KR100198726B1 - 원형톱용 초경합금 팁의 자동고주파 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 목재 및 금속재등의 절단용 회전톱으로 사용되는 원형톱의 톱니부에 초경합금으로된 팁(Tip)을 연속하여 자동적으로 용접되게한 원형톱용 초경합금팁의 자동용접장치에 관한 것으로, 본체의 중앙에 용접부를 구성하고, 그 좌측에는 톱장착부를, 우측에는 용재 공급부와 플럭스 공급부 및 초경합금팁 공급부를 설치하여 서로 연관 작동되게 하되, 톱 장착부는, 가이더상에서 이동되는 이동대에 톱부착용 자석이 매착된 회전원반을 축설하여 모터에 의해 간헐 회전될 수 있게 구성하고, 용재 공급부는, 공급릴과 유인롤러가 축설된 공급대 및 그 공급호스를 용접부측으로 연이어 설치 구성하며, 플럭스 공급부는 연동식 펌프시스템을 사용하여 공급호스와 공급판을 통하여 샹크의 톱니부분에 플럭스액을 도포하도록 구성 시키고, 초경합금팁 공급부는, 진동자의 상부에 나선안내홈이 형성된 콘형 공급통을 설착하여 그 선단에 진동자에 의한 이동대를 설착하고 다시 그 선단에 협지구가 설치된 왕복대를 설치구성하고, 용접부는, 고정구와 이동구로 된 톱협지구를 형성하고 그 정면에 팁시트와 클램퍼를 설치하여 이에 용접용 고주파코일과 용재 공급호스, 플럭스 공급관의 선단이 위치되게 구성한 것이다.

Description

원형톱용 초경합금팁의 자동고주파 용접장치

본 발명은 목재 및 금속재등의 절단용 회전톱으로 사용되는 원통톱의 톱니부에 초경합금으로 된 팁(Tip)을 고주파로 연속자동적으로 용접하는 원형톱용 초경합금팁의 자동용접 장치에 관한 것이다.

회전 사용되는 원형톱은 고속회전에 의하여 그 톱니부분이 심한 마찰로 고열과 마모가 발생하므로 그 부분은 원형톱의 생크(Shank)부분과 달리 그 재질의 경도가 매우 높은 초경도 재질이 필요한 것이나, 가격과 제조공정등의 이유로 원형톱 전체를 초경합금재로 형성하지 못하고 별도의 초경합금팁(Tip)을 형성하여 이를 그 톱니부분에 용접하여 마찰부분만의 경도를 높여 사용하므로서 마찰에 의한 마모를 최소화하였다.

그러나 기존의 용접방법은 작업자가 일일이 수가공에 의해 용접하였던 것이어서 많은 인력과 시간이 소요되는 문제점이 있을 뿐 아니라 그 용접 상태가 고르지 못하여 제품의 상태가 저하되고 이에 의해 절단되는 목재 및 금속재등의 표면 역시 거칠은 문제점이 있다.

또, 기계적인 용접장치가 개발된 바 있으나 이는 모든 이동수단의 작동을 캠에 의해서 실시되게 한 곳이어서 구조가 비교적 복잡해질 뿐 아니라 기계장치의 중량하로 그 설치 및 운반등이 어렵고 이동수단의 작동범위가 좁에 한정되어 톱의 규격등에 따라 그 작업범위도 좁게 한정되는 문제점이 있고, 그 작동위치의 정확도가 떨어지게 되어 초경합금팁의 톱에 대한 최종적인 용접부위가 불균일하여지는 문제점이 있다.

또한 원형톱의 규격이 다른 경우에는 그 다른 규격마다 다시 규격에 맞게끔 다른 캠등을 세팅하여야 되는 번거롭고 비효율적인 문제점이 있다.

본 발명은 원형톱의 톱니부에 초경합금팁(Tip)을 용접함에 있어서 전기한 바와같은 문제점을 제거코져 이동수단을 진동에 의한 유도방식과 에어실린더에 의한 이동방식으로 하고, 그 용접부위의 클램핑방식을 팁시트를 갖는 3방향 고정장치로 하여 구조를 단순화 하면서도 톱의 규격에 따른 조정을 용이하게 하고 클램퍼의 지지력을 강화하며 그 정밀도를 높여 용접위치의 오차를 없게 하는 동시에 플럭스(Flux)기능을 강화하여 용접을 용이하게 한 원형톱용 초경합금팁의 자동용접장치를 발명한 것이다.

제1도는 본 발명의 전체 설명도.

제2도는 본 발명 톱 장착부의 정면 설명도.

제3도는 본 발명 톱장착부의 작동 설명도.

제4도는 본 발명 용재 공급부의 정면 설명도.

제5도는 본 발명 플럭스 공급부의 정면 설명도.

제6도는 본 발명 플러스액 분배기의 평면 설명도.

제7도는 본 발명 초경합금팁 공급부의 정면설명도.

제8도는 본 발명 초경합급팁 공급부의 평면설명도로서,

(a)는 공급통부분 설명도.

(b)는 왕복대부분 설명도.

제9도는 본 발명 용접부의 전체 평면설명도.

제10도는 본 발명 용접부의 정면 설명도.

제11도는 본 발명 용접부의 용접 작동 설명도.

제12도는 본 발명에 의해 용접 완성돈 톱의 정면 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 2 : 작업대

3 : 용재 4 : 초경합금팁

5 : 원형톱의 샹크 6 : 원형톱의 톱니부

10 : 톱장착부 11 : 수직나사봉

12 : 승강대 13 : 가이더

14,14' : 자석 15 : 이동대

16 : 수평나사봉 17 : 회전원반

18 : 모터 19 : 에어실린더

20 : 용재 공급부 21 : 공급릴

22 : 모터 23,23' : 유인롤러

24 : 공급대 24' : 공급호스

25 : 플럭스 공급부 25' : 분사노즐

26 : 플럭스 공급통 26' : 연결호스

27,27' : 상하회전판 28,28' : 간격유지봉

29 : 분배기 30 : 초경합금팁 공급부

31 : 진동자 32 : 나선안내홈

33 : 공급통 34,34' : 감지센서

35 : 에어분사기 36 : 가이드홈

37 : 이동대 38 : 진동자

39 : 에어실린더 40 : 왕복대

41,41' : 고정구 50 : 용접부

51 : 롤러 52 : 고정구

53 : 에어실린더 54 : 이동구

55 : 톱 고정구 57 : 톱시트

58 : 에어실린더 59,59' : 클램퍼

60 : 용접용 고주파코일

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명한다.

제1도는 본체로서 그 내부에 콘트롤 박스가 내장되어 있다.

본제(1)의 중앙에 용접부(50)를 구성하되, 용접부(50)의 좌측에는 톱장착부(10)를 설치하고 우측에는 용재 공급부(20)와, 플럭스 공급부(25) 및 초경합금팁 공급부(30)를 설치한다.

톱장착부(10)는, 제2도의 도시와 같이 수직나사봉(11)의 회전에 의해 승강되는 승강대(12)에 수평가이드(13)를 장착하고 그 수평가이드(13)상에 이동대(15)를 삽입하여 수평나사봉(16)에 의해 전후 이동되게 하되, 그 이동대(15)의 일측에 톱부착용 자석(14)(14')이 삽입 형성된 회전원반(17)을 축에 설치하여 모터(18)에 의해 간헐 회전되게하고 에어실린더(19)에 의해 일정 이동거리를 전후 이동되게 한다.

용재 공급부(20), 제4도의 도시와 같이 본체(1)의 일측에 공급릴(21)을 축설하고, 중앙측에 모터(22)에 의해 간헐 회전하는 유인롤러(23)(23')가 축에 설치된 공급대(24)를 고정 설치하여 그 공급호스(24')를 용접부(50)에 위치되게 한다.

플럭스 공급부(25)는,제5도 및 제6도의 도시와 같이 플럭스 공급통(26)의 연결호스(26')를 상하회전판(27)(27')에 수직으로 결합된 간격유지봉(28)(28')의 회전에 의해 적당량씩 분배 되게 한 분배기(29)를 거쳐 분사노즐(25')에 연결구성한다.

초경합금팁 공급부(30)는, 제7도의 도시와 같이 본체(1)는 돌출된 작업대(2)상에 진동자(31)를 설치하여 그 상부에 형성된 나선안내홈(32)을 형성한 콘형 공급통(33)을 설치한다.

그 나선안내홈(32)의 선단부에는 감지센서(34)(34')와 제어용 에어분사기(35)를 설치하고 그 선단부의 정면에 가이드홈(36)이 형성된 이동대(37)를 설치하여 이를 진동자(38)에 의해 진동되게 하며, 그 선단에는 에어실린더(39)에 의한 고정구(41)(41')가 설치된 왕복대(40)를 설치하여 역시 에어실린더(42)에 의해 용접부(50)의 클램퍼(59)(59')간을 좌우 왕복되게 한다.

용접부(5)는, 제9도의 도시와 같이 롤러(51)가 축에 설치된 고정구(52)와 에어실린더(53)에 의해 좌우 이동되는 이동구(54)로 된 톱 고정구(55)를 형성하여 역시 이를 에어실린더(53)에 의해 상하 작동되게 하고, 그 정면에 팁시트(57)를 고정형성하여 그 상부의 에어실린더(58)에 의해 좌우 이동되는 클램퍼(59)(59')를 설치하고, 팁시트(57)의 상부측에는 본체(1)내의 고주파 발생부로부터 연결된 용접용 고주파코일(60)과 전기한 공급대(24)의 용재 공급호스(24')의 선단부 및 플럭스 공급 에어실린더(56)의 선단에 돌출된 플럭스 분사노즐(29)을 위치되게 한다.

도면중 미설명 부호 제3도는 용재, 제4도는 초경합금팁, 제5도는 원형톱의 샹크, 제6도는 원형톱의 톱니부, 제7도는 플럭스 액, 제8도는 비접촉 적외선 열감지기이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 공정별 작동순서에 의해 상세히 설명한다.

본 발명의 용접장치에 의해 원형톱의 톱니부에 초경합금팁을 용접코져 할 시에는 먼저 톱장착부(10)의 회전원반(17)에 그 자석(14)(14')을 이용하여 원형톱의 샹크(5)를 그 자력으로 부착하여 고정시킨다.

그 톱니부(6)의 형상이나 각도에 따라 수직나사봉(11)을 그 핸들(11')에 의해 회전시켜 수평가이드(13)의 경사각을 조정하여 팁시트(57)에 올려지는 팁(4)의 표면과 톱니부(6)의 용접면을 서로 평행되게 형성한다.

이와 같이 그 용접면의 경사각도를 일치시킨 후 수평가이드(13)의 이동대(15)를 그 이동수단 즉 수평나사봉(16)의 회전에 의해 앞으로 전진시켜 위치를 설정한 후 에어실린더(19)를 작동시키면 제3도의 도시와 같이 원형톱(5)이 전진하여 그 톱니부(6)의 용접면이 용접부(50)의 팁시트(57)의 상부에 위치되면서 용접부(50)의 고정구(52)와 이동구(54)로 된 톱 고정구(55)가 그 에어실린더(53)에 의해 원형톱(5)을 견고하게 고정한다.

이와 동시에 초경합금팁 공급부(30)의 공급통(33)내에 저장되어 있던 초경합금팁(4)이 진동자(31)가 진동되면서 그 공급통(33)내에 저장되어 있던 초경합금팁(4)이 진동자(31)가 진동되면서 그 공급통(33)의 진동에 의해 원심력이 발생하면서 그 나선안내홈(32)을 따라 선단부로 이동되기 시작한다.

여기에서 감지센서(34)(34')에 의해 제6도(a)의 도시와 같이 초경합금팁(4)의 이동방향이 순방향이거나 정상제품은 그대로 통과시키고 역방향으로 이동시키거나 불량품은 체크 감지하여 그 신호를 제어용 에어분사기(35)에 보내 이에 의해 공기를 분사시켜 그 분사력으로 불량팁 또는 역방향으로 이동되는 팁을 다시 공급통(33)내로 탈락시켜 초경합금팁(4)은 항상 순방향으로만 진행되게 하여 최종 용접시에 팁(4)이 항상 일정한 방향을 유지 할 수 있는 것이다.

이와같이 공급통(33)에서 이동대(37)로 옮겨진 팁(4)은 다시 이동대(37)의 가이드 홈(36)에 유도되어 그 경사와 진동자(38)의 진동에 의해 이동대(37)의 선단으로 이동되므로 그 선단에 형성되어 있는 왕복대(40)가 에어실린더(39)에 의한 고정구(41)(41')에 의해 그 팁(4)을 고정한 후 다시 에어실린더(42)에 의해 왕복대(40)를 용접부(50)의 팁시트(57)가 형성된 클램퍼(59)(59')의 중앙상부로 위치시킨다.

클램퍼(59)(59')의 상부에 위치된 왕복대(40)는 팁푸셔에 의해 팁(4)을 하강시켜 팁시트(57)상에 초경합금팁(4)을 대치시킨후 다시 이동대(37)의 선단부인 원위치로 복귀한다.

팁시트(57)상에 재치된 초경합금팁(4)은 좌우 클램퍼(59)(59')에 의해 3방향으로 견고하게 지지된다.

한편, 플럭스 공급통(26)내에 용해 내장되어 있는 플럭스액은 그 공급 펌프에 의해 연결호스(26')를 통하여 분배기(29)를 거쳐 분사노즐(25')로 톱니부(6)의 용접위치에 플럭스액(7)을 도포하는 것인데, 플럭스 공급통(26)으로부터 공급되는 플럭스액은 분배기(29)를 거치는 동안 그 상하회전판(27)(27')의 사이에 결합된 간격유지봉(28)(28')에 의해 연질로된 연결호스(24')내의 플럭스액(7)을 간격유지봉(28)(28')의 간격만큼 공급되게 하는 것이므로 그 공급액을 항상 일정하게 할 수 있으며 그 선단의 분사노즐(25')은 그 후측의 에어실린더(56)에 의해 전진하여 톱니부(6)의 용접위치에 도달하여 플럭스액을 떨어뜨린후 다시 원위치하는 것이다.

이때, 용재 공급부(20)의 공급릴(21)에 권취되어 있는 선(線)상의 용재(3)가 모터(22)에 의해 회전하는 유인롤러(23)(23')에 의해 강제 이송되어 그 선단이 고주파코일(60)의 중앙에 위치되게 끔 공급호스(25)의 외부로 인출되는 동시에 3방향으로 견고하게 지지된 초경합금팁(4)이 전진하여 용접위치로 위치된다.

그 순간 고주파코일(60)에 순간적으로 고주파가 발생되면서 은납등으로 된 용재(3)가 용해되어 팁(4)의 상부표면에 액상의 용재 용융물을 떨어뜨리고 다시 유인롤러(23)(23')의 역회전에 의해 비용해 상태의 용재(3)를 공급호스(25) 내부로 유입시켜 더 이상의 용해를 방지하여 그 용해량을 항상 일정하게 유지할 수 있다.

이때, 원형톱의 샹크(5)를 고정하고 있는 용접부(50)의 고정구(55)가 일측 에어실린더(53)에 의한 이동구(54)의 하강으로 제9도의 도시와 같이 원형톱(5)을 하강시킴과 동시에 3방향으로부터 견고하게 지지되어 있는 초경팁(4)의 팁클램핑 부위가 1mm정도 샹크방향으로 전진시켜 그 톱니부의 용접면이 용재(3)가 녹아 있는 초경합금팁(4)의 표면에 강력하게 밀착시키므로서, 그 용재를 매개로 원형톱(5)의 톱니부(6)에 팁(4)이 용접되는 것이다.

즉, 초경합금팁(4)이 그 하부의 팁시트(57)에 올려진 상태에서 좌우의 클램퍼(59)(59')에 의해 3방향에서 고정되어 있고 1mm정도 밀어주기 때문에 용접되는 순간 정확한 위치에서 유동되지 않고 고정되어 그 용접면에 대하여 정확한 위치에 일정하게 용접될 수 있는 것이다.

이는 특히 열팽창계수가 다른 철강재의 샹크와 초경합금재의 팁 사이의 정밀용접에 있어서 그 오차를 최소함과 동시에, 1개의 팁이 용접된 후 다음 자리로 이동 할 때 앞서 용접된 톱날에 가해졌던 고열로 인하여 발생되는 샹크의 경도를 원래 상태로 환원시키는 탬퍼링 시스템으로 고주파에 의한 순간가열을 할 수 있는 것이다.

이렇게 팁(4)이 용접된 원형톱(5)은 전기와 역순으로 다시 상승하여 후진하는 동시에 톱장착부(10)의 이동대(15)에 설치된 모터(22)에 의해 다음에 용접될 톱니부(6)를 제위치로 회전시켜 다음 공정에 대비케 한다.

이상과 같은 실시예로서 하나의 톱니부에 대한 하나의 팁을 용접시키는 공정이 완료되는 것이다.

그런데 이와 같은 공정에 별도 입력된 콘트롤 회로에 의해 연속 반복되는 것이므로 원형톱이 간헐적으로 360° 회전하는 동안 그 팁(4)의 공급과, 용재(3) 및 플럭스의 연속 공급, 에어실린더에 의한 왕복대(40), 이동대(37)등의 상호 반복동작으로 전기한 한 단위 용접공정이 계속하여 반복되므로서 연속적인 자동용접이 가능하여 제12도의 도시와 같은 원형톱이 완성되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 초경합금팁을 원형톱의 톱니부분에 자동으로 연속용접되게 하여 수가공에 의존하지 않아도 되므로 노동력이 매우 절감되는 동시에 그 작업시간이 훨씬 단축되어 원가 절감의 효과가 있으면서도 정확한 용접으로 용접상태가 고르게 되어 제품의 질이 고급화되면서 이에 의한 목재 및 금속재등의 매끄러운 절단면이 제공되는 효과가 있는 것이다.

특히, 그 동작의 반복을 에어실린더에 의해 이루어지므로서 그 구조가 비교적 간단하면서도 작동범위가 크게되어 어떤 규격의 톱이라도 그 적용이 용이하며 그 이동거리를 조절함에 있어서도 에어실린더에 대한 콘트롤 회로만의 조절로써 가능한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 본체(1)의 중앙에 용접부(50)를 구성하고, 그 좌측에는 톱장착부(10), 우측에는 용재 공급부(20)와 플럭스 공급부(25) 및 초경합금팁 공급부(30)를 설치하여 서로 연관 작동되게 하되, 톱장착부(10)는, 수평가이드(13)상에서 이동되는 이동대(15)에 톱부착용 자석(14)(14')이 삽입 형성된 회전원반(17)을 축에 설치하여 모터(18)에 의해 간헐 회전될 수 있게 구성하고, 용재 공급부(20), 공급릴(21)과 유인롤러(23)(23')가 축설된 공급대(24) 및 그 공급호스(25)를 용접부(50)측으로 연이어 설치 구성하며, 플럭스 공급부(25)는, 플럭스 공급통(24)의 연결호스(24')를 분배기(28)를 거쳐 분사노즐(29)로 연결구성하며, 초경합금팁 공급부(30)는, 진동자(31)의 상부에 나선안내홈(32)이 형성된 콘형 공급통(33)을 설치하여 그 선단에 진동자(38)에 의한 이동대(37)를 설치하고 다시 그 선단에 고정구(41)(41')가 설치된 왕복대(40)를 설치 구성하며 공급통(33) 및 나선안내홈(32)의 선단에는 감지센서(34)(34')와 에어분사기(35)를 설치하고, 용접부(50)는, 고정구(52)와 이동구(54)로 된 톱고정구(55) 및 플럭스 공급부(25)를 형성하고 그 정면에 팁시트(57)와 클램퍼(59)(59')를 설치하여 이에 용접용 고주파코일(60)과 용재 공급호스(25) 선단이 위치되게 구성하되, 고정구(52)의 하단에는 롤러(51)가 축 결합되고, 이동구(54)에는 상하 작동용 에어실린더(56)를 부착 형성하여 됨을 특징으로 하는 원형톱용 초경합금팁의 자동고주파 용접장치.