KR20060001597A - Automatic welding system using numerical control machine - Google Patents

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Abstract

수치제어장비를 이용한 자동 용접장치가 개시된다. 개시된 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치는, 용접봉이 물리는 용접토치와; 상기 용접토치가 수치제어장비에 연결되기 위해 상기 용접토치의 단부에 결합되는 아바와; 상기 용접토치와 연결되어 용접이 이루어지게 하는 용접기와; 상기 용접기에 의해 용접이 이루어지는 모재에 용접이 이루어지도록 공급되는 용접와이어와; 상기 용접기와 상기 수치제어장비가 연결되어 자동적으로 용접이 이루어지도록 하는 인터페이스장비;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. An automatic welding device using a numerical control device is disclosed. Automatic welding apparatus using the numerical control equipment disclosed, and the welding torch is a welding torch; An abator coupled to an end of the welding torch to connect the welding torch to a numerical control device; A welder connected to the welding torch to perform welding; A welding wire supplied to weld the base metal to be welded by the welder; It characterized in that it comprises a; interface equipment for the welding is connected to the welder and the numerical control equipment automatically made.

본 발명에 따르면, 금형 용접 무인화로 용접의 자동화가 이루어져 균일한 용접이 가능하여 용접품질을 향상시킬 수 있고, 용접 속도를 대폭 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 용접시간을 단축시킬 수 있게 되고, 용접에 대한 기포가 없으며, 좁고 깊숙한 곳도 용접이 가능하고, 슬래그 제거 공정이 필요 없게 되고, 용접봉의 사용을 줄일 수 있으며, 유해한 용접가스로부터 작업자를 보호할 수 있으며, 과용접 및 미용접이 발생하지 않는 이점이 있다.According to the present invention, the welding can be automated by the unmanned mold welding, which enables uniform welding, thereby improving the welding quality, significantly improving the welding speed, and thus shortening the welding time. No air bubbles, no welding in narrow and deep areas, no need for slag removal process, less use of electrodes, protection of workers from harmful welding gases, no over-welding and no cosmetic welding There is this.

용접토치, 아바, 수치제어장비Welding Torch, AVA, Numerical Control Equipment

Description

수치제어장비를 이용한 자동 용접장치{AUTOMATIC WELDING SYSTEM USING NUMERICAL CONTROL MACHINE}Automatic welding device using numerical control equipment {AUTOMATIC WELDING SYSTEM USING NUMERICAL CONTROL MACHINE}

도 1은 일반적인 용접기의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a general welding machine.

도 2는 본 발명에 따른 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치의 구성을 개략적으로 나타내 보인 블록도.Figure 2 is a block diagram schematically showing the configuration of an automatic welding device using a numerical control equipment according to the present invention.

도 3은 도 2의 용접토치 및 아바의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.3 is a view schematically showing the configuration of the welding torch and the bar of FIG.

도 4는 도 2의 인터페이스장비를 구체적으로 나타내 보인 블록도.Figure 4 is a block diagram showing in detail the interface equipment of FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10. 용접토치10. Welding Torch

20. 용접기20. Welder

30. 아바30. Abba

40. 수치제어장비40. Numerical Control Equipment

50. 인터페이스장비50. Interface equipment

60. 용접와이어60. Welding Wire

본 발명은 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동화에 의한 균일한 용접 품질을 얻고, 용접 속도를 향상시키며, 용접시간을 단축시키기 위한 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic welding device using a numerical control device, and more particularly, to an automatic welding device using a numerical control device for obtaining uniform welding quality by automation, improving welding speed, and reducing welding time. It is about.

일반적인 용접장치가 도 1에 도시되어 있다.A typical welding apparatus is shown in FIG.

도시된 바와 같이, 용접기(5)와 연결되어 피용접 부재인 모재(1)에 열을 가하기 위한 홀더(holder)(3)가 구비되고, 이 홀더(3)에는 용접봉(2)이 물려 있다. 그리고 상기 용접기(5)와 홀더(3)에는 전극 케이블(cable)(4)이 연결되고, 상기 모재(1)와 용접기(5)에는 접지 케이블(6)이 연결된다.As shown, a holder 3 is connected to the welding machine 5 to apply heat to the base material 1, which is a member to be welded, and a welding rod 2 is held in the holder 3. An electrode cable 4 is connected to the welder 5 and the holder 3, and a ground cable 6 is connected to the base material 1 and the welder 5.

한편, 예컨대, 금형의 수정용접에서는 기존 금형의 형상과 새로운 금형의 형상을 비교하여 적층이 필요한 부분을 작업자가 수동 용접을 통해 금속에 적층하고, 기계가공을 통하여 치수 정도를 높여 시작품의 개발에 이용하고 있다.On the other hand, for example, in the modified welding of a mold, a part of a part that needs to be laminated is compared to a metal by manual welding by comparing the shape of an existing mold with the shape of a new mold, and used to develop prototypes by increasing the degree of dimension through machining. Doing.

그리고 현장에서 적용하고 있는 수동 용접의 경우에는, 현장 작업자의 기술에 의존하여 용접을 수행하기 때문에 도면 및 캐드 데이터(CAD Data)의 이해도에 따라 적층이 필요한 부분이 미용접되는 경우가 있다. In the case of manual welding applied in the field, the welding is performed depending on the technology of the field worker, and thus, the part requiring lamination may be welded depending on the understanding of the drawings and the CAD data.

또한 적층량이 많은 경우에는 시간과 비용이 많이 소요되며 용접 품질은 작업자의 숙련도에 따라 서로 상이하다.In addition, when the lamination amount is large, it takes time and money, and the welding quality is different depending on the skill of the operator.

그리고 용접 작업의 힘들고 어려운 환경으로 인해 용접 담당을 기피하는 경향으로 용접 작업에 대한 자동 용접 장치가 필요한 실정이다. In addition, due to the difficult and difficult environment of the welding work, the automatic welding device for the welding work is required due to the tendency to avoid the welding charge.

상기한 바와 같이 종래의 용접장치에 의한 용접 작업은, 유해한 용접가스에 항상 노출되어 작업을 기피하는 경향이 있다. 그리고 작업자에 숙련도에 따라 용 접품질이 좌우되어 결국, 작업자의 실수에 의해서 과용접 또는 미용접이 발생한다.As mentioned above, the welding operation by the conventional welding apparatus tends to avoid exposure by always being exposed to harmful welding gas. And the welding quality depends on the skill of the operator, and eventually, over welding or beauty welding occurs due to the operator's mistake.

또한 수동 용접은 용접시간이 과다하게 소요되고, 용접 후 슬래그(slag) 제거에 많은 시간 및 공수가 소요된다. In addition, manual welding requires excessive welding time, and a large amount of time and labor is required for slag removal after welding.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 금형 용접 무인화로 용접의 자동화가 이루어져 균일한 용접이 가능하고, 용접시간을 단축시키며, 슬래그 제거 공정을 삭제되게 하고, 유해한 용접가스로부터 작업자를 보호하며, 과용접 및 미용접이 발생하지 않도록 한 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created in order to solve the above problems, the automated welding of the mold unmanned welding can be made uniform welding, shortening the welding time, eliminating the slag removal process, workers from harmful welding gas The purpose of the present invention is to provide an automatic welding device using a numerical control device that protects and prevents over welding and cosmetic welding.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치는, 용접봉이 물리는 용접토치와; 상기 용접토치가 수치제어장비에 연결되기 위해 상기 용접토치의 단부에 결합되는 아바와; 상기 용접토치와 연결되어 용접이 이루어지게 하는 용접기와; 상기 용접기에 의해 용접이 이루어지는 모재에 용접이 이루어지도록 공급되는 용접와이어와; 상기 용접기와 상기 수치제어장비가 연결되어 자동적으로 용접이 이루어지도록 하는 인터페이스장비;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.Automatic welding device using the numerical control equipment of the present invention for achieving the above object, the welding torch is a welding torch; An abator coupled to an end of the welding torch to connect the welding torch to a numerical control device; A welder connected to the welding torch to perform welding; A welding wire supplied to weld the base metal to be welded by the welder; It characterized in that it comprises a; interface equipment for the welding is connected to the welder and the numerical control equipment automatically made.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에는 본 발명에 따른 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치의 구성을 개 략적으로 나타낸 블록도가 도시되어 있다.Figure 2 is a block diagram schematically showing the configuration of an automatic welding device using a numerical control equipment according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치는, 도 3과 같은 용접봉(70)이 물리는 용접토치(torch)(10)와, 이 용접토치(10)가 수치제어(NC)장비(Numerical Control machine)(40) 즉, 3축 공작기계 등의 에 연결되기 위해 상기 용접토치(10)의 단부에 결합되는 아바(arbor)(30)와, 상기 용접토치(10)와 연결되어 용접이 이루어지게 하는 용접기(20)와, 이 용접기(20)에 의해 용접되는 모재에 용접이 이루어지도록 공급되는 용접와이어(60)와, 상기 용접기(20)와 수치제어장비(40)가 연결되어 자동적으로 용접이 이루어지도록 하는 인터페이스장비(50)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the automatic welding apparatus using the numerical control equipment according to the present invention includes a welding torch 10 to which the electrode 70 as shown in FIG. 3 bites, and the welding torch 10 is numerically controlled ( NC (Numerical Control machine) 40, that is, the arbor (30) coupled to the end of the welding torch 10 to be connected to, such as a three-axis machine tool, and the welding torch (10) and The welding machine 20 connected to the welding to be made, the welding wire 60 is supplied to be welded to the base material welded by the welding machine 20, the welder 20 and the numerical control equipment 40 It is configured to include an interface device 50 to be connected and automatically welded.

상기 용접토치(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 용접봉(70)이 직접적으로 물리는 용접팁부재(11)와, 이 용접팁부재(11)의 외부를 감싸며 결합되는 홀더부재로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the welding torch 10 includes a welding tip member 11 to which the welding rod 70 is directly bitten, and a holder member which is coupled to surround the outside of the welding tip member 11.

그리고 상기 홀더부재는, 용접팁부재(11)의 하단부를 감싸는 커버부재(12a,12b)와, 상기 아바(30)가 결합되는 연결부재(13)로 이루어진다.The holder member includes a cover member 12a and 12b surrounding the lower end of the welding tip member 11 and a connection member 13 to which the aba 30 is coupled.

또한 상기 커버부재(12a,12b)는 원형으로 분리가 가능하게 이루어지고, 소정의 체결부재 예컨대, 볼트(미도시) 등에 의해 결합된다.In addition, the cover members 12a and 12b may be detachably formed in a circular shape, and are coupled by a predetermined fastening member, for example, a bolt (not shown).

그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 인터페이스장비(50)는, 서보 와이어(Promig 120R)(51)와, 용접 컨트롤러(Promig 520R-F)(52)와, 외장 제어기(53)와, 머시닝 센터(FANUC 15MB)(54)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4, the interface device 50 includes a servo wire (Promig 120R) 51, a welding controller (Promig 520R-F) 52, an external controller 53, and a machining center. (FANUC 15MB) 54 is configured.

특히, 상기 외장 제어기(53)는 D/A 보드, A/D보드 및 피엘시(PLC)로 이루어 져 상기 머시닝 센터(54)와 용접 컨트롤러(52)와 연결된다.In particular, the external controller 53 is composed of a D / A board, an A / D board, and a PLC (PLC) to be connected to the machining center 54 and the welding controller 52.

상기 D/A 보드의 입력부에는 수치제어장비(40) 중 예컨대, 밀링 PLC가 연결되고, 출력부에는 용접기(20)가 연결된다. 그리고 상기 A/D 보드의 입력부에는 용접기(20)가 연결되고, 출력부에는 상기한 밀링 PLC가 연결된다.For example, the milling PLC of the numerical control equipment 40 is connected to the input of the D / A board, and the welding machine 20 is connected to the output. And the welding machine 20 is connected to the input of the A / D board, the milling PLC is connected to the output.

한편, 도 4에서 1번 신호는 디지털 신호로 용접조건번호, 용접기(20) 온/오프(on/off) 등의 정보 신호이다. 그리고 2번 신호는 아날로그 신호로 용접 전압 및 전류, 와이어 피딩(wire feeding)에 대한 정보 신호이다.On the other hand, signal 1 in Figure 4 is a digital signal, such as the welding condition number, the welder 20 on / off (on / off) information signal. The second signal is an analog signal and is an information signal for welding voltage, current, and wire feeding.

또한 3번 신호는 아날로그 신호로 용접 상태 피드백, 용접기(20) 준비 상태 및 에러 발생 여부에 대한 정보 신호이다. 그리고 4번 신호는 디지털 신호로 용접기(20) 준비 상태 , 용접기(20) 에러 등의 정보 신호이다.In addition, signal 3 is an analog signal, which is an information signal about a welding state feedback, a welder 20 ready state, and an error occurrence. The signal 4 is a digital signal and is an information signal such as a welder 20 ready state and a welder 20 error.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the automatic welding device using the numerical control equipment according to the present invention having the configuration as described above are as follows.

도면을 다시 참조하면, 금형 수정용접, 금형인부의 육성 용접시 수작업에 의한 미용접부 발생, 작업자에 따라 용접 품질 문제 및 차이점이 발생하고 있어, 금형 수정 및 육성 용접의 품질을 향상시키고, 금형 제작 납기를 단축할 수 있는 시스템이 필요하다.Referring back to the drawings, mold modification welding, cosmetic welding by manual labor during mold welding, and welding quality problems and differences occur depending on the operator, improving the quality of mold modification and development welding, and producing mold There is a need for a system that can shorten the cost.

따라서 본 발명에 따른 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치는, 수치제어장비(40)의 CAD 데이터를 수치제어(NC)화하여 수치제어장비(40)인 NC공작기계에서 예컨대, 레이저 용접 등으로 최적의 용접 품질을 구현한다.Therefore, the automatic welding device using the numerical control equipment according to the present invention, by numerical control (NC) of the CAD data of the numerical control equipment 40 is optimal in the NC machine tool of the numerical control equipment 40, for example, laser welding To realize the welding quality.

이를 보다 구체적으로 설명한다.This will be described in more detail.

상기 용접기(20) 예컨대, 미그(MIG) 용접기의 헤드를 수치제어장비(40)에 연결하고, 이때 아바(30)를 이용하여 연결한다. 그리고 용접 작업시 접지 문제를 해결하기 위해 고무 패드를 절연체로 사용한다.The welding machine 20, for example, the head of the MIG (MIG) welding machine is connected to the numerical control equipment 40, at this time using the aba (30). Rubber pads are used as insulation to solve grounding problems in welding operations.

또한 상기 수치제어장비(40)의 캐드 데이터를 이용하여 NC 절삭 툴 경로(Toolpath) 생성 후 적층이 가능하도록 편집 적용한다. 즉, 용접 속도, 전류, 토치각, 거리 등을 편집 적용한다.In addition, the CAD data of the numerical control device 40 is edited and applied to enable lamination after generating the NC cutting toolpath. That is, the welding speed, current, torch angle, distance, etc. are edited and applied.

그리고 고정 및 변동변수의 용접 변수를 적용한다.We then apply the fixed and variable welding parameters.

상기와 같은 본 발명은, 현재 연속 자동 용접이 가능하도록 사용할 수 있는 육성용 용접와이어(60)를 사용한다. 예컨대, 레이저 용접기에 장착이 가능하다.The present invention as described above uses a welding wire 60 for development that can be used to enable continuous automatic welding at present. For example, it can be mounted on a laser welding machine.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the automatic welding apparatus using the numerical control equipment according to the present invention has the following effects.

금형 용접 무인화로 용접의 자동화가 이루어져 균일한 용접이 가능하여 용접품질을 향상시킬 수 있고, 용접 속도를 대폭 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 용접시간을 단축시킬 수 있게 된다.Automated welding can be performed by unmanned mold welding, which enables uniform welding, thereby improving welding quality, greatly improving welding speed, and thus shortening welding time.

그리고 용접에 대한 기포가 없으며, 좁고 깊숙한 곳도 용접이 가능하다.And there is no bubble for welding, and welding is possible even in narrow and deep places.

또한 슬래그 제거 공정이 필요 없게 되고, 용접봉의 사용을 줄일 수 있으며, 유해한 용접가스로부터 작업자를 보호할 수 있다.It also eliminates the need for slag removal, reduces the use of electrodes and protects workers from harmful welding gases.

과용접 및 미용접이 발생하지 않는다.Overwelding and cosmetic welding do not occur.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims (4)

용접봉이 물리는 용접토치와;A welding torch which the welding rod bites; 상기 용접토치가 수치제어장비에 연결되기 위해 상기 용접토치의 단부에 결합되는 아바와;An abator coupled to an end of the welding torch to connect the welding torch to a numerical control device; 상기 용접토치와 연결되어 용접이 이루어지게 하는 용접기와;A welder connected to the welding torch to perform welding; 상기 용접기에 의해 용접이 이루어지는 모재에 용접이 이루어지도록 공급되는 용접와이어와;A welding wire supplied to weld the base metal to be welded by the welder; 상기 용접기와 상기 수치제어장비가 연결되어 자동적으로 용접이 이루어지도록 하는 인터페이스장비;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치.Automatic welding device using a numerical control equipment comprising a; interface equipment for the welding is automatically connected to the welding machine and the numerical control equipment. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용접토치는,The welding torch, 상기 용접봉이 직접적으로 물리는 용접팁부재와;A welding tip member to which the electrode is directly bitten; 상기 용접팁부재의 외부를 감싸며 결합되는 홀더부재;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치.Automatic welding device using a numerical control equipment, characterized in that it comprises a; holder member is coupled to surround the outside of the welding tip member. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 홀더부재는,The holder member, 상기 용접팁부재의 하단부를 감싸는 커버부재와;A cover member surrounding the lower end of the welding tip member; 상기 아바가 결합되는 연결부재;로 이루어진 것을 특징으로 하는 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치.Automatic welding device using a numerical control equipment, characterized in that consisting of; 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 커버부재는, 원형으로 분리가 가능하게 이루어지고, 소정의 체결부재에 의해 결합되도록 된 것을 특징으로 하는 수치제어장비를 이용한 자동 용접장치.The cover member, the automatic welding device using a numerical control equipment, characterized in that the separation is made in a circular shape, it is to be coupled by a predetermined fastening member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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