KR101254051B1

KR101254051B1 - 파이프용 용접 자동화장치

Info

Publication number: KR101254051B1
Application number: KR1020110107393A
Authority: KR
Inventors: 박가순
Original assignee: 주식회사화신
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2013-04-12

Abstract

파이프용 용접 자동화장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 파이프용 용접 자동화장치는: 파이프와 원통장착부재의 용접라인을 따라 이동되며 용접하는 제1토치와, 제1토치를 상하 방향으로 이동시키는 제1수직이동부와, 제1수직이동부를 수평 방향으로 이동시키는 수평이동부와, 제1토치와 이격되며 파이프와 브라켓을 용접시키는 제2토치와, 제2토치를 상하 방향으로 이동시키는 제2수직이동부와, 파이프의 양측에 원통장착부재와 브라켓을 위치시키는 마운팅부와, 마운팅부를 회전시키는 회전부 및 제1토치와 제2토치와 제1수직이동부와 수평이동부와 제2수직이동부와 마운팅부 및 회전부의 동작을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프용 용접 자동화장치{AUTOMATIC DEVICE FOR WELDING OF PIPE}

본 발명은 파이프용 용접 자동화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다른 부품과 접합되는 파이프의 양측 단부를 따라 용접하는 작업이 자동화되어 생산성을 향상시킬 수 있는 파이프용 용접 자동화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 부품에 사용되는 파이프의 양측에는 원통장착부재와, 브라켓이 각각 결합된다.

파이프의 일단이 원통 형상의 원통장착부재 외측면에 접하는 경우, 파이프와 원통장착부재가 접하는 용접라인이 곡선 형상으로 형성되므로, 용접의 자동화 작업이 난해하다.

또한, 파이프의 일측에 원통장착부재를 용접하는 작업을 선행하고, 파이프의 타측에 브라켓을 용접하는 작업을 순차적으로 진행하므로, 작업시간이 증가한다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 2004-0072555호(2004.08.18 공개, 발명의 명칭: 파이프 맞대기 용접장치)에 개시되어 있다.

파이프와 원통장착부재가 접하는 곡선 형상의 용접라인을 따라 용접용 토치의 이동이 어려우므로 용접작업이 수작업으로 이루어지며, 파이프의 양측을 동시에 용접하지 못하고 순차적으로 용접하여 생산성이 저하된다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 곡선 형상으로 형성되는 파이프의 단부를 따라 용접용 토치가 이동하면서 파이프와 원통장착부재의 용접이 자동화되므로 생산성을 형상시킬 수 있는 파이프용 용접 자동화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 파이프의 양측 단부를 순차적으로 용접하지 않고 동시에 용접하여 작업시간을 단축시킬 수 있는 파이프용 용접 자동화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 파이프용 용접 자동화장치는: 파이프와 원통장착부재의 용접라인을 따라 이동되며 용접하는 제1토치와, 제1토치를 상하 방향으로 이동시키는 제1수직이동부와, 제1수직이동부를 수평 방향으로 이동시키는 수평이동부와, 제1토치와 이격되며 파이프와 브라켓을 용접시키는 제2토치와, 제2토치를 상하 방향으로 이동시키는 제2수직이동부와, 파이프의 양측에 원통장착부재와 브라켓을 위치시키는 마운팅부와, 마운팅부를 회전시키는 회전부 및 제1토치와 제2토치와 제1수직이동부와 수평이동부와 제2수직이동부와 마운팅부 및 회전부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

또한 제1수직이동부는, 제1로드를 구비하는 제1실린더와, 제1로드에 연결되어 상하 이동되며 제1토치가 장착되는 제1이동몸체부 및 제1이동몸체부의 상하 이동을 안내하는 레일부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 수평이동부는, 레일부재가 장착되는 제1하우징과, 제1하우징에서 연장되어 롤러부재가 장착되는 접합부와, 회전부와 같이 회전되며 제1토치의 수평 이동거리만큼 두께의 차가 형성되어 외측에 접하는 접합부를 수평 이동시키는 위치조절플랜지와, 위치조절플랜지의 회전으로 수평 이동되는 제1하우징을 이동가능하게 지지하는 이동지지부 및 제1하우징을 일 방향으로 가압하는 가압구동부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 위치조절플랜지와 같이 회전되는 측정돌기 및 측정돌기의 이동을 감지하여 제어부로 측정값을 전달하는 회전감지센서를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 이동지지부는, 제1하우징에 고정되는 베어링부 및 제1하우징의 하부에 위치하는 제1본체하우징에 고정되며 베어링부를 관통하여 제1하우징의 수평 이동방향으로 설치되는 지지바를 포함한다.

또한 가압구동부는, 제1본체하우징에 고정되는 장착브라켓과, 장착브라켓에 설치되는 가압실린더 및 가압실린더에서 돌출되어 제1하우징을 수평 이동방향으로 가압하는 가압로드를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 마운팅부는, 파이프의 일측에 원통장착부재를 고정시키는 제1고정부와, 파이프의 타측에 브라켓을 고정시키는 제2고정부 및 파이프의 몸체를 고정하는 파지부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 회전부는, 구동력을 공급하는 회전모터와, 회전모터의 동력으로 제1고정부를 회전시키는 제1회전축 및 제1회전축과 같은 방향으로 회전하며 회전모터의 동력으로 제2고정부를 회전시키는 제2회전축을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 제1회전축과 같이 회전되며 제1고정부로 전원을 전달하는 전원연결부 및 전원연결부의 외측에 접하여 전원을 공급하는 공급단자부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 전원연결부는, 제1회전축의 외축 둘레를 따라 복수로 돌출되는 원형단자를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 파이프용 용접 자동화장치는, 수평이동부와 회전부가 동시에 동작되면서 제1토치의 위치를 곡선 형상의 용접라인을 따라 이동시키므로, 파이프와 원통장착부재의 용접이 자동화되어 인건비를 절감하며, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은, 파이프의 양측 단부를 동시에 용접하여 작업시간을 단축시키므로 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치의 제1토치와 제2토치가 하강한 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치의 제1토치와 제2토치가 하강하기 전 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 "A"부분을 확대 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치의 제1토치와 제2토치가 하강하기 전 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치의 제1토치와 제2토치가 하강한 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 6은 도 4의 "B"부분을 확대 도시한 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부가 위치조절플랜지에 밀려서 수평 이동되는 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프의 양측에 원통장착부재와 브라켓이 고정된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1고정부에 원통장착부재가 설치되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2고정부에 브라켓이 설치되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 마운팅부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치의 블록도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 파이프용 용접 자동화장치의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 자동차용 부품공장에 설치된 파이프용 용접 자동화장치를 예로 들어 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치의 제1토치와 제2토치가 하강한 상태를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치의 제1토치와 제2토치가 하강하기 전 상태를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 "A"부분을 확대 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치의 제1토치와 제2토치가 하강하기 전 상태를 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치의 제1토치와 제2토치가 하강한 상태를 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 6은 도 4의 "B"부분을 확대 도시한 정면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합부가 위치조절플랜지에 밀려서 수평 이동되는 상태를 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프의 양측에 원통장착부재와 브라켓이 고정된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1고정부에 원통장착부재가 설치되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2고정부에 브라켓이 설치되는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 마운팅부를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치의 블록도이다.

도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치(1)는, 파이프(10)와 원통장착부재(11)의 용접라인(13)을 따라 이동되며 용접하는 제1토치(20)와, 제1토치(20)를 상하 방향으로 이동시키는 제1수직이동부(30)와, 제1수직이동부(30)를 수평 방향으로 이동시키는 수평이동부(40)와, 제1토치(20)와 이격되며 파이프(10)와 브라켓(12)을 용접시키는 제2토치(25)와, 제2토치(25)를 상하 방향으로 이동시키는 제2수직이동부(70)와, 파이프(10)의 양측에 원통장착부재(11)와 브라켓(12)을 위치시키는 마운팅부(80)와, 마운팅부(80)를 회전시키는 회전부(90) 및 제1토치(20)와 제2토치(25)와 제1수직이동부(30)와 수평이동부(40)와 제2수직이동부(70)와 마운팅부(80) 및 회전부(90)의 동작을 제어하는 제어부(120)를 포함한다.

도 4와 도 8에 도시된 바와 같이, 자동차용 부품으로 사용되는 파이프(10)의 일측(도 8기준 좌측)에는 중공을 구비한 원통 형상의 원통장착부재(11)가 용접으로 고정되며, 파이프(10)의 타측(도 8기준 우측)에는 "ㄷ"자 형상으로 절곡된 브라켓(12)이 설치된다.

파이프(10)의 일단이 원통장착부재(11)와 접하는 경계에는 곡선 형상의 용접라인(13)이 형성되며, 제1토치(20)는 이러한 용접라인(13)을 따라 용접하여 파이프(10)에 원통장착부재(11)를 고정시킨다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치(1)는, 파이프(10)와 원통장착부재(11)의 용접라인(13)을 따라 이동하며 용접하는 제1토치(20)와, 제1토치(20)와 이격되며 파이프(10)와 브라켓(12)을 용접시키는 제2토치(25)가 동시에 동작된다.

제1토치(20)를 상하 방향으로 이동시키는 제1수직이동부(30)는, 제1로드(32)를 구비하는 제1실린더(31)와, 제1로드(32)에 연결되어 상하 이동되며 제1토치(20)가 장착되는 제1이동몸체부(33) 및 제1이동몸체부(33)의 상하 이동을 안내하는 레일부재(34)를 포함한다.

제1하우징(41)의 상측에 제1실린더(31)가 설치되며, 제1실린더(31)의 작동으로 이동되는 제1로드(32)는 상하 방향으로 이동된다.

제1로드(32)는 제1토치(20)를 파지하는 제1이동몸체부(33)에 연결되며, 이러한 제1이동몸체부(33)는 제1하우징(41)의 측면에 상하 방향으로 설치된 레일부재(34)를 따라 상하 이동된다.

수평이동부(40)는, 제1수직이동부(30) 및 제1수직이동부(30)가 설치되는 제1하우징(41)을 수평 방향으로 이동시키는 기술사상 안에서 다양한 종류의 구동장치가 사용될 수 있다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 수평이동부(40)는, 레일부재(34)가 장착되는 제1하우징(41)과, 제1하우징(41)에서 연장되어 롤러부재(44)가 장착되는 접합부(42)와, 회전부(90)와 같이 회전되며 제1토치(20)의 수평 이동거리만큼 두께의 차가 형성되어 외측에 접하는 접합부(42)를 수평 이동시키는 위치조절플랜지(45)와, 위치조절플랜지(45)의 회전으로 수평 이동되는 제1하우징(41)을 이동가능하게 지지하는 이동지지부(46) 및 제1하우징(41)을 일 방향으로 가압하는 가압구동부(50)를 포함한다.

직육면체 형상으로 형성되는 제1하우징(41)의 하측으로 접합부(42)가 연장되어 위치조절플랜지(45)에 접하며, 위치조절플랜지(45)의 두께 변화에 의해 접합부(42) 및 접합부(42)에 연결된 제1하우징(41)이 이동되므로, 제1토치(20)도 제1하우징(41)과 같이 수평 이동되며 용접작업을 한다.

일 실시예에 따른 접합부(42)는, 제1하우징(41)의 하측으로 연장되는 연장부재(43) 및 위치조절플랜지(45)와 마주하는 연장부재(43)에 회전 가능하게 설치되는 롤러부재(44)를 포함한다.

접합부(42)의 롤러부재(44)에 접한 상태로 설치되는 위치조절플랜지(45)는 원판 형상으로 형성되며, 회전부(90)와 함께 회전된다.

위치조절플랜지(45)가 회전하면서, 위치조절플랜지(45)에 접한 상태로 설치된 접합부(42)를 수평 방향으로 밀어서 이동시키며, 이러한 기술사상 안에서 위치조절플랜지(45)의 형상은 다양한 형상으로 변형 가능하다.

일 실시예에 따른 위치조절플랜지(45)는, 원판 형상으로 형성되며, 위치조절플랜지(45)의 두께가 점차적으로 증가하므로, 위치조절플랜지(45)의 두께가 얇은 부분에 접합부(42)가 접한 상태에서는 제1하우징(41)과 제1토치(20)가 타측(도 7기준 우측) 방향으로 이동된다.

그리고, 위치조절플랜지(45)의 두께가 두꺼운 부분에 접합부(42)가 접한 상태에서는 제1하우징(41)과 제1토치(20)가 일측(도 7기준 좌측) 방향으로 이동된다.

제1하우징(41)의 하측에는 제1본체하우징(60)이 설치되며, 제1하우징(41)과 제1본체하우징(60)의 사이에는 공간이 형성된다.

제1하우징(41)과 제1본체하우징(60)의 사이에 설치되는 이동지지부(46)는, 위치조절플랜지(45)의 회전으로 수평 이동되는 제1하우징(41)을 이동가능하게 지지하는 기술사상 안에서 다양한 형상의 지지장치가 사용될 수 있다.

일 실시예에 따른 이동지지부(46)는, 제1하우징(41)에 고정되는 베어링부(47) 및 제1하우징(41)의 하부에 위치하는 제1본체하우징(60)에 고정되며 베어링부(47)를 관통하여 제1하우징(41)의 수평 이동방향으로 설치되는 지지바(48)를 포함한다.

제1하우징(41)의 하부에는 한 쌍의 지지바(48)가 이격된 상태로 설치되며, 지지바(48)의 양측은 제1본체하우징(60)의 상측에 고정된다.

이러한 지지바(48)는 제1하우징(41)의 하측에 고정되는 베어링부(47)를 관통하여 설치되므로, 접합부(42)의 이동에 따라 접합부(42)와 연결된 제1하우징(41)도 지지바(48)를 따라 수평 이동된다.

위치조절플랜지(45)의 회전으로 제1하우징(41)이 일측(도 7기준 좌측) 방향으로 밀려서 이동되는 경우, 이러한 제1하우징(41)을 타측(도 7기준 우측) 방향으로 가압하는 가압구동부(50)가 구비된다.

가압구동부(50)는, 제1하우징(41)을 설정된 힘으로 가압하는 기술사상 안에서 스프링으로 포함한 다양한 장치들이 사용될 수 있다.

일 실시예에 따른 가압구동부(50)는, 제1본체하우징(60)의 상부에 고정되는 장착브라켓(51)과, 장착브라켓(51)에 설치되는 가압실린더(52) 및 가압실린더(52)에서 돌출되어 제1하우징(41)을 수평 이동방향으로 가압하는 가압로드(53)를 포함한다.

가압로드(53)는 제1하우징(41)에 연결되며, 가압실린더(52)에 공급되는 유체의 힘으로 가압로드(53)는 제1하우징(41)을 가압한다.

가압로드(53)가 제1하우징(41)을 타측(도 7기준 우측) 방향으로 가압하므로, 위치조절플랜지(45)에 접하는 접합부(42)가 위치조절플랜지(45)에 밀려서 일측(도 7기준 좌측) 방향으로 이동되었다가 다시 원상태로 이동하는 경우, 가압구동부(50)의 가압력에 의해 제1하우징(41)과 이에 연결된 접합부(42)가 타측 방향으로 이동된다.

제1하우징(41)의 하측(이하 도 4기준)에 제1본체하우징(60)이 위치하며, 제1하우징(41)과 이격되어 마주하는 제2하우징(71)의 하측에도 제2본체하우징(62)이 위치한다.

제1본체하우징(60)의 상측에 설치된 제1하우징(41)은 수평 방향(도 4기준 좌우 방향)으로 이동 가능하게 설치되며, 제2본체하우징(62)의 상측에 설치된 제2하우징(71)은 제2본체하우징(62)의 상측에 고정된다.

제1본체하우징(60)에는 제1이동몸체부(33)가 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 제1이동몸체부(33)에 제1토치(20)가 고정된다.

제2본체하우징(62)에도 제2이동몸체부(74)가 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 이러한 제2이동몸체부(74)에 제2토치(25)가 고정된다.

제2하우징(71)에는, 제2이동몸체부(74)를 상하 방향으로 이동시키는 제2수직이동부(70)가 설치된다.

제2수직이동부(70)는, 제2하우징(71)의 상측에 설치되는 제2실린더(72)를 포함하며, 제2실린더(72)의 동작으로 제2로드(73)가 상하 방향으로 이동된다.

제2로드(73)는 제2이동몸체부(74)에 연결되므로, 제2로드(73)의 동작에 의해 제2이동몸체부(74)도 상하 방향으로 이동된다.

이러한 제2수직이동부(70)의 세부구성 및 동작상태는 제1수직이동부(30)와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.

도 1 및 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 제1본체하우징(60)과 제2본체하우징(62)의 사이에는 파이프(10)가 위치하며, 이러한 파이프(10)의 양측에 원통장착부재(11)와 브라켓(12)을 위치시키는 마운팅부(80)가 제1본체하우징(60)과 제2본체하우징(62)에 각각 설치된다.

일 실시예에 따른 마운팅부(80)는, 파이프(10)의 일측에 원통장착부재(11)를 고정시키는 제1고정부(81)와, 파이프(10)의 타측에 브라켓(12)을 고정시키는 제2고정부(84) 및 파이프(10)의 몸체를 고정하는 파지부(87)를 포함한다.

제1고정부(81)는 제1본체하우징(60)에 회전 가능하게 설치되는 제1회전축(93)에 연결되며, 제2고정부(84)는 제2본체하우징(62)에 회전 가능하게 설치되는 제2회전축(94)에 연결된다.

제1고정부(81)는, 중공을 구비하는 원통 형상의 원통장착부재(11)의 이동을 구속하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성된다.

일 실시예에 따른 제1고정부(81)는, 원통장착부재(11)의 내측에 삽입되는 돌기를 구비하는 제1지그(82) 및 원통장착부재(11)를 제1지그(82) 방향으로 가압하여 원통장착부재(11)의 이동을 구속하는 제1가압실린더(83)를 포함한다.

제2고정부(84)는, "ㄷ"자 형상의 브라켓(12)이 삽입되어 장착되는 홈이 구비되는 제2지그(85) 및 브라켓(12)의 측면을 가압하여 브라켓(12)을 제2지그(85)에 고정시키는 제2가압실린더(86)를 포함한다.

제1고정부(81)는 제1회전축(93)과 같이 회전되며, 제2구정부도 제2회전축(94)과 같이 회전된다.

제1회전축(93)과 제2회전축(94)은 동일한 방향 및 속도로 회전되므로, 파이프(10)의 양측에 원통장착부재(11)와 브라켓(12)이 용접으로 고정된다.

파이프(10)의 몸체는 가압척(88)에 의해 고정되며, 이러한 가압척(88)의 하부는 승하강실린더(89)에 연결된다.

유압 또는 공압으로 동작되는 가압척(88)은, 좌우로 이동되는 척을 구비하며, 이러한 가압척(88)이 파이프(10)의 몸체를 파지하여 파이프(10)의 이동을 구속한다.

가압척(88)을 승하강시키는 승하강실린더(89)는 가압척(88)의 하부에 설치되며, 승하강실린더(89)의 동작으로 가압척(88)을 파이프(10)와 이격된 하측으로 이동시킨다.

도 1 내지 도 4 및 도 12에 도시된 바와 같이, 마운팅부(80)를 회전시키는 회전부(90)는, 구동력을 공급하는 회전모터(91)와, 회전모터(91)의 동력으로 제1고정부(81)를 회전시키는 제1회전축(93) 및 제1회전축(93)과 같은 방향으로 회전하며 회전모터(91)의 동력으로 제2고정부(84)를 회전시키는 제2회전축(94)을 포함한다.

회전모터(91)와 축 연결되는 구동축(92)은 제1본체하우징(60)과 제2본체하우징(62)의 하측을 관통하여 설치되며, 이러한 구동축(92)은 제1본체하우징(60)과 제2본체하우징(62)의 측면에 설치된 기어박스(95)를 통해 제1회전축(93)과 제2회전축(94)으로 동력을 전달한다.

기어박스(95)의 내측에는 구동축(92)의 동력을 제1회전축(93)과 제2회전축(94)으로 전달하는 동력전달벨트(96)가 구비된다.

제1본체하우징(60)의 내측에는 제1회전축(93)이 회전 가능하게 설치되며, 이러한 제1회전축(93)은 위치조절플랜지(45)와 같이 회전된다.

위치조절플랜지(45)에는 측정돌기(100)가 설치되며, 이러한 측정돌기(100)는 위치조절플랜지(45)와 같이 회전된다.

제1본체하우징(60)에는 회전감지세서가 설치되며, 이러한 회전감지센서(101)는 측정돌기(100)의 이동을 감지하여 제어부(120)로 측정값을 전달한다.

일 실시예에 따른 측정돌기(100)는 원주 방향으로 이동되며, 측정돌기(100)의 이동을 감지하는 회전감지센서(101)는 복수로 구비되어 원주 방향을 따라 설치된다.

이러한 회전감지센서(101)는 광선의 조사로 측정돌기(100)의 이동을 감지하며, 제어부(120)는 회전감지센서(101)의 측정값을 바탕으로 회전모터(91)의 동작을 제어한다.

제1고정부(81)에 설치되는 제1가압실린더(83)에 설치되는 센서 및 제2고정부(84)에 설치되는 제2가압실린더(86)의 센서로 전원을 공급하는 전원연결부(110)가 제1본체하우징(60) 및 제2본체하우징(62)의 내측에 설치된다.

제1회전축(93)과 같이 회전되는 전원연결부(110)는, 제1회전축(93)의 외축 둘레를 따라 복수로 돌출되는 원형단자(111)를 포함한다.

이러한 원형단자(111)마다 케이블이 연결되며, 이러한 케이블은 제1가압실린더(83)에 설치되는 센서 등에 전원을 공급한다.

제1고정부(81)로 전원을 전달하는 전원연결부(110)의 외측에 접하여 전원을 공급하는 공급단자부(112)는 제1본체하우징(60)의 내측에 고정된다.

공급단자부(112)에는 원형단자(111)의 개수와 동일한 개수로 돌출돌기(113)가 돌출되며, 링 형상으로 형성되는 원형단자(111)가 제1회전축(93)과 같이 회전될 때, 전원을 공급하는 돌출돌기(113)는 항상 원형단자(111)의 외측에 접하므로, 외측에서 공급되는 전기를 원형단자(111)를 통해 제1고정부(81)로 전달한다.

제1본체하우징(60)의 내측에 설치된 전원연결부(110)와 원형단자(111) 및 돌출돌기(113)를 구비한 공급단자부(112)는, 제2본체하우징(62)의 내측에도 동일하게 설치되므로, 이에 대한 상세 설명은 생략한다.

사용자의 조작신호를 입력받는 조작부(121)는 제어부(120)와 연결되어 조작신호를 전달하며, 이러한 제어부(120)는 제1토치(20)와 제2토치(25)와 제1수직이동부(30)와 수평이동부(40)와 제2수직이동부(70)와 마운팅부(80) 및 회전부(90)의 동작을 제어한다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.

제1지그(82)에 원통장착부재(11)를 위치시킨 후, 제1가압실린더(83)를 동작시켜 로드를 전진시키므로, 제1지그(82)에 원통장착부재(11)를 고정시킨다.

또한 제2지그(85)에 브라켓(12)을 위치한 후, 제2가압실린더(86)를 동작시켜 로드를 전전시켜 브라켓(12)의 측면을 가압하므로, 제2지그(85)에 브라켓(12)을 고정시킨다.

파이프(10)의 양측이 원통장착부재(11)와 브라켓(12)에 접한 상태에서, 파이프(10)의 몸체는 가압척(88)을 구비하는 파지부(87)에 의해 고정된다.

파지부(87)의 가압척(88)이 파이프(10)의 외측면에 접하여 파이프(10)의 이동을 구속하므로, 파이프(10)는 원통장착부재(11) 및 브라켓(12)에 접한 상태로 고정된다.

조작부(121)를 통해 입력된 조작신호는 제어부(120)로 전달되며, 제어부(120)는 제1실린더(31)와 제2실린더(72)를 동작시킨다.

제1수직이동부(30)의 제1실린더(31)와 제2수직이동부(70)의 제2실린더(72)가 동시에 동작되어 제1이동몸체부(33)와 제2이동몸체부(74)가 하측으로 이동하면, 이에 연결된 제1토치(20)와 제2토치(25)도 하측으로 이동되어 파이프(10)의 양측에 위치한다.

제1토치(20)와 제2토치(25)가 동작되어 파이프(10)의 양측에 원통장착부재(11)와 브라켓(12)을 가용접한 후, 파지부(87)의 가압척(88)이 벌어지며 파이프(10)의 고정을 해제한다.

파지부(87)의 하측에 설치된 승하강실린더(89)가 동작되어 파지부(87)를 하측으로 이동시킨 상태에서, 회전부(90)의 회전모터(91)가 동작된다.

회전모터(91)의 동력은 구동축(92)을 통해 제1회전축(93)과 제2회전축(94)을 같은 방향, 같은 속도로 회전시키므로, 제1회전축(93)에 연결된 제1고정부(81)와 제2회전축(94)에 연결된 제2고정부(84)가 동시에 회전된다.

제1고정부(81)에 고정된 원통장착부재(11)와 제2고정부(84)에 고정된 브라켓(12) 및 원통장착부재(11)와 브라켓(12)에 가용접된 파이프(10)가 같이 회전되며, 이와 동시에 제1토치(20)와 제2토치(25)가 동작되어 파이프(10)의 양측 둘레를 따라 용접을 한다.

평면 형상인 브라켓(12)에 접하는 파이프(10)의 용접라인(13)은 직선 형상을 형성하므로 제2토치(25)의 수평이동은 이루어지지 않는다.

하지만, 원통장착부재(11)의 외측에 접하는 파이프(10)의 용접라인(13)은 곡선 형상으로 형성되므로, 파이프(10)와 원통장착부재(11)가 회전될 때, 제1토치(20)는 수평이동부(40)의 동작으로 수평 방향으로 이동되어 곡선 형상의 용접라인(13)을 따라 이동하며 용접을 하여 파이프(10)에 원통장착부재(11)를 고정시킨다.

제1토치(20)의 수평이동을 보다 상세하게 설명하면, 제1이동몸체부(33)의 하강과 함께 가압구동부(50)가 동작되어 제1하우징(41)을 일 방향으로 가압한다.

이로 인하여, 제1하우징(41)과 일체로 이동하는 접합부(42)의 롤러부재(44)도 위치조절플랜지(45)에 접한 상태로 설치된다.

제1회전축(93)과 같이 회전되는 위치조절플랜지(45)의 두께가 두꺼운 부분에 롤러부재(44)가 접하는 경우, 롤러부재(44)를 포함한 접합부(42)는 타측 방향으로 밀리게 되며, 접합부(42)와 일체로 이동되는 제1하우징(41)도 타측 방향으로 이동한다.

제1하우징(41)의 이동으로, 제1하우징(41)에 설치된 제1이동몸체부(33) 및 제1이동몸체부(33)에 장착된 제1토치(20)도 타측 방향으로 이동하면서 용접작업을 수행한다.

위치조절플랜지(45)가 회전되어 다시 두께가 얇은 부분에 롤러부재(44)가 접한 경우, 제1하우징(41)은 가압구동부(50)의 가압에 의해 다시 일 방향으로 이동된다.

파이프(10)가 원통장착부재(11)와 접한 용접라인(13)은 곡선 형상으로 형성되므로, 파이프(10)와 원통장착부재(11)가 회전되는 동작과, 제1토치(20)가 설치된 제1이동몸체부(33)가 수평 방향으로 이동되는 동작이 동시에 요구된다.

따라서, 수평이동부(40)의 동작에 의해 제1토치(20)가 수평 이동되며, 회전부(90)의 동작으로 원통장착부재(11)와 파이프(10)가 회전되므로, 제1토치(20)는 곡선 형상으로 형성된 용접라인(13)을 따라 용접을 할 수 있다.

또한 회전되는 파이프(10)의 양측은 제1토치(20)와 제2토치(25)에 의해 동시에 용접이 이루어지므로, 파이프(10)의 양측에 원통장착부재(11)와 브라켓(12)이 동시에 고정된다.

회전감지센서(101)가 측정돌기(100)의 회전을 감지하여, 제1회전축(93)의 회전 정도를 측정하므로, 제1회전축(93)이 360도 회전된 상태에서, 설정된 각도만큼 추가로 회전된 상태에서 회전모터(91)의 회전을 정지시킨다.

상술한 바와 같은 구성에 의하면, 일 실시예에 따른 파이프용 용접 자동화장치(1)는, 수평이동부(40)와 회전부(90)가 동시에 동작되면서 제1토치(20)의 위치를 곡선 형상의 용접라인(13)을 따라 이동시키므로, 파이프(10)와 원통장착부재(11)의 용접이 자동화되어 인건비를 절감하며, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한 파이프(10)의 양측 단부를 동시에 용접하여 작업시간을 단축시키므로 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 자동차용 부품공장에 설치된 파이프용 용접 자동화장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 파이프의 양측에 부품을 동시에 고정하기 위한 다른 공정에도 본 발명에 의한 파이프용 용접 자동화장치가 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1: 파이프용 용접 자동화장치
10: 파이프 11: 원통장착부재 12: 브라켓 13: 용접라인
20: 제1토치 25: 제2토치
30: 제1수직이동부 31: 제1실린더 32: 제1로드 33: 제1이동몸체부 34: 레일부재
40: 수평이동부 41: 제1하우징 42: 접합부 43: 연장부재 44: 롤러부재 45: 위치조절플랜지 46: 이동지지부 47: 베어링부 48: 지지바 50: 가압구동부 51: 장착브라켓 52: 가압실린더 53: 가압로드
60: 제1본체하우징 62: 제2본체하우징
70: 제2수직이동부 71: 제2하우징 72: 제2실린더 73: 제2로드 74: 제2이동몸체부
80: 마운팅부 81: 제1고정부 82: 제1지그 83: 제1가압실린더 84: 제2고정부 85: 제2지그 86: 제2가압실린더 87: 파지부 88: 가압척 89: 승하강실린더
90: 회전부 91: 회전모터 92: 구동축 93: 제1회전축 94: 제2회전축 95: 기어박스 96: 동력전달벨트
100: 측정돌기 101: 회전감지센서
110: 전원연결부 111: 원형단자 112: 공급단자부 113: 돌출돌기
120: 제어부 121: 조작부

Claims

파이프와 원통장착부재의 용접라인을 따라 이동되며 용접하는 제1토치;
상기 제1토치를 상하 방향으로 이동시키는 제1수직이동부;
상기 제1수직이동부를 수평 방향으로 이동시키는 수평이동부;
상기 제1토치와 이격되며, 상기 파이프와 브라켓을 용접시키는 제2토치;
상기 제2토치를 상하 방향으로 이동시키는 제2수직이동부;
상기 파이프의 양측에 상기 원통장착부재와 상기 브라켓을 위치시키는 마운팅부;
상기 마운팅부를 회전시키는 회전부; 및
상기 제1토치, 상기 제2토치, 상기 제1수직이동부, 상기 수평이동부, 상기 제2수직이동부, 상기 마운팅부 및 상기 회전부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제1수직이동부는, 제1로드를 구비하는 제1실린더;
상기 제1로드에 연결되어 상하 이동되며, 상기 제1토치가 장착되는 제1이동몸체부; 및
상기 제1이동몸체부의 상하 이동을 안내하는 레일부재를 포함하며,
상기 수평이동부는, 상기 레일부재가 장착되는 제1하우징;
상기 제1하우징에서 연장되어 롤러부재가 장착되는 접합부;
상기 회전부와 같이 회전되며, 상기 제1토치의 수평 이동거리만큼 두께의 차가 형성되어 외측에 접하는 상기 접합부를 수평 이동시키는 위치조절플랜지;
상기 위치조절플랜지의 회전으로 수평 이동되는 상기 제1하우징을 이동가능하게 지지하는 이동지지부; 및
상기 제1하우징을 일 방향으로 가압하는 가압구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프용 용접 자동화장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 위치조절플랜지와 같이 회전되는 측정돌기; 및
상기 측정돌기의 이동을 감지하여 상기 제어부로 측정값을 전달하는 회전감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프용 용접 자동화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 이동지지부는, 상기 제1하우징에 고정되는 베어링부; 및
상기 제1하우징의 하부에 위치하는 제1본체하우징에 고정되며, 상기 베어링부를 관통하여 상기 제1하우징의 수평 이동방향으로 설치되는 지지바를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프용 용접 자동화장치.
제 5 항에 있어서,
상기 가압구동부는, 상기 제1본체하우징에 고정되는 장착브라켓;
상기 장착브라켓에 설치되는 가압실린더; 및
상기 가압실린더에서 돌출되어 상기 제1하우징을 수평 이동방향으로 가압하는 가압로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프용 용접 자동화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 마운팅부는, 상기 파이프의 일측에 상기 원통장착부재를 고정시키는 제1고정부;
상기 파이프의 타측에 상기 브라켓을 고정시키는 제2고정부; 및
상기 파이프의 몸체를 고정하는 파지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프용 용접 자동화장치.
제 7 항에 있어서,
상기 회전부는, 구동력을 공급하는 회전모터;
상기 회전모터의 동력으로 상기 제1고정부를 회전시키는 제1회전축; 및
상기 제1회전축과 같은 방향으로 회전하며, 상기 회전모터의 동력으로 상기 제2고정부를 회전시키는 제2회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프용 용접 자동화장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제1회전축과 같이 회전되며, 상기 제1고정부로 전원을 전달하는 전원연결부; 및
상기 전원연결부의 외측에 접하여 전원을 공급하는 공급단자부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프용 용접 자동화장치.
제 9 항에 있어서,
상기 전원연결부는, 상기 제1회전축의 외축 둘레를 따라 복수로 돌출되는 원형단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프용 용접 자동화장치.