KR101256199B1 - 듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 주행바퀴가 하부에 구비된 본체, 상기 본체에 구비되고 토치를 거취하여 조절가능한 아암부, 상기 본체에 상측에 구비되어 상기 주행바퀴에 동력을 전달하는 구동모터 및 상기 구동모터를 제어하는 제어부로 이루어진 자동용접주행장치에 있어서, 상기 아암부는, 복수 개의 슬라이드로 결합되어 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동 가능한 1차 슬라이드세트, 상기 1차 슬라이드세트에 구비되어 제1 토치의 회전각을 조절가능하게 하는 앵글슬라이드 및 상기 앵글슬라이드에 구비되고 제1 토치를 고정하는 토치 클램프 구성되는 1차 토치 어셈블리; 및 복수 개의 슬라이드로 결합되어 X축, Y축 방향으로 이동 가능한 2차 슬라이드세트, 상기 2차 슬라이드세트에 구비되어 제2 토치를 좌우로 왕복 가능하게 하는 웨이빙세트 및 상기 웨이빙세트에 구비되고 제2 토치를 고정하는 토치 클램프로 구성되는 2차 토치 어셈블리;로 이루어져 상기 제1 토치와 상기 제2 토치를 일직선상에 위치하게 하여 상기 제1 토치는 모재의 하부를 용접하고 상기 제2 토치는 하부가 용접된 모재에 비드를 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치{Automatic welding apparatus with dual torch assembly}

본 발명은 듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치에 관한 것으로, 자동용접주행장치에 용접 기능을 달리하는 듀얼 토치 어셈블리를 구비하게 하여 용접작업을 신속하게 할 수 있는 듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치에 관한 것이다.

통상적으로 자동용접주행장치는 전방의 용접부를 따라 용접을 자동으로 수행하는 것으로, 도 1을 참조하면 주행바퀴가 하부에 구비된 본체(10), 상기 본체(10)에 구비되고 토치를 거취하여 조절가능한 아암부(20), 상기 본체(10)에 상측에 구비되어 상기 주행바퀴에 동력을 전달하는 구동모터(30) 및 상기 구동모터(30)를 제어하는 제어부(40)로 이루어져 일정한 용접품질을 얻는데 많이 사용되고 있다.

특히, 강판의 두께가 두꺼운 맞대기 용접에 충분한 비드를 형성하기 위한 방법 중 하나는 자동용접주행장치의 속도를 느리게 하거나, 또 다른 방법으로는 자동용접주행장치가 여러 번 왕복하여 비드를 형성하는 것이다.

그러나, 종래와 같은 자동용접주행장치는 진행속도를 느리게 할 경우 용접에 의한 모재의 변형이 발생하는 문제점이 있어왔다. 또한, 용접부위를 여러 번 왕복하여 용접을 진행하는 경우에는, 첫번째 작업에서 생성된 비드 상에 또 다시 용접을 진행하게 되므로 슬러그에 의해 토치에서 전도가 원활하지 않아 아크발생이 불규칙하여 생산성 및 효율성 저하를 가져오는 문제점이 있어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 강판의 두께가 두꺼운 맞대기 용접을 진행함에 있어서, 모재의 변형 없이 비드를 한번에 형성시킬 수 있는 듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 주행바퀴가 하부에 구비된 본체, 상기 본체에 구비되고 토치를 거취하여 조절가능한 아암부, 상기 본체에 상측에 구비되어 상기 주행바퀴에 동력을 전달하는 구동모터 및 상기 구동모터를 제어하는 제어부로 이루어진 자동용접주행장치에 있어서, 상기 아암부는, 복수 개의 슬라이드로 결합되어 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동 가능한 1차 슬라이드세트, 상기 1차 슬라이드세트에 구비되어 제1 토치의 회전각을 조절가능하게 하는 앵글슬라이드 및 상기 앵글슬라이드에 구비되고 제1 토치를 고정하는 토치 클램프 구성되는 1차 토치 어셈블리; 및 복수 개의 슬라이드로 결합되어 X축, Y축 방향으로 이동 가능한 2차 슬라이드세트, 상기 2차 슬라이드세트에 구비되어 제2 토치를 좌우로 왕복 가능하게 하는 웨이빙세트 및 상기 웨이빙세트에 구비되고 제2 토치를 고정하는 토치 클램프로 구성되는 2차 토치 어셈블리;로 이루어져 상기 제1 토치와 상기 제2 토치를 일직선상에 위치하게 하여 상기 제1 토치는 모재의 하부를 용접하고 상기 제2 토치는 하부가 용접된 모재에 비드를 형성하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 1차 슬라이드세트는, X축 방향 이동 가능한 제1슬라이드, 상기 제1슬라이드에 결합되어 Y축 방향 이동 가능한 제2슬라이드 및 상기 제2슬라이드에 결합되어 Z축 방향 이동 가능한 제3슬라이드로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차 슬라이드세트는, Y축 방향 이동 가능한 제5슬라이드, 상기 제5슬라이드에 결합되어 X축 이동가능한 제6슬라이드로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 웨이빙세트는, 일측에는 동력을 전달하는 정역모터, 상기 정역모터에 결합되어 회전하는 웜, 상기 웜의 회전에 연동되어 좌우 회전가능하게 하는 웜휠로 구성되는 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 앵글슬라이드는, 일측에 손잡이와 결합되고 타측에 나사산이 형성되는 웜축 및 상기 웜축에 연동되어 회전 가능한 회전축으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

자동용접장치에 토치의 기능을 달리하는 듀얼 토치를 구비하게 하여, 제1 토치는 백비드를 형성하여 용접과정에서 발생하는 모재의 변형을 방지하고, 제2 토치는 모재의 강도를 크게할 수 있도록 비드를 충분하게 형성하여 용접의 품질을 향상시키고 동시에 용접속도를 빠르게 하여 생산성과 효율성을 높일 수 있게 되는 이점이 있게 된다.

여기서, 상기 제2 토치를 제1 토치에 최대한 근접하게 하여, 제1 토치에 의해 생성된 용융지에 제2 토치로 용접 작업이 이루어지도록 하여 아크가 규칙적으로 발생하게 하므로 우수한 용접품질을 얻을 수 있게된다.

도 1은 종래의 자동용접주행장치의 기본 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치의 사시도.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 도 2의 앵글슬라이드(160)와 토치 클램프(140)의 분리 결합도.
도 5는 도 2의 웨이빙세트(260)의 단면도.
도 6은 도 2의 제1,2 토치(1,2)의 용접 기능을 나타낸 상세도.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래에 따른 자동용접주행장치의 사시도를 도시한 것이다.

우선 종래, 도 1에서 자동용접주행장치는 주행바퀴가 하부에 구비된 본체(10), 상기 본체(10)에 구비되고 토치를 거취하여 조절가능한 아암부(20), 상기 본체(10)에 상측에 구비되어 상기 주행바퀴에 동력을 전달하는 구동모터(30) 및 상기 구동모터(30)를 제어하는 제어부(40)로 이루어져 자동용접하게 된다.

상기 자동용접주행장치의 기본적인 구성은 종래의 것으로 이하에서 상세 설명은 생략하기로 하겠다.

도 2는 본 발명에 따른 듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치의 사시도를 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 평면도이다.

도 2를 참조하면 본 발명은 종래의 자동용접주행장치의 아암부(20)를 듀얼 토치 어셈블리로 구성되게 한 것으로, 크게 1차 토치 어셈블리(100) 및 2차 토치 어셈블리(200)로 이루어진다.

먼저, 1차 토치 어셈블리(100)는 복수 개의 슬라이드로 결합된 1차 슬라이드세트(120), 상기 1차 슬라이드세트(120)에 구비되어 제1 토치(1)의 회전각을 조절가능하게 하는 앵글슬라이드(160) 및 상기 앵글슬라이드(160)에 구비되고 제1 토치(1)를 고정하는 토치 클램프(140) 구성된다.

여기서, 상기 1차 슬라이드세트(120)는 상기 제1 토치(1)의 초기 위치를 설정하여 용접가능하게 하는 것으로 2축 및 3축 방향으로 실시 가능하지만, 바람직한 실시예에 따라 X축 방향 이동 가능한 제1슬라이드(122), 상기 제1슬라이드(122)에 결합되어 Y축 방향 이동 가능한 제2슬라이드(124) 및 상기 제2슬라이드(124)에 결합되어 Z축 방향 이동 가능한 제3슬라이드(126)로 구성되어 3축 방향으로 조절가능하도록 하였다.

그리고, 상기 앵글슬라이드(160)도 상기 1차 슬라이드세트(120)와 같이 상기 제1 토치(1)의 초기 위치를 설정하는 것으로, 도 4를 참조하면 일측에 손잡이(161)와 결합되고 타측에 나사산이 형성되는 웜축(162) 및 상기 웜축(162)에 연동되어 회전 가능한 회전축(164)으로 구성되게 한다.

즉, 상기 앵글슬라이드(160)는 상기 손잡이(161)의 회전으로 상기 토치 클램프(140)를 각도 조절가능하게 하고, 그에 따라 상기 토치 클램프(140)에 고정된 상기 제1 토치(1)의 미세 각도를 조절할 수 있게 된다.

한편, 도 3에서 상기 1차 슬라이드세트(120)와 상기 앵글슬라이드(160)의 결합은 연결부재(130)를 따로 구비하여 상기 토치 클램프(140)를 조절하는 과정에서 상기 앵글슬라이드(160)와 간섭되지 않게 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 2차 토치 어셈블리(200)는 복수 개의 슬라이드로 결합된 2차 슬라이드세트(220), 상기 2차 슬라이드세트(220)에 구비되어 제2 토치(2)를 좌우로 왕복 가능하게 하는 웨이빙세트(260) 및 상기 웨이빙세트(260)에 구비되고 제2 토치(2)를 고정하는 토치 클램프(240)로 구성된다.

여기서, 상기 2차 슬라이드세트(220)는 상기 제2 토치(2)의 초기 위치를 설정하여 용접가능하게 하는 것으로 Y축 방향 이동 가능한 제5슬라이드(222), 상기 제5슬라이드(222)에 결합되어 X축 이동가능한 제6슬라이드(224)로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 웨이빙세트(260)는 도 5의 단면도를 참조하면 일측에 동력을 전달하는 정역모터(266), 상기 정역모터(266)에 결합되어 회전하는 웜(262), 상기 웜(262)의 회전에 연동되어 좌우 회전가능하게 하는 웜휠(264)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 웨이빙세트(260)의 구성품을 수용하는 본체커버(261)가 구비되도록 하며, 상기 본체커버(261)의 일측에 보호커버(265)를 구비하여 용접과정에서 발생하는 스파크로부터 상기 웨이빙세트(260)를 보호되게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 정역모터(266)에 전원을 공급하기 위하여 상기 정역모터(266) 일측에 커넥터(267)를 구비하는 것이 바람직하다.

한편, 도 3에서 상기 2차 슬라이드세트(220)와 상기 웨이빙세트(260)의 결합은 회전부재(230)를 따로 구비하여 상기 웨이빙세트(260)의 거취공간을 확보하는 것이 바람직하다.

그 결과, 상기와 같은 웨이빙세트(260)를 구비함에 따라, 상기 웜휠(262)은 좌우로 왕복하고, 상기 웜휠(262)에 연동 결합되어 상기 제2 토치(2)를 고정하는 토치 클램프(240)도 좌우로 왕복 회전할 수 있게된다.

도 6은 도 1의 제1,2 토치(1,2)의 용접기능을 나타낸 상세도를 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 상기 제1 토치(1)는 용접부위를 따라 모재(M1)와 모재(M2) 사이 하부를 용접하고, 상기 제2 토치(2)는 하부가 용접된 모재(M1)와 모재(M2)에 좌우로 왕복하면서 비드를 형성하여 자동용접주행장치가 한 번의 주행으로 용접할 수 있게 한다.

상기 본 발명에 따른 듀얼 토치 어셈블리의 작동방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본체에 구비된 1차 슬라이드세트(120)로 3축을 위치를 설정하고, 상기 1차 슬라이드세트(120)에 구비된 앵글슬라이드(160)로 제1 토치(1)를 고정하는 토치 클램프(140)의 미세 각도를 조정한다.

그 다음, 본체에 더 구비된 2차 슬라이드세트((220)로 2축의 위치를 설정하고, 상기 2차 슬라이드세트(220)에 구비된 웨이빙세트(260)로 제2 토치(2)가 고정되는 토치 클램프(240)가 좌우 왕복되게 결합한다.

여기서, 상기 제1 토치(1)와 상기 제2 토치(2)는 맞대기 용접을 진행하는 경우 일직선상에 위치되게 하고, 상기 제1 토치(1)에 의해 생성된 용융지에 바로 상기 제2 토치(2)가 용접할 수 있도록 상기 제2 토치(2)를 제1 토치(1)에 최대한 근접되게 기울여 상기 제2 토치(2)에서 아크발생이 규칙적으로 발생할 수 있는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제1 토치(1)와 제2 토치(2)가 순차적으로 용접작업을 하지만, 하나의 용융지에 상기 제1 토치(1)와 제2 토치(2)가 용접작업이 될 수 있도록 하는 것이다.

그 이유는, 용융지가 응고된 다음에 용접 작업을 이루어지는 경우 슬러그에 의해 아크가 불안정해지기 때문에 충분한 비드생성을 할 수 없기 때문이다.

여기서, 용융지라 함은 용접 중 용융한 모재 부분이 연못처럼 괴어 있는 부분 즉 용탕을 의미하는 것이다.

그렇게 하여, 자동용접주행장치가 용접 작업을 진행하면, 상기 제1 토치(1)는 자동용접주행장치에 따라 용접을 하게 되고, 상기 제2 토치(2)는 제1 토치(1)를 따라 진행함과 동시에 좌우로 왕복하여 충분한 비드를 형성시킬 수 있게 하는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 토치의 기능을 달리하는 듀얼 토치를 구비하게 하여, 하나의 토치는 백비드를 형성하여 용접과정에서 발생하는 모재의 변형을 방지하고, 다른 하나의 토치는 비드를 충분하게 형성하여 모재의 강도를 향상시켜 용접의 품질을 높임과 동시에 용접속도를 향상시켜 생산성과 효율성을 높일 수 있는 듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

100: 1차 토치 어셈블리 120: 1차 슬라이드세트
122: 제1슬라이드 124: 제2슬라이드
126: 제3슬라이드
140, 240: 토치 클램프 160: 앵글슬라이드
162: 웜축 164: 회전축
200: 2차 토치 어셈블리 220: 2차 슬라이드세트
222: 제5슬라이드 224: 제6슬라이드
260: 웨이빙세트 262: 웜
266: 정역모터 264: 웜휠
10: 본체 20: 아암부
30: 구동모터 40: 제어부
1: 제1 토치 2: 제2 토치
M1,M2: 모재

Claims (5)

1. 주행바퀴가 하부에 구비된 본체(10), 상기 본체(10)에 구비되고 토치를 거취하여 조절가능한 아암부(20), 상기 본체(10)에 상측에 구비되어 상기 주행바퀴에 동력을 전달하는 구동모터(30) 및 상기 구동모터(30)를 제어하는 제어부(40)로 이루어진 자동용접주행장치에 있어서,
   상기 아암부(20)는,
   복수 개의 슬라이드로 결합되어 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동 가능한 1차 슬라이드세트(120), 상기 1차 슬라이드세트(120)에 구비되어 제1 토치(1)의 회전각을 조절가능하게 하는 앵글슬라이드(160) 및 상기 앵글슬라이드(160)에 구비되고 제1 토치(1)를 고정하는 토치 클램프(140) 구성되는 1차 토치 어셈블리(100); 및
   복수 개의 슬라이드로 결합되어 X축, Y축 방향으로 이동 가능한 2차 슬라이드세트(220), 상기 2차 슬라이드세트(220)에 구비되어 제2 토치(2)를 좌우로 왕복 가능하게 하는 웨이빙세트(260) 및 상기 웨이빙세트(260)에 구비되고 제2 토치(2)를 고정하는 토치 클램프(240)로 구성되는 2차 토치 어셈블리(200);로 이루어져 상기 제1 토치(1)와 상기 제2 토치(2)를 일직선상에 위치하게 하여 상기 제1 토치(1)는 모재의 하부를 용접하고 상기 제2 토치(2)는 하부가 용접된 모재에 비드를 형성하는 것을 특징으로 하는 듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 1차 슬라이드세트(120)는,
   X축 방향 이동 가능한 제1슬라이드(122), 상기 제1슬라이드(122)에 결합되어 Y축 방향 이동 가능한 제2슬라이드(124) 및 상기 제2슬라이드(124)에 결합되어 Z축 방향 이동 가능한 제3슬라이드(126)로 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 2차 슬라이드세트(220)는,
   Y축 방향 이동 가능한 제5슬라이드(222), 상기 제5슬라이드(222)에 결합되어 X축 이동가능한 제6슬라이드(224)로 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 웨이빙세트(260)는,
   일측에는 동력을 전달하는 정역모터(266), 상기 정역모터(266)에 결합되어 회전하는 웜(262), 상기 웜(262)의 회전에 연동되어 좌우 회전가능하게 하는 웜휠(264)로 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 앵글슬라이드(160)는,
   일측에 손잡이와 결합되고 타측에 나사산이 형성되는 웜축(162) 및 상기 웜축(162)에 연동되어 회전 가능한 회전축(164)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 토치 어셈블리가 구비된 자동용접주행장치.

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