KR100538734B1

KR100538734B1 - 이형소재 용접용 시임 용접장치

Info

Publication number: KR100538734B1
Application number: KR10-2002-0067727A
Authority: KR
Inventors: 이청석
Original assignee: 이청석
Priority date: 2002-11-04
Filing date: 2002-11-04
Publication date: 2005-12-23
Also published as: KR20040039602A

Abstract

본 발명은 시임 용접장치에 관한 것으로, 특히 일측 전극장치를 위치이동 가능하게 구성하여 형상이 각기 다른 소재를 용접하는 것이다.

이러한 본 발명의 구성은 본체프레임(10) 하부에 지지되어 일측에는 하부전극(207)을 갖고 구동장치에 의해 회전되는 메인샤프트(202)를 갖고, 바디(201)내 메인샤프트(202) 둘레에 밀착되어 슬라이딩되는 브러시(213)를 구비하며 바디(201)의 일측에는 전기를 공급하는 스프링플러그(214)가 브러시(213)에 연결되어 용접물을 용접하는 상부전극장치(40)와, 상기 본체프레임(10)의 상부에 지지되는 하우징(301)내에 설치되면서 상기 하우징(301) 상부에 설치된 에어실린더(303)에 연결되어 상기 하부전극(207) 쪽으로 출몰하는 샤프트(302)를 구성하고, 상기 샤프트(302)의 하단에 하부전극(207)과 동심축상에서 회전되는 고정헤드(304)를 피봇연결하여 용접물을 고정하는 용접물 고정장치와, 바디(401)내에 지지되어 일측에는 상부전극(407)을 갖고 구동장치에 연결되어 회전되는 메인샤프트(402)를 갖고, 바디(401)내의 메인샤프트(402) 둘레에는 밀착되어 슬라이딩되는 브러시(413)를 구비하며, 바디(401)의 일측에는 전기를 공급하는 스프링플러그(414)가 브러시(413)에 연결 설치되어 하부전극(207)에 놓여진 용접물을 용접하는 상부전극장치(40)와, 상기 본체 프레임(10)상에서 가이드레일(601)을 타고 슬라이딩 이동되는 가동프레임(60)과, 상기 가동프레임(60) 상부에 설치된 하우징(501)내에서 상부에 설치된 에어실린더(503)에 의해 출몰되는 샤프트(502)를 구비하고, 샤프트(502)의 하단에 상기 상부전극장치(40)의 하우징(501)을 연결 구성하여 높이를 조절하는 높이조절장치(50)와, 상기 가동몸체(60)를 용접물 쪽으로 전후진시키는 수평조절장치(70)와, 상기 각 장치를 제어하는 메인 콘트롤박스(80)로 구성된 것이다.

Description

이형소재 용접용 시임 용접장치{Seam welding device}

시임용접기는 스폿용접을 계속적으로 행하는 방법으로 얇은 판으로된 원판 전극 두개를 사용하여 이 전극 사이에 접합하고자 하는 판재를 겹쳐놓고 극 사이에서 가압통전하며 연속적으로 점용접하는 방법이다.

이 용접방법은 접합부를 기밀유지할 필요가 있을 때, 용접속도가 빠른 것이 요구될 때 주로 사용하고 있다.

종래의 시임용접기는 두소재의 형태가 같은 모양만을 용접할 수 있도록 되어 같은 평면을 가진 물건, 직선이나 같은 원주둘레를 가진 물건을 시임용접에 제한적으로 사용하고 있다.

이러한 시임용접기는 하부전극과 상부전극의 회전수가 같기 때문에 형태가 상이한 용접물은 용접거리의 차이로 용접할수 없는 단점이 있다. 즉, 그릇의 본체부와 그 바닥의 굽부는 형태가 다른 용접물은 일반적인 시임용접으로는 용접할 수가 없다.

본 발명 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은 시임용접장치의 전극 위치가 조절가능하도록 하여 형태가 상이한 예를 들어 양식기, 냉면그릇, 각종 식기류와 같이 원뿔형태의 물건에 굽을 붙이는 이형 용접물의 용접작업을 용이하게 실시할 수 있는 시임용접장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 용접물의 크기 및 형상에 따라 상부전극과 하부전극의 형태와 크기를 자유로이 교체할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 상부전극과 하부전극의 회전수와 가해지는 힘을 자동 조절하여 용접의 정밀성을 갖도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은

본체프레임 하부에 지지되어 일측에는 하부전극을 갖고 제1구동장치에 의해 회전되는 메인샤프트를 갖고, 바디내 메인샤프트 둘레에 밀착되어 슬라이딩되는 브러시를 구비하며 바디의 일측에는 전기를 공급하는 스프링플러그가 브러시에 연결되어 용접물을 용접하는 상부전극장치와,

상기 본체프레임의 상부에 지지되는 하우징내에 설치되면서 상기 하우징 상부에 설치된 에어실린더에 연결되어 상기 하부전극 쪽으로 출몰하는 샤프트를 구성하고, 상기 샤프트의 하단에 하부전극과 동심축상에서 회전되는 고정헤드를 피봇연결하여 용접물을 고정하는 용접물 고정장치와,

바디내에 지지되어 일측에는 상부전극을 갖고 제2구동장치에 연결되어 회전되는 메인샤프트를 갖고, 바디내의 메인샤프트 둘레에는 밀착되어 슬라이딩되는 브러시를 구비하며, 바디의 일측에는 전기를 공급하는 스프링플러그가 브러시에 연결 설치되어 하부 전극장치에 놓여진 용접물을 용접하는 상부전극장치와,

상기 본체 프레임상에서 레일을 타고 슬라이딩 이동되는 가동프레임과,

상기 가동프레임 상부에 설치된 하우징내에서 상부에 설치된 에어실린더에 의해 출몰되는 샤프트를 구비하고, 프레슈어 샤프트의 하단에 상기 상부전극장치의 하우징을 연결 구성하여 높이를 조절하는 높이조절장치와,

상기 가동몸체를 용접물 쪽으로 전후진시키는 수평조절장치와,

상기 각 장치를 제어하는 메인 콘트롤박스로 구성되어 달성된다.

또한 상, 하부전극장치의 각 전극이 장탈착 가능한 구조를 가져 용접물에 따라 그 형태와 크기를 자유로이 조절가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 시임용접기의 구조를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 시임용접기의 구조를 나타낸 측면도이고, 도 3a,3b는 본 발명에 따른 하부전극의 구조를 나타낸 정, 측면도이고, 도 4a,4b는 본 발명에 따른 용접물 고정장치의 구조를 나타낸 정, 측면도이며, 도 5a,5b는 본 발명에 따른 상부전극의 구조를 나타낸 정, 측면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명의 시임용접기 구성은 크게 본체프레임(10)과, 본체프레임(10) 하부에 상향설치되는 하부전극장치(20)와, 본체프레임(10) 상부에 지지되어 하부전극장치(20)와 일치하는 동심축상에서 회전하면서 하부전극장치(20)쪽으로 승하강되어 용접물을 물어 고정시키는 용접물 고정장치(30)와, 본체 프레임(10)의 측부에 설치되어 하부전극장치(20)와 용접물 고정장치(30)에 물려있는 용접물 쪽으로 이동가능하게 설치되어 용접물을 용접하는 상부전극장치(40)로 구성된다.

상술한 하부전극장치(20)는, 본체 프레임(10)에 지지되는 바디(201)내에 베어링장치에 의해 회전가능하게 설치된 수직의 메인샤프트(202)가 구성되고, 바디(201)의 상부이면서 메인샤프트(202)의 둘레에는 함께 회전되는 가이드휘일(205)이 설치되고, 이 가이드휘일(205)의 상부에는 인써트 홀더(206)가 볼트결합되며, 이 인써트홀더(206)의 상부에 하부전극(207)이 볼트결합된다. 또 가이드휘일(205) 둘레에는 쿠션링(208)이 설치되어 둘레에 완충을 위한 스프링(209)이 탄력설치된 스터드볼트(210)로 가이드휘일(205)과 연결된다.

바디(201)의 하부에는 바디커버(211)가 설치되고, 바디커버(211)의 하부에는 커버링(212)이 설치되어 내부를 차단하며, 바디(201)의 내부에는 메인샤프트(202)의 외주면과 접하는 브러시(213)가 구비되어 바디커버(211)에 볼트 결합된다. 또 바디(201)의 측면부에는 브러시(213)와 연결되어 하부전극(207)에 전기를 공급하는 스프링 플러그(214)가 설치된다.

바디(201)하부로 노출된 메인샤프트(202)의 둘레에는 센서도그(215)가 설치되고, 본체 프레임(10)에 연결지지되는 브래킷(216)을 구비하여 센서도그(215)의 회전수를 센싱하는 스위치 즉, 회전센서(217)가 센서도그(215)의 일측에 근접설치된다.

또 센서도그(215)의 하부 메인샤프트(202)에는 타이밍풀리(218)가 설치되며, 그리고 메인샤프트(202)의 최하단에는 냉각수 공급을 위한 로터리 조인트(219)가 설치된다.

로터리 조인트(219)는 회전하는 메인샤프트(202)에 회전하지 않는 냉각수 공급관을 꼬이지 않게 연결하기 위한 것이다. 이와 연결되는 메인샤프트(202)의 내부에는 축방향의 홀(203)이 형성되어 있으며 이 홀(203)에는 냉각수 공급관(204)이 설치되어 냉각수는 냉각수공급관(204)을 통해 홀(203)의 내벽과 냉각수 공급관(204) 사이의 공간을 통해 회수된다.

이와 아울러 본체 프레임(10)에 브래킷(223)으로 연결 지지되면서 제어부의 제어를 받아 회전되는 저속모터(220)를 설치하고, 이 저속모터(220)의 회전축단에 타이밍풀리(221)를 설치함과 동시에 이와 상기 메인샤프트(202)의 타이밍 풀리(218)에 타이밍벨트(222)를 걸어 메인샤프트(202)를 회전 구동시키도록 구성된다.

본체 프레임(10) 상부에 하부전극(207)과 대향되게 설치되는 용접물 고정장치(30)는 본체 프레임(10)의 상부에 지지되는 하우징(301)을 갖고, 그 하우징(301) 내에 설치되어 출몰되는 샤프트(302)가 설치되고, 하우징(301)의 상부에는 샤프트(302)를 작동시키는 에어실린더(303)가 설치된다. 그리고 샤프트(302)의 하단에는 하부전극(207)과 동심축상에서 회전되는 고정헤드(304)가 피봇연결설치된다.

또한 하우징(301)의 측부에 안내관(305)을 설치하여 이에 샤프트(302)와 평행한 가이드(306)를 설치하고 이 가이드(306)의 선단을 샤프트(302)의 선단 측부에 설치하여 직선운동하는 샤프트(302)의 작동을 보조하도록 구성된다.

또한 상부전극장치(40)는 높이조절장치(50)에 연결지지되는 바디(401)의 내부에 베어링장치에 의해 메인 샤프트(402)가 축회전가능하게 설치되고, 그 선단에 용접물과 접촉되는 상부전극(407)이 볼트결합된다. 바디(401)의 후측에는 바디커버(411)가 베어링장치에 의해 메인샤프트(402) 둘레에 설치되면서 바디(401)의 후측에 볼트결합되며, 그 후측에는 커버링(412)이 볼트결합된다.

또한 바디(401)의 내부에는 브러시(413)가 메인샤프트(402)의 외주면에 슬라이딩되게 밀착되어 바디커버(411)에 볼트결합되어 있으며, 바디(401)의 외측에서 브러시(413)쪽으로 전기를 공급하는 스프링 플러그(414)가 설치된다.

또 노출된 메인샤프트(402)에는 구동장치와 연결되는 타이밍 풀리가 설치되고, 메인샤프트(402)의 후측에는 로터리조인트(419)가 설치된다. 로터리조인트(419)는 회전되는 메인샤프트(402)에 냉각수를 공급하는 장치로서, 회전하는 가운데에서도 냉각수를 공급하는 관이 꼬이지 않도록 하는 장치이다.

이러한 냉각수를 받아들이기 위해 메인샤프트(402)의 내부에 축방향의 홀(403)이 형성되어 있으며 이 홀(403)에는 냉각수 공급관(404)이 설치되어 냉각수는 로터리조인트(419)을 냉각수공급관(404)을 지나 홀(403)의 내벽과 냉각수 공급관 사이의 공간으로 역류하여 회수된다.

커버링(412)에는 브래킷(416)이 연결되어 이에 저속모터(420)가 설치되며, 저속모터(420)의 회전축단에는 타이밍풀리(421)가 설치되어 메인샤프트(402)의 타이밍 풀리(419)와 타이밍벨트(422)로 연결된다.

이때 저속모터(420)는 콘트롤박스(80)의 제어부에 의해 용접물의 크기에 비례하여 회전속도가 가변된다. 회전속도의 제어를 위해 메인샤프트(402)에도 하부전극장치(20)와 같이 센서도그와 회전센서를 설치하여 이를 통해 회전속도를 감지할 수 있도록 할 수도 있다.

이러한 상부전극장치(40)를 지지하는 높이조절장치(50)는 상술한 가동몸체(60)의 상부에 설치된 하우징(501)내에 설치되어 출몰되는 샤프트(502)를 구성하여 그 선단부를 상부전극장치(40)의 바디(401)에 연결시키고 그 후측은 하우징(501)의 후측에 설치된 에어실린더(503)와 연결되어 출몰 작동된다. 또한 하우징(501) 선단의 측부에 안내관(505)을 형성하여 이에 샤프트(502)와 평행하게 가이드(506)를 설치하고, 이 가이드(506)의 선단을 샤프트(502)의 선단 측부에 설치하여 샤프트(502)의 직선운동을 보강하게 구성된다.

가동몸체(60)는 본체 프레임(10) 상부에 설치된 가이드레일(601)에 안착되어 전후진되며, 상부는 경사지게 형성되어 이 경사면에 상부전극장치(40)가 경사지게 설치된다.

그리고 가동몸체(60)의 후측에는 수평조절장치(70)에 의해 전후진되는데, 그 수평조절장치(70)는 본체 프레임(10)에 공회전가능하게 스크루축(701)이 가로 방향으로 결합되고 그 일단은 상기 가동몸체(60)의 후측에 피봇연결되어 다른 일단에 설치된 회전레버(702)의 조작에 의해 스크루축(701)과 함께 가동몸체(60)가 전후진되게 구성된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

여기서 용접물은 다양하기 때문에 냉면그릇과 같은 식기를 제조할 때 용기바닥에 굽을 부착하는 작업을 예로들어 설명한다.

먼저, 하부전극(207) 장치의 하부전극(207)에 용기를 뒤집어 안착시키고, 그 상부 즉 바닥 중앙부에 용접물을 안착시킨다. 그리고 상부의 용접물 고정장치(30)를 작동시키면 에어실린더(303)가 작동하여 샤프트(302)가 하부로 돌출하고, 그 선단에 결합된 고정헤드(304)가 굽을 용기에 가압하여 밀착시킨다.

이와 아울러 상부에 설치된 높이조절장치(50)를 작동시켜 에어실린더(503)를 작동시켜 상부전극(407)을 승하강시켜 상부전극(407)의 단부가 용접부의 높이와 일치하도록 조절한 후에 수평이동장치(70)의 회전레버(702)를 조절하여 가동몸체(60)를 전진시켜 용접물에 일정한 압력을 가하면서 밀착되도록 한다.

이 상태에서 용접장치를 작동시키면 상,하부전극(407)(207)장치의 저속모터(420)(220)는 용접물의 크기에 비례하여 그 에 맞는 회전속도로 회전하게 되고 이와 타이밍벨트(422)(222)로 연결된 메인샤프트(402)(202) 및 그 선단에 설치된 상,하부전극(407)(207)들 또한 용접물의 크기에 비례하여 콘트롤박스(80)의 제어에 의해 적정 회전속도로 회전하게 된다. 이는 메인샤프트(202)의 하부둘레에 형성되어 센서도그(215)의 회전을 감지하는 회전센서(217)에 의해 감지되어 이 신호에 의해 속도를 판별 제어한다. 하부전극(207)의 상부에 안착된 용기 및 용기의 바닥부에 밀착된 굽 또한 함께 회전하게 된다. 이와 같이 회전되면 상부전극(407)은 용기와 굽의 경계선 즉, 용접부를 가압하면서 지속적으로 회전하게 된다.

한편, 상술한 바와 같이 상부전극(407)이 용접부를 따라 회전함과 동시에 고전압의 전기가 상,하부전극장치(40)(20)메인샤프트(402)(202)를 통해 각 상,하부전극(207)에 전달되면, 상부전극(407)이 지나가는 용접부는 스폿용접이 연속적으로 일어나 용기와 굽은 용접부착된다. 용접이 완료되면 용접물 고정장치(30)를 후퇴시켜 그 사이의 용접물을 분리시킨 후 다른 용접물을 안착시켜 상술한 공정을 반복하면 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 시임용접 헤드의 각도가 가변되도록 하여 형태가 상이한 예를 들어 양식기, 냉면그릇, 각종 식기류와 같이 원뿔형태의 물건에 굽을 붙이는 이형 용접물의 용접작업을 용이하게 실시할 수 있는 효과가 있다.

또한 상,하부전극이 볼트결합에 의해 메인샤프트에 결합되도록 구성됨에 따라 용접물의 크기 및 형상에 따라 상부전극과 하부전극의 형태와 크기를 자유로이 교체할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 시임용접기의 구조를 나타낸 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 시임용접기의 구조를 나타낸 측면도.

도 3a,3b는 본 발명에 따른 하부전극의 구조를 나타낸 정, 측면도.

도 4a,4b는 본 발명에 따른 용접물 고정장치의 구조를 나타낸 정, 측면도.

도 5a,5b는 본 발명에 따른 상부전극의 구조를 나타낸 정, 측면도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 - 본체프레임 20 - 하부전극장치 201 - 바디

202 - 메인샤프트 203 - 홀 204 - 냉각수 공급관

205 - 가이드휘일 206 - 인써트 홀더 207 - 하부전극

208 - 쿠션링 209 - 스프링 210 - 스터드볼트

211 - 바디커버 212 - 커버링 213 - 브러시

214 - 스프링 플러그 215 - 센서도그 216 - 브러시

217 - 회전센서 218 - 타이밍풀리 219 - 로터리 조인트

220 - 모터 221 - 타이밍풀리 222 - 타이밍벨트

223 - 브래킷 30 - 용접물 고정장치 301 - 하우징

302 - 샤프트 303 - 에어실린더 304 - 고정헤드

305 - 안내관 306 - 가이드 40 - 상부전극장치

401 - 바디 402 - 메인샤프트 403 - 홀

404 - 냉각수 공급관 407 - 상부전극 411 - 바디커버

412 - 커버링 413 - 브러시 414 - 스프링 플러그

418 - 타이밍 풀리 419 - 로터리조인트 420 - 모터

421 - 타이밍풀리 422 - 타이밍벨트 50 - 높이조절장치

501 - 하우징 502 - 샤프트 503 - 에어실린더

505 - 안내관 506 - 가이드 60 - 가동몸체

601 - 가이드레일 70 - 수평조절장치 701 - 스크루축

702 - 회전레버 80 - 콘트롤박스

Claims

본체프레임(10) 하부에 지지되어 일측에는 하부전극(207)을 갖고 구동장치에 의해 회전되는 메인샤프트(202)를 갖고, 바디(201)내 메인샤프트(202) 둘레에 밀착되어 슬라이딩되는 브러시(213)를 구비하며 바디(201)의 일측에는 전기를 공급하는 스프링플러그(214)가 브러시(213)에 연결되어 용접물을 용접하는 상부전극장치(40)와,

상기 본체프레임(10)의 상부에 지지되는 하우징(301)내에 설치되면서 상기 하우징(301) 상부에 설치된 에어실린더(303)에 연결되어 상기 하부전극(207) 쪽으로 출몰하는 샤프트(302)를 구성하고, 상기 샤프트(302)의 하단에 하부전극(207)과 동심축상에서 회전되는 고정헤드(304)를 피봇연결하여 용접물을 고정하는 용접물 고정장치와,

바디(401)내에 지지되어 일측에는 상부전극(407)을 갖고 구동장치에 연결되어 회전되는 메인샤프트(402)를 갖고, 바디(401)내의 메인샤프트(402) 둘레에는 밀착되어 슬라이딩되는 브러시(413)를 구비하며, 바디(401)의 일측에는 전기를 공급하는 스프링플러그(414)가 브러시(413)에 연결 설치되어 하부전극(207)에 놓여진 용접물을 용접하는 상부전극장치(40)와,

상기 본체 프레임(10)상에서 가이드레일(601)을 타고 슬라이딩 이동되는 가동프레임(60)과,

상기 가동프레임(60) 상부에 설치된 하우징(501)내에서 상부에 설치된 에어실린더(503)에 의해 출몰되는 샤프트(502)를 구비하고, 샤프트(502)의 하단에 상기 상부전극장치(40)의 하우징(501)을 연결 구성하여 높이를 조절하는 높이조절장치(50)와,

상기 가동몸체(60)를 용접물 쪽으로 전후진시키는 수평조절장치(70)와,

상기 각 장치를 제어하는 메인 콘트롤박스(80)로 구성된 것을 특징으로 하는 이형소재 용접용 시임 용접장치.
제 1 항에 있어서, 상기 상,하부전극장치(40)(20)의 구동장치는,

상기 메인샤프트(402)(202)의 하부에 함께 회전되게 설치된 타이밍 풀리(418)(218)와,

상기 본체 프레임(10)에 지지되고 상기 메인샤프트(402)(202)의 타이밍 풀리(418)(218)에 타이밍벨트(422)(222)로 연결되어 상기 콘트롤박스(80)의 제어부에 제어를 받아 용접물에 비례하여 변속되어 상기 메인샤프트(402)(202)를 회전 구동시키는 저속모터(420)(220)로 구성된 것을 특징으로 하는 이형소재 용접용 시임 용접장치.
제 2 항에 있어서, 상기 하부전극장치의 메인샤프트(202)에 설치된 센서도그(215) 및 본체 프레임(10)에 브래킷(216)으로 지지되어 상기 센서도그(215)의 회전을 감지하여 메인샤프트(202)의 회전수를 감지하는 회전센서(217)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 이형소재 용접용 시임 용접장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수평조절장치(70)는,

상기 본체 프레임(10)에 공회전가능하게 스크루축(701)이 가로 방향으로 설치되고 그 일단은 상기 가동몸체(60)의 후측에 피봇연결되어 다른 일단에 설치된 회전레버(702)의 조작에 의해 스크루축(701)과 함께 가동몸체(60)가 전후진되도록 한 것을 특징으로 하는 이형소재 용접용 시임 용접장치.
제 1 항에 있어서, 상기 용접물 고장장치(30)와 높이조절장치(50)에는 샤프트(302)(502)와 평행하게 연결설치되면서 상기 하우징(301)(501)에 설치된 안내관(305)(501)내에 설치되어 상기 샤프트(302)의 직선운동을 보강하는 가이드(506)를 구성한 것을 특징으로 하는 이형소재 용접용 시임 용접장치.
제 1 항에 있어서, 상기 하부전극(207)장치는,

상기 메인샤프트 상단에 인써트홀더(206)를 구성하여 이에 상기 하부전극(207)이 볼트결합되도록 함으로써 용접물의 크기 및 형상에 따라 교체가능하도록 한 것을 특징으로 하는 이형소재 용접용 시임 용접장치.
제 1 항에 있어서, 상기 상,하부전극(207)장치의 메인샤프트(402)(202)의 후단에 내부로 냉각수를 공급하는 로터리 조인트(419)(219)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 이형소재 용접용 시임 용접장치.