KR20100022143A - 회전식 용접장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 시트 프레임용 용접장치에 있어서, 종래 별도 2공정을 적용하던 것을 턴시스템(turn system), 즉 회전 시스템을 적용하여 한벌의 지그로 후면용접까지 가능하게 한 구조로 되게 함으로써 제품사이클타임을 줄일 수 있고, 작업자의 안전을 위해 차단막이 자동으로 작동되고 차폐되어 안전성을 높이도록 한 회전식 용접장치를 제공하기 위한 것이다.
자동차 시트 프레임, 용접, 회전 유니트, 랙기어

Description

회전식 용접장치{Weding apparatus using turn system}
본 발명은 회전식 용접장치, 그 중에서도 자동차시트프레임을 비롯한 금속제품, 특히 자동차 부품의 용접을 위한 회전식 용접장치에 관한 것이다.
여기에서 회전식이란 용어는 본 발명장치의 용접 작업대를 회전시키는 것을 말하는 것으로, 용접 대상인 자동차 시트 프레임을 작업대표면과 이면의 양면에 고정 되게하고 작업대 회전에 의하여 표면과 이면에 고정된 자동차 시트프레임을 매우 편리하게 용접되도록 한 것이 특징이다.
종래의 자동차 시트 프레임 등의 금속제품은 단순 성형이 어렵기 때문에 쉽게 만들 수 있는 부분으로 여러부위로 나누어서 용접하여 만드는 것으로 되어있다. 이 때 지그(jig)를 사용하는데, 작업대 전면과 후면에 용접부위가 존재하면, 이와 비슷한 지그를 전면, 후면용으로 2벌을 만들어 제작사용 하여 왔다.
또한, 작업대에서 용접시 작업자 및 제 3자의 안전을 위해 용접불꽃 비산을 막아야 하고 용접헬멧을 제대로 착용하여야 하나, 무겁고 거추장스러워 헬멧을 착 용하지 아니하는 등 안전성에 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 종래 별도 2공정을 적용하던 것을 턴시스템(turn system), 즉 회전 시스템을 적용하여 한벌의 지그(jig)로 후면용접까지 가능하게 한 구조로 되게 함으로써 제품사이클타임을 줄일 수 있고, 작업자의 안전을 위해 차단막이 자동으로 작동되고 차폐되어 안전성을 높이는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명상의 용접장치는 자동차시트 프레임을 비롯한 금속제품의 용접장치로서, 가공물의 용접을 하기 위한 작업대로서의 지그베이스와 이 지그베이스의 양쪽 모서리에서 볼트 너트 체결되어 상기 지그베이스를 회전시켜주는 회전유니트 LH 및 회전유니트 RH와 상기 회전유니트 LH와 회전유니트 RH를 볼트 너트체결로 체결 고정하는 베이스 프레임을 포함 구성하여 상기 지그베이스가 용접작업시 수평 또는 수직위치로 가역 회전 가능하도록 하였다.
상기 지그베이스가 소정각도 이상의 회전을 막기 위하여 스톱퍼 블럭을 설치하고, 또한 상기 지그베이스가 회전반대방향으로 역회전하는 것을 막기 위하여 록킹용 클램프 실린더 장치를 회전유니트 LH 또는 회전유니트 RH에 장착하여 스톱퍼 블럭을 잡아 주도록 한다.
또, 상기 회전유니트 LH와 회전유니트 RH의 전면부에 차단막의 보빙을 고정 하거나 차단막을 펼치거나 감기 위해, 상기 보빙의 양 끝단부에 차단막 베어링 키트(96)를 차단막 고정 프레임에 설치하고, 상기 보빙에 양끝단부를 잇는 깊고 얇은 홈을 형성하여 이 홈에 상기 차단막의 모서리를 고정하여 차단막이 보빙에 감기고 풀어지는 것이 가능하다.
본 발명은 턴시스템, 즉 회전 시스템을 적용하고 차단막을 설치함으로써 제품의 생산성과 작업성, 또한 안전성이 현저히 개선된다.
본 발명을 첨부도면을 이용하여 일 실시예로서 이하에 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치 주요장치 조립분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치에 회전식유니트 LH의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치에 차단막장치의 사시도이다. 또, 도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치의 작업대의 전면 용접시 상태를 나타낸 입체 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치의 작업대의 회전하는 상태를 나타낸 입체 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치의 작업대의 후면 용접시의 상태를 나타낸 입체 사시도이다. 또, 도 7은 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치의 스톱퍼 핀의 작동원리를 나타낸 도이다.
도 1에서 보는 바와 같이 본 발명 회전식 용접장치는 도 4에서 일례로 도시되어있는 가공물(A)의 용접을 하기 위한 작업대 기능을 갖는 지그베이스(8)와 상기 지그베이스(8)의 양쪽 모서리에서 볼트 너트 등으로 체결 또는 결합되어 지그베이스(8)를 회전시켜주는 회전 유니트 LH(2) 및 회전 유니트 RH(3)와, 상기 회전 유니트 LH(2)와 회전 유니트 RH(3)를 볼트 너트 체결 등으로 고정하는 베이스프레임(7)이 설치된다. 상기 베이스 프레임에는 하단에 바퀴를 달아 작업시 이동을 할 수 있게 설치한다.
상기 회전 유니트 LH(2)와 회전 유니트 RH(3)에는 작업자의 안전을 위해 각각 유니트 LH 커버(4)와 회전 유니트 RH 커버(5)가 설치된다.
또한, 상기 지그베이스(8)가 용접작업을 위하여 지그베이스(8)를 수평(지그베이스 표면과 이면이 반대로 되도록 회전) 또는 수직위치에 이르도록 180°가역회전 시킬 때 회전방향의 더 이상의 회전을 막기 위하여 스톱퍼블록(81)를 설치하고, 상기 지그베이스(8)가 회전 방향의 반대편으로 회전하는 것을 막기 위하여 록킹용 클램프 실린더 장치(6)를 상기 회전 유니트 LH(2) 또는 회전 유니트 RH (3)에 장착하여 스톱퍼블록(81)을 잡아준다.
상기 회전 유니트 LH(2) 구조를 통해 작동원리를 도 2를 이용하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
랙기어 상하작동 실린더(22)의 유체 압력으로 인하여 피스톤(도시안됨)이 상승하게 되면 피스톤과 연결되어 있는 막대형상의 랙기어(25)가 상승하게 된다. 상기 랙기어(25)가 상승하게 되면 랙기어(25)에 형성된 나사부가 피니언기어(26)의 외주면에 형성된 나사부와 맞물리게 되어 직선운동이 회전운동으로 바뀌게 된다. 상기 랙이어(25) 바깥면에는 상기 랙기어(25)의 막대형상에 따라 랙가이드(251)를 설치하여 상기 랙기어(25)의 상하운동이 원활하도록 한다. 또, 상기 피니언기어(26)의 양쪽에는 베어링키트(261)를 설치하여 회전을 더욱 원활히 할 수 있도록 한다. 상기 베어링키트(261)는 회전 유니트 LH 베이스(21)에 볼트 체결로 고정된다. 또한, 피니언기어(26)에는 나사부가 형성되지 않은 면에 키(262)가 들어갈 수 있는 홈을 만들고 상기 베어링 키트(261)에도 홈을 만들어 샤프트(263)에 형성된 홈 사이에 키(262)를 삽입하여주면 피니언기어(26)와 베어링키트(261)와 샤프트(263)가 한 몸체로 연결되어 일체로 작용한다.
다음, 상기 샤프트(263) 일단부에 볼트등의 체결을 위한 판을 형성하여 베이스 & 샤프트 서포트(264)를 볼트등으로 체결하고 베이스 & 샤프트 서포트(264)에 지그베이스(8)를 설치한다.
또한, 상기 회전유니트 LH 베이스(21)의 하단에 스톱퍼 핀 상하작동 실린더(242)를 볼트 체결하여 설치하고 상기 스톱퍼 핀 상하작동 실린더(242)의 피스톤에 스톱퍼 핀(241)을 연결하며 상기 스톱퍼 핀 상하작동 실린더(242)와 스톱퍼 핀(241)을 고정하기 위해 스톱퍼 커버(24)를 회전유니트 LH 베이스(21)에 볼트체결등으로 조립설치한다.
상기 스톱퍼 핀(241)은 상기 샤프트(263)의 형성된 판에 홈을 정지하기 위한 각도의 개수만큼 형성한다.
상기 스톱퍼 핀(241)의 작동순서는 도 7의 (가)에서 보는 바와 같이 상기 스 톱퍼 핀이 상기 샤프트의 형성된 판의 홈에 끼워져 정지상태로 있다가 도 7의 (나)에서 보는 바와 같이 스톱퍼 핀 상하작동 실린더(242)가 작동을 하여 피스톤(243)이 하강하여 상기 스톱퍼 핀(241)이 하강하여 샤프트(263)의 형성된 판의 홈(265)에서 해제가 되면 동시에 랙기어 상하작동 실린더(22)가 작동하여 지그베이스(8)가 회전하게 된다. 상기 지그베이스(8)가 회전을 마치면, 도 7의 (다)에서 보는 바와 같이 스톱퍼 핀 상하작동 실린더(242)가 작동을 하여 스톱퍼 핀을 상승시켜 상기 스톱퍼 핀(241)이 샤프트(263)의 형성된 판의 다른 홈에 끼워져 더 이상 회전되지 않고 안전하게 고정이 된다.
상기 회전유니트 LH 베이스(21)의 측부에 공기압 제어기(28)을 장착하면 입력되는 공기압력제어가 가능하여 각 실린더(22, 6, 242, 94)등에 일정하게 공압을 공급해 줄 수 있다.
상기 회전 유니트 LH 베이스(21)의 상단부 상기 스톱퍼 블록이 접촉하는 면에 완충기를 달아 회전시 완충장치에 의해 회전이 멈추고 동시에 스톱퍼 블록과 회전 유니트 LH 베이스(21)의 충격을 흡수하여 준다.
또, 솔레노이드 밸브(27)는 회전 유니트 LH 베이스(21)의 하단부에 볼트 결합되어 각 실린더(22, 6, 242, 94)등에 순차적으로 전기신호(PLC)에 의해 배분한다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치에 차단막장치를 나타낸 도면으로서 차단막 장치에 대하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
상기 회전유니트 LH(2)와 회전유니트 RH(3)의 전면부에 보빙(92)을 고정하기 위한 프레임형태의 차단막 고정프레임(93)을 볼트체결하여 설치한다. 도 3에 도시된 바와 같이 상기 차단막 고정프레임의 상단에 원통형태의 보빙(bobbin)(92)을 설치하고 상기 보빙의 원활한 회전을 위해 상기 보빙의 양끝단부에 차단막 베어링키트(96)를 차단막 고정프레임(93)에 설치한다. 차단막(91)은 천이나 불투명한 비닐 등 둥글게 말 수 있는 형태이면 무엇이든 좋다. 상기 보빙(92)에 양끝단부를 잇는 깊고 얇은 홈을 형성하여 상기 홈에 상기 차단막의 모서리를 고정하여 상기 차단막이 보빙에 감기고 풀어지는 것이 가능하게 한다.
상기 보빙(92)의 회전을 위해 상기 보빙의 일단부에 나사부를 외주면에 갖는 체인기어(97)를 설치한다. 그리고 상기 차단막고정프레임에 상기 체인기어(97)가 설치된 상기 차단막 베어링키트(96)의 차단막 고정프레임의 하단부에 또 다른 차단막 베어링키트(96)를 설치하고, 상기 새로 설치한 차단막 베어링키트(96)에 또 다른 체인기어(97)를 설치하고, 상기 설치된 체인기어(97)에 체인(95)을 서로 맞물리도록 연결하여 상기 체인이 움직이면 위아래의 체인기어가 회전가능하도록 설치된다. 차단막 고정프레임에 차단막 작동 실린더(94)를 설치하여 피스톤의 상단부를 상기 상하에 위치한 체인기어 사이의 체인기어에 연결시킨다. 상기 차단막 작동 실린더(94)의 작동으로 피스톤(도시안됨)이 상승하면 피스톤의 상단부에 연결된 체인(95)이 같이 따라 올라가게 되어 상기 체인기어가 회전하게 되고, 상단의 상기 체인기어가 회전하게 되면 상기 보빙이 회전하여 차단막(91)이 내려오게 된다.
상기 차단막은 용접작업시 내려오게되어 작업자의 접근을 막고 작업자의 눈을 보호하는 등 안전성을 높인다.
또한 도 4 ~ 도 6은 본 발명 회전 용접장치의 지그베이스(8)가 회전하는 상태를 나타내는 그림으로, 도 4는 작업대의 전면 용접시 상태를 나타내고 도 5는 작업대의 회전하는 상태를 나타낸 것이며 도 6은 작업대의 후면 용접시의 상태를 나타낸 그림이다.
가공물(A)의 형태에 따라 클램프, 클램프블럭(82)을 상기 지그베이스에 설치하여 가공물을 용접작업시, 또 지그베이스가 회전시에 지그베이스(8)와 상기 가공물을 고정시켜준다.
본 발명에 의하여 용접작업공정 효율이 현저히 향샹되고 편리하고 안전성 또한 높아져서 매우 실용적인 용접효과를 얻을 수 있었다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치 주요장치 조립분해사시도
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치에 회전식유니트 LH의 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치에 차단막장치의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치의 작업대의 전면 용접시 상태를 나타낸 입체 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치의 작업대의 회전하는 상태를 나타낸 입체 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치의 작업대의 후면 용접시의 상태를 나타낸 입체 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회전 용접장치의 스톱퍼 핀의 작동원리를 나타낸 도.
<주요부호>
1. 회전식 용접장치 2. 회전유니트 LH
3. 회전유니트 RH 4. 회전유니트 LH 커버
5. 회전유니트 RH 커버 6. 록킹용 클램프 실린더 장치
7. 베이스 프레임 8. 지그 베이스
9. 차단막장치 21. 회전유니트 LH 베이스
22. 랙기어 상하작동 실린더 23. 완충기
24. 스톱퍼 커버 25. 랙기어
26. 피니언기어 27. 솔레노이드 밸브
28. 공기압제어기 81. 스톱퍼 블록
82. 클램프, 클램프블럭 91. 차단막
92. 보빙 93. 차단막 고정프레임
94. 차단막 작동 실린더 95. 체인
96. 차단막 베어링 키트 97. 체인기어
241. 스톱퍼 핀 242. 스톱퍼 핀 상하작동 실린더
243. 피스톤 251. 랙가이드
261. 베어링키트 262. 키
263. 샤프트 264. 베이스 & 샤프트 서포트
265. 샤프트 홈 A. 가공물(프레임)

Claims (3)

  1. 자동차시트 프레임을 비롯한 금속제품의 용접장치에 있어서,
    가공물의 용접을 하기 위한 작업대로서의 지그베이스와;
    이 지그베이스의 양쪽 모서리에서 볼트 너트 체결되어 상기 지그베이스를 회전시켜주는 회전유니트 LH 및 회전유니트 RH와;
    상기 회전유니트 LH와 회전유니트 RH를 볼트 너트체결로 체결 고정하는 베이스 프레임;
    이 포함 구성되어 상기 지그베이스가 용접작업시 수평 또는 수직위치로 가역 회전 가능하게 한 것을 특징으로 하는 금속제품의 용접장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지그베이스가 소정각도 이상의 회전을 막기 위하여 스톱퍼 블럭을 설치하고, 또한 상기 지그베이스가 회전반대방향으로 역회전하는 것을 막기 위하여 록킹용 클램프 실린더 장치를 회전유니트 LH 또는 회전유니트 RH에 장착하여 스톱퍼 블럭을 잡아 주도록 한 금속제품의 용접장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전유니트 LH와 회전유니트 RH의 전면부에 차단막의 보빙을 고정하거나 차단막을 펼치거나 감기 위해, 상기 보빙의 양 끝단부에 차단막 베어링키트(96)를 차단막 고정 프레임에 설치하고, 상기 보빙에 양끝단부를 잇는 깊고 얇은 홈을 형성하여 이 홈에 상기 차단막의 모서리를 고정하여 차단막이 보빙에 감기고 풀어지는 것이 가능하도록 한 금속제품의 용접장치.
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