KR100806537B1 - Automatic tig-welding device of pipes - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 선행 기술의 강관 정형이음장치가 백호우에 장착된 상태를 보인 사시도, 1 is a perspective view showing a state in which a prior art steel pipe shaping device is mounted on a backhoe;
도 2는 선행 기술의 강관 정형이음장치의 내부 구조를 보인 정면도,Figure 2 is a front view showing the internal structure of the prior art steel pipe shaping device,
도 3은 선행 기술의 강관 정형이음장치에 용접로봇이 부가되어 용접 상태를 보인 측면도,3 is a side view showing a welding state in which a welding robot is added to a steel pipe orthopedic joint of the prior art;
도 4는 선행 기술의 강관 정형이음장치에 용접로봇이 부가된 상태의 정면도,4 is a front view of a state in which a welding robot is added to a steel pipe shaping device of the prior art,
도 5는 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치가 도시된 사시도,5 is a perspective view showing a TIG automatic welding device of a steel pipe according to the present invention,
도 6은 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치의 외관 측면도로서, 강관 용접 상태를 보인 도면,6 is an external side view of a TIG automatic welding device of a steel pipe according to the present invention, showing a steel pipe welding state,
도 7은 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치의 내부 구성을 보인 측면도로서, 강관 용접 상태를 보인 도면,7 is a side view showing an internal configuration of a TIG automatic welding device of a steel pipe according to the present invention, a view showing a steel pipe welding state,
도 8은 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치의 정면도,8 is a front view of a TIG automatic welding device of a steel pipe according to the present invention;
도 9는 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치의 정면 구성도로서, 강관 파지 전 상태를 보인 도면,9 is a front configuration diagram of a TIG automatic welding device of a steel pipe according to the present invention, showing the state before the steel pipe gripping,
도 10은 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치의 정면 구성도로서, 강관 파지을 파지한 상태를 보인 도면,10 is a front configuration diagram of a TIG automatic welding device of a steel pipe according to the present invention, a view showing a state in which steel gripping gripping,
도 11은 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치의 용접 로봇이 도시된 사시도,11 is a perspective view showing a welding robot of a TIG automatic welding device of a steel pipe according to the present invention;
도 12는 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치의 용접 로봇이 도시된 정면도,12 is a front view showing a welding robot of the TIG (TIG) automatic welding device of the steel pipe according to the present invention,
도 13은 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치의 용접 로봇 주행 구조가 도시된 사시도,13 is a perspective view showing a welding robot traveling structure of a TIG automatic welding device of a steel pipe according to the present invention;
도 14는 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치의 용접 로봇 주행 구조가 도시된 단면도,14 is a cross-sectional view showing a welding robot driving structure of the TIG automatic welding device of the steel pipe according to the present invention;
도 15a와 도 15b는 본 발명에 따른 장치의 잠금 장치 구조를 보인 개략적인 도면으로서, 도 15a는 잠금 전 상태도, 도 15b는 잠금 후의 상태도이다.15A and 15B are schematic views showing the structure of the locking device of the device according to the present invention, in which FIG. 15A is a state diagram before locking and FIG. 15B is a state diagram after locking.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
50 : 원형 몸체 55 : 상부 몸체 50: circular body 55: upper body
56, 57 : 쿼터형 몸체 60 : 연결 장치 56, 57: quarter-shaped body 60: connecting device
70 : 개폐 장치 75 : 보호 커버70: switchgear 75: protective cover
80 : 잠금 장치 90 : 정형 장치80: lock 90: orthopedic
200 : 자동 용접부 210 : 용접 주행부200: automatic welding part 210: welding running part
211 : 레일 지지판 215 : 주행 레일211: rail support plate 215: running rail
217 : 콘트롤 박스 220 : 용접 로봇217: control box 220: welding robot
222 : 용접 토치 223 : 용접 와이어222: welding torch 223: welding wire
225 : 접촉식 센서 230 : 주행 구동부225: contact sensor 230: driving drive unit
240 : 수직수평 조절부 250 : 행거 베이스 240: vertical horizontal adjustment unit 250: hanger base
260 : 센서 장착조절부 270 : 토치 장착조절부260: sensor mounting control unit 270: torch mounting control unit
290 : 지지 프레임 291 : 수직 프레임290: support frame 291: vertical frame
293 : 수평 프레임 295 : 가이드 프레임293: horizontal frame 295: guide frame
본 발명은 강관의 맞대기용 외면용접장치에 관한 것으로서, 특히 티그(TIG; Tungsten inert gas welding) 용접기를 이용하여 강관을 맞대기 용접할 수 있도록 구성하여 강관 접합부를 보다 용이하고 정밀하게 용접할 수 있도록 한 강관의 티그(TIG) 자동용접장치에 관한 것이다.The present invention relates to an external welding device for butt welding of steel pipes, and particularly, to weld steel pipes together using a Tungsten inert gas welding (TIG) welder to easily and precisely weld steel pipe joints. The present invention relates to a TIG automatic welding device for steel pipes.
본 출원인은 일반 토사구간이나 가시설 구간 등 모든 현장 조건에 대형 강관 시공시에 배관 및 용접을 자동으로 수행하여 시공성, 경제성, 안전성 확보와 용접 접합부의 품질을 높여 배관 시스템의 내구성을 극대화시키기 위한 기술 개발을 지속하고 있다.Applicant developed the technology to maximize the durability of piping system by securing the workability, economical efficiency and safety and improving the quality of welded joints by automatically performing piping and welding when constructing large steel pipes in all site conditions such as general soil section or temporary facility section. Continues.
이에 본 출원인은 이러한 연구 개발의 성과에 힘입어 "강관의 시공방법"(특허 제10-0440555호), "강관의 정형장치"(특허 제10-0440185호), "강관의 정형이음장치"(특허 제10-0598551호)를 특허 출원하여 대한민국 특허청으로부터 특허 받은 바 있다.In this regard, the present applicant, based on the results of such research and development, "the construction method of steel pipe" (Patent No. 10-0440555), the "formation device of steel pipe" (Patent No. 10-0440185), "formation fitting of steel pipe" ( Patent No. 10-0598551) has been applied for a patent from the Korean Intellectual Property Office.
도 1 내지 도 4는 위의 특허 발명 중 특허 제10-0598551호에 개시된 도면으로서, 이를 참조하여 강관의 정형이음장치에 대해 간략히 살펴보면 다음과 같다.1 to 4 is a view disclosed in Patent No. 10-0598551 of the above patent invention, with reference to this briefly about the orthopedic device of the steel pipe as follows.
도 1 내지 도 4는 위의 특허 발명 중 특허 제10-0598551호에 개시된 도면으로서, 도 1은 정형이음장치가 백호우에 매달려 이송되는 상태를 보인 도면이고, 도 2는 정형이음장치의 정면도이며, 도 3은 정형이음장치의 측면에 용접 로봇을 설치하여 상호 결합된 강관의 외면을 용접하고 있는 상태를 보인 측면도이며, 도 4는 역시 강관의 외면을 용접하고 있는 상태를 보인 정면도이다.1 to 4 is a view disclosed in Patent No. 10-0598551 of the above patent invention, Figure 1 is a view showing a state in which the orthopedic device is suspended in the backhoe, Figure 2 is a front view of the orthopedic device, Figure 3 is a side view showing a state of welding the outer surface of the mutually coupled steel pipe by installing a welding robot on the side of the orthopedic joint, Figure 4 is also a front view showing a state of welding the outer surface of the steel pipe.
이를 참조하여 위 특허 발명의 강관의 정형이음장치에 대해 간략히 살펴보면 다음과 같다.Referring to this briefly look at the orthopedic device of the steel pipe of the patent invention as follows.
도 1은 강관의 정형이음장치가 백호우(BH)의 작업용 암(R)에 연결되어 시공할 강관으로 이송되는 상태를 보여주고 있다.FIG. 1 shows a state in which an orthopedic joint of a steel pipe is connected to a working arm R of a backhoe BH and transferred to a steel pipe to be constructed.
이러한 강관의 정형이음장치는, 연결하고자 하는 양쪽 강관(P)을 파지한 상태에서 강관의 끝단부분을 소정의 진원도로 성형하고, 양쪽 강관을 삽입 연결한 다음 도 3과 도 4에서와 같이 용접 로봇(30)을 이용하여 용접할 수 있도록 이루어진 장비이다. Such a steel pipe orthopedic joint is formed by holding both ends of the steel pipes P to be connected to each other, forming end portions of the steel pipes to a predetermined roundness, inserting and connecting both steel pipes, and then welding robots as shown in FIGS. 3 and 4. This equipment is made to weld using (30).
즉, 강관의 정형이음장치는, 도 3에서와 같이 두 개의 정형기(10)가 나란히 위치되어, 연결 장치(40) 및 견인 장치(20)를 통해 서로 연결되게 구성된다.In other words, the forming device of the steel pipe, as shown in FIG. 3, the two forming
각 정형기(10)는 폐쇄시 원형 구조를 이루도록 형성되어 있는 바, 도 2에 도시된 바와 같이 상부에 반원형 몸체(11a)가 구비되고, 하부에 한 쌍의 쿼터형 몸 체(11b)가 구성되는데, 이 한 쌍의 쿼터형 몸체(11b)는 상기 반원형 몸체(11a)의 하부에 힌지(13)로 연결되어 강관의 둘레에 결합 및 분리될 때, 개폐가 가능하도록 구성된다.Each
상기 쿼터형 몸체(11b)의 개폐 작동은 상기 반원형 몸체(11a)와 쿼터형 몸체(11b) 사이를 연결하는 개폐 실린더(14)에 의해 이루어진다.The opening and closing operation of the quarter-
그리고 상기 양쪽 쿼터형 몸체(11b)가 서로 맞닿는 부분에는 정형기(10)가 원형 구조로 닫힌 상태에서 벌어지지 않도록 잠금 장치(15)가 구비된다.In addition, the
이와 같은 상기 양쪽 정형기(10)의 상부에는 도 1에서와 같이 크레인 또는 백호우(BH) 등의 작업용 암(R)과 연결할 수 있도록 연결 장치(40)가 구성된다.As shown in FIG. 1, the connecting
상기 양쪽 정형기(10)에는 도 4에서와 같이 연결하고자 하는 양쪽 강관(P)을 파지한 상태에서 양쪽 강관의 진원도를 정형할 수 있도록 반경 방향으로 실린더가 작동되는 다수의 정형 장치(16)가 일정 간격마다 다수개가 구비된다.The two forming
또한 상기 양쪽 정형기(10) 사이에는 도 1과 도 3에서와 같이 한쪽 정형기(10)가 고정된 상태에서 다른 쪽 정형기(10)를 당겨서 상대 강관이 다른 강관에 삽입되도록 하는 견인 장치(20)가 구비된다.Further, between the two forming
특히, 상기 정형기(10)는 도 3에서와 같이 상호 결합된 강관의 연결 부분의 외면을 용접하기 위한 용접 로봇(30)이 마련된다.In particular, the
이 용접로봇(30)은 한쪽 정형기(10)의 측면에 구비된 주행 레일(32)을 따라 강관의 둘레를 이동하면서 용접기(33)를 통해 강관의 외면을 용접할 수 있도록 이루어진다.The
그러나 상기한 바와 같은 특허 발명은, 상하수도 배관 연결 시공시에 대형 강관을 자동으로 연결할 수 있는 상당한 이점이 있음에도 불구하고, 용접로봇(30) 등이 정형기(10)에 추가되어 구성되는 관계로, 보다 신속하고 정확한 시공을 수행하는 데는 한계가 발생되었다.However, the patent invention as described above, although there is a significant advantage that can automatically connect large steel pipes at the time of water and sewage pipe connection construction, the
또한, 상기 특허 발명에 구비되는 용접 로봇(30)은 용접 토치를 수평, 수직 방향으로 정밀하게 이동시키면서 용접하기 어려울 뿐만 아니라, 용접 토치 및 접촉식 센서의 위치 설정도 쉽지 않은 문제점이 있다.In addition, the
특히, 일반 CO2 가스 아크 용접 방식은 주로 강관의 수구 접합 구조에서 적용되는 용접 방식으로서, 강관을 맞대기 용접 방식으로 접합할 경우에 보다 높은 용접 성능 및 용접 품질이 요구되어 일반적인 CO2 가스 아크 용접 방식은 한계를 갖는 문제점이 있다.In particular, the common CO 2 gas arc welding method is mainly as a welding method that is applied in the cue ball joint structure of a steel pipe, when joining the steel pipe to a butt welding method is the higher welding performance and weld quality are required for the common CO 2 gas arc welding method Has a problem with limitations.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 정형기와 분리하여 용접 장비를 별도로 구성함으로써 용접 작업의 신속성 및 신뢰성을 높여 생산성 및 시공성을 향상시킬 수 있는 강관의 티그(TIG) 자동용접장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, by separating the forming machine with a separate welding equipment to improve the rapidness and reliability of the welding work to improve the productivity and workability of the TIG (TIG) automatic welding device The purpose is to provide.
또한 본 발명은, 강관을 V형 맞대기 용접 방식으로 접합할 수 있도록 티그(TIG) 용접이 가능하도록 용접 로봇을 구성함과 아울러 맞대기 용접을 실시할 수 있도록 구성함으로써 강관 용접 접합부의 용접 비드가 미려하고, 용접 품질이 향상될 수 있도록 하는 강관의 티그(TIG) 자동용접장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention, the welding bead of the steel pipe welded joint is beautiful by configuring the welding robot to enable TIG welding and to perform butt welding so that the steel pipe can be joined by the V-type butt welding method. Another object is to provide a TIG automatic welding device for steel pipes to improve welding quality.
특히 본 발명은, 용접 로봇을 지지하는 구조물이 용접 주행부의 내측과 외측으로 'ㄷ'자형 구조로 배치되게 구성됨으로써 용접 로봇의 하중을 균일하게 분산시켜 보다 안정된 지지 구조 및 주행 구조를 확보할 수 있고, 이에 따라 정밀 용접이 가능해지도록 하는 강관의 티그(TIG) 자동용접장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.In particular, the present invention, the structure for supporting the welding robot is arranged in the 'c'-shaped structure to the inside and the outside of the welding running portion to distribute the load of the welding robot uniformly to ensure a more stable support structure and running structure Another object of the present invention is to provide a TIG automatic welding device for a steel pipe, thereby enabling precision welding.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치는, 강관을 파지할 수 있도록 개폐 가능한 원형 몸체가 구비되고, 이 원형 몸체의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되는 용접 주행부가 구비되며, 이 용접 주행부에 장착되어 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 용접 로봇을 포함하는 강관 자동용접장치에 있어서, 상기 용접 로봇은 상기 용접 주행부의 안쪽에 장착되어 용접 주행부를 따라 이동하는 주행 구동부와, 상기 주행 구동부로부터 상기 용접 주행부의 상부면 쪽으로 이어지는 지지 프레임과, 상기 지지 프레임에 지지되게 설치되어 용접 로봇의 수평 방향 및 수직 방향의 위치를 조절할 수 있도록 이루어진 수직수평 조절부와, 상기 수직수평 조절부에 연결되어 티그(TIG) 용접 토치, 용접 와이어, 접촉식 센서를 지지하는 행거 베이스와, 상기 행거 베이스의 한 쪽에 연결되어 접촉식 센서를 지지하는 센서 장착조절부와, 상기 행거 베이스의 다른 쪽에 연결되어 용접 토치 및 용접 와이어를 지지하는 토치 장착조절부를 포함한 것을 특징으로 한다.The TIG automatic welding device for steel pipes (TIG) according to the present invention for realizing the above problems is provided with a circular body that can be opened and closed to hold the steel pipe, welding protruded in a circular ring structure on one side of the circular body In the steel pipe automatic welding device including a welding robot for welding the outer surface of the steel pipe while the moving portion is provided mounted to the welding running portion, the welding robot is mounted on the inside of the welding running portion to move along the welding running portion A travel drive unit, a support frame extending from the travel drive toward the upper surface of the welding travel unit, a vertical horizontal control unit installed to be supported by the support frame to adjust the horizontal and vertical positions of the welding robot; Connected to the vertical level control to support TIG welding torches, welding wires, and contact sensors Is characterized in that it comprises a hanger base, a sensor mounting control unit connected to one side of the hanger base to support a contact sensor, and a torch mounting control unit connected to the other side of the hanger base to support a welding torch and a welding wire. .
상기 용접 주행부는 상기 원형 몸체의 한쪽 측면에 링형 구조로 돌출되게 설치되는 레일 지지판과, 이 레일 지지판의 안쪽 면에 구비되어 상기 주행 구동부가 장착되어 용접 로봇이 따라서 이동할 수 있도록 이루어진 주행 레일을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The welding traveling part includes a rail support plate protruding in a ring-shaped structure on one side of the circular body, and a traveling rail provided on an inner surface of the rail support plate to which the traveling driving part is mounted so that the welding robot can move accordingly. It is preferred to be configured.
상기 지지 프레임은 용접 로봇의 하중을 균일하게 분산시킬 수 있도록 상기 용접 주행부를 중심으로 상기 주행 구동부와 함께 'ㄷ'자형 구조로 배치되는 것이 바람직하다.The support frame may be disposed in a 'c'-shaped structure together with the driving driving unit with respect to the welding driving unit so as to uniformly distribute the load of the welding robot.
이러한 상기 지지 프레임은 상기 주행 구동부에 고정되어 상기 용접 주행부 밖에서 수직으로 세워지는 수직 프레임과, 상기 수직 프레임의 중간에서 상기 용접 주행부의 바깥쪽 상부로 연장되게 설치되는 수평 프레임과, 상기 수직 프레임과 수평 프레임에 직교되는 방향으로 설치되어 상기 수직수평 조절부가 장착되는 가이드 프레임을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The support frame is a vertical frame fixed to the driving driving unit and vertically erected outside the welding running unit, a horizontal frame installed to extend from the middle of the vertical frame to the outside of the welding running unit, and the vertical frame; It is preferably configured to include a guide frame which is installed in a direction perpendicular to the horizontal frame is mounted with the vertical horizontal adjustment unit.
상기 센서 장착조절부는 상기 행거 베이스에 수직 방향으로 고정되는 수직봉과, 이 수직봉에 설치되되 높이 조절이 가능함과 아울러 회전 방향의 위치 조절이 가능하도록 수직봉에 설치되는 수평 브래킷과, 수직 및 수평 방향으로 길이 조절이 가능하도록 이루어진 조절대와, 이 조절대에 수평 방향으로 결합됨과 아울러 상기 수평 브래킷에 그 끝단부가 고정되어 접촉식 센서의 수평 방향의 위치 조절이 가능 하도록 이루어진 수평 조절 노브와, 상기 조절대에 수직 방향으로 결합되어 상기 접촉식 센서의 수직 방향의 위치 조절이 가능하도록 이루어진 수직 조절 노브와, 상기 수직 조절 노브의 끝단부에 수평 방향으로 연결되는 수평 연결대와, 이 수평 연결대에 각도 조절이 가능하도록 연결되어 접촉식 센서가 고정되는 센서 클램프를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The sensor mounting control unit is a vertical rod fixed to the hanger base in the vertical direction, and a horizontal bracket installed on the vertical rod to be adjusted to the height and the position of the rotation direction to be adjusted to the vertical rod, and vertical and horizontal directions And a horizontal adjustment knob configured to be capable of adjusting the length thereof, the horizontal adjustment knob being coupled to the control rod in a horizontal direction and having an end portion fixed to the horizontal bracket to enable position adjustment in a horizontal direction of the contact sensor. A vertical adjustment knob coupled to the base in a vertical direction to adjust the position of the contact sensor in a vertical direction, a horizontal connecting rod connected to the end of the vertical adjusting knob in a horizontal direction, and an angle adjustment to the horizontal connecting rod Includes sensor clamps that are connected to each other to secure contact sensors It is preferable.
상기 토치 장착조절부는 상기 행거 베이스에 수직 방향으로 설치되는 지지 플레이트와, 이 지지 플레이트의 후면에 설치되어 상기 용접 토치의 위빙(weaving) 작동이 가능하도록 지지하는 위빙 구동부와, 상기 지지 플레이트의 안쪽에서 상기 위빙 구동부에 연결되어 용접 토치를 고정하여 장착하는 토치 클램프를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The torch mounting adjusting unit includes a support plate installed in the vertical direction on the hanger base, a weaving drive unit installed at a rear surface of the support plate to support the weaving operation of the welding torch, and from the inside of the support plate. It is preferably configured to include a torch clamp connected to the weaving drive unit for fixing the welding torch.
상기 위빙 구동부와 토치 클램프 사이에는 용접 토치의 용접각을 조절할 수 있도록 원주 방향으로 슬롯이 형성된 경사조절용 브래킷이 구비되고, 이 경사조절용 브래킷에는 위치 조절이 가능하도록 연결되는 와이어 지지 브래킷과, 이 와이어 지지 브래킷의 끝단부에 위치 조절이 가능하게 연결되어 용접 와이어가 장착되는 와이어 홀더가 설치되는 것이 바람직하다.Between the weaving drive unit and the torch clamp is provided with an inclination adjustment bracket having a slot formed in the circumferential direction to adjust the welding angle of the welding torch, the inclination adjustment bracket and the wire support bracket is connected to enable position adjustment, and the wire support It is preferable that a wire holder is installed at the end of the bracket so that the position can be adjusted so that the welding wire is mounted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
참고로, 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치는, 쓰레기 이송 관로 등에 사용되는 500mm 정도의 직경을 가진 소구경 강관들을 맞대기 용접하기 위 한 장비이다. 이러한 본 발명의 장치는 반드시 소구경 강관에만 적용되는 것은 아니며, 일반적인 강관 이음장비로서, 폭넓게 적용할 수 있음은 물론이다.For reference, the TIG automatic welding device of the steel pipe according to the present invention is an equipment for butt welding small diameter steel pipes having a diameter of about 500 mm used in a waste transportation pipe. Such a device of the present invention is not necessarily applied only to small diameter steel pipes, as a general steel pipe joint equipment, of course, can be widely applied.
아울러, 본 발명의 장치가 이용되는 강관은 도 6과 도 7에서와 같이 상호 접합할 부분이 맞대기 용접이 가능하도록 베벨러 등에 의해 챔퍼 가공된 구조(CP)를 가지며, 상호 접합 부분의 일정 구간을 제외한 나머지 부분의 강관 외면에는 코팅(C)이 이루어질 수 있다.In addition, the steel pipe to which the apparatus of the present invention is used has a structure (CP) chamfered by a beveler or the like so that the parts to be joined to each other can be butt welded, as shown in FIGS. 6 and 7. Coating (C) may be made on the steel pipe outer surface of the remaining portion.
이와 같은 강관을 용접하여 연결하는데 사용되는 본 발명의 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.The apparatus of the present invention used to weld and connect such steel pipes will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치가 도시된 사시도이다.5 is a perspective view showing a TIG automatic welding device of a steel pipe according to the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치는 강관(P)의 둘레에 결합될 수 있도록 원형 구조를 갖는 원형 몸체(50)가 구비된다. 이 원형 몸체는 반원형 상부 몸체(55)와 이 상부 몸체(55)의 양쪽에 결합되는 쿼터형 몸체(56,57)로 이루어진다.As shown, the TIG automatic welding device of the steel pipe according to the present invention is provided with a
상기 상부 몸체(55)와 양쪽 쿼터형 몸체(56,57) 사이에는 도 7에서와 같이 상기 쿼터형 몸체(56,57)의 개폐 상태를 조절하는 개폐 장치(70)가 구비되고, 상기 양쪽 쿼터형 몸체(56,57)가 상호 맞닿는 부분에는 강관을 파지한 상태에서 벌어지는 것을 방지하는 잠금 장치(80)가 구비된다.Between the
상기 원형 몸체(50)에는 강관이 표면에 밀착되면서 강관의 진원을 조정하면서 본 발명의 장치가 강관 둘레에 고정될 수 있도록 정형 장치(90)가 구비된다.The
특히, 상기 원형 몸체(50)에는 자동 용접부(200)가 구성되는데, 이 자동 용접부(200)는 상기 원형 몸체(50)의 한쪽 측면에 원형 링 구조로 돌출되는 용접 주행부(210)가 구비되고, 이 용접 주행부(210)에 강관 둘레를 따라 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 용접 로봇(220)이 장착된 구성으로 이루어진다.In particular, the
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 강관의 티그(TIG) 자동용접장치의 주요 구성 부분에 대하여 도 5 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The main components of the TIG automatic welding apparatus of the steel pipe of the present invention having such a configuration will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 8 as follows.
도 5는 위에서 설명한 바와 같이 본 발명의 전체 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 장치의 측면 외부 구성도 및 내부 구성도이며, 도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 장치의 정면 구성도로서, 도 8은 강관 파지한 상태를 보인 정면도, 도 9는 강관 파지전의 상태를 보인 내부 구성도, 도 10은 강관을 파지한 상태를 보인 내부 구성도이다.Figure 5 is a perspective view schematically showing the entire apparatus of the present invention as described above, Figures 6 and 7 are a side external and internal configuration of the apparatus according to the invention, Figures 8 to 10 are in accordance with the present invention 8 is a front view showing a state of gripping steel pipes, FIG. 9 is an internal configuration showing a state before gripping steel pipes, and FIG. 10 is an internal configuration showing a state of gripping steel pipes.
먼저, 상기 원형 몸체(50)는 강관(P)의 둘레를 파지할 수 있도록 폐쇄시 원형 구조를 갖도록 구성된다.First, the
이 원형 몸체(50)는 도 6에서와 같이 전체적으로 양측 링형 플레이트(51,52) 사이에 본 장치를 구성하는데 필요한 여러 장치들이 설치되고, 두 플레이트(51,52) 사이에는 연결 부재(53)가 구비되어 간격 유지 및 상호 고정이 이루어지도록 구성된다.As shown in FIG. 6, the
특히 상기 원형 몸체(50)는 도 8에서와 같이 크게 반원형 구조를 가진 상부 몸체(55)와, 상기 상부 몸체(55)의 양단부에 회전 가능하게 각각 연결되고 양 끝단 부가 서로 잠가질 수 있게 구성되는 쿼터형 몸체(56,57)로 이루어진다.In particular, the
즉, 상기 상부 몸체(55)는 원형 구조에서 대략 1/2의 크기로 분할되고, 쿼터형 몸체(56,57)는 대략 1/4의 크기로 분할되어, 상호 조립됨으로써 강관의 둘레를 파지할 수 있도록 원형 구조를 이루게 된다.That is, the
다음, 상기 상부 몸체(55)의 상측에는 본 발명의 장치를 도 1에서와 같은 백호우(BH) 또는 크레인 등의 장비를 이용하여 인양하거나 이동시킬 수 있도록 연결 장치(60)가 구비된다.Next, the upper side of the
이 연결 장치(60)는 도 7에서와 같이 상기 링형 플레이트(51,52)의 양쪽에 연결 플레이트(61)가 각각 고정되고, 두 연결 플레이트(61) 사이에 연결축(62)이 설치되며, 이 연결축(62)에 체인 등을 연결할 수 있는 연결 고리(63)가 구성된다. 물론 상기 연결 고리(63)는 상기 연결축(62)으로부터 어느 정도 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 7, the connecting
다음, 상기 상부 몸체(55)와 쿼터형 몸체(56,57)의 연결부분 사이에는 본 발명의 장치를 강관(P)의 둘레에 결합시킬 때, 쿼터형 몸체(56,57)를 벌린 상태에서 다시 모아지도록 하기 위한 개폐 장치(70)가 구비된다.Next, when coupling the device of the present invention to the circumference of the steel pipe (P) between the connecting portion of the
상기 개폐 장치(70)는 유압 실린더(71)로 구성되며, 상기 양쪽 쿼터형 몸체(56,57)에 각각 구비된다. 물론 상기 상부 몸체(55)와 쿼터형 몸체(56,57)의 연결부에는 힌지(58, 59)가 각각 구비된다.The opening and
그리고 상기 상부 몸체(55)와 쿼터형 몸체(56,57)의 연결부 바깥쪽에는 내부로 이물질 등이 유입되지 않도록 하는 보호 커버(75)가 씌워진다. And the outer cover portion of the
이 보호 커버(75)는 상기 쿼터형 몸체(56,57)가 회전할 때 지장을 주지 않으면서도 기기 내부로 유입될 수 있는 이물질을 차단할 수 있도록 플렉시블(flexible)한 소재로 이루어지는 것이 바람직한 바, 본 실시예에서는 벨트류를 제작하는 소재로 된 천류로 구성된 것을 예시하였다. 물론, 천류에 한정되지 않고 가죽이나 기타 유연한 시트형 소재 등을 사용하는 것도 가능하다.The
이러한 보호 커버(75)는 그 양단부를 상부 몸체(55)와 쿼터형 몸체(56,57)의 외면에 나사 등을 이용하여 고정하거나, 필요에 따라서는 본드 등의 접착제를 이용하여 부착하는 것도 가능하다.Both ends of the
다음, 상기 양쪽 쿼터형 몸체(56,57)의 상호 마주하는 끝단부에는 강관에 둘레에 결합될 때, 벌어지는 것을 방지할 수 있도록 잠금 장치(80)가 구성된다.Next, the mutually opposite ends of the both quarter-shaped body (56, 57), when coupled to the circumference to the steel pipe, the locking
이 잠금 장치(80)는 유압에 의해 잠금이 이루어지도록 구성되는 것이 바람직한데, 이에 대한 구성을 도 15a와 도 15b를 참조하여 설명한다. 참고로 도 15a와 도 15b에서는 개략적인 구성을 예시한 도면으로서, 이를 기본 구조로 하여 설계 조건에 따라 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.The locking
상기 잠금 장치(80)는 상기 양쪽 쿼터형 몸체(56,57)의 양쪽 잠금부(56a,57a)가 서로 겹치게 위치된 상태에서 가운데 설치된 잠금 실린더(81)의 로드(82)가 양쪽으로 돌출되면서 상기 양쪽 잠금부(56a,57a)를 각각 관통하면서 잠금이 이루어지도록 구성된다.The locking
즉, 도 15a에서와 같이 상기 양쪽 쿼터형 몸체(56,57)가 양쪽으로 분리되어 있는 비잠금 상태는 잠금 실린더(81)의 로드(82)가 돌출되지 않은 상태이다. 이와 같은 상태에서 도 15b에서와 같이 양쪽 잠금부(56a,57a)가 상호 결합된 후에 상기 잠금 실린더(81)에 유압이 제공되면 로드(82)가 돌출되면서 양쪽 잠금부(56a,57a)의 잠금홀(56b,57b)을 관통하면서 끼워지게 된다. 참고로 참조 번호 85는 상기 잠금 실린더(81)에 제공되는 유압을 단속하는 솔레노이드 밸브를 나타낸 것이다.That is, as shown in FIG. 15A, the non-locked state in which the two quarter-shaped
이와 같은 본 발명의 잠금 장치(80)는 원형 몸체(50)의 외부에 별도로 돌출되는 구조 없이 잠금 로드(82)가 내부에서 양쪽으로 돌출되면서 잠금이 이루어지도록 구성되므로, 장비의 외면이 심플할 뿐만 아니라 전체적인 구성이 간단하여 장비 이용시 걸림 부분이 최소화되고, 외관이 미려해질 수 있는 장점을 갖게 된다.As described above, the locking
다음, 상기 원형 몸체(50)에서 양쪽 링형 플레이트(51,52) 사이에는 강관(P)의 진원을 조정하고, 강관의 둘레에 본 발명의 장치를 안정적으로 고정하기 위한 복수의 정형 장치(90)가 구성된다.Next, a plurality of
상기 정형 장치(90)는 상기 원형 몸체(50)에서 복수개가 일정 간격마다 설치되는 것이 바람직한 바, 본 발명의 실시예에서는 4개가 설치된 구조를 예시하고 있다. The shaping
즉, 상기 정형 장치(90)는 상부 몸체(55)에 두 개가 설치되고, 쿼터형 몸체(56,57)에 각각 하나씩 설치되며, 각각의 구성은 원형 몸체(50)에 고정된 정형 실린더(91)와, 이 정형 실린더에 연결되어 직선 이동하면서 강관(P)의 외면에 밀착되는 정형 플레이트(93)로 구성된다.That is, two
특히 본 발명에 따른 용접 장치는 소구경 맞대기 용접에 사용되므로, 상기 정형 장치(90)는 강관(P) 둘레에 전체적으로 균일한 수직압을 제공하면서 용접시 열변형에 의해 맞대기 이음부가 틀어지면서 단차가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 구성된다. 또한 강관(P)의 외면에 코팅된 경우도 코팅 부분(C)이 손상되지 않도록 밀착되게 구성된다.In particular, since the welding device according to the present invention is used for small diameter butt welding, the shaping
이러한 정형 장치(90)는 강관의 외면에 밀착되는 정형 플레이트(93)가 도 6 및 7에서와 같이 원형 몸체(50) 밖으로 더 돌출되어 강관에 균일하게 접촉하는데 충분한 면적을 갖도록 형성되며, 이 정형 플레이트(93)에는 강관의 외면에 부드럽게 접촉하도록 일정 간격마다 복수의 완충 패드(95)들이 설치된다. 본 실시예의 도면에서는 하나의 정형 플레이트(93)에 3개의 완충 패드(95)가 구성된 것을 예시하였다. This
물론, 완충 패드(95)는 상기 정형 플레이트(93)의 전면에 걸쳐서 설치되는 것도 가능하며, 패드의 소재로는 실리콘 소재 또는 벨트류에 사용되는 섬유 소재 등을 이용할 수 있다.Of course, the
한편, 도 6 내지 도 7에서 참조 번호 65는 본 발명의 장치를 특정 장소에 보관할 대 보다 안정되게 보관할 수 있도록 곡면판 구조로 연장된 보관용 플레이트를 나타낸 것이다.Meanwhile,
또한 참조 번호 99는 상기 정형 실린더(91)를 포함하여, 개폐 실린더(71), 잠금 실린더(81) 등에 유압 제공을 단속하는 솔레노이드 밸브들을 나타낸다. 이러한 솔레노이드 밸브(99)들은 원형 몸체(50)의 상부에서 양쪽 플레이트(51,52) 사이에 설치될 수 있다.In addition,
아울러, 도 5에서 참조 번호 310은 개폐 장치(70), 잠금 장치(80), 정형 장 치(90) 등의 유압 작동을 제어하기 위한 메인 콘트롤 박스이고, 참조 번호 350은 상기 유압 장치들에 유압을 제공하기 위한 유압 펌프를 나타낸다. 그리고 305는 상기 메인 콘트롤 박스(310)와 유압 펌프(350) 등을 지지하기 위한 지지대를 나타낸다. In addition, in FIG. 5,
다음, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 장치는, 원형 몸체(50)에 연결 장치(60), 개폐 장치(70), 잠금 장치(80), 정형 장치(90) 등이 구성되는데, 이러한 기본적인 구성에 강관(P) 외면에 티그(TIG; Tungsten inert gas welding) 맞대기 자동 용접을 실시할 수 있도록 자동 용접부(200)가 구성된다.Next, the device of the present invention configured as described above, the
상기 자동 용접부(200)는 도 5 내지 도 7에서와 같이 상기 원형 몸체(50)의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되는 용접 주행부(210)와, 이 용접 주행부(210)에 장착되어 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 용접 로봇(220)으로 이루어진다.The
상기 용접 주행부(210)는 상기 원형 몸체(50)의 한쪽 측면에 링형 구조로 돌출되게 설치되는 레일 지지판(211)과, 이 레일 지지판(211)의 안쪽 면에 구비되어 상기 용접 로봇(220)이 따라서 이동할 수 있도록 이루어진 주행 레일(215)로 구성된다.The
여기서 상기 레일 지지판(211) 및 주행 레일(215)은 상기 원형 몸체(50)에서 상부 몸체(55), 쿼터형 몸체(56,57)와 동일하게 나누어져 구성된다.Here, the
상기 레일 지지판(211)은 아래에서 자세히 설명할 용접 로봇(220)이 도 7에서와 같이'ㄷ' 자형 구조로 지지판(211)의 바깥쪽에 상부 공간에 바로 위치될 수 있을 정도의 폭을 갖도록 넓게 구성되는 것이 바람직하고, 상기 원형 몸체에 부착 되는 부분에는 다수개의 사각홀(212)이 형성된다. 이 사각홀은 본 발명의 장치를 구성하는 부품을 조립할 때 조립 도구를 이용하여 용이하게 조립할 수 있도록 구성된 부분이다.The
상기 주행 레일(215)은 일정한 폭을 갖는 플레이트 구조로 형성되어, 상기 레일 지지판(211)의 안쪽 면으로부터 일정 간격 이격된 상태로 설치되는데, 그 이격된 공간에는 다수개의 레일 받침대(213)가 설치된다.The traveling
특히, 상기 주행 레일(215)은 그 양측면의 내주면과 외주면이 경사지게 형성되는데, 이 경사진 면이 후술할 용접 로봇(220)의 롤러(237)가 접촉하면서 이동할 수 있도록 형성된다. In particular, the running
상기와 같이 구성되는 용접 주행부(210)를 따라서 이동하는 용접 로봇(220)의 주행 구조에 대해서는 도 13과 도 14를 참조하여 다음에 자세히 설명하기로 하고, 상기 용접 로봇(220)의 구성에 대하여 주로, 도 11 내지 도 14를 참조하여 자세히 설명한다.The driving structure of the
도 11은 상기 용접 로봇의 사시도이고, 도 12는 상기 용접 로봇이 도시된 정면도이며, 도 13 및 도 14는 상기 용접 로봇 주행 구조가 도시된 사시도 및 단면도이다.FIG. 11 is a perspective view of the welding robot, FIG. 12 is a front view of the welding robot, and FIGS. 13 and 14 are a perspective view and a cross-sectional view of the welding robot driving structure.
도시된 바와 같이 용접 로봇(220)은 상기 주행 레일(215)을 따라 이동하면서 원형 몸체(50) 쪽에 상기 용접 로봇(220)을 연결하는 주행 구동부(230)와, 상기 주행 구동부로부터 상기 레일 지지판(211)의 상부면 쪽으로 이어지는 지지 프레임(290)과, 상기 지지 프레임(290)에 지지되게 설치되어 용접 로봇(220)의 수평 방 향 및 수직 방향의 위치를 조절할 수 있도록 이루어진 수직수평 조절부(240)와, 상기 수직수평 조절부(240)에 연결되어 이후 설명될 티그(TIG) 용접 토치(222), 용접 와이어(223), 접촉식 센서(225)를 지지하는 행거 베이스(250)와, 상기 행거 베이스(250)의 한 쪽에 연결되어 접촉식 센서(225)를 지지하는 센서 장착조절부(260)와, 상기 행거 베이스(250)의 다른 쪽에 연결되어 용접 토치(222) 및 용접 와이어(223)를 지지하는 토치 장착조절부(270)로 구성된다. As shown in the drawing, the
그리고 상기 지지 프레임(290)의 한쪽 측면에는 외부 신호를 입력받아 본 발명의 용접 로봇(220)을 제어할 수 있도록 콘트롤 박스(217)가 구비된다.And one side of the
이러한 용접 로봇(220)의 각각의 주요 구성 부분에 대해 자세히 설명한다.Each major component of this
상기 주행 구동부(230)를 설명하기에 앞서, 도 13과 도 14 등을 참조하여, 상기 레일 지지판(211)에 구비되는 주행 레일(215)의 설치 구조에 대해 설명하면, 상기 주행 레일(215)은 위에서 설명한 바와 같이 레일 지지대(213)에 의해 상기 레일 지지판(211)로부터 일정 간격 이격된 상태로 설치된다.Before explaining the traveling
이러한 주행 레일(215)은 도 5에 도시된 바와 같은 레일 고정 볼트(217) 등에 의해 상기 레일 지지판(211)에 고정되게 설치된다.The traveling
특히 상기 주행 레일(215)은 긴 플레이트 구조로 형성되는데, 그 양측에 이후 설명될 주행 롤러(237)가 결합되는 롤러 밀착면(215a)이 각각 형성되고, 한쪽 측면에는 이후 설명될 구동 기어(235)가 치합되게 랙 구조의 기어치(215b)가 형성된다. 여기서 기어치(215b)가 주행 레일(215)의 안쪽 측면에는 형성됨으로 인하여, 외부에서 이물질 등이 기어치에 끼이는 문제를 최소화하여, 용접 로봇(220)이 주행 중에 발생할 수 있는 오차 등을 최소화하여 보다 정밀한 주행 작동이 가능해진다.In particular, the traveling
이제, 상기 용접 로봇(220)의 주행 구동부(230)에 대하여 자세히 설명한다. Now, the driving
주행 구동부(230)는 구동부의 몸체를 이루고 상기 지지 프레임(290)이 연결되어 고정되는 주행 베이스(231)와, 상기 주행 베이스(231)에 회전 가능하도록 설치되어 상기 주행 레일(215)의 롤러 밀착면(215a)에 결합되는 복수의 주행 롤러(237)와, 상기 주행 베이스(231)의 일측에 설치되어 구동력을 발생시키는 주행 모터(233)와, 상기 주행 베이스(231)에서 상기 주행 레일(215)의 기어치(215b)에 치합되도록 설치되어 상기 주행 모터(233)의 구동력에 의해 회전면서 용접 로봇(220)을 이동시키는 구동 기어(235)로 구성된다.The driving
여기서 상기 주행 베이스(231)는 몸체가 대략 U자형 구조로 이루어져 그 내부에 상기 주행 롤러(237)들이 설치되고, 상기 지지 프레임(290)이 고정되는 부분에는 L자형 구조로 이루어진 보강 플레이트(232)가 부착되어 설치된다.Here, the driving
상기 주행 롤러(237)는 주행 구동부(230)의 이동 방향으로 앞쪽에 두 쌍, 뒤쪽에 두 쌍씩 모두 4쌍의 롤러가 구비되는데, 각 쌍의 롤러는 대략 V자형으로 상호 마주보는 구조로 배치되어 상기 롤러 밀착면(215a)의 경사진 양쪽면에 각각 밀착되게 설치된다.The traveling
이러한 주행 롤러(237)들 중에서, 원형 몸체(50)의 바깥쪽에 위치되는 두 쌍의 롤러들은 조절 노브(238)가 구비된 롤러 조절기를 이용하여 주행 레일(215)에 밀착되는 정도(精度)를 조절할 수 있다. 또한 상기 조절 노브(238)를 이용하여 상기 주행 레일(215)에 밀착된 두 쌍의 주행 롤러(237)를 후퇴시켜 본 발명에 따른 용접 로봇(220)을 주행 레일(215)로부터 분리하거나, 반대로 장착하는 작업이 가능해진다.Among these traveling
이와 같이 주행 레일(215)의 양측면에 밀착되도록 구성됨으로써 용접 로봇(220)이 보다 안정되게 장착된 상태에서 흔들림 없이 주행 작동이 가능해지고, 이는 티그(TIG) 용접과 같이 정밀성이 요구되는 용접 작업을 보다 원활하게 수행할 수 있도록 하여, 전체적으로 용접 품질을 향상시키는데 크게 기여할 수 있게 된다.As it is configured to be in close contact with both side surfaces of the
상기 주행 모터(233)는, 도 14를 주로 참고하면, 상기 주행 베이스(231)에 나란히 설치된 감속기(234)를 통해 상기 구동 기어(235)에 동력을 전달할 수 있도록 구성되며, 상기 감속기(234)와 구동 기어(235) 사이에는 구동축(235a)이 연결되어 동력을 전달하도록 구성된다. Referring to FIG. 14, the driving
여기서 상기 주행 모터(233)는 DC 모터보다는 스탭핑(Stapping) 모터로 구성되는 것이 바람직하다.In this case, the driving
상기 구동 기어(235)는 상기 주행 레일(215)의 기어치(215b)에 랙과 피니언 구조로 치합되어 주행이 가능하도록 하는 구성으로 이루어진다. The
다음, 지지 프레임(290)은 상기 주행 구동부(230)의 주행 베이스(231)에 고정되어 수직으로 세워지는 수직 프레임(291)과, 상기 수직 프레임의 중간에서 상기 레일 지지판(211)의 바깥쪽으로 연장되게 설치되는 수평 프레임(293)과, 상기 수직 프레임과 수평 프레임에 직교되는 방향으로 설치되는 가이드 프레임(295)으로 구성된다.Next, the
여기서 상기 지지 프레임(290)과 상기 주행 베이스(231)가 도 14에 도시된 바와 같이 상기 레일 지지판(211)을 중심으로 'ㄷ'자형 구조로 배치되는데, 이는 도 6에 도시된 바와 같이 배치되는 용접 로봇(220) 구조에서 주행 레일(215)에 지지된 부분으로부터 전체적인 하중을 적절하게 분산시켜 안정된 주행 지지 구조를 확보함과 아울러, 용접 로봇(220)이 주행 베이스(231)로부터 돌출되는 거리도 최소화시킬 수 있게 된다.Here, the
상기 가이드 프레임(295)의 한쪽 면에는 상기한 용접 로봇(220)을 제어하도록 상기한 콘트롤 박스(217)가 설치되는 것이 바람직하다.Preferably, the
다음, 상기 수직수평 조절부(240)는 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 지지 프레임(290)의 가이드 프레임(295) 앞쪽에 수직 방향으로 연결되어 수직 이동하는 수직 가이드(241)와, 이 수직 가이드(241)에 대하여 수평 방향으로 이동됨과 아울러 상기 행거 베이스(250)가 연결되는 수평 가이드(245)로 구성된다.Next, referring to FIGS. 11 and 12, the vertical
여기서 상기 수직 가이드(241) 및 수평 가이드(245)의 내부에는 상기 수평 가이드(245) 및 행거 베이스(250)가 수평 및 수직 이동이 가능하도록 하는 구동부가 구비되는데, 이 구동부는 통상적으로 사용되는 직선 이송 기구가 사용된다. 그 일례로 모터의 구동력에 의해 연결 부품의 직선 이동이 가능하도록 하는 볼 스크류 등이 있다.In this case, a driving part is provided inside the
다음, 상기 행거 베이스(250)는 상기 수평 가이드(245)에 수직 방향으로 연결되는 수직 플레이트(251)와, 이 수직 플레이트(251)에 상하 방향으로 꺾임 조절이 가능하도록 관절부(253)를 통해서 연결되어 상기 센서 장착조절부(260) 및 토치 장착조절부(270)가 연결되어 설치될 수 있도록 하는 수평 플레이트(255)로 이루어 진다.Next, the
여기서 상기 관절부(253)는 상기 수직 플레이트(251)에 대하여 수평 플레이트(255)가 회전 조절이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.Here, the
이러한 관절부(252) 및 회전 조절 구조는 자동 조절이 가능하도록 구성할 수 있으나, 본 실시예에서는 용접 로봇(220)을 초기 세팅할 때, 용접 토치(222) 및 접촉식 센서(225)의 위치를 적절하게 조절할 수 있도록 조정 볼트 등을 통해 위치를 조절하고, 위치 조절된 상태에서 고정될 수 있는 구성을 예시하였다.The joint part 252 and the rotation control structure may be configured to be automatically adjusted, but in this embodiment, when the
다음, 상기 센서 장착조절부(260)는 상기 행거 베이스(250)의 수평 플레이트(255)에 수직 방향으로 고정되는 수직봉(261)과, 이 수직봉(261)에 설치되되 높이 조절이 가능함과 아울러 회전 방향의 위치 조절이 가능하도록 수직봉(261)에 설치되는 수평 브래킷(262)과, 수직 및 수평 방향으로 길이 조절이 가능하도록 이루어진 조절대(263)와, 이 조절대(263)에 수평 방향으로 결합됨과 아울러 상기 수평 브래킷(262)에 그 끝단부가 고정되어 접촉식 센서(225)의 수평 방향의 위치 조절이 가능하도록 이루어진 수평 조절 노브(264)와, 상기 조절대(263)에 수직 방향으로 결합되어 상기 접촉식 센서(225)의 수직 방향의 위치 조절이 가능하도록 이루어진 수직 조절 노브(265)와, 상기 수직 조절 노브(265)의 끝단부에 수평 방향으로 연결되는 수평 연결대(266)와, 이 수평 연결대(266)에 각도 조절이 가능하도록 연결되어 접촉식 센서(225)가 고정되는 센서 클램프(267)로 구성된다.Next, the sensor mounting
여기서 상기 접촉식 센서(225)는 통상 특정 물체에 접촉되어 그 위치 변화를 감지하는 센서로서, 도면에서와 같이 센서 프로브(225a)와, 이 프로브의 신호를 외 부에 전달하는 신호 전송박스(225b)로 이루어져, 강관 접속부 외면의 용접할 부분을 따라 이동하면서 용접 토치(222)의 용접 위치를 적절하게 변화시킬 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.In this case, the
물론, 본 발명의 실시예에서는 접촉식 센서(225)를 예시하여 설명하였으나, 조건에 따라서는 용접 위치 추적이 가능한 비접촉식 센서(225)를 이용하여 구성하는 것도 가능하다.Of course, in the embodiment of the present invention has been described by illustrating the
상기한 바와 같은 접촉식 센서(225)는 상기 수직봉(261), 수평 브래킷(262), 수평 조절 노브(264), 수직 조절 노브(265), 수평 연결대(266)와 센서 클램프(267)의 연결 부분을 이용하여 X,Y,Z,θ 방향으로의 위치 조절이 가능하게 된다. 이러한 접촉식 센서는 상기 용접 토치(222)와 최대한 근접하여 위치되게 조절되는 것이 바람직하다.As described above, the
상기 접촉식 센서(225)가 강관의 외면에 접촉되면서 감지한 결과는 콘트롤 박스(217) 등을 통해 메인 제어부에 입력되고, 상기 접촉식 센서(225)의 감지 결과에 따라 메인 제어부에서 상기 수직수평 조절부(240)를 작동하여 용접 토치(222)의 용접 위치를 조절하게 된다.The result of the sensing by the
한편 상기에서는 주로 접촉식 센서(225)의 위치 설정을 위한 구성을 주로 수동식 구조로 이루어진 것을 예시하였으나, 실시 조건에 따라서는 전동 모터를 구비하여 자동으로 상기 수평 조절 노브(264), 수직 조절 노브(265)의 조절하여 위치를 조절하는 구성도 가능하다.Meanwhile, in the above, the configuration for setting the position of the
다음, 상기 토치 장착조절부(270)는 기본적으로 상기 티그(TIG) 용접 토 치(222)와 용접 와이어(223)가 동시에 위빙 작동되면서 용접이 이루어질 수 있도록 구성된다.Next, the torch mounting
즉, 토치 장착조절부(270)는 상기 행거 베이스(250)의 수평 플레이트(255)에 수직 방향으로 설치되는 지지 플레이트(279)와, 이 지지 플레이트의 후면에 설치되어 상기 용접 토치(222)의 위빙(weaving) 작동이 가능하도록 지지하는 위빙 구동부(273)와, 상기 지지 플레이트(279)의 안쪽에서 상기 위빙 구동부에 연결되어 용접 토치(222)를 고정하여 장착하는 상기 토치 클램프(271)로 구성된다.That is, the torch mounting
상기 용접 토치(222)는 아크 용접 방식 중 가스-텅스텐 아크 용접법, 즉 티그(TIG) 용접 방식을 가능하게 구성된 것으로서, 관체형의 용접 하우징 내에 텅스텐으로 된 용접봉이 구비되고, 이 용접봉 주위에 불활성 가스(예를 들면 아르곤 가스)를 공급하도록 이루어져, 용접시 용접봉과 용접 부위 사이에 아크를 발생시키면서 상기 용접 와이어(223)를 녹여 용접하도록 구성된다.The
이러한 용접 토치(222)를 고정하는 상기 토치 클램프(271)는 상기 위빙 구동부(273)에 의해 병진 운동이 가능하도록 상기 위빙 구동부(273) 쪽에 연결되어 지지되고, 상기 용접 토치(222)를 고정 또는 분리하거나 돌출 길이를 조절할 수 있도록 나사 조임 구조를 갖는 토치 고정노브(271a)가 구비된다.The
또한 상기 토치 클램프(271)의 앞쪽에는 용접 토치의 용접각을 조절할 수 있도록 원주 방향으로 슬롯이 형성된 경사조절용 브래킷(272)이 구비된다. 이 경사조절용 브래킷(272)은 상기 토치 클램프(271)를 나사 조립 방법으로 슬롯(272a)을 따라 그 위치를 고정함으로써 용접 토치의 용접각을 조절할 수 있도록 구성된다.In addition, the front side of the
이러한 경사조절용 브래킷(272)은 위빙 구동부(273) 쪽에 고정되어 위빙 작동시에 용접 토치(222) 및 토치 클램프(271)와 함께 하나의 세트를 이루며 위빙 운동을 하도록 구성된다.The
상기 위빙 구동부(273)는 상기 용접 토치(222) 및 용접 와이어(223)가 용접 방향에 대해 일정 폭 내에서 연속적으로 왕복하도록 구동하는 장치로서, 상기 지지 플레이트(279)의 뒤쪽에 고정되어 위빙 구동력을 상기 경사조절용 브래킷(272) 또는 토치 클램프(271)에 전달하여 위빙 작동이 이루어지도록 하는 위빙 전달기(275)와, 이 위빙 전달기에 설치되어 위빙 구동력을 발생시키는 위빙 모터(274)로 구성된다.The weaving
상기 위빙 전달기(275)는 상기 위빙 모터(274)의 회전력을 전달받아 상기 용접 토치(222)가 용접 진행 방향에 대해 대략 직교하는 방향으로 위빙 운동을 할 수 있도록 구성된 것으로서, 도 11에서와 같이 위빙축(276)이 정역회전을 반복함으로써 용접 토치의 위빙 운동이 가능하도록 구성된다.The weaving
상기 경사조절용 브래킷(272)은 상기 위빙축(276)에 지지된 블록(276a)에 볼트(272b) 등을 이용하여 연결하는 것이 바람직하다.The
상기와 같이 구성되는 토치 장착조절부(270)에 구성되는 용접 토치(222)는 수평 및 수직 방향으로의 이동은 상기 접촉식 센서(225)와 같이 수직수평 조절부(240)의 작동에 따라 이루어진다.The
또한 상기 위빙 구동부(273)가 작동하게 되면, 용접 토치(222)가 강관(P)의 용접 부위에 좌우로 위빙 운동을 하면서 이동하게 되므로, 강관의 외면의 위빙 용 접이 가능해진다.In addition, when the weaving
한편, 상기 경사조절용 브래킷(272)에는 용접 와이어(223)를 지지할 수 있도록 구성되는데, 상기 경사조절용 브래킷(272)의 하단부에 연결되어 접촉식 센서 방향으로 길게 연장되는 와이어 지지 브래킷(280)과, 이 와이어 지지 브래킷(280)의 끝단부에 위치 조절이 가능하게 연결되어 용접 와이어(223)가 장착되는 와이어 홀더(282)로 구성된다.On the other hand, the
상기 와이어 지지 브래킷(280)은 강관의 용접 부분에 지속적으로 용접 와이어(223), 즉, 솔리드 와이어(SOLID WIRE)를 공급할 수 있도록 지지하는 구성 부분으로서, 상기 용접 와이어의 위치를 다양하게 조절할 수 있도록 상기 경사조절용 브래킷(272)에 연결되는 부분에는 긴 슬롯(280b)이 형성되어 조절 볼트(272b)에 의해 길이 및 회전 방향의 조절이 가능하도록 이루어지고, 상기 와이어 홀더(282)가 설치되는 부분에는 길이 방향으로 일정 간격마다 다수의 홀(280a)이 형성되어 용접 와이어(223)의 위치 조절이 가능하도록 구성된다.The
또한 와이어 홀더(282)는 그 내부에 용접 와이어(223)가 통과할 수 있도록 구성되어 상기 와이어 지지 브래킷(280)의 끝단에 나사 조립되어 구성된다.In addition, the
상기와 같이 용접 토치(222) 및 용접 와이어(223)가 토치 클램프(271)와 와이어 홀더(282)에 장착된 상태에서 상기 경사조절용 브래킷(272)에 함께 연결되어 설치되므로, 용접 토치(222) 및 용접 와이어(223)가 위빙 구동부(273)에 의해 동시에 위빙 운동을 하면서 용접을 실시할 수 있게 된다.As described above, the
다음, 본 발명의 용접 장치가 티그(TIG) 용접 방식을 주로 이용하도록 구성 되는 바, 티그(TIG) 용접의 특성상, 강관의 용접부와 용접 토치(222) 사이의 간극, 즉 간격이 항상 일정하게 유지되면서 용접을 진행하여야 우수한 용접 품질을 확보할 수 있게 된다. Next, the welding apparatus of the present invention is configured to mainly use a TIG welding method, and the gap between the welded portion of the steel pipe and the
본 발명에서는 강관의 용접부와 용접 토치의 간격을 일정하게 유지하는 방법으로 아크 센서를 이용하게 된다.In the present invention, the arc sensor is used as a method of keeping the gap between the welded portion of the steel pipe and the welding torch constant.
아크 센서는 용접 토치(222)의 팁(Tip)과 강관(P) 용접부(모재) 간의 거리 변화에 따른 전류 및 전압값 변화를 이용하여 강관의 용접부와 용접 토치(222) 사이의 간격을 자동 조절할 수 있도록 구성된다. 즉, 용접 토치(222)와 용접부 사이의 간격이 멀어지게 되면 측정되는 전류값은 낮아지고, 간격이 좁아지면 용접 전류값이 증가하게 된다.The arc sensor automatically adjusts the gap between the welded portion of the steel pipe and the
따라서 이러한 원리를 이용하여 용접 토치(222)와 강관 용접부 사이의 간격을 측정하면서 아크센서 제어기(미도시)를 통해 설정된 적정 용접 간격으로 제어하면서 티그(TIG) 용접을 실시하게 된다.Therefore, the TIG welding is performed while measuring the distance between the
여기서 상기 아크센서 제어기는 상기한 수직수평 조절부(240)의 수평 가이드(245)의 작동을 제어함으로써 용접 토치(222)와 강관 용접부 사이의 간극을 조절하게 된다. Here, the arc sensor controller controls the gap between the
한편, 상기 용접 토치(222)가 티그(TIG) 용접 방식으로 구성되므로, 상기 아크센서 제어기 외에 티그(TIG) 용접에 필요한 용접기 제어 박스와, 불활성(아르곤) 가스 공급기, 용접 와이어 송급기 등이 필요하게 되며, 이에 대한 구성은 일반적으로 티그(TIG) 용접 방식에 채택되는 부대장비들이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.On the other hand, since the
상기 용접기 제어 박스는 강관(파이프)의 용접 구간을 복수의 섹션으로 구획하고, 용접 토치가 각 섹션을 경유하면서 용접할 때, 용접 토치에 제공되는 용접 전류가 단계적으로 다운되도록 제어하는 구성되는 것이 바람직하다.The welder control box is configured to divide the welding section of the steel pipe (pipe) into a plurality of sections, and to control the welding current provided to the welding torch to be stepped down when the welding torch is welded through each section. Do.
따라서 본 발명의 용접장치는 소구경 또는 대구경 강관을 티그(TIG) 용접 방식으로 용접하는 장치인 바, 상기 용접기 제어 박스를 이용하여 용접 구간에 따라 용접 전류 및 전압을 제어하게 되면 보다 정밀하고 우수한 용접 품질을 확보할 수 있게 된다.Therefore, the welding device of the present invention is a device for welding a small or large diameter steel pipe by a TIG welding method, and when the welding current and voltage are controlled according to the welding section by using the welding machine control box, more precise and excellent welding Quality can be secured.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 강관의 티그(TIG) 자동용접장치는, 정형 이음장치와 분리되어 독자적으로 구성되기 때문에 용접 작업의 신속성 및 신뢰성을 높여 생산성 및 시공성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The TIG automatic welding device of the steel pipe according to the present invention configured as described above has an advantage of improving productivity and workability by increasing the speed and reliability of the welding operation because it is independently configured from the orthopedic joint. .
또한 본 발명은 강관을 V형 맞대기 용접 방식으로 접합할 수 있도록 티그(TIG) 용접이 가능하도록 용접 로봇이 구성되고, 맞대기 용접 방식으로 강관을 연결하기 때문에 강관 용접 접합부의 용접 비드가 미려함과 아울러 용접 품질을 향상시킬 수 있고, 특히 강관 접속부의 접합 강도도 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, in the present invention, the welding robot is configured to enable TIG welding so that the steel pipe can be joined by the V-type butt welding method, and the welding bead of the steel pipe welding joint is beautiful and welded because the steel pipe is connected by the butt welding method. There is an advantage that the quality can be improved, and in particular, the joint strength of the steel pipe connection part can also be improved.
특히 본 발명은, 용접 로봇을 지지하는 구조물이 용접 주행부의 내측과 외측으로 'ㄷ'자형 구조로 배치되게 구성되기 때문에 용접 로봇의 하중을 균일하게 분산시켜 보다 안정된 지지 구조 및 주행 구조를 확보할 수 있고, 이에 따라 정밀 용 접이 가능해지는 이점이 있다.Particularly, in the present invention, since the structure supporting the welding robot is configured to have a 'c'-shaped structure inside and outside the welding running portion, the load of the welding robot can be uniformly distributed to ensure a more stable supporting structure and running structure. Thereby, there is an advantage that precision welding is possible.
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