KR101902550B1 - 자동 용접 장치 - Google Patents

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KR101902550B1
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김성영
김규섭
조장현
배재용
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김규섭
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Abstract

자동 용접 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치는, 대상물을 지지하는 베이스; 대상물을 고정하는 제1 고정부재; 대상물에 용접되는 보강대를 지지하는 보강대지지부재; 보강대를 대상물에 용접하는 용접부재; 및 용접부재의 용접을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

자동 용접 장치{AUTOMATIC WELDING MACHINE}
본 발명은, 자동 용접 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 대상물에 보강대를 자동으로 용접할 수 있는 자동 용접 장치에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 등으로 건설되는 건축물의 경우 벽면이나 천장 등의 작업시 거푸집이라는 가설물을 미리 축조하고, 여기에 콘크리트를 타설한 후 소정시간 경화시키는 과정을 거친다.
이러한 거푸집을 축조하기 위해, 종래에는 목재 패널 또는 목재와 철재로 이루어진 유로폼을 사용하였다. 하지만, 목재 패널의 경우 반복 사용시 파손이 빈번하여 유지비용이 많이 소요되고 재활용이 어렵다는 문제점이 있었으며, 유로폼의 경우 수명은 길지만 중량이 무거워 운반이 힘들었기 때문에, 최근에는 오래 쓸 수 있으며 중량이 가벼운 알루미늄폼이 많이 이용되고 있다.
알루미늄폼은 장방형 패널의 뒷면에 보강대가 결합되며, 여러장의 폼을 횡방향 또는 종방향으로 연결할 수 있도록 각 측면에는 다수의 체결공이 마련될 수 있다.
종래의 경우 작업자가 직접 장방형 패널에 보강대를 용접하여 결합하였는데, 이 경우 작업 시간이 많이 소요되고, 또한, 작업자의 안전 사고의 위험이 있었다.
대한민국 공개특허 공개번호:제10-1998-0009704호(공개일자:1998년04월30일)
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 대상물에 대한 보강대의 용접을 자동화시켜 작업 시간 단축과 생산성을 향상시킬 수 있는 자동 용접 장치를 제공하는 것이다.
또한, 자동 용접에 의해 용접 품질을 향상시킬 수 있는 자동 용접 장치를 제공하는 것이다.
또한, 작업자의 안전 사고 위험을 감소시킬 수 있는 자동 용접 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 대상물을 지지하는 베이스; 상기 대상물을 고정하는 제1 고정부재; 상기 대상물에 용접되는 보강대를 지지하는 보강대지지부재; 상기 보강대를 상기 대상물에 용접하는 용접부재; 및 상기 용접부재의 용접을 제어하는 제어부를 포함하는 자동 용접 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 베이스는, 상기 대상물을 지지하도록 마련되는 한 쌍의 서포트부재; 및 상기 한 쌍의 서포트부재에 각각 결합되어 상기 한 쌍의 서포트부재 중 적어도 하나를 이동시키는 구동부재를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 한 쌍의 서포트부재가 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 상기 한 쌍의 서포트부재 중 적어도 하나의 이동을 가이드하는 가이드부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 고정부재는, 상기 대상물의 모서리에 접촉되는 제1 보조대; 및 상기 제1 보조대를 가압하여 상기 대상물을 고정하는 제1 가압대를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 보조대는 상기 대상물의 모서리의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 모서리에 밀착될 수 있다.
또한, 상기 제1 가압대는, 상기 대상물의 상부에 위치하는 가압본체; 및 상기 가압본체에 결합되고, 상기 베이스에 고정되며, 상기 제1 보조대를 가압하는 복수의 가압레그를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 복수의 가압레그는, 상기 대상물의 외측에 배치되어 상기 베이스에 고정되는 제1 레그; 및 상기 대상물의 내측에서 상기 제1 보조대를 가압하는 제2 레그를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 레그는 경사부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제2 레그의 중심부가 상기 제1 보조대에 접촉되고, 상기 제2 레그의 단부는 상기 제1 보조대로부터 이격되도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 보강대지지부재는, 상기 보강대에 접촉되는 홀드부; 및 상기 홀드부에 결합되어 상기 홀드부를 구동시키는 실린더부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 홀드부는 상기 보강대의 상측에 접촉되어 상기 보강대를 가압할 수 있다.
또한, 상기 보강대지지부재는 복수로 마련되며, 복수의 상기 보강대지지부재는 상기 보강대의 간격에 대응되는 간격으로 이격되도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 대상물의 미리 설정된 위치에 상기 보강대를 위치시킬 수 있도록 회전축에 회전가능하게 결합되는 보강대위치설정부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보강대위치설정부재는, 적어도 하나의 보강대의 측면에 접촉될 수 있는 보강대접촉암; 상기 보강대접촉암으로부터 연장되어 회전축에 결합되는 결합암; 및 상기 회전축을 회전시키는 회전동력원을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 보강대지지부재와 상기 보강대위치설정부재는 동일 회전축에 연결되고, 상기 보강대지지부재는 상기 회전축의 회전에 무관하게 구동하며, 상기 보강대위치설정부재는 회전축과 함께 회전할 수 있다.
또한, 상기 대상물의 가장자리의 중심부를 고정하는 제2 고정부재를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제2 고정부재는, 상기 대상물의 가장자리의 중심부에 접촉되는 제2 보조대; 및 상기 제2 보조대를 가압하여 상기 대상물을 고정하는 제2 가압대를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 보조대는 상기 대상물의 가장자리의 중심부의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 중심부에 밀착될 수 있다.
그리고, 상기 제2 가압대는, 상기 베이스에 결합되며, 상기 대상물의 외측에 위치하는 지지바; 상기 대상물의 내측에서 상기 제2 보조대를 가압하는 가압바; 및 상기 지지바와 상기 가압바에 각각 결합되는 탄성부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가압바는, 상기 탄성부재에 결합되며 상하방향으로 배치된 조절바; 및 상기 조절바에 나란하게 결합되어 상기 제2 보조대에 접촉되는 접촉봉을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은, 대상물에 대한 보강대의 용접을 자동화시켜 작업 시간 단축과 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 자동 용접에 의해 용접 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 작업자의 안전 사고 위험을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치의 전체 사시도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 베이스의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치의 평면도 및 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 제1 고정부재가 대상물을 고정한 모습의 외측을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 제1 고정부재 및 제2 고정부재가 대상물을 고정한 모습의 내측을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 제1 고정부재의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 보강대위치설정부재가 보강대에 접촉된 모습의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 보강대위치설정부재가 보강대에 접촉된 상태에서 보강대지지부재가 보강대를 지지하고 있는 모습의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 보강대위치설정부재가 보강대로부터 접촉 해제된 상태에서 보강대지지부재가 보강대를 지지하고 있는 모습의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 제2 고정부재의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 용접 장치의 전체 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함한다.
산업 현장에서는 다양한 종류의 자재가 사용되며, 이러한 자재들은 용접으로 서로 결합될 수 있다. 특히, 건설 현장에서 건축물의 벽면 내지 천장을 시공하기 위해서는 콘크리트를 타설할 수 있는 거푸집이 설치되는데, 최근에는 중량과 강성 내지 재활용 가능성을 고려하여 알루미늄으로 제작되는 알루미늄폼을 사용하여 거푸집을 형성하고 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치는, 다양한 산업 현장에서 사용되는 각종 자재를 용접하기 위해 사용될 수 있지만, 설명의 편의를 위해 이하에서는 건설 현장에서 사용되는 알루미늄폼의 용접에 한정하여 설명한다. 다만, 본 실시예의 권리범위가 건설 현장에서 사용되는 알루미늄폼에 한정되는 것은 아님을 밝혀 둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치의 전체 사시도이고, 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 베이스의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치의 평면도 및 부분 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 제1 고정부재가 대상물을 고정한 모습의 외측을 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 제1 고정부재 및 제2 고정부재가 대상물을 고정한 모습의 내측을 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 제1 고정부재의 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 보강대위치설정부재가 보강대에 접촉된 모습의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 보강대위치설정부재가 보강대에 접촉된 상태에서 보강대지지부재가 보강대를 지지하고 있는 모습의 사시도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 보강대위치설정부재가 보강대로부터 접촉 해제된 상태에서 보강대지지부재가 보강대를 지지하고 있는 모습의 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치에서 제2 고정부재의 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치(10)는, 베이스(100)와, 제1 고정부재(200)와, 보강대지지부재(300)와, 용접부재(600)와, 제어부(700)를 포함한다.
베이스(100)는 대상물을 지지하도록 마련된다. 여기서, 대상물은 예를 들어 보강대(900)가 용접될 수 있는 알루미늄 패널(800)일 수 있다. 알루미늄 패널(800)은 도 1에서와 같이 사각형의 바닥 플레이트(810)와, 바닥 플레이트(810)의 4부분의 가장자리로부터 상측으로 연장되는 측면 연장부(820)를 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 대상물은 바닥 플레이트(810)와 측면 연장부(820)를 가지며 알루미늄으로 제작된 알루미늄 패널(800)인 경우를 중심으로 설명하며, 다만 본 발명의 대상물이 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀 둔다.
베이스(100)는 다양한 방식으로 알루미늄 패널(800)을 지지할 수 있으며, 예를 들어 도 2에서와 같이, 서포트부재(110)와, 구동부재(120)를 포함하도록 구성될 수 있다. 서포트부재(110)는 한 쌍으로 마련될 수 있으며, 한 쌍의 서포트부재(110a, 110b)는 서로 이격되도록 배치되어 서로를 향해 가까워지거나 또는 서로 멀어지도록 이동가능하게 구성될 수 있다. 그리고, 구동부재(120)는 한 쌍의 서포트부재(110a, 110b) 중 적어도 하나에 결합되어 서포트부재(110)를 이동시킬 수 있다. 즉, 도 2를 참조하면, 한 쌍의 서포트부재(110a, 110b)는 제1 서포트부재(110a)와, 제2 서포트부재(110b)를 포함할 수 있으며, 제2 서포트부재(110b)는 고정되고, 제1 서포트부재(110a)는 서보 모터 등의 각종 모터를 포함하는 구동부재(120)에 연결되어 제1 서포트부재(110a)측으로 이동가능하도록 마련될 수 있다. 또는, 도면에 도시되지는 않았지만, 제1 서포트부재(110a)가 고정되고, 제2 서포트부재(110b)가 구동부재(120)에 연결되어 제2 서포트부재(110b)측으로 이동가능하도록 마련될 수 있으며, 또는, 제1 서포트부재(110a)와, 제2 서포트부재(110b) 각각에 구동부재(120)가 연결되어 제1 서포트부재(110a)와, 제2 서포트부재(110b) 모두 이동가능하도록 마련될 수 있다. 그리고, 가이드부재(130)는 한 쌍의 서포트부재(110a, 110b), 즉 제1 서포트부재(110a)와, 제2 서포트부재(110b)가 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 제1 서포트부재(110a) 또는 제2 서포트부재(110b)의 이동을 가이드할 수 있다. 즉, 제1 서포트부재(110a) 또는 제2 서포트부재(110b)는 가이드부재(130)를 따라 예를 들어 직선으로 이동할 수 있다. 이와 같이, 제1 서포트부재(110a) 또는 제2 서포트부재(110b)가 서로를 향해 가까워지거나, 또는 서로 멀어지도록 구성되는 것에 의해 베이스(100)의 크기를 조절할 수 있으며, 따라서, 다양한 길이를 가지는 알루미늄 패널(800)이 베이스(100)에 올려져 지지될 수 있다. 예를 들어, 베이스(100)의 크기 조절에 의해 폭 300mm* 길이 1200mm의 알루미늄 패널(800)로부터 폭 600mm* 길이2400mm의 알루미늄 패널(800)까지 다양한 크기를 가지는 알루미늄 패널(800)을 베이스(100)에 올려놓을 수 있다. 다만, 상기 알루미늄 패널(800)의 수치는 하나의 예시일 뿐이며, 베이스(100)에 의해 지지될 수 있는 알루미늄 패널(800)의 크기가 상기 수치에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 이와 같이 제1 서포트부재(110a) 또는 제2 서포트부재(110b)의 이동을 통해 베이스(100)의 크기가 조절되면 제1 서포트부재(110a)와 제2 서포트부재(110b)가 알루미늄 패널(800)을 지지할 수 있으며, 이후 알루미늄 패널(800)에 보강대(900)를 용접하여 알루미늄폼을 제작할 수 있다.
제1 고정부재(200)는 도 1 및 도 3을 참조하면, 알루미늄 패널(800)을 고정한다. 이는 보강대(900)가 알루미늄 패널(800)에 용접될 때 알루미늄 패널(800)의 움직임을 방지하기 위함이다.
제1 고정부재(200)는 도 5를 참조하면, 제1 보조대(210)와, 제1 가압대(220)를 포함한다. 제1 보조대(210)는 알루미늄 패널(800)의 측면 연장부(820)의 모서리, 예를 들어, 알루미늄 패널(800)의 어느 하나의 측면 연장부(820a)와, 이웃하는 다른 측면 연장부(820b)가 만나는 모서리에 접촉될 수 있다. 제1 보조대(210)는 알루미늄 패널(800)이 잘 고정되도록 알루미늄 패널(800)의 고정을 보조한다. 도 5를 참조하면, 제1 보조대(210)는 알루미늄 패널(800)의 바닥 플레이트(810)와 2개의 측면 연장부(820a, 820b) 모두에 접촉하도록 마련될 수 있다. 이를 위해, 제1 보조대(210)는 알루미늄 패널(800)의 모서리의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 모서리에 밀착될 수 있다. 제1 가압대(220)는 제1 보조대(210)를 가압하여 알루미늄 패널(800)을 고정시킨다. 즉, 제1 가압대(220)는 베이스(100)에 고정되고 제1 보조대(210)를 가압한다. 여기서, 제1 고정부재(200)는 알루미늄 패널(800)의 4 모서리 모두에 배치되므로(도 3 참조), 알루미늄 패널(800)을 완전하게 고정시킬 수 있다. 다만, 제1 고정부재(200)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 또는 알루미늄 패널(800)의 형상에 따라 달라질 수 있다. 도 6을 참조하면, 제1 가압대(220)는 가압본체(221)와, 복수의 가압레그(222)를 포함할 수 있다. 가압본체(221)는 알루미늄 패널(800)의 상부에 위치(도 4 및 도 5 참조)할 수 있다. 가압본체(221)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 가압본체(221)의 형상은 가압레그(222)의 개수에 따라 달라질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 가압레그(222)는 베이스(100)에 고정되어 지지되고, 가압본체(221)에 결합되어 가압본체(221)를 지지한다. 그리고, 제1 보조대(210)에 접촉되어 제1 보조대(210)를 가압한다. 즉, 가압레그(222)가 제1 보조대(210)를 가압하여 제1 보조대(210)에 접촉된 알루미늄 패널(800)을 고정할 수 있다. 가압레그(222)는 복수로 마련될 수 있으며, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 가압레그(222)는 알루미늄 패널(800)의 외측에 배치되어 베이스(100)에 고정되는 2개의 제1 레그(225)와, 도 5에 도시된 바와 같이, 알루미늄 패널(800)의 내측에서 제1 보조대(210)를 가압하는 제2 레그(226)로 구성될 수 있다. 다만, 가압레그(222)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제1 레그(225)는 1개만 구비되도록 마련될 수도 있고, 3개 이상 구비되도록 마련될 수도 있다. 또한, 제2 레그(226)의 개수도 다양할 수 있다. 여기서, 제2 레그(226)에는 경사부가 형성될 수 있으며, 예를 들어, 도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 레그(226)의 중심부가 제1 보조대(210)에 접촉되고, 제2 레그(226)의 단부가 제1 보조대(210)로부터 이격되도록 라운드가 형성된 곡선 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 제2 레그(226)의 경사부가 이에 한정되는 것은 아니다. 이와같이 제2 레그(226)의 곡선 형상의 중심부만이 제1 보조대(210)에 접촉되는 구성에 의해 제1 보조대(210)의 손상없이 제1 보조대(210)를 가압할 수 있다.
보강대지지부재(300)는 도 9을 참조하면, 알루미늄 패널(800)에 용접되는 보강대(900)를 지지한다. 작업자가 알루미늄 패널(800)의 미리 설정된 위치에 보강대(900)를 올려두면 보강대지지부재(300)가 보강대(900)를 가압하여 보강대(900)를 지지하며, 보강대지지부재(300)에 의해 보강대(900)가 지지된 상태에서 용접부재(600)에 의해 보강대(900)가 알루미늄 패널(800)에 용접된다.
보강대지지부재(300)는 홀드부(310)와 실린더부(320)를 포함할 수 있다. 홀드부(310)는 보강대(900)에 접촉되며 보강대(900)를 가압하여 지지할 수 있다. 여기서, 홀드부(310)는 보강대(900)의 다양한 위치에 접촉될 수 있으며, 예를 들어 보강대(900)의 상측에 접촉되어 보강대(900)를 가압할 수 있다. 실린더부(320)는 홀드부(310)에 결합되어 홀드부(310)를 구동시킬 수 있다. 즉, 작업자가 알루미늄 패널(800)의 미리 설정된 위치에 보강대(900)를 올려두면 실린더부(320)가 일측 방향으로 구동하여 홀드부(310)를 보강대(900)에 접촉시켜 보강대(900)를 가압하며, 용접이 완료되면 실린더가 일측 방향과 다른 방향으로 구동하여 홀드부(310)를 보강대(900)로부터 접촉 해제시킨다. 다만, 홀드부(310)를 구동시키는 동력원은 반드시 실린더에 한정되는 것은 아니며, 다양한 동력원이 포함될 수 있다. 여기서, 하나의 실린더부(320)가 하나의 홀드부(310)에 결합되어 하나의 홀드부(310)만 구동시킬 수도 있고, 또는 하나의 실린더부(320)가 복수의 홀드부(310)에 결합되어 복수의 홀드부(310)를 구동시킬 수도 있다.
보강대지지부재(300)는 도 9에서와 같이 복수로 마련될 수 있다. 즉, 보강대지지부재(300)는 보강대(900)의 개수에 대응되는 개수로 마련되며, 복수의 보강대지지부재(300)는 보강대(900)의 간격에 대응되는 간격으로 이격될 수 있다. 즉, 복수의 보강대지지부재(300)가 구동되는 경우, 복수의 보강대(900)가 복수의 보강대지지부재(300)에 의해 개별적으로 지지될 수 있다.
보강대위치설정부재(400)는 작업자가 알루미늄 패널(800)의 미리 설정된 위치에 보강대(900)를 위치시킬 수 있도록 작업자에게 보강대(900)의 배치 위치를 가이드하며, 이를 위해 회전축(440)에 회전가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, 보강대위치설정부재(400)가 알루미늄 패널(800)측으로 이동할 수 있으며, 작업자는 보강대위치설정부재(400)에 보강대(900)를 접촉시킨 상태로 알루미늄 패널(800)을 올려놓으면 보강대(900)가 미리 설정된 간격으로 이격되어 알루미늄 패널(800)에 놓여진다.
보강대위치설정부재(400)는 보강대접촉암(410)과, 결합암(420)과, 회전동력원(430)을 포함할 수 있다. 보강대접촉암(410)은 보강대(900)의 측면에 접촉될 수 있다. 여기서, 도 7을 참조하면, 보강대위치설정부재(400a)는 보강대접촉암(410)이 2개의 보강대(900)의 측면에 접촉될 수도 있고, 또는, 보강대위치설정부재(400b)는 보강대접촉암(410)이 1개의 보강대(900)의 측면에 접촉될 수도 있다. 결합암(420)은 보강대접촉암(410)으로부터 연장되어 회전축(440)에 결합될 수 있다. 그리고, 회전동력원(430)은 회전축(440)에 결합되어 회전축(440)을 회전시킬 수 있다. 즉, 회전동력원(430)의 작동에 의해 회전축(440)이 어느 하나의 방향으로 회전하면 회전축(440)에 결합된 결합암(420)과, 결합암(420)에 결합된 보강대접촉암(410)이 회전하여 도 7에서와 같이 알루미늄 패널(800)의 바닥 플레이트(810)측으로 이동한다. 그리고, 작업자는 보강대접촉암(410)에 보강대(900)를 접촉시킨 상태로 알루미늄 패널(800)에 올려서 보강대(900)를 배치한다. 이때, 도 8에서와 같이 보강대지지부재(300)가 보강대(900)측으로 회전하고 보강대(900)의 상측에 접촉하여 보강대(900)를 지지한다. 그리고, 회전동력원(430)의 작동에 의해 회전축(440)이 전술한 어느 하나의 방향과 반대 방향으로 회전하면 회전축(440)에 결합된 결합암(420)과, 결합암(420)에 결합된 보강대접촉암(410)이 회전하여 도 9에서와 같이 알루미늄 패널(800)로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 여기서, 보강대지지부재(300)는 보강대(900)를 여전히 지지하고 있으며, 후술하는 용접부재(600)가 보강대(900)를 알루미늄 패널(800)에 용접한다.
한편, 보강대위치설정부재(400)는 도 7 내지 도 9를 참조하면, 보강대지지부재(300)와 동일 회전축(440)에 연결될 수 있다. 다만, 보강대지지부재(300)는 회전축(440)의 회전에 무관하게 구동하고 보강대위치설정부재(400)는 회전축(440)과 함께 회전한다. 이를 위해, 보강대지지부재(300)는 회전축(440)에 고정되지 않고 회전축(440)을 감싸는 형태로 마련되며 회전축(440)이 회전하는 경우 회전축(440)과 보강대지지부재(300) 사이에 슬립이 발생한다. 즉, 보강대지지부재(300)의 홀드부(310)는 실린더부(320)의 작동에 의해 구동되며, 회전축(440)의 회전에 의해서는 구동되지 않는다. 그리고, 보강대위치설정부재(400)는 예를 들어, 볼트, 나사 또는 핀 등에 의해 회전축(440)에 고정결합된다. 이에 의해 회전축(440)이 회전하면 보강대위치설정부재(400)는 회전축(440)과 함께 회전할 수 있다. 이와 같은 구성을 통해 보강대위치설정부재(400)와 보강대지지부재(300)는 서로 다른 회전이 가능하다. 즉, 보강대위치설정부재(400)와 보강대지지부재(300)는 함께 회전하지 않고 각자 별개로 따로따로 회전할 수 있다.
제2 고정부재(500)는 알루미늄 패널(800)의 가장자리의 중심부를 고정할 수 있다. 알루미늄 패널(800)은 제1 고정부재(200)에 의해 고정될 수 있지만 알루미늄 패널(800)의 크기에 따라 제1 고정부재(200)만으로 고정이 충분하지 않을 수 있으며, 이 경우 제2 고정부재(500)가 추가적으로 구비되어 알루미늄 패널(800)을 충분히 고정할 수 있다.
제2 고정부재(500)는 도 5를 참조하면, 제2 보조대(510)와, 제2 가압대(520)를 포함할 수 있다. 제2 보조대(510)는 알루미늄 패널(800)의 가장자리의 중심부, 예를 들어, 알루미늄 패널(800)의 단변의 측면 연장부(820a, 도 5 참조)의 중심부에 접촉될 수 있다. 여기서, 중심부는 중심에 근접한 위치를 포함할 수 있고 반드시 정확한 중심부만을 의미하는 것은 아님을 밝혀 두며, 이는 본 명세서 전체에서 공통된다. 제2 보조대(510)는 전술한 제1 보조대(210)와 마찬가지로 알루미늄 패널(800)이 잘 고정되도록 알루미늄 패널(800)의 고정을 보조한다. 도 5를 참조하면, 제2 보조대(510)는 알루미늄 패널(800)의 바닥 플레이트(810)와 1개의 측면 연장부(820a) 모두에 접촉하도록 마련될 수 있다. 이를 위해, 제2 보조대(510)는 알루미늄 패널(800)의 가장자리의 측면 연장부(820a)의 중심부의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 중심부에 밀착될 수 있다. 제2 가압대(520)는 제2 보조대(510)를 가압하여 알루미늄 패널(800)을 고정시킨다. 즉, 제2 가압대(520)는 베이스(100)에 고정되고 제2 보조대(510)를 가압한다. 여기서, 제2 고정부재(500)는 알루미늄 패널(800)의 2개의 단변의 측면 연장부(820)의 중심부에 모두 배치되므로(도 3 참조), 알루미늄 패널(800)의 고정을 보조할 수 있다. 다만, 제2 고정부재(500)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 또는 알루미늄 패널(800)의 형상에 따라 달라질 수 있다. 도 10을 참조하면, 제2 가압대(520)는 지지바(521)와, 가압바(522)와, 탄성부재(523)를 포함할 수 있다. 도 5 및 도 10을 모두 참조하면, 지지바(521)는 베이스(100)에 결합되며 알루미늄 패널(800)의 외측에 위치한다. 그리고, 가압바(522)는 알루미늄 패널(800)의 내측에서 제2 보조대(510)를 가압하도록 마련된다. 가압바(522)는 탄성부재(523)에 결합되며 상하방향으로 배치된 조절바(525)와, 조절바(525)에 나란하게 결합되어 제2 보조대(510)에 접촉되는 접촉봉(526)을 포함할 수 있다. 즉, 탄성부재(523)의 탄성력에 의해 조절바(525)가 이동하면, 조절바(525)에 결합된 접촉봉(526)이 제2 보조대(510)에 접촉되어 제2 보조대(510)를 가압할 수 있다. 탄성부재(523)는 지지바(521)와 가압바(522)에 각각 결합되며 가압바(522)에 탄성력을 제공한다.탄성부재(523)는 다양하게 마련될 수 있으며 예를 들어 코일 스프링을 포함할 수 있다.
용접부재(600)는 도 1을 참조하면, 알루미늄 패널(800)에 안착된 보강대(900)를 알루미늄 패널(800)에 용접하여 결합시킨다. 용접부재(600)는 다양하게 마련될 수 있으며 예를 들어 자동으로 용접이 가능한 용접 로봇으로 마련될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 용접부재(600)에는, 알루미늄 패널(800)과 보강대(900)의 자동 용접이 가능한 다양한 장치가 포함될 수 있다.
제어부(700)는 용접부재(600)의 용접을 제어한다. 그리고, 제어부(700)는 전술한 보강대지지부재(300)와 보강대위치설정부재(400)의 작동도 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(700)는 베이스(100)의 제1 서포트부재(110a) 또는 제2 서포트부재(110b)를 구동하는 구동부재(120)의 작동을 제어할 수 있다. 제어부(700)에는 PLC 프로그램과 같은 각종 프로그램이 포함될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치(10)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
제어부(700)에 의해 베이스(100)의 제1 서포트부재(110a) 또는 제2 서포트부재(110b)가 구동되며, 이에 의해, 베이스(100)가 알루미늄 패널(800)의 크기에 맞게 조절된다. 작업자가 알루미늄 패널(800)을 베이스(100)에 올려놓은 후 제1 고정부재(200)에 의해 알루미늄 패널(800)을 베이스(100)에 고정하며, 필요시 제2 고정부재(500)에 의해 알루미늄 패널(800)을 베이스(100)에 보조적으로 고정한다.
그리고, 알루미늄 패널(800)이 베이스(100)에 고정되면 보강대위치설정부재(400)의 보강대접촉암(410)이 베이스(100)측으로 이동하며 작업자가 보강대(900)를 보강대접촉암(410)에 접촉시켜 안착시키는 것에 의해 보강대(900)가 알루미늄 패널(800)의 미리 설정된 위치에 배치된다.
그리고, 보강대지지부재(300)의 홀드부(310)가 실린더부(320)에 의해 작동하여 보강대(900)의 상측에 접촉하며, 이러한 상태에서 홀드부(310)가 보강대(900)의 상측을 가압하여 보강대(900)를 지지한다. 여기서, 보강대위치설정부재(400)는 보강대(900)로부터 멀어지는 위치로 이동한다.
그리고, 용접부재(600)가 보강대(900)를 알루미늄 패널(800)에 용접한다.
이에 의해, 알루미늄 패널(800)에 대한 보강대(900)의 용접을 자동화시켜 작업 시간 단축과 생산성을 향상시키고, 또한, 자동 용접에 의해 용접 품질을 향상시키며, 또한, 작업자의 안전 사고 위험을 감소시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 용접 장치의 전체 사시도이다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 용접 장치(10)의 구성 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치(10)에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.
본 발명의 다른 실시예는, 베이스(100)와 용접부재(600)가 한 쌍으로 마련된다는 점에서 하나의 베이스(100)와 하나의 용접부재(600)가 구비된 전술한 일 실시예와 차이가 있다.
도 11을 참조하면, 한 쌍의 베이스(100a, 100b)와 한 쌍의 용접부재(600a, 600b)가 구비되며, 한 쌍의 용접부재(600a, 600b)가 어느 하나의 베이스(100a)에 놓여진 알루미늄 패널(800)에 보강대(900)를 용접 후 다른 하나의 베이스(100b)에 놓여진 알루미늄 패널(800)에 보강대(900)를 용접할 수 있다. 즉, 한 쌍의 용접부재(600a, 600b)에 의해 보강대(900)가 알루미늄 패널(800)에 용접되므로 작업시간이 단축될 수 있다. 여기서, 용접부재(600)의 개수는 한 쌍에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 더 많은 개수의 용접부재(600)가 구비될 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 자동 용접 장치 100 : 베이스
110 : 서포트부재 120 : 구동부재
130 : 가이드부재 200 : 제1 고정부재
210 : 제1 보조대 220 : 제1 가압대
221 : 가압본체 222 : 가압레그
225 : 제1 레그 226 : 제2 레그
300 : 보강대지지부 310 : 홀드부
320 : 실린더부 400 : 보강대위치설정부재
410 : 보강대접촉암 420 : 결합암
430 : 회전동력원 440 : 회전축
500 : 제2 고정부재 510 : 제2 보조대
520 : 제2 가압대 521 : 지지바
522 : 가압바 523 : 탄성부재
525 : 조절바 526 : 접촉봉
600 : 용접부재 700 : 제어부
800 : 알루미늄 패널 900 : 보강대

Claims (20)

  1. 대상물을 지지하는 베이스;
    상기 대상물을 고정하는 제1 고정부재;
    상기 대상물에 용접되는 보강대를 지지하는 보강대지지부재;
    상기 보강대를 상기 대상물에 용접하는 용접부재; 및
    상기 용접부재의 용접을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제1 고정부재는,
    상기 대상물의 모서리에 접촉되는 제1 보조대; 및
    상기 제1 보조대를 가압하여 상기 대상물을 고정하는 제1 가압대를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는,
    상기 대상물을 지지하도록 마련되는 한 쌍의 서포트부재; 및
    상기 한 쌍의 서포트부재에 각각 결합되어 상기 한 쌍의 서포트부재 중 적어도 하나를 이동시키는 구동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 한 쌍의 서포트부재가 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있도록 상기 한 쌍의 서포트부재 중 적어도 하나의 이동을 가이드하는 가이드부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보조대는 상기 대상물의 모서리의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 모서리에 밀착되는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가압대는,
    상기 대상물의 상부에 위치하는 가압본체; 및
    상기 가압본체에 결합되고, 상기 베이스에 고정되며, 상기 제1 보조대를 가압하는 복수의 가압레그를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 가압레그는,
    상기 대상물의 외측에 배치되어 상기 베이스에 고정되는 제1 레그; 및
    상기 대상물의 내측에서 상기 제1 보조대를 가압하는 제2 레그를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 레그는 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 레그의 중심부가 상기 제1 보조대에 접촉되고, 상기 제2 레그의 단부는 상기 제1 보조대로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보강대지지부재는,
    상기 보강대에 접촉되는 홀드부; 및
    상기 홀드부에 결합되어 상기 홀드부를 구동시키는 실린더부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 홀드부는 상기 보강대의 상측에 접촉되어 상기 보강대를 가압하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 보강대지지부재는 복수로 마련되며,
    복수의 상기 보강대지지부재는 상기 보강대의 간격에 대응되는 간격으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  13. 대상물을 지지하는 베이스;
    상기 대상물을 고정하는 제1 고정부재;
    상기 대상물에 용접되는 보강대를 지지하는 보강대지지부재;
    상기 보강대를 상기 대상물에 용접하는 용접부재; 및
    상기 용접부재의 용접을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 대상물의 미리 설정된 위치에 상기 보강대를 위치시킬 수 있도록 회전축에 회전가능하게 결합되는 보강대위치설정부재를 더 포함하며,
    상기 보강대위치설정부재는,
    적어도 하나의 보강대의 측면에 접촉될 수 있는 보강대접촉암;
    상기 보강대접촉암으로부터 연장되어 회전축에 결합되는 결합암; 및
    상기 회전축을 회전시키는 회전동력원을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  14. 삭제
  15. 대상물을 지지하는 베이스;
    상기 대상물을 고정하는 제1 고정부재;
    상기 대상물에 용접되는 보강대를 지지하는 보강대지지부재;
    상기 보강대를 상기 대상물에 용접하는 용접부재; 및
    상기 용접부재의 용접을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 대상물의 미리 설정된 위치에 상기 보강대를 위치시킬 수 있도록 회전축에 회전가능하게 결합되는 보강대위치설정부재를 더 포함하며,
    상기 보강대지지부재와 상기 보강대위치설정부재는 동일 회전축에 연결되고, 상기 보강대지지부재는 상기 회전축의 회전에 무관하게 구동하며, 상기 보강대위치설정부재는 회전축과 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  16. 대상물을 지지하는 베이스;
    상기 대상물을 고정하는 제1 고정부재;
    상기 대상물에 용접되는 보강대를 지지하는 보강대지지부재;
    상기 보강대를 상기 대상물에 용접하는 용접부재; 및
    상기 용접부재의 용접을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 대상물의 가장자리의 중심부를 고정하는 제2 고정부재를 더 포함하며,
    상기 제2 고정부재는,
    상기 대상물의 가장자리의 중심부에 접촉되는 제2 보조대; 및
    상기 제2 보조대를 가압하여 상기 대상물을 고정하는 제2 가압대를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2 보조대는 상기 대상물의 가장자리의 중심부의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 중심부에 밀착되는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제2 가압대는,
    상기 베이스에 결합되며, 상기 대상물의 외측에 위치하는 지지바;
    상기 대상물의 내측에서 상기 제2 보조대를 가압하는 가압바; 및
    상기 지지바와 상기 가압바에 각각 결합되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 가압바는,
    상기 탄성부재에 결합되며 상하방향으로 배치된 조절바; 및
    상기 조절바에 나란하게 결합되어 상기 제2 보조대에 접촉되는 접촉봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
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