KR100907412B1 - 주판의 양면판계 사선용접을 위한 잠호용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주판의 맞대기 용접에 대한 것으로 다중 마그네트 어스를 채택하고 평면상의 용접선 전 방향으로 사선용접이 가능한 양면판계 잠호용접장치에 관한 것이다.

전체장치의 구성과 특징은 도 1 과 2에서와 같이 횡과 종방향 뿐만 아니라 평면상의 경사진 사선 용접선을 따라 용접할 수 있는 2거더 방식의 2헤드의 구성과 헤드가 회전기능을 가지고 있는 것이다. 평면상에서 경사진 용접선이 있는 주판을 용접하는 것은 도 5에서와 같이 P1에서 P2 까지 사선용접을 위해 헤드 회전에 따른 용접토치가 배치되고, 전용 컨트롤러에 의해 문형대차의 동기구동과 서보모터M1과 M3의 직선보간에 의해 사선용접을 하는 장치구조로 되어 있다.

또한, 마그네트 어스장치로서 장치는 각각 전체 2헤드의 통전용량을 가지고 있으며, 다중 세트로 구성되어 있다. 장치는 호이스트(22), 마그네트 어스장치(21)를 상하 및 전후 구동하는 장치, 전자석 마그네트 (23)의 구성과 일정 깊이로 가공된 동판 어스(24) 및 마그네트 흡착시 주판과의 접착 정밀도를 높이고 이물질을 제거하기 위해 공기배출구(25)가 가공되어 부재와의 통전용량, 접촉저항, 아크 쏠림 등의 문제를 제거하는 특징을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같이 주판의 맞대기 용접에 있어서 종과 횡방향 이외에도 평면의 사선 용접방향으로 자동 용접할 수 있는 전 방향 용접이 가능한 주판판계 잠호용접장치를 제공하고자 하며, 용접 어스방식을 다중 어스방식으로 개선하여 용 접성 뿐만 아니라 장치를 운용하는 작업성도 개선하고, 장치운용에 따른 생산성 향상과 양호한 용접품질이 유지되는 저비용 고능률 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

양면판계, 잠호용접장치, 주판용접, 사선용접, 마그네트 어스장치

Description

주판의 양면판계 사선용접을 위한 잠호용접장치{Submerged arc welding machine which for butt welding of the panel plate with oblique lines}

본 발명은 주판의 맞대기 용접에 대한 것으로 다중 마그네트 어스를 채택하고 평면상의 용접선 전 방향으로 사선용접이 가능한 양면판계 잠호용접장치에 관한 것이다.

잠호용접(SAW)은 모재와 용가재 사이에서 발생된 아크가 용접부위에 살포된 플럭스 내부에서 일어나기 때문에 아크가 외부로 노출되는 것이 거의 없다는 특성이 있으며, 사용되는 와이어 경에 따라 적용되는 용접전류의 영역범위가 다르다. 중공업 분야에서는 고전류를 사용하여 주판의 판계 맞대기 용접에 주로 적용하고 있으며, 용접은 두께가 약 20mm 이하인 경우에는 I개선, 그 이상인 경우에는 Y개선이나 X개선으로 가공하여 그 용접부위를 잠호용접으로 용접을 실시하고 있다. 용접순서는 2전극(DC+AC) 또는 3전극(DC+AC+AC)으로 전면을 용접하고, 부재를 뒤집어 이면을 같은 방식으로 용접하고 있다.

현재까지 이러한 주판용접에 적용된 장치는 전용장치를 사용하여 주로 한 방향 즉, 횡방향으로 용접하는 장치를 사용하고 있으며, 최근에 횡과 종방향 2개의 방향으로 용접할 수 있는 장치가 개발되어 적용중에 있다. 그러나 전체 작업물량중에는 종과 횡방향 이외에도 평면의 경사진 사선방향으로 주판이 맞대기 용접되어야 하는 경우가 많이 있다. 이에 대한 작업은 전용으로 할 수 있는 장치가 없기 때문에 용접선을 따라 레일을 설치한 뒤 캐리지로 작업함으로써 생산성이 낮고, 무거운 캐리지를 운반해야 된다는 점에서 작업이 힘들다는 문제점이 있었다.

그밖에 용접품질은 용접조건과 용접어스에 의해 많이 좌우되며, 부재에 어스하는 방법에 따라 부재와의 통전용량, 접촉저항, 아크쏠림 등과 같은 변수가 존재한다. 기존의 어스방법은 주판의 끝단부위에 수동이나 공압에 의한 장치로 클램프하는 방식이 많이 사용되고 있으나, 이것은 아크쏠림 등에 따른 용접결함 발생의 원인이 되고 있으며, 예상치 못한 주판의 이동에 따라 상부 가압하는 힌지 구조부가 취약하여 파손되는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로, 그 목적은 주판의 맞대기 용접에 있어서 종과 횡방향 이외에도 평면의 사선 용접방향으로 자동 용접할 수 있는 전 방향 용접이 가능한 주판판계 잠호용접장치를 제공하고자 하며, 용접 어스방식을 다중 어스방식으로 개선하여 용접성 뿐만 아니라 장치를 운용하는 작업성도 개선하고, 장치운용에 따른 생산성 향상과 양호한 용접품질이 유지되는 저비용 고능률 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 양면판계 잠호용접장치에 있어서, 도 1 과 2에서와 같이 전체장치의 구성으로 장치의 측면과 상부에 설치된 용접기(3), 분전반(4), 제어반(5)이 있으며, 각 용접대차에 와이어를 공급하는 와이어 릴(6), 용접시 살포된 플럭스를 회수하는 플럭스 회수기(7), 살포용 플럭스를 저장하고 있는 플럭스 공급탱크(8), 2전극으로 구성된 용접토치부(9), 헤드의 높이를 일정하게 자동으로 제어하는 레이저 변위센서로 구성된 헤드 높이검출 센서부(10), 와이어 송급을 담당하는 와이어 송급모터(11), 헤드의 좌우 상하높이를 조정하는 X-Y 슬라이드(12), 전체장치를 조작하는 조작반(13), 헤드를 임의의 각도로 회전시킬 수 있는 헤드 회전구동 모터(14)와 이에 연결된 피니언 기어와 물려서 회전하는 회전 기어장치(15), 용접대차의 횡방향으로 구동은 구동레일(26)을 따라 용접대차를 구동하는 대차 구동 피니언 기어(16), 거더(18)의 측면에 설치된 랙 기어(17) 등으로 구성된 장치로 횡과 종방향 뿐만 아니라 평면상의 경사진 사선 용접선을 따라 용접할 수 있는 2거더 방식의 2개 헤드부의 구성과 헤드의 회전기능을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 양면판계 잠호용접장치에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 목적은 평면상에서 경사진 용접선이 있는 주판을 용접하는 장치의 사선용접 기능도인 도 5에서와 같이 P1에서 P2 까지 사선용접을 위해 헤드 회전에 따른 용접토치 배치와 전용 컨트롤러에 의해 문형대차의 동기구동 및 서보모터M1과 M3의 직선보간에 의해 사선용접을 하는 장치구조와 방법에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 목적은 마그네트 어스장치로서, 장치는 각각 전체 2헤드의 통전용량을 가지고 있으며, 다중 세트로 구성되어 있고, 개별 및 전체로서 운용될 수 있는 도 7의 마그네트 어스장치부 배치와 호이스트(22)로 마그네트 어스장치(21)를 상하 및 좌우 구동하는 장치, 전자석 마그네트(23)와 일정깊이로 가공된 동판 어스(24)의 구성과 마그네트 흡착시 주판과의 접착 정밀도를 높이고 이물질을 제거하기 위해 공기배출구(25)가 가공되어 부재와의 통전용량, 접촉저항, 아크 쏠림 등의 문제를 제거하는 특징을 가지고 있는 마그네트 어스장치(21)에 의해 달성된다.

이와 같이 본 발명은 다중 마그네트 어스장치를 채택하여 아크쏠림과 같은 현상에 의한 용접결함을 줄이고 장치운용에 대한 편리성을 향상시켰을 뿐만 아니라, 사선용접에 있어서 종전의 수동 캐리지를 운용함에 있어서 운반의 불편함과 생 산성이 낮다는 문제점을 신규로 창출된 장치에 모든 기능을 구현함으로써 작업공정을 단축하고, 생산성을 비약적으로 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 용접기, 분전반, 제어반, 와이어 릴, 플럭스 회수기, 플럭스 공급탱크, 상하좌우로 이동가능한 X-Y 슬라이드 및 상기 X-Y 슬라이드에 설치되는 용접토치부를 포함하고 주행레일을 따라 이동하면서 용접 부재를 용접하는 잠호용접장치에 있어서, 일측에 구동레일을 구비하고, 상기 주행레일 설치되어 상기 주행레일을 따라 이동하는 거더; 상기 구동레일에 설치되어 상기 구동레일을 따라 이동하는 용접대차; 한 부분에 상기 와이어 릴 및 상기 플럭스 회수기가 설치되고, 다른 쪽에 상기 플럭스 공급탱크 및 상기 X-Y 슬라이드가 설치되며, 상기 용접대차에 설치되어 용접 방향으로 회전가능한 헤드; 상기 용접대차에 설치되고, 상기 헤드를 회전시키는 회전구동모터; 및 상기 X-Y 슬라이드에 설치되고, 상기 용접토치부가 상기 용접 부재로부터 일정 거리를 유지하기 위해 상기 용접토치부의 높이를 측정하는 레이저 변위센서를 구비한 헤드 높이검출 센서부;를 포함하되, 상기 거더, 상기 용접대차 및 상기 헤드의 구동에 의해 상기 용접 부재의 평면상으로 전후좌우 및 사선 방향으로 용접하는 것을 특징으로 하는 주판의 양면판계 사선용접을 위한 잠호용접장치에 의해 달성된다.

또한, 일정거리까지 사선용접을 위해 상기 거더를 구동하는 서보모터M1과 용접대차를 구동하는 서보모터M2의 동기구동 및 상기 서보모터M1과 상기 회전구동모터(서보모터M3)의 직선보간을 컨트롤하는 전용 컨트롤러;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 거더의 한 부분에, 상기 용접 부재에 밀착되는 전자석 마그네트와, 상기 전자석 마그네트와 결합하여 상기 전자석 마그네트가 상기 용접 부재와의 밀착 정밀도를 높이기 위해 공기배출구가 형성되고 일정 깊이로 가공된 동판어스를 구비한 적어도 하나의 마그네트 어스장치; 및 상기 마그네트 어스장치를 상하좌우로 이동시키는 호이스트를 구비한 적어도 하나의 마그네트 어스장치부;를 더 포함할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 의해 창출된 2헤드 잠호용접장치 전체 장치도를 나타내고 있다. 도 2에서는 전체장치의 중간부분에서 바라본 장치의 헤드부 및 용접대차의 구성도로서 장치구성의 특징은 2거더 방식에 2개의 헤드부로 구성되어 있다. 특히 2번 용접대차의 헤드부는 횡과 종방향 뿐만 아니라 평면상의 경사진 사선 용접선을 따라 용접할 수 있도록 헤드의 회전기능을 가지고 있다.

전체장치의 구성은 장치의 측면과 상부에 설치된 용접기(3), 분전반(4), 제어반(5)이 있으며, 각 용접대차에 와이어를 공급하는 와이어 릴(6), 용접시 살포된 플럭스를 회수하는 플럭스 회수기(7), 살포용 플럭스를 저장하고 있는 플럭스 공급탱크(8), 2전극으로 구성된 용접토치부(9), 헤드의 높이를 일정하게 자동으로 제어하는 레이저 변위센서로 구성된 용접토치 높이검출 센서부(10), 와이어 송급을 담당하는 와이어 송급모터(11), 헤드의 좌우 상하높이를 조정하는 X-Y 슬라이드(12), 전체장치를 조작하는 조작반(13), 헤드를 임의의 각도로 회전시킬 수 있는 헤드 회전구동 모터(14)와 이에 연결된 피니언 기어와 물려서 회전하는 회전 기어장치(15), 용접대차의 횡방향으로 구동은 구동레일(26)을 따라 용접대차를 구동하는 대차 구동 피니언 기어(16), 거더(18)의 측면에 설치된 랙 기어(17) 장치로 되어 있다.

도 3은 본 발명에 의해 창출된 장치가 용접할 수 있는 작업 부재로서 횡과 종방향 뿐만 아니라 사선 방향의 용접선이 있는 것을 나타내고 있다. 도 4는 도 1과 2에서 설명된 장치의 주요부분 특징만을 나타낸 장치 개략도이다.

도 5는 평면상의 경사진 용접선을 잇는 주판을 용접하는 장치의 개념을 설명한 사선용접 기능도이다. P1에서 P2 까지 사선용접을 위해 주행레일(19) 위의 장치는 헤드가 용접선과 나란한 방향으로 회전하고, 전용 컨트롤러에 의해 문형대차의 서보모터 M1과 M2의 동기구동 및 문형대차의 서보모터 M1과 용접대차의 서보모터 M3의 직선보간에 의해 사선용접을 실시하는 장치구조로 되어 있다. 도 6에서는 횡과 종방향 뿐만 아니라 전 방향의 용접을 위한 헤드 회전에 따른 용접토치 배치로서 사선용접에 대한 헤드의 회전위치와 토치가 배열된 장치도를 나타내고 있다.

도 7은 창출된 장치의 마그네트 어스장치부 배치도를 나타내고 있다. 각 어스장치는 개별 및 전체로서 운용되며, 각 마그네트 어스장치(21)는 전체 헤드의 용접전류를 흘릴 수 있는 통전용량을 가지고 있고, 전체 3세트로 구성되어 있으며, 다중 어스장치를 사용함으로써 부재와의 통전용량, 접촉저항, 아크쏠림 등의 문제를 제거하는 특징을 가지고 있다. 마그네트 어스장치부(20)는 길이가 짧은 주판의 크기에 대응하여 전후로 이동될 수 있으며, 호이스트 (22)로 마그네트 어스장치(21)를 상하 구동하는 장치로 되어 있다. 도 8은 그 마그네트 어스장치의 상세도로 전자석 마그네트(23)와 일정깊이로 가공된 동판 어스(24)와 마그네트 흡착시 주판과의 접착정밀도를 높이고 이물질을 제거하기 위해 공기배출구(25)가 가공된 마그네트 어스장치를 창출하였다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기록의 범위 내에 있게 된다.

도 1 은　 본 발명이 적용된 2헤드 잠호용접장치 전체 장치도

도 2 는 본 발명에 따른 헤드부 및 용접대차 구성도

도 3 은 본 발명이 적용되는 부재 형상도

도 4 는　 본 발명에 따른 장치 개략도

도 5 는 본 발명의 사선용접 기능도

도 6 은 본 발명 장치의 용접방향에 따른 용접토치와 회전장치 배치 배열도

도 7 은　 본 발명의 다중 마그네트 어스장치부 배치도

도 8 은 본 발명의 마그네트 어스장치 상세도

*　 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

(1)　 :　 1번 용접대차 　　　　　　　　　 　　　　　　　　 　(2)　 :　 2번 용접대차

(3) :　 용접기 　　　　 　　　　　　　　　　 (4) :　 분전반

(5) :　 제어반 　　　　 　　　　　　　　　　 (6) :　 와이어 릴

(7) :　 플럭스 회수기 　　　　 　　　　　　　　　　 (8) :　 플럭스 공급탱크

(9) :　 용접토치부 　　　　 　　　　　　　　　(10) :　 헤드 높이검출 센서부

(11) :　 와이어 송급모터 　　　　 　　　　　　　　　　 (12) :　 X-Y 슬라이드

(13)　:　 조작반 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (14) :　 헤드 회전구동 모터

(15) :　 회전 기어장치　　 (16)　:　 대차 구동 피니언 기어

(17) :　 랙 기어 　　　　　　　 　　　　 　　(18)　:　 거더

(19) :　 주행레일 (20) :　 마그네트 어스장치부

(21) :　 마그네트 어스장치 (22) :　 호이스트

(23) :　 전자석 마그네트 (24) : 동판 어스

(25) : 공기 배출구 　　　　 　　　　　　　　　　 (26) : 대차 구동레일

Claims (3)

1. 용접기, 분전반, 제어반, 와이어 릴, 플럭스 회수기, 플럭스 공급탱크, 상하좌우로 이동가능한 X-Y 슬라이드 및 상기 X-Y 슬라이드에 설치되는 용접토치부를 포함하고 주행레일을 따라 이동하면서 용접 부재를 용접하는 잠호용접장치에 있어서,

   일측에 구동레일을 구비하고, 상기 주행레일 설치되어 상기 주행레일을 따라 이동하는 거더;

   상기 구동레일에 설치되어 상기 구동레일을 따라 이동하는 용접대차;

   한 부분에 상기 와이어 릴 및 상기 플럭스 회수기가 설치되고, 다른 쪽에 상기 플럭스 공급탱크 및 상기 X-Y 슬라이드가 설치되며, 상기 용접대차에 설치되어 용접 방향으로 회전가능한 헤드;

   상기 용접대차에 설치되고, 상기 헤드를 회전시키는 회전구동모터;

   상기 X-Y 슬라이드에 설치되고, 상기 용접토치부가 상기 용접 부재로부터 일정 거리를 유지하기 위해 상기 용접토치부의 높이를 측정하는 레이저 변위센서를 구비한 헤드 높이검출 센서부;

   상기 거더의 한 부분에, 상기 용접 부재에 밀착되는 전자석 마그네트와, 상기 전자석 마그네트와 결합하여 상기 전자석 마그네트가 상기 용접 부재와의 밀착 정밀도를 높이기 위해 공기배출구가 형성되고 일정 깊이로 가공된 동판어스를 구비한 적어도 하나의 마그네트 어스장치; 및

   상기 마그네트 어스장치를 상하좌우로 이동시키는 호이스트를 구비한 적어도 하나의 마그네트 어스장치부;를 포함하되, 상기 거더, 상기 용접대차 및 상기 헤드의 구동에 의해 상기 용접 부재의 평면상으로 전후좌우 및 사선 방향으로 용접하는 것을 특징으로 하는 주판의 양면판계 사선용접을 위한 잠호용접장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   일정거리까지 사선용접을 위해 상기 거더를 구동하는 서보모터M1과 용접대차를 구동하는 서보모터M2의 동기구동 및 상기 서보모터M1과 상기 회전구동모터(서보모터M3)의 직선보간을 컨트롤하는 전용 컨트롤러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주판의 양면판계 사선용접을 위한 잠호용접장치.
3. 삭제

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