KR20210076363A

KR20210076363A - 박판 용접장치

Info

Publication number: KR20210076363A
Application number: KR1020190167470A
Authority: KR
Inventors: 김성원
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2021-06-24
Also published as: KR102297694B1

Abstract

박판 용접장치를 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 박판 용접장치는 상호 맞대어진 두 박판의 용접라인을 따라 이동하며 용접하는 용접헤드; 용접헤드 양측에서 두 박판을 각각 가압하면서 이동하며 용접부분의 변형을 방지하는 두 메인롤; 및 두 메인롤보다 선행하면서 두 박판을 각각 가압하여 용접 전 상태의 용접라인을 교정하는 두 보조롤을 포함한다.

Description

박판 용접장치{APPARATUS FOR WELDING THIN PLATE}

본 발명은 박판 용접부분의 변형을 방지하여 용접품질을 개선할 수 있는 박판 용접장치에 관한 것이다.

통상적인 시임(Seam) 용접장치는 용접부분을 겹친 상태에서 용접하기 때문에 박판을 용접하기 용이하다. 하지만, 레이저(Laser) 용접장치는 용접부분을 맞대어 지지한 상태에서 용접하기 때문에 박판을 용접할 경우 용접부분의 변형 등으로 양호한 용접품질을 얻기 어렵다.

레이저 용접장치는 두 박판을 맏대어 지지한 상태에서 레이저 용접헤드가 용접라인을 따라 이동하면서 용접라인으로 레이저빔을 조사하여 용접라인을 융착시킨다. 하지만, 박판을 용접하는 경우, 용접 시 발생하는 열에 의해 용접부분 주위가 변형되면서 용접라인의 변형이나 뒤틀림이 생겨 용접 후 품질이 저하될 수 있다.

대한민국 등록특허공보 10-1667859호(2016.10.20. 공고)는 박판을 용접하는 용접장치의 예를 제시하고 있다. 이 용접장치는 용접헤드와 함께 이동하면서 용접라인 양측의 두 스트립(박판)을 가압하는 두 파일럿롤을 구비한다. 두 파일럿롤은 용접부분 양측을 가압하여 변형을 방지할 수 있다. 하지만, 이러한 경우도 용접 전 상태의 용접라인이 변형되는 것을 막는데 한계가 있다.

본 발명의 일 측면은 박판 용접부분의 변형을 방지하여 용접품질을 개선할 수 있는 박판 용접장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 측면은 용접 전 상태의 용접라인 양측을 지지하면서 용접라인을 교정할 수 있는 박판 용접장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상호 맞대어진 두 박판의 용접라인을 따라 이동하며 용접하는 용접헤드; 상기 용접헤드 양측에서 상기 두 박판을 각각 가압하면서 이동하며 용접부분의 변형을 방지하는 두 메인롤; 및 상기 두 메인롤보다 선행하면서 상기 두 박판을 각각 가압하여 용접 전 상태의 상기 용접라인을 교정하는 두 보조롤;을 포함하는 박판 용접장치가 제공될 수 있다.

상기 박판 용접장치는 상기 두 메인롤을 상기 용접라인에 근접 또는 이격시키는 방향으로 이동시키는 메인롤 구동부; 상기 두 보조롤이 진행방향에 대하여 경사를 유지하도록 조절하는 보조롤 구동부; 상기 용접헤드가 용접하는 부분의 온도를 감지하는 온도센서; 상기 온도센서의 감지정보 또는 설정정보를 토대로 상기 메인롤 구동부 또는 상기 보조롤 구동부의 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.

상기 보조롤 구동부는 용접 전 상태의 상기 용접라인 틈이 벌어질 경우 상기 두 보조롤의 선단 측이 상호 멀어지도록 동작시키고, 용접 전 상태의 상기 용접라인에 굴곡이 생길 경우 상기 두 보조롤의 선단 측이 상호 가까워지도록 동작시킬 수 있다.

상기 보조롤 구동부는 상기 두 보조롤의 가압력을 조절할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 박판 용접장치는 두 메인롤과 두 보조롤이 용접라인의 양측을 가압하여 지지하기 때문에 용접부분의 변형을 방지하여 용접품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 박판 용접장치는 두 보조롤의 각도 및 가압력을 조절하여 용접 전 상태의 용접라인을 교정할 수 있기 때문에 용접품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 박판 용접장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 박판 용접장치의 두 메인롤과 두 작업롤의 배치관계를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 박판 용접장치의 정면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 박판 용접장치는 제1클램프(10), 제2클램프(20), 받침대(30), 이동장치(40), 용접헤드(50), 두 메인롤(61,62), 메인롤 구동부(65), 두 보조롤(71,72), 보조롤 구동부(75), 온도센서(80), 제어부(90)를 포함할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 용접 대상 인 제1박판(1)과 제2박판(2)은 이송라인(5)을 따라 이송될 수 있다. 선행하는 제1박판(1)의 후단과 후행하는 제2박판(2)의 선단은 받침대(30) 위의 용접위치에서 상호 맞대어진 상태로 용접라인(WL)을 형성할 수 있다.

제1클램프(10)는 선행하는 제1박판(1)을 결속하고, 제2클램프(20)는 후행하는 제2박판(2)을 결속할 수 있다. 제1클램프(10)와 제2클램프(20)는 용접이 진행되는 동안 맞대어진 용접라인(WL)이 받침대(30) 위에 안정적으로 놓이도록 제1박판(1)과 제2박판(2)을 각각 결속한다.

이동장치(40)는 용접라인(WL)의 위에서 용접라인(WL)을 따라 이동할 수 있다. 도면에 상세히 나타내지는 않았지만, 이동장치(40)는 레일과, 레일을 따라 이동하는 프레임형태의 이동체와, 이동체를 용접의 진행방향으로 전진 또는 후진시키는 구동부 등을 포함할 수 있다.

용접헤드(50)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 용접라인(WL) 위에 위치하도록 이동장치(40)에 장착되며, 이동장치(40)의 동작에 용접라인(WL)을 따라 이동할 수 있다. 용접헤드(50)는 용접라인(WL)으로 레이저빔을 조사한다. 용접라인(WL)은 용접헤드(50)로부터 조사되는 레이저빔에 의해 용융되었다가 응고되는 과정을 통해 용접될 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 용접헤드(50)는 용접라인(WL)의 한쪽으로부터 반대편 쪽으로 이동하면서 용접라인(WL)을 연속하여 용접할 수 있다.

두 메인롤(61,62)은 용접헤드(50)의 양측에 각각 위치한다. 두 메인롤(61,62)은 용접라인(WL)과 인접하는 제1박판(1)과 제2박판(2)의 상면을 각각 가압하면서 이동하여 용접부분의 변형을 방지한다.

두 메인롤(61,62)은 이동장치(40)에 각각 지지됨으로써 용접헤드(50)와 함께 용접의 진행방향으로 이동할 수 있다. 두 메인롤(61,62)은 원판형태로 마련될 수 있고 약간 기울어진 각도로 설치될 수 있으며, 용접라인(WL) 양측을 가압한 상태로 용접 진행방향으로 구름운동을 한다.

메인롤 구동부(65)는 두 메인롤(61,62)의 축을 각각 지지하며 두 메인롤(61,62)을 주행방향과 교차하는 방향으로 진퇴시킬 수 있다. 메인롤 구동부(65)는 두 메인롤(61,62)을 용접라인(WL)에 근접시키거나 용접라인(WL)으로부터 이격시키는 방향으로 이동시킬 수 있다.

두 보조롤(71,72)은 두 메인롤(61,62)보다 먼저 진행하면서 용접라인(WL) 양측의 제1박판(1)과 제2박판(2)을 가압하여 용접 전 상태의 용접라인(WL)을 교정할 수 있다. 두 보조롤(71,72)은 이동장치(40)에 장착된 보조롤 구동부(75)에 의해 각각 지지된다. 따라서 이동장치(40)가 이동함으로써 두 메인롤(61,62) 및 용접헤드(50)보다 선행하여 이동하면서 제1박판(1)과 제2박판(2)을 가압하여 용접라인(WL)이 틀어지지 않도록 용접라인(WL)을 교정할 수 있다.

보조롤 구동부(75)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 두 보조롤(71,72)이 진행방향에 대하여 경사를 유지하도록 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 수 있고, 두 보조롤(71,72)이 제1박판(1)과 제2박판(2)을 가압하는 가압력을 조절할 수 있다.

보조롤 구동부(75)는 용접 전 상태의 용접라인(WL) 틈이 벌어질 경우 두 보조롤(71,72)의 선단 측이 상호 멀어지는 방향으로 틀어지도록 두 보조롤(71,72)을 회전시킬 수 있다. 이 경우 두 보조롤(71,72)은 가압을 통해 용접라인(WL)에 단차가 생기지 않도록 교정함과 동시에 제1박판(1)과 제2박판(2)의 단부(용접라인)을 밀착시키도록 작용할 수 있다.

보조롤 구동부(75)는 용접부분의 열에 의해 제1박판(1)과 제2박판(2)이 변형되면서 용접 전 상태의 용접라인(WL)이 틀어지거나 굴곡이 생길 경우 두 보조롤(71,72)의 선단 측이 상호 가까워지는 방향으로 틀어지도록 두 보조롤(71,72)을 회전시킬 수 있다. 이 경우 두 보조롤(71,72)은 가압을 통해 용접라인(WL)에 단차가 생기지 않도록 교정할 수 있다. 또 두 보조롤(71,72)은 상호 맏대어진 제1박판(1)과 제2박판(2)의 단부(용접라인(WL))에 벌어지는 방향으로 힘이 작용하도록 하여 용접 전 상태의 용접라인(WL)의 굴곡이나 틀어짐이 교정되도록 할 수 있다.

진행방향에 대한 두 보조롤(71,72)의 경사는 제1박판(1)과 제2박판(2)의 재질, 두께, 강성 등에 따라 미리 설정된 각도로 조절될 수 있다.

도 2와 도 3을 참조하면, 온도센서(80)는 용접헤드(50)의 측방에 위치한 상태에서 용접부분의 온도를 감지할 수 있다. 온도센서(80)는 용접부분으로부터 이격된 위치에서 용접온도를 감지하는 비접촉식 센서일 수 있다.

제어부(90)는 온도센서(80)의 감지정보 또는 미리 설정된 정보를 토대로 메인롤 구동부(65) 또는 보조롤 구동부(75)의 동작을 제어할 수 있다.

제어부(90)는 제1박판(1)과 제2박판(2)의 재질, 두께, 강성 등의 정보를 토대로 메인롤 구동부(65)를 동작시켜 두 메인롤(61,62)을 용접라인(WL)에 근접시키거나 이격시킬 수 있다. 또 용접과정에서 용접부분의 온도가 과도하게 상승할 경우 메인롤 구동부(65)를 동작시켜 두 메인롤(61,62)의 위치를 조절할 수 있다.

제어부(90)는 제1박판(1)과 제2박판(2)의 재질, 두께, 강성 등의 정보를 토대로 보조롤 구동부(75)를 동작시켜 진행방향에 대한 두 보조롤(71,72)의 각도를 조절하거나 두 보조롤(71,72)의 가압력을 조절할 수 있다. 또 용접과정에서 용접부분의 온도가 과도하게 상승할 경우에도 보조롤 구동부(75)를 동작시켜 두 보조롤(71,72)의 각도 및 가압력을 조절하여 용접라인(WL)을 교정할 수 있다.

이처럼 본 실시 예에 따른 박판 용접장치는 두 메인롤(61,62)과 두 보조롤(71,72)이 용접라인(WL)의 양측을 가압하여 지지하기 때문에 용접부분의 변형을 방지하여 용접품질을 향상시킬 수 있다.

또 본 실시 예에 따른 박판 용접장치는 두 보조롤(71,72)의 각도 및 가압력을 조절하여 용접 전 상태의 용접라인(WL)을 교정할 수 있기 때문에 용접품질을 향상시킬 수 있다.

1: 제1박판, 2: 제2박판,
10: 제1클램프, 20: 제2클램프,
30: 받침대, 40: 이동장치,
50: 용접헤드, 61,62: 메인롤,
65: 메인롤 구동부, 71,72: 보조롤,
75: 보조롤 구동부, 80: 온도센서,
90: 제어부, WL: 용접라인.

Claims

상호 맞대어진 두 박판의 용접라인을 따라 이동하며 용접하는 용접헤드;
상기 용접헤드 양측에서 상기 두 박판을 각각 가압하면서 이동하며 용접부분의 변형을 방지하는 두 메인롤; 및
상기 두 메인롤보다 선행하면서 상기 두 박판을 각각 가압하여 용접 전 상태의 상기 용접라인을 교정하는 두 보조롤;을 포함하는 박판 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 두 메인롤을 상기 용접라인에 근접 또는 이격시키는 방향으로 이동시키는 메인롤 구동부;
상기 두 보조롤이 진행방향에 대하여 경사를 유지하도록 조절하는 보조롤 구동부;
상기 용접헤드가 용접하는 부분의 온도를 감지하는 온도센서;
상기 온도센서의 감지정보 또는 설정정보를 토대로 상기 메인롤 구동부 또는 상기 보조롤 구동부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 박판 용접장치.
제2항에 있어서,
상기 보조롤 구동부는 용접 전 상태의 상기 용접라인 틈이 벌어질 경우 상기 두 보조롤의 선단 측이 상호 멀어지도록 동작시키고, 용접 전 상태의 상기 용접라인에 굴곡이 생길 경우 상기 두 보조롤의 선단 측이 상호 가까워지도록 동작시키는 박판 용접장치.
제2항에 있어서,
상기 보조롤 구동부는 상기 두 보조롤의 가압력을 조절하는 박판 용접장치.