KR20190141859A - 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체에 관한 것으로서, 자동용접장치에 고정결합되어 상기 목금형 칼의 일단을 지지하는 고정지그와; 상기 자동용접장치에 이동가능하게 결합되어 상기 고정지그에 일단이 지지된 상기 목금형 칼의 타단을 지지하는 이동지그를 포함하되, 상기 고정지그는, 선단에 상기 목금형 칼의 일단이 삽입되는 제1결합면이 형성된 고정지그본체와; 일단은 상기 고정지그본체 내부에 삽입되며 타단은 상기 고정지그본체의 외부로 노출되어 상기 삽입홈에 결합된 목금형 칼의 하단을 접촉지지하여 상기 목금형 칼의 타단이 상기 이동지그의 정위치에 결합되도록 안내하는 가이드축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체{JIG ASSEMBLY FOR THOMSON KNIFE AUTOMATIC WELDING }

본 발명은 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체에 관한 것으로서, 보다 자세히는 목금형 칼을 자동용접할 때 목금형 칼의 용접 위치를 정확하게 잡아줄 수 있는 지그조립체에 관한 것이다.

일반적으로 목금형(dieboard)은 목형, 톰슨(Thomson)목형 또는 칼금형으로 불리어지며 판 상태의 지지대와 이 지지대에 조합되는 다수의 톰슨 칼과 펀치들로 이루어 진다. 이 지지대는 철판, 나무 또는 수지 등으로 이루어지고 밑그림과 같은 형상으로 레이저 또는 스카시로 커팅 가공된다. 그리고 톰슨 칼은 커팅머신 및 벤딩머신 등으로 커팅 및 벤딩 형성되어 커팅 가공된 지지대의 밑그림 공간에 다양한 형태로 펀치와 함께 억지 끼움 된다.

목금형에서 사용되는 목금형 칼은 소정의 길이를 갖는 플레이트 형상을 앞서 언급한 바와 같이 각종 절단기, 절곡기 등의 기기를 이용하여 밑그림 형상에 대응되는 홈의 형상으로 구부리거나 절단하게 되는데, 이때 소정의 형상으로 절곡된 플레이트의 양단을 서로 맞대어 고정하여야 하며, 이를 위해 플레이트의 양단을 맞댄 후 용접하게 된다.

목금형 칼의 용접 작업은 용접을 전문으로 하는 숙련공에 의해 수작업으로 이루어질 수 있으나, 숙련공의 인력이 감소함에 따라 점차 자동용접장치의 사용이 증가하고 있다. 그러나 대부분의 자동용접장치는 선박, 차량 등의 차체 생산시 이용되는 형태이거나, 대형의 금속패널 또는 배관 등의 자재의 생산시 이용되는 형태의 것들이 주를 이루고 있어 소형 크기 또는 정밀한 형상의 톰슨 칼의 용접에 맞지 않는 제약이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 본 출원인은 등록특허 제10-1616340호 "목금형 칼 용접용 자동용접장치"를 기출원한 바 있다.

도 1은 종래 목금형 칼 자동용접장치의 일례를 도시한 예시도이다. 도시된 바와 같이 종래 목금형 칼 자동용접장치(10)는 용접본체(11)의 상부에 이격되게 배치된 한 쌍의 용접지그(15,17)에 목금형 칼(A)이 배치되고, 용접토치(13)가 이동하며 목금형 칼(A)을 용접하게 된다.

이 때, 한 쌍의 용접지그(15,17) 중 제1용접지그(15)는 용접본체(11)에 고정되고, 제2용접지그(17)는 용접본체(11)에 이동가능하게 구비된다. 작업자가 제1용접지그(15)에 목금형 칼(A)의 일단부를 배치한 후 제2용접지그(17)를 이동시켜 목금형 칼(A)의 타단부를 지지하도록 한다.

그런데, 제1용접지그(15)에 목금형 칼(A)의 일단이 지지될 때 정위치에 위치되지 않을 경우, 제2용접지그(17)가 목금형 칼(A)의 타단을 정확하게 지지하지 못하여 목금형 칼(A)이 편심되거나 기울어지는 문제가 있었다.

이렇게 목금형 칼(A)이 정위치에 위치되지 않을 경우 용접 불량이 발생되어 생산성이 저하되게 된다.

또한, 제1용접지그(15)와 제2용접지그(17) 사이에 두께가 얇은 목금형 칼(A)이 위치될 때, 목금형 칼(A)의 하부가 비어 있는 공간이므로 용접시에 목금형 칼(A)의 용접영역에 구멍이 뚫리는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 목금형 칼을 정확하게 지지할 수 있는 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 길이와 형상이 상이한 목금형 칼에 호환하여 사용할 수 있는 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 목금형 칼 용접용 자동용접장치에 결합되어 상기 목금형 칼의 양단을 지지하는 목금형 칼 지그조립체에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 칼 지그조립체는, 자동용접장치에 고정결합되어 상기 목금형 칼의 일단을 지지하는 고정지그와; 상기 자동용접장치에 이동가능하게 결합되어 상기 고정지그에 일단이 지지된 상기 목금형 칼의 타단을 지지하는 이동지그를 포함하되, 상기 고정지그는, 선단에 상기 목금형 칼의 일단이 삽입되는 제1결합면이 형성된 고정지그본체와; 일단은 상기 고정지그본체 내부에 삽입되며 타단은 상기 고정지그본체의 외부로 노출되어 상기 삽입홈에 결합된 목금형 칼의 하단을 접촉지지하여 상기 목금형 칼의 타단이 상기 이동지그의 정위치에 결합되도록 안내하는 가이드축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 가이드축은 상기 고정지그본체에 대해 탄성적으로 압축 및 신장되며 길이가 가변되게 구비될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 가이드축은 상기 목금형 칼의 형상에 대응되게 단면이 사각형 또는 원형으로 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체는 가이드축이 목금형 칼의 하부를 수평하게 받쳐 이동지그가 정확한 위치에서 목금형 칼에 끼움결합되게 한다.

또한, 가이드축이 목금형 칼의 하부를 접촉하며 받쳐주므로 용접시에 구멍이 형성되던 종래 문제를 해결할 수 있다.

또한, 가이드축에 탄성부재를 결합하는 경우 다양한 길이를 갖는 목금형 칼에 호환되어 사용될 수 있다.

도 1은 종래 목금형 칼 자동용접장치의 구성을 도시한 측면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체의 구성을 도시한 분해사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체에 목금형 칼이 결합된 상태를 도시한 예시도,
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 5는 본 발명의 변형예에 따른 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체에 목금형 칼이 결합된 상태를 도시한 예시도이다.

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 위해서 제공되어지는 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. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그조립체(100)의 구성을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 지그조립체(100)는 자동용접장치(도 1의 10)의 용접본체(11)의 상단에 고정되는 고정지그(110)와, 고정지그(110)와 대향되는 방향에서 이동가능하게 구비되는 이동지그(120)를 포함한다.

여기서, 고정지그(110)에는 일정 길이를 갖는 가이드축(115)이 삽입되어 고정지그(110)와 이동지그(120) 사이에 배치되는 목금형 칼(A)의 하단을 지지한다. 가이드축(115)이 고정지그(110)에 결합된 상태에서 고정지그(110)에 목금형 칼(A)이 안착되므로 가이드축(115)이 편심되거나 기울어지지 않고 이동지그(120)에 안정적으로 결합될 수 있다.

고정지그(110)는 용접본체(11)에 고정결합되는 고정지그본체(111)와, 고정지그본체(111)의 선단에 내측방향으로 함몰형성되어 목금형 칼(A)의 일단이 삽입 안착되는 제1결합면(113)과, 고정지그본체(111)의 내부에 결합되어 목금형 칼(A)의 하단을 접촉 지지하는 가이드축(115)을 포함한다.

고정지그본체(111)에는 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 내부를 관통하는 축삽입홈(112)이 구비된다. 가이드축(115)은 일정 길이를 갖는 막대 형상으로 형성되며 일단이 축삽입홈(112)의 내부로 삽입된다.

가이드축(115)의 일단은 도 3의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이 고정지그본체(111)의 내측으로 완전히 삽입되게 구비된다. 이 때, 고정지그본체(111)의 외부로 노출되는 가이드축(115)의 노출길이(ℓ2)는 가이드축(115)의 타단이 이동지그(120)의 제2결합면(123)에 닿을 수 있는 길이로 구비된다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 고정지그본체(111)에 가이드축(115)이 삽입된 상태에서 제1결합면(113)에 목금형 칼(A)의 일단이 결합되면 목금형 칼(A)의 하부를 가이드축(115)이 받치게 된다. 이에 의해 목금형 칼(A)이 가이드축(115)에 의해 수평하게 안내된다.

이 상태에서 이동지그(120)가 접근하면 수평하게 위치된 목금형 칼(A)의 타단이 정확하게 이동지그(120)의 제2결합면(123)에 정위치될 수 있다. 이동지그본체(121)의 제2결합면(123)에 목금형 칼(A)이 정위치되면, 가이드축(115)의 선단이 이동지그본체(121)의 제2결합면(123)과 닿게 된다.

이동지그(120)는 용접본체(11)에 고정지그(110)에 대해 직선이동가능하게 구비된다. 대기 상태에서는 이동지그(120)는 고정지그(110)에 대해 이격되게 배치되고, 용접을 위해 고정지그(110)에 목금형 칼(A)이 배치되면 작업자에 의해 수동 또는 자동으로 목금형 칼(A)의 타단을 지지할 수 있는 위치로 이동된다.

이동지그(120)는 이동지그본체(121)와, 이동지그본체(121)의 선단에 형성되어 목금형 칼(A)의 타단이 안착되는 제2결합면(123)을 포함한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그조립체(100)를 이용한 목금형 칼(A)의 자동용접과정을 도 2와 도 3을 참조로 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 자동용접 전에는 고정지그(110)와 이동지그(120)는 서로 이격된 상태를 유지한다. 작업자는 목금형 칼(A)을 고정지그(110)에 안착시킨다. 목금형 칼(A)의 일단을 제1결합면(113)에 끼우면서 가이드축(115)의 상면에 안착시킨다.

이 상태에서 이동지그(120)가 목금형 칼(A)의 타단 측으로 이동한다. 도 3의 도시된 바와 같이 이동지그본체(121)의 제2결합면(123)의 하부가 가이드축(115)의 선단과 접촉되면 목금형 칼(A)의 타단이 제2결합면(123)에 정위치된다.

별도로 작업자가 목금형 칼(A)의 위치를 정렬하는 과정이 없이 이동지그(120)가 목금형 칼(A)을 향해 이동되는 과정만으로 가이드축(115)의 안내에 의해 목금형 칼(A)이 고정지그(110)와 이동지그(120) 사이에 정위치된다. 목금형 칼(A)의 위치가 안정되므로 용접토치(13)에 의한 용접 품질도 향상될 수 있다. 특히, 목금형 칼(A)의 하부를 가이드축(115)이 접촉 지지하므로 용접시에 구멍이 생기는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 도면에는 가이드축(115)의 단면이 사각형인 막대 형상으로 형성되었으나, 이는 일예일 뿐이며 단면이 원형인 막대 형상으로 형성될 수도 있다.

한편, 도 4는 본 발명의 변형예에 따른 지그조립체(100a)의 구성을 도시한 사시도이다.

앞서 설명한 일 실시예에 따른 지그조립체(100)는 목금형 칼(A)이 평판 형상을 갖게 구비되었다. 이에 의해 가이드축(115)의 상면이 평평한 단면이 사각형인 바의 형태를 가졌다.

반면, 변형예에 따른 지그조립체(100a)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 목금형 칼(A')이 중공 관 형태로 구비된다. 그리고, 고정지그(110a)에 탄성적으로 길이가 가변될 수 있는 탄성가이드축(130)이 구비된다.

탄성가이드축(130)은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 고정지그(110a)의 외부로 노출되어 목금형 칼(A')을 지지하는 외부가이드축(131)과, 일단은 외부가이드축(131)과 결합되고 타단은 고정지그(110a)의 내부에 삽입되는 내부지지축(133)과, 내부지지축(133)을 탄성적으로 지지하는 탄성부재(135)를 포함한다.

탄성가이드축(130)은 탄성부재(135)에 의해 탄성적으로 압축가능하므로 고정지그(110a) 외부로 노출되는 길이가 가변될 수 있다. 이에 의해 외부가이드축(131)이 지지할 수 있는 목금형 칼(A')의 길이가 다양화될 수 있다.

이 때, 이동지그(120a)의 내부에도 원통관의 목금형 칼(A')을 지지하는 접촉가압축(125)이 구비된다.

탄성가이드축(130)의 외부가이드축(131)은 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 목금형 칼(A')의 내부로 삽입되어 목금형 칼(A')을 수평하게 지지한다. 이 상태에서 이동지그(120a)가 이동하면, 이동지그(120a)의 접촉가압축(125)이 목금형 칼(A')의 타단으로 삽입되면서 외부가이드축(131)과 맞닿게 된다.

접촉가압축(125)과 외부가이드축(131)이 맞닿는 압력에 의해 탄성부재(135)는 초기길이(W1) 보다 짧은 길이(W2)로 압축되어 목금형 칼(A')의 길이에 맞게 외부가이드축(131)과 내부지지축(133)의 외부 노출길이를 조절하게 된다.

이에 의해 앞서 설명한 가이드축(115)이 정해진 길이의 목금형 칼(A)만 지지할 수 있는 반면, 탄성가이드축(130)은 다양한 길이의 목금형 칼(A')에 호환되어 사용될 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체는 가이드축이 목금형 칼의 하부를 수평하게 받쳐 이동지그가 정확한 위치에서 목금형 칼에 끼움결합되게 한다.

또한, 가이드축이 목금형 칼의 하부를 접촉하며 받쳐주므로 용접시에 구멍이 형성되던 종래 문제를 해결할 수 있다.

또한, 가이드축에 탄성부재를 결합하는 경우 다양한 길이를 갖는 목금형 칼에 호환되어 사용될 수 있다.

한편, 고정지그(110) 및 이동지그(120)에는 금속표면의 부식현상을 방지하기 위해 부식방지도포층이 도포될 수 있으며, 부식방지도포층의 도포재료는 토일트리아졸 20중량%, 벤즈이미다졸 15중량%, 트리옥틸아민 10중량%, 하프늄 15중량%, 산화알루미늄40중량%로 구성되며, 코팅두께는 8㎛로 구성된다.

토일트리아졸, 벤즈이미자졸 및 트리옥틸아민은 부식방지 및 변색방지 등의 역할을 한다.

하프늄은 내부식성이 있는 전이 금속원소로 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 역할을 한다.

산화알루미늄은 내화도 및 화학적 안정성 등을 목적으로 첨가된다.

상기 구성 성분의 비율 및 코팅두께를 상기와 같이 수치한정한 이유는, 본 발명자가 수차례시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.

또한, 가이드축(115)에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포될 수 있다.

이 오염 방지 도포용 조성물은 알카놀아마이드 및 암포프로피오네이트가1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 알카놀아마이드 및 암포프로피오네이트의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.

상기 알카놀아마이드 및 암포프로피오네이트는 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 기재의 도포성이 저하되거나 도포후 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.

상기 알카놀아마이드 및 암포프로피오네이트는 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 기재의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기쉽다.

한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 가이드축(115)에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 가이드축(115)의 최종 도포막 두께는 500 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1000 ~ 2000Å이다. 상기 도포막의 두께가 500 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.

또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 알카놀아마이드 0.1 몰 및 암포프로피오네이트 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체의 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.

10 : 자동용접장치 11 : 용접본체
113 : 용접토치 100 : 지그조립체
110 : 고정지그 111 : 고정지그본체
112 : 축삽입홈 113 : 제1결합면
115 : 가이드축 120 : 이동지그
121 : 이동지그본체 123 : 제2결합면
125 : 접촉가압축 130 : 탄성가이드축
131 : 외부가이드축 133 : 내부지지축
135 : 탄성부재
A, A' : 목금형 칼

Claims (3)

1. 목금형 칼 용접용 자동용접장치에 결합되어 상기 목금형 칼의 양단을 지지하는 목금형 칼 지그조립체에 있어서,
   상기 자동용접장치에 고정결합되어 상기 목금형 칼의 일단을 지지하는 고정지그(110)와;
   상기 자동용접장치에 이동가능하게 결합되어 상기 고정지그(110)에 일단이 지지된 상기 목금형 칼의 타단을 지지하는 이동지그(120)를 포함하되,
   상기 고정지그(110)는,
   선단에 상기 목금형 칼의 일단이 삽입되는 제1결합면(113)이 형성된 고정지그본체(111)와;
   일단은 상기 고정지그본체(111) 내부에 삽입되며 타단은 상기 고정지그본체(111)의 외부로 노출되어 상기 삽입홈()에 결합된 목금형 칼의 하단을 접촉지지하여 상기 목금형 칼의 타단이 상기 이동지그(120)의 정위치에 결합되도록 안내하는 가이드축(115)을 포함하는 것을 특징으로 하는 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드축(115)은 상기 고정지그본체(111)에 대해 탄성적으로 압축 및 신장되며 길이가 가변되게 구비되는 것을 특징으로 하는 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가이드축(115)은 상기 목금형 칼의 형상에 대응되게 단면이 사각형 또는 원형으로 구비되는 것을 특징으로 하는 목금형 칼 자동용접장치용 지그조립체.
   

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