KR20020037742A - 용접기계 및 그 작동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임(frame)과 프레임에서 고정된 위치를 갖는 제 1 용접봉(electrode)(33)과 프레임에 대해 이동될 수 있도록 프레임에 장착된 제 2 용접봉(35)을 포함하는 용접 기계 뿐 아니라 용접 기계를 작동하는 방법에 관한 것으로, 상기 제 2 용접봉(35)은 상기 두 용접봉(33,35) 사이에 배치된 요소와 함께 용접하기 위해 제 1 용접봉 쪽으로 이동될 수 있다. 제 2 용접봉(35)이 출발 위치에서 용접 위치로 이동되는 동안, 제 2 용접봉(35)은 이동을 시작할 때, 제 2 용접봉이 용접하기에 적절한 위치 근방에 있을 때의 속도보다 더 빠른 속도로 이동된다. 제 2 용접봉(35)의 이러한 이동을 이루기 위하여, 캠 부품(10)이 작동 부재(12)와 레버(28)사이에 제공되었는데, 상기 캠 부품은 제 2 용접봉(35)을 지지하고 프레임에 대해 선회 회전된다.

Description

용접기계 및 그 작동 방법{WELDING MACHINE AND METHOD OF OPERATING THE SAME}

이러한 용접 기계는 디스플레이 튜브(display tubes), 보다 상세하게는 전자총(electron guns)을 제조할 때 사용될 수 있다.

알려진 용접기계를 작동하는 것에 있어서, 이동가능 용접봉은 출발 위치에서 용접하기에 적절한 위치까지 대체로 일정한 속도로 관례적으로 이동된다. 특히 디바이스가 사람에 의해 작동된다면, 이동 속도는 역시, 작업자에게 많이 의존된다. 이 경우에, 함께 용접되고 고정 용접봉에 위치되는 전자총의 요소들은 비교적 높은 속도로 이동가능 용접봉으로 접촉되는데, 이로 인해, 이동가능 용접봉이 상기 요소들과 접촉할 때, 용접물(welds) 자체에 악영향을 미칠 수 있고/있거나 바람직하지 않은 용접 스패터(spatter)가 생기게 될 수 있다. 그러나, 함께 부적절하게 용접된요소들을 포함하는 전자총 및/또는 용접 스패터가 있는 전자총은 사용하기에 부적절하다.

본 발명은 프레임(frame)과 프레임에서 고정된 위치를 갖는 용접봉과 상기 프레임에 대해 이동될 수 있도록 프레임에 장착된 용접봉(electrode)을 포함하는 용접기계를 작동하는 방법에 관한 것으로, 이동 가능 용접봉은 상기 고정 용접봉 쪽으로 이동되어 고정 용접봉과 이동가능 용접봉 사이에 놓인 요소들(components)을 고정 용접봉과 함께 용접한다.

도 1은 작동 부재와 이동 가능 용접봉 사이에 제공되는 전동 부품과 작동 부재의 구조를 도시한 개략도.

도 2는 본 발명에 의한 용접 기계의 일부를 도시한 개략도.

도 3은 본 발명에 의한 용접 기계의 제 2 부분을 축소된 스케일로 도시한 도면.

도 4는 고정 용접봉과 이동 가능 용접봉의 배치를 도시한 개략도.

본 발명의 목적은 함께 용접하는 요소들에 대한 알려진 방법에서 발생하는 결점을 최대한 방지하는 것이다.

본 발명에 의해, 이 목적은 이동 가능한 용접봉을 출발 위치에서 용접하기 위한 적절한 위치로 옮겨 놓는 동안, 이동 가능한 용접봉이 이동 가능한 용접봉의 적절한 용접 위치 근방의 지점에서보다 옮겨 놓는 시작 위치에서 더 빠르게 이동된다는 점에서 달성이 가능하다.

본 발명에 의한 방법을 사용함으로써, 이동 가능한 용접봉은 함께 용접될 요소들과 저속도로 접촉하여 이 요소들은 이동 가능한 용접봉과 고정 용접봉 사이에서 균일하게 클램핑되고(clamped) 바람직하지 않은 진동은 방지된다.

본 발명의 또 다른 양상은 프레임과 프레임에서 고정된 위치를 갖는 용접봉 과 상기 프레임에 대해 이동 가능하도록 프레임에 장착된 용접봉을 포함하는 용접 기계에 관한 것인데, 사람이 작동하는 작동 부재로, 작동 부재와 이동 가능 용접봉 사이에 배치된 전동 부품(transmission mechanism)에 의해 이동 가능 용접봉이 고정 용접봉의 방향으로 이동될 수 있다.

위에서 언급된 타입의 알려진 용접 기계에서, 작동 부재는 로드(rod)로 된 시스템을 통해 이동 가능한 용접봉에 연결된다. 결과적으로, 용접봉의 이동 속도는 용접 기계를 작동하는 사람에 의해 실질적으로 결정되어, 기계를 일정하게 작동하는 것을 보장할 수 없게 된다. 알려진 용접 기계의 또 다른 결점은 이동 가능 용접봉이 고정 용접봉 쪽으로 이동될 때 상기 이동 가능 용접봉이 고정 용접봉과 이동 가능 용접봉 사이에서 클램핑되는 용접 요소와 비교적 높은 속도로 접촉하게 되어 상기 요소가 클램핑되는 지점에서 바람직하지 않은 진동을 일으켜, 용접물에 악영향 및/또는 용접 스패터를 형성하게 된다는 것이다.

본 발명에 의해, 전동 부품에는 캠이 제공되는데, 이는 고정 용접봉의 방향으로 이동 가능 용접봉을 이동시키는 작동 부재에 의해 출발 위치로부터 선회 핀 (pivot pin)주위에서 일정 각도로 선회될 수 있고, 상기 캠은 작동 중에 이동 가능 용접봉에 연결된 조절 부재와 상호 작동하며, 캠 및 이 캠과 상호 작동하는 조절 부재의 구성(construction)은 상기 캠 고정 용접봉의 방향으로 이동 가능 용접봉을 이동시키기 위한 캠의 선회 운동의 초기에는, 조절 부재는, 고정 용접봉의 방향으로 이동 가능 용접봉을 이동시키기 위해, 선회 핀 주위에서 캠이 선회 회전할 수 있는 각도의 끝 부분에서의 조절 부재 속도보다 더 높은 속도로 이동하는 것이다.

본 발명에 의한 구성에 의해, 작동 부재가 처음 작동될 때, 이동 가능 용접봉은 고정 용접봉의 방향으로 빠르게 이동되는 반면, 이동 가능 용접봉의 이동이 끝나는 단계에서 이동 가능 용접봉의 속도가 줄어들면서 이동 가능 용접봉의 최종 위치에 도달하는데, 즉, 요소가 함께 용접되는 위치는 고정 용접봉과 이동 가능 용접봉 사이에서 낮은 속도로 클램핑된다. 그 결과, 용접에 악영향을 끼치는 바람직하지 않은 진동은 방지된다.

본 발명의 이러한 양상과 그 밖의 양상은 이 후에 설명될 실시예로부터 명백해 질 것이고 이 후에 설명될 실시예를 참조하여 설명될 것이다.

도 1에서 개략적으로 도시된 것처럼, 작동 부재를 이루는 풋 페달(foot pedal)(2)은, 자세하게는 도시되지 않았지만 용접 기계의 프레임에 단단히 고정되어 있는 선회 핀(pivot pin)(1) 근방에서 선회할 수 있는데, 이 풋 페달은 선회 핀(1)으로부터 떨어져 면하는 단부에서 연결 로드(3)에 대해 선회된다. 풋 페달(2)과는 반대쪽을 향하는 연결 로드(3)의 단부는 레버(lever)(4)의 일단부에 대해 선회하는데, 레버(4)는 타단부에서 힌지 핀(hinge pin)(5)에 의해 테이블의 상단(6)에 연결되어 있고, 테이블 상단은 자세히 도시되지 않은 용접 기계 프레임의 일부를 이룬다.

레버(4)의 단부 사이에서, 연결 로드(8)는 힌지 핀(5)에 대해 평행하게 뻗는 수평 힌지 핀(7)에 의해 상기 레버(4)에 연결된다. 연결 로드(8)의 타 단부는 힌지 핀(7)에 대해 평행하게 뻗는 힌지 핀(9)에 의해 캠(10)에 연결되는데, 상기 캠은선회 핀(11) 주위에서 선회 가능하고, 선회 핀은 프레임에서 고정 위치에 있으며, 힌지 핀(9)에 대해 평행하게 뻗는다.

캠(10)은 조절 부재(12)와 상호 작동하는데, 상기 조절 부재는 이동 가능한 용접봉이 아래에서 더 자세히 설명될 방법으로 연결된 캐리어(14)에 고정된다.

만약 용접 기계를 작동하는 사람이 풋 페달(2)로 이루어진 작동 부재 상에서 밟는다면, 풋 페달(2)은 화살표 A로 표시된 방향으로 회전되어 화살표 B로 표시된 방향으로 핀(5) 주위에서 레버(4)를 회전시키게 되며, 이는 레버(4)에 연결된 캠(10)이 화살표 C로 표시된 방향으로 핀(11)의 주위에서 회전되게 한다. 그러면 핀(11) 주위에서 회전하는 캠(10)은 캠(10)과 상호 작동하는 조절 부재(12)가 화살표 D로 표시된 방향으로 이동하게 한다.

도면에 도시된 캠(10)의 모양 때문에 조절 부재(12)는 처음에 화살표 D로 표시된 방향으로 일정한 속도로 이동하게 되는데, 이 속도는 도 1에서 캠(10)의 선회 핀(11)의 좌측에 있는 캠(10)의 굽은 표면이 조절 부재(12)의 상부 표면과 접촉하게 되면 이 속도가 줄어들어 0(zero)에 근접하게 된다.

또한, 도 1을 참조로 하여 위에서 설명된 전동 부품이 제공되는 용접 기계의 보다 상세한 설명이 도 2 및 도 3에 도시된다. 도 1에 도시된 위에 설명된 요소들에 해당하는 도 2 및 도 3에 도시된 요소들은 도 1에서와 같은 참조 번호를 갖는다.

도 2에서, 레버(4)가 도시되는데, 이는 힌지 핀(5)에 의해 지지체(15)에 연결되며, 상기 지지체(15)는 볼트(bolts)(16)에 의해 도 2에 도시되지 않은 테이블상단(6)에 고정될 수 있다.

캠(10)은 또한 힌지 핀(11)에 의해 지지체(15)에 연결된다.

롤(17)은 캠(10)에 연결되어, 힌지 핀(11)에 평행하게 뻗는 핀(16)에 의해 자유롭게 회전된다. 상기 롤(17)은 조절 부재(12)의 상부측 위에 위치한다.

또한 조절 볼트(18)는 지지체(15)에 연결되는데, 상기 조절 볼트는 레버(4)와 상호 작동하여 풋 페달(2)에 의해 화살표 B로 표시된 방향으로 레버가 회전하는 것을 제한한다.

레버(4)에 제공된 돌출캠(19)은 화살표 B로 표시된 방향으로 레버가 회전되어 레버(4)의 최종 위치에 도달되었을 때, 캠(19)이 센서(20)를 활성화하여 계획한 용접 작동을 시작하는 신호를 내는 방식으로 센서(20)와 상호 작동한다.

조절 부재(12)는 볼트(21)에 의해 레버(22)에 고정되는데(도 3 참조), 도 2에는 중앙 라인만 도시되어 있으며, 상기 레버(22)는 용접 기계의 프레임에서 고정된 위치에 있고 수평 방향으로 힌지 핀(5)에 평행하게 뻗는 힌지 핀(23) 주위에서 테이블의 상단(6)에 대해 회전될 수 있다. 테이블 상단(6)의 하부측과 레버(22)에 고정된 암(25)의 단부 사이에 배치된 인장 스프링(tension spring)(24)은 도 2에 도시된 바와 같이 레버(22)를 출발 위치에 유지하려 하고, 레버(22)에 연결된 레버(4)와 캠(10)도 조절 부재(12)를 통하여 레버(4)의 출발 위치에 유지하려 하거나 상기 출발 위치로 레버(22)를 이동시키려 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 슬롯(slotted) 홀(26)은 힌지 핀(23) 위에 위치된 레버(22)의 단부에서 형성된다. 이 슬롯 홀(26)은 레버(28)의 단부에 고정된핀(27)을 수용하는데, 이는 용접 기계의 프레임에서 고정 위치에 있고 힌지 핀(23)에 평행하게 뻗는 힌지 핀(29)에 의해 회전이 가능하도록 용접 기계의 프레임에 장착된다.

보다 자세하게 도시되지 않은 탄성 부품은 도 3에 도시된 바와 같이 슬롯 홀(26)의 좌측 경계 표면에 대하여 핀(27)을 누른다.

힌지 핀(23) 아래 위치된 지점에서, 인장 스프링(30)의 일 단부는 레버(22)에 연결된다. 인장 스프링(30)의 타 단부는 힌지 핀(23) 위에 위치된 지점에서, 로드(32)의 단부에 연결되는데, 이 로드는 두 개의 힌지 핀(29,23)을 통과하는 평면에 대체로 수직하게 뻗는다. 로드(32)의 길이는 조절될 수 있어서, 인장 스프링(30)이 로드(32)의 단부에 작용하는 지점도 용접 기계의 그 밖의 요소에 대해 조절될 수 있다.

고정 용접봉은 교환 가능하게 제공된 플레이트(plate)(33)로 이루어지는데, 이는 바람직하게는 2%의 산화 란타늄(lanthanum oxide)이 있는 텅스텐으로 만들어지고, 바람직하게는 구리로 만들어지고 용접 기계의 프레임에 고정되는 지지체(34)(도 4)에 클램핑된다.

이동 가능 용접봉은 핀(35)으로 구성되는데, 이는 바람직하게는 구리로 만들어지고, 도 3에 도시된 바와 같이 레버(28)의 단부에 제공되는 하우징(36)에 교환 가능하게 수용되며, 여기서 핀형 용접봉(35)의 자유 단부는 고정 용접봉(33)의 맞은 편에 위치된다.

불활성 기체는 하우징(36)에 연결된 라인(37)을 통해 제공될 수 있으며, 불활성 기체는 용접 작업 중에 하우징(36)으로부터 흘러, 용접봉(35)을 에워싸고 용접점을 보호한다.

위에서 언급된 용접봉의 실시예는 용접봉의 사용 수명을 길게 하는 한편, 제조 비용이 싼 용접봉을 사용하도록 하기도 하며, 필요하다면 용접봉을 쉽게 교환할 수 있게 한다.

위에서 설명된 바와 같이, 용접 작업을 수행하기 위해, 레버(4)는 화살표 B로 표시된 방향으로 풋 페달(2)에 의해 회전되며, 그 결과 캠(10)에 연결된 롤(17)은 조절 부재(12)의 상부 표면에 구르면서 내려와서, 이 조절 부재(12)가 화살표 D로 표시된 위치로 아래 방향으로 이동된다.

조절 부재(12)의 이러한 이동의 결과, 조절 부재(12)가 볼트(21)로 고정되는 레버(22)는 화살표 E로 표시되는 방향으로 핀(23) 주위에서 회전한다. 이는 화살표 F로 표시되는 방향으로 선회 핀(29) 주위에서 레버(28)가 회전 이동하도록 하며, 이 결과 용접봉(35)은 함께 용접되는 요소의 방향으로 이동되고 요소는 용접봉(33) 상에 위치된다.

캠(10)이 핀(11) 주위에서 회전할 때, 캠(10)에 연결되고 조절 부재(12)와 상호 작동하는 롤(17), 더욱 상세하게는 롤(17)과 조절 부재(12) 사이의 접촉 지점은 도 2에 도시된 출발 위치로부터 핀(11)의 중앙 라인을 통하여 수직 평면에 가깝게 위치된 접촉 지점까지 이동하는데, 여기서 핀(11)의 중앙 라인의 방향으로 보면 이 접촉 지점은 이 중앙 라인으로부터 어느 정도 떨어져서 위치된다.

결과적으로, 위에서 설명한 바와 같이, 도 2에 도시된 출발 위치로부터레버(4)가 회전 운동을 시작할 때, 조절 부재(12)의 비교적 빠른 이동으로 인해 레버(22,28)가 비교적 빠르게 회전 운동하여 이동 가능 용접봉(35)은 고정 용접봉(33)의 방향으로 비교적 빠른 속도로 움직이게 되는 반면, 고정 용접봉(33)의 방향으로 이동 가능 용접봉(35)의 이동이 끝나갈 때, 조절 부재(12)의 이동은 보다 늦어져서, 레버(22,28)의 회전 운동이 늦어지게 되고 이로 인해 고정 용접봉(33)의 방향으로 이동 가능 용접봉(35)이 보다 늦게 이동하게 된다.

스프링(34,30)을 제공함으로써, 화살표 D로 표시되는 방향으로의 조절 부재(12)의 이동 속도가 감소되는 단계일 때, 레버(22,28)가 그들의 질량 관성력으로 인해 계속해서 비교적 빠른 속도로 회전하여, 아주 높은 용접 압력을 일으킬 수 있게 되는 것을 방지한다.

용접점이 형성된 후, 작동 페달(2)이 해제되었을 때, 인장 스프링(24)은 위에서 이미 설명한 바와 같이, 다른 요소들을 도 2 및 도 3에 도시된 출발 위치로 되돌릴 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 프레임과 프레임에서 고정된 위치를 갖는 용접봉과 상기 프레임에 대해 이동될 수 있도록 프레임에 장착된 용접봉을 포함하는 용접기계를 작동하는 방법에 이용가능하다.

Claims (10)

1. 프레임(frame)과 상기 프레임에서 고정된 위치를 갖는 용접봉(electrode)(33)과 상기 프레임에 대해 이동될 수 있도록 상기 프레임에 장착된 용접봉(electrode)(35)을 포함하고 상기 이동 가능 용접봉(35)은 상기 고정 용접봉과 상기 이동 가능 용접봉 사이에 위치된 요소와 함께 용접되기 위해 상기 고정 용접봉(33) 쪽으로 이동되는 용접 기계를 작동하는 방법으로서,

   상기 이동 가능 용접봉(35)이 출발 위치에서 용접되기에 적절한 위치로 이동될 때, 상기 이동 가능 용접봉(35)은 이동 가능 용접봉(35)의 상기 적절한 용접 위치 근방에서보다 이동되기 시작할 때 더 빠르게 이동되는 것을 특징으로 하는, 용접 기계의 작동 방법.
2. 프레임과 상기 프레임에서 고정된 위치를 갖는 용접봉(33)과 상기 프레임에 대해 이동될 수 있도록 상기 프레임에 장착된 용접봉(35)을 포함하고, 상기 이동 가능 용접봉(35)은 수동 작동 부재(2)로, 작동 부재와 이동 가능 용접봉 사이에 배치된 전동 부품(transmission mechanism)(3 내지 12)에 의해 고정 용접봉(33)의 방향으로 이동될 수 있는 용접 기계로서,

   상기 전동 부품(3 내지 12)에는 캠(cam)(10)이 제공되며, 상기 캠은 상기 고정 용접봉(33)의 방향으로 상기 이동 가능 용접봉(35)을 이동시키기 위해서 출발 위치에서 상기 작동 부재에 의해 일정 각도로 선회 핀(11) 주위에서 선회될 수 있으며, 상기 캠(10)은 작동 중에, 상기 이동 가능 용접봉(35)에 연결된 조절 부재(12)와 상호 작동하며, 상기 고정 용접봉(33)의 방향으로 상기 이동 가능 용접봉(35)을 이동시키기 위한 캠(10)의 상기 선회 운동 초기에, 상기 조절 부재(12)는, 상기 고정 용접봉(33)의 방향으로 상기 이동 가능 용접봉(35)을 이동시키기 위해 상기 선회 핀(11) 주위에서 상기 캠(10)이 선회할 수 있는 각도의 끝 부분에서의 조절 부재 속도보다 더 높은 속도로 이동하는 식으로서 상기 캠(10) 및 이 캠과 상호 작동하는 조절 부재(12)가 실시되는 것을 특징으로 하는, 용접 기계.
3. 제 2항에 있어서, 상기 캠(10)의 상기 선회 핀(11)의 방향에서 봤을 때, 상기 캠(10)에 의해 상기 조절 부재(12)에 작용되는 지점은 상기 고정 용접봉(33)의 방향으로 상기 이동 가능 용접봉(35)을 이동시키는 동안 수직면으로 이동될 수 있고, 상기 수직면은 수평으로 배치된 선회 핀(11)을 통해 뻗어나감으로서, 상기 캠(10) 및 상기 캠(10)과 상호 작동하는 상기 조절 부재(12)가 실시되는 것을 특징으로 하는, 용접기계.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 롤(roll)(17)은 상기 캠(10)에 연결되는데, 상기 롤은 상기 캠(10)의 선회 핀(11)에 평행하게 뻗는 핀 주위에서 자유롭게 회전할 수 있고, 상기 조절 부재(12)의 상부 표면에 머무르는 것을 특징으로 하는, 용접 기계.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캠(10)은 연결 로드(8)에 의해 레버(4)에 연결되고, 상기 레버는 상기 작동 부재(2)에 의해 상기 프레임에 대해 회전 가능한 것을 특징으로 하는, 용접 기계.
6. 제 5항에 있어서, 조절 수단(18)은 상기 고정 용접봉(33)의 방향으로 상기 이동 가능 용접봉(35)을 이동시킬 때 상기 레버(4)가 타격(stroke)하는 것을 제한하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는, 용접 기계.
7. 제 2항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캠(10)을 상기 출발 위치로 가게 하는 탄성 수단(24,30)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 용접 기계.
8. 제 7항에 있어서, 상기 탄성 수단의 스프링 인장력을 조절하기 위한 수단(32)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 용접 기계.
9. 제 2항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 가능 용접봉(35)은 구리로 제조되고, 상기 고정 용접봉(33)은 산화 란탄늄(lanthanum oxide) 2%가 있는 텅스텐으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 용접 기계.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접봉(33,35)은 교환 가능하도록 제공되는 것을 특징으로 하는, 용접 기계.