KR20180068563A

KR20180068563A - 용접용 지그장치

Info

Publication number: KR20180068563A
Application number: KR1020160170368A
Authority: KR
Inventors: 이동렬; 이경
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2018-06-22

Abstract

본 발명의 용접용 지그장치에 관한 것으로, 이는 어느 하나의 소재를 지지하는 고정블록; 다른 하나의 소재를 지지하고서, 상기 고정블록으로부터 이격되거나 상기 고정블록 쪽으로 이동가능한 이동블록; 및 상기 고정블록과 상기 이동블록에 각각 설치되어 해당 소재를 고정시키는 자석고정부를 포함하여서, 용접을 신속하고 안전하며 정확하게 진행할 수 있으며, 최적의 용접 품질의 조건 도출은 물론 작업공정과 시간을 획기적으로 단축할 수 있음과 더불어, 불량의 발생을 줄여 데이터의 신뢰도를 향상시키면서 재실험을 예방하여 원가 절감과 생산성의 향상을 도모할 수 있는 효과를 얻게 된다.

Description

용접용 지그장치 {JIG APPARATUS FOR WELDING}

본 발명은 소재들을 밀착되게 고정하고 일측 소재의 이동을 통해 반복적으로 갭을 제어하여 소재들을 용접할 수 있게 하는 용접용 지그장치에 관한 것이다.

철강소재의 용접기술은 다양한 실험을 통해 용접의 품질 평가를 진행하게 된다. 특히 조선이나 해양 산업에 있어 철강소재의 접합은 용접이 절대적인 비중을 차지하고 있어서, 이들 산업에서는 용접의 품질 평가가 대단히 중요하다.

여기서, 소재와 두께, 크기 및 강도 구분에 따른 소재의 접합 과정에서, 소재들 간 갭(Gap)의 제어는 용접의 품질에 지대한 영향을 미치고 있어, 이 부분에 대한 지속적인 연구와 실험을 통해 최적의 용접 조건을 도출하고 있다.

이와 같이 갭을 제어하여 용접할 때에는, 소재와 소재 사이의 필요한 거리 확보를 위해 복수의 핀타입 치공구를 일정한 간격으로 설치하고 있으나, 사용을 위한 조립공정과 사용 후 분리공정의 반복으로 많은 시간이 소요되고 있으며, 조립 및 분리공정에서 소재의 유동으로 갭의 제어 불량이 빈번하게 발생하고 있다.

또한, 치공구의 조립과 분리 중에는 안전상 문제가 있으며, 갭을 정확하게 설정하지 못하는 경우에는 용접공정에서 비드 형성의 불량과 핀홀의 발생 등 용접의 품질이 저하되고 실험 데이터의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제도 있다.

또, 재현성의 확보에 실패한 때에는 재실험이 반복되므로, 시편의 낭비는 물론, 과도하게 시간과 비용이 소요되는 문제가 초래되었다.

(특허문헌 1) KR 1264088 B1

이에 본 발명은 소재들을 밀착되게 고정하고 일측 소재의 이동을 통해 반복적으로 갭을 제어하여 용접을 신속하고 안전하며 정확하게 진행할 수 있으며, 최적의 용접 품질의 조건 도출은 물론 작업공정과 시간을 획기적으로 단축할 수 있게 하는 용접용 지그장치를 제공하는 데에 그 주된 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 지그장치는, 어느 하나의 소재를 지지하는 고정블록; 다른 하나의 소재를 지지하고서, 상기 고정블록으로부터 이격되거나 상기 고정블록 쪽으로 이동가능한 이동블록; 및 상기 고정블록과 상기 이동블록에 각각 설치되어 해당 소재를 고정시키는 자석고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 소재들을 밀착되게 고정하고 일측 소재의 이동을 통해 반복적으로 갭을 제어하여 용접을 신속하고 안전하며 정확하게 진행할 수 있으며, 최적의 용접 품질의 조건 도출은 물론 작업공정과 시간을 획기적으로 단축할 수 있음과 더불어, 불량의 발생을 줄여 데이터의 신뢰도를 향상시키면서 재실험을 예방하여 원가 절감과 생산성의 향상을 도모할 수 있는 효과를 얻게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 지그장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 지그장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 지그장치의 작동상태도이다.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 지그장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 지그장치의 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 소재(1)를 지지하는 고정블록(10); 다른 하나의 소재(2)를 지지하고서, 고정블록으로부터 이격되거나 고정블록 쪽으로 이동가능한 이동블록(20); 및 고정블록과 이동블록에 각각 설치되어 해당 소재를 고정시키는 자석고정부(30)를 포함하고 있다.

본 발명의 용접용 지그장치는, 자석고정부(30)를 사용하여 소재(1, 2)들을 밀착되게 고정하고, 고정블록(10)에 대하여 이동블록(20)이 접근하거나 이격되게 함으로써 일측 소재의 이동을 통해 반복적으로 소재들 간 갭을 신속하면서 정확하게 제어할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

고정블록(10)과 이동블록(20)은 서로 유사한 크기를 갖고서 유사하게 대략 사각 단면을 가진 블록들이다. 고정블록은 베이스부(50) 상에 고정되어 있으며, 이동블록은 베이스부 상에서 선형이동이 가능하게 배치되어 있다.

베이스부(50)는 대략 사각형 형상을 가진 판 부재로서, 고정블록(10)과 이동블록(20) 등을 지지하는 역할을 수행한다. 베이스부의 형상은 반드시 도시된 예에 한정되지 않는다.

자석고정부(30)는 고정블록(10)과 이동블록(20)의 상부면에 일정한 크기로 장착될 수 있으며, 이러한 자석고정부는 영구자석 또는 전자석을 포함할 수 있다. 자석고정부가 전자석을 포함한 경우에는 고정블록과 이동블록에 각각 전원의 공급 및 차단을 제어할 수 있는 스위치(미도시)가 추가로 구비되어, 자력(磁力)을 통한 소재의 고정과 분리를 반복할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 지그장치는, 고정블록(10)과 이동블록(20)에 각각 설치되어 해당 소재(1, 2)의 위치를 고정되게 지지하는 지지부재(40)를 더 포함할 수 있다.

이를 위해, 고정블록(10)과 이동블록(20)에서 각 자석고정부(30)의 둘레에는 일정한 간격의 2열로 배열된 복수의 삽입홈(12, 22)이 형성될 수 있다.

지지부재(40)는 대략 사각 단면을 갖고서 삽입홈(12, 22)들의 2열 사이의 거리 이상으로 연장하는 막대형 본체(42); 및 이 본체로부터 본체의 길이방향에 대해 직각인 방향으로 뻗은 한 쌍의 핀(44)을 포함할 수 있다. 지지부재는 다양한 재질로 만들어질 수 있어 그 재질은 특별히 한정하지 않는다.

소재(1, 2)가 고정블록(10)과 이동블록(20)의 자석고정부(30)에 의해 고정블록 또는 이동블록 상에 밀착된 후, 소재의 용접되는 부위의 반대측면에 지지부재(40)의 본체(42)가 접촉하도록 지지부재의 핀(44)들을 원하는 위치에서 고정블록 또는 이동블록에 형성된 한 쌍의 삽입홈(12, 22)에다 삽입하여 지지부재를 장착하게 되면, 소재의 정확한 밀착과 동시에, 소재의 조립공정 및 용접공정에 소재가 유동되거나 용접위치로부터 멀리 밀리는 현상을 예방할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 지그장치는 이동블록(20)을 이동시키는 이동수단(60)을 더 포함할 수 있다. 이 이동수단은, 베이스부(50) 상에 평행하게 설치된 한 쌍의 안내부(61); 및 이들 안내부 사이에 배치되고 이동블록(20)에 연결된 선형이동부(62)를 포함할 수 있다.

안내부(61)는 대략 사각 단면을 가진 봉 또는 관 부재로서, 베이스부(50) 상에 일정한 간격을 두고서 서로 평행하게 배치되어 고정된다. 이동블록(20)에 후술하는 안내홈(24)이 형성된 경우에는, 안내부가 각각 안내홈 내에 삽입되어, 선형이동부(62)의 구동에 의해 이동블록이 이동할 때 그 이동을 안내한다.

선형이동부(62)로는 예컨대 선형운동 가이드가 채용될 수 있지만 반드시 이에 한정되지 않으며, 이동블록(20)의 원활한 미끄럼이동이 가능하다면 예를 들어 유체압 실린더나 전기식 액츄에이터 등이 채택되어도 된다.

일 예로, 선형이동부(62)는, 안내부(61) 사이에 배치된 스크류 바아(63); 이 스크류 바아의 일단에 연결된 모터(64); 스크류 바아의 타단에 연결된 베어링 블록(65); 및 스크류 바아에 나사체결되고 이동블록(20)과 결합하여, 스크류 바아의 회전시 스크류 바아를 따라 이동하게 되는 너트부(66)를 포함할 수 있다.

모터(64)로는 예컨대 정역회전이 가능한 서보모터 등으로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

너트부(66)는 대략 박스형 블록으로 형성되고서 중앙에 나선홀이 형성되어 있다. 이 너트부는 이동블록(20)의 하부에 고정되게 결합할 수 있다. 혹은, 별도의 연결브라켓(69)을 매개로 하여 너트부와 이동블록이 서로 견고하게 연결될 수도 있다.

모터(64)의 구동에 의해 스크류 바아(63)가 회전하고, 이러한 회전으로 인해 너트부(66)가 안내부(61) 사이에서 스크류 바아를 따라 이동하게 되며, 이로써 너트부에 결합하거나 연결된 이동블록(20)이 안내부를 따라 베이스부(50)의 상부에 밀착되어 미끄럼이동할 수 있게 되는 것이다. 모터의 작동을 통해 이동블록이 일정한 거리만큼 이동하고 정지하는 것이 반복적으로 진행될 수 있다.

한편, 이러한 이동수단(60)과의 연계를 위해 이동블록(20)의 저면에는 안내부(61)에 대응되는 한 쌍의 안내홈(24)과, 선형이동부(62)의 설치 공간을 마련하고 설치된 선형이동부와의 간섭을 방지하기 위한 장착홈(26)이 이동블록의 이동방향을 따라 길게 연장하도록 형성될 수 있다.

한 쌍의 안내홈(24)은 안내부(61)의 단면 형상과 상응한 단면을 갖는 것이 좋다. 이에 따라, 안내부가 한 쌍의 안내홈(24)에 삽입되고 형상맞춤되어 이동블록(20)이 안내부를 따라 원활히 미끄럼이동할 수 있다.

장착홈(26)의 내부에는 베어링 블록(65)과 스크류 바아(63)의 일부가 수용되고, 너트부(66)가 장착홈 내에 위치될 수도 있으나, 반드시 이러한 배치에 한정되지 않으며, 예를 들면 연결브라켓(69)을 매개로 하여 너트부가 장착홈의 밖에서 이동블록(20)과 연결될 수도 있다.

추가로, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 지그장치는 이동블록(20)의 이동 거리를 측정하고 표시하는 거리측정 게이지(70)를 포함할 수 있다. 이 거리측정 게이지는 이동블록의 일측에 설치되어, 이동블록의 이동 거리를 측정한 후 측정된 거리를 숫자나 문자, 기호 등으로 표시부(72)에 표시할 수 있다.

이러한 거리측정 게이지(70)로는 예컨대 광학식 거리측정기, 정전용량식 변위센서, 와전류식 변위센서, 초음파 거리측정기 등으로부터 적절히 채택되어 사용될 수 있다.

예를 들어, 거리측정 게이지(70)로 정전용량식 변위센서가 채택된 경우에는, 고정블록(10)과 이동블록(20)에 밀착되게 고정된 소재(1, 2)들이 접촉할 때를 원점으로 설정하여, 원점으로부터의 이동 거리를 측정하고 표시하도록 구성할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 지그장치가 용접의 품질 평가 과정에 사용되는 경우를 예로 들어 용접용 지그장치의 작동에 대해 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 지그장치의 작동상태도이다.

소재(1, 2)들의 안착 전에 고정블록(10)과 이동블록(20)이 서로 간 일정 거리를 두고 위치된다.

고정블록(10)의 표면에다 소재(1)를 자석고정부(30)의 자력에 의해 밀착시켜 고정하고 조립된 지지부재(40)에 의해 지지되게 하는데, 이때 소재의 용접될 부위가 고정블록의 일측면으로부터 돌출하도록 소재가 배치된다. 이러한 소재의 용접될 부위의 돌출량은 평가의 목적 및 특성에 따라 제어되어 소재가 배치될 수 있다.

이동블록(20)의 표면에도 소재(2)를 자석고정부(30)의 자력에 의해 밀착시켜 고정하고 조립된 지지부재(40)에 의해 지지되게 하는데, 이때 소재의 용접될 부위가 이동블록의 일측면으로부터 돌출하도록 소재가 배치된다. 이에 따라, 이동블록에 안착된 소재(2)가 고정블록에 안착된 소재(1)와 소정의 거리를 두고 서로 마주보게 된다.

소재(1, 2)들의 안착이 완료되면, 모터(64)를 구동시키고, 거리측정 게이지(70)의 표시부(72)를 보면서 이동블록(20)을 고정블록()으로부터 목표로 하는 거리만큼 이동시킨 후 정지시킨다. 이에 따라, 이동블록이 고정블록으로부터 더 멀리 이격되거나 고정블록 쪽으로 이동되어 위치될 수 있게 된다.

이와 같이 소재(1, 2)들 간 갭의 제어가 신속하고 정확하게 이루어진 다음에, 이 갭을 유지하면서 소재들의 용접을 진행한다. 동시에, 거리측정 게이지(70)의 표시부(72)를 보면서 제어된 갭을 지속적으로 확인하고 유지한다.

예를 들어, 거리측정 게이지(70)로 정전용량식 변위센서가 채택된 경우에는, 고정블록(10)과 이동블록(20)에 밀착되게 고정된 소재(1, 2)들이 서로 접촉할 때 거리측정 게이지(70)의 원점을 설정하고 나서(도 3의 (a) 참조), 이 원점으로부터의 목표로 하는 거리만큼 이동블록(20)을 고정블록()으로부터 이동시킨 후(도 3의 (b) 참조), 갭을 유지하면서 소재들의 용접을 진행할 수도 있다.

소재(1, 2)들 간의 갭 제어를 통한 용접이 완료되면 고정블록(10)과 이동블록(20)으로부터 각각 소재를 분리하고 새로운 소재의 안착과 이동블록의 이동에 의해 평가의 목적 및 특성에 맞는 소재들 간 갭을 제어하고 용접을 진행한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 소재들을 밀착되게 고정하고 일측 소재의 이동을 통해 반복적으로 갭을 제어하여 용접을 신속하고 안전하며 정확하게 진행할 수 있으며, 최적의 용접 품질의 조건 도출은 물론 작업공정과 시간을 획기적으로 단축할 수 있음과 더불어, 불량의 발생을 줄여 데이터의 신뢰도를 향상시키면서 재실험을 예방하여 원가 절감과 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1, 2: 소재 10: 고정블록
20: 이동블록 30: 자석고정부
40: 지지부재 50: 베이스부
60: 이동수단 61: 안내부
62: 선형이동부 63: 스크류 바아
64: 모터 66: 너트부
69: 연결브라켓 70: 거리측정 게이지

Claims

어느 하나의 소재를 지지하는 고정블록;
다른 하나의 소재를 지지하고서, 상기 고정블록으로부터 이격되거나 상기 고정블록 쪽으로 이동가능한 이동블록; 및
상기 고정블록과 상기 이동블록에 각각 설치되어 해당 소재를 고정시키는 자석고정부
를 포함하는 용접용 지그장치.
제1항에 있어서,
상기 고정블록은 베이스부 상에 고정되어 있으며,
상기 이동블록은 상기 베이스부 상에서 선형이동이 가능하게 배치된 것을 특징으로 하는 용접용 지그장치.
제1항에 있어서,
상기 고정블록과 상기 이동블록에 각각 설치되어 해당 소재의 위치를 고정되게 지지하는 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그장치.
제3항에 있어서,
상기 고정블록과 상기 이동블록에는 상기 자석고정부의 둘레에 일정 간격의 2열로 배열된 복수의 삽입홈이 형성되어 있고,
상기 지지부재는, 상기 삽입홈의 2열 사이의 거리 이상으로 연장하는 본체, 및 상기 본체로부터 뻗은 한 쌍의 핀을 포함하며,
상기 지지부재의 핀이 상기 고정블록 또는 상기 이동블록에 형성된 삽입홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 용접용 지그장치.
제2항에 있어서,
상기 이동블록을 이동시키는 이동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그장치.
제5항에 있어서.
상기 이동수단은,
상기 베이스부 상에 평행하게 설치된 한 쌍의 안내부; 및
상기 안내부 사이에 배치되고 상기 이동블록에 연결된 선형이동부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그장치.
제6항에 있어서,
상기 선형이동부는,
상기 안내부 사이에 배치된 스크류 바아;
상기 스크류 바아의 일단에 연결된 모터;
상기 스크류 바아의 타단에 연결된 베어링 블록; 및
상기 스크류 바아에 나사체결되고 상기 이동블록과 결합하여, 상기 스크류 바아의 회전시 상기 스크류 바아를 따라 이동하게 되는 너트부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그장치.
제7항에 있어서,
상기 너트부와 상기 이동블록이 연결브라켓을 매개로 하여 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 용접용 지그장치.
제6항에 있어서,
상기 이동블록의 저면에는, 상기 안내부에 대응되는 한 쌍의 안내홈이 형성된 것을 특징으로 하는 용접용 지그장치.
제9항에 있어서,
상기 이동블록의 저면에는, 상기 선형이동부의 설치를 위한 장착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 용접용 지그장치.
제1항에 있어서,
상기 이동블록의 이동 거리를 측정하고 표시하는 거리측정 게이지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 지그장치.