KR100705264B1 - 하이드로포밍 튜브의 용접부 자동 정렬장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이드로포밍용 벤딩 튜브의 용접 부위를 용접 홀더와 수직으로 정렬시키기 위한 장치에 관한 것으로써, 소정의 안착판 상에 튜브의 곡률과 상응한 안착면을 가지며 일정 길이로 설치되는 이동판과, 상기 이동판의 저부에 설치되어 안착된 튜브를 회전시키는 회전 수단과, 상기 회전 수단에 의해 회전되는 튜브의 이격된 양단의 용접 부위를 용접 홀더와 수직이 되는 위치에서 정지시켜주는 정지 수단 및 상기 회전되는 튜브의 양측을 지지하는 고정 수단을 포함하여, 원형으로 가공된 소재를 용접하기 위하여 용접할 위치를 자동으로 맞추고, 위치가 맞춰진 상태에서 용접부위가 틀어지지 않도록 완전고정 한 후 용접을 하여 튜브를 생산하므로 용접결함을 없애는 것에 의해서 제품의 품질향상과 작업시간단축등의 효과가 있다.

하이드로포밍, 튜브, 이동판, 안내판, 지지바, 용접, 중심, 정렬

Description

하이드로포밍 튜브의 용접부 자동 정렬장치{APPARATUS FOR ALIGNING WELDING POINT OF HYDROFORMING TUBE AUTOMATICALLY}

도 1은 종래 기술에 따른 용접 결함에 대한 이해도;

도 2는 본 발명에 따른 장치의 구성을 도시한 참조도;

도 3은 본 발명에 따른 장치의 구성도;

도 4는 본 발명에 따른 장치의 튜브 위치 설정을 도시한 도면;

도 5는 본 발명에 따른 장치를 이용한 튜브 시험 결과를 도시한 참조 도면; 및

도 6은 본 발명 장치를 이용하여 용접한 튜브의 제품.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 제품 2: 튜브

11: 안착판 12: 실린더

13: 가이드 14: 지지대

15: 고정대 21: 실린더

22: 이동판 23: 모터

24: 기어 25: 볼

31: 조립판 32: 센서

33: 스프링 34: 연결봉

35: 안내판

본 발명은 자동차의 연비 개선의 목적으로 하는 경량화를 위한 자동차 부품 생산을 위한 하이드로포밍제품을 생산하는 튜브를 용접하기 위한 원형의 철판을 고정하는 고정창지에 관한 것으로, 특히, 원형으로 밴딩된 제품을 용접하기 위하여 용접할 위치를 자동으로 맞추고, 위치가 맞춰진 상태에서 용접부위가 틀어지지 않도록 완전고정 한 후 용접하기 위한 하이드로포밍 튜브의 용접부 자동 정렬장치에 관한 것이다.

일반적으로, 하이드로포밍 공정은 고압의 유체를 소재 튜브 내부에 담지시키고 더욱 압력을 가하여 상, 하부 금형의 틀에 맞추어 확관시키는 공정이다. 이러한 공정을 수행하기 위해서는 우선 소재 튜브를 금형 상부에 피딩(feeding)시켜야 하고 공정을 위해서는 소재 튜브내부에 소정의 유체(성형유)를 주입하고 이를 고압으로 가압하여 소재 튜브를 확관시키게 된다.

종래에는, 원형으로 가공된 튜브 형상의 철판을 고정하는 장치는 있으나, 클 램프에 의해 수작업으로 고정하고 용접을 위한 용접기 베이스에 고정하여 용접을 하고 있다. 그러나 원형의 길이가 긴 소재이므로 용접 시 용접열에 의하여 중앙부분으로 갈수록 간격이 발생하여 용접이 되지 않고 결함이 발생한다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 튜브(2)의 용접부가 중앙에 일치하지 않고 한쪽으로 치우치면서 외관으로는 불량을 확인 불가능하나, 용접성 평가를 위한 시험기에서 고압의 액체를 넣어 시험을 해 보면 도면에서 표시한 바와 같이 튜브(2)의 용접부가 터져 제품(1)으로 만들 수 없는 불량이 발생하여 연속적으로 제품(1)을 생산하는 공정에서 튜브(2)가 적기에 공급 되지 않아 제품이 적기에 납품되지 못하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 원형의 튜브 소재를 정확히 정렬시켜 용접에 따른 결함을 배제시키도록 구성되는 하이드로포밍 튜브의 용접부 자동 정렬장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 튜브를 용접하기 전에 자동으로 중심이 용접 홀더와 수직이 되도록 맞추어 항상 일정하고 결함이 없는 튜브 소재를 획득할 수 있도록 구성되는 하이드로포밍 튜브의 용접부 자동 정렬장치를 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 하이 드로포밍용 벤딩 튜브의 용접 부위를 용접 홀더와 수직으로 정렬시키기 위한 장치에 있어서, 소정의 안착판 상에 튜브의 곡률과 상응한 안착면을 가지며 일정 길이로 설치되는 이동판과, 상기 이동판의 저부에 설치되어 안착된 튜브를 회전시키는 회전 수단과, 상기 회전 수단에 의해 회전되는 튜브의 이격된 양단의 용접 부위를 용접 홀더와 수직이 되는 위치에서 정지시켜주는 정지 수단 및 상기 회전되는 튜브의 양측을 지지하는 고정 수단을 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 장치의 구성을 도시한 참조도이고, 도 3은 본 발명에 따른 장치의 구성도이다.

본 발명에 따른 하이드로 포밍 튜브의 용접부 정렬장치는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 우선 용접용 튜브를 고정하는 고정부와, 상기 고정된 튜브를 회전시켜 용접부를 용접 홀더와 수직이 되도록 정렬시키는 맞춤부를 포함한다.

용접용 튜브(2)를 고정하는 고정부는 안착판(11)의 상부에 용접을 위한 튜브(2)의 길이에 맞도록 실린더(12)를 다수로 조립한다. 이 실린더(12)의 전면에는 이동가능한 가이드(13)를 조립하고 가이드(13)의 안쪽에는 튜브(2) 소재의 표면 결함 없이 고정이 가능하며, 용접열에 견디는 소재를 이용하여 내면에 튜브(2)의 외경이 맞도록 하는 홈을 구비한 지지바(14)를 조립한다. 또한, 상기 지지바(14)와 동일한 형상을 가지도록 제작된 지지바(14)를 반대편에 설치하고 고정대(15)로서 고정하는 구조로 이루어 진다.
상기 튜브(2)의 외주면과 접하는 상기 지지바(14)의 부분은 곡형의 홈으로 형성하되, 상기 튜브(2)의 곡률보다 작도록 형성한다.

용접부 위치를 정확하게 맞추는 맞춤부는 안착판(11)에 조립되며 양쪽의 지지바(14)의 사이에 조립되도록 하고, 튜브(2)의 길이와 동일한 크기에 전, 후면은 돌출부를 가지고 이 돌출부에는 원호의 형상과 내부에 다수의 볼(25)을 구비하여 회전이 쉽도록 하는 이동판(22)을 조립하며, 이 이동판(22)의 돌출부의 한쪽에 기어(24)를 조립하며, 이때 기어(24)는 원호의 상부면에서 약간의 돌출을 하여 원형의 튜브(2)가 회전할 수 있도록 하며, 기어(24)의 회전은 모터(23)로서 하는 구조로 이루어 지고, 튜브(2) 용접을 위한 정확한 위치를 잡도록 기울기를 가진 안내판(35)을 구비하고 안내판(35)은 원활한 작동을 위한 연결봉(34)으로 고정되며, 연결봉(34)의 후면에 스프링(33)을 끼워 조립판(31)에 조립하고, 안내판(35)의 작동을 제어하는 센서(32)가 조립되는 구조로 구성된다.

도 4는 본 발명에 따른 장치의 튜브 위치 설정을 도시한 도면으로써, 이하 본 발명의 동작 관계를 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 원형으로 가공된 튜브(2)를 이송하여 지지바(14)의 사이인 이동판(22)의 상부에 안착하고, 실린더(12)를 작동하여 가이드(13)를 밀어 지지바(14)가 움직여 튜브(2)와 접촉하지 않고 회전이 가능한 맞춤 위치로 이동시킨다. 이때, 안내판(35)은 튜브(2)의 상황에 따라 중심이 정확하게 일치하지 않으면 안내판(35)이 뒤로 밀려 연결봉(34)의 끝단이 센서(32)와 접촉되어 있는 상태이다.

그후, 실린더(21)를 업 하여 이동판(22)에 안착된 튜브(2)가 지지바(14)의 중심에 맞도록 한 다음, 모터(23)를 작동하여 기어(24)를 회전시킨다. 이때 기어(24)와 접촉하여 안착된 튜브(2)는 볼(25)의 영향에 의하여 원활하게 회전을 하게 될 것이다. 그후, 상기 튜브(2)의 끝단에 접촉된 안내판(35)이 튜브(2)의 홈을 인식하여 내부로 인입 되면 연결봉(34)이 스프링(33)에 의하여 전진하고 센서(32)와 접촉된 연결봉(34)이 떨어지면서 홈 위치를 감지하여 모터(23)의 회전 동작을 정지하여 중심을 정확하게 맞추고, 다음 실린더(12)가 완전 전진하여 지지바(14)가 튜브(2)를 밀어 완전 고정하여 동작을 멈추고, 이렇게 튜브(2)의 완전 고정이 마무리 되면 용접기를 작동하여 용접을 하도록 작용한다.

[실시예]

도 5는 본 발명 장치를 이용한 튜브 시험결과 사진을 이용하여 실시예를 설명하면, 상기와 같은 구조를 가진 장치를 이용하여 튜브(2)의 중심을 정확하게 맞추고, 완전 고정하여 용접을 하여 용접성 평가를 위한 평가장치에서 고압의 액압으로 압축시험을 한결과 사진에서와 같이 용접부는 이상이 없으며, 용접부가 아닌 소재부에서 파단이 이루어지므로 완전한 용접이 이루어 짐을 알 수 있다. 도 6은 본 발명 장치를 이용하여 용접한 튜브를 이용하여 만들어진 제품을 보여주는 사진이다.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.

본 발명에 의하면 원형으로 가공된 소재를 용접하기 위하여 용접할 위치를 자동으로 맞추고, 위치가 맞춰진 상태에서 용접부위가 틀어지지 않도록 완전고정 한 후 용접을 하여 튜브를 생산하므로 용접결함을 없애는 것에 의해서 제품의 품질향상과 작업시간단축등의 효과가 있다.

Claims (6)

1. 하이드로포밍용 벤딩 튜브의 용접 부위를 용접 홀더와 수직으로 정렬시키기 위한 장치에 있어서,

   소정의 안착판 상에 튜브의 곡률과 상응한 안착면을 가지며 일정 길이로 설치되는 이동판;

   상기 이동판의 저부에 설치되어 안착된 튜브를 회전시키는 회전 수단;

   상기 회전 수단에 의해 회전되는 튜브의 이격된 양단의 용접 부위를 용접 홀더와 수직이 되는 위치에서 정지시켜주는 정지 수단; 및

   상기 회전되는 튜브의 양측을 지지하는 고정 수단을 포함함을 특징으로 하는 하이드로포밍 튜브의 용접부 자동 정렬장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전 수단은,

   상기 이동판의 안착면에 일부가 돌출되도록 설치되는 다수의 볼;

   상기 볼을 회전시키는 기어 조합 수단; 및

   상기 기어 조합 수단을 회전시키는 모터를 포함함을 특징으로 하는 하이드로포밍 튜브의 용접부 자동 정렬장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 정지 수단은,

   소정의 조립판에서 전후 유동이 가능하도록 설치되는 단부가 첨예한 안내판;

   상기 안내판을 가압하는 가압 스프링;

   상기 안내판의 전후 유동을 감지하는 감지 센서를 포함하되,

   상기 안내판은 튜브의 단부와 일정 가압력을 가지며 접촉되도록 설치하여, 튜브의 회전에 따라 이격된 튜브 양단의 용접부에 일부가 삽입되어 전진하면 상기 감지 센서에 의해 센싱됨을 특징으로 하는 하이드로포밍 튜브의 용접부 자동 정렬장치.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 감지 센서는 상기 모터와 연동하도록 설치하여 상기 센서에 의해 안내판의 유동이 감지되면 모터를 정지시킴을 특징으로 하는 하이드로포밍 튜브의 용접부 자동 정렬장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 고정 수단은,

   상기 이동판에 안착된 튜브의 양측 외주면을 각각 지지하도록 설치되는 한 쌍의 지지바; 및

   상기 지지바 중 어느 하나의 지지바를 튜브의 원주 방향으로 가압하도록 설치되는 다수의 실린더를 포함함을 특징으로 하는 하이드로포밍 튜브의 용접부 자동 정렬장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 튜브의 외주면과 접하는 상기 지지바의 부분은 곡형의 홈으로 형성하되, 상기 튜브의 곡률보다 작도록 형성함을 특징으로 하는 하이드로포밍 튜브의 용접부 자동 정렬장치.

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