KR100662555B1 - 용접포인트 조절기능을 갖는 파이프 인사이드 용접장치 - Google Patents
용접포인트 조절기능을 갖는 파이프 인사이드 용접장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 조관라인 상에서 제작되는 파이프의 접합지점을 용접하는 파이프 인사이드 용접장치에 관한 것으로서, 상세하게는 조관과정에서 아크를 발생시키는 토치와 접합지점이 파이프의 중심에서 일정각도/간격이 어긋난 경우 이를 조절하여 제작결과가 우수한 제품의 생산 및 제작상의 시간적 이익을 얻도록 한 용접포인트 조절기능을 갖는 파이프 인사이드 용접장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 파이프(2)가 조관되는 라인에 파이프(2)의 길이방향과 대응되는 길이방향으로 고정설치되는 지지축(10)과; 상기 지지축(10)이 내부에 결합되어 지지축(10)의 길이방향축선을 중심으로 회전되는 회전하우징(20)과; 상기 회전하우징(20)의 내주면에 고정 결합되고, 지지축(10)의 외면과 동력전달가능하게 결합되어 회전하우징(20)을 회전시키는 각도조절부(30)와; 상기 회전하우징(20)의 끝단부 내주면에 회전하우징(20)의 회전축선과 직교되는방향으로 이동가능하게 결합되어 토치(1)와 작업지점의 간격을 설정하는 간격조절부(50)와; 상기 간격조절부(50)에서 연장설치되어 작업지점과 대응되는 위치에 토치(1)가 결합된 용접수행부(80)와; 상기 지지축(10)의 외주면과 회전하우징(20)의 내주면 사이에서 결합되고, 조관되는 파이프(2)의 외부로 끝단이 노출되도록 형성되어 회전하우징(20)의 회전에 의한 토치(1)의 각도를 인지할 수 있도록 형성된 위치표시부(90)로 이루어진다.
조관, 파이프, 용접
Description
도 1은 본 발명에 의한 용접장치의 정단면도.
도 2는 본 발명에 의한 용접장치의 저면 일부 단면도.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도.
도 4는 도 1의 B-B선 단면도.
도 5는 도 1의 C-C선 단면도.
도 6은 도 1의 D-D선 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 지지축 20: 회전하우징
30: 각도조절부 40, 70: 동력전달유닛
50: 간격조절부 60: 가이드기구
80: 용접수행부 90: 위치표시부
100: 용접선 추적장치
본 발명은 조관라인 상에서 제작되는 파이프의 접합지점을 용접하는 파이프 인사이드 용접장치에 관한 것으로서, 상세하게는 조관과정에서 아크를 발생시키는 토치와 접합지점이 파이프의 중심에서 일정각도/간격이 어긋난 경우 이를 조절하여 제작결과가 우수한 제품의 생산 및 제작상의 시간적 이익을 얻도록 한 용접포인트 조절기능을 갖는 파이프 인사이드 용접장치에 관한 것이다.
조관라인은 철판상태의 재료를 일 방향으로 진행시키고, 철판이 진행되는 전방에 다수개의 조관로울러 및 기구 등을 배치하여 일 방향으로 진행되는 철판이 둥글게 말려지도록 하여 파이프를 제작하게 된다.
이와 같은 파이프의 제작과정에서 조관라인에 의해 둥글게 말려진 파이프는 원재료가 철판이기 때문에 양측의 끝단부가 접촉 또는 일정한 간격을 유지하는 상태가 되며, 그 접촉지점 또는 간격을 마감하기 위해 용접과정을 수행하게 된다.
상기 용접은 관의 외면에서 수행되거나, 내면에서 수행되는데, 이 중 외면의 용접과정은 용접비이드가 파이프의 외면에 돌출된 형태가 되어 불량한 외관을 제공하기 때문에, 돌출된 용접비이드를 그라인더 등에 의해 연마하는 번거로운 작업을 더 수행해야만 하고, 이와 같은 용접비이드의 연마는 접합지점의 물리적 강성을 낮추게 된다.
따라서, 최근에는 파이프의 내면에서 접합지점을 용접하게 되는데, 상기 파이프의 내면 용접은 철판이 둥글게 말리는 구간에 간섭되어 말려진 파이프의 내측에 토치를 위치시키고, 철판이 완전히 말려진 후 그 양단의 접합지점에 용접비이드를 형성하여 작업수행된다.
이와 같은 파이프 내면의 용접은 용접비이드가 파이프의 외부로 노출되지 않기 때문에 외관불량을 초래하지 않게 되며, 접합지점의 간격으로 용접비이드가 돌출된다 해도 그 돌출된 높이가 미미하여, 이를 연마하여도 접합지점의 물리적 강성에는 거의 영향을 미치지 않게 된다.
상기와 같은 파이프 내면의 용접과정은 파이프 외면의 용접에 비해 상당한 효과를 갖는 반면, 토치가 조관되는 파이프의 내측에 위치되기 때문에 용접장치로 가해지는 외부의 사소한 충격, 철판의 두께 및 조관되는 파이프의 직경 등의 요인에 의해 파이프의 접합지점이 파이프의 원주 중심에 대하여 설정되는 각도와 토치와 작업위치간의 간격이 각각 상이하게 된다.
이와 같이 각각의 각도가 다른 접합지점에 대응하여 아크를 생성하는 토치의 설치각도가 조절되어야 함은 당연하며, 토치의 설치각도를 조절하기 위해서는 조관라인 상에서 토치를 분리하고, 전용의 분도계 또는 지그 등을 이용하여 아크 생성 각도 및 토치와 작업위치와의 간격등을 설정한 후, 토치를 재설치하여 용접을 수행하게 되는 번거로운 과정을 수행해야 한다.
또한, 이보다 더욱 심각한 문제점은 조관과정을 수행하는 도중에 토치의 위치/각도가 변화되거나, 조관라인의 접합지점이 위치변화될 때 발생하는데, 이는 외부의 사소한 충격이나 철판의 재단이 직진성을 유지되지 않는 경우에 정확한 접합지점의 용접수행이 불가능하여, 용접불량지점의 재용접 또는 경우에 따라 용접불량으로 완성된 파이프 자체를 폐기해야만 하는 시간적/경제적 문제점이 노출된다.
본 발명은 상기된 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로서, 토치가 조관라인 상에 설치된 상태에서 파이프 내면의 접합지점 위치에 따라 토치의 각도/간격의 조절이 가능하도록 하여, 용접작업 전의 토치 위치설정에 따른 편리함을 얻도록 하고, 동시에 용접수행 도중 토치 위치설정에 따른 우수한 용접결과를 얻을 수 있도록 한 파이프 인사이드 용접장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.
본 발명은, 파이프가 조관되는 라인에 파이프의 길이방향과 대응되는 길이방향으로 고정설치되는 지지축과; 상기 지지축이 내부에 결합되어 지지축의 길이방향축선을 중심으로 회전되는 회전하우징과; 상기 회전하우징의 내주면에 고정 결합되고, 지지축의 외면과 동력전달가능하게 결합되어 회전하우징을 회전시키는 각도조절부와; 상기 회전하우징의 끝단부 내주면에 회전하우징의 회전축선과 직교되는방향으로 이동가능하게 결합되어 토치와 작업지점의 간격을 설정하는 간격조절부와; 상기 간격조절부에서 연장설치되어 작업지점과 대응되는 위치에 토치가 결합된 용접수행부와; 상기 지지축의 외주면과 회전하우징의 내주면 사이에서 결합되고, 조관되는 파이프의 외부로 끝단이 노출되도록 형성되어 회전하우징의 회전에 의한 토치의 각도를 인지할 수 있도록 형성된 위치표시부로 이루어진다.
여기서, 상기 각도조절부는, 회전하우징의 내주면에 고정설치되며 회전동력을 발생시키는 동력발생기구와; 상기 회전하우징 내에서 동력발생기구와 일측이 동력전달가능하게 결합되고, 타측이 지지축의 외면과 동력전달가능하게 결합되어 동력발생기구의 회전동력을 회전동력으로 전달하는 동력전달유닛으로 이루어진다.
또한, 상기 간격조절부는, 일측은 회전하우징의 끝단부 내주면에서 직선이동가능하게 결합되고, 타측에 용접수행부가 결합되는 이동블록과; 상기 회전하우징의 내주면과 이동블록의 사이에 개제되어 이동블록의 직선이동을 안내하는 가이드기구와; 상기 회전하우징의 내주면에 고정설치되어 이동블록이 이동하기 위한 동력을 발생시키는 동력발생기구와; 상기 회전하우징 내에서 동력발생기구에 일측이 동력전달가능하게 결합되고, 타측이 이동블록에 동력전달 가능하게 결합된 동력전달유닛으로 이루어진다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 용접장치의 정단면도, 도 2는 본 발명에 의한 용접장치의 저면 일부 단면도, 도 3은 도 1의 A-A선 단면도, 도 4는 도 1의 B-B선 단면 도, 도 5는 도 1의 C-C선 단면도, 도 6은 도 1의 D-D선 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 용접장치는 지지축(10), 회전하우징(20), 각도조절부(30), 간격조절부(50), 용접수행부(80)로 이루어진다.
상기 지지축(10)은 파이프(2)가 조관되는 라인에 파이프(2)의 길이방향과 대응되는 길이방향으로 고정설치된다.
여기서, 상기 파이프(2)가 조관되는 라인은 판체형태의 원재료를 일 방향으로 진행시키며, 전, 후, 좌, 우에 설치된 롤-지그(roll-jig)에 의해 양측이 상향되며 말려지도록 하여 파이프의 형태를 형성하게 됨은 주지된 것과 같다.
상기 회전하우징(20)은 지지축(10)이 내부에 결합되어 지지축(10)의 길이방향축선을 중심으로 회전되도록 구성된 것으로, 이 회전하우징(20)은 지지축(10)과 대응되는 형태, 즉 파이프(2)의 길이방향과 동일한 길이방향을 갖는 튜브형태로 형성되어 파이프(2) 조관라인 상에서 최소의 공간체적을 차지하도록 함이 바람직하다.
상기 각도조절부(30)는 회전하우징(20)의 내주면에 고정 결합되고, 지지축(10)의 외면과 동력전달가능하게 결합되어 회전하우징(20)을 회전시키도록 구성되며, 동력발생기구인 모터(31)와, 동력전달유닛(40)으로 이루어진다.
상기 모터(31)는 조관이 수행되는 라인의 진행방향(도 1의 화살표 도시)을 전방으로 하여 회전하우징(20)의 대략 후방 내주면에 고정설치되며, 이 모터(31)와 동일한 기능을 수행하는 회전실린더 등으로 대치될 수 있다.
상기 동력전달유닛(40)은 회전하우징(20) 내에서 모터(31)와 일측이 동력전달가능하게 결합되고, 타측이 지지축(10)의 외면과 동력전달가능하게 결합된다.
여기서, 상기 동력전달유닛(40)은 모터(31)의 구동축과 하우징(20)의 내주면에 회전가능하게 설치된 샤프트(41)가 동력전달가능하게 결합되기 위한 기어결합체(42)와, 지지축(10)의 외면에 형성된 외주기어(43), 및 외주기어(43)와 기어결합되며 샤프트(41)의 끝단에 결합된 피니언(44)으로 구성된다.
즉, 상기 동력전달유닛(40)은 모터(31)의 구동에 의해 샤프트(41)가 회전되고, 샤프트(41)의 회전에 의해 피니언(44)이 회전되어, 조관라인 상에 고정지지된 지지축(10)의 외주기어(43)의 외측에서 회전하우징(20)이 회전되는 것이다.
이와 연계하여 상기 지지축(10)의 외면에는 외주기어(43)와 피니언(44)이 결합된 지점을 은폐하여 보호하기 위해 고정하우징(11)이 고정결합되며, 상기 고정하우징(11)은 체적 및 미관을 고려하여 회전하우징(20)과 같은 튜브형태로 형성됨이 바람직하다.
상기 간격조절부(50)는 회전하우징(20)의 끝단부 내주면에 회전하우징(20)의 회전축선과 직교되는방향으로 이동가능하게 결합되어 토치(1)와 작업지점의 간격을 설정하도록 구성되며, 이동블록(51), 가이드기구(60), 동력발생기구인 모터(52), 동력전달유닛(70)으로 이루어진다.
상기 이동블록(51)은 일측이 회전하우징(20)의 끝단부 내주면에서 직선이동 가능하게 결합되고 타측에 용접수행부(80)가 결합되어 구성되며, 상기 가이드기구(60)는 회전하우징(20)의 내주면과 이동블록(51)의 사이에 개제되어 이동블록(51)의 직선이동을 안내하도록 구성된다.
여기서, 상기 가이드기구(60)는 회전하우징(20)과 이동블록(51)의 사이에서 회전하우징(20)의 내주면에 가이드블록(61)이 고정결합되고, 가이드블록(61)의 이동블록(51)측 면에 가이드홈(62)이 형성되어 이동블록(51)에 고정결합된 레일(63)이 가이드홈(62)에 결합되도록 하여 구성된다.
상기 모터(52)는 회전하우징(20)의 내주면에 고정결합되어 이동블록(51)이 이동하기 위한 동력을 발생시키며, 상기 동력전달유닛(70)은 회전하우징(20) 내에서 모터(52)에 일측이 동력전달가능하게 결합되고, 타측이 이동블록(51)에 동력전달 가능하게 결합되어 구성된다.
여기서, 상기 동력전달유닛(70)은 모터(51)의 구동축과 하우징(20)의 내주면에 회전가능하게 설치된 샤프트(71)가 동력전달가능하게 결합되기 위한 기어결합체(72)와, 이동블록(51)의 외면에 형성된 래크기어(73), 및 래크기어(73)와 기어결합되며 샤프트(1)의 끝단에 결합된 피니언(74)으로 구성된다.
즉, 상기 동력전달유닛(70)은 모터(52)에서 발생된 회전동력이 기어결합체(72)와 샤프트(71)를 통해 피니언(74)을 회전시키게 되고, 이 피니언(74)은 래크기어(73)를 직선이동시켜 이동블록(51)의 이동이 수행되는 것이다.
상기 용접수행부(80)는 간격조절부(50)의 이동블록(51)에서 연장설치되어 작 업지점과 대응되는 위치에 토치(1)가 결합되어 구성되는데, 상기 토치(1)는 이동블록(51)에서 연장설치되어 토치(1)의 외측을 감싸듯이 설치된 헤드(81)에 의해 보호되고 토치(1) 주변의 용접분위기가 형성된다.
또한, 상기 토치(1)에는 용접부 주변의 용접분위기를 형성하기 위해 산소와 가스 등의 용접유체가 공급되어야 하는데, 이와 같은 유체의 공급은 지지축(10)의 내부를 중공형태로 관통시키고, 연료관(82)을 통과시켜 토치(1)로 유체가 공급될 수 있도록 구성된다.
즉, 상기 지지축(10)의 관통구성은 유체를 공급하는 연료관(82)의 장착공간 및 회전하우징(20)의 회전에 대해 연료관(82)의 비틀림이 최소화되도록 하기 위한 구성이며, 이동블록(51)의 이동에 대한 연료관(82)의 전단하중발생은 연료관(82)이 통과되는 이동블록(51)의 지점에 슬릿(53)을 형성하여 이동블록(51)의 이동에 대한 연료관(82)의 간섭이 해소되도록 구성되는 것이다.
상기 용접장치에 추가되는 구성으로 회전하우징(20)의 회전에 대해 토치(1)가 각도회전된 상태의 위치를 작업자가 인식하도록 하기 위해 회전하우징(20)에는 위치표시부(90)가 설치된다.
상기 위치표시부(90)는 지지축(10)의 외주면과 회전하우징(20)의 내주면 사이에서 지지축(10)과는 회전가능하게 결합되며 회전하우징(20)과는 고정결합된 회전부싱(91)과, 상기 회전부싱(91)의 외면에서 돌출되고 회전하우징(20)을 관통하여, 파이프(2)의 외부로 노출되도록 한 길이로 형성된 핀(92)으로 이루어진다.
여기서, 상기 핀(92)은 전술된 고정하우징(11)의 끝단부와 인접한 지점에 위치되도록 하여 고정하우징(11)의 외면에 각도눈금을 형성하여 보다 정확한 각도의 인지가 가능하도록 함이 바람직하다.
더 추가되는 구성으로 상기 용접장치는, 판체형태가 파이프의 형태로 완전히 말려진 시점의 구간과 용접이 수행되기 위해 토치(1)가 위치된 구간의 사이에 용접선 추적장치(100)를 구비하여 보다 정확한 용접을 수행할 수 있도록 구성된다.
여기서, 상기 용접선 추적장치(100)는 조관라인 상에 고정설치되며, 추적된 용접선에 의해 상기 각도조절부(30)와 간격조절부(50)의 모터(31, 52)를 자동 구동시키는 자동화 회로시스템을 수반하게 된다.
상기와 같이 구성된 용접장치는 토치(1)의 각도조절이 각도조절부(30)의 모터(31)가 구동되고 이에 따라 회전하우징(20)이 회전되어 수행되며, 토치(1)와 용접지점의 간격은 간격조절부(50)의 모터(52)가 구동되어 이동블록(51)이 직선이동함에 따라 수행되어 용접전의 용접포인트 설정을 수행할 수 있게 된다.
또한, 용접을 수행하는 도중에도 용접선 추적장치(100)에서 감지된 전기, 전자적인 신호 데이터에 의해 각도조절부(30)와 간격조절부(50)가 토치(1)를 최적의 위치로 설정이동시키게 된다.
이상에서와 같이 본 발명은, 조관라인에서 용접기구를 탈부착하지 않은 상태에서 토치의 위치 및 각도를 조절할 수 있으므로, 용접지점에 대한 토치의 위치설정이 보다 신속하고 편리하게 수행되어 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 조관을 수행하는 과정에 토치의 위치/각도의 조절이 자동 또는 수동의 방식에 의해 수행되어 보다 우수한 용접상태를 갖는 파이프의 제작이 실현되므로써, 사용자의 제품 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.
Claims (7)
- 파이프(2)가 조관되는 라인에 파이프(2)의 용접선이 형성될 길이방향과 대응되는 길이방향으로 고정설치되는 지지축(10)과;상기 지지축(10)이 내부에 결합되어 지지축(10)의 길이방향축선을 중심으로 회전되는 회전하우징(20)과;상기 회전하우징(20)의 내주면에 고정 결합되고, 지지축(10)의 외면과 동력전달가능하게 결합되어 회전하우징(20)을 회전시키는 각도조절부(30)와;상기 회전하우징(20)의 끝단부 내주면에 회전하우징(20)의 회전축선과 직교되는방향으로 이동가능하게 결합되어 토치(1)와 작업지점의 간격을 설정하는 간격조절부(50)와;상기 간격조절부(50)에서 연장설치되어 작업지점과 대응되는 위치에 토치(1)가 결합된 용접수행부(80)와;상기 지지축(10)의 외주면과 회전하우징(20)의 내주면 사이에서 결합되고, 조관되는 파이프(2)의 외부로 끝단이 노출되도록 형성되어 회전하우징(20)의 회전에 의한 토치(1)의 각도를 인지할 수 있도록 형성된 위치표시부(90)로 이루어진 것을 특징으로 하는 용접포인트 조절기능을 갖는 파이프 인사이드 용접장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 각도조절부(30)는회전하우징(20)의 내주면에 고정설치되며 회전동력을 발생시키는 동력발생기구(31)와;상기 회전하우징(20) 내에서 동력발생기구(31)와 일측이 동력전달가능하게 결합되고, 타측이 지지축(10)의 외면과 동력전달가능하게 결합되어 동력발생기구(31)의 회전동력을 회전동력으로 전달하는 동력전달유닛(40)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 용접포인트 조절기능을 갖는 파이프 인사이드 용접장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 간격조절부(50)는일측은 회전하우징(20)의 끝단부 내주면에서 직선이동가능하게 결합되고, 타측에 용접수행부(80)가 결합되는 이동블록(51)과;상기 회전하우징(20)의 내주면과 이동블록(51)의 사이에 개제되어 이동블록(51)의 직선이동을 안내하는 가이드기구(60)와;상기 회전하우징(20)의 내주면에 고정설치되어 이동블록(51)이 이동하기 위한 동력을 발생시키는 동력발생기구(52)와;상기 회전하우징(20) 내에서 동력발생기구(52)에 일측이 동력전달가능하게 결합되고, 타측이 이동블록(51)에 동력전달 가능하게 결합된 동력전달유닛(70)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 용접포인트 조절기능을 갖는 파이프 인사이드 용접장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 위치표시부(90)는지지축(10)의 외주면과 회전하우징(20)의 내주면 사이에서 지지축(10)과는 회전가능하게 결합되며 회전하우징(20)과는 고정결합된 회전부싱(91)과;상기 회전부싱(91)의 외면에서 돌출형성되고 회전하우징(20)을 관통하여, 파이프(2)의 외부로 끝단이 노출되는 핀(92)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 용접포인트 조절기능을 갖는 파이프 인사이드 용접장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 지지축(10)은내부가 관통된 중공형태로 형성되어 토치(1)로 산소, 가스 등의 유체를 공급하기 위한 연료관(82)이 통과되는 것을 특징으로 하는 용접포인트 조절기능을 갖는 파이프 인사이드 용접장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 조관되는 파이프(2)의 용접선을 인식하기 위해 파이프(2)의 외측에 구비된 용접선 추적장치(100)를 더 포함하며, 상기 용접선 추적장치(100)는 각도조절부(30) 및 간격조절부(50)를 자동으로 구동시켜 토치(1)의 각도/간격을 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 용접포인트 조절기능을 갖는 파이프 인사이드 용접장치.
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