빌렛, 봉재 및 단조 공정을 위한 유도 가열 자동화
유도 가열 자동화는 단조 공정에서 생산성, 공정 일관성, 자재 취급 및 작업자 안전을 향상시킬 수 있습니다. 자동화 시스템은 빌렛, 봉재 및 기타 형상의 적재 방식부터 유도 가열 시스템을 통한 이동, 가열, 그리고 다음 생산 단계로의 이송에 이르기까지 전 과정을 제어할 수 있습니다.
자동화 옵션에는 단계식 공급기, 컨베이어, 핀치 롤 구동 장치부터 로봇 이송, 자동 빌렛 배출 및 첨단 공정 제어에 이르기까지 다양한 것이 있습니다. 적합한 방식은 가열 대상 재료, 부품 형상, 생산 속도 및 단조 공정에 따라 달라집니다.
이 기사에서는 빌렛, 봉, 링, 퍽 및 기타 형상의 소재에 대해 유도 가열 시스템을 자동화할 수 있는 다양한 방법, 즉 단계적 빌렛 가열, 로봇을 이용한 적재 및 하역, 봉 끝단 가열, 자동 공정 제어 등을 살펴봅니다.
단조 공정에서 유도 가열을 어떻게 자동화할 수 있을까요?
단조용 유도 가열은 자재 취급 및 가열 공정 전반에 걸쳐 자동화될 수 있습니다. 용도에 따라 자동화 시스템에는 빌렛 공급 장치, 컨베이어, 핀치 롤 또는 트랙터 구동 장치, 로봇을 이용한 적재 및 하역, 온도 모니터링, 자동 공정 제어 및 빌렛 배출 시스템 등이 포함될 수 있습니다. 또한 첨단 빌렛 가열 시스템은 빌렛 크기, 생산 속도 및 목표 온도의 변화에 맞춰 가열 매개변수를 자동으로 조정할 수도 있습니다.
빌렛 및 봉재용 점진적 유도 가열
빌렛과 봉재에 대한 점진적 또는 연속 유도 가열은 오늘날 널리 사용되는 가열 방식입니다. 이 방식은 중소형 빌렛을 단일 또는 다중 유도 코일이 장착된 유도 가열기를 통해 연속적으로 통과시키는 것을 포함합니다(그림 1). 점진식 유도 가열기는 수십 년 동안 사용되어 왔으며, 그동안 업계에서는 꾸준히 다양한 자동화 옵션과 방식을 도입해 왔습니다.
빌렛 자동 적재 및 하역
유도 가열기에 충분한 재료를 공급하기 위해 다양한 자동 공급 시스템이 활용됩니다. 빈 팁퍼, 스텝 피더, 진동 컨베이어, 로터리 피더, 빌렛/봉재 정렬기, 갠트리 디스태커와 같은 전통적인 솔루션들은 대량의 재료를 수용하여 체계적인 방향으로 다음 공정으로 이송하기 위해 가장 먼저 도입되었습니다.
단계식 공급기
이 공급 장치는 왕복 운동하는 스테퍼 플레이트 설계를 활용하여 빌렛을 호퍼에서 꺼내 이송 컨베이어로 옮깁니다. 이 컨베이어는 빌렛을 유도 가열기로 이송하는 동시에, 핀치 롤 구동 방식이나 트랙터 구동 방식을 사용하여 가열 시스템을 통과하는 데 필요한 빌렛의 연속적인 줄(로그 효과)을 형성합니다.
로터리 피더
로터리 피더는 또 다른 대안적인 공급 장치로, 일반적으로 직경에 비해 길이가 긴 빌렛을 사용하는 특정 용도에 활용됩니다. 이 시스템은 다양한 직경과 길이가 긴 여러 종류의 빌렛을 수용할 수 있도록 특별히 설계된 경화 처리된 로터리 트랙과 확장된 트랙 폭을 갖추고 있습니다. 회전 트랙은 호퍼 구역에서 수평 상태로 긴 빌렛을 집어 올려 높은 위치로 이송한 후, 이곳에서 빌렛을 계량하여 공급 컨베이어로 옮기고 유도 가열 시스템으로 이송하도록 설계되었습니다.
원료 공급 자동화
컨베이어, 핀치 롤 구동 장치, 트랙터 구동 장치, 푸셔 시스템, 로봇 공학 등과 같은 공급 자동화 시스템은 빌렛을 가열 시스템으로 이송하고 가열 시스템을 통과시키는 데 사용됩니다. 이러한 시스템에는 일반적으로 제어된 이송 속도와 일관성을 유지하며 일련의 빌렛을 유도 코일을 통과시킬 수 있는 장치가 포함됩니다. 이러한 자동화 기능은 대개 가열 시스템의 통합 기능으로 제공되지만, 기존 단조 시스템에 사후 장착할 수도 있습니다.
공급 컨베이어
공급 컨베이어는 빌렛의 크기와 형상에 따라 다양한 크기와 구성으로 제공되며, 시중에서 구입하거나 특정 용도에 맞춰 맞춤형으로 설계할 수 있습니다. 일반적으로 이러한 컨베이어는 가변 속도 구동(VFD) 시스템을 활용하며, 빌렛이나 부품을 유도 가열 시스템을 통해 공급할 구동 장치로 이송하는 데 사용됩니다.
핀치-롤 구동 장치
핀치 롤 구동 장치는 시중에서 널리 사용되는 구동 시스템 중 하나입니다. 이 시스템은 두 개의 롤러 사이에 빌렛을 “끼워” 제어된 이송 속도로 유도 가열 시스템을 통과하도록 설계되었습니다. 일반적인 핀치 롤 구동 시스템은 서로 마주 보는 두 개의 롤러를 사용하며, 일반적으로 한 롤러가 다른 롤러 위에 위치하고, 두 롤러의 회전 속도가 일치하도록 (전자식 또는 기어식) 동기화됩니다. 롤러는 빌렛 직경에 대한 그립력을 높이기 위해 폴리우레탄 코팅 처리되거나 널링 처리되어 있습니다. 핀치 롤 구동 시스템은 처리할 다양한 빌렛 직경에 대응할 수 있도록 폭넓은 조정 범위를 갖도록 설계되었습니다. 핀치 롤 이송 속도는 가변 주파수 드라이브(VFD)를 통해 제어되어, 현대적인 단조 업체의 다양한 빌렛 이송 속도 요구 사항을 충족시킵니다.
트랙터 주행
트랙터 구동 방식은 유도 가열 시스템을 통해 일련의 빌렛을 이송하는 데 사용되는 또 다른 형태의 구동 메커니즘입니다. 핀치 롤 구동 방식과 달리, 트랙터 구동 방식은 서로 마주 보는 “체인” 형태의 캣트랙을 이용하여 빌렛을 조여 유도 코일 라인을 통과시킵니다. 이러한 “캣트랙” 설계는 빌렛 표면에 걸쳐 더 긴 접촉 면적을 확보하여, 핀치 롤 장치에서 흔히 볼 수 있는 단일 접선점보다 더 큰 구동력을 생성합니다. 더 긴 표면 접촉과 더불어, 트랙터 구동 장치는 하향 압력을 가하는 고강도 상부 실린더로 설계되어, 어셈블리가 더 긴 가열 코일 라인을 통해 빌렛을 구동할 수 있도록 합니다. 트랙터 구동 시스템의 주요 장점 중 하나는 “통(tong)” 홀드를 사용한 빌렛을 처리할 수 있다는 점입니다. “통” 홀드는 빌렛 끝부분 중앙에 용접된 직경이 작고 저렴한 강철 조각입니다. 이 “통(tong)” 홀더는 빌렛이 단조되는 동안 작업자가 잡을 수 있는 손잡이 역할을 합니다. “통”은 단조될 빌렛보다 직경이 작기 때문에, 두 물체 사이에 틈이 생깁니다. 캣트랙의 접촉 면적이 더 넓기 때문에, 이 틈은 트랙터 구동 어셈블리에서는 감지되지 않으며, 빌렛은 연속적인 속도로 유도 코일 라인을 통과하게 됩니다.
빌렛 계량 시스템
빌렛 계량 시스템은 빌렛이 유도 가열기로 공급되기 전에 그 무게를 측정함으로써, 단조 제조 공정의 효율성을 높이고 부품 품질을 향상시키며 불량률을 줄여줍니다. 이 시스템은 제조 라인에 통합될 수도 있고, 메인 라인에 부품을 적재하기 전에 로봇과 연동하여 부품 무게를 확인하는 경우처럼 독립형 검사 스테이션으로 라인 외부에 설치될 수도 있습니다. 빌렛 중량이 기준보다 많거나 적은 제품을 선별할 수 있는 기능을 통해, 프레스 단조 공정 중 빌렛의 가열이 더욱 균일해지고 부품 품질이 향상됩니다.
로봇을 이용한 적재/하역
로봇 핸들링 기술은 단조 제조업체들에게 단조 자동화의 새로운 시대를 열어주고 있습니다. 로봇 비용이 감소함에 따라, 이러한 시스템은 부품 생산의 전체 비용 측면에서 상당한 가치를 제공합니다. 로봇은 6자유도 이동 기능을 통해 여러 위치에서 부품을 집어 올리고, 여러 위치로 이송하며, 이송 중 부품의 방향을 재조정하고, 이송 경로상의 검사 스테이션에 부품을 적재 및 하역하며, 컨테이너에서 빌렛을 직접 집어 올릴 수 있는 능력을 제공함으로써 픽 앤 플레이스(pick and place) 공정 분야에서 또 다른 훌륭한 대안을 제시합니다. 투자 수익률(ROI)은 충분히 입증될 수 있습니다.
로봇 시스템에 비전 기능을 추가하여 어떤 형태의 부품이든 감지하고 식별할 수 있게 되면, 기업은 끊임없이 변화하는 제품 흐름에 맞춰 적재 및 공급 공정을 더욱 세밀하게 맞춤화할 수 있습니다. 또한, 로봇을 활용하여 고온의 빌렛을 신속하게 꺼내어 유도 가열기 이후의 다음 공정으로 이송하고 있습니다. 많은 기업들이 로봇을 사용하여 부품을 프레스기로 이송하고, 프레스기 내에서 부품을 직접 단조하고 있습니다.
단조 공정에 로봇 공학을 적용할 때의 장점으로는 다음과 같은 것들이 있습니다:
- 작업자와 동일한 동작을 재현하는 6축 부품 조작
- ROI – 로봇은 단순히 재프로그래밍만으로도 여러 프로젝트에 걸쳐 다목적으로 활용될 수 있습니다.
- 제조 공정에서의 반복 가능한 동작 및 사이클 시간
- “고온 부품”을 취급할 수 있는 능력: 코일 하역부터 프레스 적재까지
- 근로자 안전 강화 및 무거운 빌렛의 인체공학적 취급
- 숙련된 인력 확보 및 교육 비용 문제를 해결합니다
- 부품의 효율적인 조작 및 취급
- 로딩 시간 단축
- 가열 공정부터 프레스 공정에 이르는 사이클 시간이 단축되었습니다.
- 금속학적 특성이 유지되고 있음을 보장하기 위한 가열/이동 공정의 재현성.
- 올바른 빌렛만 처리되도록 품질 관리 조치를 강화했습니다.
- 후공정 품질 및 공구 수명을 향상시키기 위해 전처리 공정을 추가했습니다(빌렛 흑연/윤활 시스템).
- 근로자 안전 강화
점진적 유도 가열의 자동 제어
Inductoforge® 모듈형 빌렛 가열 시스템
모든 가열 공정에서, 빌렛 또는 봉재 취급 시스템의 자동화는 단조 셀을 개선하기 위한 첫 번째 단계입니다. 가열 공정의 자동화를 고려할 때, 자동화 방법은 운영 제어의 형태로 구현됩니다. 컴퓨터 제어 및 전기 기술이 발전함에 따라, 지난 20년 동안 자동화된 유도 가열 시스템의 인기가 점점 더 높아지고 있습니다. 이용 가능한 완전 자동화 솔루션 중 하나는 InductoForge® 모듈형 빌렛 가열기입니다. InductoForge®는 각 유도 가열 코일에 개별적인 전원 공급 제어를 제공하는 최초의 유도 가열기입니다. 각 유도 가열 코일에 대한 전력을 제어할 수 있는 기능 덕분에, “주문 생산 방식”을 채택한 단조 업체들은 허용 가능한 빌렛 온도 균일성을 유지하면서 다양한 직경과 생산 속도에 맞춰 빌렛을 적절하게 가열할 수 있는 유연성을 확보할 수 있습니다.
iHAZ™ 온도 분포 모델링
InductoForge 제어 공정을 더욱 자동화하기 위해 이 시스템은 iHAZ™ 수치 시뮬레이션 소프트웨어를 활용합니다. 이 소프트웨어를 통해 사용자는 가열 대상인 모든 부품에 대한 공정 레시피를 생성할 수 있어, 부품 간 자동 전환이 가능합니다. 이러한 자동화 방식 덕분에 작업자는 모든 작동 매개변수를 한 번에 불러옴으로써 장비 가동 중단 시간을 최소화하고 생산성을 향상시킬 수 있습니다. InductoForge에 탑재된 다른 두 가지 자동화 공정으로는 점진적 온도 보정 기능과 빌렛 “대기” 제어 기능이 있습니다.
자동 온도 보정
점진적 온도 보정 기능은 모듈을 점진적으로 조정하여 최적의 빌렛 목표 온도를 유지함으로써 빌렛 온도 조절을 자동화합니다. 이러한 자동화 기능을 통해 시스템은 하루 중 조건이 변화함에 따라 빌렛 출구 온도를 제어할 수 있습니다.
빌렛 대기 제어
첨단 “대기” 제어 기능은 셀 가동 중단 시간이 짧은 동안 불량 빌렛의 발생 수를 최소화하도록 시스템을 자동으로 제어합니다. 이 자동화된 “대기” 프로세스는 히터가 정상 가동 상태로 복귀할 때까지 코일 라인 전반에 걸쳐 빌렛의 온도 프로파일을 유지하기 위해 각 모듈에 공급되는 전력을 제어합니다.
자동 빌렛 이송 시스템
빌렛 배출 시스템은 생산 공정이 완료되면 유도 가열 시스템에서 빌렛을 자동으로 배출하는 데 사용됩니다. 이 시스템은 바닥 공간을 절약하기 위해 유도 가열 시스템의 전체 외형에 통합되도록 설계되었으며, 유도 시스템의 전체 길이에 따라 다양한 길이로 제공됩니다. 현재 시중에 나와 있는 제품 중 하나로 클린턴 머신(Clinton Machine)의 특허 받은 BPS(빌렛 푸시아웃 시스템, Billeet Pushout System)가 있습니다. 이 통합 솔루션은 유연한 시스템으로, 일반적으로 유도 가열기로 처리되는 다양한 빌렛 크기에 맞춰 설계됩니다. 작동이 시작되면 배출 시스템은 유도 코일 라인에 남아 있는 빌렛을 밀어내며, 마지막 빌렛이 완전히 배출될 때까지 가열 공정이 계속되도록 합니다. 시스템 로직과 센서는 배출 진행 상황을 모니터링하며, 빌렛이 제거될 때마다 빌렛 가열기에 각 유도 인버터의 전원을 차단하도록 지시합니다.
자동 빌렛 이송 시스템
을 활용할 때의 몇 가지 장점은 다음과 같습니다:
- 가공이 끝날 때 가열 코일에 남아 있는 빌렛을 자동으로 배출합니다.
- “더미 빌렛”이나 코일에서 빌렛을 제거하기 위한 기타 수동 방식이 필요하지 않습니다.
- 가동 중단 시간과 빌렛 생산 간 전환 시간을 단축하여 일일 처리량을 높입니다.
- 직원들의 안전이 향상되었습니다.
- 바닥 공간을 절약하는 디자인.
- 유연한 설계 - 유도 라인 길이가 늘어남에 따라 확장할 수 있습니다.
- 유지보수 및 교체를 위해 코일을 쉽게 분리할 수 있도록 오프셋 방식으로 장착된 상부 수납실.
바 끝 가열 자동화
봉 끝 가열 공정이란 단조 작업을 위해 하나의 봉 또는 일련의 봉 끝부분을 가열하는 과정을 말합니다. 소구경 봉을 가열하거나 생산 속도가 낮은 시스템의 경우, 작업자가 직접 봉을 적재 및 하역하는 수작업 방식이 주로 사용됩니다. 사이클 시간 증가, 대구경 봉 가열 작업, 단조 작업자 부족, 제품 요구 사항 증가 등 공정 조건이 변화함에 따라 자동화를 도입함으로써 공정의 효율성을 높일 수 있습니다.
다중 코일 바 엔드 난방
다중 코일 구성을 활용하는 자동 바 끝단 가열 시스템(그림 8 참조)은 일반적으로 업셋 공정을 위해 다양한 직경과 가열 길이의 바를 가열하는 데 사용됩니다. 이 시스템은 다축 로봇을 활용하여 가열 고정대에 바를 적재 및 하역합니다. 로봇이 가열 고정대에 바를 적재할 때, 바를 코일 안으로 이동시켜 적절한 가열 길이에 위치시킵니다. 가열 주기가 완료되면, 로봇은 가열된 봉을 유도 가열 코일에서 꺼내어 업셋터로 이송합니다. 6축 로봇이 모든 자동화 공정을 수행합니다. 다중 코일을 사용하는 또 다른 유형의 봉 끝 가열 시스템으로는 그림 11에 표시된 수직형 시스템이 있습니다.
이 시스템은 수직으로 배열된 여러 개의 코일을 직렬로 연결하여, 끝이 위로 향하게 세워진 빌렛을 가열했습니다. 이 시스템은 로봇을 사용하여 빌렛을 특수 설계된 받침대 위에 끝이 위로 향하게 세워 놓은 후 각 코일에 적재했습니다. 적재가 완료되면 모든 빌렛은 가열을 위해 코일 안으로 내려집니다. 이 시스템은 서보 제어식 상승/하강 장치를 활용하여 빌렛을 코일 내 적절한 가열 길이에 위치시켰습니다. 빌렛의 위치는 작업자용 HMI에서 제어되며, 가열 주기 중에 가열 길이를 미세 조정하기 위해 위치를 조절할 수 있습니다. 가열이 완료되면 빌렛은 코일 밖으로 들어 올려져 두 번째 로봇에 의해 배출됩니다. 코일 내 부품의 위치를 제어할 수 있게 됨으로써, 작업자는 코일 중첩 부분을 조정하여 빌렛 끝단의 온도를 제어할 수 있습니다.
자동 인덱싱 및 채널 코일 시스템
(그림 9에 표시된 바와 같이) 여러 종류의 자동화 기술을 활용하는 바 엔드 가열 솔루션은 더 복잡합니다. 이 시스템은 공정 사이클 시간을 제어하고 엔드 가열을 위해 튜브의 위치를 조정하는 자동 인덱스 컨베이어로 시작됩니다. 튜브가 제 위치에 배치되면, 서보 제어 셔틀 테이블을 사용하여 유도 가열 코일을 튜브 위로 이동시킵니다. 서보 제어를 통해 가열 공정 전과 도중에 가열 위치를 정밀하게 조정할 수 있습니다. 모든 설정은 완전한 자동 제어 기능을 위해 주 조작용 인간-기계 인터페이스(HMI)에서 제어됩니다.
인덱싱 컨베이어를 사용하는 시스템은 부품을 채널형 유도 가열 코일을 통해 일정한 속도로 이동시킬 수 있습니다(그림 10 참조). 채널형 봉단 가열 시스템은 가열 과정에서 채널 코일을 통해 봉을 지속적으로 인덱싱할 수 있게 해줍니다. 이를 통해 봉의 공급 및 배출 단계 모두에서 자동화 통합이 가능합니다. 채널형 봉단 가열 공정은 다른 어떤 유형의 봉단 가열 시스템 공정보다 더 빠른 사이클 시간을 실현하며, 긴 봉의 짧은 가열 길이에 최적화된 대표적인 봉단 가열 시스템 유형입니다.
링, 퍽 및 기타 형상의 자동화
모든 빌렛이 꼭 빌렛 형태인 것은 아닙니다. 일부는 원형이나 직사각형인 반면, 다른 것들은 미리 성형된 링이나 퍽 모양일 수도 있습니다. 높이의 3배에 달하는 직경을 가진 고탄소강 링 블랭크를 예로 들어 보겠습니다. 이 경우 분당 6~8개의 부품 생산 주기가 필요합니다. 이러한 부재를 수평 방향(직경에서 직경으로)으로 이동시키면 유도 자기장이 링의 측면을 과열시켜, 고탄소강에 허용 가능한 범위를 초과하는 큰 온도 차이를 유발할 수 있습니다. 대신, 링을 수직 방향으로 쌓아 올린 형태(그림 11 참조)로 가열하면 전류가 링의 둘레를 따라 흐르도록 하여 더 효율적인 가열과 더 우수한 온도 균일성을 확보할 수 있습니다.
링은 유도 코일 아래에 설치된 일방향 핑거 세트를 통해 공압식으로 한 번에 하나씩 수직으로 밀어 올려져, 코일 내부에 빌렛 더미가 형성됩니다. 링이 코일 하단을 통해 삽입될 때, 마찰과 마모를 최소화하기 위해 특수 라이너가 설치되어 있습니다. 적층물이 코일을 가득 채우고 다음 링이 코일에 적재되면, 가열된 링 하나가 코일 상단에서 들어 올려져 수평으로 적층물에서 밀려나와 작은 배출 컨베이어 위로 옮겨지며, 로봇이 이를 단조 프레스에 적재합니다. 링 히터와 유사한 원리로, 알루미늄 퍽도 유사한 구성 요소를 사용하여 자동화할 수 있습니다. 그러나 비철금속을 취급하고 유도 가열할 때는 설계 변경을 고려해야 합니다.
알루미늄의 유도 가열 및 자동화
자동차 시장이 변화하고 경량화의 중요성이 점점 더 커짐에 따라, 많은 기업들이 알루미늄의 우수한 성형성, 낮은 밀도(강철보다 3배 가볍음), 뛰어난 내식성 등을 이유로 강철 대신 알루미늄을 사용하기 시작했습니다. 이러한 소재 변화에 따라 최근 몇 년간 알루미늄 가공 분야의 유도 가열 기술과 자동화 분야에서 많은 발전이 이루어졌습니다.
알루미늄 빌렛/퍽 히터를 자동화할 때 고려해야 할 설계 사항:
- 온도에 민감함 – 대부분의 합금은 소두점으로부터 86~122°F의 단조 온도가 필요합니다.
- 더 빠르게 균일한 온도를 달성하고 열을 잘 보존합니다(열전도율).
- 자재 취급.
- 부드러움 – 유도 코일을 통과할 때 흠집이 생길 수 있으며, 적재 및 하역 시 찌그러질 위험이 있고, 적재 및 이동 시 변형되며, 열전대 및 밀어내는 암에 의해 움푹 패인 자국이 생길 수 있으며, 공정 중 강철 입자나 기타 이물질과 같은 불순물이 부착될 가능성이 있습니다.
- 잠시 기다려 주세요 – 자석의 힘으로 빌렛이 밖으로 밀려나오고 있습니다.
- 온도 측정 – 고온계 방사율 및 열전대 위치.
- 윤활제 도포가 필요할 수 있습니다.
대부분의 알루미늄 합금은 최대 750~900F의 단조 온도가 필요합니다. 일부 합금의 용융 온도가 이보다 불과 100F 높은 경우도 있으므로, 빌렛의 위치와 유도 코일 설계가 매우 중요합니다. 일부 알루미늄 단조 공정에서는 코팅 전 예열과 성형 전 최종 가열이 필요합니다. 이러한 시스템의 설계는 다소 복잡해집니다. 일반적으로 단일 유도 전원 공급 장치를 사용하여 두 개의 유도 코일을 직렬로 연결할 수 있지만, 자동화의 핵심은 부품을 한 코일에서 꺼내 코팅 탱크로 이동시킨 후 최종 가열 코일로 옮기는 방법에 있습니다. 일부 턴키 시스템은 윤활유 침지 스테이션이 통합된 형태로 설계됩니다. 이러한 침지 시스템은 수직형 공압 액추에이터와 케이지를 사용하여 부품을 침지합니다. 다른 시스템은 회전식 액추에이터와 게이지 등을 사용하기도 합니다. 그러나 윤활유는 스프로킷과 실린더에 조기 기계적 문제를 일으킬 수 있습니다. 최신 시스템은 부품을 고정하고 침지하는 데 로봇 기술을 활용합니다. 적절하게 설계된 경우, 로봇 엔드 이펙터 툴링은 스프로킷과 실린더보다 수명이 훨씬 더 길 것입니다.
유도 단조에서 자동화의 이점
혁신적인 자동화 솔루션과 유도 가열 기술의 발전을 결합하면, 단조 업체들이 변화하는 생산 요구 사항에 적응하는 동시에 생산성, 공정 일관성 및 근로자 안전을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 자동화된 자재 취급 및 공정 제어 시스템은 제조업체들이 숙련된 인력 부족, 강화되는 품질 기준, 에너지 수요 증가, 변화하는 시장 상황 등 다양한 과제에 대응하는 데도 기여할 수 있습니다.
자동 빌렛 공급 및 로봇 이송부터 첨단 가열 제어에 이르기까지, 자동화 시스템은 단조 공정의 요구 사항에 맞춰 구성될 수 있습니다. Inductoheat는 단조 업체들과 협력하여 각 업체의 특정 용도와 생산 요구 사항에 맞춰 설계된 유도 가열 및 자동화 솔루션을 개발합니다.
유도 가열 자동화에 관한 자주 묻는 질문
유도 단조 라인의 어떤 부분을 자동화할 수 있습니까?
유도 단조 라인의 여러 단계는 자동화될 수 있으며, 여기에는 빌렛 적재 및 이송, 유도 가열 시스템을 통한 이동, 온도 모니터링, 공정 제어, 빌렛 배출 및 단조 공정으로의 이송 등이 포함됩니다. 용도에 따라 자동화 시스템에는 단계식 이송기, 회전식 이송기, 컨베이어, 핀치 롤 또는 트랙터 구동 장치, 로봇 취급 장치 및 자동 제어 시스템이 포함될 수 있습니다.
인덕션 가열 시스템에 빌렛은 어떻게 자동으로 공급되나요?
빌렛은 여러 종류의 자재 이송 장비를 사용하여 유도 가열 시스템으로 자동으로 공급될 수 있습니다. 스텝 피더, 로터리 피더 및 컨베이어는 빌렛을 분리하여 가열 라인으로 이송할 수 있으며, 핀치 롤 및 트랙터 구동 시스템은 유도 코일을 통과하는 빌렛의 이동을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 적절한 공급 방식은 빌렛의 치수, 생산 속도 및 단조 공정의 요구 사항에 따라 결정됩니다.
로봇이 유도 가열 시스템의 적재 및 하역 작업을 수행할 수 있나요?
네. 로봇 시스템을 활용하면 빌렛이나 기타 공작물을 유도 가열 시스템에 투입하거나, 가열이 완료된 후 가열된 재료를 꺼내거나 이송할 수 있습니다. 로봇을 이용한 취급은 반복적인 재료 이동이 필요한 경우, 부품 형상이 복잡한 경우, 또는 고온 재료의 수동 취급을 줄임으로써 작업자의 안전을 향상시킬 수 있는 공정에서 특히 유용합니다.
자동화를 통해 빌렛 온도의 균일성을 어떻게 향상시킬 수 있을까요?
자동화된 공정 제어 시스템은 가열 조건을 모니터링하고 운전 매개변수를 조정하여 필요한 빌렛 온도 프로파일을 유지하는 데 도움을 줍니다. 첨단 유도 가열 빌렛 시스템은 독립적으로 제어되는 가열 구역, 온도 측정 및 예측 온도 모델링을 활용하여 빌렛 크기, 생산 속도 및 기타 공정 조건의 변화를 보정할 수 있습니다. 이러한 기능은 표면에서 중심부까지 일관된 온도 분포를 유지하는 동시에 재현성 높은 단조 결과를 확보하는 데 기여합니다.
단조 빌렛의 균일한 관통 가열을 달성하기 위한 당사의 가이드에서 온도 균일성에 영향을 미치는 요인에 대해 자세히 알아보세요.
작성자:
브라이언 로키츠키, 인덕토히트
칼 웨솔로프스키, 인덕토히트
마이클 자하로프, 인덕토히트
테드 로즈낙, 클린턴 머신
이 기사는 2021년 2월호 『The Forging Industry Association Magazine』에 게재되었습니다. 해당 호 전체는여기에서 볼 수 있습니다.