KR890005119B1 - 용접장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

용접장치

제 1도는 본 발명 장치의 전체 사시도.

제 2도는 회전테이블을 수직상방향에서 본 도면.

제 3도는 중요부의 단면 측면도.

제 4도 및 제 5도는 제한수단의 다른 실시예를 표시한 평면도.

제 6도는 종래의 예의 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 회전테이블 17 : 지지수단

23 : 제한수단 W : 공작물

B : 보스(boss : 양각돌기)

본 발명은 용접장치에 관한 것이며 상세하게는 판재에 대한 원통형상의 보스(boss) 주위를 필릿용접(fillet weld : 두개의 용접면을 직각으로 접합시키는 용접)하기 위한 용접장치에 관한 것이다.

가령 동력쇼벨(power shovel)등의 건설기계의 부움(boom)은 아암(arm)형상으로된 판재의 양쪽끝부분 근방에 원통형상의 보스부분을 용접해서 된 용접구조물이다.

본 발명의 목적은 이와같은 용접구조물을 제작하는 과정에 있어서,판재에 대해서 원통형상 부재(이하 보스라고 칭함)를 용접하는 작업의 작업효율을 비약적으로 높이는 데에 있다. 우선, 종래의 이와같은 종류의 용접을하기 위하여 상용되어 온 용접장치를 제 6도에 따라서 설명한다.

"1"은 적절한 회전 구동장치(2)에 수평방향에서 대략45°로 경사져서 회전 가능하게 축으로 지지되어 있는 회전테이블을 나타내며,클램프(clamp)(3)로 판형상의 공작물(4)을 그 윗면에 고정할 수 있도록 되어있다.

"5"는 연속 자동 용접기의 토오치(torch)를 표시하며,이것은 아암(6)등의 지지수단에 의하여 회전원판의 중심으로부터 반지름 방향으로 일정한 거리가 격리된 위치에서 유지되도록 되어있다.

공작물(4)은 사전에 이것에 임시로 고정된 보스(7)의 축중심이 회전테이블(1)의 회전축과 일치되도록 하여 회전테이블위에 고정되고, 토오치(5)는 그 선단이 공작물(4)과 보스(7)와의 접촉부분의 바깥둘레 즉,구석의 모서리 부분으로 향하여 장착되어 있다.

이어서 전술한 구동장치(2) 및 전술한 연속 자동 용접기를 작동시키게 되면 회전테이블(1)의 회전각속도와 동일한 각속도로 보스(7)의 기초 부분의 둘레가 공작물(4)에 대해서 연속적으로 필릿 용접된다.

즉, 회전테이블(1)이 1회전하는 사이에 보스(7)의 기초부분의 전체 둘레가 필릿 용접되게 된다.

여기에서 회전테이블(1)을 수평방향에 대하여 약45°경사지게 한것은 토오치(5)의 선단부분이 행해져야 할 구석의 모서리 부분에 있어서 보스(7)의 바깥둘레면과 공작물(4)의 상면이"V"자 형상의 골짜기를 형성하도록 하고 녹아붙은 금속이 보스(7)와 공작물(4)에 대하여 균등하게 배분되어 강도면에서 이상적인 비이드(bead)가 형성되도록 하기 위해서이다.

그런데 상술한 종래의 용접장치에 있어서는 공작물을 세팅(setting)하는데 매우 까다로운 문제가 있다. 즉, 토오치(5)를 소정된 위치에 고정하고 공작물을 회전시켜 원통의 바깥둘레면에 용접을 하는 구조로 되어 있으므로 공작물(4)은 항상 보스(7)의 중심과 회전테이블(1)의 회전중심에 정확하게 일치하도록 장착하여야 한다.

특히 회전테이블(1)이나 공작물(4) 또는 보스(7)가 대형의 것일 경우에는 실제로 눈으로 확인할 수 없는 회전테이블의 회전중심과 보스의 중심축을 정확하게 일치시키는 것은 매우 곤란한 일이다.

또한, 제 6도에 표시된 바와같이 공작물에 여러개의 보스를 용접하는 경우 1개의 보스의 용접이 끝나게 되면 순서대로 공작물을 이동시켜서 상술한 바와같은 까다로운 장착작업을 반복하지 않으면 안된다.

또한 공작물이 큰것일 경우 끝부분의 회전테이블 바깥의 가장자리로 부터 상당히 외측으로 돌출되고, 이와같은 상태로 회전테이블을 회전시키게 되면 이 돌출된 끝부분이 큰원을 그리면서 선회하게 되어서 항상 위험이 뒤따르게 된다.

이와같이 종래의 장치로서는 공작물의 장착에 상당한 숙련기술을 필요로 하게되므로 비능뉼적일 뿐만아니라 커다란 위험성을 내포하고 있었던 것입니다.

본 발명은 종래의 예에 있어서 상술한 바와같은 문제점을 일거에 해결하고,공작물을 회전테이블위의 임의의 장소에 고정하는 것만으로서 회전테이블의 축 중심과 용접해야할 보스의 축 중심을 일치시키는 것과같은 까다로운 장착작업을 불필요하게 하며, 또한 동일한 공작물에 대해서 여러개의 보스를 용접하는 경우에 있어서도 공작물을 또다시 장착할 필요가 없으며, 간단한 조작으로 소정된 작업을 수행할 수 있는 용접장치를 제공하는데 목적이 있다.

즉, 본 발명에 따른 용접장치는 공작물을 고정시키기 위한 회전테이블과, 자동 용접기의 토오치를 상술한 공작물에 용접해야할 보스의 중심에 대해서 소정의 거리의 반지름방향으로 격리된 위치에 유지시키기 위한 지지수단과, 이지지수단이 항상 일정한 방위를 유지하게 자전하지 않도록 하기 위한 가이드 장치의 역활을 하는 제한수단에 의해서 구성된 것을 특징으로 한다.

이와같이 하여서 회전테이블위의 임의의 위치에 고정된 공작물에 임시로 고정한 보스에 상술한 지지수단으로 토오치를 장착하고, 이어서 회전테이블을 회전시키는 동시에 자동 용접기를 이동시키면 보스는 회전테이블의 회전축중심의 둘레를 자전하면서 공전(revolution)하게되며, 한편 상술한 제한수단에 의해서 토오치는 항상 일정한 방위를 유지하면서 회전하지 않으므로 회전테이블의 회전각속도와 동일한 각속도로 토오치가 보스의 둘레를 상대적으로 선회하게 된다.

이 결과에 따라 테이블이 1회전하는 동안에 보스의 기초부분의 둘레와 공작물의 전체둘레의 펠릿 용접이 완료된다.

즉, 본 발명에 있어서 작업자에게 요구되는 것은 공작물을 회전테이블의 임의의 위치에 고정하는 것과, 지지하는 수단을 보스에 끼워서 토오치를 장착하는 것과, 회전테이블과 자동 용접기의 작동 스위치를 켜는 것뿐이다.

따라서 제 6도에 표시한 종래의 장치에서 요구되는 까다로운 공작물의 장착작업은 모두 불필요하게 되어서 누구든지 신속, 용이하게 소정의 용접작업을 수행할 수가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조로 하면서 구체적으로 설명한다.

"11"은 적당한 회전구동장치(12)에 회전 가능하게 축으로 지지되어 있는 회전 레이블로서 제 6도에 표시한 종래의 예와 동일하며, 수평방향에 대해서 대략 45°경사지게 하는 것이 용접부분의 품질을 향상시키는 데에 바람직하다.

이 회전테이블의 윗면에는 "T"홈(13)이 형성되어 있으며,이것에 머리부분이 지나도록된 "T"볼트 및 너트(14)에 크램프(15)가 부착되어 있다.

공작물(W)은 이 크램프(15)에 의해서 회전테이블위에 고정된다.

"17"은 자동 용접기(본체는 도시하지 않았음)의 토오치(18)를 상술한 공작물(W)위에 임시로 고정된 보스(B)의 중심에 대해서 반지름 방향으로 일정한 거리를 유지시킨 위치에서 지지하기 위한 지지수단이다.

이 지지수단(17)은 가령 제 3도에 상세하게 도시한 바와같이 회전테이블(11)에 대해서 수직으로 되어있는 축(19)과, 이 축(19)을 보스(B)의 중심축(11)과 일치시키기 위해서, 이 축(19)의 아래끝단에 축이 회전할 수 있도록 부착된 원추형모양의 척(chuck)(20)과, 상술한 축(19)으로 부터 회전테이블과 평행으로 뻗어나온 안내봉(21)과, 이 안내봉(21)에 대해서 봉의 길이 방향으로 접동이 자유롭게 부착된 토오치 호울더(22)로 구성된다. 토오치(18)는 이 토오치 호울더(22)에 끼워넣어져서 간직된다.

토오치 호울더(22)를 안내봉(21)에 대해서 접동이 자유롭게 한 것은 보스(B)의 바깥지름이 여러가지로 변경될 경우에 대응하기 위헤서이다.

상술한 지지수단(17)은 제한수단(23)에 의해서 항상 정해진 방위를 유지하면서 자전하지 않도록 바깥부분의 고정체에 연결된다.

즉, 도면에서 안내봉(21)은 축(19)에 대해서 위쪽으로 뻗어있지만, 이 안내봉(21)이 항상 위쪽으로 향해 회전하지 않도록 한 것이다.

이 제한수단(23)으로서는 여러가지 구조를 생각할 수 있으나 제 1도 내지 제 3도에 나타낸 예에서는 소위 평행 4변형 팬터그래프(pantagraph)기구를 2조 연결하므로서 구성되어있다.

회전 구동장치(12)를 설치한 곳의 근처 바닥면에는 고정체인 지주(24)가 세로로 설치되어 있으며,이 지주(24)에 상술한 제한수단(23)인 평행 4변형 팬터그래프 기구(23a)의 일단을 부착한다.

지주(24)에는 상하의 높이를 조절할수 있는 부착부재(25)가 끼워 맞추어져서 고정되어 있으며, 또한 이 부착부재(25)에는 팬터그래프 기구(23a)의 베이스 부재(26)가 상하로 회동할수 있도록 중심부에 부착되어 있다.

이와같이 베이스 부재(26)가 상하로 회동할 수 있도록 하는 것은 팬터그래프 기구전체를 이 중심부착부를 중심으로 해서 위로 들어올릴 수 있도록 하여 이 팬터그래프 기구(23a)의 선단부에 부착해야할 상술한 지지수단(17)을 보스(B)에 대해서 장착하기 쉽도록 하기 위해서이다.

상술한 베이스부재(26)에 한쌍의 평행 형상의 제 1링크(link)부재(27)의 기초부분을 옆방향으로 회동할 수 있도록 핀으로 이어 맞추고 또한 이 제 1링크 부재(27)의 선단부분에는 전술한 베이스부재(26)와 평행한 제 1이동부재(28)가 핀으로 이어 맞춰진다.

그렇게 해서 베이스부재(26), 한쌍의 제 1링크부재(27)의 선단부분에는 상술한 베이스부재(26)와 평행으로된 제 1이동부재(28)가 핀으로 이어 맞춰진다.

그렇게해서 베이스부재(26), 한쌍의 제 1링크부재(27) 및 제 1이동부재(28)는 제 1평행4변형 팬터그래프 링크를 형성한다.

제 1 이동부재(28)는 베이스부재(26)에 대해서 대략 링크부재(27)의 길이를 반지름으로 하는 원호형상의 궤적을 그리면서 이동하지만 그 방위는 항상 베이스부재(26)에 대해서 평행을 유지하고 있다.

상술한 제 1이동부재(28)에는 또 한쌍의 평행형상의 제 2링크부재(29)의 기초부가 옆방향으로 회동할 수 있도록 핀으로 이어맞추어져 있고, 또한 이 제 2링크부재(29)의 선단부에는 상술한 제 1이동부재(28)에 대해서 평행으로 된 제 2이동부재(30)가 핀으로 이어 맞추어져 있다.

그렇게 해서 제 1이동부재(28), 한쌍의 제 2링크부재(29) 및 제 2이동부재(30)가 제 2의 평행4변형 팬터그래프 링크를 형성한다.

제 2이동부재(30)는 제 1이동부재(28)에 대해서 대략 제 2링크부재(29)의 길이를 반지름으로 하는 원호형상의 궤적을 그리며 상대적으로 이동하지만, 그 방위는 항상 제 1이동부재(28) 또는 베이스부재(26)에 대해서 평행을 유지하고 있다.

이와같이 제 1및 제2 평행4변형 펜터그래프 링크를 연결해서 평행4변형 팬터그래프 기구(23a)를 구성하므로서 제 2이동부재(30)는 회전테이블(11)과 평행으로 된 2차원 평면내를 자유롭게 이동할 수 있게되며 더구나 그 방위는 항상 베이스부재(26)에 대해서 평행을 유지하게 된다.

이 제 2이동부재(30)에 상술한 지지수단(17)을 붙이는 것이지만, 도시된 예에 있어서는 지렛대 모양의 제 2이동부재(30)의 끝부분 아래면에 상술한 축(19)의 기초부분이 고착되어 있다.

더구나 상술한 평행4변형 팬터그래프 기구(23a)는 옆쪽에서 보아서 회전테이블(11)에 대하여 평행형상으로 되도록 지주(24)에 대한 부착부재(25)위 부착부위가 상하방향에서 조정된다.

본 발명에 따른 사용방법 및 작용에 관해서 설명하면 다음과 같다.

우선 용접해야할 보스(B)를 사전에 임시고정시킨 공작물(W)을 회전테이블(11)에 고정시킨다.

공작물(W)을 고정시켜야 할 위치는 하등의 제한을 받지 않으며 회전테이블(11)위라면 어느곳이나 좋다(제 2도 참조).

다음에는 제 3도에 표시한 바와같이 원추형 모양의 척(20)을 보스(B)상부의 둥근 구멍안에 끼워넣어서 장착시키고, 토오치 호울더(22)의 위치를 조정해서 토오치(18)의 선단이 용접해야할 공작물(W)과 보스(B)의 각의 모서리부분을 향하도록 지지수단(17)을 장착한다.

다음에는 회전 구동장치(12)를 작동시켜서 회전테이블(11)을 회전시키는 동시에 자동용접기를 작동시키게되면 이 자동 용접기가 작동하여 회전테이블(11)이 회전하는 동안에는 보스(B)의 기초부분 둘레전체가 공작물(W)에 대해서 펠릿 용접된다.

제 2도에 표시된 바와같이 동일한 공작물(W)에 여러개의 보스(B1)(B2)를 용접할 경우에도 이 공작물(W)을 그대로 둔채로 상술한 지지수단(17)의 척(20)을 계속해서 용접해야 할 보스(B1)(B2)에 바꿔붙여서 상술한 바와같은 동작을 시키면 된다.

이 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 2도에서 회전테이블(11)을 화살표 방향으로 회전시키게 되면 보스(B)는 이 회전테이블(11)의 회전중심(0)의 둘레를 공전하면서 자전한다.

즉 회전테이블(11)이 1회전하는 동안에 보스(B)는 1회공전하고 또 1회자전하게 된다.

공전각속도, 자전각속도 및 회전테이블(11)의 회전각속도는 모두 동일하다. 한편 토오피(18)내지 지지수단(17)은 보스(B)의 이동에 따라 움직여 원운동을 하지만 제한수단(23)에 의해서 그 방위는 일정하게 규제된다.

따라서 토오치(18)는 회전테이블(11)이 1회전하는 동안에 보스(B)의 둘레를 상대적으로 1회전 역으로 선회하게 된다.

그렇게 해서 보스(B)의 기초부분의 전둘레가 문제없이 공작물(W)에 대해서 펠릿 용접되는 것이다.

본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 특히,지지수단(17) 및 제한수단(23)은 여러가지 형태로서 실시할 수 있다.

도시된 예에서 지지수단(17)의 척(20)은 여러가지의 내부지름이 있는 보스(B)에 대응하기 위해서 원추형모양으로 되어 있으나, 보스(B)의 내외지름이 일정한 경우는 단지 보스(B)의 내부구멍에 끼워넣을 수 있는 원통형상으로 하여도 좋고, 또한 보스의 상단부의 바깥둘레에 끼울 수 있는 캡형상의 것으로 하여도 좋다.

또한 척(20)을 축(19)에 대해 고착시켜도 좋다.

토오치 호울더(22)를 붙이기 위한 안내봉(21)은 상술한 제 2이동부재(30)에 붙여도 좋다.

상술한 지지수단(17)의 방위를 일정한 방향으로 규제하기 위한 제한수단으로서도 제 1도 내지 제 3도에 표시한 바와 같은 평행4변형 팬터그래프 링크기구의 다른 여러가지 구조를 생각할 수가 있다.

가령 제 4도에 표시한것은 고정 형상의 제 1리일(reel)(31)의 축중심에 제 1아암(32)을 회동할 수 있도록 붙이는 동시에 이 제 1아암(32)의 선단부분에 제 2아암(33)을 회동할 수 있도록 축을 받치고,제 1아암과 제 2아암을 연결하는 축(34)에 상술한 제 1리일(31)과 지름이 동일한 제 2리일(35)을 붙이는 동시에 이 리일(31)(35)사이에 띠(band)(36)를 걸고, 또 상술한 축(34)과 제 2아암(33) 선단축(37)에 각각 부착된 동일한 지름의 제 3리일(38) 및 제 4리일(39)사이에는 띠(40)가 걸려서 구성되어 있다.

더구나,제 2리일(35)과 제 3리일(38)은 서로 고정되어 있다.

그렇게해서 제 1아암(32)을 제 1리일(31)에 대해서 회동시키게 되면 제 2리일(35)및 제 3리일(38)은 제 1리일(31)의 주위를 공전하지만 자전하지는 않는다.

또한 제 4리일(39)도 제 2및 제 3 리일(35)(38)에 대해서 공전할 수 있으나 자전하지는 않는다.

따라서 제 4리일(39)은 2차원 평면내를 자유롭게 이동할수 있으나 자전하지는 않는다.

그러므로 이 제 4리일은 제 1도 내지 제3도 에 표시한 실시예에서 제2이동 부재(30)와 동일한 작용을 하는 것이며,이 제 4리일(39)에 상술한 지지수단(17)을 고정하게 되면 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 또한 제 5도에 표시한 바와같이 "X"축 방향 및 "Y"축 방향으로 이동시킬수 있는 2조의 레일(rail)(41)(42)을 짜맞추고, 지지수단(17')을 2차원 평면내를 자유롭게 이동할 수 있도록 하여도 좋다.

도시한 예에서 회전테이블(11)은 수평방향에 대해서 경사지게 되어 있으나 이것을 수평 형상으로 하여도 좋다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 따른 용접장치는 공작물을 고정시키기 위한 회전테이블과, 자동 용접기의 토오치를 상술한 공작물에 용접해야할 보스의 중심에 대해서 소정거리의 반지름 방향으로 격리된 위치에서 유지시키기 위한 지지수단과, 이 지지수단을 항상 일정한 방위를 유지하고 자전하지 않도록 하기 위한 제어수단으로 구성되어 있으므로, 용접해야할 보스에 상술한 지지수단을 장착하는 것만으로도 매우 용이하게 보스와 공작물에 대한 펠릿 용접을 할수가 있다.

즉, 본 발명에 따르면 공작물을 회전테이블위의 임의의 위치에 고정시켜 용접할 수 있으므로 공작물에 임시로 고정되는 원통형보스의 축선을 회전테이블의 회전축과 일치시킬 필요가 없고, 고정된 상기 공작물의 보스에 대해 토오치의 지지수단을 세트시킬 수 있다.

상기 지지수단은 제한수단에 의해 회전테이블의 면과 평행한 면내를 자유로이 이동할 수 있도록 외부 고정체에 대하여 연결되어 있으므로 보스가 회전테이블 위의 어떤 위치에 있더라도 이 보스위에 유도되어 이것에 세트될 수 있다.

이상태에서 지지수단에 의해 지지되는 토오치는 원통형 보스의 기부를 향하게 된다.

그리고 용접기를 구동시킴과 동시에 회전테이블을 1회전시키면 보스는 회전테이블의 회전축을 중심으로 하여 1회원호의 궤적을 그리면서 선회하게되고, 또한 동일방향으로 1회자전하게 된다.

상기 지지수단은 회전레이블의 면과 평행한 면내를 자유로이 이동할 수 있으므로 상기 보스와 함께 원호궤적을 그리면서 이동하게 된다.

그러나, 이 지지수단은 제한수단에 의해 평행이동되므로 자전은 하지 않게된다.즉 원호궤적을 그리면서 보스와 함께 일정방향을 향한채로 이동하게 된다.

따라서, 보스에서 볼 경우, 지지수단에 의해서 보스의 축심과 소정의 간격을 두고서 지지되는 토오치는 회전테이블이 1회전하는 사이에 상대적으로 보스의 주변을 회전테이블의 회전방향과 반대방향으로 1회 선회하게 된다.

이상의 결과로서, 회전테이블의 1회전하는 사이에 보스기부의 전둘레가 공작물에 대해 용접되게 된다. 따라서 종래와 같이 보스의 중심과 회전테이블의 회전축중심을 정확하게 일치시키면서 공작물을 장착하는 매우 까다롭고 숙련을 요하는 작업이 일체 불필요하게 되며 작업효율이 비약적으로 향상된다.

Claims (1)

1. 회전테이블상의 임의의 위치에 고정된 공작물에 임시로 고정되어있는 원통형 보스의 기부전체의 둘레를 상기 공작물에 대해 용접할 수 있는 용접장치에 있어서, 회전테이블은 상기 원통형 보스의 축선이 상기 회전테이블의 회전축과 평행한 방향을 향하도록 하여 공작물을 임의의 위치에 고정시킬 수 있게 되어있고, 보스에 대해 상기 보스의 축선을 회전중심으로 하여 상대적 회전이 가능하게 착탈되고 상기 보스의 축선에서 부터 소정의 간격만큼 떨어진 위치에서 토오치를 지지하는 지지수단을 구비하고 있으며, 그리고 외부고정체와 지지수단과의 사이에 끼워져서 지지수단이 회전테이블의 면과 평행한 평면내에서 자유로이 평향이동할 수 있게하는 가이드 장치인 제한수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 용접장치.

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