KR100821218B1

KR100821218B1 - 강관 자동용접기의 주행장치

Info

Publication number: KR100821218B1
Application number: KR1020070031511A
Authority: KR
Inventors: 이성식
Original assignee: 웰텍 주식회사
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-04-11

Abstract

본 발명에 따른 강관 자동용접기의 주행장치는, 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 자동용접기에 있어서, 상기 용접 주행부는 상기 원형 몸체의 한쪽 측면에 링형 구조로 돌출되게 설치되는 레일 지지판과, 이 레일 지지판의 안쪽 면에 구비되어 상기 용접 로봇이 따라서 이동할 수 있도록 이루어진 주행 레일를 포함하여 구성되고, 상기 용접 로봇은 상기 주행 레일에 장착되어 레일 지지판의 안쪽을 따라 이동하는 주행 구동부가 구비됨으로써, 용접 로봇의 회전할 때 작업 공간을 축소할 수 있는 동시에 보다 안정적인 지지 구조를 확보할 수 있고, 특히 주행 레일의 양측면에 각 쌍의 주행 롤러들이 결합되도록 구성되어, 정밀한 용접이 가능해지고, 이에 따라 강관 용접시 용접 품질을 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.

강관, 주행, 용접 로봇, 티그 용접, 롤러, 경사

Description

강관 자동용접기의 주행장치{Driving device for automatically pipes welder}

도 1은 선행 기술의 강관 정형이음장치가 백호우에 장착된 상태를 보인 사시도,

도 2는 선행 기술의 강관 정형이음장치의 내부 구조를 보인 정면도,

도 3은 선행 기술의 강관 정형이음장치에 용접로봇이 부가되어 용접 상태를 보인 측면도,

도 4는 선행 기술의 강관 정형이음장치에 용접로봇이 부가된 상태의 정면도,

도 5는 본 발명에 따른 강관의 자동용접장치가 도시된 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 강관의 자동용접장치의 외관 측면도로서, 강관 용접 상태를 보인 도면,

도 7은 본 발명에 따른 강관의 자동용접장치의 내부 구성을 보인 측면도로서, 강관 용접 상태를 보인 도면,

도 8은 본 발명에 따른 강관의 자동용접장치의 정면도,

도 9는 본 발명에 따른 강관의 자동용접장치의 정면 구성도로서, 강관 파지 전 상태를 보인 도면,

도 10은 본 발명에 따른 강관의 자동용접장치의 정면 구성도로서, 강관 파지을 파지한 상태를 보인 도면,

도 11은 본 발명에 따른 강관의 자동용접장치의 용접 로봇이 도시된 사시도,

도 12는 본 발명에 따른 강관의 자동용접장치의 용접 로봇이 도시된 정면도,

도 13은 본 발명에 따른 강관의 자동용접장치의 용접 로봇 주행 구조가 도시된 사시도,

도 14는 본 발명에 따른 강관의 자동용접장치의 용접 로봇 주행 구조가 도시된 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 원형 몸체 55 : 상부 몸체

56, 57 : 쿼터형 몸체 60 : 연결 장치

70 : 개폐 장치 75 : 보호 커버

80 : 잠금 장치 90 : 정형 장치

200 : 자동 용접부 210 : 용접 주행부

211 : 레일 지지판 213 : 레일 받침대

215 : 주행 레일 215a : 롤러 밀착면

215b : 기어치 220 : 용접 로봇

222 : 용접 토치 223 : 용접 와이어

225 : 접촉식 센서 230 : 주행 구동부

231 : 주행 베이스 233 : 구동 모터

234 : 감속기 235 : 구동 기어

237 : 주행 롤러 238 : 조절 노브

240 : 수직/수평 조절부 250 : 행거 베이스

260 : 센서 장착/조절부 270 : 토치 장착/조절부

290 : 지지 프레임 291 : 수직 프레임

293 : 수평 프레임 295 : 가이드 프레임

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 강관 자동용접기의 주행장치에 관한 것이다.

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.

이에 본 출원인은 이러한 연구 개발의 성과에 힘입어 "강관의 시공방법"(특허 제10-0440555호), "강관의 정형장치"(특허 제10-0440185호), "강관의 정형이음 장치"(특허 제10-0598551호)를 특허 출원하여 대한민국 특허청으로부터 특허 받은 바 있다.

도 1 내지 도 4는 위의 특허 발명 중 특허 제10-0598551호에 개시된 도면으로서, 이를 참조하여 강관의 정형이음장치에 대해 간략히 살펴보면 다음과 같다.

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.

이를 참조하여 위 특허 발명의 강관의 정형이음장치에 대해 간략히 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 강관의 정형이음장치가 백호우(BH)의 작업용 암(R)에 연결되어 시공할 강관으로 이송되는 상태를 보여주고 있다.

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.

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.

각 정형기(10)는 폐쇄시 원형 구조를 이루도록 형성되어 있는 바, 도 2에 도 시된 바와 같이 상부에 반원형 몸체(11a)가 구비되고, 하부에 한 쌍의 쿼터형 몸체(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.

상기 쿼터형 몸체(11b)의 개폐 작동은 상기 반원형 몸체(11a)와 쿼터형 몸체(11b) 사이를 연결하는 개폐 실린더(14)에 의해 이루어진다.

그리고 상기 양쪽 쿼터형 몸체(11b)가 서로 맞닿는 부분에는 정형기(10)가 원형 구조로 닫힌 상태에서 벌어지지 않도록 잠금 장치(15)가 구비된다.

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.

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.

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.

특히, 상기 정형기(10)는 도 3에서와 같이 상호 결합된 강관의 연결 부분의 외면을 용접하기 위한 용접 로봇(30)이 마련된다.

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 이 루어진다.

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.

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.

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.

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 강관 자동용접기를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은, 강관을 V형 맞대기 용접 방식으로 접합할 수 있도록 티그(TIG) 용접이 가능하도록 용접 로봇을 구성함과 아울러 이러한 티그 용접에 요구 되는 주행 구조의 안정성 및 정밀성을 확보하여 용접 품질이 향상될 수 있도록 하는 강관 자동용접기의 주행장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 강관 자동용접기의 주행장치는, 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 주행부는 상기 원형 몸체의 한쪽 측면에 링형 구조로 돌출되게 설치되는 레일 지지판과, 이 레일 지지판의 안쪽 면에 구비되어 상기 용접 로봇이 따라서 이동할 수 있도록 이루어진 주행 레일를 포함하여 구성되고, 상기 용접 로봇은 상기 주행 레일에 장착되어 레일 지지판의 안쪽을 따라 이동하는 주행 구동부가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 주행 레일은, 일정한 폭을 갖는 플레이트 구조로 형성되어, 상기 레일 지지판의 안쪽 면으로부터 일정 간격 이격된 상태로 설치되어 지지되도록 이격된 공간에 다수개의 레일 받침대가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 주행 레일은, 그 양측면의 내주면과 외주면이 경사지게 형성되어, 이 경사진 면에 상기 용접 로봇의 롤러들이 접촉하면서 이동할 수 있도록 구성되고, 한쪽 측면에는 상기 주행 구동부의 구동 기어가 치합되는 기어치가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 주행 구동부는, 구동부의 몸체를 이루는 주행 베이스와, 상기 주행 베이스에 회전 가능하도록 설치되어 상기 주행 레일의 경사진 양측면에 밀착되는 복수의 주행 롤러와, 상기 주행 베이스의 일측에 설치되어 구동력을 발생시키는 주행 모터와, 상기 주행 베이스에서 상기 주행 레일의 기어치에 치합되도록 설치되어 상기 주행 모터의 구동력에 의해 회전면서 용접 로봇을 이동시키는 구동 기어를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 주행 롤러는 용접 로봇의 이동 방향으로 앞쪽에 두 쌍, 뒤쪽에 두 쌍씩 모두 4쌍의 롤러가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 주행 구동부에는, 상기 주행 롤러들 중에서, 상기 주행 레일의 한쪽에 밀착되는 롤러들을 직선 이동시켜 밀착 정도를 조절하거나 용접 로봇을 주행 레일에 탈장착시킬 수 있도록 롤러 조절기가 구비되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

참고로, 본 발명에 따른 강관의 자동용접기의 주행장치를 설명함에 있어서, 강관을 V형 맞대기 용접 방식으로 접합할 수 있도록 티그(TIG) 용접이 가능하도록 하는 강관의 티그(TIG) 자동용접장치를 중심으로 설명한다.

본 발명의 장치는, 쓰레기 이송 관로 등에 사용되는 500mm 정도의 직경을 가진 소구경 강관들을 맞대기 용접하기 위한 장비이다. 이러한 본 발명의 장치는 반드시 소구경 강관에만 적용되는 것은 아니며, 일반적인 강관 이음장비로서, 폭넓게 적용할 수 있음은 물론이다.

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.

이와 같은 강관을 용접하여 연결하는데 사용되는 본 발명의 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 강관의 자동용접장치가 도시된 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 강관의 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.

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.

상기 원형 몸체(50)에는 강관이 표면에 밀착되면서 강관의 진원을 조정하면서 본 발명의 장치가 강관 둘레에 고정될 수 있도록 정형 장치(90)가 구비된다.

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 주 행부(210)가 구비되고, 이 용접 주행부(210)에 강관 둘레를 따라 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 용접 로봇(220)이 장착된 구성으로 이루어진다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 강관의 자동용접장치의 주요 구성 부분에 대하여 도 5 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

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.

먼저, 상기 원형 몸체(50)는 강관(P)의 둘레를 파지할 수 있도록 폐쇄시 원형 구조를 갖도록 구성된다.

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.

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 끝단부가 서로 잠가질 수 있게 구성되는 쿼터형 몸체(56,57)로 이루어진다.

즉, 상기 상부 몸체(55)는 원형 구조에서 대략 1/2의 크기로 분할되고, 쿼터 형 몸체(56,57)는 대략 1/4의 크기로 분할되어, 상호 조립됨으로써 강관의 둘레를 파지할 수 있도록 원형 구조를 이루게 된다.

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.

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.

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.

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.

그리고 상기 상부 몸체(55)와 쿼터형 몸체(56,57)의 연결부 바깥쪽에는 내부로 이물질 등이 유입되지 않도록 하는 보호 커버(75)가 씌워진다.

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 플렉시 블(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.

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.

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. 이 잠금 장치(80)는 유압에 의해 잠금이 이루어지도록 구성되는 것이 바람직하다.

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.

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.

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.

즉, 상기 정형 장치(90)는 상부 몸체(55)에 두 개가 설치되고, 쿼터형 몸 체(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.

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.

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.

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.

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.

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.

아울러, 도 5에서 참조 번호 310은 개폐 장치(70), 잠금 장치(80), 정형 장치(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.

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.

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.

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.

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.

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 부착되는 부분에는 다수개의 사각홀(212)이 형성된다. 이 사각홀은 본 발명의 장치를 구성하는 부품을 조립할 때 조립 도구를 이용하여 용이하게 조립할 수 있도록 구성된 부분이다.

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.

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.

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.

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 단면도 이다.

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 방향 및 수직 방향의 위치를 조절할 수 있도록 이루어진 수직/수평 조절부(240)와, 상기 수직/수평 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 장착/조절부(260)와, 상기 행거 베이스(250)의 다른 쪽에 연결되어 용접 토치(222) 및 용접 와이어(223)를 지지하는 토치 장착/조절부(270)로 구성된다.

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.

이러한 용접 로봇(220)의 각각의 주요 구성 부분에 대해 자세히 설명한다.

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.

이러한 주행 레일(215)은 도 5에 도시된 바와 같은 레일 고정 볼트(217) 등에 의해 상기 레일 지지판(211)에 고정되게 설치된다.

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.

이제, 상기 용접 로봇(220)의 주행 구동부(230)에 대하여 자세히 설명한다.

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.

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.

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 밀착되 게 설치된다.

이러한 주행 롤러(237)들 중에서, 원형 몸체(50)의 바깥쪽에 위치되는 두 쌍의 롤러들은 조절 노브(238)가 구비된 롤러 조절기를 이용하여 직선 이동시킬 수 있도록 구성됨으로써 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.

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.

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.

여기서 상기 주행 모터(233)는 DC 모터보다는 스탭핑(Stapping) 모터로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 구동 기어(235)는 상기 주행 레일(215)의 기어치(215b)에 랙과 피니언 구조로 치합되어 주행이 가능하도록 하는 구성으로 이루어진다.

다음, 지지 프레임(290)은 상기 주행 구동부(230)의 주행 베이스(231)에 고 정되어 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.

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.

상기 가이드 프레임(295)의 한쪽 면에는 상기한 용접 로봇(220)을 제어하도록 상기한 콘트롤 박스(217)가 설치되는 것이 바람직하다.

다음, 상기 수직/수평 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.

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.

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 장착/조절부(260) 및 토치 장착/조절부(270)가 연결되어 설치될 수 있도록 하는 수평 플레이트(255)로 이루어진다.

여기서 상기 관절부(253)는 상기 수직 플레이트(251)에 대하여 수평 플레이트(255)가 회전 조절이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.

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.

다음, 상기 센서 장착/조절부(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.

여기서 상기 접촉식 센서(225)는 통상 특정 물체에 접촉되어 그 위치 변화를 감지하는 센서로서, 도면에서와 같이 센서 프로브(225a)와, 이 프로브의 신호를 외부에 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.

물론, 본 발명의 실시예에서는 접촉식 센서(225)를 예시하여 설명하였으나, 조건에 따라서는 용접 위치 추적이 가능한 비접촉식 센서(225)를 이용하여 구성하는 것도 가능하다.

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.

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 수직/수평 조절부(240)를 작동하여 용접 토치(222)의 용접 위치를 조절하게 된다.

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.

다음, 상기 토치 장착/조절부(270)는 기본적으로 상기 티그(TIG) 용접 토치(222)와 용접 와이어(223)가 동시에 위빙 작동되면서 용접이 이루어질 수 있도록 구성된다.

즉, 토치 장착/조절부(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.

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.

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 있도 록 나사 조임 구조를 갖는 토치 고정노브(271a)가 구비된다.

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.

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.

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.

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.

상기 경사조절용 브래킷(272)은 상기 위빙축(276)에 지지된 블록(276a)에 볼트(272b) 등을 이용하여 연결하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 토치 장착/조절부(270)에 구성되는 용접 토치(222)는 수평 및 수직 방향으로의 이동은 상기 접촉식 센서(225)와 같이 수직/수평 조절부(240)의 작동에 따라 이루어진다.

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 용접이 가능해진다.

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.

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.

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.

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.

다음, 본 발명의 용접 장치가 티그(TIG) 용접 방식을 주로 이용하도록 구성되는 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.

본 발명에서는 강관의 용접부와 용접 토치의 간격을 일정하게 유지하는 방법으로 아크 센서를 이용하게 된다.

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.

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.

여기서 상기 아크센서 제어기는 상기한 수직/수평 조절부(240)의 수평 가이드(245)의 작동을 제어함으로써 용접 토치(222)와 강관 용접부 사이의 간극을 조 절하게 된다.

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.

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.

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.

한편, 상기한 본 발명의 실시예에서는 강관의 티그(TIG) 자동용접장치를 중심으로 하여 주행장치에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 강관의 둘레를 주행하면서 강관의 접속부를 용접하는 장치이면 어떠한 용접 방식을 갖든지 상관없이 본 발명의 강관 자동용접기의 주행장치가 다양하게 적용될 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 강관 자동용접기의 주행장치는, 주행 레일의 안쪽에 장착되어 용접 로봇의 주행이 이루어지도록 구성되기 때문에 용접 로봇의 회전할 때 작업 공간을 축소할 수 있는 동시에 안정적인 지지 구조를 확보할 수 있는 이점이 있다.

특히, 본 발명은 주행 레일의 양측면에 각 쌍의 주행 롤러들이 결합되도록 구성되기 때문에 보다 안정적인 주행 구조를 확보하여, 정밀한 용접이 가능해지고, 이에 따라 강관 용접시 용접 품질을 향상에 기여할 수 있는 이점이 있다.

즉, 본 발명은 주행 롤러들이 주행 레일의 양측면에 밀착되도록 구성되기 때문에 용접 로봇이 보다 안정되게 장착된 상태에서 흔들림 없이 주행될 수 있고, 이는 티그(TIG) 용접과 같이 정밀성이 요구되는 용접 작업을 보다 원활하게 수행할 수 있도록 하여, 전체적으로 용접 품질을 향상시키는데 크게 기여할 수 있는 이점이 있는 것이다.

또한 본 발명은 주행 구동부에 조절 노브가 구비된 롤러 조절기가 설치되기 때문에 주행 레일에 대한 롤러의 밀착력을 자유롭게 조절할 수 있는 동시에, 주행 레일로부터 용접 로봇을 용이하게 탈장착 할 수 있는 이점도 있다.

Claims

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 자동용접기에 있어서,

상기 용접 주행부는 상기 원형 몸체의 한쪽 측면에 링형 구조로 돌출되게 설치되는 레일 지지판과, 이 레일 지지판의 안쪽 면에 구비되어 상기 용접 로봇이 따라서 이동할 수 있도록 이루어진 주행 레일를 포함하여 구성되고,

상기 용접 로봇은 상기 주행 레일에 장착되어 레일 지지판의 안쪽을 따라 이동하는 주행 구동부가 구비된 것을 특징으로 하는 강관 자동용접기의 주행장치.
청구항 1에 있어서,

상기 주행 레일은, 일정한 폭을 갖는 플레이트 구조로 형성되어, 상기 레일 지지판의 안쪽 면으로부터 일정 간격 이격된 상태로 설치되어 지지되도록 이격된 공간에 다수개의 레일 받침대가 설치된 것을 특징으로 하는 강관 자동용접기의 주행장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 주행 레일은, 그 양측면의 내주면과 외주면이 경사지게 형성되어, 이 경사진 면에 상기 용접 로봇의 롤러들이 접촉하면서 이동할 수 있도록 구성되고,

한쪽 측면에는 상기 주행 구동부의 구동 기어가 치합되는 기어치가 형성된 것을 특징으로 하는 강관 자동용접기의 주행장치.
청구항 3에 있어서,

상기 주행 구동부는, 구동부의 몸체를 이루는 주행 베이스와, 상기 주행 베이스에 회전 가능하도록 설치되어 상기 주행 레일의 경사진 양측면에 밀착되는 복수의 주행 롤러와, 상기 주행 베이스의 일측에 설치되어 구동력을 발생시키는 주행 모터와, 상기 주행 베이스에서 상기 주행 레일의 기어치에 치합되도록 설치되어 상기 주행 모터의 구동력에 의해 회전면서 용접 로봇을 이동시키는 구동 기어를 포함한 것을 특징으로 하는 강관 자동용접기의 주행장치.
청구항 4에 있어서,

상기 주행 롤러는 용접 로봇의 이동 방향으로 앞쪽에 두 쌍, 뒤쪽에 두 쌍씩 모두 4쌍의 롤러가 구비된 것을 특징으로 하는 강관 자동용접기의 주행장치.
청구항 5에 있어서,

상기 주행 구동부에는, 상기 주행 롤러들 중에서, 상기 주행 레일의 한쪽에 밀착되는 롤러들을 직선 이동시켜 밀착 정도를 조절하거나 용접 로봇을 주행 레일에 탈장착시킬 수 있도록 롤러 조절기가 구비된 것을 특징으로 하는 강관 자동용접기의 주행장치.