KR101899669B1 - 용접부 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접부 분리장치에 관한 것으로, 이는 승강하는 나이프; 상기 나이프에 인접하게 위치되고 시편을 지지하는 복수의 시편지지부; 및 상기 시편지지부가 설치되고 이동가능한 지지플레이트를 포함하여서, 안전하고 효율적인 분리가 이루어질 수 있으며, 이에 따라 시편의 분리에 소요되는 시간과 공정 및 인력을 절감하고, 데이터의 신뢰도를 향상시키면서 재실험을 예방하여 원가 절감과 생산성의 향상을 도모할 수 있는 효과를 얻게 된다.

Description

용접부 분리장치 {APPARATUS FOR SEPARATING WELDED PART}

본 발명은 예컨대 용접의 품질 평가 과정에서 용접된 시편을 반복 및 연속적으로 분리할 수 있는 용접부 분리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차, 선박 등에 사용되는 여러 가지 부품들은 다양한 조건에서 연속적으로 점 용접되어 상호 간에 접합된다.

이러한 부품에 형성된 용접부의 용접 품질을 평가하기 위해, 해당 부품에 사용된 금속과 동일한 금속 박편들을 일정한 크기로 가공하고, 2개의 박판을 점 용접에 의해 서로 접합하여 시편을 제작한다. 이러한 시편에는 점 용접에 의해 용접부가 형성된다.

이어서 작업자가 시편을 잡거나 지그에 고정시킨 후, 박판과 박판 사이로 날카로운 쐐기를 삽입하여 박판과 박판 사이를 벌리면서 용접부가 분리될 때까지 쐐기에 타격을 가한다.

이러한 작업은 모두 수작업으로 이루어지기 때문에 작업 시간이 많이 걸리고, 쐐기를 사용하여 박판과 박판 사이를 벌리는 과정에서 안전 사고가 발생할 우려가 있다. 또한, 지그에 고정된 시편의 분리는 상당히 더디게 진행되며, 더구나 무리한 힘으로 시편에 타격을 가할 때 용접부가 손상되어 용접부의 용접 품질을 정밀하게 평가할 수 없었다. 이에 따라 용접 품질의 평가에 대한 데이터의 신뢰도가 저하되는 문제점이 있었다.

또, 분리된 시편의 손상으로 인해 상기와 같은 작업이 반복되므로, 시편의 낭비는 물론, 과도하게 시간과 비용이 소요되는 문제가 초래되었다.

(특허문헌 1) KR 0838720 B1

이에 본 발명은 안전하고 신속하게 용접된 시편을 분리할 수 있는 용접부 분리장치를 제공하는 데에 그 주된 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 분리장치는, 승강하는 나이프; 상기 나이프에 인접하게 위치되고 시편을 각각 지지하는 복수의 시편지지부; 및 상기 복수의 시편지지부가 설치되고 이동가능한 지지플레이트를 포함하고, 상기 복수의 시편지지부가 상기 지지플레이트 상에 직렬로 정렬된 시편지지부 열에서 시편지지부들 사이에는 탄성수단이 개재되며, 상기 시편지지부는 서로 마주보는 일측면에서 상기 시편과 접촉하게 되는 한 쌍의 지지블록을 포함하고, 상기 지지블록 중 적어도 하나의 지지블록은 상기 시편의 반대측인 타측면에 상기 탄성수단이 설치되며, 상기 지지블록의 상기 시편에 밀착되는 일측면에는 엠보싱부가 구비되고, 상기 탄성수단은 코일 스프링이고, 상기 지지블록의 타측면에 형성된 삽입홈에 상기 코일 스프링의 단부가 각각 삽입되어, 상기 코일 스프링의 탄성력에 의한 밀착을 통해 각 시편지지부가 상기 시편을 지지하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 반복적 타격의 예방으로 안전하고 효율적이며 연속적인 분리가 이루어질 수 있으며, 이에 따라 시편의 분리에 소요되는 시간과 공정 및 인력을 절감하고, 용접부의 형상 변형을 예방하여 정확한 용접 품질의 평가를 진행할 수 있게 됨으로써, 데이터의 신뢰도를 향상시키면서 재실험을 예방하여 원가 절감과 생산성의 향상을 도모할 수 있는 효과를 얻게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 분리장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이동수단의 분리 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 복수의 시편지지부 중 일부를 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 분리장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 이동수단의 분리 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 복수의 시편지지부 중 일부를 도시한 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 분리장치는 승강하는 나이프(10); 이 나이프에 인접하게 위치되고 시편(1)을 각각 지지하는 복수의 시편지지부(20); 및 이들 시편지지부가 설치되고 이동가능한 지지플레이트(30)를 포함하고 있다.

본 발명의 용접부 분리장치는, 복수의 시편(1)을 시편지지부(20)에 장착한 상태에서 반복적으로 이동하며, 나이프(10)를 각 시편의 상단 일부에 형성시킨 홈부(4)로 진입시키고 하강시킴으로써 연속적으로 복수의 시편이 갖는 용접부를 분리시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 분리장치는 나이프(10)를 상승 및 하강시키는 승강수단(11)을 포함할 수 있다. 이 승강수단으로는 유체압 실린더나 전기식 액츄에이터 등이 채택될 수 있다. 승강수단의 작동로드(12)에 나이프가 고정되게 된다.

이러한 승강수단(11)은 프레임(13)에 설치될 수 있으며, 이 프레임은 후술하는 시편지지부(20) 및 지지플레이트(30)에 인접하게 배치되어 승강수단의 작동 및 나이프(10)의 승강을 안정적으로 지지할 수 있다.

나이프(10)는 역삼각형 모양의 단면을 가진 쐐기형 나이프로서, 예컨대 스틸 등과 같은 금속으로 만들어진다. 이때, 나이프의 재질은 분리되는 시편보다 높은 강도의 재질이 요구된다.

시편지지부(20)는, 서로 마주보는 일측면에서 시편(1)과 접촉하게 되는 한 쌍의 지지블록(21)과, 이들 지지블록 중 적어도 하나의 지지블록이 갖는 타측면에 설치된 탄성수단(22)을 포함할 수 있다.

각 지지블록(21)은 대략 ㄷ자 모양의 단면을 갖는 것이 시편(1)의 삽입시 편의성을 증대시키기 때문에 바람직하지만, 반드시 이러한 형상에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 대략 사각형 단면의 박스형 블록이어도 된다. 지지블록은 스틸 등과 같은 금속으로 만들어질 수 있으나, 재질 또한 반드시 이에 한정되지 않으며, 시편을 견고하고 안정적으로 지지할 수 있다면 다른 임의의 재질도 무방하다.

각 지지블록(21)에는 서로 마주보며 시편(1)에 밀착되는 일측면에는 엠보싱부(23)가 구비되어, 시편의 삽입과 분리 중에 생기는 미끄러짐을 방지할 수 있다.

탄성수단(22)으로는 예컨대 코일 스프링이 채용될 수 있으며, 지지블록(21)의 해당 타측면에 형성된 소정 깊이의 삽입홈(24)에 일측 단부가 삽입될 수 있다. 삽입홈은 일정한 간격을 두고서 복수로 형성되는 것이 좋으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 복수의 시편지지부(20)가 직렬로 정렬되어 배열된 시편지지부 열에서 맨 앞과 맨 뒤에 위치된 지지블록(21')에는 탄성수단이 설치되지 않고, 시편지지부 열 안에서 인접한 시편지지부들의 인접한 지지블록(21)들 사이에 탄성수단(22)이 개재될 수 있다.

탄성수단(22)이 코일 스프링인 경우에는, 코일 스프링의 양측 단부는 인접한 시편지지부(20)들의 인접한 지지블록(21)들에 형성된 삽입홈(24)에 각각 삽입될 수 있다.

또한, 탄성수단(22)이 코일 스프링인 경우에, 코일 스프링의 내경이나 폭보다 작은 외경이나 폭을 가진 핀(25)이 탄성수단의 내부에 끼워지고서 그 양단도 인접한 시편지지부(20)들의 인접한 지지블록(21)들에 형성된 삽입홈(24)에 각각 삽입될 수 있다.

코일 스프링인 탄성수단(22)의 내부에 핀(25)이 끼워짐으로써, 시편(1)을 삽입할 때와, 나이프(10)가 시편에 삽입되어 시편이 분리될 때에 탄성수단의 완충과 지지블록(21)의 이동을 핀이 안내하게 된다.

지지플레이트(30)에는 전술한 복수의 시편지지부(20)가 직렬로 정렬되어 배열된 시편지지부 열이 설치된다. 지지플레이트는 대략 직사각형의 모양을 가진 판 부재로서, 예컨대 스틸 등과 같은 금속으로 만들어진다.

시편지지부 열에서 맨 처음과 맨 나중에 위치된 지지블록(21')은 지지플레이트(30)의 양단에 형성된 스토퍼(31)에 의해 그 이동이 저지되고 고정된다. 탄성수단(22)을 매개로 하여 일정한 간격으로 배열된 시편지지부(20)들의 지지블록(21, 21')은 조립 과정 중에 탄성수단이 삽입홈(24)에 삽입됨과 더불어, 탄성수단이 신축되게 됨으로써, 시편지지부 열을 지지플레이트에 용이하게 설치할 수 있다.

탄성수단(22) 내에 핀(25)이 부가되는 경우에도 핀이 그 양단 쪽에 배치된 양측 삽입홈(24) 내를 적어도 부분적으로 이동할 수 있게 되어 있기 때문에, 마찬가지로 시편지지부 열을 지지플레이트(30)에 용이하게 설치할 수 있다.

또한, 시편(1)을 시편지지부(20)의 지지블록(21)들 사이에 배치할 때에도 탄성수단(22)의 신축 또는 핀(25)의 이동을 통해 지지블록들 사이의 공간을 넓힐 수 있어 시편의 삽입이 용이하고, 시편의 삽입 후에는 탄성수단의 탄성력에 의한 밀착을 통해 시편을 견고하게 지지할 수 있다.

더욱이, 나이프(10)가 시편(1)에 삽입되어 시편이 분리되는 과정 중에는 시편지지부(20)에 배치되어 있는 시편의 용접된 박판들(2, 3) 및 인접한 지지블록(21)들의 간격이 넓어지게 되고, 이어서 나이프를 제거할 때 분리된 박판들과 벌어진 지지블록들이 신속히 접근하여 서로 밀착될 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 분리장치는 지지플레이트(30)를 이동시키는 이동수단(40)을 더 포함할 수 있다. 이 이동수단은, 받침판(42)과, 이 받침판에 평행하게 설치된 한 쌍의 레일(43)을 구비한 안내부(41); 및 이들 레일 사이에 배치되고 지지플레이트(30)에 연결된 선형이동부(44)를 포함할 수 있다.

선형이동부(44)로는 예컨대 선형운동 가이드가 채용될 수 있지만 반드시 이에 한정되지 않으며, 지지플레이트(30)의 원활한 미끄럼이동이 가능하다면 예를 들어 유체압 실린더나 전기식 액츄에이터 등이 채택되어도 된다.

일 예로, 선형이동부(44)는, 레일(43) 사이에 배치된 스크류 바아(45); 이 스크류 바아의 일단에 연결된 모터(46); 스크류 바아의 타단에 연결된 베어링 블록(47); 및 스크류 바아에 나사체결되고 지지플레이트(30)와 결합하여, 스크류 바아의 회전시 스크류 바아를 따라 이동하게 되는 너트부(48)를 포함할 수 있다.

모터(46)로는 예컨대 정역회전이 가능한 서보모터 등으로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

너트부(48)는 대략 박스형 블록으로 형성되고서 중앙에 나선홀이 형성되어 있다. 이 너트부는 지지플레이트(30)의 하부에 고정되게 결합할 수 있다.

모터(46)의 구동에 의해 스크류 바아(45)가 회전하고, 이러한 회전으로 인해 너트부(48)가 레일(43) 사이에서 스크류 바아를 따라 이동하게 되며, 이로써 너트부에 결합한 지지플레이트(30)가 레일의 상부에 밀착되어 미끄럼이동할 수 있게 되는 것이다. 모터의 작동을 통해 지지플레이트가 일정한 거리만큼 이동하고 정지하는 것이 반복적으로 진행될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접부 분리장치가 용접의 품질 평가 과정에 사용되는 경우를 예로 들어 용접부 분리장치의 작동에 대해 설명하기로 한다.

우선, 어느 하나의 박판(3)에는 예컨대 프레스 등을 사용한 성형 가공을 통해 홈부(4)를 가공하고, 다른 하나의 박판(2)은 평면 상태를 유지한다. 이들 박판을 서로 밀착하고 가압한 후 점(Spot) 용접을 실시하여 용접부(5)를 가진 시편(1)을 제작한다.

여기서, 홈부(4)는 일정한 크기로 가공된 시편(1)의 용접부(5)의 분리 과정 중에, 나이프(10)가 시편을 구성하는 박판들(2, 3) 사이로 원활히 진입할 수 있도록 유도하는 역할을 하게 된다.

용접이 완료되면, 시편(1)을 서로 마주보며 조립된 시편지지부(20)의 지지블록(21)들 사이에 순차적으로 삽입한다. 이때, 서로 마주보는 지지블록들은 탄성수단(22)의 신축 또는 핀(25)의 이동을 통해 지지블록들 사이의 공간을 형성하면서 넓힐 수 있어 시편의 삽입이 용이하고, 시편의 삽입 후에는 탄성수단의 탄성력에 의한 밀착을 통해 시편을 견고하게 지지할 수 있다.

또한, 시편지지부(20)의 지지블록(21)들 사이에 시편(1)을 삽입할 때에는, 홈부(4)가 각 시편의 상단에 위치하도록 시편을 직립되게 하여 배치한다.

시편(1)들의 배치가 순차적으로 완료되면, 모터(46)를 구동시켜 지지플레이트(30)를 일정한 거리만큼 이동시키고 정지시킨다. 이에 따라, 지지플레이트 상에서 서로 연결되고 조립된 시편지지부(20)들 중 첫 번째 시편지지부를 나이프(10)의 아래에 위치시킬 수 있게 된다.

승강수단(11)의 작동에 의해 나이프(10)가 하나의 시편(1)의 홈부(4)로 진입하고 지속적으로 하강하면서 가압함으로써 용접부(5)에서 용접된 시편을, 즉 박판들(2, 3)을 분리한다.

나이프(10)의 진입과 하강을 통한 시편(1)의 분리 과정에서 탄성수단(22)의 신축 또는 핀(25)의 이동을 통해 지지블록들 사이의 공간을 넓힐 수 있어 시편지지부(20)에 배치되어 있는 시편의 용접된 박판들(2, 3) 및 인접한 지지블록(21)들의 간격이 넓어지게 되고, 이어서 분리가 완료된 후 나이프를 제거할 때 탄성수단의 탄성력에 의해 지지블록들 사이의 공간이 좁아지는 만큼 분리된 박판들과 벌어진 지지블록들이 신속히 접근하여 서로 밀착될 수 있게 된다.

이러한 공정은, 지지플레이트(30) 상에 조립된 시편지지부 열에 배치되어 있는 모든 시편들의 분리가 완료될 때까지 반복 및 연속적으로 수행된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 반복적 타격의 예방으로 안전하고 효율적이며 연속적인 분리가 이루어질 수 있으며, 이에 따라 시편의 분리에 소요되는 시간과 공정 및 인력을 절감하고, 용접부의 형상 변형을 예방하여 정확한 용접 품질의 평가를 진행할 수 있게 됨으로써, 데이터의 신뢰도를 향상시키면서 재실험을 예방하여 원가 절감과 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 시편 10: 나이프
11: 승강수단 20: 시편지지부
21: 지지블록 22: 탄성수단
30: 지지플레이트 31: 스토퍼
40: 이동수단 41: 안내부
44: 선형이동부 46: 모터

Claims (11)

1. 승강하는 나이프;
   상기 나이프에 인접하게 위치되고 시편을 각각 지지하는 복수의 시편지지부; 및
   상기 복수의 시편지지부가 설치되고 이동가능한 지지플레이트
   를 포함하고,
   상기 복수의 시편지지부가 상기 지지플레이트 상에 직렬로 정렬된 시편지지부 열에서 시편지지부들 사이에는 탄성수단이 개재되며,
   상기 시편지지부는 서로 마주보는 일측면에서 상기 시편과 접촉하게 되는 한 쌍의 지지블록을 포함하고,
   상기 지지블록 중 적어도 하나의 지지블록은 상기 시편의 반대측인 타측면에 상기 탄성수단이 설치되며,
   상기 지지블록의 상기 시편에 밀착되는 일측면에는 엠보싱부가 구비되고,
   상기 탄성수단은 코일 스프링이고, 상기 지지블록의 타측면에 형성된 삽입홈에 상기 코일 스프링의 단부가 각각 삽입되어, 상기 코일 스프링의 탄성력에 의한 밀착을 통해 각 시편지지부가 상기 시편을 지지하는 용접부 분리장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 나이프를 상승 및 하강시키는 승강수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 분리장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 탄성수단의 내부에 핀이 끼워지고,
   상기 핀의 단부가 상기 지지블록에 형성된 상기 삽입홈에 삽입된 것을 특징으로 하는 용접부 분리장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 지지플레이트 상의 상기 시편지지부 열에서 맨 앞과 맨 뒤에 위치된 지지블록은 상기 지지플레이트의 양단에 형성된 스토퍼에 의해 이동이 저지되고 고정되는 것을 특징으로 하는 용접부 분리장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 지지플레이트를 이동시키는 이동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 분리장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 이동수단은,
    받침판과, 상기 받침판에 평행하게 설치된 한 쌍의 레일을 구비한 안내부; 및
    상기 레일 사이에 배치되고 상기 지지플레이트에 연결된 선형이동부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 분리장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 선형이동부는,
    상기 레일 사이에 배치된 스크류 바아;
    상기 스크류 바아의 일단에 연결된 모터;
    상기 스크류 바아의 타단에 연결된 베어링 블록; 및
    상기 스크류 바아에 나사체결되고 상기 지지플레이트와 결합하여, 상기 스크류 바아의 회전시 상기 스크류 바아를 따라 이동하게 되는 너트부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 분리장치.
    

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