KR102176173B1

KR102176173B1 - 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기

Info

Publication number: KR102176173B1
Application number: KR1020200033064A
Authority: KR
Inventors: 최화순
Original assignee: 최화순
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2020-11-09

Abstract

본 발명은 이웃한 두 개의 프로파일이 마주하는 양단을 용융하여 하나로 용접한 다음 끌로 긁어낸 뒤에, 프로파일에 가해진 힘을 제거함과 동시에 다시 가압함으로써, 끌로 생긴 음각 라인을 메워 용접 라인을 최소화하여 품질을 높일 수 있다. 이때, 본 발명은 실질적으로 프로파일을 용접할 때 사용하는 클램핑 수단을 이송하거나 이 클램핑 수단으로 고정한 프로파일을 가압하여 용접 라인을 최소화할 수 있게 구성함으로써, 추가하는 구성을 최소화하면서도 품질을 한층 더 높일 수 있다. 또한, 본 발명은 용접한 뒤에 다시 가압하여 용접라인을 최소화할 때 사용하는 액추에이터를 서보 모터로 이용함으로써, 가압하는 거리를 정밀하게 제어할 수 있어 원하는 거리만큼 정확하게 이송하게 하여 용접 라인을 최소화하여 품질을 높일 수 있다.

Description

용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기{DOOR AND WINDOWS WELDING MACHINE TO MINIMIZE WELDING LINE}

본 발명은 창호용 용접기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 마주하는 두 개의 프로파일 양단을 용융하여 용접함에 따라 생긴 비드(Bead)를 제거할 때 생긴 음각 라인을, 프로파일에 가한 힘을 제거하면서 다시 프로파일을 가압하여 이 음각 라인을 메울 수 있게 구성함으로써, 창호를 용접할 때 생기는 용접 라인을 최소화할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 PVC로 제작하는 창호(Windows and Doors)는 서로 이웃하여 서로 마주하는 양단을 용융하여 일체로 부착한다. 이때, 이처럼 두 개의 이웃한 프로파일을 융착할 때는, 아래의 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)과 같이, 다양한 용접 장치를 이용한다.

(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1765362호

창호 프레임 열 융착장치에 관한 것으로, 창호 제작을 위한 창틀 골재의 장착이 쉬우면서 제작된 창호의 배출이 용이하며, 기존의 열 융착장치보다 작은 창호를 제작할 수 있는 창호 프레임 열 융착장치에 관한 것이다. 이러한 창호 프레임 열 융착장치는, 바닥면에 고정 설치되고 상부에 수평방향으로 평행하게 제1레일이 설치된 메인프레임과; 상부에 길이방향으로 제2레일이 설치되어 상기 제1레일의 일단에서 직교되는 방향으로 고정설치되는 고정프레임과; 상부에 길이방향으로 제3레일이 설치되어 상기 고정프레임과 수평방향으로 평행하게 이격 설치되고 상기 제1레일 상에서 모터동력을 전달받아 회전되는 이송수단에 의해 상기 제1레일을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 이동프레임과; 상기 고정프레임의 일단에 고정 설치되는 제1팔레트와; 상기 이동프레임의 일단에 고정 설치되는 제2팔레트와; 상기 제1팔레트와 소정간격 이격 설치되고, 상기 제2레일 상에서 모터동력을 전달받아 회전되는 이송수단에 의해 상기 제2레일을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 제3팔레트와; 상기 제2팔레트와 소정간격 이격 설치되고, 상기 제3레일 상에서 모터동력을 전달받아 회전되는 이송수단에 의해 상기 제3레일을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 제4팔레트와; 상기 각 팔레트의 상부에서 직각 형태로 인접 대향되게 설치되고, 작동실린더의 작동에 의해서 슬라이드 가능하게 설치되는 플레이트와; 상기 각각의 플레이트에 설치되어 실린더의 작동에 의해 전후방향으로 슬라이드 가능하게 설치된 클램프조립부와; 상기 각각의 클램프조립부에 장착되는 클램프와; 상기 각각의 팔레트에 장착되어 상기 각각의 플레이트에 의해 직각 형태로 인접 대향되는 상기 클램프와 클램프 사이로 하부에서 실린더의 작동에 의해 직립작동 가능하게 설치되는 기준편과; 상기 플레이트에 장착되어 상기 각각의 플레이트에 의해 직각 형태로 인접 대향되는 상기 클램프와 클램프 사이로 실린더에 의해 왕복작동이 가능하게 설치되는 히팅부 및 상하부비드제거부와; 상기 클램프의 일측에 장착되어 실린더에 의해 직립작동 가능하게 설치되는 모서리비드제거부와; 상기 고정프레임와 상기 이동프레임이 서로 대향되는 내면에 설치되어 실린더의 작동에 의해 직립작동 가능하게 설치되는 컨베이어부와; 상기 각각의 구성요소를 제어하는 제어부; 를 포함하여 이루어지되, 상기 플레이트는, 상부에서 보았을 때, 상기 고정프레임의 일단에 인접하는 상기 플레이트를 기준으로 시계반향으로 제1플레이트, 제2플레이트, 제3플레이트, 제4플레이트, 제5플레이트, 제6플레이트, 제7플레이트, 제8플레이트로 이루어지며, 상기 제2플레이트, 상기 제3플레이트, 상기 제6플레이트 및 상기 제7플레이트는 상기 고정프레임 및 상기 이동프레임과 직교되는 방향으로 상기 실린더에 의해 슬라이드 이동되며, 상기 제1플레이트, 상기 제4플레이트, 상기 제5플레이트 및 상기 제8플레이트는 실린더에 의해 상기 고정프레임 및 상기 이동프레임의 길이방향을 기준으로 경사진 각도로 슬라이드 이동되는 것을 특징으로 한다.

(특허문헌 2) 한국등록특허 제10-2033815호

하나의 열 융착장치를 이용하여 한 번에 두 개의 창틀을 제조할 수 있도록 함으로써 생산효율을 향상시킬 수 있으며, 프로파일의 접합면 부위에 용융된 합성수지가 외부로 돌출되어 비드(bead)가 형성되는 것을 방지해줌으로써 말끔한 외관의 제품을 구현할 수 있도록 한 창호 프레임 제조용 열 융착장치에 관한 것이다. 이를 실현하기 위한 구성은, 한 번에 두 개의 창틀을 제조할 수 있도록 한 창호 프레임 제조용 열 융착장치에서, 창틀 제조용 프로파일의 접합면을 기준으로 모서리부 양측을 각각 지지할 수 있도록 분할형성되되 복층구조로 설치되며, 액추에이터에 의해 양측으로 확장 또는 오므림 조작 가능하게 설치되는 본체부; 상기 본체부 상에 배치된 복수의 프로파일을 각각 고정해주는 클램핑부; 상기 클램핑부에 고정된 프로파일의 접합면 상, 하측 테두리에 단턱홈부를 대향되게 형성해주는 밀링부; 상기 본체부의 일측에 설치되며, 상기 클램핑부에 각각 고정된 프로파일의 접합면 사이에 열판을 선택적으로 위치시켜 상기 접합면을 가열 용융시켜주는 열판가열부; 및 상기 열판가열부에 의해 가열 용융된 프로파일의 접합 시 상기 복층으로 배치된 프로파일의 상면과 저면에 각각 가압 밀착되어 상기 접합면의 용융된 합성수지를 단턱홈부 내에 충진시켜주는 누름지그부;를 포함한다.

(특허문헌 3) 한국공개특허 제10-2020-0005247호

창호 프레임의 프로파일 접합면에 돌출되는 비드를 최소화하고 그 비드를 수용하는 프로파일의 단턱홈부를 프로파일의 가상 접합면에 위치 맞춤하여 높은 정밀도로 형성할 수 있는 커팅 유닛을 구비하는 창호 프레임 가공용 열 융착장치를 제공한다. 창호 프레임 가공용 열 융착장치는, 테이블 상에 설치되고, 프로파일의 단부를 서로 직각으로 지지하여 그 프로파일의 단부를 당접시키거나 소정 간격 이격시키도록 고정하는 프로파일 고정틀 및 프로파일 이동틀과, 상기 프로파일 고정틀 및 프로파일 이동틀 사이로 진퇴하여 상기 프로파일 고정틀 및 프로파일 이동틀에 지지된 각 프로파일의 가접합부를 정렬하는 가이드판과, 상기 가이드판에 의하여 정렬된 프로파일의 가접합부가 서로 당접된 위치에서 그 당접 라인을 따라 상기 각 프로파일 단부를 소정 폭 및 깊이로 절삭하는 커팅 유닛과, 상기 프로파일 고정틀 및 프로파일 이동틀 사이로 진퇴하여 상기 단부가 커팅된 각 프로파일의 가접합면을 융착하는 가열판을 구비한다.

하지만, 이러한 기존의 용접장치로 창호를 제작하면 다음과 같은 문제가 발생한다.

(1) 창호를 구성하는 이웃한 두 개의 프로파일이 서로 접하는 면에 넓은 폭의 용접 라인이 생겨 창호의 품질을 떨어뜨린다.

(2) 즉, 이웃한 두 개의 프로파일이 서로 마주하는 양단을 열판으로 용융한 다음 강제로 압착하여 접합하므로, 접합하는 면에는 비드(Bead)가 생긴다. 그리고 이처럼 생긴 비드는 끌을 이용하여 긁어냄에 따라 음각의 선(용접 라인)이 생긴다.

(3) 이때, 용접 라인은 너무 깊지 않게 긁어내면 프로파일의 접합 면 주변에 비드가 그대로 남아 있어 미관과 품질을 해친다. 또한, 이처럼 남아 있는 비드는 다시 후가공을 통해 긁어내야 하므로 작업 시간이 길어질 뿐만 아니라 제조비용이 늘어나게 된다.

(4) 이에, 끌로 긁어낼 때 조금 깊게 비드를 제거함에 따라 비드는 거의 완벽하게 긁어낼 수 있으나, 끌 끝이 프로파일의 접합한 면 안까지 긁어내게 되어 용접 라인이 외부에서 보이게 된다.

(5) 따라서, 이웃한 두 개의 프로파일을 용접할 때는 용접하는 면에 생기는 용접 라인의 폭을 최소화해야 후가공 없이 한 번에 작업을 끝낼 수 있게 된다.

한국등록특허 제10-1765362호 (등록일: 2017.07.31) 한국등록특허 제10-2033815호 (등록일: 2019.10.11) 한국공개특허 제10-2020-0005247호 (공개일: 2020.01.15)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 이웃한 두 개의 프로파일이 마주하는 양단을 용융하여 하나로 용접한 다음 끌로 긁어낸 뒤에, 프로파일에 가해진 힘을 제거함과 동시에 다시 가압함으로써, 끌로 생긴 음각 라인을 메워 용접 라인을 최소화하여 품질을 높일 수 있게 한 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이때, 본 발명은 실질적으로 프로파일을 용접할 때 사용하는 클램핑 수단을 이송하거나 이 클램핑 수단으로 고정한 프로파일을 가압하여 용접 라인을 최소화할 수 있게 구성함으로써, 추가하는 구성을 최소화하면서도 품질을 한층 더 높일 수 있게 한 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 이처럼 용접한 뒤에 다시 가압하여 용접라인을 최소화할 때 사용하는 액추에이터를 서보 모터로 이용함으로써, 가압하는 거리를 정밀하게 제어할 수 있어 원하는 거리만큼 정확하게 이송하게 하여 용접 라인을 최소화하여 품질을 더욱더 높일 수 있게 한 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기는, 서로 나란하게 설치한 적어도 두 개의 가이드(100); 상기 가이드(100)의 한쪽에 교차하게 고정한 고정 작업대(200'); 상기 고정 작업대(200')와 나란하게 설치하고 제1 액추에이터(210)의 구동으로 상기 가이드(100)의 안내를 받아 상기 고정 작업대(200')와 마주하여 움직이는 이동 작업대(200"); 상기 고정 작업대(200')와 이동 작업대(200")의 한쪽에 서로 마주하는 위치에 장착하고, 위에 올려놓은 두 개의 프로파일을 고정하여 마주하는 면을 용융·융착하게 하는 고정식 클램핑 수단(300'); 상기 고정 작업대(200')와 이동 작업대(200")에 각각 하나씩 장착하고, 제2 액추에이터(310)의 구동으로 상기 고정 작업대(200')와 이동 작업대(200")의 길이 방향을 따라 상기 고정식 클램핑 수단(300")과 마주하여 움직이며, 위에 올려놓은 두 개의 프로파일을 고정하여 마주하는 면을 용융·융착하게 하는 두 개의 이동식 클램핑 수단(300"); 및 제어기를 포함하되;, 상기 제어기는, (1) 상기 두 개의 고정식 클램핑 수단(300')과 두 개의 이동식 클램핑 수단(300") 사이에 놓인 프로파일(P', P")의 접하는 면을 용융시키고, (2) 상기 제1 액추에이터(210)와 상기 제2 액추에이터(310)를 작동하여 이웃한 프로파일(P', P")의 용융한 면이 서로 용착하게 하고, (3) 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")의 접합 면을 끌(360)로 깎아 낸 다음, (4) 상기 고정 클램프 수단(300')과 상기 이동식 클램핑 수단(300")이 동시에 프로파일(P', P")에 가했던 압력을 제거하고, (5) 동시에, 상기 고정 클램프 수단(300')과 상기 이동식 클램핑 수단(300")을 이동시켜서 끌(360)로 생긴 음각 라인을 메우면서 동시 다시 고정 클램프 수단(300')과 상기 이동식 클램핑 수단(300")으로 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")을 고정하게 하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 고정 클램프 수단(300')은, 상기 고정 작업대(200')와 이동 작업대(300")에 각각 장착한 베이스(320); 상기 베이스(320)에 장착한 제3 액추에이터(321) 구동으로 서로 직교하게 움직이는 두 개의 작동 블록(322)에 각각 장착하여 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")의 끝 부분을 지지하는 하부 칼판(330); 상기 작동 블록(322)에 장착한 제4 액추에이터(341)의 구동으로 상기 하부 칼판(330)과 마주하여 움직이는 상부 칼판(340); 상기 하부 칼판(330)과 상부 칼판(340) 사이에 위치할 수 있게 진퇴 작용할 수 있도록 상기 베이스(320)에 장착하여 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")을 용융하는 열판(350); 및 상기 두 개의 하부 칼판(330) 사이와 두 개의 상부 칼판(340) 사이에서 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")의 용접 라인을 제거할 수 있게 상기 베이스(320)에 장착하는 끌(360);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동식 클램핑 수단(300")은, 상기 고정 작업대(200')와 이동 작업대(300")에 장착한 제2 액추에이터(310)의 구동으로 움직이는 베이스(320); 상기 베이스(320)에 장착한 제3 액추에이터(321) 구동으로 서로 직교하게 움직이는 두 개의 작동 블록(322)에 각각 장착하여 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")의 끝 부분을 지지하는 하부 칼판(330); 상기 작동 블록(322)에 장착한 제4 액추에이터(341)의 구동으로 상기 하부 칼판(330)과 마주하여 움직이는 상부 칼판(340); 상기 하부 칼판(330)과 상부 칼판(340) 사이에 위치할 수 있게 진퇴 작용할 수 있도록 상기 베이스(320)에 장착하여 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")을 용융하는 열판(350); 및 상기 두 개의 하부 칼판(330) 사이와 두 개의 상부 칼판(340) 사이에서 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")의 용접 라인을 제거할 수 있게 상기 베이스(320)에 장착하는 끌(360);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제어기는, 상기 (4)에서, 전자압력계를 사용하여 프로파일(P', P")에 가해진 힘이 0㎏/㎠일 때까지 가하는 힘을 제거하게 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 내지 제4 액추에이터(210, 310, 321, 341)는, 각각 서보 모터나 엔코더를 포함하는 모터를 구동하는 스크루, 벨트나 체인으로 구동하거나, 에어실린더로 구동하게 구성한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 고정 클램프 수단(300')과 상기 이동식 클램핑 수단(300")에는, 상기 (4)에서 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")을 서로 밀착하게 밀어주는 제5 액추에이터(370)를 갖춘 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 제어기는, 상기 (5)의 음각 라인을 메울 때 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")이 0.1~3㎜만큼 움직이게 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 이웃한 두 개의 프로파일을 하나로 용접한 다음 품질 개선을 위해 용접한 선을 따라 끌로 긁어서 비드를 제거해서 생긴 용접라인을, 다시 프로파일을 가압함에 따라 최소화할 수 있어 창호의 품질을 한층 더 높일 수 있다.

(2) 이때, 프로파일은 용접할 때 프로파일을 고정하는 클램핑 수단의 고정력을 제거한 상태에서 다시 가압하게 구성할 수도 있고, 프로파일 자체를 가압하여 용접라인을 최소화할 수도 있다.

(3) 특히, 추가하는 구성을 최소화하면서도 제어기 제어를 통해 이처럼 용접라인을 최소화할 수 있으므로, 경제적이다.

(4) 이때, 클램핑 수단을 동작하게 하는 액추에이터로 여러 가지를 이용할 수 있으나, 그 중에서 서보 모터나 엔코더 등을 이용하는 모터나 에어실린더로 이동 거리를 정확하게 제어할 수 있어 용접라인을 더욱더 최소화할 수 있다.

[도 1]은 본 발명의 [실시예 1]에 따른 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기의 전체 구성을 보여주는 평면도이다.
[도 2]는 본 발명의 [실시예 1]에 따른 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기에 창호 제작에 사용하는 프로파일을 올려놓은 상태를 보여주는 평면도이다.
[도 3]은 본 발명의 [실시예 1]에 따른 고정식 클램핑 수단의 구성을 보여주는 도면으로, (a)는 개략적으로 프로파일을 고정하는 상태를 보여주는 사시도이고, (b)는 클램핑 수단의 구성을 보여주기 위한 측면도이다.
[도 4]는 본 발명의 [실시예 1]에 따른 고정식 클램핑 수단의 구성을 보여주는 사시도이다.
[도 5] 내지 [도 8]은 본 발명의 [실시예 1]에 따른 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기로 용접하는 과정을 단계별로 보여주는 도면으로, (a)는 평면도이고, (b)는 클램핑 수단의 작동을 보여주는 측면도이다.
[도 9]는 본 발명의 [실시예 2]에 따른 고정식 클램핑 수단의 구성을 보여주는 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 한가지 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 [실시예 1]에 따른 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기는, [도 1] 내지 [도 8]과 같이, 두 개의 가이드(100), 고정 작업대(200'), 이동 작업대(200"), 고정식 클램핑 수단(300'), 이동식 클램핑 수단(300"), 그리고 제어기를 포함한다.

특히, 상기 제어기는 고정식 클램핑 수단(300')과 이동식 클램핑 수단(300")을 제어하되, 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")을 융착한 다음, 이들 프로파일(P', P")에 가하는 클램핑 수단의 압력을 없앤 상태에서 다시 프로파일(P', P")을 압착함과 동시에 클램핑 수단을 작동하여 다시 고정할 수 있게 구성함으로써, 사상 용접한 뒤에 생긴 용접라인을 최소화할 수 있게 하여 창호의 품질을 더욱더 높일 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도면부호 "P'"과 "P""은 창호 제작에 사용하는 프로파일로 이웃한 두 개의 프로파일을, "B"는 이처럼 용접한 선을 따라 형성한 비드(Bead)를 각각 나타낸다.

가. 가이드

가이드(100)는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 서로 마주하여 두 개를 설치한다. 이는, 후술할 고정 작업대(200')를 기준으로 이동 작업대(200")가 서로 마주하여 움직이면서 창호의 크기에 맞게 크기를 조절할 수 있게 안내하기 위한 것이다. 이러한 가이드(100)는 이처럼 이동 작업대(200")가 안내를 받아 움직일 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으며, 예시적으로 LM 가이드를 이용하는 것이 가장 바람직하다.

나. 고정 작업대

고정 작업대(200')는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 상술한 두 개의 가이드(100)의 한쪽에 교차하게 설치한다. 이때, 고정 작업대(200')는 가이드(100)에 직교하게 설치함으로써, 통상적으로 직각사각형 형태로 제작하는 창호를 구성하는 프로파일을 위에 올려놓고 지지할 수 있게 하기 위함이다.

다. 이동 작업대

이동 작업대(200")는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 상술한 가이드(100)의 안내를 받아 상술한 고정 작업대(200')를 향해 움직일 수 있게 장착한다.

이때, 상기 이동 작업대(200")는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 제1 액추에이터(210)를 통해 고정 작업대(200')와 마주하여 창호의 크기에 맞게 그 사이의 간격을 조절할 수 있게 구성한다. 여기서, 상기 제1 액추에이터(210)는 이동 작업대(200")가 고정 작업대(200')를 향해 움직일 수 있게 할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으나, 예시적으로, 서보 모터나 엔코더를 포함하는 모터를 구동하는 스크루, 벨트나 체인으로 구동하거나 에어실린더로 구동하는 것을 예로 들 수 있다. 이 중에서도, 서모 모터를 이용함으로써, 원하는 거리만큼 정확하게 이동하게 제어할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

라. 고정식 클램핑 수단

고정식 클램핑 수단(300')은, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 상술한 고정 작업대(200')와 이동 작업대(200")의 한쪽 끝에 고정 설치한다. 특히, 이러한 고정식 클램핑 수단(300')은 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")을 지지하고, 서로 마주하는 양단을 용융한 다음, 가압하여 하나로 용접한 뒤에 끌고 긁어서 비드(B)를 제거하고 다시 가압하여 용접라인(L)을 최소화할 수 있게 구성한다.

이러한 고정식 클램핑 수단(300')은, [도 2] 내지 [도 4]와 같이, 베이스(320), 하부 칼판(330), 상부 칼판(340), 열판(350), 그리고 끌(360)을 포함한다.

1. 베이스

베이스(320)는, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 상술한 고정 작업대(200')와 이동 작업대(300")에 각각 장착한다. 이때, 베이스(320)는 그 위에 후술할 다른 구성을 장착하게 되므로 이들 구성을 수용할 수 있는 크기로 제작한다.

특히, 상기 베이스(320)에는 서로 직교하게 움직일 수 있도록 두 개의 작동 블록(322)을 갖춘다. 이때, 작동 블록(322)은 상기 베이스(320)에 장착한 제3 액추에이터(321)를 통해 직교하게 움직이도록 설치하여, 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")의 모서리 부분을 지지할 수 있게 구성한다. 이때, 상기 제3 액추에이터(321)는 서보 모터를 통해 직선 운동할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

2. 하부 칼판

하부 칼판(330)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 상술한 각 작동 블록(322)에 하나씩 장착한다. 이때, 상기 하부 칼판(330)은 프로파일(P', P")의 끝 부분을 지지하게 되므로, 프로파일(P', P")의 끝 부분이 이루는 평면 형상으로 제작하여 이들 프로파일(P', P")의 끝 부분을 용융할 때나 용접할 때도 그 형태가 가능한 한 뭉개지는 등의 불량이 발생하지 않게 구성하는 것이 바람직하다.

3. 상부 칼판

상부 칼판(340)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 상술한 하부 칼판(330)과 같은 형태로 제작한 것이나, 이 하부 칼판(330)과 마주하여 움직일 수 있도록 상기 작동 블록(322)에 제4 액추에이터(341)로 동작하게 장착한 점에서 차이가 있다, 이러한 상부 칼판(340)은 상기 하부 칼판(330)에 올려놓은 프로파일(P', P")을 위에서 눌러서 고정할 때 사용한다. 이에, 상부 칼판(340)에 관한 상세한 설명은 생략하며, 이때 상기 제4 액추에이터(341)는 제1 액추에이터(210)와 마찬가지로 직선 운동하게 하는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으나 서보 모터를 이용하는 것이 가장 바람직하다.

4. 열판

열판(350)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 상술한 하부 칼판(330)과 상부 칼판(340) 사이에 위치하여 이들 칼판 사이에 고정한 두 개의 프로파일(P', P")의 서로 마주하는 양단을 용융하기 위한 판이다. 이때, 상기 열판(350)은 상기 베이스(320)에 장착하고, 이처럼 용융할 때만 이들 칼판 사이에 위치하고, 용융 후에는 이들 칼판 사이에서 이탈하여 용융한 두 개의 프로파일(P', P")을 용접할 수 있게 한다. 이러한 열판(350)의 구성은 통상의 기술로 제작한 것을 사용한다.

5. 끌

끌(350)은, [도 5] 및 [도 6]과 같이, 상술한 열판(350)으로 용융한 두 개의 프로파일(P', P")을 일체로 접합함에 따라 용접라인 위로 비드(B)를 제거하기 위한 툴이다. 이러한 끌(350)은 상술한 베이스(320)에 장착하되, 쌍으로 이루어진 상술한 하부 칼판(330)과 쌍으로 이루어진 상부 칼판(340) 사이에 각각 하나씩 장착하여 비드(B)를 제거함에 따라 용접라인이 만들어지게 구성한다. 이러한 끌(350)은 본 발명이 속한 기술분야에서 사용하는 통상의 기술을 그대로 이용한다.

마. 이동식 클램핑 수단

이동식 클램핑 수단(300")은 상술한 고정식 클램핑 수단(300')과 같은 구성이나, , [도 1] 및 [도 2]와 같이, 상술한 베이스(320)를 움직일 수 있게 구성한 점에서 차이가 있다. 이에, 여기서는 상술한 고정식 클램핑 수단(300')과 같은 구성에 관해서는 상세한 설명을 생략하고, 베이스(320)와 이를 작동하게 하는 제2 액추에이터(310)를 중심으로 설명한다.

즉, 상기 제2 액추에이터(310)는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 상술한 고정 작업대(200')와 이동 작업대(200")에 각각 장착하고, 상술한 베이스(320)가 이들 고정 작업대(200')와 이동 작업대(200")에 고정된 고정식 클램핑 수단(300')을 향해 움직일 수 있도록 구성한 것이다.

따라서, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 상기 2개의 고정식 클램핑 수단(300')은 상기 고정 작업대(200')와 이동 작업대(200") 사이의 간격을 통해서, 그리고 상기 2개의 이동식 클램핑 수단(300")은 상기 제2 액추에이터(310)의 작동으로 고정식 클램핑 수단(300')과의 사이 간격을 조절할 수 있게 된다.

바. 제어기

제어기의 제어에 관해서는, [도 4] 내지 [도 8]를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

우선, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 두 개의 고정식 클램핑 수단(300')과 두 개의 이동식 클램핑 수단(300") 위에 올려놓은 이웃한 두 개의 프로파일(P', P") 사이에 열판(340)이 위치하게 하여 프로파일(P', P")의 서로 마주하는 면을 용융한 다음, 제3 액추에이터(321)를 작동시켜서 이들 고정식과 이동식 클램핑 수단(300', 300")이 프로파일(P', P")을 가압한다. 이에, 프로파일(P', P")이 서로 접합하여 생긴 선 부분(용접라인)에는 비드(Bead)(B)가 밖으로 돌출하게 형성한다.

이어, [도 6]과 같이, 상기 끌(360)이 비드(B)가 생긴 용접라인을 따라가면서 비드(B)를 깎아내게 한다. 이때, 끌(360)은 깊이가 깊지 않으면 비드(B)가 용접라인을 따라서 남아있을 수 있게 되므로, 끝 부분의 가장자리가 프로파일(P', P")의 표면 안까지 들어가되 가능한 한 깊지 않게 용접라인을 따라가면서 비드(B)를 깎아내게 하는 것이 바람직하다.

그 다음으로, [도 7]과 같이, 상기 제4 액추에이터(341)를 작동하여 프로파일(P', P")에 힘이 가해지지 않게 한다. 이는, 상기 고정 클램프 수단(300')과 상기 이동식 클램핑 수단(300")이 마찰 등으로 압착할 때 균일한 힘으로 압착하지 못하게 되므로, 후술하는 바와 같이 프로파일(P', P")을 순간적으로 다시 가압하여 용접라인을 최소화할 때 이들 클램핑 수단에 의해 생길 수 있는 마찰을 최소화할 수 있게 하기 위함이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제4 액추에이터(341)로 가압했던 힘을 제거할 때는 프로파일(P', P")에 가해지는 압력이 0㎏/㎠이 될 때까지 가한 힘을 제거하는 것이 바람직하며, 이때는 전자압력계를 사용하여 프로파일(P', P")에 가해진 힘이 얼마인지 확인할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

마지막으로, [도 8]과 같이, 다시 상기 제3 액추에이터(321)를 작동하여 상기 고정 클램프 수단(300')과 상기 이동식 클램핑 수단(300")을 작동한다. 이때, 이들 상기 고정 클램프 수단(300')과 상기 이동식 클램핑 수단(300")은 상술한 바와 같이 프로파일(P', P")에 가해졌던 힘이 제거됨과 동시에 다시 프로파일(P', P")을 가압하여 비드를 제거하면서 생긴 음각 라인이 서로 맞붙게 하면서 용접라인을 최소화할 수 있게 제어한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 고정 클램프 수단(300')과 상기 이동식 클램핑 수단(300")을 움직여서 음각 라인을 메우게 하는 폭(W)은 0.1~3㎜만큼 움직이게 제어하는 것이 가장 바람직하다. 물론, 이러한 움직임으로 발생하는 창호의 크기 변화는 설계 단계에서 프로파일의 길이에 반영하는 것이 더욱 바람직하다.

이상과 같이 이루어진 본 발명은 이웃한 두 개의 프로파일 양단을 용융한 다음 융착하면서 생긴 비드를 제거할 때 형성된 음각 라인을 다시 한 번 프로파일을 가압하여 음각 라인을 메울 수 있게 구성하므로, 용접라인의 폭이 현저하게 줄어들어 품질을 더욱더 높일 수 있게 된다.

본 발명의 [실시예 2]에 따른 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기는, [도 9]와 같이, 상술한 [실시예 1]과 같은 구성이나, 음각라인을 메우기 위해 밀어주는 수단에서 그 차이가 있다. 이에, 상술한 [실시예 1]과 같은 구성에 관해서는 그 상세한 설명을 생략하고 차이 구성을 중심으로 설명한다.

[실시예 2]는, [도 9]와 같이, 제5 액추에이터(370)를 추가하여 구성한 것이다. 여기서, 상기 제5 액추에이터(370)는 작동 블록(322)에 장착하고, 특히 직접 프로파일(P', P")를 밀어서 가압할 수 있게 구성함으로써, 클램핑 수단을 이용하여 프로파일(P', P")을 고정하거나 지지한 상태로 압착할 때 발생하는 마찰이 생기지 않게 하면서도 직접 프로파일(P', P")을 가압하여 음각 라인을 메우게 되므로, 음각 라인을 메우기 위해 프로파일(P', P")을 움직이게 하는 폭(W) 제어가 더욱 정밀하고 정확하게 제어할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은 음각 라인이 생기는 프로파일을 직접 가압하여 음각라인을 없앨 수 있게 되어 한층 더 용접라인을 최소화할 수 있게 된다.

100: 가이드
200': 고정 작업대
200" : 이동 작업대
210, 310, 321, 341, 370: 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 액추에이터
300': 고정식 클램핑 수단
300": 이동식 클램핑 수단
320: 베이스
322: 작동 블록
330, 340: 하부, 상부 칼판
350: 열판
360: 끌

Claims

서로 나란하게 설치한 적어도 두 개의 가이드(100); 상기 가이드(100)의 한쪽에 교차하게 고정한 고정 작업대(200'); 상기 고정 작업대(200')와 나란하게 설치하고 제1 액추에이터(210)의 구동으로 상기 가이드(100)의 안내를 받아 상기 고정 작업대(200')와 마주하여 움직이는 이동 작업대(200"); 상기 고정 작업대(200')와 이동 작업대(200")의 한쪽에 서로 마주하는 위치에 장착하고, 위에 올려놓은 두 개의 프로파일을 고정하여 마주하는 면을 용융·융착하게 하는 고정식 클램핑 수단(300'); 상기 고정 작업대(200')와 이동 작업대(200")에 각각 하나씩 장착하고, 제2 액추에이터(310)의 구동으로 상기 고정 작업대(200')와 이동 작업대(200")의 길이 방향을 따라 상기 고정식 클램핑 수단(300")과 마주하여 움직이며, 위에 올려놓은 두 개의 프로파일을 고정하여 마주하는 면을 용융·융착하게 하는 두 개의 이동식 클램핑 수단(300"); 및 제어기를 포함하되,
상기 제어기는,
(1) 상기 두 개의 고정식 클램핑 수단(300')과 두 개의 이동식 클램핑 수단(300") 사이에 놓인 프로파일(P', P")의 접하는 면을 용융시키고,
(2) 상기 제1 액추에이터(210)와 상기 제2 액추에이터(310)를 작동하여 이웃한 프로파일(P', P")의 용융한 면이 서로 용착하게 하고,
(3) 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")의 접합 면을 끌(360)로 깎아 낸 다음,
(4) 상기 고정 클램프 수단(300')과 상기 이동식 클램핑 수단(300")이 동시에 프로파일(P', P")에 가했던 압력을 제거하고,
(5) 동시에, 상기 고정 클램프 수단(300')과 상기 이동식 클램핑 수단(300")을 이동시켜서 끌(360)로 생긴 음각 라인을 메우면서 동시 다시 고정 클램프 수단(300')과 상기 이동식 클램핑 수단(300")으로 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")을 고정하게 하는 것을 특징으로 하는 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기.
제1항에서,
상기 고정 클램프 수단(300')은,
상기 고정 작업대(200')와 이동 작업대(300")에 각각 장착한 베이스(320);
상기 베이스(320)에 장착한 제3 액추에이터(321) 구동으로 서로 직교하게 움직이는 두 개의 작동 블록(322)에 각각 장착하여 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")의 끝 부분을 지지하는 하부 칼판(330);
상기 작동 블록(322)에 장착한 제4 액추에이터(341)의 구동으로 상기 하부 칼판(330)과 마주하여 움직이는 상부 칼판(340);
상기 하부 칼판(330)과 상부 칼판(340) 사이에 위치할 수 있게 진퇴 작용할 수 있도록 상기 베이스(320)에 장착하여 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")을 용융하는 열판(350); 및
상기 두 개의 하부 칼판(330) 사이와 두 개의 상부 칼판(340) 사이에서 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")의 용접 라인을 제거할 수 있게 상기 베이스(320)에 장착하는 끌(360);을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기.
제1항에서,
상기 이동식 클램핑 수단(300")은,
상기 고정 작업대(200')와 이동 작업대(300")에 장착한 제2 액추에이터(310)의 구동으로 움직이는 베이스(320);
상기 베이스(320)에 장착한 제3 액추에이터(321) 구동으로 서로 직교하게 움직이는 두 개의 작동 블록(322)에 각각 장착하여 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")의 끝 부분을 지지하는 하부 칼판(330);
상기 작동 블록(322)에 장착한 제4 액추에이터(341)의 구동으로 상기 하부 칼판(330)과 마주하여 움직이는 상부 칼판(340);
상기 하부 칼판(330)과 상부 칼판(340) 사이에 위치할 수 있게 진퇴 작용할 수 있도록 상기 베이스(320)에 장착하여 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")을 용융하는 열판(350); 및
상기 두 개의 하부 칼판(330) 사이와 두 개의 상부 칼판(340) 사이에서 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")의 용접 라인을 제거할 수 있게 상기 베이스(320)에 장착하는 끌(360);을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기.
제1항에서,
상기 제어기는,
상기 (4)에서, 전자압력계를 사용하여 프로파일(P', P")에 가해진 힘이 0㎏/㎠일 때까지 가하는 힘을 제거하게 한 것을 특징으로 하는 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기.
제2항 또는 제3항에서,
상기 제1 내지 제4 액추에이터(210, 310, 321, 341)는,
각각 서보 모터나 엔코더를 포함하는 모터를 구동하는 스크루, 벨트나 체인으로 구동하거나, 에어실린더로 구동하게 구성한 것을 특징으로 하는 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
상기 고정 클램프 수단(300')과 상기 이동식 클램핑 수단(300")에는,
상기 (4)에서 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")을 서로 밀착하게 밀어주는 제5 액추에이터(370)를 갖춘 것을 특징으로 하는 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
상기 제어기는,
상기 (5)의 음각 라인을 메울 때 이웃한 두 개의 프로파일(P', P")이 0.1~3㎜만큼 움직이게 제어하는 것을 특징으로 하는 용접라인이 최소화된 플라스틱 창호용 용접기.