KR101277451B1

KR101277451B1 - 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치

Info

Publication number: KR101277451B1
Application number: KR1020100138011A
Authority: KR
Inventors: 김진군
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2013-06-27
Also published as: KR20120076041A

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치는 용접 와이어의 소진 시점에 작업자가 용접 와이어의 교체시기를 인지할 수 있도록 함으로써 용접 와이어의 교체 타이밍을 안정적으로 유지할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 로봇의 아암 선단에 장착되는 용접 토치와, 상기 용접 토치와 이송관을 통하여 연결되어 용접 와이어를 공급하는 와이어 드럼과, 상기 용접 토치와 가스관을 통하여 연결되어 탄산가스(CO₂)를 용접부로 공급하는 탄산가스 탱크와, 상기 용접 토치와 연결되는 탄산가스 용접기를 포함하는 탄산가스 용접장치에 있어서, 상기 와이어 드럼에 구성되며 상기 용접 와이어가 통과하고, 제어기와 전기적으로 연결되며 상기 용접 와이어를 통해 상기 제어기와 개폐 회로를 이루는 스위칭유닛; 및 상기 제어기로부터 출력되는 전기적인 개폐 신호에 따라 작업자가 용접 와이어의 교체 시기를 인식할 수 있도록 표시하는 표시수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치 {DEVICE FOR DISPLAYING THE REMAINDER OF WELDING WIRE OF CO2 GAS WELDING SYSTEM}

본 발명의 예시적인 실시예는 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접 와이어의 소진 시점에 작업자가 용접 와이어의 교체시기를 인지할 수 있도록 한 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 관한 것이다.

일반적으로, 탄산가스(CO₂) 용접은 불활성 가스인 탄산가스(CO₂)를 방출하여 용접부를 대기와 차단하고, 그 속에 용접 와이어를 송급시켜 이를 전극으로 하여 용접 모재와 방전현상을 일으켜 용접하는 용접방법이다.

특히, 차체 구조의 특성상 용접 건이 들어갈 수 없는 막힌 구조물의 접합방법으로 탄산가스 용접이 많이 사용되며, 로봇을 이용하여 자동화 시스템을 갖추어 사용한다.

도 1은 일반적인 탄산가스 용접장치의 전체 구성도로서, 일반적인 탄산가스 용접장치는 로봇(1)의 아암(3) 선단에 용접 토치(5)가 장착되고, 상기 용접 토치(5)의 내부에는 와이어 드럼(7)으로부터 이송관(15)을 통하여 용접 와이어(9)를 공급받을 수 있도록 구성된다.

상기 용접 토치(5)는 탄산가스 탱크(11)와 가스관(13)을 통하여 연결되어 탄산가스(CO2)를 공급받아 용접부를 향하여 방출할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 용접 토치(5)는 탄산가스 용접기(10)와 연결되어 용접 전원을 공급받도록 구성된다.

이러한 탄산가스 용접장치를 이용한 용접은 용접 와이어(9)와 용접부의 매칭상태, 와이어의 송출속도, 적정 전류 및 전압 조정 등이 용접품질에 중대한 영향을 미친다.

그런데, 상기한 바와 같은 탄산가스 용접장치는 용접 중에, 와이어 드럼(7) 내 용접 와이어(9)가 완전히 소진된 경우, 이에 미리 대처하지 못하고, 용접작업이 진행되는 경우, 제품결함은 물론, 공정 재 진행에 따른 생산성 저하의 문제점을 내포하고 있다.

한편으로는 용접 와이어(9)의 교체작업을 줄이기 위해 300Kg 급의 대용량 와이어 드럼이 사용되지만, 대규모 사업장에서는 용접 와이어 교체작업이 수시로 진행되고, 미리 와이어 드럼(7)을 확인하고 준비하기가 쉽지 않다.

따라서 용접 와이어(9)의 교체시기를 사전에 인지하여 용접 와이어(9)의 교체작업을 사전에 준비함으로써 용접 와이어의 교체시간을 단축시키고, 용접 와이어의 연속 공급이 가능하다면 용접 와이어(9)의 미공급으로 인한 용접 불량을 미연에 방지하여 생산성 향상에 기여할 것이다.

본 발명의 예시적인 실시예들은 용접 와이어의 소진 시점에 작업자가 용접 와이어의 교체시기를 인지할 수 있도록 함으로써 용접 와이어의 교체 타이밍을 안정적으로 유지할 수 있도록 하는 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치를 제공한다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치는 로봇의 아암 선단에 장착되는 용접 토치와, 상기 용접 토치와 이송관을 통하여 연결되어 용접 와이어를 공급하는 와이어 드럼과, 상기 용접 토치와 가스관을 통하여 연결되어 탄산가스(CO₂)를 용접부로 공급하는 탄산가스 탱크와, 상기 용접 토치와 연결되는 탄산가스 용접기를 포함하는 탄산가스 용접장치에 있어서,

상기 와이어 드럼에 구성되며 상기 용접 와이어가 통과하고, 제어기와 전기적으로 연결되며 상기 용접 와이어를 통해 상기 제어기와 개폐 회로를 이루는 스위칭유닛; 및 상기 제어기로부터 출력되는 전기적인 개폐 신호에 따라 작업자가 용접 와이어의 교체 시기를 인식할 수 있도록 표시하는 표시수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 있어서, 상기 스위칭유닛은 상기 와이어 드럼의 내벽면에 연결되게 설치는 하우징과, 상기 하우징에 상호 절연되게 설치되고 상기 용접 와이어가 통과할 수 있는 쓰루홀을 지니며 상기 제어기와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 전기 접속부재를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 있어서, 상기 용접 와이어가 상기 각 전기 접속부재의 쓰루홀을 통과하는 때, 상기 전기 접속부재와 제어기는 폐회로를 이룰 수 있다. 이 경우, 상기 제어기는 상기 표시수단에 오프 신호를 인가할 수 있다.

상기 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 있어서, 상기 용접 와이어가 상기 한 쌍의 전기 접속부재 중 하나의 쓰루홀을 통과하는 때, 상기 전기 접속부재와 제어기는 개회로를 이룰 수 있다. 이 경우, 상기 제어기는 상기 표시수단에 온 신호를 인가할 수 있다.

상기 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 있어서, 상기 하우징에는 상기 각 전기 접속부재와 연결되는 (+)(-)의 접속 단자가 설치될 수 있다.

상기 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 있어서, 상기 하우징은 상기 한 쌍의 전기 접속부재를 절연할 수 있는 부도체로서 이루어질 수 있다.

상기 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 있어서, 상기 전기 접속부재는 상기 하우징에 상하 방향으로 배치될 수 있다.

상기 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 있어서, 상기 하우징에는 상기 전기 접속부재 사이에 상기 쓰루홀과 연결되는 연결홀이 형성될 수 있다.

상기 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 있어서, 상기 각 쓰루홀은 직선 구간과, 상기 직선 구간에 대하여 일정 각도로 비스듬하게 경사진 바이어스 구간으로 이루어질 수 있다.

상기 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 있어서, 상기 스위칭유닛과 제어기는 전선 와이어를 통해 연결될 수 있다.

상기 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 있어서, 상기 전선 와이어는 상기 와이어 드럼의 내벽면과 스위칭유닛 사이에서 코일 형태로 감길 수 있다.

상기 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 있어서, 상기 전기 접속부재에는 상기 용접 와이어를 쓰루홀로 가이드하기 위한 부시부재가 결합될 수 있다.

상기 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치에 있어서, 상기 표시수단은 상기 제어기의 출력신호에 따라 발광하는 램프로서 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 용접 와이어의 소진 시점에 작업자가 용접 와이어의 교체시기로 인지할 수 있도록 하는 스위칭유닛을 와이어 드럼의 내부에 구성함으로써 용접 와이어의 교체 타이밍을 안정적으로 유지할 수 있도록 하여 제품 결함을 방지하고, 생산성을 향상시킬 수 있다는 효과가 기대된다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 일반적인 탄산가스 용접장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 단면 구성도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치의 작동 상태도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 단면 구성도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 적용되는 탄산가스 용접장치는 도 1에서 도시한 바와 같이, 로봇(1)의 아암(3) 선단에 용접 토치(5)가 장착되고, 용접 토치(5)의 내부에는 와이어 드럼(7)으로부터 이송관(15)을 통하여 용접 와이어(9)를 공급받을 수 있도록 구성된다.

상기 용접 토치(5)는 탄산가스 탱크(11)와 가스관(13)을 통하여 연결되어 탄산가스(CO₂)를 공급받아 용접부를 향하여 방출할 수 있도록 구성된다. 상기 용접 토치(5)는 탄산가스 용접기(10)와 연결되어 용접 전원을 공급받도록 구성된다.

그리고, 상기 와이어 드럼(7)의 내부에는 도 4 및 도 5에서와 같이, 코일 형상으로 감긴 용접 와이어(9)의 상부를 덮는 와이어 덮개(21)가 얹혀져 설치될 수 있다. 와이어 덮개(21)는 그 중앙에 용접 와이어(9)가 풀려나가도록 관통홀(23)을 형성하고 있다.

이러한 탄산가스 용접장치에서, 와이어 드럼(7)의 내부에는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용접 와이어 잔량 알림장치(100)가 구성된다.

본 실시예에 의한 상기 용접 와이어 잔량 알림장치(100)는 용접 와이어(9)의 소진 시점에 작업자가 용접 와이어(9)의 교체시기를 인지할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 스위칭유닛(40)과 표시수단(80)을 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

상기 스위칭유닛(40)은 와이어 드럼(7)에 구성되며 용접 와이어(9)가 통과하고, 제어기(60)와 전기적으로 연결되며 용접 와이어(9)를 통해 제어기(60)와 개폐 회로를 형성하는 구조로서 이루어진다.

이러한 스위칭유닛(40)은 와이어 드럼(7)의 내벽면에 연결되게 설치는 하우징(41)과, 하우징(41)에 상호 절연되게 설치되고 용접 와이어(9)가 통과할 수 있는 쓰루홀(43)을 지니며 제어기(60)와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 전기 접속부재(45)를 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 본 실시예에서는 한 쌍의 전기 접속부재(45)가 제어기(60)와 전기적으로 연결되게 구성되는 바, 용접 와이어(9)가 전기 접속부재(45)의 쓰루홀(43)을 통과하는 때, 전기 접속부재(45)와 제어기(60)는 폐회로(ON 회로)를 이루게 된다. 이 때 상기 제어기(60)는 뒤에서 더욱 설명될 표시수단(80)에 오프(OFF) 신호를 인가하게 된다.

그리고, 본 실시예에서는 용접 와이어(9)가 한 쌍의 전기 접속부재(45) 중 하나의 쓰루홀(43)을 통과하는 때, 전기 접속부재(45)와 제어기(60)는 개회로(OFF 회로)를 이루게 된다. 이 때 상기 제어기(60)는 표시수단(80)에 온(ON) 신호를 인가하게 된다.

상기에서, 하우징(41)은 한 쌍의 전기 접속부재(45)를 절연할 수 있는 부도체로서 이루어지며, 전기 접속부재(45)를 장착하기 위한 장착홈(47)이 도면을 기준할 때 상하 단부에 형성되어 있다.

또한, 상기 하우징(41)에는 각 전기 접속부재(45)와 연결되는 (+)(-)의 접속 단자(48, 49)가 설치된다.

본 실시예에서, 상기 전기 접속부재(45)는 하우징(41)에 상하 방향으로 배치되는 바, 위에서 언급한 바 있는 하우징(41)의 장착홈(47)에 장착될 수 있다.

여기서, 상기 전기 접속부재(45)의 쓰루홀(43)은 전기 접속부재(45)에 대한 용접 와이어(9)의 접촉 면적을 증대시키기 위해 직선 구간(44a)과, 그 직선 구간(44a)에 대하여 일정 각도로 비스듬하게 경사진 바이어스 구간(44b)으로 이루어진다.

그리고, 상기 전기 접속부재(45)에는 용접 와이어(9)를 쓰루홀(43)로 가이드하기 위한 부시부재(51)가 결합될 수 있다.

상기 부시부재(51)는 하우징(41)의 상하 단부 측에서 각각의 전기 접속부재(45)에 나사식으로 암수 결합될 수 있다. 이러한 부시부재(51)에는 용접 와이어(9)가 통과할 수 있는 가이드 홀(52)을 형성하고 있다.

한편, 상기 하우징(41)에는 전기 접속부재(45) 사이에 이들의 쓰루홀(43)과 연결되는 연결홀(53)이 형성되어 있다.

즉, 어느 하나의 전기 접속부재(45)를 통과한 용접 와이어(9)는 하우징(41)의 연결홀(53)을 통과하고, 다른 하나의 전기 접속부재(45)를 통고하게 된다.

그리고, 상기 제어기(60)는 전선 와이어(W)를 통해 하우징(41)의 접속 단자(48, 49)와 전기적으로 연결되는 바, 본 실시예에서 전선 와이어(W)는 와이어 드럼(7)의 내벽면과 하우징(41) 사이에서 코일 형상으로 감긴 형태를 취한다.

이는 용접 와이어(9)가 풀려나가면서 와이어 덮개(21)가 하강하는 경우, 하우징(41)이 와이어 덮개(21)를 따라 안정적으로 하강할 수 있도록 하기 위함이다.

본 실시예에서, 상기 표시수단(80)은 제어기(60)로부터 출력되는 전기적인 개폐 신호에 따라 작업자가 용접 와이어(9)의 교체 시기를 인식할 수 있도록 표시하기 위한 것이다.

상기 표시수단(80)은 제어기(60)의 출력신호에 따라 발광하는 램프(81)로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 램프(81)는 와이어 드럼(7)의 외부 일측에 장착할 수 있을 것이나, 작업자의 상주 공간 혹은 작업자가 램프(81)의 발광을 쉽게 인식할 수 있는 위치이면 그 설치위치는 특별히 한정되는 것은 아니다.

상기에서, 제어기(60)는 스위칭유닛(40)의 전기적인 개폐신호가 입력되면, 이에 상응하는 출력 신호를 표시수단(80)인 램프(81)에 출력하는 제어로직을 포함한다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치(100)의 작동은 먼저 도 4에서와 같이, 탄산가스 용접장치의 용접작동으로 인하여 와이어 드럼(7) 내부의 용접 와이어(9)가 풀려나가 용접 토치(5)로 공급된다.

이러한 용접 와이어의 공급 과정에, 본 실시예에서는 용접 와이어(9)가 각 전기 접속부재(45)의 쓰루홀(43)을 통과하게 되면서 전기 접속부재(45)와 제어기(60)는 폐회로(ON 회로)를 이루게 된다.

그러면, 상기 제어기(60)는 표시수단(80)인 램프(81)에 오프(OFF) 신호를 인가하게 된다.

한편, 본 실시예에서는 도 5에서와 같이, 와이어 드럼(7) 내의 용접 와이어(9)가 소진되어 와이어 덮개(21)가 하강하게 되고, 용접 와이어(9)가 한 쌍의 전기 접속부재(45) 중 하나의 쓰루홀(43)을 통과하게 되면, 전기 접속부재(45)와 제어기(60)는 개회로(OFF 회로)를 이루게 된다.

그러면, 상기 제어기(60)는 표시수단(80)인 램프(81)에 온(ON) 신호를 인가하여 그 램프(81)를 발광시킴으로써 작업자에게 용접 와이어(9)의 교체시기를 알리게 된다.

이와 같이 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치(100)에 의하면, 와이어 드럼(7) 내부의 용접 와이어(9)가 소진되는 시점에 스위칭유닛(40)을 통해 이를 감지하여 작업자가 용접 와이어(9)의 교체시기를 인지할 수 있도록 함으로써 작업자가 용접 와이어(9)의 교체 타이밍을 안정적으로 유지할 수 있도록 해준다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

40... 스위칭유닛 41... 하우징
43... 쓰루홀 44a... 직선 구간
44b... 바이어스 구간 45... 접속부재
47... 장착홈 48, 49... 접속 단자
51... 부시부재 52... 가이드 홀
53... 연결홀 60... 제어기
80... 표시수단 81... 램프
W... 전선 와이어

Claims

로봇의 아암 선단에 장착되는 용접 토치와, 상기 용접 토치와 이송관을 통하여 연결되어 용접 와이어를 공급하는 와이어 드럼과, 상기 용접 토치와 가스관을 통하여 연결되어 탄산가스(CO₂)를 용접부로 공급하는 탄산가스 탱크와, 상기 용접 토치와 연결되는 탄산가스 용접기를 포함하는 탄산가스 용접장치에 있어서,
상기 와이어 드럼에 구성되며 상기 용접 와이어가 통과하고, 제어기와 전기적으로 연결되며 상기 용접 와이어를 통해 상기 제어기와 개폐 회로를 이루는 스위칭유닛; 및
상기 제어기로부터 출력되는 전기적인 개폐 신호에 따라 작업자가 용접 와이어의 교체 시기를 인식할 수 있도록 표시하는 표시수단을 포함하며,
상기 스위칭유닛은 상기 와이어 드럼의 내벽면에 연결되게 설치되는 하우징과, 상기 하우징에 상호 절연되게 설치되고 상기 용접 와이어가 통과할 수 있는 쓰루홀을 지니며 상기 제어기와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 전기 접속부재를 포함하고,
상기 전기 접속부재에는 상기 용접 와이어를 쓰루홀로 가이드 하기 위한 부시부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 용접 와이어가 상기 각 전기 접속부재의 쓰루홀을 통과하는 때, 상기 전기 접속부재와 제어기는 폐회로를 이루며,
상기 제어기는 상기 표시수단에 오프 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접장치용 와이어 잔량 알림장치.
제3 항에 있어서,
상기 용접 와이어가 상기 한 쌍의 전기 접속부재 중 하나의 쓰루홀을 통과하는 때, 상기 전기 접속부재와 제어기는 개회로를 이루며,
상기 제어기는 상기 표시수단에 온 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접장치용 와이어 잔량 알림장치.
제1 항에 있어서,
상기 하우징에는,
상기 각 전기 접속부재와 연결되는 (+)(-)의 접속 단자가 설치되는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치.
제5 항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 한 쌍의 전기 접속부재를 절연할 수 있는 부도체로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치.
제1 항에 있어서,
상기 전기 접속부재는 상기 하우징에 상하 방향으로 배치되고,
상기 하우징에는 상기 전기 접속부재 사이에 상기 쓰루홀과 연결되는 연결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치.
제7 항에 있어서,
상기 각 쓰루홀은 직선 구간과, 상기 직선 구간에 대하여 일정 각도로 비스듬하게 경사진 바이어스 구간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치.
제1 항에 있어서,
상기 스위칭유닛과 제어기는 전선 와이어를 통해 연결되며,
상기 전선 와이어는 상기 와이어 드럼의 내벽면과 스위칭유닛 사이에서 코일 형태로 감긴 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 표시수단은,
상기 제어기의 출력신호에 따라 발광하는 램프로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용접장치용 용접 와이어 잔량 알림장치.