KR101071813B1 - 용접 로봇용 토치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노즐부재 교환이 가능한 용접 로봇용 토치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 로봇을 이용하여 용접 중 토치를 일정시간 사용후 노즐부재를 원터치로 분리한 후 새로운 노즐부재로 교환이 용이하도록 하여 작업 효율이 증대되도록 한 용접 로봇용 토치에 관한 것인바, 본 발명은 용접 로봇용 토치에 있어서, 토치 케이블의 아답타에 연결되어 와이어를 안내 공급하는 와이어가이드(100)와; 상기 와이어가이드(100)에 결합 고정되는 나사체결부(212)를 외주면에 형성하고 반대쪽에는 슬라이드홈부(210a)를 구비하며 내측에 관통하는 통공(211)이 형성된 고정부재(210)와, 상기 고정부재(210)의 통공(211)에 삽입되는 삽입로드(221)에는 일정간격으로 형성된 다수개의 볼설치공(222)이 형성되고 삽입로드(221)의 일 측을 절곡하여 삽입홈부(223)를 형성하고 삽입홈부(223)의 개구부 끝단부에는 슬라이드홈부(210a)에 끼워져 걸려지는 단턱(224)이 형성된 이동부재(220)와, 상기 고정부재(210)와 이동부재(220) 사이에 설치되는 스프링(230)과, 상기 볼설치공(222)에 삽입되는 구형의 볼부재(240) 및 가스디퓨져(300)를 탄성력으로 분리하는 탄성부재(700)로 이루어진 록킹수단(200)과; 상기 록킹수단(200)에 삽입되는 걸림홈이 구비된 걸림부(320)와 콘텍트 팁(400)이 나사 결합되도록 끝단부 내측에 나사부를 형성한 로드부(330)가 일체로 형성하되 로드부(330) 외주면에는 나사결합부(330a)가 구비되어 이루어진 가스디퓨져(300)와; 공급된 와이어가 유동되지 않은 상태로 이동되도록 하는 가이드공(410)이 구비된 몸체(420)에는 상기 가스디퓨져(300)의 로드부(330) 끝단에 형성된 나사부에 나합되는 연결부(430)가 일체로 형성되어 이루어진 콘텍트 팁(400)과; 상기 가스디퓨져(300)의 나사결합부(330a)에 결합되도록 내측에 나사부를 형성하고 외주면에는 노즐이 나사결합되는 체결부를 형성한 인슐레이터와; 상기 인슐레이터(500)의 체결부(520)에 나사 결합되는 노즐부재(600); 및 상기 록킹수단(200)에는 가스디퓨져(300)를 탄성력으로 분리하는 탄성부재(700)를 잡아주는 스프링 홀더(800)를 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.

Description

용접 로봇용 토치{touch use to welding robot}

본 발명은 노즐부재 교환이 가능한 용접 로봇용 토치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 로봇을 이용하여 용접 중 토치를 일정시간 사용후 노즐부재를 원터치로 분리한 후 새로운 노즐부재로 교환이 용이하도록 하여 작업 효율이 증대되도록 한 용접 로봇용 토치에 관한 것이다.

일반적으로 로봇을 이용한 용접장치는 첨부도면 도 1에 도시한 바와 같은 수직 다관절형 산업용 로봇의 손목부에 용접 토치를 장착한 구조로 공지되어 있다. 도 1에서, (1)은 수직 다관절형 산업용 로봇이고, (2)는 그 상완(上腕)부이다. 상완부(2)의 선단에는 손목부(3)가 장착되어 있다. 손목부(3)는 손목 진동축(4)의 회전축을 이용하여 회전되며 상기 손목부(3)에는 장착 부재(6)를 개재하여 용접 토치(10)가 장착되어 있다. 상완부(2)의 후부에는 와이어 공급장치(7)가 구비되고, 토치 케이블(8)을 통하여 와이어가이드(10)에 용접와이어를 공급한다.

상기와 같은 구조를 갖는 용접 로봇에 있어서 종래 토치구조는 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 토치 케이블(8)의 어답터에 연결되어 와이어를 안내 공급하 는 와이어가이드(10)의 선단부 즉 토치 케이블(8)의 어답터에 연결되는 반대쪽에는 가스디퓨져(14)가 나사 결합되되 상기 가스디퓨져(14)의 끝단에는 공급된 와이어가 유동되지 않은 상태로 공급되도록 하는 콘텍트 팁(13)이 나사 결합되고 타측으로는 인슐레이터(15)가 결합되며, 상기 인슐레이터(15)의 나사부에는 노즐(16)이 결합되어 이루어진 구조이다.

상기와 같은 구조를 갖는 종래 토치구조는 콘텍트 팁(13)의 교환주기 시간이 1 - 2시간으로 와이어가 권치되어 있다가 공급됨으로 유동이 심하여 고온의 용접열에 의하여 연화된 콘텍트 팁(13)의 선단의 통공(13a)이 와이어 공급 장치(7)에 의하여 공급되는 와이어에 의하여 확장됨으로 공급되는 와이어가 흔들리면서 공급되는 문제점과 그로 인해 용접포인트가 흔들리는 문제점이 있었으며, 다른 문제점으로는 용접시 비산되는 용점물에 의하여 통공(13a)의 막힘현상도 발생하였다.

상기한 문제점으로 인해 콘텍트 팁(13)을 교환하여 주어야 하는데 종래 콘텍트 팁(13)의 교환방법으로는 작업자가 콘텍트 팁(13)을 가스디퓨져(14)에서 손으로 직접 분리한 후 새로운 콘텍트 팁(13)을 가스디퓨져(14)에 결합하는 방법이었다.

상기와 같이 작업자가 직접 손을 이용하여 가스디퓨져(14)에서 콘텍트 팁(13)을 분리하게 됨으로 인하여 용접포인트가 셋팅된 로봇의 영점이 흐트려지는 문제가 발생됨으로 콘텍트 팁(13)의 교환 후 다시 용접 로봇의 용접포인트를 셋팅하여야 하기 때문에 콘텍트 팁(13)의 교환시간이 과다하게 소요됨으로 작업효율이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 콘텍트 팁(13)의 교환을 작업자가 실시함으로 용접 장소에 작업자가 항 상 상주하여야 함으로 용접시에 발생되는 가스를 콘텍트 팁(13) 교환을 위해 상주하는 작업자가 흡입하여 건강에 해로움을 주게되는 치명적 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 종래 콘텍트 팁의 교환을 작업자가 직접 손으로 분리 및 결합하는 용접 로봇용 토치의 문제점을 일거에 해소함과 동시에 로봇을 이용하여 용접 중 토치를 일정시간 사용후 콘텍트 팁 및 노즐부재를 원터치로 분리한 후 새로운 노즐부재로 교환이 용이하도록 함으로서 용접 로봇의 용접포인트를 흐트려 뜨리지 않고서도 콘텍트 팁 및 노즐부재를 용이하게 교환할 수 있어 작업 효율이 증대되도록 한 용접 로봇용 토치를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 용접 로봇용 토치에 있어서, 토치 케이블의 아답타에 연결되어 와이어를 안내 공급하는 와이어가이드(100)와; 상기 와이어가이드(100)에 결합 고정되는 나사체결부(212)를 외주면에 형성하고 반대쪽에는 슬라이드홈부(210a)를 구비하며 내측에 관통하는 통공(211)이 형성된 고정부재(210)와, 상기 고정부재(210)의 통공(211)에 삽입되는 삽입로드(221)에는 일정간격으로 형성된 다수개의 볼설치공(222)이 형성되고 삽입로드(221)의 일 측을 절곡하여 삽입홈부(223)를 형성하고 삽입홈부(223)의 개구부 끝단부에는 슬라이드홈부(210a)에 끼워져 걸려지는 단턱(224)이 형성된 이동부재(220)와, 상기 고정부재(210)와 이동부재(220) 사이에 설치되는 스프링(230)과, 상기 볼설치공(222)에 삽입되는 구형의 볼부재(240) 및 가스디퓨져(300)를 탄성력으로 분리하는 탄성부재(700)로 이루어진 록킹수단(200)과; 상기 록킹수단(200)에 삽입되는 걸림홈이 구비된 걸림부(320)와 콘텍트 팁(400)이 나사 결합되도록 끝단부 내측에 나사부를 형성한 로드부(330)가 일체로 형성하되 로드부(330) 외주면에는 나사결합부(330a)가 구비되어 이루어진 가스디퓨져(300)와; 공급된 와이어가 유동되지 않은 상태로 이동되도록 하는 가이드공(410)이 구비된 몸체(420)에는 상기 가스디퓨져(300)의 로드부(330) 끝단에 형성된 나사부에 나합되는 연결부(430)가 일체로 형성되어 이루어진 콘텍트 팁(400)과; 상기 가스디퓨져(300)의 나사결합부(330a)에 결합되도록 내측에 나사부를 형성하고 외주면에는 노즐이 나사결합되는 체결부를 형성한 인슐레이터와; 상기 인슐레이터(500)의 체결부(520)에 나사 결합되는 노즐부재(600); 및 상기 록킹수단(200)에는 가스디퓨져(300)를 탄성력으로 분리하는 탄성부재(700)를 잡아주는 스프링 홀더(800)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 용접 로봇용 토치에 의하여 달성된다.

이와 같은 본 발명은 용접 로봇용 토치를 이용하여 용접 중 토치를 일정시간 사용후 콘텍트 팁 및 노즐부재를 원터치로 분리한 후 새로운 노즐부재로 교환이 용이하도록 함으로서 용접 로봇의 용접포인트를 흐트려 뜨리지 않고서도 콘텍트 팁 및 노즐부재를 용이하게 교환할 수 있어 작업 효율이 증대되는 이점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 용접 로봇용 토치의 노즐부재 및 와이어가이드의 구조를 보여주는 사시도이고 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 용접 로봇용 토치의 노즐부재 구조를 보여주는 단면도로써 이에 따르면 본 발명은 토치 케이블의 아답타에 연결되어 와이어를 안내 공급하는 와이어가이드(100)와, 상기 와이어가이드(100)의 선단부에 나사 결합되는 록킹수단(200)과 상기 록킹수단(200)에 삽입되는 걸림홈(320a)이 구비된 걸림부(320)와 콘텍트 팁(400)이 나사 결합되도록 끝단부 내측에 나사부(310)를 형성한 로드부(330)가 일체로 형성하되 로드부(330) 외주면에는 나사결합부(330a)가 구비되어 이루어진 가스디퓨져(300)와; 공급된 와이어가 유동되지 않은 상태로 이동되도록 하는 가이드공(410)이 구비된 몸체(420)에는 상기 가스디퓨져(300)의 로드부(330) 끝단에 형성된 나사결합부(330a)에 나합되는 연결부(430)가 일체로 형성되어 이루어진 콘텍트 팁(400)과; 상기 가스디퓨져(300)의 나사결합부(330a)에 결합되도록 내측에 나사부(520)를 형성하고 외주면에는 노즐부재(600)가 나사결합되는 체결부(510)를 형성한 인슐레이터(500)와; 상기 인슐레이터(500)의 체결부(510)에 나사 결합되는 노즐부재(600)로 이루어진 구조이다.

한편 상기 록킹수단(200)은 첨부도면 도 5에 도시된 바와 같이 와이어가이드(100)에 결합 고정되는 나사체결부(212)를 외주면에 형성하고 반대쪽에는 슬라이드홈부(210a)를 구비하며 내측에 관통하는 통공(211)이 형성된 고정부재(210)에는 이동부재(220)가 결합 설치된다. 상기 록킹수단(200)은 와이어 가이드(100)에 일체형 또는 결합 및 분리가 용이한 분리형 중 선택되 어느 하나의 형태로 제작하여 사용할 수도 있다.

상기 이동부재(220)의 구조는 고정부재(210)의 통공(211)에 삽입되는 삽입로드(221)에는 일정간격으로 형성된 다수개의 볼설치공(222)이 형성되고 삽입로드(221)의 일 측을 절곡하여 삽입홈부(223)를 형성하고 삽입홈부(223)의 개구부 끝단부에는 슬라이드홈부(210a)에 끼워져 걸려지는 단턱(224)이 형성된 구조이다.

상기 고정부재(210)와 이동부재(220) 사이에 설치되는 스프링(230)이 설치되 며, 상기 볼설치공(222)에는 구형의 볼부재(240)가 설치되어 이루어진 구조이다. 한편 첨부도면 도 4에 도시된 바와 같이 상기 걸림부(320)와 로드부(330)를 형성하는 나사결합부(330a) 사이에는 단턱부(320b)가 형성되어 일정한 길이로 걸림부(320)가 록킹수단(200)으로 삽입되도록 하는 것이 바람직하다. 또한 첨부도면 도 7에 도시된 바와 같이 록킹수단(200)에는 가스디퓨져(300)를 탄성력으로 분리하는 탄성부재(700)를 더 설치하여 사용할 수도 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 용접 로봇용 토치의 작동은 용접 로봇에 토치를 설치한 후 1 - 2시간 사용하게 되면 도면상 미도시된 컨트롤박스에 기 설정된 프로그램에 의하여 자동으로 토치를 구성하는 콘텍트 팁(400) 및 노즐부재(600)를 분리한 후 새로운 콘텍트 팁(400) 및 노즐부재(600)를 교환하게 된다.

상기 새로운 콘텍트 팁(400) 및 노즐부재(600)의 교환 방법으로는 첨부도면 도 6에 도시된 바와 같이 용접 작업을 중지시킨 다음 공급되어 있던 와이어를 토치에서 완전하게 후퇴시켜 와이어를 되감는다.

상기 와이어가 토치에서 빠져나가게 되면 토치가 설치된 용접용 로봇이 미설명된 지그로 이동하게 되며 상기 지그에는 새로운 콘텍트 팁 및 노즐이 일정한 간격으로 다수개가 설치되어 있으며 상기 콘텍트 팁 및 노즐이 결합되어 있는 토치로 부터 일정한 거리에 분리용지그가 설치되어 있어 분리용지그를 이용하여 이동부재(220)를 가압하면 이동부재(220)가 고정부재(210) 쪽으로 이동된다.

상기 이동부재(220)가 가압되면 슬라이드홈부(210a)에 설치된 단턱(224)이 이동하면서 삽입홈부(223)에 설치되어 있는 스프링(230)을 가압하면서 삽입로 드(221)가 고정부재(210)의 통공(211)으로 더 삽입된다.

이때 상기 볼설치공(222)에 설치된 볼부재(240)도 이동부재(220)와 같이 이동하면서 걸림홈(320a)에 걸려 있던 볼이 빠져 나오면서 가스디퓨져(300)의 록킹력을 해지함으로 자중에 의하여 토치가 분리된다.

그러나 첨부도면 도 6에 도시된 바와 같이 상기 록킹수단(200)에는 가스디퓨져(300)를 탄성력으로 분리하는 탄성부재(700)를 더 설치하면 용이하게 가스디퓨져(300)를 분리할 수 있게 된다.

상기 일정시간 사용한 토치가 분리되면 용접용 로봇이 다시 이동하여 새로운 토치가 놓여 있는 장소로 이동하여 가스디퓨져(300)의 걸림홈(320a)이 구비된 걸림부(320)를 록킹수단(300)으로 삽입하여 걸림부(320)의 걸림홈(320a)에 볼부재(240)이 걸려지도록 하여 새로운 토치를 장착하게 된다.

한편 첨부도면 도 7에 도시된 바와 같이 상기 록킹수단에 가스디퓨져를 탄성력으로 분리하는 탄성부재를 잡아주는 스프링 홀더(800)를 더 설치하여 사용할 수 있다. 상기 스프링 홀더(800)는 와이어의 유동을 방지하는 부가적인 효과도 얻을 수 있다.

상기에서와 같이 본 발명인 노즐교환이 가능한 용접 로봇용 토치를 사용하면 토치를 일정시간 사용후 콘텍트 팁 및 노즐부재를 원터치로 분리한 후 새로운 노즐로 교환이 용이하도록 함으로서 용접 로봇의 용접포인트를 흐트려 뜨리지 않고서도 콘텍트 팁 및 노즐부재 즉, 토치 전체를 용이하게 교환할 수 있어 작업 효율이 증대되는 이점이 있게 된다.

도 1은 일반적인 용접용 로봇에 설치된 토치의 설치상태를 보여주는 정면도.

도 2는 종래 용접 로봇용 토치의 구조를 보여주는 단면도.

도 3은 본 발명의 기술이 적용된 용접 로봇용 토치의 노즐부재 및 와이어가이드의 구조를 보여주는 사시도.

도 4는 본 발명의 기술이 적용된 용접 로봇용 토치의 노즐부재 구조를 보여주는 단면도.

도 5는 본 발명의 기술요지인 록킹수단의 구조를 보여주는 단면도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 작동을 보여주는 예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예를 보여주는 단면도.

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도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

100 : 와이어가이드 200 : 록킹수단

210 : 고정부재 211 : 통공

220 : 이동부재 222 : 볼설치공

223 : 삽입홈부 224 : 단턱

300 : 가스디퓨져 310,510 : 나사부

320 : 걸림부 330 : 로드부

400 : 콘텍트 팁 410 : 가이드공

420 : 몸체 430 : 연결부

500 : 인슐레이터 520 : 체결부

600 : 노즐부재

Claims (7)

1. 용접 로봇용 토치에 있어서

   토치 케이블의 아답타에 연결되어 와이어를 안내 공급하는 와이어가이드(100)와;

   상기 와이어가이드(100)에 결합 고정되는 나사체결부(212)를 외주면에 형성하고 반대쪽에는 슬라이드홈부(210a)를 구비하며 내측에 관통하는 통공(211)이 형성된 고정부재(210)와, 상기 고정부재(210)의 통공(211)에 삽입되는 삽입로드(221)에는 일정간격으로 형성된 다수개의 볼설치공(222)이 형성되고 삽입로드(221)의 일 측을 절곡하여 삽입홈부(223)를 형성하고 삽입홈부(223)의 개구부 끝단부에는 슬라이드홈부(210a)에 끼워져 걸려지는 단턱(224)이 형성된 이동부재(220)와, 상기 고정부재(210)와 이동부재(220) 사이에 설치되는 스프링(230)과, 상기 볼설치공(222)에 삽입되는 구형의 볼부재(240) 및 가스디퓨져(300)를 탄성력으로 분리하는 탄성부재(700)로 이루어진 록킹수단(200)과;

   상기 록킹수단(200)에 삽입되는 걸림홈이 구비된 걸림부(320)와 콘텍트 팁(400)이 나사 결합되도록 끝단부 내측에 나사부를 형성한 로드부(330)가 일체로 형성하되 로드부(330) 외주면에는 나사결합부(330a)가 구비되어 이루어진 가스디퓨져(300)와;

   공급된 와이어가 유동되지 않은 상태로 이동되도록 하는 가이드공(410)이 구비된 몸체(420)에는 상기 가스디퓨져(300)의 로드부(330) 끝단에 형성된 나사부에 나합되는 연결부(430)가 일체로 형성되어 이루어진 콘텍트 팁(400)과;

   상기 가스디퓨져(300)의 나사결합부(330a)에 결합되도록 내측에 나사부를 형성하고 외주면에는 노즐이 나사결합되는 체결부를 형성한 인슐레이터와;

   상기 인슐레이터(500)의 체결부(520)에 나사 결합되는 노즐부재(600) 및

   상기 록킹수단(200)에는 가스디퓨져(300)를 탄성력으로 분리하는 탄성부재(700)를 잡아주는 스프링 홀더(800)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 용접 로봇용 토치.
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