KR101067749B1

KR101067749B1 - 용접토치 교체용 지그

Info

Publication number: KR101067749B1
Application number: KR1020090007913A
Authority: KR
Inventors: 박정길; 박덕용; 이철호; 김석현; 고재원; 유광선; 이경균
Original assignee: 세종공업 주식회사
Priority date: 2009-02-02
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2011-09-28
Also published as: KR20100088804A

Abstract

본 발명은 용접토치 자동교체장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접로봇의 용접토치를 자동으로 교체함으로써 그 작업성을 대폭 향상시킬 수 있는 용접토치 교체용 지그에 관한 것이다.

본 발명에 의한 용접토치 교체용 지그는, 이격된 상부 지지대 및 하부 지지대를 가진 지그프레임; 상기 지그프레임의 일측에서 상하방향으로 승강가능한 승강플레이트; 상기 승강플레이트의 전면에 고정되고, 복수의 선단유닛들이 수용된 교체용 홀더; 상기 승강플레이트의 전면에 고정되고, 상기 용접토치의 선단유닛이 통과하는 홈을 가지며, 상기 홈의 상단에는 상기 용접토치의 토치본체를 가압하는 가압턱을 가진 분리용 가압구; 및 상기 용접토치의 토치본체를 척킹하는 척킹유닛;을 포함한다.

용접토치, 선단유닛, 토치본체, 척킹유닛, 지그

Description

용접토치 교체용 지그{JIG FOR CHANGING THE PARTS OF A WELDING TORCH}

용접이라 함은 같은 종류 또는 다른 종류의 금속재료에 열과 압력을 가하여 고체 사이에 직접 결합되도록 접합시키는 방법으로, 이러한 용접에는 융접법 및 압접법 등이 있다. 융접법은 접합부에 금속재료를 가열.용융시켜 서로 다른 두 재료의 원자 결합을 재배열하여 결합시키는 방법으로 아크용접, 가스용접, 테르밋용접 등이 있다. 압접법은 접합부에 외부의 강한 물리적 압력을 가해 접합하는 방법으로 가스압접이나 단접(鍛接)처럼 압력을 가하는 동시에 가열하는 방법을 특히 가열압접 또는 고온압접이라고 한다. 일반적으로 압접을 사용하는 재료에는 알루미늄, 구리 등과 같이 연성(延性)이 높은 재료를 사용하며 상온에서 가압하는 것만으로도 용접이 가능하여 냉간압접(冷間壓接)이라고 한다.

한편, 아크용접, 가스용접 등에는 용접토치가 이용되고 있으며, 용접토치의 자세제어, 위치결정, 용접선의 궤적 정밀도 등을 높이기 위하여 6축 수직 다관절 구조의 용접로봇의 단부에 용접토치가 장착되어 이용되고 있다.

이와 같이 용접토치의 자세제어, 위치결정, 용접선의 궤적 제어 등을 구현하는 용접로봇은 기대(base stand) 상에 수직축 둘레로 선회하는 선회베이스(기본 제1축), 선회 베이스에 부착되어 전후방향으로 요동하는 하부 아암(기본 제2축), 하부 아암의 단부에 부착되어 상하 방향으로 요동하는 상부 아암(기본 제3축), 및 상부 아암의 단부에 부착된 3개의 자유도를 갖는 손목부(제1 내지 제3 손목축) 등을 구비한다. 그리고, 손목부의 단부에 용접토치가 부착되고, 이에 용접토치는 임의의 위치에서 임의의 자세를 정밀하게 취할 수 있으므로, 용접 자세의 정밀도가 자유롭게 구현될 수 있다.

이와 같은 용접로봇의 단부에 부착된 용접토치는 그 용접작업 도중에 용접토치의 와이어가 일측방향으로 용융되거나 마모됨에 따라 콘택트 팁의 와이어 통과구멍이 막혀 양호한 용접작업을 구현하기 어려웠다. 이에, 기존에는 작업자가 수동으로 콘택트 팁을 교체하였지만, 그 교체 시간이 과다하게 소요될 뿐만 아니라 용접포인트의 재설정이 번거로운 단점이 있었다.

이에 따라, 용접로봇의 용접토치는 그 용접작업의 효율성 향상 내지 생산성 향상 등을 위해 그 선단 부분(콘택트 팁, 노즐 등)이 자동으로 교체되는 기술이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 콘택트 팁, 노즐, 인슈레이터, 가스 디퓨저 등을 가진 용접토치의 선단유닛을 용접토치의 토치본체로부터 자동으로 교체하는 용접토치 교체용 지그를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 용접토치의 토치본체에 선단유닛을 교체하기 위한 용접토치 교체용 지그에 관한 것으로,

이격된 상부 지지대 및 하부 지지대를 가진 지그프레임;

상기 지그프레임의 일측에서 상하방향으로 승강가능한 승강플레이트;

상기 승강플레이트의 전면에 고정되고, 복수의 선단유닛들이 수용된 교체용 홀더;

상기 승강플레이트의 전면에 고정되고, 상기 용접토치의 선단유닛이 통과하는 홈을 가지며, 상기 홈의 상단에는 상기 용접토치의 토치본체를 가압하는 가압턱을 가진 분리용 가압구; 및

상기 용접토치의 토치본체를 척킹하는 척킹유닛;을 포함한다.

상기 상부 지지대 및 하부 지지대는 하나 이상의 가이드봉에 의해 상하로 연결되고, 상기 가이드봉의 외주면에는 상기 승강플레이트의 후면에 고정된 가이구가 슬라이딩 이동하며, 상기 승강플레이트는 승강용 실린더에 의해 상하 방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

상기 승강플레이트의 후면에는 블럭이 돌출되고, 상기 블럭에는 상기 승강용 실린더의 로드 단부가 고정되며, 상기 블럭의 상단에는 높이조절가능한 스토퍼가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 지지대는 좌우 양단에 좌측 플레이트 및 우측 플레이트가 설치되고, 상기 좌측 플레이트 및 우측 플레이트 사이에는 상기 척킹유닛이 설치되며, 상기 척킹유닛은 상기 좌측 플레이트 및 우측 플레이트의 각 상단을 가로질러 설치된 상부 고정지지봉, 상기 좌측 플레이트 및 우측 플레이트의 각 하단을 가로질러 설치된 하부 고정지지봉, 상기 상부 고정지지봉 및 하부 고정지지봉의 후방에서 전후방향으로 회동가능한 가동지지봉을 포함하고, 상기 상부 고정지지봉, 하부 고정지지봉 및 가동지지봉은 그 외주면에 복수의 수용홈을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 가동지지봉은 그 좌우 양단에 설치된 좌우 한 쌍의 회동레버에 의해 전후방향으로 회동하고, 상기 한 쌍의 회동레버는 회동축을 매개로 회동가능하게 힌지결합되며, 상기 한 쌍의 회동레버의 일단 사이를 가로질러 가동지지봉이 설치되고, 상기 한 쌍의 회동레버의 타단은 회동용 실린더에 의해 회동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양태는 토치본체 및 선단유닛으로 구성된 용접토치에 있어서 토치본체에 선단유닛을 분리 및 결합시키는 용접토치 자동교체장치에 관한 것으로,

토치본체, 및 토치본체에 대해 분리가능하게 결합된 선단유닛을 구비한 용접토치;

단부에 상기 용접토치가 부착되고, 상기 용접토치의 작동을 제어하는 용접로봇; 및

상기 용접로봇의 회전반경 내에 위치하고, 상기 토치본체 및 선단유닛을 분리 및 결합시키는 용접토치용 교체지그;를 포함한다.

상기 용접토치용 교체지그는,

이격된 상부 지지대 및 하부 지지대를 가진 지그프레임;

상기 토치본체의 단부에는 커플러가 설치되고, 상기 커플러에는 상기 선단유닛이 분리가능하게 결합되며, 상기 분리용 가압구가 상기 커플러를 가압함에 따라 상기 선단유닛이 커플로부터 분리되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명은, 콘택트 팁, 노즐, 인슈레이터, 가스 디퓨저 등을 가진 용접토치의 선단유닛을 용접토치의 토치본체로부터 자동으로 교체할 수 있도록 함으로써 용접효율 내지 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접토치 자동교체장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 용접토치 자동교체장치는 단부에 용접토치(10)가 부착된 용접로봇(100), 용접로봇(100)의 회전반경 내에 위치하는 용접토치 교체용 지그(200)를 포함한다.

용접로봇(100)의 일 형태가 도 1에 예시되어 있으며, 이러한 용접로봇(100)은 베이스 상에서 수직축 둘레로 선회하는 선회베이스(110), 선회베이스(110)에 피벗연결되어 전후 방향으로 요동하는 하부아암(120), 하부아암(120)의 상단에 피벗연결되어 상하 방향으로 요동하는 상부아암(130), 상부아암(130)의 단부에 구비된 손목부(140)를 포함한다.

손목부(140)는 상부아암(130)의 축선 둘레로 회전하는 동체(141), 동체(141)의 단부에 피벗연결되어 상부아암(130)의 축선에 직교하는 축 둘레로 요동하는 요동체(142), 요동체(142)의 단부에 설치되어 요동체(142)의 회전축과 직교하는 축 둘레로 회전하는 회전체(143)를 가진다. 회전체(143)의 단부에는 용접토치(10)가 부착된다.

그리고, 용접로봇(100)의 일측에는 용접토치(10) 내로 용접와이어(15)를 공급하는 와이어 공급장치(150)가 배치되어고, 이 와이어 공급장치(150)로부터 케이블(160)을 통해 용접와이어(15)가 용접토치(10)로 공급된다.

한편, 본 발명의 용접로봇(100)은 도 1에 도시된 구조에 한정되지 않고 용접토치(10)의 자세 제어, 용접토치의 자세제어, 위치결정, 용접선의 궤적 제어 등을 정밀하게 구현할 수 있는 다양한 구조의 용접로봇이 적용가능할 것이다.

본 발명의 용접토치(10)는 토치본체(11) 및 토치본체(11)에 대해 분리가능하게 결합되는 선단유닛(12)을 포함한다. 용접토치(10)의 일 실시형태가 도 8 및 도 9에 예시되어 있다.

토치본체(11)는 그 하단에 커플러(13)를 가지고, 이 커플러(13)에 선단유닛(12)이 분리가능하게 결합된다.

선단유닛(12)은 용접와이어가 통과하는 와이어 통과구멍(14a)을 가진 콘택트 팁(14), 콘택트 팁(14)의 상단에 나사결합된 가스 디퓨저(17), 가스 디퓨저(17)의 상부 외주면에 나사결합된 인슐레이터(18), 인슐레이터(18)의 하단에 나사결합된 노즐(16)을 가진 일반적인 구성이다.

가스 디퓨저(17)의 상단 외주면에는 복수의 결합홈(17a)이 형성되고, 이 결합홈(17a)을 통해 선단유닛(12)은 토치본체(11)의 커플러(13)에 분리가능하게 결합된다.

커플러(13)는 커플링몸체(13a), 커플링몸체(13a)에 대해 이동가능하게 설치된 슬라이더(13b), 슬라이더(13b)의 장착홈(13c)에 설치된 복수의 볼체(13d), 슬라이더(13b)를 하방으로 편향시키는 스프링(13e)을 구비한다.

커플링몸체(13a)는 토치본체(11)의 단부에 나사결합되고, 그 외주면에 슬라이드홈(13f)이 형성되며, 그 내경면에는 해제홈(13k)이 형성된다.

슬라이더(13b)는 그 단부에 삽입홈부(13h)가 형성되고, 이 삽입홈부(13h)의 내에는 스프링(13e)이 설치되며, 이 스프링(13e)의 탄성력에 의해 슬라이더(13b)는 하방으로 편향된다. 삽입홈부(13h)의 상단 외주테두리에는 내경방향으로 돌출된 돌출테두리(13g)가 형성되고, 이 돌출테두리(13g)는 커플링몸체(13a)의 슬라이드홈(13f)을 따라 안내된다.

슬라이더(13b)의 일측 외주면에는 복수의 장착홈(13c)이 형성되고, 각 장착홈(13c)에는 복수의 볼체(13d)가 내경 및 외경방향으로 이동가능하게 설치된다.

이러한 구성에 의해, 도 8에 도시된 바와 같이 커플러(13)의 슬라이더(13b)가 스프링(13e)에 의해 하부방향으로 편향된 경우, 복수의 볼체(13d)는 가스 디퓨저(17)의 결합홈(17a)에 결합되고, 이에 의해 선단유닛(12)은 커플러(13)에 견고하게 결합된 상태를 유지할 수 있다.

그리고, 외력에 의해 커플러(13)의 슬라이더(13b)가 상부방향으로 이동할 경우, 슬라이더(13b)와 함께 복수의 볼체(13d)가 상부로 이동하고, 이에 복수의 볼체(13d)는 가스 디퓨저(17)의 결합홈(17a)에서 벗어나 커플링몸체(13a)의 해제홈(13k)에 삽입된다. 이에 도 9에 예시된 바와 같이 가스 디퓨저(17)와 커플러(13) 사이의 결합력이 해제됨에 따라 선단유닛(12)은 토치본체(11)의 커플러(13)로부터 분리된다.

한편, 본 발명의 용접토치(10)는 도 8 및 도 9에 예시된 구조에 한정되지 않고, 토치본체(11)에서 선단유닛(12)이 외력에 의해 간편하게 분리될 수 있는 구조이면 그외 다양한 구조변경이 가능할 것이다.

용접토치 교체용 지그(200)는 지그프레임(210), 지그프레임(210)의 전면에 상하 이동가능하게 설치된 승강플레이트(220), 승강플레이트(220)의 전면에 고정된 교체용 홀더(230) 및 분리용 가압구(240), 용접토치(10)의 토치본체(11)를 척킹함으로써 토치본체(11)를 일정한 위치에 유지시키는 척킹유닛(250), 용접토치(10)의 선단유닛(12)이 교체된 후에 선단유닛(12)의 단부로 돌출되는 용접와이어(15)를 일정길이로 커팅하는 커터(260)를 포함한다.

지그프레임(210)은 상하방향으로 서로 이격된 상부 지지대(211) 및 하부 지지대(212)를 구비하고, 상부 지지대(211)와 하부 지지대(212) 사이에는 하나 이상의 가이드봉(221)이 수직방향으로 고정되어 있다.

상부 지지대(211)의 좌우 양측에는 수직방향으로 연장된 좌측 및 우측 브라켓(211a, 211b)이 각각 형성되고, 좌측 및 우측 브라켓(211a, 211b) 각각에는 좌측 및 우측 플레이트(213, 214)이 고정되어 있다.

한편, 좌측 플레이트(213) 및 우측 플레이트(214) 중에서 어느 일측면에는 용접토치(10)의 단부에서 돌출된 용접와이어(15)를 감지 내지 인식하는 와이어 감지센서(270)가 설치되어 있다.

가이드봉(221)의 외주면을 따라 안내되면서 상하 이동하는 가이드구(222)가 승강플레이트(220)의 후면에 고정되어 있고, 이 가이드구(222)는 가이드공(222a)을 가지며, 이 가이드공(222a)은 가이드봉(221)의 외주면을 따라 슬라이딩이동가능하도록 설치되어 있다.

승강플레이트(220)의 전면에는 교체용 홀더(230)가 고정되고, 이 교체용 홀더(230)는 상부 홀더(231) 및 하부 홀더(232)를 구비한다. 상부 홀더(231)에는 용접토치(10)의 선단유닛(12)들이 개별적으로 수용되는 복수의 관통공(231a)이 형성되고, 하부 홀더(232)는 복수의 관통공(231a)에 대응하는 복수의 걸림홈(232a)을 가진다. 걸림홈(232a)에는 용접토치(10)의 선단유닛(12)의 단부가 걸린다.

그리고, 승강플레이트(220)의 전면에는 분리용 가압구(240)가 고정되고, 이 분리용 가압구(240)는 교체용 홀더(230)에 대해 일측방향으로 설치된다. 특히, 분리용 가압구(240)는 교체용 홀더(230)의 고정위치 보다 높은 위치에 고정됨으로써 선단유닛(12)의 분리를 매우 용이하게 할 수 있다.

분리용 가압구(240)는 용접토치(10)의 선단유닛(12)이 통과하는 홈(241)이 형성되고, 이 홈(241)의 상단에는 토치본체(11)의 커플러(13) 단부와 접촉가능한 가압턱(242)이 형성되어 있다. 승강플레이트(220)의 상승에 의해 분리용 가압구(240)의 가압턱(242)이 도 5(a)와 같이 토치본체(11)의 커플러(13)를 가압하면 도 5(b)와 같이 토치본체(11)의 선단으로부터 선단유닛(12)이 분리된다. 그리고, 분리용 가압구(240)의 하부에는 안내슈트(243) 및 수거함(244)이 배치되고, 안내슈트(243)는 분리된 선단유닛(12)을 수거함(244)으로 안내한다.

승강플레이트(220)는 그 후면에 배치된 승강용 실린더(225)에 의해 상하 방향으로 이동하고, 승강용 실린더(225)는 그 로드(225a)의 단부가 승강플레이트(220)의 후면에 돌출된 블럭(226)에 고정되어 있다. 이에 승강용 실린더(225)에 의해 로드(225a)가 전후진하면, 승강플레이트(220)는 상하방향으로 승하강할 수 있다.

승강플레이트(220)의 블럭(226) 상면에 조절볼트 형태의 스토퍼(227)가 상하높이 조절가능하게 설치되고, 스토퍼(227)는 지그프레임(210)의 상부 지지대(211)와 접촉가능하게 배치된다. 스토퍼(227)는 그 상하높이를 조절함으로써 승강플레이트(220)의 상승 높이를 적절히 규제한다.

척킹유닛(250)은 상부 지지대(211)의 좌측 및 우측 플레이트(213, 214) 사이에 설치되고, 토치본체(11)의 커플러(13)에 선단유닛(12)을 교체할 경우에 척킹유닛(250)이 토치본체(11)를 척킹함으로써 토치본체(11)를 일정 위치에 유지시켜준다.

척킹유닛(250)은 상부 지지대(211)의 좌측 및 우측 플레이트(213, 214)의 각 상단을 가로질러 설치된 상부 고정지지봉(251), 좌측 및 우측 플레이트(213, 214)의 각 하단을 가로질러 설치된 하부 고정지지봉(252), 상부 고정지지봉(251) 및 하부 고정지지봉(252)의 후방에 배치되어 전후방향으로 회동가능한 가동지지봉(253)을 포함한다.

상부 고정지지봉(251), 하부 고정지지봉(252) 및 가동지지봉(253)은 각 외주면에 원주방향으로 복수의 수용홈(251a, 252a, 253a)을 가지고, 각 수용홈(251a, 252a, 253a)에 토치본체(11)의 외주면 일부가 접촉하며 수용된다.

그리고, 가동지지봉(253)은 그 양단에 설치된 좌우 한 쌍의 회동레버(254)에 의해 전후방향으로 회동하도록 구성되고, 좌우 한 쌍의 회동레버(254)는 회동축(254a)을 매개로 상부 지지대(211)의 좌측 및 우측브라켓(211a, 211b)에 회동가능하게 힌지결합되어 있다. 한 쌍의 회동레버(254)의 각 일단 사이에는 가동지지봉(253)이 설치되고, 한 쌍의 회동레버(254)의 각 타단 사이에는 가이드봉(254b)이 설치되어 있다.

상부 지지대(211)에는 연결브라켓(217)이 후방으로 연장되어 고정되고, 이 연결브라켓(217)에는 회동용 실린더(255)가 설치되어 있다. 회동용 실린더(255)는 전후진하는 로드(255a)를 가지고, 이 로드(255a)의 단부에는 상하 이동블럭(256)이 고정된다. 이 상하 이동블럭(256)은 그 측면방향으로 관통된 안내슬롯(256a)을 가지고, 이 안내슬롯(256a)에는 회동레버(254)의 가이드봉(254b)이 안내된다.

이러한 구성에 의해, 회동용 실린더(255)의 작동에 의해 그 로드(255a)가 전후진함에 따라 상하 이동블럭(256)가 상하 방향으로 이동하고, 이러한 상하 이동블럭(256)의 상하 이동에 의해 회동레버(254)의 가이드봉(254b)은 안내슬롯(256a)을 따라 안내되면서 상하로 이동하고, 이러한 가이드봉(254b)의 상하 이동에 의해 한 쌍의 회동레버(254) 및 가동지지봉(253)은 회동축(254a)을 둘레로 회전한다. 토치본체(11)의 상부 및 하부가 상부 및 하부 고정지지봉(251, 252)의 수용홈(251a, 252a)에 각각 접촉된 상태에서 회동용 실린더(255) 및 회동레버(254)에 의해 가동지지봉(253)이 전방으로 회동하면, 가동지지봉(253)의 수용홈(253a)이 토치본 체(11)의 후면 곡면부를 가압한다. 즉, 토치본체(11)는 상부 및 하부 고정지지봉(251, 252) 및 가동지지봉(253)에 의해 그 전후면이 3점 접촉지지되어 척킹된다. 이러한 척킹작동에 의해 토치본체(11)는 그 위치가 고정적으로 유지되고, 이렇게 토치본체(11)가 척킹유닛(250)에 의해 척킹된 상태에서 토치본체(11)의 단부에 대해 선단유닛(12)이 분리 또는 결합된다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 의한 용접토치 자동교체장치의 작동관계를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 용접로봇(100)에 의해 용접대상물에 대한 용접작업이 진행되고, 그 용접작업이 완료되거나 그 용접 도중에 용접토치(10)의 와이어 통과구멍(14a)이 막히는 등 용접토치(10)의 선단유닛(12)의 교체가 요구되는 상황이 발생하면, 용접로봇(100)은 그 선회베이스(110), 하부아암(120), 상부아암(130), 손목부(140)의 작동에 의해 용접토치(10)를 교체용 지그(200)로 이동시킨다. 용접로봇(100)은 용접토치(10)의 선단유닛(12)을 와이어 감지센서(270)측으로 이동시키고, 이에 와이어 감지센서(270)는 용접토치(10)의 용접와이어(15)를 감지하여 그 감지신호를 제어부(미도시)로 전송한다. 제어부는 용접로봇(100)을 제어하여 용접토치(10)의 단부에 돌출된 용접와이어(15)를 커팅한다. 그리고, 제어부는 와이어공급장치(150)를 제어하여 용접와이어(15)를 후퇴시킨다.

그런 다음, 제어부는 용접로봇(100)를 제어함으로써 분리용 가압구(240)의 홈(241)에 용접토치(10)의 선단유닛(12)을 위치시킨다. 이렇게 선단유닛(12)이 분 리용 가압구(240)의 홈(241)에 삽입되면, 용접토치(10)의 토치본체(11)는 척킹유닛(250)의 상부 및 하부 고정지지봉(251, 252)에 접촉지지된다. 이때, 토치본체(11)는 상부 및 하부 고정지지봉(251, 252)의 수용홈(251a, 252a)과 접촉지지된다.

이런 상태에서, 회동용 실린더(255)의 작동에 의해 그 로드(255a)가 전진하면(도 3에서 상승함)함에 따라 한 쌍의 회동레버(254) 및 가동지지봉(253)은 회동축(254a)을 둘레로 회전하고, 이에 가동지지봉(253)은 전방으로 회동한다. 이에 토치본체(11)는 그 전면의 상부 및 하부가 상부 및 하부 고정지지봉(251, 252)의 수용홈(251a, 252a)에 각각 접촉된 상태에서 가동지지봉(253)의 수용홈(253a)이 토치본체(11)의 후면 곡면부를 가압함에 따라 토치본체(11)는 상부 및 하부 고정지지봉(251, 252) 및 가동지지봉(253)에 의해 3점 접촉지지되어 척킹된다. 이러한 척킹작동에 의해 토치본체(11)는 그 위치가 고정적으로 유지된다.

이렇게 토치본체(11)가 척킹유닛(250)에 의해 척킹된 상태에서, 승강용 실린더(225)의 구동에 의해 그 로드(225a)가 전진하면(도 3에서 상승함), 승강플레이트(220)는 상승함으로써 도 5(a)에 도시된 바와 같이 분리용 가압구(240)의 가압턱(242)이 토치본체(11)의 커플러(13)를 상방향으로 가압한다. 이에 토치본체(11)의 커플러(13)는 도 5(b) 및 도 9에 도시된 바와 같이 복수의 볼체(13d)가 가스 디퓨저(17)의 결합홈(17a)에서 벗어남에 따라 토치본체(11)의 커플러(13)로부터 선단유닛(12)이 분리된다.

이렇게 교체가 요구되는 선단유닛(12)이 토치본체(11)의 커플러(13)로부터 분리된 후에, 제어부는 용접로봇(100)을 제어하여 토치본체(11)를 교체용 홀더(230)의 상부에 위치시킨다. 이때, 토치본체(11)는 척킹유닛(250)의 상부 및 하부 고정지지봉(251, 252)에 접촉지지된다.

이런 상태에서, 도 3과 같이 회동용 실린더(255)의 작동에 의해 그 로드(255a)가 전진함에 따라 한 쌍의 회동레버(254) 및 가동지지봉(253)은 회동축(254a)을 둘레로 회전하고, 이에 가동지지봉(253)은 전방으로 회동한다. 이에 토치본체(11)는 그 전면의 상부 및 하부가 상부 및 하부 고정지지봉(251, 252)의 수용홈(251a, 252a)에 각각 접촉된 상태에서 가동지지봉(253)의 수용홈(253a)이 토치본체(11)의 후면 곡면부를 가압함에 따라 토치본체(11)는 상부 및 하부 고정지지봉(251, 252) 및 가동지지봉(253)에 의해 3점 접촉지지되어 척킹된다. 이러한 척킹작동에 의해 토치본체(11)는 그 위치가 고정적으로 유지된다.

이렇게 토치본체(11)가 척킹유닛(250)에 의해 척킹된 상태에서, 도 3과 같이 승강용 실린더(225)의 전진 작동에 의해 그 로드(225a)가 전진하면, 승강플레이트(220)가 상승함에 따라 승강플레이트(220)의 교체용 홀더(230)에 수용된 새로운 선단유닛(12)은 토치본체(11)의 커플러(13)측으로 삽입된다. 그 후에, 승강용 실린더(225)의 후진 작동에 의해 승강플레이트(220)가 하강하면, 도 8에 예시된 바와 같이 커플러(13)의 스프링(13e)이 슬라이더(13b)를 하방향으로 편향시킴에 따라 새로운 선단유닛(12)은 가스 디퓨저(17)의 결합홈(17a)에 복수의 볼체(13d)가 삽입됨에 따라 토치본체(11)의 커플러(13)에 견고하게 결합된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접토치 자동교체장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접토치 교체용 지그를 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 교체용 지그를 도시한 측면도이다.

도 4는 본 발명의 교체용 지그를 도시한 정면도이다.

도 5(a)는 본 발명의 분리용 가압구가 토치본체의 커플러를 가압하는 상태를 도시하고, 도 5(b)는 분리용 가압구의 가압에 의해 토치본체의 커플러로부터 선단유닛이 분리되는 상태를 도시한 도면이다.

도 6은 도 4의 A-A선을 따라 도시한 부분 평단면도이다.

도 7은 도 4의 화살표 B선에 바라본 평면도이다.

도 8은 본 발명에 이용되는 용접토치의 일 실시형태를 예시한 도면으로, 토치본체에 선단유닛이 결합된 상태를 예시한 단면도이다.

도 9는 본 발명에 이용되는 용접토치의 일 실시형태를 예시한 도면으로, 토치본체에서 선단유닛이 분리되는 상태를 예시한 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *

10: 용접토치 11: 토치본체

12: 선단유닛 13: 커플러

100: 용접로봇 200: 용접토치 교체용 지그

210: 지그프레임 220: 승강플레이트

230: 교체용 홀더 240: 분리용 가압구

250: 척킹유닛

Claims

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용접토치의 토치본체에 선단유닛을 교체하기 위한 용접토치 교체용 지그에 관한 것으로,

상하방향으로 서로 이격된 상부 지지대 및 하부 지지대를 가진 지그프레임;

상기 지그프레임의 일측에서 상하방향으로 승강가능한 승강플레이트;

상기 승강플레이트의 전면에 고정되고, 복수의 선단유닛들이 수용된 교체용 홀더;

상기 승강플레이트의 전면에 고정되고, 상기 용접토치의 선단유닛이 통과하는 홈을 가지며, 상기 홈의 상단에는 상기 용접토치의 토치본체를 가압하는 가압턱을 가진 분리용 가압구; 및

상기 용접토치의 토치본체를 척킹하는 척킹유닛;을 포함하고,

상기 상부 지지대 및 하부 지지대는 하나 이상의 가이드봉에 의해 상하로 연결되고,

상기 가이드봉의 외주면에는 상기 승강플레이트의 후면에 고정된 가이구가 슬라이딩 이동하며, 상기 승강플레이트는 승강용 실린더에 의해 상하 방향으로 이동하고,

상기 승강플레이트의 후면에는 블럭이 돌출되고, 상기 블럭에는 상기 승강용 실린더의 로드 단부가 고정되며, 상기 블럭의 상단에는 높이조절가능한 스토퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 용접토치 교체용 지그.
제3항에 있어서,

상기 상부 지지대는 좌우 양단에 좌측 플레이트 및 우측 플레이트가 설치되고, 상기 좌측 플레이트 및 우측 플레이트 사이에는 상기 척킹유닛이 설치되며,

상기 척킹유닛은 상기 좌측 플레이트 및 우측 플레이트의 각 상단을 가로질러 설치된 상부 고정지지봉, 상기 좌측 플레이트 및 우측 플레이트의 각 하단을 가로질러 설치된 하부 고정지지봉, 상기 상부 고정지지봉 및 하부 고정지지봉의 후방에서 전후방향으로 회동가능한 가동지지봉을 포함하고,

상기 상부 고정지지봉, 하부 고정지지봉 및 가동지지봉은 그 외주면에 복수의 수용홈을 가지는 것을 특징으로 하는 용접토치 교체용 지그.
제4항에 있어서,

상기 가동지지봉은 그 좌우 양단에 설치된 좌우 한 쌍의 회동레버에 의해 전후방향으로 회동하고, 상기 한 쌍의 회동레버는 회동축을 매개로 회동가능하게 힌지결합되며, 상기 한 쌍의 회동레버의 일단 사이를 가로질러 가동지지봉이 설치되 고, 상기 한 쌍의 회동레버의 타단은 회동용 실린더에 의해 회동하는 것을 특징으로 하는 용접토치 교체용 지그.
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