KR200361395Y1 - 컨트롤 패널이 부착된 용접용 와이어 피딩장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은, 다단으로 이루어진 감속기어 시스템에 의해서 정속, 저소음, 강한 토오크를 발휘하는 용접용 와이어 피더에 적용할 수 있도록 디지털방식으로 구성된 컨트롤 패널이 부착된 용접용 와이어 피딩장치에 관한 것이다.
본 고안은, 회전력을 발생시키는 구동모터 및 이 구동모터에 설치된 피니언으로 이루어져 있는 기어-로터시스템에 상호 맞물려서 감속기능을 수행하는 기어연동부를 구비하며, 이 기어연동부에 동축 상으로 설치된 이송롤러가 회전하여 와이어를 송급하도록 구성된 용접용 와이어 피딩장치에 있어서, 수평 및 수직방향으로 접속되어 있는 프레임들로 이루어진 지지틀체의 전방에 장착되는 패널본체와, 이 패널본체의 일측 상단에 마련되어 있는 디지털표시부와, 상기 패널본체에 상면에 설치되어 와이어를 송급하는 인칭기능 및 CO2가스의 공급유무를 제어하는 스위치수단과, 상기 패널본체에 배설되어 와이어로 통전되는 전류 및 전압을 조정하기 위한 조절노브와, 각 구성요소들에 대한 전반적인 오작동이나 전류ㆍ전압의 이상 검출시에 경보음이나 신호를 발하는 검출램프로 이루어져 있다.

Description

컨트롤 패널이 부착된 용접용 와이어 피딩장치{A welding wire feeding device with control panel}
본 고안은 컨트롤 패널이 부착된 용접용 와이어 피딩장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다단으로 이루어진 감속기어시스템에 의해서 정속, 저소음, 강한 토오크를 발휘하는 와이어 피더에 적용할 수 있도록 디지털방식으로 구성된 컨트롤 패널이 부착된 용접용 와이어 피딩장치에 관한 것이다.
일반적으로, 용접용 와이어 피딩장치(통상의 "와이어 송급장치")는 가스아크용접시에 와이어(Wire)를 모재(母材)로 공급하여 금속전극의 역할을 하고, 토치 선단의 노즐을 통해서 CO₂또는 불활성 가스를 공급하여 와이어가 모재와 함께 용융되어 용접되는 동안에 대기로부터 아크와 용융되는 모재를 보호한다.
또한, 가스아크용접에 있어서는 대전류(125~250A)를 사용하게 되므로 용접속도가 높고, 와이어의 지름을 작게 할 수 있는 장점이 있기 때문에 일반 생산현장뿐만 아니라, 선박 등과 같은 특수한 용접현장에서도 주로 사용되고 있다.
이러한 CO₂또는 불활성 가스를 이용하는 아크용접은 비용도 적게 들며 비드 (bead)도 미려하고 강도가 크다는 장점이 있으나, 용접시 모재의 수축에 따른 와이어 이송에 어려움이 있는 것이었다.
이와 같은 점으로 인하여 항시 적정한 간격을 유지해야만 하는 모재와 와이어의 간격을 정확하게 조정할 수 없기 때문에 숙련된 용접공이 아니라면 모재의 용접부분에 스패터(Spatter)가 발생하게 된다는 문제가 있었다.
공지의 예로서, 상술한 가스아크용접에 적용되는 와이어 피더와 관련하여 본 출원인이 이미 특허 제266469호로서 등록받은 "와이어 송급장치"를 예시할 수 있으며, 이 장치는 구동모터의 회전축에 대한 회전력을 감속시키기 위해 감속기어열을 상호 맞물리도록 하여 와이어 피딩에 적합한 회전수로 변경함에 따라 송급효율을 향상시키고, 이에 따른 부품의 감소 및 원가를 절감할 수 있도록 하였다.
한편, 본 출원인은 실용신안등록출원번호 제2004-0012958호(2004.05.10. 출원)에서와 같이 다단의 감속기어열을 통하여 보다 정밀하고, 정확한 와이어 이송을 수행할 수 있는 용접용 와이어 피더에 대해 제안한 바 있다.
그런데, 상기 장치에 있어서의 전류 및 전압을 조정하거나 혹은 가스압력, 인칭기능 등을 수행하기 위해서는 통상 컨트롤 패널에 장착되어 있는 노브(Knob)를 회동시켜서 조정을 행하는 아날로그방식을 취하고 있거나 혹은 해당 버튼을 눌러서 소정 기능을 행하게 되는 것이었다.
이에 따라, 용접조건이나 모재의 재질에 따른 전류, 전압의 정확한 값을 부여하기에 난점이 있기 때문에, 비숙련공의 입장에서는 상당한 어려움을 격게 되는 것임은 물론 모재의 스패터 발생으로 인한 불량률을 양산시키게 된다는 문제점을 내포하고 있는 것이었다.
본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 문제들을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은, 용접용 와이어 피딩장치에 적용되는 컨트롤 패널을 디지털방식으로 전환하여 작업자가 쉽게 인지할 수 있도록 함으로써, 설사 비숙련공이라 하더라도 각종 용접조건에 따른 지정값을 항시 정확하게 부여하여 용접불량을 최대한 억제할 수 있는 컨트롤 패널이 부착된 용접용 와이어 피딩장치를 제공함에 있다.
또한, 본 고안은 컨트롤 패널에 검출램프를 부설하여 전류ㆍ전압의 이상값 혹은 모터나 솔레노이드 등의 각 구성요소에 이상이 발생하는 경우에 이를 신속하게 인지할 수 있도록 한 컨트롤 패널이 부착된 용접용 와이어 피딩장치를 제공함에 있다.
도 1은 본 고안에 따른 컨트롤 패널이 부착된 용접용 와이어 피딩장치를 설명하기 위한 사시도,
도 2는 도 1에 적용되는 와이어 피더의 요부 구성을 나타낸 분리사시도,
도 3은 와이어 피더의 정면 구성도,
도 4는 도 1에 도시된 와이어 피더를 작동시키기 위한 컨트롤 패널의 구성을 나타낸 정면도,
도 5는 컨트롤 패널의 동작관계를 설명하기 위한 개략 블럭구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
10: 피딩장치 11a,11b: 프레임
20: 와이어 피더 21: 와이어
22: 공급구 23: 구동모터
24: 피니언 25: 기어연동부
26: 이송롤러 27: 와이어 가이드
28: 가압롤러 28A: 가압핸들
29a,29b: 하우징 30: 컨트롤 패널
31: 패널본체 32: 디지털표시부
33A: 인칭스위치 33B: 토글스위치
34A,34B: 조절노브 35A,35B,35C: 검출램프
40: 중앙처리부 41: 메모리부
42: 램프표시부 43: 모터드라이버
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 회전력을 발생시키는 구동모터 및 이 구동모터에 설치된 피니언으로 이루어져 있는 기어-로터시스템에 상호 맞물려서 감속기능을 수행하는 기어연동부를 구비하며, 이 기어연동부에 동축 상으로 설치된 이송롤러가 회전하여 와이어를 송급하도록 구성된 용접용 와이어 피딩장치에 있어서, 수평 및 수직방향으로 접속되어 있는 프레임들로 이루어진 지지틀체의 전방에 장착되는 패널본체와, 이 패널본체의 일측 상단에 마련되어 있는 디지털표시부와, 상기 패널본체의 상면에 설치되어 와이어를 송급하는 인칭기능 및 CO2가스의 공급유무를 제어하는 스위치수단과, 상기 패널본체에 배설되어 와이어로 통전되는 전류 및 전압을 조정하기 위한 조절노브와, 각 구성요소들에 대한 전반적인 오작동이나 전류ㆍ전압의 이상 검출시에 경보음이나 신호를 발하는 검출램프로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 디지털표시부에는 모터회전수, 와이어에 가해지는 전류 및 전압이 표시되도록 하였으며, 상기 스위치수단은 와이어를 토치 끝부분까지 이송시키기 위한 인칭스위치 및 CO2가스의 공급유무를 제어하기 위한 토글스위치로 구성되어 있다.
이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 3은 본 고안이 적용되는 용접용 와이어 피딩장치에 대한 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 이들 도면에서와 같이 상기 피딩장치(10)는 수평 및 수직방향으로 접속되어 있는 프레임(11a,11b)들에 의해 지지틀체를 구성하고 있으며, 이들 프레임(11a,11b)의 일측 내부에 와이어 피더(20)가 장착되어 있다.
이 와이어 피더(20)에는 금속전극의 역할을 수행하는 와이어(21)가 길이방향으로 일정하게 진행할 수 있도록 장착되어 있으며, CO₂또는 불활성 가스와 용제를 공급하기 위한 공급구(22)를 구비하고 있다.
즉, 상기 와이어 피더(20)는 회전력을 발생시키는 구동모터(23) 및 이 구동모터(23)의 축에 설치된 피니언(24)으로 이루어진 기어-로터시스템에 감속기능을 수행하는 기어연동부(25)가 구비되어 있고, 이 기어연동부(25)에 동축 상으로 한쌍의 이송롤러(26)가 설치되어 있다.
또한, 상기 와이어(21)가 진행하는 방향으로 와이어(21)를 안내하는 가이드 (27)가 서로 마주보고 장착되어 있는 동시에, 상기 이송롤러(26)의 상측에는 그 외주면으로 안내되는 와이어(21)를 가압하면서 상기 이송롤러(26)의 회전에 연동하여 작동하는 한쌍의 가압롤러(28)가 상, 하방향으로 회동이 가능하도록 설치되어 있다.
상기 와이어(21)는 일정한 회전력과 가압력에 의해서 자동으로 진행되는 것이며, 이들 회전력과 가압력은 상기 이송롤러(26)와 가압롤러(28)의 상호 작동으로 이루어지게 된다.
상기 이송롤러(26)의 중앙 상측에는 상기 가압롤러(28)에 가압력을 유지시키는 가압핸들(28A)이 회동가능하게 설치되어 있고, 이것은 적절한 압력으로 상기 가압롤러(28)를 고정시키는 역할을 수행한다.
상기 와이어 피더(20)의 하우징(29a,29b) 내에 설치되어 있는 기어연동부 (25)는 다단의 기어들로 구성되어 상기 구동모터(23)에 의한 피니언(24)의 회전속도를 25:1 내지 23:1의 출력비로서 감속되도록 하여 이송롤러(26)를 회전시킬 수있게 된다.
한편, 도 1 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 프레임(11a,11b)으로 이루어진 지지틀체의 전방에는 와이어(21)에 통전되는 전류 및 전압 등을 포함하여 각종 용접조건을 제어하기 위한 컨트롤 패널(30)이 배설되어 있다.
이 컨트롤 패널(30)은 상기 지지틀체의 전방에 장착되는 패널본체(31)를 구비하고 있으며, 이 패널본체(31)의 일측 상단에는 디지털표시부(32)가 마련되어 구동모터(23)의 회전수, 와이어(21)에 가해지는 전류 및 전압이 디지털로 표시되도록 되어 있다.
또한, 상기 디지털표시부(32)의 인근에는 와이어(21)를 송급하는 인칭기능 및 CO2가스의 공급유무를 제어하는 스위치수단, 즉 와이어(21)를 토치(도시생략) 끝부분까지 이송시키기 위한 인칭스위치(33A) 및 CO2가스의 공급상태를 제어하는 토글스위치(33B)가 각각 배설되어 있다.
그리고, 이들 스위치(33A,33B)를 포함하여 상기 와이어(21)로 전류 및 전압을 조정하기 위한 조절노브(34A,34B)가 배치되어 있고, 그 하부에는 구동모터(23)나 도시하지 않은 솔레노이드 및 엔코더 등과 같은 구성요소들에 의한 전반적인 오동작이나 전류ㆍ전압의 이상 검출시에 경보음이나 신호를 발하여 그 사실을 인식시키기 위한 검출램프(35A,35B,35C) 들이 각각 마련되어 있다.
한편, 도 5는 상기 컨트롤 패널(30)의 동작관계를 개략적으로 설명하기 위한 블록구성도로서, 이 도면에서와 같이 인칭스위치(33A) 및 전류ㆍ전압을 조정하기위한 조절노브(34A,34B)들에 의한 조작신호를 처리하기 위한 중앙처리부(40) 및 메모리부(41)를 구비하고 있으며, 상기 중앙처리부(40)에 의한 해당 구동모터(23)의 회전수나 전류ㆍ전압값이 디지털표시부(32)로 출력되도록 구성되어 있다.
또한, 상기 전류ㆍ전압값에 이상이 발생하는 경우에는 상기 중앙처리부(40)에서 이 상태를 검출하여 램프표시부(42)로 작동신호를 보내 각 검출램프(35A,35B, 35C)에 경보음이나 신호를 발할 수 있게 되며, 상기 구동모터(23)는 모터드라이버 (43)를 개재하여 중앙처리부(40)로부터의 신호에 따라 작동하게 된다.
이어서, 상술한 바와 같이 구성된 용접용 와이어 피딩장치의 작동과정을 간략하게 설명한다.
우선, 권선기(도시생략)에 감겨져 있는 와이어(21)를 와이어 피더(20)를 구성하는 이송롤러(26) 및 가이드(27)를 통해 뽑아낸 후에 가압롤러(28)를 내림과 동시에 가압핸들(28A)을 위쪽방향으로 밀어줌으로써, 상기 이송롤러(26) 사이에 안착되어 있는 와이어(21)를 가압시킬 수 있게 된다.
그 후, 용접작업을 행하기 위해 컨트롤 패널(30)에 전원을 인가하고, 이 때 모재의 특성에 맞는 전류 및 전압을 각각의 조절노브(34A,34B)에 의해 조정함과 동시에 구동모터(23)의 회전수를 맞춰줌에 따라 컨트롤 패널(30)의 디지털표시부(32) 상에는 해당 전류와 전압 및 회전수가 표시된다.
즉, 도 5에서와 같이, 각 인칭스위치(33A) 및 조절노브(34A,34B)들에 의한 조작신호는 중앙처리부(40) 및 메모리부(41)에서 처리하여 해당 구동모터(23)의 회전수나 전류ㆍ전압값을 컨트롤 패널(30)의 디지털표시부(32)로 출력시킬 수 있게 되는 것이다.
또한, 인칭스위치(33A)의 작동에 의해 와이어(21)를 토치의 끝부분까지 이송시킴과 동시에 토글스위치(33B)에 의해 CO2가스의 공급상태를 제어할 수 있게 된다.
이어서, 상기와 같은 용접조건을 확인한 후에 용접을 시작하게 되면, 구동모터(23)가 작동하고 이 축에 설치되어 있는 피니언(24)이 회전을 하여 상기 기어연동부(25)의 기어들을 작동시키게 된다.
이에 따라, 상기 하우징의 전면으로 돌출되어 있는 한쌍의 이송롤러(26)는 전술한 구성에서 설명한 바와 같이 25:1 내지 23:1의 출력비에 비례하여 정속으로 회전하게 된다.
따라서, 이송롤러(26)의 회전으로 와이어(21)는 용접속도에 비례하여 송급이 이루어지고, 전술한 기어연동부(25)로 인하여 와이어(21)의 송급속도를 자유롭게 제어하여 와이어(21)의 양을 임의로 조절할 수 있게 된다.
또한, 상기 한쌍의 이송롤러(26)가 동시에 작동함에 따라 회전토오크가 상승됨은 물론 신속한 응답성능을 발휘하게 되고, 와이어(21)의 양을 충분히 보상할 수 있게 되므로 스패터의 발생을 미연에 방지할 수 있는 것이다.
즉, 상술한 바와 같이 정량, 정속성능을 갖는 용접용 와이어 피딩장치에 의해 용접시 모재에 발생하는 스패터현상를 방지할 수 있어 제품에 용접불량이 생기는 것을 예방할 수 있게 된다.
그리고, 상기 구동모터(23)의 회전수나 전류ㆍ전압값에 이상이 발생하는 경우에는 상기 중앙처리부(40)에서 이 상태를 검출하여 램프표시부(42)로 작동신호를 보내 각 검출램프(35A,35B,35C)에 경보음이나 신호를 발할 수 있게 된다.
전술한 실시예에서 설명한 피딩장치(10)는, 가장 넓은 의미로 사용되는 것으로서, 모재에 별도의 와이어(21)를 송급할 수 있도록 한 용접시스템을 지칭하는 것이며, 단지 CO₂또는 불활성 가스용접 시스템에만 한정되는 것은 아니다.
본 고안은 그 정신 또는 주요 특징으로부터 벗어나는 일 없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있는 것이며, 이들 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석해서는 안된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 컨트롤 패널이 부착된 용접용 와이어 피딩장치에 의하면, 디지털방식으로 작동시킬 수 있는 컨트롤 패널이 피딩장치의 전면부에 장착되어 작업자가 동작상태를 쉽게 인지할 수 있게 되므로, 설사 비숙련공이라 하더라도 각종 용접조건에 따른 지정값을 항시 정확하게 부여하여 용접불량을 최대한 억제할 수 있는 것이다.
또한, 상기 컨트롤 패널에 검출램프가 부설되어 있기 때문에 전류ㆍ전압의 이상값 혹은 모터나 솔레노이드 등의 각 구성요소에 이상이 발생하는 경우에 이를 신속하게 인지할 수 있게 된다.

Claims (3)

  1. 회전력을 발생시키는 구동모터 및 이 구동모터에 설치된 피니언으로 이루어져 있는 기어-로터시스템에 상호 맞물려서 감속기능을 수행하는 기어연동부를 구비하며, 이 기어연동부에 동축 상으로 설치된 이송롤러가 회전하여 와이어를 송급하도록 구성된 용접용 와이어 피딩장치에 있어서,
    수평 및 수직방향으로 접속되어 있는 프레임(11a,11b)들로 이루어진 지지틀체의 전방에 장착되는 패널본체(31)와,
    이 패널본체(31)의 일측 상단에 마련되어 있는 디지털표시부(32)와,
    상기 패널본체(31)에 상면에 설치되어 와이어(21)를 송급하는 인칭기능 및 CO2가스의 공급유무를 제어하는 스위치수단과,
    상기 패널본체(31)에 배설되어 와이어(21)로 통전되는 전류 및 전압을 조정하기 위한 조절노브(34A,34B)와,
    각 구성요소들에 대한 전반적인 오작동이나 전류ㆍ전압의 이상 검출시에 경보음이나 신호를 발하는 검출램프(35A,35B,35C)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 컨트롤 패널이 부착된 용접용 와이어 피딩장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디지털표시부(32)에는 모터회전수, 와이어(21)에 가해지는 전류 및 전압이 표시되도록 한 것을 특징으로 하는 컨트롤 패널이 부착된 용접용 와이어 피딩장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스위치수단은 와이어(21)를 토치 끝부분까지 이송시키기 위한 인칭스위치(33A) 및 CO2가스의 공급유무를 제어하기 위한 토글스위치(33B)로 구성된 것을 특징으로 하는 컨트롤 패널이 부착된 용접용 와이어 피딩장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100900217B1 (ko) * 2006-09-04 2009-06-02 임홍범 와이어 피더 장치
EP3960355A1 (en) * 2020-07-31 2022-03-02 Illinois Tool Works Inc. Adaptable user interface for welding wire feeders

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