand casting according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a detection unit applied to the molten metal leak detection apparatus for precision sand casting according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a first temperature sensor coupling structure of a detection unit applied to the molten metal leak detection device for precision sand casting according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a second temperature sensor coupling structure of the detection unit applied to the molten metal leak detection device for precision sand casting according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow chart illustrating a method of detecting a leak of molten metal for precision sand casting according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description have been omitted, and the same reference numerals are attached to the same or similar components throughout the specification.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.Since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to what is shown in the drawings, and the thickness is enlarged to clearly express various parts and regions.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In addition, in the following detailed description, the names of the configurations are divided into first, second, etc. to distinguish the configurations in the same relationship, and are not necessarily limited to the order in the following description.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
또한, 명세서에 기재된 "...부", ""...수단" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.In addition, terms such as "... unit" and ""... means" described in the specification mean a unit of a comprehensive structure that performs at least one function or operation.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a molten metal leak detection apparatus for precision sand casting according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용탕 누출 검지 장치(100)는 알루미늄이나 마그네슘 또는 이들 합금의 용탕을 설정된 몰드에 주입하여 원하는 형상의 가공 제품을 제조하는 주조 공정에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the molten metal
더 나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 용탕 누출 검지 장치(100)는 정밀 사형 주조 시스템(1)을 이용하여 알루미늄 소재의 실린더 블록이나 실린더 헤드 등과 같은 자동차 부품을 제조하는 정밀 사형 주조 공정에 적용될 수 있다.Furthermore, the molten metal
상기 정밀 사형 주조 시스템(1)은 주물사(모래)로 제작된 분할 사형(2)이 서로 합형된 사형 몰드(3) 내의 캐비티에 용탕을 주입하는 공법이 적용되는 것으로, 예를 들면 보온로(4)와 로봇 그리퍼(5)를 포함하고 있다.The precision
상기에서 보온로(4)는 설정된 온도로 가열된 용탕을 플런저 등을 통해 가압하는 가압유닛(6)과, 그 가압유닛(6)에 의해 가압된 용탕을 배출하는 용탕 주입부(7)를 포함하고 있다.In the above, the
더 나아가, 상기 보온로(4)는 베이스를 형성하는 베이스 바디(4a)와, 그 베이스 바디(4a) 상에서 가압유닛(6)과 용탕 주입부(7)를 구성하는 메인 바디(4b)를 포함하고 있다.Further, the
그리고, 상기 로봇 그리퍼(5)는 핸들링 로봇(8)의 아암 선단에 사형 몰드(3)를 그리핑 하기 위한 그리핑 유닛(9)이 장착된 것이다. 상기 로봇 그리퍼(5)는 그리핑 유닛(9)을 통해 사형 몰드(3)를 그리핑 하여 보온로(4)의 용탕 주입부(7) 측으로 이동시킨 상태에서, 그 용탕 주입부(7)에 사형 몰드(3)의 용탕 주입구(3a)를 결합할 수 있다.In addition, the
이에, 상기 로봇 그리퍼(5)를 통해 보온로(4)의 용탕 주입부(7)에 사형 몰드(3)의 용탕 주입구(3a)를 결합한 상태에서, 가압유닛(6)을 통하여 용탕을 가압하게 되면, 본 발명의 실시 예에서는 용탕 주입부(7)를 통해 배출되는 용탕을 사형 몰드(3)의 용탕 주입구(3a)로 주입할 수 있다.Thus, in a state in which the molten metal injection port 3a of the
상기에서와 같은 보온로(4) 및 로봇 그리퍼(5)의 구성은 통상적인 주조 공정에 채용되는 공지 기술의 구성이므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the configuration of the
한편, 본 발명의 보호범위는 상기한 바와 같이 정밀 사형 주조 공정을 통해 실린더 블록이나 실린더 헤드 등과 같은 자동차 부품을 제조하는 것으로 한정되게 이해되어서는 아니되며, 다양한 종류 및 용도의 부품을 정밀 사형 주조 공정을 통해 제조하는 것이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.On the other hand, the scope of protection of the present invention should not be understood to be limited to manufacturing automobile parts such as cylinder blocks or cylinder heads through the precision sand casting process as described above, and parts of various types and uses are precision sand casting processes. If it is manufactured through the technical idea of the present invention can be applied.
이하에서는 상하 방향을 기준으로 하여 하기의 구성요소들을 설명하는데, 상측을 향하는 부분을 상단부, 상부, 상단 및 상면으로 명명하고, 하측을 향하는 부분을 하단부, 하부, 하단 및 하면으로 명명하기로 한다.Hereinafter, the following constituent elements will be described based on the vertical direction, and the upper part will be referred to as the upper part, the upper part, the upper part and the upper surface, and the lower part will be referred to as the lower part, the lower part, the lower part and the lower part.
더 나아가, 하기에서의 "단(일측 단 또는 다른 일측 단)"은 어느 한쪽의 끝으로 정의될 수 있고, 그 끝을 포함하는 일정 부분(일측 단부 또는 다른 일측 단부)으로 정의될 수도 있다.Further, the "end (one end or the other end)" in the following may be defined as either end, or may be defined as a certain portion (one end or the other end) including the end.
본 발명의 실시 예에 따른 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치(100)는 사형 몰드(3)의 외부 단차나 틈새, 파손 부위 등으로 용탕이 누출되는 것을 간단한 구성으로 검지할 수 있는 구조로 이루어진다.The molten metal
이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치(100)는 기본적으로, 감지유닛(10), 제어기(30), 그리고 알람 발생부(50)를 포함하고 있다.To this end, the molten metal
본 발명의 실시 예에서, 상기 감지유닛(10)은 사형 몰드(3)에서 누출되는 용탕을 감지하는 것으로, 보온로(4)에 설치된다.In an embodiment of the present invention, the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치에 적용되는 감지유닛을 도시한 도면이다.2 is a view showing a detection unit applied to the molten metal leak detection apparatus for precision sand casting according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 감지유닛(10)은 보온로(4)의 용탕 주입부(7) 측에 설치되는 제1 온도 센서(11)와, 보온로(4)의 베이스 측에 설치되는 제2 온도 센서(22)를 포함하고 있다.1 and 2, the
상기 제1 온도 센서(11)는 사형 몰드(3)의 용탕 주입구(3a) 측의 주변 온도를 감지하는 것으로서, 보온로(4)의 용탕 주입부(7)를 사이에 두고 그 보온로(4)의 메인 바디(4b)에 각각 설치된다.The
이러한 제1 온도 센서(11)는 당 업계에 널리 알려진 공지 기술의 비 접촉식 온도 센서로 구비된다. 더 나아가, 상기 제1 온도 센서(11)는 메인 바디(4b)에 구비된 제1 거치대(12)에 상하 방향으로 높이 조절 및 틸트 회전 가능하게 설치된다.The
상기 제1 온도 센서(11)의 장착 구조를 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면, 제1 온도 센서(11)는 제1 거치대(12)에 제1 장착 브라켓(13)을 통하여 상하 방향으로 높이 조절 가능하게 설치된다. 그리고 상기 제1 온도 센서(11)는 제1 장착 브라켓(13)에 제2 장착 브라켓(14)을 통하여 상하 방향으로 틸트 회전 가능하게 설치된다.When the mounting structure of the
여기서, 상기 제1 거치대(12)에는 상하 방향을 따라 슬롯 형상의 제1 가이드 레일(15)이 한 쌍으로 구비된다. 상기 제1 장착 브라켓(13)은 핀 형상의 제1 높이 조절부(16)를 통해 제1 가이드 레일(15)을 따라 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다.Here, the
그리고, 상기 제1 장착 브라켓(13)에는 슬롯 형상의 제2 가이드 레일(17)이 원호 형상으로 형성되며, 제2 장착 브라켓(14)에는 제1 온도 센서(11)가 설치된다. 이러한 제2 장착 브라켓(14)은 핀 형상의 제1 각도 조절부(18)를 통해 제2 가이드 레일(17)을 따라 상하 방향으로 회전 가능하게 설치된다.In addition, a slot-shaped
상기 제2 온도 센서(22)는 보온로(4)의 베이스 측 온도를 감지하는 것으로서, 보온로(4)의 메인 바디(4b)를 지지하는 베이스 바디(4a)의 양측에 각각 설치된다.The
이러한 제2 온도 센서(22)는 당 업계에 널리 알려진 공지 기술의 열화상 센서로 구비된다. 더 나아가, 상기 제2 온도 센서(22)는 베이스 바디(4a) 양측의 지지대(21)에 구비된 제2 거치대(23)에 상하 방향으로 높이 조절 및 틸트 회전 가능하게 설치된다.The
상기 제2 온도 센서(22)의 장착 구조를 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면, 제2 온도 센서(22)는 제2 거치대(23)에 제3 장착 브라켓(24)을 통하여 상하 방향으로 높이 조절 가능하게 설치된다. 그리고 상기 제2 온도 센서(22)는 제3 장착 브라켓(24)에 제4 장착 브라켓(25)을 통하여 상하 방향으로 틸트 회전 가능하게 설치된다.When the mounting structure of the
여기서, 상기 제2 거치대(23)의 양측에는 상향 방향을 따라 제3 가이드 레일(26)이 구비된다. 상기 제3 장착 브라켓(24)은 핀 형상의 제2 높이 조절부(27)를 통해 제3 가이드 레일(26)을 따라 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다.Here,
그리고, 상기 제4 장착 브라켓(25)은 제3 장착 브라켓(24)에 고정된다. 상기 제4 장착 브라켓(25)에는 슬롯 형상의 제4 가이드 레일(28)이 원호 형상으로 형성된다. 이러한 제4 장착 브라켓(25)에는 핀 형상의 제2 각도 조절부(29)를 통해 제4 가이드 레일(28)을 따라 제2 온도 센서(22)가 상하 방향으로 회전 가능하게 설치된다.In addition, the fourth mounting
한편, 도 1을 참조하여 언급한 바 있는 제어기(30)는 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치(100)의 전반적인 운용을 제어하는 컨트롤러로서, 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 제어 프로세서로 구현될 수 있으며, 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 내용을 수행하기 위한 일련의 명령을 포함할 수 있다.On the other hand, the
본 발명의 실시 예에서, 상기 제어기(30)는 감지유닛(10)의 제1 온도 센서(11) 및 제2 온도 센서(22)에 의해 감지된 감지 신호에 따라 보온로(4)의 가압유닛(6)의 작동을 제어할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the
더 나아가, 본 발명의 실시 예에서 상기 알람 발생부(50)는 제1 온도 센서(11) 및 제2 온도 센서(22)의 감지 신호에 따라 제어기(30)로부터 제어신호를 인가 받아 알람을 발생시킬 수 있다.Furthermore, in an embodiment of the present invention, the alarm generator 50 generates an alarm by receiving a control signal from the
이하, 상기에서와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치(100)를 이용한 용탕 누출 검지 방법을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a molten metal leak detection method using the molten metal
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.5 is a flow chart illustrating a method of detecting a leak of molten metal for precision sand casting according to an embodiment of the present invention.
우선, 본 발명의 실시 예에서는 로봇 그리퍼(5)의 그리핑 유닛(9)을 통해 사형 몰드(3)를 그리핑 한 상태에서, 핸들링 로봇(8)을 통하여 사형 몰드(3)를 보온로(4)의 용탕 주입부(7) 측으로 이동시킨다.First of all, in the embodiment of the present invention, in a state in which the
다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 상기 핸들링 로봇(8)을 통하여 사형 몰드(3)의 용탕 주입구(3a)를 보온로(4)의 용탕 주입부(7)에 결합한다. 이에, 본 발명의 실시 예에서는 보온로(4)의 가압유닛(6)을 통하여 용탕을 가압하게 되면, 보온로(4)의 용탕 주입부(7)를 통해 배출되는 용탕을 사형 몰드(3)의 용탕 주입구(3a)로 주입하게 된다(S11 단계).Next, in an embodiment of the present invention, the molten metal injection port 3a of the
이러는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 감지유닛(10)의 제1 온도 센서(11)를 통하여 사형 몰드(3)의 용탕 주입구(3a) 측 주변 온도를 감지하고, 그 감지 신호를 제어기(30)로 출력한다.In this process, in an embodiment of the present invention, the ambient temperature at the side of the molten metal injection port 3a of the
그리고, 본 발명의 실시 예에서는 감지유닛(10)의 제2 온도 센서(22)를 통하여 보온로(4)의 베이스 바디(4a) 상면 측 온도를 감지하고, 그 감지 신호를 제어기(30)로 출력한다(S12 단계).And, in the embodiment of the present invention, the temperature on the upper surface of the
여기서, 상기 사형 몰드(3)의 용탕 주입구(3a) 측에 대응하는 제1 온도 센서(11)의 거리 및 각도에 따른 감지 영역은 제1 높이 조절부(16)를 통해 제1 온도 센서(11)를 상하 방향으로 이동시키고, 제1 각도 조절부(18)를 통해 제1 온도 센서(11)를 상하 방향으로 회전시키면서 조절할 수 있다.Here, the sensing area according to the distance and angle of the
그리고, 상기 보온로(4)의 베이스 바디(4a) 상면 측에 대응하는 제2 온도 센서(22)의 거리 및 각도에 따른 감지 영역은 제2 높이 조절부(27)를 통해 제2 온도 센서(22)를 상하 방향으로 이동시키고, 제2 각도 조절부(29)를 통해 제2 온도 센서(22)를 상하 방향으로 회전시키면서 조절할 수 있다.In addition, the sensing area according to the distance and angle of the
한편, 상기 제어기(30)는 제1 및 제2 온도 센서(11, 22)에 의해 각각 감지된 감지 온도를 기 설정된 기준 온도와 비교하여 적어도 하나의 감지 온도가 기준 온도를 초과하는지를 판단한다(S13 단계).Meanwhile, the
이 경우, 상기 감지 온도가 기준 온도를 초과하는 것으로 판단되면, 본 발명의 실시 예에서는 사형 몰드(3)에서 용탕이 누출되는 것으로 판단하게 되는 것이다.In this case, if it is determined that the sensing temperature exceeds the reference temperature, it is determined that the molten metal leaks from the
즉, 상기 사형 몰드(3)의 외부 단차나 틈새, 파손 부위 등을 통해 용탕이 누출되고, 그 누출된 용탕이 보온로(4)의 베이스 바디(4a)에 떨어지는 경우, 제1 온도 센서(11)는 사형 몰드(3) 측에서 누출되는 용탕의 온도를 감지하고, 제2 온도 센서(22)는 베이스 바디(4a)의 상면으로 떨어진 용탕의 온도를 감지한다.That is, when the molten metal leaks through an external step, gap, or damaged portion of the
상기와 같이 제1 및 제2 온도 센서(11, 22)에 의해 감지된 감지 온도가 기준 온도를 초과하는 것으로 판단되면, 본 발명의 실시 예에서는 제어기(30)를 통해 보온로(4)의 가압유닛(6)에 제어신호를 인가하여 그 가압유닛(6)을 정지시킴으로써 사형 몰드(3)에 대한 용탕 주입을 중지시킨다(S14 단계).If it is determined that the sensed temperature detected by the first and
그리고 나서, 본 발명의 실시 예에서는 용탕의 주입을 중지시킨 상태에서, 제어기(30)를 통해 알람 발생부(50)에 제어신호를 인가하여 그 알람 발생부(50)를 통해 알람을 발생시킨다(S15 단계).Then, in the embodiment of the present invention, in a state in which the injection of molten metal is stopped, a control signal is applied to the alarm generator 50 through the
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치(100) 및 방법에 의하면, 사형 몰드(3)의 용탕 주입 시, 설정된 감지 영역 내에서 기준 온도를 벗어난 비 정상적인 온도가 감지될 경우, 사형 몰드(3)에서 용탕이 누출되는 것으로 판단하여 용탕의 주입 중지 및 알람을 발생시킬 수 있다.According to the molten metal
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 정밀 사형 주조 공정에서 용탕의 누출로 인한 보온로 및 로봇 그리퍼의 소손을 방지할 수 있고, 용탕 누출로 인한 설비 가동 저해를 방지할 수 있으며, 용탕 누출로 인한 화재 및 안전사고를 예방할 수 있다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, it is possible to prevent burnout of the heating furnace and the robot gripper due to leakage of the molten metal in the precision sand casting process, prevent the operation of the facility due to the leakage of the molten metal, and prevent fire and Safety accidents can be prevented.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to implement various modifications within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings. It is natural to fall within the scope of the invention.
1: 정밀 사형 주조 시스템 2: 분할 사형
3: 사형 몰드 4: 보온로
4a: 베이스 바디 4b: 메인 바디
5: 로봇 그리퍼 6: 가압유닛
7: 용탕 주입부 8: 핸들링 로봇
9: 그리핑 유닛 10: 감지유닛
11: 제1 온도 센서 12: 제1 거치대
13: 제1 장착 브라켓 14: 제2 장착 브라켓
15: 제1 가이드 레일 16: 제1 높이 조절부
17: 제2 가이드 레일 18: 제1 각도 조절부
21: 지지대 22: 제2 온도 센서
23: 제2 거치대 24: 제3 장착 브라켓
25: 제4 장착 브라켓 26: 제3 가이드 레일
27: 제2 높이 조절부 28: 제4 가이드 레일
29: 제2 각도 조절부 30: 제어기
50: 알람 발생부 100: 용탕 누출 검지 장치1: Precision sand casting system 2: Split sand molding
3: sand mold 4: thermal insulation furnace
4a:
5: Robot gripper 6: Pressurizing unit
7: molten metal injection unit 8: handling robot
9: gripping unit 10: sensing unit
11: first temperature sensor 12: first cradle
13: first mounting bracket 14: second mounting bracket
15: first guide rail 16: first height adjustment unit
17: second guide rail 18: first angle adjustment unit
21: support 22: second temperature sensor
23: second cradle 24: third mounting bracket
25: fourth mounting bracket 26: third guide rail
27: second height adjustment unit 28: fourth guide rail
29: second angle adjustment unit 30: controller
50: alarm generating unit 100: molten metal leak detection device
Claims (12)
상기 보온로에 설치되며, 상기 사형 몰드에서 누출되는 용탕을 감지하는 감지유닛; 및
상기 감지유닛에 의해 감지된 감지 신호에 따라 상기 가압유닛의 작동을 제어하는 제어기;
를 포함하는 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치.Gripping a heat retention furnace that has a molten metal injection unit and discharges the molten metal heated to a set temperature with a pressurizing unit and discharges the molten metal through the molten metal injection unit, and a sand mold in which the divided sand mold is combined with each other, and the molten metal injection port of the sand mold on the molten metal injection unit In a precision sand casting system comprising a robot gripper that combines,
A sensing unit installed in the warming furnace and detecting molten metal leaking from the sand mold; And
A controller controlling the operation of the pressurizing unit according to the detection signal sensed by the detection unit;
Precision sand casting molten metal leak detection device comprising a.
상기 감지유닛은,
상기 보온로의 용탕 주입부 측에 설치되며, 상기 사형 몰드의 용탕 주입구 주변 온도를 감지하는 적어도 하나의 제1 온도 센서
를 포함하는 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치.The method of claim 1,
The detection unit,
At least one first temperature sensor installed on the side of the molten metal injection part of the warming furnace and detecting a temperature around the molten metal injection port of the sand mold
Precision sand casting molten metal leak detection device comprising a.
상기 감지유닛은,
상기 보온로의 베이스 측에 설치되며, 상기 베이스 측의 온도를 감지하는 적어도 하나의 제2 온도 센서
를 더 포함하는 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치.The method of claim 2,
The detection unit,
At least one second temperature sensor installed on the base side of the warming furnace and sensing the temperature of the base side
Precision sand casting molten metal leak detection device comprising a further.
상기 제1 온도 센서는,
상기 보온로의 용탕 주입부를 사이에 두고 상기 보온로의 메인 바디에 각각 설치되며, 비 접촉식 온도 센서로 구비되는 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치.The method of claim 3,
The first temperature sensor,
A molten metal leak detection device for precision sand casting, which is installed on the main body of the warming furnace with the molten metal injection part of the warming furnace therebetween, and is provided with a non-contact temperature sensor.
상기 제2 온도 센서는,
상기 보온로의 상기 메인 바디를 지지하는 베이스 바디의 양측에 각각 설치되며, 열화상 센서로 구비되는 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치.The method of claim 4,
The second temperature sensor,
A leak detection device for precision sand casting, which is installed on both sides of the base body supporting the main body of the heating furnace, and is provided as a thermal image sensor.
상기 제1 온도 센서는,
상기 메인 바디에 구비된 제1 거치대에 상하 방향으로 높이 조절 및 틸트 회전 가능하게 설치되는 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치.The method of claim 4,
The first temperature sensor,
A molten metal leak detection device for precision sand casting that is installed to be adjustable in height and tilted in a vertical direction on a first cradle provided in the main body.
상기 제2 온도 센서는,
상기 베이스 바디 양측의 지지대에 구비된 제2 거치대에 상하 방향으로 높이 조절 및 틸트 회전 가능하게 설치되는 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치.The method of claim 5,
The second temperature sensor,
A molten metal leak detection device for precision sand casting that is installed to be able to adjust the height in the vertical direction and rotate the tilt in the second cradle provided on the supports on both sides of the base body.
상기 제어기로부터 제어신호를 인가 받아 알람을 발생시키는 알람 발생부를 더 포함하는 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 장치.The method of claim 1,
Precision sand casting molten metal leakage detection device further comprising an alarm generator for generating an alarm by receiving a control signal from the controller.
상기 로봇 그리퍼를 통해 상기 보온로의 용탕 주입부에 상기 사형 몰드의 용탕 주입구를 결합하며, 상기 용탕 주입부를 통해 상기 용탕 주입구로 용탕을 주입하는 때, 제1 온도 센서를 통해 상기 사형 몰드의 용탕 주입구 주변 온도를 감지하고, 제2 온도 센서를 통해 상기 보온로의 베이스 측 온도를 감지하며,
상기 제1 및 제2 온도 센서에 의해 각각 감지된 감지 온도를 기 설정된 기준 온도와 비교하여, 적어도 하나의 감지 온도가 상기 기준 온도를 초과하는 것으로 판단되면, 상기 가압유닛에 제어신호를 인가하여 용탕의 주입을 중지시키는 과정을 포함하는 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 방법.Gripping a heat retention furnace that has a molten metal injection unit and discharges the molten metal heated to a set temperature with a pressurizing unit and discharges the molten metal through the molten metal injection unit, and a sand mold in which the divided sand mold is combined with each other, and the molten metal injection port of the sand mold on the molten metal injection unit In a precision sand casting system comprising a robot gripper coupling, as a method of detecting molten metal leakage of the sand mold,
When the molten metal injection port of the sand mold is coupled to the molten metal injection part of the warming furnace through the robot gripper, and when the molten metal is injected into the molten metal injection port through the molten metal injection part, the molten metal injection port of the sand mold through a first temperature sensor Detects the ambient temperature, detects the base side temperature of the warming furnace through a second temperature sensor,
When it is determined that at least one detection temperature exceeds the reference temperature by comparing the detection temperature sensed by the first and second temperature sensors with a preset reference temperature, a control signal is applied to the pressing unit to A method for detecting leakage of molten metal for precision sand casting, including the process of stopping the injection of.
상기 적어도 하나의 감지 온도가 상기 기준 온도를 초과하는 것으로 판단되면, 알람 발생부에 제어신호를 인가하여 상기 알람 발생부를 통해 알람을 발생시키는 과정을 더 포함하는 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 방법.The method of claim 9,
When it is determined that the at least one sensing temperature exceeds the reference temperature, the method of detecting a leakage of molten metal for precision sand casting further comprises a step of generating an alarm through the alarm generator by applying a control signal to an alarm generator.
상기 제1 온도 센서로서 비 접촉식 온도 센서를 제공하는 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 방법.The method of claim 9,
A method of detecting a leakage of molten metal for precision sand casting, providing a non-contact temperature sensor as the first temperature sensor.
상기 제2 온도 센서로서 열화상 센서를 제공하는 정밀 사형 주조용 용탕 누출 검지 방법. The method of claim 9,
A method of detecting molten metal leakage for precision sand casting, providing a thermal image sensor as the second temperature sensor.
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