KR101840959B1 - 용접 와이어용 교정 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

용접 와이어용 교정 장치(1)는, 복수의 교정 롤(12)로 구성되는 2조의 롤 그룹(13a, 13b)을 구비하고, 2조의 롤 그룹(13a, 13b)에 용접 와이어(W)를 통과시키는 것에 의해 해당 용접 와이어(W)의 굽힘을 교정한다. 롤 그룹(13a, 13b)을 구성하는 복수의 교정 롤(12)은, 용접 와이어(W)가 통과하는 교정로(T)를 사이에 두고 대향하도록 해당 용접 와이어(W)의 통과 방향을 따라서 소정의 배치 간격을 두고 배치되어 있다. 2조의 롤 그룹(13a, 13b)은, 교정로(T)를 사이에 두는 대향 방향이 서로 다르도록 배치되어 있다. 교정 롤(12)을 소경 롤로 구성한다. 용접 와이어(W)에 미치는 악영향을 억제하여 용접 와이어(W)를 양호하게 교정할 수 있다.

Description

용접 와이어용 교정 장치{STRAIGHTENING DEVICE FOR WELDING WIRE}
본 발명은 용접 와이어의 굽힘이나 비틀림을 교정하기 위한 용접 와이어용 교정 장치에 관한 것이다.
아크 용접 등의 금속 용접에서는, 용접 토치에 송급된 용접 와이어가 아크 열에 의해 용융되어 소모된다. 따라서, 용접 토치에서의 소모량에 따라서, 용접 와이어를 용접 토치에 연속적으로 송급해야 한다.
이러한 용접 와이어는, 스풀에 권회된 상태나 팩에 수납된 상태에서 인출되어 용접 토치에 송급되지만, 인출된 용접 와이어는 감김 성질(捲癖; curling habit)을 가져서 구부러지거나 비틀려 있다. 이와 같이 감김 성질을 갖는 용접 와이어는 감김 성질을 교정하는 교정 장치에 의해 직선 형상으로 교정된 후, 용접 토치에 송급된다.
특허문헌 1은, 용접 와이어의 굽힘이나 비틀림을 교정하기 위한 교정기를 개시하고 있다. 특허문헌 1에 기재된 교정기는, 4개 이상의 롤을 와이어 개구를 사이에 두고 지그재그로 배치한 교정 유닛을 3개 이상 구비한다. 해당 3개 이상의 교정 유닛이 와이어 이송 방향으로 직렬로 배치되어 있다. 각 교정 유닛의 제 1, 제 2 및 제 3 롤로 이루어지는 와이어 입구측의 제 1 롤 그룹으로 와이어에 소성 변형 영역의 굽힘을 준다. 제 2, 제 3 및 제 4 롤로 이루어지는 제 2 롤 그룹 이하의 롤 그룹으로 와이어에 주는 소성 변형량을 순차 저하시키고, 출구측의 최종 롤 그룹으로 와이어에 탄성 변형 영역의 굽힘을 준다. 해당 교정 유닛의 3개 이상을, 그 롤러축 방향을 와이어 축 주위에 90도 이상의 범위로 분포되는 각도차를 갖게 하여 배치하고 있다.
일본 특허 공개 제 2011-194443 호 공보
특허문헌 1에 개시되는 종래의 교정기에서는, 용접 와이어의 교정을 양호하게 실행하기 위해서 교정 유닛에 있어서의 롤의 누름 깊이를 크게 하는 경향이 있다. 그러나, 롤의 누름 깊이(환언하면, 롤에 의한 용접 와이어의 압입량)를 크게 하면, 이러한 압입량의 크기가 원인이 되어 용접 와이어가 손상되고, 특히 플럭스 코어드 와이어 전극에서는 내포된 플럭스가 누출되는 것과 같은 문제가 생긴다. 또한, 롤의 압입량이 크면 용접 와이어에 롤의 홈으로부터 벗어나는 방향으로 힘이 작용하므로, 롤의 홈 내에서 용접 와이어가 빠져나가 비틀려 버린다는 문제도 생긴다.
또한, 용접 와이어와 롤의 접촉 길이가 증가하면, 마찰이 생기는 접촉 면적도 증가하므로, 용접 와이어의 표면에 실시된 도금이 벗겨지거나 도포된 윤활제나 오일이 떨어지는 것과 같은 문제가 생긴다.
그래서, 본 발명은, 상술한 문제를 감안하여, 용접 와이어에 미치는 악영향을 억제하고 용접 와이어를 양호하게 교정할 수 있는 용접 와이어용 교정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 있어서는 이하의 기술적 수단을 강구했다.
본 발명에 따른 용접 와이어용 교정 장치는, 복수의 교정 롤로 구성되는 롤 그룹을 2조 구비하고, 상기 2조의 롤 그룹에 용접 와이어를 통과시키는 것에 의해 해당 용접 와이어의 굽힘을 교정하는 용접 와이어용 교정 장치로서, 상기 롤 그룹을 구성하는 복수의 교정 롤은, 상기 용접 와이어가 통과하는 교정로를 사이에 두고 대향하도록 해당 용접 와이어의 통과 방향을 따라서 소정의 배치 간격을 두고 배치되어 있는 동시에, 상기 2조의 롤 그룹은, 상기 교정로를 사이에 두는 대향 방향이 서로 다르도록 배치되어 있으며, 상기 교정 롤이 소경 롤로 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 바람직하게는, 상기 롤 그룹이, 상기 용접 와이어의 선직경에 대한 상기 교정 롤의 롤 직경의 비에 대하여 이하에 나타내는 범위를 만족하는 교정 롤을 포함하여 구성되면 좋다.
[수학식 1]
Figure 112016060939862-pct00001
단, r : 교정 롤의 롤 반경
d : 용접 와이어의 선직경
또한, 바람직하게는, 상기 롤 그룹이, 상기 용접 와이어의 선직경에 대한 상기 교정 롤의 롤 직경의 비에 대하여 이하에 나타내는 범위를 만족하는 교정 롤을 포함하여 구성되면 좋다.
[수학식 2]
Figure 112016060939862-pct00002
단, r : 교정 롤의 롤 반경
d : 용접 와이어의 선직경
또한, 바람직하게는, 상기 롤 그룹이, 상기 복수의 교정 롤의 배치 간격에 대한 상기 롤 직경의 비에 대하여 이하에 나타내는 범위를 만족하도록 배치된 교정 롤을 포함하여 구성되면 좋다.
[수학식 3]
Figure 112016060939862-pct00003
단, r : 교정 롤의 롤 반경
L : 교정롤의 배치 간격
또한, 바람직하게는, 상기 롤 그룹이 5개의 상기 교정 롤로 구성되어 있으면 좋다.
덧붙여, 바람직하게는, 상기 롤 그룹이 해당 롤 그룹을 구성하는 교정 롤의 배치 위치의 변경을 허용하지 않는 무조정형이어도 좋다.
본 발명에 의한 용접 와이어용 교정 장치에 의하면, 용접 와이어에 미치는 악영향을 억제하여 용접 와이어를 양호하게 교정할 수 있다.
도 1은 팩으로부터 인출된 용접 와이어가 용접 로봇의 용접 토치에 송급되는 과정을 개략적으로 설명하는 개략도,
도 2a는 본 발명의 실시형태에 의한 용접 와이어용 교정 장치를 정면에서 본 정면도,
도 2b는 본 발명의 실시형태에 의한 용접 와이어용 교정 장치를 상면에서 본 상면도,
도 3은 본 실시형태에 의한 용접 와이어용 교정 장치에 용접 와이어를 통과시킨 상태를, 용접 와이어용 교정 장치의 정면에서 본 도면,
도 4는 본 실시형태에 의한 용접 와이어용 교정 장치의 제 1 롤 그룹을 확대하여 도시하는 확대도,
도 5는 교정 롤의 배치와 용접 와이어의 압입량의 관계를 개념적으로 도시하는 개념도.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시형태는, 본 발명을 구체화한 일 예이며, 본 발명의 구성을 그 구체적인 예에만 한정하기 위한 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 본 실시형태의 개시 내용에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시형태에 의한 용접 와이어용 교정 장치(1)를 설명하기 전에, 도 1을 참조하여, 용접 토치(20)로 송급되는 용접용 와이어(W)의 교정 과정에 대하여 설명한다. 도 1은 팩(3)으로부터 인출된 용접 와이어(W)가 본 실시형태에 의한 용접 와이어용 교정 장치(1)를 통과하여 용접 로봇(2)의 용접 토치(20)에 송급되는 과정을 개략적으로 설명하는 개략도이다.
도 1을 참조하여, 중실인 솔리드 와이어나, 내부의 중공 부분에 플럭스가 장입된 플럭스 코어드 와이어인 랩 와이어 및 시임리스 와이어 등의 용접용 와이어(W)는, 예를 들어 링 형상으로 권회된 상태로 팩(3)에 수납되어 있으며, 팩(3)의 상단으로부터 인출된다. 팩(3)으로부터 인출된 용접용 와이어(W)는, 예를 들면, 용접 로봇(2)의 아암 선단에 마련된 용접 토치(20)로 송급되지만, 용접 토치(20)의 앞쪽에서 본 실시형태에 의한 용접 와이어용 교정 장치(1)를 통과한다.
용접용 와이어(W)는, 용접 와이어용 교정 장치(1)를 통과하는 것에 의해, 팩(3) 내에서의 수납에 기인하는 감김 성질이나 비틀림이 해소되어, 감김 성질이나 비틀림이 없는 거의 직선 형상의 용접 와이어(W)가 된다. 직선 형상이 된 용접 와이어(W)는, 송급 장치(4)에 의해 아크 용접 등을 실행하는 용접 토치(20)에 송급되어서, 용접 토치(20)의 선단에서 용해되어 용접 재료로서 사용된다.
이 때, 용접 와이어(W)에 감김 성질이나 비틀림이 남아 있으면, 용접 와이어(W)는 용접 토치(20)의 선단에 감긴 상태로 송급되어 버리므로, 용접 와이어(W)의 선단이 용접 토치(20)의 선단 위치로부터 어긋나버린다고 하는, 이른바 "와이어 런아웃(wire run-out)"이 생긴다. 이러한 "와이어 런아웃"이 생기면, 용접 와이어(W)를 올바른 용접 위치에서 용융시킬 수 없게 되어, 높은 용접 품질을 실현하는 것이 곤란해진다. 그래서, "와이어 런아웃"을 억제하여 높은 용접 품질을 실현하기 위해서, 용접 와이어(W)를 직선 형상으로 교정하는 용접 와이어용 교정 장치(1)는 매우 중요한 역할을 수행하는 것이다.
도 1에 있어서, 용접 와이어용 교정 장치(1)(이하, 교정 장치(1)라 함)는, 용접 로봇(2)의 로봇 아암 상의 위치(P1)에 마련되어 있지만, 팩(3)으로부터 용접 와이어(W)가 인출된 직후의 위치(P2)에 마련되어도, 팩과 용접 로봇 사이의 위치(P3)에 마련되어도 좋다. 교정 장치(1)는, 어느 위치에 마련되는 경우에도, 설치 공간의 크기나 형상에 의한 제약을 받기 어렵게 하기 위해 소형으로 하는 것이 바람직하다. 특히, 위치(P1) 등의 로봇 아암 상에 마련되는 경우, 교정 장치(1)는 용접 로봇(2)의 가동역(可動域)을 제한하지 않도록 특히 소형인 것이 바람직하다.
또한, 솔리드 와이어나 플럭스 코어드 와이어 전극인 것을 불문하고, 용접 와이어(W)의 손상을 회피하기 위해서, 교정 장치(1)에 있어서 용접 와이어(W)의 압입량은 작은 것이 바람직하다. 또한, 용접용 와이어(W)는, 그 표면에 윤활제나 오일이 도포되어 있는 경우가 많으며, 용도에 따라서는 표면에 도금이 실시되어 있기도 하다. 따라서, 교정 장치(1)는, 용접용 와이어(W)를 교정하는 과정에 있어서, 압입량이 작은 것에 부가하여, 도포된 윤활제나 오일을 떨어뜨리지 않고, 또한 도금을 손상시키지 않도록, 용접용 와이어(W)의 표면과의 접촉이 극히 적은 구성을 갖는 것이 바람직하다.
이하, 도 2a 및 도 2b를 참조하면서, 교정 장치(1)의 구성에 대하여 설명한다.
도 2a는 교정 장치(1)를 정면에서 본 정면도이며, 도 2b는 도 2a에 도시하는 교정 장치(1)를, 지면을 향했을 때의 상방에서 본 상태(즉, 교정 장치(1)의 상면측의 상태)를 도시하는 상면도이다.
도 2a를 참조하여, 교정 장치(1)는, 프레임(10)과, 프레임(10)의 양단에 마련된 2개의 가이드 파이프(가이드체)(11a, 11b)와, 복수의 교정 롤(12)로 구성되는 2조의 롤 그룹인 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)과, 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)의 각각을 지지하고 프레임(10)에 고정되는 2개의 대좌(臺座)인 제 1 대좌(14a) 및 제 2 대좌(14b)를 구비한다. 이러한 교정 장치(1)는 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)에 용접 와이어(W)를 통과시키는 것에 의해 해당 용접 와이어(W)의 굽힘을 교정하는 것이다.
프레임(10)은, 장방형의 평판면을 갖는 판 형상의 부재로서, 그 평판면의 길이 방향을 따른 양단에, 해당 평판면에 대하여 거의 수직으로 마련된 대략 합동인 평판 형상의 2개의 벽판(15a, 15b)을 갖고 있다. 2개의 벽판(15a, 15b)은, 평판면에 대하여 동일한 방향을 향하여 거의 수직이 되도록 마련되어 있으며, 서로 대향하여 거의 평행하게 되어 있다.
가이드 파이프(가이드체)(11a, 11b)는 관체로서 해당 관체의 길이 방향을 따른 관통 구멍을 갖는 부재이다. 가이드 파이프(11a, 11b)의 관통 구멍은 용접 와이어(W)의 선직경(와이어 직경(d))에 비하여 충분히 큰 직경을 갖는 구멍이다.
도 2a에 도시하는 바와 같이, 가이드 파이프(11a, 11b)는, 서로의 관통 구멍의 축심을 거의 일치시켜 벽판(15a, 15b)을 관통하면서 벽판(15a, 15b)에 보지되어 있다. 가이드 파이프(11a)는 벽판(15a)에 보지되어 있으며, 가이드 파이프(11b)는 벽판(15b)에 보지되어 있다.
프레임(10)의 외부로부터(예를 들면, 도 2a의 지면을 향하여 우측으로부터) 한쪽 가이드 파이프(11a)의 관통 구멍을 통과한 용접 와이어(W)는, 다른쪽 가이드 파이프(11b)를 향하여 거의 일직선 형상으로 프레임(10) 내를 통과하며, 다른쪽 가이드 파이프(11b)의 관통 구멍을 통하여 프레임(10)의 외부로 나간다. 이 때, 프레임(10) 내에서 용접 와이어(W)가 통과하는 통로는 도 2a 및 도 2b에 있어서 일점쇄선으로 나타내는 직선이며 교정로(T)라고 한다.
제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)의 각각은, 후술하는 5개의 교정 롤(12)로 구성되어 있으며, 해당 5개의 교정 롤(12)이, 교정로(T)를 사이에 두고 대향하도록, 해당 용접 와이어(W)의 통과 방향을 따라서 소정의 배치 간격을 두고 배치되어 있다. 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)의 구성을 설명하기 전에, 교정 롤(12)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
교정 롤(12)은, 용접 와이어(W)의 와이어 직경(d)보다 큰 두께를 갖는 원판 형상을 갖고, 해당 원판 형상의 축심을 중심으로 하여 회전 가능한 부재이다.
본 실시형태에서는, 교정 롤(12)은, 내륜(이너 레이스), 외륜(아우터 레이스) 및 전동체를 갖는 구름 베어링의 등의 베어링으로 구성된다.
따라서, 교정 롤(12)은, 내륜(이너 레이스), 외륜(아우터 레이스) 및 전동체를 갖는 베어링을 구성하는 부재만으로 구성되며, 교정 롤(12)의 회전축심을 따른 아우터 레이스의 두께는 용접 와이어의 와이어 직경(d)보다 크다. 교정 롤(12)의 아우터 레이스의 외주면에는, 해당 아우터 레이스의 둘레 방향을 따라서, 즉 해당 아우터 레이스의 회전 방향을 따라서 전체 둘레에 걸쳐서 홈이 형성되어 있다. 이하, 이러한 홈을 교정 홈(G)이라 한다.
교정 홈(G)의 형상은 임의이며, 원호, U자 및 V자 등이다. 교정 홈(G)의 홈 바닥에 대하여 교정 홈(G)의 상단은 용접 와이어(W)가 교정 홈(G)의 벽면과 접촉하는 위치보다 충분히 상방에 있으며, 해당 교정 홈(G)의 개구폭은 용접 와이어(W)의 와이어 직경(d)보다 약간 큰 정도가 바람직하다. 교정 홈(G)의 개구폭을 와이어 직경(d)보다 약간 커지는 정도로 형성하면, 교정 홈(G)의 상단은, 교정 홈(G) 내에서의 용접 와이어(W)의 과도한 흔들림이나 진동을 억제하는 누름부로서 작용할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 교정 롤(12)에 대하여, 종래의 교정 롤은, 교정 홈을 형성한 환상의 부재(링)를 베어링의 아우터 레이스에 조립하여 일체화시키는 것에 의해, 링과 베어링의 2개의 부재로 구성되어 있다. 따라서, 종래의 교정 롤에서는, 교정 롤이 대형화되는 경향이 있을 뿐만 아니라, 사용에 따라서 아우터 레이스에 대한 링의 조립 위치가 어긋나 버릴 가능성이 있다.
본 실시형태에 의한 교정 롤(12)과 같이, 베어링을 구성하는 부재만으로 구성되며, 아우터 레이스에 직접 교정 홈(G)을 형성한 간소한 구성을 채용하면, 교정 롤(12)을 소형화할 수 있는 동시에, 종래의 링을 작성할 필요도, 해당 링의 조립 정밀도의 확보 및 유지에 필요한 수고도 없어진다.
도 2a를 참조하면서, 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)에 대하여 설명한다.
우선, 제 1 롤 그룹(13a)은, 상술한 교정 롤(12)을 5개 이용하여, 해당 5개의 교정 롤(12)을, 각 교정 롤(12)의 교정 홈(G)의 형성 방향(교정 롤(12)의 회전 방향)이 교정로(T)의 형성 방향을 따르도록 배치하는 것에 의해 구성되어 있다. 그 5개의 교정 롤(12)의 배치에 대하여 이하에 설명한다.
제 1 롤 그룹(13a)의 5개의 교정 롤(12)의 각각은, 도 2a의 지면을 향했을 때의 상하 방향에 있어서, 일점쇄선으로 나타내는 교정로(T)의 상방에 2개의 교정 롤(12)(12a, 12b)이 배치되며, 하방에 3개의 교정 롤(12)(12c, 12d, 12e)이 배치되어 있다. 상방의 2개의 교정 롤(12)은 교정로(T)를 따라서 소정의 축심 간격(2L)을 두고 배치되어 있으며, 하방의 3개의 교정 롤(12)도 마찬가지이다. 또한, 상방의 교정 롤(12)과 하방의 교정 롤(12c)은 서로 교정 홈(G)에 의해 정반대 방향으로 교정로(T)를 사이에 두도록 대향하여 있다.
이 때, 5개의 교정 롤(12)의 각각은, 교정로(T)를 사이에 두고 대향하는 교정 롤(12)과 교정로(T)에 대하여 수직 방향으로 대향하는 것이 아니며, 교정로(T)에 대하여 경사 방향으로 대향하도록 배치되어 있다. 즉, 상방의 2개의 교정 롤(12)(12a, 12b)의 각각은, 하방으로 서로 이웃하는 교정 롤(12)(12c, 12d, 12e)의 축심 간격(2L)의 거의 중앙에 대응하는 위치에서 교정로(T)를 향하도록 배치되어 있다. 환언하면, 하방의 3개의 교정 롤(12)(12c, 12d, 12e)은, 인접하는 교정 롤(12)(12c, 12d, 12e)의 축심 간격(2L)의 거의 중앙에 대응하는 위치에 있으며 상방의 2개의 교정 롤(12)(12a, 12b)이 교정로에 대향하도록 배치되어 있다.
상술한 바와 같이 5개의 교정 롤(12)이 배치되는 제 1 롤 그룹(13a)은, 제 1 대좌(14a)에 의해 지지되어 있다. 제 1 대좌(14a)는, 예를 들면 프레임(10)과 동일한 재질로 구성된 직방체의 부재이며, 하나의 측면에서 프레임(10)에 접하여 해당 프레임(10)에 고정된다. 제 1 대좌(14a)는 프레임(10)과 접하는 면과는 반대측의 측면인 지지면(A1)(즉, 프레임(10)과 접하는 면과 평행인 측면) 상에 제 1 롤 그룹(13a)을 지지한다.
제 1 롤 그룹(13a)의 각 교정 롤(12)은, 내륜(이너 레이스)을 관통하는 동시에 제 1 대좌(14a)의 지지면(A1)에 미리 마련된 볼트 구멍에 나사 결합하는 볼트(B)를 거쳐서, 해당 지지면(A1) 상에 지지된다. 이 때, 각 교정 롤(12)은, 지지면(A1)으로부터 일정한 거리를 보지하는 스페이서(S)를 해당 지지면(A1)과의 사이에 두고 지지면(A1) 상에 지지되어도 좋다. 스페이서(S)를 이용하는 경우, 지지면(A1)의 볼트 구멍에 나사 결합하는 볼트(B)의 헤드부와 지지면(A1)에 접하는 스페이서(S)에 의해 교정 롤(12)의 이너 레이스가 사이에 두어지므로, 각 교정 롤(12)이 제 1 대좌(14a)의 지지면(A1) 상에 지지된다.
적절한 길이의 스페이서(S)를 이용하여 각 교정 롤(12)을 보지하면, 제 1 대좌(14a)를 프레임(10)에 고정하는 것에 의해, 제 1 롤 그룹(13a)을 교정로(T)에 대한 상술의 위치에 배치할 수 있다.
도 2b는 도 2a에 도시하는 교정 장치(1)를 지면을 향했을 때의 상방에서 본 상태를 도시하는 도면이지만, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 제 1 롤 그룹(13a)의 각 교정 롤(12)은 교정 홈(G)이 교정로(T)와 거의 중첩되도록 배치되어 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 제 1 롤 그룹(13a)을 구성하는 각 교정 롤(12)은 제 1 대좌(14a)에 대하여 소정 위치에 고정되는 동시에, 제 1 대좌(14a)가 프레임(10)의 소정 위치에 고정되므로, 제 1 롤 그룹(13a)을 구성하는 각 교정 롤(12)의 배치 위치는 프레임(10) 내에서 고정된다. 따라서, 제 1 롤 그룹(13a)은 프레임(10) 내에 있어서의 각 교정 롤(12)의 배치 위치의 변경을 허용하지 않는 무조정형이라고 말할 수 있다.
제 2 롤 그룹(13b)은, 제 1 롤 그룹(13a)과 마찬가지로 5개의 교정 롤(12)로 구성되어 있으며, 제 1 대좌(14a)와 거의 동일한 구성의 제 2 대좌(14b)의 지지면(A2)에 지지되어 있다. 즉, 제 2 롤 그룹(13b)은, 제 1 롤 그룹(13a)과 거의 동일한 구성을 갖고, 제 1 롤 그룹(13a)과 마찬가지로 무조정형이며, 제 2 롤 그룹(13b)을 구성하는 각 교정 롤(12)은, 교정 홈(G)에 의해, 서로 마주보는 방향으로 교정로(T)를 사이에 두도록 대향하여 있다.
제 2 롤 그룹(13b)이 제 1 롤 그룹(13a)과 다른 점은 다음과 같다. 즉, 제 2 롤 그룹(13b)은, 제 2 롤 그룹(13b)의 각 교정 롤(12)이 교정로(T)를 사이에 두고 대향하는 방향(대향 방향)이 제 1 롤 그룹(13a)의 각 교정 롤(12)의 대향 방향과 다르도록 배치되어 있다. 구체적으로, 제 2 롤 그룹(13b)의 각 교정 롤(12)의 대향 방향은 제 1 롤 그룹(13a)의 각 교정 롤(12)의 대향 방향에 대하여 거의 90° 회전한 방향으로 되어 있다.
상술한 제 2 롤 그룹(13b)의 배치를 실현하기 위해서, 제 2 롤 그룹(13b)을 지지하는 제 2 대좌(14b)는, 제 2 롤 그룹(13b)을 지지하는 지지면(A2)에 인접하는 측면에서 프레임(10)과 접하며, 제 1 롤 그룹(13a)과 인접하도록 프레임(10)에 고정된다.
도 2b에 도시하는 바와 같이, 제 2 롤 그룹(13b)의 각 교정 롤(12)은, 교정로(T)를 사이에 두고 해당 교정로(T)에 대하여 경사 방향으로 대향하며, 도 2a에 도시하는 바와 같이, 교정 홈(G)이 교정로(T)와 거의 중첩되도록 배치되어 있다. 즉, 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)에 있어서, 교정로(T)에 대한 각 교정 롤(12)의 배치는 거의 동일하다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 상술한 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)을 구비하는 교정 장치(1)와 교정로(T)를 통과하는 용접 와이어(W)의 관계를 설명한다. 도 3은 도 2a에 도시하는 교정 장치(1)에 용접 와이어(W)를 통과시킨 상태를, 교정 장치(1)의 정면에서 본 도면이다. 도 4는 교정 장치(1)의 제 1 롤 그룹(13a)을 확대하여 도시하는 확대도이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 프레임(10)의 외부로부터 한쪽 가이드 파이프(11a)의 관통 구멍을 통과한 용접 와이어(W)는, 교정로(T)를 따라서, 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)을 통과하여, 다른쪽 가이드 파이프(11b)를 향하여 거의 일직선 형상으로 프레임(10) 내를 통과하고, 다른쪽 가이드 파이프(11b)의 관통 구멍을 통하여 프레임(10)의 외부로 나간다. 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)을 통과한 용접 와이어(W)는, 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)의 각 롤 그룹의 5개의 교정 롤(12)로부터, 정반대 방향의 가압력을 교대로 받게 된다.
도 4에 도시하는 제 1 롤 그룹(13a)의 확대도를 참조하면, 용접 와이어(W)는, 제 1 롤 그룹(13a)의 5개의 교정 롤(12)과 순차적으로 접촉하는 것에 의해, 도 4의 지면을 향하여 상방으로부터의 가압력과 하방으로부터의 가압력을 교대로 받아, 상하로 약간 만곡되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 용접 와이어(W)는, 제 2 롤 그룹(13b)에 있어서, 제 1 롤 그룹(13a)에서 받은 가압력의 방향과는 약 90° 다른 방향으로부터, 즉, 용접 와이어(W)의 통과 방향에 대하여 우측으로부터의 가압력과 좌방으로부터의 가압력을 교대로 받아서 좌우로 약간 만곡되게 된다.
이와 같이, 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)을 통과하는 것에 의해 상하 또는 좌우로 교대로 만곡된 용접 와이어(W)는, 제 2 롤 그룹(13b)을 통과했을 때에는 거의 직선 형상이 되어 교정 장치(1)의 외부로 인출된다.
상술한 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)에 대한 설명에서는, 주로, 교정로(T)를 따른 방향에 있어서의 각 교정 롤(12)의 배치(위치 관계)에 대하여 설명했지만, 각 교정 롤(12)의 대향 방향, 즉 각 교정 롤(12)의 교정로(T)에 대한 대향 방향에 있어서의 위치 관계에 대하여, 상세하게는 언급하고 있지 않다. 이하에, 각 교정 롤(12)의 대향 방향에 있어서의 위치 관계를 포함하는 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)의 구성에 대하여, 더욱 상세하게 설명한다.
도 5를 참조하면서, 각 교정 롤(12)의 대향 방향에 있어서의 배치(위치 관계)를 포함하는 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 도 5는 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)에 있어서의 교정 롤(12)의 배치와 용접 와이어(W)의 압입량의 관계를 개념적으로 도시하는 개념도이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)의 구성인 각 교정 롤(12)의 대향 방향에 있어서의 위치 관계에 대하여, 인접하는 교정 롤(12)의 축간 거리(2L), 교정 롤(12)의 롤 직경(2r), 용접 와이어(W)의 와이어 직경(d), 및 교정 롤(12)의 맞물림량(engaging amount; δ)의 4개의 파라미터를 이용하여 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)의 구성, 즉 파라미터의 선정, 조합 및 수치 범위는 본원의 발명자들이 여러 가지 조합을 시험한 실험 결과로부터 얻은 지견이다.
인접하는 교정 롤(12)의 축간 거리(2L)는, 해당 인접하는 교정 롤(12)의 회전 중심인 축심간의 거리로서, 축간 거리(2L)의 반분을 교정 롤(12)의 배치 거리(L)로 한다. 교정 롤(12)의 롤 직경(2r)은, 교정 롤(12)의 축심으로부터 교정 홈(G)의 바닥(홈 바닥)까지의 거리의 2배이며, 교정 홈(G)의 바닥(홈 바닥)이 형성하는 원의 직경이다. 따라서, 교정 롤(12)의 축심으로부터 교정 홈(G)의 바닥까지의 거리는 롤 반경(r)이 된다.
도 5에 있어서, 용접 와이어(W)는 홈 바닥과 접촉하고 있지만, 홈 형상이 V자 등, 홈 바닥의 곡률이 용접 와이어(W) 외주의 곡률보다 큰 경우 등에는, 홈 바닥과 용접 와이어(W)가 접촉하지 않는 경우가 있다. 그 경우는, 교정 롤(12)의 축심으로부터 교정 홈(G)내의 용접 와이어(W)까지의 최단 거리를 롤 반경(r)으로 하면 좋다. 본 실시형태에서는, 롤 직경(2r)으로서 종래의 교정 장치에서는 이용되고 있지 않았던 20㎜ 이하의 작은 값을 채용하고, 이러한 20㎜ 이하의 롤 직경(2r)을 갖는 교정 롤을 소경 롤이라 한다.
용접 와이어(W)의 와이어 직경(d)은, 용접 와이어(W)의 선직경(직경)으로서, 본 실시형태에서는, 와이어 직경(d)으로서 1.2㎜ 이상 1.6㎜ 이하를 상정하고 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 교정 롤(12)의 맞물림량(δ)은, 상술한 교정로(T)를 사이에 두고 대향하는 2개의 교정 롤(12)의 홈 바닥을 교정로(T)를 따라서 보았을 때의, 해당 교정 롤(12)의 중첩의 양을 나타내는 값이다. 교정로(T)를 따라서 보면, 2개의 교정 롤(12)의 홈 바닥이 교정로(T)를 향하여 침입하도록 중첩되어 있으며, 이 중첩분만큼 교정 롤(12)이 맞물려 있다고 말할 수 있으므로, 교정 롤(12)의 중첩의 양을 교정 롤(12)의 맞물림량(δ)이라 한다.
이 때, 맞물림량(δ)은, 대향하는 2개의 교정 롤(12)의 홈 바닥이 교정로(T)를 향하여 침입하도록 중첩되어 있으면 정의 값을 취하고, 교정로(T)에 거의 평행한 동일선 상에 있으면 0(제로)이다. 또한, 대향하는 2개의 교정 롤(12)의 홈 바닥이 교정로(T)에 거의 평행한 동일선상에 없으며 또한 상술한 바와 같이 중첩되어 있지도 않을 때, 이들 2개의 교정 롤(12)의 홈 바닥은 이러한 동일선으로부터 멀어져 서로 간격을 둔 상태가 되므로, 맞물림량(δ)은 이 간격에 대응하는 거리의 분만큼 부의 값을 취한다.
이상에서, 도 5에 도시하는 바와 같이, 용접 와이어(W)의 압입량(δ＋d)은 맞물림량(δ)과 와이어 직경(d)의 합이 된다.
제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)에 있어서의 교정 롤(12)의 배치를, 상술한 4개의 파라미터를 이용하여 규정한다.
우선, 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)은, 용접 와이어(W)의 선직경(d)에 대한 교정 롤(12)의 롤 반경(r)의 비에 대하여 이하의 식 (1)에 나타내는 범위를 만족하는 정도로 소경의 교정 롤(12)을 포함하면 좋다.
[수학식 4]
Figure 112016060939862-pct00004
…… 식 (1)
단, r : 교정 롤의 롤 반경
d : 용접 와이어의 선직경
용접 와이어(W)의 선직경(d)에 대한 교정 롤(12)의 롤 반경(r)의 비에 대하여, 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)이 이하의 식 (2)에 나타내는 범위를 만족하는 정도로 소경의 교정 롤(12)을 포함하면 보다 바람직하다.
[수학식 5]
Figure 112016060939862-pct00005
…… 식 (2)
단, r : 교정 롤의 롤 반경
d : 용접 와이어의 선직경
식 (1) 또는 식 (2)를 만족하는 정도로 소경의 교정 롤(12)을 이용하면, 종래의 대경의 교정 롤을 이용했을 때와 비교하여, 교정 롤(12)에 의한 용접 와이어(W)에의 가압력을 충분히 크게 확보할 수 있다. 따라서, 교정 롤(12)의 맞물림량(δ)을 작게 한 경우에서도 용접 와이어(W)를 양호하게 교정할 수 있다. 또한, 소경의 교정 롤(12)을 이용하면, 교정 롤(12)의 교정 홈(G)에 있어서 용접 와이어(W)의 표면과 접촉하는 거리(접촉 길이)를 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 교정 롤(12)의 교정 홈(G)과 용접 와이어(W)의 표면 사이에 마찰이 생기는 접촉 면적을 작게 억제할 수 있어, 용접 와이어(W)의 표면으로부터 박리하는 도금, 윤활제 및 오일의 양을 억제할 수 있다.
또한, 교정 롤(12)의 맞물림량(δ)을 작게 할 수 있으면, 용접 와이어(W)의 압입량(δ＋d)을 작게 할 수 있으므로, 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)에 있어서의 용접 와이어(W)의 만곡을 억제하여, 용접 와이어(W)의 손상을 회피할 수 있다.
식 (1) 또는 식 (2)에 부가하여, 용접 와이어(W)의 선직경(d)에 대한 교정 롤(12)의 맞물림량(δ)의 비에 대하여, 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)이 이하의 식 (3)에 나타내는 범위를 만족하면 좋다.
[수학식 6]
Figure 112016060939862-pct00006
…… 식 (3)
단, δ : 교정 롤의 맞물림량
d : 용접 와이어의 선직경
교정 롤(12)의 맞물림량(δ)이 식 (3)을 만족하는 범위에 있으면, 와이어 직경(d)에 대한 용접 와이어(W)의 압입량(δ＋d)이 적절한 범위로 유지되므로, 용접 와이어(W)에 교정 홈(G)으로부터 벗어나는 방향으로 작용하는 힘을 억제할 수 있다. 따라서, 교정 홈(G) 내에서 용접 와이어(W)가 빠져나가 비틀려져 버린다는 문제를 회피할 수 있으며, 또한 양호하고 확실하게 용접 와이어(W)를 교정할 수 있다.
또한, 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)은, 교정 롤(12)의 배치 간격 (L)에 대한 롤 반경(r)의 비에 대하여, 이하의 식 (4)에 나타내는 범위를 만족하도록 배치된 교정 롤(12)을 포함하면 좋다.
[수학식 7]
Figure 112016060939862-pct00007
…… 식 (4)
단, r : 교정롤의 롤 반경
L : 교정롤의 배치 간격
식 (1) 내지 식 (3)에 부가하여, 식 (4)를 만족하는 교정 롤(12)의 배치 간격(L)이 되도록 배치된 교정 롤(12)을 포함하여 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)이 구성되면, 각 교정 롤(12)의 배치를 적절한 위치에 유지하면서 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)을 매우 소형화할 수 있다. 따라서, 매우 소형이면서, 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)에 있어서, 용접 와이어(W)의 만곡을 억제하면서도 해당 용접 와이어(W)를 적절히 압입하여 교정하는 교정 장치(1)를 실현할 수 있다.
이상, 본 실시형태에 의한 교정 장치(1)에 대하여 설명했지만, 교정 롤(12)의 맞물림량(δ)은, 예를 들어 1.00㎜ 미만으로 매우 작으므로, 용접 와이어(W)를 양호하게 교정하기 위해서는, 교정 롤(12)의 위치를 0.01㎜ 단위로 조정하는 것이 요구되는 경우가 있다. 0.01㎜ 단위로의 교정 롤러(12)의 위치 조정을 수동으로 실행하는 것은 곤란할 뿐만 아니라, 사용에 따라서 교정 롤러(12)의 위치가 어긋나 버리기도 하므로, 상술한 무조정형의 제 1 롤 그룹(13a) 및 제 2 롤 그룹(13b)을 구비하는 본 실시형태에 의한 교정 장치(1)는 매우 유용하다고 말할 수 있다.
그런데, 금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 고려되어야 한다. 특히, 금회 개시된 실시형태에 있어서, 명시적으로 개시되어 있지 않은 사항, 예를 들어 동작 조건이나 측정 조건, 각종 파라미터, 구성물의 치수, 중량, 체적 등은 당업자가 통상 실시하는 범위를 일탈하는 것이 아니며, 통상의 당업자이면, 용이하게 상정하는 것이 가능한 값을 채용하고 있다.
예를 들면, 제 1 롤 그룹(13a)은 제 1 대좌(14a)를 거쳐서 배치되며, 제 2 롤 그룹(13b)은 제 2 대좌(14b)를 거쳐서 배치되어 있었다. 그러나, 예를 들어 제 1 롤 그룹(13a)에 대하여, 제 1 대좌(14a)를 이용하지 않아도, 프레임(10)에 볼트 구멍을 형성하고, 스페이서(S)의 길이를 충분히 길게 하면, 볼트(B)를 프레임(10)의 볼트 구멍에 직접 나사 결합시키는 것에 의해, 제 1 롤 그룹(13a)을 교정로(T)에 대한 상술한 위치에 배치할 수 있다.
또한, 용접 와이어(W)의 와이어 직경(d)을 1.2㎜ 이상 1.6㎜ 이하로 했지만, 와이어 직경(d)은 이러한 수치 범위에 한정되지 않으며 임의이다.
1 : 용접 와이어용 교정 장치 2 : 용접 로봇
3 : 팩 4 : 송급 장치
10 : 프레임 11a, 11b : 가이드 파이프(가이드체)
12(12a 내지 12e) : 교정 롤 13a : 제 1 롤 그룹
13b : 제 2 롤 그룹 14a : 제 1 대좌
14b : 제 2 대좌 15a : 벽판
15b : 벽판 A1, A2 : 지지면
G : 교정 홈 S : 스페이서
T : 교정로 W : 용접 와이어

Claims (6)

  1. 복수의 교정 롤로 구성되는 롤 그룹을 2조 구비하고, 상기 2조의 롤 그룹에 용접 와이어를 통과시키는 것에 의해 상기 용접 와이어의 굽힘을 교정하는 용접 와이어용 교정 장치에 있어서,
    상기 롤 그룹을 구성하는 복수의 교정 롤은, 상기 용접 와이어가 통과하는 교정로를 사이에 두고 대향하도록 상기 용접 와이어의 통과 방향을 따라서 소정의 배치 간격을 두고 배치되어 있는 동시에, 상기 2조의 롤 그룹은 상기 교정로를 사이에 두는 대향 방향이 서로 다르도록 배치되어 있으며,
    상기 교정 롤이 소경 롤로 구성되는 동시에, 상기 교정 롤은 내륜과, 외륜과, 상기 내륜 및 외륜 사이에 배치된 전동체로 구성되며,
    상기 롤 그룹이, 상기 롤 그룹을 구성하는 상기 교정 롤의 배치 위치의 변경을 허용하지 않는 무조정형으로 되어 있는 것을 특징으로 하는
    용접 와이어용 교정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤 그룹이, 상기 용접 와이어의 선직경에 대한 상기 교정 롤의 롤 직경의 비에 대하여 이하에 나타내는 범위를 만족하는 교정 롤을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
    용접 와이어용 교정 장치.
    [수학식 1]
    Figure 112016060939862-pct00008

    단, r : 교정 롤의 롤 반경
    d : 용접 와이어의 선직경
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤 그룹이, 상기 용접 와이어의 선직경에 대한 상기 교정 롤의 롤 직경의 비에 대하여 이하에 나타내는 범위를 만족하는 교정 롤을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
    용접 와이어용 교정 장치.
    [수학식 2]
    Figure 112016060939862-pct00009

    단, r : 교정 롤의 롤 반경
    d : 용접 와이어의 선직경
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 롤 그룹이, 상기 복수의 교정 롤의 배치 간격에 대한 상기 롤 직경의 비에 대하여 이하에 나타내는 범위를 만족하도록 배치된 교정 롤을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
    용접 와이어용 교정 장치.
    [수학식 3]
    Figure 112016060939862-pct00010

    단, r : 교정롤의 롤 반경
    L : 교정롤의 배치 간격
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤 그룹이, 5개의 상기 교정 롤로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    용접 와이어용 교정 장치.
  6. 삭제
KR1020167016906A 2013-12-27 2014-11-27 용접 와이어용 교정 장치 KR101840959B1 (ko)

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