(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2017년10월10일
(11) 등록번호 10-1777046
(24) 등록일자 2017년09월04일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B23K 9/28 (2006.01) B23K 37/02 (2006.01)
B23K 9/10 (2006.01) B23K 9/29 (2006.01)
B23K 9/32 (2006.01) B23K 101/18 (2006.01)
(52) CPC특허분류
B23K 9/28 (2013.01)
B23K 37/0247 (2013.01)
(21) 출원번호 10-2016-0040793
(22) 출원일자 2016년04월04일
심사청구일자 2016년04월04일
(56) 선행기술조사문헌
JP2003001422 A*
(뒷면에 계속)
(73) 특허권자
카토즈 주식회사
부산광역시 강서구 과학산단1로60번길 30 ,
실험동407호(지사동,한국생산기술연구원)
(72) 발명자
정재욱
경상남도 김해시 율하2로 87, 506동 101호(
율하동, 모아미래도 아파트)
김기룡
부산광역시 동래구 사직로 80, 127동 1203호(사직
동, 사직쌍용예가)
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
정병홍
전체 청구항 수 : 총 1 항 심사관 : 홍성의
(54) 발명의 명칭 태크용접 보조장치
(57) 요 약
본 발명에 따른 태크용접 보조장치는 수평센서가 장착된 바디부(100); 상기 바디부(100) 중심에 결합되
며, 중심부에 토치(10)가 결합되되 상기 토치(10)의 크기에 따라 교체되고, 결합된 토치(10)와 모재(20)와의 접
촉각도를 조절하는 구면 베어링(B); 상기 바디부(100) 하측에 1~2개로 형성되 모재(20)와 접촉하면서 회전 주행
(뒷면에 계속)
대 표 도 - 도1
등록특허 10-1777046
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하며, 동력을 부여하는 구동모터와 회전 수를 감지하는 회전센서가 장착된 바퀴(200); 상기 바디부(100) 하측에
연장되어 형성되며, 상기 토치(10)의 용접범위를 한정하고, 끝단이 용접부위와 맞닿아 용접위치를 가이드 하는
보조틀(300); 상기 바디부(100)의 하부 측면을 차폐하는 형상으로 형성되어, 상기 토치(10)의 측면부가 차폐됨으
로써 용접 시 분출되는 아르곤 가스를 일정시간 머물도록 하여 용접부에 산화방지막을 형성하도록 하는 아크릴막
(110); 및 상기 바퀴에 장착되며, 상기 수평센서를 데이터를 파악하여 상기 모재(20)의 높낮이 차이를 판단하며,
상기 회전 수 감지센서의 정보를 받아들여 용접 간격을 조정하고, 상기 구동모터의 동작을 제어하여 상기 바퀴가
일정한 속도로 주행하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하고, 회전 수 감지센서를 이용하여 일정
한 간격으로 빠르고 정확하게 태크용접을 할 수 있도록 하며, 이로 인하여 작업 피로도 감소 및 숙련되지 못한
인원도 숙련된 작업자의 수준으로 태크용접을 할 수 있는 효과를 제공한다.
(52) CPC특허분류
B23K 37/0282 (2013.01)
B23K 9/10 (2013.01)
B23K 9/287 (2013.01)
B23K 9/291 (2013.01)
B23K 9/32 (2013.01)
B23K 2201/18 (2013.01)
(72) 발명자
박지원
부산광역시 동래구 사직북로19번길 22 (사직동)
허윤정
경상남도 김해시 가야로451번길 9, 104동 503호(동
상동, 롯데캐슬가야1단지아파트)
(56) 선행기술조사문헌
KR200157075 Y1*
JP4395939 B2*
KR2019910001602 Y1*
KR1020130027726 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
등록특허 10-1777046
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명 세 서
청구범위
청구항 1
수평센서가 장착된 바디부(100);
상기 바디부(100) 중심에 결합되며, 중심부에 토치(10)가 결합되되 상기 토치(10)의 크기에 따라 교체되고, 결
합된 토치(10)와 모재(20)와의 접촉각도를 조절하는 구면 베어링(B);
상기 바디부(100) 하측에 1~2개로 형성되 모재(20)와 접촉하면서 회전 주행하며, 동력을 부여하는 구동모터와
회전 수를 감지하는 회전센서가 장착된 바퀴(200);
상기 바디부(100) 하측에 연장되어 형성되며, 상기 토치(10)의 용접범위를 한정하고, 끝단이 용접부위와 맞닿아
용접위치를 가이드 하는 보조틀(300);
상기 바디부(100)의 하부 측면을 차폐하는 형상으로 형성되어, 상기 토치(10)의 측면부가 차폐됨으로써 용접 시
분출되는 아르곤 가스를 일정시간 머물도록 하여 용접부에 산화방지막을 형성하도록 하는 아크릴막(110); 및
상기 바퀴에 장착되며, 상기 수평센서의 데이터를 파악하여 상기 모재(20)의 높낮이 차이를 판단하며, 상기 회
전 수 감지센서의 정보를 받아들여 용접 간격을 조정하고, 상기 구동모터의 동작을 제어하여 상기 바퀴가 일정
한 속도로 주행하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태크용접 보조장치.
청구항 2
삭제
청구항 3
삭제
청구항 4
삭제
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 태크용접 보조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작업자의 작업능력에 상관없이 정확하[0001]
고 일정한 간격으로 태크용접을 할 수 있도록 하는 보조장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
일반적으로 모재와 모재를 상호 결합시키는 방법으로, 모재가 금속 재질인 경우에는 간편히 모재를 서[0002]
로 결합시킬 수 있는 용접방법이 널리 사용되고 있다.
한편, 모재와 모재의 위치가 정확하게 설정되는 용접이 요구되는 경우에는 본 용접을 수행하기 앞서서,[0003]
모재와 모재 사이에 임시로 용접을 수행하여 모재의 위치를 설정하는 태크 용접(Tack welding)이 선 수행된다.
따라서, 상기 태크 용접은 용접될 모재와 모재의 위치를 최초 설정하는 매우 중요한 공정인 만큼, 용접[0004]
될 모재와 모재의 위치가 정확하게 설정된 상태에서 태크 용접이 수행되어야 상기 태크 용접 후에 수행될 본 용
접을 통해 모재와 모재의 위치가 정확하게 설정된 상태에서 용접이 완료될 수 있는 것이다.
하지만, 종래에 태크 용접 과정에서 모재와 모재의 위치를 설정하는 방법은 모재를 누를 수 있는 가압[0005]
체로 어느 하나의 모재를 눌러 고정한 상태에서 다른 모재를 고정된 모재에 근접하게 위치시킨 후, 작업자의 눈
짐작으로 다른 모재의 위치를 설정한 후에 태크 용접을 수행하여 모재와 모재의 위치를 설정하였는데, 이러한
등록특허 10-1777046
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방법은 모재와 모재의 위치 설정에 대한 정확성이 낮아지는 단점이 있었다.
더욱이, 작업자가 모재의 정확한 위치를 직접 설정해야하는 조심스러운 과정이 요구되는 만큼, 작업에[0006]
소요되는 시간이 많아 다소 작업속도가 낮다는 단점이 있었다.
본 발명의 태크용접 보조장치에 관하여 종래의 발명으로는, '공개특허공보 제10-2005-0120984호'의 외[0007]
형이 원형으로 이루어져 지시용 레이저빔을 조사하는 레이저 포인터; 투명재질로 이루어지며, 일측에 레이저 용
접건의 가동전극을 끼워 조임볼트로 고정하도록 전극 끼움홀을 형성하고, 그 타측에는 상기 레이저 포인터를 가
동전극과 동일방향으로 끼워서 설치할 수 있도록 포인터 설치홈을 형성하는 고정 브라켓; 상기 고정 브라켓의
포인터 설치홈의 반대측 단면상에 포인터 설치홈을 중심으로 하여 설치되는 직각 표시판; 상기 용접대상물 상의
일측에 장착되어 상기 레이저 포인터로부터 조사되는 레이저빔을 상기 직각 표시판을 향하여 반사하는 빔 반사
경;을 포함하는 스폿 용접용 로봇의 티칭 보조장치가 있고, '공개특허공보 제10-2013-0021565호'의 대형관 타입
의 파이프(100)를 용접하는 장치에 있어서, 상기 파이프(100)가 고정베드(18)에 안착될 때, 상기 파이프(100)의
각축에 대한 치수에 맞도록 제어하는 복합M/C(12)와; 모터(22), 아이들 롤러(24), 가이드 레일(26), 프레임(2
8)으로 구성되며, 상기 파이프(100)를 길이방향과 폭방향으로 이동시키는 보조 구동부(20)와; 상기 고정베드
(18)에 설치된 프레임(32)과, 상기 프레임(32)의 정면에 설치된 모터(34), 상기 모터(34)의 구동력으로 회전하
는 샤프트(36)로 구성된 메인 구동부(30)와; 상기 파이프(100)의 두께가 두꺼울 때 사용하는 제1 토치부(52)와,
상기 파이프(100)의 두께가 얇을 때 사용하는 제2 토치부(54)와, 탄소 아크 용접을 수행하는 제3 토치부(56)와,
플럭스 코어드 아크 용접을 수행하는 제4토치부(58)와; 상기 제1,2,3,4, 토치부(52,54,56,58)의 동작 시에 정확
한 위치를 제어할 수 있도록 하는 용접선 추적기(50)로 구성됨을 특징으로 하는 대형관 타입의 파이프 자동 용
접 시스템이 개시되어 있다.
선행기술문헌
KR 10-2005-0120984A[0008]
KR 10-2013-0021565A[0009]
EP 01831907 A2[0010]
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명의 목적은 작업자의 스킬에 상관없이 빠르고 정확한 태크용접을 할 수 있도록 하는 것이다. [0011]
과제의 해결 수단
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태크용접 보조장치는, 수평센서가 장착된 바디부(100);[0012]
상기 바디부(100) 중심에 결합되며, 중심부에 토치(10)가 결합되되 상기 토치(10)의 크기에 따라 교체되고, 결
합된 토치(10)와 모재(20)와의 접촉각도를 조절하는 구면 베어링(B); 상기 바디부(100) 하측에 1~2개로 형성되
모재(20)와 접촉하면서 회전 주행하며, 동력을 부여하는 구동모터와 회전 수를 감지하는 회전센서가 장착된 바
퀴(200); 상기 바디부(100) 하측에 연장되어 형성되며, 상기 토치(10)의 용접범위를 한정하고, 끝단이 용접부위
와 맞닿아 용접위치를 가이드 하는 보조틀(300); 상기 바디부(100)의 하부 측면을 차폐하는 형상으로 형성되어,
상기 토치(10)의 측면부가 차폐됨으로써 용접 시 분출되는 아르곤 가스를 일정시간 머물도록 하여 용접부에 산
화방지막을 형성하도록 하는 아크릴막(110); 및 상기 바퀴에 장착되며, 상기 수평센서를 데이터를 파악하여 상
기 모재(20)의 높낮이 차이를 판단하며, 상기 회전 수 감지센서의 정보를 받아들여 용접 간격을 조정하고, 상기
구동모터의 동작을 제어하여 상기 바퀴가 일정한 속도로 주행하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으
로 한다.
발명의 효과
이상과 같이 본 발명은 회전 수 감지센서를 이용하여 일정한 간격으로 빠르고 정확하게 태크용접을 할[0013]
수 있도록 하며, 이로 인하여 작업 피로도 감소 및 숙련되지 못한 인원도 숙련된 작업자의 수준으로 태크용접을
할 수 있는 효과를 가진다.
등록특허 10-1777046
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도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태크용접 보조장치의 사시도이다;[0014]
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해[0015]
를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 각 구성 단계에 대한 상세한 설명에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는[0016]
통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으
로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합
하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명
의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에
있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
일반적으로 모재와 모재를 상호 결합시키는 방법으로, 모재가 금속 재질인 경우에는 간편히 모재를 서[0017]
로 결합시킬 수 있는 용접방법이 널리 사용되고 있다.
한편, 모재와 모재의 위치가 정확하게 설정되는 용접이 요구되는 경우에는 본 용접을 수행하기 앞서서,[0018]
모재와 모재 사이에 임시로 용접을 수행하여 모재의 위치를 설정하는 태크 용접(Tack welding)이 선 수행된다.
따라서, 상기 태크 용접은 용접될 모재와 모재의 위치를 최초 설정하는 매우 중요한 공정인 만큼, 용접[0019]
될 모재와 모재의 위치가 정확하게 설정된 상태에서 태크 용접이 수행되어야 상기 태크 용접 후에 수행될 본 용
접을 통해 모재와 모재의 위치가 정확하게 설정된 상태에서 용접이 완료될 수 있는 것이다.
하지만, 종래에 태크 용접 과정에서 모재와 모재의 위치를 설정하는 방법은 모재를 누를 수 있는 가압[0020]
체로 어느 하나의 모재를 눌러 고정한 상태에서 다른 모재를 고정된 모재에 근접하게 위치시킨 후, 작업자의 눈
짐작으로 다른 모재의 위치를 설정한 후에 태크 용접을 수행하여 모재와 모재의 위치를 설정하였는데, 이러한
방법은 모재와 모재의 위치 설정에 대한 정확성이 낮아지는 단점이 있었다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 태크용접 보조장치는 바디부(100); 상기 바디부(100) 중심에 결합되[0021]
며, 중심부에 토치(10)가 결합되고, 결합된 토치(10)와 모재(20)와의 접촉각도를 조절하는 구면 베어링(B); 상
기 바디부(100) 하측에 1~2개로 형성되어, 모재(20)와 접촉하면서 회전 주행하는 바퀴(200); 상기 바디부(100)
하측에 연장되어 형성되며, 상기 토치(10)의 용접범위를 한정하고, 용접위치를 가이드 하는 보조틀(300); 상기
바디부(100)의 하부 측면을 차폐하는 형상으로 형성되어, 상기 토치(10)의 측면부가 차폐됨으로써 용접 시 분출
되는 아르곤 가스를 일정시간 머물도록 하여 용접부에 산화방지막을 형성하도록 하는 아크릴막(110); 을 포함하
는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 상기 바퀴(200)는 상기 바디부(100)가 모재(20)의 상부에서 주행할 수 있도록 하며, 겹침[0022]
용접시 상단에 위치하는 모재(20)를 눌러주며 주행하여 모재(20)간의 틈이 발생하지 않도록 한다.
상기 토치(10)는 아르곤 용접기인 것이 바람직하며, 아르곤 가스탱크와 연결되어 아르곤 가스를 공급받[0023]
고, 소결금속필터를 추가로 구성한다.
상기 소결금속필터는 황동 분말체를 소결시킨 것으로서, 아르곤 가스를 분당 1리터 이상 통과시킬 수[0024]
있어야 하며, 분당 5리터를 통과시킬 수 있는 것이 바람직하다. 아르곤 가스가 처음 토치로 공급될 때, 상기 소
결금속필터를 통과함으로서, 밸브가 처음 개방되었을 때 갑자기 큰 압력으로 분출되는 것을 억제하여 가스의 소
모를 절약하며, 초기 아크를 안정되게 발생시키는 효과를 가진다.
상기 보조틀(300)은 모재(20)와 모재(20) 사이의 용접부위를 정확하게 용접할 수 있도록 끝단이 용접부[0025]
위와 맞닿아 주행되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 바퀴(200)는 회전 수 감지센서가 장착되어, 바퀴(200)의 회전 수에 따라 용접 간격을[0026]
2mm~50mm 범위 내에서 조정하는 제어부를 더 포함한다.
상기 제어부에 별도로 설정한 값에 따라 일정한 간격으로 용접이 진행되므로, 작업자의 스킬과 관계없[0027]
이 빠르고 정확한 용접이 가능하다.
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상기 구면 베어링(B)은 결합된 토치(10)와 모재(20)간의 각도조절이 용이하도록 구성되어 여러 변수에[0028]
도 정확하고 안정적인 용접을 할 수 있도록 하며, 또한 상기 토치(10)의 크기에 따라 다양한 사이즈로 변경하는
것이 가능하도록 하여 호환성을 높였다.
따라서, 작업자의 움직임에 따른 토치(10)의 흔들림을 방지하여 용접부위의 품질을 향상시킬 수 있는[0029]
추가적인 효과를 가지므로, 본 발명의 태크용접 보조장치는 태크용접 뿐 만 아니라 일반적인 직선방향의 용접에
도 적용되는 것이 가능하다.
또한, 상기 아크릴막(110)은 용접시 발생하는 열에 의해서 모재(20)가 산소와 접촉시 산화되거나 타는[0030]
현상을 방지하기 위하여, 아르곤 가스를 용접부 주변에 모재가 안정될 때까지 응집시켜주는 역할을 한다.
본 발명의 다른 실시예로는 바디부(100); 상기 바디부(100) 중심에 결합되며, 중심부에 별도의 용접기[0031]
와 연결된 토치(10)가 결합되고, 결합된 토치(10)와 모재(20)와의 접촉각도를 조절하는 구면 베어링(B); 상기
바디부(100) 하측에 1~2개로 형성되어, 모재(20)와 접촉하면서 회전 주행하는 바퀴(200); 상기 바디부(100) 하
측에 연장되어 형성되며, 상기 토치(10)의 용접범위를 한정하고, 용접위치를 가이드 하는 보조틀(300); 로 구성
되는 태크용접 보조장치에 있어서, 상기 바퀴(200)는 동력을 부여하는 구동모터가 장착되고, 상기 구동모터의
동작은 제어부를 통하여 제어하여 일정한 속도로 주행하도록 한다.
또한, 상기 바퀴(200)는 회전 수 감지센서가 장착되어, 바퀴(200)의 회전 수에 따라 용접 간격을[0032]
2mm~50mm 범위 내에서 조정하는 제어부를 더 포함한다.
또한, 상기 바디부(100)에는 수평센서가 장착되어, 겹침 용접과 같이 모재(20)간의 높낮이가 차이나는[0033]
상황에 있어서, 제어부를 통하여 상기 수평센서의 데이터를 파악하고, 상기 바디부(100)의 기울기 정도에 따라
모재(20)의 높낮이 차이를 판단하며, 토치(10) 끝단의 돌출길이를 조절하여 용접이 원활하게 되도록 한다.
따라서, 별도의 작업인력 없이도 구동모터와 제어부만 작동시키면 태크용접이 가능하다.[0034]
상기 제어부에 별도로 설정한 값에 따라 일정한 간격으로 용접이 진행되므로, 작업자의 스킬과 관계없[0035]
이 빠르고 정확한 용접이 가능하다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을[0036]
가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
부호의 설명
10 : 토치[0037]
20 : 모재
100 : 바디부
200 : 바퀴
300 : 보조틀
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도면
도면1
【심사관 직권보정사항】
【직권보정 1】
【보정항목】청구범위
【보정세부항목】청구항 1, 11째줄
【변경전】
수평센서를
【변경후】
수평센서의
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