KR100790013B1 - 이물질 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주물 성형에 의해 제조된 구조물의 내부에 남아 있는 잔사를 제거하는 이물질 제거 장치에 관한 것으로서, 가공물의 이물질 제거작업 및 쇼트볼의 회수, 공급이 자동으로 이루어져 작업이 간편하고, 작업속도가 빠르며, 가공물의 개구가 분사노즐을 향하도록 방향의 전환이 가능하여 이물질을 쉽게 제거할 수 있으며, 쇼트볼의 회수가 용이한 이물질 제거 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이물질 제거 장치는 가공물의 입출을 위한 구멍이 형성된 가공챔버와, 상기 가공챔버로 가공물을 이동하는 이송부와, 상기 가공챔버의 상부에 설치되어 상기 이송부에 의해 이동된 가공물로 쇼트볼을 분사하는 쇼트볼 분사부와, 상기 이송부의 이동선상에 설치되어 상기 가공물을 고정하며 상기 가공물의 개구부가 상기 쇼트볼 분사부를 향하도록 방향을 전환하는 작업테이블과, 상기 가공챔버 또는 상기 쇼트볼 분사부와 연결되어 그 내부의 이물질을 제거하기 위해 공기를 흡입하는 흡입부를 포함한다.

쇼트볼, 이물질, 돌기, 버, burr, 노즐, 챔버, 이동, 집진

Description

이물질 제거 장치 {REMOVING FOREIGN MATERIAL APPARATUS}

도 1은 종래 기술에 따른 이물질 제거 장치를 간략하게 도시한 구성도.

도 2는 종래 기술에 따른 이물질 제거 장치에 의해 제거된 가공물의 내부를 절개하여 도시한 도.

도 3은 본 발명에 따른 이물질 제거 장치를 간략하게 도시한 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 이물질 제거 장치를 이용하여 이물질을 제거하는 상태의 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 이물질 제거 장치에 의해 제거된 가공물의 내부를 절개하여 도시한 도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

40 : 이물질 제거 장치 50 : 가공챔버

52 : 입구 54 : 출구

56 : 이송부 60 : 쇼트볼 분사부

62 : 쇼트볼 64 : 분사노즐

65 : 연장호스 66 : 저장부

68 : 오버플로우 70 : 로봇

80 : 작업테이블 92 : 제1회수부

94 : 제2회수부 100 : 흡입부

102 : 집진부 104 : 이물질

P : 가공물

본 발명은 주물 성형에 의해 제조된 구조물의 내부에 남아 있는 잔사를 제거하는 이물질 제거 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조물의 내부에 쇼트볼을 분사하여 이물질을 제거하고, 분사된 쇼트볼을 회수하여 재사용하는 이물질 제거 장치에 관한 것이다.

일반적으로 내부에 복잡한 형상을 갖는 구조물은 주물 성형에 의해 제작된다. 이와 같이 주물 성형에 의해 제작되는 구조물의 일례로, 엔진 등을 이루는 실린더 블록 등이 있으며, 상기 실린더 블록은 내부에 피스톤의 이동을 위한 공간 및 내부에 냉각유체 등의 이동을 위한 내부 유로가 형성된다.

통상, 전술된 실린더 블록의 제조과정을 살펴보면, 주물사를 이용하여 실린더 블록의 외형에 대응하는 주형틀을 만들고, 상기 주형틀에 주물재료를 주입한 후, 이를 경화시켜 실린더 블록을 제조한다. 그리고, 상기 실린더 블록의 취출을 위해 상기 주형틀을 제거한다. 이때, 상기 실린더 블록의 내부에는 돌기(burr)가 형성되거나, 주물사의 일부가 잔류될 수 있다. 이러한 돌기(burr) 또는 주물사는 내부유로를 막거나, 유로저항을 발생시키므로 이물질 제거 공정을 통해 제거한다.

도 1은 종래 기술에 따른 이물질 제거 장치를 간략하게 도시한 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 이물질 제거 장치에 의해 제거된 가공물의 내부를 절개하여 도시한 도이다.

종래 기술에 따른 이물질 제거 공정은 작업자가 방호복을 입고 분사장치를 이용하여 실린더 블록(P)의 내부로 작은 금속입자볼(이하 쇼트볼(12))을 쏘아 이물질을 제거하였으며, 최근에는 이를 자동화한 이물질 제거 장치(10)가 개발되어 사용되고 있다.

상기 이물질 제거 장치(10)는 쇼트볼(12)을 저장하며 상부가 호퍼 형태로 형성된 저장부(16)와, 상기 저장부(16)와 연결되어 쇼트볼(12)을 분사하는 분사노즐(14)을 포함하며, 상기 분사노즐(14)에는 상기 쇼트볼(12)을 분사하기 위해 공기를 공급하는 공기공급라인(18)이 연결된다.

그러나, 종래의 이물질 제거 장치(10)는 쇼트볼(12)의 투입작업과 별도로 분사작업에 필요한 공기의 공급을 제어하기 위한 (도시되지 않은) 분사밸브를 구비해야 하므로 쇼트볼(12)의 투입작업과 분사작업이 별도의 조작으로 이루어지고 있으며, 이로 인해 작동이 번거로워 생산비용과 함께 관리유지비용이 증가하는 요인이 되고 있다. 또한, 최근에는 쇼트볼(12)의 회수 및 공급이 자동으로 이루어지도록 한 장치가 개발되었으나, 가공물에 대해 쇼트볼(12)의 분사하는 각도가 일정하지 않아 아직까지는 쇼트볼(12)의 회수가 용이하지 않은 측면도 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 잔류된 주물사(24)를 완전하게 제거하지 못하는 문제가 있을 뿐만 아니라 분사된 쇼트볼(12)이 내부 부품 사이에 끼어 문제를 일으키기도 한다. 또한, 종래의 이물질 제거 장치(10)는 쇼트볼(12)이 가공물의 개구를 향해 정확하게 분사되지 못하는 경우도 있으며, 이에 따라 이물질의 제거효율이 저하되는 요인이 되고 있다.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가공물의 이물질 제거작업 및 쇼트볼의 회수, 공급이 자동으로 이루어져 작업이 간편하고, 작업속도가 빠르며, 가공물의 개구가 분사노즐을 향하도록 방향의 전환이 가능하여 이물질을 쉽게 제거할 수 있으며, 쇼트볼의 회수가 용이한 이물질 제거 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이물질 제거 장치는 가공물의 입출을 위한 구멍이 형성된 가공챔버와, 상기 가공챔버로 가공물을 이동하는 이송부와, 상기 가공챔버의 상부에 설치되어 상기 이송부에 의해 이동된 가공물로 쇼트볼을 분사하는 쇼트볼 분사부와, 상기 이송부의 이동선상에 설치되어 상기 가공물을 고정하며 상기 가공물의 개구부가 상기 쇼트볼 분사부를 향하도록 방향을 전환하는 작업테이블과, 상기 가공챔버 또는 상기 쇼트볼 분사부와 연결되어 그 내부의 이물질을 제거하기 위해 공기를 흡입하는 흡입부를 포함한다.

여기서, 상기 가공챔버는 상기 구멍을 차폐하는 도어를 포함할 수 있다. 또한, 상기 가공물에 분사된 쇼트볼을 회수하기 위한 회수부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 흡입부는 공기와 함께 흡입된 이물질을 분리하기 위한 집진부를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 이물질 제거 장치를 간략하게 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 이물질 제거 장치를 이용하여 이물질을 제거하는 상태의 구성도이다.

본 발명에 따른 이물질 제거 장치(40)는, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 가공물(P)을 외부와 밀폐하기 위한 가공챔버(50)를 포함하며, 상기 가공챔버(50)는 가공물(P)의 진입 및 진출을 위한 입구(52)와 출구(54)가 형성된다. 또한, 상기 입구(52)와 출구(54)에는 개폐를 제한하기 위한 도어가 각각 설치되어, 가공물(P)의 진입이나 진출시에만 선택적으로 개폐된다. 본 발명의 실시예에서 상기 입구(52)와 상기 출구(54)는 별도의 구성으로 이루어져 있으나, 하나의 구멍을 통해 진입과 진출이 동시에 이루지는 것도 물론 가능하다.

또한, 상기 가공챔버(50)에는 가공물(P)의 이송을 위한 이송부(56)가 연결된다. 상기 이송부(56)는 컨베이어를 포함하며, 상기 가공물(P)을 연속적으로 공급 및 배출한다.

한편, 상기 가공챔버(50)의 상부에는 상기 가공물(P)로 쇼트볼(62)을 분사하는 쇼트볼 분사부(60)가 설치된다. 상기 쇼트볼 분사부(60)는 작은 금속입자볼 형태로 이루어진 쇼트볼(62)을 공기와 함께 분사하며, 가공물(P)에 형성된 돌기(burr) 또는 가공물(P)에 잔류된 잔사 등을 제거한다.

상기 쇼트볼 분사부(60)는 쇼트볼(62)을 저장하기 위한 저장부(66)를 포함하 며, 상기 저장부(66)의 상부는 쇼트볼(62)의 공급이 용이하도록 호퍼 형태로 형성된다. 또한, 상기 쇼트볼 분사부(60)는 연장호스(65)에 의해 연결된 분사노즐(64)을 포함하며, 상기 분사노즐(64)은 상기 가공물(P)의 개구를 향하게 배치된다. 또한, 상기 쇼트볼 분사부(60)의 저장부(66)에는 공급된 쇼트볼(62)의 양이 많을 경우, 이를 배출하기 위한 오버플로우(68)가 마련된다. 여기서, 상기 분사노즐(64)은 로봇(70)에 의해 이동가능하게 설치되어, 상기 가공물(P)의 개구 위치, 크기에 따라 이동한다.

또한, 상기 가공챔버(50) 내에는 상기 이송부(56)의 이동선상에 설치되는 작업테이블(80)이 위치된다. 상기 작업테이블(80)은 상기 쇼트볼 분사부(60)의 하부에 위치되어 상기 이송부(56)로부터 가공물(P)을 공급받는다. 또한, 상기 작업테이블(80)은 상기 이송부(56)로부터 이동된 가공물(P)이 정확한 작업위치에 놓여질 수 있도록 상기 가공물(P)의 이동을 제한하는 (도시되지 않은) 스토퍼가 설치된다. 더불어, 상기 스토퍼에는 상기 입, 출구(52, 54)의 도어와 연결되는 센서가 연결되며, 상기 센서는 상기 스토퍼에 가공물(P)이 닿게 되면 상기 입, 출구(52, 54)의 도어를 닫도록 제어신호를 발생시킨다.

또한, 상기 작업테이블(80)에는 상기 이송부(56)로부터 이송된 가공물(P)을 고정하기 위한 (도시되지 않은) 고정클램프가 설치된다. 더불어, 상기 작업테이블(80)은 상기 고정 클램프에 의해 고정된 가공물(P)을 회전시킬 수 있다. 따라서, 상기 작업테이블(80)에 고정된 가공물(P)은 개구부가 상기 쇼트볼 분사부(60)의 분사노즐(64)을 향하게 된다.

그리고, 상기 작업테이블(80)의 하부에는 상기 가공물(P)에 분사된 쇼트볼(62)을 회수하기 위한 회수부(92, 94)가 설치된다.

상기 회수부(92, 94)는 상기 가공챔버(50)의 하부로 낙하된 쇼트볼(62)을 상기 가공챔버(50)의 외부로 이송하는 제1회수부(92)와, 상기 제1회수부(92)에 의해 이송된 쇼트볼(62)을 상기 쇼트볼 분사부(60)로 공급하는 제2회수부(94)로 이루어진다.

상기 제1회수부(92)는 벨트 또는 피더(feeder)와 같은 이동수단을 포함하며, 상기 쇼트볼(62)을 대략 수평상태로 이동한다. 또한, 상기 제2회수부(94)는 버켓 등을 포함하며, 상기 제1회수부(92)에 의해 이송된 쇼트볼(62)을 대략 수직상태로 이동하여 상기 쇼트볼 분사부(60)의 상부로 공급한다.

한편, 상기 가공물(P)에 분사된 쇼트볼(62)은 가공물(P)에서 제거된 돌기(burr) 또는 주물사, 잘게 쪼개진 쇼트볼(62) 등의 이물질을 포함하므로, 상기 쇼트볼(62)을 재사용하기 위해선 이러한 이물질을 분리해야 한다.

이를 위해, 상기 가공챔버(50)에는 그 내부의 이물질을 제거하기 위해 공기를 흡입하는 흡입부(100)가 설치된다. 또한, 상기 흡입부(100)는 공기와 함께 흡입된 이물질을 분리하여 배출하기 위한 집진부(102)를 포함한다.

또한, 상기 흡입부(100)는 상기 쇼트볼 분사부(60)의 저장부(66)와도 연결되며, 상기 쇼트볼 분사부(60)의 저장부(66) 내의 공기를 흡입하고, 이를 집진부(102)로 보내어 공기와 함께 흡입된 이물질(104)을 분리한다.

이와 같이, 상기 집진부(102)를 통과하며 1차적으로 이물질이 분리된 공기는 외부에 마련된 중앙집진부(106)로 배출되어, 상기 중앙집진부(102)에 의해 이물질이 2차적으로 제거되는 공정을 거친다.

전술된 바와 같이 구성된 이물질 제거 장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 가공물(P)이 이송부(56)의 컨베이어에 놓여지면, 상기 이송부(56)가 작동하며 가공물(P)을 가공챔버(50) 내로 이동시킨다. 이때, 상기 가공챔버(50)의 입구(52)는 도어가 열려진 상태이며, 상기 이송부(56)에 의해 이동하는 가공물(P)이 작업테이블(80)의 스토퍼에 닿게 되면, 상기 이송부(56)의 작동이 멈춰지고, 상기 입구(52) 및 출구(54)의 도어가 닫히게 된다.

그리고, 상기 작업테이블(80)은 고정클램프가 작동하며 상기 가공물(P)을 고정시키고, 상기 작업테이블(80)이 약 90도 회전하여 상기 가공물(P)의 개구부가 쇼트볼 분사부(60)의 분사노즐(64)을 향하게 배치시킨다.

다음으로 상기 쇼트볼 분사부(60)로 공기가 공급되면, 상기 분사노즐(64)을 통해 쇼트볼(62)이 분사된다. 이렇게 분사된 쇼트볼(62)은 가공물(P)의 돌기(burr) 또는 주물사를 떨어뜨리고 하측으로 배출된다. 이때, 상기 가공챔버(50) 내의 공기는 흡입부(100)를 통해 흡입되어 집진부(102)로 배출된다. 그리고, 상기 집진부(102)는 흡기된 공기 중에 포함된 이물질(104)을 공기를 분리하여 배출한다.

한편, 상기 가공물(P)의 하측으로 배출된 쇼트볼(62)은 제1회수부(92)를 통해 상기 가공챔버(50)의 외부로 배출된 후, 제2회수부(94)를 통해 상기 쇼트볼 분사부(60)의 저장부(66)로 공급된다.

또한, 상기 저장부(66)는 상기 흡입부(100)가 연결되며, 상기 흡입부(100)는 상기 저장부(66) 내의 공기와 함께 이물질을 흡입한다. 그리고, 상기 흡입부(100)에서 흡기된 공기는 상기 집진부(102)로 공급되어, 상기 가공챔버(50)에서 흡입된 공기와 함께 이물질이 분리된 후 외부의 중앙집진부(102)로 배출된다.

전술된 과정을 거쳐 상기 가공물(P)의 이물질 제거 공정이 완료되면, 상기 작업테이블(80)이 역방향으로 약 90도 회전하고, 상기 출구(54)의 도어를 열어 가공물(P)을 이송시킨다.

여기서, 상기 가공물(P)은 일례로 실린더 블록과 같이 내부에 유로가 형성된 가공물(P)일 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 이물질 제거 장치(40)를 이용하여 이물질이 제거된 실린더 블록의 내부는, 도 5에 도시된 바와 같으며, 돌기(burr)는 물론이고 내부의 잔류사가 완전히 제거된다. 따라서, 돌기 또는 주물사가 잔류하지 않게 되며, 이로 인해 이물질에 의해 내부 유로가 막히지 않게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 이물질 제거 장치를 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 이물질 제거 장치는 가공물의 이물질 제거 작업 및 쇼트볼의 회수, 공급이 자동으로 이루어져 작업이 간편하고, 작업속도가 향상되며, 가공물의 개구가 분사노즐을 향하도록 방향이 전환되어 이물질의 제거효율이 높고, 쇼트볼을 쉽게 회수할 수 있다. 또한, 이물질의 제거 공정이 자 동으로 이루어지고, 작업시 가공챔버가 밀폐되므로 안전사고의 위험이 감소하고, 쇼트볼을 재사용할 수 있어 유지관리 비용이 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 가공물의 입출을 위한 구멍이 형성된 가공챔버와,

   상기 가공챔버로 가공물을 이동하는 이송부와,

   상기 가공챔버의 상부에 설치되어 상기 이송부에 의해 이동된 가공물로 쇼트볼을 분사하는 쇼트볼 분사부와,

   상기 이송부의 이동선상에 설치되어 상기 가공물을 고정하며 상기 가공물의 개구부가 상기 쇼트볼 분사부를 향하도록 방향을 전환하는 작업테이블과,

   상기 가공챔버 또는 상기 쇼트볼 분사부와 연결되어 그 내부의 이물질을 제거하기 위해 공기를 흡입하는 흡입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 가공챔버는 상기 구멍을 차폐하는 도어를 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 가공물에 분사된 쇼트볼을 회수하기 위한 회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 흡입부는 공기와 함께 흡입된 이물질을 분리하기 위한 집진부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.

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