KR20150065101A - 용접용 클램핑 장치 - Google Patents

용접용 클램핑 장치 Download PDF

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Abstract

용접용 클램핑 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접용 클램핑 장치는 소재의 클램핑부가 안착되는 안착면을 구성하며, 프레임을 통하여 베이스 상에 고정되는 로케이터; 상기 로케이터의 상부 일측과 타측에 링크를 통하여 연결되며, 단부에는 클램핑면을 형성하는 복수의 클램퍼; 상기 로케이터의 중앙 일측과 타측에 힌지로드를 통하여 힌지 연결되며, 작동로드의 선단은 상기 클램퍼의 후단부에 힌지 연결되는 복수의 클램핑 실린더; 상기 클램핑 실린더의 일측에 구성되어 상기 작동로드의 스트로크를 상시 측정하여 그 신호를 제어기로 출력하는 변위감지수단을 포함한다.

Description

용접용 클램핑 장치{CLAMPING APPARATUS FOR WELDING}
본 발명은 용접용 클램핑 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재의 두께와 소재 사이의 간격에 의한 총 두께를 상시 체크하여 용접부위별로 설정된 클램핑력을 제공하는 용접용 클램핑 장치에 관한 것이다.
일반적으로 클램핑 장치는 소재의 절삭, 판금, 용접 등의 가공 작업 시에 소재가 움직이지 않도록 고정시켜주기 위한 장치로서, 각 작업마다 클램핑 부위에 따라 클램핑력이 상이하며 클램핑 장치의 구조 또한 상이하다.
도 1은 종래 기술에 따른 용접용 클램핑 장치의 구성도이다.
상기한 클램핑 장치 중, 레이저 용접을 위하여 강판 등을 규제하기 위한 클램핑 장치의 일례를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 2장의 강판(120,121)에 대한 클램핑부(122)가 안착되는 로케이터(112)와, 공압에 의하여 작동하는 클램핑 실린더(114)와, 상기 로케이터(112)의 일측에 힌지 연결된 상태로, 상기 클램핑 실린더(114)의 작동로드(116)와도 일측이 힌지 연결되는 클램퍼(118)로 구성된다.
즉, 상기 클램핑 실린더(114)의 작동로드(116)가 전후진 작동하면, 상기 클램퍼(118)는 힌지 작동하여 상기 강판(120,121)의 클램핑부(122)를 클램핑 또는 언클램핑한다.
그러나 종래의 클램핑 장치는 제어기에서 공압밸브에 ON/OFF 신호만을 출력하여 클램퍼(118)가 작동되는 구조로, zero Gap이 요구되는 용접공정일 경우에는 클램핑력을 최대로 출력하면 되나, 도금강판과 같이, 일정 Gap을 유지한 상태로 용접이 진행되는 용접공정인 경우에는 적용할 수 없는 단점이 있다.
또한, zero Gap이 요구되는 용접공정에서도 클램핑력이 과하게 출력되는 경우, 클램퍼(118)가 제품의 클램핑면에 손상을 발생시키게 되는 단점도 있다.
본 발명의 실시 예는 변위센서를 이용하여 클램핑 실린더의 스트로크를 상시 측정하여 소재의 두께와 소재 사이의 간격에 의한 총 두께를 상시 체크하고, 용접부위별로 설정된 클램핑력을 제어할 수 있도록 하여 용접품질을 보장하는 용접용 클램핑 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 소재의 클램핑부가 안착되는 안착면을 구성하며, 프레임을 통하여 베이스 상에 고정되는 로케이터; 상기 로케이터의 상부 일측과 타측에 링크를 통하여 연결되며, 단부에는 클램핑면을 형성하는 복수의 클램퍼; 상기 로케이터의 중앙 일측과 타측에 힌지로드를 통하여 힌지 연결되며, 작동로드의 선단은 상기 클램퍼의 후단부에 힌지 연결되는 복수의 클램핑 실린더; 상기 클램핑 실린더의 일측에 구성되어 상기 작동로드의 스트로크를 상시 측정하여 그 신호를 제어기로 출력하는 변위감지수단을 포함하는 용접용 클램핑 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 클램핑 실린더는 작동압을 공압으로 하는 공압 실린더로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 클램핑 실린더는 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 변위감지수단은 상기 작동로드의 선단부 일측에 구성되는 지지단; 상기 지지단에 감지봉이 상시 접촉된 상태로, 상기 작동로드의 전후진 작동에 따라 감지봉이 연동하여 상기 작동로드의 스트로크를 검출하는 변위센서로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 변위센서는 가변저항센서로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 변위감지수단으로부터 출력되는 작동로드의 스트로크 신호값을 실시간 수신하여 소재 클램핑부의 총두께에 대해 미리 설정된 범위의 수치와 비교 분석하여 비례제어밸브를 제어함으로써 클램핑력을 제어하는 제어로직을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 변위센서를 이용하여 클램핑 실린더의 스트로크를 상시 측정하여 소재의 두께와 소재 사이의 간격에 의한 총 두께를 상시 체크하고, 용접부위별로 설정된 클램핑력을 제어할 수 있도록 하여 용접품질을 보장할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 용접용 클램핑 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용접용 클램핑 장치의 사시도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 용접용 클램핑 장치의 사용 상태도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 본 발명의 실시 예의 구성 설명에서, 각 구성요소는 중앙을 기준으로 서로 대칭으로 형성되는 바, 구성요소의 도면부호는 일측 만을 기재하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용접용 클램핑 장치의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용접용 클램핑 장치(1)는 로케이터(3), 클램퍼(5), 클램핑 실린더(7), 변위감지수단(10)으로 구성된다.
상기 로케이터(3)는 지그 등의 베이스(20) 상에 프레임(30)을 통하여 고정되고, 상부에 소재의 클램핑부가 안착되는 안착면이 구성된다.
이러한 로케이터(3)는 소재의 형상, 크기 등에 따라 상기 베이스(20) 상에 다수개가 구비될 수 있으나, 본 발명의 실시 예에서는 하나의 로케이터(3)만을 도시한다.
그리고 상기 클램퍼(5)는 상기 하나의 로케이터(3)에 대하여 상부 일측과 타측에 각각 링크(R)를 통하여 연결되고, 상기 클램퍼(5)의 단부에는 상기 로케이터(3)의 안착면에 대응하는 클램핑면이 형성된다.
상기 클램핑 실린더(7)는 상기 로케이터(3)의 중앙 일측과 타측에 각각 힌지로드(HR)를 통하여 하나씩 힌지 연결된다.
이때, 상기 클램핑 실린더(7)의 작동로드(9)는 선단이 상기 클램퍼(5)의 후단부에 힌지 연결된다.
여기서, 상기 클램핑 실린더(7)는 작동압을 공압으로 하는 공압 실린더로 이루어질 수 있고, 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 이루어질 수도 있다.
그리고 상기 변위감지수단(10)은 상기 클램핑 실린더(7)의 일측에 구성되어 상기 작동로드(9)의 스트로크를 상시 측정하여 그 신호를 제어기(40)로 출력하는 기능을 갖는다.
즉, 상기 변위감지수단(10)은 상기 작동로드(9)의 선단부 일측에 지지단(11)이 구성되고, 상기 클램핑 실린더(7)의 일측에는 변위센서(13)가 설치된다.
이때, 상기 변위센서(13)는 감지봉(15)이 구성되며, 상기 감지봉(15)은 상기 지지단(11)에 상시 접촉된 상태로, 상기 작동로드(9)의 전후진 작동에 따라 상기 감지봉(15)이 연동하여 작동로드(9)의 스트로크를 검출하여 상기 제어기(40)로 그 신호를 출력한다.
여기서, 상기 변위센서(13)는 가변저항센서로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제어기(40)는 상기 변위센서(13)로부터 출력되는 작동로드(9)의 스트로크 신호값을 실시간 수신하여 소재 클램핑부의 총 두께에 대해 미리 설정된 범위의 수치와 비교 분석하여 비례제어밸브(50)를 제어함으로써 클램핑 실린더(7)로 공급되는 작동압을 제어하여 상기 클램핑 실린더(7)에 의한 클램핑력을 제어하는 제어로직을 갖는다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 용접용 클램핑 장치의 사용 상태도이다.
도 3과 도 4를 참조하여 상기한 바와 같은 구성을 갖는 용접용 클램핑 장치(1)의 작동을 설명한다.
도 3을 참조하면, 먼저, 각 클램핑 실린더(7)가 후진 구동한 상태로, 각 클램퍼(5)가 링크작동을 통하여 상부로 들려진 상태를 유지한다.
이때, 상기 작동로드(9)의 스트로크(S1)는 상기 변위센서(13)에서 검출되어 제어기(40)로 출력되며, 제어기(40)는 상기 클램핑 장치(1)가 언클램핑 상태인 것으로 판단한다.
도 4를 참조하면, 이러한 상태로, 소재(P)가 투입되어 상기 로케이터(3)의 안착면에 안착된 후, 각 클램핑 실린더(7)가 전진 구동하면, 상기 클램퍼(5)는 링크작동을 통하여 클램핑면(F1)이 로케이터(3)의 안착면과 함께 소재의 클램핑부(F2)를 클램핑한다.
이때, 제어기(40)는 상기 변위센서(13)에서 검출된 상기 작동로드(9)의 스트로크(S2) 신호값을 수신하고, 제어기(40)는 소재(P)의 두께와 소재(P) 사이의 간격에 의한 총 두께 정보를 기준으로 설정된 클램핑력을 제공하도록 상기 작동로드(9)의 스트로크(S2) 신호값이 설정범위에 도달할 때까지 비례제어밸브(50)를 제어하여 클램핑 실린더(7)의 작동압을 제어한다.
이로써, 본 발명의 실시 예에 따른 용접용 클램핑 장치91)는 용접부위별로 설정된 클램핑력을 제공하여 용접품질을 보장할 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1: 용접용 클램핑 장치
3: 로케이터
5: 클램퍼
7: 클램핑 실린더
9: 작동로드
10: 변위감지수단
11: 지지단
13: 변위센서
15: 감지봉
P: 소재
20: 베이스
30: 프레임
40: 제어기
50: 비례제어밸브

Claims (10)

  1. 소재의 클램핑부가 안착되는 안착면을 구성하며, 프레임을 통하여 베이스 상에 고정되는 로케이터;
    상기 로케이터의 상부 일측과 타측에 링크를 통하여 연결되며, 단부에는 클램핑면을 형성하는 복수의 클램퍼;
    상기 로케이터의 중앙 일측과 타측에 힌지로드를 통하여 힌지 연결되며, 작동로드의 선단은 상기 클램퍼의 후단부에 힌지 연결되는 복수의 클램핑 실린더;
    상기 클램핑 실린더의 일측에 구성되어 상기 작동로드의 스트로크를 상시 측정하여 그 신호를 제어기로 출력하는 변위감지수단;
    을 포함하는 용접용 클램핑 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑 실린더는
    작동압을 공압으로 하는 공압 실린더로 이루어지는 용접용 클램핑 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑 실린더는
    작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 이루어지는 용접용 클램핑 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 변위감지수단은
    상기 작동로드의 선단부 일측에 구성되는 지지단;
    상기 지지단에 감지봉이 상시 접촉된 상태로, 상기 작동로드의 전후진 작동에 따라 감지봉이 연동하여 상기 작동로드의 스트로크를 검출하는 변위센서;
    로 이루어지는 용접용 클램핑 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 변위센서는
    가변저항센서로 이루어지는 용접용 클램핑 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 변위감지수단으로부터 출력되는 작동로드의 스트로크 신호값을 실시간 수신하여 소재 클램핑부의 총두께에 대해 미리 설정된 범위의 수치와 비교 분석하여 비례제어밸브를 제어함으로써 클램핑력을 제어하는 제어로직을 포함하는 용접용 클램핑 장치.
  7. 소재의 클램핑부가 안착되는 안착면을 구성하며, 프레임을 통하여 베이스 상에 고정되는 로케이터;
    상기 로케이터의 상부 일측과 타측에 링크를 통하여 연결되며, 단부에는 클램핑면을 형성하는 복수의 클램퍼;
    상기 로케이터의 중앙 일측과 타측에 힌지로드를 통하여 힌지 연결되며, 작동로드의 선단은 상기 클램퍼의 후단부에 힌지 연결되는 복수의 클램핑 실린더;
    상기 클램핑 실린더의 일측에 구성되어 상기 작동로드의 선단부 일측에 구성되는 지지단에 감지봉이 상시 접촉된 상태로, 상기 작동로드의 전후진 작동에 따라 감지봉이 연동하여 상기 작동로드의 스트로크를 검출하여 그 신호를 출력하는 변위센서;
    상기 변위센서로부터 출력되는 작동로드의 스트로크 신호값을 실시간 수신하여 소재 클램핑부의 총두께에 대해 미리 설정된 범위의 수치와 비교 분석하여 비례제어밸브를 제어함으로써 클램핑력을 제어하는 제어로직을 갖는 제어기;
    를 포함하는 용접용 클램핑 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 클램핑 실린더는
    작동압을 공압으로 하는 공압 실린더로 이루어지는 용접용 클램핑 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 클램핑 실린더는
    작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 이루어지는 용접용 클램핑 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 변위센서는
    가변저항센서로 이루어지는 용접용 클램핑 장치.
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