KR101839241B1 - 소재 이송형 용접장치 - Google Patents

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KR101839241B1
KR101839241B1 KR1020160165915A KR20160165915A KR101839241B1 KR 101839241 B1 KR101839241 B1 KR 101839241B1 KR 1020160165915 A KR1020160165915 A KR 1020160165915A KR 20160165915 A KR20160165915 A KR 20160165915A KR 101839241 B1 KR101839241 B1 KR 101839241B1
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김호수
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명은 소재 이송형 용접장치에 관한 것이다.
먼저, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소재 이송형 용접장치는 장치몸체;와, 상기 장치몸체에서 상호 마주보게 구비되고, 적어도 하나는 회전하게 제공되는 한 쌍의 전극; 및 상기 장치몸체에 구비되어 소재를 상기 전극 사이로 인입하고, 상기 전극의 회전 중에 상기 소재를 용접방향으로 이동시키는 이송수단;을 포함하되, 상기 이송수단은, 상기 장치몸체에 구비되는 이송레일을 따라 이동하게 제공되는 이송대; 및 상기 이송대에 구비되어 상기 소재를 고정하게 제공되며, 상기 이송대를 따라 이동하게 구비되는 고정판을 포함하는 고정유닛;을 구비하고, 상기 고정판은, 외주에서 상기 이송대방향으로 돌출되는 돌출부;를 포함하고, 상기 이송대는, 상기 돌출부가 삽입되고, 상기 고정판의 이동방향으로 연속되게 구비되는 오목부;를 포함할 수 있다.

Description

소재 이송형 용접장치{APPARATUS FOR WELDING}
본 발명은 소재 이송형 용접장치에 관한 것이다.
도 1에서 보이듯이 시임(Seam) 용접기는 상부 전극(10)과 하부 전극(20)으로 구비되는 한 쌍의 롤러전극에 교류 전원을 인가하고 연속으로 전기저항용접을 행하여 용접부(3)를 형성하는 것으로 기밀용접, 롤 스폿 용접, 판 접합 용접 등에 사용된다. 이러한 용접기의 형식으로서는 기본적으로 피용접물의 형에 따라서 횡 시임, 종 시임 용접기로 구별되고, 그외 구동 방법이나 전극의 냉각방법에 따라서도 여러 종류로 구별된다.
구체적으로 도 2에서 보이듯이, 모재인 제1 소재(1)와 제2 소재(2)를 겹쳐 상부 전극(10)과 하부 전극(20) 사이에 인입한 뒤, 교류 전원을 인가하고 전극으로 소재를 가압하면서 전기적인 저항열에 의해 제1 소재(1)와 제2 소재(2)를 접합할 수 있다. 이때, 상부 전극(10)과 하부 전극(20) 중 적어도 하나는 회전하게 구비된다.
이와 같은 시임 용접은 제품의 기능성을 향상시키고, 용접부의 기밀성을 향상시키므로 제품의 기능적 측면을 향상시키기 위해 제조공정에서 널리 사용되는 용접 방법 중 하나이다.
그런데 일반적인 공정에서 시임 용접은 작업자가 직접 소재를 구속하여 전극 사이로 밀어넣는 방식이어서 연속적인 용접 비드를 형성하고자 할 때, 용접 비드가 균일하고 일정하게 형성되지 않을 뿐만 아니라 작업자가 절연용 피복 장갑을 착용한다 하더라도 감전의 위험성이 커 작업자의 안전사고가 끊임없이 발생하고 있는 실정이다.
아울러, 용접 비드가 균일하게 형성되지 않으면 용접부의 높은 품질을 기대하기 어렵고, 추후 실행되는 제품 물성 평가 과정에서도 큰 편차를 유발하기 때문에 양질의 물성 데이터를 얻기 어렵다는 문제가 있다.
KR 10-1316261 B1 (2013.10.01)
본 발명은 용접부 품질을 향상시키고, 안전사고를 방지하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 제품 생산성 및 품질을 향상시키는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 소재 이송형 용접장치에 관한 것이다.
먼저, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소재 이송형 용접장치는 장치몸체;와, 상기 장치몸체에서 상호 마주보게 구비되고, 적어도 하나는 회전하게 제공되는 한 쌍의 전극; 및 상기 장치몸체에 구비되어 소재를 상기 전극 사이로 인입하고, 상기 전극의 회전 중에 상기 소재를 용접방향으로 이동시키는 이송수단;을 포함하되, 상기 이송수단은, 상기 장치몸체에 구비되는 이송레일을 따라 이동하게 제공되는 이송대; 및 상기 이송대에 구비되어 상기 소재를 고정하게 제공되며, 상기 이송대를 따라 이동하게 구비되는 고정판을 포함하는 고정유닛;을 구비하고, 상기 고정판은, 외주에서 상기 이송대방향으로 돌출되는 돌출부;를 포함하고, 상기 이송대는, 상기 돌출부가 삽입되고, 상기 고정판의 이동방향으로 연속되게 구비되는 오목부;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 이송수단은, 상기 장치몸체에서 용접방향으로 구비되는 상기 이송레일;과, 상기 이송레일에 맞물려 상기 이송레일을 따라 이동하게 제공되는 상기 이송대; 및 상기 이송대에 구비되어 상기 소재를 고정하게 제공되는 상기 고정유닛;을 포함하되, 상기 고정유닛은, 상기 소재를 상기 전극방향으로 이동시키게 제공될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 고정유닛은, 상기 이송대를 따라 이동하게 구비되고, 상기 소재를 하방에서 지지하는 상기 고정판;과, 상기 고정판에 구비되는 고정브라켓; 및 상기 고정브라켓에 구비되어 상기 소재를 상기 고정판에 고정하는 공압실린더부재;를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 고정유닛은, 상기 이송대 또는 상기 고정판에 구비되어 상기 고정판, 상기 고정브라켓, 상기 공압실린더부재를 덮어 수용하게 제공되는 커버부재;를 더 포함할 수 있다.
한편 바람직하게, 상기 이송수단은, 상기 장치몸체에 구비되어 상기 이송대에 연결되는 체인부재; 및 상기 체인부재에 맞물려 회전하게 제공되는 스프로켓부재;를 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 고정유닛은, 상기 고정브라켓에 구비되는 손잡이부재;를 더 포함할 수 있다.
삭제
본 발명에 따르면 균일한 용접부를 형성하여 용접부 품질이 향상되고, 제품 품질이 향상되는 효과가 있다.
또한, 작업 중 안전사고를 방지할 수 있고, 제품 생산성이 증대되는 효과가 있다.
도 1은 통상의 시임 용접의 개념을 도시한 것이다.
도 2는 통상의 시임 용접의 개념을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소재 이송형 용접장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이송수단 및 고정유닛의 부분확대도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 소재 이송형 용접장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 고정유닛의 부분확대도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 소재 이송형 용접장치의 작동상태도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 소재 이송형 용접장치의 사시도이다.
본 발명의 실시예에 관한 설명의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 동일한 부호로 기재된 요소는 동일한 요소이고, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
또한, 본 발명의 요지를 명확히 하기 위하여 종래의 기술에 의해 익히 알려진 요소와 기술에 대한 설명은 생략하며, 이하에서는, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하도록 한다.
다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 당업자에 의해 특정 구성요소가 추가, 변경, 삭제된 다른 형태로도 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명과 동일한 사상의 범위 내에 포함됨을 밝혀 둔다.
도 3에는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소재 이송형 이송장치(100)가 도시되어 있다.
먼저, 소재 이송형 이송장치(100)는 장치의 외관을 형성하는 장치몸체(110)와, 상기 장치몸체(110)에 구비되는 한 쌍의 전극을 구비한다.
한 쌍의 전극은 장치몸체(110)에 구비되는 제1 전극(120)과 상기 제1 전극(130)과 마주보게 상기 장치몸체(110)에 구비되는 제2 전극(130)으로 구비될 수 있다. 이때, 상기 제1,2 전극(120,130) 중 적어도 하나는 회전하게 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제1,2 전극(120,130)에는 교류 전원이 인가될 수 있도록 전기적 설비들이 연결될 수 있고, 이들에 연결된 제어부(미도시)에 의해 전류 공급 여부, 전극의 회전 여부, 전극의 회전 속도 등이 제어될 수 있다.
또한 장치몸체(110)에는 상기 제1,2 전극(120,130) 사이에 용접 모재인 소재(M)를 인입하고, 용접 이전, 용접 중, 용접 완료 시 소재(M)를 용접방향으로 이동시키는 이송수단(140)이 구비된다.
이때, 소재(M)는 복수개가 구비될 수 있고, 복수개의 소재는 제1,2 전극(120,130)에 의해 용접되어 접합될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 복수개의 소재를 통틀어 소재(M)로 지칭하도록 한다. 그리고, 용접방향은 소재(M) 상에 용접부가 형성되는 방향이다.
이송수단(140)은 상기 장치몸체(110)에서 용접방향으로 구비되는 이송레일(141)과, 상기 이송레일에 맞물려 상기 이송레일을 따라 이동하게 제공되는 이송대(142) 및 상기 이송대(142)에 구비되어 상기 소재를 고정하고, 상기 전극방향으로 이동되게 구비되는 고정유닛(150)을 포함할 수 있다.
이송레일(141)은 장치몸체(110) 상에서 제1,2 전극(120,130)의 하부에 위치할 수 있고, LM 가이드로 구비될 수 있으나 이는 반드시 본 발명에 의해 한정되는 것이 아니며 당업자에 의해 적절하게 변경되어 적용될 수 있는 사항이다.
이송대(142)의 하부에는 상기 이송레일(141)에 맞물리는 별도의 레일(미도시)이 더 구비될 수도 있다. 그리고, 상기 이송대(142)는 후술되는 방법에 의하여 제1,2 전극(120,130) 중 적어도 하나가 회전하는 속도에 대응되게 소재(M)를 이송하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 이송대(142)에는 소재(M)를 고정하고 지지하는 고정유닛(150)이 구비될 수 있다. 고정유닛(150)은 용접 시작 이전, 용접 중, 용접 완료 후 중 적어도 한 시점에 소재(M)를 이송대(142) 상에 고정할 수 있다. 즉, 제1,2 전극(120,130)에 의해 소재(M) 용접이 진행되는 동안에 소재(M)를 이송대(142) 상에 고정하며, 필요에 따라서는 제1,2 전극(120,130)에 전원이 인가되기 이전, 이후에도 소재(M)를 고정하고 있을 수 있다.
또한, 상기 고정유닛(150)은 소재(M)를 고정할 뿐만 아니라, 소재(M)를 고정한 상태에서 제1,2 전극(120,130) 방향으로 이동시켜 소재(M)를 제1,2 전극(120,130) 사이에 인입하거나, 상기 제1,2 전극에 인접하게 할 수 있다.
이때, 이송레일(141)이 용접부가 형성되는 방향 즉, 용접방향으로 배치되면, 상기 고정유닛(150)이 소재(M)를 이동시키는 방향은 상기 용접방향에 수직한 방향이 될 수 있다.
구체적으로 상기 고정유닛(150)은 도 4에서 보이듯이, 이송대(142)를 따라 이동하게 구비되고, 상기 소재를 하방에서 지지하는 고정판(151)과, 상기 고정판에 구비되는 제1,2 고정브라켓(152,153) 및 상기 제1,2 고정브라켓(152,153)에 각각 구비되어 상기 소재를 상기 고정판에 고정하는 제1,2 공압실린더부재(154,155)를 포함할 수 있다.
제1,2 공압실린더부재(154,155)는 소재(M) 상에서 일정거리 이격되게 구비되어 각각 소재의 단부를 누름으로써 상기 소재(M)를 고정판(151) 상에 고정할 수 있다. 소재(M)의 용접 특성에 따라 공압실린더부재가 적용되는 위치를 적절히 선택함으로써 용접부가 틀어지거나 삐뚤어지는 것을 방지할 수 있고, 용접부 품질이 향상되는 것에 기여할 수 있다.
또한, 공압을 이용한 실린더는 유압을 이용한 실린더에 비해 소형으로 제작될 수 있고, 주변 설비가 유압에 비해 간단하여 현장 적용에 유리한 효과가 있다.
그리고, 상기 제1,2 공압실린더부재(154,155)에 공기를 공급하거나 차단하고, 공기를 공급할 때에는 공급하는 공기의 양을 조절하게 제공되는 공압조절수단(미도시)이 별도로 구비될 수 있다. 이때, 상기 공압조절수단은 솔레노이드 밸브가 될 수 있으나 이는 반드시 본 발명에 의해 한정되는 것은 아니다.
따라서, 상기 공압조절수단에 의해 제1,2 공압실린더부재(154,155)에 공기가 공급되는 동안 소재(M)는 고정판(151)에 접촉하여 상기 고정판(151) 상에 고정될 수 있다. 이때, 상기 공압조절수단을 통해 공압을 조절함으로써 실린더부재의 가압력 및 피스톤의 이동속도를 조절하고, 이에 따라 소재를 고정하는 힘을 조절할 수 있게 된다.
한편, 이송레일(141)에 맞물리는 이송대(142)를 용접방향으로 이동시키기 위해서는 상기 이송대(142)의 하부에 상기 이송레일(141)에 맞물리는 레일(미도시)이 구비될 수 있다.
그리고 장치몸체(110)에는 상기 용접방향으로 놓이는 체인부재(143)가 구비될 수 있고, 상기 체인부재(143)는 상기 이송대(142)의 하면에 연결된다. 그리고, 상기 체인부재(143)는 모터(145)의 회전축에 연결된 스프로켓부재(144)의 외주에 감길 수 있다.
이때, 모터(145)는 별도의 제어부(미도시)에 전기적으로 연결되어 동작유무, 회전 수 등이 제어될 수 있고, 장치몸체(110) 또는 장치몸체(110)에 별도로 연결되는 지지브라켓(미도시) 등에 의해 지지되며 고정될 수 있다. 그리고, 상기 모터(145)의 회전축은 별도의 감속기(미도시)에 연결될 수 있다.
따라서, 모터(145)가 회전에 따라 이송대(142)가 이송레일(141)을 따라 이동할 수 있고, 소재(M)의 용접중에 모터(145)의 회전을 제어하여 소재(M)를 용접방향으로 이송해나가면서 제1,2 전극(120,130)에 의해 용접을 수행할 수 있다.
이때, 장치몸체(110) 또는 이송대(142)에는 제1,2 전극(120,130)의 회전여부를 감지하는 감지센서(미도시)가 별도로 구비되어 전극의 작동상태를 파악할 수 있으며, 고정판(151) 또는 이송대(142) 상에도 소재(M)의 안착여부 및 고정여부를 감지하는 별도의 감지센서(미도시)를 구비할 수도 있다.
그러나, 이는 반드시 본 발명에 의해 한정되는 사항은 아니며 당업자에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있는 사항이다. 다만, 이와 같이 센서들을 구비하면 작업자가 용접기 근처에 접근하지 않아도 제어부(미도시)를 통해 용접 관련 정보를 파악하며 제어할 수 있어 작업의 효율성 및 생산성이 증대되고 작업자 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 도 3 및 도 4에서 보이듯이, 소재(M)를 전극방향으로 용이하게 이동시키기 위해 상기 고정판(151)에는 외주에서 상기 이송대(142) 방향으로 일정높이 돌출된 돌출부(151a)가 구비될 수 있고, 상기 이송대(142)에는 상기 돌출부(151a)가 삽입될 수 있도록 상기 돌출부(151a)에 대응되게 구비되는 오목부(142a)가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제1,2 고정브라켓(152,153)에는 손잡이부재(157)가 구비될 수 있다.
돌출부(151a) 및 오목부(142a)는 상기 소재(M)가 전극방향으로 직선 이동할 수 있도록 일정구간 연속되게 형성될 수 있다. 그리고, 작업자는 손잡이부재(157)를 잡고 상기 고정판(151)을 전극방향으로 이동시킴으로써 소재(M)를 전극방향으로 이동시킬 수 있다.
한편, 도 5에서 보이듯이, 본 발명의 또 다른 일 실시 예에서는 상기 소재(M)를 전극방향으로 자동으로 이동시킬 수 있는 구성을 제공한다. 먼저, 도 6에서 보이는 이송대(142)에 베어링(B)을 매개로 설치되는 모터(158)와, 모터(158)의 회전축(158a)에 연결되는 피니언기어(159a)와, 상기 피니언기어(159a)와 맞물리게 상기 고정판(151)에 구비되는 랙기어(159b) 및 상기 이송대(142)와 고정판(151)의 접촉부에 형성되는 가이드레일(159c)이 그것이다. 이때, 상기 모터(158)의 회전축(158a)도 필요에 따라 감속기(미도시)에 연결될 수 있다.
이와 같은 구성에 따르면 모터(158)가 회전함에 의하여 피니언기어(159a)가 회전하고, 랙기어(159b)와의 상호 동작에 의해 도 7에서 보이는 것처럼 상기 고정판(151)이 상기 이송대(142) 상에서 상기 전극방향으로 이동할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면 도 8에서 보이듯이, 상기 이송대(142) 또는 상기 고정판(151)에는 상기 고정판(151), 상기 제1,2 고정브라켓(152,153), 상기 제1,2 공압실린더부재(154,155)를 덮어 수용하는 커버부재(156)가 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 커버부재(156)는 절연체로 구비될 수 있고, 제1,2 전극(120,1230)에 전원이 인가되는 동안 이와 관련한 안전사고를 방지하는 역할을 하게 된다. 그러나, 이 또한 반드시 본 발명에 의해 한정되는 것이 아니며 당업자에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있는 사항이다.
이상에서 설명한 사항은 본 발명의 일 실시예에 관하여 설명한 것이며, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
1 : 제1 소재 2 : 제2 소재
10 : 상부 전극 20 : 하부 전극
100 : 소재 이송형 용접장치 110 : 장치몸체
120 : 제1 전극 130 : 제2 전극
140 : 이송수단 141 : 이송레일
142 : 이송대 143 : 체인부재
144 : 스프로켓부재 145, 158 : 모터
150 : 고정유닛 151 : 고정판
152 : 제1 고정브라켓 153 : 제2 고정브라켓
154 : 제1 공압실린더부재 155 : 제2 공압실린더부재
156 : 커버부재 157 : 손잡이부재

Claims (7)

  1. 장치몸체;
    상기 장치몸체에서 상호 마주보게 구비되고, 적어도 하나는 회전하게 제공되는 한 쌍의 전극; 및
    상기 장치몸체에 구비되어 소재를 상기 전극 사이로 인입하고, 상기 전극의 회전 중에 상기 소재를 용접방향으로 이동시키는 이송수단;을 포함하되,
    상기 이송수단은,
    상기 장치몸체에 구비되는 이송레일을 따라 이동하게 제공되는 이송대; 및
    상기 이송대에 구비되어 상기 소재를 고정하게 제공되며, 상기 이송대를 따라 이동하게 구비되는 고정판을 포함하는 고정유닛;을 구비하고,
    상기 고정판은, 외주에서 상기 이송대방향으로 돌출되는 돌출부;를 포함하고,
    상기 이송대는, 상기 돌출부가 삽입되고, 상기 고정판의 이동방향으로 연속되게 구비되는 오목부;를 포함하는 소재 이송형 용접장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송수단은,
    상기 장치몸체에서 용접방향으로 구비되는 상기 이송레일;
    상기 이송레일에 맞물려 상기 이송레일을 따라 이동하게 제공되는 상기 이송대; 및
    상기 이송대에 구비되어 상기 소재를 고정하게 제공되는 상기 고정유닛;을 포함하되,
    상기 고정유닛은,
    상기 소재를 상기 전극방향으로 이동시키게 제공되는 것을 특징으로 하는 소재 이송형 용접장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정유닛은,
    상기 이송대를 따라 이동하게 구비되고, 상기 소재를 하방에서 지지하는 상기 고정판;
    상기 고정판에 구비되는 고정브라켓; 및
    상기 고정브라켓에 구비되어 상기 소재를 상기 고정판에 고정하는 공압실린더부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 이송형 용접장치.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 고정유닛은,
    상기 이송대 또는 상기 고정판에 구비되어 상기 고정판, 상기 고정브라켓, 상기 공압실린더부재를 덮어 수용하게 제공되는 커버부재;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 이송형 용접장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이송수단은,
    상기 장치몸체에 구비되어 상기 이송대에 연결되는 체인부재; 및
    상기 체인부재에 맞물려 회전하게 제공되는 스프로켓부재;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 이송형 용접장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 고정유닛은,
    상기 고정브라켓에 구비되는 손잡이부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 이송형 용접장치.
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