KR100720369B1 - 산업용 용접 기계장치 - Google Patents

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welding
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신윤은
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경성산업(주)
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Abstract

본 발명은 각종 산업에 사용하는 산업용 용접 기계장치로서, 더욱 상세하게는 용접팔장치와, 상ㆍ하 각도조절장치와, 좌ㆍ우각도조절장치와, 지그회전작동장치를 일체로 구성하여 된 것으로 동일한 품질을 요하는 제품에 있어 사람이 작업할 경우 무게가 무거워 이동이 번거로우며 정해진 위치에 균일한 용접을 요하며 작업자가 직접 용접하기에는 많은 시간을 요하는 다접점 용접을 빠른시간 내에 정확하게 용접할 수 있게 한 것이다.
본 발명은 용접을 하는 용접팔장치(A)에 있어서, 상ㆍ하 각도조절장치(B)와, 좌ㆍ우각도조절장치(C)와, 지그회전작동장치(D)를 일체로 구성하여 된 산업용 용접 로봇(E)화 함을 특징으로 한다.
상ㆍ하 각도조절장치 좌ㆍ우각도조절장치 지그회전작동장치 산업용 용접 로봇 하부고정몸체 감속모터 감속모터 축 상ㆍ하 작동축 베이스 제1서버모터 감속기 축 회전축 고정판 좌측작동스위치 우측작동스위치 주지지판 제1지그결합체 제1상ㆍ하 작동실린더 제1지그작동축 제1지지판 제1실린더 실린더 축 제1작동축 제1작동판 제1지그 제1삽입홈 제2지그결합체 제2상ㆍ하 작동실린더 제2지그작동축 제2지지판 제2실린더 제2실린더 축 제2작동축 제2작동판 제2지그 제2삽입홈 회전유닛 작동실린더 용접소재틀 결합지그 전후작동실린더

Description

산업용 용접 기계장치{Mechanism works for industry welding}
도 1은 본 발명의 측면도로서 전방으로 기울인 상태도
도 2는 본 발명의 측면도로서 평행을 유지한 상태도
도 3은 본 발명의 정면도로 평행을 유지한 상태도
도 4는 본 발명의 정면도로 용접을 위해 측면으로 기울어진 상태도
도 5는 본 발명의 지그작동부의 일부 확대 측면도로 지그가 올라간 상태도
도 6은 본 발명의 지그작동부의 일부 확대 측면도로 지그가 내려간 상태도
도면의 주요부분에 대한 부호설명
B: 상ㆍ하 각도조절장치 C: 좌ㆍ우각도조절장치
D: 지그회전작동장치 E: 산업용 용접 로봇
20: 하부고정몸체 21: 감속모터
22: 감속모터 축 23: 상ㆍ하 작동축
30: 베이스 31: 제1서버모터
32: 감속기 33: 축
34: 회전축 35: 고정판
36: 좌측작동스위치 37: 우측작동스위치
38: 주지지판 40: 제1지그결합체
41: 제1상ㆍ하 작동실린더 42: 제1지그작동축
43: 제1지지판 44: 제1실린더
45: 실린더 축 46: 제1작동축
47: 제1작동판 48: 제1지그
49: 제1삽입홈 50: 제2지그결합체
51: 제2상ㆍ하 작동실린더 52: 제2지그작동축
53: 제2지지판 54: 제2실린더
55: 제2실린더 축 56: 제2작동축
57: 제2작동판 58: 제2지그
59: 제2삽입홈 60: 회전유닛
61: 작동실린더 62: 용접소재틀
70, 71, 72, 73: 결합지그 74, 75: 전후작동실린더
본 발명은 각종 산업에 사용하는 산업용 용접 기계장치로서, 더욱 상세하게는 용접팔장치와, 상ㆍ하 각도조절장치와, 좌ㆍ우각도조절장치와, 지그회전작동장치를 일체로 구성하여 된 것으로 동일한 품질을 요하는 제품에 있어 사람이 작업할 경우 무게가 무거워 이동이 번거로우며 정해진 위치에 균일한 용접을 요하며 작업자가 직접 용접하기에는 많은 시간을 요하는 다접점 용접을 빠른시간 내에 정확하 게 용접할 수 있게 한 것이다.
종래에도 각종 산업에 있어 정밀성과 신속성을 요하는 산업현장에서 용접로봇을 많이 설치하여 사용하고 그러나 이러한 산업용 로봇에 있어서는 제 각기 용도에 알맞게 제작되어 한 곳에 설치하여 지속적인 반복작업에 투입하여 작업자 대신 용접을 하고 있다.
이러한 각종 산업용 용접 로봇에 있어 본 발명과 같이 하나의 주 용접 소재에 부 용접소재를 양측에서 일정한 거리를 두고 떨어진 상태에서 ㄱ 자형태로 각이진 소재에 용접하는 산업용 용접 로봇은 없었다.
상기와 같은 ㄱ 자형 주 용접소재에 ㄱ 자형 부 용접소재를 일정한 간격을 둔 상태에서 용접하기에는 어려운 점이 많다.
특히 작업자가 용접을 할 경우에는 별도의 치구를 사용하여 용접소재를 고정한 상태에서 용접하여야 할 뿐만아니라 용접하는 위치도 균일하며 용접부분의 용접봉량도 일정하여야만 균일한 제품을 유지하여 동일한 품질을 유지할 수 있으나 동일한 제품을 제작함에 있어 작업자가 균일한 제품을 얻기에는 상당한 기술과 숙련을 요하고 숙련공이 작업을 하여도 주 용접소재와 부 용접소재의 무게에 의해 생산성에 한계가 있는 것이다.
본 발명은 ㄱ 자형태로 꺽인 주 용접소재에 양측으로 부 용접소재를 동시에 용접하는 용도의 로봇으로 주 용접소재에 용접하고자하는 부 용접소재의 위치를 정확하게 잡아주고 좌.우 편차없이 용접하도록 한 것으로 용접지점을 전체적으로 하 는 것이 아니라 부분적으로 하여야 하므로 정확한 위치에 용접가능하도록 한 것으로 이를 첨부도면에 의거 상세리 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 용접을 하는 용접팔장치(A)와, 상ㆍ하 각도조절장치(B)와, 좌ㆍ우각도조절장치(C)와, 지그회전작동장치(D)를 일체로 구성하여 된 산업용 용접 로봇(E)화 된 것이다.
이의 산업용 용접 로봇(E)은 각각의 장치를 작동함에 있어 실린더를 작동하는 유압또는 공압과 전류의 공급에 의해 움직이는 것이다.
상기 용접팔장치(A)는 기부유닛(10)에 제1모터(11)를 연결한 제1아암(13)과, 끝단에 제2모터(12)를 결합한 제2아암(14)으로 되며, 제2아암(14)의 선단에는 용접헤드(15)를 결합한 것이다.
상기의 상ㆍ하 각도조절장치(B)는 하부고정몸체(20) 일측에 감속모터(21)를 설치하며 감속모터(21)의 축(22)에는 상ㆍ하 작동축(23)을 결합하며, 이의 상ㆍ하 작동축(23)에는 좌ㆍ우각도조절장치(C)를 결합한다.
상기의 감속모터(21)의 축(22)과 상ㆍ하 작동축(23)의 결합은 플랜지 형태로서 결합한다.
상기의 좌ㆍ우각도조절장치(C)의 베이스(30) 후방에는 제1서버모터(31)와 결합하는 감속기(32) 축(33)에 결합하는 회전축(34) 상에 고정판(35)을 설치한다.
좌ㆍ우각도조절장치(C)의 베이스(30)의 양측에는 좌측작동스위치(36)와 우측작동스위치(37)를 결합한다.
상기 감속기(32) 축(33)에 회전축(34)을 연결 결합함에 있어 플랜지식으로 결합한다.
이의 고정판(35)의 상단에는 지그회전작동장치(D)를 설치한다.
상기 지그회전작동장치(D)의 고정판(35) 중앙에는 전면에 작동실린더(61)를 결합한 회전유닛(60)을 설치하며, 회전유닛(60)의 상측에는 주지지판(38)을 고정한다.
상기 주지지판(38)의 좌.우 양측에는 제1지그결합체(40)와 제2지그결합체(50)로 구성되며, 제1지그결합체(40)는 일측에 제1상ㆍ하 작동실린더(41)와 제1지그작동축(42)을 결합한 제1지지판(43) 상에는 제1실린더(44)를 고정하며 제1실린더 축(45)에는 양측으로 제1작동축(46)을 일체로 한 제1작동판(47) 아래에 제1지그(48)를 결합한 것이다.
이의 제1지그(48) 형상은 양측으로 경사각이 형성되는 ㄱ 자 모양이며 중앙부분에 제1삽입홈(49)이 형성되도록 만든 것이다.
상기의 지그회전작동장치(D)의 제2지그결합체(50)는 일측에 제2상ㆍ하 작동실린더(51)와 제2지그작동축(52)을 결합한 제2지지판(53) 상에는 제2실린더(54)를 고정하며 제2실린더 축(55)에는 양측으로 제2작동축(56)을 일체로 한 제2작동판(57) 아래에 제2지그(58)를 결합한 것이다.
이의 제2지그(58) 형상은 양측으로 경사각이 형성되는 ㄱ 자 모양이며 중앙부분에 제2삽입홈(59)이 형성되도록 만든 것으로 제1지그(48)와 대향되게 동시에 작동되는 것이다.
상기의 주지지판(38) 상단 측에는 용접소재틀(62)을 안치하며 용접소재틀(62)의 전방과 후방의 양측으로는 용접소재틀(62) 쪽으로 움직이는 결합지그(70)(71)(72)(73)를 각각 결합하며, 이의 결합지그(70)(71)(72)(73)는 하단부분에 전방과 후방에 각각 전후작동실린더(74)(75)를 장치하였으며 전후작동실린더(74)(75)의 전후진 작동에 의해 결합지그(70)(71)(72)(73)가 후진 상태에서 전방으로 전진하여 부 용접소재(101)를 잡아주게 되는 것이다.
이와 같이 된 본 발명의 사용 상태를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 산업용 용접로봇(E)에 전원을 공급하고 모든 유. 공압을 공급하여 작동모터와 실린더가 작동이 되도록 준비하여 준다.
이 상태에서 용접하고자 하는 주 용접소재(100)를 지그회전작동장치(D)의 주지지판(38)의 중앙에 고정한 용접소재틀(62)의 상단에 올려준다.
이때 지그회전작동장치(D)의 주지지판(38)은 수평을 유지한 상태로 정지되어 있어 무게가 무거운 주 용접소재(100)를 손쉽게 정 위치에 안치할 수 있다.
이와 같이 주 용접소재(100)가 용접소재틀(62)위에 안치되면 다음으로 부 용접소재(101)를 주 용접소재(100)의 양측으로 올려준다.
부 용접소재(101)를 주 용접소재(100) 위에 올린 상태에서 결합지그(70)(71)(72)(73) 하단에 고정한 전후작동실린더(74)(75)을 작동시켜 주면, 전후작동실린더(74)(75)가 작동하기 전 상태인 실린더축이 전진 상태에 있다가 후진 되면서 결합지그(70)(71)(72)(73)의 하단부분을 후방으로 당겨주면 상단의 결합지그(70)(71)(72)(73)는 일시에 전방으로 전진하여 양쪽의 부 용접소재(101)를 양측 에서 안전하게 잡아준다.
상기와 같이 결합지그(70)(71)(72)(73)가 부 용접소재(101)를 잡아줌과 동시에 제1상ㆍ하 작동실린더(41)와 제2상ㆍ하 작동실린더(51)를 작동하면 제1상ㆍ하 작동실린더(41)와 제2상ㆍ하 작동실린더(51)의 축이 각각 상승되게 작동하여 제1지지판(43)과 제2지지판(53)을 전방으로 밀어줌과 동시에 제1지그작동축(42)과 제2지그작동축(52)이 앞으로 전진하며 제1지그(48)와 제2지그(58)가 부 용접소재(101)의 상단에 위치한 상태가 된다.
이와 같이 제1지그(48)와 제2지그(58)가 부 용접소재(101)의 상단에 위치한 상태에서 제1상ㆍ하 작동실린더(41)와 제2상ㆍ하 작동실린더(51)의 축을 결합한 제1지지판(43)과 제2지지판(53)의 상단에 고정된 제1실린더(44)와 제2실린더(54)를 작동시키면 제1실린더축(45)과 제2실린더축(55)이 아래로 내려감과 동시에
제1작동판(47)과 제2작동판(57)에 결합된 제1작동축(46)과 제2작동축(56)이 제1실린더축(45)과 제2실린더축(55)이 아래로 내려가면 제1작동판(47)과 제2작동판(57) 하단에 고정된 제1지그(48)와 제2지그(58)의 제1삽입홈(49)과 제2삽입홈(59)이 부 용접소재(101)의 상단에 삽입되어 지면서 정지된다.
이와 같은 상태에서 하부고정몸체(20)의 일측 감속모터(21)를 작동하면 감속모터(21)가 회전되며 감속모터 축(22)에 플랜지 결합된 상.하작동축(23)을 움직여 상부의 베이스(30)를 용접하기에 좋은 각도로 움직여 가장 좋은 각도 상태에서 정지한다.
상기의 상.하 각도는 이미 기계적으로 모두 초기에 설정한 상태에서 진행하 는 것이다.
다음으로 부 용접소재(101)가 주 용접소재(100) 상단에 정지된 상태가 되면 베이스(30) 후방의 제1서버모터(31)가 움직여 감속기(32)를 작동하면 감속기(32) 축(33)이 작동하여 감속기축(33)에 결합된 고정판(35)을 움직여 일측 방향으로 지그회전작동장치(D)를 기울어진다.
지그회전작동장치(D)가 일측방향으로 기울어짐에 있어 좌측이던 우측이던 시작되는 방향은 처음 기계적인 초기설정에 의해 이루어지며 어느 방향으로 먼저 작동하든 움직임은 동일하게 반복되는 것이다.
지그회전작동장치(D)가 상기처럼 작동시 일 예로 좌측 방향으로 기울어질 경우 좌측으로 기울어짐과 동시에 베이스(30)의 좌측면에 설치한 좌측작동스위치(36)를 눌러주면 좌측작동스위치(36)의 신호가 연결된 용접팔장치(A)에 명령을 전달하면 하단의 기부유닛(10)이 용접에 알맞는 회전각으로 움직인 상태에서 제1아암(13)의 제1모터(11)와 이에 연결된 제2아암(14)의 제2모터(12)의 작동에 의해 제2아암(14)의 전방에 장치된 용접헤드(15)가 정해진 위치로 움직여 차례차례로 용접을 하여 마치게 된다.
이렇게 좌측에 용접이 끝남과 동시에 용정팔장치(A)가 처음 작동 전의 중립위치에 놓여 짐과 동시에 베이스(30) 후방의 제1서버모터(31)가 회전하면 감속기(32)는 감속기 축(33)을 반대편으로 작동하여 고정판(35)을 우측으로 회전시켜 용접하기 위한 위치로 기울여 준다.
우측으로 기울어진 고정판(35)이 베이스(30)의 우측에 고정한 우측작동스위 치(37)에 도달하여 우측작동스위치(37)를 눌러줌과 동시에 고정판(35)은 우측으로 기울어진 상태에서 정지함과 동시에 우측작동스위치(37)는 다시 용접팔창치(A)에 작동신호를 전달하면 용접팔창치(A)는 우측으로 기울어진 상태로 기계에 설정된 신호에 따라 좌측의 용접시와 동일한 동작으로 용접을 하게 되는 것이다.
상기와 같이 좌.우 양측으로 용접이 마감되면 다시 베이스(30) 후방의 제1서버모터(31)와 감속기(32)가 움직여 지그회전작동장치(D)의 감속기 축(33)에 결합하는 고정판(35)이 수평을 유지하게 된다.
이와 같이 고정판(35)이 수평으로 이루어진 상태가 되면 다음 단계로 하부고정몸체(20)의 일측 감속모터(21)를 회전하여 상.하작동축(23)에 결합된 지그회전작동장치(D)를 상.하 각도 조절하여 처음 상태 작동 전의 상태에 도달하면 정지한다.
이 상태에서 제1지그결합체(40)의 제1실린더(44)와 제2지그결합체(50)의 제2실린더(54)가 작동을 하면 제1실린더축(45)과 제2실린더축(55)이 상승작동을 함과 동시에 제1실린더축(45)과 제2실린더축(55)을 올려줌과 동시에 제1실린더(44)와 제2실린더(55)를 결합한 제1작동판(47)과 제2작동판(57)을 위로 올려주어 하단의 제1지그(48)와 제2지그(58)가 부 용접소재(101)의 상단에서 이탈된다.
이와 동시에 주지지판(38) 하단의 전.후작동실린더(74)(75)가 작동되면서 전.후작동실린더(74)(75)의 축을 전방으로 밀어주면 주지지판(38) 상단의 결합지그(70)(71)(72)(73)가 후방으로 각각 밀려나면서 부 용접소재(101)에서 떨어지게 된다.
이와 같이 상하 제1지그(48)와 제2지그(58), 전후 작동용 결합지 그(70)(71)(72)(73)가 부 용접소재(101)에서 분리되어 지면 완성된 주 용접소재(100)를 분리하여 한 곳으로 수거하여 다음 단계로 이동하면 되는 것이다.
상기와 같은 작동이 모두 끝나면 한 싸이클의 작업이 완료되며 다음단계로 처음과 같은 순서로 반복작업을 하게 되는 것이다.
이와 같이 된 본 발명은 주 용접소재와 부 용접소재만 용접소재틀 위에 올려준 다음에는 모든 작업이 로봇팔에 의해 정확한 작업을 함으로 항상 일정하고 균일한 제품을 생산할 수 있으며 작업자가 직접하는 용접보다 균일한 용접이 이루어지며 많은 량을 용접할 수 있으며 용접의 숙련공이 아니라도 기계적인 스위치의 조작만으로도 제품 생산이 가능하도록 한 것이다.

Claims (5)

  1. 용접을 하는 용접팔장치(A)에 있어서,
    하부고정몸체(20) 일측에 감속모터(21)를 설치하며 감속모터(21)의 축(22)에는 상ㆍ하 작동축(23)을 결합한 상ㆍ하 각도조절장치(B)와;
    베이스(30) 후방에는 제1서버모터(31)와 결합하는 감속기(32) 축(33)에 결합하는 회전축(34) 상에 고정판(35)을 설치하며, 베이스(30)의 양측에는 좌측작동스위치(36)와 우측작동스위치(37)를 결합하고 고정판(35)의 상단에는 지그회전작동장치(D)를 결합한 좌ㆍ우각도조절장치(C)와;
    고정판(35) 중앙의 전면에 작동실린더(61)를 결합한 회전유닛(60)을 설치하며, 회전유닛(60)의 상측에는 주지지판(38)을 고정하며,
    주지지판(38)의 좌.우 양측에는 제1지그결합체(40)와 제2지그결합체(50)로 구성되며, 제1지그결합체(40)는 일측에 제1상ㆍ하 작동실린더(41)와 제1지그작동축(42)을 결합한 제1지지판(43) 상에는 제1실린더(44)를 고정하며 제1실린더 축(45)에는 양측으로 제1작동축(46)을 일체로 한 제1작동판(47) 아래에 제1지그(48)를 결합하고,
    제2지그결합체(50)는 일측에 제2상ㆍ하 작동실린더(51)와 제2지그작동축(52)을 결합한 제2지지판(53) 상에는 제2실린더(54)를 고정하며 제2실린더 축(55)에는 양측으로 제2작동축(56)을 일체로 한 제2작동판(57) 아래에 제2지그(58)를 결합하며,
    주지지판(38) 상단 측에는 용접소재틀(62)을 안치하며 용접소재틀(62)의 전방과 후방의 양측으로는 용접소재틀(62) 쪽으로 움직이는 결합지그(70)(71)(72)(73)를 각각 결합하며, 이의 결합지그(70)(71)(72)(73)는 하단부분에 전방과 후방에 각각 전후작동실린더(74)(75)를 장치하였으며 전후작동실린더(74)(75)의 전후진 작동에 의해 결합지그(70)(71)(72)(73)가 후진 상태에서 전방으로 전진하여 부 용접소재(101)를 잡아주는 지그회전작동장치(D)를 일체로 구성하여 된 산업용 용접 로봇화 함을 특징으로 한 산업용 용접 기계장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    제1지그(48)와 제2지그(58)의 형상은 양측으로 경사각이 형성되는 ㄱ 자 모양이며 중앙부분에 제1삽입홈(49)과 제2삽입홈(59)이 형성되도록 함을 특징으로 한 산업용 용접 기계장치.
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