KR101477912B1

KR101477912B1 - 로봇용접기의 멀티용접 헤드

Info

Publication number: KR101477912B1
Application number: KR1020130073290A
Authority: KR
Inventors: 강종민
Original assignee: 강종민
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2014-12-30

Abstract

본 발명은 로봇용접기의 멀티용접 헤드에 관한 것이다. 본 발명에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드는 TIG 용접 및 CO2 용접을 포함하여 두 가지 이상의 용접을 용이하게 병행할 수 있도록 로봇용접기에 장착되는 지그에 토치 서포터 및 토치 홀더를 이용하여 용접 토치를 멀티 장착 가능함으로써, 다수의 용접공정이 진행되는 배관 또는 저장용기조립공정을 한 번의 자동화용접공정으로 진행할 수 있으며 이로 인해 용접 부품의 안정성 및 재현성을 확보할 수 있고, 생산속도가 향상되어 최종 제품의 품질을 높이는 효과가 있다.

Description

로봇용접기의 멀티용접 헤드{MULTI WELDING HEAD FOR WELDING ROBOT}

본 발명은 로봇용접기의 멀티용접 헤드에 관한 것이다.

용접의 자동화 추세가 진행되면서 로봇은 용접의 자동화 및 생산공정에서 높은 비중을 차지하고 있으며, 아크 용접, 저항 용접, 레이저 용접 등 대부분의 용접공정에 적용이 되고 있다. 이중 아크 용접의 경우 가스 텅스텐 아크 용접(Gas Tungsten arc welding: GTAW), 플럭스 코어 아크 용접(Flux core arc welding: FCAW), 가스 금속 아크 용접(Gas metal arc welding: GMAW)을 포함하여 다양한 용접이 존재하며, 전용의 로봇용접기를 통하여 자동화하는 비율이 증가하고 있는 추세이다.

한편 로봇용접기의 토치(Torch)는 필요한 용접법에 따라 다양한 형태로 제작되어 자동화용접에 적용되고 있으며, 원자력부품과 같은 안정성이 요구되는 부분의 용접에서는 용접부의 열영향부 제어를 위하여 다수의 용접용 토치를 장착하여 용접하는 방법이 적용되고 있다.

여기서 산업용 배관의 저장용기의 용접에서는 필요에 따라 텅스텐 불활성 가스 용접(Tungsten inert gas arc welding: 이하 TIG 용접)과 탄산가스 용접(CO₂-O₂ arc welding: 이하 CO2 용접)을 병행하는 경우가 발생하고 있다. 이러한 멀티용접은 설계 및 조립공정 시 필요에 따라 상기 TIG 용접으로 이면 비드(Bead)를 확보하는 초층 용접을 진행하고, 나머지 마무리 용접을 CO2 용접으로 진행하는 용접으로써, 주로 고품질이 요구되는 플랜트용 조선 배관 등의 제품에 적용되고 있다.

그러나 CO2 용접과 TIG 용접이 동시에 실시되는 멀티용접의 경우 수동 용접에서는 서로 다른 용접공정이 적용됨에 따라 두 명의 용접사가 필요하며, 필요한 공정 수도 늘어나 보통의 강관보다 제작 단가가 상승하는 문제점이 있다. 또한 로봇용접기를 이용한 자동화용접의 경우에도 서로 다른 용접을 사용하기 위하여 각각의 용접에 따른 로봇용접기를 적용하거나 추가적인 자동화 시설이 설치되어야 하기 때문에 작업 구간이 넓어지고 설치 비용 또한 증가하는 문제점이 있다.

KR

1999-0056821

A

따라서 본 발명은 로봇용접기를 이용한 자동화용접에서 서로 다른 용접을 병행하는, 즉 멀티용접을 실시하는 경우에 발생하고 있는 문제점을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 관점은, 하나의 로봇용접기로 멀티용접을 용이하게 실시할 수 있도록 한 로봇용접기의 멀티용접 헤드를 제공하는 데 있다.

상기 관점을 달성하기 위해,

본 발명의 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드는 로봇용접기에 장착되는 연결부 및 상기 연결부를 중심으로 서로 다른 방향으로 연장 형성된 두 개 이상의 지지대를 포함하는 지그;

상기 지지대의 단부에 각각 구비된 토치 서포터;

상기 토치 서포터에 장착된 용접 토치; 및

상기 용접 토치를 토치 서포터에 고정하는 토치 홀더;

를 포함한다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드에 있어서, 상기 지지대는 연결부를 중심으로 양 갈래로 분리 형성된 제1,2 지지대;

로 구성될 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드에 있어서, 상기 제1,2 지지대는 평행하게 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드에 있어서, 상기 지지대는 연결부를 중심으로 세 갈래로 분리 형성된 제1,2,3 지지대;

로 구성될 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드에 있어서, 상기 용접 토치는 TIG 용접용과 CO2 용접용으로 구성될 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드에 있어서, 상기 토치 서포터는 용접 각도 조절을 위한 나사 홀이 형성될 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드에 있어서, 상기 토치 서포터 및 토치 홀더는 고무 패킹이 구비될 수 있다.

이러한 해결 수단들은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 로봇용접기에 장착되는 지그에 토치 서포터 및 토치 홀더를 이용하여 용접 토치를 멀티 장착 가능함으로써, 다수의 용접공정이 진행되는 배관 또는 저장용기조립공정을 한 번의 자동화용접공정으로 진행할 수 있으며, 이로 인해 용접 부품의 안정성 및 재현성을 확보할 수 있고, 생산속도가 향상되어 최종 제품의 품질을 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드를 나타내 보인 사시도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드를 일부 확대하여 나타내 보인 확대도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티용접 헤드의 용접위치변환을 나타내 보인 개략도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드를 나타내 보인 사시도.

본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어 지는 이하의 구체적인 내용과 실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한 "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드는 로봇용접기에 장착되는 지그(Jig)를 포함하며, 상기 지그에 텅스텐 불활성 가스 용접(Tungsten inert gas arc welding: 이하 TIG 용접)용 토치(Torch)와 탄산가스 용접(CO₂-O₂ arc welding: 이하 CO2 용접)용 토치(Torch)를 포함하는 두 가지 이상의 용접 토치를 멀티장착할 수 있도록 토치 서포터(Torch supporter) 및 토치 홀더(Torch holder)를 포함한다.

상기 지그는 로봇용접기에 직접적으로 장착되는 연결부를 중심으로 적어도 두 개 이상의 지지대가 서로 다른 방향으로 연장 형성된 구성으로서, 상기 지지대의 각 단부에 토치 서포터가 구비된다. 이때 상기 토치 서포터는 용접 각도의 조절이 가능하도록 구비되어 용접 자세를 용이하게 조정하게 된다.

상기 토치 홀더는 토치 서포터에 장착된 용접 토치를 고정하는 것으로, 상기 용접 토치의 구성에 따라 고정하는 방법이 다르도록 구성된다. 즉 일례로써, TIG 용접용 토치를 고정하는 경우, 토치 홀더는 상기 TIG 용접용 토치와 함께 TIG 용접용 자동 송급 와이어를 고정하는 형태로 제작되어 고정하게 된다.

이러한 토치 홀더와 토치 서포터는 용접 토치의 용이한 고정을 위하여 상기 용접 토치와 맞닿는 부위에 고무 패킹(Rubber packing)을 각각 구비하게 제공하게 된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 2에서 보듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드(100)는 로봇용접기와의 연결을 위해 원형 홀(111a)이 형성된 연결부(111)를 중심으로 지지대(112)(113)가 양 갈래로 분리 형성된 지그(110)를 포함한다. 여기서 상기 지지대(112)(113)는 설명 및 이해의 용이함을 위해 각각 제1 지지대(112) 및 제2 지지대(113)로 지칭함을 밝혀둔다.

상기 제1 지지대(112) 및 제2 지지대(113)는 연결부(111)를 중심으로 수직으로 형성되어 서로 평행하게 형성되며, 각 단부에 토치 서포터(120)가 구비된다. 상기 토치 서포터(120)는 용접 각도의 조절이 용이하도록 플랜지(Flange)에 두 개 이상의 나사 홀(121)을 형성하여 이를 통해 제1 지지대(112) 및 제2 지지대(113)에 구비된다.

여기서 상기 제1 지지대(112)에 구비된 토치 서포터(120)는 CO2 용접용 토치(131)를 토치 홀더(140)를 이용하여 고정하게 되며, 상기 제2 지지대(113)에 구비된 토치 서포터(120)는 TIG 용접용 토치(132)와 자동 송급 와이어(133)를 토치 홀더(140)와 함께 고정하게 된다.

도 3에서 보듯이, 상기 토치 서포터(120)와 토치 홀더(140)는 용접 토치(130)의 용이한 장착 및 고정이 이루어질 수 있도록 내면이 원형으로 가공되어 제공되며, 각각의 내면에 고무 패킹(150)이 구비되어 상기 용접 토치(130)와 밀착됨으로써, 용접과정에서 용접 토치(130)가 분리되는 것을 방지하게 된다.

여기서 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드를 이용한 용접공정에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.

상기 표 1에서 보듯이, 컨트롤러(Controller)는 사용자 인터페이스(UI)에서 구분된 특정용접, 일례로써, TIG 또는 MAG 용접을 로봇(Robot)의 컨트롤패널에 전달하고 상기 로봇이 이를 인식하여 멀티용접 헤드(Multi Head)의 용접 위치를 변환하면서 용접공정을 진행하게 된다.

여기서 상기 멀티용접 헤드의 용접위치변환시 로봇의 한 축이 180도 회전한 위치를 저장하여 각각의 용접에 적용할 수 있다.

즉 도 4에서 보듯이, 로봇에 장착된 멀티용접 헤드(100)의 축이 180도나 120도 등으로 회전하는 위치를 용접의 시작점으로 하여, 그 시작위치를 기억해 용접공정을 진행하게 된다. 다만 이는 하나의 예로써, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드를 이용한 용접공정은 다양한 형태로 진행 가능함을 밝혀둔다.

도 5에서 보듯이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드(200)는 로봇용접기와의 연결을 위해 원형 홀(211a)이 형성된 연결부(211)를 중심으로 지지대(212)(213)(214)가 세 갈래로 분리 형성된 지그(210)를 포함한다. 여기서 상기 지지대(212)(213)(214)는 설명 및 이해의 용이함을 위해 각각 제1 지지대(212), 제2 지지대(213) 및 제3 지지대(214)로 지칭함을 밝혀둔다.

즉 본 발명의 다른 실시 예에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드(200)는 세 개의 용접법을 하나의 로봇용접기에 적용할 수 있는 구성으로, 연결부(211)를 중심으로 제1 지지대(212)가 수직으로 형성된다. 그리고 상기 제1 지지대(212)와 각각 120도 각도를 이루도록 제2,3 지지대(213)(214)가 형성되며, 각 단부에 토치 서포터(220)가 구비된다.

상기 토치 서포터(220)는 용접 각도의 조절이 용이하도록 플랜지(Flange)에 두 개 이상의 나사 홀(221)을 형성하여 이를 통해 제1,2,3 지지대(212)(213)(214)에 구비된다. 여기서 상기 제1 지지대(212)에 구비된 토치 서포터(220)는 C02 용접용 토치(231)를 토치 홀더(240)를 이용하여 고정하게 된다.

또한 상기 제2 지지대(213)에 구비된 토치 서포터(220)는 TIG 용접용 토치(232)를 토치 홀더(240)를 이용하여 고정하게 되며, 상기 제3 지지대(214)에 구비된 토치 서포터(220)는 MIG 용접용 토치(233)를 토치 홀더(240)를 이용하여 고정하게 된다.

다만 이는 하나의 예로써, 상기 용접 토치(230)의 구성 및 장착위치는 변경 가능함을 사전에 밝혀둔다. 한편 상기 토치 서포터(220)와 토치 홀더(240)는 용접 토치(230)의 용이한 장착 및 고정이 이루어질 수 있도록 내면이 원형으로 가공되어 제공되며, 각각의 내면에 고무 패킹(Rubber packing)이 구비되어 상기 용접 토치(230)와 밀착됨으로써, 용접과정에서 용접 토치(230)가 분리되는 것을 방지하게 된다.

이상 본 발명을 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 로봇용접기의 멀티용접 헤드는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100, 200 - 멀티용접 헤드 110, 210 - 지그
111, 211 - 연결부 111a, 211a - 원형 홀
112, 212 - 제1 지지대 113, 213 - 제2 지지대
120, 220 - 토치 서포터 121, 221 - 나사 홀
130, 230 - 용접 토치 131 - CO2 용접용 토치
132 - TIG 용접용 토치 140, 240 - 토치 홀더
150 - 고무 패킹 214 - 제3 지지대
233 - MIG 용접용 토치

Claims

로봇용접기에 장착되는 연결부 및 상기 연결부를 중심으로 양 갈래로 분리 형성된 제1,2 지지대를 포함하는 지그(Jig);
상기 제1,2 지지대의 단부에 각각 구비된 토치 서포터(Torch supporter);
상기 제1 지지대의 토치 서포터에 장착된 CO2 용접용 토치(Torch);
상기 제2 지지대의 토치 서포터에 장착된 TIG 용접용 토치(Torch);
상기 CO2 용접용 토치와 TIG 용접용 토치를 각 토치 서포터에 고정하는 토치 홀더(Torch holder); 및
상기 토치 홀더에 고정된 TIG 용접용 자동 송급 와이어;
를 포함하는 로봇용접기의 멀티용접 헤드.
청구항 1에 있어서,
상기 토치 서포터는 용접 각도 조절을 위한 나사 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 로봇용접기의 멀티용접 헤드.
청구항 1에 있어서,
상기 토치 서포터 및 토치 홀더는 고무 패킹이 구비된 것을 특징으로 하는 로봇용접기의 멀티용접 헤드.
로봇용접기에 장착되는 연결부 및 상기 연결부를 중심으로 세 갈래로 분리 형성된 제1,2,3 지지대를 포함하는 지그(Jig);
상기 제1,2,3 지지대의 단부에 각각 구비된 토치 서포터(Torch supporter);
상기 제1 지지대의 토치 서포터에 장착된 CO2 용접용 토치(Torch);
상기 제2 지지대의 토치 서포터에 장착된 TIG 용접용 토치(Torch);
상기 제3 지지대의 토치 서포터에 장착된 MIG 용접용 토치(Torch);
상기 CO2 용접용 토치, TIG 용접용 토치 및 MIG 용접용 토치를 각 토치 서포터에 고정하는 토치 홀더(Torch holder); 및
상기 토치 홀더에 고정된 TIG 용접용 자동 송급 와이어;
를 포함하는 로봇용접기의 멀티용접 헤드.
청구항 4에 있어서,
상기 토치 서포터는 용접 각도 조절을 위한 나사 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 로봇용접기의 멀티용접 헤드.
청구항 4에 있어서,
상기 토치 서포터 및 토치 홀더는 고무 패킹이 구비된 것을 특징으로 하는 로봇용접기의 멀티용접 헤드.
삭제