KR101140930B1

KR101140930B1 - 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치

Info

Publication number: KR101140930B1
Application number: KR1020100028202A
Authority: KR
Inventors: 김정학; 최우혁
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2012-05-15
Also published as: KR20110108804A

Abstract

본 발명은 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치에 관한 것으로서, 모재의 이음 용접 후 용접시편의 용접부가 전방으로 수평 배치되도록 용접시편을 고정하는 지그수단과, 용접부에 접촉 가능하게 대향 배치되며, 용접부의 결함부위를 가압하여 연삭하는 그라인더수단과, 그라인더수단의 전후 방향 가압을 조절하는 전후가압조절수단 및 그라인더수단의 좌우 방향 이송을 안내하는 좌우안내수단을 포함하는 구성으로 이루어져, 수평 자세 용접 이후에 용접부 결함부위를 제거하기 위한 연삭 작업 시, 이러한 연삭 작업에 이용되는 반자동의 전용 장치를 제공함으로써, 연삭 정밀도 향상은 물론, 작업자의 피로 누적 및 각종 근골격계 질환을 미연에 방지할 수 있다.

Description

용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치{HORIZONTAL POSITION GRINDING DEVICE FOR REMOVING WELDING DEFECTS ON WELDED PLATE}

본 발명은 수평 자세형 연삭 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수평자세 용접 후 용접부의 결함부위(예: 슬래그 혼입, 언더컷 등) 제거를 위한 연삭 작업을 반자동화하여 작업자 편의성을 향상시킨 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치에 관한 기술이다.

수평자세 용접(Horizontal position welding)은 아래보기자세 용접(Flat position welding)과 더불어 산업의 전 분야에서 광범위하게 적용되고 있는 용접 방법의 하나이다.

다만, 아래보기자세 용접의 경우에 있어서는, 용접 후 용접부의 결함부위를 제거하기 위하여 중력방향(즉, 지면방향)으로 자체 자중을 지닌 그라인더에 의존함으로써, 보다 용이하게 결함부위의 연삭이 가능하였다.

반면에, 수평자세 용접의 경우에 있어서는, 일일이 작업자가 스스로의 힘을 발휘하여 무거운 그라인더를 잡고서 결함부위에 대한 수평 방향 연삭 작업을 수행할 수밖에 없었다.

이로 인하여, 일정한 연삭 정밀도의 확보에 대한 작업의 신뢰성은 제외하고서라도, 작업자의 피로도 누적에 따른 작업 시간의 지체 및 작업자의 각종 질환(특히 근골격계 질환)을 초래하는 문제점이 야기되었다.

따라서 작업자 편의성이 향상된 수평 자세형 연삭 장치에 대한 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 수평자세 용접이 끝난 후, 용접부의 결함부위(예: 슬래그 혼입, 언더컷 등)를 보다 빠르고 정확하게 제거할 수 있도록, 용접 자세와 동일한 방식으로 그대로 연삭 가공할 수 있는 반자동화가 적용된 수평 자세형 연삭 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 사상에 따르면, 모재의 이음 용접 후 용접시편의 용접부가 전방으로 수평 배치되도록 상기 용접시편을 고정하는 지그수단; 상기 용접부에 접촉 가능하게 대향 배치되며, 상기 용접부의 결함부위를 가압하여 연삭하는 그라인더수단; 상기 그라인더수단의 전후 방향 가압을 조절하는 전후가압조절수단; 및 상기 그라인더수단의 좌우 방향 이송을 안내하는 좌우안내수단;을 포함하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치를 제공할 수 있다.

이때, 상기 지그수단은, 상기 용접시편을 삽입 체결하는 용접시편삽입부; 및 상기 용접시편삽입부의 전방으로 이격되게 연장 형성되어, 상기 좌우안내수단을 고정하는 좌우안내수단고정부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 좌우안내수단은, 상기 용접부와 수평 배치되어 좌우 양단이 상기 좌우안내수단고정부에 고정 형성되는 리니어모션가이드인 것이 좋다.

이러한 리니어모션가이드는, 원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나의 단면 형상을 갖는 샤프트 부재이며, 적어도 2개가 상기 좌우안내수단고정부에 복열로 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지그수단은, 바닥면에 안착 가능하게 형성되는 바닥안착지지단을 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 그라인더수단은, 전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동모터; 상기 구동모터에서 발생된 회전력을 전달하는 전동수단; 및 상기 전동수단에 의해 회전력을 전달받아 상기 용접부의 결함부위를 연삭하는 숫돌;을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 전동수단은, 복수 개의 기어의 조합으로 이루어진 기어 방식 전동수단, 체인과 스프라켓의 조합으로 이루어진 체인 방식 전동수단 및 벨트와 풀리의 조합으로 이루어진 마찰차 방식 전동수단 중 어느 하나 인 것이 좋다.

또한, 상기 전후가압조절수단은, 상기 좌우안내수단에 관통 체결되어 상기 좌우안내수단을 따라 좌우로 이송 조절되는 실린더블록; 선단부에 상기 그라인더수단이 회동 가능하게 결합되며, 상기 실린더블록으로부터 상기 용접부 측으로 전진 및 후퇴 조절이 가능하게 형성된 피스톤암; 및 상기 피스톤암의 전진 및 후퇴 조절을 담당하는 푸싱수단;을 포함할 수 있다.

이때, 상기 실린더블록 내에서, 상기 피스톤암과 상기 푸싱수단 사이에는 탄성가압수단이 더 구비되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 탄성가압수단은, 금속재 또는 합성수지재 코일형 스프링인 것이 좋다.

그리고 상기 피스톤암의 외주 상에는, 상기 실린더블록으로부터 상기 피스톤암이 이탈되는 것을 방지하기 위한 적어도 하나의 돌기단턱이 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 푸싱수단은, 몸체부에 나사산이 구비되며, 상기 몸체부와 일체로 형성된 헤드부로 이루어지되, 상기 실린더블록의 후단부에 체결되어, 회전방향 및 회전량 조절에 따라 발생되는 리드(lead) 폭에 의해 상기 피스톤암을 가압 및 해제하는 리드스크류볼트인 것이 좋다.

이러한 푸싱수단의 몸체부에는 상기 푸싱수단의 리드 폭 삽입량을 확인하기 위한 눈금자가 구비될 수 있다.

또한, 상기 피스톤암은, 선단부에 결합된 상기 그라인더수단의 세로 틸팅(tilting) 자세 조절을 위해, 세로 방향 회전각도 조절이 가능한 힌지에 의해 연결 형성된 적어도 2절의 링크 형상인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 사상에 따르면, 모재의 이음 용접 후 용접시편의 용접부가 전방으로 수평 배치되도록 상기 용접시편을 고정하는 지그수단; 상기 용접부에 접촉 가능하게 대향 배치되며, 상기 용접부의 결함부위의 형상, 모양, 종류에 따라 연삭력 및 연삭속도가 오픈 루프(open loop) 또는 클로즈드 루프(closed loop)로 제어되어, 상기 용접부의 결함부위에 대응하여 연삭 가동하는 그라인더수단; 상기 그라인더수단의 전후 방향 가압을 조절하는 전후가압조절수단; 및 상기 그라인더수단의 좌우 방향 이송을 안내하는 좌우안내수단;을 포함하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치를 제공할 수 있다.

이때, 상기 그라인더수단은, 전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동모터;

상기 구동모터에서 발생된 회전력을 전달하는 전동수단; 상기 전동수단에 의해 회전력을 전달받아 상기 용접부의 결함부위를 연삭하는 숫돌; 상기 구동모터의 동작을 오픈 루프(open loop) 또는 클로즈드 루프(closed loop)로 제어하는 동작제어수단; 및 상기 구동모터의 동작 지령을 상기 동작제어수단에 인가하도록 형성된 조작스위치수단;을 포함할 수 있다.

그리고 상기 조작스위치수단은, 상기 구동모터의 온(ON), 오프(OFF) 동작 신호를 상기 동작제어수단에 지령하도록 형성된 온오프스위치; 및 상기 구동모터의 회전속도 및 회전력을 조절하기 위한 신호를 상기 동작제어수단에 지령하도록 형성된 다이얼스위치;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 전동수단은, 복수 개의 기어의 조합으로 이루어진 기어 방식 전동수단, 체인과 스프라켓의 조합으로 이루어진 체인 방식 전동수단 및 벨트와 풀리의 조합으로 이루어진 마찰차 방식 전동수단 중 어느 하나 인 것이 좋다.

또한, 상기 지그수단은, 상기 용접시편을 삽입 체결하는 용접시편삽입부; 및 상기 용접시편삽입부의 전방으로 이격되게 연장 형성되어, 상기 좌우안내수단을 고정하는 좌우안내수단고정부;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 좌우안내수단은, 상기 용접부와 수평 배치되어 좌우 양단이 상기 좌우안내수단고정부에 고정 형성되는 리니어모션가이드인 것이 좋다.

그리고 상기 리니어모션가이드는, 원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나의 단면 형상을 갖는 샤프트 부재이며, 적어도 2개가 상기 좌우안내수단고정부에 복열로 평행하게 배치될 수 있다.

또한, 상기 지그수단에는, 바닥면에 안착 가능하게 형성되는 바닥안착지지단을 더 구비하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 푸싱수단은, 몸체부에 나사산이 구비되며, 상기 몸체부와 일체로 형성된 헤드부로 이루어지되, 상기 실린더블록의 후단부에 체결되어, 회전방향 및 회전량 조절에 따라 발생되는 리드(lead) 폭에 의해 상기 피스톤암을 가압 및 해제하는 리드스크류볼트인 것이 좋다.

이때, 상기 푸싱수단의 몸체부에는 상기 푸싱수단의 리드 폭 삽입량을 확인하기 위한 눈금자가 구비될 수 있다.

그리고 상기 피스톤암은, 선단부에 결합된 상기 그라인더수단의 세로 틸팅(tilting) 자세 조절을 위해, 세로 방향 회전각도 조절이 가능한 힌지에 의해 연결 형성된 적어도 2절의 링크 형상인 것이 바람직하다.

본 발명의 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치에 따르면, 수평 자세 용접과 동일한 방식으로 연삭 작업을 수행할 수 있게 되어, 수평자세 용접이 끝난 후, 용접부의 결함부위(예: 슬래그 혼입, 언더컷 등)를 보다 빠르고 정확하게 제거할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치에 따르면, 작업자가 자력으로 무거운 그라인더를 들어 올린 후 용접부 결함부위를 제거하기 위해 일일이 연삭 작업을 수행하였던 수고를 덜고자, 이러한 연삭 공정을 전용 장치에 의하여 반자동화 처리가 가능하게 함으로써, 연삭 정밀도 확보로 인한 작업의 신뢰성 향상은 물론, 작업자의 피로 누적으로 인한 심신쇄약 및 각종 근골격계 질환을 미연에 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세용 연삭 장치의 일 실시예에서 지그 수단을 제외한 나머지 구성에 대한 설명을 위해 개략적으로 도시한 구조도.
도 3은 본 발명에 따른 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세용 연삭 장치의 일 실시예에서 지그 수단의 제 1 변형예를 개략적으로 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세용 연삭 장치의 일 실시예에서 지그 수단의 제 2 변형예를 개략적으로 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세용 연삭 장치의 일 실시예에서 푸싱수단의 변형예를 개략적으로 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세용 연삭 장치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 실시예에서 그라인더수단의 작동 관계를 설명하기 위해 도시한 작동개념도.

이하, 본 발명에 따른 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 사시도이다.

이러한 도 1은 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것으로, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 1을 참조하면, 도시된 수평 자세형 연삭 장치는 용접시편(S1, S2)을 고정하도록 형성된 지그수단(110), 용접부(W)의 결함부위를 가압하여 연삭하는 그라인더수단(120), 상기 그라인더수단(120)의 전후 방향 가압을 조절하는 전후가압조절수단(130) 및 상기 그라인더수단(120)의 좌우 방향 이송을 안내하는 좌우안내수단(160)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

먼저, 지그수단(110)에 대해 설명하기로 한다.

수평 자세 용접을 통해 모재가 맞대기 이음 용접으로 접합되면, 용접시편(S1, S2, 여기서, 설명의 편의상 상부 용접시편을 S1, 하부 용접시편을 S2라 함)은 용접부(W)에 의해 일련의 몸체를 가진다.

이때, 용접부(W) 상에는 결함부위(예: 슬래그 혼입, 언더컷 등)가 발생된다.

이러한 용접부(W)의 결함부위를 제거하기 위하여, 용접 후의 용접시편(S1, S2)을 전방으로 수평 배치하여 지면상에 고정시키는 것이 지그수단(110)이다.

상기 지그수단(110)은 용접시편삽입부(112)와 좌우안내수단고정부(114)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

용접시편삽입부(112)는 앞서 설명한 바와 같이 용접 후의 용접시편(S1, S2)을 삽입시켜 지면상에 세로로 고정시키는 역할을 한다. 즉, 이로 인하여 용접부(W)가 전방을 향하여 배치된다.

그리고 좌우안내수단고정부(114)는 후술될 좌우안내수단(160)을 고정시키는 역할을 한다.

이러한 좌우안내수단고정부(114)는 상기 용접시편삽입부(112)의 전방으로 일정 간격 이격되도록 연장 형성된다.

그리고 상기 지그수단(110)은 바닥안착지지단(116)을 더 구비할 수 있다.

바닥안착지지단(116)은 다양한 실시예의 변형에 따라 그 형상, 모양이 달라질 수 있으나, 상기 용접시편삽입부(112) 및 좌우안내수단고정부(114)를 바닥면상에 안정적으로 안착시킬 수 있는 어떠한 형상, 모양이라도 가능하다.

본 실시예의 바닥안착지지단(116)은 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 모서리마다 바닥면까지 연장 지지된 4개의 다리 형상 기둥을 가진다.

보다 나은 구조적인 안정성 확보를 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 간주(間柱)부(117)가 추가 형성될 수 있으며, 그 외에도 도 4에 도시된 바와 같이 2개의 기둥 사이에 연결된 횡단보(118)가 추가 형성될 수도 있다.

다음으로, 좌우안내수단(160)에 대해 설명하기로 한다.

좌우안내수단(160)은 후술될 그라인더수단(120)의 좌우 방향 이송을 안내하는 역할을 담당한다.

그리고 상기 좌우안내수단(160)은 상기 지그수단(110)의 좌우안내수단고정부(114)에 결합된다.

이러한 좌우안내수단(160)에는 리니어모션가이드(162, 164)가 이용될 수 있다.

여기서, 리니어모션가이드(162, 164)란 표면이 매끄러운 봉(棒) 형상 부재로서, 축심 방향으로 원활한 이송을 안내하기에 효과적인 부재이다.

본 실시예의 리니어모션가이드(162, 164)는 상기 좌우안내수단고정부(114)에 상, 하로 평행하게 복열 배치된 형태로 이루어지나, 이는 예시적인 것일 뿐, 본 발명은 이러한 형태에 제한되지 않는다.

즉, 상기 리니어모션가이드(162, 164)는 다양한 실시예를 통해 원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나의 단면 형상을 가질 수도 있으며, 본 실시예와 다른 배치 형태를 가져도 무방하다.

또한, 이러한 좌우안내수단(160)은 용접시편(S1, S2)의 용접부(W)와 수평 배치되는 것이 좋다.

이는 상기 좌우안내수단(160)에 의해 좌, 우 방향으로 이송 안내될 그라인더수단(120)이 상기 용접부(W)에 효과적으로 밀착되어 좌, 우 방향으로 이동될 수 있게 하기 위함이다.

다음으로, 그라인더수단(120)에 대해 설명하기로 한다.

그라인더수단(120)은 용접부(W)에 접촉하여 용접부(W)의 결함부위를 일정 두께로 가압하여 연삭하는 역할을 담당한다.

이러한 그라인더수단(120)의 연삭에 의해 용접부(W)의 결함부위는 매끈하게 마감 처리된다.

상기 그라인더수단(120)을 이루는 구성 및 작동관계를 설명하기 위하여 도 7을 참조하면, 도시된 그라인더수단(120)은 구동모터(124)와, 숫돌(122) 및 전동수단(127)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

구동모터(124)는 내, 외부로부터 공급되는 전원을 공급받아 회전력을 발생시킨다. 여기서, 상기 구동모터(124)로는 AC 서보 모터 또는 DC 서보 모터가 이용될 수 있다.

숫돌(122)은 구동모터(124)의 회전력을 전달받아 용접부(W)의 결함부위를 연삭하는 연마재이다.

즉, 숫돌(122)의 회전에 의해 용접부(W)의 결함부위가 제거된다.

여기서는 숫돌(122)을 구성하는 입자, 결합제 및 기공에 따른 종류 및 형태에 관한 내용을 별도로 설명하지 않기로 한다.

다만, 본 발명에 따른 용접부(W)의 결함부위를 제거하는 목적에 부합되는 범위 내에서 가능한 한 매끈하게 표면 처리를 하기 위하여, 적절한 입도, 결합도를 갖는 숫돌(122)을 선정하여 이용한다.

전동수단(127)은 상기 구동모터(124)의 회전축(125)과 상기 숫돌(122)의 회전축(123) 사이에 연결되어 회전력을 전달하는 동력전달수단이다.

상기 전동수단(127)으로는 별도로 자세히 도시하진 않았으나, 본 실시예와 같이 벨트와 풀리의 조합으로 이루어진 마찰차 방식이 이용될 수 있다.

이 외에도, 다양한 실시예에 따라 상기 전동수단(127)은 복수 개의 기어의 조합으로 이루어진 기어 방식이나, 체인과 스프라켓의 조합으로 이루어진 체인 방식이 이용되어도 무방하다.

다음으로, 전후가압조절수단(130)에 대해 설명하기로 한다.

전후가압조절수단(130)은 상기 그라인더수단(120)의 전후 방향 가압을 조절하는 역할을 담당한다.

즉, 용접부(W)의 결함부위를 제거하기 위해, 상기 용접부(W)에 그라인더수단(120)이 밀착될 수 있도록 상기 전후가압조절수단(130)이 상기 그라인더수단(120)을 전방으로 가압하거나 가압을 해제한다.

이러한 전후가압조절수단(130)은 실린더블록(131), 피스톤암(140) 및 푸싱수단(150)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

전후가압조절수단(130)을 보다 상세히 설명하기 위해 도 2를 참조하기로 한다.

실린더블록(131)은 좌우안내수단(160)에 관통 체결되어 좌우안내수단(160)을 따라 좌우로 이송 조절될 수 있는 형상을 가진다.

이러한 실린더블록(131)은 전면이 일정 두께를 갖는 하우징 부재이며, 내측에서 피스톤암(140)의 후단부와, 푸싱수단(150)의 선단부를 삽입 내장한다.

피스톤암(140)은 상기 실린더블록(131) 내측으로부터 용접부(W) 방향으로 전진 및 후퇴 조절이 가능한 형상을 가진다.

이때, 피스톤암(140)의 외주 상에는 실린더블록(131)으로부터 상기 피스톤암(140)이 이탈되는 것을 방지하기 위한 돌기단턱(146)이 구비된다.

그리고 피스톤암(140)의 전진 시, 상기 실린더블록(131)에 상기 돌기단턱(146)의 측면이 충돌됨을 방지하도록, 상기 실린더블록(131)과 상기 돌기단턱(146) 사이에는 충격흡수링(145)이 더 개재되는 것이 바람직하다.

그리고 이러한 피스톤암(140)의 선단부 상에는 그라인더수단(120, 더 구체적으로 말하면 숫돌)을 회동 가능하게 결합하는 축(141)과, 이러한 축(141)을 지지하여 고정하는 브래킷(bracket)부(142)가 형성된다. 이러한 결합 형태에 따라 상기 피스톤암(140)의 전진 및 후퇴에 따라 그라인더수단(120, 더 구체적으로 말하면 숫돌)도 용접부(W)를 향하여 밀착 가압되거나 이의 해제가 조절된다.

또한, 이러한 피스톤암(140)은 세로 방향 회전각도 조절이 가능한 힌지(144)에 의해 연결 형성되는 2절의 링크 형상인 것이 바람직하다.

이는 상기 피스톤암(140)의 선단부에 회동 가능하게 결합된 상기 그라인더수단(120)의 세로 방향 틸팅(tilting) 각도 조절을 가능하게 하기 위함이다.

이로써, 용접부(W)의 결함부위의 상, 하 위치에 따라 그라인더수단(120)의 상, 하 틸팅 각도를 조절할 수 있게 되어, 보다 효과적으로 용접부(W)의 결함부위를 제거할 수 있게 된다.

푸싱수단(150)은 피스톤암(140)의 전진 및 후퇴를 조절하는 역할을 담당한다.

상기 푸싱수단(150)은 실린더블록(131)의 후방에 구비된 나사홀(132)을 통해 부분 체결되어 회전 방향에 따라 전후로 이동 가능한 형태로 이루어진다.

즉, 상기 푸싱수단(150)의 몸체부(152)에는 나사산(153)이 구비되며, 외측으로 상기 몸체부(152)와 일체로 형성되는 헤드부(154)가 구비된다. 이때의 헤드부(154)는 사각형, 육각형, 팔각형 단면 형상을 가질 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이, 핸들(미도시)이 구비된 원형 형상을 가져도 무방하다.

이러한 푸싱수단(150)은 나사산(153) 및 줄수(미도시)에 따라 회전수 및 회전 방향에 따라 리드(lead) 폭이 결정되는 리드스크류볼트를 이용할 수 있다(푸싱수단의 리드 폭=나사산 피치ㅧ나사산 줄수).

이때, 도 5에서 확인할 수 있듯이, 상기 푸싱수단(150)에는 리드 폭 삽입량을 확인하기 위한 눈금자(157)가 구비될 수도 있다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 푸싱수단(150)과 상기 피스톤(140) 사이에는 탄성가압수단(148)이 구비된다.

이러한 탄성가압수단(148)은 회전수 및 회전방향에 따라 리드 폭 만큼 전진 또는 후퇴하는 상기 푸싱수단(150)의 움직임에 따라 상기 피스톤암(140)을 적절히 가압 또는 가압 해제하는 역할을 한다.

상기 탄성가압수단(148)은 금속재 또는 합성수지재 코일 스프링이 이용될 수 있다.

그리고 상기 푸싱수단(150)과 상기 탄성가압수단(148) 사이에는 가압판(159)이 추가로 형성될 수 있다.

이는 보다 푸싱수단(150)의 전진 또는 후퇴에 의해 상기 탄성가압수단(148)을 보다 효과적으로 가압하기 위함이다.

다시 도 1을 참조하여, 이상과 같은 전후가압조절수단(130)에 의해 용접부(W)의 결함부위에 대응하여 그라인더수단(120)의 틸팅각 및 가압 정도는 적절히 조절될 수 있다.

따라서 좌우안내수단(160)을 따라 상기 전후가압조절수단(130)이 좌, 우 방향으로 이동하면서, 용접부(W)에 밀착 가압된 그라인더수단(120)은 용접부(W)의 결함부위를 연삭하여 제거한다.

도 6은 본 발명의 또 다른 사상에 따른 용접부의 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

도 6에 도시된 실시예의 구성에 있어, 앞서 도 1 내지 도 5에서 설명되었던 내용과 구별되는 차이점만을 설명하기로 한다.

도 6에 도시된 실시예에서의 그라인더수단(120)은 용접부(W)의 결함부위의 형상, 모양, 종류에 따라 연삭력 및 연삭속도가 오픈 루프(open loop) 또는 클로즈드 루프(closed loop)로 제어되어, 상기 용접부의 결함부위에 대응하여 연삭 가동하는 형태를 띠고 있다.

이를 위해, 상기 그라인더수단(120)은 구동모터(124)와, 전동수단(도 7에서의 도면부호 127)과, 숫돌(122) 이외에 추가적으로 동작제어수단(170) 및 조작스위치수단(180)을 더 포함한다.

동작제어수단(170)은 상기 구동모터(120)의 동작을 오픈 루프(open loop) 또는 클로즈드 루프(closed loop)로 제어한다.

그리고 조작스위치수단(180)은 상기 구동모터(124)의 동작 지령을 상기 동작제어수단에 인가한다. 즉, 이러한 조작스위치수단(180)은 오픈 루프 방식의 제어에 이용되는 구동모터(124)의 조작 수단이 된다.

도 6에 도시된 실시예에 따르면, 상기 동작제어수단(170)에 의해 검출된 상기 구동모터(124)의 회전력 및 회전속도를 피드백하여 상기 구동모터(124)를 클로즈드 루프 제어한다.

이로써, 각 용접부(W)의 결함부위마다 해당되는 특징, 즉 결함부위의 형상, 모양, 종류에 대응하여 상기 구동모터(124)의 회전력 및 회전속도를 최적화함으로써, 보다 효과적으로 용접부(W)의 결함부위를 제거할 수 있게 된다.

또한, 상기 동작제어수단(170)은 조작스위치수단(180)의 지령에 따라 상기 구동모터(124)의 동작을 오픈 루프로 제어할 수도 있다.

이때, 조작스위치수단(180)은 상기 구동모터(124)의 온(ON), 오프(OFF) 동작 신호를 지령하도록 형성된 온오프스위치(181, 182)와 상기 구동모터(124)의 회전속도 및 회전력을 조절하기 위한 신호를 지령하도록 형성된 다이얼스위치(184)를 포함한다.

도 7은 도 6에 도시된 실시예에서 그라인더수단의 작동 관계를 설명하기 위해 도시한 작동개념도이다.

도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 그라인더수단(120)의 작동 관계를 살펴보기로 한다.

먼저, 동작제어수단(170)의 오픈 루프 제어에 따른 연삭 과정을 설명하기로 한다.

온(ON) 스위치(181)가 눌러지면, 구동모터(124)의 동작 시작 지령이 동작제어수단(170)으로 전달된다.

상기의 동작 시작 지령을 전달받은 동작제어수단(170)은 구동모터(124)를 동작시킨다.

이때, 발생된 구동모터(124)의 회전력은 전동수단(127)에 의해 숫돌(122)까지 전달된다.

그리고 회전하는 숫돌(122)에 의해 용접부(W)의 결함부위가 말끔히 제거된다.

숫돌(122)에 의해 용접부(W)의 결함부위가 제거되는 도중, 상기 결함부위의 상태, 모양, 종류 등에 따라, 상기 숫돌(122)의 연삭력 및 연삭속도를 증가 또는 감소시킬 필요가 있을 경우가 있을 수 있다.

이러한 경우에는 다이얼스위치(184)를 적절히 조작함으로써, 상기 동작제어수단(170)에 해당 지령을 내리고, 구동모터(124)의 회전력 및 회전속도는 증가 또는 감소된다.

한편, 용접부(W)에 발생된 결함부위의 제거 작업이 끝나면, 오프(OFF) 스위치(182)를 눌러서, 구동모터(124)의 회전을 정지시키고, 상기의 연삭 작업을 마무리한다.

다음으로 동작제어수단(170)의 클로즈드 루프 제어에 따른 연삭 과정을 설명하기로 한다.

이때의 동작제어수단(170)은 별도의 조작스위치수단(180)을 조작할 필요 없이, 현 상황에 맞는 용접부(W)의 결함부위의 형상, 모양, 종류 등에 대응하여 구동모터(124)의 회전력 및 회전속도를 최적 제어한다.

다시 말해, 구동모터(124)의 회전력 및 회전속도를 계속적으로 또는 정해진 타이밍에 맞추어 상기 동작제어수단(170)에서 피드백하고, 현 상황에 맞는 용접부(W)의 결함부위 특징에 대응하여 구동모터(124)를 최적 제어한다.

이러한 결과, 각기 다른 용접부(W)의 결함부위의 형상, 모양, 종류에 따라 상기 구동모터(124)는 최적화된 회전력 및 회전속도를 발휘할 수 있게 되어, 보다 효과적으로 용접부(W)의 결함부위를 제거할 수 있게 된다.

또한, 작업자의 조작 편의성 향상은 물론 일정한 오차 범위 내에서 연삭 정밀도를 유지할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명에 따른 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

S1, S2 : 용접시편
W: 용접부
110: 지그수단 120: 그라인더수단
130: 전후가압조절수단 131: 실린더블록
140: 피스톤암 150: 푸싱수단
160: 좌우안내수단 170: 동작제어수단
180: 조작스위치수단

Claims

모재의 이음 용접 후 용접시편의 용접부(W)가 전방으로 수평 배치되도록 상기 용접시편을 고정하는 지그수단(110);
상기 용접부(W)에 접촉 가능하게 대향 배치되며, 상기 용접부(W)의 결함부위를 가압하여 연삭하는 그라인더수단(120);
상기 그라인더수단(120)의 전후 방향 가압을 조절하는 전후가압조절수단(130); 및
상기 전후가압조절수단(130)을 관통하여 상기 그라인더수단(120)의 좌우 방향 이송을 안내하는 좌우안내수단(160);을 포함하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지그수단(110)은,
상기 용접시편을 삽입 체결하는 용접시편삽입부(112); 및
상기 용접시편삽입부(112)의 전방으로 이격되게 연장 형성되어, 상기 좌우안내수단(160)을 고정하는 좌우안내수단고정부(114);를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 좌우안내수단(160)은,
상기 용접부(W)와 수평 배치되어 좌우 양단이 상기 좌우안내수단고정부(114)에 고정 형성되는 리니어모션가이드(162,164)인 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 리니어모션가이드(162,164)는,
원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나의 단면 형상을 갖는 샤프트 부재이며, 적어도 2개가 상기 좌우안내수단고정부(114)에 복열로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 지그수단(110)은,
바닥면에 안착 가능하게 형성되는 바닥안착지지단(116)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 그라인더수단(120)은,
전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동모터(124);
상기 구동모터(124)에서 발생된 회전력을 전달하는 전동수단(127); 및
상기 전동수단(127)에 의해 회전력을 전달받아 상기 용접부(W)의 결함부위를 연삭하는 숫돌(122);을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 전동수단(127)은,
복수 개의 기어의 조합으로 이루어진 기어 방식 전동수단, 체인과 스프라켓의 조합으로 이루어진 체인 방식 전동수단 및 벨트와 풀리의 조합으로 이루어진 마찰차 방식 전동수단 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전후가압조절수단(130)은,
상기 좌우안내수단(160)을 따라 좌우로 이송 조절되는 실린더블록(131);
선단부에 상기 그라인더수단(120)이 회동 가능하게 결합되며, 상기 실린더블록(131)으로부터 상기 용접부(W) 측으로 전진 및 후퇴 조절이 가능하게 형성된 피스톤암(140); 및
상기 피스톤암(140)의 전진 및 후퇴 조절을 담당하는 푸싱수단(150);을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 실린더블록(131) 내에서,
상기 피스톤암(140)과 상기 푸싱수단(150) 사이에는 탄성가압수단(148)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 탄성가압수단(148)은,
금속재 또는 합성수지재 코일형 스프링인 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 피스톤암(140)의 외주 상에는,
상기 실린더블록(131)으로부터 상기 피스톤암(140)이 이탈되는 것을 방지하기 위한 적어도 하나의 돌기단턱(146)이 형성되는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 푸싱수단(150)은,
몸체부(152)에 나사산(153)이 구비되며, 상기 몸체부(152)와 일체로 형성된 헤드부(154)로 이루어지되, 상기 실린더블록(131)의 후단부에 체결되어, 회전방향 및 회전량 조절에 따라 발생되는 리드(lead) 폭에 의해 상기 피스톤암(140)을 가압 및 해제하는 리드스크류볼트인 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 푸싱수단(150)의 몸체부(152)에는 상기 푸싱수단(150)의 리드 폭 삽입량을 확인하기 위한 눈금자(157)가 구비된 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 피스톤암(140)은,
선단부에 결합된 상기 그라인더수단(120)의 세로 틸팅(tilting) 자세 조절을 위해, 세로 방향 회전각도 조절이 가능한 힌지에 의해 연결 형성된 적어도 2절의 링크 형상인 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
모재의 이음 용접 후 용접시편의 용접부(W)가 전방으로 수평 배치되도록 상기 용접시편을 고정하는 지그수단(110);
상기 용접부(W)에 접촉 가능하게 대향 배치되며, 상기 용접부(W)의 결함부위의 형상, 모양, 종류에 따라 연삭력 및 연삭속도가 오픈 루프(open loop) 또는 클로즈드 루프(closed loop)로 제어되어, 상기 용접부(W)의 결함부위에 대응하여 연삭 가동하는 그라인더수단(120);
상기 그라인더수단(120)의 전후 방향 가압을 조절하는 전후가압조절수단(130); 및
상기 전후가압조절수단(130)을 관통하여 상기 그라인더수단(120)의 좌우 방향 이송을 안내하는 좌우안내수단(160);을 포함하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 그라인더수단(120)은,
전원을 공급받아 회전력을 발생시키는 구동모터(124);
상기 구동모터(124)에서 발생된 회전력을 전달하는 전동수단(127);
상기 전동수단(127)에 의해 회전력을 전달받아 상기 용접부(W)의 결함부위를 연삭하는 숫돌(122);
상기 구동모터(124)의 동작을 오픈 루프(open loop) 또는 클로즈드 루프(closed loop)로 제어하는 동작제어수단(170); 및
상기 구동모터(124)의 동작 지령을 상기 동작제어수단(170)에 인가하도록 형성된 조작스위치수단(180);을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 조작스위치수단(180)은,
상기 구동모터(124)의 온(ON), 오프(OFF) 동작 신호를 상기 동작제어수단(170)에 지령하도록 형성된 온오프스위치(181,182); 및
상기 구동모터(124)의 회전속도 및 회전력을 조절하기 위한 신호를 상기 동작제어수단(170)에 지령하도록 형성된 다이얼스위치(184);를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 전동수단(127)은,
복수 개의 기어의 조합으로 이루어진 기어 방식 전동수단, 체인과 스프라켓의 조합으로 이루어진 체인 방식 전동수단 및 벨트와 풀리의 조합으로 이루어진 마찰차 방식 전동수단 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 지그수단(110)은,
상기 용접시편을 삽입 체결하는 용접시편삽입부(112); 및
상기 용접시편삽입부(112)의 전방으로 이격되게 연장 형성되어, 상기 좌우안내수단(160)을 고정하는 좌우안내수단고정부(114);를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 좌우안내수단(160)은,
상기 용접부(W)와 수평 배치되어 좌우 양단이 상기 좌우안내수단고정부(114)에 고정 형성되는 리니어모션가이드(162,164)인 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 20 항에 있어서,
상기 리니어모션가이드(162,164)는,
원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나의 단면 형상을 갖는 샤프트 부재이며, 적어도 2개가 상기 좌우안내수단고정부(114)에 복열로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 지그수단(110)에는,
바닥면에 안착 가능하게 형성되는 바닥안착지지단(116)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 전후가압조절수단(130)은,
상기 좌우안내수단(160)을 따라 좌우로 이송 조절되는 실린더블록(131);
선단부에 상기 그라인더수단(120)이 회동 가능하게 결합되며, 상기 실린더블록(131)으로부터 상기 용접부(W) 측으로 전진 및 후퇴 조절이 가능하게 형성된 피스톤암(140); 및
상기 피스톤암(140)의 전진 및 후퇴 조절을 담당하는 푸싱수단(150);을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 23 항에 있어서,
상기 실린더블록(131) 내에서,
상기 피스톤암(140)과 상기 푸싱수단(150) 사이에는 탄성가압수단(148)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 24 항에 있어서,
상기 탄성가압수단(148)은,
금속재 또는 합성수지재 코일형 스프링인 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 23 항에 있어서,
상기 피스톤암(140)의 외주 상에는,
상기 실린더블록(131)으로부터 상기 피스톤암(140)이 이탈되는 것을 방지하기 위한 적어도 하나의 돌기단턱(146)이 형성되는 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 23 항에 있어서,
상기 푸싱수단(150)은,
몸체부(152)에 나사산(153)이 구비되며, 상기 몸체부(152)와 일체로 형성된 헤드부(154)로 이루어지되, 상기 실린더블록(131)의 후단부에 체결되어, 회전방향 및 회전량 조절에 따라 발생되는 리드(lead) 폭에 의해 상기 피스톤암(140)을 가압 및 해제하는 리드스크류볼트인 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 23 항에 있어서,
상기 푸싱수단(150)의 몸체부(152)에는 상기 푸싱수단(150)의 리드 폭 삽입량을 확인하기 위한 눈금자(157)가 구비된 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.
제 23 항에 있어서,
상기 피스톤암(140)은,
선단부에 결합된 상기 그라인더수단(120)의 세로 틸팅(tilting) 자세 조절을 위해, 세로 방향 회전각도 조절이 가능한 힌지에 의해 연결 형성된 적어도 2절의 링크 형상인 것을 특징으로 하는 용접부 결함부위 제거를 위한 수평 자세형 연삭 장치.