KR100971985B1

KR100971985B1 - 패스라인 조절 및 전극가공 기능을 구비한 강판 자동용접기

Info

Publication number: KR100971985B1
Application number: KR1020030051555A
Authority: KR
Inventors: 김언호; 이자현; 한희윤; 신선휴
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2010-07-23
Also published as: KR20050012561A

Abstract

본 발명은 용접이 실시되는 전극이 마모 및 손상 되었을 때 그 표면을 자동으로 가공하며, 패스라인을 자동으로 정밀하게 맞출 수 있는 패스라인 조절 및 전극가공 기능을 구비한 강판 자동용접기에 관한 것으로, 상,하부프레임상에 고정된 전극판을 구비하고, 이들 프레임상에 고정된 상하경사면 및 이들 경사면을 따라 이동되면서 상기 전극판의 높이가 조절되게 마련되는 패스라인조절부와; 상기 패스라인조절부의 전극판을 이동시키도록 상하경사면과 연결된 스크류샤프트, 이를 구동시키는 위치제어모터 및 동력을 전달하는 워엄과 워엄기어 및 이들 기어를 내장하는 기어박스로 이루어진 전극판리프트모터부와; 상기 패스라인조절부의 하부에 입설되고 상기 전극판을 고정하는 클램프샤프트를 상하로 유압작동시키도록 고정하는 전동클램프부와; 절삭공구를 갖고 프레임상에 고정된 가이드레일을 따라 좌우이동되면서 상기 전극판의 마모부를 절삭하도록 그 전방에 설치된 전극판가공부를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의하면 전극이 소손되어 용접불량이 발생하기 전에 자동으로 전극면을 가공하여 생산성을 높이며, 전극면 가공이나 전후 롤교환으로 패스라인이 변경되었을 때 자동으로 패스라인을 맞추어 생산 휴지를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

패스라인 조절 및 전극가공 기능을 구비한 강판 자동용접기{STRIP AUTOMATIC WELDER WITH ADJUSTABLE PASS LINE AND MANUFACTURABLE ELECTRIC PLATE}

도 1은 종래기술에 따른 강판 용접기를 나타낸 전체 사시도,

도 2는 종래기술에 따른 강판 용접기의 전극을 상세히 나타낸 사시도,

도 3의 (a)는 종래기술에 따른 전극의 패스라인 차이로 용접불량을 나타낸 측면도,

도 3의 (b)는 종래기술에 따른 전극의 패스라인 일치로 정상용접을 나타낸 측면도,

도 4는는 본 발명에 따른 패스라인 조절 및 전극가공 기능을 구비한 강판용접기의 주요 구성부를 나타낸 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 전극의 패스라인 조절부를 나타낸 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 전극의 패스라인 조절부를 나타낸 분해 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 전극판가공부 및 이송부를 나타낸 사시도,

도 8은 본 발명에 따른 전극판가공부 및 이송부를 나타낸 분해 사시도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

1....강판 100....패스라인조절부

101....상부프레임 103....하부프레임

105....전극판 107....상경사면

109....하경사면 113....전면커버

117....에어노즐 120....전극판리프트모터부

121....위치제어모터 123....기어박스

125....워엄기어 127....스크류샤프트

129....워엄 140....전동클램프부

141....클램프모터 143....샤프트

147....유압실린더 149....클램프샤프트

200....전극판가공부 201....절삭공구

203....절삭유노즐 221....이송모터

231....가이드레일

본 발명은 강판의 연속라인 공정에서 선행 강판과 후행 강판을 전기용접하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접이 실시되는 전극이 마모 및 손상 되었을 때 그 표면을 자동으로 가공하며, 패스라인을 자동으로 정밀하게 맞출 수 있는 패스라인 조절 및 전극가공 기능을 구비한 강판 자동용접기에 관한 것이다.

일반적으로 강판 연속라인 공정은 도 1 내지 도 3에서와 같이, 선행 강판과 후행 강판(1)을 맞대기 전기용접하여 강판이 연속적으로 이송될 수 있도록 하며, 이때 전극실린더(4)를 이용하여 전극을 강판(1)에 접촉시키고 전기를 흘려서 용접을 하는 강판 전기 용접기(2)가 사용된다.

상기와 같은 전기용접 과정에 있어서 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 전극이 소손되어 용접불량과 조업중단이 발생한다.

즉, 상,하부지지대(12,13)에 의해 지지되는 상,하부전극판(10,11)으로 강판(1)을 물고 불꽃을 발생시키면서 판을 붙이는 과정에서 발생되는 슬래그에 의해 황동의 재질로 구성되어진 전극면이 부분적으로 파손되면 차후 용접작업 시 용접불량이 발생한다. 따라서 전극의 슬래그를 제거하기 위해 가동중인 라인을 일시적으로 정지시킨 후 작업자가 수시로 치 공구를 이용하여 전극면에 부착된 슬래그를 제거시킨다.

둘째, 용접불량이 발생해도 전극을 교환할 수 없다.

즉, 강판(1)의 용접 불량은 후 공정에서 판 파단을 일으켜 생산중지의 원인이 되므로 전극교환 작업을 실시해야 하는데 그 작업시간이 장시간 소요되어 정기수리 기간까지는 전극을 교환할 수 없다.

셋째, 패스라인을 맞추기가 매우 어렵다.

연속공정에서 패스라인은 매우 중요한데 전극의 마모나 용접기(2) 전후의 롤을 교환하면 패스라인이 변한다. 따라서 전극을 새것으로 교환해도 상부 전극면과 하부 전극면이 패스라인에서 정확히 일치하지 않으면 역시 용접불량이 발생하는데 그 패스라인을 맞추는 작업이 용이하지 않아 장시간 소요된다.

도면중 미설명부호 '3'은 '용접부'로서 도 3의 (a)는 용접불량을 (b)는 정상 용접을 나타낸다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극이 소손되어 용접불량이 발생하기 전에 자동으로 전극면을 가공하며, 전극면 가공이나 전후 롤교환으로 패스라인이 변경되었을 때 자동으로 패스라인을 맞추는 패스라인 조절 및 전극가공 기능을 구비한 강판용접기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 상,하부프레임상에 고정된 전극판을 구비하고, 이들 프레임상에 고정된 상하경사면 및 이들 경사면을 따라 이동되면서 상기 전극판의 높이가 조절되게 마련되는 패스라인조절부와; 상기 패스라인조절부의 전극판을 이동시키도록 상하경사면과 연결된 스크류샤프트, 이를 구동시키는 위치제어모터 및 동력을 전달하는 워엄과 워엄기어 및 이들 기어를 내장하는 기어박스로 이루어진 전극판리프트모터부와; 상기 패스라인조절부의 하부에 입설되고 상기 전극판을 고정하는 클램프샤프트를 상하로 유압작동시키도록 고정하는 전동클램프부와; 절삭공구를 갖고 프레임상에 고정된 가이드레일을 따라 좌우이동되면서 상기 전극판의 마모부를 절삭하도록 그 전방에 설치된 전극판가공부를 포함하여 구성되는 패스라인 조절 및 전극가공 기능을 구비한 강판 자동용접기를 제공함에 그 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 4에서와 같이, 본 발명은 패스라인을 자동으로 조절할 수 있도록 경사면 으로 구성된 패스라인조절부(100)와; 전극판을 상하로 이송시키는 전극판리프트모터부(120)와; 전극판을 자동으로 견고하게 고정하는 전동클램프부(140)와; 전극판 표면을 절삭가공하는 전극판가공부(200)와; 전극판가공부를 이송시키는 가공부이송모터부(220)와; 각 요소를 제어하는 제어부로 구성된다.

도 5 및 도 6에서와 같이, 상기 패스라인조절부(100)의 상부프레임(101)은 상부에서 전극판을 지지하는 상부본체이고, 하부프레임(103)은 하부에서 전극판을 지지하는 하부본체이며, 전극판(105)은 강판과 접촉하여 전기를 가하는 황동판이고, 또한, 상기 전극판(105)은 상경사면(107)의 윗면에 조립되며, 상경사면(107)은 밑면을 깍아 경사가 지고, 하경사면(109)은 반대로 위면이 경사가 진 상태에서 상경사면(107)의 경사면과 접촉된다.

스토퍼(111)는 하경사면(109) 측면에 조립되어 상경사면(107)이 이탈되지 않도록 하고, 전면커버(113)는 상경사면(107)과 하경사면(109)를 보호하며, T홈(115)은 하경사면(109)의 밑면이 끼워지도록 가공된 홈이고, 에어노즐(117)은 전극판(105)의 표면에 고압공기를 분사하여 청결을 유지하도록 한다.

상기 전극판리프트모터부(120)의 위치제어모터(121)는 전극판(105)을 업다운시키는 동력을 공급하고, 기어박스(123)는 일측면에 위치제어모터(121)가 조립되고 내부에 워엄(129)과 워엄기어(125)가 내장되어 조립되며, 워엄기어(125)의 외접원은 기어가공되고 내접원은 나사로 가공되며, 스크류샤프트(127)는 나사로 가공되어 있고 워엄기어(125)와 결합되며, 부싱(131)이 표면을 보호하고, 워엄(129)의 일측은 위치제어모터(121)에 연결된다.

상기 전동클램프부(140)의 클램프모터(141)는 동력을 가해 클램프샤프트(149)를 회전시키는 위치제어 모터이며, 샤프트(143)는 클램프모터(141)와 로드(145)를 연결하고, 로드(145)는 유압을 받는 로드이며, 유압실린더(147)는 클램프샤프트(149)를 상하로 움직이는 유압실린더이고, 클램프샤프트(149)는 유압의 힘에 의해 전극판(105)를 견고하게 고정하는 클램프이다.

도 7 및 도 8에서, 상기 전극판가공부(200)의 절삭공구(201)는 전극판(105)의 표면을 절삭하는 초경합금 공구이고, 절삭유노즐(203)은 절삭공구(201)가 가공할 때 절삭유를 뿌려주는 노즐과 배관이며, 버티칼샤프트(205)와 미들샤프트(209)는 절삭공구(201)에 동력을 전달하는 축이고, 베벨기어(207)는 버티칼샤프트(205) 및 미들샤프트(209)에 조립된 기어이며, 절삭모터(211)는 절삭공구(201)에 강력한 절삭력을 가하는 위치제어모터이고, 슬라이더박스(212)는 각 요소를 내장하고 전후로 움직이는 박스이다.

또한, 이송모터(213)는 절삭공구(201)에서부터 절삭모터(211)까지의 구성체 전체를 전후로 이송시키는 위치제어모터이고, 스크류샤프트(215)에 의해 동력을 전달하도록 나사로 가공되며, 연결구(217)가 스크류샤프트(215)와 슬라이더박스(212)를 연결하며, 기어박스(219)는 각요소를 수용하는 견고한 상자이다.

상기 가공부이송모터부(220)의 이송모터(221)는 가공부이송모터부(220) 전체를 좌우로 이송시키는 위치제어모터이고, 서포트플레이트(223)는 이송모터(221)를 견고하게 지지하는 블록이며, 스크류샤프트(225)는 나사가공된 장축이고, 고정구(227)는 스크류샤프트(225)와 조립되어 동력을 전달하는 구성체이고, 샤프트 엔드서포트(228)는 스크류샤프트(225)의 끝을 고정하며, 베어링(229)은 스크류샤프트(225)의 양끝을 지지한다.

또한, 가이드레일(231)은 정밀하게 가공되며 전체를 지지하고 원활하게 이송시키는 직선 레일이고, 상부직선베어링(233)은 가이드레일(231)의 윗면을 주행하는 베어링이고, 하부직선베어링(235)은 가이드레일(231)의 아래 면을 주행하는 베어링이며, 텐션스프링(237)은 적절한 탄력을 가하는 스프링이고, 텐션조절볼트(239)는 탄력을 조절하는 볼트이고, 베이스플레이트(241)은 윗면과 아래 면에 상부직선베어링(233)과 하부직선베어링(235)을 각각 설치한 상태에서 견고하게 지지하는 판이다.

상기 제어부는 일종의 마이크로컴퓨터로서 제어프로그램을 내장하고 전극판(105)의 절삭시기, 절삭량, 패스라인 조절을 수행하며, 지령에 따라 각 모터을 구동시키고 전원을 공급하며 위치를 추적하는 제어기이다.

이하 본 발명의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제어부에 전원을 투입하여 컴퓨터를 부팅하고 전극판(105)의 가공시기, 가공량, 전극의 패스라인 높이을 프로그램에 입력한 후 실행을 명령한다.

컴퓨터의 지령에 따라 제어기가 각 요소에 전원을 공급하는데, 먼저 유압실린더(147)를 감압시켜 클램핑을 해제한 후 클램프모터(141)를 회전시켜 클램프헤드가 잠금상태에서 해제상태로 위치를 바꾼다.

상기 전극판리프트모터부(120)을 조절하기 위해 위치제어모터(121)에 전원을 가해 회전시키면 회전력이 워엄기어(125)와 스크류샤프트(127)와 워엄(129)을 통해 하경사면(109)에 전달되어 하경사면(109)가 밀려들어 가고 상경사면(107)에 조립된 전극판(105)이 적절한 높이까지 상승한다.

다시 클램프모터(141)을 회전시켜 클램핑 위치로 돌린 후 유압실린더(147)에 가압하여 전극판(105)를 견고하게 지지 한다.

상기 가공부이송모터부(220)의 이송모터(221)을 회전시켜 전극판가공부(200)을 절삭위치로 이송시킨다.

이때, 이송모터(221)의 회전력이 스크류샤프트(225)을 통해 베이스플레이트(241)에 전달되고 상부직선베어링(233)과 하부직선베어링(235)은 가이드레일(231)을 타고 주행한다.

이와 동시에 절삭모터(211)에 의해 절삭공구(201)가 회전하고 또한 이송모터(213)가 회전하여 슬라이더박스(212)가 전후로 움직이고, 절삭유노즐(203)에서는 절삭유가 분사된다.

상기 전극판가공부(200)가 적절한 속도로 이동하면서 전극판(105)의 표면을 절삭하고 끝까지 갔다가 다시 오면 가공이 끝난다.

전극판(105)를 절삭 가공함에 있어서 위와 같은 싸이클로 강판 아래에 위치한 전극판(105)의 가공이 완료되고 다시 강판의 윗면에 있는 전극판(105)을 가공하기 위해서는 컴퓨터의 프로그램된 지령에 의해 상기와 동일한 순서로 작업을 실시한다.

상기와 같은 본 발명은 일실시 예를 설명한 것으로 본 발명을 극히 한정한 것이 아니며, 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 범주내에서 일부 변경 및 모방이 가능한 것은 자명한 일이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 전극이 소손되어 용접불량이 발생하기 전에 자동으로 전극면을 가공하여 생산성을 높이며, 전극면 가공이나 전후 롤교환으로 패스라인이 변경되었을 때 자동으로 패스라인을 맞추어 생산 휴지를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

상,하부프레임상에 고정된 전극판을 구비하고, 이들 프레임상에 고정된 상하경사면 및 이들 경사면을 따라 이동되면서 상기 전극판의 높이가 조절되게 마련되는 패스라인조절부와;

상기 패스라인조절부의 전극판을 이동시키도록 상하경사면과 연결된 스크류샤프트, 이를 구동시키는 위치제어모터 및 동력을 전달하는 워엄과 워엄기어 및 이들 기어를 내장하는 기어박스로 이루어진 전극판리프트모터부와;

상기 패스라인조절부의 하부에 입설되고 상기 전극판을 고정하는 클램프샤프트를 상하로 유압작동시키도록 고정하는 전동클램프부와;

절삭공구를 갖고 프레임상에 고정된 가이드레일을 따라 좌우이동되면서 상기 전극판의 마모부를 절삭하도록 그 전방에 설치된 전극판가공부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 패스라인 조절 및 전극가공 기능을 구비한 강판 자동용접기.
청구항 1에 있어서,

상기 패스라인조절부에는 상,하경사면의 이탈을 방지하는 전면커버가 부설되고, 상기 전극판의 전면에는 고압공기 분사용 에어노즐이 부설된 것을 특징으로 하는 패스라인 조절 및 전극가공 기능을 구비한 강판 자동용접기.
청구항 1에 있어서,

상기 전극판가공부에는 절삭시 절삭공구측으로 절삭유를 분사하는 절삭유노즐이 부설된 것을 특징으로 하는 패스라인 조절 및 전극가공 기능을 구비한 강판 자동용접기.
청구항 1에 있어서,

상기 전극판가공부는 프레임의 일측에 고정된 위치제어모터와 이에 연결되고 프레임상에 배설된 스크류샤프트에 연결되어 좌우이동가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 패스라인 조절 및 전극가공 기능을 구비한 강판 자동용접기.