KR200195252Y1 - 원형곡면 자동용접장치 - Google Patents

Abstract

원형곡면 자동용접장치에 관한 본 고안은, 테이블을 갖는 프레임에 고정설치되어 있는 모터와; 상기 테이블의 상부에 설치되며 모터의 구동력을 전달받아 회전하고 공작물을 지지하는 죠오가 구비된 척과; 상기 모터의 회전을 제어하는 콘트롤러와; 상기 척의 상부에 위치하며 척에 대한 수평방향 및 수직방향 이동이 가능한 수평이송부재와; 상기 수평이송부재를 수평방향 및 수직방향으로 이동시키는 이동수단 및 상기 수평이송부재에 설치되며 용접토오치를 지지하는 집게가 구비된 홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안의 원형곡면 자동용접장치는, 일정반지름을 갖는 원형의 용접대상면을 신속하고 정밀하게 용접할 수 있어, 특히 높은 정밀성을 요구하는 반도체가공용챔버의 상하부플렌지의 용접작업에 적합하며, 장치가 간단하고 단순하여 유지보수가 용이하고 제작단가가 저렴하여 소형규모의 용접공장에서도 부담없이 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

원형곡면 자동용접장치{Automatic welding machine for round surface}

본 고안은 자동용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일정 반지름을 갖는 곡면의 용접대상부위를 연속적으로 용접할 수 있도록 구성된 원형곡면 자동용접장치에 관한 것이다.

용접(welding)은 같은 종류 또는 다른 종류의 2가지 고체재료를 접합시키는 방법으로서, 접합부를 가열 및 용융시켜 그 부분의 금속원자를 재배열하는 융접법과, 접합부에 외력을 가해서 소성변형을 일으켜 압접하는 압접법 및 접합할 두 금속부재 사이에 두 금속보다 용융점이 낮은 납을 녹여서 틈새에 유입시켜 접합하는 납땜법으로 대별된다.

산업이 발전하고 대량생산 라인이 설치되면서 여러타입의 자동용접장치도 개발되어 사용되고 있다. 상기 자동용접장치는 대부분 컴퓨터와 접목되어 다양한 기능을 가지며 사람이 근접할 수 없는 위치의 용접도 할 수 있어 그만큼 편리하고 사람의 노력을 대신하고 있다. 그러나 대부분의 자동용접장치는 대량생산라인에 적합하게 개발된 것으로서 매우 많은 기능을 가지고 따라서 그만큼 가격이 비싸다. 이는 소규모 제조업체에서 상기와 같은 자동용접장치를 구입하여 설치하기는 거의 불가능함을 의미한다.

한편, 예를 들어 반도체가공용 챔버에 있어서 챔버를 제작하는 용접작업은 챔버의 품질을 좌우하는 매우 중요한 작업이다. 즉 용접면의 두께나 용접대상면에 대한 용접토오치의 진행속도등이 챔버의 품질에 직결되므로 용접기술이 챔버 제작기술의 큰 비중을 차지하고 있는 것이다. 특히 용접면이 직선이 아니고 곡면인 경우, 즉 원통형 챔버바디에 대한 플렌지의 용접은 용접대상면이 원형이므로 사람이 용접하기란 매우 불편하고 용접의 정밀성이 저하한다는 문제가 있다.

본 고안은 상기 문제점을 해소하고자 안출한 것으로서, 일정반지름을 갖는 원형의 용접대상면을 신속하고 정밀하게 용접할 수 있어, 특히 높은 정밀성을 요구하는 반도체가공용챔버의 상하부플렌지의 용접작업에 적합하며, 장치가 간단하고 단순하여 유지보수가 용이하고 제작단가가 저렴하여 소형규모의 용접공장에서도 부담없이 사용할 수 있도록 구성된 원형곡면 자동용접장치를 제공함에 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 원형곡면 자동용접장치의 전체적인 구성을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 원형곡면 자동용접장치에 구비되는 제 2승강부재의 구조를 도시한 사시도.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 원형곡면 자동용접장치에 구비되는 제 1승강부재의 구조를 도시한 사시도.

도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 원형곡면 자동용접장치의 수평이송부재 이동수단을 설명하기 위하여 일부 도시한 사시도.

도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 원형곡면 자동용접장치의 홀더를 도시한 도면.

도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 원형곡면 자동용접장치에 설치되는 콘트롤러의 전면 구조를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:프레임 12:테이블

14:모터 15:지지블록

16:콘트롤러 17:스프링

18:척 19:삽입구

20:홀더 21:팁

22:이송수단 23:가압봉

24:제 1수직가이드로드 26:제 1리이드스크류

28:제 1승강부재 30:제 2수직가이드로드

32:제 2리이드스크류 34:제 2승강부재

35:수평부 36:수평리이드스크류

37:수직부 38:수평이동손잡이

40:수평가이드로드 42:수평이송부재

44:제 1종동베벨기어 46:제 2종동베벨기어

48:제 1구동베벨기어 50:제 2구동베벨기어

52:연결축 54:수직이동손잡이

56:아암 57,59:집게부재

58:집게 60:죠오(jaw)

61:설치홈 62:상단플레이트

64:용접토오치 66:암나사구멍

68:관통공 70:가이드공

72:지지플레이트 74:가이드공

76:암나사구멍 78:고정너트

82,84,86:조임나사 81:지지축

88:지지돌기 90:결합부재

92:속도조절용다이얼 93:전원램프

94:전원스위치 95:정역회전전환스위치

96:바퀴 97:구멍

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 테이블을 갖는 프레임에 고정설치되어 있는 모터와; 상기 테이블의 상부에 설치되며 모터의 구동력을 전달받아 회전하고 공작물을 지지하는 죠오가 구비된 척과; 상기 모터의 회전을 제어하는 콘트롤러와; 상기 척의 상부에 위치하며 척에 대한 수평방향 및 수직방향 이동이 가능한 수평이송부재와; 상기 수평이송부재를 수평방향 및 수직방향으로 이동시키는 이동수단 및 상기 수평이송부재에 설치되며 용접토오치를 지지하는 집게가 구비된 홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동수단은 테이블의 일측에 수직으로 설치되는 제 1수직가이드로드 및 제 1리이드스크류와, 상기 제 1리이드스크류의 회전에 의해 제 1수직가이드로드에 가이드되며 승강운동하는 제 1승강부재와, 상기 테이블의 타측에 수직으로 구비되는 제 2수직가이드로드 및 제 2리이드스크류와, 상기 제 2리이드스크류의 회전에 의해 제 2수직가이드로드에 가이드되며 승강운동하는 제 2승강부재로 구성된 수직이동수단과; 상기 제 1승강부재 및 제 2승강부재에 양단이 회전가능하도록 지지되되 수평으로 위치하는 수평리이드스크류와, 상기 수평리이드스크류의 일단에 고정된 수평이동손잡이와, 상기 수평리이드스크류와 평행하며 제 1승강부재 및 제 2승강부재에 양단이 고정되는 수평가이드로드와, 상기 수평이동손잡이의 회전에 따른 수평리이드스크류의 축회전에 의해 수평가이드로드에 가이드 되며 수평으로 이동하는 수평이송부재로 구성된 수평이동수단과; 상기 제 1리이드스크류 및 제 2리이드스크류를 동시에 회전시키는 동시구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1리이드스크류 및 제 2리이드스크류의 하단은 테이블의 하부로 연장되며, 상기 동시구동수단은 제 1리이드스크류 및 제 2리이드스크류의 하단에 각각 고정된 제 1종동베벨기어 및 제 2종동베벨기어와, 상기 제 1종동베벨기어 및 제 2종동베벨기어와 각각 치합하며 프레임에 지지되는 제 1구동베벨기어 및 제 2구동베벨기어를 포함하되, 상기 제 1구동베벨기어와 제 2구동베벨기어는 연결축에 의해 축이음되어 있고 상기 제 1구동베벨기어는 수직이동손잡이와 결합하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 척의 하측부에는 척의 외주면을 가압하는 가압봉과, 상기 가압봉을 척방향으로 탄성지지하는 탄성지지수단이 더 구비되며, 상기 탄성지지수단은, 테이블에 고정되고 척의 외주를 향하는 측면에는 가압봉의 후단부가 삽입되는 삽입구가 형성된 지지블록과, 상기 삽입구내에 구비되어 척의 외주면에 대해 가압봉을 탄성지지하는 스프링을 포함하며, 가압봉의 전단부는 동 재질의 팁이 구비된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 원형곡면 자동용접장치의 구성을 설명하리 위하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 원형곡면 자동용접장치는 테이블(12)을 구비하는 프레임(10)과, 상기 테이블(12)의 상부에 설치되며 공작물(미도시)을 지지하는 척(18)과, 상기 척(18)을 회전시키는 모터(14)와, 상기 모터(14)의 회전을 제어하는 콘트롤러(16)와, 상기 척(18)의 상부에 설치되어 척(18)에 대해 수평 및 수직운동되는 수평이송부재(42)와, 상기 수평이송부재(42)에 설치되며 용접토오치(64)로 하여금 척(18)에 물려있는 공작물에 접근하여 용접열을 가하도록 하는 홀더(20)와 상기 척(18)의 하측외주면을 가압하여 척(18)이 정확하게 동작하도록 하는 탄성지지수단 및 상기 수평이송부재(42)를 수평 또는 수직으로 이동시키는 이동수단(22)을 포함한다.

상기 프레임(10)의 상부에 지지되어 있는 테이블(12)은 지면에 대해 수평으로 위치하며 작업대의 역할을 한다. 상기 테이블(12)의 양측부 상면에는 지지플레이트(72)가 고정된다. 상기 지지플레이트(72)는 후술할 제 1수직가이드로드(도 4의 24) 및 제 2수직가이드로드(30)를 각각 수직으로 지지한다. 또한 상기 프레임(10)의 하부에는 바퀴(96)를 설치하여 필요시 용접장치를 용이하게 이동시킬 수 있다.

한편, 상기 테이블(12)의 하부에는 콘트롤러(16)와 모터(14)가 프레임(10)에 지지되어 있다. 상기 콘트롤러(16)는 외부의 전원과 연결되며 모터(14)의 회전을 제어한다. 도 6을 통해 후술하는 바와같이 상기 콘트롤러(16)의 전면에는 모터(14)의 회전속도 및 회전방향을 제어하는 스위치가 구비되어 있으므로, 작업자가 상기 콘트롤러(16)를 통하여 모터(14)의 구동을 제어할 수 있는 것이다.

따라서 상기 척(18)은 테이블(12)의 상부에 위치한 상태로 콘트롤러(16)를 통한 모터(14)의 구동에 따라 소정방향 및 속도로 회전할 수 있다.

상기 척(18)은 공지의 공작기계중의 하나인 선반에 적용되는 척으로서 상면에는 상호 진퇴운동이 가능한 죠오(jaw)가 구비되어 있다. 따라서 공작물을 상기 척(18)에 올려놓고 죠오(60)를 조여 척(18)에 대해 공작물을 고정할 수 있다.

상기 모터(14)의 구동력은 테이블(12)을 관통하여 척(18)으로 전달된다. 이 때 상기 모터(14)의 구동축과 척(18)사이에는 기어박스(미도시)가 구비된다. 상기 기어박스는 척(18)을 보다 저속으로 회전시키며 또한 보다 강한 회전토오크를 제공하기 위하여 마련한 것이다.

한편, 용접작업을 수행중에 필요시 상기 척(18)의 회전방향을 전환할 필요가 있는데, 이 때 상기 기어박스를 구성하는 기어들의 백래시(back lash)에 의해 척(18)에 전달되던 동력이 순간적으로 차단될 수 있다.

즉, 척(18)의 회전시 콘트롤러(16)를 통해 모터(14)의 회전방향을 바꾸면, 기어박스내의 모든 기어의 회전이 바뀌게 되는데 이 순간 기어의 백래시에 의해 척(18)에는 아무런 동력이 전달되지 않는 현상이 발생한다. 다시말하면 이론적으로는 모터(14)의 회전방향이 바뀌는 순간 일측방향으로 동력을 전달하던 모든 기어들이 동시에 역회전으로 전환되어 척(18)을 역회전시켜야 하지만, 현실적으로 기어의 백래시에 의해 모든 기어의 역회전이 동시에는 일어나지 않는 것이다.

따라서, 모터(14)의 역회전력이 척(18)에 전달되는데 시간이 필요하고 이 시간동안에는 척(18)에 동력이 전달되지 않아 척(18)이 흔들거릴 수 있다.

모재용접에는 용접면에 용접토오치(64)의 단부가 근접하여 화염을 분사하므로 상기와 같은 척(18)의 비정상적인 움직임은 용접효율에 직접적인 악영향을 끼친다.

상기와 같은 문제를 해결하는 것이 후술되는 탄성지지수단이다. 상기 탄성지지수단은, 상기 척(18)의 측부에 고정설치되는 지지블록(15)과, 상기 지지블록(15)의 삽입구(19)내에 후단부가 끼워지며 전단부는 척(18)의 외주면을 가압하는 가압봉(23)과, 상기 가압봉(23)을 척(18)측으로 탄성지지하는 스프링(17)을 포함하여 구성된다.

상기 지지블록(17)은 테이블(12)의 상면에 고정되는 블록으로서 척(18)을 향하는 측면에는 삽입구(19)가 형성되어 있다. 상기 삽입구(19)는 지지블록(17)에 수평으로 형성한 구멍으로서 스프링(17)과 가압봉(23)의 후단부를 내부에 포함한다.

상기한 바와같이 지지블록(17)의 삽입구(19)에는 스프링(17) 및 가압봉(23)의 후단부가 삽입된다. 이 때 상기 가압봉(23)의 전단부는 척(18)의 외주에 접하여 척(18)에 스프링의 탄성력에 기인한 가압력을 제공한다. 상기 가압봉(23)은 항상 척(18)의 외주면을 가압하고 있다. 따라서 모터(14)의 역회전시 척(18)에 전달되던 동력이 순간적으로 차단되더라도, 상기 가압봉(23)의 가압력에 의해 척(18)은 흔들거리지 않아 안정적인 용접작업을 할 수 있다. 상기 가압봉(23)의 선단부에는 동(copper)재질의 팁(21)이 구비된다. 공지의 사실과 같이 동은 마찰력이 적은 금속이므로 회전하는 척(18)의 외주면에 대해 가압봉(23)이 미끄럼운동할 수 있도록 한다.

상기 테이블(12)의 상부에 설치되는 수직이동수단 및 수평이동수단의 구동방식은 기본적으로 통상의 리이드스크류(lead screw)를 이용한 구동방식을 채용한다.

상기 수직이동수단은 테이블(12)의 양측부에 수직으로 구비된 수직가이드로드(24,30)와 제 1 및 제 2리이드스크류(26,32) 및 상기 제 1 및 제 2수직리이드스크류(26,32)에 의해 승강하는 제 1 및 제 2승강부재(28,34)로 이루어진다.

도면상 상기 테이블(12)의 우측상면에 구비되는 수직이동수단은 지지플레이트(72)에 하단이 고정되는 제 1수직가이드로드(24)와, 상기 제 1수직가이드로드(24)와 평행을 이루어 구비되는 제 1리이드스크류(26)와, 상기 제 1리이드스크류(26)의 나사산과 결합하는 암나사구멍(도 3의 66)이 형성되어, 상기 제 1리이드스크류(26)의 회전에 의해 승강하며 제 1수직가이드로드(24)에 가이드되는 제 1승강부재(28)을 포함하여 구성된다.

상기 제 1수직가이드로드(24)는 일정단면을 갖는 봉형상의 로드로서, 지지플레이트(72)를 통해 테이블(12)에 고정되어 있으며 일정단면의 봉형상을 갖는 로드로서 제 1승강부재(28)의 승강운동을 가이드한다. 이에 비해 제 1리이드스크류(26)는 하단이 지지플레이트(72) 및 테이블(12)를 관통하여 테이블(12)의 하부로 연장되며 하단부에는 제 1종동베벨기어(44)가 구비되어 있다.

상기 제 1수직가이드로드(24)와 제 1리이드스크류(26)의 상단에는 상단플레이트(62)가 구비된다. 상기 상단플레이트(62)는 제 1승강부재(28)가 더 이상 상부로 이송되지 못하도록하는 스토퍼의 역할을 하며 또한 제 1수직가이드로드(24)와 제 1리이드스크류(26) 상호간의 평행성을 유지시키기 위한 부재이다.

한편, 테이블(12)의 도면상 좌측부 상면에는 제 2수직가이드로드(30) 및 제 2리이드스크류(32)가 구비된다. 상기 제 2수직가이드로드(30)는 도 4에 도시한 것처럼 두 개가 구비되며 제 1수직가이드로드(24)와 같은 길이를 가지고 일정단면적을 갖는 봉의 형태를 취한다.

또한 상기 제 2수직가이드로드(30)는 지지플레이트(72)를 통해 테이블(12)의 상면에 수직으로 고정되어 있으며 제 2리이드스크류(32)는 지지플레이트(72) 및 테이블(12)을 관통하여 하부로 연장되고 하단부에는 제 2종동베벨기어(46)가 구비된다. 상기 제 1종동베벨기어(44)와 제 2종동베벨기어(46)는 동일한 규격의 베벨기어로서 바닥면으로부터 같은 높이에 위치한다.

상기 제 2수직가이드로드(30)에 가이드되며 제 2리이드스크류(32)에 의해 승강운동하는 제 2승강부재(34)는 도 2와 같은 구성을 가지며 상기 제 1승강부재(28)과 같은 높이에 위치하고 있다. 따라서 상기 척(18)의 상부를 가로지르는 수평리이드스크류(36) 및 수평가이드로드(40)는 테이블(12) 상면에 대해서 항상 수평을 이루며 승강운동 할 수 있는 것이다. 상기 제 2수직가이드로드(30)와 제 2리이드스크류(32)의 상단부에는 상단플레이트(62)가 구비된다. 상기 상단플레이트(62)는 제 1리이드스크류(26) 상단에 구비된 상단플레이트와 같은 구성 및 기능을 가진다.

상기 제 1리이드스크류(26)에 형성한 나사산과 제 2리이드스크류(32)에 형성한 나사산은 동일한 규격을 갖는다. 따라서 제 1리이드스크류(26)와 제 2리이드스크류(32)가 동일한 회전각도로 회전한다면 제 1승강부재(28)의 승강거리와 제 2승강부재(34)의 승강거리는 일치하여 항상 평행을 유지할 수 있는 것이다.

상기 제 1리이드스크류(26) 및 제 2리이드스크류(32)를 회전시키기 위하여 제 1구동베벨기어(48)와 제 2구동베벨기어(50)가 구비된다. 상기 제 1구동베벨기어(48) 및 제 2구동베벨기어(50)는 연결축(52)에 의해 서로 결합하며 프레임(10)에 회전가능하도록 지지된다. 상기 제 1구동베벨기어(48)는 제 1종동베벨기어(44)와 치합하고 제 2구동베벨기어(50)은 제 2종동베벨기어(46)와 치합한다. 아울러 상기 제 1구동베벨기어(48)에는 수직이동손잡이(54)가 고정되어 있다.

상기 수직이동손잡이(54)는 도면에서는 프레임(10)의 측면에 설치하였지만 실시예에 따라서 플레이(10)의 전면에 설치할 수 도 있다.

상기한 바와같이 상기 제 1구동베벨기어(48)와 제 2구동베벨기어(50)는 연결축(52)에 의해 연결되어 있으므로 상기 수직이동손잡이(54)를 돌리면 제 1 및 제 2구동베벨기어(50)가 동시에 회전한다. 따라서 상기 제 1 및 제 2구동베벨기어(48,50)와 치합하고 있는 제 1 및 제 2종동베벨기어(44,46)도 회전하고 제 1 및 제 2리이드스크류(26,32)의 회전에 의해 결국 제 1승강부재(28)와 제 2승강부재(34)가 동시에 승강운동 하게 되는 것이다.

한편, 수평리이드스크류(36) 및 수평가이드로드(40)는 상기 척(18)의 상부를 가로질러 제 1승강부재(28)와 제 2승강부재(34)에 양단이 지지되어 구비된다. 상기 수평가이드로드(40)는 도 4에 도시한 바와같이 두 개가 구비되며 각 로드(40)의 양단이 제 1승강부재(28)의 관통공(도 3의 68) 및 제 2승강부재(34)의 관통공(도 2의 68)을 관통하여 고정너트(도 4의 78)에 의해 고정된다. 아울러 수평리이드크류(36)는 양단이 상기 제 1승강부재(28) 및 제 2승강부재(34)의 관통공(도 2 및 도 3의 69)를 관통하여 설치된다. 상기 관통공(69)에 대한 수평리이드스크류(36)는 회전가능함은 물론이다.

상기 수평이송부재(42)는 대략 블록의 형태를 취하고 상기 수평가이드로드(40)에 가이드되며 수평리이드스크류(36)에 의해 이동하도록 가이드공(도 4의 74) 및 암나사구멍(도 4의 76)이 형성되어 있다.

또한 상기 수평리이드스크류(36)의 일단에는 수평이동손잡이(38)가 고정 설치되어 있다. 따라서 상기 수평이동손잡이(38)를 회전시키면 수평리이드스크류(36)가 축회전하여 수평이송부재(42)를 화살표 a방향으로 이송시킨다.

한편, 상기 수평이송부재(42)에는 홀더(20)가 지지된다. 상기 홀더(20)는 아암(56)과 상기 아암(56)의 단부에 설치되는 집게(58)로 이루어지며, 집게(58)가 용접토오치(64)를 잡은 상태로 용접토오치(64)의 단부를 척(18)에 물려있는 용접대상면에 위치시킬 수 있도록 한다.

결과적으로 용접작업을 위해서 상기 수직이동수단 및 수평이동수단을 이용하여 수평이송부재(42)를 척(18)의 상부에 대략 위치시킨 다음에 상기 홀더(20)를 이용하여 용접토오치(64)의 단부가 용접대상부위에 위치하도록 용접토오치(64)의 위치를 세밀히 조절하는 것이다.

도 2에는 본 고안의 일 실시예에 따른 원형곡면 자동용접장치에 설치되는 제 2승강부재를 도시하였다.

상기 제 2승강부재(34)는 직각으로 절곡된 플레이트의 형태를 취하며 수평부(35)에는 두 개의 가이드공(70) 및 암나사구멍(66)이 형성되어 있다. 상기 가이드공(70)은 제 2수직가이드로드(30)가 관통하는 구멍이다. 또한 상기 암나사구멍(66)은 제 2리이드스크류(32)가 치합하며 통과하는 구멍으로서 내주면에 암나사가 형성되어 제 2리이드스크류(32)의 회전에 따라 승강운동을 한다.

또한 수직부(37)에는 수평가이드로드(40)가 관통하여 고정되는 두 개의 관통공(68)과 수평리이드스크류(36)가 회전가능하도록 관통설치되는 관통공(69)이 형성되어 있다.

도 3은 제 1승강부재를 도시한 사시도이다. 기본적으로 제 1승강부재(28)는 제 2승강부재(34)와 같은 구성 및 같은 기능을 갖는다.

제 1승강부재(28)는 상기 제 2승강부재(34)와 대향하며 같은 높이에 위치하는 부재로서 수평부(35)에는 두 개의 가이드공(70) 및 암나사구멍(66)이 형성되고 수직부(37)에는 수평가이드로드(40)가 관통 고정되는 두 개의 관통공(68) 및 수평리이드스크류(36)의 단부가 통과하여 설치되는 관통공(69)이 형성되어 있다. 상기 관통공(69)을 관통하는 수평리이드스크류(36)는 제 1승강부재(28)에 대해서 회전가능함은 물론이다.

도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 원형곡면 자동용접장치의 수평이동수단 및 수직이동수단을 보다 자세히 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 제 1리이드스크류(26)의 하단부는 지지플레이트(72) 및 테이블(12)을 관통하여 하부로 연장되어 있으며 하단에는 제 1종동베벨기어(44)가 설치되어 있다. 또한 상기 제 1리이드스크류(26)의 양측에는 제 1수직가이드로드(24)가 상호 평행을 이루며 설치되어 있다. 상기 제 1수직가이드로드(24)의 하단은 지지플레이트(72)에 고정결합하며 상단은 상단플레이트(62)에 고정된다.

상기 두 개의 제 1수직가이드로드(24)의 상단은 상단플레이트(62)를 관통하여 고정너트(78)과 결합한다. 이를위해 제 1수직가이드로드(24)의 상단에는 수나사산이 형성되어 있다. 상기 제 1리이드스크류(26)의 상단은 상단플레이트(62)를 관통하되 상단플레이트(62)와 결합하지 않아 회전이 자유롭다.

한편, 제 2리이드스크류(32)도 하단이 지지플레이트(72) 및 테이블(12)을 관통하여 하부로 연장되며 하단에는 제 2종동베벨기어(46)가 구비된다. 아울러 상기 제 2리이드스크류(32)의 상단부는 상단플레이트(62)를 관통하여 지지된다. 상기 제 2리이드스크류(32)의 양측에 구비되는 제 2수직가이드로드(30)의 하단부는 지지플레이트(72)에 고정되고 상단부는 상단플레이트(62)에 고정너트(78)에 의해 고정된다. 이를 위해 제 2수직가이드로드(30)의 상단에도 수나사산이 형성되어 있음은 물론이다.

상기 수평리이드스크류(36)는 수평이송부재(42)에 형성된 암나사구멍(76)을 관통하여 양단이 상기 제 1승강부재(28) 및 제 2승강부재(34)에 걸쳐진다. 따라서 수평이동손잡이(38)를 회전시킴에 따라 수평리이드스크류(36)가 회전하고 그에 따라 수평이송부재(42)가 수평리이드스크류(36)의 길이방향으로 이송한다. 상기 수평이동손잡이(38)의 회전방향에 따라 수평이송부재(42)의 이동방향이 결정됨은 물론이다.

상기 수평리이드스크류(36)의 양측에는 수평가이드로드(40)가 상호 평행한 상태로 고정되어 수평이송부재(42)의 이송을 가이드한다. 상기 수평이송부재(42)의 양단은 제 1 및 제 2승강부재(28,34)에 고정너트(78)에 의해 고정된다.

도 5는 상기 수평이송부재(42)에 지지되는 홀더(20)를 설명하기 위하여 예를 들어 도시한 도면으로서 용접토오치를 지지하는 기능을 하는 한에 있어서 다른 구조를 갖도록 할 수 있음은 물론이다.

도면을 참조하면, 수평이송부재(42)의 상면에는 원형단면을 갖는 지지돌기(88)가 고정되어 있다.

상기 지지돌기(88)의 외주에는 결합부재(90)가 구비된다. 상기 결합부재(90)는 지지돌기(88)를 감싼 상태로 조임나사(86)에 의해 조여짐으로서 지지돌기(88)를 조일 수 있도록 구성되어 있다. 따라서 상기 조임나사(86)를 조이면 결합부재(90)의 단부가 화살표 b방향으로 근접하며 지지돌기(88)를 조여 지지돌기(88)에 대해 결합부재(90)가 움직이지 않도록 고정된다. 상기 조임나사(86)를 다시 풀면 결합부재(90)는 다시 헐거워져 지지돌기(88)에 대한 결합부재(90)의 위치를 재조정 할 수 있다.

한편, 상기 결합부재(90)의 일측면에는 지지축(81)이 설치된다. 상기 지지축(81)은 조임나사(86)의 조임에 의해 결합부재(90)에 고정되며 조임나사(86)를 풀면 결합부재(90)에 대해서 화살표 c방향으로 회전가능하다. 아울러 상기 지지축(81)에는 구멍(97)이 형성되며 상기 구멍(97)으로 아암(56)을 통과시키고 조임나사(86)를 조여 구멍(97)에 대해 아암(56)을 고정시켜 위치를 조절하도록 한다. 상기 조임나사(86)를 풀면 구멍(97)에 설치된 아암(56)의위치를 변경할 수 있음은 물론이다.

상기 아암(56)의 단부에는 집게(58)가 설치된다. 상기 집게(58)는 한 쌍의 집게부재(57,59)로 구성되며 조임나사(82)에 의해 아암(56)의 단부에 구비된다. 상기 집게(58)도 공지의 요소로서 일측의 집게부재(59)의 단부에 구비된 조임나사(84)를 타측 집게부재(57)의 설치홈(61)에 끼워 조임으로서 결합된다. 따라서 상기 집게부재(57,59) 사이에 용접토오치(도 1의 64)를 끼우고 상기 조임나사(84)를 조이면 집게(58)에 용접토오치(64)의 장착이 완료될 수 있는 것이다.

도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 원형곡면 자동용접장치에 설치되는 콘트롤러의 전면구조를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 콘트롤러(16)의 전면에는 속도조절용다이얼(92)과 전원램프(93)와 전원스위치(94)와 정역회전전환스위치(95)가 구비되어 있다. 상기 속도조절용다이얼(92)는 모터(도 1의 14)의 회전속도를 조절하는 것으로서 필요에 따라 척(18)의 회전속도를 변화시켜야 할 경우에 사용한다. 또한 전원스위치(94)는 모터(14)에 전달되는 전력을 단속하는 스위치이며 전원램프(93)는 모터(14)의 구동중에 점등되는 경고등이다. 정역회전전환스위치(95)는 모터의 회전방향을 전환하는 스위치로서 스위치를 위로 올리거나 아래로 내림으로서 모터에 인가되는 전류의 방향을 전환하여 모터의 회전방향을 바꾸는 스위치이다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 일 실시예에 따른 원형곡면 지동용접장치의 작동은 다음과 같이 이루어진다.

먼저 척(18)의 상부에 용접할 공작물을 올려놓고 죠오(60)를 조여 공작물을 견고히 지지한다. 또한 홀더(29)의 집게(58)에는 용접토오치(64)를 고정시킨다. 이 때 상기 용접토오치(64)는 외부의 가스통에 연결되어 있음은 물론이다.

이 상태로 용접토오치(64)를 용접할 면에 근접시키기 위하여 수직이동손잡이(54)를 회전시켜 용접토오치(64)의 수직위치를 적절히 잡고 또한 수평이동손잡이(38)를 회전시켜 용접대상면에 대한 용접토오치(64)의 수평위치를 어느정도 잡는다. 계속하여 홀더(20)에 구비되어 있는 조임나사(82,86)을 풀었다 조였다 하면서 용접토오치(64)의 위치를 세밀히 조절하여 단부가 용접대상면에 위치 하도록 한다.

상기와 같은 과정을 거쳐 용접작업의 준비가 완료되면 용접토오치(64)를 작동시켜 불꽃을 분출하도록 하고 동시에 콘트롤러(16)를 작동시켜 척(18)을 회전시킨다. 상기 용접토오치(64)의 수평 및 수직위치는 상기 과정을 통해 고정되어 있으므로 용접불꽃은 용접대상면으로 계속 분사되고 그동안 용접면이 회전하므로 원형의 용접이 이루어진다.

작업에 따라 용접면이 두꺼울 경우에는 속도조절용다이얼(92)를 조절하여 척(18)의 회전속도를 줄이고 반대의 경우에는 회전속도를 빠르게 한다.

상기와 같이하여 용접이 완료된 후 용접토오치(64)를 용접면으로부터 이격시키고 또한 필요할 경우에는 수직이동손잡이(54)를 회전시켜 척(18)으로부터 용접토오치(64)를 멀리 이격시키고 작업이 완료된 공작물을 꺼낸다.

이상, 본 고안을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 본 고안의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안의 원형곡면 자동용접장치는, 일정반지름을 갖는 원형의 용접대상면을 신속하고 정밀하게 용접할 수 있어, 높은 정밀성을 요구하는 반도체가공용챔버의 상하부플렌지의 용접작업에 적합하며, 특히 작업상의 필요시 모터의 회전방향을 전환하더라도 척의 움직임이 안정적이므로 용접효율이 높으며, 아울러 장치가 간단하고 단순하여 유지보수가 용이하고 제작단가가 저렴하여 소형규모의 용접공장에서도 부담없이 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 테이블(12)을 갖는 프레임(10)에 고정설치되어 있는 모터(14)와;

   상기 테이블(12)의 상부에 설치되며 모터(14)의 구동력을 전달받아 회전하고 공작물을 지지하는 죠오(60)가 구비된 척(18)과;

   상기 모터(14)의 회전을 제어하는 콘트롤러(16)와;

   상기 척(18)의 상부에 위치하며 척(18)에 대한 수평방향 및 수직방향 이동이 가능한 수평이송부재(42)와;

   상기 수평이송부재(42)를 수평방향 및 수직방향으로 이동시키는 이동수단 및

   상기 수평이송부재(42)에 설치되며 용접토오치를 지지하는 집게(58)가 구비된 홀더(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원형곡면 자동용접장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이동수단은

   테이블(12)의 일측에 수직으로 설치되는 제 1수직가이드로드(24) 및 제 1리이드스크류(26)와, 상기 제 1리이드스크류(26)의 회전에 의해 제 1수직가이드로드(24)에 가이드되며 승강운동하는 제 1승강부재(28)와, 상기 테이블(12)의 타측에 수직으로 구비되는 제 2수직가이드로드(30) 및 제 2리이드스크류(32)와, 상기 제 2리이드스크류(32)의 회전에 의해 제 2수직가이드로드(30)에 가이드되며 승강운동하는 제 2승강부재(34)로 구성된 수직이동수단과;

   상기 제 1승강부재(28) 및 제 2승강부재(34)에 양단이 회전가능하도록 지지되되 수평으로 위치하는 수평리이드스크류(36)와, 상기 수평리이드스크류(36)의 일단에 고정된 수평이동손잡이(38)와, 상기 수평리이드스크류(36)와 평행하며 제 1승강부재(28) 및 제 2승강부재(34)에 양단이 고정되는 수평가이드로드(40)와, 상기 수평이동손잡이(38)의 회전에 따른 수평리이드스크류(36)의 축회전에 의해 수평가이드로드(40)에 가이드 되며 수평으로 이동하는 수평이송부재(42)로 구성된 수평이동수단과;

   상기 제 1리이드스크류(26) 및 제 2리이드스크류(32)를 동시에 회전시키는 동시구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원형곡면 자동용접장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제 1리이드스크류(26) 및 제 2리이드스크류(32)의 하단은 테이블(12)의 하부로 연장되며, 상기 동시구동수단은 제 1리이드스크류(26) 및 제 2리이드스크류(32)의 하단에 각각 고정된 제 1종동베벨기어(44) 및 제 2종동베벨기어(46)와, 상기 제 1종동베벨기어(44) 및 제 2종동베벨기어(46)와 각각 치합하며 프레임(10)에 지지되는 제 1구동베벨기어(48) 및 제 2구동베벨기어(50)를 포함하되, 상기 제 1구동베벨기어와(48) 제 2구동베벨기어(50)는 연결축(52)에 의해 축이음되어 있고 상기 제 1구동베벨기어(48)는 수직이동손잡이(54)와 결합하여 구성된 것을 특징으로 하는 원형곡면 자동용접장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 척(18)의 하측부에는 척(18)의 외주면을 가압하는 가압봉(23)과, 상기 가압봉(23)을 척(18)방향으로 탄성지지하는 탄성지지수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 원형곡면 자동용접장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 탄성지지수단은, 테이블(12)에 고정되고 척(18)의 외주를 향하는 측면에는 가압봉(23)의 후단부가 삽입되는 삽입구(19)가 형성된 지지블록(15)과, 상기 삽입구(19)내에 구비되어 척(18)의 외주면에 대해 가압봉(23)을 탄성지지하는 스프링(17)을 포함하며, 가압봉(23)의 전단부는 동 재질의 팁(21)이 구비된 것을 특징으로 하는 원형곡면 자동용접장치.