KR101597777B1 - 마찰용접기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 감속기와 관성장치를 서보모터로 구동하는 테이블을 구현한 마찰용접기에 관한 것으로, 공작물을 마찰용접하기 위한 용접테이블부; 및 상기 용접테이블부의 일측에 연결 설치되어, 상기 용접테이블부가 구동하기 위한 구동력을 발생시켜 전달하기 위한 테이블구동부를 포함한다.

Description

마찰용접기{Friction Welding Device}
본 발명은 마찰용접기에 관한 것으로, 특히 감속기와 관성장치를 서보모터로 구동하는 테이블을 구현한 마찰용접기에 관한 것이다.
마찰 용접은 소재를 1분에 1600-2200rpm으로 회전시키면서 3-10ton 범위로 정지한 소재의 측면을 가압하여 접촉면에서 1000-1400℃의 마찰열이 발생되도록 하고, 이후로 회전하는 소재를 정지시키는 동시에 접촉면 방향으로 7-20ton 범위로 재차 가압하여 접촉면을 소성변형시킴으로써 용접하는 방식이다.
마찰용접은, 에너지 절감과 작업장 내의 환경개선(가스, 연기, 분진, 소음의 일소), 작업공정의 단순화에 따른 생산성 향상과 가공비용의 저렴화 등의 요구로 인해, 최근에는 자동차, 항공기, 철도차량, 선박 및 각종 기계장치 분야에 광범위하게 적용하고 있다.
마찰용접은, 일반적으로 원재료를 투입해서 마찰용접 할 때에 용접소모량이나 동축 또는 후가공 허용량에 충분히 여유가 있으므로 테이블의 이동거리를 정밀제어 할 필요성은 중요하지 않지만, 완성도 높은 공정 말기의 소형 정밀부품을 마찰용접해서 2차 가공량을 대폭 줄이려면 가벼운 테이블로 저속에서 강력하게 이송거리를 민감한 양으로 제어해야 한다.
한국등록특허 제10-1184985호(2012.09.17. 등록)는 콜릿척과 클램프부재를 테이블에서 교환하며 사용할 수 있도록 한 구조를 실현하며, 회전척이 결합된 하우징 양측으로 2개의 이송모터에 연결된 나사축을 결합하여 전, 후진 작용력을 제공하게 함으로써, 2개의 이송모터를 통해 가압력을 증대시키기 위한 마찰 용접 장치에 관하여 기재되어 있는데, 베이스의 상부 타측에서 레일을 따라 전, 후진하는 하우징에 설치되면서, 회전모터의 동력으로 회전하고, 모재를 물리도록 된 회전척; 베이스 타측에 고정 설치되면서 하우징에 대해 전,후진 작용력을 제공하는 전, 후진수단; 회전척의 앞 측에 설치되면서 모재를 물리도록 된 고정수단; 고정수단 일측에 설치되면서 모재의 일부를 결합하여 지지함으로써 휘어짐을 방지하는 방진구 및 베이스의 상부 일 측에 설치되어 서보모터, 스크루잭, 스토퍼 등을 순차적으로 연결하여 구성되면서 모재의 일단부를 지지하여 고정하는 지지부재로 된 마찰 용접장치에 있어서, 고정수단에는 베이스 상부에 고정 설치되는 테이블이 구성되고, 테이블 상부에는 회전척의 축 중심에 대해 직교한 레일이 고정 설치되며, 레일에는 슬라이더가 미끄럼 결합되면서 상단부에 보오드를 결합하고, 보오드의 저면에 돌출한 매스에 나사축이 나사 결합되면서 회전척의 축 중심에 대해 직교하는 동시에 레일과는 평행하게 배치되며, 나사축 후미에는 동력을 제공하는 서보모터가 축을 연결하면서 테이블에 고정 설치되고, 보오드 상부에는 모재가 물려지는 콜릿척과 클램프부재가 간격을 두고 고정 설치되는 것을 특징으로 한다. 기재된 기술에 따르면, 회전척 앞 측에 설치된 테이블에서 콜릿척과 클램프부재를 분리하여 교환하면서 사용하도록 되어 있는데, 따라서 작은 지름 및 짧은 길이의 모재에서 부터 큰 지름 및 긴 길이의 모재를 다양하게 마찰용접을 실시할 수 있게 됨으로써, 용접장치의 기능성은 획기적으로 향상되고, 회전척이 결합된 하우징 양측으로 2개의 이송모터에 연결된 나사축이 각각 관통하여 나사 결합되는데, 2개의 이송모터를 통하여 제공되는 작용력으로 회전척에 물려져 있는 모재에 대해 보다 큰 가압력을 제공할 수 있게 됨으로서, 모재에 대한 가압수단과 용접장치의 사이즈를 획기적으로 소형화할 수 있다.
한국등록특허 제10-1411220호(2014.06.17. 등록)는 종래처럼 브레이크 시스템이 구축되지 않더라도 제1 부품소재와 제2 부품소재를 완제품 소재로 용접시킬 수 있기 때문에 구조가 단순하여 설치비와 유지보수비를 감소시킬 수 있으며, 종래와 달리 연속 작업이 가능하여 대량 생산을 이끌어낼 수 있는 마찰 용접기에 관하여 기재되어 있다. 기재된 기술에 따르면, 제1 부품소재를 척킹(chucking)하는 주축 척; 주축 척에 연결되어 주축 척이 회전되도록 동력을 제공하는 주축 회전용 서보모터; 제1 부품소재에 마찰 용접되어 완제품 소제로 만들어질 제2 부품소재를 척킹하는 이송측 척; 이송측 척에 연결되어 이송측 척을 주축 척 쪽으로 이송 가압하는 동력을 제공하는 이송 및 가압 서보모터; 이송측 척에 연결되어 이송측 척을 회전 구동시키는 이송측 척 회전 모듈 및 제1 및 제2 부품소재가 완제품으로 용접되는 작업 공간으로, 상하부 공간에 주축 척, 주축 회전용 서보모터, 이송측 척, 이송 및 가압 서보모터, 이송측 척 회전 모듈이 장착되며, 하부에 높이 조절용 푸트가 결합된 테이블; 및 주축 척과 이송측 척 사이에 업/다운(up/down) 이동 가능하게 배치되어, 용접 작업이 완료된 이후에, 주축 척과 이송측 척으로 제1 부품소재와 제2 부품소재를 개별적으로 공급하는 소재 공급 모듈을 포함한다.
상술한 바와 같은 종래의 마찰 용접기는, 작업 테이블의 무게와 테이블 구동원의 무게가 서로 독립되지 아니하여, 아주 가벼운 테이블을 저속에서 큰 관성력으로 위치를 정밀 제어할 수 없다는 문제점을 가지고 있었다.
상술한 바와 같은 종래의 마찰 용접기는, 별도의 관성장치를 설치하고 있지 아니하고 단순히 유압으로 무거운 테이블을 이송하여, 소형 부품을 정밀하게 마찰 용접할 수 없다는 문제점을 가지고 있었다.
한국등록특허 제10-1184985호 한국등록특허 제10-1411220호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 감속기와 관성장치를 서보모터로 구동하는 테이블을 구현한 마찰용접기을 제공한다.
이러한 과제를 해결하기 위해서는, 본 발명의 한 특징에 따르면, 공작물을 마찰용접하기 위한 용접테이블부; 및 상기 용접테이블부의 일측에 연결 설치되어, 상기 용접테이블부가 구동하기 위한 구동력을 발생시켜 전달하기 위한 테이블구동부를 포함하는 마찰용접기를 제공한다.
일 실시 예에서, 상기 테이블구동부는, 제1구동력을 발생시키기 위한 서보모터부재; 일측이 상기 서보모터부재에 연결 설치되며, 상기 서보모터부재에서 발생된 제1구동력을 전달받아 회전하여 제1구동력의 관성력보다 더 큰 관성력을 가지는 제2구동력으로 전환시키기 위한 관성장치부재; 및 일측이 상기 관성장치부재의 다른 일측에 연결 설치되고, 상기 관성장치부재의 회전 속도를 감소시키며, 상기 관성장치부재에서 전환된 제2구동력을 용접테이블부로 전달하기 위한 감속부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 관성장치부재는, 일측이 상기 서보모터부재에 연결 설치되며, 상기 서보모터부재에서 발생된 제1구동력을 전달받아 회전하기 위한 회전축수단; 상기 회전축수단에 장착 설치되며, 상기 회전축수단과 함께 회전하여 제1구동력을 제1구동력의 관성력보다 더 큰 관성력을 가지는 제2구동력으로 전환시키기 위한 하나 또는 그 이상의 플라이휠수단; 및 상기 플라이휠수단의 양측면에 각각 설치되며, 상기 플라이휠수단에서 전환되는 제2구동력의 관성력 크기를 조절하기 위한 두 개의 거버너수단을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 거버너수단은, 상기 플라이휠수단의 측면에 장착 설치되어, 상기 플라이휠수단에서 전환되는 제2구동력의 관성력 크기를 조절하기 위한 무게추; 일측이 상기 무게추에 연결 설치되어, 상기 무게추를 다른 일측 방향으로 잡아당기기 위한 스프링; 및 상기 회전축수단에 장착 설치되고, 상기 스프링의 다른 일측에 연결 설치되며, 상기 스프링이 상기 무게추를 잡아당기는 정도를 조절하기 위한 더블너트를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 거버너수단은, 상기 플라이휠수단의 측면에 형성되어, 상기 무게추를 상기 플라이휠수단의 측면에서 지름 방향으로 슬라이드 이동시키기 위한 슬라이드부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 더블너트는, 상기 회전축수단에 장착 설치되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 이동하며, 일측이 상기 스프링의 다른 일측에 연결 설치되기 위한 제1너트; 및 상기 회전축수단에 장착 설치되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 이동하며, 상기 제1너트의 다른 일측 방향으로 이동하여 상기 제1너트과 체결되어 상기 제1너트가 움직이는 것을 방지하기 위한 제2너트를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 관성장치부재는, 일측이 상기 서보모터부재에 연결 설치되며, 상기 서보모터부재에서 발생된 제1구동력을 전달받아 회전하기 위한 회전축수단; 상기 회전축수단에 장착 설치되며, 상기 회전축수단과 함께 회전하여 제1구동력을 제1구동력의 관성력보다 더 큰 관성력을 가지는 제2구동력으로 전환시키기 위한 하나 또는 그 이상의 플라이휠수단; 및 상기 플라이휠수단의 양측에 장착 설치되며, 상기 플라이휠수단에서 전환되는 제2구동력의 관성력 크기를 증가시키기 위한 다수 개의 무게추수단을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 감속부재는, 일측이 상기 관성장치부재의 다른 일측에 연결 설치되고, 상기 관성장치부재의 회전 속도를 감소시키기 위한 감속수단; 및 일측이 상기 감속수단의 다른 일측에 연결 설치되며, 상기 감속수단에서 감속된 제2구동력을 상기 테이블구동부로 전달하기 위한 볼스크루수단을 포함하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 용접테이블부는, 제1공작물을 회전시켜 용접시키기 위한 주축스핀들부재; 및 상기 주축스핀들부재 방향으로 이동하여 제2공작물을 제1공작물에 용접시키기 위한 작업테이블부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기. 작업테이블부재는, 제2공작물을 장착 설치하며, 상기 주축스핀들부재 방향으로 이동하여 제2공작물을 제1공작물에 용접시키기 위한 작업스핀들수단; 및 상기 작업스핀들수단의 하부에 장착 설치되며, 상기 작업스핀들수단을 상기 주축스핀들부재 방향으로 이동시키기 위한 테이블수단을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 감속기와 관성장치를 서보모터로 구동하는 테이블 구동원을 구현한 마찰용접기를 제공함으로써, 작업 테이블의 무게와 테이블 구동원의 무게를 서로 독립시켜 아주 가벼운 테이블을 저속에서 큰 관성력으로 위치를 정밀 제어할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명에 의하면, 중량이 큰 관성장치를 서보모터와 감속기 사이에 설치함으로써, 관성량의 가변이 쉽게 되고 용접거리도 정밀하게 제어 되어 소형 부품을 정밀하게 마찰 용접할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 마찰용접기를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 테이블구동부를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 2에 있는 관성장치부재의 제1예를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3에 있는 거버너수단을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 2에 있는 관성장치부재의 제2예를 설명하는 도면이다.
도 6은 도 2에 있는 감속부재를 설명하는 도면이다.
도 7은 도 1에 있는 용접테이블부를 설명하는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 마찰용접기에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 마찰용접기를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 마찰용접기(10)는, 용접테이블부(100) 및 테이블구동부(200)를 포함한다.
용접테이블부(100)는, 일측에 테이블구동부(200)가 연결 설치되며, 제1공작물 및 제2공작물을 장착 설치하며, 제1공작물을 회전시켜 제2공작물과 마찰용접한다.
테이블구동부(200)는, 용접테이블부(100)의 일측에 연결 설치되어, 용접테이블부(100)가 구동하기 위한 구동력을 발생시키며, 해당 발생시킨 구동력을 용접테이블부(100)로 전달한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 마찰용접기(10)는, 용접테이블부(100)에서 작업 테이블과 테이블구동부(200) 간에 볼스크루로 동력을 전달케 해서 용접테이블부(100)의 무게와 테이블구동부(200)의 무게를 서로 독립시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 마찰용접기(10)는, 공작물이 고속으로 회전되고 있는 용접테이블부(100)를 큰 관성력을 가지면서도 정밀하게 제어 가능한 테이블구동부(200)에 의해 이송시켜 공작물을 마찰 용접함으로써, 무거운 테이블을 용이하게 이송시킬 수 있는 유압을 이용하여 테이블을 이송시키는 기술 대신 관성력에 의한 정밀 제어가 가능하도록 하여, 가벼운 용접테이블부(100)의 정밀한 위치 제어가 용이하도록 하며, 저속에서도 순간적인 큰 힘을 내도록 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 마찰용접기(10)는, 단순히 서보모터를 고속 구동 시키고 후에 감속기로 속도를 낮추는 방법을 사용하는 것이 아니라, 매우 낮은 서보모터 자체의 관성량을 큰 관성량으로 증가시켜 전달함으로써, 순간적인 큰 에너지로 가압할 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 테이블구동부를 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 테이블구동부(200)는, 서보모터부재(210), 관성장치부재(220) 및 감속부재(230)를 포함한다.
서보모터(servo-mortor)부재(210)는, 관성장치부재(220)의 일측에 연결 설치되고, 제1구동력(즉, 회전력)을 발생시키며, 해당 발생된 제1구동력을 관성장치부재(220)로 전달한다.
일 실시 예에서, 서보모터부재(210)는, 서보기구(즉, 물체의 위치 ㅇ방위 ㅇ자세 등의 변위를 제어량(출력)으로 하고, 목푯값(입력)의 임의의 변화에 추종하도록 한 기구)에 있어서 최종 제어요소에서 입력신호에 응답해 조작부의 기계적 부하를 구동(驅動)하는 동력원의 총칭을 말하며, 특징으로는, 1) 회전력/관성 비가 클 것(가감속 특성, 응답성이 좋아진다), 2) 파워 비가 클 것(응답성이 좋아진다), 3) 자리잡기 정밀도가 높을 것. 이 때문에 속도제어범위가 넓고, 극저속이라도 매끄럽게 회전하며 또 정역전(正逆轉)이 동일할 것, 4) 시동 정지가 빈번해서 가혹한 용도에도 견딜 수 있을 것, 5) 소형 경량이며 높은 출력일 것, 6) 강성(剛性)이 높을 것, 7) 브러시 수명이 길 것, 8) 서보 모터는 자동제어계에 있어서 반드시 피드백해서 사용되는 높은 성능의 속도검출기(TG)나, 높은 정밀도의 위치검출기(펄스 제너레이터 또는 부호기)를 구비할 것 등이 있다
관성장치부재(220)는, 일측이 서보모터부재(210)에 연결 설치되고, 다른 일측이 감속부재(230)에 연결 설치되며, 서보모터부재(210)에서 발생된 제1구동력을 전달받으며, 해당 전달받은 제1구동력에 의해 회전하여 제1구동력의 관성력보다 더 큰 관성력을 가지는 제2구동력(즉, 회전력)으로 전환시키며, 해당 전환된 제2구동력을 감속부재(230)로 전달한다.
감속부재(230)는, 일측이 관성장치부재(220)의 다른 일측에 연결 설치되고, 다른 일측이 용접테이블부(100)에 연결 설치되며, 관성장치부재(220)의 회전 속도를 감소시키며, 관성장치부재(220)로부터 제2구동력을 전달받으며, 해당 전달받은 제2구동력을 용접테이블부(100)로 전달한다.
일 실시 예에서, 감속부재(230)는, 제2구동력의 회전속도를 감소시킬 뿐만 아니라, 회전력인 제2구동력을 직선왕복운동으로 전화시켜서 용접테이블부(100)의 일측(즉, 작업테이블부재(120))을 직선 왕복시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 테이블구동부(200)는, 감속부재(230)와 관성장치부재(220)를 서보모터부재(210)로 구동하는 테이블 구동원을 구현함으로써, 용접테이블부(100)의 무게와 테이블 구동원의 무게를 서로 독립시켜 아주 가벼운 테이블(즉, 작업테이블부재(120))을 저속에서 큰 관성력으로 위치를 정밀 제어할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 테이블구동부(200)는, 중량이 큰 관성장치부재(220)를 서보모터부재(210)와 감속부재(230) 사이에 설치함으로써, 관성량의 가변이 쉽게 되고 용접거리도 정밀하게 제어 되어 소형 부품을 정밀하게 마찰 용접할 수 있다.
도 3은 도 2에 있는 관성장치부재의 제1예를 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 관성장치부재(220)는, 회전축수단(221), 하나 또는 그 이상의 플라이휠수단(222-1 ~ 222-N) 및 두 개의 거버너수단(223)을 포함한다.
회전축수단(221)은, 일측이 서보모터부재에 연결 설치되고, 다른 일측이 감속부재(230)에 연결 설치(도 2를 참조)되며, 거버너수단(223) 및 플라이휠수단(222)을 장착 설치하며, 서보모터부재에서 발생된 제1구동력을 전달받으며, 해당 전달받은 제1구동력에 의해 회전한다.
일 실시 예에서, 회전축수단(221)은, 더블너트(2233)가 장착 설치되는 부분에 더블너트(2233)를 회전시키면서 이동시켜 주기 위해 나사산을 형성할 수 있다.
플라이휠수단(222)은, 회전축수단(221)에 장착 설치되고, 양측에 거버너수단(223)이 각각 설치되며, 회전축수단(221)과 함께 회전하여 제1구동력을 제1구동력의 관성력보다 더 큰 관성력을 가지는 제2구동력으로 전환시킨다.
일 실시 예에서, 플라이휠수단(222)은, 회전축수단(221)에서 장착 설치되는 개수에 따라 제1구동력이 제2구동력으로 전환되는 정도를 조절할 수 있다. 즉, 플라이휠수단(222)의 개수가 많아질수록 플라이휠수단(222)의 무게가 증가하여 회전하면서 전환되는 관성량도 증가할 수 있다.
거버너수단(223)은, 플라이휠수단(222)의 양측면으로부터 회전축수단(221)으로 연장 설치되며, 플라이휠수단(222)에서 전환되는 제2구동력의 관성력 크기를 조절한다.
일 실시 예에서, 거버너수단(223)은, 기존 거버너 장치의 구조 중에서 브레이크를 빼고 구조 변경을 가한 것일 수 있다.
도 4는 도 3에 있는 거버너수단을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 거버너수단(223)은, 다수 개의 무게추(2231), 스프링(2232) 및 더블너트(2233)를 포함한다.
무게추(2231)는, 플라이휠수단(222)의 측면에 장착 설치되고, 일측에 스프링(2232)이 연결 설치되며, 슬라이드(2234)에 장착 설치되어 플라이휠수단(222)의 지름방향으로 슬라이드 이동하면서 플라이휠수단(222)에서 전환되는 제2구동력의 관성력 크기를 조절한다.
일 실시 예에서, 무게추(2231)는, 플라이휠수단(222)의 측면에 장착 설치되는 개수가 많아질수록 제1구동력이 제2구동력으로 전환되는 관성량의 정도를 증가시킬 수 있는 바, 관성량의 증가를 조절하는 플라이휠수단(222)과 함께 제1구동력이 제2구동력으로 전환되는 관성량의 정도를 조절할 수 있다.
일 실시 예에서, 무게추(2231)는, 플라이휠수단(222)이 회전함에 따라 슬라이드(2234)를 따라 플라이휠수단(222)의 외측 방향으로 슬라이드 이동하며, 이때, 슬라이드 이동하는 정도는 일즉에 연결 설치된 스프링(2232)의 길이에 따라 달라질 수 있다.
일 실시 예에서, 무게추(2231)는, 플라이휠수단(222)의 외측 방향으로 슬라이드 이동함에 따라 플라이휠수단(222)이 전환시키는 제2구동력의 크기를 크게 할 수 있고, 플라이휠수단(222)의 내측 방향으로 슬라이드 이동함에 따라 플라이휠수단(222)이 전환시키는 제2구동력의 크기를 작게 할 수 있으며, 이때 플라이휠수단(222)에서 슬라이드 이동하는 정도는 상술한 바와 같이 스프링(2232)의 길이에 따라 달라질 수 있다.
스프링(2232)은, 일측이 무게추(2231)에 연결 설치되고 다른 일측이 더블너트(2233)에 연결 설치되며, 무게추(2231)를 다른 일측 방향(즉, 더블너트(2233) 방향)으로 잡아당긴다.
더블너트(2233)는, 회전축수단(221)(도 3을 참조)에 장착 설치되고, 스프링(2232)의 다른 일측에 연결 설치되며, 회전축수단(221)에서 이동하면서 스프링(2232)이 무게추(2231)를 잡아당기는 정도를 조절한다.
일 실시 예에서, 더블너트(2233)는, 내측면에 나사산을 형성하여, 회전축수단(221)에 형성된 나사산을 따라서 회전하면서 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, 더블너트(2233)는, 회전축수단(221)을 따라 이동함으로써, 스프링(2232)이 무게추(2231)를 잡아당기는 정도를 조절하여 무게추(2231)가 플라이휠수단(222)의 측면에서 플라이휠수단(222)의 지름 방향으로 이동하는 정도를 조절하여, 플라이휠수단(222)이 회전하면서 발생하는 관성량의 정도를 정밀하게 조절할 수 있다.
일 실시 예에서, 더블너트(2233)는, 제1너트(22331) 및 제2너트(22332)를 포함할 수 있다.
제1너트(22331)는, 회전축수단(221)에 장착 설치되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 이동하며, 일측이 스프링(2232)의 다른 일측에 연결 설치된다.
제2너트(22332)는, 회전축수단(221)에 장착 설치되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 이동하며, 제1너트(22331)의 다른 일측 방향으로 이동하여 제1너트(22331)와 체결되어 제1너트(22331)가 움직이는 것을 방지한다.
일 실시 예에서, 제1너트(22331)와 제2너트(22332)는, 내측면에 나사산을 형성하고 있는데, 상호 반대의 나사산을 형성하고 있어, 동일한 방향으로 함께 회전할 시(예를 들어, 시계 방향 또는 반시계 방향) 상호 반대 방향으로 이동(예를 들어, 상호 멀어지는 방향 또는 상호 가까워지는 방향)할 수 있다. 따라서, 필요에 따라 제1너트(22331)와 제2너트(22332)를 회전시켜서 체결하거나 회전시켜서 분리할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 거버너수단(223)은, 슬라이드(2234)를 더 포함할 수 있다.
슬라이드(2234)는, 플라이휠수단(222)의 측면에 형성되어, 무게추(2231)를 플라이휠수단(222)의 측면에서 지름 방향으로 슬라이드 이동시킨다.
일 실시 예에서, 슬라이드(2234)는, 무게추(2231)가 슬라이드 하는 부분에 윤활유(예를 들어, 구리스 등)를 도포하여, 무게추(2231)가 슬라이드 할 시 용이하게 움직일 수 있도록 함이 바람직하다.
도 5는 도 2에 있는 관성장치부재의 제2예를 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 관성장치부재(220)는, 회전축수단(221), 플라이휠수단(222) 및 다수 개의 무게추(2231)를 포함한다.
회전축수단(221)은, 일측이 서보모터부재에 연결 설치되며, 플라이휠수단(222)을 장착 설치하며, 서보모터부재에서 발생된 제1구동력을 전달받으며, 해당 전달받은 제1구동력에 의해 회전한다.
플라이휠수단(222)은, 회전축수단(221)에 장착 설치되고, 양측면에 다수 개의 무게추(2231)이 각각 설치되며, 회전축수단(221)과 함께 회전하여 제1구동력을 제1구동력의 관성력보다 더 큰 관성력을 가지는 제2구동력으로 전환시킨다.
일 실시 예에서, 플라이휠수단(222)은, 회전축수단(221)에서 장착 설치되는 개수에 따라 제1구동력이 제2구동력으로 전환되는 정도를 조절할 수 있다. 즉, 플라이휠수단(222)의 개수가 많아질수록 플라이휠수단(222)의 무게가 증가하여 회전하면서 전환되는 관성량도 증가할 수 있다.
무게추(2231)는, 플라이휠수단(222)의 양측면에 장착 설치되며, 플라이휠수단(222)에서 전환되는 제2구동력의 관성력 크기를 증가시킨다.
일 실시 예에서, 무게추(2231)는, 플라이휠수단(222)의 측면에 장착 설치되는 개수가 많아질수록 제1구동력이 제2구동력으로 전환되는 관성량의 정도를 증가시킬 수 있는 바, 관성량의 증가를 조절하는 플라이휠수단(222)과 함께 제1구동력이 제2구동력으로 전환되는 관성량의 정도를 조절할 수 있다.
도 6은 도 2에 있는 감속부재를 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 감속부재(230)는, 감속수단(231) 및 볼스크루수단(232)을 포함한다.
감속수단(231)은, 일측이 관성장치부재(220)의 다른 일측에 연결 설치되고, 다른 일측이 볼스크루수단(232)에 연결 설치되며, 관성장치부재(220)의 회전 속도를 감소시킨다.
일 실시 예에서, 감속수단(231)은, 자동차의 변속 장치와 같이 공지의 감속 장치를 이용하여 관성장치부재(220)의 회전 속도를 감소시킬 수 있다.
볼스크루수단(232)은, 일측이 감속수단(231)의 다른 일측에 연결 설치되고, 다른 일측이 용접테이블부(100)에 연결 설치되며, 감속수단(231)에서 감속된 제2구동력을 테이블구동부(200)로 전달한다.
일 실시 예에서, 볼스크루수단(232)은, 공지의 볼스크루 장치를 이용할 수 있다.
일 실시 예에서, 볼스크루수단(232)은, 감속수단(231)으로부터 전달되는 제2구동력(즉, 회전력)을 직선 왕복운동으로 전환시키며, 해당 전환된 직선 왕복운동에 의해 작업테이블부재(120)(도 7을 참조)를 직선 운동시킬 수 있다.
도 7은 도 1에 있는 용접테이블부를 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 용접테이블부(100)는, 주축스핀들부재(110) 및 작업테이블부재(120)를 포함한다.
주축스핀들부재(110)는, 제1공작물을 장착 시키며, 해당 장착된 제1공작물을 회전시켜 제2공작물과 용접시킨다.
작업테이블부재(120)는, 일측이 테이블구동부(200)(즉, 볼스크루수단(232)의 다른 일측)에 연결 설치되며, 볼스크루수단(232)에 의한 직선 왕복 운동에 의해 주축스핀들부재(110) 방향으로 이동하여 제2공작물을 제1공작물에 용접시킨다.
일 실시 예에서, 작업테이블부재(120)는, 작업스핀들수단(121) 및 테이블수단(122)을 포함할 수 있다.
작업스핀들수단(121)은, 테이블수단(122)의 상부에 장착 설치되고, 제2공작물을 장착 설치하며, 주축스핀들부재(110) 방향으로 이동하여 제2공작물을 제1공작물에 용접시킨다.
일 실시 예에서, 작업스핀들수단(121)은, 제2공작물을 단순히 장착 설치할 뿐 회전시키지 아니하면서 주축스핀들부재(110) 방향으로 이동시키는 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 제2공작물을 회전시키면서 주축스핀들부재(110) 방향으로 이동시키는 기능을 수행할 수 있다. 작업스핀들수단(121)에 장착 설치된 제2공작물을 회전시키는 경우에는, 주축스핀들부재(110)에서 회선하고 있는 제1공작물과는 반대방향으로 회전시킴이 바람직하다.
테이블수단(122)은, 작업스핀들수단(121)의 하부에 장착 설치되고, 일측이 테이블구동부(200)(즉, 볼스크루수단(232)의 다른 일측)에 연결 설치되며, 작업스핀들수단(121)을 주축스핀들부재(110) 방향으로 이동시킨다.
이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 용접테이블부
110: 주축스핀들부재
120: 작업테이블부재
121: 작업스핀들수단
122: 테이블수단
200: 테이블구동부
210: 서보모터부재
220: 관성장치부재
221: 회전축수단
222: 플라이휠수단
223: 거버너수단
2231: 무게추
2232: 스프링
2233: 더블너트
22331: 제1너트
22332: 제2너트
2234: 슬라이드
230: 감속부재
231: 감속수단
232: 볼스크루수단

Claims (10)

  1. 공작물을 마찰용접하기 위한 용접테이블부; 및
    상기 용접테이블부의 일측에 연결 설치되어, 상기 용접테이블부가 구동하기 위한 구동력을 발생시켜 전달하기 위한 테이블구동부를 포함하되,
    상기 테이블구동부는, 제1구동력을 발생시키기 위한 서보모터부재; 일측이 상기 서보모터부재에 연결 설치되며, 상기 서보모터부재에서 발생된 제1구동력을 전달받아 회전하여 제1구동력의 관성력보다 더 큰 관성력을 가지는 제2구동력으로 전환시키기 위한 관성장치부재; 및 일측이 상기 관성장치부재의 다른 일측에 연결 설치되고, 상기 관성장치부재의 회전 속도를 감소시키며, 상기 관성장치부재에서 전환된 제2구동력을 용접테이블부로 전달하기 위한 감속부재를 포함하되,
    상기 관성장치부재는, 일측이 상기 서보모터부재에 연결 설치되며, 상기 서보모터부재에서 발생된 제1구동력을 전달받아 회전하기 위한 회전축수단; 상기 회전축수단에 장착 설치되며, 상기 회전축수단과 함께 회전하여 제1구동력을 제1구동력의 관성력보다 더 큰 관성력을 가지는 제2구동력으로 전환시키기 위한 하나 또는 그 이상의 플라이휠수단; 및 상기 플라이휠수단의 양측면에 각각 설치되며, 상기 플라이휠수단에서 전환되는 제2구동력의 관성력 크기를 조절하기 위한 두 개의 거버너수단을 포함하는 것을 특징으로 하되,
    상기 거버너수단은, 상기 플라이휠수단의 측면에 장착 설치되어, 상기 플라이휠수단에서 전환되는 제2구동력의 관성력 크기를 조절하기 위한 무게추; 일측이 상기 무게추에 연결 설치되어, 상기 무게추를 다른 일측 방향으로 잡아당기기 위한 스프링; 및 상기 회전축수단에 장착 설치되고, 상기 스프링의 다른 일측에 연결 설치되며, 상기 스프링이 상기 무게추를 잡아당기는 정도를 조절하기 위한 더블너트를 포함하는 마찰용접기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 거버너수단은,
    상기 플라이휠수단의 측면에 형성되어, 상기 무게추를 상기 플라이휠수단의 측면에서 지름 방향으로 슬라이드 이동시키기 위한 슬라이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰용접기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 더블너트는,
    상기 회전축수단에 장착 설치되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 이동하며, 일측이 상기 스프링의 다른 일측에 연결 설치되기 위한 제1너트; 및
    상기 회전축수단에 장착 설치되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면서 이동하며, 상기 제1너트의 다른 일측 방향으로 이동하여 상기 제1너트과 체결되어 상기 제1너트가 움직이는 것을 방지하기 위한 제2너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰용접기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 관성장치부재는,
    일측이 상기 서보모터부재에 연결 설치되며, 상기 서보모터부재에서 발생된 제1구동력을 전달받아 회전하기 위한 회전축수단;
    상기 회전축수단에 장착 설치되며, 상기 회전축수단과 함께 회전하여 제1구동력을 제1구동력의 관성력보다 더 큰 관성력을 가지는 제2구동력으로 전환시키기 위한 하나 또는 그 이상의 플라이휠수단; 및
    상기 플라이휠수단의 양측에 장착 설치되며, 상기 플라이휠수단에서 전환되는 제2구동력의 관성력 크기를 증가시키기 위한 다수 개의 무게추수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰용접기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 감속부재는,
    일측이 상기 관성장치부재의 다른 일측에 연결 설치되고, 상기 관성장치부재의 회전 속도를 감소시키기 위한 감속수단; 및
    일측이 상기 감속수단의 다른 일측에 연결 설치되며, 상기 감속수단에서 감속된 제2구동력을 상기 테이블구동부로 전달하기 위한 볼스크루수단을 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰용접기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 용접테이블부는,
    제1공작물을 회전시켜 용접시키기 위한 주축스핀들부재; 및
    상기 주축스핀들부재 방향으로 이동하여 제2공작물을 제1공작물에 용접시키기 위한 작업테이블부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰용접기.
  10. 제9항에 있어서, 상기. 작업테이블부재는,
    제2공작물을 장착 설치하며, 상기 주축스핀들부재 방향으로 이동하여 제2공작물을 제1공작물에 용접시키기 위한 작업스핀들수단; 및
    상기 작업스핀들수단의 하부에 장착 설치되며, 상기 작업스핀들수단을 상기 주축스핀들부재 방향으로 이동시키기 위한 테이블수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰용접기.
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