KR20190023370A - Automatic welding machine for muffler assembly - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 머플러 어셈블리용 자동 용접기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스 후처리장치의 배출구와 머플러를 연결하기 위한 용도의 머플러 어셈블리 용접물(weldment)을 자동으로 제작할 수 있는 아크 용접기에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic welder for a muffler assembly, and more particularly to an arc welder capable of automatically producing a muffler assembly weldment for connecting a muffler with an exhaust port of an exhaust gas aftertreatment apparatus.
오늘날 자동차와 건설기계 등의 배기가스 중 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx), 아황산가스(SOx), 입자상물질(PM), 흑연(Pb), 용해성 유기물질(SOF) 등의 유해물질을 저감시키기 위해 촉매, 필터, 연소기술을 이용하여 삼원촉매 시스템, 디젤산화촉매(Diesel Oxidation Catalyst; DOC), 매연여과장치(Diesel Particulate Filter Trap; DPF) 등의 배기가스 후처리장치를 차량에 장착하고 있다.(CO), carbon dioxide (CO2), hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NOx), sulfurous acid gases (SOx), particulate matter (PM), graphite (Pb), soluble organic Exhaust gas of a three-way catalytic system, a diesel oxidation catalyst (DOC), and a diesel particulate filter trap (DPF) using a catalyst, a filter and a combustion technique in order to reduce harmful substances such as SOF The gas aftertreatment device is mounted on the vehicle.
이러한 배기가스 후처리장치는 그 유입구를 차량의 내연기관과 연결하고 배출구를 머플러(소음기)와 연결하여 장착하는데, 기존의 차량에 추가로 탑재할 경우 머플러와 수직으로 연결하기 위한 별도의 연결관, 즉 머플러 어셈블리가 필요하다.This exhaust gas after-treatment apparatus connects the inlet to the internal combustion engine of the vehicle and connects the exhaust port to the muffler (muffler). In addition, when the exhaust gas after-treatment apparatus is further mounted on the existing vehicle, That is, a muffler assembly is required.
한편, 배기가스 후처리장치의 배출구와 머플러를 연결하기 위한 용도의 머플러 어셈블리는, 도 1에 도시된 바와 같이 벨로우즈 파이프(1)의 한쪽에 배기가스 후처리장치의 배출구와 플랜지 이음(flange joint)으로 연결을 위한 플랜지(2)가 형성되어 있고, 다른 한쪽(반대쪽)에는 머플러와 연결을 위한 'ㄱ' 자형 엘보 파이프(3)가 형성되어 있다.On the other hand, the muffler assembly for connecting the exhaust port of the exhaust gas after-treatment apparatus with the muffler has a flange joint with an exhaust port of the exhaust gas after-treatment apparatus on one side of the
이와 같은 머플러 어셈블리(A)는 벨로우즈 파이프(1)와 플랜지(2) 및 엘보 파이프(3)가 서로 다른 형상으로 형성됨으로 인해 일체형으로 가공하기가 어려워 각각 별도의 부재로 가공한 후, 용접 기능공이 각각의 연결 각도와 수평을 정확하게 위치 및 유지시키면서 수작업으로 용접하여 일체화하고 있는 실정이다.Since the bellows pipe 1, the
즉, 머플러 어셈블리(A)는 여러 부재를 용접에 의해 조립하는 용접 조립품(용접물)으로 제작하고 있다.That is, the muffler assembly A is made of a welded assembly (welding material) for assembling various members by welding.
그런데 머플러 어셈블리(A)를 용접 기능공이 수작업으로 일일이 용접하여 일체화할 경우 그 용접 기능공의 숙련도와 성실도에 따라 용접 불량률과 생산능률이 크게 좌우되는 데다 인건비 및 작업시간이 많이 소요되므로 생산성 및 작업성 저하되는 문제점이 있다.However, when the muffler assembly (A) is manually welded and integrated by welding, the welding defect rate and the production efficiency are largely dependent on the skill and sincerity of the welding operator, and the labor cost and the working time are long, There is a problem of deterioration.
또한, 용접 기능공 혼자서는 벨로우즈 파이프(1)와 플랜지(2) 및 엘보 파이프(3) 상호 간의 정확한 연결 각도와 수평 등을 맞추고 가용접 등으로 정해진 위치를 유지시키는 데 상당한 어려움과 한계가 있어 보조 인력을 필요함은 물론 그 각도 및 수평 상태를 측정한 후 포지셔너(positioner) 등을 이용하여 용접 자세를 양호하게 유지하면서 용접해야 하는 수고로움과 번거로움이 있다.In addition, there is considerable difficulty and limitation in maintaining the position defined by the welded joint, such as the exact connection angle and horizontal angle between the
즉, 용접 기능공의 역량에 따라 정밀도 및 가공품질이 달라질 수밖에 없어 균일한 품질의 확보가 어려운 한계가 있을 뿐만 아니라 자칫 안전사고 발생의 위험도 있다.In other words, precision and machining quality must be changed according to the competence of a welder, so that it is difficult to secure a uniform quality, and there is also a risk of occurrence of a safety accident.
여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.Herein, the background art or the prior art described above is only intended to help understand the technical significance of the present invention as information acquired by the present inventor or derived from the present invention, It does not mean that it is widely known in the field.
이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하여 기존의 수작업으로 머플러 어셈블리 용접물을 제작하는 방식이 지닌 한계 및 문제점의 해결에 역점을 두어, 머플러 어셈블리 용접물을 제작하는 공정을 반자동화함으로써 이에 필요한 기술 인력과 작업시간을 절감하여 작업의 효율성 및 생산성을 높이고, 아울러 품질의 균일성을 도모할 수 있는 자동 용접기를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.Accordingly, the present inventor has intensively focused on solving the limitations and problems of the conventional method of manufacturing muffler assembly welding by taking into account the above-mentioned matters in a comprehensive manner, and by semi-automating the process of manufacturing the muffler assembly welding material, As a result, the inventors of the present invention have invented the present invention as a result of intensive efforts to develop an automatic welding machine capable of improving the efficiency and productivity of the worker by reducing manpower and work time and ensuring the uniformity of the quality.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 머플러 어셈블리 용접물을 신속하고 간편하면서 정밀하게 반자동으로 제작할 수 있도록 하는 자동 용접기를 제공하는 데 있는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an automatic welding machine capable of quickly and easily producing a muffler assembly workpiece in a semi-automatic manner.
여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Herein, the technical object and object to be solved by the present invention are not limited to the technical object and purpose mentioned above, and another technical object and purpose not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 바와 같은 목적을 달성 및 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 태양에 따른 구체적 수단은, 테이블 위의 한쪽에 설치되어 홀딩 지그로 제1용접물(벨로우즈 파이프)을 지지한 채로 전동기의 회전 구동력에 의해 회전시키는 헤드 스톡, 상기 헤드 스톡의 반대쪽 테이블 위에 설치되어 상기 제1부재에 끼워진 제2부재(플랜지)를 지지하는 테일 스톡, 상기 제1부재와 상기 제2부재를 용접하기 위한 용접기의 토치를 장착하여 수직으로 승강시키는 토치 엘리베이터, 상기 홀딩 지그의 한쪽 면에 부착된 센서 도그, 상기 센서 도그를 센싱하여 상기 홀딩 지그의 회전 위치를 검출하는 제1 및 제2위치 센서 및 상기 제1 및 제2위치 센서의 출력신호에 따라 상기 전동기의 회전 및 상기 용접기의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 채용하는 것을 특징으로 하는 자동 용접기를 제시한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a bellows pipe, comprising the steps of: providing a bellows pipe supporting a first welding material (bellows pipe) with a holding jig, A tailstock for supporting a second member (flange) provided on the table opposite to the headstock and fitted to the first member, a torch for welding the first member and the second member, A first and a second position sensor for sensing the rotational position of the holding jig by sensing the sensor dog, and a second and a third position sensor for sensing the rotational position of the holding jig, And a control unit for controlling the rotation of the electric motor and the operation of the welding machine according to an output signal of the 2-position sensor The automatic welding machine is proposed.
이로써 본 발명은 머플러 어셈블리 용접물을 신속하고 간편하면서 정밀하게 제작할 수 있다. 즉, 용접에 필요한 노동력을 절감하고 작업시간을 단축하여 작업의 효율성 및 생산성을 향상시키고, 아울러 머플러 어셈블리 부재들을 정확하게 용접하여 조립할 수 있어 작업자의 숙련도에 상관없이 항상 균일하고 양호한 품질을 얻을 수 있다.Thus, the present invention makes it possible to produce the muffler assembly welding material quickly, easily and precisely. That is, it is possible to reduce the labor required for welding and shorten the working time, thereby improving the efficiency and productivity of the work, and also the welding and assembling of the muffler assembly members can be accurately carried out, so that uniform and good quality can be always obtained irrespective of the skill of the worker.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양으로, 상기 홀딩 지그는, 상기 전동기의 전동축에 고정되고 한쪽 면에 상기 한 쌍의 센서 도그가 부착된 회전반, 상기 회전반에 고정되어 상기 제1부재의 상하 중 2분의 1 부분을 둘러 감싸도록 형성된 제1지그, 상기 제1부재의 상하 중 나머지 2분의 1 부분을 둘러 감싸도록 형성되어 상기 제1지그의 한쪽 끝부분과 힌지 이음으로 연결되고, 상기 힌지의 반대쪽 끝부분에 래치 볼트가 장착된 제2지그 및 상기 제2지그가 상기 힌지를 중심으로 회전하여 상기 제1지그와 열고 닫은 상태를 유지하기 위해, 상기 래치 볼트와 인접하는 상기 제1지그의 한쪽 끝부분에 핀 이음으로 연결되어 상기 핀을 중심으로 회전 시 상기 래치 볼트를 걸어 잠그거나 잠금 상태를 해제 가능하도록 형성된 래치 포크를 포함하여 구성됨으로써 홀딩 지그가 자유로이 회전되는 것을 막아 제1부재와 제2부재 간의 용접 위치를 정확하고 안정적으로 맞출 수 있어 더욱 깔끔하고 견고하게 용접할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the holding jig includes: a rotating shaft fixed to a transmission shaft of the motor and having the pair of sensor dogs attached to one surface thereof; A first jig formed so as to surround one half of the first jig, a second jig formed so as to surround the other half of the first jig, The second jig having the latch bolt mounted on the opposite end of the hinge and the first jig adjacent to the latch bolt to rotate the second jig about the hinge and maintain the open and closed state with the first jig, And a latch fork, which is connected to one end of the latch bolt to lock the latch bolt when the latch is rotated about the pin, It jig is free to prevent the rotation accuracy of the welding position between the first member and the second member, and reliably match can be made cleaner and more robust weld.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양으로, 상기 테일 스톡은, 상기 제2부재의 끝부분을 지지하고 자유회전이 가능하게 구비된 스위블 헤드와, 상기 테이블 위에 설치되어 상기 스위블 헤드를 전진 및 후진시키는 액추에이터를 포함하여 구성됨으로써 제1부재와 제2부재 간의 회전 시 어느 한쪽으로 쏠리는 것을 방지하여 한층 더 균일하고 효율적으로 용접이 이루어질 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the tailstock further comprises: a swivel head which supports the end portion of the second member and is freely rotatable; and an actuator installed on the table to move the swivel head forward and backward So that it is prevented that the first member and the second member are tilted to one side during the rotation, so that the welding can be performed more uniformly and efficiently.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양으로, 상기 제어부는, 스위치 조작에 따라 상기 제1위치 센서만 작동하여 상기 전동기의 전동축을 한 바퀴 회전시키면서 상기 용접기를 작동시켜 상기 제1부재와 상기 제2부재를 완전히 용접하거나 또는 상기 제1 및 제2위치 센서가 모두 작동하여 상기 전동기의 전동축을 일정한 각도 범위 내로 회전시키면서 상기 용접기를 작동시켜 상기 제1부재와 제3부재(엘보 파이프)의 일부분만을 용접할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the control unit operates the first position sensor only in response to the switch operation to operate the welding machine while rotating the electric motor of the electric motor by one rotation to rotate the first member and the second member Or both of the first and second position sensors are operated to operate the welding machine while rotating the electric motor shaft of the electric motor within a predetermined angular range to weld only a part of the first member and the third member (elbow pipe) have.
상기와 같은 목적의 달성과 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명의 실시 태양은, 헤드 스톡과 테일 스톡 및 토치 엘리베이터의 유기적이고 안정적인 작동에 의해 제1 및 제2부재 간의 용접 위치와 용접 각도 등이 한층 더 정밀하고 정확하면서 견고한 용접이 이루어질 수 있다.An embodiment of the present invention having the means and construction for solving the above object and the technical object of the present invention is characterized in that the welding position between the first and second members by the organic stable operation of the headstock, The welding angle can be more precisely and accurately welded.
따라서 수작업에 비해 머플러 어셈블리 용접물을 신속하고 간편하면서 정밀하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 용접 작업에 소요되는 노동력과 시간을 대폭 줄이는 등 양산에 따른 공정의 간소화 및 반자동화로 인해 작업의 효율성 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.Therefore, it is possible to manufacture the muffler assembly welding materials faster and easier and more precisely compared to the manual work, and the labor and time required for the welding work can be greatly reduced, and the efficiency and productivity are greatly improved due to the simplification and the half automation of the mass production .
또한, 모든 과정을 용접 기능공의 수작업에 의존하는 종래와 달리 정확하고 안정적으로 용접할 수 있어 기술 인력이나 숙련도에 상관없이 항상 균일하고 양호한 품질을 얻을 수 있고, 이로 인해 용접 불량률을 줄이고 손실비용을 최소화할 수 있다.In addition, all processes can be accurately and stably welded, unlike the conventional one, which depends on the handwork of the welder, so that uniform and good quality can be obtained at all times irrespective of the technical manpower or proficiency, thereby reducing the welding defect rate and minimizing the loss cost can do.
여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Here, the effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 종래의 머플러 어셈블리를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 용접기를 나타낸 측면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자동 용접기 중 헤드 스톡을 나타낸 평면 구성도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 용접기의 작동 상태를 설명하기 위한 측면 구성도이다.1 is an exemplary view showing a conventional muffler assembly.
2 is a side view showing an automatic welder according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a head stock in an automatic welder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 and FIG. 5 are side structural views illustrating an operation state of an automatic welding machine according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.
이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.Prior to this, the following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and they are to be construed to mean concepts that are consistent with the technical idea of the present invention and interpretations that are commonly or commonly understood in the technical field of the present invention.
또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.
여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
아울러 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when a part includes an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise, but may include other elements.
이외에 "부" 및 "유닛"의 용어에 대한 의미는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위 또는 모듈 형태를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.In addition, the meaning of the terms "part" and "unit" means a unit or module type that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 자동 용접기는, 크게 테이블(100), 헤드 스톡(200), 테일 스톡(300), 토치 엘리베이터(400) 및 제어부(500)를 포함하여 구성된다.2 to 5, an automatic welder according to an embodiment of the present invention includes a table 100, a
테이블(100)은 용접 작업의 편의를 위해 헤드 스톡(200)과 테일 스톡(300) 등이 지면에서 일정한 높이에 위치 및 유지시키는 것으로, 평판형의 플레이트 아래쪽에 다수 개의 형강, 봉재 등의 프레임을 일정 형태로 결합하여 수평을 유지하면서 바닥면에 안정적으로 고정되어 있다.The table 100 has a structure in which a
헤드 스톡(200)은 제1부재(벨로우즈 파이프)를 지지하고 그 회전을 위한 동력을 전달하는 역할을 하는 것으로, 테이블(100) 위의 한쪽(왼쪽)에 설치되어 있다.The
즉, 헤드 스톡(200)은 전동기(200)가 내장되어 있고, 그 전동기(200)의 전동축에 제1부재가 지지 위치를 벗어나지 않도록 견고하게 잡아주는 홀딩 지그(210)가 고정되어 있으며, 이에 제1부재(벨로우즈 파이프)를 끼워 넣어 테일 스톡(300)과 함께 지지한 채로 전동기(200)의 회전 구동력에 의해 회전시킨다.That is, the
그리고 홀딩 지그(210)는 한쪽 면에 센서 도그(211)가 부착된 채로 전동기(200)의 전동축에 고정되어 있는 회전반(212)과, 제1부재(벨로우즈 파이프)의 상하 중 2분의 1 부분을 둘러 감싸도록 형성되어 회전반(212)의 다른 쪽(반대쪽) 면에 고정되어 있는 제1지그(213)와, 제1부재의 상하 중 나머지 2분의 1 부분을 둘러 감싸도록 형성되어 제1지그(213)의 한쪽 끝부분과 힌지(215) 이음으로 연결되어 있고, 그 힌지(215)의 반대쪽 끝부분에 래치 볼트(216)가 장착되어 있는 제2지그(214) 및 제2지그(214)가 힌지(215)를 중심으로 회전하여 제1지그(213)와 열고 닫은 상태를 유지하기 위해 래치 볼트(216)와 인접하는 제1지그(213)의 한쪽 끝부분에 핀(218) 이음으로 연결되어 있고, 그 핀(218)을 중심으로 회전 시 래치 볼트(216)를 걸어 잠그거나 잠금 상태를 해제 가능하도록 형성된 래치 포크(217)로 이루어질 수 있다.The
즉, 제1 및 제2지그(213)(214)는 제1부재의 상하 중 2분의 1씩을 둘러 감싸도록 마치 반원통 형상으로 각각 형성되어 있고, 제1부재를 넣고 빼기 위한 개폐가 가능하도록 한쪽 끝부분이 서로 힌지(215) 이음으로 연결되어 있으며, 다른 쪽(반대쪽) 끝부분이 잠금장치에 의해 잠금 및 잠금 해제 상태를 유지할 수 있도록 형성되어 있다.That is, the first and
그리고 회전반(212)에 부착된 센서 도그(211)를 센싱하여 회전반(212)의 회전 기준점 위치 및 회전각도를 검출하고, 이를 전동기(220)와 용접기의 작동을 제어하기 위한 신호를 제어부(500)로 출력하는 제1 및 제2위치 센서(231)(232)가 헤드 스톡(200)에 일정한 간격을 두고 장착되어 있다.The sensor detects the
즉, 제1위치센서(231)는 전동기(220)에 의해 회전하는 센서 도그(211)가 일정거리 범위 내에 근접하면, 이를 작동 시점으로 검출하여 제어부(500)에 용접기의 작동을 시작하도록 전기적인 신호로 전송하고, 제2위치센서(232)는 전동기(220)에 의해 계속 회전하는 센서 도그(211)가 일정거리 범위 내에 근접하면, 이를 작동 종점으로 검출하여 제어부(500)에 용접기의 작동을 종료하도록 전기적인 신호로 전송한다.That is, when the
그리고 제1 및 제2위치센서(231)(232)는 위치 변경이 가능하도록 별도의 브래킷 등을 이용하여 볼트 조임으로 고정할 수 있다.The first and
즉, 브래킷의 길이 방향으로 제1 및 제2위치센서(231)(232)를 볼팅 체결하기 위한 슬롯홀이 형성되어 있어 그 브래킷에 제1 및 제2위치센서(231)(232) 각각 볼트와 너트로 풀거나 조여서 탈부착할 수 있고, 이를 통해 제1부재와 제2부재 간의 용접 위치 및 범위에 따라 브래킷에 대한 제1 및 제2위치센서(231)(232)의 위치를 자유롭게 이동 및 변경하여 고정할 수 있다.That is, a slot hole is formed for bolting the first and
여기서 제1 및 제2위치센서(231)(232)로는 검출코일에 금속물체가 접근하면 전자유도작용에 의하여 검출코일에 접속된 발진회로의 발진 주파수나 발진 진폭이 변화하면서 스위칭 동작이 이루어지는 고주파 발진형 혹은 도체 전극을 가진 검출부에 피검지 물체가 접근하면 센서 부분의 정전용량이 크게 변화하는 현상을 이용한 정전용량형 혹은 물체가 근접한 것을 비접촉으로 감지하여 그 위치를 검출하는 광섬유 근접센서 등을 채용할 수 있다. 이외에 물체가 접촉부에 접촉함으로써 내장 스위치를 작동시키거나 접점이 전환될 때 물체의 위치를 검출해서 개폐동작이 이루어지는 리미트 스위치를 채용할 수도 있다.Here, the first and
또한, 전동기(220)로는 홀딩 지그의 회전반(212)에 회전력을 전달하기 위한 별도의 동력전달수단을 제거하여 소음 및 진동이 적고, 이를 통해 고품위의 표면 용접을 수행할 수 있는 빌트 인 모터(Built in motor spindle)를 채용하는 것이 바람직하며, 이외에 서보모터, 고정자 권선에 흐르는 교류전류에 의해 발생하는 회전 자기장과 로터부에 발생하는 유도전류와의 상호작용에 의해 생기는 회전력으로 작동하는 인덕션 모터 또는 모터의 회전수를 감속하여 구동에 필요한 힘으로 출력하도록 조절하는 감속기를 포함하는 기어드 모터를 채용할 수도 있다.The
여기서 헤드 스톡(200)에는 전동기의 회전 속도를 조정하는 변환 장치가 갖추어져 있어 제어부(500)의 스위치 조작에 따른 제어로 회전 속도 조절이 가능하다.Here, the
테일 스톡(300)은 제1부재(벨로우즈 파이프)에 끼워진 제2부재(플랜지)를 지지하는 역할을 하는 것으로, 헤드 스톡(200)의 반대쪽 테이블(100) 위에 설치되어 있다.The
즉, 테일 스톡(300)은 제1부재에 끼워진 제2부재(플랜지)의 끝부분을 밀착 지지하면서 자유회전이 가능하게 구비된 스위블 헤드(310)와, 테이블(100)의 상부에 고정 설치되어 제어부(500)의 제어에 따라 스위블 헤드(310)를 전진 및 후진시키는 액추에이터(320)로 이루어져 있다.That is, the
여기서 스위블 헤드(310)의 회전축 상에는 회전운동을 원활하게 해주는 베어링이 장착될 수 있음은 물론이다.It is needless to say that a bearing that smoothly rotates can be mounted on the rotating shaft of the
또한, 액추에이터(320)로는 스위치의 개폐에 따라 컴프레셔 등의 구동원에 제어신호를 전달하여 유압이나 공기압으로 그 실린더 로드를 가동시키면 전진 또는 후진하면서 제2부재를 가압하거나 그 가압 상태를 해제하는 구조의 통상적인 액추에이터 기구나 장치를 채용할 수 있다.As the
토치 엘리베이터(400)는 제1부재와 제2부재(또는 제3부재)를 용접하기 위한 용접기의 토치(T)를 장착하여 수직으로 승강시키는 역할을 하는 것으로, 하부에 장착된 용접기의 토치(T)가 테이블(100)의 상측에서 제어부(500)의 제어 신호에 따라 상승 및 하강할 수 있도록 구비되어 있다.The
여기서 토치 엘리베이터(400)는 신장 및 수축 작용으로 용접기의 토치(T) 위치를 자유롭게 이동시킬 수 있도록 스위치 개폐에 따라 컴프레셔 등의 구동원에 제어신호를 전달하여 유압이나 공기압으로 그 실린더 로드를 가동시키면 상승 또는 하강하면서 작동하는 구조의 통상적인 유압 실린더나 액추에이터 기구나 장치를 채택하여 적용할 수 있다.Here, the
제어부(500)는 용접기의 작동과 더불어 전동기(220), 액추에이터(320) 및 토치 엘리베이터(400)의 작동 등을 전반전으로 제어하는 것으로, 특히 제1 및 제2위치 센서(231)(232)의 출력신호에 따라 전동기(220)의 회전 및 용접기의 작동을 제어한다.The
즉, 제어부(500)는 회전반(212)이 1회전에 소요되는 시간과, 테일 스톡(300) 및 토치 엘리베이터(400)의 이동거리와 이동에 소요되는 시간, 그리고 방향전환과 회전에 따른 속도비 및 회전비 등을 종합하여 각 구성요소 간에 작동 간섭이나 충돌없이 유기적으로 번갈아서 원활하게 작동하도록 제어한다.That is, the
또한, 제어부(500)는 작업자의 스위치 조작에 따라 제1위치 센서(231)만이 작동하여 전동기(220)의 전동축을 한 바퀴 회전시키면서 용접기를 작동시켜 제1부재와 제2부재를 완전히 용접할 수 있고, 또는 제1 및 제2위치 센서(231)(232)가 모두 작동하여 전동기(220)의 전동축을 일정한 각도 범위 내로 회전시키면서 용접기를 작동시켜 제1부재와 제3부재(엘보 파이프)의 일부분만을 용접할 수 있다.In addition, the
여기서 제어부(500)는 전동기(220)의 회전 방향을 정역 방향으로 변환시키는 방향전환용 스위치를 더 구비함으로써 홀딩 지그(210)를 필요에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 수 있어 용접이 더욱 수월하고 용이하게 이루어질 수 있다.Here, the
이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 자동 용접기의 주요 작동원리를 설명하면 다음과 같다.The main operation principle of the automatic welder according to the embodiment of the present invention will be described as follows.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 홀딩 지그(210) 중 제1지그(213) 속에 제1부재(벨로우즈 파이프)를 끼워 넣고, 제2지그(214)를 닫고 래치 볼트(216)와 래치 포크(217)를 이용하여 잠근 후, 제1부재의 열린 쪽에 제2부재(플랜지)를 끼우고 테일 스톡(300)으로 가압하여 움직이지 않도록 지지함으로써 제1 및 제2부재가 홀딩 지그(210)의 회전력에 의해 어느 한쪽으로 쏠리는 것을 방지하여 균일하고 안정적인 용접이 이루어질 수 있다.4, the first member (bellows pipe) is inserted into the
이때, 테일 스톡(300)은 그 스위블 헤드(310)가 제2부재의 끝부분을 지지한 채로 자유로이 회전하는 구조이기 때문에 홀딩 지그(210)에 의한 회전을 방해하지 않고 제1부재와 함께 자연스럽고 원활하게 회전할 수 있다.At this time, since the
계속해서, 도 5에 도시된 바와 같이 스위치 등의 조작으로 제2위치 센서(232)의 작동은 중지시킨 채로 가동 전원을 인가하면, 제어부(500)는 토치 엘리베이터(400)가 제1 및 제2부재 간의 용접 위치로 하강하도록 제어한 후, 전동기(220)가 회전반(212)과 홀딩 지그(210)를 회전시키도록 제어하고, 이때 회전반(212)의 1회전에 따라 제1위치 센서(231)가 출력하는 센서 도그(211) 검출 신호를 제어부(500)가 수신받아 전동기(200)와 용접기의 작동을 제어함으로써 제1 및 제2부재 간의 용접 위치와 용접 각도 등이 한층 더 정밀하고 정확하면서 견고한 용접이 이루어질 수 있다.5, when the movable power source is applied while the operation of the
또한, 홀딩 지그(210) 중 제1지그(213) 속에 한쪽에 제2부재(플랜지)가 용접되고 다른 한쪽(반대쪽)에 제3부재(엘보 파이프)가 가용접된 상태의 제1부재(벨로우즈 파이프)를 뒤집어서(제3부재가 바깥쪽을 향하도록) 끼워 넣고, 제2지그(214)를 닫고 래치 볼트(216)와 래치 포크(217)를 이용하여 잠가 이탈되지 않도록 고정한 다음, 스위치 등의 조작으로 제2위치 센서(232)의 작동 중지를 해제시킨 채로 가동 전원을 인가하면, 제어부(500)는 전동기(220)가 회전반(212)과 홀딩 지그(210)를 회전시키도록 제어하고, 이때 제1위치 센서(231)가 출력하는 센서 도그(211) 검출 신호를 제어부(500)가 수신받아 전동기(200)와 용접기의 작동을 시작하도록 제어하고, 제2위치 센서(232)가 출력하는 센서 도그(211) 검출 신호를 제어부(500)가 수신받아 전동기(200)와 용접기의 작동을 중지하도록 제어할 수 있다.In addition, the first member (the bellows 210) in which the second member (flange) is welded to one side of the
따라서 용접기의 토치(T)와 제1 및 제3부재 간의 용접 위치가 일치하도록 회전 조정하는 작업에 소요되는 노동력과 시간을 줄이고 작업능률과 편의성은 물론 생산성을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 수작업과 달리 안전사고의 발생을 최소화하면서 작업자의 숙련도 등에 상관없이 항상 균일하고 양호한 용접품질을 얻을 수 있다.Accordingly, it is possible to reduce the work force and time required for the rotation adjustment so that the welding position between the torch (T) of the welding machine and the welding position between the first and third members coincide with each other, Uniform and good welding quality can be always obtained regardless of the skill level of the operator while minimizing the occurrence of safety accidents.
한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments or constructions. Various changes and substitutions may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It will be obvious to those skilled in the art that the present invention can be widely applied to other embodiments.
그러므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.Therefore, it is to be understood that modifications and variations of the features of the present invention are intended to be included within the spirit and scope of the present invention.
100: 테이블 200: 헤드 스톡
210: 홀딩 지그 211: 센서 도그
212: 회전반 213: 제1지그
214: 제2지그 215: 힌지
216: 래치 볼트 217: 래치 포크
218: 핀 220: 전동기
231: 제1위치 센서 232: 제2위치 센서
300: 테일 스톡 310: 스위블 헤드
320: 액추에이터 400: 토치 엘리베이터
500: 제어부
A: 머플러 어셈블리 T: 토치100: Table 200: Headstock
210: holding jig 211: sensor dog
212: Rotor 213: 1st jig
214: second jig 215: hinge
216: latch bolt 217: latch fork
218: pin 220: electric motor
231: first position sensor 232: second position sensor
300: Tailstock 310: Swivel head
320: Actuator 400: Torch Elevator
500:
A: muffler assembly T: torch
Claims (4)
상기 테이블 위의 한쪽에 설치되어 홀딩 지그로 제1부재(벨로우즈 파이프)를 지지한 채로 전동기의 회전 구동력에 의해 회전시키는 헤드 스톡;
상기 헤드 스톡의 반대쪽 테이블 위에 설치되어 상기 제1부재에 끼워진 제2부재(플랜지)를 지지하는 테일 스톡;
상기 제1부재와 상기 제2부재를 용접하기 위한 용접기의 토치를 장착하여 수직으로 승강시키는 토치 엘리베이터;
상기 홀딩 지그의 한쪽 면에 부착된 센서 도그;
상기 헤드 스톡에 일정한 간격을 두고 장착되고, 상기 센서 도그를 센싱하여 상기 홀딩 지그의 회전 위치를 검출하는 제1 및 제2위치 센서;
상기 제1 및 제2위치 센서의 출력신호에 따라 상기 전동기의 회전 및 상기 용접기의 작동을 제어하는 제어부;
를 포함하는 자동 용접기.
table;
A head stock installed on one side of the table for rotating the first member (bellows pipe) by the rotational driving force of the electric motor while holding the first member (bellows pipe) with the holding jig;
A tailstock installed on a table opposite to the headstock and supporting a second member (flange) fitted to the first member;
A torch elevator for vertically mounting a torch of a welding machine for welding the first member and the second member;
A sensor dog attached to one side of the holding jig;
First and second position sensors mounted at regular intervals on the headstock and sensing the rotational position of the holding jig by sensing the sensor dog;
A controller for controlling the rotation of the electric motor and the operation of the welder according to output signals of the first and second position sensors;
The automatic welder.
상기 홀딩 지그는, 상기 전동기의 전동축에 고정되고 한쪽에 상기 센서 도그가 부착된 회전반;
상기 회전반의 다른 쪽에 고정되어 상기 제1부재의 상하 중 2분의 1 부분을 둘러 감싸도록 형성된 제1지그;
상기 제1부재의 상하 중 나머지 2분의 1 부분을 둘러 감싸도록 형성되어 상기 제1지그의 한쪽 끝부분과 힌지 이음으로 연결되고, 상기 힌지의 반대쪽 끝부분에 래치 볼트가 장착된 제2지그; 및
상기 제2지그가 상기 힌지를 중심으로 회전하여 상기 제1지그와 열고 닫은 상태를 유지하기 위해, 상기 래치 볼트와 인접하는 상기 제1지그의 한쪽 끝부분에 핀 이음으로 연결되어 상기 핀을 중심으로 회전 시 상기 래치 볼트를 걸어 잠그거나 잠금 상태를 해제 가능하도록 형성된 래치 포크;
를 포함하는 자동 용접기.
The method according to claim 1,
The holding jig includes: a rotary shaft fixed to a transmission shaft of the electric motor and having the sensor dog attached to one side thereof;
A first jig which is fixed to the other side of the rotation shaft and surrounds the upper and lower half portions of the first member;
A second jig formed to surround the remaining one-half of the first member, the second jig being connected to one end of the first jig by a hinge and having a latch bolt mounted on the opposite end of the hinge; And
The second jig is connected to one end of the first jig adjacent to the latch bolt by a pin joint to rotate the second jig around the hinge and maintain the open and closed state with the first jig, A latch fork configured to lock the latch bolt by locking the latch bolt when the latch is rotated;
The automatic welder.
상기 테일 스톡은, 상기 제2부재의 끝부분을 지지하고 자유회전이 가능하게 구비된 스위블 헤드;
상기 테이블 위에 설치되어 상기 스위블 헤드를 전진 및 후진시키는 액추에이터;
를 포함하는 자동 용접기.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the tail stock comprises: a swivel head supporting an end portion of the second member and capable of freely rotating;
An actuator installed on the table for advancing and retracting the swivel head;
The automatic welder.
상기 제어부는, 스위치 조작에 따라 상기 제1위치 센서만이 작동하여 상기 전동기의 전동축을 한 바퀴 회전시키면서 상기 용접기를 작동시켜 상기 제1부재와 상기 제2부재를 완전히 용접하거나 또는 상기 제1 및 제2위치 센서가 모두 작동하여 상기 전동기의 전동축을 일정한 각도 범위 내로 회전시키면서 상기 용접기를 작동시켜 상기 제1부재와 제3부재(엘보 파이프)의 일부분만을 용접하는 자동 용접기.The method according to claim 1,
The control unit operates the first position sensor only in response to the switch operation to operate the welding machine while rotating the electric shafts of the electric motor one rotation to completely weld the first member and the second member, And the second position sensor operates to rotate the electric motor shaft of the electric motor within a predetermined angular range while operating the welder to weld only a part of the first member and the third member (elbow pipe).
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