KR100858212B1 - Automatic welding device for aluminum ladder - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 알루미늄 사다리 자동 용접장치에 관한 것으로, 특히 용접토치의 1축 및 2축 평면운동이 가능하도록 하여 사다리 모재의 접합부에 자동적으로 용접을 수행할 있도록 한 알루미늄 사다리 자동 용접장치에 관한 것이다.The present invention relates to an aluminum ladder automatic welding device, and more particularly, to an aluminum ladder automatic welding device that enables one-axis and two-axis planar motions of the welding torch to automatically perform welding at the joint of the ladder base material.
일반적으로 사다리는 발을 딛고 올라갈 수 있도록 하여 고소작업을 하기 위해 필요한 기구이다. 현재, 사다리는 운반 및 이동성을 고려하여 무게가 가벼운 알루미늄 모재를 많이 이용하여 제작하고 있다.In general, a ladder is a necessary tool for working in height by allowing you to step on and climb. At present, the ladder is manufactured using a lot of light weight aluminum base material in consideration of transport and mobility.
알루미늄 모재로 제작된 사다리의 경우 좌우측으로 길이 방향으로 놓여지는 기대와, 좌우 기대를 연결하는 발 디딤대로 구성된다. 이때 발 디딤대는 기대에 리벳방식, 크랩핑 압축방식 또는 알곤용접으로 연결된다.In the case of a ladder made of an aluminum base material, it is composed of a foot placed in the longitudinal direction to the left and right, and a foot tread connecting the left and right expectations. At this time, the foot stool is connected to the base by riveting, clamping compression or argon welding.
그러나 종래 알곤 용접방식의 경우 용접공에 의한 수작업으로 이루어지므로 생산성의 한계를 가질수 밖에 없었다. 또한 숙련된 용접공이 필요하여 제작비용을 상승시키고, 가스 질식사 등 작업안전성이 떨어지는 문제를 않고 있다.However, since the conventional argon welding method is made by hand by a welder, there was no limit to productivity. In addition, skilled welders are required to increase the manufacturing cost, there is no problem of inferior work safety, such as gas suffocation.
따라서 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창출된 것으로, 용접토치가 사다리 모재 위에서 1축 및 2축 평면 운동으로 사다리 모재의 다수 접합부에 용접을 자동적으로 수행할 수 있도록 함으로써, 생산성을 향상시켜 사다리의 제작비용을 절감시키고, 작업 안전성의 염려가 없도록 한 알루미늄 사다리 자동 용접장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and the welding torch can automatically perform welding to a plurality of joints of the ladder base material in one-axis and two-axis plane motions on the ladder base material, thereby improving productivity. The purpose of the present invention is to provide an automatic automatic welding apparatus for aluminum ladders, which reduces manufacturing costs and prevents work safety.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,Specific means of the present invention for achieving the above object,
사다리 모재의 접합부를 자동 용접하기 위한 장치에 있어서,In the device for automatically welding the joint of the ladder base material,
모재 테이블 및 용접기 이송 지지대를 갖는 프레임과;A frame having a base table and a welder conveying support;
상기 프레임의 중앙에 설치되어 사다리 모재를 클램핑시키기 위한 사다리 모재 클램프 유닛과;A ladder base clamp unit installed at the center of the frame to clamp the ladder base material;
하나 이상의 가스용접기를 탑재시키고, 가스용접기와 연결된 용접토치를 사다리 모재 클램프 유닛에 의해 고정된 사다리 모재 위에서 2축 운동을 유도하기 위한 하나 이상의 토치 2축 운동유닛; 및At least one torch biaxial movement unit for mounting at least one gas welder and for inducing biaxial movement on the ladder base material fixed by the ladder base material clamp unit to the welding torch connected with the gas welder; And
2축 운동유닛에 연결되어 용접 토치를 지지하기 위한 용접 토치 그립퍼를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a welding torch gripper connected to the two-axis movement unit for supporting the welding torch.
또한 본 발명에 따르면,Also according to the invention,
프레임은,The frame is
베이스와;A base;
베이스의 중앙에 배치된 상기 모재 테이블과;The base material table disposed at the center of the base;
모재 테이블의 양쪽에 각기 위치하여 베이스에서 입설된 컬럼과;Columns positioned on both sides of the base material table and placed in the base;
컬럼의 상단에 연결되어 있는 상기 용접기 이송 지지대를 포함한 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a welder transfer support connected to the top of the column.
또한 본 발명에 따르면,Also according to the invention,
사다리 모재 클램프유닛은,Ladder base clamp unit,
모재 테이블에 대향되게 설치되어 양쪽의 기대를 지지하는 다수의 기대 지그와;A plurality of base jigs provided opposite the base material table to support both bases;
기대를 기대 지그측으로 밀어붙여 고정시키기 위한 기대 고정실린더와;An expectation fixing cylinder for pushing and securing the expectation to the expectation jig side;
기대에 안착된 발 받침대 모재를 양쪽에서 고정시키기 위한 제1발받침대 고정실린더와;A first foot rest fixing cylinder for fixing the foot rest base material fixed to the base on both sides;
링크기구를 통해 발 받침대를 하방으로 가압하여 고정시키기 위한 제2발받침대 고정실린더를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a second foot rest fixed cylinder for fixing by pressing the foot rest downward through the link mechanism.
또한 본 발명에 따르면,Also according to the invention,
토치 2축 운동유닛은 Torch 2-axis exercise unit
용접기 이송지지대측에 고정된 Y축 이송용 서보모터와;A Y-axis feed servomotor fixed to the welder feed support side;
Y축 이송용 서보모터의 회전력으로 회전구동하는 Y축 이송스크류와;A Y-axis feed screw for rotating by the rotational force of the Y-axis feed servo motor;
Y축 이송스크류의 볼너트에 연결됨과 동시에 용접기 이송지지대에 지지되어 Y축으로 이송가능한 Y축 플레이트와;A Y-axis plate connected to the ball nut of the Y-axis feed screw and supported by the welder feed support to be transferred to the Y-axis;
Y축 플레이트상에 고정 설치된 X축 이송용 서보모터와;A servo motor for X axis transport fixedly mounted on a Y axis plate;
X축 이송용 서보모터의 회전력으로 회전구동하는 X축 이송스크류와;An X-axis feed screw for rotating by the rotational force of the X-axis feed servo motor;
X축 이송스크류의 볼너트에 연결됨과 동시에 상기 용접 토치 그립퍼가 설치되는 아암을 포함한 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises an arm connected to the ball nut of the X-axis feed screw and the welding torch gripper is installed.
또한 본 발명에 따르면,Also according to the invention,
아암에는 상기 용접 토치 그립퍼를 Z축으로 미세하게 조절하는 Z축 미세조정나사가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.The arm further comprises a Z-axis fine adjusting screw for finely adjusting the welding torch gripper to the Z-axis.
또한 본 발명에 따르면,Also according to the invention,
아암에는 상기 용접 토치 그립퍼를 Y축으로 미세하게 조절하는 Y축 미세조정나사가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.The arm further includes a Y-axis fine adjusting screw for finely adjusting the welding torch gripper to the Y-axis.
본 발명의 알루미늄 사다리 자동 용접장치에 따르면, 용접토치가 사다리 모재 위에서 서보모터에 의해 1축 및 2축 평면 운동을 하여 사다리 모재의 기대와 발 받침대의 연결부위를 자동적으로 용접 수행할 수 있다.According to the aluminum ladder automatic welding device of the present invention, the welding torch can perform a single axis and two axis plane motion by the servo motor on the ladder base material to automatically weld the connection part of the base of the ladder base and the foot rest.
따라서 시간당 사다리의 생산량이 늘어나 생산성이 향상되고, 숙련된 용접공이 불필요하여 사다리의 제작비용을 절감시킬 수 있다. 또한 작업장에 용접 작업자가 불필요하므로 작업 안전에 대한 염려가 없는 이점을 갖는다.Therefore, the productivity of the ladder increases per hour, productivity is improved, and skilled welders are unnecessary, thereby reducing the manufacturing cost of the ladder. In addition, since there is no need for a welding worker in the workplace, there is an advantage that there is no concern for safety of work.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 알루미늄 사다리 자동 용접장치(10)는 도 1 내지 도 3과 같이 프레임(20)이 구비된다. 도 1은 알루미늄 사다리 자동 용접장치(10)의 정면도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 우측면도이고, 도 3은 도 1의 평면도를 나타낸 것이다.Aluminum ladder
프레임(20)은 베이스(22)와, 베이스(22)의 중앙에 배치되어 사다리 모재(1)를 고정시키기 위한 된 모재 테이블(24)과, 모재 테이블(24)의 전,후 각기 양쪽에 각기 위치하여 베이스(22)에서 입설된 컬럼(26)과, 컬럼(26)의 상단에 연결되어 있는 2개의 용접기 이송 지지대(28)를 구비하고 있다. 바람직하게 2개의 용접기 이송지지대(28)는 사다리 형태로 배치되어 있다. 여기서 사다리 모재란 도 8과 같이 2개의 기대(2)와 기대(2)에 접합되는 다수의 발받침대(3)를 의미한다.The
모재 테이블(24)에는 도 4a 내지 도 5와 같이 사다리 모재를 모재 테이블(24)에 고정시키기 위한 사다리 모재 클램프 유닛(30)이 설치되어 있다. 도 4a는 도 3의 A-A선에서 본 단면도이고, 도 4b는 도 3의 B-B선에서 본 단면도이고, 도 5는 도 3의 C-C선에서 본 발받침대의 클랭핑 작동상태도이다.The base material table 24 is provided with a ladder base
사다리 모재 클램프유닛(30)은, 모재 테이블(24)의 상면 좌,우에 서로 마주보게 설치되어 양쪽의 기대(2)를 지지하는 한쌍의 기대 지그(32)가 일정 간격마다 구비된다.The ladder base
또한 도 3 내지 도 4b와 같이 모재 테이블(24)에는 좌,우 기대(2)를 해당하는 기대 지그(32)측으로 밀어붙여 고정시키는 한쌍의 기대 고정실린더(34)가 다수쌍 구비되어 일정 간격마다 설치된다. 또한 모재 테이블(24)에는 기대(2)에 안착된 발 받침대(3)의 위치를 잡기 위한 제1발받침대 고정실린더(36)가 설치된다. 고정실린더(36)에는 발 받침대(3)의 측면에 접하기 위한 스톱퍼(37')를 갖는 브래킷(37)이 연결되어 있다.In addition, as shown in Figs. 3 to 4b, the base material table 24 is provided with a plurality of pairs of
또한 모재 테이블(24)에는 링크기구를 통해 발 받침대(3)를 하방으로 가압하여 기대(2)측에 고정시키는 다수의 제2발받침대 고정실린더(38)가 일정 간격마다 설치된다.In addition, the base material table 24 is provided with a plurality of second foot
도 5에서와 같이 제2발받침대 고정실린더(38)의 피스톤로드에는 제1링크(39a)가 힌지 연결되고, 제1링크(39a)에는 고무 또는 합성수지재로 제작된 스톱퍼(39b-1)를 갖는 제2링크(39b)가 힌지 연결되고, 제2링크(39b)는 모재테이블(24)에 입설된 제3링크(39c)의 상단에 힌지 연결되어 있다.As shown in FIG. 5, a
따라서 고정실린더(38)는 제2링크(39b)를 회동시켜 스톱퍼(39b-1)로 발 받침대(3)를 고정한다.Therefore, the fixed
좌,우측 용접기 이송지지대(28)에는 하나 이상의 가스용접기(100)를 탑재시키고 가스용접기(100)와 연결된 용접토치(102)를 모재 테이블(24)의 상방에서 2축 평면 운동을 유도하는 2대의 토치 2축 운동유닛(40)이 각기 설치되어 있다. 즉, 토치 2축 운동유닛(40)은 사다리 모재 클램프 유닛(30)에 클랭핑된 사다리 모재(1) 위에서 용접토치(102)를 도 3 및 도 8과 같이 2축 운동시키기 위해 구비되어 있다. 도 8은 사다리 모재의 평면도를 나타낸 것이다.Two or
하나의 토치 2축 운동유닛(40)에는 2대의 가스용접기(100)가 탑재되어 있다. One torch
어느 하나의 토치 2축 운동유닛(40)에 대하여 설명한다.One torch
토치 2축 운동유닛(40)은 도 3 및 6에 상세히 도시되어 있다. 도 6은 도 2에서 토치 2축 운동유닛(40)의 확대도를 나타낸 것이다. 토치 2축 운동유닛(40)은 용접기 이송지지대(28)측에 고정된 Y축 이송용 서보모터(42)와, Y축 이송용 서보모터(42)의 회전력으로 동력전달수단(예로, 타이밍 벨트)에 의해 회전구동하는 Y축 이송스크류(44)와, Y축 이송스크류(44)의 볼너트(45)에 연결됨과 동시에 용접기 이송지지대(28)에 지지되어 Y축으로 이송가능한 Y축 플레이트(46)와, Y축 플레이트(46)상에 고정 설치된 X축 이송용 서보모터(48)와, X축 이송용 서보모터(48)의 회전력으로 회전구동하는 X축 이송스크류(50)와, X축 이송스크류(50)의 볼너트(51)에 연결됨과 동시에 용접 토치 그립퍼(54)가 설치되는 아암(52)을 포함한다. 이때 아암(52)은 리니어가이드(53)를 통하여 X축 운동을 안내받게 되어 있다.Torch
Y축 플레이트(46)는 용접기 이송지지대(28)에 리니어가이드(29)를 통해 슬라이딩 이동가능하게 되어 있고, Y축 플레이트(46)에는 2대의 가스용접기(100)가 탑재되어 있다.The Y-
아암(52)에는 발받침대(3)의 용접부 2개소를 동시에 수행하기 위해 2개의 용접토치 그립퍼(54)가 설치되어 있고, 각기 2개의 용접토치 그립퍼(54)에는 2대의 가스용접기(100)에 각기 연결된 용접토치(102)가 하나씩 연결되어 있다.The
도 7은 도 2에서 토치 미세조정장치의 확대도를 나타낸 것이다. 아암(52)에는 도 7과 같이 용접 토치 그립퍼(54)를 Z축으로 미세하게 조절하는 Z축 미세조정나사(56)가 더 포함될 수 있다. 또한 아암(52)에는 용접 토치 그립퍼(54)를 Y축으로 미세하게 조절하는 Y축 미세조정나사(58)가 더 포함될 수 있다. FIG. 7 is an enlarged view of the torch fine tuning device of FIG. 2.
이때 Z축 미세조정나사(56)는 아암(52)측에 회전 가능하게 지지되어 있고, Z축 미세조정나사(56)에는 Z축 이송블록(57)이 나사 결합되어 있고, Z축 이송블록(59)에는 Y축 이송블록(59)이 Y축 방향으로 이송가능하게 결합되어 있고, Y축 이송블록(59)은 Y축 미세조정나사(58)에 나사 결합되어 있다.At this time, the Z-axis
따라서 Z축 미세조정나사(56)를 회전 조정하게 되면 그의 회전 방향에 따라 Z축 이송블록(57)이 승강 동작하여 토치(102)의 위치가 상하 조정된다. 또한 Y축 미세조정나사(58)를 회전 조정하게 되면 그의 회전 방향에 따라 Y축 이송블록(59)이 전,후 동작하여 토치(102)의 전후 위치가 조정된다.Therefore, when the Z-axis
한편, 도 4b와 같이 최초에 기재(2)를 기재 지그(32)측으로 밀어붙이기 위해 모재 테이블(24)에 서로 반대방향으로 배치된 한쌍의 셋팅실린더(39)가 더 설치될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 4B, a pair of setting
이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명한다.The operation of this embodiment configured as described above will be described.
먼저, 모재 테이블(24)상에 도 4a와 같이 사다리 모재(1)의 좌,우측 기대(2)를 지지시켜 놓는다.First, the left and
이때 좌,우측 기대(2)를 양쪽 기대지그(32)의 안쪽에 각기 위치시켜 놓은 상 태에서 기대 고정실린더(34)가 작동한다. 따라서 기대 고정실린더(34)에 의해 좌,우측 기대(2)가 양쪽의 기대지그(32)에 밀어붙여져 고정된다. 이때 제2발받침대 고정실린더(38)에 의해 스톱퍼(39b-1)가 상방으로 젖혀진 상태이다.At this time, the base fixed
다음, 제1발받침대(36)가 작동하여 발받침대(3)가 놓여질 위치를 제공하게 된다.Next, the
이 상태에서 본 실시예에서는 13개의 발받침대(3)가 기대(2,2)의 상면에 일정 간격으로 배치된다. 이때 모든 발 받침대(3)는 모재 테이블(24)에 입설된 발 받침대 지지브래킷(33)의 상면에 안착된다.In this state, in this embodiment, thirteen
이후, 제2발받침대 고정실린더(38)가 작동하여 스톱퍼(39-1)를 통해 발받침대(3)를 하방으로 눌러 고정시킨다.Thereafter, the second foot
그 다음, Y축 이송용 서보모터(42)와 X축 이송용 서보모터(48)에 의해 토치 2축 운동유닛(40)의 아암(52)이 X,Y축 평면 운동을 하게 된다.Then, the
따라서 아암(52)에 설치된 2대의 토치(102)가 동시에 동작하여 도 5와 같이 기대(2)와 발받침대(3)의 2개소 접합부를 가스용접하게 된다. 이때 토치(102)에는 가스용접기(100)에서 공급되는 아르곤 가스 및 용접봉에 의해 용접부의 용접이 이루어진다.Therefore, the two
이때 토치(102)의 Y축 운동은 Y축 이송용 서보모터(42)의 구동으로 회전되는 Y축 이송스크류(44)에 의해 이송되는 Y축 플레이트(46)의 Y축 직선운동에 의해 이루어지고, X축 운동은 X축 이송용 서보모터(48)의 구동으로 회전되는 X축 이송스크류(50)에 의해 이송되는 아암(52)의 X축 직선운동에 의해 이루어진다.At this time, the Y-axis movement of the
따라서 본 발명의 알루미늄 사다리 자동 용접장치(10)는 좌,우측 용접기 이송지지대(28)를 따라 길이방향으로 이동하면서 X, Y의 2축 운동을 동시 또는 선택적으로 진행하면서 사다리 모재(1)의 용접부를 좌,우측에서 동시에 도9와 같이 용접(4)하게 된다.Therefore, the aluminum ladder
즉, 본 실시예에서 사다리 모재(1)의 용접은 토치(102)의 X축 운동을 가지고 자동으로 이루어지고, 용접 개소의 이동은 토치(102)가 Y축 및 X,Y축 운동으로 자동 제어되어 이루어진다.That is, in this embodiment, the welding of the
이와 같이 본 발명의 알루미늄 사다리 자동 용접장치(10)는 용접토치(102)가 사다리 모재(1) 위에서 서보모터(42,48)에 의해 1축 및 2축 평면 운동을 하여 도 9와 같이 기대(2)와 발 받침대(3)의 용접부위(4)를 이동해가면서 자동적으로 용접을 수행할 수 있다. 도 9는 사다리 모재 용접부의 확대도를 나타낸 것이다.As described above, in the aluminum ladder
따라서 시간당 생산량이 늘어나 생산성이 향상되고, 숙련된 용접공이 불필요하여 사다리의 제작비용을 절감시킬 수 있다. 또한, 용접 작업 중 용접 작업자가 불필요하므로 가스 질식 등 작업 안전에 대한 염려가 없는 이점을 갖는다.Therefore, productivity increases per hour, and productivity is improved, and a skilled welder is unnecessary, thereby reducing the manufacturing cost of the ladder. In addition, the welding operator is unnecessary during the welding operation, and thus there is no concern about safety of work such as gas suffocation.
본 실시예에서는 제1발받침대 고정실린더(36)를 모재 테이블(24)의 한 쪽에만 설치하였으나 본 발명은 제1발받침대 고정실린더(36)를 모재 테이블(24)의 양쪽에 모두 설치할 수도 있다.In the present embodiment, the first
또한 도 4b와 같이 모재 테이블(24)에 설치된 셋팅실린더(39)를 사용하여 최초에 기재(2)를 기재 지그(32)측으로 밀어붙이도록 한 후 기재 고정실린더(34)를 작동시킬 수도 있다.Also, as shown in FIG. 4B, the
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.The following drawings, which are attached in this specification, illustrate preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited to.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 사다리 자동 용접장치의 정면도.1 is a front view of the automatic aluminum ladder welding apparatus according to the present invention.
도 2는 도 1의 우측면도.2 is a right side view of FIG. 1;
도 3은 도 1의 평면도.3 is a plan view of FIG.
도 4a는 도 3의 A-A선에서 본 단면도.4A is a cross sectional view taken along the line A-A of FIG. 3;
도 4b는 도 3의 B-B선에서 본 단면도.4B is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 3.
도 5는 도 3의 C-C선에서 본 작동상태도.5 is an operation state view seen from the line C-C of FIG.
도 6은 도 2에서 토치 2축 운동유닛의 확대도.Figure 6 is an enlarged view of the torch biaxial movement unit in FIG.
도 7은 도 2에서 토치 미세조정장치의 확대도.FIG. 7 is an enlarged view of the torch fine tuning device of FIG. 2; FIG.
도 8은 사다리 모재의 평면도.8 is a plan view of a ladder base material.
도 9는 사다리 모재 용접부의 확대도.9 is an enlarged view of a ladder base material welding part.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
20: 프레임20: frame
22: 베이스22: base
24: 모재 테이블24: base material table
26: 컬럼26: column
28: 용접기 이송 지지대28: welder feed support
30: 사다리 모재 클램프유닛30: ladder base clamp unit
32: 기대지그32: expectation jig
34: 기재 고정실린더34: substrate fixing cylinder
36: 제1발받침대 고정실린더36: first footrest fixed cylinder
40: 토치 2축 운동유닛40: torch 2-axis movement unit
42: Y축 이송용 서보모터42: Y-axis feed servomotor
44: Y축 이송스크류44: Y axis feed screw
46: Y축 플레이트46: Y-axis plate
48: X축 이송용 서보모터48: Servomotor for X Axis Feeding
50: X축 이송스크류50: X axis feed screw
54: 그립퍼54: gripper
56: Z축 미세조정나사56: Z axis fine adjustment screw
58: Y축 미세조정나사58: Y-axis fine adjustment screw
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