KR102186714B1 - 용접 로봇용 멀티 와이어 피더장치 - Google Patents

용접 로봇용 멀티 와이어 피더장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용접 로봇에 미그용접라인 및 티그용접라인을 복수개 구비하고, 와이어를 송급하는 피딩장치는 한대만 장착한 상태에서 상기 피딩장치에 상기 미그용접라인 및 티그용접라인이 각각 선택적으로 착탈 가능하게 결합하여 1대의 용접 로봇으로 미그(MIG) 및 티그(TIG) 용접을 선택적으로 사용할 수 있어 불필요한 케이블 및 부품을 줄여 장비의 간소화를 통한 작업성의 향상을 도모할 수 있는 용접 로봇용 멀티 와이어 피더장치를 제공한다.

Description

용접 로봇용 멀티 와이어 피더장치{The multi wire feeding apparatus for welding robot}
본 발명은 용접 로봇용 멀티 와이어 피더장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 1대의 용접 로봇으로 미그(MIG) 및 티그(TIG) 용접을 선택적으로 사용할 수 있는 용접 로봇용 멀티 와이어 피더장치에 관한 것이다.
일반적으로 TIG 용접은 비소모식 텅스텐 전극봉 및 불활성가스를 사용하므로 가스 텅스텐 아크 용접법(GTAW)(Gas Tungsten Arc Welding) 또는 티그(TIG : Tungsten Inert Gas) 용접이라 불리고, 소모식은 용가재(filler metal)를 사용하는 용접방법으로서, 자동화된 TIG 용접은 통상 토치, 와이어피더장치 및 용접전원으로 구성된다.
용접전원의 한쪽(+) 전극은 용접케이블에 의해 모재에 연결하고, 다른 한쪽(-) 전극은 토치 선단에 구비된 용접토치에 연결하여 모재와 용가재 사이에 전기를 통전시킨다. 즉, 토치는 불활성가스를 보호가스로 사용하면서 상기 용가재에 전기를 통전시켜 줌으로써, 모재와 용가재 사이에 아크를 발생시킬 수 있게 된다. 이때, 모재와 유사한 재질로 이루어진 용가재는 용융부를 채워주면서 용융 금속화됨으로써, 용접이 이루어진다.
건전한 용접금속을 얻기위해 용접부를 공기와 차단한 상태에서 용접하기 위하여 특수 토치에서 불활성 가스를 전극봉 지지기구인 가스컵을 통하여 용접부에 공급하면서 용접하는 방법으로써 열원으로 사용되는 전극 즉, 텅스텐 전극봉이 아크 열에 의해 녹지 않는 티그(TIG, Tungsten Inert Gas) 용접은 고품질의 제품을 정밀하게 용접하는 방식이다. 티그(TIG) 용접은 용접 방법에 따라 수동용접과, 용가재의 공급과 용접 진행을 자동으로 조작하는 자동용접으로 구분한다.
한편, 극저온용 LNG 저장 탱크용 스테인레스강 파이프 용접은 루트패스의 백 비드 용접은 티그용접으로 진행하고, 남은 잔여층은 미그 용접 기법을 적용하게 되는 데, 종래에는 티그 및 미그 용접을 위한 용접장치를 각각 별도로 준비한 상태에서 각 장비를 해당 공정에 투입하여 용접을 수행하는 데, 이러한 방식은 두 종류의 용접기를 동원하여 이동하면서 사용되며, 또한 각각의 용접기를 보관해야 하는 어려움과 작업장에 많은 용접기와 관련 케이블 및 장비가 배치되면서 작업장이 복잡해지고 작업자의 안전상 위험이 발생할 수 있다.
대한민국 특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2017-0134107 호, 공개일자 2017년12월06일 대한민국 특허청 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0403989 호 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-0770748 호
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 1대의 용접 로봇으로 미그(MIG) 및 티그(TIG) 용접을 선택적으로 사용할 수 있는 용접 로봇용 멀티 와이어 송급장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 용접로봇에 각각 설치되어 있는 미그용접라인 및 티그용접라인으로 와이어를 각각 선택적으로 공급하여 1대의 용접 로봇으로 미그(MIG) 및 티그(TIG) 용접을 선택적으로 사용할 수 있도록 하는 용접 로봇용 멀티 와이어 피더장치에 있어서, 일측으로 상기 미그용접라인 및 티그용접라인과 각각 선택적으로 착탈 가능하게 결합되는 커넥터를 구비하여 상기 커넥터를 통해 와이어를 송급하는 와이어피더 어셈블리, 와이어피더 어셈블리의 후방에 설치되며 모터를 지지하는 모터 커버 베이스 플레이트, 상기 모터 커버 베이스 플레이트의 후면에 설치되는 모터커버플레이트, 상기 모터커버플레이트의 타측에 마련되며 티그용접기 및 미그용접기를 전기적으로 결합시키는 티그핀 커넥터 및 미그핀 커넥터와 상기 와이어피더 어셈블리의 내부에는 상기 배출커넥터에 선택적으로 연결되어 있는 미그용접라인 및 티그용접라인으로 와이어를 강제 공급하는 공급수단이 설치되며, 상기 공급수단은 상기 모터의 축에 연결되어 회전하는 샤프트, 상기 샤프트의 외경에 결합되는 구동기어롤러, 상기 구동기어롤러의 양측에 각각 위치한 상태에서 상기 와이어피더 어셈블리에 축 결합되며 상기 구동기어롤러의 기어에 맞물리는 기어이를 가지며 상기 샤프트의 동력을 상기 구동기어롤러를 통해 전달받아 회전하는 제 1, 2피동기어롤러, 상기 제 1, 2피동기어롤러의 상면에 각각 위치하며 상기 제 1, 2피동기어롤러를 통과하는 와이어를 가이드하는 제 1, 2가이드롤러, 상기 제 1, 2가이드롤러에 축 결합되며 일단은 상기 와이어피더 어셈블리에 힌지 결합되며 그 타단에는 제 1, 2가압핸들이 결합되어, 상기 제 1, 2가압핸들의 압력으로 상기 힌지를 기점으로 틸팅 회전하는 제 1, 2틸팅암으로 구성하여 상기 제 1, 2가이드롤러와 상기 제 1, 2피동기어롤러 사이 간격을 조정하는 제 1, 2간격조정수단으로 구성함을 특징으로 한다.
본 발명은 용접 로봇에 미그용접라인 및 티그용접라인을 복수 구비하고, 와이어를 송급하는 피딩장치는 한대만 장착한 상태에서 상기 피딩장치에 상기 미그용접라인 및 티그용접라인이 각각 선택적으로 착탈 가능하게 결합하여 1대의 용접 로봇으로 미그(MIG) 및 티그(TIG) 용접을 선택적으로 사용할 수 있어 불필요한 케이블 및 부품을 줄여 장비의 간소화를 통한 작업성의 향상을 도모할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용접 로봇용 멀티 와이어 피더장치의 전체 구성을 도면.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 와이어 피더장치의 구조를 발췌하여 입체적으로 도시한 도면.
도 3은 도 2의 정면도.
도 4는 도 2에서 와이어 피더 어셈블리의 구조를 발췌하여 도시한 도면.
도 5는 도 2에서 와이어 피더장치의 배면을 도시한 도면.
도 6은 본 발명인 용접 로봇용 와이어 피더장치의 회로도.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용접 로봇용 멀티 와이어 피더장치의 전체 구성을 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시하고 있는 와이어 피더장치의 구조를 발췌하여 입체적으로 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 정면도이고, 도 4는 도 2에서 와이어 피더 어셈블리의 구조를 발췌하여 도시한 도면이며, 도 5는 도 2에서 와이어 피더장치의 배면을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명인 용접 로봇용 와이어 피더장치의 회로도이다.
도 1 내지 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이 본 발명의 용접 로봇용 멀티 와이어 피더장치는 용접 로봇(400)에 장착되어, 상기 용접 로봇(400)에 설치되어 있는 미그용접라인(410) 또는 티그용접라인(420)으로 와이어(500)를 선택적으로 각각 공급하게 된다.
이때 미그용접라인(410) 및 티그용접라인(420)을 하나의 송급장치에 연결하기 위해서는 상기 송급장치의 와이어피더 어셈블리(200)의 일측에 배출커넥터(210)를 설치하고, 상기 배출커넥터(210)에 상기 미그용접라인(410) 및 티그용접라인(420)의 일단이 각각 분리 가능하게 선택적으로 결합되도록 하여, 송급중인 와이어(500)를 선택적으로 공급받도록 한다.
본 발명의 와이어 피더장치는 와이어피더 어셈블리(200), 모터(260) 및 모터 커버 베이스 플레이트(310)로 이루어진다.
와이어피더 어셈블리(200)는 용접 로봇(400)에 설치되어 있는 와이어 권취롤에 감겨져 있는 와이어(500)를 티그 및 미그 용접라인(410, 420)으로 자동 송급하는 유닛으로서 피더어셈블리 플레이트(240)를 포함한다.
상기 와이어피더 어셈블리(200)의 내부에는 와이어(500)를 송급하기 위한 와이어 이동수단이 설치되는 데, 이는 아래에 다시 기술하기로 한다.
상기 와이어피더 어셈블리(200)의 피더 어셈블리플레이트(240)의 후방에는 모터 커버 베이스 플레이트(310)가 장착되고, 그 하면에는 와이어피더 베이스(301)가 설치된다. 상기 피더 어셈블리 플레이트(240)는 베이스 범퍼(250)에 장착된다. 베이스범퍼(250)는 와이어 피더 베이스(300)에 장착되고, 와이어 피더 베이스(300)는 우레탄 범퍼(303)를 사이에 두고 와이어 피더 베이스 고정플레이트(301)에 장착된다.
상기 모터(260)는 상기 모터 커버 베이스 플레이트(310)에 지지되며, 상기 모터(260)는 상기 와이어피더 어셈블리(200)의 구동수단으로 동력을 전달한다.
상기 모터 커버 베이스 플레이트(310)는 상기 모터(260)를 지지하고, 또한 내부 배선들을 보호한다.
상기 모터 커버 베이스 플레이트(310)의 후면에는 모터커버플레이트(311)가 설치되고, 상기 모터 커버 베이스 플레이트(310)의 일측에는 미그핀 커넥터(320) 및 티그핀 커넥터(321) 그리고 호스 커넥터(322)가 각각 장착된다.
상기 호스 커넥터(322)는 와이어 피드베이스(300)에 설치되어 있는 솔레노이드밸브(350)에 연결되고, 상기 미그핀 커넥터(320) 및 티그핀 커넥터(321)는 모터(260)의 엔코더, 그리고 솔레노이드밸브에 결선되어 있다. 각 미그핀 커넥터(320)와 티그핀 커넥터(321)는 티그 용접기 및 미그 용접기(미 도시 함)의 인터페이스와 결합되어 각각의 용접기와 통신할 수 있다.
상기 와이어피더 어셈블리(200)의 내부에 설치되어 있는 와이어 이동수단은 상기 모터(260)의 축에 연결되어 회전하는 샤프트(261), 상기 샤프트(261)의 외경에 결합되는 구동기어롤러(223), 상기 구동기어롤러(223)의 양측에 각각 위치한 상태에서 상기 와이어피더 어셈블리(200)에 축 결합되며 상기 구동기어롤러(223)의 기어이에 맞물리는 기어이를 가지며 상기 샤프트(261)의 동력을 상기 구동기어롤러(223)를 통해 전달받아 회전하는 제 1, 2피동기어롤러(221, 222), 상기 제 1, 2피동기어롤러(221, 222)의 상면에 각각 위치하며 상기 제 1, 2피동기어롤러(221, 222)를 통과하는 와이어(500)를 가이드하는 제 1, 2가이드롤러(270, 272)로 구성한다.
상기 와이어 이동수단은 와이어(500)가 제 1, 2피동기어롤러(221, 222) 및 제 1, 2가이드롤러(270, 272) 사이로 진입하고 나면 모터(260)가 구동하며 샤프트(261)를 회전시키게 되고, 이에 따라 제 1, 2피동기어롤러(221, 222)는 샤프트(261)의 외경에 결합되어 있는 구동기어롤러(223)와 치합된 상태로 회전하며 와이어(500)를 이동(인출)시키게 된다.
상기 제 1, 2가이드롤러(270, 272)는 가압 조정수단(280)에 의해 제 1, 2피동기어롤러(221, 222)와의 사이 간격을 조절하여 제 1, 2피동기어롤러(221, 222) 및 제 1, 2가이드롤러(270, 272)에 맞물려 이동하는 와이어(500)의 가압력을 조정하는 가압조정수단(280)이 더 설치된다.
상기 가압조정수단(280)은 상기 제 1, 2가이드롤러(270, 272)에 축 결합되며 일단은 상기 와이어피더 어셈블리(200)에 각각 힌지(286, 288) 결합되며 그 타단에는 제 1, 2가압핸들(290, 292)이 결합되어, 상기 제 1, 2가압핸들(290, 292)의 압력으로 상기 힌지(286, 288)를 기점으로 틸팅 회전하는 제 1, 2틸팅암(282, 284)으로 구성한다.
상기 제 1, 2가압핸들(290, 292)은 와이어피더 어셈블리(200)의 상단에 나사식으로 체결된 상태에서 그 끝단은 상기 제 1, 2틸팅암(282, 284)의 타단에 각각 결합되어, 사용자가 손으로 정, 역 방향으로 회전시키는 동작에 따라 상, 하 이동하며 상기 제 1, 2틸팅암(282, 284)을 틸팅 동작시킨다.
상기 가압조정수단(280)에 의해 제 1, 2피동기어롤러(221, 222) 및 제 1, 2가이드롤러(270, 272)의 사이 가격은 조정되며 와이어(500)의 가압력을 조절하여 와이어의 인출 속도를 제어한다.
이와 같이 구성된 용접 로봇용 멀티 와이어 피더장치는 용접 로봇(400)에 장착되어, 용접 로봇(400)으로 미그(MIG) 및 티그(TIG) 용접을 선택적으로 사용할 수 있다.
즉, 와이어피더 어셈블리(200)의 일측에 장착되어 있는 배출커넥터에 미그용접라인(410) 및 티그용접라인(420)중에서 사용하고자 하는 용접라인을 결합한 다음, 와이어피더 어셈블리(200)의 모터(260)를 구동시키면 구동수단의 구동에 따라 와이어(500)는 제 1, 2가이드롤러(270, 272) 및 제 1, 2피동기어롤러(221, 222) 사이를 통과한 후, 커넥터에 연결되어 있는 용접라인으로 배출된 후, 용접작업을 수행할 수 있도록 한다.
구동수단은 모터(260)의 동력으로 구동기어롤러(223)가 회전하면, 상기 구동기어롤러(223)에 치합되어 있는 제 1, 2피동기어롤러(221, 222)가 회전하게 되고, 이를 통해 와이어는 상기 제 1, 2피동기어롤러(221, 222) 및 제 1, 2가이드롤러(270, 272) 사이를 통과하며 용접라인으로 배출되어 진다.
이때 와이어(500)의 인출 속도 등을 조절할 때에는 가압조정수단(280)의 제 1, 2가압핸들(290, 292)을 회전시켜 제 1, 2가이드롤러(270, 272)를 지지하고 있는 제 1, 2틸팅암(282, 284)을 상, 하 틸팅 동작시켜 제 1, 2가이드롤러(270, 272) 및 제 1, 2피동기어롤러(221, 222) 사이 간격을 조절함으로서 와이어(500)의 가압력을 조정하여 제어하도록 한다.
200: 와이어 피더 어셈블리 221: 구동기어롤러
222: 제 1피동기어롤러 223: 제 2피동기어롤러
250: 베이스 범퍼 260: 모터
261: 샤프트 270: 제 1가이드롤러
272: 제 2가이드롤러 280: 가압조정수단
282: 제 1틸팅암 284: 제 2틸팅암
290: 제 1가압핸들 292: 제 2가압핸들
300: 와이어 피더 베이스 301: 와이어 피더 베이스 플레이트
303: 우레탄범퍼

Claims (1)

  1. 용접로봇(400)에 각각 설치되어 있는 미그용접라인(410) 및 티그용접라인(420)으로 와이어(500)를 각각 선택적으로 공급하여 1대의 용접 로봇(400)으로 미그(MIG) 및 티그(TIG) 용접을 선택적으로 사용할 수 있도록 하는 용접 로봇용 멀티 와이어 피더장치에 있어서,
    일측으로 상기 미그용접라인(410) 및 티그용접라인(420)과 각각 선택적으로 착탈 가능하게 결합되는 배출커넥터를 구비하여 상기 배출커넥터를 통해 와이어(500)를 송급하는 와이어피더 어셈블리(200);
    상기 와이어피더 어셈블리(200)의 후방에 설치되며 모터(260)를 지지하는 모터 커버 베이스 플레이트(310);
    상기 모터 커버 베이스 플레이트(310)의 후면에 설치되는 모터커버플레이트(311);
    상기 모터커버플레이트(311)의 타측에 마련되며 미그용접기 및 티그용접기를 전기적으로 결합시키는 미그핀 커넥터 및 티그핀 커넥터(320, 321);
    상기 와이어피더 어셈블리(200)의 내부에 설치되며 상기 배출커넥터에 선택적으로 연결되어 있는 미그용접라인(410) 및 티그용접라인(420)으로 와이어(500)를 강제 공급하는 공급수단을 포함하며;
    상기 공급수단은;
    상기 모터(260)의 축에 연결되어 회전하는 샤프트(261);
    상기 샤프트(261)의 외경에 결합되는 구동기어롤러(223);
    상기 구동기어롤러(223)의 양측에 각각 위치한 상태에서 상기 와이어피더 어셈블리(200)에 축 결합되며 상기 구동기어롤러(223)의 기어이에 맞물리는 기어이를 가지며 상기 샤프트(261)의 동력을 전달받아 회전하는 제 1, 2피동기어롤러(221, 222);
    상기 제 1, 2피동기어롤러(221, 222)의 상면에 각각 위치하며 상기 제 1, 2피동기어롤러(221, 222)를 통과하는 와이어(500)를 가이드하는 제 1, 2가이드롤러(270, 272);
    상기 제 1, 2가이드롤러(270, 272)에 축 결합되며 일단은 상기 와이어피더 어셈블리(200)에 힌지(286, 288) 결합되며 그 타단에는 제 1, 2가압핸들(290, 292)이 결합되어, 상기 제 1, 2가압핸들(290, 292)의 압력으로 상기 힌지(286, 288)를 기점으로 틸팅 회전하는 제 1, 2틸팅암(282, 284)으로 구성하여 상기 제 1, 2가이드롤러(270, 272)와 상기 제 1, 2피동기어롤러(221, 222)의 사이 간격을 조정하는 간격조정수단(280)으로 구성함을 특징으로 하는 용접 로봇용 멀티 와이어 피더장치.




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KR200403989Y1 (ko) 2005-09-23 2005-12-19 김 진 다기능 고주파 인버터 용접기
KR100770748B1 (ko) 2006-12-22 2007-10-26 한국생산기술연구원 미그 용접용 와이어 히팅장치
KR20170134107A (ko) 2016-05-27 2017-12-06 (주)종합기계 티그용접 토치 어셈블리 및 티그 자동용접장치

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