KR100600122B1

KR100600122B1 - 용접 와이어 절단장치

Info

Publication number: KR100600122B1
Application number: KR1020040053549A
Authority: KR
Inventors: 황재련
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-07-09
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2006-07-13
Also published as: KR20060004438A

Abstract

본 발명은, 토치 몸체와, 상기 몸체 내측 전방에 지지부재에 의해서 고정되는 팁과, 그리고 상기 팁의 중심에 관통 형성된 관통홀을 통해서 몸체 전방으로 노출되는 용접 와이어를 포함하는 용접장치에서, 작업 후 팁의 전방으로 노출된 용접 와이어를 절단하는 절단장치에 관한 것으로: 상기 팁은 후방 끝단이 경사를 가지고 있으며; 상기 몸체 내의 팁 후방에 위치하며 중심에 상기 용접와이어가 통과하는 공급홀이 형성되어 있으며, 전방 끝단은 상기 팁의 후방 끝단 경사와 대응하는 경사를 가지고 있어 전방으로 가압되는 힘에 의해서 상기 전방끝단이 상기 팁의 후방 끝단의 경사를 따라 측면으로 이동하여 상기 팁의 관통홀과 상기 공급홀이 어긋나게 됨으로써 용접 와이어를 절단하는 커터와; 그리고 상기 커터를 전방으로 가압하는 힘을 부여하는 가압수단을 구비하는 절단장치를 제공하며, 상기 절단장치는 토치 몸체와 함께 이동할 수 있어 별도의 절단장치를 요하지 않으며, 작업능률을 향상시킬 수 있다.

Description

용접 와이어 절단장치{Welding wire cutting device}

도 1은 자동차 조립시 사용되는 용접장치를 나타내는 도면;

도 2a 및 도 2b는 종래의 용접와이어 절단장치를 나타내는 도면;

도 3은 본 발명에 따르는 용접와이어 절단장치를 나타내는 도면;

도 4는 도 3의 캠 부분을 확대하여 도시한 사시도;

도 5는 본 발명에 따르는 용접 와이어 절단장치의 작용을 나타내는 도면; 그리고

도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따르는 용접와이어 절단장치의 작용을 분해해서 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

30 : 몸체 32 : 용접 와이어

40 : 팁 41 : 관통홀

50 : 커터 51 : 공급홀

60 : 가압수단 61 : 실린더

62 : 로드 63 : 캠

70 : 탄성부재 80 : 연결부재

본 발명은 CO₂ 용접 와이어를 절단하는 절단장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접장치 자체에 와이어 절단장치를 구비하여 용접 후 용접장치의 팁 전방으로 노출되어 있는 용접 와이어를 자동적으로 절단하도록 함으로써, 생산성을 향상시키고 후속되는 다른 용접작업의 품질을 향상시킬 수 있는 용접 와이어 절단장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 차체 조립시 많이 사용되는 CO₂ 용접장치(10) 도 1에 도시된 바와 같이 다수개의 회전 가능한 링크부재(11a, 11b,...)와, 상기 링크부재의 단부에 구비된 용접용 토치(20)로 구성되며, 상기 링크부재에 의해서 토치(20)를 용접될 위치까지 이동시켜 용접을 행한다. CO₂ 용접은 용접의 대상이 되는 모재와 용접 와이어 사이에 전극을 가해 발생한 아크를 발생시키고, 발생된 아크에 의해서 용접 와이어를 녹여 용접을 행하는 것으로, 용접 시 토치(20) 내측으로부터 용접부에 CO₂ 가스를 분출시켜 고온으로 녹은 용접 와이어가 공기 중의 산소와 결합하여 산화되어 용접 결합의 결합력을 약화시키는 것을 방지한다.

도 2a 및 도 2b는 종래 토치(20)의 단면도로서, 용접 와이어(23)가 공급되도록 중심에 관통홀(210)이 형성된 팁(21)과, 상기 팁(21)을 감싸는 몸체(22)로 구성되어 있다. 상기 팁(21)은 지지부재(25)에 의해서 상기 몸체(22)에 고정 결합된다. 상기 용접 와이어(23)는 용접 중에 상기 팁(21)의 관통홀(210)을 통해서 소정의 양 씩 공급된다. 한편, 도 2a 및 도 2b에 도시된 것과 같이 하나의 용접작업을 완료하면 팁(21) 끝단으로부터 용접 와이어(23)가 노출된다. 상기 노출된 용접 와이어(23)의 노출 길이가 불규칙하며, 또한 용접 와이어(23)의 끝단이 둥글게 뭉쳐져 있어 후속 용접 작업 시 아크 발생이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 있다. 종래에는 이를 방지하기 위해서 작업자는 후속 용접 작업 전에 절단장치를 사용하여 팁(21) 끝단으로부터 돌출된 용접 와이어(23)를 절단하였다. 구체적으로는 도 2a에 도시된 것과 같이 작업자가 절단기(12)를 사용하여 수작업으로 용접 와이어(23)를 절단하거나, 도 2b에 도시된 것과 같이 로봇 등 자동절단장치(13)에 의해서 용접 와이어(23)를 절단하였다.

하지만, 절단기(12)로 용접 와이어(23)를 절단할 경우에는 용접 와이어(23)가 팁(21)으로부터 노출되는 길이를 일정하게 할 수 없는 문제점이 있으며, 이는 다음 용접작업 시 용접이 불균일하게 되어 제품 품질을 저하시키는 원인이 된다. 또한, 자동절단장치(13)를 사용하는 경우에는 작업위치까지 자동절단장치(13)를 이동시켜야 하며 이를 위해서 작업자는 토치가 있는 곳을 로봇에게 일일이 알려주어야 하기 때문에 작업 능률을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 토치 내측 팁 후방에 절단 커터를 구비하고 용접 와이어를 절단하도록 함으로써 일정한 양의 용접 와이어를 팁으로부터 노출시켜 용접의 품질을 일정하게 함과 동시에 별도의 절단장치를 구비할 필요성을 없애 작업능률을 향상시킬 수 있는 용접 와이어 절단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 토치 몸체와, 상기 몸체 내측 전방에 지지부재에 의해서 고정되는 팁과, 그리고 상기 팁의 중심에 관통 형성된 관통홀을 통해서 몸체 전방으로 노출되는 용접 와이어를 포함하는 용접장치에서, 작업 후 팁의 전방으로 노출된 용접 와이어를 절단하는 절단장치로서: 상기 팁은 후방 끝단이 경사를 가지고 있으며; 상기 몸체 내의 팁 후방에 위치하며 중심에 상기 용접와이어가 통과하는 공급홀이 형성되어 있으며, 전방 끝단은 상기 팁의 후방 끝단 경사와 대응하는 경사를 가지고 있어 전방으로 가압되는 힘에 의해서 상기 전방끝단이 상기 팁의 후방 끝단의 경사를 따라 측면으로 이동하여 상기 팁의 관통홀과 상기 공급홀이 어긋나게 됨으로써 용접 와이어를 절단하는 커터와; 그리고 상기 커터를 전방으로 가압하는 힘을 부여하는 가압수단을 구비함으로써, 토치 몸체와 함께 이동할 수 있어 별도의 절단장치를 필요로 하지 않는다.

또한, 본 발명의 상기 가압수단은: 상기 커터의 후방 끝단에 접촉하고 있으며, 몸체와 회전가능하게 연결되는 캠과; 상기 몸체의 외측에 부착되며 신축 가능한 로드를 구비하는 실린더와; 상기 로드와는 회전가능하게 연결되고 상기 캠과는 캠의 회전축에 고정 연결되는 연결부재를 포함하며; 상기 로드의 신축에 의해서 상기 캠의 회전축을 중심으로 소정의 각도로 회전하는 연결부재의 회전에 의해서 캠이 함께 회전하여 커버를 가압 또는 감압 시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 몸체 내측에 상기 커터가 가압수단에 의해서 가압됨 에 따라 이동하는 측에 탄성부재를 구비하여, 가압 시 탄성력을 저장하고 가압이 제거되면 상기 커터를 원위치로 복귀시키도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 용접와이어 절단장치의 구성 및 작용에 대해서 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명에 따르는 용접와이어 절단장치를 나타내는 도면이며, 도 4는 도 3의 캠 부분을 확대하여 도시한 사시도이며; 도 5는 본 발명에 따르는 용접 와이어 절단장치의 작용을 나타내는 도면이며, 그리고 도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따르는 용접와이어 절단장치의 작용을 분해해서 나타내는 도면이다.

먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따르는 용접 와이어 절단장치는 토치 몸체(30)의 내측 지지부재(31)에 의해서 지지되며, 내측에 형성된 관통홀(41)을 통해서 용접 와이어(32)가 공급되는 팁(40)을 구비하고 있으며, 상기 팁(40)의 후방 끝단은 전방으로 기울어지는 경사를 가지고 있다. 또한, 상기 팁(40)의 후방에는 몸체(30) 내측으로 커터(50)가 설치되어 있다.

상기 커터(50)는 전방 끝단이 상기 팁(40)의 후방 끝단의 경사와 대응하는 경사를 가지고 있어 팁(40)의 후방 끝단과 접하고 있으며, 상기 커터(50)는 몸체(30)에 대해서 지지부재 등에 의해서 지지되지 않고 이동가능하게 설치되어 있다. 이러한 구성에 의해서 상기 커터(50)가 전방으로 가압될 경우, 커터(50)는 팁(40)의 후방 끝단 경사를 따라 몸체의 일측으로 이동하게 된다(도 5 참조). 또한 상기 커터(50)의 중심에는 용접 와이어(32)가 공급되는 공급홀(51)이 관통하여 형성되어 있다. 상기 커터(50)의 전방 끝단에서 상기 공급홀(51) 주위는 용접 와이어를 절단 할 수 있는 강도를 가지는 재질로 만들어지는 것이 바람직하다. 상기 커터(50)는 용접 와이어(32)를 절단하지 않는 경우 즉 용접이 진행되는 경우에는 상기 공급홀(51)이 상기 팁(40)의 관통홀(41)과 중심이 일치하는 위치에 위치하여 용접 와이어(32)를 상기 관통홀(41)을 통해서 팁(40)의 전방으로 공급하는 작용을 한다. 하지만 용접을 끝내고 용접 와이어(32)를 절단하는 경우에는 상기 커터(50)가 팁(40)의 후방 끝단의 경사를 따라서 이동하게 되어 상기 공급홀(51)이 팁(40)의 관통홀(41)과 어긋나게 되고 그 결과 용접 와이어(32)가 절단된다.

한편, 용접 와이어(32) 절단시 상기 커터(50)가 팁(40)의 후방 끝단의 경사를 따라 이동하는 측면의 몸체 내주면에는 탄성부재(70)가 설치되어 있다. 상기 탄성부재(70)는 상기 커터(50)가 이동하여 가압되면 탄성력을 축적하고 있다가, 커터(50)를 가압하는 힘이 제거될 경우에는 상기 축적된 탄성력으로 커터(50)를 원위치(커터의 공급홀과 팁의 관통홀이 일치하는 위치)로 복귀시켜 다시 용접 와이어(32)가 공급될 수 있도록 한다. 한편, 상기 탄성부재(70)는 상기 커터(50)의 측면을 따라서 형성된 오목홈(52)에 삽입되도록 설치되어, 커터(50)로부터 전달받는 힘 및 커터(50)에 전달하는 힘이 오차 없이 전달되도록 한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 커터를 전방으로 가압하는 가압수단(60)의 일예를 도시하고 있는데, 상기 가압수단(60)은 본 발명의 기술사상에 근거하여 당업자가 충분히 설계 변경할 수 있다. 본 실시예에서 가압수단(60)은 실린더(61)의 신축에 의해서 회전하는 캠(63)에 의해서 커터(50)를 전방으로 가압하는 구성을 가지고 있다. 상기 실린더(61)는 몸체(30)의 외측에 회전가능하게 설치되며 신축 가 능한 로드(62)를 구비하고 있다.

상기 캠(63)은 도 4에 도시한 것과 같이 회전축(P)으로부터 가까운 단측 단부(630a)와 먼 장측 단부(630b)를 가지고 있으며, 상기 회전축(P)으로부터 먼 장측 단부(630b)가 커터(50)의 후 방면에 접촉하게 될 경우 상기 커터(50)가 전방으로 가압된다. 상기 캠(63)은 몸체(30)의 내측 커터(50)의 후방에 대칭적으로 두개가 설치되어 있다. 상기 캠(63)의 회전축(P)은 도 4에 도시된 것과 같이 몸체(30)와 회전가능하게 설치되며, 몸체(30) 외측으로 돌출되어 있어 전후방향으로는 몸체(30)에 고정된다. 또한, 상기 몸체(30) 외측으로 돌출된 회전축(P)에는 연결부재(80)가 고정 연결되며, 상기 연결부재(80)는 실린더 로드(62)와 회전가능하게 연결된다.

이러한 구성에 의해서 상기 로드(62)가 전방으로 이동하게 되면 연결부재(80)의 로드 측 단부가 전방으로 이동하게 되며, 이때 캠 측 단부가 회전축(P)을 중심으로 회전하게 된다. 상기 캠 측 단부는 회전축(P)에 고정되어 있기 때문에 상기 회전으로 인해서 회전축(P)이 회전하게 되고 이에 따라 캠(63)이 회전하게 된다.

상기 구성을 가지는 본 발명에 따르는 용접와이어 절단장치의 작용에 대해서 상세하게 살펴본다. 먼저, 도 6a는 용접을 행한 후 용접 와이어(32)가 팁(40)의 전방 끝단으로부터 노출된 상태(도 6a)를 나타낸다. 이 상태에서는 커터(50)의 공급홀(51)과 팁(40)의 관통홀(41)이 일치하고 있어 용접 와이어(32)가 연결된 상태를 유지하고 있다. 이후, 용접 와이어(32)를 절단하기 위해서 실린더(61)에 유체를 주 입하면, 도 5에 도시한 것과 같이 실린더 로드(62)가 전방으로 이동하게 되고, 상기 연결부재(80)의 로드 측 단부가 전방으로 이동하게 되며, 이에 따라서 연결부재(80)의 캠 측 단부가 회전축(P)을 중심으로 회전하게 된다. 그 결과 캠(63)이 회전하여 도 6b에 도시한 것과 같이, 캠(63)의 장측 단부(630b)가 커터(50)의 후방면을 가압하게 되면, 상기 커터(50)가 캠(63)의 후방 경사면을 따라서 측면을 이동하게 되고, 상기 커터(50)의 공급홀(51)과 팁(40)의 관통홀(41)이 어긋나게 되어 용접 와이어(32)가 절단된다. 이때 탄성부재(70)는 일측으로 수축하여 탄성력을 저장하게 된다.

이후 실린더의 로드(62)가 수축하여 후방으로 이동할 경우에 상기 캠(63)이 도 6c에 도시한 것과 같이 상기 가압시와 반대방향으로 회전하게 되며, 이 때 커터(50)를 가압하는 힘이 제거되기 때문에 상기 탄성부재(70)의 복원력에 의해서 커터(50)가 다시 원래 위치로 복귀된다. 이후 사용자는 상기 용접 와이어(32)를 공급하여 팁(40)으로부터 노출되는 길이(L)를 일정하게 유지할 수 있다.

상기 살펴본 바와 같이, 본 발명은 토치 몸체 내측 팁의 후방에 커터를 구비하고 상기 커터를 전방으로 가압함으로써 용접 와이어를 절단할 수 있는 용접 와이어 절단장치를 제공하며, 몸체와 함께 이동하기 때문에 별도의 절단장치를 구비할 필요가 없으며 별도의 작업위치까지 이동시킬 필요가 없어 작업능률을 향상시킬 수 있다.

또한 용접 와이어를 수작업으로 절단하지 않고 몸체 내에서 절단한 후 용접 시 다시 용접 와이어를 공급하여 토치 전방으로 노출시킬 수 있기 때문에 항상 일정한 노출 길이를 유지하도록 하여 다음 용접시 용접 품질을 향상시키며 항상 일정한 수준의 용접 품질을 유지할 수 있다.

Claims

토치 몸체와, 상기 몸체 내측 전방에 지지부재에 의해서 고정되는 팁과, 그리고 상기 팁의 중심에 관통 형성된 관통홀을 통해서 몸체 전방으로 노출되는 용접 와이어를 포함하는 용접장치에서, 작업 후 팁의 전방으로 노출된 용접 와이어를 절단하는 절단장치로서:

상기 팁은 후방 끝단이 경사를 가지고 있으며;

상기 몸체 내의 팁 후방에 위치하며 중심에 상기 용접와이어가 통과하는 공급홀이 형성되어 있으며, 전방 끝단은 상기 팁의 후방 끝단 경사와 대응하는 경사를 가지고 있어 전방으로 가압되는 힘에 의해서 상기 전방끝단이 상기 팁의 후방 끝단의 경사를 따라 측면으로 이동하여 상기 팁의 관통홀과 상기 공급홀이 어긋나게 됨으로써 용접와이어를 절단하는 커터와; 그리고

상기 커터를 전방으로 가압하는 힘을 부여하는 가압수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 용접와이어 절단장치.
제1항에 있어서,

상기 가압수단은 :

상기 커터의 후방 끝단에 접촉하고 있으며, 몸체와 회전가능하게 연결되는 캠과;

상기 몸체의 외측에 부착되며 신축 가능한 로드를 구비하는 실린더와;

상기 로드와는 회전가능하게 연결되고 상기 캠과는 캠의 회전축에 고정 연결되는 연결부재를 포함하며;

상기 로드의 신축에 의해서 상기 캠의 회전축을 중심으로 소정의 각도로 회전하는 연결부재의 회전에 의해서 캠이 함께 회전하여 커버를 가압 또는 감압 시키는 것을 특징으로 하는 용접와이어 절단장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 몸체 내측에 상기 커터가 가압수단에 의해서 가압됨에 따라 이동하는 측에 탄성부재를 구비하여, 가압 시 탄성력을 저장하고 가압이 제거되면 상기 커터를 원위치로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 용접와이어 절단장치.