KR101243852B1 - 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치 - Google Patents

이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 용접작업을 하기 전에 용접 와이어에 붙는 이물질 또는 이전 용접작업을 마친 후 용융되어 변형된 와이어의 끝단부를 절단하고, 절단된 와이어의 원점을 체크하며, 용접 토치에서 배출되는 이산화탄소의 유량을 체크하여 용접 품질을 향상시킬 수 있는 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치에 관한 것이다.
본 발명은 이산화탄소 용접기의 용접로봇 아암 선단에 용접토치가 장착되고, 용접로봇의 내부에 와이어 드럼으로부터 와이어가 상기 용접토치로 공급되도록 구성되는 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치 있어서, 상기 용접로봇의 일측에 결합되는 지지판의 상부에 용접토치가 용접작업을 하기 전에 와이어의 끝단부에 붙는 이물질 또는 용접작업 후에 끝단부가 용융되어 변형된 와이어의 끝단부를 절단하도록 설치되는 와이어 커팅부; 및 상기 와이어 커팅부의 측부에 끝단부가 절단된 와이어의 원점을 체크하도록 설치되는 원점체크부;를 포함한다.

Description

이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치{Check device of welding torch of carbon dioxide device}
본 발명은 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 용접작업을 하기 전에 용접 와이어에 붙는 이물질 또는 이전 용접작업을 마친 후 용융되어 변형된 와이어의 끝단부를 절단하고, 절단된 와이어의 원점을 체크하며, 용접 토치에서 배출되는 이산화탄소의 유량을 체크하여 용접 품질을 향상시킬 수 있는 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치에 관한 것이다.
일반적으로 탄산가스인 이산화탄소(CO2) 용접은 불활성 가스인 CO2 가스를 방출하여 용접부를 대기와 차단하고, 그 속에 용접 와이어를 이송시켜 이를 전극으로 하여 용접 모재와 방전 현상을 발생시켜 용접하는 용접방법이다.
특히, 금속으로 형성되는 구조물의 특성상 용접 건이 들어갈 수 없는 막힌 구조물의 접합방법으로 CO2 용접이 많이 사용되며, 이러한 작업은 로봇을 이용하여 자동화 시스템을 갖추어 사용하게 된다.
이와 관련한 기술로 공개특허 10-2006-1520에 이산화탄소 용접 로봇을 이용한 기술이 개시되어 있다.
도 1은 이산화탄소 용접기의 전체 구성도로서, 용접로봇(1)의 아암(3) 선단에 용접토치(5)가 장착되고, 상기 용접토치(5)의 내부에는 와이어 드럼(7)으로부터 와이어(9)를 공급받을 수 있도록, 도 2에서와 같이, 용접 팁(11)이 구성된다.
그리하여 상기 용접 팁(11)과 용접토치(5) 사이의 공간부(13)를 통하여 CO2 탱크(15)로부터 공급되는 CO2 가스가 용접부(17)를 향하여 방출되도록 하여 용접부(17)를 대기와 차단시킨 상태에서 용접하도록 이루어져 있다.
이러한 이산화탄소 용접기를 이용한 CO2 용접은 CO2 와이어(9)와 패널(21,23)의 매칭상태, 와이어의 송출속도, 적정 전류 및 전압 조정 등이 용접품질에 중대한 영향을 미친다.
그러나 상기한 이산화탄소 용접기는 소정의 용접작업을 하기 전 또는 용접작업을 마친 후 다른 용접작업을 해야 되는데 이때 용접 와이어의 끝단부에 이물질이 부착되거나, 형상이 변형되며, 이러한 와이어로 용접을 하게 될 경우 용접부위가 불량하게 형성되며 이로 인해 제품이 불량해지는 문제점이 있었다.
또한, 용접 토치에서 배출되는 이산화탄소의 유량을 정확히 체크할 수 없어 이산화탄소 배출량이 기준치 이상 또는 이하로 배출될 경우 용접품질은 저하되고 이로 인하여 제품이 불량해지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 용접작업 전에 용접 와이어에 붙은 이물질 또는 이 전 용접작업 시에 용융되어 변형된 와이어의 끝단부를 절단하여 새로운 용접작업을 할 시 용접 품질을 높일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 상기한 용접토치에서 절단된 와이어의 원점을 체크하고, 용접 토치에서 배출되는 이산화탄소의 유량을 체크하여 용접 품질을 향상시킬 수 있는 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 이산화탄소 용접기의 용접로봇 아암 선단에 용접토치가 장착되고, 용접로봇의 내부에 와이어 드럼으로부터 와이어가 상기 용접토치로 공급되도록 구성되는 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치 있어서, 상기 용접로봇의 일측에 결합되는 지지판의 상부에 용접토치가 용접작업을 하기 전에 와이어의 끝단부에 붙는 이물질 또는 용접작업 후에 끝단부가 용융되어 변형된 와이어의 끝단부를 절단하도록 설치되는 와이어 커팅부; 및 상기 와이어 커팅부의 측부에 끝단부가 절단된 와이어의 원점을 체크하도록 설치되는 원점체크부;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 원점체크부는, 소정 면적으로 형성되는 지지부; 상기 지지부의 중심부에 결합되어 상기 와이어가 용접토치의 중심부에 위치되었는가를 감지하는 원점 검사핀; 및 상기 지지부의 가장자리 영역에 결합되되, 상기 원점 검사핀을 기준으로 양 측부에 90도 간격으로 구비되는 원점감시센서;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 원점체크부는, 상기 지지부의 일측에 구비되어 상기 용접토치의 이산화탄소 토출 량을 점검하는 이산화탄소 유량체크부를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 이산화탄소 용접기에는, 상기 와이어의 원점 체크 및 용접토치의 이산화탄소 토출 량이 불량일 경우 이를 표시하는 경광등을 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 원점체크부 및 이산화탄소 유량체크부에는, 그 각각의 일측부에 상기 용접토치가 원점체크부 및 이산화탄소 유량체크부에 위치했는지를 감지하는 포토센서를 더 포함한다.
본 발명의 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치에 의하면, 첫째, 용접 로봇에서 육안으로 확인할 수 없었던 용접토치 및 용접 와이어의 상태를 파악할 수 있어 제품의 품질향상을 달성할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 용접토치에서 배출되는 이산화탄소의 유량을 체크할 수 있어 용접품질을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 이산화탄소 용접기의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 구비되는 용접토치를 확대한 부분확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치의 모습을 나타낸 것으로, 용접토치가 와이어를 절단하는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치에서 용접 와이어를 원점체크 하는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치에서 용전 토치의 이산화탄소 토출 량을 점검하는 모습을 나타낸 사시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치의 모습을 나타낸 것으로, 용접토치의 와이어를 절단하는 모습을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치에서 용접 와이어를 원점체크 하는 모습을 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명의 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치에서 용전 토치의 이산화탄소 토출 량을 점검하는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치는, 용접로봇의 아암 선단에 용접토치(100)가 장착되고, 상기 용접로봇의 내부에 와이어 드럼으로부터 와이어(101)가 상기 용접토치(100)로 공급되도록 구성되는 이산화탄소 용접기가 구비된다. 여기서 상기한 용접로봇은 일반적으로 사용되는 용접로봇으로서 구체적인 설명은 종래기술에서 설명한 내용으로 대체하기로 한다.
상기 용접로봇의 일측에는 장방형으로 형성되는 지지판(200)이 결합되고, 상기 지지판(200)의 상부에 소정높이를 유지할 수 있도록 지지대(212)가 구비된다. 상기 지지대(212)의 상부에는 용접토치(100)가 용접작업을 하기 전에 와이어(101)의 끝단부에 붙는 이물질 및 이전 용접작업을 마친 후 끝단부가 변형된 와이어(101)의 끝단부를 절단하는 와이어 커팅부(210)가 설치된다. 상기 와이어 커팅부(210)는 양측부에 칼날(211)이 구비되어 와이어(101)가 삽입되면 와이어(101)의 끝단부를 소정길이 절단하게 된다.
한편, 상기 와이어 커팅부(210)의 측부에는 용접작업이 시작하기 전 또는 용접작업을 마친 후 와이어(101)의 끝단부가 절단된 상태로 이동되어 오는 용접토치(100)에서 와이어(101)의 원점을 체크하는 원점체크부(220)가 구비된다. 상기 와이어 커팅부(210)를 지지하는 지지대(212)의 측부에 이격된 상태로 또 다른 지지대(224)가 지지판(200)의 상부에 고정 설치되고, 상기 지지대(224)의 상단에 원점체크부(220)가 설치된다.
그리고 상기 원점체크부(220)는, 상기 지지대(224)의 상단에 소정 면적으로 형성되는 장방형의 지지부(221)와, 상기 지지부(221)의 가장자리 영역에 결합되되, 상기 와이어(101)를 기준으로 양 측부에 90도 간격으로 구비되는 원점감시센서(222) 및 상기 지지부(221)의 중심부에 결합되어 상기 와이어(101)가 용접토치(100)의 중심부에 위치되었는가를 감지하는 원점 검사핀(223)으로 구성된다. 따라서, 상기 와이어 커팅부(210)에서 커팅된 용접토치(100)가 상기 원점체크부(220)로 이동되어 와이어(101)의 정렬상태를 체크하게 된다.
여기서 상기 원점체크부(220)의 가장자리 영역에는 상기 용접토치(100)가 제대로 원점체크부(220)로 인입 되었는지를 감지하는 포토센서(225)가 더 구비될 수 있다. 따라서 용접토치(100)가 제대로 원점체크부(220)에 위치되지 않을 경우 제어부에 그 신호를 수신하게 되고 다음 작업인 이산화탄소 유량체크 단계로 넘어가지 못하게 된다.
한편, 상기 원점체크부(220)에는, 상기 지지부(221)의 일측에 상기 용접토치(100)의 이산화탄소 토출 량을 점검하는 이산화탄소 유량체크부(230)가 추가로 일체화 연결 설치된다. 상기 이산화탄소 유량체크부(230)는, 상기 용접토치(100)가 삽입되는 노즐삽입부(231)가 형성되며, 상기 노즐삽입부(231)에 용접토치(100)가 삽입되어 이산화탄소 토출 량의 이상 유무를 점검 받게 된다.
여기서 상기 노즐삽입부(231)의 가장자리 영역에는 상기 용접토치(100)의 노즐이 상기 노즐삽입부(231)에 제대로 삽입이 되었는지를 감지하는 포토센서(235)가 더 구비될 수 있다. 따라서 용접토치(100)가 제대로 노즐삽입부(231)에 삽입되지 않을 경우 제어부에 그 신호를 수신하게 되고 다음 작업인 용접작업으로 넘어가지 못하게 된다.
한편, 원점체크부(220), 이산화탄소 유량체크부(230)를 구비하고 있는 이산화탄소 용접기에는, 상기 와이어의 원점 체크 및 용접토치의 이산화탄소 토출 량이 불량일 경우 이를 표시하는 경광등(240)이 더 구비된다.
상기 경광등(240)은 상기 원점체크부(220)에서 원점감지센서(222) 및 원점 검사핀(223)을 통하여 와이어(101)가 휘어지거나 상기 원점 검사핀(223)과 동일 직선상에 위치하지 않을 경우 점등되어 이상을 알리게 된다. 또한, 상기 이산화탄소 유량체크부(230)에서 이산화탄소의 배출 유량에 이상이 있을 경우 점등되어 이상을 알리게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치의 사용 상태에 대하여 살펴보기로 한다.
최초 용접로봇이 소정의 용접작업을 하기 전 또는 이전 용접작업을 마친 후 도 3에 도시된 바와 같이 용접토치(100)가 와이어 커팅부(210)로 이동되어 와이어(101)의 끝단부에 붙어 있는 이물질 또는 이전 용접작업에서 끝단부가 용융되어 형상이 변형된 와이어(101)가 커팅 된다. 여기서 커팅된 와이어(101)가 이상이 없을 경우 용접토치(100)는 원점체크부(220)로 이동된다.
이후 용접토치(100)는 커팅된 와이어(101)가 원점에 있는지를 확인하기 위하여 원점체크부(220)로 이동되어 와이어(101)의 상태를 점검받게 되는 것이다.
이 때 상기 용접토치(100)가 원점체크부(220)에 위치했는지는 상기 포토센서(225)가 감지하게 되고, 상기 용접토치(100)가 정위치에 위치했을 경우는 원점체크부(220)을 통하여 와이어(101)의 위치를 점검받게 되지만, 그렇지 않을 경우는 다음단계인 이산화탄소 유량체크부(230)로 이동되지 못하게 된다.
상기 와이어(101)를 점검하는 동작은 두 쌍의 원점감지센서(222)로부터 레이저를 조사하여 와이어의 휘어짐 또는 불량을 점검하게 되며, 동시에 원점 검사핀(223)에서도 와이어(101)의 휘어짐을 육안으로 점검하는 것으로 이중으로 와이어(101)의 원점 정렬상태를 점검할 수 있어 용접품질을 높일 수 있게 된다.
예를 들어 와이어가 0.5mm 이상으로 휘어졌을 때를 불량으로 판별하도록 기준값을 제어부(미도시)에 셋팅을 하고, 상기 두 쌍의 원점감지센서(222)에서 조사되는 레이저 빛을 이용하여 상기한 레이저 빛이 교차되는 점을 기준으로 상기 기준값에서 벗어날 경우 와이어의 불량을 감지하여 경광등(240)을 점등하게 되는 것이다. 따라서 상기 원점감지센서(222) 및 원점 검사핀(223)을 통하여 기계적 및 육안 이중으로 와이어의 원점 정렬상태를 점검할 수 있게 된다. 여기서 와이어(101)의 상태가 정상인 경우는 이산화탄소 유량체크부(230)로 이동하게 된다.
이후 이산화탄소 유량체크부(230)의 노즐삽입부(231)에 삽입된 용접 토치(100)의 이산화탄소 토출 량에 이상이 없을 경우 다시 용접작업을 수행하게 되는 것이다.
이 때 상기 용접토치(100)가 이산화탄소 유량체크부(230)에 위치했는지는 상기 포토센서(235)가 감지하게 되고, 상기 용접토치(100)가 정위치(노즐삽입부(231))에 위치했을 경우는 이산화탄소 유량체크부(230)을 통하여 이산화탄소의 유출량을 점검받게 되지만, 그렇지 않을 경우는 이후 작업인 용접작업을 수행할 수 없게 된다.
이와 같이 와이어의 원점체크를 원활히 수행하기 위하여 와이어 커팅부(210)를 통하여 와이어(101)가 커팅된 후, 원점체크부(220), 이산화탄소 유량체크부(230)의 점검이 순차적으로 이루어지며, 상기 원점체크부(220), 이산화탄소 유량체크부(230)의 각 단계에서 이상이 발생할 경우 다음 작업으로 넘어가지 않고 경광등(240)이 점등되어 이상을 작업자에게 알리게 되고, 이상을 감지한 작업자는 수리 등을 통하여 원활한 작업수행이 이루어지게 된다.
이상에서 설명된 본 발명의 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100 : 용접토치 101 : 와이어
200 : 지지판 210 : 와이어 커팅부
211 : 칼날 212 : 지지대
220 : 원점체크부 221 : 지지부
222 : 원점감지센서 223 : 원점 검사핀
224 : 지지대 225 : 포토센서
230 : 이산화탄소 유량체크부 235 : 포토센서
240 : 경광등

Claims (5)

  1. 이산화탄소 용접기의 용접로봇 아암 선단에 용접토치(100)가 장착되고, 로봇의 내부에 와이어 드럼으로부터 와이어(101)가 상기 용접토치(100)로 공급되도록 구성되는 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치 있어서,
    상기 용접로봇의 일측에 결합되는 지지판(200)의 상부에 지지대(212)가 설치되고, 상기 지지대(212)의 상부에 용접토치(100)가 용접작업을 하기 전에 와이어(101)의 끝단부에 붙는 이물질 또는 용접작업 후에 끝단부가 용융되어 변형된 와이어(101)를 절단하도록 설치되는 와이어 커팅부(210)와;
    상기 지지대(212)의 측부에 이격된 상태로 상기 지지판(200)의 상부에 다른 지지대(224)가 설치되고, 상기 지지대(224)의 상단에 와이어(101)의 원점을 체크하도록 설치되는 원점체크부(220)로 이루어지는 한편;
    상기 원점체크부(220)는 상기 지지대(224)의 상단에 형성되는 지지부(221)와, 상기 지지부(221)의 중심부에 결합되어 상기 와이어(101)가 용접토치(100)의 중심부에 위치되었는가를 감지하는 원점 검사핀(223)과, 상기 지지부(221)의 가장자리 영역에 결합되되 상기 원점 검사핀(223)을 기준으로 양 측부에 90도 간격으로 구비되는 원점감시센서(222)를 포함하여 이루어지고;
    상기 지지부(221)의 일측에는 상기 용접토치(100)의 이산화탄소 토출 량을 점검하는 이산화탄소 유량체크부(230)가 일체로 연결 설치되고, 상기 이산화탄소 유량체크부(230)의 상단에 용접토치(100)가 삽입되는 노즐삽입부(231)가 형성되며;
    상기 이산화탄소 용접기에는 상기 와이어(101)의 원점 체크 및 용접토치의 이산화탄소 유량이 불량일 경우 이를 표시하는 경광등(240)이 구비되고;
    상기 원점체크부(220) 및 이산화탄소 유량체크부(230)에는 그 각각의 일측부에 상기 용접토치(100)가 원점체크부(220) 및 이산화탄소 유량체크부(230)에 위치했는지를 감지하는 포토센서(225, 235)가 구비된 것을 특징으로 하는 이산화탄소 용접기의 용접토치 체크 장치.
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