KR200347102Y1

KR200347102Y1 - 자동 레이저 용접 장치

Info

Publication number: KR200347102Y1
Application number: KR20-2003-0040516U
Authority: KR
Inventors: 이성목
Original assignee: 이성목
Priority date: 2003-12-29
Filing date: 2003-12-29
Publication date: 2004-04-09

Abstract

본 고안은 아스팔트도로, 콘크리트 구축물 및 석재 등을 절단 및 가공하는데 사용되는 다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)를 제작하는데 있어서 다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)를 구성하는 샹크(Shank)에 세그먼트(Segment)의 용접을 정밀도와 균일성, 생산성, 견고성 및 신뢰성 등을 극대화할 수 있는 자동 레이저 용접 장치에 관한 것이다.

본 고안의 구성은 베이스 틀체(1)의 일측부에 설치 구성되어 샹크(S)를 로딩(Loading) 및 언로딩(Unloading)하는 샹크 로딩 및 언로딩 수단(A)과; 상기 샹크 로딩 및 언로딩 수단(A)의 일측부에 구성되고 로딩된 샹크(S)를 이송 및 회동시키는 샹크 이송 및 회동수단(B)과; 상기 샹크 이송 및 회동수단 (B)의 일측부에 구성되고 샹크에 세그먼트를 공급하여 레이저 용접을 할 수 있도록 하는 세그먼트 공급수단(C)과; 상기 세그먼트 공급수단(C)의 상측으로 구성되고 샹크에 세그먼트를 레이저 용접하는 레이저기(D)로 구성하여서 된 것이다.

위와 같은 본 고안은 아스팔트도로, 콘크리트 구축물 및 석재 등을 절단 및 가공하는데 사용되는 다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)를 제작함에 있어 다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)를 구성하는 샹크(Shank)에 세그먼트(Segment)의 결합을 레이저 용접에 의해 자동으로 실행 함으로써 정밀도와 균일성, 생산성, 견고성 및 신뢰성 등을 극대화할 수 있는 등의 효과가 있다.

즉, 첫째, 본 고안의 "자동 레이저 용접 장치"에 의한 샹크와 세그먼트의 레이저 용접은 용접 시 열변형이 일어나지 않고 완전 자동에 의해 정밀하게 이루어짐으로 균일성을 확보할 수 있다.

둘째, 본 고안의 "자동 레이저 용접 장치"에 캐드(CAD) 프로그램에서 작성된 어떠한 형상의 샹크라도 컴퓨터 시스템을 상호 인터페이스(Interface)시키면 레이저 용접이 완전 자동으로 실행됨으로 레이저 용접이 자동으로 신속하게 되어 생산성을 높일 수 있다.

셋째, 본 고안의 "자동 레이저 용접 장치"는 용접부위를 특수형태로 레이저 용접할 수 있고 용접강도를 높여 세그먼트의 탈락현상을 방지함으로써 견고성을 확보할 수 있다.

넷째, 본 고안 "자동 레이저 용접 장치"에 의해 레이저 용접 완성된 다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)는 습식은 물론 건식 작업이 모두 가능하여 작업효율이 매우 높고 공구의 수명을 높여 제품의 신뢰성 등을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동 레이저 용접 장치{Automatic laser welding machine}

본 고안은 자동 레이저 용접 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아스팔트도로, 콘크리트 구축물 및 석재 등을 절단 및 가공하는데 사용되는 다이아몬드 소 오 블레이드(Diamond saw blade)를 제작하는데 있어서 다이아몬드 소오 블레이드 (Diamond saw blade)를 구성하는 샹크(Shank)에 세그먼트(Segment)의 용접을 정밀도와 균일성, 생산성, 견고성 및 신뢰성 등을 극대화할 수 있는 자동 레이저 용접 장치에 관한 것이다.

본 고안에서 "다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)"라 함은 회전력을 갖는 구동수단에 결합되어 회전력을 전달 받아 세그먼트(Segment)에 의해 도로아스팔트, 콘크리트 구축물 및 석재 등을 절단 및 가공하는데 사용되는 공구의 일종이다.

상기 "다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)"는 일반적으로 도15에서와 같이 금속재로 된 원형의 커터본체인 샹크(Shank)(S) 주연부에 금속분말과 다이아몬드 분말을 혼합(성형, 소결)하여 형성된 세그먼트(Segment)(M)가 용접 결합되어 세그먼트(Segment)(M)에 의해 아스팔트도로나 석재 등을 절단 및 가공하게 된다.

상기 "다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)"에서 샹크(Shank)(S)의 주연부에 세그먼트(Segment)(M)를 결합하기 위한 용접 방법으로써 브레이징 (Brazing; 은납용접) 방법과 레이저 용접 방법에 의해 이루어지는데, 상기 브레이징(Brazing; 은납용접) 방법에 의해 제작된 "다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)"는 절삭공구로써의 용접강도가 약하고 제작 시 열변형이 발생함은 물론후처리 가공을 해야 하며 생산 작업 속도가 낮고, 반드시 습식작업에만 사용해야 하기 때문에 작업효율이 크게 떨어지는 것이었다.

그리고, 상기 레이저 용접 방법에 의해 제작된 "다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)"는 상기 브레이징(Brazing; 은납용접) 방법에 의한 결점을 해결하여 습식은 물론 건식 작업이 모두 가능하여 작업효율이 매우 높은 것이다.

상기 레이저 용접 방법은 샹크와 세그먼트의 용접이음부에 레이저 광선을 투과하여 용접하는 것으로 레이저 용접 장치에 의해 상기 "다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)"를 제작한다.

그런데, 기존의 레이저 용접 장치에 의해 제작되는 "다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)"는 도15에서와 같이 일반 형(Normal type)의 형태로만 제작이 가능한 것이다.

상기 일반 형(Normal type)의 형태는 도15에서 "X"부에서와 같이 샹크(S)의 주연부에 용접 결합된 양측 세그먼트(M)의 용접 결합부가 샹크(S)의 동일 원주상에 위치하고 있어 실제로 아스팔트 도로 절단 등에 사용될 경우 피절삭재의 파편이 용접부(W)에 충돌함으로써 세그먼트(M)의 탈락현상이 발생하고 공구의 수명이 단축되며 제품의 신뢰성이 저하되는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 도16에서와 같은 특수형의 "다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)"가 요구되는 것이다.

즉, 도16 (a)에서의 "X"부에서와 같이 샹크(S)의 주연부에 용접 결합된 세그먼트(M)가 일측부에 단이지도록 구성된 형태의 세그먼트(M)가 일반형의 세그먼트 (M)사이에 구성된 킥커형(Kicker type)이나, 도16 (b)에서의 "X"부에서와 같이 샹크(S)의 주연부에 보다 깊게 용접 결합된 세그먼트(M)가 일반형의 세그먼트(M)사이에 구성된 디프형(Deep type) 또는 도16 (c)에서의 "X"부에서와 같이 샹크(S)의 주연부에 경사지게 용접 결합된 세그먼트(M)가 일반형의 세그먼트(M)사이에 구성된 슬랜트형(Slant type)이 요구되는 것이다.

위와 같은 형태의 "다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)"는 실제로 아스팔트 도로 절단 등에 사용될 경우 피절삭재의 파편이 용접부(W)에 충돌하지 않아 세그먼트(M)의 탈락현상이 방지되고 공구의 수명을 연장하며 제품의 신뢰성을 높이게 되는 것이다.

그런데, 기존의 레이저 용접 장치로는 도16에서와 같은 특수형의 "다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)" 제작이 불가능한 것이었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 아스팔트도로, 콘크리트 구축물 및 석재 등을 절단 및 가공하는데 사용되는 다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)를 제작함에 있어 다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)를 구성하는 샹크(Shank)에 세그먼트 (Segment)의 결합을 레이저 용접에 의해 정밀도와 균일성, 생산성, 견고성 및 신뢰성 등을 극대화할 수 있는 자동 레이저 용접 장치를 제공함에 있다.

상기 본 고안의 목적을 달성하기 위한 수단으로서 베이스 틀체의 일측부에구성되고 샹크를 로딩(Loading) 및 언로딩(Unloading)하는 샹크 로딩 및 언로딩 수단과, 상기 샹크 로딩 및 언로딩 수단의 일측부에 구성되고 로딩된 샹크를 이송 및 회동시키는 샹크 이송 및 회동수단과, 상기 샹크 이송 및 회동수단의 일측부에 구성되고 샹크에 세그먼트를 공급하여 레이저 용접을 할 수 있도록 하는 세그먼트 공급수단과, 상기 세그먼트 공급수단의 상측으로 구성되고 샹크에 세그먼트를 레이저 용접하는 레이저기로 구성된 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 전체 구성 평면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 정면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 우측면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 "샹크 로딩 및 언로딩 수단"에 대한 발췌도로서, 좌측면에서 본 일부 단면한 도면이다.

도 5는 본 고안에 따른 "샹크 로딩 및 언로딩 수단"에 대한 발췌도로서, 도4의 우측면에서 본 일부 단면한 도면이다.

도 6은 본 고안에 따른 "샹크 로딩 및 언로딩 수단"에 대한 일부 발췌도에서 도5에서의 요부 발췌 확대도이다.

도 7은 본 고안에 따른 "샹크 로딩 및 언로딩 수단"에 대한 일부 발췌도에서 도6의 측면도이다.

도 8은 본 고안에 따른 "샹크 이송 및 회동수단"에 대한 발췌도로서, 좌측면에서 본 일부 단면한 도면이다.

도 9는 본 고안에 따른 "샹크 이송 및 회동수단"에 대한 발췌도로서, 정면에서 본 일부 단면한 도면이다.

도 10은 본 고안에 따른 "세그먼트공급수단"에 대한 발췌도로서, 도1에서의우측 평면에서 본 평면도이다.

도 11은 본 고안에 따른 "세그먼트공급수단"에 대한 발췌도로서, 도10의 정면에서 본 도면이다.

도 12는 본 고안에 따른 "세그먼트공급수단"에 대한 일부 발췌도로서, 도10에서의 측면에서 본 일부 발췌 확대도이다.

도 13은 본 고안에 따른 "세그먼트공급수단"에 대한 일부 발췌도로서, 도10에서의 중앙 부분에 대한 일부 발췌 확대 평면도이다.

도 14는 본 고안에 따른 "세그먼트공급수단"에 대한 일부 발췌도로서, 도13에서의 측면에서 본 일부 단면 측면도이다.

도 15는 "샹크"에 일반형의 "세그먼트"가 결합된 "다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)"를 절반 발췌하여 도시한 평면도이다.

도 16은 "샹크"에 특수형의 "세그먼트"가 결합된 "다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)"를 절반 발췌하여 도시한 평면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명〉

A: 샹크 로딩 및 언로딩수단 B: 샹크 이송 및 회동수단

C: 세그먼트공급수단 D: 레이저기

M: 세그먼트 S: 샹크

1: 베이스 틀체 2: 제1 샹크 로딩 테이블

3: 제2 샹크 로딩 테이블 4: 회동축

5: 로터리블럭 6: 커플링

7: 회전실린더 9: 로터리 암

11: 파이프 13: 고정블럭

14: 가이드바 15: 상측 연결구

16: 하측 연결구 17: 지지판넬

20: 지지가이드 21,21a: 가이드 축

22: 연결구 23: 실린더

24: 피스톤 로드 25: 플레이트

26: 진공흡입노즐 27: 버큠패드

28: 클램프레버 29,29a: 레일

30: 가이더블럭 31: 테이블

32: 하우징 33: 로터리 하우징

34: 주축 35: 용접용 지그

37: 서보모터 39: 감속기

40: 커플링 41: 스핀들 하우징

42:스핀들 축 43: 고정 브라켓트

44: 로터리 실린더 45: 피스톤 로드

46: 커플링 47: 로터리 암

48: 홀딩 척 49: 감속기

50: 모터 51: 제1 타이밍 풀리

52: 제2 타이밍 풀리 53: 나사축

54: 타이밍 벨트 55: 너트

56,56a: 세그먼트 가이드부 57,57a: 자동정렬장치

58: 지지테이블 59: 프레임

60: 실린더 브라켓트 61: 실린더 로드

62: 회전 실린더 63: 커플링

64: 로터리 암 66: 피스톤 로드

67: 실린더 68: 브라켓트

69: 진공흡입노즐 70: 버큠패드

72: 피스톤 로드 73: 실린더

74: 로드 브라켓트 75: 세그먼트 시트

77: 피스톤 로드 78: 실린더

79: 로드 브라켓트 80: 슬라이더

81: 힌지 브라켓트 82: 푸쉬레버

83: 회동핀 84: 피스톤 로드

85: 실린더 87: 세그먼트 집게

88: 세그먼트 리미트 89: 세그먼트 베이스

90: 가이더 91: 가이드 레일

이하, 바람직한 실시예로서 도시하여 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도시된 도1 및 도2에서와 같이 베이스 틀체(1)의 일측부에 설치 구성되어 샹크(S)를 로딩(Loading) 및 언로딩(Unloading)하는 샹크 로딩 및 언로딩 수단(A)과, 상기 샹크 로딩 및 언로딩 수단(A)의 일측부에 구성되고 로딩된 샹크(S)를 이송 및 회동시키는 샹크 이송 및 회동수단(B)과, 상기 샹크 이송 및 회동수단 (B)의 일측부에 구성되고 샹크에 세그먼트를 공급하여 레이저 용접을 할 수 있도록 하는 세그먼트 공급수단(C)과, 상기 세그먼트 공급수단(C)의 상측으로 구성되고 샹크에 세그먼트를 레이저 용접하는 레이저기(D)로 구성된다.

상기 샹크 로딩 및 언로딩 수단(A)에 대한 구체적인 구성을 도1 내지 도7에 따라 설명한다.

먼저, 도1, 도3 및 도4에서와 같이 베이스 틀체(1)위에 양측으로 제1 샹크 로딩 테이블(2)과 제2 샹크 로딩 테이블(3)을 구성하고 상기 제1 및 제2 샹크 로딩테이블(2)(3)간에 회전축(4)을 세워 설치하고 상기 회전축(4)의 하측단에는 로터리 블럭(5)과 커플링(6)에 의해 회전 실린더(7)를 연결 결합하며 상기 회전축(4)의 상측단에는 로크(8)에 의해 로터리 암(9)을 고정 설치한다.

상기 로터리 암(9)은 도1에서와 같이 양측으로 설치함이 바람직하나 단일로 설치할 수 도 있다. 그러나 본 고안에서는 로터리 암(9)을 양측으로 설치 구성한다.

상기 회전축(4)은 상하측에 베어링(10)(10a)이 축설되고 외측으로 회전축(4)을 보호하기 위한 파이프(11)가 삽입 설치된다.

그리고 상기 회전축(4)과 파이프(11)는 하측부에서 지지프레임(12)에 의해 설치된다.

상기 로터리 암(9)의 선단에는 도6 및 도7에서와 같이 고정블럭(13)을 고정 설치하고 이에 가이드 바(14)를 수직으로 관통되게 설치한다.

상기 가이드 바(14)의 상하 선단에는 상측 연결구(15)와 하측 연결구(16)를 결합하고 이들간에는 지지판넬(17)을 연결 결합하며, 상기 상측 연결구(15)에는 센서브라켓트(18)에 의해 센서(19)를 설치 구성한다.

상기 지지판넬(17)의 하측부에는 지지가이드(20)를 고정 설치하고 상기 지지가이드(20)에는 양측으로 가이드 축(21)(21a)을 수직으로 삽입 관통하여 설치하되, 상기 가이드 축(21)(21a)의 하측 선단에는 연결고정구(22)와 고정되게 결합하고, 상기 지지가이드(20)의 중앙에는 실린더(23)를 고정되게 세워 설치하며 상기 실린더(23)의 피스톤 로드(24) 선단부는 상기 연결고정구(22)와 연결 결합한다.

그리고, 상기 연결고정구(22)의 밑면에는 플레이트(25)를 고정설치하고, 상기 플레이트(25)에는 다수의 진공흡입노즐(26)을 고정 설치하고 상기 진공흡입노즐 (26)의 하측 선단에는 샹크(S)를 흡착하는 버큠패드(27)를 결합한다.

상기, 상기 진공흡입노즐(26)은 연결관(미도시 처리하였슴)에 의해 통상의 진공흡입장치(미도시 처리하였슴)와 연결된다.

도6에서 플레이트(25)의 외측으로 설치되는 진공흡입노즐(26)은 클램프레버 (28)에 의해 횡방방향으로 이동 조절이 가능하며 이는 샹크(S)의 크기에 따라 조절할 수 있다. 그리고 상기 클램프레버(28)는 도면에서 좌측에만 도시되어 있으나 우측에도 구성됨은 물론이다.

이상과 같이 샹크 로딩 및 언로딩 수단(A)에 대한 구성을 설명하였다.

상기 샹크 이송 및 회동수단(B)에 대한 구체적인 구성을 도1 및 도8 내지 도9에 따라 설명한다.

도시된 바와 같이 베이스 틀체(1)위에 양측 횡방향으로 레일(29)(29a)을 설치하고 이에 가이더 블럭(30)에 의하여 테이블(31)을 설치 구성한다.

상기 테이블(31)의 일측에는 도8에서와 같이 하우징(32)을 고정 설치하고 상기 하우징(32)의 중앙 상측으로 로테이션 하우징(33)을 고정 설치하며 상기 로테이션 하우징(33)의 내측에는 주축(34)을 종방향으로 회전 가능하게 설치한다.

상기 주축(34)의 상단에는 샹크(S)가 장착되는 용접용 지그(35)를 고정 설치하고, 상기 로테이션 하우징(33)과 주축(34) 간에는 베어링(36)을 축설한다.

상기 하우징(32)의 하측부에는 서보모터(37)를 고정 설치하고 상기 서보모터(37)의 모터축(38)에는 감속기(39)가 축설되며 상기 감속기(39)와 주축(34) 간에는 커플링(40)에 의하여 연결 결합된다.

그리고, 상기 주축(34)의 측방인 테이블(31)의 일측부에는 도8에서와 같이 스핀들 하우징(41)에 의해 스핀들 축(42)을 종방향으로 회전 가능하게 설치하고, 상기 스핀들 축(42)과 수직으로 같은 축선상에 있고 테이블(31)의 하측부에 고정브라켓트(43)로써 로터리 실린더(44)를 고정 설치한다.

상기 로터리 실린더(44)의 피스톤 로드(45)는 상기 스핀들 축(42)과 커플링 (46)에 의하여 연결 결합된다. 상기 로터리 실린더(44)는 그 피스톤 로드(45)가 상, 하 이동 및 회전하는 기능을 갖는 통상의 로터리 실린더이다.

상기 스핀들 축(42)의 상측부에는 로터리 암(47)을 축설하고, 상기 스핀들 축(42)의 선단부에는 상기 용접용 지그(35)위에 장착되는 샹크(S)를 홀딩하는 홀딩 척(48)을 설치 구성한다.

상기 테이블(31)을 이송시키는 수단으로서 베이스 틀체(1)의 일측부에 도9에서와 같이 감속기(49)를 갖는 모터(50)를 고정 설치하고 상기 감속기(49)에는 제1 타이밍 풀리(51)를 회전 가능하게 축설하고 상기 제1 타이밍 풀리(51)의 상측에는 제2 타이밍 풀리(52)를 축설하며 상기 제2 타이밍 풀리(52)는 횡방향으로 설치되는 나사축(53)에 축설한다.

상기 제1 타이밍 풀리(51)와 제2 타이밍 풀리(52) 간에는 타이밍 벨트(54)를 연결하고 상기 나사축(53)은 베어링(53a)에 의해 베이스 틀체(1)에 축설되며 상기 나사축(53)에는 너트(55)가 나사 결합되고 상기 너트(55)는 상기 가이더 블럭(30)과 연결 결합된다.

이상과 같이 샹크 이송 및 회동수단(B)에 대한 구성을 설명하였다.

상기 세그먼트 공급수단(C)에 대한 구체적인 구성을 도1 및 도10 내지 도14에 따라 설명한다.

먼저, 도1에서와 같이 베이스 틀체(1)의 일측부에 양측부로 세그먼트를 다수장착하고 진동 바이브레이션 기능을 가지며 세그먼트가이드부(56)(56a)를 따라 세그먼트를 정렬공급시키는 자동정렬장치(57)(57a)를 설치 구성한다.

상기 자동정렬장치(57)(57a) 사이에는 지지 테이블(58)을 설치하고 상기 지지 테이블(58)의 양측에는 도10 내지 도12에서와 같이 프레임(59)(59a)을 설치하고 상기 프레임(59)(59a)에는 실린더 브라켓트(60)에 의해 로드(61)를 갖는 회전실린더(62)를 고정 설치 한다.

상기 회전실린더(62)의 로드(61)는 도12에서와 같이 커플링(63)에 의해 로터리 암(64)과 연결 결합하고 상기 로터리 암(64)의 선단부에는 실린더 브라켓트(65)에 의해 피스톤 로드(66)를 갖는 실린더(67)를 종방향으로 고정 설치한다.

상기 피스톤 로드(66)의 선단부에는 브라켓트(68)에 의해 진공흡입노즐(69)을 고정 설치하고 상기 진공흡입노즐(69)의 하측 선단에는 세그먼트(M)를 흡착하는 버큠패드(70)를 결합한다.

상기, 상기 진공흡입노즐(69)은 연결관(미도시 처리하였슴)에 의해 통상의 진공흡입장치(미도시 처리하였슴)와 연결된다.

상기 도10 및 도11에서와 같이 상기 회전실린더(62)의 전방 하측 양방으로실린더 브라켓트(71)(71a)에 의해 피스톤 로드(72)를 갖는 실린더(73)를 횡방향으로 고정 설치하고 상기 피스톤 로드(72)의 선단에는 로드 브라켓트(74)를 연결 설치하고 상기 로드 브라켓트(74)에는 세그먼트가 장착되는 세그먼트 시트(75)를 설치한다.

상기 양측 회전실린더(62) 사이에는 도10과 도13 및 도14에서와 같이 실린더 브라켓트(76)에 의해 피스톤 로드(77)를 갖는 실린더(78)를 상기 지지 테이블(58)위에 고정 설치하고 상기 실린더(78)의 피스톤 로드(77) 선단부에는 로드 브라켓트 (79)를 연결 결합한다.

상기 로드 브라켓트(79)는 도14에서와 같이 슬라이더(80)와 연결 결합하고, 상기 로드 브라켓트(79)의 전방부인 슬라이더(80)의 상측면에는 힌지 브라켓트 (81)에 의해 푸쉬레버(82)를 회동핀(83)으로 연결 결합하며 상기 푸쉬레버(82)의 후방에는 피스톤 로드(84)를 갖는 실린더(85)를 수직으로 설치하고 상기 피스톤 로드(84)의 선단부는 상기 슬라이더(80)의 상측면에 당접되게 한다.

상기 피스톤 로드(84)와 회동핀(83) 사이에는 푸쉬레버(82)와 슬라이더(80) 간에 인장 스프링(86)을 연결 설치하고 상기 푸쉬레버(82)의 전방 선단부에는 세그먼트 집게(87)를 고정 설치한다.

그리고 또한 상기 슬라이더(80)의 전방 선단부에는 세그먼트 리미트(88)와 세그먼트(M)가 장착되는 세그먼트 베이스(89)를 고정 설치한다.

상기 슬라이더(80)의 양측에는 도13에서와 같이 가이더(90)를 고정 설치하고 이의 측방에는 가이드 레일(91)을 고정 설치하며 상기 가이더(90)와 가이드레일(91) 간에 다수의 가이드 볼(92)을 삽입 설치한다.

이상과 같이 세그먼트 공급수단(C)에 대한 구성을 설명하였다.

이상과 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도1 및 도2에서와 같이 베이스 틀체(1)의 일측부에 설치 구성되어 있는 샹크 로딩 및 언로딩 수단(A)에 의하여 샹크(S)를 로딩(Loading) 및 언로딩 (Unloading)하고, 상기 샹크 이송 및 회동수단(B)에 의해 로딩된 샹크(S)를 이송 및 회동시키며, 상기 세그먼트 공급수단(C)에 의해 상기 샹크(S)에 세그먼트(M)를 공급하여 레이저 용접을 할 수 있도록 하고, 상기 레이저기(D)에 의해 샹크(S)에 세그먼트(M)를 레이저 용접한다.

이상과 같은 본 고안의 전체 개략적인 작용 설명에 대해 보다 구체적인 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도1 내지 도7에 따라 상기 샹크 로딩 및 언로딩 수단(A)에 대한 작용을 설명한다.

이하에서 샹크 로딩 및 언로딩 수단(A)에 대한 작용설명은 최초 한개의 샹크(S)를 작업자가 공급하여 샹크(S)에 세그먼트(M)를 레이저 용접에 의해 완료한 완성품이 상기 샹크 이송 및 회동수단(B)의 용접용 지그(35)에 장착되어 있고 홀딩척(48)이 용접용 지그(35)로부터 이탈된 상태에서부터 설명하기로 한다.

상기 제1 샹크테이블(2)위에 작업자가 샹크(S)를 공급하면 도6에서와 같이 실린더(23)를 작동시켜 피스톤 로드(24)와 연결된 플레이트(25)를 하강시킨다.

상기 플레이트(25)가 하강하면 버큠패드(27)가 샹크(S)위에 당접되고 이와동시에 실린더(23)의 작동을 중지하며, 또한 상기 실린더(23)의 작동에 따라 하강하는 힘에 의해 버큠패드(27)가 샹크(S)위에 당접되는 순간 지지가이드(20)는 양측의 가이드 축(21)(21a)을 따라 상승하고 이와 동시에 지지판넬(17) 및 상,하측 연결구(15)(16)와 함께 가이드 바(14)는 고정블럭(13)을 따라 상측으로 상승하였다가 이들의 자체 하중에 의해 다시 하강한다.

이 경우 버큠패드(27)가 샹크(S)위에 당접되는 순간 하강하는 힘에 의한 충격을 완화하여 샹크(S)의 손상을 방지하게 된다.

상기 상측 연결구(15)가 다시 하강 완료하면 센서브라켓트(18)에 설치된 센서(19)의 작동이 이루어지고 이에 따라 버큠패드(27)가 샹크(S)위에 당접 완료되었음을 본 고안 회로장치인 중앙제어부(미도시 처리하였슴)에 알려준다.

위와 같이 버큠패드(27)가 샹크(S)위에 당접이 완료되면 진공흡입장치(미도시 처리하였슴)의 작동에 의해 진공흡입노즐(26)을 통해 상기 버큠패드(27)가 샹크(S)를 흡착한다.

이와 같은 상태에서 상기 실린더(23)를 다시 역작동시켜 피스톤 로드(24)를 상승시키면 샹크(S) 또한 상승되고 소정의 높이만큼 상승이 이루어진다.

그리고 상기 샹크 이송 및 회동수단(B)의 용접용 지그(35)에 이미 완성되어 장착된 샹크(S) 또한 상기에서 샹크(S)를 흡착하여 상승시키는 작용과 같은 작용에 의해 소정의 높이로 동시에 상승이 이루어진다.

위와 같이 세그먼트(M)를 용접하기 위해 제1 샹크 로딩 테이블(2)에 공급한 샹크(S)와 이미 완성된 샹크(S)를 동시에 버큠패드(27)에 의해 흡착하여 상승시킨다음 회전 실린더(7)를 작동시켜 소정의 각도 만큼 회전축(4)을 회동시킨다.

이 경우 이미 완성된 샹크(S)는 제2 샹크 로딩 테이블(3)의 상측부에 위치되게 하고 세그먼트(M)를 용접하기 위해 새로 공급된 샹크(S)는 상기 샹크 이송 및 회동수단(B)의 용접용 지그(35) 상측부에 위치되게 한다.

위와 같은 상태에서 실린더(23)를 작동시켜 피스톤 로드(24)를 통해 샹크(S)를 하강시켜 상기 샹크 이송 및 회동수단(B)의 용접용 지그(35)와 제2 샹크 로딩 테이블(3)위에 각각의 샹크(S)를 로딩시킨 다음 진공흡입장치(미도시 처리하였슴)의 흡착력을 차단한다.

이 경우 샹크(S)를 흡착하고 있던 버큠패드(27)에는 흡착력이 소멸된 상태로 되고 이러한 상태에서 다시 실린더(23)를 작동시켜 피스톤로드(24)를 당겨 상승시키면 버큠패드(27)는 샹크(S)로부터 이탈되어 상승된다.

이와 같은 상태에서 회전 실린더(7)를 다시 역회동시켜 일측의 로터리 암(9)은 제1 샹크 로딩 테이블(2)위에 위치되게 하고 다른 일측의 로터리 암(9)은 샹크 이송 및 회동수단(B)의 용접용 지그(35)위에 위치되게 하여 원상태로 복귀되게 한다.

위와 같이 샹크 로딩 및 언로딩 수단(A)에 대한 작용이 설명되었다.

이후 도8 및 도9에 따라 상기 샹크 이송 및 회동수단(B)에 의해 작용을 설명한다.

즉, 상기에서와 같이 용접용 지그(35)위에 로딩된 샹크(S)는 홀딩척(48)으로 척킹을 하게 되는데 이에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

로터리 실린더(44)를 회동 작동시켜 스핀들 축(42)과 로터리 암(47)을 소정의 각도만큼 회동시키면 용접용 지그(35)로부터 벗어나 있던 홀딩척(48)은 상기 용접용 지그(35) 상측부에 위치되고 이와 같은 상태에서 상기 로터리 실린더(44)를 작동시켜 피스톤 로드(45)를 당겨 상기 스핀들 축(42)과 로터리 암(47)을 하강시키고 이에 따라 홀딩척(48)이 하강되어 용접용 지그(35)위에 로딩된 샹크(S)를 척킹한다.

한편, 도2에서와 같이 상기 홀딩척(48)은 플레이트(25)가 상승되었을 경우에는 상기 플레이트(25)의 하측부에 위치하게 된다.

따라서, 상기 로터리 실린더(44)의 회동 작동에 의해 로터리 암(47)이 회동하더라도 상기 홀딩척(48)은 플레이트(25)에 걸리지 않게 된다.

상기 홀딩척(48)에 의해 용접용 지그(35)위에 로딩된 샹크(S)를 척킹 완료하면 도9에서의 모터(50)를 구동시킨다.

모터(50)를 구동함에 따라 모터(50)의 구동력은 감속기(49)를 통해 제1 타이밍풀리(51)에 전달되고 제1 타이밍풀리(51)에 전달된 모터(50)의 구동력은 타이밍 벨트(54)와 제2 타이밍풀리(52)에 전달되어 나사축(53)을 회전시킨다.

상기 나사축(53)이 회전함에 따라 이에 결합된 너트(55)는 도9에서와 같이 횡방향으로 이동하고 이와 동시에 가이더 블럭(30) 또한 레일(29)(29a)을 따라 세그먼트 공급수단(C)쪽으로 이송된다.

상기 가이더 블럭(30)이 이송됨에 따라 가이더 블럭(30)위에 설치된 테이블(31)과 테이블(31)에 설치되어 있는 용접용 지그(35), 홀딩척(48) 및 서보모터(37) 등의 구성들 또한 함께 이송된다.

위와 같이 하여 세그먼트 공급수단(C)에 세그먼트를 용접하고자 하는 샹크(S)가 이송 완료되고 상기 샹크 이송 및 회동수단(B)에 대한 작용이 설명되었다.

이후 도10 내지 도14에 따라 상기 세그먼트 공급수단(C)에 의해 작용을 설명한다.

즉, 상기에서와 같이 세그먼트 공급수단(C)에 세그먼트를 용접하고자 하는 샹크(S)가 이송 완료되면 도1에서 자동정렬장치(57)(57a)에 의해 세그먼트 가이드부(56)(56a)를 따라 세그먼트(M)가 공급 안내되면 도10 내지 도12에서와 같이 실린더(67)를 작동시켜 피스톤 로드(66)를 통해 진공흡입노즐(69)과 버큠패드(70)를 하강시킨다(도12 참조).

상기 하강되는 버큠패드(70)가 세그먼트(M)에 당접되면 상기 실린더(67)작동을 중지하고 진공흡입장치(미도시 처리하였슴)의 작동에 의해 진공흡입노즐(69)을 통해 상기 버큠패드(70)가 세그먼트(M)를 흡착한다.

이와 같은 상태에서 상기 실린더(67)를 다시 역작동시켜 피스톤 로드(66)를 상승시키면 세그먼트(M) 또한 상승되고 소정의 높이만큼 상승이 이루어진다.

이와 같은 상태에서 회전 실린더(62)를 작동시켜 로터리 암(64)을 회동(180°)시키고 상기 회동된 로터리 암(64)에 의해 버큠패드(70)에 흡착된 세그먼트(M) 또한 회동되어 도10 및 도11에에서와 같이 로드 브라켓트(74)의 세그먼트 시트(75) 상측부에 위치하게 된다.

위와 같은 상태에서 상기 실린더(67)를 작동시켜 피스톤 로드(66)를 통해 버큠패드(70)에 흡착된 세그먼트(M)를 하강시켜 세그먼트 시트(75)위에 로딩하고 실린더(67)의 작동을 중지시킨 다음 진공흡입장치(미도시 처리하였슴)의 흡착력을 차단한다.

이 경우 세그먼트(M)를 흡착하고 있던 버큠패드(70)에는 흡착력이 소멸된 상태로 되고 이러한 상태에서 다시 실린더(67)를 작동시켜 피스톤 로드(66)를 당겨 상승시키면 버큠패드(70)는 세그먼트(M)로부터 이탈되어 상승된다.

그리고 버큠패드(M)는 상기 회전 실린더(62)를 작동시켜 로터리 암(64)에 의해 다시 역회동하여 원상태로 복귀하고 다음 세그먼트를 흡착할 수 있는 상태로 준비한다.

위와 같이 세그먼트 시트(75)위에 세그먼트(M)가 로딩 완료되면 실린더(73)를 작동시켜 피스톤 로드(72)에 의해 로드 브라켓트(74)를 전진시키고 따라서 세그먼트 시트(75) 또한 전진하여 로딩되어 있는 세그먼트(M)를 도13 및 도14에서와 같이 세그먼트 베이스(89)와 세그먼트 집게(87) 사이에 삽입한다.

이때 실린더(85)를 작동시켜 피스톤 로드(84)를 당기면 상기 피스톤 로드(84)와 푸쉬레버(82)가 연결 결합되어 있기 때문에 푸쉬레버(82)는 회동핀(83)을 기점으로 회동하여 상기 세그먼트 집게(87)는 삽입되어 있는 세그먼트(M)를 눌러 잡아주게 된다.

이 경우 도10 및 도11에서의 상기 실린더(73)를 작동시켜 피스톤 로드(72)를 당겨 후진시키고 이에 따라 로드 브라켓트(74)와 세그먼트 시트(75) 또한 후진하여원상태로 복귀되게 한다.

위와 같이 세그먼트 베이스(89)와 세그먼트 집게(87)에 의해 세그먼트(M)가 홀딩되면 도13 및 도14에서와 같이 실린더(78)를 작동시켜 피스톤 로드(77)를 전진시키고 이와 로드 브라켓트(79)에 의해 결합된 슬라이더(80)를 전진시킨다.

상기 슬라이더(80)를 전진시킴에 따라 푸쉬레버(82)의 세그먼트 집게(87)에 의해 홀딩된 세그먼트(M) 또한 전진하여 샹크(S)의 주연부에 당접된다.

위와 같이 샹크(S)의 주연부에 세그먼트(M)가 당접되면 도1에서의 레이저기(D)에 의해 당접된 부분에 레이저 용접을 실행한다.

이상과 같이 하여 샹크(S)에 세그먼트(M)의 레이저 용접이 완료되면 상기 도13 및 도14에서의 실린더(85)를 작동시켜 피스톤 로드(84)를 밀어내고 이때 인장스프링(86)의 인장력에 의해 회동핀(83)을 기점으로 푸쉬레버(82)를 회동시켜 세그먼트 집게(87)는 세그먼트(M)로부터 이탈된다.

이후 실린더(78)를 작동시켜 피스톤 로드(77)를 후진시키고 이와 로드 브라켓트(79)에 의해 결합된 슬라이더(80)를 후진시킨다.

이 경우 상기 세그먼트 베이스(89)와 세그먼트 집게(87)가 후진되어 원상태로 복귀된다.

이어서 상기 도8에서의 서보모터(37)를 작동시켜 서보모터(37)의 구동력을 감속기(39)와 커플링(40) 및 주축(34)을 통해 용접용 지그(35)를 소정의 각도 만큼 회동시킴과 동시에 로딩되어 있는 샹크(S) 또한 소정의 각도 만큼 회동시켜 도13에서와 같이 샹크(S)의 주연부에 세그먼트(M)를 용접하고자 하는 부분이 상기 세그먼트 베이스(89)와 세그먼트 집게(87)의 전방부에 위치되도록 한다.

위와 같은 작용에 의해 반복해서 샹크(S)의 주연부에 세그먼트(M)를 공급하여 레이저 용접을 실행하고, 상기 샹크(S)의 주연부에 세그먼트(M)의 레이저 용접이 완료되면 상기 샹크 이송 및 회동수단(B)을 도1에서와 같이 샹크 로딩 및 언로딩수단(A)쪽으로 다시 이송시킨다.

상기 샹크 이송 및 회동수단(B)을 다시 이송시킴에 따른 작용은 상기에서 상세히 설명한 세그먼트 공급수단(C)쪽으로 이송시킬 때의 역순서로 이루어진다.

위와 같이 샹크 이송 및 회동수단(B)이 원상태로 복귀되면 도8에서의 로터리 실린더(44)를 작동시켜 스핀들 축(42)과 로터리 암(47)을 상승시킴과 아울러 소정의 각도 만큼 회동시켜 세그먼트(M)가 용접 완성된 샹크(S)로부터 홀딩 척(48)을 이탈되게 한다.

이후, 상기 도1 내지 도7에 따라 설명한 바와 같이 샹크 로딩 및 언로딩수단(A)에 의해 세그먼트(M)가 용접 완성된 샹크(S)는 제2 샹크 로딩 테이블 (3)로 이송하고 제1 샹크 로딩 테이블(2)에 있는 새로운 샹크(세그먼트를 용접하고자 하는 샹크)는 용접용 지그(35)위에 공급 로딩하여 상기에서 상세히 설명한 작용에 따라 세그먼트의 레이저 용접을 실행하고 이는 반복해서 이루어진다.

위와 같은 본 고안의 "자동 레이저 용접 장치"에 캐드(CAD) 프로그램에서 작성된 어떠한 형상의 샹크라도 컴퓨터 시스템을 상호 인터페이스(Interface)시키면 레이저 용접이 완전 자동으로 실행될 수 있다.

이상과 같은 본 고안은 아스팔트도로, 콘크리트 구축물 및 석재 등을 절단 및 가공하는데 사용되는 다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)를 제작함에 있어 다이아몬드 소오 블레이드(Diamond saw blade)를 구성하는 샹크(Shank)에 세그먼트(Segment)의 결합을 레이저 용접에 의해 자동으로 실행 함으로써 정밀도와 균일성, 생산성, 견고성 및 신뢰성 등을 극대화할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

베이스 틀체(1)의 일측부에 설치 구성되어 샹크(S)를 로딩(Loading) 및 언로딩(Unloading)하는 샹크 로딩 및 언로딩 수단(A)과;

상기 샹크 로딩 및 언로딩 수단(A)의 일측부에 구성되고 로딩된 샹크(S)를 이송 및 회동시키는 샹크 이송 및 회동수단(B)과;

상기 샹크 이송 및 회동수단 (B)의 일측부에 구성되고 샹크에 세그먼트를 공급하여 레이저 용접을 할 수 있도록 하는 세그먼트 공급수단(C)과;

상기 세그먼트 공급수단(C)의 상측으로 구성되고 샹크에 세그먼트를 레이저 용접하는 레이저기(D)로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 자동 레이저 용접 장치.
제1항에 있어서, 샹크 로딩 및 언로딩 수단(A)은 베이스 틀체(1)위에 양측으로 제1 샹크 로딩 테이블(2)과 제2 샹크 로딩 테이블(3)을 구성하고 상기 제1 및 제2 샹크 로딩 테이블(2)(3)간에는 회전 실린더(7)에 의해 회동하는 회전축(4)을 설치하며, 상기 회전축(4)의 상측단에는 로터리 암(9)을 고정 설치하고 상기 로터리 암(9)의 선단부에는 피스톤 로드(24)를 갖는 실린더(23)를 연결 설치하고 상기 피스톤 로드(24)의 선단에는 샹크(S)를 흡착하는 진공흡입노즐(26)와 버큠패드(27)가 설치된 플레이트(25)를 연결 결합하여서 구성된 것을 특징으로 하는 자동 레이저 용접 장치.
제2항에 있어서, 실린더(23)의 하측 선단부에 지지가이드(20)와 가이드 축(21)(21a)을 결합하고 상기 지지가이드(20)의 측방에는 지지판넬(17)을 고정 설치하며 상기 지지판넬(17)의 상, 하측에는 상측 연결구(15)와 하측 연결구(16)를 설치하고 이들 간에는 가이드 바(14)를 연결하며 상기 가이드 바(14)는 상기 로터리 암(9)의 선단부에 결합 설치되는 고정블럭(13)에 삽입 관통하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 레이저 용접 장치.
제1항에 있어서, 샹크 이송 및 회동수단(B)은 베이스 틀체(1)위에 횡방향으로 레일(29)(29a)을 설치하고 이에 가이더 블럭(30)에 의하여 테이블(31)을 설치하며, 상기 테이블(31)을 이송시키는 수단으로서 상기 베이스 틀체(1)의 일측부에 감속기(49)를 갖는 모터(50)를 고정 설치하고 상기 감속기(49)에는 제1 타이밍 풀리(51)를 회전 가능하게 축설하고 상기 제1 타이밍 풀리(51)의 상측에는 타이밍 벨트(54)와 연결되는 제2 타이밍 풀리(52)를 축설하며 상기 제2 타이밍 풀리(52)는 횡방향으로 설치되는 나사축(53)에 축설하고, 상기 가이더 블럭(30)과 연결 결합되는 너트(55)를 상기 나사축(53)에 결합 설치하여서 구성된 것을 특징으로 하는 자동 레이저 용접 장치.
제1항에 있어서, 샹크 이송 및 회동수단(B)은 테이블(31)의 일측에 하우징(32)을 고정 설치하고 상기 하우징(32)의 중앙 상측으로 로테이션하우징(33)을 고정 설치하며 상기 로테이션 하우징(33)의 내측에는 주축(34)을 종방향으로 회전 가능하게 설치하고, 상기 주축(34)의 상단에는 샹크(S)가 장착되는 용접용 지그(35)를 고정 설치하고, 상기 주축(34)의 하측에는 커플링(40)과 감속기(39) 및 서보모터(37)를 순차적으로 연결 설치하고, 상기 주축(34)의 측방인 테이블(31)의 일측부에는 스핀들 축(42)을 종방향으로 회전 가능하게 설치하고, 상기 스핀들 축(42)의 하측에는 로터리 실린더(44)를 연결 설치하고, 상기 스핀들 축(42)의 상측부에는 로터리 암(47)을 축설하고, 상기 스핀들 축(42)의 선단부에는 홀딩 척(48)을 설치 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 자동 레이저 용접 장치.
제1항에 있어서, 세그먼트 공급수단(C)은 베이스 틀체(1)의 일측부에 양측부로 세그먼트를 다수 장착하고 진동 바이브레이션 기능을 가지며 세그먼트가이드부 (56)(56a)를 따라 세그먼트를 정렬공급시키는 자동정렬장치(57)(57a)를 설치 구성하고 상기 자동정렬장치(57)(57a) 사이에는 양측으로 회전실린더(62)에 의해 회동하는 로터리 암(64)을 설치하고 상기 로터리 암(64)의 선단에는 피스톤 로드(66)를 갖는 실린더(67)를 고정 설치하고 상기 피스톤 로드(66)의 선단에는 세그먼트를 흡착하는 버큠패드(70)와 진공흡입노즐(69)을 설치 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 자동 레이저 용접 장치.
제1항에 있어서, 세그먼트 공급수단(C)은 양측 회전실린더(62) 사이에는 피스톤 로드(77)를 갖는 실린더(78)를 지지 테이블(58)위에 고정 설치하고 상기 피스톤 로드(77) 선단부에는 로드 브라켓트(79)에 의해 슬라이더(80)와 연결 결합하고, 상기 슬라이더(80)의 상측면에는 푸쉬레버(82)를 회동핀(83)으로 연결 결합하며 상기 푸쉬레버(82)의 후방에는 피스톤 로드(84)를 갖는 실린더(85)를 수직으로 설치하고 상기 푸쉬레버(82)의 전방 선단부에는 세그먼트 집게(87)와 세그먼트 베이스(89)를 고정 설치하여서 구성된 것을 특징으로 하는 자동 레이저 용접 장치.