KR20070103988A - 자동 용접캐리지 - Google Patents

Abstract

개시된 자동 용접캐리지는 대차부, 영구자석, 토치부, 가이드롤부, 구동부, 운반손잡이를 구비함과 더불어 영구자석에 인접한 상태로 대차부 저면에 부착되어 전원이 공급되면 자장을 발생하는 전자석; 운반손잡이에 설치되는 자기력제거버튼; 대차부의 기울기를 감지하는 기울기센서; 복수개의 접점을 구비한 상태로 대차부에 설치되어 자기력제거버튼과 기울기센서 및 전자석과 연결됨으로서 자기력제거버튼 및 기울기센서의 작동에 따라 전자석에 공급되는 전원의 극성을 제어하여 전자석 단부에서 발생되는 자장 극성을 조절함으로 수직피용접부재나 수평피용접부재에 대한 전자석 및 영구자석의 자기력 세기를 제어하는 릴레이를 구비한다.

이와 같은 자동 용접캐리지는, 기울기센서와 자기력제거버튼의 작동에 따라 전자석 단부에서 발생되는 자장의 극성을 달리하여 영구자석의 자장을 크게하거나 작게하여 대차부를 수직피용접부재 상에 안정적으로 부착할 수 있으며, 용접작업이 완료되면 대차부를 수직피용접부재나 수평피용접부재에서 용이하게 이탈시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

용접, 캐리지, 영구자석, 전자석, 기울기센서

Description

자동 용접캐리지{Automatic welding system}

도 1a는 종래의 자동 용접캐리지를 나타낸 전체 사시도,

도 1b는 도 1의 저면도,

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 용접캐리지를 나타낸 전체 사시도,

도 2b는 도 2a의 저면도,

도 3은 도 2a의 부분 개략 사시도,

도 4는 도 3의 연결상태 단면도,

도 5 및 도 6은 전자석의 자기력 발생상태를 나타낸 작동단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10:대차부 11:이동바퀴

20:영구자석 30:토치부

40:가이드롤부 50:구동부

60:운반손잡이 70:전자석

80:자기력제거버튼 90:기울기센서

100:릴레이 110:자기력제거접점

120:자기력강화접점 130:자기력강화보호접점

140:자기력제거보호접점

본 발명은 용접캐리지에 관한 것으로서, 특히 필렛(Fillet)용접시 일정 속도로 토치가 진행하면서 용접모재의 용접부위를 정확하게 용접되게 하는 자동 용접캐리지에 관한 것이다.

일반적으로, 피용접부재의 모양과 형상, 피용접부재간의 접합방향, 용접방향, 용접작업의 특성 등의 주변 요인에 따라 다양한 자동용접장치들이 개발되어 사용되고 있다.

이러한, 자동용접장치 중에서 수평면상으로 배치되어진 수평피용접물과, 수평피용접물에 수직으로 배치되어진 수직피용접물을 자동으로 상호 용접하는 자동용접장치로는 수평피용접물에 얹혀진 상태로 수직피용접물의 길이방향을 따라 일정한 간격을 유지하며 이송되는 자동 용접캐리지를 사용한다.

일반적인 자동 용접캐리지는 도 1a 및 도 1b에서 보는 바와 같이 수평피용접물에 얹혀진 상태에서 이동을 위한 이동바퀴(2)가 구비된 대차부(1), 상기 대차부(1) 저면에 부착되어 상기 대차부(1)가 수평피용접물에서 이탈되지 않도록 하는 영구자석(3), 상기 대차부(1)의 일측 상부에 연동이 가능한 상태로 설치되는 토치부(4), 일단에 롤러가 구비된 상태로 상기 대차부(1)의 일측면으로 돌출되어 수직피용접물과 상기 대차부(1)의 간격을 일정한 상태로 이동시키기 위한 가이드롤부(5), 상기 이동바퀴(2)를 일정속도로 구동시키는 구동부(6), 사용자가 상기 대차 부(1)의 운반을 용이하게 하는 손잡이(7)로 구성된다.

여기서, 종래의 자동 용접캐리지는 수평피용접물의 폭이 좁아 상부에 상기 대차부(1)를 얹힐 수 없을 경우에는 수직피용접물에 상기 대차부(1)를 부착하여 용접작업을 수행하게 된다.

그러나, 상기 영구자석(3)의 자기력이 약하면 용접캐리지 자체 하중 및 용접작업중 발생되는 진동이나 충격에 의해 상기 대차부(1)가 수직피용접물에서 이탈될 수 있으므로 안정적인 용접작업을 기대하기 어렵게 된다.

따라서, 수직피용접물과의 접합력을 강화하기 위해 크기가 큰 영구자석(3)을 사용할 수 있으나 용접캐리지 자체 하중이 커지게 되어 사용자가 용접캐리지를 운반하기가 어려워지게 되며, 용접작업이 완료되어 용접캐리지를 수직피용접물이나 수평피용접물에 부착된 상태에서 이탈시에는 영구자석(3)의 강한 자기력에 의해 이탈시키기가 어려운 문제점이 발생한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 수직피용접물 및 수평피용접물 상에 안정적으로 부착되어 용접작업을 정확하게 할 수 있으며, 용접작업이 완료시에는 수직피용접물 및 수평피용접물에서 쉽게 이탈시킬 수 있는 자동 용접캐리지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다.

또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수평피용접부재나 수직피용접부재 상에서 이송을 위한 이동바퀴가 구비된 대차부, 상기 대차부를 수평피용접부재나 수직피용접부재 상에 자기력에 의한 접합력을 발생시키는 영구자석, 상기 대차부에 연동이 가능한 상태로 설치되어 수평피용접부재 및 수직피용접부재가 맞닿는 부위를 용접하는 토치부, 일단에 롤러를 구비한 상태로 상기 대차부의 일측면으로 돌출되어 수직피용접부재나 수평피용접부재에 대해 상기 대차부가 일정간격을 가지는 상태로 이송되게 하는 복수개의 가이드롤부, 상기 대차부에 설치되어 상기 이동바퀴를 일정속도로 구동시키는 구동부, 상기 대차부 일측에 결합되어 사용자가 상기 대차부의 운반을 용이하게 하는 운반손잡이로 이루어진 자동 용접캐리지에 있어서, 상기 영구자석에 인접된 상태로 상기 대차부 저면에 부착되어 전원이 공급되면 자장을 발생하는 전자석과; 상기 운반손잡이에 설치되는 자기력제거버튼과; 상기 대차부에 설치되어 상기 대차부의 기울기를 감지하는 기울기센서; 및, 복수개의 접점을 구비한 상태로 상기 대차부에 설치되어 상기 자기력제거버튼과 상기 기울기센서 및 상기 전자석과 연결됨으로서 상기 자기력제거버튼 및 상기 기울기센서의 작동에 따라 상기 전자석에 공급되는 전원의 극성을 제어하여 상기 전자석 단부에서 발생되는 자장 극성을 조절함으로 수직피용접부재나 수평피용접부재에 대한 상기 전자석 및 상기 영구자석의 자기력 세기를 제어하는 릴레이를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2a는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예에 따른 자동 용접캐리지를 나타낸 전체 사시도, 도 2b는 도 2a의 저면도, 도 3은 도 2a의 부분 개략도, 도 4는 도 3의 연결상태 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 실시예의 자동 용접캐리지는, 수평피용접부재나 수직피용접부재 상에서 이송을 위한 이동바퀴(11)가 구비된 대차부(10)와, 상기 대차부(10) 저면에 설치된 상태로 수평피용접부재나 수직피용접부재 상에 자기력에 의한 접합력을 발생시켜 이송시 이탈되지 않도록 하는 영구자석(20)과, 상기 대차부(10)의 일측 상부에 연동이 가능한 상태로 설치되어 수평피용접부재 및 수직피용접부재가 맞닿은 부위에 대해 용접을 수행하는 토치부(30)와, 일단에는 롤러(41)를 구비한 상태로 상기 대차부(10)의 일측면으로 돌출되어 수직피용접부재나 수평피용접부재에 대해 상기 대차부(10)가 일정한 간격을 가지면서 이송되게 하는 가이드롤 부(40)와, 상기 대차부(10)에 설치되어 상기 이동바퀴(11)를 일정속도로 구동시키는 구동부(50)와, 상기 대차부 (10)일측에 결합되어 사용자가 상기 대차부(10)의 운반을 용이하게 하는 운반손잡이(60) 포함하고 있다.

따라서, 상기 영구자석(20)이 상기 대차부(10)를 수평피용접부재나 수직피용접부재 상에 부착되게 한 상태로 상기 가이드롤부(40)에 의해 일정간격을 유지하면서 이송되면서 상기 토치부(30)에 의해 수평피용접부재와 수직피용접부재의 맞닿는 부위를 용접하게 된다.

또한, 본 실시예의 자동 용접캐리지는 전자석(70), 자기력제거버튼(80), 기울기센서(90), 릴레이(100)를 구비하고 있다.

상기 전자석(70)은 전원이 공급되면 자장을 발생시키는 부재로서, 상기 영구자석(20)에 인접한 상태로 상기 대차부(10) 저면에 설치한다.

이러한, 상기 전자석(70)은 상기 릴레이(100)와 케이블에 의해 연결되어 상기 릴레이(100)에 의해 전달되는 전류 방향에 따라 일단부에서 발생되는 자장의 극성이 정해지게 된다.

또한, 도 2b에서는 상기 전자석(70)을 상기 영구자석(20)에 인접되게 하나를 설치하였으나, 상기 영구자석(20)의 자장 약화나 수평피용접부재 및 수직피용접부재에 대한 자기력을 크게 할 수 있도록 상기 영구자석(20)에 인접되게 복수개를 설치할 수도 있다.

상기 자기력제거버튼(80)은 상기 운반손잡이(60) 일측에 설치되는 버튼으로서, 상기 릴레이(100)와 케이블로서 연결한다.

따라서, 상기 자기력제거버튼(80)을 누르게 되면 전원이 상기 릴레이(100)에 공급되게 하면서 상기 전자석(70) 단부에서 발생되는 자장을 상기 영구자석(20) 단부에서 발생되는 자장과 동일한 극성으로 발생되게 하여 척력에 의한 자장손실로 상기 영구자석(20) 및 상기 전자석(70)의 수평피용접부재나 수직피용접부재에 대한 자기력을 작아지게 한다.

상기 기울기센서(90)는 상기 대차부(10) 일측에 부착된 상태로 상기 대차부(10)의 기울기를 감지하는 센서이다.

이러한, 상기 기울기센서(90)는 상기 대차부(10) 일측에 부착한 상태로 상기 릴레이(100)와 케이블로 연결한다.

따라서, 상기 기울기센서(90)에서 상기 대차부(10)가 일정각도 이상으로 기울어 지게 되면, 상기 릴레이(100)에 전원을 공급하면서 그 신호를 상기 릴레이(100)에 전달하여 상기 릴레이(100)에 공급되는 전류의 극성을 변경하여 상기 전자석(70)으로 공급되게 한다.

즉, 상기 기울기센서(90)가 작동하게 되면 상기 전자석(70) 단부에서 발생되는 자장은 상기 영구자석(20) 단부에서 발생되는 자장과는 반대 극성으로 발생되면서 인력에 의해 자장이 중첩되면서 상기 영구자석(20) 및 상기 전자석(70)의 수평피용접부재나 수직피용접부재에 대한 자기력을 커지게 한다.

상기 릴레이(100)는 상기 대차부(10) 내 일측에 설치된 상태로 상기 전자석(70)과 상기 자기력제거버튼(80) 및 상기 기울기센서(90)와 연결되는 복수개의 접점을 구비하는 부품이다.

이러한, 상기 릴레이(100)에는 도 4에 도시한 바와 같이 개방된 상태에서 상기 자기력제거버튼(80)이 작동되면 폐쇄되면서 공급되는 전원의 전류 극성을 그대로 상기 전자석(70)에 공급되게 하는 한 쌍의 자기력제거접점(110)과, 개방된 상태에서 상기 기울기센서(90)가 작동되면 폐쇄되면서 공급되는 전류의 극성을 변환하여 상기 전자석(70)에 공급되게 하는 한 쌍의 자기력강화접점(120)을 구비한다.

또한, 상기 릴레이(100)에는 폐쇄된 상태로 각 상기 자기력제거접점(110)과 직렬상태로 연결되어 상기 자기력강화접점(120)이 폐쇄시에 개방되면서 상기 자기력제거접점(110)의 오작동으로 인한 합선을 방지하는 한 쌍의 자기력강화보호접점(130)과, 폐쇄된 상태로 각 상기 자기력강화접점(120)과 직렬상태로 연결되어 상기 자기력제거접점(110)이 폐쇄시에 개방되면서 상기 자기력강화접점(120)의 오작동으로 인한 합선을 방지하는 한 쌍의 자기력제거보호접점(140)을 구비한다.

이와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자동 용접캐리지의 작동을 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 대차부(10)를 수평피용접부재 상에 얹은 상태에서 수평피용접부재와 수직피용접부재의 맞닿는 부위를 용접할 경우에는 상기 기울기센서(90) 및 상기 자기력제거버튼(80)이 작동되지 않으므로 상기 릴레이(100)로의 전원이 공급되지 않아 상기 전자석(70)에서는 자장이 발생하지 않게 된다.

그러므로, 상기 대차부(10)는 저면에 부착된 영구자석(20)의 수평피용접부재에 대한 자기력의 접합력만으로 수평피용접부재에 부착된 상태로 이송되면서 상기 토치부(30)가 용접작업을 수행하게 된다.

상기 대차부(10)를 수직피용접부재 상에 얹은 상태에서 수평피용접부재와 수직피용접부재의 맞닿는 부위를 용접할 경우에는 상기 대차부(10)가 지면에 대해 기울기를 가지게 됨으로서 상기 기울기센서(90)가 작동하게 된다.

그러면, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 영구자석(20)이 수직피용접부재 상에 N극의 자장을 발생한다고 보면, 상기 기울기센서(90)가 작동시 직류 전원이 상기 릴레이(100)로 공급된다.

이때, 상기 릴레이(100)는 상기 자기력제거접점(110)과 직렬상태로 연결된 자기력강화보호접점(130)은 개방되고, 상기 자기력강화접점(120)은 개방된 상태에서 폐쇄되면서 전류가 상기 자기력강화접점(120) 및 폐쇄상태의 자기력제거보호접점(140)을 통해 전류는 극성이 변환된 상태로 상기 전자석(70)에 공급된다.

따라서, 상기 전자석(70)은 수직피용접부재 상으로 S극의 자장을 발생하게 되며, 상기 전자석(70) 단부에서 발생하는 S극의 자장은 인접한 상기 영구자석(20)의 N극 자장과 인력이 작용하면서 중첩되어 수직피용접부재에 작용하는 자기력 크기를 커지게 한다.

그러므로, 상기 대차부(10)를 수직피용접부재 상에 얹은 상태에서도 상기 대차부(10)가 자체 하중 및 충격에 의해 이탈되는 것을 방지하여 안정적인 용접작업이 가능하게 한다.

이후, 수직피용접부재와 수평피용접부재의 맞닿은 부위에 대한 용접작업이 완료되면, 상기 운반손잡이(60) 상에 설치된 자기력제거버튼(80)을 눌러 상기 전자석(70) 및 상기 영구자석(20)을 자장을 약화시킴으로서 상기 대차부(10)의 수직피 용접부재나 수평피용접부재에 대한 자기력을 작게 하여 상기 대차부(10)를 수직피용접부재나 수평피용접부재 상에서 이탈시켜 운반하게 된다.

즉, 도 6에 도시한 바와 같이 상기 영구자석(20)이 수직피용접부재 상에 N극의 자장을 발생한다고 보면, 상기 자기력제거버튼(80)이 작동시 직류 전원이 상기 릴레이(100)로 공급된다.

이때, 상기 릴레이(100)는 상기 자기력강화접점(120)과 직렬상태로 연결된 자기력제거보호접점(140)은 개방되고, 상기 자기력제거접점(110)은 개방된 상태에서 폐쇄되면서 전류가 상기 자기력제거접점(110) 및 폐쇄상태의 자기력강화보호접점(130)을 통해 전류는 공급시의 극성이 그대로 상기 전자석(70)에 공급된다.

따라서, 상기 전자석(70)은 수평피용접부재나 수직피용접부재 상으로 N극의 자장을 발생하게 되며, 상기 전자석(70) 단부에서 발생하는 N극의 자장은 인접한 상기 영구자석(20)의 N극 자장과 척력이 작용하면서 자장을 상쇄시켜 수평피용접부재나 수직피용접부재에 작용하는 자기력 크기를 작아지게 한다.

그러므로, 수평피용접부재나 수직피용접부재 상에 상기 영구자석(20)이나 상기 전자석(70)의 자기력에 의해 부착된 상태에서 자기력이 작아지면서 작업자가 상기 대차부(10)를 쉽게 이탈시켜 다른 용접장소로 운반할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 자동 용접캐리지는, 기울기센서와 자기력제거버튼의 작동에 따라 전자석 단부에서 발생되는 자장의 극성을 달리하여 영구자석의 자장을 크게하거나 작게하여 대차부를 수직피용접부재 상에 안정적으로 부착할 수 있으며, 용접작업이 완료되면 대차부를 수직피용접부재나 수평피용접부재에서 용이하게 이탈시킬 수 있는 효과를 제공한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (3)

1. 수평피용접부재나 수직피용접부재 상에서 이송을 위한 이동바퀴(11)가 구비된 대차부, 상기 대차부를 수평피용접부재나 수직피용접부재 상에 자기력에 의한 접합력을 발생시키는 영구자석, 상기 대차부에 연동이 가능한 상태로 설치되어 수평피용접부재 및 수직피용접부재가 맞닿는 부위를 용접하는 토치부, 일단에 롤러를 구비한 상태로 상기 대차부의 일측면으로 돌출되어 수직피용접부재나 수평피용접부재에 대해 상기 대차부가 일정간격을 가지는 상태로 이송되게 하는 복수개의 가이드롤부, 상기 대차부에 설치되어 상기 이동바퀴를 일정속도로 구동시키는 구동부, 상기 대차부 일측에 결합되어 사용자가 상기 대차부의 운반을 용이하게 하는 운반손잡이로 이루어진 자동 용접캐리지에 있어서,

   상기 영구자석에 인접한 상태로 상기 대차부 저면에 부착되어 전원이 공급되면 자장을 발생하는 전자석과;

   상기 운반손잡이에 설치되는 자기력제거버튼과;

   상기 대차부에 설치되어 상기 대차부의 기울기를 감지하는 기울기센서; 및,

   복수개의 접점을 구비한 상태로 상기 대차부에 설치되어 상기 자기력제거버튼과 상기 기울기센서 및 상기 전자석과 연결됨으로서 상기 자기력제거버튼 및 상기 기울기센서의 작동에 따라 상기 전자석에 공급되는 전원의 극성을 제어하여 상기 전자석 단부에서 발생되는 자장 극성을 조절함으로 수직피용접부재나 수평피용접부재에 대한 상기 전자석 및 상기 영구자석의 자기력 세기를 제어하는 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접캐리지.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 릴레이에는

   개방된 상태에서 상기 자기력제거버튼이 작동되면 폐쇄되면서 공급되는 전원의 전류 극성을 그대로 상기 전자석에 공급되게 하는 한 쌍의 자기력제거접점과,

   개방된 상태에서 상기 기울기센서가 작동되면 폐쇄되면서 공급되는 전류의 극성을 변환하여 상기 전자석에 공급되게 하는 한 쌍의 자기력강화접점과,

   폐쇄된 상태로 각 상기 자기력제거접점과 직렬상태로 연결되어 상기 자기력강화접점이 폐쇄시에 개방되면서 상기 자기력제거접점의 오작동으로 인한 합선을 방지하는 한 쌍의 자기력강화보호접점 및,

   폐쇄된 상태로 각 상기 자기력강화접점과 직렬상태로 연결되어 상기 자기력제거접점이 폐쇄시에 개방되면서 상기 자기력강화접점의 오작동으로 인한 합선을 방지하는 한 쌍의 자기력제거보호접점을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 용접캐리지.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 자기력버튼을 누르게 되면 직류 전원이 상기 릴레이로 공급되면서 상기 자기력강화접점과 직렬상태로 연결된 자기력제거보호접점은 개방되고, 상기 자기력제거접점은 개방된 상태에서 폐쇄되면서 전류가 상기 자기력제거접점 및 폐쇄상태 의 자기력강화보호접점을 통해 공급시의 극성 그대로 상기 전자석에 공급되어 상기 전자석은 수평피용접부재나 수직피용접부재 상으로 상기 영구자석의 자장과 동일한 자장을 발생시켜 상호 척력에 의한 자장의 상쇄로 수평피용접부재나 수직피용접부재에 작용하는 자기력 크기가 작아지게 되며,

   상기 기울기센서가 작동되면 직류 전원이 상기 릴레이로 공급되면서 상기 자기력제거접점과 직렬상태로 연결된 자기력강화보호접점은 개방되고, 상기 자기력강화접점은 개방된 상태에서 폐쇄되면서 전류가 상기 자기력강화접점 및 폐쇄상태의 자기력제거보호접점을 통해 극성이 변환된 상태로 상기 전자석에 공급되어 상기 전자석은 수직피용접부재 상으로 상기 영구자석의 자장과 반대의 극성을 가지는 자장을 발생시켜 상호 인력에 의한 자장의 중첩으로 수직피용접부재에 작용하는 자기력 크기를 커지게 하는 것을 특징으로 하는 자동 용접캐리지.

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