KR101988715B1

KR101988715B1 - 용접장치

Info

Publication number: KR101988715B1
Application number: KR1020170040145A
Authority: KR
Inventors: 이경
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2019-06-13
Also published as: KR20180110707A

Abstract

본 발명에 따른 용접장치는 용접툴;과, 제1 모재가 안착되고, 상기 제1 모재가 삽입되는 안착홈을 적어도 하나 구비하는 안착대;와, 상기 안착대에 구비되어 상기 제1 모재와 상기 제1 모재에 적층되는 제2 모재를 고정하는 클램핑유닛; 및 상기 안착대에 연결되어 상기 안착대를 상기 용접툴에 대하여 일정각도 회전시키는 이동유닛;을 포함하고, 상기 안착대는, 상기 안착홈에 수직한 방향으로 절곡되어 연장되는 절곡연장부;를 구비하고, 상기 클램핑유닛은, 상기 절곡연장부를 관통하며, 상기 안착홈에 평행한 방향으로 이동하게 구비되는 클램핑로드;와, 상기 클램핑로드에 연결되어 상기 안착대 상에서 이동하고, 상기 제1,2 모재에 접촉하여 상기 제1 모재를 가압하는 클램핑블럭; 및 상기 안착대의 상기 절곡연장부를 관통하여 상기 클램핑로드를 상기 안착대에 고정시키는 클램핑볼트;를 포함하되, 상기 클램핑블럭은, 상기 이동유닛이 상기 안착대를 상기 클램핑블럭 방향으로 회전시킬 때 또는 회전시킨 이후에 상기 제2 모재를 고정하여 상기 제2 모재가 상기 안착대 외부로 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

Description

용접장치{APPARATUS TO WELDING}

본 발명은 용접장치에 관한 것이다.

일반적인 고강도 강판의 용접부 품질은 십자인장강도(CTS, Cross Tension Strength)시험으로 평가될 수 있다.

십자인장강도 시험의 시편은 도 1에서 보이듯이 동일한 강판으로 구비되는 제1 모재(1)와 제2 모재(2)를 크로스되게 적층하고, 제1 모재(1)와 제2 모재(2)의 접촉부를 용접툴(3)에 의해 아크용접하여 얻을 수 있으며, 제1 모재(1)와 제2 모재(2)의 접촉부에는 용접부(5)가 생성된다.

이렇게 얻어진 시편의 용접부 품질을 인증 또는 평가하기 위하여 시편의 박리 방향으로 십자인장 시험을 행함으로써 용접부의 품질을 평가할 수 있게 된다.

그런데, 제1 모재(1)와 제2 모재(2)의 용접부를 생성할 때에는 모재끼리 적층된 상태를 유지해야 하고, 제1 모재(1)와 제2 모재(2)가 용접툴(3)의 하부에서 일정각도를 유지할 수 있어야 한다.

따라서 종래에는 제1 모재(1)의 하부에 적정수량의 받침대(4)를 받쳐두고 용접을 실시하였는데 이와 같은 방법으로는 균일한 용접부를 얻을 수 없고, 작업자가 용접툴을 돌려가며 용접해야 하므로 작업의 능률이 저하된다는 문제가 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0054604호(2016.05.16)

본 발명은 용접 모재들의 적층 및 지지를 용이하게 하고, 용접작업의 능률을 향상시킬 수 있는 용접장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 용접 모재들을 신속하게 고정하고, 용접부의 각도를 용이하게 제어할 수 있는 용접장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

바람직하게, 상기 이동유닛은, 지지플레이트;와, 회전축이 상기 지지플레이트에 연결되어 회전하게 구비되는 제1 기어와, 상기 제1 기어의 기어 이와 상기 안착대를 연결하는 연결브라켓부재;와, 상기 지지플레이트 상에서 상기 제1 기어의 기어 이와 맞물리는 제2 기어; 및 상기 제2 기어에 연결되어 상기 제2 기어를 이동시키는 기어구동수단;을 포함하되, 상기 제2 기어의 이동에 의해 상기 제1 기어가 회전하게 구비될 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 제1 기어는, 상기 회전축이 상기 지지플레이트에 베어링에 의해 연결되는 피니언기어이고, 상기 제2 기어는, 상기 피니언기어의 기어 이에 맞물리는 랙 기어이며, 상기 기어구동수단은, 피스톤로드가 상기 랙 기어에 연결되는 실린더부재일 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 클램핑블럭은, 제1 면이 상기 제1 모재에 접촉하여 상기 제1 모재를 중력방향으로 가압하고, 상기 제1 면에 연결되는 제2 면이 상기 이동유닛이 상기 안착대를 회전시킬 시 또는 회전시킨 이후에 상기 제2 모재에 접촉할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 클램핑블럭은, 상기 제2 면의 높이가 상기 제2 모재의 두께보다 높을 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 클램핑로드는, 상기 클램핑볼트가 삽입되며, 상기 클램핑볼트의 나사산과 맞물리는 나사홈을 구비하는 고정구;가 길이방향으로 복수개 구비될 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 클램핑유닛은, 상기 클램핑로드에 연결되어 상기 안착대 외부에 배치되는 손잡이부재;를 더 포함할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 클램핑블럭은, 상기 안착대에 구비되는 상기 안착홈 모두에 대면하게 상기 안착대 상에서 일정길이 연장될 수 있다.

삭제

본 발명에 따르면 용접작업의 능률이 향상되고, 모재들의 고정작업 및 용접작업을 신속하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 용접부의 품질을 향상시킬 수 있고, 용접작업에 소요되는 비용 및 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 시편 용접장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 용접장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 용접장치의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 용접장치의 부분 단면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 용접장치의 부분 단면 및 작동 상태도이다.

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.

먼저, 도 2에서 보이듯이, 본 발명에 따른 용접장치(100)는 용접툴(110)과, 제1 모재가 안착되는 안착홈(121)을 적어도 하나 구비하는 안착대(120)와, 상기 안착대에 구비되어 상기 제1 모재와 상기 제1 모재에 적층되는 제2 모재를 고정하는 클램핑유닛(130) 및 상기 안착대(120)에 연결되어 상기 안착대(120)를 상기 용접툴(110)에 대하여 일정각도 회전시키는 이동유닛(140)을 포함할 수 있다.

안착대(120)는 안착홈(121)에 대하여 수직방향으로 절곡되어 연장되는 절곡연장부(122)를 포함할 수 있고, 상기 안착대(120)에 마련되는 안착홈(121)은 상기 안착대(120)의 폭방향으로 복수개가 마련되어 제1 안착홈(121a), 제2 안착홈(121b) 및 제3 안착홈(121c)으로 마련될 수 있다.

다만, 안착홈(121)의 개수는 반드시 본 발명에 의해 한정되는 것은 아니며 작업의 특성, 모재의 규격 등을 고려하여 당업자에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있는 사항이다.

안착대(120)의 하부에 배치되는 이동유닛(140)은 적절한 위치에 바닥면이 고정되는 지지플레이트(141)와, 회전축(142a)이 상기 지지플레이트에 연결되어 회전하게 구비되는 제1 기어(142)와, 상기 제1 기어(142)의 기어 이와 상기 안착대(120)의 바닥면을 연결하는 연결브라켓부재(도 3의 143)와, 상기 지지플레이트 상에서 상기 제1 기어의 기어 이와 맞물리는 제2 기어(144) 및 상기 제2 기어에 연결되어 상기 제2 기어를 이동시키는 기어구동수단(145)을 포함할 수 있다.

상기 기어구동수단(145)으로부터 구동력을 제공받아 이동하는 제2 기어(144)의 이동에 의해 상기 제1 기어(142)의 기어 이 및 회전축(142a)이 일정각도 회전하게 구비될 수 있다.

이때, 상기 회전축(142a)은 베어링(미도시)에 의해 지지플레이트(141)에 연결될 수 있다. 또한, 지지플레이트(141)는 바닥면에 지지홈(141a)을 포함한다. 지지홈(141a)은 제2 기어(144)의 하부에 배치될 수 있으며, 상기 지지홈(141a)에 따르면 제2 기어(144)의 바닥면과 지지플레이트(141)의 접촉을 방지할 수 있어 제2 기어(144)의 반복적인 이동에도 지지플레이트(141) 및 제2 기어(144)의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

바람직하게, 상기 제1 기어(142)는 피니언 기어로 구비될 수 있고, 상기 제2 기어(144)는 상기 제1 기어의 이에 맞물리는 랙 기어로 구비될 수 있다. 다만, 이는 반드시 본 발명에 의해 한정되는 것이 아니며, 직선이동과 회전이동을 구현할 수 있는 적절한 기어수단으로 대체되어 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 제2 기어는 직선이동함으로써 이가 맞물린 제1 기어를 일정각도 회전시키도록 구비된다. 바람직하게는 도 3에서 보이듯이, 제2 기어가 실린더부재(148)에 연결될 수 있다. 즉, 실린더부재(148)는 제2 기어를 직선이동시키는 구동력을 제공하며, 실린더몸체(146) 및 피스톤로드(147)가 지지플레이트(141)에 위치할 수 있다.

그리고, 상기 피스톤로드(147)의 단부는 제2 기어에 연결되며, 상기 피스톤로드(147)가 유압 또는 공압에 의해 신장 또는 수축하면서 제2 기어를 이동시키도록 구비될 수 있다.

한편, 클램핑유닛(130)은 안착대(120)의 절곡연장부(122)를 관통하며, 안착홈(121)에 평행한 방향으로 이동하게 구비되는 클램핑로드(131)와, 상기 클램핑로드(131)에 연결되어 상기 안착대(120) 상에서 이동하고, 상기 제1 모재 및 상기 제2 모재 중 적어도 하나에 접촉하는 클램핑블럭(132) 및 상기 안착대의 상기 절곡연장부(122)를 관통하여 상기 클램핑로드(131)를 상기 안착대에 고정시키는 클램핑볼트(133)를 포함할 수 있다.

구체적으로 도 4 내지 도 6에서 보이듯이, 클램핑블럭(132)은 제1 면(132a)이 상기 제1 모재(1)에 접촉하여 상기 제1 모재(1)를 중력방향으로 가압하고, 상기 제1 면(132a)에 연결되는 제2 면(132b)이 상기 실린더부재(148)가 상기 안착대(120)를 회전시킬 시 또는 회전시킨 이후에 상기 제2 모재(도 6의 2)에 접촉할 수 있다.

클램핑블럭(132)의 제1 면(132a)은 제1 모재(1)가 안착홈(121) 내부에서 이탈하는 것을 방지하며, 이때, 안착홈(121)이 제1 모재(1)와 억지끼워맞춤 공차를 갖도록 구비하면 제1 모재(1)를 더욱 효과적으로 안착홈(121) 내부에 고정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 클램핑블럭(132)의 제2 면(132b)은 제1 면과(132a)과 연결되면서 제1 면과 수직한 면으로서, 제1 기어(142)가 회전하여 안착대(120)가 회전할 시에, 제1 모재(1) 상에 적층된 제2 모재(2)와 접촉하고, 안착대(120)가 클램핑블럭(132) 방향으로 회전할 때, 상기 제2 모재(2)가 안착대(120) 외부로 낙하하는 것을 방지하는 효과가 있다.

이때, 클램핑블럭(132)의 제2 면(132b)의 높이를 제2 모재(2)의 보다 높게 하면 제2 모재(2)의 외부로의 낙하를 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 상기 클램핑블럭(132)의 적어도 제1,2 면(132a,132b)에 완충부재(미도시)를 구비하여 제1,2 모재(1,2)와 접촉하도록 하면 제1,2 모재(1,2)의 표면 손상을 방지할 수 있는 효과가 있으나, 이는 반드시 본 발명에 의해 한정되는 것이 아니고 당업자에 의해 적절히 선택되어 적용될 수 있는 사항이다.

한편, 상기 클램핑로드(131)는 클램핑볼트(133)의 몸체부 특히, 나사산(133a)을 구비하는 몸체부가 삽입되는 고정구(131a)를 포함할 수 있다.

상기 고정구(131a)는 클램핑로드(131)의 길이방향으로 복수개 구비될 수 있고, 제1,2 모재(1,2)의 규격에 따라 적절한 개수가 채택되어 적용될 수 있다.

그리고, 상기 고정구(131a)의 내면에는 상기 클램핑볼트(133)의 나사산(133a)과 맞물리는 나사홈(미도시)이 구비될 수 있다. 이와 같이 나사산과 나사홈에 의한 결합을 구현함으로써, 클램핑볼트(133)와 클램핑로드(131)의 결합력을 증가시킬 수 있고, 제1,2 모재를 클램핑하는 힘을 더욱 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 바람직하게, 상기 클램핑유닛(130)은, 클램핑로드(131)에 연결되어 안착대 (120) 외부에 배치되는 손잡이부재(134)를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 손잡이부재(134)에 따르면 클램핑로드(131)를 더욱 용이하게 삽입 또는 이동시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 안착대(120) 상에 안착홈(121)이 복수개 구비되는 경우와, 제1,2 모재(1,2)의 폭이 큰 경우에는 클램핑블럭(132)을 더욱 크게 구비하여 제1,2 모재(1,2)의 고정을 용이하게 할 수 있다.

즉, 클램핑블럭(132)의 길이와 안착대(120)의 길이를 같게 하거나, 적어도 상기 클램핑블럭(132)이 안착대(120)에 존재하는 안착홈(121) 모두와 대면할 수 있도록 그 길이를 충분히 길게 하는 것이 제1,2 모재(1,2)의 고정에 더욱 유리할 수 있다.

한편, 도 7 및 도 8에는 본 발명에 따른 용접장치의 작동상태도가 도시되어 있다.

도 7에는 피스톤로드(147)가 신장되면서 제2 기어(144)가 제1 기어(142)를 시계방향으로 회전시킨 상태가 도시되어 있다. 이때, 피스톤로드(147)가 신장되는 길이를 조절함으로써 제1 기어(142)가 시계방향으로 회전하는 각도를 제어할 수 있다.

따라서, 작업자는 용접작업을 수행할 때, 제1 모재(1)를 안착홈에 삽입하고, 클램핑블럭(132)이 제1 모재(1)에 접촉하도록 한 상태에서 클램핑볼트(133)를 삽입하여 고정한 뒤, 그 위에 제2 모재(2)를 적층한다.

그리고, 피스톤로드(147)를 신장시켜 제1 기어(142)가 안착대(120)를 시계방향으로 회전하도록 한 상태에서 용접툴(110)로 제1,2 모재(1,2)의 용접을 실시한다.

그리고, 도 8에서 보이듯이, 제1 용접부(10)의 형성이 완료되면 피스톤로드(147)를 수축시켜 제2 기어(144)를 이동시키고 제1 기어(142)를 반시계방향으로 회전시킨다. 이때, 제1 용접부(10)가 형성된 제1,2 모재(1,2)는 서로 분리되지 않는다.

따라서, 이와 같은 상태에서 용접을 실시하여 제1,2 모재(1,2)에 제2 용접부(20)를 마저 형성할 수 있게 된다.

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 모재 2 : 제2 모재
10 : 제1 용접부 20 : 제2 용접부
100 : 용접장치 110 : 용접툴
120 : 안착대 130 : 클램핑유닛
140 : 이동유닛

Claims

용접툴;
제1 모재가 안착되고, 상기 제1 모재가 삽입되는 안착홈을 적어도 하나 구비하는 안착대;
상기 안착대에 구비되어 상기 제1 모재와 상기 제1 모재에 적층되는 제2 모재를 고정하는 클램핑유닛; 및
상기 안착대에 연결되어 상기 안착대를 상기 용접툴에 대하여 일정각도 회전시키는 이동유닛;을 포함하고,
상기 안착대는,
상기 안착홈에 수직한 방향으로 절곡되어 연장되는 절곡연장부;를 구비하고,
상기 클램핑유닛은,
상기 절곡연장부를 관통하며, 상기 안착홈에 평행한 방향으로 이동하게 구비되는 클램핑로드;
상기 클램핑로드에 연결되어 상기 안착대 상에서 이동하고, 상기 제1,2 모재에 접촉하여 상기 제1 모재를 가압하는 클램핑블럭; 및
상기 안착대의 상기 절곡연장부를 관통하여 상기 클램핑로드를 상기 안착대에 고정시키는 클램핑볼트;를 포함하되,
상기 클램핑블럭은, 상기 이동유닛이 상기 안착대를 상기 클램핑블럭 방향으로 회전시킬 때 또는 회전시킨 이후에 상기 제2 모재를 고정하여 상기 제2 모재가 상기 안착대 외부로 낙하하는 것을 방지하는 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 이동유닛은,
지지플레이트;
회전축이 상기 지지플레이트에 연결되어 회전하게 구비되는 제1 기어;
상기 제1 기어의 기어 이와 상기 안착대를 연결하는 연결브라켓부재;
상기 지지플레이트 상에서 상기 제1 기어의 기어 이와 맞물리는 제2 기어; 및
상기 제2 기어에 연결되어 상기 제2 기어를 이동시키는 기어구동수단;을 포함하되,
상기 제2 기어의 이동에 의해 상기 제1 기어가 회전하게 구비되는 것을 특징으로 하는 용접장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 기어는,
상기 회전축이 상기 지지플레이트에 베어링에 의해 연결되는 피니언기어이고,
상기 제2 기어는,
상기 피니언기어의 기어 이에 맞물리는 랙 기어이며,
상기 기어구동수단은,
피스톤로드가 상기 랙 기어에 연결되는 실린더부재인 것을 특징으로 하는 용접장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 클램핑블럭은,
제1 면이 상기 제1 모재에 접촉하여 상기 제1 모재를 중력방향으로 가압하고,
상기 제1 면에 연결되는 제2 면이 상기 이동유닛이 상기 안착대를 회전시킬 시 또는 회전시킨 이후에 상기 제2 모재에 접촉하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
제5항에 있어서,
상기 클램핑블럭은,
상기 제2 면의 높이가 상기 제2 모재의 두께보다 높은 것을 특징으로 하는 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 클램핑로드는,
상기 클램핑볼트가 삽입되며, 상기 클램핑볼트의 나사산과 맞물리는 나사홈을 구비하는 고정구;가 길이방향으로 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 클램핑유닛은,
상기 클램핑로드에 연결되어 상기 안착대 외부에 배치되는 손잡이부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
제6항에 있어서,
상기 클램핑블럭은,
상기 안착대에 구비되는 상기 안착홈 모두에 대면하게 상기 안착대 상에서 일정길이 연장되는 것을 특징으로 하는 용접장치.