KR100889585B1 - 강관 연결용 티그(ｔｉｇ) 자동용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 강관 연결용 티그(TIG) 자동용접장치는, 강관을 파지할 수 있도록 개폐 가능하게 구성되는 원형 몸체와; 상기 원형 몸체의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되는 레일 지지판과 이 레일 지지판의 안쪽에 주행 레일이 구비된 용접 주행부와; 상기 레일 지지판의 바깥쪽에 위치에서 상기 주행 레일에 연결되어 회전하는 캐리지와; 상기 캐리지에 지지되어 강관의 외면을 용접하도록 구성되되, 강관의 양방향 용접이 가능하도록 용접 토치 및 용접 와이어가 반대 방향으로 회전 가능하도록 이루어진 용접기를 포함하여 구성됨으로써, 강관의 용접 방향에 따라 용접 토치, 용접 와이어, 접촉식 센서 등의 위치를 간편하게 바꿀 수 있게 되어, 다양한 방식의 용접 작업을 수행할 수 있는 동시에 용접성 및 용접 편의성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

주행 레일, 용접 로봇, 티그 용접, 접촉식 센서, 용접 토치

Description

강관 연결용 티그(ＴＩＧ) 자동용접장치{Automatic TIG welding device for jointing steel pipes}

본 발명은 강관 연결 시공을 위한 자동용접 장치에 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 연결용 티그(TIG) 자동용접장치에 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 정형이음장치"(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 도면으 로서, 이를 참조하여 강관의 정형이음장치에 대해 간략히 살펴보면 다음과 같다.

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.

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 도시된 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 이루어진다.

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.

특히, 상기 특허 발명에 구비되는 용접 로봇(30)은 용접 토치의 교환이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 용접 로봇에 감지 센서, 용접 와이어, 용접 토치 등이 한 방향으로만 설치되어 있기 때문에 일방향 용접만이 가능하고, 양방향 용접은 불가능한 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 강관을 V형 맞대기 용접 방식으로 접합할 수 있도록 티그(TIG) 용접이 가능하도록 용접 로봇을 구성함과 아울러 이러한 티그 용접에 요구되는 주행 구조의 안정성 및 정밀성을 확보하여 용접 품질이 향상될 수 있도록 하는 강관 연결용 티그(TIG) 자동용접장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 용접 토치의 교환이 편리하게 이루어지고, 강관의 용접 방향도 정방향 또는 역방향으로 자유롭게 선택하여 용접할 수 있도록 하여, 용접 편의성을 향상시킬 수 있는 강관 연결용 티그(TIG) 자동용접장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 용접 와이어 송급장치를 캐리어에 탑재시켜 구성함으로써 용접 와이어의 공급이 원활하게 이루어지도록 하는 강관 연결용 티그(TIG) 자동용접장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 강관 연결용 티그(TIG) 자동용접장치는, 강관을 파지할 수 있도록 개폐 가능하게 구성되는 원형 몸체와; 상기 원형 몸체의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되는 레일 지지판과 이 레일 지지판의 안쪽에 주행 레일이 구비된 용접 주행부와; 상기 레일 지지판의 바깥쪽에 위치 에서 상기 주행 레일에 연결되어 회전하는 캐리지와; 상기 캐리지에 지지되어 강관의 외면을 용접하도록 구성되되, 강관의 양방향 용접이 가능하도록 용접 토치 및 용접 와이어가 반대 방향으로 회전 가능하도록 이루어진 용접기를 포함한 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 캐리지는 상기 용접 주행부의 주행 레일에 결합되어 주행 레일을 따라 이동하는 주행 바디부와, 상기 레일 지지판의 바깥쪽에 위치되어 상기 주행 바디부에 연결되는 프레임부와, 상기 프레임부에 구비되어 상기 용접기의 수평 및 수직 방향의 위치를 조절하는 수평수직 조절부를 포함하여 구성된다.

또한 상기 프레임부에는 상기 용접기에 용접 와이어를 제공하는 와이어 송급장치가 탑재되어 구성되는 것이 바람직하다.

상기 용접기는, 상기 캐리지에 연결된 지지대와, 상기 지지대에 구비되어 용접 토치가 위빙 작동되도록 하는 위빙 작동부와, 상기 위빙 작동부에 연결되어 설치되는 고정 블록과, 상기 고정 블록의 측면에서 수평 방향으로 연결되는 회전 블록과, 상기 회전 블록에 회전 가능하게 설치되고 용접 토치가 장착되는 토치 클램프와, 상기 토치 클램프에 설치되어 용접 와이어가 제공되도록 하는 와이어 클램프와, 상기 지지대의 양쪽에서 각각 구비되어 접촉식 센서를 선택적으로 설치할 수 있도록 된 복수의 센서 장착모듈을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 회전 블록은 용접 토치의 교환이 용이하게 이루어지도록 상기 고정 블록에 대하여 전후 방향으로 회전 가능하게 설치될 수 있다.

상기 센서 장착 모듈은, 수직 및 수평 방향으로 센서 위치 조절이 가능하도 록 이루어진 길이 조절이 가능하도록 이루어진 십자형 조절대와, 이 조절대에 수평 방향으로 결합됨과 아울러 상기 지지대에 끝단부가 고정되어 접촉식 센서의 수평 방향의 위치 조절이 가능하도록 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.

본 발명에 따른 강관 연결용 티그(TIG) 자동용접장치는, 강관을 V형 맞대기 용접 방식으로 연결할 수 있도록 티그 용접이 가능하도록 구성되고, 또한 티그 용접에 요구되는 주행 구조의 안정성 및 정밀성을 확보할 수 있게 되어, 강관 연결부의 용접 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

특히, 본 발명은, 용접 토치가 장착되는 토치 클램프를 전후 방향으로 회전시킬 수 있도록 구성되기 때문에 용접 토치의 교환 작업이 보다 편리하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은, 강관의 용접 방향에 따라 용접 토치, 용접 와이어, 접촉식 센서 등의 위치를 간편하게 바꿀 수 있도록 구성되기 때문에 다양한 방식의 용접 작업을 수행할 수 있는 동시에 용접성 및 용접 편의성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은, 캐리지에 용접 와이어 송급장치가 탑재되어 구성되기 때문에 용접기 주변 구조가 간단하게 정리되고, 용접 와이어의 공급도 원활하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

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

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 이음장비로도, 폭넓게 적용할 수 있음은 물론이다.

아울러, 본 발명의 장치가 이용되는 강관은 도 9에서와 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 강관 연결용 자동용접장치가 도시된 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 강관 연결용 자동용접장치는 강관(P)의 둘레에 결합될 수 있도록 원형 구조를 갖는 원형 몸체(50)가 구비된다. 이 원형 몸체 는 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 용접 로봇(200)이 구성되는데, 이 용접 로봇(200)은 상기 원형 몸체(50)의 한쪽 측면에 원형 링 구조로 돌출되는 용접 주행부(110)가 구비되고, 이 용접 주행부(110)에 강관 둘레를 따라 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 용접 로봇(200)이 장착된 구성으로 이루어진다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 강관 연결용 자동용접장치의 주요 구성 부분에 대하여 도 5 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 강관 연결용 자동용접장치가 도시된 사시도 및 주요부 상세도이고, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 강관 연결용 자동용접장치의 정면도 및 주요부 상세도이며, 도 9는 본 발명에 따른 강관 연결용 자동용접장치의 측면도이다.

그리고 도 10은 본 발명에 따른 강관 연결용 자동용접장치의 정면 구성도로 서, 강관 파지 전 상태를 보인 도면이고, 도 11은 본 발명에 따른 강관 연결용 자동용접장치의 정면 구성도로서, 강관을 파지한 상태를 보인 도면이다.

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

이 원형 몸체(50)는 도 7에서와 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, 쿼터형 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 9를 참조하면, 상기 원형 몸체(50)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, 도 10과 도 11을 참조하면, 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 도 5 등에 도시된 바와 같이, 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 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.

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, 도 10과 도 11을 참고하면, 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)에는 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 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.

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 5 및 도 9에서와 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 9에서 참조 번호 65는 본 발명의 장치를 특정 장소에 보관할 대 보다 안정되게 보관할 수 있도록 곡면판 구조로 연장된 보관용 플레이트를 나타낸 것이다.

또한 도 10에서 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 상부 내측에 설치될 수 있다.

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 용접부가 구성된다.

상기 자동 용접부는, 상기 원형 몸체(50)의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되는 용접 주행부(110)가 구비되고, 용접기(300)와 이 용접기가 설치된 캐리지(201)로 이루어진 용접 로봇(200)이 상기 용접 주행부(110)를 따라 이동하면서, 양쪽 강관(P)의 연결부를 용접할 수 있도록 구성된다.

자동 용접부를 구성하는 용접 주행부(110), 그리고 용접 로봇(200)을 구성하는 캐리지(201)와 용접기(300)에 대하여 차례로 설명한다.

먼저, 용접 주행부(110)는 상기 원형 몸체(50)의 한쪽 측면에 링형 구조로 돌출되게 설치되는 레일 지지판(111)과, 이 레일 지지판(111)의 안쪽 면에 구비되어 상기 캐리지(201)가 따라서 이동할 수 있도록 이루어진 주행 레일(115)로 구성된다.

여기서 상기 레일 지지판(111) 및 주행 레일(115)은 상기 원형 몸체(50)에서 상부 몸체(55), 쿼터형 몸체(56,57)와 동일하게 나누어져 구성된다.

상기 레일 지지판(111)은 아래에서 자세히 설명할 캐리지(201)가 도 9에서와 같이'ㄷ' 자형 구조로 지지판(111)의 바깥쪽 상부 공간에 바로 위치될 수 있을 정도의 폭을 갖도록 넓게 구성되는 것이 바람직하고, 상기 원형 몸체에 부착되는 부분에는 다수개의 사각홀(112)이 형성된다. 이 사각홀은 본 발명의 장치를 구성하는 부품을 조립할 때 조립 도구를 이용하여 용이하게 조립할 수 있도록 구성된 부분이다.

상기 주행 레일(115)은 일정한 폭을 갖는 플레이트 구조로 형성되어, 상기 레일 지지판(111)의 안쪽 면으로부터 일정 간격 이격된 상태로 설치되는데, 그 이격된 공간에는 다수개의 레일 받침대(113)가 설치된다.

특히, 상기 주행 레일(115)은 그 양측면의 내주면과 외주면이 경사지게 형성되는데, 이 경사진 면이 후술할 캐리지(201)의 롤러(213)가 접촉하면서 이동할 수 있도록 형성된다.

주행 레일(115)은 도 5에 도시된 바와 같은 레일 고정 볼트(117) 등에 의해 상기 레일 지지판(111)에 고정되게 설치된다.

특히 상기 주행 레일(115)은 긴 플레이트 구조로 형성되는데, 도 12와 도 13에 도시된 바와 같이, 그 양측에 이후 설명될 주행 롤러(213)가 결합되는 롤러 밀착면(115a)이 각각 형성되고, 한쪽 측면에는 이후 설명될 구동 기어(219)가 치합되도록 랙 구조의 기어치(115b)가 형성된다. 여기서 기어치(115b)가 주행 레일(115)의 안쪽 측면에 형성됨으로 인하여, 외부에서 이물질 등이 기어치에 끼이는 문제를 최소화하여, 용접 로봇(200) 주행 중에 발생할 수 있는 오차 등을 최소화하여 보다 정밀한 주행 작동이 가능해진다.

기어치(115b)는 주행 레일(115)의 한쪽 측면에 형성되는 것이 바람직하고, 필요에 따라서는 주행 레일(115)과 다른 소재로 형성되어 주행 레일(115)의 측면에 고정된 구조로 설치하는 것도 가능하다. 이와 같이 기어치(115b)를 다른 소재로 형성하여 주행 레일(115)에 결합시키는 이유는, 캐리지(201) 구동 과정에서 기어치(115b)가 쉽게 마모되지 않고, 장시간 수명을 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한 상기 주행 레일(115)은 가운데 부분의 바깥쪽 면과 안쪽 면이 오목한 구조로 형성되는데, 이는 주행 레일(115) 전체의 하중을 줄이기 위한 것이다. 물론, 주행 레일(115)의 양쪽에 형성된 롤러 밀착면(115a)들은 상대적으로 두껍게 돌출된 부분의 바깥쪽에 형성된다.

다음, 상기와 같은 주행 레일(115)을 따라 강관 둘레를 회전하는 캐리지(201)에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 캐리지(201)는 상기 주행 레일(115)을 따라 안정되게 주행할 수 있도록 구성되는 동시에 용접기(300)를 지지하면서 용접 위치를 전후 상하 방향으로 조절할 수 있도록 구성된다.

이러한 캐리지(201)는, 크게 주행 바디부(210), 프레임부(230), 수평수직 조절부(250)로 구성되는데, 각각의 구성에 대하여 설명한다.

먼저 주행 바디부(210)에 대해 도 12와 도 13을 참조하여 설명한다.

주행 바디부(210)는, 몸체를 이루는 주행 바디(211)와, 이 주행 바디(211)에 설치되어 상기 주행 레일(115)의 양쪽 롤러 밀착면(115a)에 밀착되는 복수의 주행 롤러(213)로 구성된다.

주행 바디(211)는 그 양쪽에 수직 방향으로 세워진 롤러 설치부(212)가 구성되어, 이 롤러 설치부(212)의 안쪽에 상기 주행 롤러(213)들이 회전 가능하게 설치된다. 이때, 주행 롤러(213)들은 캐리지(201)의 이동 방향으로 앞쪽에 두 쌍, 뒤쪽에 두 쌍씩 모두 4쌍의 롤러가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 주행 바디(211)에는, 상기 주행 롤러(213)들 중에서, 상기 주행 레일(115)의 한쪽에 밀착되는 롤러들을 직선 이동시켜 밀착 정도를 조절하거나 캐리지(201)를 주행 레일(115)에 탈장착시킬 수 있도록 롤러 조절기(215)가 구성된다.

이러한 롤러 조절기(215)는 상기 주행 바디(211)의 한쪽 롤러 설치부(212) 바깥쪽에서 주행 바디(211)에 나사 결합 구조로 이루어진 조절 노브로 구성될 수 있다.

주행 바디부(210)의 하부에는 주행 구동력을 발생시키는 주행 모터(217)가 설치된다.

상기 주행 바디(211)의 내측에는 주행 레일(115)의 기어치(115b)에 치합되는 구동 기어(219)가 설치되어 주행 모터(217)의 구동력을 전달받아 회전하면서 캐리지(201)가 주행 레일(115)을 따라 이동할 수 있도록 구성된다. 물론, 상기 주행 모터(217)와 구동 기어(219) 사이에는 회전 동력을 전달할 수 있도록 동력전달수단이 연결되는데, 이 동력전달수단은 감속기(221) 및 주행 바디(211)를 관통하여 설치된 구동축(223)으로 이루어진다.

상기와 같이 주행 바디부(210)에 구비된 복수의 주행 롤러(213)가 주행 레일(115)의 양측면에 밀착되도록 구성됨으로써 본 발명의 용접 로봇(200)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.

다음, 상기 프레임부(230)에 대하여 주로 도 9와 도 13을 참조하여 설명한다.

프레임부(230)는, 크게 상기 주행 바디부(210)에 연결된 수직 플레이트(231)와, 이 수직 플레이트의 상부에 수평 방향으로 연결되어 상부에 콘트롤 박스(235) 및 와이어 송급장치(240)가 설치되는 탑재 플레이트(233)로 이루어진다.

상기 수직 플레이트(231)는 주행 바디(211)의 측면에 고정되어 상기 레일 지지판(111)의 바깥쪽 방향으로 수직으로 세워진다.

상기 탑재 플레이트(233)는 상기 수직 플레이트(231)의 상단에서 수평 방향으로 위치된다.

결국, 주행 바디부(210), 수직 플레이트(231), 탑재 플레이트(233)가 상기 레일 지지판(111)을 중심으로 'ㄷ'자형 구조로 배치되는데, 이는 도 9에 도시된 바와 같이 배치되는 용접 로봇(200) 구조에서 주행 레일(115)에 지지된 부분으로부터 전체적인 하중을 적절하게 분산시켜 안정된 주행 지지 구조를 확보함과 아울러, 용접기(300)가 레일 지지판(111)으로부터 돌출되는 거리도 최소화시킬 수 있게 된다.

상기 탑재 플레이트 위에는 콘트롤 박스(235), 와이어 송급장치(240), 수평수직 조절부(250) 등이 탑재되어 설치된다.

여기서 콘트롤 박스(235)는, 제반 용접 작동을 제어하기 위한 회로들이 구성된 부분으로서, 캐리지(201)의 이동 속도, 용접 와이어(241)의 송급 속도, 용접기(300)의 위치 조절, 용접기(300)의 전원 공급 등, 제어가 필요한 제반 요소를 제어할 수 있도록 구성된다.

이러한 콘트롤 박스(235)는 박스 자체에 일부 조절부를 구성하고, 다른 조절부는 별도의 조절기 박스를 통해 구성할 수 있다. 조절기 박스(260)의 구성에 대해서는 아래에서 다시 설명한다.

상기 와이어 송급장치(240)는, 용접 와이어(241)가 감겨져 있는 송급 롤 러(243)와, 이 송급 롤러(243)에서 상기 용접기(300)에 송급 와이어(241)를 공급하도록 공급력을 제공하는 송급 모터(245)와, 상기 송급 와이어(241)의 공급 속도를 조절하기 위한 송급 조절기(247)와, 이 송급 조절기(247) 쪽에서 후술할 와이어 클램프(380)에 용접 와이어(241)를 공급하기 위해 연결되는 송급 케이블(248) 등으로 이루어진다.

다음, 상기 수평수직 조절부(250)에 대하여 설명한다.

수평수직 조절부(250)는 상기 탑재 플레이트(233) 위에 지지되도록 설치되어, 상기 용접기(300)의 용접 토치(370)의 위치를 수평(전후) 또는 수직(상하) 방향으로 위치를 조절할 수 있도록 수평 조절부(251)와 수직 조절부(255)가 구성된다.

이러한 수평 조절부(251)와 수직 조절부(255)는 리니어 모터를 이용하여, 통상의 위치 조절 장치와 같이 용접기(300)를 수평(강관의 전후 길이 방향) 또는 수직(강관의 반경 방향) 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성될 수다.

즉, 수평 조절부(251)는 상기 탑재 플레이트(233)의 상부에 수평 방향으로 설치되고, 그 앞쪽에 상기 수직 조절부(255)가 연결되어 구성된다.

상기 수직조절부(255)는 상기 수평 조절부(251)와 연결된 연결 플레이트(256)에 수직 방향으로 고정되어 설치된다.

이러한 수직조절부(255)는 상기 수평 조절부(251)에 연결되어 전체가 수평(전후) 방향으로 이동하게 됨과 아울러, 후술할 제 1 지지대(310)를 수직 방향 즉, 상하 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성된 것으로서, 통상의 수직 위치 조절 장치 와 같이 수직조절박스에 구동 모터가 설치되고, 이 구동 모터의 구동력에 의해 상기 제 1 지지대(310)가 상하로 이동하게 된다.

즉, 수평 조절부(251) 및 수직조절부(255)는 통상적으로 사용되는 직선 이송 기구가 사용되는데, 그 일례로 모터의 구동력에 의해 연결 부품의 직선 이동이 가능하도록 하는 볼 스크류 등을 채용하여 구성할 수 있다.

상기 수직조절부(255)의 앞쪽 상부에는 조절기 박스(260)가 설치되는데, 이 조절기 박스(260)는 상기한 콘트롤 박스(235)와 연결되어 용접 작동, 위빙 속도 등을 조절할 수 있도록 구성된다.

다음, 상기와 같은 캐리지(201)에 지지되어 용접을 실행하는 용접기(300)에 대하여 설명한다.

용접기(300)는 수직조절부(255)에 연결된 부분부터 차례로 설명하면, 제 1 지지대(310), 제 2 지지대(320), 위빙 작동부(330), 고정 블록(340), 회전 블록(350), 토치 클램프(360), 용접 토치(370), 와이어 클램프(380), 센서 장착모듈(390), 접촉식 센서(400) 등으로 구성된다.

상기 제 1 지지대(310)는 좌우 방향으로 길게 형성되고, 절연 소재로 이루어진 막대 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

제 1 지지대(310)의 중앙부에는 제 2 지지대(320)가 고정되어 설치되고, 양쪽에는 후술할 센서 장착모듈(390)이 설치될 수 있도록 센서모듈 설치부(312)가 형성된다. 이 센서모듈 설치부는 도 6을 참고하면, 센서 장착모듈(390)을 끼워서 고 정할 수 있도록 홀(313)이 형성되고, 이 홀(313)로부터 외곽으로는 제 1 지지대가 분할되게 슬릿(314)이 형성되어 고정 볼트(315)를 조임으로써 상기 센서 장착모듈(390)이 고정될 수 있도록 구성된다.

상기 제 2 지지대(320)는 제 1 지지대(310)의 중앙에서 앞쪽으로 길게 설치되어 그 상부와 하부에 위빙 작동부(330)가 구성된다.

제 2 지지대(320)의 상부에는 위빙 모터(331)가 설치되고, 하부에는 위빙 작동이 가능하도록 하는 위빙 플레이트(333)가 설치된다.

즉, 상기 위빙 플레이트(333)는 상기 제 2 지지대(320)와 상대 운동이 가능하도록 설치되어 상기 위빙 모터(331)가 작동할 경우에 제 2 지지대(320)로부터 전후 방향으로 슬라이딩되면서 용접 토치(370)의 위빙 용접이 가능하도록 구성된다.

상기 위빙 플레이트(333)의 하부에는 고정 블록(340)이 설치된다.

상기 고정 블록(340)의 측면에는 회전 블록(350)이 설치되는데, 회전 블록(350)은 상기 고정 블록(340)으로부터 전후 방향으로 회전이 가능하도록 연결되어 구성된다.

고정 블록(340) 및 회전 블록(350)을 상대 회전 가능하게 설치하는 이유에 대해서는 도 16 내지 도 18을 참조하여, 아래에서 다시 설명한다.

상기 회전 블록(350)에는 토치 클램프(360)가 설치되고, 이 토치 클램프(360)와 회전 블록(350)을 상하로 관통하여 삽입된 구조로 용접 토치(370)가 조립된다.

상기 토치 클램프(360)의 내부에는 용접시 용접 토치(370)를 냉각시켜주기 위한 냉각수 통로가 형성되고, 또한 상기 용접 토치(370)에 전원, 냉각수 등을 공급하기 위한 케이블(361)이 연결된다.

상기 토치 클램프(360)의 한쪽 측면에는 상기 와이어 송급장치(240)로부터 제공된 용접 와이어(241)를 지지하는 동시에 용접 토치(370)의 끝단 쪽에 공급되는 와이어를 가이드 해주는 와이어 클램프(380)가 설치된다.

특히 상기 토치 클램프(360)는 상기 회전 블록(350)에 180도 회전 가능하게 설치되는데, 그 이유는 강관 용접시 용접 방향을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 자유롭게 선택하여 운전하기 위해서이다.

이에 대한 구체적인 설명은 도 16 내지 도 19를 참조하여 다시 설명한다.

이와 같은 토치 클램프(360)에 장착되는 용접 토치(370)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(241)를 녹여 용접하도록 구성된다.

상기 토치 클램프(380)는 강관의 용접 부분에 지속적으로 용접 와이어(241), 즉, 솔리드 와이어(SOLID WIRE)를 공급할 수 있도록 지지하는 구성 부분으로서, 상기 용접 와이어의 공급 위치를 적절하게 조절할 수 있도록 구성된다.

결국, 상기 용접 토치(370) 및 용접 와이어(241)가 토치 클램프(370)와 와이어 클램프(380)에 장착된 상태에서, 용접 토치(370) 및 용접 와이어(241)의 위치를 적절하게 조절한 상태에서, 상기한 위빙 작동부(330)에 의해 동시에 위빙 운동을 하면서 티그 용접을 실시할 수 있게 된다.

다음, 상기 센서 장착모듈(390)은, 위에서 설명한 바와 같이 제 1 지지대(310)의 양 단부에 장착되어 접촉식 센서(400)를 장착할 수 있도록 구성된다.

여기서 본 발명의 용접 장치가 주로 티그(TIG) 용접 방식을 이용하도록 구성되는 바, 티그(TIG) 용접의 특성상, 강관의 용접부와 용접 토치(370) 사이의 간극, 즉 간격이 항상 일정하게 유지되면서 용접을 진행하여야 우수한 용접 품질을 확보할 수 있게 된다. 따라서 강관의 용접부와 용접 토치의 간격을 일정하게 유지하는 방법으로 접촉식 센서(400)를 이용하게 된다.

이러한 접촉식 센서(400)가 장착되는 센서 장착모듈(390)은 상기 제 1 지지대(310)의 양쪽에 상기 센서 장착모듈(390)이 각각 설치되게 구성되는데, 이는 강관의 용접 방향에 맞추어 상기 접촉식 센서(400)를 선택적으로 설치하기 위한 구성이다. 이에 대하여 도 18 내지 도 19를 참조하여 아래에서 다시 설명하기로 하고, 각 센서 장착모듈(390)에 대하여 설명한다.

센서 장착모듈(390)은 수직 및 수평 방향으로 센서 위치 조절이 가능하도록 이루어진 길이 조절이 가능하도록 이루어진 십자형 조절대(391)와, 이 조절대(391)에 수평 방향으로 결합됨과 아울러 상기 제 1 지지대(310)에 끝단부가 고정되어 접촉식 센서(400)의 수평(전후) 방향의 위치 조절이 가능하도록 이루어진 수평 조절 노브(392)와, 상기 조절대(391)에 수직 방향으로 결합되어 상기 접촉식 센서(400) 의 수직 방향의 위치 조절이 가능하도록 이루어진 수직 조절 노브(393)와, 상기 수직 조절 노브(393)의 끝단부에 수평 방향으로 연결되는 수평 연결대(394)와, 이 수평 연결대(394)에 각도 조절이 가능하도록 연결되어 접촉식 센서(400)가 고정되는 센서 클램프(395)로 구성된다.

여기서 상기 접촉식 센서(400)는 통상 특정 물체에 접촉되어 그 위치 변화를 감지하는 센서로서, 도면에서와 같이 센서 프로브(401)와, 이 프로브의 신호를 외부에 전달하는 신호 전송박스(402)로 이루어져, 강관 접속부 외면의 용접할 부분을 따라 이동하면서 용접 토치(370)의 용접 위치를 적절하게 변화시킬 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.

물론, 본 발명의 실시예에서는 접촉식 센서(400)를 예시하여 설명하였으나, 조건에 따라서는 용접 위치 추적이 가능한 비접촉식 센서(400)를 이용하여 구성하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같은 접촉식 센서(400)는 수평 조절 노브(392), 수직 조절 노브(393), 수평 연결대(394)와 센서 클램프(395)의 연결 부분을 이용하여 X,Y,Z,θ 방향으로의 위치 조절이 가능하게 된다. 이러한 접촉식 센서는 상기 용접 토치(370)와 최대한 근접하여 위치되게 조절되는 것이 바람직하다.

상기 접촉식 센서(400)가 강관의 외면에 접촉되면서 감지한 결과는 콘트롤 박스(235) 등을 통해 메인 제어부에 입력되고, 상기 접촉식 센서(400)의 감지 결과에 따라 메인 제어부에서 상기 수평수직 조절부(250)를 작동하여 용접 토치(370)의 용접 위치를 조절하게 된다.

한편 상기에서는 주로 접촉식 센서(400)의 위치 설정을 위한 구성을 주로 수동식 구조로 이루어진 것을 예시하였으나, 실시 조건에 따라서는 전동 모터를 구비하여 자동으로 상기 수평 조절 노브(392), 수직 조절 노브(393)의 조절하여 위치를 조절하는 구성도 가능하다.

이제, 상기에서 언급한 위빙 작동부(330)의 구조와 용접 토치 회전 구조에 대하여 설명한다.

먼저, 도 14와 도 15를 참조하여, 위빙 작동부(330)에 대하여, 자세히 설명한다.

도 14는 본 발명의 용접기 위빙 구조를 설명하기 위한 측면도이고, 도 15는 도 14의 B-B 선 방향에서 본 평면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 제 2 지지대(320)에는 측면에서 보았을 때 위빙 모터(331)와 위빙 플레이트(333) 사이에 좌우로 반복적으로 이동하는 위빙축(335)이 연결된다.

물론, 상기 제 2 지지대(320)에는 상기 위빙축(335)이 관통하는 위빙홀(321)이 형성되고, 이 위빙홀(321)은 위빙축(335)의 운동 방향으로 길게 형성된 슬롯(slot) 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 위빙 모터(331) 내에는 상기 위빙축(335)이 반복적으로 위빙 작동될 수 있도록 하는 위빙 발생부가 구성되는데, 이 위빙 발생부는 위빙 모터(331)의 정회전 또는 역회전 운동에 따라 회전 운동하는 모터 기어(337)와, 이 모터 기 어(337)의 회전 운동에 따라 좌우로 이동하는 랙(338)으로 구성된다. 물론, 상기 랙(338)에는 상기 위빙축(335)이 고정되어 설치된다.

여기서 상기 위빙 모터(331)는 인버터에 의한 정밀 제어가 가능한 스텝핑 모터로 구성될 수 있고, 도 15에서와 같은 위빙 콘트롤러(339)의 포텐셔 메타를 제어함으로써 위빙 폭 제어가 가능하도록 구성할 수 있다.

그리고 상기 제 2 지지대(320)와 위빙 플레이트 사이에는 안정적인 슬라이딩 왕복 운동이 가능하도록 하는 가이드 기구가 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명에 따른 위빙 작동부(330)가 왕복 슬라이딩 운동에 의해 용접 토치(370)의 위빙 작동이 가능하도록 구성함에 따라 간단한 구조로 안정적인 위빙 작동이 가능하도록 구현하면서 강관 용접을 실시할 수 있게 된다.

다음, 도 16과 도 17을 참조하여, 토치 지지대의 전후 회전 운동에 대하여 설명한다.

도 16은 본 발명에서 토치 지지대의 전후 회전 운동을 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 17은 도 16의 C-C 의 방향에서 본 두 블록의 결합 상태의 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 토치 지지대는 고정 블록(340)과 회전 블록(350)으로 분할되어 구성되는데, 고정 블록(340)은 상기 위빙 플레이트(333)에 고정된 상태로 설치되고, 회전 블록(350)은 고정 블록(340)에 회전축(353)이 결합되어 회전할 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 고정 블록(340)의 측면에서 내측으로는 길게 축홀(343)이 형성되고, 상기 회전 블록(350)에는 회전축(353)이 길게 돌출되게 설치되어, 회전축(353)이 상기 축홀(343)에 삽입된 상태에서, 고정 블록(340)에 구비된 디텐트 노브(345)로 그 위치를 고정시킴으로써 회전 블록(350)이 고정 블록(340)에 회전되지 않는 고정된 상태로 조립된다.

여기서 상기 고정 블록(340)에 구성되는 디텐트 노브(345)와 상기 회전축(353) 사이에는 통상의 디텐트 기구에 마련되는 디텐트 볼(346)과 그루브(354)가 각각 형성되어 회전 블록(350)이 기 설정한 회전 각도에서 정확히 멈출 수 있도록 구성된다.

이와 같이 회전 블록(350)이 고정 블록(340)으로부터 회전이 가능하도록 구성하는 이유는, 토치 클램프(360)에 수직 방향으로 삽입되어 설치된 용접 토치(370)를 교환할 때, 회전 블록(350)을 고정 블록(340)으로부터 앞쪽으로 90도 회전시킨 상태에서 보다 편리하게 용접 토치(370)를 교환할 수 있도록 하기 위한 것이다.

다음, 도 16 내지 도 19를 참조하여, 용접 토치(370)의 180도 좌우 회전 운동에 대하여 설명한다.

도 18과 도 19는 본 발명에서 용접 토치의 회전 구조를 보여주는 주요부 정면도이다.

본 발명에서, 용접 토치(370)는 회전 블록(350)에 180도 회전 운동이 가능하 도록 설치되는데, 이는 토치 클램프(360)에 구비된 수직축(363)을 상기 회전 블록(350)에 회전 가능하게 결합하여 설치함으로써 가능해진다.

즉, 토치 클램프(360)의 수직축(363)이 회전 블록(350)에 삽입되어 있는 상태에서 토치 클램프(360)를 좌측 방향 또는 우측 방향으로 회전시키게 되면, 와이어 클램프(380)가, 도 18과 도 19에서와 같이 용접 토치(370)의 좌측 또는 우측으로 이동하게 된다.

이러한 구조는, 도 16과 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 토치 클램프(360)의 수직축(363)이 상기 회전 블록(350)의 토치 홀(351)에 삽입되어 있는 상태에서, 디텐트 결합 구조에 의해 180도 위상차로 그 위치가 결정된다.

즉, 상기 토치 홀(351)에는 디텐트 볼트(355) 및 스프링(356)에 의해 지지되는 디텐트 볼(357)이 장착되고, 상기 토치 클램프(360)의 수직축(363)에는 디텐트 그루브(364)가 형성됨에 따라 용접 토치(370) 회전시에 그 위치가 정확하게 결정될 수 있도록 구성되는 것이다.

한편, 상기 회전 블록(350)은 상기 토치 홀(351)을 중심으로 한쪽 부분이 갈라지게 형성되어 조임 볼트(358)를 이용하여 토치 클램프(360)를 견고하게 고정할 수 있도록 구성된다.

상기한 바와 같이, 토치 클램프(360)를 회전시킬 수 있도록 구성됨에 따라 강관을 용접할 때, 용접 실시 조건에 따라 도 18 및 도 19에서와 같이 강관의 시계 방향 또는 반시계 방향으로 용접 방향을 설정하고, 그 방향에 따라 용접 토치(370) 및 와이어 클램프(380)를 회전시켜 위치시킨다.

또한 접촉식 센서(400)도 상기 와이어 클램프(380)의 바로 앞쪽에 위치되도록 좌우 양쪽에 구비된 센서 장착모듈(390) 중 어느 한쪽에 장착하게 되면, 실시 조건에 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 자유롭게 강관 용접을 실시할 수 있게 된다.

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

도 2는 종래 기술의 강관 정형이음장치의 내부 구조를 보인 정면도,

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

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

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 강관 연결용 자동용접장치가 도시된 사시도 및 주요부 상세도,

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 강관 연결용 자동용접장치의 정면도 및 주요부 상세도,

도 9는 본 발명에 따른 강관 연결용 자동용접장치의 측면도,

도 10은 본 발명에 따른 강관 연결용 자동용접장치의 정면 구성도로서, 강관 파지 전 상태를 보인 도면,

도 11은 본 발명에 따른 강관 연결용 자동용접장치의 정면 구성도로서, 강관을 파지한 상태를 보인 도면,

도 12는 본 발명에 따른 강관 연결용 자동용접장치의 용접 로봇 주행 구조가 도시된 사시도,

도 13은 본 발명에 따른 강관 연결용 자동용접장치의 용접 로봇 주행 구조가 도시된 단면도,

도 14는 본 발명에서 용접기 위빙 구조를 설명하기 위한 측면도,

도 15는 도 14의 B-B 선 방향에서 본 평면도,

도 16은 본 발명에서 토치 지지대의 전후 회전 운동을 설명하기 위한 분해 사시도,

도 17은 도 16의 C-C 의 방향에서 본 두 블록의 결합 상태의 단면도,

도 18과 도 19는 본 발명에서 용접 토치의 회전 구조를 보여주는 주요부 정면도이다.

<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

110 : 용접 주행부 111 : 레일 지지판

113 : 레일 받침대 115 : 주행 레일

200 : 용접 로봇 210 : 주행 바디부

230 : 프레임부 235 : 콘트롤 박스

240 : 와이어 송급장치 250 : 수평수직 조절부

300 : 용접기 310 : 제 1 지지대

320 : 제 2 지지대 330 : 위빙 작동부

340 : 고정 블록 350 : 회전 블록

360 : 토치 클램프 370 : 용접 토치

380 : 와이어 클램프 390 : 센서 장착모듈

400 : 접촉식 센서

Claims (7)

1. 강관을 파지할 수 있도록 개폐 가능하게 구성되는 원형 몸체와;

   상기 원형 몸체의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되는 레일 지지판과 이 레일 지지판의 안쪽에 주행 레일이 구비된 용접 주행부와;

   상기 레일 지지판의 바깥쪽에 위치에서 상기 주행 레일에 연결되어 회전하는 캐리지와;

   상기 캐리지에 지지되어 강관의 외면을 용접하도록 구성되되, 상기 캐리지에 연결된 지지대와, 상기 지지대에 연결된 구조물에 회전 가능하게 설치되어 용접 토치가 장착되는 토치 클램프와, 상기 토치 클램프에 설치되어 용접 와이어가 제공되도록 하는 와이어 클램프와, 상기 지지대의 양쪽에서 각각 구비되어 용접 토치 및 용접 와이어의 회전 방향에 따라 접촉식 센서를 선택적으로 설치할 수 있도록 된 복수의 센서 장착 모듈로 구성되어, 강관의 양방향 용접이 가능하게 상기 용접 토치 및 용접 와이어의 위치가 서로 반대가 되도록 토치 클램프를 회전시킬 수 있는 용접기를 포함한 것을 특징으로 하는 강관 연결용 티그(TIG) 자동용접장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 캐리지는 상기 용접 주행부의 주행 레일에 결합되어 주행 레일을 따라 이동하는 주행 바디부와, 상기 레일 지지판의 바깥쪽에 위치되어 상기 주행 바디부에 연결되는 프레임부와, 상기 프레임부에 구비되어 상기 용접기의 수평 및 수직 방향의 위치를 조절하는 수평수직 조절부를 포함한 것을 특징으로 하는 강관 연결용 티그(TIG) 자동용접장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 프레임부에는 상기 용접기에 용접 와이어를 제공하는 와이어 송급장치가 탑재되어 구성된 것을 특징으로 하는 강관 연결용 티그(TIG) 자동용접장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 용접기는, 상기 지지대에 구비되어 용접 토치가 위빙 작동되도록 하는 위빙 작동부와, 상기 위빙 작동부에 연결되어 설치되는 고정 블록과, 상기 고정 블록의 측면에서 수평 방향으로 연결되고 상기 토치 클램프가 회전 가능하게 연결되는 회전 블록을 포함한 것을 특징으로 하는 강관 연결용 티그(TIG) 자동용접장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 회전 블록은 용접 토치의 교환이 용이하게 이루어지도록 상기 고정 블록에 대하여 전후 방향으로 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 강관 연결용 티그(TIG) 자동용접장치.
6. 삭제
7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 센서 장착 모듈은, 수직 및 수평 방향으로 센서 위치 조절이 가능하도록 이루어진 길이 조절이 가능하도록 이루어진 십자형 조절대와, 이 조절대에 수평 방향으로 결합됨과 아울러 상기 지지대에 끝단부가 고정되어 접촉식 센서의 수평 방향의 위치 조절이 가능하도록 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 포함한 것을 특징으로 하는 강관 연결용 티그(TIG) 자동용접장치.

Images