KR101430807B1 - 직각 결합부의 용접 비드 절삭 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양플랜트.선박, 건설장비, 중장비를 비롯하여 각종 산업 플랜트, 대형 설비 등에 지지용 혹은 프레임용으로 설치될 수 있는 구조물의 직각 연결부(특정 대상물에 다른 구성부재를 결합할 때 상호 직각으로 맞닿으면서 용접에 의해 견고히 결합된 부위)에 형성된 용접비드(용접작업에 따른 생성물) 절삭시, 보다 신속 간단하면서도 정밀한 가공이 가능할 뿐 아니라 조작성과 현장 접근성이 용이한 것은 물론이고 자세 안정성과 작업 편의성 증대에도 크게 기여하는 고효율 용접비드 가공장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 "∨" 형을 이루는 좌,우측 프레임(110, 120)이 설치되고, 전,후방에는 전,후측 고정판(130,140)이 구비되며, 상기 좌,우측 프레임(110,120) 사이의 하부에는 회전 절삭날(211)과 감속모터(221)를 내장하는 회전절삭형 전동기구(200)가 경사진 상태로 고정 설치되며, "∨" 형으로 된 상기 좌,우측 프레임(110, 120)의 각 외측면에는 기기의 전,후방 이송을 가이딩하는 이송용 가이드롤러(300, 300')를 포함하는 것이다.

Description

직각 결합부의 용접 비드 절삭 가공장치{The weld bead cutting device of Joints perpendicular}

본 발명은 해양플랜트(해양시추선,해양정유소 등),선박, 건설장비, 중장비를 비롯하여 각종 산업 플랜트, 대형 설비 등에 지지용 혹은 프레임용으로 설치될 수 있는 구조물의 직각 연결부(특정 대상물로 다른 구성 부재를 결합할 때 상호 직각으로 맞닿으면서 용접에 의해 견고히 결합 된 부위)에 형성된 용접비드(용접작업에 따른 생성물) 절삭시, 보다 신속 간단하면서도 정밀한 가공이 가능할 뿐 아니라 조작성과 현장 접근성이 용이한 것은 물론이고 자세 안정성과 작업 편의성 증대에도 크게 기여하는 고효율 용접비드 가공장치에 관한 것이다.

통상 대형 선박이나 건설장비, 중장비 등을 비롯하여 각종 산업 플랜트나 기타 설비 등에는 그 특정 대상물에 대한 지지나 골격유지를 위하여 다양한 구조물

(원통형, 각형 등)들이 설치될 수 있고, 그 구조물에는 다양한 형태의 구성 부재들이 연결/결합될 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 구조물에 결합되는 구성 부재 중에는 그 구조물 사이에서 "T"형 등으로 서로 직각을 이루면서 용접작업을 통해 견고히 접합 되는 경우가 많고, 이때, 양 금속 부재 간 풀 용접으로 접합 된 " 직각 연결부" 의 내측 코너에는 일정한 형태의 용접비드가 형성되는 것은 물론이다.

한편, 상기와 같은 직각 연결부에 형성된 용접비드는 그 구조물의 용도나, 품질안전성, 중요도 등을 비롯하여 요구 정밀성, 견뢰도 등에 따라 용접비드 외부에 붙어있는 용접슬러지(일명: 용접 똥)만 제거하고 그대로 사용되는 것도 물론 많지만, 그렇지 않고 예시 도와 같이 전용 가공기의 휠 절삭툴 등으로 볼록한 부분을 깔끔하고 양호한 곡률 형상으로 절삭 가공하여 응력의 균일성 유지를 위한 정밀가공이 요구되는 경우도 아주 많다.

예컨대, 대형 선박을 건조하는 과정 중에는, 직경이 수미터~수십 미터에 달하는 대형 파이프 지주(구조물)가 세워지고, 그 구조물에는 와셔 모양으로 만들어진 링 플레이트 또는 플랜지 등이 결합되는데, 이때 상기 링 플레이트 or 플랜지는 상기 구조물의 내주 면에 가락지처럼 끼워짐에 따라, 서로 맞닿아 접하는 부분의 형태가 "├" 으로 이루어지면서 상측과 하측부에 각각 "┗", "┓" 형상의 직각 결합부가 나타나게 되고, 상기한 직각 결합부의 내측 코너 부의 전 둘레에는 풀 용접작업을 통해 일정한 형태의 용접비드를 형성시킨 다음, 응력의 균일성 유지를 위한 정밀가공과 불규칙한 면 조도뿐 아니라 접합의 균일성 또한 일부 결여될 수 있고 외관에도 좋지 않은 상기 미절삭 용접비드에 대한 절삭가공을 추가로 더 실시하는 경우가 많다.

더군다나, 상기한 직각 결합부와 그 부위의 용접비드 형성 및 용접비드절삭가공작업은, 대상 구조물의 형태에 따라 직선상에 형성되는 경우도 있지만, 좀더 난해한 일정 직경을 갖는 원주둘레에서 요구되는 경우도 있고, 위 언급된 선박건조과정의 지주나 프레임용 구조물뿐 아니라 각종 산업분야(건설장비, 중장비 등을 비롯하여 각종 산업 플랜트나 기타 설비 등)에서 걸쳐 널리 나타나고 요구될 수 있는 사항임은 물론이다.

한편, 상기 직각 결합부의 용접비드 절삭방법으로 종래에는 작업자가 일정한 모양의 원형 연삭 숫돌 또는 휠형 절삭툴을 헤드 척에 끼워진 전동 핸드 그라인더를 잡고 수동으로 실시하는 방법이 널리 이용되고 있다.

그러나 이러한 종래의 절삭방법은 작업자가 절삭하는 동안에 무거운 전동 핸드 그라인더를 잡고 움직여야하므로 상당히 힘이 들뿐 아니라, 절삭 깊이나 위치를 정확하게 맞추는 것이 사실상 어렵기 때문에 절삭가공품질과 그 정밀성이 크게 떨어짐은 당연하고, 특히 절삭에 따른 인력(노동력)이나 작업시간이 너무 많이 걸려 공기단축에 큰 부담으로 작용하는 등 상당히 비효율적인 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 각종 산업분야에서 요구되는 직각 결합부 용접비드의 절삭 작업시, 그 공사현장의 직각 결합부에 쉽고 간단하면서도 신속 용이하게 안착 대응시킬 수 있을 뿐 아니라, 절삭 깊이나 툴의 높이 및 각도를 조절한 다음 손으로 밀거나 또는 잡고만 있어도 자동으로 전진하면서 가공이 이루어지고, 나아가 바닥면의 직각 결합부의 형태나 기타 다양한 환경조건에 맞는 고효율 가변조절기능까지 함께 겸비된 새로운 용접비드 절삭 가공장치를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 좌,우측에 서로 "∨" 형을 이루는 좌,우측프레임(110, 120)이 설치되고, 전,후 측에는 전,후방고정판(130,140)이 구비되며, 상기 좌,우측프레임(110,120) 사이의 하부에는 회전절삭날(210)과 감속모터(221)를 내장하는 회전절삭형 전동기구(200)가 경사진 상태로 고정 설치되며, "∨" 형으로 된 상기 좌,우측프레임(110, 120)의 각 외측면에는 기기의 전,후방 이송을 가이딩하는 이송용 가이드롤러(300, 300')가 장치된 것을 포함하는 것이다.

본 발명의 직각 결합부 용접비드 절삭 가공장치는, 다양한 산업분야에서 접할 수 있는 직각 결합부의 용접비드 절삭시, 그 직각 결합부의 "∨" 또는 "└" 형과 같은 조건에 맞는 안정적인 안착과 밀착자세로의 가공대응이 가능할 뿐 아니라 밀착된 자세에서 자동으로 직각 결합부의 "∨" 또는 "└" 형태를 정확히 타고 이동하면서 그 코너 속에 형성된 용접비드를 정밀하게 자동화 절삭할 수 있고, 필요에 따라 절삭날의 높낮이와 대응 각도 및 방향을 적절히 조절할 수 있기 때문에 더욱 정밀한 절삭과 다양한 용접비드에 대한 유효한 가공이 가능하며, 나아가 "∨" 또는 "└" 형 직각 결합부의 벽면 조건이나 각도의 일부 변화에도 즉각적인 가변조절대응이 가능함은 물론 자석에 따라 가이드 롤러의 이동 중 밀착성이 더욱 향상될 수 있는 등 그 기대되는 바가 실로 다대한 발명이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 정면 작동 실시 상태 예시도,
도 3은 A - A'선 단면 확대 예시도,
도 4는 본 발명의 다방향 가변조절수단 부분 측단면 예시도,
도 5는 본 발명의 상,하 각도조절블럭 부분 측단면 예시도,
도 6은 본 발명의 다방향가변조절수단의 부분확대 예시도 및 평면 파절 예시도,
도 7은 본 발명의 좌,우각도조절블럭의 작동 실시 상태를 나타낸 부분예시도,
도 8은 본 발명의 좌측 프레임상에 구비된 가이드 롤러의 바람직한 일실시 예를 보인 정면도,
도 9는 본 발명에서 제시하는 가이드롤러의 또 다른 예시도,
도 10은 본 발명의 사용상태 예시도.

본 발명의 직각 결합부의 용접비드 절삭 가공장치는, 첨부된 각 도면에 의거더욱 상세히 설명하면 하기와 같다.

즉, 본 발명은 가공 대상체인 직각 결합부(W)의 구조 즉 "∨" 또는 "└" 형태적 조건에 맞춰,

일측과 타측에 좌측 프레임(110)과 우측 프레임(120)을 각각 "∨" 또는 "└" 형으로 구성시킨 다음, 그 좌,우측프레임(110,120) 전,후측에는 전,후측고정판(130,140)을 각각 부착한 것과;

상기 좌,우측프레임(110,120) 사이의 하측에는, 회전절삭날(211)을 갖는 헤드부(210)와 감속모터(221)를 내장하는 전동기구몸체(220)가 포함된 회전절삭형 전동기구(200)를 경사지게 설치한 것과;

"∨" 형으로 벌어진 상기 좌측 프레임(110)과 우측 프레임(120) 각 외면에의 전,후측에는 이송을 가이딩할 수 있는 하나 이상씩의 전,후방 가이드롤러(300,300')를 설치한 것; 을 그 기본적인 구조적 특징으로 하였다.

상기 구성 중 좌,우측 프레임(110, 120)을 "∨" 또는 "└" 형으로 구성시킬 때,

가공 대상체인 직각 결합부(W)의 구조적인 특징("∨" 또는 "└" 형태 등)에 맞춰져 그 벌어진 각도가 90° 및 그 전,후인 대략 75° ~ 115 °의 범위로 정하면 족하고, 특히, 상기 전,후측고정판(130,140) 사이의 양측으로 구성되는 상기 두개의 좌,우측프레임(110, 120) 중 어느 하나는 유동 또는 조절이 불가한 상태로 고정되지만, 다른 하나는 전,후측 고정판(130,140) 사이에 벌림각도조절수단(150)으로 결합시킴에 따라 상기 직각 결합부(W)의 형태적 조건에 따라 상기 좌,우측프레임(110, 120)의 "∨"형 벌어짐 각도를 용이하게 가변 조절할 수 있는데,

이 벌림각도조절수단(150)은 일 예로,

상기 우측 프레임(120)의 전,후 양끝단부와 접하는 상기 전,후측 고정판(130,140)에 조절용 슬라이드홈(151)을 하나 이상 형성시키고, 상기 각각의 조절용 슬라이드홈(151)에는 상기 우측 프레임(120)과 결속되는 벌림각도조절볼트(152)를 구성시켜 필요에 따라 상기 볼트(152)를 풀고 조절한 다음 다시 조임하는 방법으로 우측 프레임(120)을 좌측프레임(110)으로부터 벌리거나 좁혀 그 각도를 조절하게 된다.

그리고, 상기 좌,우측프레임(110,120) 사이 중심부 하측에 설치되는 회전절삭형 전동기구(200)는,

그 아래측 선단에 회전절삭날(211)을 갖는 헤드부(210)가 구비되고, 후방의 위쪽에는 감속모터(221)가 내장된 전동기구몸체(220)가 구비되어 전체적으로 비스듬히 기울어진 상태가 요구될 뿐 아니라, 다양한 작업조건 등의 상황에 따라 상기 경사진 각도를 임의조절하는 것이 필요하고, 또 헤드부(210)의 높낮에 대한 조절은 물론, 헤드부(210)의 좌,우방향조절까지 필요로 하게 된다.

따라서, 상기 기능을 수행하여야 하는 회전절삭형 전동기구(2))는 후술하는 다방향가변조절수단(400)을 통해 전측 고정판(130)에 고정 설치되는데,

이 다방향가변조절수단(400)은,

상기 전측 고정판(130)의 내측에 상,하 가이드블럭(410)을 밀착 구성하되, 상기 상,하 가이드블럭(410)과 상기 전측 고정판(130) 사이에 상,하 절개된 가이드홈(411)을 천공하고, 상기 가이드홈(411)에는 결합볼트(412)를 끼운 다음 상기 상,하 가이드블럭(410)과 결속하는 한편, 상기 상,하 가이드블럭(410)의 상측에 조절레버(413a)와 스크우류(413b)로 이루어진 상,하 높이조절구(413)를 결속함에 따라 상,하 높낮이의 용이한 조절성이 제공될 수 있도록 한 것과;

상기 상,하 가이드블럭(410)의 후측에는 좌,우로 일정하게 젖히면 일정한 각도조절이 가능한 좌,우각도조절블럭(420)을 설치하되, 상기 상,하 가이드블럭(410)과 좌,우각도조절블럭(420) 사이의 양측에는 곡률 슬라이드홈(421)을 각각 형성시킨 다음, 그 각각의 곡률 슬라이드홈(421)에 각도조절볼트(422)를 결속함에 따라 일정한 좌,우방향으로의 각도조절 또한 가능하도록 한 것과;

상기 좌,우각도조절블럭(420)의 후측에 돌출된 결합부재(420a)에는 상,하방향으로의 일정한 각도조절이 가능한 동시에 회전절삭형 전동기구(200)를 고정시키는 툴고정부(420b)를 갖는 상,하 각도조절블럭(430)을 결합시키되, 상기 좌,우각도조절블럭(420)과 상기 상,하 각도조절블럭(430) 사이에는 회전중심핀(431)이 결합되는 동시에 그 회전중심핀(431)과 일정한 간격이 유지된 타측에는 곡률로 절개된 회전슬라이드홈(432)을 형성시킨 다음 상기 회전슬라이드홈(432)에 회전조절볼트(433)를 결속함에 따라 상,하 방향으로의 각도(경사각)조절도 가능하도록 한 것; 으로 설계될 수 있다.

다음으로, 상기 좌측 프레임(110) 또는 우측 프레임(120) 중 어느 하나의 앞쪽에 구성되는 가이드롤러(300)는,

축지지체(310)로 지지된 회전축(320)에 구성되며, 상기 회전축(320)에는 스프라켓(331)을 축설하고, 상기 회전축(320)과 일정거리 유지된 별도의 지점에는 롤러구동용 모터(330)를 구성시킨 다음 체인(332)을 걸어서, 전동모터에 의한 자동화 전륜구동식 이송이 가능토록 하는 반면,

상기 좌측 프레임(110) 또는 우측 프레임(120) 중 다른 하나에 구성되는 상기 가이드롤러(300')의 일측에는 가이드롤러(300') 보다 일정한 간격(약 0.5~ 1㎜) 만큼(바닥면에 닿지 않을 정도) 낮게 돌출된 자성체(350')를 추가 설치하여,

하나의 롤러구동용 모터(330)로 상기 좌측 프레임(110) 또는 우측 프레임(120) 중 어느 일측의 전방 가이드롤러(300)에만 강제 이송력을 인가함에도 불구하고, 상기 좌측 프레임(110) 또는 우측 프레임(120) 중 다른 하나에 부착된 가이드롤러(300')가 바닥면과의 효과적인 밀착성(자성체에 의해 서로 당기는 작용)이 유지됨에 따라 쏠림없는 월활한 정방향 피구동 동시 주행성이 보장될 수 있는 것이어서 아주 유용하다.

또 상기 가이드롤러(300')의 회전축(320)과 그 회전축(320)이 설치되는 좌,우측 프레임(110, 120)의 해당지점 사이에는, 곡률로 절개된 조향 슬라이드홈(341)이 각각 형성된 회전블럭(340)을 구성시킨 다음, 그 각각의 조향 슬라이드홈(341)에 조향각도조절볼트(342)를 결속하면 상기 가이드롤러(300')의 조향각도 또한 미세조절(약 ± 5°)이 가능함에 따라 그 가이드롤러(300')에 의한 이송시, 직각 결합부(W)의 벽면에 밀착된 상태에서 최대한 정방향 이송에 필요한 조향각으로 조절하여 맞출 수 있고,

특히, 직각 결합부(W)를 이동하는 경로가 직선 외에 곡선인 경우에도 그 곡선에 맞는 진행방향의 조향각으로 맞춰서 구동하면 됨으로 상당한 편의성이 제공될 수 있다.

상기 가이드롤러(300)(300')의 조향각도를 담당하는 회전블록(340)은 첨부된 도면 도 8에서와 같이 좌,우측 프레임(110)(120)중 어느 하나에 구성되는 후방측의 가이드롤러(300')에 구성할 경우 기기 후방에서 조향각을 제공하게 되고, 회전블럭(340)을 좌,우측 프레임(110)(120)중 어느 하나에 구성되는 전방측의 가이드롤러(300)에 구성할 경우에는 기기 전방에서 조향각을 제공하게 되며,

또 좌,우측 프레임(110)(120)중 어느 하나에 구성되는 전,후방 가이드롤러(300)(300') 모두에 적용할 경우 장치의 전,후방에서 조향각을 동시에 제공할 수 있게 되는 것으로 이는 현장 및 작업조건에 따라 선택사용한다.

또한, 상기 좌측 프레임(110)과 우측 프레임(120)의 전,후방 가이드롤러(300,300') 외 측 둘레에 이동 중 수반될 수 있는 충격을 흡수하여 보다 안정된 주행성을 보장할 수 있도록 우레탄 등으로 형성될 수 있는 충격흡수용 탄성외피(350)를 선택적으로 구성할 수 있도록 하였다.

나아가, 상기 회전 절삭형 전동기구(200)의 하부에는 전측 헤드부(210)의 회전절삭날(211)에서 발생되는 절삭칩을 용이하게 배출할 수 있는 절삭칩 배출수단(500)을 추가로 더 설치할 수 있는데,

이는 회전 절삭형 전동기구(200)의 회전절삭날(211) 저면에 칩제거용 에어분사관(510)이 구성되고, 상기 칩제거용 에어분사관(510)의 뒷쪽에는 후측 고정판(140) 아래와 고정된 닛플(520)을 나사결속하고, 닛플(520)의 후방에는 에어공급호스(530)가 체결된 구조로 이루어질 수 있다.

한편, 위에서 제시된 구성부재중 좌,우측 프레임(110, 120), 전,후측 고정판(130,140)을 비롯하여, 상기 상,하 가이드블럭(410), 좌,우각도조절블럭(420), 상,하각도조절블럭(430), 툴고정부(420b)의 구성요소(전체 구조물에서 중량 포지션이 큰 부품)에 대하여 그 재질을 두랄루민(Duralumin)을 적용함에 따라,

구조물의 강도는 더욱 향상시키면서도 구조물에 대한 최적의 경량화(공사현장에 대한 신속 용이한 이동접근 후 작업대응에 중요한 요소) 구축이 가능하게 되었다.

즉, 두랄루민(Duralumin)은 비철 금속인 알루미늄에 구리, 마그네슘, 망간, 규소, 아연 등을 첨가하여 강도를 크게 만든 알루미늄 합금을 일컫는 것으로서, 500℃ 정도로 가열한 후 물속에서 급랭시키면 매우 연한 상태가 되지만 상온에 방치하면 시간이 경과할수록 경화되는 시효경화성에 기인된 소재이며, 시효경화가 상온에서 일어나면 두랄루민의 강도는 철강과 비슷하게 되며, 비중이 2.7로 철강의 1/3정도로 가볍기 때문에 무게에 비례한 강도는 매우 우수한 것으로 알려져 있다.

110: 좌측 프레임 120: 우측 프레임
130: 전측 고정판 140: 후측 고정판
150: 벌림각도조절수단 151: 슬라이드홈
152: 벌림각도조절볼트 200: 회전절삭형전동기구
210: 헤드부 211: 회전 절삭날
221: 감속모터 220: 전동기구몸체
300,300': 가이드롤러 310: 축지지체
320: 회전축 330: 롤러구동용 모터
331: 스프라켓 332: 체인
340: 회전블록 341: 조향슬라이드홈
342: 조향각도조절볼트 350: 탄성외피
350': 자성체 400: 다방향가변조절수단
410: 상,하 가이드블럭 411: 가이드홈
412: 결합볼트 413: 상,하 높이조절구
413a: 조절레버 413b: 스크우류
413: 상,하 높이조절구 420: 좌,우각도조절블럭
421: 곡률슬라이드홈 422: 각도조절볼트
420a: 결합부재 420b: 툴고정부
430: 상,하각도조절블럭 431: 회전중심핀
432: 회전슬라이드홈 433: 회전조절볼트
500: 절삭칩배출수단 510 : 칩제거용에어분사관
520 : 닛플 530 : 에어공급호스

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 좌,우측 프레임(110, 120)의 전,후측에 전,후측 고정판(130,140)을 각각 부착한 것과; 상기 좌, 우측 프레임(110,120) 사이의 하측에는, 회전 절삭날(211)을 갖는 헤드부(210)와 감속모터(221)를 내장하는 전동기구몸체(220)가 포함된 회전 절삭형 전동기구(200)를 경사지게 설치한 것과; "∨" 형으로 벌어진 상기 좌측 프레임(110)과 우측 프레임(120) 각 외면에의 전,후측에는 이송을 가이딩할 수 있는 하나 이상씩의 전,후방 가이드롤러(300,300')를 설치한 직각 결합부의 용접비드 절삭 가공장치에 있어서,
   상기 좌,우측 프레임(110,120) 사이 중심부 하측에 설치되는 회전 절삭형 전동기구(200)는, 상기 전측 고정판(130) 사이에 다방향가변조절수단(400)에 의해 결합 구성되는 것을 특징으로 하되,
   상기 다방향가변조절수단(400)은 전측 고정판(130)의 내측에 상,하 가이드블럭(410)을 밀착 구성하는 한편, 상기 상,하 가이드블럭(410)과 접하는 전측 고정판(130) 표면으로 상,하 절개된 가이드홈(411)을 천공하여 상기 가이드홈(411)을 통해 결합볼트(412)를 끼운 다음 상기 상,하 가이드블럭(410)과 결속시키고, 상기 상,하 가이드블럭(410)의 상측에는 조절레버(413a)와 스크우류(413b)로 이루어진 상,하 높이조절구(413)를 결속한 것과;
   상기 가이드블럭(410)의 후측에는 좌,우로 일정하게 젖히면 일정한 각도조절이 가능한 좌,우각도조절블럭(420)을 설치하되, 상기 상,하 가이드블럭(410)과 좌,우각도조절블럭(420) 사이의 양측에는 곡률슬라이드홈(421)을 각각 형성시킨 다음, 그 각각의 곡률 슬라이드홈(421)에 각도조절볼트(422)를 결속한 것과;
   상기 좌,우각도조절블럭(420)의 후측에 돌출된 결합부재(420a)에는 상,하방향으로의 일정한 각도조절이 가능한 동시에 회전절삭형 전동기구(200)를 고정시키는 툴고정부(420b)를 갖는 상,하 각도조절블럭(430)을 결합시키되, 상기 좌,우각도조절블럭(420)과 상기 상,하 각도조절블럭(430) 사이에는 회전 중심핀(431)이 결합되는 동시에 그 중심핀(431)과 일정한 간격이 유지된 타측에는 곡률로 절개된 회전 슬라이홈(432)을 형성시킨 다음 상기 회전 슬라이홈(432)에 회전조절볼트(433)를 결속한 것으로 된 것을 특징으로 하는 직각 결합부의 용접비드 절삭 가공장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제

Images