KR20120020468A - 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지 - Google Patents

플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 용접 캐리지에 관한 것으로, 토치 후방에 근접 배치되어, 용접 비드 표면에 생성된 슬래그를 박리 제거하기 위해 고압의 공기를 분사하도록 구비된 슬래그 박리부와, 슬래그 박리부의 후방에 이격 배치되어, 박리된 슬래그를 흡입하여 회수하도록 구비된 슬래그 회수부를 포함하는 구성으로 이루어져, 용접 후 별도의 슬래그 제거 작업 없이, 슬래그 혼입(slag inclusion) 등과 같은 각종 용접 결함을 미연에 완벽히 차단하여, 용접부 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지{WELDING SLAG REMOVAL APPARATUS FOR FLUX-CORED ARC WELDING AND AUTOMATIC WELDING CARRIAGE}
본 발명은 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지에 관한 것으로, 특히, 플럭스 코어드 아크 용접 시 용접 비드 상에 형성되는 슬래그를 박리 또는 파쇄한 후, 이를 흡입하여 회수 보관함으로써, 슬래그 혼입(slag inclusion) 등의 용접 결함을 미연에 방지하여 용접부 품질을 향상시키기 위한 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지에 관한 기술이다.
플럭스 코어드 아크 용접(Flux-cored arc welding)은, 유심용제 아크용접이라 통칭되는 것으로, 가스 메탈 아크 용접(Gas metal arc welding)과 유사한 용접 방법을 말한다.
이러한 플럭스 코어드 아크 용접은 상기 가스 메탈 아크 용접과 달리, 용접봉이 관 형상으로 되어 있으며, 유심용제가 관체 내부에 채워진다는 점에서 차이점이 있다.
특히, 플럭스 코어드 아크 용접은 조선소에서 선박 블록의 제작을 위해, 후판재를 용접할 때 주로 이용되는 용접법이다.
다만, 이러한 후판재에 대해 플러스 코어드 아크 용접이 진행될 경우, 용접 패스(pass) 별로 비드 표면에 슬래그(slag)가 피복되는 현상이 종종 발생하게 되는데, 이러한 슬래그의 피복 현상은 슬래그 혼입(slag inclusion) 등과 같은 각종 용접 결함을 유발함으로써, 결과적으로 용접부의 품질을 저해하는 원인으로 작용되었다.
본 발명의 목적은 플럭스 코어드 아크 용접의 실시 중에, 비드 표면에 생성될 슬래그를 효과적으로 박리 또는 파쇄함과 동시에, 이를 자동 회수하는 장치를 구성하여, 용접 후 품질 향상을 위한 별도의 슬래그 제거 작업을 배제함으로써, 작업 능률 향상 및 작업 시수 단축을 도모할 수 있는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 플럭스 코어드 아크 용접 중에 비드 표면에 생성되는 슬래그를 효과적으로 제거함에 따라, 종래 수작업으로 이루어졌던 용접 후 슬래그 제거 작업에 동원되었던 작업자의 각종 근골격계 질환을 예방할 수 있는 자동화 방식의 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지를 제공함에 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 토치 후방에 근접 배치되어, 용접 비드 표면에 생성된 슬래그를 박리 제거하기 위해 고압의 공기를 분사하도록 구비된 슬래그 박리부; 및 상기 슬래그 박리부의 후방에 이격 배치되어, 박리된 슬래그를 흡입하여 회수하도록 구비된 슬래그 회수부;를 포함하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 제공한다.
이때, 상기 슬래그 박리부는, 고압의 공기를 저장하여 보관하는 공기 탱크; 상기 공기 탱크로부터 고압의 공기를 전달받아 용접 비드 표면에 생성된 슬래그를 향하여 고압의 공기를 분사하도록 구비된 공기 노즐; 및 상기 공기 탱크로부터 상기 공기 노즐까지 고압의 공기가 전달될 수 있도록 내부 유로를 형성하는 공기 이송 라인;을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 공기 이송 라인에는, 내부 유로의 개폐를 조절하여 고압의 공기 흐름을 조절하는 유로 제어 밸브가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 유로 제어 밸브는, 전기적 신호를 인가받아 개폐 제어가 가능한 솔레노이드 밸브인 것이 좋으며, 원격으로 용접 비드 표면에 생성된 슬래그의 존재를 검출하고, 실시간 지령 또는 설정된 지령에 따라 검출된 슬래그의 형상, 두께, 폭을 산출하여, 산출된 슬래그를 박리 또는 파쇄하기에 적합한 고압 공기의 분사압을 제어하도록 구비된 제어부와 전기적으로 연동되어 동작하도록 실시 구성할 수 있다.
그리고 상기 제어부는, 상기 토치와 상기 슬래그 박리부 사이에 배치되어, 용접 비드 표면에 생성된 슬래그를 촬상하여 촬상된 슬래그에 대한 이미지 정보를 획득하는 슬래그 이미지 입력부; 상기 획득한 이미지 정보를 이용하여 생성된 슬래그의 형상, 두께, 폭에 대한 데이터를 산출하는 슬래그 이미지 연산 처리부; 및 상기 산출된 데이터로부터 생성된 슬래그를 박리 또는 파쇄하기에 적합한 고압 공기의 분사압을 판단하여 상기 유로 제어 밸브에 동작을 지령하는 분사압 조절 제어부;를 포함할 수 있다.
이러한 상기 제어부에는, 상기 산출된 데이터로부터 생성된 슬래그의 위치 및 범위를 판단하여, 상기 공기 노즐의 위치를 x축, y축, z축으로 조절 제어하는 공기 노즐 위치 제어부를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 슬래그 이미지 입력부는, 용접 비드 표면에 생성된 슬래그에 레이저 광을 조사하는 광 조사부; 및 생성된 슬래그 표면으로 조사된 레이저 광을 촬상하는 광 촬상부;를 포함하는 레이저 비전 센서인 것이 바람직하다.
그리고 상기 공기 노즐은, 상기 토치로부터 적어도 50cm 이격되어 후방에 근접 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 슬래그 회수부는, 상기 슬래그 박리부에 의해 박리 제거된 슬래그를 입측으로 흡입하여 회수하도록 구비된 슬래그 회수 마우스; 회수된 슬래그를 보관하는 슬래그 회수 보관조; 상기 슬래그 회수 마우스와 상기 슬래그 회수 보관조 사이에서 관로 형성된 슬래그 회수 라인; 및 상기 슬래그 회수 라인 상에 구비된 흡입 펌프;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 슬래그 회수 마우스는, 용접 비드 상으로 입측이 출측보다 더 확장되어 개구 형성된 깔때기 형상인 부재인 것이 좋다.
그리고 상기 슬래그 회수 라인은, 플렉시블한 재질로 이루어진 튜브 부재인 것이 좋다.
그리고 상기 슬래그 회수부에는, 슬래그의 회수 흐름에 대한 개폐를 조절하도록 구비된 온/오프 조절 스위치가 포함될 수 있다.
그리고 상기 흡입 펌프는, 상기 슬래그 박리부의 고압 공기 분사 동작에 전기적으로 동기화되어 제어되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 또 하나의 사상에 따르면, 플럭스 코어드 아크 용접을 위한 토치를 전방에 구비하고, 용접선과 평행하게 설치된 레일을 따라 전후 방향 구동 및 속도 조절이 가능하게 형성된 대차부; 상기 대차부에 브라켓으로 고정되며, 상기 토치의 후방에 근접 배치되되, 용접 중인 상기 토치에 의한 아크 발생에 간섭되지 않도록 더 후측으로 고압의 공기를 분사하여, 용접 비드 표면에 생성된 슬래그를 박리 제거하는 슬래그 박리부; 및 상기 슬래그 박리부의 후방에 이격 배치되어, 박리된 슬래그를 흡입하여 회수하도록 구비된 슬래그 회수부;를 포함하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지를 제공한다.
본 발명인 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지에 따르면, 플럭스 코어드 아크 용접 캐리지 상에 구비되어, 용접 중에 슬래그를 효과적으로 박리 또는 파쇄한 후, 이를 자동 회수 처리함으로써, 용접 작업 후 별도의 후 공정을 배제할 수 있으며, 이로 인해 작업 능률 향상 및 작업 시수 단축을 도모할 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.
또한, 본 발명인 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지에 따르면, 종래에 용접 후 수작업으로 이루어졌던 슬래그 제거 작업에 동원되었던 작업자의 근골격계 질환을 예방할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명인 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지에 따르면, 용접이 진행되는 과정에서 비드 표면에 생성된 슬래그를 거의 실시간으로 제거할 수 있는 구성을 가짐에 따라, 슬래그 혼입(slag inclusion) 등과 같은 각종 용접 결함을 미연에 완벽히 차단하여, 용접부 품질을 더욱 향상시킬 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치에 있어서 제어부의 기능을 순서적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 자동 용접 캐리지를 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 자동 용접 캐리지를 모식적으로 도시한 도면임.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본 발명인 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지에 대하여 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
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도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
이러한 도 1은 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징되는 부분만을 분명하게 명시한 것으로, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면을 통해 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 1을 참조하면, 도시된 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치는, 슬래그 박리부(110)와, 상기 슬래그 박리부(110)의 후방에 이격 배치되어, 박리된 슬래그(S)를 흡입하여 회수하도록 구비된 슬래그 회수부(120)를 포함하여 구성된다.
슬래그 박리부(110)는, 토치(T) 후방에 근접 배치되어, 용접 비드(B) 표면에 생성된 슬래그(S)를 박리 제거하기 위해 고압의 공기(a)를 분사하는 기능을 제공한다.
이를 위해, 상기 슬래그 박리부(110)는, 별도로 고압의 공기를 저장하여 보관하는 공기 탱크(116)와, 상기 공기 탱크(116)로부터 고압의 공기를 전달받아 용접 비드(B) 표면에 생성된 슬래그(S)를 향하여 고압의 공기(a)를 분사하도록 구비된 공기 노즐(112)과, 상기 공기 탱크(116)로부터 상기 공기 노즐(112)까지 고압의 공기가 전달될 수 있도록 내부 유로를 형성하는 공기 이송 라인(114)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
여기서 공기 노즐(112)은 상기 토치(T)로부터 적어도 50cm 이상 이격되어 그 후방에 근접 배치되는 것이 바람직하다.
만일, 이보다 가까운 거리를 두고, 상기 공기 노즐(112)이 배치 형성될 경우, 용접 토치부의 CO2 보호 가스 공급이 불안정하게 되어 용접 비드 내/외면에 블로우 홀(blow hole) 및 핏(pit) 등의 용접 결함이 유발될 수 있기 때문이다.
또한, 상기 공기 노즐(112)은 용접 중인 토치(T)에 의해 발생된 아크에 간섭을 주지 않아야 하므로, 직립되어 비드(B) 상에 수직으로 공기를 분사하는 형태보다는 후측으로 꺾여 형성된 노즐 출측을 형성하는 것이 바람직하다.
그리고 공기 이송 라인(114) 상에는 고압의 공기가 이송되는 내부 유로의 개폐를 조절하는 유로 제어 밸브(118)가 더 구비될 수 있다.
이러한 유로 제어 밸브(118)로는, 전기적 신호를 인가 받아 상기 공기 이송 라인(114)을 통해 이송되는 고압 공기의 흐름을 개폐 조절할 수 있는 솔레노이드 밸브가 이용될 수 있다.
그리고 이러한 유로 제어 밸브(118)는 별도의 제어부(130)를 더 추가 구성함으로써, 보다 자동화된 방식으로 효과적인 피드백 제어가 가능해 질 수 있다.
이러한 제어부(130)는, 원격으로 용접 비드 표면에 생성된 슬래그의 존재를 검출하고, 실시간 지령 또는 설정된 지령에 따라 검출된 슬래그의 형상, 두께, 폭을 산출하여, 산출된 슬래그를 박리 또는 파쇄하기에 적합한 고압 공기의 분사압을 선정할 수 있으며, 나아가 공기 노즐(112)의 3방향(x, y, z axis) 위치 조절까지 제어할 수 있다.
이를 위해 상기 제어부(130)는, 용접 중인 토치(T) 및 공기 노즐(112) 사이에서 비드(B) 표면에 형성된 슬래그(S)에 대한 이미지 정보를 획득하는 슬래그 이미지 입력부(131)와, 이미지 정보를 이용하여 생성된 슬래그(S)의 형상, 두께, 폭에 대한 데이터를 산출하는 슬래그 이미지 연산 처리부(135)와, 산출된 데이터로부터 생성된 슬래그(S)를 박리 또는 파쇄하기에 적합한 고압 공기의 분사압을 판단하여 유로 제어 밸브(118)에 동작을 지령하는 분사압 조절 제어부(137)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
여기서, 슬래그 이미지 입력부(131)는, 용접 비드(B) 표면에 생성된 슬래그(S)에 레이저 광을 조사하는 광 조사부(132)와, 생성된 슬래그(S) 표면으로 조사된 레이저 광을 촬상하는 광 촬상부(133)를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같이, 광 조사부(132) 및 광 촬상부(133)로 이루어지는 센싱 시스템을 레이저 비전 시스템(laser vision system)이라 한다.
또한, 상기 제어부(130)에는, 상기 슬래그 이미지 연산 처리부(135)로부터 산출된 데이터를 이용하여, 생성된 슬래그(S)의 위치 및 생성 범위를 판단하여, 공기 노즐(112)의 3방향(x, y, z axis) 이동 위치를 조절 제어하는 공기 노즐(112) 위치 제어부(139)를 더 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.
이처럼, 상기 제어부(130)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 용접 중 비드(B) 표면에 생성된 슬래그(S)를 촬상하여(S10), 슬래그 이미지 정보를 획득하고(S20), 획득된 슬래그 이미지 정보를 통해 슬래그(S)의 형상, 두께, 폭을 산출함으로써(S30), 최적의 고압 공기 분사압을 선정하여(S40), 유로 제어 밸브(118)의 동작을 제어함은 물론, 추가적으로 공기 노즐(112)의 위치 이동까지 제어할 수 있어(S50), 더욱 지능화된 방법으로 용접 중 실시간으로 슬래그를 제거할 수 있게 해준다.
슬래그 회수부(120)는, 슬래그 박리부(110)의 후방에 이격 배치되어, 박리된 슬래그(S)를 흡입하여 회수함은 물론, 회수된 슬래그(S)를 별도로 보관하는 기능을 제공한다.
이러한 슬래그 회수부(120)는, 슬래그 박리부(110)에 의해 박리 제거된 슬래그(S)를 입측으로 흡입하여 회수하도록 구비된 슬래그 회수 마우스(122)와, 회수된 슬래그를 보관하는 슬래그 회수 보관조(126)와, 슬래그 회수 마우스(122)와 슬래그 회수 보관조(126) 사이에서 관로 형성된 슬래그 회수 라인(124)와, 슬래그 회수 라인(124) 상에 구비된 흡입 펌프를 포함하는 구성으로 이루어진다.
슬래그 회수 마우스(122)는, 용접 비드(B) 상으로 입측이 출측보다 더 확장되어 개구 형성된 깔때기 형상인 부재이다. 이러한 형상적 특징에 따라 슬래그 회수 마우스(122)는 슬래그 박리부(110)에 의해 박리된 슬래그를 보다 효과적으로 흡입하여 회수할 수 있다.
그리고 슬래그 회수 라인(124)은, 가능한 한 플렉시블(flexible)한 재질로 이루어지는 것이 좋으며, 내주면을 통해 박리된 슬래그가 흡입되므로, 내마모성, 내열성, 내부식성이 좋은 재질을 이용하는 것이 바람직하다. 그리고 강관 형태의 배관 부재보다는 유연한 튜브 형태의 배관 부재를 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 슬래그 회수부(120)에는, 흡입된 슬래그의 회수 흐름에 대한 개폐를 조절하도록 구비된 온/오프 조절 스위치(129)가 더 구비되는 것이 좋으며, 고양정의 흡입 펌프(128)를 상기 슬래그 회수 라인(124)의 일측에 배관 설비함으로써, 슬래그 회수 마우스(122)를 통해 흡입하여 회수한 슬래그(S)를 보다 효과적으로 슬래그 보관조(126)까지 이송할 수 있다.
이때, 상기 흡입 펌프(128)는 상기 슬래그 박리부(120)의 고압 공기 분사 동작에 전기적으로 동기화되어 제어될 수 있다.
즉, 도 1을 통해 확인할 수 있듯이, 제어부(130)의 구성은 전기적으로 상기 흡입 펌프(128)의 구동까지 제어함으로써, 슬래그 박리부(110)의 고압 공기 분사 기능과, 슬래그 회수부(120)의 공기 흡입 기능이 상호 연동되어, 보다 효율적으로 슬래그 제거 작업이 이루어질 수 있다.
다음으로, 본 발명의 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 자동 용접 캐리지에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 자동 용접 캐리지를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 자동 용접 캐리지를 모식적으로 도시한 도면이다.
먼저, 본 발명에 따른 자동 용접 캐리지의 개략적인 형태 및 입체적인 형태를 도시한 도 3 및 도 4를 참조하여 자동 용접 캐리지의 구성을 간략히 살펴보면, 대차부(201)와, 슬래그 박리부(110) 및 슬래그 회수부(120)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
여기서, 상기 슬래그 박리부(110) 및 상기 슬래그 회수부(120)는, 앞서 도 1 및 도 2를 통해 전술된 내용과 동일한 구성 및 작용 효과를 가지므로, 이에 대한 불필요한 반복 설명은 생략하기로 한다.
대차부(201)는, 전측으로 플럭스 코어드 아크 용접을 위한 토치(T)를 구비하고, 용접선(L)과 평행하게 설치된 레일(R)을 따라 전후 방향으로 속도 조절이 가능한 이동대차이다.
그리고 슬래그 박리부(110) 및 슬래그 회수부(120)는 상기 대차부(201)의 측부에서 고정용 브라켓(210)에 의해 연결 암 형태로 돌출 배치되어, 상기 토치(T)의 후방으로 용접선을 따라 직렬 배치된다.
슬래그 박리부(110)는, 토치(T)의 후방에 근접 배치되되, 용접 중인 상기 토치(T)에 의한 아크 발생에 간섭되지 않도록 더 후측으로 고압이 공기를 분사하는 형태를 가지며, 슬래그 회수부(120)는 상기 슬래그 박리부(110) 보다 더 후방에 이격 배치되어, 박리된 슬래그를 흡입하는 회수하기에 용이한 형태로 이루어진다.
이때, 상기 슬래그 박리부(110)의 구성 중 하나인 공기 탱크 및 밸브(118)는 상기 대차부(201)의 상부에 배치된 것으로 도면에서는 나타나고 있으나, 이러한 배치 형태는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명은 이에 제한될 필요가 없다.
또한, 상기 슬래그 회수부의 구성 중 하나인 슬래그 회수 보관조(126) 및 흡입 펌프(128) 역시 상기 대차부(201)의 상부에 배치된 것으로 도면에서는 나타나고 있으나, 이러한 배치 형태 역시 예시적인 것에 불과할 뿐, 본 발명은 이에 제한될 필요가 없다.
이와 같은 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지에 따르면, 용접 중에 슬래그를 효과적으로 박리 또는 파쇄한 후, 이를 자동 회수 처리함으로써, 용접 작업 후 별도의 후 가공 공정을 배제할 수 있어, 용접 공수 및 작업 시간 단축을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 슬래그 제거 작업의 자동화를 통해, 종래 수작업으로 이루어졌던 슬래그 제거 작업에 동원되었던 작업자의 근골격계 질환을 예방할 수 있으며, 슬래그 혼입(slag inclusion) 등과 같은 각종 용접 결함을 미연에 완벽히 차단하여, 용접부 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 본 발명인 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지에 대하여 설명하였다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
B: 비드
L: 용접선
S: 슬래그
T: 토치
W: 플럭스 코어드 아크 용접기
110: 슬래그 박리부
120: 슬래그 회수부
130: 제어부

Claims (28)

  1. 토치 후방에 근접 배치되어, 용접 비드 표면에 생성된 슬래그를 박리 제거하기 위해 고압의 공기를 분사하도록 구비된 슬래그 박리부; 및
    상기 슬래그 박리부의 후방에 이격 배치되어, 박리된 슬래그를 흡입하여 회수하도록 구비된 슬래그 회수부;를 포함하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬래그 박리부는,
    고압의 공기를 저장하여 보관하는 공기 탱크;
    상기 공기 탱크로부터 고압의 공기를 전달받아 용접 비드 표면에 생성된 슬래그를 향하여 고압의 공기를 분사하도록 구비된 공기 노즐; 및
    상기 공기 탱크로부터 상기 공기 노즐까지 고압의 공기가 전달될 수 있도록 내부 유로를 형성하는 공기 이송 라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공기 이송 라인에는,
    내부 유로의 개폐를 조절하여 고압의 공기 흐름을 조절하는 유로 제어 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유로 제어 밸브는,
    전기적 신호를 인가받아 개폐 제어가 가능한 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 유로 제어 밸브는,
    원격으로 용접 비드 표면에 생성된 슬래그의 존재를 검출하고, 실시간 지령 또는 설정된 지령에 따라 검출된 슬래그의 형상, 두께, 폭을 산출하여, 산출된 슬래그를 박리 또는 파쇄하기에 적합한 고압 공기의 분사압을 제어하도록 구비된 제어부와 전기적으로 연동되어 동작하는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 토치와 상기 슬래그 박리부 사이에 배치되어, 용접 비드 표면에 생성된 슬래그를 촬상하여 촬상된 슬래그에 대한 이미지 정보를 획득하는 슬래그 이미지 입력부;
    상기 획득한 이미지 정보를 이용하여 생성된 슬래그의 형상, 두께, 폭에 대한 데이터를 산출하는 슬래그 이미지 연산 처리부; 및
    상기 산출된 데이터로부터 생성된 슬래그를 박리 또는 파쇄하기에 적합한 고압 공기의 분사압을 판단하여 상기 유로 제어 밸브에 동작을 지령하는 분사압 조절 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부에는,
    상기 산출된 데이터로부터 생성된 슬래그의 위치 및 범위를 판단하여, 상기 공기 노즐의 위치를 x축, y축, z축으로 조절 제어하는 공기 노즐 위치 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 슬래그 이미지 입력부는,
    용접 비드 표면에 생성된 슬래그에 레이저 광을 조사하는 광 조사부; 및
    생성된 슬래그 표면으로 조사된 레이저 광을 촬상하는 광 촬상부;를 포함하는 레이저 비전 센서인 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 공기 노즐은,
    상기 토치로부터 적어도 50cm 이격되어 후방에 근접 배치되는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬래그 회수부는,
    상기 슬래그 박리부에 의해 박리 제거된 슬래그를 입측으로 흡입하여 회수하도록 구비된 슬래그 회수 마우스;
    회수된 슬래그를 보관하는 슬래그 회수 보관조;
    상기 슬래그 회수 마우스와 상기 슬래그 회수 보관조 사이에서 관로 형성된 슬래그 회수 라인; 및
    상기 슬래그 회수 라인 상에 구비된 흡입 펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 슬래그 회수 마우스는,
    용접 비드 상으로 입측이 출측보다 더 확장되어 개구 형성된 깔때기 형상인 부재인 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 슬래그 회수 라인은,
    플렉시블한 재질로 이루어진 튜브 부재인 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 슬래그 회수부에는,
    슬래그의 회수 흐름에 대한 개폐를 조절하도록 구비된 온/오프 조절 스위치가 포함되는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 흡입 펌프는,
    상기 슬래그 박리부의 고압 공기 분사 동작에 전기적으로 동기화되어 제어되는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  15. 플럭스 코어드 아크 용접을 위한 토치를 전방에 구비하고, 용접선과 평행하게 설치된 레일을 따라 전후 방향 구동 및 속도 조절이 가능하게 형성된 대차부;
    상기 대차부에 브라켓으로 고정되며, 상기 토치의 후방에 근접 배치되되, 용접 중인 상기 토치에 의한 아크 발생에 간섭되지 않도록 더 후측으로 고압의 공기를 분사하여, 용접 비드 표면에 생성된 슬래그를 박리 제거하는 슬래그 박리부; 및
    상기 슬래그 박리부의 후방에 이격 배치되어, 박리된 슬래그를 흡입하여 회수하도록 구비된 슬래그 회수부;를 포함하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 슬래그 박리부는,
    고압의 공기를 저장하여 보관하는 공기 탱크;
    상기 공기 탱크로부터 고압의 공기를 전달받아 용접 비드 표면에 생성된 슬래그를 향하여 고압의 공기를 분사하도록 구비된 공기 노즐; 및
    상기 공기 탱크로부터 상기 공기 노즐까지 고압의 공기가 전달될 수 있도록 내부 유로를 형성하는 공기 이송 라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 공기 이송 라인에는,
    내부 유로의 개폐를 조절하여 고압의 공기 흐름을 조절하는 유로 제어 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 유로 제어 밸브는,
    전기적 신호를 인가받아 개폐 제어가 가능한 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 유로 제어 밸브는,
    원격으로 용접 비드 표면에 생성된 슬래그의 존재를 검출하고, 실시간 지령 또는 설정된 지령에 따라 검출된 슬래그의 형상, 두께, 폭을 산출하여, 산출된 슬래그를 박리 또는 파쇄하기에 적합한 고압 공기의 분사압을 제어하도록 구비된 제어부와 전기적으로 연동되어 동작하는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 토치와 상기 슬래그 박리부 사이에 배치되어, 용접 비드 표면에 생성된 슬래그를 촬상하여 촬상된 슬래그에 대한 이미지 정보를 획득하는 슬래그 이미지 입력부;
    상기 획득한 이미지 정보를 이용하여 생성된 슬래그의 형상, 두께, 폭에 대한 데이터를 산출하는 슬래그 이미지 연산 처리부; 및
    상기 산출된 데이터로부터 생성된 슬래그를 박리 또는 파쇄하기에 적합한 고압 공기의 분사압을 판단하여 상기 유로 제어 밸브에 동작을 지령하는 분사압 조절 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제어부에는,
    상기 산출된 데이터로부터 생성된 슬래그의 위치 및 범위를 판단하여, 상기 공기 노즐의 위치를 x축, y축, z축으로 조절 제어하는 공기 노즐 위치 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 슬래그 이미지 입력부는,
    용접 비드 표면에 생성된 슬래그에 레이저 광을 조사하는 광 조사부; 및
    생성된 슬래그 표면으로 조사된 레이저 광을 촬상하는 광 촬상부;를 포함하는 레이저 비전 센서인 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 공기 노즐은,
    상기 토치로부터 적어도 50cm 이격되어 후방에 근접 배치되는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지.
  24. 제 15 항에 있어서,
    상기 슬래그 회수부는,
    상기 슬래그 박리부에 의해 박리 제거된 슬래그를 입측으로 흡입하여 회수하도록 구비된 슬래그 회수 마우스;
    회수된 슬래그를 보관하는 슬래그 회수 보관조;
    상기 슬래그 회수 마우스와 상기 슬래그 회수 보관조 사이에서 관로 형성된 슬래그 회수 라인; 및
    상기 슬래그 회수 라인 상에 구비된 흡입 펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 슬래그 회수 마우스는,
    용접 비드 상으로 입측이 출측보다 더 확장되어 개구 형성된 깔때기 형상인 부재인 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 슬래그 회수 라인은,
    플렉시블한 재질로 이루어진 튜브 부재인 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 슬래그 회수부에는,
    슬래그의 회수 흐름에 대한 개폐를 조절하도록 구비된 온/오프 조절 스위치가 포함되는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 흡입 펌프는,
    상기 슬래그 박리부의 고압 공기 분사 동작에 전기적으로 동기화되어 제어되는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치를 구비한 용접 캐리지.
KR1020100084102A 2010-08-30 2010-08-30 플럭스 코어드 아크 용접용 슬래그 제거 장치 및 이를 구비한 자동 용접 캐리지 KR20120020468A (ko)

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