KR20210028395A

KR20210028395A - 열처리 자동화 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20210028395A
Application number: KR1020190109405A
Authority: KR
Inventors: 임기현
Original assignee: 임기현
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2021-03-12
Also published as: KR102322901B1

Abstract

본 발명은 열처리 자동화 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 파크 기어의 생산 과정 중 고주파열처리과정을 자동화하여, 작업자의 안전을 확보하고, 쾌적한 생산 환경을 만들며, 완성되는 제품의 품질과 생산성을 높이는 열처리 자동화 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

열처리 자동화 시스템 및 그 방법 {Heat Treatment Automatic System and Method Thereof}

차량의 브레이크 시스템(Brake System) 중 파킹 기어 시스템(Parking Gear System)은 파킹 스프래그(Parking Sprag)에 의해 파크 기어(Park Gear)가 구속되도록 함으로써 안전한 주정차를 가능하게 하는 시스템을 말한다.

도 1 및 도 2는 종래의 파킹 기어 시스템(90)을 도시한 도면으로, 이는 한국공개특허공보 제10-2009-0047703호(2009.05.13.)에 개시되어 있다. 도 1은 파킹 스프래그(91)로부터 파크 기어(93)가 해제된 상태를 도시하고 있으며, 도 2는 파킹 스프래그(91)에 의해 파크 기어(93)가 구속된 상태를 도시하고 있다.

이러한 도 1 및 도 2를 참고하여 설명하면, 종래의 파킹 기어 시스템(90)은, 파킹 스프래그(91)와 파크 기어(93)를 포함한다.

상기 파킹 스프래그(91)는, 갈고리 형상으로 형성되어 일측의 회전축(911)을 중심으로 회전가능하게 구성되며, 돌출 형성된 걸림턱(913)이 상기 파크 기어(93)의 기어치(931) 사이에 삽입됨으로써 차량의 거동을 제한하는 기능을 한다.

상기 파크 기어(93)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 원판 형상으로 형성되어, 원주를 따라 일정한 간격으로 다수의 기어치(931)가 형성되고, 상기 파킹 스프래그(91)의 걸림턱(913)은 상기 파크 기어(93)의 기어치(931) 사이에 삽입된다.

문제는, 이러한 파킹 기어 시스템(90)의 사용이 거듭될수록, 상기 걸림턱(913)과 맞닿게 되는 상기 기어치(931)의 측면에 마모가 발생하게 되고, 이러한 상기 기어치(931)의 마모로 인해, 상기 파킹 스프래그(91)의 상기 걸림턱(931)이 상기 파크 기어(93)의 상기 기어치(931)에 걸리지 못하고 미끄러지게 되면서, 차량의 거동을 제한하지 못하게 된다는 데에 있다.

따라서, 상기 파크 기어(93)의 상기 기어치(931)는 높은 강성을 가질 필요가 있으며, 상기 기어치(931)의 중심부는 충분한 인성을 가져 기어치(931)의 깨짐을 방지할 수 있어야 한다.

이를 위해, 기존의 파크 기어(93)의 생산 과정은, 열간단조로 파크 기어(93)의 기본 외형을 형성하는 과정과, 냉간단조로 기어치(931)의 정밀도를 높이는 과정과, 기계선삭공정으로 정밀부분을 가공하여 기본 형상을 완성하는 과정과, 챔퍼링(Chamfering)공정과, 디버링(Deburring)공정 및 기어치(931)의 강도를 높이기 위한 고주파열처리공정을 포함하였다.

하지만, 기존의 파크 기어(93) 생산 방식에 의하면, 심부경도가 높은 제품을 하드 터닝(Hard Turning) 가공시 가공에 어려움이 있었고, 버(Burr)의 발생을 방지할 수 없었으며, 챔퍼링공정 및 디버링공정이 필수적으로 추가되어 생산효율을 감소시키고, 노동력과 기타 자원의 낭비를 발생시켜, 최종적으로 파크 기어(93)의 생산 원가를 상승시키는 문제가 있었다.

특히, 독립된 고주파 열처리 장비에서 고주파 경화 열처리 후, 로(爐) 방식 템퍼링(Tempering) 열처리를 통해 응력을 제거하여 제품을 완성하는 기존 생산 방식에 의할 경우, 로 방식 템퍼링 열처리는 고주파 경화된 국소 부위와 타 부위와의 조직 차이로 인하여 열처리시 열 변형량이 크고, 고주파열처리 설비에서 템퍼링로까지의 이송시간과 로의 예열 시간이 필요하며, 작업자가 고열의 로와 냉각수와 같은 위험물질에 지속적으로 노출된다는 문제가 있다.

또한, 고주파 열처리를 위해 작업자는 제품을 직접 고주파 가공기에 장착하여 수동으로 조작을 해야했는 바, 이 과정에서 20kg가 넘는 제품 박스의 운반이 필요하게 되면서 작업자의 손목과 허리에 큰 부담이 가해지게 되었다.

뿐만 아니라, 작업자가 장시간에 걸쳐 고주파에 노출될 경우 건강에 심각한 악영향을 받을 수 있으며, 이를 방지하고자 작업자의 교대 주기를 짧게 할 경우, 제품의 생산성이 급격히 떨어지게 되고, 제품 생산에 관여하는 작업자의 수가 많아지게 되면서, 작업자의 숙련도, 경험 등에 따라 제품 생산량과 품질에 많은 차이가 발생하게 되며, 고주파 열처리 과정에서 발생하는 증기와 압축공기에 의한 미세먼지로 작업장 환경이 매우 심각하게 오염되는 문제가 있었다.

따라서, 관련 업계에서는 파크 기어의 생산 과정 중 고주파열처리과정을 자동화하여, 작업자의 안전을 확보하고, 쾌적한 생산 환경을 만들며, 완성되는 제품의 품질과 생산성을 높이는 자동화 기술의 도입을 요구하고 있는 실정이다.

한국공개특허공보 제10-2009-0047703호(2009.05.13.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 파크 기어의 생산 과정 중 고주파열처리과정을 자동화하여, 작업자의 안전을 확보하고, 쾌적한 생산 환경을 만들며, 완성되는 제품의 품질과 생산성을 높이는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 로 방식 템퍼링 열처리를 수행하지 않을 수 있게 됨에 따라, 로 방식 템퍼링 열처리를 수행할 경우 다량의 부적합 제품이 검출되는 문제와, 변형 교정으로 인한 제품 크랙 등의 문제를 사전에 차단하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 독립된 고주파 열처리 장비에서 고주파 경화 열처리 후, 로 방식 템퍼링 열처리를 통해 응력을 제거하여 제품을 완성하는 기존 생산 방식에서 벗어나, 복수의 단계로 진행되는 열처리 과정이 하나의 장비 내에서 자동으로 이루어지도록 함으로써, 완성되는 제품의 품질을 높이고, 생산성을 향상시키며, 작업자가 고열의 로와 냉각수와 같은 위험물질에 노출되지 않도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 이송부 상에 워크피스를 안치시키면, 작업자의 개입이 없더라도, 복수의 단계로 이루어진 열처리과정이 자동으로 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 이송부의 상측에 각각 배치된 가공부가 이송부 상의 놓인 워크피스를 자동으로 가공할 수 있도록 하고, 설정된 시간이 지나면 이송부가 움직이도록 함으로써 특정 가공이 완료된 워크피스를 다음 가공 단계로 자동 이동시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, ?칭부를 구성해 이송부의 제1안착부에 안치된 워크피스가 제1승하강부에 의해 파지되어 ?칭부 근처로 이동되면 고주파 가열 후 급격히 냉각될 수 있도록 함에 따라, 워크피스의 경도를 높이는 작업이 자동으로 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, ?칭부가 ?칭가열부와, ?칭가열부 하측에 위치한 ?칭냉각부로 구성되도록 함으로써, ?칭가열부에 의해 워크피스가 충분히 가열되면, 곧바로 워크피스를 파지하고 있는 제1승하강부를 하강시켜 고온의 워크피스 온도가 ?칭냉각부에 의해 급격히 떨어질 수 있도록 함에 따라, 워크피스를 단단하고 강하게 만드는 작업이 보다 빠르고 용이하며 효율적으로 진행될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 템퍼링가열부를 구성하여, ?칭된 워크피스를 고주파에 의해 재가열함으로써, ?칭된 워크피스의 조직을 안정한 조직에 근접시킴과 동시에 잔류응력을 제거하고, 워크피스에 인성을 부여하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 템퍼링가열부로부터 이격 형성된 템퍼링냉각부를 구성하여, 템퍼링가열부에 의해 온도가 상승한 워크피스를 액체로 냉각함으로써, 템퍼링 후 워크피스 내부의 잠열을 식히는 과정이 자동으로 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, ?칭부 및 템퍼링가열부 사이에 기체냉각부를 구성하여, ?칭된 워크피스에 기체를 분사해 냉각시키는 과정이 자동으로 이루어지도록 함에 따라 ?칭 후 워크피스의 내부 잠열이 제거될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 템퍼링냉각부 근처에 마킹부를 구성하여, 템퍼링냉각이 완료된 워크피스의 표면에 제품 관리 번호 등이 자동으로 새겨질 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 일정한 거리를 일정한 주기로 수평 왕복 운동하는 이송부를 구성함으로써, 이송부 상의 특정 안착부에 안치된 워크피스가 승하강부에 의해 들어올려졌을 때 이송부가 수평으로 이동하게 되고, 이후 승하강부가 하강하면서 파지한 워크피스를 안착부에 안치시킬 때 최초 안착부에 인접한 다음 안착부 상에 워크피스가 안치되도록 함에 따라, 작업자의 개입이 없더라도, 워크피스가 각 단계별 가공 과정이 끝나면 다음 단계로 자동 이동될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 수평면을 형성하는 베이스부 상에, 가공부가 설치된 위치에 대응하는 지점에 안착부를 각각 구성함에 따라, 단계별 각 가공 과정이 동시에 진행될 수 있도록 하면서, 어느 일 워크피스의 열처리 과정이 완료되기 전이라도 특정 단계의 가공이 완료되면 계속적으로 새로운 워크피스가 이송부에 투입될 수 있도록 함으로써 제품의 생산성을 높이는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 베이스부의 길이 방향을 따라 이송부의 일면에서 타면을 관통하도록 형성된 슬롯부를 구성하여, 이송부의 안착부 상에 안치된 워크피스가 이송부의 하측에 위치한 승하강부에 의해 파지되어 안착부로부터 들어올려진 상태에서 이송부가 수평 왕복 운동을 하더라도 이송부와 승하강부가 간섭되지 않도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 안착부에 베이스부의 일면에서 타면을 관통하도록 형성된 수용홀을 구성하여, 이송부의 하측에 위치한 승하강부가 상기 수용홀을 통해 승하강될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 안착부에 수용홀 주변을 따라 형성된 지지부를 구성하여, 상기 지지부 상에 워크피스의 하면이 지지되어 안정적으로 위치설정될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 지지부 상에 돌출 형성된 이탈방지부를 구성함으로써, 지지부 상에 놓인 워크피스의 측면을 구속하여 워크피스의 이탈을 방지하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 이송부 상에 일정한 간격으로 복수 개의 안착부를 구성함에 따라, 복수 개의 안착부 상에 각각의 워크피스가 안치될 수 있도록 하여 열처리 과정의 각 단계가 동시에 이루어질 수 있도록 하고, 특정 가공단계를 거친 워크피스가 다음 안착부로 이동되어 자동으로 후 가공 공정을 받을 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 이송부의 수평 왕복 운동 거리를 이웃하는 안착부 사이의 거리와 동일하게 구성함으로써, 이송부의 움직임에 따라 워크피스가 다음 공정으로 원활하게 이동될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 이송부의 하측에 승하강부를 구성하여, 승하강부에 의해 들어올려진 워크피스가 이송부의 상측에 형성된 가공부에 보다 가까이 위치할 수 있게 되면서 가공 공정이 용이하게 이루어지도록 하고, 이송부 상에 안치된 워크피스를 승하강부가 들어올렸을 때 이송부가 수평 이동할 수 있도록 함에 따라, 이송부의 움직임 범위를 이웃하는 안착부 사이의 거리만큼 작게 해도 워크피스가 순차적으로 안착부 사이를 이동해 갈 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 가공부에 대향하는 위치 상에 수직 운동하는 승하강부를 구성하여, 복수의 가공단계가 동시에 용이하게 이루어질 수 있도록 하고, 각기 다른 가공 단계에 위치한 워크피스가 각각의 승하강부에 의해 들어올려졌을 때 이송부의 수평 이동에 따라 다음 가공 단계에 자동으로 들어갈 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 회전 운동이 가능한 승하강부를 구성하여, 워크피스의 가열 또는 냉각시, 승하강부를 회전시켜 승하강부에 파지된 워크피스가 함께 회전할 수 있도록 함에 따라, 워크피스가 빠르고 고르게 열처리 될 수 있도록 하여 완성된 제품의 생산성을 높이고 하자 발생률을 최소화 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 파지부를 구성해 워크피스가 승하강부에 의해 파지될 수 있도록 하고, 샤프트부를 구성해 파지부에 파지된 워크피스가 샤프트부의 움직임에 따라 승하강 또는 회전운동을 할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 이송부의 수용홀을 통과할 수 있는 크기를 가지는 파지부와, 이송부의 슬롯부를 통과할 수 있는 크기를 가지는 샤프트부를 구성함으로써, 이송부의 안착부 상에 안치된 워크피스가 파지부에 의해 파지되어 승하강할 수 있도록 하고, 워크피스가 파지부에 의해 파지되어 안착부로부터 들어올려졌을 때 이송부가 수평 왕복 운동을 하더라도 샤프트부가 이송부와 간섭되지 않도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, ?칭부에 대향하는 위치 상에 형성된 제1승하강부와, 기체냉각부에 대향되는 위치 상에 형성된 제2승하강부와, 템퍼링가열부에 대향되는 위치 상에 형성된 제3승하강부와, 템퍼링냉각부에 대향되는 위치 상에 형성된 제4승하강부를 구성하여, ?칭단계, 기체냉각단계, 템퍼링가열단계, 템퍼링냉각단계가 각각의 승하강부에 의해 동시에 원활히 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, ?칭부의 ?칭가열부가 위치하는 높이까지 워크피스를 상승시켜 ?칭가열이 이루어지도록 하고, ?칭가열이 끝나면, ?칭부의 ?칭냉각부가 위치하는 높이로 워크피스를 하강시켜 ?칭냉각이 이루어지도록 하는 제1승하강부를 구성해, 워크피스의 경도를 높이는 ?칭단계가 보다 빠르고 용이하게 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 워크피스를 적재하는 적재부를 구성해 열처리 전의 워크피스 또는 열처리 후의 워크피스를 한 곳에 모아둘 수 있도록 하고, 워크피스를 옮기는 픽업부를 구성하여 열처리 전의 워크피스를 이송부 상에 안치시키거나 이송부 상에 안치된 열처리 후의 워크피스를 적재부에 적재할 수 있도록 함으로써, 작업자가 워크피스를 직접 운반하지 않아도 되어 워크피스 운반 과정에서 발생할 수 있는 작업자 부상을 차단하면서, 쾌적한 작업 환경이 마련되도록 하는 것이다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 워크피스가 안치되는 이송부와, 상기 이송부의 상측에 형성되어 워크피스를 가공하는 가공부를 포함하여, 상기 이송부에 의해 워크피스의 위치를 이동시켜가면서 상기 가공부에 의해 단계별 가공이 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 가공부는, 워크피스를 가열하고 냉각하는 ?칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 ?칭부는, 고주파를 이용해 워크피스를 가열하는 ?칭가열부와, 상기 ?칭가열부의 하측에 형성되어 상기 ?칭가열부에 의해 가열된 워크피스를 액체로 냉각하는 ?칭냉각부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 가공부는, 상기 ?칭부로부터 이격 형성되어 상기 ?칭부에 의해 ?칭된 워크피스를 고주파를 이용해 가열하는 템퍼링가열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 가공부는, 상기 템퍼링가열부로부터 이격 형성되어 상기 템퍼링가열부에 의해 가열된 워크피스를 액체로 냉각하는 템퍼링냉각부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 가공부는, 상기 ?칭부 및 상기 템퍼링가열부 사이에 상기 ?칭부 및 상기 템퍼링가열부로부터 이격 형성되어 상기 ?칭부에 의해 ?칭된 워크피스를 기체로 냉각하는 기체냉각부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 가공부는, 상기 템퍼링냉각부로부터 이격 형성되어 상기 템퍼링냉각부에 의해 냉각된 워크피스를 타각하는 마킹부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 이송부는, 일정한 거리를 일정한 주기로 수평 왕복 운동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 이송부는, 수평면을 형성하는 베이스부와, 워크피스가 안치되도록 상기 베이스부 중 상기 가공부에 대향하는 위치 상에 형성되는 안착부와, 상기 베이스부의 길이 방향을 따라 상기 이송부의 일면에서 타면을 관통하도록 형성된 슬롯부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 안착부는, 상기 베이스부의 일면에서 타면을 관통하도록 형성된 수용홀과, 상기 수용홀 주변을 따라 형성되어 워크피스의 하면을 지지하는 지지부와, 상기 지지부 상에 놓인 워크피스의 이탈을 방지하기 위해 워크피스의 측면을 구속하도록 상기 지지부 상에 돌출 형성된 이탈방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 안착부는, 상기 이송부 상에 일정한 간격으로 복수 개가 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 이송부는, 이웃하는 안착부 사이의 거리만큼 수평 왕복 운동을 반복하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 열처리 자동화 시스템은, 상기 이송부 상에 안치된 워크피스를 상기 가공부 측으로 들어올리거나, 들어올려진 워크피스를 상기 이송부 상에 안치시키는 승하강부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 승하강부는, 상기 이송부의 하측에서 상기 가공부에 대향하는 위치 상에 형성되어 수직 운동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 승하강부는, 회전 운동이 가능하도록 형성되어, 파지한 워크피스를 회전시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 승하강부는, 워크피스를 파지하는 파지부와, 상기 파지부에 결합되어 상기 파지부의 승하강 및 회전을 가능하게 하는 샤프트부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 파지부는, 상기 이송부의 수용홀을 통과할 수 있는 크기를 가지고, 상기 샤프트부는, 상기 이송부의 슬롯부를 통과할 수 있는 크기를 가져, 상기 이송부의 안착부 상에 안치된 워크피스가 상기 파지부에 의해 파지되어 승하강할 수 있고, 워크피스가 상기 파지부에 의해 파지되어 상기 안착부로부터 들어올려졌을 때 상기 이송부가 수평 왕복 운동을 하더라도 상기 샤프트부가 상기 이송부와 간섭되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 승하강부는, 상기 가공부의 ?칭부에 대향하는 위치 상에 형성된 제1승하강부와, 상기 가공부의 기체냉각부에 대향되는 위치 상에 형성된 제2승하강부와, 상기 가공부의 템퍼링가열부에 대향되는 위치 상에 형성된 제3승하강부와, 상기 가공부의 템퍼링냉각부에 대향되는 위치 상에 형성된 제4승하강부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제1승하강부는, 상기 ?칭부의 ?칭가열부가 위치하는 높이까지 워크피스를 상승시켜 ?칭가열이 이루어지도록 하고, ?칭가열이 끝나면, 상기 ?칭부의 ?칭냉각부가 위치하는 높이로 워크피스를 하강시켜 ?칭냉각이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 열처리 자동화 시스템은, 워크피스를 적재하는 적재부와, 상기 적재부에 적재된 워크피스를 상기 이송부로 옮기거나 상기 이송부에 안치된 워크피스를 상기 적재부에 적재하는 픽업부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, ?칭부가 워크피스를 가열하고 냉각하는 ?칭단계와, 상기 ?칭단계 이후에, 기체냉각부가 ?칭된 워크피스를 기체로 냉각하는 기체냉각단계와, 상기 기체냉각단계 이후에, 템퍼링가열부가 기체 냉각된 워크피스를 가열하는 템퍼링가열단계와, 상기 템퍼링가열단계 이후에, 템퍼링냉각부가 가열된 워크피스를 액체로 냉각하는 템퍼링냉각단계를 포함하여, 단계별 가공이 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 ?칭단계는, 제1승하강부가 제1안착부에 안치된 워크피스를 파지해 상기 ?칭부의 ?칭가열부 측으로 수직 상승시키는 제1승하강부상승단계와, 상기 제1승하강부상승단계 이후에, 상기 제1승하강부가 회전하면서 파지한 워크피스를 회전시키는 제1승하강부회전단계와, 상기 제1승하강부회전단계 이후에, 상기 ?칭부의 ?칭가열부가 회전하는 워크피스를 고주파로 가열하는 ?칭가열단계와, 상기 ?칭가열단계 이후에, 상기 제1승하강부가 가열된 워크피스를 상기 ?칭부의 ?칭냉각부가 위치하는 높이로 수직 하강시키는 제1승하강부1차하강단계와, 상기 제1승하강부1차하강단계 이후에, 상기 ?칭부의 ?칭냉각부가 가열된 워크피스를 액체로 냉각하는 ?칭냉각단계와, 상기 ?칭냉각단계 이후에, 상기 이송부가 좌측으로 수평 이동하는 이송부좌측이동단계와, 상기 이송부좌측이동단계 이후에, 상기 제1승하강부가 회전을 멈추고 냉각된 워크피스를 제2안착부 상에 안치시키는 제1승하강부2차하강단계와, 상기 제1승하강부2차하강단계 이후에, 상기 이송부가 우측으로 수평 이동하는 이송부우측이동단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 기체냉각단계는, 제2승하강부가 제2안착부에 안치된 워크피스를 파지해 상기 기체냉각부 측으로 수직 상승시키는 제2승하강부상승단계와, 상기 제2승하강부상승단계 이후에, 상기 제2승하강부가 회전하면서 파지한 워크피스를 회전시키는 제2승하강부회전단계와, 상기 제2승하강부회전단계 이후에, 상기 기체냉각부가 회전하는 워크피스에 기체를 분사하는 기체분사단계와, 상기 기체분사단계 이후에, 상기 이송부가 좌측으로 수평 이동하는 이송부좌측이동단계와, 상기 이송부좌측이동단계 이후에, 상기 제2승하강부가 회전을 멈추고 냉각된 워크피스를 제3안착부 상에 안치시키는 제2승하강부하강단계와, 상기 제2승하강부하강단계 이후에, 상기 이송부가 우측으로 수평 이동하는 이송부우측이동단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 템퍼링가열단계는, 제3승하강부가 제3안착부에 안치된 워크피스를 파지해 상기 템퍼링가열부 측으로 수직 상승시키는 제3승하강부상승단계와, 상기 제3승하강부상승단계 이후에, 상기 제3승하강부가 회전하면서 파지한 워크피스를 회전시키는 제3승하강부회전단계와, 상기 제3승하강부회전단계 이후에, 상기 템퍼링가열부가 회전하는 워크피스를 고주파로 가열하는 가열단계와, 상기 가열단계 이후에, 상기 이송부가 좌측으로 수평 이동하는 이송부좌측이동단계와, 상기 이송부좌측이동단계 이후에, 상기 제3승하강부가 회전을 멈추고 가열된 워크피스를 제4안착부 상에 안치시키는 제3승하강부하강단계와, 상기 제3승하강부하강단계 이후에, 상기 이송부가 우측으로 수평 이동하는 이송부우측이동단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 템퍼링냉각단계는, 제4승하강부가 제4안착부에 안치된 워크피스를 파지해 상기 템퍼링냉각부 측으로 수직 상승시키는 제4승하강부상승단계와, 상기 제4승하강부상승단계 이후에, 상기 제4승하강부가 회전하면서 파지한 워크피스를 회전시키는 제4승하강부회전단계와, 상기 제4승하강부회전단계 이후에, 상기 템퍼링냉각부가 회전하는 워크피스에 액체를 분사하는 액체분사단계와, 상기 액체분사단계 이후에, 상기 이송부가 좌측으로 수평 이동하는 이송부좌측이동단계와, 상기 이송부좌측이동단계 이후에, 상기 제4승하강부가 회전을 멈추고 냉각된 워크피스를 제5안착부 상에 안치시키는 제4승하강부하강단계와, 상기 제4승하강부하강단계 이후에, 상기 이송부가 우측으로 수평 이동하는 이송부우측이동단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 열처리 자동화 방법은, 상기 ?칭단계 이전에, 제1픽업부가 제1적재부에 적재된 워크피스를 제1안착부 상에 안치시키는 투입단계와, 상기 템퍼링냉각단계 이후에, 마킹부가 제5안착부 상에 안치된 워크피스를 타각하는 마킹단계와, 상기 마킹단계 이후에, 제2픽업부가 타각된 워크피스를 제2적재부에 적재하는 로딩단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은, 파크 기어의 생산 과정 중 고주파열처리과정을 자동화하여, 작업자의 안전을 확보하고, 쾌적한 생산 환경을 만들며, 완성되는 제품의 품질과 생산성을 높이는 효과를 가진다.

본 발명은, 로 방식 템퍼링 열처리를 수행하지 않을 수 있게 됨에 따라, 로 방식 템퍼링 열처리를 수행할 경우 다량의 부적합 제품이 검출되는 문제와, 변형 교정으로 인한 제품 크랙 등의 문제를 사전에 차단하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 독립된 고주파 열처리 장비에서 고주파 경화 열처리 후, 로 방식 템퍼링 열처리를 통해 응력을 제거하여 제품을 완성하는 기존 생산 방식에서 벗어나, 복수의 단계로 진행되는 열처리 과정이 하나의 장비 내에서 자동으로 이루어지도록 함으로써, 완성되는 제품의 품질을 높이고, 생산성을 향상시키며, 작업자가 고열의 로와 냉각수와 같은 위험물질에 노출되지 않도록 하는 효과가 있다.

본 발명은, 이송부 상에 워크피스를 안치시키면, 작업자의 개입이 없더라도, 복수의 단계로 이루어진 열처리과정이 자동으로 이루어지도록 하는 효과를 가진다.

본 발명은, 이송부의 상측에 각각 배치된 가공부가 이송부 상의 놓인 워크피스를 자동으로 가공할 수 있도록 하고, 설정된 시간이 지나면 이송부가 움직이도록 함으로써 특정 가공이 완료된 워크피스를 다음 가공 단계로 자동 이동시키는 효과를 가진다.

본 발명은, ?칭부를 구성해 이송부의 제1안착부에 안치된 워크피스가 제1승하강부에 의해 파지되어 ?칭부 근처로 이동되면 고주파 가열 후 급격히 냉각될 수 있도록 함에 따라, 워크피스의 경도를 높이는 작업이 자동으로 이루어지도록 하는 효과를 도출한다.

본 발명은, ?칭부가 ?칭가열부와, ?칭가열부 하측에 위치한 ?칭냉각부로 구성되도록 함으로써, ?칭가열부에 의해 워크피스가 충분히 가열되면, 곧바로 워크피스를 파지하고 있는 제1승하강부를 하강시켜 고온의 워크피스 온도가 ?칭냉각부에 의해 급격히 떨어질 수 있도록 함에 따라, 워크피스를 단단하고 강하게 만드는 작업이 보다 빠르고 용이하며 효율적으로 진행될 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은, 템퍼링가열부를 구성하여, ?칭된 워크피스를 고주파에 의해 재가열함으로써, ?칭된 워크피스의 조직을 안정한 조직에 근접시킴과 동시에 잔류응력을 제거하고, 워크피스에 인성을 부여하는 효과를 가진다.

본 발명은, 템퍼링가열부로부터 이격 형성된 템퍼링냉각부를 구성하여, 템퍼링가열부에 의해 온도가 상승한 워크피스를 액체로 냉각함으로써, 템퍼링 후 워크피스 내부의 잠열을 식히는 과정이 자동으로 이루어지도록 하는 효과를 도출한다.

본 발명은, ?칭부 및 템퍼링가열부 사이에 기체냉각부를 구성하여, ?칭된 워크피스에 기체를 분사해 냉각시키는 과정이 자동으로 이루어지도록 함에 따라 ?칭 후 워크피스의 내부 잠열이 제거될 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은, 템퍼링냉각부 근처에 마킹부를 구성하여, 템퍼링냉각이 완료된 워크피스의 표면에 제품 관리 번호 등이 자동으로 새겨질 수 있도록 하는 효과를 가진다.

본 발명은, 일정한 거리를 일정한 주기로 수평 왕복 운동하는 이송부를 구성함으로써, 이송부 상의 특정 안착부에 안치된 워크피스가 승하강부에 의해 들어올려졌을 때 이송부가 수평으로 이동하게 되고, 이후 승하강부가 하강하면서 파지한 워크피스를 안착부에 안치시킬 때 최초 안착부에 인접한 다음 안착부 상에 워크피스가 안치되도록 함에 따라, 작업자의 개입이 없더라도, 워크피스가 각 단계별 가공 과정이 끝나면 다음 단계로 자동 이동될 수 있도록 하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 수평면을 형성하는 베이스부 상에, 가공부가 설치된 위치에 대응하는 지점에 안착부를 각각 구성함에 따라, 단계별 각 가공 과정이 동시에 진행될 수 있도록 하면서, 어느 일 워크피스의 열처리 과정이 완료되기 전이라도 특정 단계의 가공이 완료되면 계속적으로 새로운 워크피스가 이송부에 투입될 수 있도록 함으로써 제품의 생산성을 높이는 효과가 있다.

본 발명은, 베이스부의 길이 방향을 따라 이송부의 일면에서 타면을 관통하도록 형성된 슬롯부를 구성하여, 이송부의 안착부 상에 안치된 워크피스가 이송부의 하측에 위치한 승하강부에 의해 파지되어 안착부로부터 들어올려진 상태에서 이송부가 수평 왕복 운동을 하더라도 이송부와 승하강부가 간섭되지 않도록 하는 효과를 가진다.

본 발명은, 안착부에 베이스부의 일면에서 타면을 관통하도록 형성된 수용홀을 구성하여, 이송부의 하측에 위치한 승하강부가 상기 수용홀을 통해 승하강될 수 있도록 하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 안착부에 수용홀 주변을 따라 형성된 지지부를 구성하여, 상기 지지부 상에 워크피스의 하면이 지지되어 안정적으로 위치설정될 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은, 지지부 상에 돌출 형성된 이탈방지부를 구성함으로써, 지지부 상에 놓인 워크피스의 측면을 구속하여 워크피스의 이탈을 방지하는 효과를 가진다.

본 발명은, 이송부 상에 일정한 간격으로 복수 개의 안착부를 구성함에 따라, 복수 개의 안착부 상에 각각의 워크피스가 안치될 수 있도록 하여 열처리 과정의 각 단계가 동시에 이루어질 수 있도록 하고, 특정 가공단계를 거친 워크피스가 다음 안착부로 이동되어 자동으로 후 가공 공정을 받을 수 있도록 하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 이송부의 수평 왕복 운동 거리를 이웃하는 안착부 사이의 거리와 동일하게 구성함으로써, 이송부의 움직임에 따라 워크피스가 다음 공정으로 원활하게 이동될 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은, 이송부의 하측에 승하강부를 구성하여, 승하강부에 의해 들어올려진 워크피스가 이송부의 상측에 형성된 가공부에 보다 가까이 위치할 수 있게 되면서 가공 공정이 용이하게 이루어지도록 하고, 이송부 상에 안치된 워크피스를 승하강부가 들어올렸을 때 이송부가 수평 이동할 수 있도록 함에 따라, 이송부의 움직임 범위를 이웃하는 안착부 사이의 거리만큼 작게 해도 워크피스가 순차적으로 안착부 사이를 이동해 갈 수 있도록 하는 효과를 가진다.

본 발명은, 가공부에 대향하는 위치 상에 수직 운동하는 승하강부를 구성하여, 복수의 가공단계가 동시에 용이하게 이루어질 수 있도록 하고, 각기 다른 가공 단계에 위치한 워크피스가 각각의 승하강부에 의해 들어올려졌을 때 이송부의 수평 이동에 따라 다음 가공 단계에 자동으로 들어갈 수 있도록 하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 회전 운동이 가능한 승하강부를 구성하여, 워크피스의 가열 또는 냉각시, 승하강부를 회전시켜 승하강부에 파지된 워크피스가 함께 회전할 수 있도록 함에 따라, 워크피스가 빠르고 고르게 열처리 될 수 있도록 하여 완성된 제품의 생산성을 높이고 하자 발생률을 최소화 하는 효과가 있다.

본 발명은, 파지부를 구성해 워크피스가 승하강부에 의해 파지될 수 있도록 하고, 샤프트부를 구성해 파지부에 파지된 워크피스가 샤프트부의 움직임에 따라 승하강 또는 회전운동을 할 수 있도록 하는 효과를 가진다.

본 발명은, 이송부의 수용홀을 통과할 수 있는 크기를 가지는 파지부와, 이송부의 슬롯부를 통과할 수 있는 크기를 가지는 샤프트부를 구성함으로써, 이송부의 안착부 상에 안치된 워크피스가 파지부에 의해 파지되어 승하강할 수 있도록 하고, 워크피스가 파지부에 의해 파지되어 안착부로부터 들어올려졌을 때 이송부가 수평 왕복 운동을 하더라도 샤프트부가 이송부와 간섭되지 않도록 하는 효과를 도출한다.

본 발명은, ?칭부에 대향하는 위치 상에 형성된 제1승하강부와, 기체냉각부에 대향되는 위치 상에 형성된 제2승하강부와, 템퍼링가열부에 대향되는 위치 상에 형성된 제3승하강부와, 템퍼링냉각부에 대향되는 위치 상에 형성된 제4승하강부를 구성하여, ?칭단계, 기체냉각단계, 템퍼링가열단계, 템퍼링냉각단계가 각각의 승하강부에 의해 동시에 원활히 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은, ?칭부의 ?칭가열부가 위치하는 높이까지 워크피스를 상승시켜 ?칭가열이 이루어지도록 하고, ?칭가열이 끝나면, ?칭부의 ?칭냉각부가 위치하는 높이로 워크피스를 하강시켜 ?칭냉각이 이루어지도록 하는 제1승하강부를 구성해, 워크피스의 경도를 높이는 ?칭단계가 보다 빠르고 용이하게 이루어지도록 하는 효과를 가진다.

본 발명은, 워크피스를 적재하는 적재부를 구성해 열처리 전의 워크피스 또는 열처리 후의 워크피스를 한 곳에 모아둘 수 있도록 하고, 워크피스를 옮기는 픽업부를 구성하여 열처리 전의 워크피스를 이송부 상에 안치시키거나 이송부 상에 안치된 열처리 후의 워크피스를 적재부에 적재할 수 있도록 함으로써, 작업자가 워크피스를 직접 운반하지 않아도 되어 워크피스 운반 과정에서 발생할 수 있는 작업자 부상을 차단하면서, 쾌적한 작업 환경이 마련되도록 하는 효과를 도출한다.

도 1은 종래의 파킹 기어 시스템을 도시한 도면.
도 2는 종래의 파킹 기어 시스템을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 자동화 시스템에 관한 도면.
도 4는 이송부를 도시한 도면.
도 5는 이송부를 도시한 도면.
도 6은 ?칭부를 도시한 도면.
도 7은 기체냉각부를 도시한 도면.
도 8은 템퍼링가열부를 도시한 도면.
도 9는 템퍼링냉각부를 도시한 도면.
도 10은 마킹부를 도시한 도면.
도 11은 승하강부를 도시한 도면.
도 12는 가공부에 대응이 되는 복수의 안착부와 복수의 승하강부를 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 자동화 방법에 관한 도면.
도 14는 워크피스의 투입과정을 도시한 도면.
도 15는 이송부가 우측으로 수평 이동하여 제1안착부 상에 안치된 워크피스를 ?칭부 하측에 위치시키는 과정을 도시한 도면.
도 16은 ?칭단계를 도시한 도면.
도 17은 제1승하강부가 상승하는 과정을 도시한 도면.
도 18은 제1승하강부가 워크피스를 들어올린 상태에서 이송부가 좌측으로 수평 이동되는 과정을 도시한 도면.
도 19는 제1승하강부가 하강하여 제2안착부 상에 워크피스를 안치하는 과정을 도시한 도면.
도 20은 이송부가 우측으로 수평 이동하여 제2안착부 상에 안치된 워크피스를 기체냉각부 하측에 위치시키는 과정을 도시한 도면.
도 21은 기체냉각단계를 도시한 도면.
도 22는 기체냉각부가 하강하고 제2승하강부가 상승하는 과정을 도시한 도면.
도 23은 제2승하강부가 워크피스를 들어올린 상태에서 이송부가 좌측으로 수평 이동되는 과정을 도시한 도면.
도 24는 제2승하강부가 하강하여 제3안착부 상에 워크피스를 안치하는 과정을 도시한 도면.
도 25는 이송부가 우측으로 수평 이동하여 제3안착부 상에 안치된 워크피스를 템퍼링가열부 하측에 위치시키는 과정을 도시한 도면.
도 26은 템퍼링가열단계를 도시한 도면.
도 27은 제3승하강부가 상승하는 과정을 도시한 도면.
도 28은 제3승하강부가 워크피스를 들어올린 상태에서 이송부가 좌측으로 수평 이동되는 과정을 도시한 도면.
도 29는 제3승하강부가 하강하여 제4안착부 상에 워크피스를 안치하는 과정을 도시한 도면.
도 30은 이송부가 우측으로 수평 이동하여 제4안착부 상에 안치된 워크피스를 템퍼링냉각부 하측에 위치시키는 과정을 도시한 도면.
도 31은 템퍼링냉각단계를 도시한 도면.
도 32는 템퍼링냉각부가 하강하고 제4승하강부가 상승하는 과정을 도시한 도면.
도 33은 제4승하강부가 워크피스를 들어올린 상태에서 이송부가 좌측으로 수평 이동되는 과정을 도시한 도면.
도 34는 제4승하강부가 하강하여 제5안착부 상에 워크피스를 안치하는 과정을 도시한 도면.
도 35는 이송부가 우측으로 수평 이동하여 제5안착부 상에 안치된 워크피스를 마킹부 하측에 위치시키는 과정을 도시한 도면.
도 36은 마킹부가 하강하는 과정을 도시한 도면.
도 37은 마킹부가 상승하고 제2픽업부가 제5안착부 상에 안치된 워크피스를 집어 올리는 과정을 도시한 도면.

이하에서는 본 발명에 따른 열처리 자동화 시스템 및 그 방법의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지의 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에서 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에서 사용된 정의에 따른다.

본 발명인 열처리 자동화 시스템(1)은, 파크 기어의 생산 과정 중 고주파열처리과정을 자동화하여, 작업자의 안전을 확보하고, 쾌적한 생산 환경을 만들며, 완성되는 제품의 품질과 생산성을 높이는 장비를 말한다. 상기 열처리 자동화 시스템(1)에 의해, 로 방식 템퍼링 열처리를 수행하지 않을 수 있게 됨에 따라, 로 방식 템퍼링 열처리를 수행할 경우 다량의 부적합 제품이 검출되는 문제와, 변형 교정으로 인한 제품 크랙 등의 문제를 사전에 차단할 수 있게 된다. 즉, 상기 열처리 자동화 시스템(1)은, 독립된 고주파 열처리 장비에서 고주파 경화 열처리 후, 로 방식 템퍼링 열처리를 통해 응력을 제거하여 제품을 완성하는 기존 생산 방식에서 벗어나, 복수의 단계로 진행되는 열처리 과정이 하나의 장비 내에서 자동으로 이루어지도록 함으로써, 완성되는 제품의 품질을 높이고, 생산성을 향상시키며, 고주파 가열 및 냉각 등이 장비의 하우징(H) 내에서 이루어지고 제어패널(C)에 의해 각각의 장비를 제어할 수 있는바 작업자가 고열의 로와 냉각수와 같은 위험물질에 노출되지 않도록 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 자동화 시스템(1)에 관한 도면으로, 도 3을 참고하여 설명하면, 본 발명인 열처리 자동화 시스템(1)은 적재부(10), 픽업부(20), 이송부(30), 가공부(40), 승하강부(50)를 포함한다.

상기 적재부(10)는, 워크피스(Workpiece)를 적재하는 구성으로, 열처리 전의 워크피스 또는 열처리 후의 워크피스를 한 곳에 모아둘 수 있도록 한다. 상기 워크피스는 제조 공정에 있는 제품으로, 바람직하게는 파크 기어(Park Gear)가 될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 파크 기어는 원판 형상을 가질 수 있으며, 중심부에 일면에서 타면을 관통하는 홀이 형성될 수 있으므로, 상기 적재부(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 수직으로 긴 원통 형상으로 구성되어, 원판 형상의 파크 기어의 중심부 홀을 관통함으로써, 상기 적재부(10) 상에 다수의 파크 기어가 수직으로 쌓일 수 있도록 한다. 이러한 상기 적재부(10)는 제1적재부(10a)와 제2적재부(10b)로 구성될 수 있다. 상기 제1적재부(10a)에는 열처리 가공이 이루어지기 전의 워크피스가 저장될 수 있으며, 상기 제2적재부(10b)에는 열처리 가공이 이루어진 후의 워크피스가 저장될 수 있다.

상기 픽업부(20)는, 상기 적재부(10)에 적재된 워크피스를 후술할 이송부(30)로 옮기거나 이송부(30)에 안치된 워크피스를 상기 적재부(10)에 적재하는 구성을 말한다. 이를 위해 상기 픽업부(20)는, 자유로운 수평 및 수직 운동이 가능하도록 구성될 수 있다. 상기 픽업부(20)를 통해, 열처리 전의 워크피스를 후술할 이송부(30) 상에 안치시키거나 이송부(30) 상에 안치된 열처리 후의 워크피스를 상기 적재부(10)에 적재할 수 있도록 함으로써, 작업자가 워크피스를 직접 운반하지 않아도 되어 워크피스 운반 과정에서 발생할 수 있는 작업자 부상을 차단하면서, 쾌적한 작업 환경을 마련할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 적재부(10)는 제1적재부(10a)와 제2적재부(10b)로 구성되는바, 상기 픽업부(20) 역시 제1픽업부(20a) 및 제2픽업부(20b)로 구성하여, 상기 제1픽업부(20a)에 의해 제1적재부(10a) 상에 저장된 워크피스를 후술할 이송부(30)의 안착부(32) 상에 자동으로 안치시키고, 상기 제2픽업부(20b)에 의해 열처리가 완료된 워크피스를 이송부(30)의 안착부(32)로부터 집어올려 제2적재부(10b) 상에 자동으로 저장되도록 함이 바람직하다.

상기 이송부(30)는, 워크피스가 안치되는 구성으로, 상기 이송부(30) 상에 워크피스를 안치시키면, 작업자의 개입이 없더라도, 복수의 단계로 이루어진 열처리과정이 자동으로 이루어질 수 있다. 상기 이송부(30)는, 일정한 거리를 일정한 주기로 수평 왕복 운동하도록 구성되며, 바람직하게는 후술할 이웃하는 안착부(32) 사이의 거리만큼 수평 왕복 운동을 반복하도록 구성될 수 있다. 후술하겠지만, 상기 이송부(30)의 상측에는 복수 개의 가공부(40)가 위치할 수 있는데, 사전에 설정된 시간에 따라 상기 이송부(30)가 자동으로 수평 왕복 이동을 하도록 함으로써, 특정 가공이 완료된 워크피스를 다음 가공 단계로 자동 이동시킬 수 있게 된다. 구체적으로 설명하면, 상기 이송부(30) 상의 특정 안착부(32)에 안치된 워크피스가 후술할 승하강부(50)에 의해 들어올려졌을 때, 상기 이송부(30)가 수평으로 이동하게 되고, 이후 승하강부(50)가 하강하면서 파지한 워크피스를 안착부(32)에 안치시킬 때 최초 안착부(32)에 인접한 다음 안착부(32) 상에 워크피스가 안치되도록 함에 따라, 작업자의 개입이 없더라도, 워크피스가 각 단계별 가공 과정이 끝나면 다음 단계로 자동 이동될 수 있는 것이다. 도 4 및 도 5는 이송부를 도시한 도면으로, 도 4 및 도 5를 참고하면, 이러한 상기 이송부(30)는, 베이스부(31), 안착부(32), 슬롯부(33)를 포함한다.

상기 베이스부(31)는, 수평면을 형성하는 구성으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 장방형의 사각 평면 형상을 가지도록 구성되어, 하측에 형성된 레일(R)을 따라 도 4에 표시된 바와 같이 좌우측 방향으로 수평 이동될 수 있다. 상기 베이스부(31)의 수평 운동 범위는 후술할 안착부(32)의 중심 사이의 거리에 해당하며, 상기 베이스부(31)는 설정된 시간에 따라 한 번은 좌측으로 이동하고, 다른 한 번은 우측으로 이동하게 된다. 이에 관한 상세한 설명은 후술하도록 하겠다.

상기 안착부(32)는, 워크피스가 안치되도록 상기 베이스부(31) 중 후술할 가공부(40)에 대향하는 위치 상에 형성되는 구성을 말한다. 단계별 각 가공 과정이 동시에 진행될 수 있도록 하면서, 어느 일 워크피스의 열처리 과정이 완료되기 전이라도 특정 단계의 가공이 완료되면 계속적으로 새로운 워크피스가 상기 이송부(30)에 투입될 수 있도록 함으로써 제품의 생산성을 높이기 위해, 바람직하게는, 상기 안착부(32)는 상기 이송부(30) 상에 일정한 간격으로 복수 개가 구성될 수 있다. 이를 통해, 복수 개의 안착부(32) 상에 각각의 워크피스가 안치될 수 있게 되는바, 열처리 과정의 각 단계가 동시에 이루어질 수 있게 되며, 특정 가공단계를 거친 워크피스가 다음 안착부로 이동되어 자동으로 후 가공 공정을 받을 수 있게 된다. 바람직하게는, 상기 이송부(30)의 수평 왕복 운동 거리는 이웃하는 안착부 (32)의 중심 사이 거리와 동일하게 구성되어, 상기 이송부(30)의 움직임에 따라 워크피스가 다음 공정으로 원활하게 이동될 수 있도록 한다. 도 5를 참고하여 설명하면, 이러한 상기 안착부(32)는, 수용홀(321), 지지부(322), 이탈방지부(323)를 포함한다.

상기 수용홀(321)은, 상기 베이스부(31)의 일면에서 타면을 관통하도록 형성된 구성으로, 상기 이송부(30)의 하측에 위치한 승하강부(50)는 상기 수용홀(321)을 통해 승하강될 수 있다. 상기 수용홀(321)의 형상에 관하여 이를 어느 특정한 형태로 한정하는 것은 아니지만, 바람직하게는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 원판형으로 형성될 수 있다.

상기 지지부(322)는, 상기 수용홀(321) 주변을 따라 형성되어 워크피스의 하면을 지지하는 구성으로, 워크피스가 상기 지지부(322) 상에 놓이게 되면 워크피스의 하면은 상기 지지부(322)에 의해 안정적으로 지지된다.

상기 이탈방지부(323)는, 상기 지지부(322) 상에 놓인 워크피스의 이탈을 방지하기 위해 워크피스의 측면을 구속하도록 상기 지지부(322) 상에 돌출 형성된 구성을 말한다. 상기 지지부(322) 상에 놓인 워크피스의 측면은 상기 이탈방지부(323)에 의해 구속되는바, 상기 안착부(32) 상에 안치된 워크피스의 정위치 이탈이 방지될 수 있다.

상기 슬롯부(33)는, 상기 베이스부(31)의 길이 방향을 따라 상기 이송부(30)의 일면에서 타면을 관통하도록 형성된 구성으로, 상기 이송부(30)의 상기 안착부(32) 상에 안치된 워크피스가 상기 이송부(30)의 하측에 위치한 승하강부(50)에 의해 파지되어 상기 안착부(32)로부터 들어올려진 상태에서 상기 이송부(30)가 수평 왕복 운동을 하더라도, 상기 슬롯부(33)에 의해, 상기 이송부(30)와 후술할 승하강부(50) 사이에 간섭 현상이 발생하지 않게 된다.

상기 가공부(40)는, 상기 이송부(30)의 상측에 형성되어 워크피스를 가공하는 구성으로, 상기 이송부(30)에 의해 워크피스의 위치를 이동시켜가면서 상기 가공부(40)에 의해 단계별 가공이 자동으로 이루어질 수 있다. 상기 가공부(40)는 복수 개의 구성을 포함하도록 구성되며, 각각의 구성들은 도 3에 도시된 바와 같이, 수평으로 나란하게 배치되어, 이송부(30)를 따라 자동으로 이동하는 워크피스가 수평으로 나란하게 배치된 가공부(40)에 의해 순차적으로 가공될 수 있도록 함이 바람직하다. 앞서 언급한 도 3을 다시 참고하면, 이러한 상기 가공부(40)는, ?칭부(41), 기체냉각부(42), 템퍼링가열부(43), 템퍼링냉각부(44), 마킹부(45)를 포함한다.

상기 ?칭부(41)는, 워크피스를 가열하고 냉각하는 구성으로, 상기 이송부(30)의 상기 제1안착부(32a)에 안치된 워크피스가 후술할 제1승하강부(50a)에 의해 파지되어 상기 ?칭부(41) 근처로 이동되면, 상기 ?칭부(41)에 의해 워크피스가 고주파 가열된 뒤 급격히 냉각될 수 있어, 워크피스의 경도를 높이는 작업이 자동으로 이루어지게 된다. 도 6은 ?칭부(41)를 도시한 도면으로, 도 6을 참고하여 설명하면, 이러한 상기 ?칭부(41)는, ?칭가열부(411), ?칭냉각부(412)를 포함한다.

상기 ?칭가열부(411)는, 고주파를 이용해 워크피스를 가열하는 구성을 말한다. 상기 ?칭가열부(411)는 후술할 ?칭냉각부(412)의 상측에 위치하도록 구성이 된다. 후술할 제1승하강부(50a)의해 파지된 워크피스는 상기 ?칭가열부(411)에 의해 고주파 가열이 효율적으로 이루어질 수 있는 위치까지 상승 이동하게 되고, 충분한 가열이 이루어졌을 때, 제1승하강부(50a)를 하강시켜, 상기 ?칭가열부(411)의 하측에 위치한 후술할 ?칭냉각부(412)에 의한 급격한 냉각이 이루어질 수 있게 된다.

상기 ?칭냉각부(412)는, 상기 ?칭가열부(411)의 하측에 형성되어 상기 ?칭가열부(411)에 의해 가열된 워크피스를 액체로 냉각하는 구성을 말한다. 상기 ?칭가열부(411)에 의해 워크피스가 충분히 가열되면, 곧바로 워크피스를 파지하고 있는 후술할 제1승하강부(50a)를 하강시켜 고온의 워크피스 온도가 상기 ?칭냉각부(412)에 의해 급격히 떨어질 수 있도록 함에 따라, 워크피스를 단단하고 강하게 만드는 작업이 보다 빠르고 용이하며 효율적으로 진행될 수 있게 된다.

상기 기체냉각부(42)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 ?칭부(41) 및 후술할 템퍼링가열부(43) 사이에 상기 ?칭부(41) 및 템퍼링가열부(43)로부터 이격 형성되어 상기 ?칭부(41)에 의해 ?칭된 워크피스를 기체로 냉각하는 구성을 말한다. 상기 기체냉각부(42)를 통해 ?칭된 워크피스에 기체를 분사해 냉각시키는 과정이 자동으로 이루어지도록 함에 따라, ?칭 후 워크피스의 내부 잠열은 보다 용이하고 효과적으로 제거될 수 있다. 도 7은 이러한 기체냉각부(42)를 도시한 도면으로, 상기 기체냉각부(42)는 도 7에 도시된 바와 같이, 수직으로 승하강 운동하도록 구성될 수 있다.

상기 템퍼링가열부(43)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 ?칭부(41)로부터 이격 형성되어 상기 ?칭부(41)에 의해 ?칭된 워크피스를 고주파를 이용해 가열하는 구성을 말한다. 상기 템퍼링가열부(43)를 통해, ?칭된 워크피스를 고주파에 의해 재가열함으로써, ?칭된 워크피스의 조직을 안정한 조직에 근접시킴과 동시에 잔류응력을 제거하고, 워크피스에 인성을 부여할 수 있다. 도 8은 템퍼링가열부(43)를 도시한 도면으로, 템퍼링가열부(43)가 형성하는 내측 빈 공간으로 워크피스가 들어가 회전함으로써 워크피스가 재가열될 수 있으며, 상기 템퍼링가열부(43)는 약 200℃~300℃ 온도로 워크피스를 가열할 수 있다.

상기 템퍼링냉각부(44)는, 상기 템퍼링가열부(43)로부터 이격 형성되어 상기 템퍼링가열부(43)에 의해 가열된 워크피스를 액체로 냉각하는 구성으로, 상기 템퍼링가열부(43)에 의해 온도가 상승한 워크피스를 액체로 냉각함으로써, 템퍼링 후 워크피스의 내부 잠열을 식히게 된다. 도 9는 템퍼링냉각부를 도시한 도면으로, 도 9를 참고하면, 상기 템퍼링냉각부(44)는, 전술한 상기 기체냉각부(42)와 같이, 자체적으로 수직 승하강 운동을 하도록 구성될 수 있다.

상기 마킹부(45)는, 상기 템퍼링냉각부(44)로부터 이격 형성되어 상기 템퍼링냉각부(44)에 의해 냉각된 워크피스를 타각하는 구성으로, 템퍼링냉각이 완료된 워크피스의 표면에 제품 관리 번호 등이 자동으로 새겨질 수 있도록 한다. 도 10은 마킹부(45)를 도시한 도면으로, 상기 마킹부(45)는 자체적으로 승하강이 가능하도록 구성될 수 있으며, 이로 인해, 상기 마킹부(45)에 대향하는 위치에는 별도의 승하강부를 구성하지 않을 수 있다. 만일 상기 마킹부(45)의 위치가 고정되도록 하고, 상기 마킹부(45) 근처로 워크피스를 승하강시키는 별도의 승하강부를 구성할 경우, 마킹 과정에서 상기 마킹부(45)가 누르는 힘에 의해 후술할 승하강부(50)의 샤프트부(52) 등이 손상될 수 있는바, 상기 마킹부(45) 측으로 워크피스를 이동시키는 승하강부(50)를 구성하는 것 대신에, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 마킹부(45) 자체가 승하강할 수 있도록 구성함이 바람직할 수 있다.

상기 승하강부(50)는, 상기 이송부(30) 상에 안치된 워크피스를, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 가공부(40) 측으로 들어올리거나, 들어올려진 워크피스를 상기 이송부(30) 상에 안치시키는 구성을 말한다. 상기 승하강부(50)에 의해 들어올려진 워크피스가 상기 이송부(30)의 상측에 형성된 상기 가공부(40)에 보다 가까이 위치할 수 있게 되면서 가공 공정이 용이하게 이루어질 수 있게 되고, 상기 이송부(30) 상에 안치된 워크피스를 상기 승하강부(50)가 들어올렸을 때 상기 이송부(30)가 수평 이동할 수 있도록 구성함에 따라, 상기 이송부(30)의 움직임 범위를 이웃하는 상기 안착부(32) 사이의 거리만큼 작게 해도 워크피스가 순차적으로 안착부 사이를 이동해 갈 수 있게 된다.

도 12는 가공부에 대응이 되는 복수의 안착부(32)와 복수의 승하강부(50)를 도시한 도면으로, 도 12을 참고하여 설명하면, 상기 승하강부(50)는, 상기 이송부(30)의 하측에서 상기 가공부(40)에 대향하는 위치 상에 형성되어 수직 운동하도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 복수의 가공단계가 동시에 용이하게 이루어질 수 있도록 하고, 각기 다른 가공 단계에 위치한 워크피스가 각각의 승하강부(50)에 의해 들어올려졌을 때 이송부(30)의 수평 이동에 따라 다음 가공 단계에 자동으로 들어가도록 할 수 있다.

이러한 상기 승하강부(50)는 도 11에 도시된 바와 같이, 회전 운동이 가능하도록 형성되어, 파지한 워크피스를 회전시킬 수 있다. 워크피스의 가열 또는 냉각시, 상기 승하강부(50)를 회전시켜 상기 승하강부(50)에 파지된 워크피스가 함께 회전할 수 있도록 함에 따라, 워크피스가 빠르고 고르게 열처리 될 수 있도록 하여 완성된 제품의 생산성을 높이고 하자 발생률을 최소화할 수 있게 된다.

상기 승하강부(50)는, 복수 개로 구성될 수 있으며, 바람직하게는, 상기 가공부(40)의 ?칭부(41)에 대향하는 위치 상에 형성된 제1승하강부(50a)와, 상기 가공부(40)의 기체냉각부(42)에 대향되는 위치 상에 형성된 제2승하강부(50b)와, 상기 가공부(40)의 템퍼링가열부(43)에 대향되는 위치 상에 형성된 제3승하강부(50c)와, 상기 가공부(40)의 템퍼링냉각부(44)에 대향되는 위치 상에 형성된 제4승하강부(50d)로 구성될 수 있다. 이를 통해, ?칭단계, 기체냉각단계, 템퍼링가열단계, 템퍼링냉각단계가 각각의 승하강부(50)에 의해 동시에 원활히 이루어질 수 있도록 한다. 상기 제1승하강부(50a)는, 상기 ?칭부(41)의 ?칭가열부(411)가 위치하는 높이까지 워크피스를 상승시켜 ?칭가열이 이루어지도록 하고, ?칭가열이 끝나면, 상기 ?칭부(41)의 ?칭냉각부(412)가 위치하는 높이로 워크피스를 하강시켜 ?칭냉각이 이루어지도록 하여, 워크피스의 경도를 높이는 ?칭단계가 보다 빠르고 용이하게 진행될 수 있도록 한다.

이러한 상기 승하강부(50)는, 파지부(51) 및 샤프트부(52)를 포함한다.

상기 파지부(51)는, 워크피스를 파지하는 구성으로, 상기 이송부(30)의 수용홀(321)을 통과할 수 있는 크기를 가져, 상기 이송부(30)의 안착부(32) 상에 안치된 워크피스가 상기 파지부(51)에 의해 파지되어 승하강할 수 있도록 한다.

상기 샤프트부(52)는, 상기 파지부(51)에 결합되어 상기 파지부(51)의 승하강 및 회전을 가능하게 하는 구성으로, 상기 샤프트부(52)를 통해 상기 파지부(51)에 파지된 워크피스가 상기 샤프트부(52)의 움직임에 따라 승하강 또는 회전운동을 할 수 있게 된다. 상기 샤프트부(52)는, 상기 이송부(30)의 슬롯부(33)를 통과할 수 있는 크기를 가져, 워크피스가 상기 파지부(51)에 의해 파지되어 상기 안착부(32)로부터 들어올려졌을 때 상기 이송부(30)가 수평 왕복 운동을 하더라도 상기 샤프트부(52)가 상기 이송부(30)와 간섭되지 않는다.

이하에서는, 상기 열처리 자동화 시스템(1)을 사용한 열처리 자동화 방법(S1)에 대해 설명하겠다. 중복된 서술을 피하고자, 전술한 내용에 관해서는 그에 관한 설명을 생략하거나 간략히 하겠다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 자동화 방법에 관한 도면으로, 도 13을 참고하면, 상기 열처리 자동화 방법(S1)은, 투입단계(S10), ?칭단계(S20), 기체냉각단계(S30), 템퍼링가열단계(S40), 템퍼링냉각단계(S50), 마킹단계(S60), 로딩단계(S70)를 포함한다.

상기 투입단계(S10)는, 제1픽업부(20a)가 제1적재부(10a)에 적재된 워크피스를 제1안착부(32a) 상에 안치시키는 단계를 말한다. 도 14는 워크피스의 투입과정을 도시한 도면으로, 도 14를 참고하여 설명하면, 상기 이송부(30)가 좌측으로 수평 이동하여 상기 제1안착부(32a)가 상기 제1픽업부(20a)에 가깝게 위치하는 상태가 되면, 상기 제1픽업부(20a)는 상기 제1적재부(10a)에서 집어 올린 워크피스(P)를 상기 제1안착부(32a) 상에 안치시키게 된다.

상기 ?칭단계(S20)는, 상기 투입단계(S10) 이후에, ?칭부(41)가 워크피스를 가열하고 냉각하는 단계를 말한다. 도 15는 이송부(30)가 우측으로 수평 이동하여 상기 제1안착부(32a) 상에 안치된 워크피스를 상기 ?칭부(41) 하측에 위치시키는 과정을 도시한 도면으로, 도 15에 도시된 상태에서 워크피스의 ?칭단계(S20)가 진행되게 된다. 도 16은 ?칭단계(S20)를 도시한 도면으로, 도 16을 참고하여 설명하면, 이러한 상기 ?칭단계(S20)는, 제1승하강부상승단계(S21)와, 제1승하강부회전단계(S22)와, ?칭가열단계(S23)와, 제1승하강부1차하강단계(S24)와, ?칭냉각단계(S25)와, 이송부좌측이동단계(S26)와, 제1승하강부2차하강단계(S27)와, 이송부우측이동단계(S28)를 포함한다.

상기 제1승하강부상승단계(S21)는, 제1승하강부(50a)가 제1안착부(32a)에 안치된 워크피스를 파지해 상기 ?칭부(41)의 ?칭가열부(411) 측으로 수직 상승시키는 단계를 말한다. 도 17은 제1승하강부(50a)가 상승하는 과정을 도시한 도면으로, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 제1승하강부상승단계(S21)에서는, 상기 제1승하강부(50a)가 상기 ?칭가열부(411)에 의해 고주파 가열되기 위한 적정한 위치까지 워크피스를 상승시키는 과정이 진행된다.

상기 제1승하강부회전단계(S22)는, 상기 제1승하강부상승단계(S21) 이후에, 상기 제1승하강부(50a)가 회전하면서 파지한 워크피스를 회전시키는 단계를 말한다. 워크피스를 회전시킴으로써, 워크피스에 고른 열처리가 이루어질 수 있게 된다.

상기 ?칭가열단계(S23)는, 상기 제1승하강부회전단계(S22) 이후에, 상기 ?칭부(41)의 ?칭가열부(411)가 회전하는 워크피스를 고주파로 가열하는 단계를 말한다. 상기 ?칭가열단계(S23)를 통해, 워크피스는 급격히 가열될 수 있게 된다.

상기 제1승하강부1차하강단계(S24)는, 상기 ?칭가열단계(S23) 이후에, 상기 제1승하강부(50a)가 가열된 워크피스를 상기 ?칭부(41)의 ?칭냉각부(412)가 위치하는 높이로 수직 하강시키는 단계를 말한다. 상기 ?칭가열단계(S23) 후 가열된 워크피스는 급격히 냉각되어야 하는바, 상기 ?칭냉각부(412)가 위치해 있는 높이에서 워크피스가 일정시간동안 멈춰 냉각 과정을 거칠 수 있도록, 상기 제1승하강부(50a)의 하강은 1차와 2차로 나뉘어서 진행이 됨이 바람직하다.

상기 ?칭냉각단계(S25)는, 상기 제1승하강부1차하강단계(S24) 이후에, 상기 ?칭부(41)의 ?칭냉각부(412)가 가열된 워크피스를 액체로 냉각하는 단계를 말한다. 바람직하게는 상기 ?칭냉각부(412)를 통해 내측 방향으로 다량의 냉각수가 분사가 됨으로써, 상기 ?칭냉각부(412)에 내측에 위치한 워크피스가 급격히 냉각될 수 있게 된다.

상기 이송부좌측이동단계(S26)는, 상기 ?칭냉각단계(S25) 이후에, 상기 이송부(30)가 좌측으로 수평 이동하는 단계를 말한다. 도 18은 제1승하강부(50a)가 워크피스를 들어올린 상태에서 상기 이송부(30)가 좌측으로 수평 이동되는 과정을 도시한 도면으로, 상기 이송부(30) 상에는 슬롯부(33)가 형성되어 있는바, 상기 이송부(30)가 좌측으로 이동하더라도 간섭이 일어나지 않게 된다.

상기 제1승하강부2차하강단계(S27)는, 상기 이송부좌측이동단계(S26) 이후에, 상기 제1승하강부(50a)가 회전을 멈추고 냉각된 워크피스를 제2안착부(32b) 상에 안치시키는 단계를 말한다. 도 19는 제1승하강부가 하강하여 제2안착부 상에 워크피스를 안치하는 과정을 도시한 도면으로, 도 19를 참고하면, 워크피스는 상기 제1승하강부2차하강단계(S27)에 의해 상기 제2안착부(32b) 상에 안치될 수 있다.

상기 이송부우측이동단계(S28)는, 상기 제1승하강부2차하강단계(S27) 이후에, 상기 이송부(30)가 우측으로 수평 이동하는 단계로, 도 20에 도시된 바와 같이, 이송부(30)가 우측으로 수평 이동하여 상기 제2안착부(32b) 상에 안치된 워크피스(P)를 상기 기체냉각부(42) 하측에 위치시키게 된다.

상기 기체냉각단계(S30)는, 상기 ?칭단계(S20) 이후에, 기체냉각부(42)가 ?칭된 워크피스를 기체로 냉각하는 단계를 말한다. 도 21은 기체냉각단계(S30)를 도시한 도면으로, 이러한 상기 기체냉각단계(S30)는, 제2승하강부상승단계(S31), 제2승하강부회전단계(S32), 기체분사단계(S33), 이송부좌측이동단계(S34), 제2승하강부하강단계(S35), 이송부우측이동단계(S36)을 포함한다.

상기 제2승하강부상승단계(S31)는, 제2승하강부(50b)가 제2안착부(32b)에 안치된 워크피스를 파지해 상기 기체냉각부(42) 측으로 수직 상승시키는 단계를 말하며, 이 과정에서, 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 제2승하강부(50b)의 상승뿐만 아니라, 기체냉각부(42) 자체의 하강이 이루어질 수도 있다.

상기 제2승하강부회전단계(S32)는, 상기 제2승하강부상승단계(S31) 이후에, 상기 제2승하강부(50b)가 회전하면서 파지한 워크피스를 회전시키는 단계를 말한다.

상기 기체분사단계(S33)는, 상기 제2승하강부회전단계(S32) 이후에, 상기 기체냉각부(42)가 회전하는 워크피스에 기체를 분사하는 단계를 말한다.

상기 이송부좌측이동단계(S34)는, 상기 기체분사단계(S33) 이후에, 상기 이송부(30)가 좌측으로 수평 이동하는 단계를 말한다. 도 23은 제2승하강부(50b)가 워크피스를 들어올린 상태에서 상기 이송부(30)가 좌측으로 수평 이동되는 과정을 도시한 도면으로, 상기 승하강부(50)의 샤프트부(52)의 폭은 슬롯부(33)의 폭보다 작게 구성되는바, 상기 승하강부(50)와 이송부(30) 간의 간섭이 발생하는 것 없이, 상기 이송부(30)가 좌측으로 원활하게 이동할 수 있게 된다.

상기 제2승하강부하강단계(S35)는, 상기 이송부좌측이동단계(S34) 이후에, 상기 제2승하강부(50b)가 회전을 멈추고 냉각된 워크피스를 제3안착부(32c) 상에 안치시키는 단계를 말한다. 도 24에는 상기 제2승하강부(50b)가 하강하여 상기 제3안착부(32c) 상에 워크피스를 안치하는 과정이 도시되어 있다.

상기 이송부우측이동단계(S36)는, 상기 제2승하강부하강단계(S35) 이후에, 상기 이송부(30)가 우측으로 수평 이동하는 단계로서, 도 25에 도시된 내용을 참고하면, 상기 이송부(30)가 우측으로 수평 이동하게 되면서 상기 제3안착부(32c) 상에 안치된 워크피스는 상기 템퍼링가열부(43) 하측에 위치하게 된다.

상기 템퍼링가열단계(S40)는, 상기 기체냉각단계(S30) 이후에, 템퍼링가열부(43)가 기체 냉각된 워크피스를 가열하는 단계를 말한다. 도 26은 템퍼링가열단계(S40)를 도시한 도면으로, 이러한 상기 템퍼링가열단계(S40)는, 제3승하강부상승단계(S41)와, 제3승하강부회전단계(S42), 가열단계(S43), 이송부좌측이동단계(S44), 제3승하강부하강단계(S45), 이송부우측이동단계(S46)를 포함한다.

상기 제3승하강부상승단계(S41)는, 제3승하강부(50c)가 제3안착부(32c)에 안치된 워크피스를 파지해 상기 템퍼링가열부(43) 측으로 수직 상승시키는 단계를 말한다. 도 27에는 상기 제3승하강부(50c)가 상승하는 과정이 도시되어 있다.

상기 제3승하강부회전단계(S42)는, 상기 제3승하강부상승단계(S41) 이후에, 상기 제3승하강부(50c)가 회전하면서 파지한 워크피스를 회전시키는 단계를 말한다.

상기 가열단계(S43)는, 상기 제3승하강부회전단계(S42) 이후에, 상기 템퍼링가열부(43)가 회전하는 워크피스를 고주파로 가열하는 단계를 말한다.

상기 이송부좌측이동단계(S44)는, 상기 가열단계(S43) 이후에, 상기 이송부(30)가 좌측으로 수평 이동하는 단계를 말한다. 도 28에는 상기 제3승하강부(50c)가 워크피스를 들어올린 상태에서 상기 이송부(30)가 좌측으로 수평 이동되는 과정이 도시되어 있다.

상기 제3승하강부하강단계(S45)는, 상기 이송부좌측이동단계(S44) 이후에, 상기 제3승하강부(50c)가 회전을 멈추고 가열된 워크피스를 제4안착부(32d) 상에 안치시키는 단계를 말한다. 도 29는 상기 제3승하강부(50c)가 하강하여 상기 제4안착부(32d) 상에 워크피스를 안치하는 과정을 도시한 도면으로, 상기 제3승하강부하강단계(S45)에 의해, 도 29에 도시된 바와 같이, 상기 제3안착부(32c) 상에 위치해 있던 워크피스가 상기 제4안착부(32d) 상에 위치할 수 있게 된다.

상기 이송부우측이동단계(S46)는, 상기 제3승하강부하강단계(S45) 이후에, 상기 이송부(30)가 우측으로 수평 이동하는 단계를 말한다. 도 30에는 상기 이송부(30)가 우측으로 수평 이동하여 상기 제4안착부(32d) 상에 안치된 워크피스를 상기 템퍼링냉각부(44) 하측에 위치시키는 과정이 도시되어 있다.

상기 템퍼링냉각단계(S50)는, 상기 템퍼링가열단계(S40) 이후에, 템퍼링냉각부(44)가 가열된 워크피스를 액체로 냉각하는 단계를 말한다. 도 31은 템퍼링냉각단계(S50)를 도시한 도면으로, 이러한 상기 템퍼링냉각단계(S50)는, 제4승하강부상승단계(S51)와, 제4승하강부회전단계(S52)와, 액체분사단계(S53)와, 이송부좌측이동단계(S54)와, 제4승하강부하강단계(S55)와, 이송부우측이동단계(S56)을 포함한다.

상기 제4승하강부상승단계(S51)는, 제4승하강부(50d)가 제4안착부(32d)에 안치된 워크피스를 파지해 상기 템퍼링냉각부(44) 측으로 수직 상승시키는 단계를 말한다. 도 32를 참고하여 설명하면, 상기 제4승하강부상승단계(S51)에서는 상기 제4승하강부(50d)가 상승하는 과정에서 상기 템퍼링냉각부(44)가 자체적으로 하강할 수 있다.

상기 제4승하강부회전단계(S52)는, 상기 제4승하강부상승단계(S51) 이후에, 상기 제4승하강부(50d)가 회전하면서 파지한 워크피스를 회전시키는 단계를 말한다.

상기 액체분사단계(S53)는, 상기 제4승하강부회전단계(S52) 이후에, 상기 템퍼링냉각부(44)가 회전하는 워크피스에 액체를 분사하는 단계를 말한다.

상기 이송부좌측이동단계(S54)는, 상기 액체분사단계(S53) 이후에, 상기 이송부(30)가 좌측으로 수평 이동하는 단계를 말한다. 도 33에는 상기 제4승하강부(50d)가 워크피스(P)를 들어올린 상태에서 상기 이송부(30)가 간섭되는 것 없이 좌측으로 수평 이동되는 과정이 도시되어 있다.

상기 제4승하강부하강단계(S55)는, 상기 이송부좌측이동단계(S54) 이후에, 상기 제4승하강부(50d)가 회전을 멈추고 냉각된 워크피스를 제5안착부(32e) 상에 안치시키는 단계를 말한다. 도 34는 상기 제4승하강부(50d)가 하강하여 상기 제5안착부(32e) 상에 워크피스를 안치하는 과정을 도시한 도면으로, 상기 제4승하강부하강단계(S55)를 통해, 템퍼링 냉각이 이루어진 워크피스를 마킹부(45) 측으로 이송할 수 있게 된다.

상기 이송부우측이동단계(S56)는, 상기 제4승하강부하강단계(S55) 이후에, 상기 이송부(30)가 우측으로 수평 이동하는 단계를 말한다. 도 35에는 상기 이송부(30)가 우측으로 수평 이동하여 상기 제5안착부(32e) 상에 안치된 워크피스를 상기 마킹부(45) 하측에 위치시키는 과정이 나타나 있다.

상기 마킹단계(S60)는, 상기 템퍼링냉각단계(S50) 이후에, 마킹부(45)가 제5안착부(32e) 상에 안치된 워크피스를 타각하는 단계로, 도 36에 도시된 바와 같이, 승하강부(50)에 의한 워크피스의 상승 없이, 상기 마킹부(45)가 하강하여 워크피스 표면을 타각하게 된다.

상기 로딩단계(S70)는, 상기 마킹단계(S60) 이후에, 제2픽업부(20b)가 타각된 워크피스를 제2적재부(10b)에 적재하는 단계를 말한다. 도 37을 참고하면, 상기 로딩단계(S70)에서는 상기 마킹부(45)가 상승해 물러나고, 상기 제2픽업부(20b)가 상기 제5안착부(32e) 상에 안치된 워크피스를 집어 올려 상기 제2적재부(10b) 상에 적재하는 과정이 진행된다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 열처리 자동화 시스템
10: 적재부
10a: 제1적재부
10b: 제2적재부
20: 픽업부
20a: 제1픽업부
20b: 제2픽업부
30: 이송부
31: 베이스부
32: 안착부
321: 수용홀
322: 지지부
323: 이탈방지부
32a: 제1안착부
32b: 제2안착부
32c: 제3안착부
32d: 제4안착부
32e: 제5안착부
33: 슬롯부
40: 가공부
41: ?칭부
411: ?칭가열부
412: ?칭냉각부
42: 기체냉각부
43: 템퍼링가열부
44: 템퍼링냉각부
45: 마킹부
50: 승하강부
51: 파지부
52: 샤프트부
50a: 제1승하강부
50b: 제2승하강부
50c: 제3승하강부
50d: 제4승하강부
S1: 열처리 자동화 방법
S10: 투입단계
S20: ?칭단계
S21: 제1승하강부상승단계
S22: 제1승하강부회전단계
S23: ?칭가열단계
S24: 제1승하강부1차하강단계
S25: ?칭냉각단계
S26: 이송부좌측이동단계
S27: 제1승하강부2차하강단계
S28: 이송부우측이동단계
S30: 기체냉각단계
S31: 제2승하강부상승단계
S32: 제2승하강부회전단계
S33: 기체분사단계
S34: 이송부좌측이동단계
S35: 제2승하강부하강단계
S36: 이송부우측이동단계
S40: 템퍼링가열단계
S41: 제3승하강부상승단계
S42: 제3승하강부회전단계
S43: 가열단계
S44: 이송부좌측이동단계
S45: 제3승하강부하강단계
S46: 이송부우측이동단계
S50: 템퍼링냉각단계
S51: 제4승하강부상승단계
S52: 제4승하강부회전단계
S53: 액체분사단계
S54: 이송부좌측이동단계
S55: 제4승하강부하강단계
S56: 이송부우측이동단계
S60: 마킹단계
S70: 로딩단계

Claims

워크피스가 안치되는 이송부와,
상기 이송부의 상측에 형성되어 워크피스를 가공하는 가공부를 포함하여,
상기 이송부에 의해 워크피스의 위치를 이동시켜가면서 상기 가공부에 의해 단계별 가공이 자동으로 이루어지는, 열처리 자동화 시스템.
제1항에 있어서,
상기 가공부는, 워크피스를 가열하고 냉각하는 ?칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제2항에 있어서,
상기 ?칭부는, 고주파를 이용해 워크피스를 가열하는 ?칭가열부와, 상기 ?칭가열부의 하측에 형성되어 상기 ?칭가열부에 의해 가열된 워크피스를 액체로 냉각하는 ?칭냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제2항에 있어서,
상기 가공부는, 상기 ?칭부로부터 이격 형성되어 상기 ?칭부에 의해 ?칭된 워크피스를 고주파를 이용해 가열하는 템퍼링가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제4항에 있어서,
상기 가공부는, 상기 템퍼링가열부로부터 이격 형성되어 상기 템퍼링가열부에 의해 가열된 워크피스를 액체로 냉각하는 템퍼링냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제5항에 있어서,
상기 가공부는, 상기 ?칭부 및 상기 템퍼링가열부 사이에 상기 ?칭부 및 상기 템퍼링가열부로부터 이격 형성되어 상기 ?칭부에 의해 ?칭된 워크피스를 기체로 냉각하는 기체냉각부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제6항에 있어서,
상기 가공부는, 상기 템퍼링냉각부로부터 이격 형성되어 상기 템퍼링냉각부에 의해 냉각된 워크피스를 타각하는 마킹부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제1항에 있어서,
상기 이송부는, 일정한 거리를 일정한 주기로 수평 왕복 운동하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제8항에 있어서,
상기 이송부는, 수평면을 형성하는 베이스부와, 워크피스가 안치되도록 상기 베이스부 중 상기 가공부에 대향하는 위치 상에 형성되는 안착부와, 상기 베이스부의 길이 방향을 따라 상기 이송부의 일면에서 타면을 관통하도록 형성된 슬롯부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제9항에 있어서,
상기 안착부는, 상기 베이스부의 일면에서 타면을 관통하도록 형성된 수용홀과, 상기 수용홀 주변을 따라 형성되어 워크피스의 하면을 지지하는 지지부와, 상기 지지부 상에 놓인 워크피스의 이탈을 방지하기 위해 워크피스의 측면을 구속하도록 상기 지지부 상에 돌출 형성된 이탈방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제9항에 있어서,
상기 안착부는, 상기 이송부 상에 일정한 간격으로 복수 개가 구성되는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제11항에 있어서,
상기 이송부는, 이웃하는 안착부 사이의 거리만큼 수평 왕복 운동을 반복하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제1항에 있어서,
상기 열처리 자동화 시스템은, 상기 이송부 상에 안치된 워크피스를 상기 가공부 측으로 들어올리거나, 들어올려진 워크피스를 상기 이송부 상에 안치시키는 승하강부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제13항에 있어서,
상기 승하강부는, 상기 이송부의 하측에서 상기 가공부에 대향하는 위치 상에 형성되어 수직 운동하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제14항에 있어서,
상기 승하강부는, 회전 운동이 가능하도록 형성되어, 파지한 워크피스를 회전시키는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제15항에 있어서,
상기 승하강부는, 워크피스를 파지하는 파지부와, 상기 파지부에 결합되어 상기 파지부의 승하강 및 회전을 가능하게 하는 샤프트부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제16항에 있어서,
상기 파지부는, 상기 이송부의 수용홀을 통과할 수 있는 크기를 가지고,
상기 샤프트부는, 상기 이송부의 슬롯부를 통과할 수 있는 크기를 가져,
상기 이송부의 안착부 상에 안치된 워크피스가 상기 파지부에 의해 파지되어 승하강할 수 있고, 워크피스가 상기 파지부에 의해 파지되어 상기 안착부로부터 들어올려졌을 때 상기 이송부가 수평 왕복 운동을 하더라도 상기 샤프트부가 상기 이송부와 간섭되지 않도록 하는, 열처리 자동화 시스템.
제15항에 있어서,
상기 승하강부는, 상기 가공부의 ?칭부에 대향하는 위치 상에 형성된 제1승하강부와, 상기 가공부의 기체냉각부에 대향되는 위치 상에 형성된 제2승하강부와, 상기 가공부의 템퍼링가열부에 대향되는 위치 상에 형성된 제3승하강부와, 상기 가공부의 템퍼링냉각부에 대향되는 위치 상에 형성된 제4승하강부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제18항에 있어서,
상기 제1승하강부는, 상기 ?칭부의 ?칭가열부가 위치하는 높이까지 워크피스를 상승시켜 ?칭가열이 이루어지도록 하고, ?칭가열이 끝나면, 상기 ?칭부의 ?칭냉각부가 위치하는 높이로 워크피스를 하강시켜 ?칭냉각이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
제1항에 있어서,
상기 열처리 자동화 시스템은, 워크피스를 적재하는 적재부와, 상기 적재부에 적재된 워크피스를 상기 이송부로 옮기거나 상기 이송부에 안치된 워크피스를 상기 적재부에 적재하는 픽업부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 시스템.
?칭부가 워크피스를 가열하고 냉각하는 ?칭단계와,
상기 ?칭단계 이후에, 기체냉각부가 ?칭된 워크피스를 기체로 냉각하는 기체냉각단계와,
상기 기체냉각단계 이후에, 템퍼링가열부가 기체 냉각된 워크피스를 가열하는 템퍼링가열단계와,
상기 템퍼링가열단계 이후에, 템퍼링냉각부가 가열된 워크피스를 액체로 냉각하는 템퍼링냉각단계를 포함하여,
단계별 가공이 자동으로 이루어지는, 열처리 자동화 방법.
제21항에 있어서,
상기 ?칭단계는,
제1승하강부가 제1안착부에 안치된 워크피스를 파지해 상기 ?칭부의 ?칭가열부 측으로 수직 상승시키는 제1승하강부상승단계와,
상기 제1승하강부상승단계 이후에, 상기 제1승하강부가 회전하면서 파지한 워크피스를 회전시키는 제1승하강부회전단계와,
상기 제1승하강부회전단계 이후에, 상기 ?칭부의 ?칭가열부가 회전하는 워크피스를 고주파로 가열하는 ?칭가열단계와,
상기 ?칭가열단계 이후에, 상기 제1승하강부가 가열된 워크피스를 상기 ?칭부의 ?칭냉각부가 위치하는 높이로 수직 하강시키는 제1승하강부1차하강단계와,
상기 제1승하강부1차하강단계 이후에, 상기 ?칭부의 ?칭냉각부가 가열된 워크피스를 액체로 냉각하는 ?칭냉각단계와,
상기 ?칭냉각단계 이후에, 상기 이송부가 좌측으로 수평 이동하는 이송부좌측이동단계와,
상기 이송부좌측이동단계 이후에, 상기 제1승하강부가 회전을 멈추고 냉각된 워크피스를 제2안착부 상에 안치시키는 제1승하강부2차하강단계와,
상기 제1승하강부2차하강단계 이후에, 상기 이송부가 우측으로 수평 이동하는 이송부우측이동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 방법.
제21항에 있어서,
상기 기체냉각단계는,
제2승하강부가 제2안착부에 안치된 워크피스를 파지해 상기 기체냉각부 측으로 수직 상승시키는 제2승하강부상승단계와,
상기 제2승하강부상승단계 이후에, 상기 제2승하강부가 회전하면서 파지한 워크피스를 회전시키는 제2승하강부회전단계와,
상기 제2승하강부회전단계 이후에, 상기 기체냉각부가 회전하는 워크피스에 기체를 분사하는 기체분사단계와,
상기 기체분사단계 이후에, 상기 이송부가 좌측으로 수평 이동하는 이송부좌측이동단계와,
상기 이송부좌측이동단계 이후에, 상기 제2승하강부가 회전을 멈추고 냉각된 워크피스를 제3안착부 상에 안치시키는 제2승하강부하강단계와,
상기 제2승하강부하강단계 이후에, 상기 이송부가 우측으로 수평 이동하는 이송부우측이동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 방법.
제21항에 있어서,
상기 템퍼링가열단계는,
제3승하강부가 제3안착부에 안치된 워크피스를 파지해 상기 템퍼링가열부 측으로 수직 상승시키는 제3승하강부상승단계와,
상기 제3승하강부상승단계 이후에, 상기 제3승하강부가 회전하면서 파지한 워크피스를 회전시키는 제3승하강부회전단계와,
상기 제3승하강부회전단계 이후에, 상기 템퍼링가열부가 회전하는 워크피스를 고주파로 가열하는 가열단계와,
상기 가열단계 이후에, 상기 이송부가 좌측으로 수평 이동하는 이송부좌측이동단계와,
상기 이송부좌측이동단계 이후에, 상기 제3승하강부가 회전을 멈추고 가열된 워크피스를 제4안착부 상에 안치시키는 제3승하강부하강단계와,
상기 제3승하강부하강단계 이후에, 상기 이송부가 우측으로 수평 이동하는 이송부우측이동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 방법.
제21항에 있어서,
상기 템퍼링냉각단계는,
제4승하강부가 제4안착부에 안치된 워크피스를 파지해 상기 템퍼링냉각부 측으로 수직 상승시키는 제4승하강부상승단계와,
상기 제4승하강부상승단계 이후에, 상기 제4승하강부가 회전하면서 파지한 워크피스를 회전시키는 제4승하강부회전단계와,
상기 제4승하강부회전단계 이후에, 상기 템퍼링냉각부가 회전하는 워크피스에 액체를 분사하는 액체분사단계와,
상기 액체분사단계 이후에, 상기 이송부가 좌측으로 수평 이동하는 이송부좌측이동단계와,
상기 이송부좌측이동단계 이후에, 상기 제4승하강부가 회전을 멈추고 냉각된 워크피스를 제5안착부 상에 안치시키는 제4승하강부하강단계와,
상기 제4승하강부하강단계 이후에, 상기 이송부가 우측으로 수평 이동하는 이송부우측이동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열처리 자동화 방법.
제21항에 있어서,
상기 열처리 자동화 방법은,
상기 ?칭단계 이전에, 제1픽업부가 제1적재부에 적재된 워크피스를 제1안착부 상에 안치시키는 투입단계와,
상기 템퍼링냉각단계 이후에, 마킹부가 제5안착부 상에 안치된 워크피스를 타각하는 마킹단계와,
상기 마킹단계 이후에, 제2픽업부가 타각된 워크피스를 제2적재부에 적재하는 로딩단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 자동화 방법.