KR20230108906A - 개선된 범용성 용접용 지그 - Google Patents

Abstract

일실시예에 따른 개선된 범용성을 가진 용접용 지그로써,
위치 결정 고정구, 지지구 부착 고정구, 구속 고정구, 회전 고정구, 포지셔너, 안내, 기타 위치결정 고정구를 포함하고, 상기 지그는 범용성을 가진 것을 특징으로 하는 개선된 범용성을 가진 용접용 지그를 제공하고자 한다.

Description

개선된 범용성 용접용 지그{IMPROVED UNIVERSAL WELDING JIG}

아래 실시예들은 개선된 범용성 용접용 지그에 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.

대한민국공개특허공보 제 2012-0087543호 (2012.08.07) 일본공개특허공보 제 1999-104826호 (1999.04.20) 대한민국등록특허공보 제 10-1733598호 (2017.04.28)

실시예들은 상기와 같은 문제점들을 해결되기 안출된 것으로써, 개선된 범용성 용접용 지그를 제공하는데 그 목적이 있다.

개선된 범용성을 가진 용접용 지그로써,

위치 결정 고정구, 지지구 부착 고정구, 구속 고정구, 회전 고정구, 포지셔너, 안내, 기타 위치결정 고정구를 포함하고,

상기 지그는 범용성을 가진 것을 특징으로 하는 개선된 범용성을 가진 용접용 지그를 제공하고자 한다.

일실시예에 따른 장치는 하드웨어와 결합되어 상술한 방법들 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 제어될 수 있다.

실시예들은 용접 작업을 용이하게 할 수 있다.

실시예들은 제품의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

실시예들은 범용적으로 사용할 수 있는 지그를 제공한다.

실시예들은 용접 변형을 억제하거나 적당한 역변형을 줄 수 있도록 하여 정밀도를 높인다.

실시예들은 개선된 범용성 용접용 지그를 제공한다

도 1은 일실시예에 따른 개선된 범용성을 가진 용접용 지그를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 개선된 범용성 용접용 지그의 단면도를 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 일실시예에 따른 장치의 구성의 예시도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

실시예들은 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰, 텔레비전, 스마트 가전 기기, 지능형 자동차, 키오스크, 웨어러블 장치 등 다양한 형태의 제품으로 구현될 수 있다.

도 1은 일실시예에 따른 개선된 범용성을 가진 용접용 지그를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 위치 결정 고정구(100), 지지구 부착 고정구(110), 구속 고정구(120), 회전 고정구(130), 포지셔너(140), 안내(150), 기타 위치결정 고정구(160)를 포함한다.

상기 개선된 범용성을 가진 용접용 지그는 조립에 있어서는 용접 방법에 달라 고정구 방식이 크게 변할 수 있으므로, 고능률의 기계 용접을 사용해야한다,

상기 고정구 제작에 있어서는 비용이 많이 발생되기 때문에 제품의 생산량에 따라 고정구의 설계 사양을 고려해야한다.

상기 고정구는 기준면을 생각하고 블록 조립을 할 때에는 동일 기준면이 되도록 해야한다.

상기 제관 제품의 조립에서는 조립 치수의 오차를 인정하여야 하므로 고정구 설계에서는 여유 위치와 그 허용 치수 범위를 먼저 결정하여야 한다,

상기 제관 제품의 조립은 부품을 바른 위치에 쉽게 부착할 수 있고, 또한 부품의 부착 및 분리가 용이하여야 한다.

상기 위치 결정용 받침대는 쉽게 변형되지 않아야 한다.

상기 고정구에 고정되는 부품의 크기는 되도록 손으로 잡을 수 있는 것으로 한다.

상기 고정구는 가능한 제품의 제조원가를 고려하여 경제적으로 만들어야 하며, 제품의 수가 적을 때에는 일반용 고정구를 사용하는 것을 특징으로 한다.

도 2는 일실시예에 따른 개선된 범용성 용접용 지그의 단면도를 설명하기 위한 도면이다.

어느 하나의 소재(1)를 지지하는 고정블록(10); 또 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　개선된 범용성 용접용 지그는, 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　개선된 범용성 용접용 지그는, 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 삽입구(12, 22)이 형성될 수 있다.

지지부재(40)는 대략 사각 단면을 갖고서 삽입구(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 삽입구(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　개선된 범용성 용접용 지그는 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 바(63); 이 스크류 바의 일단에 연결된 모터(64); 스크류 바의 타단에 연결된 베어링 블록(65); 및 스크류 바에 나사체결되고 이동블록(20)과 결합하여, 스크류 바의 회전시 스크류 바를 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 바(63)가 회전하고, 이러한 회전으로 인해 너트부(66)가 안내부(61) 사이에서 스크류 바를 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 바(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　개선된 범용성 용접용 지그는 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.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른　개선된 범용성 용접용 지그가　용접의 품질 평가 과정에 사용되는 경우를 예로 들어　개선된 범용성 용접용 지그의 작동에 대해 설명하기로 한다.

도 3은 일실시예에 따른 장치의 구성의 예시도이다.

일실시예에 따른 장치(301)는 프로세서(302) 및 메모리(303)를 포함한다. 일실시예에 따른 장치(401)는 상술한 서버 또는 단말일 수 있다. 프로세서는 도 1 내지 도 3을 통하여 전술한 적어도 하나의 장치들을 포함하거나, 도 1 내지 도 3을 통하여 전술한 적어도 하나의 방법을 수행할 수 있다. 메모리(303)는 상술한 방법과 관련된 정보를 저장하거나 상술한 방법이 구현된 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(303)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있다.

프로세서(302)는 프로그램을 실행하고, 장치(301)를 제어할 수 있다. 프로세서(302)에 의하여 실행되는 프로그램의 코드는 메모리(303)에 저장될 수 있다. 장치(301)는 입출력 장치(도면 미 표시)를 통하여 외부 장치(예를 들어, 퍼스널 컴퓨터 또는 네트워크)에 연결되고, 데이터를 교환할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

1: 어느 하나의 소재
2: 또 다른 하나의 소재
10: 고정블록
12: 복수의 삽입구
20: 이동블록
22: 복수의 삽입구
24: 안내홈
26: 장착홈
30: 자석고정부
40: 지지부재
42: 막대형 본체
44: 한 쌍의 핀
50: 베이스부
60: 이동수단
61: 안내부
62: 선형이동부
63: 스크류바
64: 모터
65: 베어링 블록
66: 너트부
69: 연결브라켓
70: 거리측정 게이지
72: 표시부
100: 위치 결정 고정구
110: 지지구 부착 고정구
120: 구속 고정구
130: 회전 고정구
140: 포지셔너
150: 안내
160: 기타 위치결정 고정구
301: 장치
302: 프로세서
303: 메모리

Claims (5)

1. 개선된 범용성을 가진 용접용 지그로써,
   위치 결정 고정구, 지지구 부착 고정구, 구속 고정구, 회전 고정구, 포지셔너, 안내, 기타 위치결정 고정구를 포함하고,
   상기 지그는 범용성을 가진 것을 특징으로 하는 개선된 범용성을 가진 용접용 지그
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 개선된 범용성을 가진 용접용 지그는,
   용접 시의 팽창과 용접 후의 수축 때문에 치수 변화와 변형을 고려한 것을 특징으로 갖는 개선된 범용성을 가진 용접용 지그
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 개선된 범용성을 가진 용접용 지그는,
   상기 위치 결정 고정구에서,
   강도와 강성이 큰 것으로 사용하는 것을 특징으로 하고,
   용접 비틀림 등으로 인한 고정구 오차가 없는 것을 특징으로 하는 개선된 범용성을 가진 용접용 지그
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 개선된 범용성을 가진 용접용 지그는,
   상기 구속 고정구에서,
   용접 변형이 나타나는 곳에는 알맞은 구속력을 갖는 면을 설정하는 것을 특징으로 하는 개선된 범용성을 가진 용접용 지그
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 개선된 범용성을 가진 용접용 지그는,
   상기 기타 위치 결정 고정구에서,
   제품을 장탈하기 쉽도록 하기 위한 위치 결정면의 구조를 고려하고, 수축된 방향은 면이 닿지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 개선된 범용성을 가진 용접용 지그