KR200393607Y1 - 레이저 용접용 공작물 고정판 - Google Patents

Abstract

본 고안은 각종 레이저 용접기용 공작물 고정판에 관한 것으로, 특히 원판에 영구자석을 삽입할 수 있는 골(삽입홈)을 형성하여 이 삽입홈에 판상의 자석을 넣거나 쉽게 뺄 수 있도록 함으로써, 용접 가공용 공작물 고정판의 생산성 및 제작 경제성, 사용신뢰성 등을 극대화하도록 한 것이다.

본 고안에 의한 공작물 고정판은 베이스(10)와; 상기 베이스의 상면에 형성된 자석 삽입홈(12)과; 상기 베이스의 중앙에 관통되어 형성되는 원형의 중심공(11)과; 상기 중심공에 삽입되어 베이스의 위 아래로 출몰되는 위치결정핀(20)과; 상기 베이스의 저면에 고정결합되는 원통 형상의 플랜지(15)와; 상기 플랜지를 지지하며 용접 가공용 지그에 고정되는 지지플레이트(30)로 구성된다.

동전 형상의 영구자석들을 자유롭게 고정판에 장착하거나 제거할 수 있기 때문에 적은 자력이 필요로 하는 소형 공작물은 물론 큰 자력을 필요로 하는 대형 공작물에도 광범위하게 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 구조가 간단하므로 고장의 우려가 적고 유지보수에 매우 유리하며, 소형이기 때문에 사용이 편리하고 교체장착 등의 작업편리성이 극대화될 수 있다.

Description

레이저 용접용 공작물 고정판{TABLE FOR JIG OF LASER WELDING MACHINE}

본 고안은 각종 레이저 용접기에 적용되어 피가공물을 자력에 의해 고정시키도록 된 용접 가공용 공작물 고정판에 관한 것으로, 특히 원판에 영구자석을 삽입할 수 있는 골(이하 '삽입홈'이라 함)을 형성하여 이 삽입홈에 판상의 자석을 넣거나 쉽게 뺄 수 있도록 함으로써, 용접 가공용 공작물 고정판의 생산성 및 제작경제성, 사용신뢰성 등을 극대화하도록 한 것이다.

일반적으로 종래의 마그네트방식의 공작물 고정판(또는 척)은, 도 1에 도시한 바와 같이 피가공물 고정면 역할을 하기 위하여, 자성체 금속판(102)에 일정간격으로 설치공(104)를 형성하고 이 설치공에 전자석(106)을 끼워 설치하고, 하우징(200) 내부에 코일이 감겨진 전자석 어셈블리를 구성하여 이루어져, 전자석 어셈블리에서 발생된 자력이 전자석(106)에 전달되고 이에 따라 베드(100)의 상부에 피가공물을 고정할 수 있도록 하여 소정의 가공작업을 행할 수 있게 되어 있다.

그러나, 전술한 바와 같은 종래의 마그네틱 고정판(또는 척)은, 코어와 코일로 이루어지는 전자석 어셈블리를 필요로 하기 때문에 대형화 될 수 밖에 없을 뿐만 아니라 구조가 매우 복잡하여 제작이 매우 까다로워, 유지 보수의 곤란성 및 생산원가의 증대 등과 같은 단점이 있다.

또한, 이러한 종래의 전자식 마그네틱 고정판은 전자석 아셈블리의 구동에 큰 전력이 소요될 뿐만 아니라, 소형 공작물을 고정하고자 하는 경우에도 필요한 부분만 전자석화할 수 있는 것이 아니라 고정판의 전체 면적에 걸쳐 자력이 발생되기 때문에 불필요한 전력소모를 발생시켜 유지비용이 증대되는 문제점이 있다.

특히, 레이저 용접 등과 같은 정밀가공 기술분야에 있어서는 전자석을 이용한 마그케틱 고정판의 가장 큰 문제점으로서, 전자석이 열팽창에 의해 고정판에 고정된 피가공물의 위치오차가 심하게 발생된다는 것이다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 마그네틱 고정판(또는 척)에서 드러난 여러 문제를 효과적으로 해소하기 위하여 연구 개발된 것으로, 동전 형상의 영구자석들을 이용하여 자유롭게 자력에 의해 공작물을 고정할 수 있을 뿐만 아니라 구조가 간단한 용접가공용 공작물 고정판을 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은, 피가공물을 고정판의 베드에 세팅할 때, 간단한 조작만으로도 피가공물의 용접위치가 공작물 고정판 중심에 정확히 위치시킬 수 있도록 함과 아울러, 고정판이 중심점을 기준으로 자유롭게 회전될 수 있도록 함으로써, 피가공물의 초기세팅(위치결정) 및 가공위치변경을 용이하게 수행할 수 있어 가공작업이 보다 효율적으로 이루어질 수 있는 용접 가공용 공작물 고정판을 제공함에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 공작물 고정판은 원판 형상의 베이스(10) 표면에 자석 삽입홈(12)을 여러 개 형성하여 이 삽입홈에 판상의 자석을 삽입되게 하여 공작물을 고정할 수 있도록 함과 동시에, 공작물의 용접위치가 상기 원형의 베이스 중심에 정확히 위치되도록 하기 위한 위치결정핀(20)을 베이스의 중앙에 출몰 가능하게 구비되며, 또한, 상기 원판형상의 베이스가 중심점을 기준으로 회전될 수 있도록 상기 베이스의 저면에서 베어링에 의해 지지플레이트와 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면에 도시된 본 고안의 바람직한 실시예를 기준으로 하여 본 고안의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 의한 공작물 고정판의 분해 사시도이며, 도 3은 조립된 상태에서의 단면도를 도시한 것이다.

본 고안에 의한 용접 가공용 공작물 고정판은 공작물이 재치되는 베이스(10)와; 상기 베이스의 상면에 형성되어 판상의 자석이 수용되는 다수 개의 자석 삽입홈(12)과; 상기 베이스의 중앙에 관통되어 형성되는 원형의 중심공(11)과; 상기 중심공에 삽입되어 베이스의 위 아래로 출몰되는 위치결정핀(20)과; 상기 베이스의 저면에 고정되는 원통형상의 플랜지(15)와; 상기 플랜지를 지지하며 용접 가공용 지그에 고정되는 지지플레이트(30)로 구성된다.

상기 베이스(10)는 원판 형상은 물론 사각 형상으로도 변경될 수 있으며, 상기 베이스(10)의 표면에 형성되는 자석 삽입홈(12)은 일정한 길이를 가지도록 하는 것이, 삽입홈(12)에 삽입된 영구자석(5)의 위치를 옮기거나 쉽게 빼낼 수 있어 매우 유리하다. 즉, 자력이 센 영구자석을 삽입홈(12)의 윈하는 위치에 정확히 놓이게 하는 것이 여럽기 때문에, 일단 영구자석을 삽입홈(12)에 삽입시킨 후, 공작물의 크기 또는 공작물이 놓일 위치를 고려하여 삽입홈(12)을 따라 영구자석을 이동시킬 수 있기 때문이다.

또한, 삽입홈(12)에 삽입된 영구자석(5)을 쉽게 제거할 수 있도록 하기 위하여 상기 삽입홈(12)의 바닥면에는 상기 삽입홈의 폭보다 적은 폭을 가진 보조 홈(13)을 형성하여, 드라이버 등과 같은 보조도구를 보조 홈(13)에 삽입하여 상기 영구자석을 용이하게 빼내거나 이동시킬 수 있게 한다.

상기한 위치결정핀(20)은 베이스(10) 중앙의 관통 구멍인 중심공(11) 내부에서 베이스 면 위로 돌출되거나 베이스면 아래로 하강되도록 결합되는데, 그 상부 끝단은 뽀족한 원뿔(20a)로 이루어진다. 본 고안의 일실시예에서는 상기 중심공(11)에 내통(21)을 삽입하고, 이 내통 하면 중앙부에 암나사를 형성하여 이 암나사에 상기 위치결정핀(20)이 나사결합되도록 구성함으로써, 상기 위치결정핀(20)을 회전시켜서 승하강시킬 수 있도록 구성하였다.

그리고, 상기 베이스(10)를 회전시켜 공작물의 가공위치를 변경할 필요성이 있으므로, 상기 베이스(10)의 저면에 고정되는 플랜지(15)와 지그에 고정되는 지지플레이트(30) 사이에는 베어링(17a,17b)을 삽입하여 결합함으로써, 상기 지지플레이트(30)가 지그에 고정된 상태에서도 상기 베이스(10)를 회전시킬 수 있도록 구성한다. 아울러, 베이스(10)를 회전시켜 공작물의 가공위치 변경을 완료했을 때에는 더 이상 베이스(10)가 회전될 수 없도록 하기 위하여, 상기 지지플레이트(30)의 플랜지에 형성된 나사공(31)에 죔나사(32)를 결합시켜, 상기 죔나사를 죔으로써 상기 베이스(10)를 고정시킬 수 있게 구성한다.

첨부도면에 표기되어 있는 도면부호 중에서 지금까지 설명되지 아니한 도면부호 14는 베이스(10)와 플랜지(15)를 볼트로 체결하기 위한 체결공을 도시한 것이며, 도면부호 32는 본 고안에 의한 공작물 고정판을 지그에 장착하기 위한 볼트 체결공을 도시한 것이다. 또한, 도면부호 16은 상기 플랜지(15)의 외주면 나사와 결합되는 캡을 도시한 것으로서, 이 캡(16)에 의하여 상기 플랜지(15)와 지지플레이트(30)가 결합된다.

이상에서 설명한 본 고안의 공작물 고정판의 작동관계를 간략히 설명하면 다음과 같다.

도 4a 및 도 4b는 본 고안에 의한 사용상태를 도시한 설명도로서, 도 4a는 본 고안에 의한 위치결정핀(2)의 기능을 설명하는 설명도이며, 도 4b는 본 고안에 의한 고정판의 베이스(10)에 영구자석(5)을 삽입하거나 제거하는 상태를 도시한 설명도이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 레이저 용접할 공작물(1)의 용접할 구멍(H)을 베이스(10)의 중앙에 위치시키기 위해서는, 베이스의 저면으로 돌출된 위치결정핀(20)의 하부 끝단을 돌려 상부 끝단에 형성된 원뿔(20a)이 베이스(10)의 표면 위로 돌출되도록 한 후, 위치결정핀(20)의 원뿔에 공작물(1)의 용접할 구멍(H)이 끼워지도록 함으로써, 정확한 용접위치를 셋팅할 수 있게 되는 것이다. 상기 위치결정핀(20)이 필요하지 않을 경우에는 위치결정핀(20)을 돌려 원뿔(20a)이 베이스(10)의 표면 아래로 하강하게 한 후 사용하면 된다. 도 4a에서 미설명된 도면부호 2는 레이저 용접 토오치를 도시한 것이다.

또한, 본 고안의 고정판의 베이스(10)에 영구자석(5)을 끼워 장착하거나 제거할 경우의 실시예를 도 4b에 도시하였는 바, 상기 영구자석(5)은 상기 삽입홈(12)의 깊이와 동일한 두께를 갖는 것이 바람직하며, 영구자석(5)을 삽입홈(12)에 삽입할 때에는 하나의 삽입홈(12)에 하나의 영구자석(5)을 삽입할 수도 있으나, 여러 개의 영구자석을 일렬로 삽입하여 사용함으로써 큰 자력이 요구되는 중량(重量)의 공작물을 효과적으로 고정할 수도 있다.

그리고, 도 4b에 도시한 바와 같이 삽입홈(12)을 베이스(10)의 상면에 형성함에 있어서, 상기 베이스(10)의 가장자리까지 삽입홈(12)을 연장시켜 상기 삽입홈이 베이스의 측면 가장자리에서 개방되도록 구성하면, 더욱 편리하게 영구자석을 삽입하거나 제거할 수 있으므로 사용상의 편의가 더욱 증대될 것이다. 그러나, 경우에 따라서는 베이스(10)의 가장자리까지 삽입홈(12)을 연장하지 않게 변경할 수도 있을 뿐만 아니라, 하나 또는 2개 정도의 영구자석만 삽입될 수 있는 짧은 길이로 삽입홈을 형성하는 것도 가능하다.

도 5는 본 고안에 의한 용접용 공작물 고정판을 지그장치(50)에 장착한 상태를 도시한 설명도이다. 도 5에 도시된 지그장치(50)는 본 고안의 고안자가 고안하여 2005년 5월 18일자로 출원한 특허출원 제10-2005-0041670호(레이저용접용 지그장치)의 지그를 도시한 것이나, 본 고안에 의한 공작물 고정판은 레이저 용접에 사용되는 다양한 종류의 지그장치와 결합하여 이용될 수 있을 것이다.

이상에서 본 고안을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 구조를 갖는 용접용 공작물 고정판에 대해 설명하였으나 본 고안은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 고안의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

예를 들어, 본 고안의 실시예에서는 영구자석(5)의 형상을 동전형상으로 하여 설명하였으나, 영구자석의 형상을 사각형으로 변형하거나, 삽입홈(12)의 길이를 짧게 하거나, 또는 베이스(10)의 표면에 형성되는 삽입홈(12)의 배치를 달리하는 것과 같은 변형은 당연히 본 고안의 보호범위에 속하는 것이다.

이상의 구조와 작동관계를 갖는 본 고안에 의한 용접용 공작물 고정판은 종래의 전자식 마그네틱 고정판(또는 척)에서 드러난 여러 문제를 효과적으로 해소할 수 있다. 즉, 전자식 마그네틱 고정판이 갖는 대형화, 전력의 낭비문제, 유지보수의 어려움 등과 같은 문제를 해결할 수 있다.

특히, 동전 형상의 영구자석들을 자유롭게 고정판에 장착하거나 제거할 수 있기 때문에 적은 자력이 필요로 하는 소형 공작물은 물론 큰 자력을 필요로 하는 대형 공작물에도 광범위하게 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 구조가 간단하므로 고장의 우려가 적고 유지보수에 매우 유리하며, 소형이기 때문에 사용이 편리하고 교체장착 등의 작업편리성이 극대화될 수 있다.

나아가, 본 고안에 의한 공작물 고정판은, 피가공물을 고정판의 베드에 세팅할 때, 간단한 조작만으로도 피가공물의 용접위치를 공작물 고정판 중심에 정확히 위치시킬 수 있으며, 고정판이 중심점을 기준으로 자유롭게 회전되므로 피가공물의 초기세팅(위치결정) 및 가공위치변경을 용이하게 수행할 수 있어 가공작업이 보다 효율적으로 이루어질 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 일반적인 마그네틱방식의 공작물 고정판의 개략적 사시도

도 2는 본 고안에 의한 공작물 고정판의 분해 사시도

도 3은 본 고안에 의한 공작물 고정판의 조립 단면도

도 4는 본 고안에 의한 공작물 고정판의 사용상태를 도시한 설명도

도 5는 본 고안에 의한 공작물 고정판이 지그에 탑재된 상태를 도시한 사용상태도

< 주요 도면부호의 명칭 설명 >

10: 베이스 12: 자석 삽입홈 15: 플랜지

20: 위치결정핀 30: 지지플레이트

Claims (4)

1. 자력을 이용하여 공작물을 고정하는 용접가공용 공작물 고정판에 있어서,

   공작물이 재치되는 베이스(10)와;

   상기 베이스의 상면에 형성되어 판상의 자석이 수용되는 다수 개의 자석 삽입홈(12)과;

   상기 베이스의 중앙에 관통되어 형성되는 원형의 중심공(11)과;

   상기 중심공에 삽입되어 베이스의 위 아래로 출몰되는 위치결정핀(20)과;

   상기 베이스의 저면에 고정결합되는 원통 형상의 플랜지(15)와;

   상기 플랜지를 지지하며 용접 가공용 지그에 고정되는 지지플레이트(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접가공용 공작물 고정판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 자석 삽입홈(12)의 바닥면에는 그 길이방향을 따라 상기 자석 삽입홈(12)의 폭보다 좁은 보조 홈(13)이 더 추가로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접가공용 공작물 고정판.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 플랜지(15)와 지지플레이트(30) 사이에는 베어링(17a,17b)이 삽입되어 결합됨으로써, 상기 지지플레이트(30)가 지그에 고정된 상태에서도 상기 베이스(10)가 자유롭게 회전할 수 있도록 구성되며,

   상기 지지플레이트(30)의 플랜지에 형성된 나사공(31)에는 죔나사(32)가 결합되어 구성되어, 상기 죔나사를 죔으로써 상기 베이스(10)를 고정할 수 있는 것을 특징으로 하는 용접가공용 공작물 고정판.
4. 제3항에 있어서,

   상기 위치결정핀(20)의 상부 끝단은 뽀족한 원뿔(20a) 형상으로 구성되며,

   그 몸체부는 상기 베이스(10)의 중심공(11)에 끼워지는 내통(21)의 중앙에 형성된 암나사에 나사결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 용접가공용 공작물 고정판.