KR101631831B1 - 자동 용접장치 - Google Patents

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KR101631831B1
KR101631831B1 KR1020150008921A KR20150008921A KR101631831B1 KR 101631831 B1 KR101631831 B1 KR 101631831B1 KR 1020150008921 A KR1020150008921 A KR 1020150008921A KR 20150008921 A KR20150008921 A KR 20150008921A KR 101631831 B1 KR101631831 B1 KR 101631831B1
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최성철
신상호
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와이제이플랜트(주)
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Abstract

본 발명은 자동 용접장치에 관한 것으로서 더욱더 상세하게는 용접헤드의 높이를 작업환경에 알맞은 높이로 작업자가 필요에 따라 변경시켜 가면서 용접작업을 수행할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 작동제어반(220)의 조작상태에 따라 일정한 속도로 전후진이 이루어지도록 하부에 바퀴(210)가 구름운동가능하게 설치된 이동판(200)과; 상기 이동판(200)의 상부면에 상부가 개구된 상태로 하단부가 고정되게 결합되는 수납부재(100)와; 상기 수납부재(100)의 내외부로 핸들(110)의 조작방향에 따라 회전이 이루어지는 피니언(130)에 일측면이 치합된 상태로 인입출이 이루어지면서 승하강이 이루어지는 랙(120)과; 상기 랙(120)이 수납부재(100)의 내외부로 인입출시 유동이 발생하지 않으며 입입출이 이루어지도록 수납부재(100)의 내측벽면에 구름운동가능하게 장착되는 지지롤러(140)와, 상기 지지롤러(140)에 의해 유동되지 않도록 지지되면서 수납부재(100)의 내외부로 인입출이 이루어지는 랙(120)의 상단부에 고정되게 설치되는 제1소켓(150)과; 상기 제1소켓(150)에 일측부가 고정되게 결합되는 원통형의 로드(300)와; 상기 로드(300)의 타측 단부가 고정되게 결합되는 제2소켓(410)과; 상기 제2소켓(410)이 고정되게 상부면에 설치되는 아암(400)과; 상기 아암(400)의 좌우 양측단부에 상단부가 각각 고정되게 결합되는 지지판(500)과; 상기 지지판(500)에 형성된 가이드홈(510)을 따라 안내되면서 에어실린더(900)로 공급 및 배출되는 공기압에 따라 승하강이 이루어지는 실린더로드(910)의 작동량만큼 승하강이 이루어지도록 지지판(500)에 설치되는 록킹재(600)와; 상기 록킹재(600)의 하부에 형성된 스톱핀(610)이 인입출이 이루어지는 인입출홈(730)이 상부에 형성되고, 하부 전후부에는 설치공(700a)이 길이방향을 따라 관통되게 형성되어있는 가이드(700)와; 상기 가이드(700)의 설치공(700a)을 관통하며 삽입된 상태에서 일측 타측단부가 각각 지지판(500)에 고정되게 결합되는 연마봉(710)과; 상기 가이드(700)에 일측부가 접촉되고 타측부는 지지판(500)의 일측면에 접촉되도록 장착되는 각각의 지지스프링(720)과; 상기 지지스프링(720)에 의해 탄지되도록 가이드(700)가 설치되어있는 지지판(500)의 하단부가 상부면에 접촉된 상태로 고정되게 결합되는 헤드부(800)와; 상기 헤드부(800)의 하부에 일정한 간격을 두고 각각 고정되게 장착되는 한쌍의 클램프바디(810)와; 상기 클램프바디(810)에 결합된 일측 클램프(810a)에 분리가능하게 장착되는 용접헤드(820)와; 상기 용접헤드(820)가 장착되지 않은 타측 클램프(810a)에 분리가능하게 장착되는 안내아암(830)과; 상기 안내아암(830)의 선단부에 구름운동가능하게 설치되는 롤러(840)로 구성되는 것에 의해 달성된다.

Description

자동 용접장치{APPARATUS FOR WELDING AUTOMATICALLY}
본 발명은 자동 용접장치에 관한 것으로서 더욱더 상세하게는 용접헤드의 높이를 작업환경에 알맞은 높이로 작업자가 필요에 따라 변경시켜 가면서 용접작업을 수행할 수 있도록 하는 자동 용접장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동 용접장치는 레일에 의한 궤도운행 또는 휠에 의한 주행을 수행하는 이동 캐리지에 용접헤드 등과 같은 용접장비를 탑재하여, 용접작업 대상물 상에서 일정구간을 이동 캐리지에 의해 이동하며 용접을 수행하는 무인화 작업 시스템이다.
이러한 자동 용접장치에는 용접공정의 자동화를 위하여 필수적으로 용접선을 자동 추적하는 기능이 구비되어야 하며, 이러한 기능이 구비되는 자동 용접장치는 용접헤드를 용접선에 정확히 위치시켜야만 양호한 용접품질을 얻을 수 있다.
일반적으로 널리 알려진 자동 용접장치 중 하나로는, 레이저 비전 센서를 이용하여 용접선을 추적하고, 용접토치가 용접선을 따라 위빙(Weaving)하면서 용접작업을 수행하도록 하는 것이 있다.
이러한 자동 용접장치에 따르면, 용접선 방향으로 주사된 레이저 광이 용접선에 반사되어 카메라에 촬영되면, 촬영된 화상을 소정의 제어장치를 통해 분석하고, 분석된 데이터를 토대로 자동용접장치를 용접선을 따라 이동시키게 된다.
다른 자동 용접장치로는, 아크 센서를 이용하여 용접선을 추적하고, 추적된 용접선에 따라 용접작업을 수행하도록하는 자동 용접장치가 있다.
이러한 자동 용접장치에 따르면, 아크를 발생시키는 팁과 용접작업 대상물 간의 거리 값이 변할때마다 전류 값은 그 거리의 제곱에 반비례하게 되므로, 전류 및 전압 값을 측정함으로써 용접선을 추적, 용접하는 작업을 수행하게 된다.
그러나 이러한 종래 자동용접장치는 용접하고자 하는 용접선의 위치에 맞도록 용접헤드를 위치시키는 작업이 어려울 뿐만 아니라, 자동용접장치를 작업현장에 위치시켜 작업을 수행하기 위해서는 많은 작업준비시간을 필요로 하게 되는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 핸들을 일측 및 타측방향으로 회전시켜 주는 것에 의해 랙기어가 핸들의 회전량 만큼 수납부재의 내외부로 인입출이 이루어지게 되고, 상기 수납부재의 내외부로 인입출되는 랙기어의 길이만큼 일측 클램프에 분리가능하게 장착된 용접헤드의 높이도 동시에 변화되면서 작업자가 원하는 높이에 용접헤드가 위치되도록 함으로써, 작업자가 작업환경에 알맞은 높이로 용접헤드의 위치를 편리하고 간편하게 가변시켜 가면서 자동으로 용접작업을 수행할 수 있도록 하는 자동 용접장치를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 작동제어반(220)의 조작상태에 따라 일정한 속도로 전후진이 이루어지도록 하부에 바퀴(210)가 구름운동가능하게 설치된 이동판(200)과; 상기 이동판(200)의 상부면에 상부가 개구된 상태로 하단부가 고정되게 결합되는 수납부재(100)와; 상기 수납부재(100)의 내외부로 핸들(110)의 조작방향에 따라 회전이 이루어지는 피니언(130)에 일측면이 치합된 상태로 인입출이 이루어지면서 승하강이 이루어지는 랙(120)과; 상기 랙(120)이 수납부재(100)의 내외부로 인입출시 유동이 발생하지 않으며 입입출이 이루어지도록 수납부재(100)의 내측벽면에 구름운동가능하게 장착되는 지지롤러(140)와, 상기 지지롤러(140)에 의해 유동되지 않도록 지지되면서 수납부재(100)의 내외부로 인입출이 이루어지는 랙(120)의 상단부에 고정되게 설치되는 제1소켓(150)과; 상기 제1소켓(150)에 일측부가 고정되게 결합되는 원통형의 로드(300)와; 상기 로드(300)의 타측 단부가 고정되게 결합되는 제2소켓(410)과; 상기 제2소켓(410)이 고정되게 상부면에 설치되는 아암(400)과; 상기 아암(400)의 하부에 상단부가 고정되게 결합되는 지지판(500)과; 상기 지지판(500)의 좌우양측 벽면에 형성된 가이드홈(510)을 따라 안내되면서 에어실린더(900)로 공급 및 배출되는 공기압에 따라 승하강이 이루어지는 실린더로드(910)의 작동량만큼 승하강이 이루어지도록 지지판(500)에 설치되는 록킹재(600)와; 상기 록킹재(600)의 하부에 형성된 스톱핀(610)의 인입출이 이루어지는 인입출홈(730)이 상부에 형성되고, 하부 전후부에는 설치공(700a)이 길이방향을 따라 관통되게 형성되어 있는 가이드(700)와; 상기 가이드(700)의 설치공(700a)을 관통하며 삽입된 상태에서 일측 타측단부가 각각 지지판(500)에 고정되게 결합되는 연마봉(710)과; 상기 가이드(700)에 일측부가 접촉되고 타측부는 지지판(500)의 일측면에 접촉되도록 장착되는 각각의 지지스프링(720)과; 상기 지지스프링(720)에 의해 탄지되도록 가이드(700)가 설치되어 있는 지지판(500)의 하단부가 상부면에 접촉된 상태로 고정되게 결합되는 헤드부(800)와; 상기 헤드부(800)의 하부에 일정한 간격을 두고 각각 고정되게 장착되는 한쌍의 클램프바디(810)와; 상기 클램프바디(810)에 결합된 일측 클램프(810a)에 분리가능하게 장착되는 용접헤드(820)와; 상기 용접헤드(820)가 장착되지 않은 타측 클램프(810a)에 분리가능하게 장착되는 안내아암(830)과; 상기 안내아암(830)의 선단부에 구름운동가능하게 설치되는 롤러(840)로 구성되는 것에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면 핸들을 일측 및 타측방향으로 조작하면 상기 핸들의 조작방향에 따라 피니언이 회전되고, 상기 피니언이 회전되는 방향에 따라 랙이 승하강이 이루어지면서 수납부재의 내외부로 인입출이 이루어지게 되고, 상기 수납부재의 내외부로 인입출되는 랙의 승하강 양만큼 로드의 일측단부가 결합된 제1소켓이 승하강되며, 상기 제1소켓이 승하강되는 양만큼 아암의 상부면에 고정되게 설치된 제2소켓도 동시에 승하강이 이루어지게 된다.
한편, 상기 아암이 승하강되는 양만큼 헤드부가 승하강되고, 상기 헤드부가 승하강되는 것에 의해 클램프바디도 승하강이 이루어지게 되며, 상기 클램프바다가 승하강되는 양만큼 클램프에 장착되어있는 용접헤드 및 안내아암이 승하강되어 지게 됨으로써, 작업자가 필요에 따라 용접헤드의 높이를 변경시켜 가면서 용접작업을 수행하는 것이 편리하게 이루어지게 되는 효과가 나타나게 되는 매우 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명인 자동 용접장치를 보인 사시도
도 2는 본 발명인 자동 용접장치를 보인 정면도
도 3은 본 발명인 자동 용접장치의 수납부재에 랙과 피니언이 설치된 상태를 보인 단면도
도 4는 본 발명인 자동 용접장치의 제1소켓과 용접헤드 및 안내아암의 연결상태를 보인 정면도
도 5는 본 발명인 자동 용접장치의 아암 하부에 록킹재와 가이드가 설치된 지지판이 결합된 상태를 보인 측단면도
도 6은 본 발명인 자동 용접장치의 아암 하부에 록킹재와 가이드가 설치된 지지판 및 헤드부가 결합되는 상태를 보인 분해사시도
이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명인 자동 용접장치를 보인 사시도 이고, 도 2는 본 발명인 자동 용접장치를 보인 정면도 이며, 도 3은 본 발명인 자동 용접장치의 수납부재에 랙과 피니언이 설치된 상태를 보인 단면도 이고, 도 4는 본 발명인 자동 용접장치의 제1소켓과 용접헤드 및 안내아암의 연결상태를 보인 정면도 이며, 도 5는 본 발명인 자동 용접장치의 아암 하부에 록킹재와 가이드가 설치된 지지판이 결합된 상태를 보인 측단면도 이고, 도 6은 본 발명인 자동 용접장치의 아암 하부에 록킹재와 가이드가 설치된 지지판 및 헤드부가 결합되는 상태를 보인 분해사시도 이다.
본 발명의 자동용접장치는 도 1 내지 도 6에 도시하고 있는 바와 같이, 작동제어반(220)의 조작상태에 따라 일정한 속도로 전후진이 이루어지도록 하부에 바퀴(210)가 구름운동가능하게 설치된 이동판(200)과; 상기 이동판(200)의 상부면에 상부가 개구된 상태로 하단부가 고정되게 결합되는 수납부재(100)와; 상기 수납부재(100)의 내외부로 핸들(110)의 조작방향에 따라 회전이 이루어지는 피니언(130)에 일측면이 치합된 상태로 인입출이 이루어지면서 승하강이 이루어지는 랙(120)과; 상기 랙(120)이 수납부재(100)의 내외부로 인입출시 유동이 발생하지 않으며 입입출이 이루어지도록 수납부재(100)의 내측벽면에 구름운동가능하게 장착되는 지지롤러(140)와, 상기 지지롤러(140)에 의해 유동되지 않도록 지지되면서 수납부재(100)의 내외부로 인입출이 이루어지는 랙(120)의 상단부에 고정되게 설치되는 제1소켓(150)과; 상기 제1소켓(150)에 일측부가 고정되게 결합되는 원통형의 로드(300)와; 상기 로드(300)의 타측 단부가 고정되게 결합되는 제2소켓(410)과; 상기 제2소켓(410)이 고정되게 상부면에 설치되는 아암(400)과; 상기 아암(400)의 하부에 상단부가 고정되게 결합되는 지지판(500)과; 상기 지지판(500)의 좌우양측 벽면에 형성된 가이드홈(510)을 따라 안내되면서 에어실린더(900)로 공급 및 배출되는 공기압에 따라 승하강이 이루어지는 실린더로드(910)의 작동량만큼 승하강이 이루어지도록 지지판(500)에 설치되는 록킹재(600)와; 상기 록킹재(600)의 하부에 형성된 스톱핀(610)이 인입출이 이루어지는 인입출홈(730)이 상부에 형성되고, 하부 전후부에는 설치공(700a)이 길이방향을 따라 관통되게 형성되어있는 가이드(700)와; 상기 가이드(700)의 설치공(700a)을 관통하며 삽입된 상태에서 일측 타측단부가 각각 지지판(500)에 고정되게 결합되는 연마봉(710)과; 상기 가이드(700)에 일측부가 접촉되고 타측부는 지지판(500)의 일측면에 접촉되도록 장착되는 각각의 지지스프링(720)과; 상기 지지스프링(720)에 의해 탄지되도록 가이드(700)가 설치되어있는 지지판(500)의 하단부가 상부면에 접촉된 상태로 고정되게 결합되는 헤드부(800)와; 상기 헤드부(800)의 하부에 일정한 간격을 두고 각각 고정되게 장착되는 한쌍의 클램프바디(810)와; 상기 클램프바디(810)에 결합된 일측 클램프(810a)에 분리가능하게 장착되는 용접헤드(820)와; 상기 용접헤드(820)가 장착되지 않은 타측 클램프(810a)에 분리가능하게 장착되는 안내아암(830)과; 상기 안내아암(830)의 선단부에 구름운동가능하게 설치되는 롤러(840)로 구성된다.
이와 같이 구성되는 본 발명은 핸들(110)을 손으로 잡은 상태에서 일측 및 타측 방향으로 회전시키면 상기 핸들(110)이 회전되는 방향으로 피니언(130)이 동시에 일측 및 타측 방향으로 회전이 이루어지게 되고, 상기 피니언(130)이 회전되는 회전량만큼 일측면이 치합되어있는 랙(120)이 수납부재(100)의 내외부로 인입출이 이루어지면서 승하강이 이루어지게 된다.
한편, 상기 랙(120)의 승하강 양만큼 로드(300)의 일측단부가 고정되게 결합되어 있는 제1소켓(150)도 승하강이 이루어지게 되고, 상기 제1소켓(150)승하강되는 양만큼 로드(300)로 연결된 제2소켓(410)도 동시에 승하강이 이루어지게 되며, 상기 제2소켓(410)의 승하강양만큼 아암(400)도 동시에 승하강이 이루어지게 된다.
또한, 상기 아암(400)의 하부에는 지지판(500)이 결합되고, 상기 지지판(500)의 하단부에는 헤드부(800)의 상부면이 접촉된 상태로 고정되게 결합되며, 상기 헤드부(800)의 하부에는 한쌍의 클램프바디(810)가 일정한 간격을 두고 각각 고정되게 장착되며, 상기 클램프바디(810)에 결합된 클램프(810a)에는 롤러(840)가 선단부에 설치된 안내아암(830) 및 용접헤드(820)가 각각 설치되어 있어, 상기 아암(400)이 승하강되는 양만큼 동시에 롤러(840)가 선단부에 설치된 안내아암(830) 및 용접헤드(820)도 동시에 승하강이 이루어지면서 용접작업을 수행하고자 하는 위치로 이동이 이루어지게 된다.
이때, 상기 록킹재(600)는 도 4 내지 도 6에 도시하고 있는 바와 같이, 에어실린더(900)로부터 공급되는 공기압에 따라 작동이 이루어지는 실린더로드(910)의 단부가 일측부에 결합되고, 상기 실린더로드(910)의 단부가 일측부에 결합된 좌우 양측단부는 지지판(500)의 좌우 양측 벽면에 형성된 가이드홈(510)에 끼워진 상태로 설치되어, 상기 실린더로드(910)의 작동상태에 따라 가이드홈(510)을 따라 안내되면서 록킹재(600)의 승하강이 이루어지게 된다.
한편, 상기 록킹재(600)가 설치되어 있는 지지판(500)의 하부에는 도 6에 도시하고 있는 바와 같이, 록킹재(600)의 하부에 형성된 스톱핀(610)의 인입출이 이루어지는 인입출홈(730)이 상부에 파여져 형성된 가이드(700)가 하부 전후부에 형성된 설치공(700a)을 관통하며 연마봉(710)이 삽입된 상태에서 일측 타측단부가 각각 지지판(500)에 고정되게 결합되고, 상기 연마봉(710)의 일측과 타측부에는 일측부가 가이드(700)에 접촉되고 타측부는 지지판(500)의 일측면에 접촉되도록 지지스프링(720)이 설치되어 있어, 상기 가이드(700)의 상부에 형성된 인입출홈(730)에 스톱핀(610)이 인입되도록 에어실린더(900)가 작동되면 실린더로드(910)에 결합되어있는 록킹재(600)가 지지판(500)에 형성된 가이드홈(510) 따라 안내되면서 하부로 이동되어 록킹재(600)에 결합된 상태를 유지하게 됨으로써, 용잡작업을 수행시 안내롤러(840)가 구동되는 경우에도 유동이 발생하지 않도록 고정된 상태를 유지하게 된다.
또한, 상기 가이드(700)의 상부에 형성된 인입출홈(730)으로부터 스톱핀(610)이 인출되도록 에어실린더(900)가 작동되면 실린더로드(910)에 결합되어 있는 록킹재(600)가 지지판(500)에 형성된 가이드홈(510)을 따라 안내되면서 상부로 이동되어 록킹재(600)와 분리된 상태를 유지하게 됨으로써, 용접 작업을 수행시 안내롤러(840)가 구동되면서 발생되는 유격량만큼 지지스프링(720)을 압축시키면서 일측 및 타측방향으로 가이드(700)가 이동되므로 파이프(P)와 같은 곡면을 용접시에도 용접헤드(820)가 용접선을 이탈하는 것을 방지하게 된다.
100 : 수납부재 110 : 핸들
120 : 랙 130 : 피니언
140 : 지지롤러 150 : 제1소켓
200 : 이동판 210 : 바퀴
220 : 작동제어반 300 : 로드
400 : 아암 410 : 제2소켓
500 : 지지판 510 : 가이드홈
600 : 록킹재 610 : 스톱핀
700 : 가이드 700a: 설치공
710 : 연마봉 720 : 지지스프링
730 : 인입출홈 800 : 헤드부
810 : 클램프바디 810a: 클램프
800 : 헤드부 810 : 클램프바디
810a: 클램프 820 : 용접헤드
830 : 안내아암 840 : 롤러
900 : 에어실린더 910 : 실린더로드

Claims (1)

  1. 작동제어반(220)의 조작상태에 따라 일정한 속도로 전후진이 이루어지도록 하부에 바퀴(210)가 구름운동가능하게 설치된 이동판(200)과; 상기 이동판(200)의 상부면에 상부가 개구된 상태로 하단부가 고정되게 결합되는 수납부재(100)와; 상기 수납부재(100)의 내외부로 핸들(110)의 조작방향에 따라 회전이 이루어지는 피니언(130)에 일측면이 치합된 상태로 인입출이 이루어지면서 승하강이 이루어지는 랙(120)과; 상기 랙(120)이 수납부재(100)의 내외부로 인입출시 유동이 발생하지 않으며 입입출이 이루어지도록 수납부재(100)의 내측벽면에 구름운동가능하게 장착되는 지지롤러(140)와, 상기 지지롤러(140)에 의해 유동되지 않도록 지지되면서 수납부재(100)의 내외부로 인입출이 이루어지는 랙(120)의 상단부에 고정되게 설치되는 제1소켓(150)과; 상기 제1소켓(150)에 일측부가 고정되게 결합되는 원통형의 로드(300)와; 상기 로드(300)의 타측 단부가 고정되게 결합되는 제2소켓(410)과; 상기 제2소켓(410)이 고정되게 상부면에 설치되는 아암(400)과; 상기 아암(400)의 좌우 양측단부에 상단부가 각각 고정되게 결합되는 지지판(500)과; 상기 지지판(500)에 형성된 가이드홈(510)을 따라 안내되면서 에어실린더(900)로 공급 및 배출되는 공기압에 따라 승하강이 이루어지는 실린더로드(910)의 작동량만큼 승하강이 이루어지도록 지지판(500)에 설치되는 록킹재(600)와; 상기 록킹재(600)의 하부에 형성된 스톱핀(610)이 인입출이 이루어지는 인입출홈(730)이 상부에 형성되고, 하부 전후부에는 설치공(700a)이 길이방향을 따라 관통되게 형성되어있는 가이드(700)와; 상기 가이드(700)의 설치공(700a)을 관통하며 삽입된 상태에서 일측 타측단부가 각각 지지판(500)에 고정되게 결합되는 연마봉(710)과; 상기 가이드(700)에 일측부가 접촉되고 타측부는 지지판(500)의 일측면에 접촉되도록 장착되는 각각의 지지스프링(720)과; 상기 지지스프링(720)에 의해 탄지되도록 가이드(700)가 설치되어있는 지지판(500)의 하단부가 상부면에 접촉된 상태로 고정되게 결합되는 헤드부(800)와; 상기 헤드부(800)의 하부에 일정한 간격을 두고 각각 고정되게 장착되는 한쌍의 클램프바디(810)와; 상기 클램프바디(810)에 결합된 일측 클램프(810a)에 분리가능하게 장착되는 용접헤드(820)와; 상기 용접헤드(820)가 장착되지 않은 타측 클램프(810a)에 분리가능하게 장착되는 안내아암(830)과; 상기 안내아암(830)의 선단부에 구름운동가능하게 설치되는 롤러(840)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 용접장치.
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