KR100893642B1 - 주형 조형기를 모니터링하는 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

프레임 세트 실린더의 상단간에 걸쳐 설치된 승강 지지 프레임과, 패턴 플레이트를 올려 놓은 패턴 캐리어와, 패턴 플레이트의 외측을 둘러싸고 상하로 슬라이딩 이동하는 레벨링 프레임 위에 놓이는 주형틀과, 에어 분출 챔버를 선택적으로 구비하는 모래 호퍼와, 모래 호퍼의 하단에 배치된 복수의 스퀴즈 풋의 주위에 배치되는 모래 충전용 노즐과, 필링 프레임 실린더에 연결되며 스퀴즈 풋 및 모래 충전용 노즐 그룹의 외측을 둘러싸고, 하방으로 이동했을 때 주형틀 위에 놓이는 필링 프레임을 구비한 조형 장치를 모니터링하는 시스템으로서, 조형 장치에 접속되어 조형 장치의 원하는 속성을 측정하는 적어도 하나의 센서와, 센서에 접속되며 계측된 속성에 대응하는 신호를 받아서 속성에 관한 원하는 값을 표시하는 동시에 속성을 분석하여 분석결과를 표시하는 데이터 해석 모니터 수단을 구비하는 시스템이다.

Description

주형 조형기를 모니터링하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR MONITORING MOLDING MACHINE}

본 발명은 주형 조형기를 모니터링하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 방법 및 시스템으로서, 원격지에서 통신 네트워크를 통해 조형 장치의 조형 정보를 송수신할 수 있는 조형 모니터링 방법 및 시스템을 포함한다.

WO 01/32333 A1에는 패턴 플레이트의 주위에서 상하로 움직일 수 있도록 설치된 레벨링 프레임을 이용하여 조형 공간 속의 주물사를 1차 및 2차 압축하여 주형틀이 부착된 모래 주형을 조형하는 조형 장치가 개시되어 있다.

상기 조형 장치는 조형 기반 위의 좌우 양쪽에 세워 설치된 프레임 세트 실린더의 상단간에 걸쳐 설치된 승강 지지 프레임과, 상기 조형 기반의 중앙 상부에 패턴 플레이트를 올려 놓은 패턴 캐리어와, 상기 패턴 캐리어의 외측을 둘러싸고 상하로 슬라이딩 이동할 수 있는 프레임형상의 레벨링 프레임과, 상기 레벨링 프레임 위에 놓이는 주형틀과, 상기 승강 지지 프레임에 매달려 설치되어 지지되며 내부에 주물사를 보유하는 모래 호퍼로서, 에어를 분출하여 상기 주물사를 부유(浮遊) 유동화시키는 에어레이션을 이루게 하는 에어 분출 챔버를 선택적으로 내부에 구비하는 모래 호퍼와, 상기 모래 호퍼의 하단에 배치되어 승강 및 정지의 제어가 가능한 복수의 스퀴즈 풋과, 상기 복수의 스퀴즈 풋의 주위에 배치되며 상기 모래 호퍼 속의 주물사를 상기 주형틀 속으로 송출하는 모래 충전용 노즐과, 필링 프레임 실린더에 연결되어 상하로 움직일 수 있도록 설치되며 상기 복수의 스퀴즈 풋 및 모래 충전용 노즐 그룹의 외측을 둘러싸고, 하방으로 이동되었을 때 상기 주형틀 위에 놓이는 필링 프레임을 구비한다. 지지 프레임을 상하로 이동시키는 프레임 세트 실린더, 필링 프레임을 상하로 이동시키는 필링 프레임 실린더, 레벨링 프레임을 상하로 이동시키는 실린더 및 스퀴즈 풋을 상하로 이동시키는 실린더의 4개의 실린더가 사용된다. 더욱이, 모래 호퍼 속의 주물사가 유동하도록 에어레이션이 이루어지며, 주물사를 모래 호퍼의 노즐로부터 조형 공간으로 송출하기 위하여 모래 호퍼의 상부로부터 모래 호퍼 속의 주물사에 대해 보조적으로 압축 공기를 작용시킨다.

이와 같이 많은 유압, 공압을 이용하여 조형 장치를 작동시키거나 또는 조형 장치의 구성요소를 이동시킨다. 상기 국제 공개 공보 WO 01/32333 A1은 참조를 위해 여기에 삽입된 것이다.

그러나, 이러한 구성이나 작동수단이 정상적으로 작동하는지 여부를 체크하는 바람직한 방법이나 수단이 없어, 종래에는 오로지 실제로 작동하지 않게 되었거나 혹은 작동이 불량해진 구성요소나 작동수단을 작업자 등이 감각기관 등을 통해 아는 수준에 머물렀다. 이로 인해, 구성요소나 작동수단의 고장 등을 발견할 수 있다 하더라도, 주형 조형기가 원하는 주형을 조형하도록 구성요소나 작동수단이 정상적으로 충분히 작동 혹은 기능을 발휘하는지를 검출할 수 있는 단계까지는 이르지 못하였다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 조형 장치의 구성요소나 작동수단의 작동상태를 모니터할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 또한 조형 장치의 구성요소나 작동수단의 작동상태를 원격장치를 통해 모니터할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 하나의 국면은, 조형 기반 위의 좌우 양쪽에 세워 설치된 프레임 세트 실린더의 상단간에 걸쳐 설치된 승강 지지 프레임과, 상기 조형 기반 중앙 상부에 패턴 플레이트를 올려 놓은 패턴 캐리어와, 상기 패턴 플레이트의 외측을 둘러싸고 상하로 슬라이딩 이동하는 프레임 형상의 레벨링 프레임(leveling frame)과, 상기 레벨링 프레임 위에 놓이는 주형틀(flask)과, 상기 승강 지지 프레임에 매달려 설치되어 지지되고 내부에 주물사를 보유하는 모래 호퍼(sand hopper)로서, 에어를 분출하여 상기 주물사를 부유 유동화(floated and fluidized)시키는 에어레이션을 이루게 하는 에어 분출 챔버를 선택적으로 내부에 구비하는 모래 호퍼와, 상기 모래 호퍼의 하단에 배치되며 승강 및 정지의 제어가 가능한 복수의 스퀴즈 풋과, 상기 복수의 스퀴즈 풋의 주위에 배치되어 상기 모래 호퍼 속의 주물사를 상기 주형틀 속으로 송출하는 모래 충전용 노즐과, 필링 프레임 실린더(filling-frame cylinder)에 연결되어 상하로 움직일 수 있도록 설치되며 상기 복수의 스퀴즈 풋 및 모래 충전용 노즐 그룹의 외측을 둘러싸고, 하방으로 이동되었을 때 상기 주형틀 위에 놓이는 필링 프레임을 구비한 조형 장치를 이용하여 프레임이 부착된 모래 주형을 조형할 때 조형 장치를 모니터링하는 시스템으로서, 상기 조형 장치에 접속되어 상기 조형 장치의 원하는 속성을 측정하는 적어도 하나의 센서와, 상기 센서 및 통신 네트워크에 접속되며 상기 센서로부터의 상기 계측된 속성에 대응하는 신호를 상기 통신 네트워크 상으로 송신하는 로컬 유닛과, 상기 통신 네트워크에 접속되며, 상기 로컬 유닛으로부터 송신되는 신호를 받아서 상기 속성에 관한 원하는 값을 표시하는 동시에 상기 속성을 분석하고 그 분석결과를 표시하여 당해 조형 장치의 상기 속성을 모니터링하는 원격 유닛을 구비하는 시스템이다.

본 발명의 다른 국면은, 조형 기반 위의 좌우 양쪽에 세워 설치된 프레임 세트 실린더의 상단간에 걸쳐 설치된 승강 지지 프레임과, 상기 조형 기반의 중앙 상부에 패턴 플레이트를 올려 놓은 패턴 캐리어와, 상기 패턴 플레이트의 외측을 둘러싸고 상하로 슬라이딩 이동하는 프레임 형상의 레벨링 프레임과, 상기 레벨링 프레임 위에 놓이는 주형틀과, 상기 승강 지지 프레임에 매달려 설치되어 지지되고 내부에 주물사를 보유하는 모래 호퍼로서, 에어를 분출하여 상기 주물사를 부유 유동화시키는 에어레이션을 이루게 하는 에어 분출 챔버를 선택적으로 내부에 구비하는 모래 호퍼와, 상기 모래 호퍼의 하단에 배치되며 승강 및 정지의 제어가 가능한 복수의 스퀴즈 풋과, 상기 복수의 스퀴즈 풋의 주위에 배치되어 상기 모래 호퍼 속의 주물사를 상기 주형틀 속으로 송출하는 모래 충전용 노즐과, 필링 프레임 실린더에 연결되어 상하로 움직일 수 있도록 설치되며 상기 복수의 스퀴즈 풋 및 모래 충전용 노즐 그룹의 외측을 둘러싸고, 하방으로 이동되었을 때 상기 주형틀 위에 놓이는 필링 프레임을 구비한 조형 장치를 이용하여 프레임이 부착된 모래 주형을 조형할 때 조형 장치를 모니터링하는 시스템으로서, 상기 조형 장치에 접속되어 상기 조형 장치의 원하는 속성을 측정하는 적어도 하나의 센서와, 상기 센서에 접속되며 상기 센서로부터의 상기 계측된 속성에 대응하는 신호를 받아서 상기 속성에 관한 원하는 값을 표시하는 동시에 상기 속성을 분석하여 그 분석결과를 표시하는 데이터 해석 모니터 수단을 갖는 시스템이다.

조형 장치의 속성에는 프레임 세트 실린더, 주형틀 실린더 및 레벨링 프레임의 작동용 실린더의 유압력(油壓力), 주물사의 에어레이션, 모래 호퍼 상부로부터의 보조 에어 및 주형틀 또는 필링 프레임 속의 공압력(空壓力), 그리고 프레임 세트 실린더 및 필링 프레임 실린더의 위치가 포함된다.

본 발명에 따르면, 원격지에 있는 주조공장에 실제로 갈 필요없이 기계의 작동상황을 파악할 수가 있다. 그리고 조형 장치가 일상적인 베이스에서 어떻게 조형되고 있는지에 관한 정보를 얻어 품질관리, 유지보수, 고장수리(troubleshooting)에 도움이 될 수 있으며 기계에 이상이 발생했을 때에는 신속하게 대응할 수가 있다.

예컨대, 프레임 세트 실린더, 필링 프레임 실린더 및 레벨링 프레임의 작동용 실린더의 유압력은 가동될 때 조형 장치로부터 모여있기 때문에, 조형된 주형과의 관계를 파악할 수 있어 각 유압을 적절하게 설정 내지는 수정할 수 있다.

또한, 가령 에어레이션, 보조 에어, 프레임 속의 공압력은 가동될 때 조형 장치로부터 모여있기 때문에, 조형된 주형과의 관계를 파악할 수 있어 각 공압을 적절하게 설정 내지는 수정할 수 있다. 또한, 이러한 내용이 표시되어 있기 때문에, 이상(異常)을 용이하게 수정할 수 있게 되어 주형의 품질을 안정화하여 가동할 수 있다.

더욱이, 가령 프레임 세트 실린더, 필링 프레임 실린더의 위치는 인코더 등의 위치 측정 센서에 의해 가동될 때 조형 장치로부터 모여있기 때문에, 조형된 주형과, 프레임 세트 실린더 내지는 필링 프레임 실린더의 위치 관계를 파악할 수 있어 프레임 세트 실린더의 승강 속도, 필링 프레임의 승강 속도를 계산하여 표시할 수가 있다. 이로 인해, 주형의 품질을 안정화하여 가동할 수가 있다.

또한, 본 발명에 관계된 프레임이 부착된 모래주형의 조형 장치에서는, 진동 센서로 기계진동을 계측하고 온도센서로 모래온도를 계측하며, 이러한 데이터가 가동될 때 조형 장치로부터 선택적으로 모여있기 때문에, 관리범위를 벗어났을 때에는 이상(異常)을 표시할 수가 있다. 이로써, 기계의 문제점을 빠르게 발견할 수 있어 피해를 최소한으로 억제할 수 있다.

본 발명에서 로컬 유닛이란, 조형 장치의 제어장치(시퀀서)에 조립되거나 조형 장치의 제어장치에 인접하여 배치되는 것으로서, 이 로컬 유닛의 소프트웨어를 통신 네트워크를 통해 원격지로부터의 사용자 명령에 의해 재설정(수정)할 수 있는 기능이 조합된 것이다. 즉, 원격지에서 측정기준을 변경하고 특정한 제한이나 프로그래밍된 변수를 변경하기 위하여 로컬 유닛의 설정을 수정할 수도 있다. 예컨대, 측정 기준이 옳은지 여부를 판단하기 위해, 프로세서에 접속된 비교기나 소프트웨어로 구성된 판단수단을 이용하여 판단하고 범위 밖이면 변수 등을 변경할 수가 있다.

본 발명에서 통신 네트워크는 로컬 유닛과 원격 유닛의 사이에서 이용된다. 이러한 통신 시스템으로는 ISDN 등의 전화선이나 이동전화, 휴대전화, 인터넷 등이 이용될 수 있다. 혹은 근거리 통신망이나 광역 통신망 등이 이용될 수도 있다. 통신 네트워크에 액세스하기 위한 수단으로는 로컬 유닛에 기능적으로 접속된 모뎀을 사용할 수 있다.

원격 유닛은 통신 네트워크를 통해 로컬 유닛에 접속되어 로컬 유닛으로부터 신호를 수취하도록 되어 있으며, 조형 장치에 관한 측정된 속성을 표시하도록 이루어져 있고, 이로써 조형 장치에 의해 조형할 때 조형 장치를 원격지에서 모니터할 수가 있다. 원격 유닛은 팩시밀리나 휴대전화 등이거나 또는 다른 모바일 통신수단도 포함된다. 또한, 로컬 유닛과 마찬가지로 측정기준이 옳은지 여부를 판단하기 위하여 계측신호를 분석하는 기능, 표시하는 기능을 구비한다.

본 발명에서 데이터 해석 모니터 수단이란, 조형 장치의 제어장치(시퀀서)에 조립되거나 조형 장치의 제어장치에 인접하여 배치되는 것으로서, 조형 장치 및 센서로부터 신호를 수취하여 조형 장치에 관한 측정된 속성을 표시한다.

또한, 본 발명에 관계된 데이터 해석 모니터 수단은 센서를 통해 계측된 원하는 속성에 대응하는 신호를 받아서 조형 장치에 관한 원하는 값과 해석결과를 표시하는 기능을 갖는다. 그리고 데이터 해석은 가령 다음과 같이 이루어진다.

아날로그량인 프레임 세트 실린더, 상기 필링 프레임 실린더 및 상기 레벨링 프레임의 작동용 실린더의 유압, 공압, 위치를 센서, 신호선을 통해 입출력 보드로 전달하고 여기서 디지털량으로 변환하여 그 신호를 데이터 해석 모니터 수단에 입력한다.

그리고, 데이터 해석 모니터 수단에서는 양호한 주형이 조형될 수 있는 정상 작동 시의 각종 데이터를 기록해 두고, 매 회의 동작 데이터가 정상 데이터의 허용범위에 드는지 여부를 비교한다. 이를 위해서는 예컨대 소프트웨어에 의해 정상 데이터의 변곡점 및 변곡점 간의 기울기 등을 구하고 여기에 가령 10%의 허용범위를 설정해 둔다. 그리고, 매 회의 동작 데이터가 미리 설정된 허용범위인지 여부를 소프트웨어를 통해 판단한다.

또한, 상기 데이터 해석 모니터 수단은 통신 네트워크를 통해 원격지로부터의 사용자 명령에 의해 소프트웨어를 수정할 수 있는 기능이 조합된 것이다.

그리고, 특정한 제한이나 프로그래밍된 변수를 변경하도록 데이터 해석 모니터 수단의 설정을 직접 수정할 수도 있다.

더욱이, 작업자 또는 사용자 명령에 의존하지 않고, 측정 기준 등이 옳은지 여부를 판단하기 위하여 프로세서에 접속된 소프트웨어로 구성된 판단수단을 이용해 판단하고 범위 밖이면 변수 등을 변경할 수 있다.

보다 구체적으로는, 정상 동작 시의 각종 데이터를 기록해 두고 매 회의 동작 데이터가 정상 데이터의 허용범위에 드는지 여부를 비교하여 범위 밖이면 제어장치를 통해 조형 장치의 동작지령을 자동적으로 변경하는 기능을 구비한다.

본 발명의 다른 국면은, 주형 조형기를 모니터링하는 방법으로서, 정상적인 상기 주형 조형기에 의해 주형을 조형함에 있어서 주형 조형기의 구성요소를 작동시키기 위한 동작수단의 동력 전동 매체의 경시 변화 데이터 또는 상기 주형 조형기의 구성요소에 관한 설계상의 특정 데이터를 미리 목표 데이터로서 컴퓨터에 기억시키고, 상기와 같이 기억시킨 후에 상기 주형 조형기에 의해 실제로 주형을 조형했을 때 각종 센서를 통해 얻은 상기 동력 전동 매체의 경시 변화 데이터를 실측 데이터로서 컴퓨터에 기억시키며, 상기 목표 데이터와 상기 실측 데이터를 비교해서 얻은 차이에 근거하여 상기 구성요소의 상기 이상 요인을 추측하는 것을 포함하여 이루어지는 방법이다.

본 발명에서 동작수단이란 유압 실린더, 공압 실린더, 전동 실린더 등이다. 또한 동력 전동 매체란 압축공기 혹은 가압된 오일 등의 유체 또는 전기를 말한다. 그리고, 검출수단이란 변위계, 액체 유량 센서, 진동 센서, 압력 센서, 온도 센서, 전압계, 전류계 등 중에서 적어도 하나를 가지는 장치를 말한다.

도 1은 본 발명의 조형 모니터의 실시형태를 나타내는 개요도이다.

도 2는 본 발명의 실시형태에 이용되는 조형 모니터의 화면에 대한 일례이다.

도 3은 본 발명의 실시형태에 이용되는 조형 장치의 예이다.

도 4는 본 발명의 실시형태에 이용되는 조형 모니터 기능의 예이다.

도 5는 본 발명의 실시형태에 이용되는 조형 장치의 예이다.

도 6은 본 발명의 실시형태에 이용되는 조형 모니터 기능의 예를 나타낸 것으로서, 공압계 압력 센서에 의한 경시적인 측정결과의 예를 나타낸 그래프이다.

도 7은 본 발명의 실시형태에 이용되는 조형 장치의 예이다.

도 8은 본 발명의 실시형태에 이용되는 조형 모니터 기능의 예를 나타낸 것으로서, 인코더식 변위 측정기에 의한 경시적인 측정결과의 예를 나타낸 그래프이다.

도 9는 본 발명의 실시형태 5에 이용되는 조형 모니터 기능의 예이다.

도 10은 본 발명의 실시형태 5에 이용되는 조형 모니터 기능의 예이다.

도 11은 본 발명의 다른 조형 모니터의 실시형태를 나타낸 개요도이다.

도 12는 본 발명이 적용된 조형기의 실시형태를 나타내 개요도이다.

도 13은 도 12에 도시된 조형기의 주요부인 유압계 압력 센서를 나타낸 개략도이다.

도 14는 도 12에 도시된 조형기의 주요부인 공압계 압력 센서를 나타낸 개략도이다.

도 15는 공압계 압력 센서에 의한 경시적인 측정결과의 예를 나타낸 그래프이다.

도 16은 인코더식 변위 측정기와 유압계 압력 센서에 의한 경시적인 측정결과의 예를 나타낸 그래프이다.

도 17은 인코더식 변위 측정기와 유압계 압력 센서에 의한 경시적인 측정결과의 예를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도면에서 동일한 요소에는 동일한 번호를 이용한다.

[실시형태 1]

도 1은 본 발명의 실시형태에 관계된 조형 장치와 하드웨어의 개요 구성을 개시한 것이다. 도 1에 도시한 본 발명의 실시형태의 조형 모니터 시스템(1)은 조형 장치(2)에 관한 원하는 속성을 계측하는 센서(3)로서, 각종 센서가 설치된다. 또, 센서(3)는 신호선(6)을 통해 로컬 유닛(4)에 접속되며, 또한 원격 유닛(5)에 접속되어 있다.

본 발명의 실시형태에 관계된 조형 장치(2)는 조형 기반(21)위의 좌우 양쪽에 세워 설치된 프레임 세트 실린더(22)의 상단간에 걸쳐 설치된 승강 지지 프레임(23)과, 상기 조형 기반(21)의 중앙 상부에 패턴 플레이트(24)를 올려놓은 패턴 캐리어(25)와, 상기 패턴 플레이트(24)의 외측을 둘러싸고 상하로 슬라이딩 이동하는 프레임형상의 레벨링 프레임(26)과, 승강 지지 프레임(23)으로부터 매달려 설치된 주형틀(F)과, 상기 승강 지지 프레임(23)에 매달려 설치되어 지지되고 내부에 에어를 분출하여 주물사(S)를 부유 유동화시키는 에어레이션을 이루게 하는 에어 분출 챔버(27)를 선택적으로 구비한 모래 호퍼(28)와, 상기 모래 호퍼(28)의 하단에서 승강 및 정지를 제어할 수 있도록 배치된 복수의 스퀴즈 풋(29)과, 상기 복수의 스퀴즈 풋(29)의 주위에 배치되는 모래 충전용 노즐(30)과, 상기 복수의 스퀴즈 풋(29) 및 모래 충전용 노즐(30)그룹의 외측을 상하로 움직일 수 있게 둘러싸도록 필링 프레임 실린더(31)에 연결된 필링 프레임(32)을 구비한다.

유압계만 측정할 경우에는, 에어레이션을 이용하지 않는 조형 장치도 본 발 명의 실시형태에 관계된 조형 장치가 된다.

본 발명의 실시형태에 관계된 조형 장치(2)에 의한 조형은 다음과 같이 이루어진다. 우선, 모래 호퍼(28)속에 주물사(S)를 투입한다. 이어서 상기 모래 호퍼(28)에 에어를 분출하여 주물사(S)를 부유 유동화하는 에어레이션을 선택적으로 수행한다. 그리고, 상기 주물사(S)를 패턴 플레이트(24), 레벨링 프레임(26), 주형틀(F), 필링 프레임(32) 및 패턴 플레이트(24)의 요철에 상대되는 요철이 형성된 복수의 스퀴즈 풋(29)으로 구획되는 조형공간에 모래 충전용 노즐(30)을 통해 에어에 의해 에어레이션 충전한다.

그 후, 상기 충전된 주물사(S)를 복수의 스퀴즈 풋(29)을 하강 삽입시켜 주물사(S)를 1차 스퀴징하고, 레벨링 프레임(26)을 하강시키면서 상기 복수의 스퀴즈 풋(29), 필링 프레임(32) 및 주형틀(F)을 일체적으로 패턴 플레이트(24)를 향해 하강시킴으로써 주물사(S)를 2차 스퀴징한다.

그리고, 본 발명의 실시형태에 관계된 조형 장치(2)의 조형 모니터 시스템(1)은 하기와 같이 구성된다. 로컬 유닛(4)은 프로세서, 디스플레이, 프린터, 지시기를 포함하는 하드웨어화된 조형 모니터 시스템으로 할 수 있다. 또, 디스플레이, 프린터, 지시기는 선택적인 것이지 필수는 아니다. 본 발명의 실시형태에서 로컬 유닛(4)으로는 퍼스널 컴퓨터를 이용한다.

센서(3)는 신호선(6)을 통해 로컬 유닛(4)에 접속되어 있으며 신호선(6)은 센서(3)에 의해 생성된 신호를 입출력 보드(도시생략)에 전달한다. 입출력 보드는 신호선(6)으로 수신한 센서출력을 이용하여 그 신호를 로컬 유닛(4) 또는 원격 유 닛(5)으로 처리하기 편리한 신호로 변환하기 위한 신호 처리 시스템으로 한다. 또한, 로컬 유닛(4)은 도시하지 않은 기억장치에 접속되고 센서(3)의 수치 데이터는 기억장치에 기억된다.

또한, 통신 네트워크에 액세스하기 위한 수단은 예컨대 로컬 유닛(4)에 기능적으로 접속된 모뎀(도시생략)이다. 본 발명의 실시형태에서 원격 유닛(5)은 측정된 압력 등을 그래프화하는 소프트웨어가 인스톨된 퍼스널 컴퓨터이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 실시형태 1의 동작에 대해서 설명한다.

도 2는 원격 유닛(5)의 조형 모니터의 초기 화면의 일례를 나타낸다. 조형 모니터 시스템에서는 많은 모니터 기능 중에서 원하는 모니터 기능을 선택할 수가 있다. 조형 장치(2)가 가동되면, 각종 센서(3, 3)에 의해 각종 속성을 계측하고 로컬 유닛(4)으로부터 원격 유닛(5)으로 데이터를 송신하여 원격 유닛(5)의 디스플레이 화면에 표시한다. 또, 원격 유닛(5)의 분석기능에 의해 계측값뿐만 아니라 분석결과를 표시할 수 있다.

본 실시형태에 의하면, 또한 조형 장치(2)의 정기적 또는 예방적인 유지보수에 관한 정보에 대해서도 기억장치에 일상의 데이터를 축적함으로써, 예컨대 과도한 수리를 방지하거나 생산 라인이 고장으로 정지할 때까지 생산하여 결국에는 효율이 악화되는 경우를 방지할 수 있는 등 더욱 양호하게 유지 보수를 할 수가 있다.

[실시형태 2]

이하, 본 발명의 다른 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1, 도 3에 서 로컬 유닛(4)에는 조형 장치(2)에 대한 스퀴즈에 관한 속성을 계측하는 센서로서, 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더(31) 및 레벨링 프레임(26)의 작동용 실린더(26A)의 작동 유압력을 측정하는 압력센서(S1, S2, S3)가 설치되어 있다. 다른 구성은 발명의 실시형태 1과 마찬가지이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 실시형태의 동작에 대해서 설명한다. 조형모니터 시스템(1)에서는 많은 모니터 기능 중에서 원격 유닛(5)의 도 2의 화면에서 유압 모니터 기능을 선택할 수 있다. 조형 장치(2)가 가동되면, 유압 모니터 기능에 의해 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더(31) 및 레벨링 프레임(26)의 작동용 실린더(26A)의 유압력을 계측하는 압력계(S1, S2, S3) 등으로 측정된 수치가 표시된다.

도 4는 원격 유닛(5)의 조형 모니터의 화면에 표시된 유압 그래프의 일례를 나타낸다. 조형 장치(2) 및 로컬 유닛(4)은 통신 네트워크를 통해 원격 유닛(5)에 접속되어 있기 때문에, 원격 유닛(5)은 로컬 유닛(4)으로부터 통신 네트워크를 통해 전달되는 신호를 수신하고, 센서(3)에 의해 계측된 조형 장치(2)의 계측된 속성을 표시하도록 이루어져 있으며, 이로써 조형 장치(2)의 생산 조형 시에 유압상태를 모니터할 수 있는 것이다.

발명의 실시형태 2에서는 도 3의 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더(31) 및 레벨링 프레임(26)의 작동용 실린더(26A)의 유압력이 가동될 때 조형 장치(2)로부터 모여있기 때문에, 조형된 주형과의 관계를 파악할 수 있어 각 유압을 적절히 설정할 수 있다. 또, 이러한 내용이 표시되어 있기 때문에 설정값을 수시로 변경하여 주형의 품질을 안정화하여 가동할 수 있다.

특히, 발명의 실시형태 2에 관계된 프레임이 부착된 모래주형의 조형 장치(2)에서는 프레임 세트 실린더(22) 및 레벨링 프레임(26)의 하강 타이밍에 따라 조형된 주형의 성질, 특히 주형틀 근방의 주형의 경도(硬度)가 변화하기 때문에, 이들 타이밍을 측정하여 필요에 따라 표시하는 것이 중요하다. 즉, 1차 스퀴즈에서 2차 스퀴즈로의 타이밍을 적절히 함으로써 바람직한 주형을 조형할 수 있는 것이다. 또, 필링 프레임 실린더(31)와 레벨링 프레임(26)의 작동 타이밍은 몰드를 뽑아낼 때(拔型) 매우 중요하다. 이들 타이밍을 측정하여 필요에 따라 표시하는 것이 중요하다.

[실시형태 3]

이하, 본 발명의 다른 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1, 도 5에서 로컬 유닛(4)에는 조형 장치(2)에 대한 공압에 관한 속성을 계측하는 센서(3)로서, 모래 호퍼(28)의 중앙부 또는 에어 분출 챔버(27)로부터의 에어레이션, 모래 호퍼(28)의 상부로부터의 보조에어, 주형틀(F) 또는 필링 프레임(32)속의 공압력을 측정하는 압력센서(S4, S5, S6)가 설치된다. 다른 구성은 발명의 실시형태 1과 마찬가지이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 실시형태의 동작에 대해서 설명한다. 조형 모니터 시스템(1)에서는 원격 유닛(5)에서 많은 모니터 기능 중에 공기압(공압, pneumatic pressure) 기능을 선택할 수 있다. 조형 장치(2)가 가동되면, 공기압 모니터 기능은 조형 장치(2)에 대한 에어레이션 등 공기압에 관한 속성을 계측하는 센서로서, 에어레이션, 보조에어(모래 호퍼;28), 프레임 속의 공압력을 측정하는 압력센서(S4, S5, S6)로부터의 신호를 로컬 유닛(4)에 송신한다. 그리고, 상기 로컬 유닛(4)은 통신 네트워크가 원격 유닛(5)에 접속되어 있기 때문에, 원격 유닛(5)은 로컬 유닛(4)으로부터 통신 네트워크를 통해 전달되는 신호를 수신하여 센서(3)에 의해 계측된 공기압을 표시하도록 되어 있으며, 이로써 조형 장치(2)의 생산 조형 시에 공기압을 모니터할 수 있다.

도 6은 공압 모니터 기능의 화면에 표시된 그래프의 일례를 나타낸다. 횡축은 시간이며 종축은 압력을 나타낸다. 본 발명의 실시형태에 관계된 프레임이 부착된 모래주형의 조형 장치(2)에서는 통상의 블로우 스퀴징에 이용되는 것보다 낮은 보조 에어로 모래를 투입할 수 있으며, 이로 인해 주물사의 유동화를 위한 에어레이션을 이용하여 보조 에어와 에어레이션의 균형을 맞추어 통상의 블로우 스퀴징으로는 충전할 수 없는 소직경의 구멍에도 충전할 수 있어 조형된 주형의 균일성을 향상시키기 때문에, 보조 에어(모래 호퍼(28)의 에어)와 에어레이션의 공압을 측정하여 필요에 따라 표시하는 것이 중요하다. 또, 이 때 주형의 상태를 기록해 둔다. 이와 같이, 보조 에어와 에어레이션의 공압이 적절히 균형을 이룸으로써 바람직한 주형을 조형할 수 있는 것이다. 그리고 프레임 속의 공압력은 정압(靜壓)작용을 이용한 조형에서 매우 중요하여 이를 관리하는 것이 중요하다.

[실시형태 4]

이하, 본 발명의 다른 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1, 도 7에서 로컬 유닛(4)에는 조형 장치(2)에 대한 스퀴즈에 관한 속성을 계측하는 센서(3) 로서, 프레임 세트 실린더(22)와 필링 프레임 실린더(31) 및 레벨링 프레임(26)의 위치를 측정하는 위치 센서(S7, S8)가 설치된다. 다른 구성은 발명의 실시형태 1과 마찬가지이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 실시형태의 동작에 대해서 설명한다. 조형 모니터 시스템(1)에서는 많은 모니터 기능 중에서 실린더 등의 위치 모니터 기능을 선택할 수 있다. 위치 모니터로는 조형 장치(2)가 가동되면, 인코더에 의해 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더(31) 및 레벨링 프레임(26)의 위치 상황을 파악하여 감시할 수 있다.

도 8은 원격 유닛(5)의 위치 모니터 기능 화면에 표시되는 그래프의 일례를 나타낸다. 횡축은 시간이고 종축은 이동거리를 나타낸다. 본 발명의 실시형태에 관계된 프레임이 부착된 모래주형의 조형 장치에서는 프레임 세트 실린더, 필링 프레임 실린더 및 레벨링 프레임의 위치를 관리함으로써, 주형의 분할면(parting plane)의 높이를 파악하여 불량 주형을 발견할 수 있기 때문에 프레임 세트 실린더, 필링 프레임 실린더의 위치를 측정하여 필요에 따라 표시하는 것이 중요하다. 즉, 프레임 세트 실린더, 필링 프레임 실린더 및 레벨링 프레임의 위치를 관리함으로써 주형의 분할면의 높이를 파악하여 불량 주형을 발견할 수 있는 것이다. 이 때, 불량 주형일 경우의 프레임 세트 실린더, 필링 프레임 실린더의 위치를 기록해 둠으로써 불량 원인도 쉽게 분석할 수 있게 된다.

[실시형태 5]

이하, 본 발명의 다른 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 지금까지의 발명의 실시형태 2 내지 4에서는 유압, 공압, 위치 등 센서를 중심으로 구분하여 표시하였지만, 스퀴즈, 모래 투입 등 기능마다 구분하여 표시해도 되고, 이러한 표시를 조합하여도 무방하다.

도 9는 사용된 디스플레이 화면의 일례를 나타내는 도면이다. 다른 구성은 발명의 실시형태 1과 마찬가지이다. 이와 같이 구성된 조형 모니터 시스템은 유압과 높이를 동시에 표시한다. 본 실시형태에 따르면, 보다 정확한 주형의 품질을 파악할 수 있게 된다.

이상의 본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 도 10에 나타낸 바와 같이 작동상황 데이터는 스위치(B)에 의해 연속으로 수집할 수 있고 1 사이클만 수집할 수도 있다.

[실시형태 6 내지 9]

도 11 및 도 2 내지 8을 참조하여 본 발명의 실시형태 6 내지 9를 이하에 설명한다.

[실시형태 6]

도 11은 본 발명의 실시형태에 관계된 조형 장치와 하드웨어의 개요 구성을 개시한 것이다. 도 11에서 조형 모니터 시스템(1)에는 조형 장치(2)의 원하는 속성을 계측하는 각종 센서가 설치된다. 또한, 센서(3)는 신호선(6)을 통해 데이터 해석 모니터 수단(54)에 접속되어 있다.

본 실시형태에 관계된 조형 장치(2)는 조형 기반(21)위의 좌우 양쪽에 세워 설치된 프레임 세트 실린더(22)의 상단간에 걸쳐 설치된 승강 지지 프레임(23)과, 상기 조형 기반(21)의 중앙 상부에 패턴 플레이트(24)를 올려놓은 패턴 캐리어(25)와, 상기 패턴 플레이트(24)의 외측을 둘러싸고 상하로 슬라이딩 이동하는 프레임형상의 레벨링 프레임(26)과, 주형틀(F)과, 상기 승강 지지 프레임(23)에 매달려 설치되어 지지되고 내부에 에어를 분출하여 주물사(S)를 부유 유동화시키는 에어레이션을 이루게 하는 에어 분출 챔버(27)를 선택적으로 구비한 모래 호퍼(28)와, 상기 모래 호퍼(28)의 하단에서 승강 및 정지를 제어할 수 있도록 배치된 복수의 스퀴즈 풋(29)과, 상기 복수의 스퀴즈 풋(29)의 주위에 배치되는 모래 충전용 노즐(30)과, 상기 복수의 스퀴즈 풋(29) 및 모래 충전용 노즐(30)그룹의 외측을 상하로 움직일 수 있게 둘러싸도록 필링 프레임 실린더(31)에 연결된 필링 프레임(32)을 구비한다.

본 실시형태의 조형 장치(2)에 따르면 조형은 다음과 같이 이루어진다. 우선, 모래 호퍼(28) 속에 주물사(S)를 투입한다. 이어서, 상기 모래 호퍼(28)에 에어를 분출하여 주물사(S)를 부유 유동화하는 에어레이션을 선택적으로 수행한다. 그리고, 상기 주물사(S)를 패턴 플레이트(24), 레벨링 프레임(26), 주형틀(F), 필링 프레임(32) 및 패턴 플레이트(24)의 요철에 상대되는 요철이 형성된 복수의 스퀴즈(29)으로 구획되는 조형공간에 모래 충전용 노즐(30)을 통해 에어로 충전한다.

그 후, 상기 충전된 주물사(S)를 복수의 스퀴즈 풋(29)을 하강 삽입시켜 주물사(S)를 1차 스퀴징하고, 이어서 레벨링 프레임(26)을 하강시키면서 상기 복수의 스퀴즈 풋(29), 필링 프레임(32) 및 주형틀(F)을 일체적으로 패턴 플레이트(24)를 향해 하강시킴으로써 주물사(S)를 2차적으로 스퀴징한다.

그리고, 본 발명의 실시형태에 관계된 조형 모니터 시스템(1)의 데이터 해석 모니터 수단(54)은 프로세서, 디스플레이, 프린터, 지시기를 포함한다. 또한 데이터 해석 모니터 수단(54)에는 측정된 압력 등을 그래프화하는 소프트웨어가 인스톨되어 있다. 또, 프린터는 선택적인 것이지 필수는 아니다. 본 발명의 실시형태에서 데이터 해석 모니터 수단(54)으로는 퍼스널 컴퓨터가 이용된다.

센서(3)는 신호선(6)을 통해 데이터 해석 모니터 수단(54)에 접속되어 있고, 신호선(6)은 센서(3)에 의해 생성된 신호를 도시하지 않은 입출력 보드에 전달한다. 입출력 보드는 신호선(6)으로 수신한 센서출력을 이용하여 그 신호를 데이터 해석 모니터 수단(54)으로 처리하기 편리한 신호로 변환하기 위한 신호 처리 시스템으로 한다. 또, 데이터 해석 모니터 수단(54)은 도시하지 않은 외부 기억 장치에 접속되고 센서(3)의 수치 데이터는 외부 기억 장치에 기억시킬 수 있다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 실시형태의 동작에 대해서 설명한다. 도 2는 데이터 해석 모니터 수단(54)의 조형 모니터의 초기 화면의 일례를 나타낸다. 조형 모니터 시스템에서는 많은 모니터 기능 중에서 원하는 모니터 기능을 선택할 수 있다. 조형 장치(2)가 가동되면, 각종 센서(3, 3)에 의해 각종 속성을 계측하고 데이터 해석 모니터 수단(54)으로 데이터를 송신하여 디스플레이 화면에 표시한다. 또, 데이터 해석 모니터 수단(54)의 해석기능에 의해 계측값뿐만 아니라 해석결과가 표시된다. 또한 상기 해석결과에 따라 조형기의 원하는 속성의 설정을 자동 변경하거나 직접 명령에 의해 변경하거나 원격지에서 변경할 수가 있다.

자동 변경의 경우, 양호한 주형을 조형할 수 있는 정상 동작 시의 각종 데이터를 기록해 두고, 매 회 동작 데이터가 정상 데이터의 허용범위에 드는지 여부를 비교하여 범위 밖이면 조형 장치(2)의 제어장치에 대하여 동작지령을 자동적으로 변경한다. 이로써 항상 양호한 주형을 조형할 수 있다.

직접 명령의 경우에는, 작업자가 데이터 해석 모니터 수단(54) 내지는 조형 장치(2)의 제어장치의 설정을 직접 변경한다. 원격지에서 변경하는 경우에도 작업자가 마찬가지로 실행할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 따르면, 더욱이 조형 장치(2)의 정기적 또는 예방적인 유지보수에 관한 정보에 대해서도 기억장치에 일상의 데이터를 축적함으로써, 가령 과도한 수리를 방지하거나 생산라인이 고장으로 정지할 때까지 생산하여 결국에는 효율이 악화되는 경우를 방지할 수 있는 등 더욱 양호하게 유지보수를 할 수가 있다.

[실시형태 7]

이하, 본 발명의 다른 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 11, 도 3에서 조형 장치(2)에는 스퀴즈에 관한 속성을 계측하는 센서로서, 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더(31) 및 레벨링 프레임(26)의 작동용 실린더(26A)의 작동 유압력을 측정하는 압력센서(S1, S2, S3)가 설치된다. 다른 구성은 본 발명의 실시형태 6과 마찬가지이다.

이상과 같이 구성된 본 실시형태 7의 동작에 대해서 설명한다. 조형 모니터 시스템(1)에서는 많은 모니터 기능 중에서 데이터 해석 모니터 수단(54)의 도 2의 화면에서 유압 모니터 기능을 선택할 수 있다. 조형 장치(2)가 가동되면, 유압 모니터 기능에 의해 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더(31) 및 레벨링 프레임(26)의 작동용 실린더(26A)의 유압력을 계측하는 압력계(S1, S2, S3) 등으로부터 측정된 수치가 표시된다.

도 4는 데이터 해석 모니터 수단(54)의 조형 모니터의 화면에 표시된 유압 그래프의 일례를 나타낸다. 조형 장치(2) 및 데이터 해석 모니터 수단(54)은 센서(3)에 의해 계측된 조형 장치(2)의 계측된 속성을 표시하도록 이루어져 있으며, 이로써 조형 장치(2)의 생산 조형 시에 유압상태를 모니터할 수 있다.

본 실시형태 7에서는 도 3의 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더(31) 및 레벨링 프레임(26)의 작동용 실린더(26A)의 유압력이 가동될 때 조형 장치(2)로부터 모여있기 때문에, 조형한 주형과의 관계를 파악할 수 있어 각 유압을 적절히 설정할 수 있다. 또, 이러한 내용이 표시되어 있기 때문에 설정값을 수시로 변경하여 주형의 품질을 안정화하여 가동할 수 있다.

특히, 본 실시형태 7에 관계된 프레임이 부착된 모래주형의 조형 장치(2)에서는 프레임 세트 실린더(22) 및 레벨링 프레임(26)의 하강 타이밍에 따라 조형된 주형의 성질, 특히 주형틀 근방의 주형의 경도가 변화한다. 따라서, 이들 타이밍을 측정하여 필요에 따라 표시하는 것이 중요하다. 즉, 1차 스퀴즈에서 2차 스퀴즈로의 타이밍을 적절히 함으로써 바람직한 주형을 조형할 수 있다. 또, 필링 프레임 실린더(31)와 레벨링 프레임(26)의 작동 타이밍은 몰드를 뽑아낼 때에 매우 중요하다. 이들 타이밍을 측정하여 필요에 따라 표시하는 것이 중요하다. 상기 타이밍은 자동으로 변경하거나 직접 명령에 의해 변경하거나 원격지에서 변경할 수 있다.

자동 변경의 경우, 양호한 주형을 조형할 수 있는 정상 동작 시의 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더(31) 및 레벨링 프레임(26)의 작동용 실린더(26A)의 유압력을 계측하여 이들의 타이밍을 측정해 기록해 두고, 매 회 동작 데이터가 정상 데이터의 허용 범위에 드는지 여부를 비교하여 범위 밖이면 자동적으로 조형 장치(2)의 제어장치에 대해 각 유압의 동작 타이밍 지령을 변경한다. 이로써 양호한 주형을 조형할 수 있다.

[실시형태 8]

도 11, 도 5에서 데이터 해석 모니터 수단(54)에는 조형 장치(2)에 대한 공압에 관한 속성을 계측하는 센서(3)로서, 모래 호퍼(28) 중앙부 또는 에어 분출 챔버(27)로부터의 에어레이션, 모래 호퍼(28) 상부로부터의 보조 에어, 주형틀(F) 또는 필링 프레임(32)의 프레임 속의 공압력을 측정하는 압력센서(S4, S5, S6)가 설치된다. 다른 구성은 실시형태 6과 마찬가지이다.

이상과 같이 구성된 본 실시형태 8의 동작에 대해서 설명한다. 조형 모니터 시스템(1)에서는 데이터 해석 모니터 수단(54)에서 많은 모니터 기능 중에 공압기능을 선택할 수 있다. 조형 장치(2)가 가동되면, 공기압 모니터 기능은 조형 장치(2)에 대한 에어레이션 등 공기압에 관한 속성을 계측하는 센서로서, 에어레이션, 보조 에어 및 프레임속의 공압력을 측정하는 압력센서(S4, S5, S6)로부터의 신호를 데이터 해석 모니터 수단(54)에 송신한다. 상기 데이터 해석 모니터 수단(54)은 센서(3)에 의해 계측된 공기압을 표시하여 조형 장치(2)의 생산 조형 시에 공기압을 모니터할 수 있다.

도 6은 공압 모니터 기능의 화면에 표시되는 그래프의 일례를 나타낸다. 횡축은 시간, 종축은 압력을 나타낸다. 본 발명의 실시형태에 관계된 프레임이 부착된 모래주형의 조형 장치(2)에서는 통상의 블로우 스퀴징에 이용되는 것보다 낮은 보조 에어로 모래를 투입할 수 있으며, 이로 인해 주물사의 유동을 위한 에어레이션을 이용해 보조 에어와 에어레이션의 균형을 맞추어 통상의 블로우 스퀴징으로는 충전할 수 없는 소직경의 구멍에도 충전할 수 있어 조형된 주형의 균일성이 향상되기 때문에, 보조 에어(모래 호퍼(28)의 에어)와 에어레이션의 공압을 측정하여 필요에 따라 표시하는 것이 중요하다. 또한 이 때, 주형의 상태를 기록해 둔다. 이와 같이 보조 에어와 에어레이션의 공압이 적절히 균형을 이룸으로써 바람직한 주형을 조형할 수 있다. 그리고, 프레임 속의 공압력은 정압(靜壓)작용을 이용한 조형에서 매우 중요하여 이를 관리하는 것이 중요하다. 또, 에어레이션을 이용하지 않을 경우에는 보조 에어와 프레임 속의 공압만 측정하면 된다.

또한, 각 공압은 자동으로 변경하거나 직접 명령에 의해 변경하거나 원격지에서 변경할 수 있다.

자동 변경일 경우, 양호한 주형을 조형할 수 있는 정상 동작 시의 에어레이션, 보조 에어, 프레임 속의 공압력을 측정하여 이들의 타이밍을 측정해 기록해 두고 매 회의 동작 데이터가 정상 데이터의 허용범위에 드는지 여부를 비교하여 범위 밖이면 자동적으로 조형 장치(2)의 제어장치에 대해 각 공압을 변경한다. 이로써 양호한 주형을 조형할 수 있다.

[실시형태 9]

도 11, 도 7에서, 데이터 해석 모니터 수단(54)에는 조형 장치(2)에 대한 스퀴즈에 관한 속성을 계측하는 센서(3)로서, 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더(31) 및 레벨링 프레임(26)의 위치를 측정하는 위치 센서(S7, S8)가 설치된다. 다른 구성은 발명의 실시형태 6과 마찬가지이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 실시형태의 동작에 대해서 설명한다. 조형 모니터 시스템(1)에서는 많은 모니터 기능 중에서 실린더 등의 위치 모니터 기능을 선택할 수 있다. 조형 장치(2)가 가동되면, 인코더에 의해 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더(31) 및 레벨링 프레임(26)의 위치 상황을 위치 모니터를 통해 파악하여 감시할 수 있다.

도 8은 데이터 해석 모니터 수단(54)의 위치 모니터 기능의 화면에 표시되는 그래프의 일례를 나타낸다. 횡축은 시간을, 종축은 이동거리를 나타낸다. 본 발명의 실시형태에 관계된 프레임이 부착된 모래주형의 조형 장치(2)에서는 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더 및 레벨링 프레임(26)의 위치를 관리함으로써, 주형의 분할면의 높이를 파악하여 불량 주형을 발견할 수 있기 때문에, 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더의 위치를 측정하여 필요에 따라 표시하는 것이 중요하다. 즉, 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더 및 레벨링 프레임(26)의 위치를 관리함으로써 주형의 분할면의 높이를 파악하여 불량 주형을 발견할 수 있는 것이다. 이 때, 불량 주형일 경우의 프레임 세트 실린더(22), 필 링 프레임 실린더의 위치를 기록해 둠으로써 불량 원인도 쉽게 해석할 수 있게 된다.

더욱이, 각 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더 및 레벨링 프레임(26)의 위치는 자동으로 변경하거나 직접 명령에 의해 변경하거나 원격지에서 변경할 수 있다. 자동 변경일 경우, 양호한 주형을 조형할 수 있는 정상 동작 시의 필링 프레임 실린더 및 레벨링 프레임(26)의 위치를 측정하여 이들 관계를 측정해 기록해 두고 매 회의 동작 데이터가 정상 데이터의 허용범위에 드는지 여부를 비교하여, 범위 밖이면 조형 장치(2)의 제어장치에 대해 필링 프레임 실린더 및 레벨링 프레임(26)을 작동시키는 각 유압의 동작지령을 자동적으로 변경한다. 이로써 양호한 주형을 조형할 수 있다.

한편, 상기 발명의 실시형태 7 내지 9에서는 유압, 공압, 위치를 각각 계측하였지만, 유압과 위치를 동시에 계측함으로써 발명의 실시형태 7과 9를 동시에 실시할 수 있으므로 주형의 품질이 더욱 좋아진다. 이에 따라 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더(31) 및 레벨링 프레임(26)의 작동용 실린더(26A)의 유압력과, 프레임 세트 실린더(22), 필링 프레임 실린더(31) 및 레벨링 프레임(26)의 위치를 측정하는 조형 모니터 시스템도 구성할 수 있다. 또한, 본 발명에 관계된 조형 장치(2)의 에어레이션, 보조 에어, 프레임 속의 공압력을 측정하는 센서가 추가된 조형 모니터 시스템을 구성하면, 발명의 실시형태 7, 8 및 9를 동시에 실시할 수 있어 모래 충전 및 스퀴즈의 관계를 쉽게 파악할 수 있으므로 최상의 조형 모니터 시스템을 구축할 수가 있다.

[실시형태 10]

도 12 내지 17, 도 6 및 도 8을 참조하여 본 발명의 실시형태 10을 이하에 설명한다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 본 주형 조형기(101)에는 주형 조형기(101)의 구성요소의 경시 변화를 검출하는 검출수단과, 정상의 상기 주형 조형기(101)에 의해 주형을 조형할 때 미리 정해진 상기 구성요소에 관한 데이터를 목표 데이터로서 기억하는 제 1 기억수단(102)과, 상기 주형 조형기에 의해 실제로 주형을 조형할 때 상기 검출수단을 통해 얻은 상기 구성요소의 경시 변화 데이터를 실측 데이터로서 기억하는 제 2 기억수단(103)과, 상기 제 1 기억수단(102) 및 상기 제 2 기억수단(103)의 각각의 데이터를 표시하는 표시수단으로서의 디스플레이(104)가 설치되어 있으며, 상기 제 1, 제 2 기억수단(102, 103)은 컴퓨터(105)로 구성된다.

그리고, 상기 검출수단은 상기 구성요소로서의 유압 실린더를 작동시키는 동작수단으로서 가압유(加壓油)를 이용한 유압계에 이용되는 유압계 압력센서와, 상기 구성요소로서의 주물사 취입(吹入)장치(15)에 이용된 압축공기의 압력을 검출하는 공압계 압력센서와, 구성요소로서의 승강 지지 프레임(23) 및 필링 프레임(32)의 변위를 측정하는 인코더식 변위 측정기(106, 107)를 구비한다.

또한, 상기 유압계 압력센서는 도 13에 나타낸 바와 같이 유압회로(8)에 설치된다. 즉, 상면 중앙부에 모형판 캐리어(9)가 배치되도록 한 정반 형상(platform-like)의 기기 베이스(21)의 좌우 양쪽에 상향의 제 1 유압 실린더(프레임 세트 실린더 ; 22, 22)가 세워 설치되고, 제 1 유압 실린더(22, 22)의 피스톤로드 선단 간에는 천정 프레임(12)이 걸쳐 설치되며, 승강 지지 프레임(23)은 상기 제 1 유압 실린더(22, 22)의 신축작동에 따라 승강한다. 또, 상기 승강 지지 프레임(23)에 장착된 주물사 취입(吹入)장치(15) 외면의 좌우 양쪽 위치에는 하향의 제 2 유압 실린더(31, 31)가 장착되고, 제 2 유압 실린더(31, 31)의 피스톤로드 선단간에는 필링 프레임(32)이 걸쳐 설치되며, 상기 제 2 유압 실린더(31, 31)의 신축작동에 따라 상기 필링 프레임(32)이 승강하도록 되어 있다. 또, 상기 기기 베이스(21) 상의 패턴 플레이트(24) 바로 아래의 좌우 양쪽 위치에는 상향의 제 3 유압 실린더(26A)가 장착되고, 제 3 유압 실린더(26A)의 신장작동에 의해 상기 패턴 플레이트(24)에 상하로 움직일 수 있도록 느슨하게 장착된 필링 프레임(32)을 밀어 올리도록 되어 있다.

그리고, 제 1 내지 제 3 유압 실린더(22, 31, 26A)는 상기 유압회로(8)에 각각 접속되어 있으며 유압회로(8)에는 유압 펌프(18), 제 1 내지 제 3 유압 실린더(22, 31, 26A)에 대한 가압유를 전환하는 제 1 내지 제 3 전환밸브(19a, 19b, 19c), 제 1 내지 제 3 전환밸브(19a, 19b, 19c)를 각각 관통하여 흐르는 가압유의 압력을 측정하기 위한 제 1 내지 제 3 압력센서(S1, S2, S3) 및 탱크(125)가 설치된다.

또, 상기 공압계 압력센서는 도 14에 나타낸 바와 같이, 상기 주물사 취입(吹入)장치(15)의 이중구조의 모래 호퍼(28)의 제 1 공간(28A) 및 제 2 공간(28B)에 제 1 및 제 2 개폐밸브(130, 131)를 통해 압축공기 저장탱크(129)가 접속되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 공간(28A, 28B)에는 제 4 및 제 5 압력센서(S4, S5)가 각각 장착되어 있다. 또, 상기 필링 프레임(32)의 하부에는 제 6 압력센서(S6)가 장착되어 있다.

한편, 도면부호 F는 주형틀, 36은 모래 호퍼(28)의 상단부에 장착된 개폐기구이다.

이와 같이 구성한 것은 도 13에 도시한 상태에서 각종 구성요소를 작동시켜 소정의 주형 조형 공정을 수행하면, 검출수단에 의해 측정된 결과가 디스플레이(104)에 의해 실시간으로 표시된다. 즉, 가령, 도 15에 나타낸 바와 같이 제 1 내지 제 3 압력센서(S1~S3)에 의해 측정된 제 1 내지 제 3 유압 실린더(22, 31, 26A)의 유압의 압력변화, 도 6과 같이 제 4 내지 제 6 압력센서(S4~S6)에 의해 측정된 제 1 공간(에어레이션 ; 28A), 제 2 공간(모래 호퍼 ; 28B) 및 필링 프레임(32) 속의 압축공기의 압력변화, 도 17에 나타낸 바와 같이 변위 측정기(106, 107)에 의해 측정된 승강 지지 프레임 및 필링 프레임(32)의 변위가 각각 디스플레이(104)에 의해 실시간으로 표시된다.

따라서, 디스플레이(104)에 표시된 정상적인 주형 조형기(101)에 관한 목표 데이터와, 주형 조형기(101)에 의해 실제로 주형을 조형했을 때 얻어진 각 구성요소의 경시 변화 데이터를 실측 데이터와의 비교를 통해 얻은 차이에 기초하여 각 구성요소의 이상 요인을 추측할 수 있다. 예를 들어, 도 16의 좌측 그래프에 나타낸 바와 같이, 정상적인 동작으로서 제 1 유압 실린더(22, 22)의 신장 작동이 신장단부 부근의 바로 앞에서 감속하도록 설정했음에도 불구하고, 실제 제 1 유압 실린더(22, 22)의 신장 작동은 도 16의 우측 그래프와 같이 인코더값에 따라 비례 밸브(도시생략)의 지령값이 전환되어도 감속하지 않은 채 계속 신장하였다. 이 점을 통해 비례밸브가 지령값에 응답하지 않고 비정상적으로 작동하는 것으로 추측되었기 때문에, 비례밸브를 교환하여 정상적으로 작동시킬 수 있었다.

또, 다음의 예로서 제 1 유압 실린더(22, 22)의 신장 작동의 상승 개시가 늦어졌다. 이는 도 17의 우측 그래프에 나타낸 바와 같이, 제 1 유압 실린더(22, 22)에서, 아웃(out, 1)으로부터 기름을 배출시킴과 동시에 아웃(2)에 가압유를 공급하여 제 1 유압 실린더(22, 22)를 정상적으로 신장 작동시켰음에도 불구하고, 도 17의 좌측 그래프와 같이 실제로는 아웃(1)으로부터 기름이 불완전하게 배출되어 아웃(1)쪽의 기름의 압력이 하강하지 않았으며, 아웃(1)쪽 기름이 장해가 되어 제 1 유압 실린더(22, 22)의 신장 작동의 상승 개시가 늦어진 것으로 추측된다. 이에, 아웃(1)쪽에 기름 배출용 회로를 추가하여 상승 개시 시간의 손실을 해소할 수 있었다.

그리고 인코더값에 따라 비례밸브의 지령값이 전환되었음에도 불구하고 감속하지 않은 채 계속 신장하였다. 이 점을 통해 비례밸브가 지령값에 응답하지 않고 비정상적으로 작동하는 것으로 추측되었기 때문에, 비례밸브를 교환하여 정상적으로 작동시킬 수 있었다.

이상 설명한 실시형태는 본 발명의 목적을 위한 것일 뿐이며, 본 발명은 이들 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 당업자라면 상기 실시형태에 다양한 변형이나 변경을 가할 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 청구범위 및 그 취지에서 벗어나지 않는 변형 변경예를 포함하는 것이다.

Claims (17)

1. 조형 기반 위의 좌우 양쪽에 세워 설치된 프레임 세트 실린더의 상단 사이에 걸쳐 설치된 승강 지지 프레임과,

   상기 조형 기반의 중앙 상부에 패턴 플레이트를 올려 놓은 패턴 캐리어와,

   상기 패턴 플레이트의 외측을 둘러싸고 상하로 슬라이딩 이동하는 프레임 형상의 레벨링 프레임과,

   상기 레벨링 프레임 위에 놓이는 주형틀과,

   상기 승강 지지 프레임에 매달려 설치되어 지지되고 내부에 주물사를 보유하는 모래 호퍼로서, 에어를 분출하여 상기 주물사를 부유 유동화시키는 에어레이션을 이루게 하는 에어 분출 챔버를 선택적으로 내부에 구비하는 모래 호퍼와,

   상기 모래 호퍼의 하단에 설치되며 승강 및 정지의 제어가 가능한 복수의 스퀴즈 풋과,

   상기 복수의 스퀴즈 풋의 주위에 설치되어 상기 모래 호퍼 내의 주물사를 상기 주형틀 속으로 송출하는 모래 충전용 노즐과,

   필링 프레임 실린더에 연결되어 상하로 움직일 수 있도록 설치되며 상기 복수의 스퀴즈 풋 및 모래 충전용 노즐의 그룹의 외측을 둘러싸고, 또한 하방으로 이동되었을 때 상기 주형틀 위에 놓이는 필링 프레임을 구비한 조형 장치를 이용하여 프레임이 부착된 모래 주형을 조형할 때 상기 조형 장치를 모니터링하는 시스템으로서,

   상기 조형 장치에 접속되어 상기 조형 장치의 원하는 속성을 측정하는 적어도 하나의 센서와,

   상기 센서 및 통신 네트워크에 접속되며 상기 센서로부터의 상기 계측된 속성에 대응하는 신호를 상기 통신 네트워크 상으로 송신하는 로컬 유닛과,

   상기 통신 네트워크에 접속되며, 상기 로컬 유닛으로부터 송신되는 신호를 받아서 상기 속성에 관한 원하는 값을 표시하는 동시에, 상기 속성을 분석하고 그 분석 결과를 표시하여 상기 조형 장치의 상기 속성을 모니터링하는 원격 유닛을 구비하는,

   조형 장치를 모니터링하는 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 속성으로서 프레임 세트 실린더, 필링 프레임 실린더 및 레벨링 프레임의 작동용 실린더의 유압력을 측정하는 복수의 압력 센서를 구비하는,

   조형 장치를 모니터링하는 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 속성으로서 상기 에어레이션, 상기 모래 호퍼 상부로부터의 보조 에어, 상기 주형틀 또는 필링 프레임 속의 공압력을 측정하는 복수의 압력 센서를 구비하는,

   조형 장치를 모니터링하는 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 속성으로서 상기 프레임 세트 실린더, 상기 필링 프레임 실린더의 위치를 측정하는 복수의 센서를 구비하는,

   조형 장치를 모니터링하는 시스템.
5. 모래 호퍼 내로 주물사를 투입한 주물사를 조형공간에 충전하는 공정과,

   패턴 플레이트의 외측을 둘러싸고 상하로 슬라이딩 이동하는 프레임 형상의 레벨링 프레임의 높이를 유지하는 동시에 복수의 스퀴즈 풋을 하강 삽입시켜 주물사를 1차 스퀴징하는 공정과,

   상기 복수의 스퀴즈 풋, 필링 프레임 및 주형틀을 일체적으로 패턴 플레이트를 향해 하강시키는 동시에 상기 레벨링 프레임을 하강시켜 주물사를 2차적으로 스퀴징하는 공정을 구비하는, 조형 장치에 의해 프레임이 부착된 모래 주형을 조형할 때의 조형 모니터 방법으로서,

   상기 조형 장치의 가동 중의 조형 사이클마다의 작동 상황 데이터를 연속적으로 또는 1 사이클만 수집하고, 그 수집 데이터를 원격지에 통신하여 그 작동 상황 데이터를 가시화하는 것을 특징으로 하는 조형 모니터 방법.
6. 조형 기반 위의 좌우 양쪽에 세워 설치된 프레임 세트 실린더의 상단간에 걸쳐 설치된 승강 지지 프레임과,

   상기 조형 기반의 중앙 상부에 패턴 플레이트를 올려 놓은 패턴 캐리어와,

   상기 패턴 플레이트의 외측을 둘러싸고 상하로 슬라이딩 이동하는 프레임 형상의 레벨링 프레임과,

   상기 레벨링 프레임 위에 놓이는 주형틀과,

   상기 승강 지지 프레임에 매달려 설치되어 지지되고 내부에 주물사를 보유하는 모래 호퍼로서, 에어를 분출하여 상기 주물사를 부유 유동화시키는 에어레이션을 이루게 하는 에어 분출 챔버를 선택적으로 내부에 구비하는 모래 호퍼와,

   상기 모래 호퍼의 하단에 설치되며 승강 및 정지의 제어가 가능한 복수의 스퀴즈 풋과,

   상기 복수의 스퀴즈 풋의 주위에 배치되어 상기 모래 호퍼 속의 주물사를 상기 주형틀 속으로 송출하는 모래 충전용 노즐과,

   필링 프레임 실린더에 연결되어 상하로 움직일 수 있도록 설치되며 상기 복수의 스퀴즈 풋 및 모래 충전용 노즐 그룹의 외측을 둘러싸고, 또한 하방으로 이동되었을 때 상기 주형틀 위에 놓이는 필링 프레임을 구비한 조형 장치를 이용하여 프레임이 부착된 모래 주형을 조형할 때 조형 장치를 모니터링하는 시스템으로서,

   상기 조형 장치에 접속되어 상기 조형 장치의 원하는 속성을 측정하는 적어도 하나의 센서와,

   상기 센서에 접속되며 상기 센서로부터의 상기 계측된 속성에 대응하는 신호를 받아서 상기 속성에 관한 원하는 값을 표시하는 동시에 상기 속성을 분석하여 그 분석결과를 표시하는 데이터 해석 모니터 수단을 갖는,

   조형 장치를 모니터링하는 시스템.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 속성으로서 프레임 세트 실린더, 필링 프레임 실린더 및 레벨링 프레임의 작동용 실린더의 유압력을 측정하는 복수의 압력 센서를 구비하는,

   조형 장치를 모니터링하는 시스템.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 속성으로서 적어도 상기 모래 호퍼의 상부로부터의 보조 에어 및 상기 주형틀 또는 필링 프레임 속의 공압력을 측정하는 복수의 압력 센서와, 선택적으로 상기 에어레이션의 공압력을 측정하는 압력 센서를 구비하는,

   조형 장치를 모니터링하는 시스템.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 속성으로서 상기 프레임 세트 실린더, 상기 필링 프레임 실린더의 위치를 측정하는 복수의 센서를 구비하는,

   조형 장치를 모니터링하는 시스템.
10. 제 6항에 있어서,

    상기 데이터 해석 모니터 수단은, 상기 센서로 계측된 상기 속성에 대응하는 신호로서, 아날로그량으로부터 디지털량으로 변환된 신호를 해석하는 해석수단을 포함하며,

    상기 해석수단은 미리 기록된 양호한 주형이 조형될 수 있는 정상 동작 시의 각종 데이터로부터 상기 속성에 관한 매 회의 동작 데이터의 허용범위를 설정하고, 매 회의 동작 데이터가 미리 설정된 허용범위인지 여부를 판단하는 소프트웨어를 포함하는,

    조형 장치를 모니터링하는 시스템.
11. 패턴 플레이트와, 패턴 플레이트의 외측을 둘러싸고 상하로 슬라이딩 이동하는 프레임형상의 레벨링 프레임으로서 상기 패턴 플레이트의 상면보다 높은 위치에 세팅된 레벨링 프레임과, 상기 레벨링 프레임 위에 놓인 주형틀과, 상기 주형틀 위에 놓인 필링 프레임과, 상기 필링 프레임의 상부를 덮는 복수의 스퀴즈 풋으로 형성된 조형 공간에 모래 호퍼 내의 주물사를 충전하는 공정과,

    상기 레벨링 프레임의 높이를 유지하는 동시에 상기 복수의 스퀴즈 풋을 상기 조형 공간 내에서 하강시켜 주물사를 1차 스퀴징하는 공정과,

    상기 레벨링 프레임을 하강시키는 동시에 상기 복수의 스퀴즈 풋, 필링 프레임 및 주형틀을 일체적으로 패턴 플레이트를 향해 하강시킴으로써 주물사를 2차 스퀴징하는 공정을 구비하는, 조형 장치에 의해 프레임이 부착된 모래 주형을 조형하는 방법으로서,

    상기 조형 장치의 속성에 관한 원하는 값 및 해석결과를 표시하는 데이터 해석 모니터 수단의 해석결과에 근거하여 적어도 1차 스퀴즈와 2차 스퀴즈의 타이밍을 바꾸는 것을 포함하여 이루어지는,

    조형 장치에 의해 프레임이 부착된 모래 주형을 조형하는 방법.
12. 주형 조형기를 모니터링하는 방법으로서,

    정상적인 상기 주형 조형기에 의해 주형을 조형함에 있어서 주형 조형기의 구성요소를 작동시키기 위한 동작수단의 동력 전동 매체의 경시 변화 데이터 또는 상기 주형 조형기의 구성요소에 관한 설계상의 특정 데이터를 미리 목표 데이터로서 컴퓨터에 기억시키고,

    상기 기억 후에 상기 주형 조형기에 의해 실제로 주형을 조형했을 때 각종 센서를 통해 얻은 상기 동력 전동 매체의 경시 변화 데이터를 실측 데이터로서 컴퓨터에 기억시키며,

    상기 목표 데이터와 상기 실측 데이터를 비교해서 얻은 차이에 근거하여 상기 구성요소의 상기 이상 요인을 추측하는 것을 포함하여 이루어지는,

    주형 조형기를 모니터링하는 방법.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 동력 전동 매체의 경시 변화 데이터는 압력 데이터인,

    주형 조형기를 모니터링하는 방법.
14. 제 12항에 있어서,

    상기 구성요소에 관한 특정 데이터는 상기 주형 조형기의 주형 조형 공간에 주물사를 취입(blowing-charging)하는 압축 공기의 압력 데이터인,

    주형 조형기를 모니터링하는 방법.
15. 주형 조형기를 모니터링하는 시스템으로서,

    동작수단에 의해 작동되는 주형 조형기의 구성요소의 경시 변화를 검출하는 검출수단과,

    정상적인 상기 주형 조형기에 의해 주형을 조형함에 있어서 미리 정해진 상기 구성요소에 관한 데이터를 목표 데이터로서 기억하는 제 1 기억수단과,

    상기 주형 조형기에 의해 실제로 주형을 조형했을 때 상기 검출수단을 통해 얻은 상기 구성요소의 경시 변화 데이터를 실측 데이터로서 기억하는 제 2 기억수단과,

    상기 제 1 기억수단 및 상기 제 2 기억수단의 각각의 데이터를 표시하는 표시수단을 포함하여 이루어지며,

    상기 동작수단은 유압 실린더, 공압 실린더 및 전동 실린더 중 적어도 하나인,

    주형 조형기를 모니터링하는 시스템.
16. 삭제
17. 제 15항에 있어서,

    상기 검출수단은 변위계, 액체 유량 센서, 진동 센서, 압력 센서, 온도 센서, 전압계, 전류계 중 적어도 하나를 가지는 것을 특징으로 하는,

    주형 조형기를 모니터링하는 시스템.

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