KR20200055968A - 돌림 용접이 가능한 용접장치 - Google Patents

Abstract

필릿 용접 시, 용접 보류부에 돌림 용접을 자동적으로 수행할 수 있는 돌림 용접이 가능한 용접장치에 관한 것으로, 스티프너의 상부에 고정되는 고정부, 고정부 상부에 스티프너의 길이방향으로 배치되는 주행레일을 구비하는 레일부, 주행레일을 따라 이동하는 주행대차의 직선 운동과 주행대차 상부에 회동가능하게 결합된 회동부의 회전 운동을 통해 모서리를 용접하는 용접부를 포함하여 구성된다.

Description

돌림 용접이 가능한 용접장치{Welding machine capable of turning welding}

본 발명은 돌림 용접이 가능한 용접장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필릿 용접 시, 용접 보류부에 돌림 용접을 자동적으로 수행할 수 있는 돌림 용접이 가능한 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 필릿 용접이란 바닥면의 모재와 모재에 수직으로 설치되는 스티프너(stiffener)를 직각으로 겹쳐 'ㅗ' 또는 'ㅜ' 등의 형태로 모서리 부분을 용접하는 방법이다.

이와 같은 필릿 용접을 하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 소형 용접캐리지가 적용되고 있다.

도 1은 종래의 필릿 용접캐리지를 나타내는 도면으로써, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 필릿 용접 캐리지(10)는 크게 구동바퀴(21)가 모재(1)에 접촉된 상태로 스티프너(2)를 따라 이동하는 주행대차(20), 모재(1)와 스티프너(2)가 만나 형성되는 모서리를 용접할 수 있도록 주행대차(20)에 장착되는 용접토치(30) 및 주행대차(20)와 용접토치(30)를 제어하는 제어박스(40)로 구성된다.

상술한 필릿 용접캐리지(10)를 이용하여 필릿 용접을 하는 경우, 종단부(E)에 미 용접구간(용접 보류부)이 발생하여 돌림 용접을 해야하는데, 돌림 용접은 용접길이가 짧지만 숙련된 기술이 필요하고, 다수의 인원이 배치되어 용접을 해야하는 문제점이 있다.

도 2는 필릿 용접 시 돌림 용접을 설명하기 위한 예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 용접자가 돌림 용접을 하는 경우, 용접 장치의 아크력이 세거나 속도 제어가 되지 않으면 끝단 모서리가 쉽게 녹아 언더컷이 발생하는 문제점이 있다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해 돌림 용접을 수행할 수 있는 기술이 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 2> 에 개시되어 있다.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 선형의 용접구간을 따라 이동하는 주행대차와, 주행대차에 장착되는 회전바디를 포함하는 용접 캐리지로서, 회전바디는, 프레임과, 프레임에 장착되는 회전축 구동부로부터 회전력을 제공받는 회전축과, 일단이 회전축에 결합되며, 타단이 회전축을 중심으로 회전하는 제1 암과, 일단이 제1 암의 타단에 결합되며, 제1 암의 길이방향으로 슬라이딩 가능한 제2 암과, 제2 암의 타단의 하부에 결합되는 가이드 핀과, 제2 암의 타단에 결합되며, 단부에 용접토치가 구비된 용접바를 홀딩하는 토치홀딩부 및 용접토치가 선형의 용접구간을 따라 이동하도록 가이드 핀이 삽입되어 제2 암의 타단의 이동을 안내하는 가이드 슬릿이 형성되며, 프레임상에 결합되는 가이드 플레이트를 포함하는 구성을 마련하여, 보류부를 남기지 않고 용접을 수행하여 수작업에 의한 용접시간을 단축할 수 있다. 또한, 보류부의 남김없이 연속적으로 용접을 수행함으로써 용접상태가 균일한 용접부를 얻을 수 있다.

<특허문헌 2>에 개시된 종래기술은 용접선 방향으로 배치되는 주행레일을 따라 수평 이송되는 X축기구부, X축 기구부에 장착되어 주행레일과 수직한 평면 방향으로 이송되는 Y축기구부, Y축 기구부에 장착되어 X축과 Y축의 평면에 수직한 방향으로 이송되는 Z축기구부, Z축 기구부에 장착되어 제자리에서 회전 운동하는 T축기구부, T축기구부에 토치를 고정되게 설치하여 상기한 4축기구부에 의해 토치의 용접속도, 위빙 패턴, 높이 및 아크길이, 용접장의 양쪽 끝단에서 회전 운동시키도록 구성되어, 양끝단부에 용접 잔류부가 없이 다층 용접이 가능하다.

그러나, <특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 용접 구간 내에 비 용접 부분 없이 자동용접을 수행할 수 있는 장점이 있으나, 기구적인 구성이 복잡한 단점이 있다.

또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 용접 구간 내에 비 용접 부분 없이 자동용접을 수행할 수 있고, 기존의 비 용접 부분에 해당하는 보류부에 대한 용접이 가능하여 수정작업이 감소되며, 기존의 수동 용접 구간을 제거하며, 전체 용접선 대비 용접 가능선의 비율이 높아져 공정 리드 타임(lead time)이 단축되는 장점이 있으나, 이러한 시스템은 코너와 직선모드 중 어느 하나를 선택하여 사용해야 하고, 사용자가 직접 컨트롤 해야하는 단점이 있다.

또한, 기존의 용접 캐리지에 비해 가격이 비싸므로, 생산성 및 효율이 떨어지는 단점이 있다.

대한민국 공개특허공보 10-2010-0022816호 (2010.03.03. 공개)(용접 캐리지) 대한민국 등록특허공보 10-0614298호 (2006.08.11. 등록)(4축기구부 로봇을 이용한 자동 용접장치)

본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 필릿 용접 시, 용접 보류부에 돌림 용접을 자동적으로 수행할 수 있는 돌림 용접이 가능한 용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 간단한 세팅(setting)만으로 돌림 용접을 할 수 있는 돌림 용접이 가능한 용접장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치는 모재에 설치되는 스티프너와 상기 모재가 만나 형성되는 모서리를 필릿 용접할 수 있는 장치로서, 고정부, 레일부 및 용접부를 포함한다. 고정부는 상기 스티프너의 상부에 고정된다. 레일부는 상기 고정부 상부에 상기 스티프너의 길이방향으로 배치되는 주행레일을 구비한다. 용접부는 상기 주행레일을 따라 이동하는 주행대차의 직선 운동과 상기 주행대차 상부에 회동가능하게 결합된 회동부의 회전 운동을 통해 상기 모서리를 용접한다. 이때, 용접부는 상기 회동부의 회전 운동 속도가 상기 주행대차의 직선 운동 속도보다 빠른 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치에 의하면, 용접 보류부에 돌림 용접을 자동적으로 수행할 수 있으므로, 용접 보류부를 남김 없이 용접할 수 있고, 수작업에 의한 용접시간을 단축할 수 있다.

또한, 용접 보류부에 돌림 용접을 자동적으로 수행할 수 있으므로, 언더컷의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 용접 보류부에 돌림 용접을 자동적으로 수행할 수 있으므로, 인건비를 절감할 수 있다.

또한, 연속적으로 용접을 수행할 수 있으므로, 균일한 용접상태를 얻을 수 있다.

또한, 간단한 세팅(setting)만으로 돌림 용접을 할 수 있으므로, 숙련된 기술이 필요 없이 돌림 용접을 수행할 수 있고, 다수의 인원이 배치되어 용접을 해야할 필요가 없어지게 된다. 이에 따라 작업성이 개선되고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 용접 캐리지의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래에 수작업으로 돌림 용접을 하는 경우의 문제점을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치의 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치의 동작을 나타낸 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치의 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치의 측면도이다.

본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치(100)는 소조공정에서 SMAW를 적용한 용접장치로 설명한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치(100, 이하 용접장치)는 소조 공정에서 모재(1)에 설치되는 스티프너(2)와 모재가 만나 형성되는 모서리를 필릿 용접하는 경우, 용접 보류부에 돌림 용접을 자동적으로 수행할 수 있는 용접장치로서, 고정부(110), 레일부(120) 및 용접부(130)를 포함한다.

고정부(110)는 재료나 부품을 고정하거나 접착할 때 사용하는 일반적인 C클램프로 이루어지고, 스티프너(2)의 상부에 삽입 및 고정된다. 즉, 고정부(110)는 스티프너(2)의 상부에 삽입된 경우, 나사결합방식에 의해 고정된다.

이때, 고정부(110)는 도면에 일반적인 C클램프로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 스티프너(2)의 상부에 효율적으로 고정되었다가 분리될 수 있는 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 도면에는 고정부(110)가 하나만 설치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 고정부(110)는 적어도 두개 이상 스티프너(2) 상부에 설치되어 보다 견고하게 스티프너(2)에 고정될 수 있다.

이와 같은 고정부(110)의 상부에는 레일부(120)가 마련된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 레일부(120)는 주행레일(121), 가이드 홈(122), 주행롤러(123), 수직 프레임(124), 수평 프레임(125) 및 끝단 스토퍼(127)를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 레일부(120)는 고정부(110) 상부에 스티프너(2)의 길이방향으로 주행레일(121)이 배치된다.

이때, 주행레일(121)은 단면이 I자 형상인 일반적인 레일로 이루어질 수 있고, 하단이 고정부(110)의 상단에 용접과 같은 방법으로 견고하게 고정설치 될 수 있다.

또한, 주행레일(121)은 단면이 I자 형상으로 이루어짐에 따라, 양면에 가이드 홈(122)이 형성된다.

가이드 홈(122)은 주행레일(121)의 양면에 스티프너(2)의 길이방향을 따라 형성된다. 여기서, 가이드 홈(122)은 주행롤러(123)의 형태 및 크기에 대응하는 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 이를 통해, 주행롤러(123)가 가이드 홈(122)에 장착된다.

주행롤러(123)는 일반적인 바퀴 또는 고무나 우레탄으로 이루어진 이동부재로 구성될 수 있고, 가이드 홈(122)을 따라 직선운동을 한다.

한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 주행롤러(123)가 상부에 구비된 용접부(130)의 하중을 견딜수 있도록, 주행레일(121)의 양면에 가이드 홈(122)을 하나 더 형성하고, 주행롤러(123)를 쌍바퀴로 구성하는 실시 예도 가능하다.

프레임부(124)는 주행롤러(123)를 구동하기 위한 구동수단(124a)이 내장되고, 상부에 후술할 주행대차(131)를 지지하는 역할을 한다.

이러한 프레임부(124)는 정면 또는 측면에서 바라본 경우, 'ㅠ' 형상으로 형성되고, 수직 프레임(125)과 수평 프레임(126)으로 이루어진다. 이때, 수직 프레임(125)은 기둥형상 또는 장방형 형상으로 이루어지며 주행롤러(123)의 중앙에 연결설치된다. 또한, 수평 프레임(126)은 수직 프레임(125)의 상단에 결합되어 주행대차(131)를 지지한다.

한편, 프레임부(124)에 내장된 구동수단(124a)은 모터와 기어박스로 구성된다.

이때, 모터는 리니어 모터를 사용할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 서보모터 또는 기어드 모터 등 주행롤러(123)를 직선운동시키거나 정지시킬 수 있는 다양한 모터를 사용할 수 있다.

또한, 기어박스는 상기 모터의 동력을 주행롤러(123)로 전달하기 위한 웜 기어 또는 베벨기어로 이루어질 수 있다.

이와 같은 구동수단(124a)은 후술할 제어부(140)의 제어에 따라 구동되어 주행롤러(123)를 회전시킨다. 즉, 구동수단(124a)은 회전에 필요한 작동 전원 또는 제어 신호를 전달 받을 수 있도록 제어부(140)와 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 구동수단(124a)은 제어부(140)로부터 회전 속도가 미리 지정될 수 있고, 회전 속도가 미리 지정됨에 따라 주행롤러(123)를 직선운동시킬 수 있다.

이때, 제어부(140)로부터 미리 지정되는 속도는 제어부(140)에 포함된 메모리에 미리 기억된 수치이거나 사용자가 입력한 수치 중 어느 하나가 될 수 있다.

예컨대, 구동수단(124a)에 미리 지정되는 속도는 주행롤러(123)가 분당 30cm~50cm 직선운동하는 속도로 지정될 수 있다. 즉, 기존의 용접캐리지보다 느린 속도로 지정되는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 구동수단(124a)에 미리 지정되는 속도는 스티프너(2)의 두께 및 길이에 따라 달라질 수 있다.

또한, 수평 프레임(126)의 하부에는 끝단감지센서(126a)가 설치된다.

여기서 끝단감지센서(126a)는 끝단 스토퍼(127)의 근접여부를 감지하여 끝단정보를 생성한다. 이러한 끝단감지센서(126a)는 레이저를 이용한 통상의 비젼 센서 등을 사용할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 사물의 근접여부를 감지하는 근접센서를 사용할 수도 있다.

한편, 끝단감지센서(126a)로부터 끝단 스토퍼(127)를 인식할 때 생성된 끝단정보는 후술할 제어부(140)의 메인회로의 센서 처리부로 입력되고, 이후 제어부(140)에 포함된 마이컴의 프로세서가 센서 처리부로부터 센서 신호를 비교, 판단하여 해당 센서 신호에 대응하게 구동수단(124a)의 작동을 정지시킨 후 회동부(132)를 작동 및 정지시키는 제어 알고리즘을 수행한다.

끝단 스토퍼(127)는 주행레일(121)의 끝단에 수직으로 설치되고, 상술한 끝단감지센서(126a)가 주행레일(121)의 끝을 감지하기 위한 역할을 하며, 일반적인 스토퍼를 사용할 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 주행레일(121)의 일측 하단에는 정렬부(128)가 설치될 수 있다.

정렬부(128)는 대략 'ㄱ'형상을 갖는 프레임으로 이루어지고, 일면이 세팅지그의 일면과 접촉되어 본 발명에 따른 용접장치(100)를 정렬하는 역할을 한다.

이때, 정렬부(128)의 일면은 스티프너(2)의 일면과 동일선상에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 용접부(130)는 주행레일(121)을 따라 이동하는 주행대차(131)의 직선운동과 주행대차(131) 상부에 회동가능하게 결합된 회동부(132)의 회전운동을 통해 스티프너(2)와 모재가 만나 형성되는 모서리를 용접하는 역할을 수행한다.

이와 같은 용접부(130)는 주행대차(131), 회동부(132), 연결부(133) 및 슬라이드 바(134), 용접홀더(136)를 포함할 수 있다.

주행대차(131)는 상술한 수평 프레임(126)의 상부에 설치되고, 상부에 통공(도면 미도시)이 형성되며, 내부에 모터(131a)를 내장한다. 이러한 주행대차(131)는 도면에 박스형상으로 도시하였으나, 이는 설명을 위한 일례일뿐, 기둥형상과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 주행대차(131)는 도면에는 도시되지 않았으나, 내부에 후술할 제어부(140)를 포함할 수 있다.

그러나, 이는 일례일뿐 제어부(140)를 주행대차(131)의 외부에 부착하는 실시 예도 가능하다.

또한, 주행대차(131)는 수평 프레임(126)의 상부에 설치된 것으로 설명하였으나, 수평 프레임(126)과 일체로 형성하는 실시 예도 가능하다.

주행대차(131)에 내장된 모터(131a)는 축이 주행대차(131)의 상부에 형성된 통공(도면 미도시)을 관통하여 외부로 돌출된다.

모터(131a)는 일반적인 스테핑 모터를 사용할 수 있고, 축에 회동부(132)가 결합된다. 이러한, 모터(131a)는 후술할 제어부(140)의 제어에 따라 회동부(132)를 수평방향으로 180도 회전시키는 역할을 한다. 즉, 모터(131a)는 회전에 필요한 작동 전원 또는 제어 신호를 전달 받을 수 있도록 제어부(140)와 연결되는 것이 바람직하다.

한편, 모터(131a)는 스테핑 모터에 한정되지 않고, 회전을 효율적으로 할 수 있는 모터이면 어떠한 모터이던 문제가 되지 않는다.

이와 같은, 모터(131a)는 제어부(140)로부터 회전 속도가 미리 지정될 수 있고, 회전 속도가 미리 지정됨에 따라 회동부(132)를 회전운동시킬 수 있다.

이때, 제어부(140)로부터 미리 지정되는 속도는 제어부(140)에 포함된 메모리에 미리 기억된 수치이거나 사용자가 입력한 수치 중 어느 하나가 될 수 있다.

에컨대, 모터(131a)에 미리 지정되는 속도는 용접부(130)가 보류부를 2초내외로 순식간에 용접할 수 있는 속도로 지정될 수 있다. 즉, 모터(131a)에 미리 지정되는 속도는 구동수단(124a)에 미리 지정되는 속도보다 빠른 속도로 지정되는 것이 바람직하다. 결과적으로, 구동수단(124a)에 의한 직선운동보다 모터(131a)에 의한 회전운동을 더 빠르게 해야한다. 이러한 이유는, 스티프너(2)의 두께가 얇아 회전할때 아크력의 세기 또는 속도에 따라 언더컷이 발생할 수 있기 때문이다.

그러나, 모터(131a)에 미리 지정되는 속도는 스티프너(2)의 두께에 따라 달라질 수 있는 것이 바람직하다.

회동부(132)는 모터(131a)의 축에 수평방향으로 회동가능하게 결합되고, 일측에 스토퍼(132a)가 구비된다. 이러한 회동부(132)는 모터(131a)의 축에 수평방향으로 회동가능하게 결합될 수 있도록, 모터(131a)의 축과 결합되는 부분에 홈(도면 미도시)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 홈(도면 미도시)에는 모터(131a)의 축과 마찰을 줄이기 위해 구름베어링과 같은 회전을 원활하게 해주는 부재가 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 회동부(132)의 일측에 구비된 스토퍼(132a)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 수직방향으로 회동하는 연결부(133)를 도 3b에 도시된 바와 같이, 정지시켜 수직으로 위치하게 한다. 이러한 스토퍼(132a)는 일반적인 스토퍼를 사용할 수 있고, 일측에 시작감지센서(132b)가 연결부(133)와 접촉되도록 구성된다.

이때, 시작감지센서(132b)는 사물의 근접여부를 감지하는 근접센서를 사용할 수 있고, 연결부(133)가 접촉됨과 동시에 시작신호를 생성한다.

시작감지센서(132b)로부터 생성된 시작신호는 후술할 제어부(140)의 메인회로의 센서 처리부로 입력되고, 이후 제어부(140)에 포함된 마이컴의 프로세서가 센서 처리부로부터 센서 신호를 비교, 판단하여 해당 센서 신호에 대응하게 구동수단(124a)을 작동시키는 제어 알고리즘을 수행한다.

연결부(133)는 일단이 회동부(132)와 수직방향으로 회동가능하게 결합되고, 타단에 용접봉이 공급되는 슬라이드 바(134)가 설치된다.

연결부(133)는 대략 'ㄴ'형상의 일반적인 프레임으로 형성되고, 일단이 회동부(132)와 힌지결합되어 회동된다. 한편, 연결부(133)는 힌지외에도 볼 조인트와 같은 다양한 회동수단을 마련하여 회동부(132)와 회동 가능하게 구성될 수 있다.

연결부(133)의 끝단에 설치된 슬라이드 바(134)는 용접봉(135)이 슬라이딩되어 중력에 의해 공급되도록 상부에서 하부로 중앙이 관통되어 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에 볼부시(도면 미도시)가 구비된다. 즉, 용접봉의 외피(135b)는 슬라이드 바(134)의 내부에 구비된 볼부시에 의해 자연스럽게 슬라이딩 된다.

용접홀더(136)는 슬라이드 바(134)에 공급된 용접봉의 끝단을 물고, 아크용접기(도면 미도시)로부터 용접 전류를 용접선(L)을 통해 용접봉(135)으로 전달하는 기구로, 일반적인 용접봉 홀더를 사용할 수 있다. 이러한 구성은 일반적인 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 용접봉에 전기를 보내는 아크용접기와, 전류를 아크 용접기로 돌려보내는 접지선이 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 구성은 해당 분야의 기술자에게 자명한 사실이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서, 본 발명에 따른 용접장치(100)는 구동수단(124a) 및 주행롤러(123)를 통해 주행레일(121)의 길이방향으로 직선운동하고, 스티프너(2)와 모재가 만나 형성되는 모서리를 용접부(130)를 통해 용접한다.

용접장치(100)가 직선운동하며 용접하는 도중, 끝단 스토퍼(127)에 도달하는 경우 끝단감지센서(126a)가 이를 감지하게 되고, 구동수단(124a)은 구동을 정지함과 아울러 용접부(130)가 회동부(132)를 통해 회전하면서 보류부를 남김없이 용접할 수 있다.

용접부(130)가 회동부(132)를 통해 보류부를 용접한 후, 회동부(132)가 구동을 정지함과 아울러 구동수단(124a)이 주행롤러(123)를 구동시켜 끝단스토퍼(127)가 구비된 방향의 반대방향으로 직선운동하여 상기 모서리를 용접한다.

도 5는 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치의 블록 구성도이다.

도 5를 참조하여 제어부(140)를 상세하게 설명한다.

이때, 도 5를 설명함에 있어서 도 3 및 도 4와 동일한 부분 또는 도 3 및 도 4를 참조하여 용이하게 이해될 수 있는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 5를 참조하면, 제어부(140)는 소정의 중앙처리용 프로세서를 실장한 메인회로를 갖는다.

이때, 프로세서는 프로그램 가능한 인터럽트 제어 신호를 처리하는 중앙처리장치인 마이컴을 사용할 수 있고, 메모리에 저장되어서 구동수단(124a)과 모터(131a)의 작동을 제어하는 제어 알고리즘을 실행하도록 되어 있다.

즉, 제어부(140)는 마이컴에서 선택된 중앙처리 장치와, 시작감지센서(132b) 및 끝단감지센서(126a)를 통해 입력된 센서 신호에 상응하게 구동수단(124a)과 모터(131a)를 제어하여 주행롤러(123) 즉, 주행대차(131)와 회동부(132)를 제어하도록 구성된 제어 알고리즘을 저장하는 메모리를 구비한다.

이와 같은 제어부(140)는 일반적인 컨트롤 패널로 이루어질 수 있고, 주행대차(131)에 수납되거나 외부에 장착될 수 있다. 이러한 제어부(140)는 일반적인 오토캐리지의 기능을 위해서, 전류 표시부, 전류 조절스위치, 전압 표시부, 전압 조절스위치, 전원 온/오프 스위치, 주행 온/오프 스위치, 직선 운동 속도 표시부, 회전운동 속도 표시부, 직선운동 속도 입력부 및 회전운동 속도 입력부 등 다양한 인터페이스가 구비되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치(100)의 동작을 도 3 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치의 동작을 나타낸 도면이다.

이하에서는, 끝단스토퍼(127)가 주행레일(121)의 끝단에 설치된 방향을 전방, 그 반대 방향을 후방으로 정의한다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 사용자는 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치(100, 이하 용접장치)를 모재(1) 위에 취부된 스티프너(2)에 장착한다.

용접장치(100)가 스티프너(2)에 장착된 후, 사용자는 세팅지그를 이용해 용접장치(100)와 스티프너(2)의 끝단을 정렬한다.

용접장치(100)와 스티프너(2)의 끝단이 정렬된 경우, 사용자는 고정부(110)를 이용하여 용접장치(100)를 스티프너(2)와 고정시킨다.

용접장치(100)를 스티프너(2)에 고정한 후, 사용자는 제어부(140)를 이용하여 주행롤러(123)의 직선 운동 속도와 회동부(132)의 회전 운동 속도를 설정한다.

이런 다음 도 3a에 도시된 바와 같이, 연결부(133)를 옆으로 빼고, 용접봉(135)을 슬라이더 바(134)에 피딩한다.

사용자는 연결부(133)를 다시 움직여 용접봉(135)을 모재(1)와 스티프너가 만나 형성되는 모서리에 닿게 한다.

이후, 용접봉(135) 끝단이 모재(1)에 닿으면 아크가 발생하며 용접이 시작됨과 아울러, 시작감지센서(132b)의 시작신호에 따라 제어부(140)가 구동수단(124a)을 제어하고, 구동수단(124a)이 작동하여 주행롤러(123)를 회전시킨다.

주행롤러(123)가 구동수단(124a)에 의해 회전함에 따라, 주행레일(121)의 전방(a, 도 6참조)으로 직선운동 함과 아울러, 용접부(130)가 주행롤러(123)의 직선 운동 속도에 비례하여 상기 모서리를 용접한다.

이러한 과정 가운데, 끝단 감지센서(126a)가 끝단 스토퍼(127)를 감지하게되면 제어부(140)의 제어에 따라 구동수단(124a)의 작동이 중지됨과 아울러, 제어부(140)의 제어에 따라 회동부(132)가 모터(131a)에 의해 180도 회전하게 된다.

즉, 용접부(130)가 회동부(132)를 통해 180도 회전하며 보류부를 돌림용접 하게 된다. 이때, 용접부(130)는 회동부(132)의 회전 운동 속도에 비례하여 보류부를 용접한다.

이후, 용접부(130)가 돌림용접을 마치게 되면, 제어부(140)의 제어에 따라 회동부(132)가 구동을 중지하게 됨과 아울러, 구동수단(124a)이 작동하여 주행롤러(123)를 다시 회전시킨다.

주행롤러(123)가 구동수단(124a)에 의해 다시 회전함에 따라, 주행레일의 후방(b, 도 6참조)으로 직선운동 함과 아울러, 용접부(130)가 주행롤러(123)의 직선 운동 속도에 비례하여 반대편 모서리를 용접한다.

이후, 도 도 3b 및 6c에 도시된 바와 같이, 용접봉이 다 사용됨에 따라, 용접홀더(136)가 슬라이더 바(134)에 걸쳐지게 되고, 아크가 발생하지 않게 되어 용접이 종료된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치(100)는 용접 보류부에 돌림 용접을 자동적으로 수행할 수 있으므로, 보류부를 남김 없이 용접할 수 있고, 수작업에 의한 용접시간을 단축할 수 있다.

또한, 언더컷의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치(100)는 용접 보류부에 돌림 용접을 자동적으로 수행할 수 있으므로, 인건비를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치(100)는 연속적으로 용접을 수행할 수 있으므로, 균일한 용접상태를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 돌림 용접이 가능한 용접장치(100)는 간단한 세팅(setting)만으로 돌림 용접을 할 수 있으므로, 숙련된 기술이 필요 없이 돌림 용접을 수행할 수 있고, 다수의 인원이 배치되어 용접을 해야할 필요가 없어지게 된다. 이에 따라 작업성이 개선되고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

1: 모재
2: 스티프너
100: 돌림 용접이 가능한 용접장치
110: 고정부
120: 레일부
130: 용접부
140: 제어부

Claims (5)

1. 모재에 설치되는 스티프너와 상기 모재가 만나 형성되는 모서리를 필릿 용접할 수 있는 장치로서,
   상기 스티프너의 상부에 고정되는 고정부;
   상기 고정부 상부에 상기 스티프너의 길이방향으로 배치되는 주행레일을 구비하는 레일부;
   상기 주행레일을 따라 이동하는 주행대차의 직선 운동과 상기 주행대차 상부에 회동가능하게 결합된 회동부의 회전 운동을 통해 상기 모서리를 용접하는 용접부를 포함하고,
   상기 용접부는,
   상기 회동부의 회전 운동 속도가 상기 주행대차의 직선 운동 속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 돌림 용접이 가능한 용접장치.
2. 청구항 1에서, 상기 레일부는,
   상기 주행레일의 양면에 상기 스티프너의 길이방향을 따라 형성된 가이드 홈;
   상기 가이드 홈을 따라 직선 운동하는 주행롤러; 및
   상기 주행롤러의 상부에 설치되고, 상기 주행롤러를 구동하기 위한 구동수단이 내장되며, 상부에 상기 주행대차를 지지하는 프레임부를 포함하는 것을 특징으로 하는 돌림 용접이 가능한 용접장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에서, 상기 주행레일은,
   끝단에 끝단 스토퍼가 설치되고,
   상기 수평 프레임은,
   상기 끝단 스토퍼의 근접여부를 감지하여 끝단정보를 생성하는 끝단감지센서가 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 돌림 용접이 가능한 용접장치.
4. 청구항 1에서, 상기 용접부는,
   일단이 상기 회동부와 회동가능하게 결합되고, 타단에 용접봉이 공급되는 슬라이드 바가 설치된 연결부를 포함하고,
   상기 슬라이드 바는,
   내부에 볼부시가 구비되는 것을 특징으로 하는 돌림 용접이 가능한 용접장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 4에서, 상기 주행대차는,
   내부에 모터가 내장되고, 상기 모터의 축이 상부에 돌출형성되며,
   상기 회동부는,
   상기 모터의 축에 회동가능하게 결합되고, 일측에 스토퍼가 구비된 것을 특징으로 하는 돌림 용접이 가능한 용접장치.

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