KR101222626B1 - 수직 용접장치용 오실레이터 - Google Patents

수직 용접장치용 오실레이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수직 용접장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접작업 도중에 토치유닛을 위빙시킴으로써 용접비드의 폭을 넓게 하는 수직 용접장치용 오실레이터에 관한 것이다.
본 발명에 의한 수직 용접장치용 오실레이터는, 토치유닛의 측면방향에 설치되는 베이스플레이트; 상기 베이스플레이트의 일측면에 설치되는 선회기준 샤프트; 일측면이 상기 토치유닛측에 연결되고, 타측면은 상기 선회기준 샤프트를 매개로 상기 베이스플레이트의 일측면에 선회가능하게 설치되는 선회플레이트; 및 상기 베이스플레이트의 선회기준 샤프트를 기준으로 상기 선회플레이트를 선회 구동시키는 선회구동기구를 포함하고, 상기 선회기준 샤프트의 중심은 선회플레이트의 선회 중심이 되며, 상기 선회기준 샤프트는 상기 베이스플레이트와 선회플레이트 사이에서 회전지지되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

수직 용접장치용 오실레이터{OSCILLATOR FOR VERTICAL WELDING APPARTUS}
본 발명은 수직 용접장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접작업 도중에 토치유닛을 위빙시킴으로써 용접비드의 폭을 넓게 하는 수직 용접장치용 오실레이터에 관한 것이다.
널리 주지된 바와 같이, 용접장치라 함은 같은 재질 또는 서로 다른 재질의 부재에 열과 압력을 가하여 용접하는 장치이다.
이러한 용접장치 중에서 원주방향 용접장치는 용접대상물 및 용접토치를 상대 회전시킴으로써 그 원주방향의 용접선을 따라 용접작업을 수행하는 것으로, 예컨대 소음기 하우징 및 배기파이프(또는 플랜지) 등과 같은 용접대상물의 부재와 부재 사이의 용접선이 원주방향으로 형성될 경우에 주로 이용되고 있다.
이러한 원주방향 용접장치는 그 회전축 및 용접대상물이 수직방향으로 설치된 수직식 용접장치와 회전축 및 용접대상물이 수평방향으로 설치된 수평식 용접장치로 구분될 수 있다.
한편, 종래의 수직 용접장치는 용접토치에 의한 비드의 폭이 상대적으로 좁으므로 원주방향으로의 용접작업이 완료된 후에도 가장자리 일부분에 대한 보완용접이 요구되고, 이에 따라 그 용접작업성이 저하될 뿐만 아니라 용접이 어려운 부위에 대한 용접품질의 저하가 발생하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 회전축 및 용접대상물이 수직방향으로 배치된 상태에서 용접토치에 의한 용접작업이 원주방향으로 진행함에 있어 용접비드의 폭을 넓게 함으로써 보완용접을 생략할 수 있으므로, 그 용접작업성을 간편하게 함과 더불어 용접이 어려운 부분에 대한 용접품질을 향상시킬 수 있는 수직 용접장치용 오실레이터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 회전축 및 용접대상물이 수직으로 배치되는 수직 용접장치의 토치유닛을 위빙시키는 수직 용접장치용 오실레이터로서,
상기 토치유닛의 측면방향에 설치되는 베이스플레이트;
상기 베이스플레이트의 일측면에 설치되는 선회기준 샤프트;
일측면이 상기 토치유닛측에 연결되고, 타측면은 상기 선회기준 샤프트를 매개로 상기 베이스플레이트의 일측면에 선회가능하게 설치되는 선회플레이트; 및
상기 베이스플레이트의 선회기준 샤프트를 기준으로 상기 선회플레이트를 선회 구동시키는 선회구동기구를 포함하고,
상기 선회기준 샤프트의 중심은 선회플레이트의 선회 중심이 되며, 상기 선회기준 샤프트는 상기 베이스플레이트와 선회플레이트 사이에서 회전지지되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 선회구동기구는,
상기 베이스플레이트의 타측면에 설치되고, 외부로 돌출된 출력축을 가진 구동모터;
상기 구동모터의 회전운동을 선회플레이트의 선회운동으로 변환하고, 일단에 제1장착샤프트가 장착되며, 타단에 제2장착샤프트가 장착되는 선회가이드;
상기 구동모터의 출력축에 커플러를 매개로 결합되는 장착브라켓; 및
상기 장착브라켓에 설치되고, 상기 제1장착샤프트의 중심을 상기 출력축의 중심으로부터 일정거리만큼 편심시키는 편심 조절부재;를 포함하고,
상기 제1장착샤프트는 상기 선회가이드의 일단을 상기 편심 조절부재 측에 연결하며, 상기 제2장착샤프트는 상기 선회가이드의 타단을 상기 선회플레이트의 일측면에 연결하는 것을 특징으로 한다.
상기 선회가이드는 띠 형상의 플레이트 구조로 구성되고, 상기 제1 및 제2 장착샤프트의 양단부 각각에는 나사부가 각각 형성되며, 상기 제1 및 제2 장착샤프트의 일단 나사부는 너트 및 와셔에 의해 선회가이드 측에 결합되고,
상기 제1장착샤프트의 타단 나사부는 상기 편심 조절부재 측에 결합되며, 상기 제2장착샤프트의 타단 나사부는 상기 선회플레이트의 타단측에 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 장착브라켓의 일측면에는 장착면이 형성되고, 장착면의 일단에는 힌지공이 형성되며, 상기 장착면의 타단 양측에는 한 쌍의 돌출부가 상향으로 돌출하며, 상기 각 돌출부의 측면에는 조절나사가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 편심 조절부재는 상기 장착브라켓의 장착면 위에 설치되고, 상기 편심 조절부재의 일단에는 힌지공이 형성되며, 상기 편심 조절부재의 힌지공 및 장착브라켓의 힌지공에 힌지핀이 설치됨으로써 상기 편심 조절부재는 힌지공을 중심으로 틸팅가능하게 설치되고, 상기 편심 조절부재의 타단에는 장착브라켓의 조절나사와 접촉하는 조절부가 형성되며, 상기 힌지공과 조절부 사이의 중간 지점에는 체결공이 형성되고, 상기 편심 조절부재의 체결공에는 상기 제1장착샤프트가 결합되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 토치유닛을 상하 방향으로 위빙(weaving)시키면서 원주방향으로 용접작업을 진행함에 따라, 용접비드의 폭을 넓게 하여 후속하는 보완용접을 생략할 수 있고, 또한 용접작업이 어려운 부분에 대한 용접품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오실레이터가 적용되는 수직 용접장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오실레이터가 적용되는 수직 용접장치를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오실레이터의 측면도로서, 도 2의 화살표 A 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오실레이터의 평면도로서, 도 2의 화살표 B방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 4의 화살표 C부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 6은 도 4의 화살표 D방향에서 바라본 도면이다.
도 7은 도 6의 화살표 E부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 용접장치용 오실레이터를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 수직 용접장치용 오실레이터가 적용되는 용접장치를 도시한 도면으로, 도시된 바와 같이 수직 용접장치는 용접토치(11)를 가진 토치유닛(10), 토치유닛(10)을 상하방향으로 위빙시키는 오실레이터(20)를 포함한다.
토치유닛(10)은 용접토치(11), 용접토치(11)가 분리가능하게 장착되는 홀더(12), 홀더(12)의 하부에 설치된 전후진 가이드부(13), 전후진 가이드부(13)의 전후진 작동을 안내 및 지지하는 지지부(14), 전후진 가이드부(13)를 전후진시키는 전후진 실린더(15)를 포함한다.
전후진 실린더(15)의 로드(15a)는 전후진 가이드부(13)의 일측에 연결되고, 이에 전후진 실린더(15)의 로드(15a)가 전후진함에 따라 전후진 가이드부(13)는 지지부(14)의 상면에서 전후진하며, 전후진 가이드부(13)의 전후진에 의해 용접토치(11)가 용접대상물(110, 120)의 용접부분측으로 전후진(도 1의 화살표 F방향)한다.
본 발명이 적용되는 수직 용접장치는 용접대상물(110, 120) 및 용접대상물(110, 120)의 회전축이 수직방향으로 배치되고, 도 1에서는 용접대상물(110, 120)로서 소음기(110)와 배기파이프(120)를 예시하고 있다.
한편, 본 발명의 오실레이터(20)는 토치유닛(10)을 상하방향(토치유닛(10)의 이동방향에 대해 직교하는 방향 즉, 도 1의 화살표 W방향)으로 위빙함으로써 용접토치(11)에 의해 형성되는 용접비드의 폭을 대폭 증대시킬 수 있다.
본 발명의 오실레이터(20)는 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 토치유닛(10)의 측면 방향에 설치되는 베이스플레이트(21), 베이스플레이트(21)의 측면에 대해 선회가능하게 설치된 선회플레이트(22), 베이스플레이트(21)의 특정지점을 기준으로 선회플레이트(22)를 선회 구동시키는 선회구동기구(200)를 포함한다.
베이스플레이트(21)는 도 2에 도시된 바와 같이 용접장치의 지지프레임(18)측에 고정적으로 설치되고, 베이스플레이트(21)의 일측면에는 선회기준 샤프트(25)가 설치되며, 선회기준 샤프트(25)의 중심은 선회플레이트(22)의 선회 중심이 된다. 즉, 선회플레이트(22)는 베이스플레이트(21)의 선회기준 샤프트(25)를 중심으로 도 4의 화살표 W방향으로 선회작동한다.
선회플레이트(22)는 그 일측면이 용접토치(10)의 홀더(12)측에 결합되고, 선회플레이트(22)의 타측면은 선회기준 샤프트(25)를 매개로 베이스플레이트(21)의 일측면에서 이격되어 설치되며, 선회기준 샤프트(25)를 통해 베이스플레이트(21)에 대해 선회가능하게 설치된다. 특히, 선회플레이트(22)는 "ㄴ" 자 형상의 플레이트로 구성되고, 선회플레이트(22)의 일단이 선회기준 샤프트(25)를 매개로 베이스플레이트(21)에 연결되며, 선회플레이트(22)의 타단은 후술하는 선회가이드(240)측에 제2장착샤프트(242)를 매개로 연결된다.
선회기준 샤프트(25)는 도 3에 도시된 바와 같이 베이스플레이트(21)와 선회플레이트(22) 사이에서 회전지지되도록 설치된다. 선회기준 샤프트(25)의 일측에는 외경방향으로 돌출된 돌출부(25a)가 형성되고, 선회기준 샤프트(25)의 돌출부(25a)는 선회플레이트(22)의 타측면에 체결구 등을 통해 고정된다. 선회기준 샤프트(25)는 그 일단이 선회플레이트(22)에 삽입된다.
선회기준 샤프트(25)의 외측에는 하우징(26) 및 베어링(26a, 26b)이 설치되고, 하우징(26) 및 베어링(26a, 26b)에 의해 선회기준 샤프트(25)는 회전지지되며, 하우징(26)은 베이스플레이트(21)의 일측면에 체결구 등을 통해 고정된다.
선회구동기구(200)는 베이스플레이트(21)의 선회기준 샤프트(25)를 중심으로 선회플레이트(22)를 선회시키도록 구성된다. 선회구동기구(200)는 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 베이스플레이트(21)의 타측면에 설치된 구동모터(210), 구동모터(210)의 회전운동을 선회플레이트(22)의 선회운동으로 변환하는 선회가이드(240), 선회가이드(240)의 일단과 구동모터(210)의 출력축(211)을 연결하는 장착브라켓(220) 및 편심 조절부재(230)를 포함한다.
구동모터(210)의 일단에는 출력축(211)이 외부로 돌출되고, 이 출력축(211)에는 커플러(212)가 설치된다.
선회가이드(240)는 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 띠 형상의 플레이트 구조로 구성되고, 선회가이드(240)의 일단에는 제1장착샤프트(241)가 장착되며, 선회가이드(240)의 타단에는 제2장착샤프트(242)가 장착된다.
제1장착샤프트(241)는 선회가이드(240)의 일단을 편심 조절부재(230) 측에 연결하며, 상기 제2장착샤프트(242)는 선회가이드(240)의 타단을 선회플레이트(22)의 일측면에 연결하도록 구성된다. 제1 및 제2 장착샤프트(241)의 양단부 각각에는 나사부(241a, 241b; 242a, 242b)가 각각 형성되고, 제1 및 제2 장착샤프트(241, 242)의 일단 나사부(241a, 242a)는 너트(241c, 242c) 및 와셔(241d, 242d) 등에 의해 선회가이드(240)측에 결합되고, 제1장착샤프트(241)의 타단 나사부(241b)는 후술하는 편심 조절부재(230)의 체결공(233)에 결합되며, 제2장착샤프트(242)의 타단 나사부(242b)는 선회플레이트(22)의 타단측에 결합된다.
선회가이드(240)의 일단 및 타단 각각에는 장착홈(243, 244)가 형성되고, 각 장착홈(243, 244) 내에는 베어링(245, 246)이 각각 설치되며, 각 베어링(245, 246)은 제1 및 제2 장착샤프트(241, 242)를 개별적으로 회전지지한다.
장착브라켓(220)의 일측면에는 장착면(221)이 형성되고, 장착면(221)의 일단에는 힌지공(221a)이 형성되며, 장착면(221)의 타단 양측에는 한 쌍의 돌출부(221b, 221c)가 상향으로 돌출한다. 각 돌출부(221b, 221c)의 측면에는 조절나사(222, 223)가 설치되어 있다. 장착브라켓(220)의 타측면에는 체결돌기(224)가 하향으로 돌출하고, 장착브라켓(220)의 체결돌기(224)는 커플러(212)의 상단에 체결된다.
편심 조절부재(230)는 장착브라켓(220)의 장착면(221) 위에 설치된다. 편심 조절부재(230)는 그 일단에 힌지공(231)이 형성되고, 그 타단에는 장착브라켓(220)의 조절나사(222, 223)와 접촉하는 조절부(232)가 형성되며, 힌지공(231)과 조절부(232) 사이의 중간 지점에는 체결공(233)이 형성된다.
이에, 편심 조절부재(230)의 힌지공(231) 및 장착브라켓(220)의 힌지공(221a)에 힌지핀(235)이 설치됨으로써 편심 조절부재(230)는 힌지공(231)을 중심으로 틸팅가능하게 설치된다. 편심 조절부재(230)는 힌지공(231)을 중심으로 틸팅되어 조절부(232)가 일측방향으로 편향되게 조절될 수 있고, 조절부(232)의 양측면이 장착브라켓(220)의 조절나사(222, 223)와 접촉함에 따라 그 편심 조절부재(230)의 조절된 틸팅각이 유지할 수 있다. 이와 같이 편심 조절부재(230)가 틸팅됨에 따라 편심 조절부재(230)의 체결공(233)은 그 중심(Y)이 구동모터(210)의 출력축(211)의 중심(X)으로부터 일정거리(e) 만큼 편심되고, 편심 조절부재(230)의 체결공(233)에는 제1장착샤프트(241)의 타단 나사부(241b)가 체결되며, 이에 제1장착샤프트(241)의 중심(Y)은 편심 조절부재(230)의 체결공(233)의 중심(Y)과 일치한다. 이에 따라, 제1장착샤프트(241)의 중심(Y)은 구동모터(210)의 출력축(211)의 중심(X)으로부터 일정거리(e)로 편심된다. 즉, 선회가이드(240)의 제1장착샤프트(241)는 그 중심(Y)이 구동모터(210)의 출력축(211)의 중심(X)으로부터 일정거리(e) 만큼 편심됨에 따라 선회가이드(240)의 제1장착샤프트(241)는 출력축(211)의 중심(X)을 기준으로 편심회전하도록 구성된다.
이러한 구성에 의해, 구동모터(210)가 구동함에 따라 그 출력축(211)은 회전하고, 출력축(211)이 회전하면 편심 조절부재(230) 및 선회가이드(240)의 제1장착샤프트(241)는 그 중심(Y)이 출력축(211)의 중심(X)으로부터 편심되어 있으므로 편심 조절부재(230) 및 선회가이드(240)의 제1장착샤프트(241)는 출력축(211)의 중심(X) 둘레로 편심회전한다. 선회가이드(240)의 제1장착샤프트(241)가 출력축(211)의 중심(X) 둘레로 편심회전함에 따라 선회가이드(240)의 제2장착샤프트(242)는 궤적(Z)를 따라 이동하고, 이에 선회플레이트(22)는 베이스플레이트(21)에 대해 선회기준 샤프트(25)를 중심으로 하여 화살표 W방향으로 선회작동하며, 이러한 선회플레이트(22)측에 연결된 토치유닛(10)의 홀더(12) 또한 함께 선회작동함으로써 토치유닛(10)의 용접토치(11)는 도 1과 같이 상하 방향으로 위빙작동하면서 그 용접작업을 수행할 수 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 오실레이터(20)는 토치유닛(10)의 용접토치(11)가 용접대상물(110, 120)의 용접선을 따라 원주방향으로 용접하는 도중에 토치유닛(10)의 용접토치(11)를 상하방향으로 위빙함으로써 용접비드의 폭을 증대시킬 수 있고, 이를 통해 보완용접을 생략할 수 있고, 또한 용접작업이 어려운 부분에 대한 용접품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
10: 토치유닛 11: 용접토치
20: 오실레이터 21: 베이스플레이트
22: 선회플레이트 200: 선회구동기구
210: 구동모터 211: 출력축
220: 장착브라켓 230: 편심조절부재
240: 선회가이드

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 회전축 및 용접대상물이 수직으로 배치되는 수직 용접장치의 토치유닛을 위빙시키는 수직 용접장치용 오실레이터로서,
    상기 토치유닛의 측면방향에 설치되는 베이스플레이트;
    상기 베이스플레이트의 일측면에 설치되는 선회기준 샤프트;
    일측면이 상기 토치유닛측에 연결되고, 타측면은 상기 선회기준 샤프트를 매개로 상기 베이스플레이트의 일측면에 선회가능하게 설치되는 선회플레이트; 및
    상기 베이스플레이트의 선회기준 샤프트를 기준으로 상기 선회플레이트를 선회 구동시키는 선회구동기구를 포함하고,
    상기 선회기준 샤프트의 중심은 선회플레이트의 선회 중심이 되며, 상기 선회기준 샤프트는 상기 베이스플레이트와 선회플레이트 사이에서 회전지지되도록 설치되고,
    상기 선회구동기구는,
    상기 베이스플레이트의 타측면에 설치되고, 외부로 돌출된 출력축을 가진 구동모터;
    상기 구동모터의 회전운동을 선회플레이트의 선회운동으로 변환하고, 일단에 제1장착샤프트가 장착되며, 타단에 제2장착샤프트가 장착되는 선회가이드;
    상기 구동모터의 출력축에 커플러를 매개로 결합되는 장착브라켓; 및
    상기 장착브라켓에 설치되고, 상기 제1장착샤프트의 중심을 상기 출력축의 중심으로부터 일정거리만큼 편심시키는 편심 조절부재;를 포함하고,
    상기 제1장착샤프트는 상기 선회가이드의 일단을 상기 편심 조절부재 측에 연결하며, 상기 제2장착샤프트는 상기 선회가이드의 타단을 상기 선회플레이트의 일측면에 연결하는 것을 특징으로 하는 수직 용접장치용 오실레이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 선회가이드는 띠 형상의 플레이트 구조로 구성되고, 상기 제1 및 제2 장착샤프트의 양단부 각각에는 나사부가 각각 형성되며, 상기 제1 및 제2 장착샤프트의 일단 나사부는 너트 및 와셔에 의해 선회가이드 측에 결합되고,
    상기 제1장착샤프트의 타단 나사부는 상기 편심 조절부재 측에 결합되며, 상기 제2장착샤프트의 타단 나사부는 상기 선회플레이트의 타단측에 결합되는 것을 특징으로 하는 수직 용접장치용 오실레이터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 장착브라켓의 일측면에는 장착면이 형성되고, 장착면의 일단에는 힌지공이 형성되며, 상기 장착면의 타단 양측에는 한 쌍의 돌출부가 상향으로 돌출하며, 상기 각 돌출부의 측면에는 조절나사가 설치되는 것을 특징으로 하는 수직 용접장치용 오실레이터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 편심 조절부재는 상기 장착브라켓의 장착면 위에 설치되고, 상기 편심 조절부재의 일단에는 힌지공이 형성되며, 상기 편심 조절부재의 힌지공 및 장착브라켓의 힌지공에 힌지핀이 설치됨으로써 상기 편심 조절부재는 힌지공을 중심으로 틸팅가능하게 설치되고, 상기 편심 조절부재의 타단에는 장착브라켓의 조절나사와 접촉하는 조절부가 형성되며, 상기 힌지공과 조절부 사이의 중간 지점에는 체결공이 형성되고, 상기 편심 조절부재의 체결공에는 상기 제1장착샤프트가 결합되는 것을 특징으로 하는 수직 용접장치용 오실레이터.
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