KR20210042613A

KR20210042613A - 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치

Info

Publication number: KR20210042613A
Application number: KR1020190125377A
Authority: KR
Inventors: 박종규
Original assignee: (주)대성종합열처리
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2021-04-20
Also published as: KR102323895B1

Abstract

본 발명은 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치에 관한 것으로, 상기 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치는 샤프트가 안착된 파레트를 이송시키는 공급부, 상기 공급부의 외측에 설치되어, 상기 공급부로부터 공급된 샤프트를 초음파 세척하는 세척부, 상기 공급부에 안착된 샤프트를 세척부로 이송시키고, 상기 세척부에서 세척완료된 샤프트를 열처리부로 이송시키는 이송로봇, 상기 세척부의 외측에 설치되어 상기 이송로봇에 의해 이송된 샤프트를 고주파 열처리하는 열처리부, 상기 열처리부의 외측에 설치되어 상기 열처리부에서 고주파 열처리된 샤프트의 불량여부를 감지하는 검사부, 상기 검사부의 하부에 설치되며, 상기 검사부에서 판정된 상기 샤프트의 양품유무에 따라 정회전 또는 역회전하는 배출컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 것으로, 본 발명은 샤프트가 부위별로 연속 열처리 되도록 하는 열처리부 등을 포함하여 샤프트가 고주파 열처리되는 공정을 자동화함으로써, 제품의 품질과 생산성을 향상시키고, 관리비 및 인건비를 절감시키는 현저한 효과가 있다.

Description

다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치 {APPARATUS FOR AUTOMATING HIGH FREQUENCY HEAT TREATMENT INCLUDE MULTI-LEVEL}

본 발명은 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량용 모터 샤프트의 표면을 경화하기 위해서 샤프트에 고주파 열처리를 수행하는 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 샤프트(shaft, 또는 stub shaft)는 차량 엔진의 회전력을 차축으로 전달하는 드라이브 샤프트를 구성하는 부품 중의 하나이다.

이러한 샤프트는 원판형의 플랜지부와, 플랜지부의 중심에 돌출 형성된 샤프트부로 이루어진 형태로서,스플라인이 형성된 샤프트부에 의해 회전력이 전달됨에 따라 샤프트부의 내구성이 요구되는 부품이며, 이러한 내구성 요구에 만족하도록 샤프트의 표면 경도 증대를 위해 고주파 열처리가 필요하다.

이를 위해 종래에는 많은 고주파 열처리를 위한 장치들이 사용되고 있으나, 종래의 장치들은 단계별로 고주파열처리 장치를 별도로 두고, 부품이 다수 단계에 거쳐 투입, 열처리, 배출되는 과정을 거쳐야되며, 작업자가 수작업으로 샤프트의 투입 및 배출작업을 진행하여야 하므로 작업의 생산성 및 효율성이 떨어지고, 인건비가 많이 지출되므로 제품의 단가가 높아진다는 문제점이 있었다.

또한, 작업자가 수작업으로 샤프트를 투입 및 배출하는 과정에서, 작업자의 실수에 의해 불량품이 발생되고, 숙련자와 비숙련자에 따라 열처리 부품의 정밀도가 다르므로 품질편차가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 장치는 샤프트가 고주파 열처리되기 전 단계에서의 세척공정이 결여되어, 샤프트에 이물질이 부착된 상태로 고주파 열처리되기 때문에 고주파 열처리시 열전달이 균일하지 않으므로 제품의 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.

대한민국, 등록특허공보 제10-1568320호

본 발명은 이를 해결하고자 안출된 것으로, 대량적재가 가능한 공급부, 샤프트가 부위별로 연속 열처리 되도록 하는 열처리부 등을 포함하여, 샤프트가 고주파열처리되는 공정을 자동화함으로써, 샤프트의 품질 및 작업의 효율성을 향상시키는 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치에 관한 것으로, 상기 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치는 샤프트가 안착된 파레트를 이송시키는 공급부, 상기 공급부의 외측에 설치되어, 상기 공급부로부터 공급된 샤프트를 초음파 세척하는 세척부, 상기 공급부에 안착된 샤프트를 세척부로 이송시키고, 상기 세척부에서 세척완료된 샤프트를 열처리부로 이송시키는 이송로봇, 상기 세척부의 외측에 설치되어 상기 이송로봇에 의해 이송된 샤프트를 고주파 열처리하는 열처리부, 상기 열처리부의 외측에 설치되어 상기 열처리부에서 고주파 열처리된 샤프트의 불량여부를 감지하는 검사부, 상기 검사부의 하부에 설치되며, 상기 검사부에서 판정된 상기 샤프트의 양품유무에 따라 정회전 또는 역회전하는 배출컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열처리부는, 샤프트의 A구간을 고주파 열처리하는 1차 열처리부, 샤프트의 B구간을 고주파 열처리하는 2차 열처리부, 샤프트의 C구간을 고주파 열처리하는 3차 열처리부를 포함하며, 상기 1차 열처리부, 2차 열처리부 및 3차 열처리부는, 각각 원판형상으로 형성되며, 하부에 결합된 모터에 의해 회전되되, 상면에는 샤프트의 일부가 수용되는 지그가 방사형으로 등간격 이격되게 다수 개 장착된 턴테이블과, 상기 턴테이블의 외측에 설치되어, 상기 지그에 샤프트의 안착여부를 감지하는 감지유닛과, 상기 턴테이블의 외측에 설치되어, 상기 감지유닛을 통과한 샤프트를 고주파 열처리하는 고주파열처리유닛과, 상기 고주파열처리유닛을 거쳐 고주파 열처리된 샤프트를 후공정으로 이송시키는 이송유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공급부는, 실린더에 의해 승하강되는 제1 승하강컨베이어, 실린더에 의해 승하강되며, 상기 제1승하강컨베이어와 일정간격 이격되게 설치되는 제2 승하강컨베이어, 상기 제1 승하강벤베이어와 제2 승하강컨베이어 사이공간에 상, 하로 배치되게 설치되는 상부컨베이어 및 하부컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 샤프트가 부위별로 연속 열처리 되도록 하는 열처리부 등을 포함하여 샤프트가 고주파 열처리되는 공정을 자동화함으로써, 제품의 품질과 생산성을 향상시키고, 관리비 및 인건비를 절감시키는 현저한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 샤프트의 대량적재가 가능한 공급부를 포함하여, 작업자 없이 90분 이상 연속으로 샤프트를 공급할 수 있도록함으로써, 생산성을 향상시키는 현저한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 고주파 열처리 품질을 검사하는 검사부와, 상기 검사부의 결과에 따라 불량품과 양품을 분리하여 배출하는 배출컨베이어 등을 포함함으로써, 제품의 품질을 향상시키고 불량율을 낮추는 현저한 효과가 있다.

도1은 본 발명의 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치의 평면도이다.
도2는 본 발명의 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치의 정면도이다.
도3은 본 발명에서 사용되는 샤프트의 단면도이다.
도4는 본 발명에서 사용되는 공급부의 정면도이다.
도5는 본 발명에서 사용되는 이송유닛의 정면도이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일례에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도1은 본 발명의 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치의 평면도이고, 도2는 본 발명의 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치의 정면도이다.

본 발명의 장치를 설명하기 앞서, 본 발명의 열처리부품인 샤프트(10)에 대해 간단하게 설명하고자 한다.

도3에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(10)의 고주파 열처리 구간은 A구간(11), B구간(12) 및 C구간(13)으로 나뉜다.

상기 A구간(11)의 표면경도는 HRA 73.5 이상이여야 하고, 유효경화층의 깊이는 1.0 ~ 2.5mm 이어야 하며, B구간(12)의 표면경도는 HRA 75 이상이여야 하고, 유효경화층의 깊이는 0.38mm 이상이어야 하며, C구간(13)의 표면경도는 HRA 75 이상이여야 하고, 유효경화층의 깊이는 0.42 ~ 2.5mm 이상이어야 하며, 각 구간의 직경이 다르므로 상기 샤프트(10)는 각각 별도의 고주파 열처리장치에서 고주파 열처리되는 것이 경제적이며, 고품질로 제작되어 진다.

본 발명은 샤프트의 A,B,C구간이 각각 열처리되되, 연속적으로 고주파 열처리되도록 하는 장치이다.

이하에서는 본 발명의 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치(1000)에 대해 설명한다.

도1 내지 도2에 도시된 바와 같이, 상기 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치(1000)는, 공급부(100), 세척부(200), 이송로봇(300), 열처리부(400), 검사부(500), 배출컨베이어(600)를 포함한다.

먼저, 상기 공급부(100)는, 상기 샤프트(10)를 후술할 세척부(200)로 이송시키는 요소이다.

도4에 도시된 바와 같이, 상기 공급부(100)는, 제1 승하강컨베이어(110), 제2 승하강컨베이어(120), 상부컨베이어(130), 하부컨베이어(140)를 포함하며, 상기 컨베이어(110,120,130,140)들의 상면에는 샤프트가 수용된 파레트(20)가 안착되어 있으며, 상기 컨베이어들은, 상기 파레트(20)를 무한궤도로 순환시킨다.

더욱 상세하게, 상기 제1 승하강컨베이어(110)와 상기 제2 승하강컨베이어(120)는 서로 좌우측으로 일정거리 이격되게 배치되되, 상기 제1 승하강컨베이어(110)와 상기 제2 승하강컨베이어(120)의 하부에는 각각 실린더(A)가 설치되어, 상기 실린더(A)의 신축에 의해 상기 제1 승하강컨베이어(110) 및 제2 승하강컨베이어(120)가 승하강되도록 마련된다.

또한, 상기 제1 승하강컨베이어(110)와 상기 제2 승하강컨베이어(120)의 사이공간에는 상기 상부컨베이어(130)와, 하부컨베이어(140)가 설치되며, 상기 상부컨베이어(130)와 하부컨베이어(140)는 서로 상하로 배치되게 마련된다.

상기 제1 승하강컨베이어(110)와 상기 제2 승하강컨베이어(120)가 하부에 결합된 상기 실린더(A)에 의해 승강된 상태일 때, 상기 제1 승하강컨베이어(110)와 상기 제2 승하강컨베이어(120)는 상부컨베이어(130)와 평행하게 동일선상에 배치되고,

상기 제1 승하강컨베이어(110)와 상기 제2 승하강컨베이어(120)가 상기 실린더(A)에 의해 하강된 상태일 때, 상기 제1 승하강컨베이어(110)와 상기 제2 승하강컨베이어(120)는 하부컨베이어(140)와 평행하게 동일선상에 배치된다.

즉, 상기 다수 개의 파레트(20)들은 상기 컨베이어들의 상면에 1열로 나란하게 안착되어 무한궤도로 순환되는 것으로, 상기 제1 승하강컨베이어, 제2 승하강컨베이어, 상부컨베이어, 하부컨베이어의 상면에는 샤프트가 수용된 파레트(20)가 안착되며, 상기 컨베이어들은, 상기 샤프트가 수용된 파레트(20)를 무한궤도로 순환시키게 된다.

그리고 본 발명에서 사용되는 컨베이어들의 구성과 기본적인 원리는, 이미 널리 알려진 관용기술이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

아울러, 상기 파레트(20)의 상면에는, 샤프트(10)가 적재되는 적재홀이 일정간격 이격되게 나란하게 정열되어 있으며, 본 발명에서는 상기 적재홀(부호미표시)이 상기 파레트(20)에 가로로 8줄, 세로로 8줄로 구성되도록 하여, 정사각형상으로 총 64개의 적재홀이 형성되도록 하였다.

즉, 본 발명은 대량의 샤프트(10)가 적재되는 파레트(20)를 활용하여 작업의 효율성 및 생산성을 향상시키는 효과를 가진다.

또한, 이에 따라 작업자 없이 90분이상 연속으로 샤프트(10)를 공급하는 효과를 가진다.

이어서, 상기 세척부(200)는, 초음파세척기를 이용하여 샤프트의 표면에 묻어있는 이물질을 제거하는 요소이다.

더욱 상세하게, 공급부(100)에서 공급되는 샤프트(10)는 후술할 이송로봇(300)에 의해 그립되어, 상기 세척부(200)로 이송되며, 상기 세척부(200)에서 표면에 잔류하는 절삭유, 이물질, 얼룩 등이 제거되어 진다.

상기 세척부(200)는, 세척수가 담겨지는 공간부가 형성된 챔버(도면미도시), 상기 챔버 내부에 장착된 초음파유닛(도면미도시) 등을 포함하며, 상기 세척부(200)에서 초음파 세척된 샤프트는 후공정에서 고주파열처리 시, 품질이 향상되는 효과를 가진다.

다음으로, 상기 이송로봇(300)은, 상기 공급부(100)와 후술할 열처리부(400) 사이공간에 설치되어, 상기 파레트(20)에 수용된 샤프트(10)를 상기 세척부(200)로 이송시켜 초음파세척이 되도록한 뒤, 초음파세척이 완료되면 상기 열처리부(400)로 이송시키는 요소이다.

상기 이송로봇(300)은, 종방향으로 설치된 레일과, 횡방향으로 설치된 레일을 따라 네방향으로 이동하며, 실린더에 의해 상,하로 이동가능하여 3축으로 이동가능하도록 마련되거나,

또는, 복수 개의 다관절 암과 그리퍼를 가지는 로봇으로 마련되어, 사용자 인터페이스와 통신하면서, 입력된 시간적 명령을 순차적으로 수행하도록 마련되어질 수도 있다.

이러한 이송로봇은 이미 널리 알려진 관용기술이므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.

이어서, 상기 열처리부(400)는 1차 열처리부(402), 2차 열처리부(404), 3차 열처리부(406)를 포함한다.

상기 1차 열처리부(402), 2차 열처리부(404) 및 3차 열처리부(406)의 구성은 모두 동일하며, 상기 1차 열처리부는 샤프트의 A구간을 고주파 열처리하고, 상기 2차 열처리부는 샤프트의 B구간을 고주파 열처리하고, 상기 3차 열처리부는 샤프트의 C구간을 고주파 열처리하는 요소인 것으로, 각각 샤프트를 열처리시키는 구간을 달리한다.

상기 열처리부(400)는, 턴테이블(410), 감지유닛(420), 고주파열처리유닛(430), 이송유닛(440)을 포함한다.

먼저, 상기 턴테이블(410)은, 상기 샤프트(10)가 고주파 열처리되는 작업대이다.

상기 턴테이블(410)은 바닥면으로부터 일정 높이를 가지도록 설치되되, 원판형상으로 형성되며, 상면에는 샤프트(10)의 일부가 수용되는 다수개의 지그(412)가 방사형으로 등간격 이격되게 결합된다.

아울러, 상기 턴테이블(410)은, 하부에 결합된 모터(도면미표시)에 의해 회전되되, 일정주기로 일정각도만큼 회전되게 마련되어, 상기 턴테이블에 수용된 샤프트(10)가 상기 턴테이블의 외측에 방사형으로 설치된 감지유닛(420), 고주파열처리유닛(430)을 거쳐 순차적으로 작업되어 지도록 한다.

본 발명의 상기 턴테이블(410)은 총 8개의 지그(412)를 포함하며, 상기 턴테이블은 1회에 반시계방향으로 45°씩 회전되도록 마련되어있으나, 상기 지그의 개수, 턴테이블의 회전각도 등은 필요에 따라 달리되어질 수 있다.

또한, 상기 턴테이블(100)의 가장자리에는 가장자리를 따라 일정 높이를 가지도록 형성되는 차단막(부호미표시)이 결합되어, 후술할 상기 고주차열처리유닛(430)의 냉각노즐에서 배출되는 냉각수가 외부로 흐르지 않도록 한다.

상기 세척부(200)에서 세척된 샤프트(10)는, 이송로봇(300)에 의해 상기 제1차 열처리부(402)의 턴테이블에 배치된 지그에 안착된다.

한편, 상기 이송로봇(300)에 의해 턴테이블의 6시방향에 배치된 지그에 안착된 샤프트는 상기 턴테이블이 일정각도 반시계방향으로 회전됨에 따라 상기 턴테이블의 3시 방향에 위치하게 되며, 감지유닛(420)에 의해 상기 지그(412)의 정위치에 안착되었는지 확인받는 과정을 거치게 된다.

상기 감지유닛(420)은 상기 턴테이블(410)의 외측에 설치되어, 상기 턴테이블의 지그(412)에 수용된 샤프트(10)의 존재여부 및 정위치를 감지하는 요소이다.

상기 감지유닛(420)은, 상기 샤프트(10)가 상기 지그(412)에 안착되었는 지 확인하는 감지센서(도면미도시)를 포함하는 것으로, 상기 감지센서는, 적외선 등으로 상기 샤프트의 존재여부 및 정위치를 감지하여, 후공정인 고주파열처리유닛(430)의 작동여부를 결정하기 위한 것이다.

만약, 상기 샤프트(10)가 상기 지그(412)의 정위치에 안착되지 않았음을 감지하면, 해당 지그(412)는 후술할 고주파열처리유닛(430)을 통과하여 고주파열처리 되지 않도록 마련된다.

이어서, 상기 감지유닛(420)에 의해 정위치임이 확인된 샤프트는 턴테이블이 일정각도 회전됨에 따라 턴테이블의 12시 방향에 위치하게 되며, 고주파열처리유닛(430)에 의해 고주파 열처리되어진다.

상기 고주파열처리유닛(430)은 상기 턴테이블(410)의 외측에 설치되어, 상기 감지유닛(420)를 통과한 샤프트(10)를 고주파열처리하는 요소이다.

상기 고주파열처리유닛(430)은 유도코일, 고주파발생기, 냉각노즐을 포함한다.

상기 유도코일은 수직방향으로 왕복운동 가능하도록 구성되고, 상기 샤프트의 일부분이 삽입되는 형태로 공간부가 마련되며, 상기 공간부에 샤프트의 특정구간이 삽입되어 고주파 열처리 되어진다.

상기 고주파발생기는 상기 유도코일과 전기적으로 연결되어, 상기 유도코일의 내측에 고주파를 인가하는 요소이며, 상기 냉각노즐은 고주파 열처리가 완료된 샤프트에 냉각수를 분사하는 요소이다.

그리고 이 때, 상기 지그(412)는 회전되어, 샤프트(10)가 균일하게 고주파 열처리되도록 한다.

상기 고주파열처리유닛(430)은, 고주파 열처리하고자 하는 샤프트의 특정구간에 적합한 크기 및 형상의 유도코일을 가지며, 열처리되는 시간, 첨가원소, 고주파 주파수 등도 각각 달리되어야 한다.

다음으로, 상기 고주파열처리유닛(430)에서 고주파 열처리 된 샤프트는 턴테이블이 일정각도 회전됨에 따라 턴테이블의 9시 방향에 위치하게 되며, 상기 샤프트는 이송유닛(440)에 의해 다음 공정으로 이송된다.

상기 이송유닛(440)은, 1차 열처리부(402)에서 열처리된 샤프트(10)를 2차 열처리부(404)로 이송시키는 제1이송유닛(440a), 상기 2차 열처리부(404)에서 열처리된 샤프트를 3차 열처리부(406)로 이송시키는 제2이송유닛(440b), 상기 3차 열처리부(406)에서 열처리된 샤프트를 후술할 검사부(500) 및 배출컨베이어(600)로 이송시키는 제3이송유닛(440c)을 포함한다.

도5에 도시된 바와 같이, 상기 이송유닛(440)은, 지면으로부터 일정높이를 가지도록 수직으로 설치되는 지지프레임(441), 상기 지지프레임(441)의 상단부에, 상기 지지프레임(441)과 교차되는 방향으로 결합되는 수평프레임(442), 상기 수평프레임(442)에 결합되어, 상기 수평프레임을 따라 좌우측방향(수평방향)으로 왕복이동하는 수평이동부(443), 상기 수평이동부의 하부에 결합되어 상하방향(수직방향)으로 왕복이동하는 수직이동부(444), 상기 수직이동부의 하부에 결합되어 샤프트(10)를 각각 파지하는 이송그리퍼(445)를 포함한다.

덧붙여, 상기 수평이동부(443), 수직이동부(444) 및 이송그리퍼(445)는 공압 또는 유압에 의해 작동된다.

즉, 상기 1차 열처리부(402)에서 A구간이 열처리된 샤프트(10)는 제1이송유닛(440a)에 의해 2차 열처리부(404)로 이송되고, 상기 2차 열처리부(404)에서 B구간이 열처리된 샤프트는 제2이송유닛(440b)에 의해 3차 열처리부(406)로 이송되며, 상기 3차 열처리부(406)에서 C구간이 열처리된 샤프트는 제3이송유닛(440c)에 의해 후술할 검사부(500) 및 배출컨베이어(600)로 이송되어지는 것이다.

한편, 상기 검사부(500)는, 상기 턴테이블(410)의 외측에 설치된다.

상기 검사부(500)는 상기 열처리부(400)을 거쳐 고주파 열처리 가공이 완료된 샤프트(10)가 양품인지 불량품인지를 구별하는 요소이다.

본 발명의 검사부는 ECT 검사방법으로 상기 샤프트(10)의 불량여부를 확인하며, 상기 ECT검사방법이란 도체에 와전류를 발생시켜 재료의 여러 가지 특성을 검사하는 방법으로서 금속의 전도도 측정, 박막두께측정, 금속재료의 결함검사에 이용되고 있으며, 본 발명에서는 고주파 열처리 후 경화 패턴(유효경화층 깊이)을 검출하여 양품과 불량품을 구별하게 된다.

더욱 상세하게는, 상기 검사부(500)는, 검사대(도면미도시)와, 검사대에 설치되고 중심에 상기 샤프트(10)가 삽입되는 검사홀이 관통 형성되며 상기 검사홀을 따라 내측에 와전류가 공급되는 와전류코일이 설치되어 상기 샤프트에 와전류를 송수하는 탐촉자(도면미도시)와, 상기 탐촉자에서 수신된 와전류의 진폭을 기 설정된 표준값과 비교하여 상기 스터브 샤프트의 고주파 열처리 불량을 판별하는 판별기(도면미도시)를 포함한다.

아울러, 본 발명에서는 상기 검사부(500)의 후단에 실린더(도면미도시)를 결합하여, 상기 검사부(500)가 실린더의 신축에 의해 직선왕복운동하도록 구성되는 것으로, 상기 검사부는 상기 턴테이블 측방향으로 전진하거나, 턴테이블 외측방향으로 후진하도록 마련된다.

상기 검사부(500)는, 제3이송유닛(440c)이 3차 열처리부(406)를 거친 샤프트(10)를 그립하여 배출컨베이어(600)측으로 이동하면, 전진하여 상기 검사부로 샤프트가 용이하게 삽입되도록 한다.

상기 검사부(500)에서 상기 샤프트의 검사가 끝난 이후, 상기 검사부는 실린더에 의해 후방으로 이송되고, 상기 제3이송유닛(440c)이 샤프트(10)를 하부로 낙하시킴에 따라 상기 샤프트는 상기 제3이송유닛(440c)의 하부측에 배치된 가이드프레임(도면미도시)을 따라 배출컨베이어(600)로 이송되어진다.

이어서, 상기 배출컨베이어(600)는 상기 열처리부(400)의 외측에 설치되어, 상기 열처리부(400)를 거쳐 고주파 열처리 가공이 완료된 샤프트(10)를 상기 검사부(500)에서 판정된 검사결과에 따라 양품수거함 또는 불량수거함으로 배출시키는 요소이다.

상기 배출컨베이어(600)의 길이방향으로의 양쪽에는 각각 양품수거함 또는 불량품수거함이 설치되어있으며, 상기 검사부(500)의 검사결과, 고주파 열처리 가공이 완료된 샤프트(10)가 양품으로 판정되면 상기 배출컨베이어(600)는 정회전하여 양품수거함으로 수거되고, 불량품으로 판정되면 상기 배출컨베이어(600)가 역회전하여 상기 샤프트(10)를 불량품수거함으로 분리하여 수거하도록 마련된다.

또한, 상기 배출컨베이어(600)의 길이방향측 양 가장자리에는 각각 이탈방지프레임(부호미도시)이 결합되어, 상기 배출컨베이어(600)를 통해 양품수거함 또는 불량수거함으로 이동하는 샤프트(10)가 외측방향으로 이탈되지 않도록 한다.

덧붙여, 상기 검사부(500)와 배출컨베이어(600) 사이공간에는 가이드프레임(도면미도시)이 설치되어, 상기 샤프트(10)가 상기 배출컨베이어로 이송되는 것을 가이드한다.

상기 가이드프레임(도면미도시)은 하부로갈수록 하향경사지게 마련되며, 상기 가이드프레임의 수직단면은 '

'형상으로, 양측면에 가이드판이 형성되어 상기 샤프트가 외측방향으로 이탈되는 것을 방지한다.

그리고 본 발명은 메인 컨트롤러, 터치스크린 등으로 구성된 PLC제어부(도면미도시)를 포함하며, 작업자가 입력 및 출력도구인 터치스크린(도면미도시)에 표준작업조건을 입력하면, PLC 제어에 의하여 작업공정 순서대로 작동되며, 작업조건이 실시간으로 모니터링 되고 ERP System에 저장되도록 마련된다.

그리고 본 발명은 이러한 PLC제어에 의해 작동도중 표준작업조건의 한계치를 벗어나면 알람이 울리고 작업이 자동으로 중단되도록 마련된다.

이하에서는, 본 발명의 장치(1000)에 의해 샤프트(10)가 고주파열처리되는 방법을 설명한다.

먼저, 작업자는 다수 개의 샤프트(10)가 수용된 파레트(20)를 공급부(100)에 안착시킨다.

이후, 상기 공급부(100)에 안착된 파레트(20)는 상기 공급부(100)가 구동됨에 따라 상기 세척부(200)측으로 이송되며, 상기 이송로봇(300)은 파레트에 안착된 샤프트를 세척부(200)로 이송하여 초음파세척시킨 후, 제1차 열처리부(402)의 턴테이블에 안착시킨다.

상기 턴테이블(410)은 공급부분, 감지대기부분, 감지부분, 고주파열처리대기부분, 고주파열처리부분, 배출대기부분, 배출부분, 공실부분으로 8분할되며, 각 부분에는 지그(412)가 장착되어 있다.

상기 샤프트는 이송로봇(300)에 의해 제1열처리부(402) 턴테이블의 6시 방향인 턴테이블의 공급부분에 안착되어 진다.

이후, 상기 샤프트는 일정주기로 일정각도 회전되어 감지대기부분을 거쳐 턴테이블의 3시 방향인 감지부분에 안착되며, 상기 감지유닛(420)에 의해 상기 지그(412)에 샤프트(10)의 안착 여부를 확인받게 된다.

이어서, 상기 감지유닛(420)을 거친 샤프트(10)는 상기 턴테이블이 회동됨에 따라, 고주파열처리대기부분을 거친 뒤, 턴테이블의 12시 방향에 배치된 고주파열처리부분으로 이동되어, 상기 고주파열처리유닛(430)에서 A구간이 고주파 열처리되어진다.

상기 고주파열처리유닛(430)을 거쳐 고주파 열처리된 샤프트는 배출대기부분을 거쳐 배출부분에 배치되고, 상기 제1이송유닛(440a)에 의해 2차 열처리부(404)로 이송되어진다.

이후, 상기 샤프트는 2차 열처리부(404)에서 1차 열처리부(402)와 동일한 과정을 거쳐 B구간이 고주파 열처리되고, 제2이송유닛(440b)에 의해 3차 열처리부(406)로 이송되어 C구간이 고주파 열처리되는 과정을 거치게 된다.

상기 3차 열처리부(406)에서 고주파 열처리 완료되어 턴테이블의 9시 방향인 배출부분에 배치된 샤프트는 상기 제3이송유닛(440c)에 의해 배출컨베이어(600)측으로 이송된다.

이 때, 상기 검사부(500)는 실린더에 의해 전진되어 상기 배출컨베이어(600)의 상부측에 배치되도록 하고, 상기 제3이송유닛이 하강하여 상기 샤프트를 그립한 상태로 상기 검사부측으로 인입함으로써 상기 샤프트는 검사부에 의해 품질의 불량 유무를 검사박데 된다.

이 후, 상기 제3이송유닛은 상기 샤프트를 그립한 상태로 다시 상승하고, 상기 검사부는 실린더에 의해 후방으로 이송되며, 상기 제3이송유닛은 상기 샤프트를 하부방향으로 낙하시켜 상기 샤프트가 배출컨베이어(600)로 이송되도록 한다.

상기 배출컨베이어(600)는 상기 검사부(500)의 판정결과에 따라 정방향 또는 역방향으로 구동되어, 상기 샤프트가 양품수거함 또는 불량수거함으로 분리되도록한다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시례를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시례가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

1000:다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치
10:샤프트
11:A구간
12:B구간
13:C구간
100:공급부
110:제1승하강컨베이어
120:제2승하강컨베이어
130:상부컨베이어
140:하부컨베이어
200:세척부
300:이송로봇
400:열처리부
402:1차 열처리부
404:2차 열처리부
406:3차 열처리부
410:턴테이블
412:지그
420:감지유닛
430:고주파열처리유닛
440:이송유닛
440a:제1 이송유닛
440b:제2 이송유닛
440c:제3 이송유닛
441:지지프레임
442:수평프레임
443:수평이동부
444:수직이동부
445:이송그리퍼
500:검사부
600:배출컨베이어

Claims

샤프트가 안착된 파레트를 이송시키는 공급부;
상기 공급부의 외측에 설치되어, 상기 공급부로부터 공급된 샤프트를 초음파 세척하는 세척부;
상기 공급부에 안착된 샤프트를 세척부로 이송시키고, 상기 세척부에서 세척완료된 샤프트를 열처리부로 이송시키는 이송로봇;
상기 세척부의 외측에 설치되어 상기 이송로봇에 의해 이송된 샤프트를 고주파 열처리하는 열처리부;
상기 열처리부의 외측에 설치되어 상기 열처리부에서 고주파 열처리된 샤프트의 불량여부를 감지하는 검사부;
상기 검사부의 하부에 설치되며, 상기 검사부에서 판정된 상기 샤프트의 양품유무에 따라 정회전 또는 역회전하는 배출컨베이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치.
제1항에 있어서,
상기 열처리부는,
샤프트의 A구간을 고주파 열처리하는 1차 열처리부, 샤프트의 B구간을 고주파 열처리하는 2차 열처리부, 샤프트의 C구간을 고주파 열처리하는 3차 열처리부를 포함하며,
상기 1차 열처리부, 2차 열처리부 및 3차 열처리부는,
각각 원판형상으로 형성되며, 하부에 결합된 모터에 의해 회전되되, 상면에는 샤프트의 일부가 수용되는 지그가 방사형으로 등간격 이격되게 다수 개 장착된 턴테이블과,
상기 턴테이블의 외측에 설치되어, 상기 지그에 샤프트의 안착여부를 감지하는 감지유닛과,
상기 턴테이블의 외측에 설치되어, 상기 감지유닛을 통과한 샤프트를 고주파 열처리하는 고주파열처리유닛과,
상기 고주파열처리유닛을 거쳐 고주파 열처리된 샤프트를 후공정으로 이송시키는 이송유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치.
제1항에 있어서,
상기 공급부는,
실린더에 의해 승하강되는 제1 승하강컨베이어,
실린더에 의해 승하강되며, 상기 제1승하강컨베이어와 일정간격 이격되게 설치되는 제2 승하강컨베이어,
상기 제1 승하강벤베이어와 제2 승하강컨베이어 사이공간에 상, 하로 배치되게 설치되는 상부컨베이어 및 하부컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계로 구성된 연속 고주파 열처리 자동화 장치.