KR0151015B1

KR0151015B1 - Joint apparatus using ultrasonic vibrations

Info

Publication number: KR0151015B1
Application number: KR1019940038274A
Authority: KR
Inventors: 배병영
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1998-10-15
Also published as: KR960021491A

Abstract

본 발명은 초음파 진동 융착장치에 관하여 개시한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic vibration welding device.

본 발명에 의한 초음파 진동 융착장치는 액튜에이터가 마련된 프레임과, 상기 액튜에이터에 의해 상기 프레임 상에서 직선왕복운동 가능하도록 설치되는 제1로드와, 제1로드의 이동경로상의 맞은편에 위치하도록 상기 프레임상에 설치되어 상기 제1로드와의 사이에 위치하는 융착재를 지지하는 제2로드와, 상기 제1로드에 진동을 전달하기 위한 초음파 진동발생기와, 이 진동발생기를 통하여 상기 제1로드에 진동을 전달함으로써 상기 융착재를 융착시킬 수 있도록 이루어지며, 상기 제1로드는 그 유동거리를 제한하는 리미터를 포함하여 상기 융착재의 융착두께에 따라 상기 제1로드가 유동되는 거리를 상기 리미터가 제한함으로써 상기 융착재의 융착두께를 감지할 수 있도록 하여, 융착재의 융착두께를 보다 정밀하게 측정할 수 있도록 한 것이다.The ultrasonic vibration welding device according to the present invention includes a frame provided with an actuator, a first rod installed on the frame by the actuator so as to be capable of linear reciprocating movement, and on the frame so as to be opposite to a movement path of the first rod. A second rod installed to support the fusion material positioned between the first rod, an ultrasonic vibration generator for transmitting vibration to the first rod, and a vibration generator to transmit the vibration to the first rod. And the first rod includes a limiter for limiting the flow distance thereof, and the limiter restricts a distance in which the first rod flows according to the fusion thickness of the fusion material. By measuring the fusion thickness of the ash, it is possible to measure the fusion thickness of the fusion material more precisely.

Description

Ultrasonic vibration welding device

제1도는 종래의 초음파 진동 융착장치의 일예를 나타내 보인 개략적 구성도.1 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional ultrasonic vibration welding device.

제2도는 본 발명에 의한 초음파 진동 융착장치를 나타내 보인 개략적 구성도.Figure 2 is a schematic diagram showing an ultrasonic vibration welding device according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10, 20 : 프레임 11, 21 : 에어실린더10, 20: frame 11, 21: air cylinder

11a, 21a : 유동로드 11b, 21b : 고정로드11a, 21a: floating rod 11b, 21b: fixed rod

12, 22 : 초음파 진동발생기 13 : 슬라이드블록12, 22: ultrasonic vibration generator 13: slide block

14 : 타겟볼트 15 : 스크류14 target bolt 15 screw

16 : 센서 23 : 블록부재16 sensor 23 block member

24 : 조정용 볼트부재 25 : 스토퍼24: adjusting bolt member 25: stopper

본 발명은 플래스틱 파이프 등을 융착하여 접합시키는데 사용하는 건타입의 초음파 진동 융착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 융착재의 융착두께 조절에 대한 정밀제어가 가능하도록 구조 개선된 초음파 진동 융착장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic vibration welding device of a gun type for use in welding and joining plastic pipes, and more particularly, to an ultrasonic vibration welding device having an improved structure to enable precise control of the welding thickness of the welding material. .

일반적으로, 융착이란 모재 자체를 용융시켜서 용융상태에서 접합하는 것을 말하는 것으로서, 타재질(예를 들면 용접봉)을 사용하지 않고 모재를 용융 접합한다는 점에서 타재질을 사용하여 접합하는 일반적인 용접과는 구별되는 것이다.In general, fusion refers to melting the base material itself and joining it in a molten state, and is distinguished from general welding using other materials in that the base material is melt-bonded without using other materials (for example, a welding rod). Will be.

이와 같은 융착접합은 융착압력 및 시간이 융착접합 상태의 양부를 결정하는 중요한 요소로 작용하게 되며, 통상적으로 배수관, 도시가스 공급관, 각종 화학약품의 운송관 등으로 사용되는 강관과 같은 금속 파이프 및 플래스틱 파이프를 국부적으로 용융시켜 연결하는데 이용되며, 또 스폿(spot), 심(seam)용접 등에도 이용되고 있다.Such fusion splicing acts as an important factor in determining the quality of the fusion splicing state, and the metal pipes and plastics such as steel pipes that are commonly used as drainage pipes, city gas supply pipes, and transport pipes for various chemicals. It is used for locally melting pipes and is also used for spot, seam welding and the like.

본 발명은 상기한 바와 같은 융착접합에 사용되는 건타입의 초음파진동 융착장치에 있어서 융착재의 융착두께 조절에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있도록 그 구조의 일부를 개선한 것이다.The present invention is to improve a part of the structure in order to improve the precision of the fusion thickness control of the fusion material in the ultrasonic type ultrasonic vibration welding device used for fusion welding as described above.

파이프 융착장치는 여러가지 다양한 장치들이 있으나, 본 발명에서 다루고자 하는 융착장치는 초음파 진동을 이용하여 융착접합을 행하는 건타입의 파이프 융착장치를 대상으로 하며, 그 일예를 제1도에 개략적으로 나타내 보였다.Pipe welding device has a variety of different devices, but the welding device to be dealt with in the present invention is a gun-type pipe welding device that performs the welding by using ultrasonic vibration, an example thereof is schematically shown in FIG. .

제1도를 참조하면, 종래의 초음파 진동 융착장치는 전체적으로 건타입을 이루고 있는 프레임(10)을 구비하고 있고, 이 프레임(10)의 일측에는 액튜에이터로서 에어실린더(11)가 마련되어 있다. 그리고, 상기 프레임(10)의 상단부에는 상기 에어실린더(11)의 작동에 의해 전후진 가능하도록 된 유동로드(11a)가 설치되어 있고, 이 유동로드(11a)와 대향된 위치에는 고정로드(11b)가 설치되어 있다.Referring to FIG. 1, the conventional ultrasonic vibration welding apparatus includes a frame 10 which is generally formed of a gun type, and one side of the frame 10 is provided with an air cylinder 11 as an actuator. In addition, the upper end of the frame 10 is provided with a flow rod (11a) that can be moved back and forth by the operation of the air cylinder 11, the fixed rod (11b) in a position opposite to the flow rod (11a) ) Is installed.

이러한 구성에 따르면, 상기 고정로드(11b)와 상기 유동로드(11a)사이에 파이프 등의 융착소재(W)를 위치시키고, 상기 고정로드(11b)에 대해 상기 유동로드(11a)를 전신시킴으로써 상기 융착소재(W)를 압착하여 지지할 수 있게 된다.According to this configuration, by placing a fusion material (W) such as a pipe between the fixed rod (11b) and the flow rod (11a), by moving the flow rod (11a) relative to the fixed rod (11b) The fusion material (W) can be crimped and supported.

또한, 상기 프레임(10)의 하측에는 초음파 진동발생장치(12)가 마련되어 이를 통해 상기 유동로드(11a)에 진동을 전달함으로써 상기 고정로드(11b)와 상기 유동로드(11a) 사이에 위치한 융착소재(W)를 진동압착에 의해 융착시킬 수 있다.In addition, the ultrasonic vibration generating device 12 is provided on the lower side of the frame 10 to transmit the vibration to the flow rod (11a) through the fusion material located between the fixed rod (11b) and the flow rod (11a) (W) can be fused by vibration compression.

한편, 상기 유동로드(11a)에는 그 전후진 이동에 따라 연동하여 상기 프레임(10)의 일측부에서 슬라이딩할 수 있도록 설치된 슬라이드블록(13)을 포함한다.On the other hand, the flow rod (11a) includes a slide block 13 installed to slide in one side of the frame 10 in conjunction with the forward and backward movement thereof.

상기 슬라이드블록(13)에는 그 전후진방향을 길이방향으로 하여 스크류(15)에 의해 고정되는 타겟볼트(14)가 결합되어 있고, 상기 타겟볼트(14)의 이동선상에는 상기 프레임(10)에 지지된 센서(16)가 상기 타겟볼트(14)의 근접거리를 인식할 수 있도록 되어 있다.The slide bolt 13 is coupled to the target bolt 14 fixed by the screw 15 in the longitudinal direction of the forward and backward direction, and the frame 10 on the moving line of the target bolt 14 The supported sensor 16 is able to recognize the proximity distance of the target bolt 14.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 종래의 초음파 진동 융착장치는 상기 고정로드(11b)와 상기 유동로드(11a) 사이에 파이프등의 융착소재(W)를 위치시키고, 상기 고정로드(11b)에 대해 상기 유동로드(11a)를 전진시켜 융착소재(W)를 압착 지지하게 되면, 상기 슬라이드블록(13)에 마련된 타겟볼트(14)도 상기 유동로드(11b)에 연동되어 소정 위치에 멈추게 된다. 이 상태를 상기 센서(16)가 초기 위치로 설정하게 된다. 그런 다음, 상기 초음파 진동발생장치(12)를 작동시켜 융착소재(W)에 진동을 가하여 융착하게 되는데, 이때 융착되는 두께에 따라 상기 유동로드(11a)는 점차 후진하게 되고, 이에 따라 상기 타겟볼트(14)도 후진하게 됨으로써 상기 센서(16)가 상기 타겟볼트(14)의 초기 설정된 거리와 근접되는 거리의 차이를 감지할 수 있게 됨으로써 원하는 정도의 융착두께를 조정할 수 있게 된다.Conventional ultrasonic vibration welding device having the configuration as described above to position the fusion material (W) such as pipe between the fixed rod (11b) and the flow rod (11a), and with respect to the fixed rod (11b) When the flow rod 11a is advanced to crimp and support the fusion material W, the target bolt 14 provided on the slide block 13 also stops at a predetermined position in association with the flow rod 11b. This state is set by the sensor 16 to the initial position. Then, the ultrasonic vibration generator 12 is operated to apply the vibration to the fusion material (W) to be fused. At this time, the flow rod (11a) is gradually reversed according to the fusion thickness, and thus the target bolt By reversing (14), the sensor 16 can sense the difference between the distance close to the initially set distance of the target bolt 14, thereby adjusting the desired fusion thickness.

그러나, 상기한 종래의 융착장치에 있어서 전후진하도록 설치된 타겟볼트와 그 근접거리를 감지하는 센서로 이루어진 융착두께 조절수단은, 융착작업중 융착재에 에어실린더의 지속적인 힘이 작용되므로 떨림 등에 의한 외부힘의 작용으로 인하여 센서가 감지하는 융착두께의 정밀도가 저하됨에 따라 바람직한 융착조건 설정이 어려워 불량이 다발하는 문제점이 있었다.However, in the conventional fusion apparatus, the fusion thickness adjusting means composed of a target bolt installed to move forward and backward and a sensor for detecting the proximity distance, the external force due to vibration, etc. because the continuous force of the air cylinder is applied to the fusion material during the welding operation. Due to the deterioration of the precision of the fusion thickness detected by the sensor, it is difficult to set a desirable fusion condition, there was a problem that a lot of defects.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 융착장치에 마련된 융착두께 조절수단이 가지는 문제점을 감안하여 이를 개선코자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 융착재의 융착두께를 보다 정밀하게 제어할 수 있도록 된 융착두께 조절장치를 구비하여 이루어진 초음파 진동 융착장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the fusion thickness control means provided in the conventional fusion apparatus as described above to improve this, the object of the present invention is to be able to control the fusion thickness of the fusion material more precisely It is to provide an ultrasonic vibration welding device comprising a welding thickness adjusting device.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초음파 진동 융착장치는 액튜에이터가 마련된 프레임과, 상기 액투에이터에 의해 직선왕복운동이 가능하도록 상기 프레임상에 설치된 유동로드와, 상기 유동로드의 이동경로상에 대향되게 위치하도록 상기 프레임상에 설치된 고정로드와, 상기 고정로드와 유동로드의 사이에 압착 지지된 융착재를 진동 융착시키기 위하여 상기 고정로드에 진동을 전달하기 위한 초음파 진동발생기와, 상기 융착재의 융착두께에 따라 상기 유동로드의 유동거리를 제한하기 위한 리미터를 포함하는 초음파 진동 융착장치에 있어서, 상기 리미터는, 상기 유동로드의 직선왕복운동에 따라 연동하여 이동하도록 상기 프레임에 슬라이딩 가능하게 설치된 블록부재와; 상기 유동로드의 이동방향과 나란하게 관통되어 일측이 돌출되며, 그 돌출 길이의 조정이 가능하도록 상기 블록부재에 결합되는 조정용 볼트부재와; 상기 조정용 볼트부재의 이동경로상에 대향되도록 상기 프레임에 마련되어 상기 조정용 볼트부재의 이동거리를 제한하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.The ultrasonic vibration welding device of the present invention for achieving the above object is opposed to a frame provided with an actuator, a flow rod installed on the frame to enable a linear reciprocating motion by the actuator, and on the movement path of the flow rod An ultrasonic vibration generator for transmitting vibration to the fixed rod in order to vibrate the fixed rod installed on the frame, the fixed rod and the flow rod being squeezed between the fixed rod and the flow rod, and the fusion thickness of the fusion material. In the ultrasonic vibration welding device including a limiter for limiting the flow distance of the flow rod according to the above, The limiter, and the block member slidably mounted to the frame to move in conjunction with the linear reciprocating motion of the flow rod ; An adjustment bolt member which penetrates in parallel with the moving direction of the flow rod to protrude one side, and is coupled to the block member to allow adjustment of the protruding length; And a stopper provided on the frame so as to face the moving path of the adjusting bolt member to limit the moving distance of the adjusting bolt member.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 초음파 진동 융착장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 제2도는 본 발명에 의한 융착두께 조절수단이 구비된 파이프 융착장치를 개략적으로 나타내 보인 구성도이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the ultrasonic vibration welding device according to the present invention. 2 is a configuration diagram schematically showing a pipe fusion apparatus equipped with a welding thickness adjusting means according to the present invention.

제2도는 참조하면, 본 발명에 의한 초음파 진동 융착장치는 전체적으로 건타입을 이루고 있는 프레임(20)을 구비한다. 상기 프레임(20)의 일측에는 액튜에이터로서 에어실린더(21)가 마련되며, 그 상단부에는 상기 에어실린더(21)의 작동에 의해 전후진 가능하도록 된 유동로드(21a)가 설치되고, 이 유동로드(21a)와 대향된 위치에는 고정로드(21b)가 설치되어 있다.Referring to Figure 2, the ultrasonic vibration welding apparatus according to the present invention includes a frame 20 as a whole forming a gun type. On one side of the frame 20, an air cylinder 21 is provided as an actuator, and an upper end of the frame 20 is provided with a flow rod 21a which is capable of being moved back and forth by the operation of the air cylinder 21. The fixed rod 21b is provided in the position facing 21a).

이러한 구성에 따르면, 상기 고정로드(21b)와 상기 유동로드(21a) 사이에 파이프 등의 융착소재(W)를 위치시키고, 상기 고정로드(21b)에 대해 상기 유동로드(21a)를 전진시킴으로써 상기 융착소재(W)를 압착한 상태로 지지할 수 있게 된다.According to this configuration, by placing a fusion material (W) such as a pipe between the fixed rod (21b) and the flow rod (21a), by advancing the flow rod (21a) with respect to the fixed rod (21b) The fusion material W can be supported in a crimped state.

그리고, 상기 프레임(20)의 하측에는 초음파 진동발생장치(22)가 마련되어 있어서, 이를 통해 상기 유동로드(21a)에 진동을 전달함으로써 상기 고정로드(21b)와 상기 유동로드(21a) 사이에 위치한 융착소재(W)를 진동 압착에 의해 융착시킬 수 있게 된다.In addition, an ultrasonic vibration generating device 22 is provided below the frame 20, thereby transmitting vibration to the flow rod 21a, thereby positioned between the fixed rod 21b and the flow rod 21a. The fusion material W can be fused by vibrating compression.

한편, 상기 유동로드(21a)에는 그 전후진 이동에 따라 연동하는 블록부재(23)가 설치되어 있고, 이 블록부재(23)에는 일측으로 돌출되는 길이를 조정할 수 있도록 된 조정용블트부재(24)가 결합되어 있다. 그리고, 상기조정용 볼트부재(24)의 이동선상에는 상기 프레암(20)에 지지된 스토퍼(25)가 상기 조정용 볼트부재(24)와 선택적으로 접촉하여 그 유동거리를 간섭할 수 있도록 되어 있다.On the other hand, the flow rod (21a) is provided with a block member 23 that interlocks in accordance with the forward and backward movement, the block member 23 for adjusting the adjustment member 24 to adjust the length protruding to one side Is combined. On the moving line of the adjusting bolt member 24, the stopper 25 supported by the prearm 20 selectively contacts the adjusting bolt member 24 to interfere with the flow distance thereof.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 초음파 진동 융착장치는 융착작업시 융착재의 융착두께가 두꺼워짐에 따라 상기 유동로드(21a)는 점차 후진하게 되고, 이에 따라 상기 블럭부재(23)도 연동하여 후진하게 된다. 이로써, 상기 블록부재(23)에 결합된 조정용 볼트부재(24)도 상기 스토퍼(25)쪽으로 이동된다. 이때, 상기 조정용 볼트부재(24)는 원하는 융착두께의 정도에 따라 돌출된 길이를 미리 기준설정 하여 놓음으로써, 그 길이 따라 상기 스토퍼(25)의 간섭을 받아서 결국 상기 조정용 볼트부재(24)와 상기 스토퍼(25)의 선단이 접촉하게 된다. 즉, 상기 조정용 볼트부재(24)와 상기 스토퍼(25)가 리미터의 역할을 하게 되어 이를 통해 융착재의 융착두께를 감지하고, 조정할 수 있게 된다.In the ultrasonic vibration welding apparatus according to the present invention having the configuration as described above, as the fusion thickness of the fusion material becomes thick during the fusion operation, the flow rod 21a gradually reverses, and thus the block member 23 also interlocks. You will reverse. As a result, the adjusting bolt member 24 coupled to the block member 23 is also moved toward the stopper 25. At this time, the adjustment bolt member 24 is set in advance by setting the protruding length according to the degree of the desired fusion thickness, by receiving the interference of the stopper 25 along the length eventually the adjustment bolt member 24 and the The tip of the stopper 25 comes into contact. That is, the adjusting bolt member 24 and the stopper 25 serves as a limiter, thereby detecting and adjusting the fusion thickness of the fusion material.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 초음파 진동 융착 장치는 종래장치에 있어서 전후진하는 타겟볼트와 그 근접거리를 감지하는 센서로 이루어진 융착두께 조절장치를, 유동부재와 이 유동부재의 유동거리를 간섭하는 스토퍼를 상호 대응하는 기구적 구성으로 개선한 것이다. 이것은 결국 리미터의 역할을 하게 되어 융착재의 융착이 진행됨에 따라 그 두께가 두꺼워지므로 이에 따른 로드의 유동거리를 상기 리미터가 제한함으로써 보다 정밀한 융착재의 융착두께 감지 및 조정을 가능하도록 한 것이다.As described above, the ultrasonic vibration welding device according to the present invention is a conventional apparatus for fusion thickness adjusting device consisting of a sensor for detecting the target bolt and its advancing distance forward and backward, the flow member and the flow distance of the flow member The interfering stoppers are improved by mutually corresponding mechanical configurations. This will eventually act as a limiter, and as the fusion of the fusion material becomes thicker, the thickness becomes thicker, thereby limiting the flow distance of the rod according to the limiter, thereby enabling more precise fusion thickness detection and adjustment of the fusion material.

Claims

A frame provided with an actuator, a flow rod provided on the frame to enable linear reciprocating motion by the actuator, a fixed rod installed on the frame so as to face the movement path of the flow rod, and the fixed rod and And an ultrasonic vibration generator for transmitting vibration to the fixed rod for vibrating and fusion bonding the fusion material held between the flow rods, and a limiter for limiting the flow distance of the flow rod according to the fusion thickness of the fusion material. In the ultrasonic vibration welding device, the limiter is provided with a block member (23) slidably mounted to the frame to move in conjunction with the linear reciprocating motion of the flow rod; An adjustment bolt member 24 which penetrates in parallel with the moving direction of the flow rod to protrude one side, and is coupled to the block member to allow adjustment of the protruding length; A stopper (25) provided on the frame so as to face the moving path of the adjusting bolt member to limit the moving distance of the adjusting bolt member; Ultrasonic vibration welding device comprising a.