KR20140101113A - 용접용 지그 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용접용 지그에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 평판 형상의 모재를 맞대기 용접하는 경우 모재에 발생하는 변형력을 측정할 수 있는 용접용 지그에 관한 것이다.
본 발명의 용접용 지그는 베이스테이블과, 베이스테이블의 일측에 설치되어 제 1모재를 상기 베이스테이블에 고정시키는 제 1클램프와, 제 1클램프와 마주하도록 상기 베이스테이블의 타측에 설치되어 상기 제 1모재와 용접되는 제 2모재를 상기 베이스테이블에 고정시키는 제 2클램프와, 제 1 또는 제 2클램프에 설치되어 용접시 제 1모재 또는 제 2모재에서 발생하는 응력을 측정하기 위한 응력측정부를 구비한다.

Description

용접용 지그{jig for welding}
본 발명은 용접용 지그에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 평판 형상의 모재를 맞대기 용접하는 경우 모재에 발생하는 변형력을 측정할 수 있는 용접용 지그에 관한 것이다.
일반적으로 용접은 물체나 재료의 접합 부분을 용융 또는 반용융 상태로 하여 직접 접합 또는 접합하고자 하는 두 물체 사이에 용가재(용접봉)를 첨가하여 간접적으로 접합시키는 작업을 말한다.
용접법은 용접시의 금속이 고체상태냐 액체상태냐, 압력을 가하느냐 아니냐 등에 따라 융접, 압접 및 납땜 등으로 분류한다. 융접은 접합하려는 모재의 접합부를 가열하여 모재만으로, 또는 모재와 용가재를 융합하여 접합하는 방법이고, 압접은 이음부를 가열하여 큰 소성 변형을 주어 접합하는 방법이며, 납땜은 모재를 용융하지 않고 모재보다도 낮은 융점을 가지는 금속의 첨가재를 용융시켜 접합하는 방법이다.
상기와 같은 용접법을 모재의 형상에 따라 크게 2가지로 분류하면, 평판의 맞대기 용접과 파이프 용접으로 나눌 수 있다. 평판 형상으로 된 2개의 모재를 서로 맞대어 용접하는 것을 평판의 맞대기 용접이라 하고, 파이프 용접은 2개의 파이프를 서로 연통되도록 이어주는 것을 말한다.
평판의 맞대기 용접과 파이프 용접시 2개의 물체를 고정하는 장치를 용접용 지그라고 한다. 종래 기술에 따른 용접용 지그는 모재를 구속하여 열 변형을 감소시킬 수 있으나 용접 후 잔류 응력이 증가하기 때문에 열처리를 필요로 한다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 모재를 구속하여 용접시 모재에 발생하는 응력을 측정할 수 있는 용접용 지그를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 용접용 지그는 베이스테이블과; 상기 베이스테이블의 일측에 설치되어 제 1모재를 상기 베이스테이블에 고정시키는 제 1클램프와; 상기 제 1클램프와 마주하도록 상기 베이스테이블의 타측에 설치되어 상기 제 1모재와 용접되는 제 2모재를 상기 베이스테이블에 고정시키는 제 2클램프와; 상기 제 1 또는 제 2클램프에 설치되어 용접시 제 1모재 또는 제 2모재에서 발생하는 응력을 측정하기 위한 응력측정부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1클램프 및 제 2클램프는 저면에 형성된 돌기가 상기 베이스테이블에 마련된 수평가이드홈에 삽입되어 좌우방향으로 슬라이딩 이동가능한 이동블록과, 상기 이동블록에 설치되어 상기 제 1모재 또는 제 2모재를 가압하는 가압패널과, 상기 가압패널을 상하로 승강시키기 위한 승강수단을 각각 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 승강수단은 상기 이동블록에 수직하게 설치되어 회전가능하도록 지지되며 상기 가압패널과 나사결합하는 리드스크류와, 상기 리드스크류의 상부에 설치되어 상기 리드스크류를 회전시키기 위한 핸들과, 상기 리드스크류의 회전시 상기 가압패널의 상하 이동을 가이드하기 위한 가이드부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1클램프 및 제 2클램프는 상기 가압패널의 기울기를 조절할 수 있는 틸팅수단을 각각 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1클램프 또는 상기 제 2클램프는 상기 가압패널에 설치되어 상기 제 1모재 또는 상기 제 2모재와 밀착하는 롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 모재를 구속하여 용접시 모재에 발생하는 응력을 측정할 수 있다.
또한, 가압패널을 승강시키거나 기울기를 조절할 수 있어 다양한 크기와 두께를 갖는 모재를 용이하게 고정하여 용접할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접용 지그의 분리사시도이고,
도 2는 도 1에 적용된 가압패널의 저면을 나타내는 사시도이고,
도 3은 도 1의 사용상태를 나타낸 측면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 용접용 지그의 요부를 나타내는 분리사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 용접용 지그에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접용 지그는 크게 베이스테이블(10)과, 제 1클램프(20)와, 제 2클램프(50)와, 응력측정부를 구비한다.
베이스테이블(10)은 사각의 판형으로 이루어진다. 베이스테이블의 중앙에는 전후로 길게 형성된 사각의 센터홈(11)이 마련된다. 센터홈(11)은 2개의 모재(1)(5)가 용접되는 부위와 일치한다.
베이스테이블(10)에 제 1클램프(20)와 제 2클램프(50)가 설치된다.
제 1클램프(20)와 제 2클램프(50)는 센터홈(10)을 사이에 두고 서로 마주한다. 제 1클램프(20)는 베이스테이블(10)의 제 1영역(13)에서 슬라이딩 이동 가능하도록 설치되고, 제 2클램프(50)는 베이스테이블(10)의 제 2영역(15)에서 슬라이딩 이동 가능하도록 설치된다. 제 1영역(13)과 제 2영역(15)은 센터홈(11)을 기준으로 구분된다.
제 1클램프(20)는 베이스테이블(10)의 일측, 즉 제 1영역(13)에 설치되어 제 1모재(1)를 베이스테이블(10)에 고정시키는 역할을 한다. 그리고 제 2클램프(50)는 베이스테이블(10)의 타측, 즉 제 2영역(15)에 설치되어 제 1모재(1)와 용접되는 제 2모재(5)를 베이스테이블(10)에 고정시키는 역할을 한다.
제 1클램프(20)는 이동블록(21)과, 이동블록(21)에 설치되어 제 1모재(1)를 가압하는 가압패널(30)과, 가압패널(30)을 상하로 승강시키기 위한 승강수단을 구비한다.
이동블록(21)은 베이스테이블(10)에 일정한 높이로 형성된다. 이동블록(21)은 베이스테이블(10)에 슬라이딩 이동가능하도록 설치된다. 이를 위해 이동블록(21)의 평평한 저면에는 돌기(23)가 형성된다. 돌기(23)는 베이스테이블(10)의 제 1영역(13)에 마련된 수평가이드홈(17)에 삽입되어 결합된다.
수평가이드홈(17)은 베이스테이블의 제 1영역(13)에 2개가 형성된다. 수평가이드홈(17)은 좌우로 길게 형성된다. 이동블록(21)은 수평가이드홈(17)에 돌기(23)가 삽입된 상태에서 베이스테이블(10)의 상면을 슬라이딩하여 좌우로 이동한다.
가압패널(30)은 이동블록(21)에 설치되어 평판 형상의 제 1모재(1)를 위에서 가압하여 베이스테이블(10)에 제 1모재(1)를 고정시킨다.
바람직하게 가압패널(30)은 승강수단에 의해 상하로 이동할 수 있는 구조를 갖는다.
도시된 승강수단으로 이동블록(21)에 수직하게 설치되는 리드스크류(40)와, 상기 리드스크류(40)의 상부에 설치되는 핸들(43)과, 가압패널의 상하 이동을 가이드하기 위한 가이드부를 구비한다.
리드스크류(40)는 외주면에 나사산이 형성된다. 이러한 리드스크류(40)는 하단부와 상부가 이동블록(21)에 회전가능하도록 지지된다. 리드스크류(40)는 가압패널(30)에서 돌출되어 형성된 나사결합부(31)에 나사결합한다. 나사결합부(31)에는 나사홀(32)이 형성된다. 리드스크류(40)의 상부에 설치된 핸들(43)을 작업자가 돌리면 리드스크류(40)는 어느 한 방향으로 회전한다. 리드스크류(40)의 회전에 의해 리드스크류(40)와 나사결합된 가압패널(30)은 상승 또는 하강한다.
가이드부는 가압패널(30)의 상하 이동을 가이드하기 위한 것이다. 가이드부로 이동블록(21)에 상하로 길게 형성된 수직가이드홈(25)과, 가압패널(30)에 돌출되어 형성되어 수직가이드홈(25)에 결합되는 결합돌기(33)로 이루어진다. 수직가이드홈(25)과 결합돌기(33)는 더브테일형상으로 이루어진다.
한편, 제 2클램프는 이동블록(51)과, 이동블록(51)에 설치되어 제 2모재(5)를 가압하는 가압패널(53)과, 가압패널(53)을 상하로 승강시키기 위한 승강수단을 구비한다.
이동블록(51)은 베이스테이블(10)에 일정한 높이로 형성된다. 이동블록(51)은 베이스테이블(10)에 슬라이딩 이동가능하도록 설치된다. 이를 위해 이동블록(51)의 평평한 저면에는 돌기(미도시)가 형성된다. 돌기는 베이스테이블(10)의 제 2영역(15)에 마련된 수평가이드홈(19)에 삽입되어 결합된다.
수평가이드홈(19)은 베이스테이블(10)의 제 2영역(15)에 2개가 형성된다. 수평가이드홈(19)은 좌우로 길게 형성된다. 이동블록(51)은 수평가이드홈(19)에 돌기가 삽입된 상태에서 베이스테이블(10)의 상면을 슬라이딩하여 좌우로 이동한다.
가압패널(53)은 이동블록(51)에 설치되어 평판 형상의 제 2모재(5)를 위에서 가압하여 베이스테이블(10)에 제 2모재(5)를 고정시킨다.
바람직하게 가압패널(53)은 승강수단에 의해 상하로 이동할 수 있는 구조를 갖는다. 제 2클램프(50)의 승강수단은 상술한 제 1클램프(20)에 적용된 승강수단과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
응력측정부는 제 1클램프(20)의 가압패널(30) 또는 제 2클램프(50)의 가압패널(53)에 설치된다. 응력측정부는 용접시 제 1모재(1) 또는 제 2모재(5)에서 발생하는 응력을 측정하기 위한 것이다.
응력측정부의 예로 로드셀(60)과, 로드셀(60)에 힘이 가해질 때 로드셀(60)의 변형에 따른 전기저항값을 통해 응력을 계산하는 연산부(미도시)를 포함한다.
로드셀(60)은 제 1모재(1) 또는 제 2모재(5)와 접촉하는 가압패널(30)(53)의 저면에 설치된다. 따라서 용접시 제 1모재(1) 또는 제 2모재(5)에 발생된 변형력은 로드셀(60)을 통해 측정된다. 로드셀(60)에서 측정된 전기저항값은 연산부에서 연산되어 디스플레이를 통해 출력될 수 있다.
한편, 제 1클램프 또는 상기 제 2클램프는 상기 가압패널에 설치되어 상기 제 1모재 또는 상기 제 2모재와 밀착하는 롤러(35)를 더 구비할 수 있다. 롤러(35)는 탄성변형이 가능한 우레탄 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 롤러(35)는 제 1모재 또는 제 2모재와 접촉하여 마찰력을 작용하도록 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예로 제 1클램프 및 제 2클램프는 가압패널을 승강시키기 위한 승강수단 외에 기울기를 조절할 수 있는 틸팅수단을 더 구비할 수 있다.
제 1클램프에 설치된 가압패널을 도 4에 도시하고 있다. 도 4를 참조하면, 가압패널(90)을 승강시키기 위한 승강수단으로 이동블록(71)에 수직하게 설치되어 조인트부(80)와 나사결합하는 리드스크류(40)와, 리드스크류(40)의 상부에 설치되는 핸들(미도시)과, 조인트부(80)의 상하 이동을 가이드하기 위한 가이드부를 구비한다.
도시된 예에서 리드스크류(40)는 도 1의 실시 예와 달리 가압패널(90)에 나사결합하는 것이 아니라 조인트부(80)에 나사결합한다.
조인트부(80)는 사각의 몸체(81)와, 몸체(81)의 일측면에 형성되어 리드스크류(40)와 나사결합하는 나사결합부(83)와, 몸체(81)의 타측면에 형성된 축(89)과, 상기 축(89)에 회전가능하도록 결합된 회전부재(87)로 이루어진다.
조인트부(80)의 상하 이동을 가이드하기 위한 가이드부로 이동블록(71)에 상하로 길게 형성된 수직가이드홈(73)과, 몸체(81)에 형성되어 수직가이드홈(73)과 결합하는 결합돌기(85)를 구비한다. 수직가이드홈(73)과 결합돌기(85)는 더브테일형상으로 이루어진다.
회전부재(87)는 축(89)에 회전가능하도록 결합된 상태에서 가압패널(90)에 형성된 원통형의 홈(95)에 삽입되어 가압패널(90)과 결합한다. 따라서 가압패널은 축을 중심으로 회전할 수 있어 베이스테이블에 대한 가압패널의 기울기를 조절할 수 있다. 또한, 가압패널의 회전을 방지하여 기울기를 일정한 각도로 고정시킬 수 있도록 회전부재의 회전을 막는 잠금장치가 구비될 수 있음은 물론이다.
도시된 예에서 축(89)과 회전부재(87)가 가압패널(90)의 기울기를 조절하기 위한 틸팅수단이다. 이러한 틸팅수단에 의해 두께가 균일하지 않은 모재를 용접하는 경우 모재의 고정이 용이하다.
그리고 제 2클램프는 도시되지 않았지만 제 1클램프와 방향만 다를 뿐 동일한 구조를 갖는다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 베이스테이블 11:센터홈
20: 제 1클램프 21: 이동블록
30: 가압패널 40: 리드스크류
43: 핸들 50: 제 2클램프

Claims (5)

  1. 베이스테이블과;
    상기 베이스테이블의 일측에 설치되어 제 1모재를 상기 베이스테이블에 고정시키는 제 1클램프와;
    상기 제 1클램프와 마주하도록 상기 베이스테이블의 타측에 설치되어 상기 제 1모재와 용접되는 제 2모재를 상기 베이스테이블에 고정시키는 제 2클램프와;
    상기 제 1 또는 제 2클램프에 설치되어 용접시 제 1모재 또는 제 2모재에서 발생하는 응력을 측정하기 위한 응력측정부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1클램프 및 제 2클램프는 저면에 형성된 돌기가 상기 베이스테이블에 마련된 수평가이드홈에 삽입되어 좌우방향으로 슬라이딩 이동가능한 이동블록과, 상기 이동블록에 설치되어 상기 제 1모재 또는 제 2모재를 가압하는 가압패널과, 상기 가압패널을 상하로 승강시키기 위한 승강수단을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 승강수단은 상기 이동블록에 수직하게 설치되어 회전가능하도록 지지되며 상기 가압패널과 나사결합하는 리드스크류와, 상기 리드스크류의 상부에 설치되어 상기 리드스크류를 회전시키기 위한 핸들과, 상기 리드스크류의 회전시 상기 가압패널의 상하 이동을 가이드하기 위한 가이드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제 1클램프 및 제 2클램프는 상기 가압패널의 기울기를 조절할 수 있는 틸팅수단을 각각 더 구비하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 제 1클램프 또는 상기 제 2클램프는 상기 가압패널에 설치되어 상기 제 1모재 또는 상기 제 2모재와 밀착하는 롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그.
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