KR20230024509A - 2축 회전 경동 주조 장치 - Google Patents

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Abstract

용탕 주입공간 내부에 충진된 용탕이 중력에 의해 캐비티에 주입되는 중력식 주조에서 금형이 제1방향, 상기 제1방향과 수직인 제2방향의 2축 방향으로 복합적 회전이 수행될 수 있는 2축 회전 경동 주조 장치에 관한 것으로, 베이스부, 상기 베이스부 상에서 제1 방향으로 회전 가능하게 결합되는 회동부, 내부에 캐비티를 형성하는 하부금형과 상부금형을 포함하고, 상기 회동부 상에서 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 회전 가능하게 결합되는 금형부, 주조시 용탕이 상기 캐비티에 균일하게 공급될 수 있도록 상기 금형부 및 회동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 금형 내부의 캐비티 형상이 복잡한 경우에도 캐비티 전체에 균일하게 용탕이 공급될 수 있는 효과가 있다.

Description

2축 회전 경동 주조 장치{Tilt casting apparatus that rotates in two axes}
본 발명은 2축 회전 경동 주조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용탕 주입공간 내부에 충진된 용탕이 중력에 의해 캐비티에 주입되는 중력식 주조에서 금형이 제1방향, 상기 제1방향과 수직인 제2방향의 2축 방향으로 복합적으로 회전되도록 구성됨으로써 금형 내부의 캐비티 형상이 복잡한 경우에도 캐비티 전체에 균일하게 용탕이 공급될 수 있는 2축 회전 경동 주조 장치에 관한 것이다.
일반적으로 중력 주조는 용탕을 버킷에 임시 저장한 다음 금형틀을 회전시켜 중력에 의해 용탕이 금형틀의 캐비티에 주입되도록 하여 원하는 주조물을 성형하는 방식이다. 이러한 중력 주조 방식에는 정치식과 경동식이 있다.
상기 정치식 중력 주조는 고정되어 있는 금형의 내부에 작업자가 레들을 통해 직접 용탕을 주입함으로써 중력에 의하여 용탕의 흐름이 주형 내부를 채워 제품을 제작하도록 구성된 것으로, 이 구조는 작업자의 수작업에 의해 용탕 주입이 이루어지므로 주입구로 장입되는 용탕의 주입속도를 조절할 수 없다.
또, 경동식(tilting type) 중력 주조는 용탕 주입구로 연결되는 용탕 주입 컵을 구비하며, 용탕 주입 컵에 용탕을 공급한 상태로 금형을 기울여 용탕 주입 컵 내의 용탕이 주입구를 통해 금형 내부로 일시에 공급되도록 하는 공법으로서, 주입구마다 용탕 주입 속도를 동일하게 맞출 수 있다는 특징을 갖는다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 스탠드의 일단에 힌지결합되어 회동가능하도록 설치되는 금형틀, 상기 금형틀을 회동시킬수 있도록 스탠드와 금형틀 사이에 설치되는 유압실린더, 상기 금형틀 내부에 설치되는 고정금형 및 가동금형, 상기 가동금형을 가동시키기 위해 설치되는 유압실린더, 상기 고정금형과 가동금형의 접촉면에 형성되는 캐비티 및 주입구와 상기 주입구 선단에 용탕을 임시로 저장하기 위해 설치되는 탕수, 상기 탕수의 출구 선단의 상부에 설치되는 송풍수단을 포함하는 경동식중력주조기에 대해 개시되어 있다.
이를 통해 하기 특허문헌 1의 경동식중력주조기는 용탕의 표면에 형성되는 산화막이 캐비티에 유입되는 것을 송풍수단을 통해 차단함으로써 주조품의 결함을 미연에 방지할 수 있어 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그러나, 특허문헌 1은 유압실린더를 이용하여 금형틀을 회동시켜 탕수에 저장된 용탕을 캐비티에 주입하는 방식이기 때문에 금형틀의 회전 각도 및 회전 속도를 조절하기가 용이하지 않다.
또한, 특허문헌 1은 금형틀을 한축으로만 회전시켜 탕수에 저장된 용탕을 캐비티에 공급하는 방식이기 때문에 캐비티의 형상이 복잡한 경우에는 캐비티 전체에 균일하게 용탕을 공급할 수 없어 전체적으로 균일한 품질의 주조품을 주조할 수 없는 문제가 있다.
또한, 하기 특허문헌 2에는 주조기 본체에 회전축이 결합되어 상하로 회동 가능하게 설치되는 회동 프레임, 상기 회동 프레임에 설치되고 고정 금형과 이동 금형으로 이루어지며 내부에 캐비티가 형성되는 금형부, 상기 고정 금형의 일측에 설치되고, 상기 캐비티에 주입하기 위한 용탕이 임시 저장되는 용탕 버킷부 및 상기 용탕 버킷부에 저장된 상기 용탕이 중력에 의해 상기 캐비티에 주입되도록 상기 회동 프레임을 회동시키며, 상기 캐비티에 주입되는 상기 용탕의 흐름을 조절하기 위하여 상기 회동 프레임의 회동 각도 및 속도를 틸팅 제어할 수 있는 회동 구동부를 포함하는 중력 중조기에 대해 개시되어 있다.
이를 통해, 특허문헌 2는 틸팅용 서보 모터를 이용하여 금형틀의 회전 각도 및 속도를 정밀하게 틸팅 제어함으로써 금형부로 주입되는 용탕의 흐름을 원활하게 조절하여 주조물의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그러나, 특허문헌 2는 하기 특허문헌 1에서 금형틀의 회전 각도 및 회전 속도를 조절할 수 없는 문제는 해결하였으나, 용탕을 캐비티에 주입하기 위해 금형틀을 한축으로만 회전하는 방식이기 때문에 캐비티의 형상이 복잡한 경우에는 캐비티 전체에 균일하게 용탕을 공급할 수 없는 문제가 여전히 남아 있다.
대한민국 등록특허 제10-0370891호(2003년 03월 15일 공고) 대한민국 공개특허 제10-2016-0113838호(2016년 10월 04일 공개)
본 발명의 목적은 용탕 주입공간 내부에 충진된 용탕이 중력에 의해 캐비티에 주입되는 중력식 주조에서 용탕 주입시 금형을 2축 방향으로 복합적으로 회동시킴으로써 금형 내부의 캐비티 형상이 복잡한 경우에도 캐비티 전체에 균일하게 용탕이 공급될 수 있는 2축 회전 경동 주조 장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 2축 회전 경동 주조 장치는 베이스부, 상기 베이스부 상에서 제1 방향으로 회전 가능하게 결합되는 회동부, 내부에 캐비티를 형성하는 하부금형과 상부금형을 포함하고, 상기 회동부 상에서 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 회전 가능하게 결합되는 금형부 및 주조시 용탕이 상기 캐비티에 균일하게 공급될 수 있도록 상기 금형부 및 회동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 2축 회전 경동 주조 장치에서 상기 회동부는 상기 베이스부에 평행하게 배치된 회동 패널, 상기 회동 패널의 양단에 마련되어 상기 베이스부의 일측에 각각 회전 가능하게 결합되는 제1 및 제2 회동 지지대, 상기 회동 패널의 타측 양단에 마련되어 상기 금형부를 회전 가능하게 지지하는 제1 및 제2 회동축 지지대를 포함한다.
또한, 상기 회동부는 각각의 일측 단부는 상기 베이스부에 고정 설치되고, 타측 단부는 상기 제1 및 제2 회동축 지지대에 결합되는 제1 및 제2 회동 실린더, 상기 금형부를 회전시키기 위해 상기 제1 회동축 지지대의 일측에 결합된 회동모터를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 2축 회전 경동 주조 장치에서 상기 회동모터는 캐비티에 공급되는 용탕의 공급량과 공급 속도를 정량적으로 정밀하게 조절하기 위해 상기 금형부의 회전 각도 및 회전 속도를 틸팅 제어할 수 있는 스텝모터 또는 서보모터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 2축 회전 경동 주조 장치에서 상기 회동부는 상기 제1 및 제2 회동축 지지대와 제1 및 제2 회동 실린더의 결합부에 각각 상기 제1 및 제2 회동 실린더의 직선 운동을 상기 회동부의 회전 운동으로 변환시키는 크랭크 모듈을 더 포함한다.
또한, 상기 크랭크 모듈은 제1 또는 제2 회동축 지지대의 일측에 각각 결합되는 제1 힌지, 제1 또는 제2 회동 실린더의 타측 단부에 각각 결합되는 제2 힌지, 상기 제1 힌지 및 제2 힌지를 각각 연결하는 한 쌍의 크랭크 암을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 2축 회전 경동 주조 장치에서 상기 제어부는 상기 회동모터와 제1 및 제2 회동 실린더를 제어하여 상기 금형부 및 회동부의 회전 각도 또는 회전 속도 중 적어도 어느 하나를 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 2축 회전 경동 주조 장치에서 상기 금형부는 상기 회동 패널에 평행하게 배치된 금형 패널, 상기 금형 패널의 양단에 마련되어 상기 제1 및 제2 회동축 지지대에 각각 회전 가능하게 결합되는 제1 및 제2 금형 지지대, 상기 금형 패널 상에 마련된 하부금형을 포함한다.
또한, 상기 금형부는 상기 하부금형의 상부에서 상하 방향으로 이동 가능하게 마련된 승강 패널 및 상기 승강 패널의 하부에 마련되어 상기 승강 패널의 하강시 상기 하부금형과 결합되어 내부에 캐비티를 형성하는 상부금형을 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 2축 회전 경동 주조 장치에서 상기 금형 패널에는 상기 하부금형의 일측에 용탕이 주입되는 공간인 용탕 주입공간이 마련되고, 상기 하부금형과 용탕 주입공간 사이에는 용탕이 공급되는 탕로가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 2축 회전 경동 주조 장치는 상기 승강 패널이 상하 방향으로 이동 가능하게 축 지지하도록 상기 금형 패널의 일측에 마련된 복수의 승강축을 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 2축 회전 경동 주조 장치는 상기 하부금형과 상부금형을 결합 또는 분리하기 위해 상기 금형부의 상부에서 승강 패널을 승강할 수 있도록 마련된 승강부를 더 포함한다.
또한, 상기 승강부는 상기 승강축의 단부가 고정 결합되는 승강지지 패널, 상기 승강지지 패널의 중앙 부분에 고정 설치되어 상기 승강 패널을 상하 방향으로 이동시키는 승강 실린더를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 2축 회전 경동 주조 장치는 용탕 주입공간 내부에 충진된 용탕이 중력에 의해 캐비티에 주입되는 중력식 주조에서 용탕 주입시 회동모터와 회동 실린더에 의하여 금형을 제1 방향과 제2 방향으로 복합적으로 회동시키도록 구성되기 때문에 금형 내부의 캐비티 형상이 복잡한 경우에도 캐비티 전체에 균일하게 용탕을 공급할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 본 발명에 따른 2축 회전 경동 주조 장치는 용탕 주입시 캐비티 내부의 공기 배출이 전체적으로 균일하게 이루어짐으로써 주조품의 기공 발생을 방지하고, 캐비티 전체에서 용탕의 냉각이 균일하게 이루어져 주조품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 2축 회전 경동 주조 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 2축 회전 경동 주조 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 2축 회전 경동 주조 장치의 제어 블록도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시 예에 따른 2축 회전 경동 주조 장치에서 경동 주조의 과정을 설명하기 위한 동작 순서를 나타내는 도면이다.
아래에서는 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. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 2축 회전 경동 주조 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 2축 회전 경동 주조 장치의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 2축 회전 경동 주조 장치의 제어 블록도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 2축 회전 경동 주조 장치는 도 1 내지 도 3에서 도시된 바와 같이 베이스부(100), 상기 베이스부(100) 상에서 제1 방향으로 회전 가능하게 결합되는 회동부(200), 상기 회동부(200) 상에서 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 회전 가능하게 결합되는 금형부(300), 금형부(300) 및 회동부(200)의 동작을 제어하는 제어부(500)를 포함한다.
본 발명에서 상기 제1 방향은 후술하는 제1 및 제2 베이스축(140, 150)을 중심축으로 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)를 이용하여 회전하는 방향을 의미하고, 상기 제2 방향은 제1 및 제2 회동축(241, 251)을 중심축으로 회동모터(280)를 이용하여 회전하는 방향을 의미한다.
또한, 베이스부(100)는 판 형상의 베이스 패널(110), 베이스 패널(110)의 양단에 마련되어 상기 회동부(200)를 제1 방향으로 회전 가능하게 지지하는 제1 및 제2 베이스축 지지대(120, 130), 상기 회동부(200)의 회전시 축 지지 기능을 하는 제1 및 제2 베이스축(140, 150)을 포함한다.
이때, 상기 제1 및 제2 베이스축(140, 150)은 제1 및 제2 베이스축 지지대(120, 130)의 일측에 형성된 관통구에 삽입되어 회동부(200)에 결합된다.
또한, 회동부(200)는 베이스부(100)에 평행하게 배치된 회동 패널(210), 제1 및 제2 회동 지지대(220, 230), 제1 및 제2 회동축 지지대(240, 250), 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270) 및 회동모터(280)를 포함한다.
상기 회동 패널(210)은 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이 미리 설정된 회전 각도에 따른 회동부(200)의 회전 반경을 확보할 수 있도록 베이스부(100)와 일정치의 이격거리를 유지하도록 평행하게 배치된다.
상기 제1 및 제2 회동 지지대(220, 230)는 회동 패널(210)의 양단에 마련되어 제1 및 제2 베이스축(140, 150)을 통해 제1 및 제2 베이스축 지지대(120, 130)에 각각 회전가능하게 결합된다.
즉, 제1 베이스축(140)이 제1 베이스축 지지대(120)의 일측에 형성된 관통구와 제1 회동 지지대(220)의 일측에 형성된 관통구를 통해 삽입되어 제1 베이스축 지지대(120)와 제1 회동 지지대(220)를 회전가능하게 결합한다.
또한, 제2 베이스축(150)이 제2 베이스축 지지대(130)의 일측에 형성된 관통구와 제2 회동 지지대(230)의 일측에 형성된 관통구를 통해 삽입되어 제2 베이스축 지지대(130)와 제2 회동 지지대(230)를 회전가능하게 결합한다.
상기와 같은 구성에 의하여 회동부(200)는 제1 및 제2 베이스축(140, 150)이 중심축이 되어 제1 방향으로 회전할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 회동축 지지대(240, 250)는 회동 패널(210)의 타측 양단에 마련되어 금형부(300)를 회전 가능하게 지지한다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 회동부(200)는 상기 금형부(300)의 회전시 축 지지 기능을 하는 제1 및 제2 회동축(241, 251)을 더 포함한다.
즉, 상기 제1 및 제2 회동축(241, 251)은 제1 및 제2 회동축 지지대(240, 250)의 일측에 형성된 관통구에 삽입되어 금형부(300)의 일측에 각각 결합된다.
또한, 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)는 각각의 일측 단부가 베이스 패널(110)의 양측에 각각 고정 설치되며, 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)의 타측 단부는 제1 및 제2 회동축 지지대(240, 250)의 일측에 결합된다.
도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이 제1 및 제2 회동축 지지대(240, 250)와 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)의 결합부에는 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)의 직선 운동을 회동부(200)의 회전 운동으로 변환시키는 크랭크 모듈(290)이 더 포함될 수 있다.
이를 위하여 상기 크랭크 모듈(290)은 제1 또는 제2 회동축 지지대(240, 250)의 일측에 각각 결합되는 제1 힌지(291), 제1 또는 제2 회동 실린더(260, 270)의 타측 단부에 각각 결합되는 제2 힌지(292), 제1 힌지(291) 및 제2 힌지(292)를 각각 연결하는 한쌍의 크랭크 암(293)을 포함한다.
따라서, 본 발명에 따른 제어부(500)가 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)를 구동하면 크랭크 모듈(290)에 의해 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)의 직선 운동이 회동부(200)에 전달되어 회동부(200)가 회전하게 된다.
또한, 회동모터(280)는 도 2에서 도시된 바와 같이 금형부(300)를 상기 제2 방향으로 회전시키기 위해 제1 회동축 지지대(240)의 일측에 결합되는데, 본 실시예에서는 일예로서 회동모터(280)가 제1 회동축 지지대(240)의 일측에 고정 설치되어 제1 회동축(241)의 단부에 결합되도록 구성하였다.
따라서, 회동모터(280)는 타측 단부가 금형부(300)의 일측에 결합되는 제1 회동축(241)을 구동하여 금형부(300)를 상기 제2 방향으로 정회전 또는 역회전 시킬 수 있다.
상기 회동모터(280)는 중력식 주조에서 용탕이 캐비티(341)에 공급되는 공급량과 공급 속도를 정량적으로 정밀하게 조절하기 위해 상기 금형부(300)의 회전 각도 및 회전 속도를 틸팅 제어할 수 있는 스텝모터 또는 서보모터 등으로 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 금형부(300)는 상기 회동 패널(210)에 평행하게 배치된 금형 패널(310), 금형 패널(310)의 양단에 마련되어 제1 및 제2 회동축 지지대(240, 250)에 각각 결합되는 제1 및 제2 금형 지지대(320, 330), 금형 패널(310)의 상부에서 상하 방향으로 이동 가능하게 마련된 승강 패널(370)을 포함한다.
상기 금형 패널(310)은 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이 미리 설정된 회전 각도에 따른 금형부(300)의 회전 반경을 확보할 수 있도록 회전 패널(210)과 일정치의 이격거리를 유지하도록 평행하게 배치된다.
또한, 상기 금형 패널(310) 상에는 하부금형(340)이 마련된다. 또한, 상기 금형 패널(310)에는 하부금형(340)의 일측에 용탕이 주입되는 공간인 용탕 주입공간(350)이 마련되고, 하부금형(340)과 용탕 주입공간(350) 사이에는 용탕이 공급되는 탕로가 형성된다.
제1 금형 지지대(320)는 금형 패널(310)의 일측 단부에 마련되고, 상기 제1 회동축(241)의 타측 단부에 결합되어 제1 회동축 지지대(240)의 일측에 장착된 회동모터(280)에 연결된다.
또한, 제2 금형 지지대(330)는 금형 패널(310)의 타측 단부에 마련되어 상기 제2 회동축(251)을 통해 제2 회동축 지지대(250)에 회전 가능하게 결합된다.
즉, 제1 회동축(241)은 금형부(300)의 회전시 축 지지 기능을 수행할 수 있도록 제1 금형 지지대(320)의 일측에 형성된 관통구와 제1 회동축 지지대(240)의 일측에 형성된 관통구에 삽입된다. 이는 제2 회동축(251)의 경우에도 마찬가지이다.
상기 구성에 의하여 금형부(300)는 제1 회동축(241)에 연결된 회동모터(280)의 구동에 의하여 제1 및 제2 회동축(241, 251)을 축으로 하여 제2 방향으로 회전하게 된다.
또한, 상기 승강 패널(370)의 하부에는 승강 패널(370)의 하강시 하부금형(340)과 결합되어 내부에 캐비티(341)를 형성하는 상부금형(380)이 하부금형(340)과 대향되도록 마련된다.
또한, 상기 금형 패널(310)의 일측에는 승강 패널(370)이 상하 방향으로 이동 가능하게 축 지지하는 복수의 승강축(360)이 더 마련된다. 또한, 승강 패널(370)에는 승강축(360)에 대응하는 복수의 관통구가 마련되고, 관통구를 통해 승강축(360)이 축 지지함으로써 승강 패널(370)은 승강축(360)을 따라 원활하게 상하로 이동할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 2축 회전 경동 주조 장치는 하부금형(340)과 상부금형(380)을 결합(형폐) 또는 분리(형개)하기 위해 금형부(300) 상에서 승강 패널(370)을 승강할 수 있도록 마련된 승강부(400)를 더 포함한다.
또한, 승강부(400)는 승강 실린더(410)와 승강축(360)의 단부가 고정 결합되는 승강지지 패널(420)을 포함한다. 또한, 승강지지 패널(420)의 일측에는 상기 복수의 승강축(360)이 각각 고정 결합된다.
즉, 승강지지 패널(420)은 승강 패널(370)이 상하 방향으로 원활하게 이동할 수 있도록 상기 금형 패널(310)에 평행하게 배치된다. 승강 실린더(410)는 승강지지 패널(420)의 중앙 부분에 고정 설치되고, 승강 실린더(410)의 단부가 승강 패널(370)의 중심부에 고정 결합된다.
또한, 승강 실린더(410)는 제어부(500)의 제어에 따라 상부금형(380)이 하부금형(340) 상에 결합(형폐)되거나 또는 상부금형(380)이 하부금형(340)으로부터 분리(형개)될수 있도록 승강 패널(370)을 상하 방향으로 이동시킨다.
승강 실린더(410)의 구동에 의해 상부금형(380)이 하부금형(340) 상에 결합되었을 때 금형 내부에 주조품을 주조하기 위한 캐비티(341)가 형성된다. 즉, 승강 패널(370)은 승강지지 패널(420)과 금형 패널(310) 사이에서 승강 실린더(410)의 구동에 의해 승강축(360)을 따라 상하 방향으로 이동된다.
다음으로 도 3을 이용하여 본 발명에 따른 2축 회전 경동 주조 장치의 동작 구성을 설명하기로 한다.
도 3에서 도시된 바와 같이 제어부(500)는 회동모터(280)를 제어하여 용탕 주입공간(350)의 용탕을 캐비티(341)에 공급하고, 승강 실린더(410)를 제어하여 상부금형(380)을 하부금형(340)으로부터 분리(형개) 또는 결합(형폐)시킨다.
또한, 제어부(500)는 주조시 용탕이 상기 캐비티(341)에 균일하게 공급될 수 있도록 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)와 회동모터(280)를 복합적으로 제어하여 회동부(200) 및 금형부(300)의 회전 각도 또는 회전 속도 중 적어도 어느 하나를 조절한다.
예를 들어, 제어부(500)는 회동모터(280)의 구동에 의해 용탕이 용탕 주입공간(350)으로부터 캐비티(341)에 공급될 때 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)를 연동 제어하여 금형부(300)를 제1 방향과 제2 방향의 2축 방향으로 복합적으로 회전시킨다.
따라서, 캐비티(341)의 형상이 복잡한 경우에도 캐비티(341) 전체에 걸쳐 균일하게 용탕이 공급되도록 함으로써 캐비티(341)에 공급되는 용탕의 불균일한 분포로 인해 냉각 속도의 편차가 발생하여 주조품의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)가 회동부(200)의 측면에서 크랭크 모듈(290)을 통해 유동적으로 결합되는데, 제어부(500)는 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)를 서로 연동하여 제어함으로써 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)의 직선 운동을 회동부(200)의 회전 운동으로 원활하게 변환시킨다.
예를 들어, 제어부(500)는 제1 회동 실린더(260)가 상승하는 경우 제2 회동 실린더(270)는 하강하고, 반대로 제1 회동 실린더(260)가 하강하는 경우 제2 회동 실린더(270)는 상승하도록 제어함으로써 회동부(200)가 회전하는 회전 각도의 범위와 회전 속도를 필요에 따라 원활하게 제어할 수 있다.
또한, 제어부(500)는 캐비티(341) 형상의 복잡도에 따라 금형부(300)에 대한 제1 방향과 제2 방향의 회전 각도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 캐비티(341) 형상의 복잡도가 증가할수록 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)를 제어하여 금형부(300)에 대한 제1 방향의 회전 각도를 증가시킬 수 있다.
또, 본 발명의 실시 예에 따른 2축 회전 경동 주조 장치는 도 3에서 도시된 바와 같이 미리 설정된 금형부(300)의 회전 각도와 회전 속도를 입력하기 위한 입력부(510), 동작중인 금형부(300)의 회전 각도와 회전 속도를 표시하는 표시부(520)를 더 포함할 수 있다.
즉, 입력부(510)에 입력되는 제1 방향 및 제2 방향의 회전 각도 범위와 회전 속도 값에 따라 제어부(500)는 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)와 회동모터(280)의 동작을 제어하여 금형부(300)의 회전 각도 및 회전 속도를 정밀하게 조절할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시 예에 따른 2축 회전 경동 주조 장치에서 경동 주조의 과정을 설명하기 위한 동작 순서를 나타내는 도면이다. 즉, 도 4a는 상부금형(380)이 하부금형(340)으로부터 분리(형개)된 상태의 도면이고, 도 4b는 상부금형(380)이 하부금형(340)에 결합(형폐)된 상태의 도면이다.
또한, 도 4c는 회동모터(280)를 이용하여 금형부(300)를 제2 방향으로 회전시키는 것을 나타내는 도면이고, 도 4d는 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)를 이용하여 금형부(300)를 제1 방향으로 회전시키는 것을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 2축 회전 경동 주조 과정은 도 4a에서 도시된 바와 같이 상부금형(380)을 상하 방향으로 이동시키는 승강 실린더(410)를 이용하여 상부금형(380)을 하부금형(340)으로부터 분리하여 형개하고, 용탕 주입공간(350)에 적량의 용탕을 주입하는 단계(S10)를 포함한다.
즉, 제어부(500)는 용탕 주입공간(350)에 용탕을 주입하기 용이하도록 승강 실린더(410)를 제어하여 상부금형(380)을 하부금형(340)으로부터 분리(형개)한 상태에서 하부금형(340)의 일측에 마련된 용탕 주입공간(350)에 미리 설정된 적정량의 용탕을 주입한다.
또한, 본 발명의 2축 회전 경동 주조 과정은 도 4b에서 도시된 바와 같이 상기 제어부(500)가 승강 실린더(410)를 제어하여 상부금형(380)을 하부금형(340)에 결합(형폐)하는 단계(S20)를 포함한다.
또한, 본 발명의 2축 회전 경동 주조 과정은 도 4c에서 도시된 바와 같이 회동모터(280)를 이용하여 금형부(300)를 제2 방향으로 회전시키는 단계(S30)를 포함할 수 있다.
즉, 제어부(500)가 회동모터(280)를 제어하여 금형부(300)를 제2 방향으로 회전시킴으로써 용탕 주입공간(350)에 충진된 용탕이 중력에 의해 탕로를 거쳐 캐비티(341)에 공급된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 2축 회전 경동 주조 과정은 도 4d에서 도시된 바와 같이 금형부(300)가 제1 방향과 제2 방향의 2축 방향으로 복합적 회전이 수행되도록 상기 단계 (S30)의 상태에서 금형부(300)를 제1 방향으로 회전시키는 단계(S40)를 포함한다.
이때, 제어부(500)는 상기 단계 (S30)의 상태에서 금형부(300)를 상기 제2 방향과 수직인 제1 방향으로 회전시키기 위해 마련된 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)를 연동 제어하여 금형부(300)를 제1 방향과 제2 방향으로 복합적으로 회전시킬 수 있다.
즉, 제어부(500)가 회동모터(280)를 제어하여 용탕을 용탕 주입공간(350)으로부터 캐비티(341)에 공급하는 경우 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)를 함께 제어하여 금형부(300)를 제1 방향으로 정회전 또는 역회전시킴으로써 금형부(300)를 제1 방향과 제2 방향의 2축 방향으로 복합적 회전시킨다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 2축 회전 경동 주조 과정은 제어부(500)가 회동모터(280)와 제1 및 제2 회동 실린더(260, 270)의 동작을 중지한 후 용탕을 냉각시키는 단계(S50), 용탕의 냉각 후 승강 실린더(410)를 이용하여 상부금형(380)을 하부금형(340)으로부터 분리하고, 주조품을 금형부(300)로부터 수거하는 단계(S60)를 더 포함할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100 : 베이스부 110 : 베이스 패널
120 : 제1 베이스축 지지대 130 : 제2 베이스축 지지대
140 : 제1 베이스축 150 : 제2 베이스축
200 : 회동부 210 : 회동 패널
220 : 제1 회동 지지대 230 : 제2 회동 지지대
240 : 제1 회동축 지지대 250 : 제2 회동축 지지대
260 : 제1 회동 실린더 270 : 제2 회동 실린더
280 : 회동모터 290 : 크랭크 모듈
300 : 금형부 310 : 금형 패널
320 : 제1 금형 지지대 330 : 제2 금형 지지대
340 : 하부금형 341 : 캐비티
350 : 용탕 주입공간 360 : 승강축
370 : 승강 패널 380 : 상부금형
400 : 승강부 410 : 승강 실린더
420 : 승강지지 패널 500 : 제어부
510 : 입력부 520 : 표시부

Claims (9)

  1. 베이스부;
    상기 베이스부 상에서 제1 방향으로 회전 가능하게 결합되는 회동부;
    내부에 캐비티를 형성하는 하부금형과 상부금형을 포함하고, 상기 회동부 상에서 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 회전 가능하게 결합되는 금형부; 및
    주조시 용탕이 상기 캐비티에 균일하게 공급될 수 있도록 상기 금형부 및 회동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 2축 회전 경동 주조 장치.

  2. 제1항에서,
    상기 회동부는
    상기 베이스부에 평행하게 배치된 회동 패널,
    상기 회동 패널의 양단에 마련되어 상기 베이스부의 일측에 각각 회전 가능하게 결합되는 제1 및 제2 회동 지지대,
    상기 회동 패널의 타측 양단에 마련되어 상기 금형부를 회전 가능하게 지지하는 제1 및 제2 회동축 지지대,
    각각의 일측 단부는 상기 베이스부에 고정 설치되고, 타측 단부는 상기 제1 및 제2 회동축 지지대에 결합되는 제1 및 제2 회동 실린더 및
    상기 금형부를 회전시키기 위해 상기 제1 회동축 지지대의 일측에 결합된 회동모터를 포함하는 2축 회전 경동 주조 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 회동모터는 캐비티에 공급되는 용탕의 공급량과 공급 속도를 정량적으로 정밀하게 조절하기 위해 상기 금형부의 회전 각도 및 회전 속도를 틸팅 제어할 수 있는 스텝모터 또는 서보모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 2축 회전 경동 주조 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 회동부는 상기 제1 및 제2 회동축 지지대와 제1 및 제2 회동 실린더의 결합부에 각각 상기 제1 및 제2 회동 실린더의 직선 운동을 상기 회동부의 회전 운동으로 변환시키는 크랭크 모듈을 더 포함하고,
    상기 크랭크 모듈은 제1 또는 제2 회동축 지지대의 일측에 각각 결합되는 제1 힌지, 제1 또는 제2 회동 실린더의 타측 단부에 각각 결합되는 제2 힌지, 상기 제1 힌지 및 제2 힌지를 각각 연결하는 한 쌍의 크랭크 암을 포함하는 2축 회전 경동 주조 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 제어부는 상기 회동모터와 제1 및 제2 회동 실린더를 제어하여 상기 금형부 및 회동부의 회전 각도 또는 회전 속도 중 적어도 어느 하나를 조절하는 것을 특징으로 하는 2축 회전 경동 주조 장치.
  6. 제2항에서,
    상기 금형부는
    상기 회동 패널에 평행하게 배치된 금형 패널,
    상기 금형 패널의 양단에 마련되어 상기 제1 및 제2 회동축 지지대에 각각 회전 가능하게 결합되는 제1 및 제2 금형 지지대,
    상기 금형 패널 상에 마련된 하부금형,
    상기 하부금형의 상부에서 상하 방향으로 이동 가능하게 마련된 승강 패널 및
    상기 승강 패널의 하부에 마련되어 상기 승강 패널의 하강시 상기 하부금형과 결합되어 내부에 캐비티를 형성하는 상부금형을 포함하는 2축 회전 경동 주조 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 금형 패널에는 상기 하부금형의 일측에 용탕이 주입되는 공간인 용탕 주입공간이 마련되고, 상기 하부금형과 용탕 주입공간 사이에는 용탕이 공급되는 탕로가 형성된 것을 특징으로 하는 2축 회전 경동 주조 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 승강 패널이 상하 방향으로 이동 가능하게 축 지지하도록 상기 금형 패널의 일측에 마련된 복수의 승강축을 더 포함하는 2축 회전 경동 주조 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 하부금형과 상부금형을 결합 또는 분리하기 위해 상기 금형부의 상부에서 승강 패널을 승강할 수 있도록 마련된 승강부를 더 포함하고,
    상기 승강부는
    상기 승강축의 단부가 고정 결합되는 승강지지 패널,
    상기 승강지지 패널의 중앙 부분에 고정 설치되어 상기 승강 패널을 상하 방향으로 이동시키는 승강 실린더를 포함하는 2축 회전 경동 주조 장치.











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