KR20170129325A - 용접토치 관리시스템 - Google Patents

용접토치 관리시스템 Download PDF

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KR20170129325A
KR20170129325A KR1020160059569A KR20160059569A KR20170129325A KR 20170129325 A KR20170129325 A KR 20170129325A KR 1020160059569 A KR1020160059569 A KR 1020160059569A KR 20160059569 A KR20160059569 A KR 20160059569A KR 20170129325 A KR20170129325 A KR 20170129325A
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양구돈
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주식회사 엠케이로봇
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Abstract

본 발명은 용접토치 관리시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 용접심 절단부 및 용접심 체크부가 상부판에 배치되어 있는 용접토치 관리시스템에 있어서, 상기 용접심 절단부는 상기 상부판의 상단면에 배치되어, 용접심을 정해진 길이만큼 절단하는 절단관을 포함하고, 상기 용접심 체크부는 상기 용접심 절단부에서 절단된 용접심이 허용오차 범위 내인지를 체크하는 체크관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 상부판에 배치된 기구부들은 로봇암에 의해 용접토치가 이동궤적 순으로 해당 높이선상에 위치하도록 배치되어 용접심의 일정한 길이 절단, 길이체크 및 용접토치 정위치 점검이 신속하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

용접토치 관리시스템{WELDING TORCH MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명은 용접토치 관리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로봇암에 부착된 용접토치을 이동궤적 상에 용접팁 청소부, 용접심 절단부, 용접심 체크부, 안티 스패터 방지 오일 도포부 및 에어블로잉부 순으로 해당 높이선상에 위치하도록 용접토치의 청소 및 관리를 편리하게 하는 용접토치 관리시스템에 관한 것이다.
자동차의 로봇제조공정은 일반적으로 자동차 생산라인을 자동화하기 위해 널리 활용되고 있으며, 산업용 로봇으로 용접이나 조립작업을 진행하고 있다. 그 중 자동차에 많이 사용되고 있는 아크용접은 아크방전에 의해 발생하는 고온을 이용하는 것으로 가장 일반적인 용접방식이다.
이처럼 아크용접방식을 이용하여 제작된 용접로봇은 일반적으로 로봇암에 의해 용접토치의 위치가 제어되어 작업이 진행되며, 작업공정 이후에는 제품의 품질향상을 위해 별도의 수작업으로 용접심 길이검사 및 스패터 제거 청소를 한다.
한 예로, 용접토치는 용접토치 내부에서 용접심이 일정한 길이만큼 공급되어 용접작업이 이루어지는데, 용접작업 전 용접토치 내부에 끼인 스패터가 제거된 후에 용접공정이 진행된다.
이처럼 용접로봇으로 제품의 품질향상을 위해 용접로봇 스패너 청소장치 등과 같은 여러 장치가 다양하게 개발되고 있다.
이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1593878호에는 용접노즐의 클리닝시스템 및 용접노즐 위치검출장치가 구비된 '용접노즐 와이어위치검출장치 및 이를 구비한 용접노즐 클리닝시스템'이 개시되어 있다.
그러나 상기 대한민국 등록특허 제10-1593878호에 개시된 '용접노즐 와이어위치검출장치 및 이를 구비한 용접노즐 클리닝시스템'에 의하면, 용접심이 일정한 길이 혹은 굴곡이나 흠결이 없이 공급되었는지 여부를 확인하는 장치가 존재하지 않아, 용접 이후 용접 부위에 대한 품질불량이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 로봇암에 의해 이송된 용접토치는 각 기구부의 이동궤적 선상의 작업높이가 상이하여 공정처리 속도가 오래 걸리며, 작업공정이 신속하게 처리되지 못하는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2009-0132423호 한국등록특허 제10-1593878호
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상부판에 배치된 기구부들은 로봇암에 의해 용접토치가 이동궤적 상에 용접팁 청소부, 용접심 절단부, 용접심 체크부, 안티 스패터 방지 오일 도포부, 에어블로잉부 순으로 해당 높이선상에 위치하도록 배치되어 용접심의 일정한 길이 절단, 길이체크 및 용접토치 정위치 점검이 신속하게 이루어질 수 있는 용접토치 관리시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 용접토치 관리시스템은 용접심 절단부 및 용접심 체크부가 상부판에 배치되어 있는데, 상기 용접심 절단부는 상기 상부판의 상단면에 배치되며 용접심을 정해진 길이만큼 절단하는 절단관을 포함하고, 상기 용접심 체크부는 상기 용접심 절단부에서 절단된 용접심이 허용오차 범위 내인지를 체크하는 체크관을 포함한다.
또한, 상기 절단관은 용접심이 통과하는 상기 절단관의 직교방향으로 상기 절단관 내부로 관통된 절단입구 및 상기 절단관 내부를 좌우로 움직이는 실린더를 포함하되, 상기 실린더와 상기 절단입구와 교차시 상기 절단입구를 통해 돌출된 용접심을 절단하는 방식을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 용접심 체크부는 체크입구, 제1센서빔, 제2센서빔, 제1센서 및 제2센서를 포함하되, 상기 체크입구로부터 상기 제1센서빔과 상기 제2센서빔의 중간영역까지를 용접심 길이의 허용오차 범위내로 하여, 상기 체크입구로 삽입된 용접심이 상기 제1센서빔과 상기 제2센서빔 사이에 위치시 적정 길이로 판단하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 체크입구는 상기 체크관의 상단부 일측에 배치되어, 용접심이 상기 체크관의 직교방향으로 통과하며, 용접심 보다 0.05mm~0.15mm 직경이 큰 구조를 특징으로 이루어질 수 있다.
또한 상기 제1센서와 제2센서는 상기 체크관 측면에 양쪽으로 배치하며, 상기 체크입구를 통과한 용접심은 제1센서의 제1센서빔을 통과하며, 제2센서의 제2센서빔을 통과하지 못하는 경우 다음단계로 진행하도록 하는 방식을 특징으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 상부판에 부착된 원형의 회전 가능한 회전유닛과 상기 회전유닛은 상기 상부판과 독립적으로 회전하며, 상기 회전유닛 상단에 지지봉이 수직방향으로 설치되며, 상기 지지봉에 금속스프링이 끼워져 결합되며, 상기 금속스프링의 길이는 상기 지지봉의 1.5~3배인 용접팁 청소부 및 로봇암과 연동하여 상기 용접토치가 해당 기구부에 위치시 구동하여 상기 금속스프링을 회전시키는 회전모터를 포함하여 특징으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 상부판에 부착되어, 원통 형태의 오일통 받침대 상단부에 안티 스패터 오일의 액체 및 젤 타입으로 보관 및 탈부착이 가능한 오일 보관통이 배치되어 있는 안티 스패터 방지 오일 도포부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부판에 부착되어, 상기 용접심에 과도한 안티 스패터 오일을 불어내기 위해 에어구동부 및 에어연결관이 구비되어 있는 에어블로잉부를 더 포함할 수 있다.
상기 용접토치 관리시스템은 상기 상부판의 상단면에 위치한다. 상기 용접토치 관리시스템은 상기 보호덮개의 내주면 및 상기 용접팁 외주면을 청소하는 상기 용접팁 청소부, 용접심을 정해진 길이만큼 절단하는 상기 용접심 절단부, 상기 용접심 길이를 체크 및 상기 용접토치의 정위치 여부를 확인하는 상기 용접심 체크부, 안티 스패터 방지 오일을 묻히기 위한 상기 안티 스패터 방지 오일 도포부 및 용접심에 과도한 안티 스패터 오일을 불어내기 위한 상기 에어블로잉부을 포함한다.
또한 상기 용접팁 청소부, 상기 용접심 절단부, 상기 용접심 체크부, 상기 안티 스패터 방지 오일 도포부 및 상기 에어블로잉부의 각 상단부의 높이 차이가 30cm 이내로 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 용접심이 항상 일정한 길이 혹은 굴곡이나 흠결이 없이 공급되도록 함으로써 용접의 품질을 크게 향상하여 용접 이후 용접 부위에 대한 품질불량으로 인한 후행 공정상의 문제점 및 향후 발생할 자동차 결함을 크게 줄어들게 할 수 있다.
또한, 각 기구부의 높이 차이를 크게 줄임으로써 로봇암의 이동궤적을 최소화하여 공정처리 속도를 크게 향상하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 용접로봇의 용접토치가 용접토치 관리시스템에 의해 작동되는 전체시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 용접토치 관리시스템의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 용접토치 관리시스템에서 용접토치가 작동하는 순서를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 용접토치 관리시스템의 용접팁 청소부를 확대한 정면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 용접토치 관리시스템의 용접심 절단부를 확대한 우측면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 용접토치 관리시스템의 용접심 체크부를 확대한 정면도이다.
도 7는 도 6에 도시된 용접심 체크부의 센서 센싱부분을 확대한 정면도이다.
도 8은 도 2에 도시된 용접토치 관리시스템의 안티 스패터 방지 오일 도포부 및 에어블로잉부를 나타낸 우측면도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 용접로봇(200)의 용접토치(220)가 용접토치 관리시스템(100)에 의해 작동되는 전체시스템을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이 용접로봇(200)은 용접토치 관리시스템(100)의 각 기구부의 위치를 제어하는 로봇암(210)과, 로봇암(210)의 작동으로 각 기구부의 위치로 이동하는 용접토치(220)를 포함하여 구성된다.
여기서, 기구부는 상부판(170) 상단면에 배치된 용접팁 청소부(110), 용접심 절단부(120), 용접심 체크부(130), 안티 스패터 방지 오일 도포부(140) 및 에어블로잉부(150)를 포함하는 것을 말한다.
용접토치(220)는 용접팁(222)과 용접심(221)을 감싸고 있는 보호덮개(223)와, 테이퍼 구조의 용접팁(222)과, 용접에 사용되는 용접심(221)을 포함하여 구성된다.
보호덮개(223)는 용접토치(220)의 일측에 체결되고, 일정한 직경을 갖는 중공관 형태로 구비되어, 그 내부에 용접팁(222)과, 용접심(221)을 포함하여 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 용접토치(220)는 용접팁(222) 내부에서 용접심(221)이 공급되고, 로봇암(210)에 결합되어 이송된다. 로봇암(210)은 X축, Y축, Z축 방향으로 자유롭게 용접토치(220)를 이송시킨다.
도 2는 본 발명에 따른 용접토치 관리시스템(100)의 구성을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 용접토치 관리시스템(100)은 상부판(170)의 상단면에 배치되어 보호덮개(223)의 내주면을 청소하는 용접팁 청소부(110)와, 용접심(221)을 절단하는 용접심 절단부(120)와, 용접심(221)의 길이와 용접토치(220)의 정위치 여부를 체크하기 위한 용접심 체크부(130)와, 용접심(221)에 안티 스패터 방지 오일을 묻히기 위한 안티 스패터 방지 오일 도포부(140) 및 용접심(221)에 과도한 안티 스패터 오일을 불어내기 위한 에어블로잉부(150)를 포함하여 구성된다.
바닥판(190)은 상부판(170) 등을 지지할 수 있는 금속 구조물로써, 중간기둥(180)의 하단부와 결합되어 있다.
중간기둥(180)는 바닥판(190) 및 상부판(170)을 연결하는 지지대 역할을 하며, 중간기둥(180)에 제어부(160)가 부착되어 있다.
제어부(160)는 용접모니터링과 용접토치 관리시스템(100)이 용접로봇(200)과 연동되게 하는 로봇인터페이스 패널 및 각종 동력전달장치가 포함된다.
상부판(170)은 중간기둥(180)의 상단부와 결합한 사각 평판형 금속판으로써, 상부판(170) 가장자리에 상부로 돌출된 형상을 가진다. 상부판(170)은 가장자리에 돌출된 형상을 통하여 이물질이나 용접 찌꺼기 등이 외부로 나가지 않도록 한다.
용접토치 관리시스템(100)은 로봇암(210)에 연결된 용접토치(220)의 이동궤적 상에 용접팁 청소부(110), 용접심 절단부(120), 용접심 체크부(130), 안티 스패터 방지 오일 도포부(140) 및 에어블로잉부(150) 순으로 해당 높이선상에 용접토치(220)가 위치하도록 각 기구부들을 배치하고 있다.
여기서, 높이선상은 용접팁 청소부(110), 용접심 절단부(120), 용접심 체크부(130), 안티 스패터 방지 오일 도포부(140) 및 에어블로잉부(150)의 각 상단부의 높이 차이가 30cm 이내로 위치하는 것을 말한다.
도 3은 본 발명에 따른 용접토치 관리시스템(100)에서 용접토치(220)가 작동하는 순서를 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이 용접토치 관리시스템(100)은 용접토치(220)가 용접팁 청소부(110)에서 용접심 절단부(120), 용접심 체크부(130), 안티 스패터 방지 오일 도포부(140), 에어블로잉부(150)의 순으로 작업을 한다.
도 4는 도 2에 도시된 용접토치 관리시스템(100)의 용접팁 청소부(110)를 확대한 정면도이다. 도시된 바와 같이 용접팁 청소부(110)는 상부판(170)의 상단면에 배치되며, 로봇암(210)에 의해 용접토치(220)가 금속스프링(111)의 상단부에 위치되어 상하로 작동한다.
용접팁 청소부(110)는 보호덮개(223) 내주면 및 용접팁(240) 외주면에 붙은 이물질이나 스패터를 제거한다. 용접팁 청소부(110)는 이물질 및 스패터 제거를 위한 금속스프링(111)과, 금속스프링(111)을 지지하는 지지봉(112)과, 금속스프링(111)을 회전시키는 회전유닛(113)과, 회전유닛(113)에 동력을 전달하는 회전모터(114)를 포함하여 구성된다.
금속스프링(111)은 도 4에 도시된 바와 같이 지지봉(112)에 끼워져 결합되며, 지지봉(112)에 비해 1.5~3배 정도 길게 하여 금속스프링(111)이 지지봉(112)을 벗어나게 배치한다.
또한, 지지봉(112)에 연결된 금속스프링(111)은 회전유닛(113)에 의해 회전되고, 보호덮개(223) 내주면과 용접팁(222) 외주면 공간으로 금속스프링(111)이 삽입되어 이물질 및 스패너를 청소한다.
아울러, 금속스프링(111)은 이물질 및 스패터 제거에 적합한 것으로 탄소강 스프링을 포함하여 구성될 수 있다.
지지봉(112)은 회전유닛(113) 위에 수직방향으로 배치되어, 금속스프링(111)을 연결하는 봉의 형태를 가진다.
회전유닛(113)은 상부판(170) 위에 배치되어, 회전유닛(113) 하단부의 회전모터(114)의 구동으로 상부판(170)과 독립적으로 작동하여 금속스프링(111)을 회전시킨다.
회전모터(114)는 상부판(170) 아래에 배치되어, 로봇암(210)과 연동하여 용접토치(220)가 해당 기구부 위치에서 오면 회전모터(114)는 구동하게 된다.
도 5는 도 2에 도시된 용접토치 관리시스템(100)의 용접심 절단부(120)를 확대한 우측면도이다. 도시된 바와 같이 용접심 절단부(120)는 상부판(170)의 상단면에 배치되며, 로봇암(210)에 의해 용접토치(220)가 절단입구(122)의 상단부에 위치되어 상하로 작동한다.
용접심 절단부(120)는 용접심(221)을 용접심 길이(H1)에 맞게 절단한다. 용접심 절단부(120)는 용접심(221)이 들어오는 절단입구(122), 용접심(221)을 절단하는 실린더(121), 실린더(121)을 구동하는 실린더 구동부(127), 절단이 이루어지는 절단관(123), 절단하고 남은 폐기물(S)을 보관하는 폐기물통(126), 실린더 구동부(127) 및 절단관(123)을 지탱하는 구동부 지지대(124) 및 구동부 지지대(124)와 상부판(170)을 고정하는 절단부 지지대(125)를 포함하여 구성된다.
절단입구(122)는 절단관(123)의 상단부 일측에 배치되며, 절단입구 지름(D1)은 작업자가 사용하는 용접심(221)이 절단입구(122)로 통과되도록 배치한다.
절단관(123)는 수직방향으로 세워진 구동부 지지대(124)의 측면 상단부에 배치되어, 절단관(123) 내부에서 실린더(121)가 좌우로 작동할 수 있도록 관통홀로 되어있다.
폐기물통(126)은 절단관(123) 측면에 배치되어, 실린더(121)로 자르고 남은 폐기물(S)을 보관한다.
절단부 지지대(125)는 상부판(170)의 위에 고정되게 결합하며, 절단부 지지대(125)의 일측에 구동부 지지대(124)와 결합하여 용접심 절단부(120)을 지탱하는 역할을 한다.
실린더(121)은 절단관(123) 내부에 위치하며, 실린더 구동부(127)의 중심축과 연결되어 좌우로 작동한다. 실린더(121)은 용접심(221)과 교차시켜 절단하는 방식으로 반영구적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실린더(121)로 자른 용접심 길이(H1)는 일반적으로 용접에 적합한 길이인 10mm~20mm 이다.
그러나 근본적으로 용접심의 길이는 용접상황에 따라 작업자가 적정 길이로 선택할 수 있다.
실린더 구동부(127)는 수직방향으로 세워진 구동부 지지대(124)의 측면 상단부에 배치되어, 절단관(123) 내부의 실린더(121)가 좌우로 작동되게 구동시키는 역할을 한다.
도 6은 도 2에 도시된 용접토치 관리시스템(100)의 용접심 체크부(130)를 확대한 정면도이다. 도시된 바와 같이 용접심 체크부(130)는 수직방향으로 세워진 구동부 지지대(124) 측면에 배치되며, 로봇암(210)에 의해 용접토치(220)가 체크입구(131)의 동축상에서 상하로 작동한다.
용접심 체크부(130)는 용접토치(220)의 정위치 여부를 확인한다. 용접심 체크부(130)는 용접심(221)이 들어오는 체크입구(131), 용접토치(220)의 정위치 여부를 확인하는 체크관(136), 체크관(136)의 양쪽면으로 배치된 제1센서(132) 및 제2센서(134)를 포함하여 구성된다.
체크입구(131)는 체크관(136)의 상단부 일측에 배치되어, 용접심(221)이 체크관(136)의 직교방향으로 통과되도록 체크입구 지름(D2)을 용접심(221) 직경보다 0.1mm 크게 배치하며, 용접토치(220)의 정위치 여부를 확인한다. 정위치 체크를 위한 체크입구 지름(D2)의 허용범위는 0.05mm~0.15mm까지 배치가 가능하다.
이렇게 함으로써 체크입구(131)를 통하여 용접심(221)이 구부려졌는지 여부도 확인할 수 있는 장점이 있다.
한편, 용접심(221)이 체크입구(131)를 통과하지 못하거나 위치에 오지 못하는 경우 도2에 도시된 제어부(160)를 통하여 경고음 또는 표시를 작업자에서 보내어 용접토치(220) 정위치 여부를 확인하도록 안내한다.
도 7는 도 6에 도시된 용접심 체크부(130)의 센서 센싱부분을 확대한 정면도이다. 도시된 바와 같이 체크관(136) 내부에는 용접심 길이체크(H2)를 위한 제1센서(132)와 제2센서(134)를 포함하여 구성된다.
제1센서(132)와 제2센서(134)가 체크관(136) 양쪽 측면에 하나씩 배치되어, 체크입구(131)로 용접심(221)이 통과하면 제1센서빔(137) 및 제2센서빔(138)이 교차됨으로써, 상기 체크입구부터 제1센서빔(137)과 제2센서빔(138)의 중간지점까지를 용접심의 적정거리(H4)로 인식하도록 할 수 있다.
제1센서와 제2센서 간격(H3)은 용접심 길이의 허용오차 범위내로 맞추어 상하로 배치되며, 센서 작동인식은 제1센서 케이블(135)에서 들어오는 제1센서빔(137)이 반대쪽 제1센서(132)에 센싱하며, 마찬가지로 제2센서 케이블(133)에서 들어오는 제2센서빔(138)이 반대쪽 제2센서(134)에 센싱한다. 체크입구(131)로 통과한 용접심(221)은 제1센서(132)의 제1센서빔(137)을 통과하고, 제2센서(134)의 제2센서빔(138)을 통과하지 못하면 다음단계로 진행하도록 한다.
제1센서(132)와 제2센서(134)의 상호배치는 용접심 최소 체크길이(H2) 범위 내에서 적정하게 한다.
또한, 용접심 최소 체크길이(H2)는 용접심(221)을 인식하는 범위로 작업자가 정한 용접심(221)의 길이에 맞게 설정한다.
한편, 센서 작동인식에서 용접심(221)이 제1센서(132)와 제2센서(134)을 모두 인식하는 경우와 용접심(221)이 제1센서(132)와 제2센서(134)을 모두 인식하지 못하는 경우 도2에 도시된 제어부(160)는 경고음 또는 표시부를 통하여 작업자에서 용접심(221) 길이 여부를 확인하도록 안내한다.
안티 스패터 방지 오일 도포부(140)는 용접심(221)에 스패터 방지를 위하여 안티 스패터 방지 오일을 도포한다. 안티 스패터 방지 오일 도포부(140)는 오일을 보관하는 오일 보관통(142)과, 오일 보관통(142)을 받치는 오일통 받침대(141)를 포함하여 구성된다.
도 8은 도 2에 도시된 용접토치 관리시스템(100)의 안티 스패터 방지 오일 도포부(140) 및 에어블로잉부(150)를 나타낸 우측면도이다. 도시된 바와 같이 안티 스패터 방지 오일 도포부(140)는 상부판(170)의 상단면에 배치되며, 로봇암(210)에 의해 용접토치(220)가 오일 보관통(142) 중심선상의 동축상에서 상하로 작동한다.
오일통 받침대(141)는 상부판(170)의 상단면과 결합되며, 원통의 형태로 오일 보관통(142)을 올려두도록 배치한다.
또한, 오일통 받침대(141)는 용접토치 관리시스템(100)의 다른 기구부와 같은 작업높이를 위하여 상부판(170) 상단면과 오일통 받침대(141) 하단부에 원기둥 형태의 봉으로 조절하여 배치한다.
여기서 말하는 작업높이는 기구부들이 설치된 위치에서 같은 선상으로 용접토치(220)가 위치하는 것을 말한다.
오일 보관통(142)은 안티 스패터 오일의 액체 및 젤 타입으로 보관이 가능하도록 스테인리스 재질이 적합하며, 오일통 받침대(141) 상단부와 탈부착이 가능하도록 오일 보관통(142)을 배치한다.
에어블로잉부(150)는 과도하게 묻은 안티 스패터 오일을 공기로 불어준다. 에어블로잉부(150)는 하부에서 공기가 들어오는 에어유입구(151)와, 다른 기구부와의 작업높이를 맞추기 위한 에어연결관(152)과, 공기를 불어주는 에어구동부(153)를 포함하여 구성된다.
도 8에서 도시된 바와 같이 에어블로잉부(150)는 상부판(170)의 상단면에 배치되어, 로봇암(210)에 의해 용접토치(220)가 에어연결관(152) 중심선상의 동축상에서 상하로 작동한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 용접토치 관리시스템(100)의 작동과정을 도 3을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.
자동차 섀시 등의 용접작업이 완료된 용접토치(220)는 로봇암(210)에 의해 용접토치 관리시스템(100)으로 이동한다. 용접토치(220)는 설정된 작업순서에 맞게 순차적으로 용접토치(220)을 이동시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접토치 관리시스템(100)은 용접팁 청소부(110), 용접심 절단부(120), 용접심 체크부(130), 안티 스패터 방지 오일 도포부(140), 에어블로잉부(150)의 순으로 용접토치 관리시스템이 진행된다.
먼저, 용접팁 청소부(110)로 이동된 용접토치(220)는 회전모터의 동력으로 회전하는 회전유닛과 회전유닛에 의해 회전하는 금속스프링(111)이 보호덮개(223) 내주면과 용접팁(222) 외주면 사이로 진입하여 상하운동을 통하여 보호덮개(223) 내주면과 용접팁(222) 외주면에 묻은 이물질 및 스패터를 청소한다. 청소가 완료되면, 다음단계로 용접심 절단부(120)로 이동한다.
용접심 절단부(120)로 이동된 용접토치(220)는 용접팁(222)에서 소정의 용접심(221)이 나오며, 용접토치(220)는 절단입구(122)의 동축상에 위치하여 용접심(221)이 절단입구(122)으로 진입하여 소정의 길이만 남겨두고 실린더(121)와 용접심(221)이 교차되는 방식으로 절단된다. 절단된 폐기물(S)은 폐기물통(126)에 보관되며, 용접토치(220)는 다음단계인 용접심 체크부(130)로 이동한다.
용접심 체크부(130)로 이동된 용접토치(220)는 체크입구(131)로 용접심(221)이 통과하여 제1센서(132)와 제2센서(134) 사이에 용접심(221)이 들어오면, 제1센서빔(137)과 제2센서빔(138)의 중간지점까지 용접심 길이(H1)가 적정길이인지 여부를 확인한다. 용접심 체크부(130)는 용접심 길이(H1) 및 정위치 여부를 확인 후 다음단계인 안티 스패터 방지 오일 도포부(140)로 이동한다.
만약, 용접심(221)이 용접심 길이체크(H2) 사이에 들어오지 못하면, 제어부(160)를 통하여 작업자에게 안내한다.
용접토치(220)가 안티 스패터 방지 오일 도포부(140)로 이동되면, 용접토치(220)는 오일 보관통(142)의 동축상에 위치하여 상하운동으로 오일 보관통(142)에 담긴 안티 스패터 오일을 용접심(221)에 묻힌다. 안티 스패터 방지 오일 도포부(140)가 끝나면 다음단계인 에어블로잉부(150)로 이동한다.
에어블로잉부(150)로 이동된 용접토치(220)는 에어연결관(152)의 동축상에 위치하고, 에어구동부(153)를 통하여 공기가 불어오게 되면, 용접심(221)에 많이 묻은 안티 스패터 오일을 불어내어 준다. 이러한 과정을 통하여 용접토치 관리시스템(100)이 작동되어진다.
본 실시예를 통하여 용접토치 관리시스템(100)은 용접심(221)을 규격에 맞게 절단, 절단된 길이체크 및 용접토치(220)의 정위치 여부 확인을 자동으로 처리할 수 있다. 또한, 용접토치 관리시스템(100)은 작업동선을 동작 순서에 맞게 기구부를 배치하며, 작업높이도 일정하게 맞춘다.
따라서 종래 작업은 작업자가 육안으로 확인하는 방식 및 청소장비, 절단장비 등의 여러 장비들로 이루어진 방식과 비교하면 하나의 장비만으로 작업이 가능하여 보다 신속하고 편리하게 작업을 진행할 수 있다.
이에 종래의 작업방식으로 야기되는 용접불량 문제를 최소화할 수 있으며, 생산공정 속도를 높여 생산성을 증대시키며 품질향상에도 기여할 수 있다.
또한, 기구부의 배치 및 작업높이 차이가 크지 않아 작업의 효율성도 월등하다고 할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 용접토치 관리시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100 : 용접토치 관리시스템
110 : 용접팁 청소부 111 : 금속스프링
112 :　지지봉 113 : 회전유닛
114 : 회전모터
120 : 용접심 절단부
121 : 실린더 122 : 절단입구
123 : 절단관 124 : 구동부 지지대
125 : 절단부 지지대 126 : 폐기물통
127 : 실린더 구동부
130 : 용접심 체크부
131 : 체크입구 132 : 제1센서
133 : 제2센서 케이블 134 : 제2센서
135 : 제1센서 케이블 136 : 체크관
137 : 제1센서빔 138 : 제2센서빔
140 : 안티 스패터 방지 오일 도포부
141 : 오일통 받침대 142 : 오일 보관통
150 : 에어블로잉부
151 : 에어유입구 152 : 에어연결관
153 : 에어구동부
160 : 제어부 170 : 상부판
180 : 중간기둥 190 : 바닥판
200 : 용접로봇 210 : 로봇암
220 : 용접토치
221 : 용접심 222 : 용접팁
223 : 보호덮개
D1 : 절단입구 지름 D2 : 체크입구 지름
H1 : 용접심 길이 H2 : 용접심 최소 체크길이
H3 : 제1센서와 제2센서 간격 H4 : 용접심 적정거리
S : 폐기물

Claims (9)

  1. 용접심 절단부 및 용접심 체크부가 상부판에 배치되어 있는 용접토치 관리시스템에 있어서,
    상기 용접심 절단부는 상기 상부판의 상단면에 배치되며, 용접심을 정해진 길이만큼 절단하는 절단관;을 포함하고,
    상기 용접심 체크부는 상기 용접심 절단부에서 절단된 용접심이 허용오차 범위 내인지를 체크하는 체크관을 포함하는 용접토치 관리시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절단관은 용접심이 통과하는 상기 절단관의 직교방향으로 상기 절단관 내부로 관통된 절단입구 및 상기 절단관 내부를 좌우로 움직이는 실린더를 포함하되, 상기 실린더와 상기 절단입구와 교차시 상기 절단입구를 통해 돌출된 용접심을 절단하는 용접토치 관리시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 용접심 체크부는 체크입구, 제1센서빔, 제2센서빔, 제1센서 및 제2센서를 포함하되, 상기 체크입구로부터 상기 제1센서빔과 상기 제2센서빔의 중간영역까지를 용접심 길이의 허용오차 범위내로 하여, 상기 체크입구로 삽입된 용접심이 상기 제1센서빔과 상기 제2센서빔 사이에 위치시 적정 길이로 판단하는 용접토치 관리시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 체크입구는 상기 체크관의 상단부 일측에 배치되어, 용접심이 상기 체크관의 직교방향으로 통과하며, 용접심 보다 0.05mm~0.15mm 직경이 큰 구조인 용접토치 관리시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1센서와 제2센서는 상기 체크관 측면에 양쪽으로 배치하며, 상기 체크입구를 통과한 용접심은 제1센서의 제1센서빔을 통과하며, 제2센서의 제2센서빔을 통과하지 못하는 경우 다음단계로 진행하도록 하는 방식을 특징으로 하는 용접토치 관리시스템.
  6. 제2항 및 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 상부판에 부착된 원형의 회전 가능한 회전유닛과 상기 회전유닛은 상기 상부판과 독립적으로 회전하며, 상기 회전유닛 상단에 지지봉이 수직방향으로 설치되며, 상기 지지봉에 금속스프링이 끼워져 결합되며, 상기 금속스프링의 길이는 상기 지지봉의 1.5~3배인 용접팁 청소부; 및
    로봇암과 연동하여 상기 용접토치가 해당 기구부에 위치시 구동하여 상기 금속스프링을 회전시키는 회전모터를 포함하는 용접토치 관리시스템.
  7. 제2항 및 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 상부판에 부착되어, 원통 형태의 오일통 받침대 상단부에 안티 스패터 오일의 액체 및 젤 타입으로 보관 및 탈부착이 가능한 오일 보관통이 배치되어 있는 안티 스패터 방지 오일 도포부를 더 포함하여 특징으로 하는 용접토치 관리시스템.
  8. 제2항 및 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 상부판에 부착되어, 상기 용접심에 과도한 안티 스패터 오일을 불어내기 위해 에어구동부 및 에어연결관이 구비되어 있는 에어블로잉부를 더 포함하여 특징으로 하는 용접토치 관리시스템.
  9. 상기 용접토치 관리시스템은,
    상기 상부판의 상단면에 배치되어 상기 보호덮개의 내주면 및 상기 용접팁 외주면을 청소하는 상기 용접팁 청소부;
    상기 상부판의 상단면에 배치되어 용접심을 정해진 길이만큼 절단하는 상기 용접심 절단부;
    상기 상부판의 상단면에 배치되어 상기 용접심 길이를 체크 및 상기 용접토치의 정위치 여부를 확인하는 상기 용접심 체크부;
    상기 상부판의 상단면에 배치되어 안티 스패터 방지 오일을 묻히기 위한 상기 안티 스패터 방지 오일 도포부;
    상기 상부판의 상단면에 배치되어 용접심에 과도한 안티 스패터 오일을 불어내기 위한 상기 에어블로잉부;을 포함하되,상기 상부판에 배치된 기구부들은 로봇암에 의해 상기 용접토치가 작업순서 순으로 상기 용접팁 청소부, 상기 용접심 절단부, 상기 용접심 체크부, 상기 안티 스패터 방지 오일 도포부 및 상기 에어블로잉부의 각 상단부의 높이가 서로 30cm이상 차이가 나지 않도록 배치된 용접토치 관리시스템.
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