[go: up one dir, main page]

KR102595360B1 - 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치 - Google Patents

추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102595360B1
KR102595360B1 KR1020220180829A KR20220180829A KR102595360B1 KR 102595360 B1 KR102595360 B1 KR 102595360B1 KR 1020220180829 A KR1020220180829 A KR 1020220180829A KR 20220180829 A KR20220180829 A KR 20220180829A KR 102595360 B1 KR102595360 B1 KR 102595360B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
axis
processing
friction stir
stir welding
rotary table
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020220180829A
Other languages
English (en)
Inventor
남궁담
모용선
이재형
김승룡
정대홍
윤종현
최성민
박건태
이태준
김휘연
Original Assignee
엔디티엔지니어링(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엔디티엔지니어링(주) filed Critical 엔디티엔지니어링(주)
Priority to KR1020220180829A priority Critical patent/KR102595360B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102595360B1 publication Critical patent/KR102595360B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/127—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding friction stir welding involving a mechanical connection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C1/00—Milling machines not designed for particular work or special operations
    • B23C1/06—Milling machines not designed for particular work or special operations with one vertical working-spindle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass for holding or positioning work
    • B23K37/0461—Welding tables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • B23Q17/0952—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
    • B23Q17/0957—Detection of tool breakage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/12—Vessels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

본 발명은 복합가공장치에 관한 것으로서, 특히 돔구조물을 제작하는데 있어 곡면을 따라 마찰교반용접을 수행할 수 있음과 더불어 용접된 부분에 대한 밀린 가공을 수행할 수 있도록, 곡면인 복수 개의 고어패널이 상측에 놓여지며, 지면에 대하여 수직을 이루는 Z축을 중심으로 축회전하고, 전후방향인 Y축을 따라 이동될 수 있는 로터리테이블; 상기 로터리테이블로부터 소정의 간격 이격된 상측에서 양측방향인 X축을 따라 마련되는 가이드본체; 상기 X축을 따라 이동가능하게끔 가이드본체에 결합되고, Z축을 따라 이동될 수 있으며, 하단에 마찰교반용접을 수행하는 제1 가공헤드가 구비된 제1 가공본체; 및 상기 X축을 따라 이동가능하게끔 가이드본체에 결합되고, Z축을 따라 이동될 수 있으며, 하단에 밀링 가공을 수행하는 제2 가공헤드가 구비된 제2 가공본체;를 포함하되, 상기 제1 가공헤드 및 제2 가공헤드는, Z축을 중심으로 축회전이 가능하고, Z축과 직교하는 축을 중심으로 축회전이 가능한 것을 특징으로 하는 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치에 관한 것이다.

Description

추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치{COMPLEX FRICTION STIR WELDING DEVICE FOR MANUFACTURING PROPELLANT TANKS}
본 발명은 복합가공장치에 관한 것으로서, 특히 돔구조물을 제작하는데 있어 곡면을 따라 용접 및 밀링 가공을 수행할 수 있는 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치에 관한 것이다.
종래 소형발사체의 추진제 탱크는, 연료 탱크와 산화제 탱크가 각각 독립적으로 구성되어 소형발사체의 상단에 장착되었다. 근래 제한된 공간에서의 효과적인 배치와 경량화를 위하여, 공통격벽을 이용하여 종래 분리구성되었던 연료 탱크와 산화제 탱크가 일체로 이루어진 공동격벽 추진제 탱크에 대한 개발이 진행되고 있다.
이러한 공동격벽 추진제 탱크는, 도 1에 도시된 바와 같이 상부와 하부가 돔구조물로 이루어지고, 공통격벽 역시 돔구조물로 이루어져 필요부품을 감소시키고 구조를 단순화하게끔 구성된다.
상기 돔구조물은, 알루미늄-리튬(Al-Li) 합금으로 이루어진 곡면인 복수 개의 고어패널이 결합되어 형성되는데, 이때 알루미늄 합금에 적용되고 있는 용융용접(플라즈마 아크용접, 레이저 용접 등)을 이용시 열변형, 내부결함, 저속 용접공정 등 품질 및 생산성 저하 요소가 존재하며, 용접부의 강도 저하가 심하여 용접부위 두께를 두껍게 설계/제작해야 하므로 경량화가 불가능하다.
이에 따라, 소재와 툴 간에 발생되는 마찰열을 이용하여 소재를 교반하여 접합하는 마찰교반용접(Friction Stir Welding, FSW)을 통해, 복수 개의 고어패널 간을 결합할 필요가 있다. 또한, 돔구조물의 중앙부에 위치되는 링 형태를 이루는 맨홀플랜지와 복수 개의 고어패널 간을 마찰교반용접을 통해 결합할 필요가 있다.
그러나, 돔구조물 형성을 위해 고어패널 간 또는 고어패널과 맨홀플랜지 간을 마찰교반용접할 수 있는 전용장치에 대한 기술개발이 필요한 실정이다. 또한, 곡면에 대한 용접 이후 용접된 부분에 대한 밀링 가공을 위한 별도의 장비 이용시 작업 시간이 상당히 소요되므로 작업 효율이 떨어진다는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1694332호 '곡면 마찰교반 접합 장치'
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 돔구조물을 제작하는데 있어 곡면을 따라 마찰교반용접을 수행할 수 있음과 더불어 용접된 부분에 대한 밀린 가공을 수행할 수 있는 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치를 제공함에 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치는, 곡면인 복수 개의 고어패널이 상측에 놓여지며, 지면에 대하여 수직을 이루는 Z축을 중심으로 축회전하고, 전후방향인 Y축을 따라 이동될 수 있는 로터리테이블; 상기 로터리테이블로부터 소정의 간격 이격된 상측에서 양측방향인 X축을 따라 마련되는 가이드본체; 상기 X축을 따라 이동가능하게끔 가이드본체에 결합되고, Z축을 따라 이동될 수 있으며, 하단에 마찰교반용접을 수행하는 제1 가공헤드가 구비된 제1 가공본체; 및 상기 X축을 따라 이동가능하게끔 가이드본체에 결합되고, Z축을 따라 이동될 수 있으며, 하단에 밀링 가공을 수행하는 제2 가공헤드가 구비된 제2 가공본체;를 포함하되, 상기 제1 가공헤드 및 제2 가공헤드는, Z축을 중심으로 축회전이 가능하고, Z축과 직교하는 축을 중심으로 축회전이 가능하다.
또한, 지면에 세워져 상기 가이드본체의 양단부를 각각 지지하는 지지본체;를 더 포함하되, 상기 로터리테이블은, 지지본체 사이에 마련되어 복수 개의 고어패널에 의해 형성될 돔구조물 중심이 중앙에 위치되게끔 복수 개의 고어패널이 놓여지며, 상기 제1 가공헤드는, 로터리테이블 중앙의 일측편에 위치한 고어패널에 대하여 마찰교반용접을 수행하고, 상기 제2 가공헤드는, 로터리테이블 중앙의 타측편에 위치한 고어패널에 대하여 밀링 가공을 수행할 수 있다.
또한, 상기 지지본체 사이의 지면에 놓여지며 전후방향으로 Y축이동레일이 형성된 Y축이동가이드판과, Y축이동레일을 따라 이동될 수 있으며 상측에 로터리테이블이 Z축을 중심으로 축회전가능하게 결합된 Y축이동판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 로터리테이블의 축회전 및 이동, 상기 제1 가공본체 및 제2 가공본체 각각의 이동, 상기 제1 가공헤드 및 제2 가공헤드 각각의 축회전을 제어하는 제어부;를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 제1 가공본체에 대한 X축 방향으로의 이동, Z축 방향으로의 이동을 비롯하여, 제1 가공헤드에 대한 Z축과 직교하는 축을 중심으로 하는 축회전을 실시간으로 제어하여, 곡면을 따라 진행되는 제1 가공헤드에 의한 마찰교반용접이 일정 깊이로 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 제1 가공헤드 및 제2 가공헤드 각각의 가공공구에 걸리는 부하를 실시간으로 전송받아 가공공구에 대한 마모량을 검출하고, 마모량이 설정값 이상인 경우 사용자에게 가공공구의 교체 알림을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 마찰교반용접을 수행하는 제1 가공헤드 및 밀링 가공을 수행하는 제2 가공헤드가 제1 가공본체 및 제2 가공본체에 의해 X축, Z축 각각의 이동이 이루어지고, 용접 및 밀링 가공이 이루어질 복수 개의 고어패널이 로터리테이블에 의해 X축 이동되는 한편, 제1 가공헤드 및 제2 가공헤드가 Z축을 비롯하여 Z축과 직교하는 축을 중심으로 축회전되고, 복수 개의 고어패널이 로터리테이블에 의해 Z축을 중심으로 축회전되는바, 5축 가공이 가능하여 곡면인 고어패널 간 또는 고어패널과 맨홀플랜지 간을 용이하게 마찰교반용접할 수 있으며, 이에 더하여 마찰교반용접된 부분에 대한 밀링 가공을 수행할 수 있어, 운용 편의성 및 생산성이 향상될 수 있다.
도 1은 일 예에 따른 공동격벽 추진제 탱크의 보여주는 정면도,
도 2는 본 발명인 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치에 의해 형성될 돔구조물의 일 예를 보여주는 사시도,
도 3은 본 발명인 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치를 보여주는 사시도,
도 4 및 도 5는 본 발명인 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치에 적용된 제1 가공본체에 의해 마찰교반용접이 이루어지는 것을 보여주는 예시도,
도 6은 본 발명인 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치에 적용된 제2 가공본체에 의해 밀링 가공이 이루어지는 것을 보여주는 예시도.
본 발명에서는 돔구조물을 제작하는데 있어 곡면을 따라 마찰교반용접을 수행할 수 있음과 더불어 용접된 부분에 대한 밀린 가공을 수행할 수 있도록, 곡면인 복수 개의 고어패널이 상측에 놓여지며, 지면에 대하여 수직을 이루는 Z축을 중심으로 축회전하고, 전후방향인 Y축을 따라 이동될 수 있는 로터리테이블; 상기 로터리테이블로부터 소정의 간격 이격된 상측에서 양측방향인 X축을 따라 마련되는 가이드본체; 상기 X축을 따라 이동가능하게끔 가이드본체에 결합되고, Z축을 따라 이동될 수 있으며, 하단에 마찰교반용접을 수행하는 제1 가공헤드가 구비된 제1 가공본체; 및 상기 X축을 따라 이동가능하게끔 가이드본체에 결합되고, Z축을 따라 이동될 수 있으며, 하단에 밀링 가공을 수행하는 제2 가공헤드가 구비된 제2 가공본체;를 포함하되, 상기 제1 가공헤드 및 제2 가공헤드는, Z축을 중심으로 축회전이 가능하고, Z축과 직교하는 축을 중심으로 축회전이 가능한 것을 특징으로 하는 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치를 제안한다.
본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
이하, 본 발명인 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치는 첨부된 도 1 내지 도 6을 참고로 상세하게 설명한다.
본 발명인 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 공동격벽 추진제 탱크의 상부와 하부를 비롯하여 공동격벽을 구성하는 돔구조물을 제작하는데 이용될 수 있는 장치이다. 본 발명에서의 돔구조물은 도 2에 도시된 바와 같이 곡면인 복수 개의 고어패널의 양측단이 맞닿은 상태로 접합되어 이루어질 수 있으며, 복수 개의 고어패널이 접합됨에 따라 상단 중앙부에 형성되는 입구 주변으로 링 형태를 이루는 맨홀플랜지가 접합될 수 있다.
이러한 돔구조물을 제작하는데 이용될 수 있는 본 발명은, 도 3에 도시된 바와 같이 로터리테이블(110), 가이드본체(200), 제1 가공본체(300) 및 제2 가공본체(400)를 포함하여, 마찰교반용접 및 밀링 가공을 수행할 수 있게끔 구성된다.
로터리테이블(110)은, 원형의 판 형태로 형성될 수 있으며, 상측에 가공이 이루어질 곡면인 복수 개의 고어패널(10)이 놓여진다. 이때, 복수 개의 고어패널(10)은, 양측단이 맞닿으면서 돔 형태를 이루도록 고정치구에 의해 고정된 상태로 로터리테이블(110)에 놓여질 수 있다. 상기 고정치구는 복수 개의 고정다리가 일정 간격으로 하방을 향해 형성될 수 있으며, 상기 고정다리는 로터리테이블(110)에 방사상으로 함입형성된 고정홈에 놓여질 수 있는바, 로터리테이블(110) 상측에 돔 형태를 이루는 복수 개의 고어패널(10)이 안정적으로 놓여질 수 있다.
또한, 본 발명은, 지면에 세워져 가이드본체(200)의 양단부를 각각 지지하는 지지본체(500)를 더 포함할 수 있는데, 이때 지지본체(500) 사이에 마련되어 복수 개의 고어패널(10)에 의해 형성될 돔구조물 중심이 로터리테이블(110)의 중앙에 위치되게끔 복수 개의 고어패널(10)이 놓여질 수 있다.
그리고 로터리테이블(110)은 지면에 대하여 수직을 이루는 Z축을 중심으로 축회전(C축 회전)할 수 있으며, 전후방향인 Y축을 따라 이동될 수 있다. 이를 위해 전후방향으로 긴 판 형태를 이루며 두 개의 지지본체(500) 사이의 지면에 놓여지고 상면에 전후방향으로 Y축이동레일이 형성된 Y축이동가이드판(120)과, Y축이동레일을 따라 이동될 수 있으며 상측에 로터리테이블(110)이 Z축을 중심으로 축회전(C축 회전)가능하게 결합된 Y축이동판(130)을 더 포함할 수 있다. 여기서, Y축이동가이드판(120)의 전후방향을 따라 이동되는 Y축이동판(130)의 이동을 위한 구성으로, 볼스크류와 서보모터가 이용됨이 바람직하며, 이로 인해 용접 중 발생되는 축 부하 및 진동을 흡수할 수 있어 기계적 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있다.
가이드본체(200)는, 로터리테이블(110)보다 긴 직육면체 형태로 형성될 수 있으며, 로터리테이블(110)로부터 소정의 간격 이격된 상측에서 양측방향인 X축을 따라 마련된다. 이때, 가이드본체(200)가 로터리테이블(110)로부터 이격된 상측에 배치될 수 있게끔, 본 발명은 지면에 세워져 가이드본체(200)의 양단부를 각각 지지하는 지지본체(500)를 더 포함할 수 있다.
이러한 가이드본체(200)에는, 제1 가공본체(300) 및 제2 가공본체(400)가 결합되어 X축 방향으로 이동될 수 있게끔 X축이동레일이 형성될 수 있으며, X축이동레일은 가이드본체(200)의 전방 측에만 형성되어, 제1 가공본체(300) 및 제2 가공본체(400)가 동일한 Z축 평면 상에서 X축 방향으로 이동되도록 함이 바람직하다.
제1 가공본체(300)는, X축을 따라 이동가능하게끔 가이드본체(200)에 결합되고, Z축을 따라 이동될 수 있으며, 하단에 마찰교반용접을 수행하는 제1 가공헤드(310)가 구비된다. 일 예로, 제1 가공본체(300)는, 가이드본체(200)의 전방 측에 형성된 X축이동레일에 결합되어 X축 방향으로 이동될 수 있는 제1 X축이동구(320)와, 바(bar) 형태를 이루면서 Z축 방향으로 이동되게끔 제1 X축이동구(320)에 결합되고 하단에 제1 가공헤드(310)가 구비되는 제1 Z축이동바(330)를 포함할 수 있다.
그리고 제1 가공본체(300) 및 제2 가공본체(400)가 동일한 Z축 평면 상에서 X축 방향으로 이동되도록 구성될 수 있음에 따라, 제1 가공헤드(310)는 로터리테이블(110) 중앙의 일측편에 위치한 고어패널(10)에 대하여 마찰교반용접을 수행할 수 있다. 이를 위해 제1 가공본체(300)는 로터리테이블(110)의 중앙을 기준으로 일측편으로 이동될 수 있을 뿐만 아니라, 타측편으로도 소정의 거리만큼 이동되도록 구성될 수 있다.
제1 가공헤드(310)는, 마찰교반용접을 위한 가공공구가 구비되며, Z축을 중심으로 축회전(C축 회전)이 가능하고, Z축과 직교하는 축을 중심으로 축회전이 가능하다. 즉, 제1 가공헤드(310)는 Z축을 중심으로 축회전된 각도에 따라, X축 및 Y축을 포함하여 Z축과 직교하는 축을 중심으로 축회전될 수 있다.
따라서, 곡면인 고어패널(10) 간을 마찰교반용접하는 예에 대하여 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이 돔 형태를 이루게끔 로터리테이블(110)에 놓여진 곡면인 복수 개의 고어패널(10)에서 맞닿은 양측단 중 상단에 제1 가공헤드(310)의 가공공구가 위치되도록 한 다음, 도 5에 도시된 바와 같이 상단을 시작으로 고어패널(10)의 곡면을 따라 하방으로 이동하면서 제1 가공헤드(310)가 마찰교반용접을 수행하여, 인접한 고어패널(10) 간의 양측단이 접합되도록 할 수 있다. 이러한 과정에서 제1 가공본체(300)는 Z축을 따라 하방으로 이동됨과 더불어 X축을 따라 외측 방향으로 이동되고, 제1 가공헤드(310)는 가공공구가 접합되는 지점과 직교되게끔 Z축과 직교하는 축을 중심으로 축회전된다.
이에 따라, 돔 형태를 이루는 복수 개의 고어패널(10) 중 제1 고어패널(10)과 제2 고어패널(10) 간의 양측단에 대한 마찰교반용접이 이루어져 접합이 완료되면, 로터리테이블(110)을 Z축을 중심으로 축회전시켜, 제2 고어패널(10)과 제3 고어패널(10) 간의 양측단에 대한 마찰교반용접이 이루어지도록 할 수 있다.
복수 개의 고어패널(10) 상단과 링 형태인 맨홀플랜지(20) 간을 마찰교반용접하는 예에 대하여 살펴보면, 복수 개의 고어패널(10) 상단과 링 형태인 맨홀플랜지(20)가 접하는 일 지점에 제1 가공헤드(310)의 가공공구가 직교되게끔 한 후, 로터리테이블(110)을 Z축을 중심으로 축회전시켜, 복수 개의 고어패널(10) 상단과 링 형태인 맨홀플랜지(20) 간에 마찰교반용접이 이루어지도록 할 수 있다.
제2 가공본체(400)는, X축을 따라 이동가능하게끔 가이드본체(200)에 결합되고, Z축을 따라 이동될 수 있으며, 하단에 밀링 가공을 수행하는 제2 가공헤드(410)가 구비된다. 일 예로, 제2 가공본체(400)는, 가이드본체(200)의 전방 측에 형성된 X축이동레일에 결합되어 X축 방향으로 이동될 수 있는 제2 X축이동구(420)와, 바(bar) 형태를 이루면서 Z축 방향으로 이동되게끔 제2 X축이동구(420)에 결합되고 하단에 제2 가공헤드(410)가 구비되는 제2 Z축이동바(430)를 포함할 수 있다.
그리고 제1 가공본체(300) 및 제2 가공본체(400)가 동일한 Z축 평면 상에서 X축 방향으로 이동되도록 구성될 수 있음에 따라, 제2 가공헤드(410)는 로터리테이블(110) 중앙의 타측편에 위치한 고어패널(10)에 대하여 마찰교반용접을 수행할 수 있다. 이를 위해 제2 가공본체(400)는 로터리테이블(110)의 중앙을 기준으로 타측편으로 이동될 수 있을 뿐만 아니라, 일측편으로도 소정의 거리만큼 이동되도록 구성될 수 있다.
제2 가공헤드(410)는, 밀링 가공을 위한 가공공구가 구비되며, Z축을 중심으로 축회전(C축 회전)이 가능하고, Z축과 직교하는 축을 중심으로 축회전이 가능하다. 즉, 제2 가공헤드(410)는 Z축을 중심으로 축회전된 각도에 따라, X축 및 Y축을 포함하여 Z축과 직교하는 축을 중심으로 축회전될 수 있다.
따라서, 곡면인 고어패널(10) 간을 밀링 가공하는 예에 대하여 살펴보면, 돔 형태를 이루게끔 로터리테이블(110)에 놓여진 곡면인 복수 개의 고어패널(10)에서 마찰교반용접이 이루어진 양측단 중 상단에 제2 가공헤드(410)의 가공공구가 위치되도록 한 다음, 도 6에 도시된 바와 같이 상단을 시작으로 고어패널(10)의 곡면을 따라 하방으로 이동하면서 제2 가공헤드(410)가 밀링 가공을 수행할 수 있다. 이러한 과정에서 제2 가공본체(400)는 Z축을 따라 하방으로 이동됨과 더불어 X축을 따라 외측 방향으로 이동되고, 제2 가공헤드(410)는 가공공구가 접합되는 지점과 직교되게끔 Z축과 직교하는 축을 중심으로 축회전된다.
이에 따라, 돔 형태를 이루는 복수 개의 고어패널(10) 중 마찰교반용접이 이루어진 제1 고어패널(10)과 제2 고어패널(10) 간의 양측단에 대한 밀링 가공이 이루어지고 해당 과정이 완료되면, 로터리테이블(110)을 Z축을 중심으로 축회전시켜, 마찰교반용접이 이루어진 제2 고어패널(10)과 제3 고어패널(10) 간의 양측단에 대한 밀링 가공이 이루어지도록 할 수 있다.
복수 개의 고어패널(10) 상단과 링 형태인 맨홀플랜지(20) 간을 밀링 가공하는 예에 대하여 살펴보면, 복수 개의 고어패널(10) 상단과 링 형태인 맨홀플랜지(20) 간에 마찰교반용접이 이루어진 일 지점에 제2 가공헤드(410)의 가공공구가 직교되게끔 한 후, 로터리테이블(110)을 Z축을 중심으로 축회전시켜, 복수 개의 고어패널(10) 상단과 링 형태인 맨홀플랜지(20) 간에 밀링 가공이 이루어지도록 할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 로터리테이블(110)의 축회전 및 이동, 제1 가공본체(300) 및 제2 가공본체(400) 각각의 이동, 제1 가공헤드(310) 및 제2 가공헤드(410) 각각의 축회전을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
특히, 제어부는 제1 가공본체(300)에 대한 X축 방향으로의 이동, Z축 방향으로의 이동을 비롯하여, 제1 가공헤드(310)에 대한 Z축과 직교하는 축을 중심으로 하는 축회전을 실시간으로 제어하여, 곡면을 따라 진행되는 제1 가공헤드(310)에 의한 마찰교반용접이 일정 깊이로 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 그리고 제어부는 제2 가공본체(400)에 대한 X축 방향으로의 이동, Z축 방향으로의 이동을 비롯하여, 제2 가공헤드(410)에 대한 Z축과 직교하는 축을 중심으로 하는 축회전을 실시간으로 제어하여, 곡면을 따라 진행되는 밀링 가공이 일정하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
이를 위해, 제1 가공본체(300) 또는/및 제2 가공본체(400)는, 일 예로 가공공구가 위치된 지점에 대한 제1 좌표값 정보를 제어부로 전송할 수 있으며, 제어부는 전송받은 제1 좌표값 정보를 기초로 하여, 가공공구가 이동될 제2 좌표값 정보를 산출하고, 산출된 제2 좌표값에 따라 가공공구가 이동되도록 제1 가공본체(300) 또는/및 제2 가공본체(400), 제1 가공헤드(310) 또는/및 제2 가공헤드(410)를 이동/회전시킬 수 있다.
더불어, 제어부는, 제1 가공헤드(310) 및 제2 가공헤드(410) 각각의 가공공구에 걸리는 부하를 실시간으로 전송받아 가공공구에 대한 마모량을 검출하고, 마모량이 설정값 이상인 경우 사용자에게 가공공구의 교체 알림을 제공할 수 있다. 일 예로 제1 가공헤드(310)에 의한 마찰교반용접이 이루어지는 과정에서, 제어부는 제1 가공헤드(310)로부터 제1 가공헤드(310)의 가공공구에 대한 부하값 정보를 전송받아 가공공구의 마모량을 검출하고, 마모량이 사전에 설정된 사용한계치 이상에 도달하면, 모니터 또는 단말기 등을 통해 제1 가공헤드(310)의 가공공구가 교체되어야 함을 문자, 음성 등으로 사용자에게 알림을 제공할 수 있다. 이에 따라, 제1 가공헤드(310) 및 제2 가공헤드(410) 각각의 가공공구는 곡면을 따라 일정한 마찰교반용접 및 밀링 가공을 수행하기에 적합한 상태를 항시 유지할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명인 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치는, 5축 제어를 통해 곡면인 고어패널(10) 간 또는 고어패널(10)과 맨홀플랜지(20) 간을 용이하게 마찰교반용접할 수 있으며, 이에 더하여 마찰교반용접된 부분에 대한 밀링 가공을 수행할 수 있는바, 운용 편의성 및 생산성이 향상될 수 있다.
10 : 고어패널 20 : 맨홀플랜지
110 : 로터리테이블 120 : Y축이동가이드판
130 : Y축이동판
200 : 가이드본체
300 : 제1 가공본체 310 : 제1 가공헤드
320 : X축이동구 330 : Z축이동바
400 : 제2 가공본체 410 : 제2 가공헤드
500 : 지지본체

Claims (5)

  1. 곡면인 복수 개의 고어패널(10)이 상측에 놓여지며, 지면에 대하여 수직을 이루는 Z축을 중심으로 축회전하고, 전후방향인 Y축을 따라 이동될 수 있는 로터리테이블(110);
    상기 로터리테이블(110)로부터 소정의 간격 이격된 상측에서 양측방향인 X축을 따라 마련되는 가이드본체(200);
    상기 X축을 따라 이동가능하게끔 가이드본체(200)에 결합되고, Z축을 따라 이동될 수 있으며, 하단에 마찰교반용접을 수행하는 제1 가공헤드(310)가 구비된 제1 가공본체(300); 및
    상기 X축을 따라 이동가능하게끔 가이드본체(200)에 결합되고, Z축을 따라 이동될 수 있으며, 하단에 밀링 가공을 수행하는 제2 가공헤드(410)가 구비된 제2 가공본체(400);를 포함하되,
    상기 제1 가공헤드(310) 및 제2 가공헤드(410)는, Z축을 중심으로 축회전이 가능하고, Z축과 직교하는 축을 중심으로 축회전이 가능하고,
    지면에 세워져 상기 가이드본체(200)의 양단부를 각각 지지하는 지지본체(500);를 더 포함하되,
    상기 로터리테이블(110)은, 지지본체(500) 사이에 마련되어 복수 개의 고어패널(10)에 의해 형성될 돔구조물 중심이 중앙에 위치되게끔 복수 개의 고어패널(10)이 놓여지며,
    상기 제1 가공헤드(310)는, 로터리테이블(110) 중앙의 일측편에 위치한 고어패널(10)에 대하여 마찰교반용접을 수행하고,
    상기 제2 가공헤드(410)는, 로터리테이블(110) 중앙의 타측편에 위치한 고어패널(10)에 대하여 밀링 가공을 수행하며,
    상기 지지본체(500) 사이의 지면에 놓여지며 전후방향으로 Y축이동레일이 형성된 Y축이동가이드판(120)과, Y축이동레일을 따라 이동될 수 있으며 상측에 로터리테이블(110)이 Z축을 중심으로 축회전가능하게 결합된 Y축이동판(130)을 더 포함하고,
    상기 로터리테이블(110)의 축회전 및 이동, 상기 제1 가공본체(300) 및 제2 가공본체(400) 각각의 이동, 상기 제1 가공헤드(310) 및 제2 가공헤드(410) 각각의 축회전을 제어하는 제어부;를 더 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 제1 가공본체(300)에 대한 X축 방향으로의 이동, Z축 방향으로의 이동을 비롯하여, 제1 가공헤드(310)에 대한 Z축과 직교하는 축을 중심으로 하는 축회전을 실시간으로 제어하여, 곡면을 따라 진행되는 제1 가공헤드(310)에 의한 마찰교반용접이 일정 깊이로 이루어지며,
    상기 제어부는, 제1 가공헤드(310) 및 제2 가공헤드(410) 각각의 가공공구에 걸리는 부하를 실시간으로 전송받아 가공공구에 대한 마모량을 검출하고, 마모량이 설정값 이상인 경우 사용자에게 가공공구의 교체 알림을 제공하고,
    상기 제1 가공본체(300)는,
    상기 가이드본체(200)의 전방 측에 형성된 X축이동레일에 결합되어 X축 방향으로 이동될 수 있는 제1 X축이동구(320); 및
    바(bar) 형태를 이루면서 Z축 방향으로 이동되게끔 상기 제1 X축이동구(320)에 결합되고 하단에 상기 제1 가공헤드(310)가 구비되는 제1 Z축이동바(330);
    를 더 포함하며,
    상기 제2 가공본체(400)는,
    상기 가이드본체(200)의 전방 측에 형성된 X축이동레일에 결합되어 X축 방향으로 이동될 수 있는 제2 X축이동구(420); 및
    바(bar) 형태를 이루면서 Z축 방향으로 이동되게끔 상기 제2 X축이동구(420)에 결합되고 하단에 상기 제2 가공헤드(410)가 구비되는 제2 Z축이동바(430);
    를 더 포함하는 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020220180829A 2022-12-21 2022-12-21 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치 Active KR102595360B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220180829A KR102595360B1 (ko) 2022-12-21 2022-12-21 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220180829A KR102595360B1 (ko) 2022-12-21 2022-12-21 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102595360B1 true KR102595360B1 (ko) 2023-10-31

Family

ID=88543151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220180829A Active KR102595360B1 (ko) 2022-12-21 2022-12-21 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102595360B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117464281A (zh) * 2023-11-29 2024-01-30 山东中泰工程机械有限公司 一种双工位钢模板组焊平台和焊接方法
CN118455708A (zh) * 2024-07-11 2024-08-09 天津航天长征火箭制造有限公司 大直径共底贮箱环缝立式搅拌摩擦焊接精细化装配方法
US12140109B2 (en) 2023-03-30 2024-11-12 Blue Origin, Llc Transpiration-cooled systems having permeable and non-permeable portions
US12246392B2 (en) 2023-03-30 2025-03-11 Blue Origin Manufacturing, LLC Deposition head for friction stir additive manufacturing devices and methods
US12303994B2 (en) 2023-08-03 2025-05-20 Blue Origin Manufacturing, LLC Friction stir additive manufacturing formed parts and structures with integrated passages

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020033014A (ko) * 2000-10-27 2002-05-04 가나이 쓰도무 복합가공장치 및 마찰교반접합방법
US20100213244A1 (en) * 2009-02-19 2010-08-26 Ray Miryekta Modular friction welding head and associated systems and methods
JP2014128824A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 F Tech Inc 摩擦撹拌接合装置
KR101694332B1 (ko) 2015-11-06 2017-01-10 한국생산기술연구원 곡면 마찰교반 접합 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020033014A (ko) * 2000-10-27 2002-05-04 가나이 쓰도무 복합가공장치 및 마찰교반접합방법
US20100213244A1 (en) * 2009-02-19 2010-08-26 Ray Miryekta Modular friction welding head and associated systems and methods
JP2014128824A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 F Tech Inc 摩擦撹拌接合装置
KR101694332B1 (ko) 2015-11-06 2017-01-10 한국생산기술연구원 곡면 마찰교반 접합 장치

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12140109B2 (en) 2023-03-30 2024-11-12 Blue Origin, Llc Transpiration-cooled systems having permeable and non-permeable portions
US12209559B2 (en) 2023-03-30 2025-01-28 Blue Origin, Llc Transpiration-cooled systems having permeable and non-permeable portions
US12246392B2 (en) 2023-03-30 2025-03-11 Blue Origin Manufacturing, LLC Deposition head for friction stir additive manufacturing devices and methods
US12303994B2 (en) 2023-08-03 2025-05-20 Blue Origin Manufacturing, LLC Friction stir additive manufacturing formed parts and structures with integrated passages
CN117464281A (zh) * 2023-11-29 2024-01-30 山东中泰工程机械有限公司 一种双工位钢模板组焊平台和焊接方法
CN118455708A (zh) * 2024-07-11 2024-08-09 天津航天长征火箭制造有限公司 大直径共底贮箱环缝立式搅拌摩擦焊接精细化装配方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102595360B1 (ko) 추진제 탱크 제작을 위한 복합마찰교반용접장치
JP3763734B2 (ja) パネル部材の加工方法
TWI636849B (zh) 彈性複數工作台裝置
US20220395944A1 (en) Multi-degree-of-freedom numerical control turntable
US6603092B2 (en) Hybrid electric-arc/laser welding process, especially for the welding of pipes or motor-vehicle components
EP0987087A2 (en) Working apparatus
WO2016023255A1 (zh) 一种同步送粉空间激光加工与三维成形方法及装置
CN112008407A (zh) 一种基于机械加工与激光制造耦合的增减材一体化多功能系统
CN109048059B (zh) 一种薄板激光扫描填丝焊接方法
WO2011133278A2 (en) Rotating laser welding pressure unit
CN103008898A (zh) 定位点焊方法、焊接方法和箱型梁的焊接方法
JP4647179B2 (ja) 加工方法
KR102593618B1 (ko) 추진제 탱크 성형 구조물 제작을 위한 마찰교반용접장치
CN112917011A (zh) 一种飞机发动机排气管端头法兰的激光焊接方法
EP1671739B1 (en) Laser beam machine
JP2006334628A (ja) 溶接装置
CN114147341B (zh) 空间多边形厚板铝合金壳体的焊接方法
JP2000153376A (ja) 摩擦接合方法及びその装置
JP6971357B1 (ja) 金属製品の再加工方法
JPH1094911A (ja) 半球殻内壁面の加工方法
Standfuss et al. Universal tool LASER-application examples for welding of HT fuel cells as well as heat exchangers and tank systems for H2 processing
Hilton Nd: YAG and CO2 laser welding of complex geometries
AU2005200374A1 (en) Compound machining device and friction stir welding method
JPH03193290A (ja) レーザ加工機及びレーザ加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20221221

PA0201 Request for examination
PA0302 Request for accelerated examination

Patent event date: 20230531

Patent event code: PA03022R01D

Comment text: Request for Accelerated Examination

Patent event date: 20221221

Patent event code: PA03021R01I

Comment text: Patent Application

PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20230721

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20231010

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20231024

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20231024

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration