KR200493011Y1 - 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조 - Google Patents

주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조 Download PDF

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Abstract

본 고안은 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주름부분을 감지하는 접촉센서를 주름판재 용접용 용접기의 용접토오치에 최대한 접근시킬 수 있으면서도 용접부위의 강한 열이 전도되지 않아서 부품의 내구성과 정확성을 증가시킨 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조에 관한 것이다.
본 고안의 바람직한 실시예로 형성된 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조에 의하면 부설감지구팁이 열에 매우 강한 재질로 형성되고, 부설감지구가 센서몸체로부터 절연체로 분리되어 있어서 열이 전도되지 않기 때문에 부설감지구팁을 용접토오치와 매우 가까이 설치할 수 있고, 용접시 발생하는 열이 절연체에 의해서 센서몸체에는 전달되지 않기 때문에 부품의 손상이 적으며, 용접토오치와 부설감지구팁의 거리가 매우 인접하기 때문에 이격된 위치에 따른 오류가 매우 적게 발생하는 등의 효과가 발생한다.

Description

주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조{SENSOR STRUCTURE FOR PLAZMA WELDING MACHINE FOR CORRUGATION PLATE WELDING}
본 고안은 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주름부분을 감지하는 접촉센서를 주름판재 용접용 용접기의 용접토오치에 최대한 접근시킬 수 있으면서도 용접부위의 강한 열이 전도되지 않아서 부품의 내구성과 정확성을 증가시킨 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조에 관한 것이다.
지티티(GTT)사의 설계도에 따라서 제조되는 LNG선에 설치되는 LNG탱크의 내부에는 급격한 온도변화에 따른 환경에 적합하도록 주름판재를 형성하여 벽면의 수축 및 이완에 대응하고 있다.
상기와 같이 LNG탱크의 내부를 구성하기 위해서는 주름을 형성한 다수개의 주름판재를 서로 용접하여 일체로 형성한다.
종래에는 도 1와 같이 상기 주름판재와 주름판재를 자동으로 용접하기 위한 플라즈마 자동용접장치가 개시되어 있다.
상기 종래의 플라즈마 자동용접장치는 용접토오치(50)가 형성되고, 상기 용접토오치(50)를 회전시키면서 용접할 수 있도록 하는 회전몸체(40)가 형성되며, 상기 회전몸체(40)의 하단에 적어도 2개의 접촉센서(60)가 형성되며, 상기 접촉센서(60)와 이격되도록 화이버센서(65)가 전진하는 방향으로 기울어져 형성되고, 상기 회전몸체(40)와 회전부(35)에 의해서 연결되는 몸체(30)가 형성되며, 상기 몸체(30)는 클램프(20)의 상단에 고정되는 레일(25)을 따라 이송가능하도록 형성된다.
도 2에는 종래의 용접토오치(50) 근처의 센서구조에 대한 것을 보여주는데, 종래에는 용접토오치(50)와 이격되도록 박음판(52)가 형성되고, 상기 박음판과 기격되도록 다수개의 접촉센서(60)가 형성되며, 상기 접촉센서(60)와 이격되어, 용접진행방향으로 경사져서 감지하는 화이버센서(65)가 형성된 구조이다.
특히, 상기 접촉센서(60)와 용접토오치(50)의 끝단간의 거리는 30mm정도로 형성되는데, 이는 용접토오치(50)에서 발생하는 높은 온도로 인해서 접촉센서(60)의 끝단 놉(Knob)을 통해 열이 전달되어서 센서 자체가 고장나거나 에러가 발생하기 때문에 이러한 구성으로 형성된다.
종래의 주름판재용 플라즈마 자동용접장치는 대한민국 특허청 등록실용신안공보 제20-0445017호 및 일본 특허청 특개소50-80942호 등에 개시된 바 있다.
그러나, 종래의 주름판재를 용접할 때 곡률이 변화되는 부분과 용접해야하는 부분을 정확하게 추적해야 하는 자동용접장치의 센서의 구조에는 다음과 같은 문제점이 있었다.
(1) 용접시 발생하는 강한 열 때문에 접촉센서를 용접토오치와 인접하여 설치할 수 없다.
(2) 용접시 발생하는 열이 접촉센서를 통해서 용접기 전체로 전도되어 부품의 손상이 심하다.
(3) 용접토오치와 접촉센서간의 거리가 멀어서 용접위치의 정확한 추적이 어렵다.
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 고안은 용접토오치가 형성되고, 상기 용접토오치를 회전시키면서 용접할 수 있도록 하는 회전몸체가 형성되며, 상기 회전몸체의 하단에 적어도 2개의 접촉센서가 형성되며, 상기 접촉센서와 이격되도록 화이버센서가 전진하는 방향으로 기울어져 형성되고, 상기 회전몸체와 회전부에 의해서 연결되는 몸체가 형성되며, 상기 몸체는 클램프의 상단에 고정되는 레일을 따라 이송가능하도록 형성되는 일반적인 플라즈마 자동용접장치에 있어서,
상기 접촉센서는 회전몸체의 일측에 부착되는 접촉몸체가 형성되고, 상기 접촉몸체의 하단으로 텐션부가 형성되며, 상기 텐션부의 하단에는 절연체가 형성되고, 상기 절연체의 하단에 수평하게 형성되는 부설감지구가 형성되며, 상기 부설감지구의 끝단하단에는 적어도 하나의 부설감지구팁이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 바람직한 실시예로 형성된 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조에 의하면 다음과 같은 효과가 발생한다.
(1) 부설감지구팁이 열에 매우 강한 재질로 형성되고, 부설감지구가 센서몸체로부터 절연체로 분리되어 있어서 열이 전도되지 않기 때문에 부설감지구팁을 용접토오치와 매우 가까이 설치할 수 있다.
(2) 용접시 발생하는 열이 절연체에 의해서 센서몸체에는 전달되지 않기 때문에 부품의 손상이 적다.
(3) 용접토오치와 부설감지구팁의 거리가 매우 인접하기 때문에 이격된 위치에 따른 오류가 매우 적게 발생한다.
도 1은 종래의 플라즈마 자동용접장치의 개념측면도.
도 2는 종래의 주름판재용 플라즈마 자동용접장치의 개념사시도.
도 3은 종래의 주름판재용 플라즈마 자동용접장치의 용접토오치 부분의 센서의 개념 확대도.
도 4는 본 고안의 바람직한 실시예로 형성된 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조의 측면 개념도.
도 5는 본 고안의 바람직한 실시예로 형성된 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조의 센서부분의 개념확대도.
본 고안은 용접토오치(50)가 형성되고, 상기 용접토오치(50)를 회전시키면서 용접할 수 있도록 하는 회전몸체(40)가 형성되며, 상기 회전몸체(40)의 하단에 적어도 2개의 접촉센서(60)가 형성되며, 상기 접촉센서(60)와 이격되도록 화이버센서(65)가 전진하는 방향으로 기울어져 형성되고, 상기 회전몸체(40)와 회전부(35)에 의해서 연결되는 몸체(30)가 형성되며, 상기 몸체(30)는 클램프(20)의 상단에 고정되는 레일(25)을 따라 이송가능하도록 형성되는 일반적인 플라즈마 자동용접장치에 있어서,
상기 접촉센서(60)는 회전몸체(40)의 일측에 부착되는 접촉몸체(100)가 형성되고, 상기 접촉몸체(100)의 하단으로 텐션부(110)가 형성되며, 상기 텐션부(110)의 하단에는 절연체(120)가 형성되고, 상기 절연체(120)의 하단에 수평하게 형성되는 부설감지구(130)가 형성되며, 상기 부설감지구(130)의 끝단하단에는 적어도 하나의 부설감지구팁(140)이 형성된다.
주름판재(10)는 다수개의 주름이 일정간격으로 형성되고, 끝단의 평평한 부분이 이웃하는 주름판재(10)의 끝단과 겹치게 되는데, 상측으로 올라오는 주름판재(10)의 끝단에 용접을 하여 주름판재(10)들을 연결한다.
상기 플라즈마 자동용접장치는 주름판재(10)에 고정되는 클램프(20)의 상단에 고정되는 레일(25)을 따라 이송가능하도록 몸체(30)가 형성되고, 상기 몸체(30)의 전방에 회전부(35)와 함께 결합되는 회전몸체(40)가 형성되며, 상기 회전몸체(40)에는 용접토오치(50)가 형성된다.
상기 회전몸체(40)의 일측에는 용접토오치(50)와 이격되도록 접촉센서(60)가 형성되고, 상기 접촉센서(60)와 이격되게, 전진방향으로 일정각도로 회전되어 형성되는 화이버센서(65)가 형성된다.
상기 접촉센서(60)는 주름판재(10)의 평탄부와 곡면부를 구별하면서 전진할 수 있도록 용접토오치(50)와 이격되게 나란하게 형성된다.
상기 화이버센서(65)는 용접토오치(50)가 진향하는 전방에 어떠한 장애물이 있는지, 곡면이 있는지를 확인하도록 형성되는 광센서이다.
상기 접촉센서(60)는 회전몸체(40)의 일측에 접촉몸체(100)가 형성되고, 상기 접촉몸체(100)의 하단으로 텐션부(110)가 형성되며, 상기 텐션부(110)의 하단에는 절연체(120)가 형성되고, 상기 절연체(120)의 하단에 수평하게 형성되는 부설감지구(130)가 형성되며, 상기 부설감지구(130)의 끝단하단에는 적어도 하나의 부설감지구팁(140)이 형성된다.
상기 접촉몸체(100)는 내부에 노브에 의해서 압력의 증감을 전류로 변환하여 측정하는 장치로 센싱하는 부분이다.
상기 접촉몸체(100)의 내부의 노브에는 텐션부(110)가 형성되는데, 상기 텐션부(110)는 피측정대상물의 표면에서 발생되는 평단도에 따라서 탄력있게 지지할 수 있도록 하는 부분이다.
상기 텐션부(110)의 하단에는 절연체(120)에 의해서 열적으로 분리되는 부설감지구(130)의 일단이 텐션부(110)와 직각으로 수평하게 연결형성된다.
상기 부설감지구(130)의 다른쪽 하단에는 돌출되는 적어도 하나의 부설감지구팁(140)이 형성되는데, 상기 부설감지구팁(140)은 열에 강한 공업용 귀금속(루비, 다이아몬드 등)으로 형성된다.
상기 부설감지구팁(140)의 끝단은 종래의 접촉센서(60)의 끝단과 유사한 형태로 형성되어 회전몸체(40)가 이동되는 주름판재(10)의 표면을 미끄러지듯이 이송할 수 있도록 곡면으로 형성된다.
상기 부설감지구(130)의 길이를 조절(제작)하여 부설감지구팁(140)의 위치는 용접토오치(50)와 8~12mm내의 가까운 위치에 위치시킬 수 있고, 용접위치와 가까운 위치를 센싱함으로써 정확한 용접이 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 주름판재(10)의 돌발형태에 빠르게 대응할 있다.
상기 접촉센서(60)와 화이버센서(65)의 채용 개수와 선택여부는 작업환경 및 주름판재(10)의 상태에 따라서 채용 또는 선택할 수 있다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예로 형성된 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조의 작동을 설명하면 다음과 같다.
본 고안의 플라즈마 자동용접장치의 몸체(30)를 레일(25)의 상단에 올려놓고, 용접토오치(50)를 위치시킨다.
이때, 몸체(30)를 통해서 전력과 필요한 모든 재료들을 용접토오치(50)로 공급한다.
상기 용접토오치(50) 끝단(용접위치)과 10mm 정도 이격된 위치에 부설감지구(130)의 부설감지구팁(140)을 위치시키고, 접촉몸체(100)와 연결한다.
상기 부설감지구팁(140)의 움직임과 접촉몸체(100)의 표면 형상 센싱정도를 보정하여 준비하다.
상기와 같이 준비된 상태에서 용접을 시작하면, 플라즈마 자동용접장치는 레일(25)을 따라서 이송되면서 자동으로 용접위치를 용접한다.
이때, 주름판재의 주름부분이나 표면의 급격한 변화가 발생할 때, 부설감지구팁(140)이 이러한 변화에 대응하고, 이에 접촉몸체(100)가 센싱하여 처리장치로 전달함으로써 용접토오치(50)의 자세와 위치를 제어하게 된다.
본 고안의 바람직한 실시예로 형성된 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조에 의하면 부설감지구팁이 열에 매우 강한 재질로 형성되고, 부설감지구가 센서몸체로부터 절연체로 분리되어 있어서 열이 전도되지 않기 때문에 부설감지구팁을 용접토오치와 매우 가까이 설치할 수 있고, 용접시 발생하는 열이 절연체에 의해서 센서몸체에는 전달되지 않기 때문에 부품의 손상이 적으며, 용접토오치와 부설감지구팁의 거리가 매우 인접하기 때문에 이격된 위치에 따른 오류가 매우 적게 발생하는 등의 효과가 발생한다.
본 고안은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 후술하는 실용신안청구범위에 의해 포괄되는 본 고안의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
10 : 주름판재 20 : 클램프
25 : 레일 30 : 몸체
35 : 회전부 40 : 회전몸체
50 : 용접토오치 60 : 접촉센서
65 : 화이버센서
100 : 접촉몸체 110 : 텐션부
120 : 절연체 130 : 부설감지구
140 : 부설감지구팁

Claims (3)

  1. 용접토오치(50)가 형성되고, 상기 용접토오치(50)를 회전시키면서 용접할 수 있도록 하는 회전몸체(40)가 형성되며, 상기 회전몸체(40)의 하단에 적어도 2개의 접촉센서(60)가 형성되며, 상기 접촉센서(60)와 이격되도록 화이버센서(65)가 전진하는 방향으로 기울어져 형성되고, 상기 회전몸체(40)와 회전부(35)에 의해서 연결되는 몸체(30)가 형성되며, 상기 몸체(30)는 클램프(20)의 상단에 고정되는 레일(25)을 따라 이송가능하도록 형성되는 일반적인 플라즈마 자동용접장치에 있어서,
    상기 접촉센서(60)는 회전몸체(40)의 일측에 부착되는 접촉몸체(100)가 형성되고, 상기 접촉몸체(100)의 하단으로 텐션부(110)가 형성되며, 상기 텐션부(110)의 하단에는 절연체(120)가 형성되고, 상기 절연체(120)의 하단에 수평하게 형성되는 부설감지구(130)가 형성되며, 상기 부설감지구(130)의 끝단하단에는 적어도 하나의 부설감지구팁(140)이 형성되는 것을 특징으로 하는 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부설감지구팁(140)의 설치위치는 부설감지구(130)의 길이를 조절(제작)하여 용접토오치(50)와 8~12mm의 위치에 위치시키는 것을 특징으로 하는 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 부설감지구팁(140)은 열에 강한 공업용 귀금속(루비 또는 다이아몬드 등)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 주름부재 용접용 플라즈마 자동용접장치의 곡면추적제어 센서구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140001062U (ko) * 2012-08-08 2014-02-19 (주)로멕스테크놀로지 토오치 각도조절방식 자동용접장치
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