KR101468728B1

KR101468728B1 - 파이프 용접 자동화 장치

Info

Publication number: KR101468728B1
Application number: KR1020130021838A
Authority: KR
Inventors: 조재영
Original assignee: 주식회사 동주웰딩
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2014-12-12
Also published as: KR20140107811A

Abstract

본 발명은 캐리지의 장착 및 분리가 용이하고, 캐리지가 안정적으로 주행할 수 있으며, 다양한 자세의 용접이 가능한 파이프 용접 자동화 장치에 관한 것이다. 본 발명의 파이프 용접 자동화 장치는, 파이프 용접 자동화 장치는, 파이프의 외주면에 설치되는 가이드레일과, 상기 가이드레일을 따라 이동하는 캐리지와, 상기 캐리지에 설치된 용접 토치를 포함한다. 상기 캐리지는, 몸체와, 상기 캐리지를 상기 가이드레일에 장착시키는 클램핑유닛과, 상기 클램핑유닛을 작동시키는 조작유닛과, 상기 캐리지를 이동시키는 구동유닛 및 종동유닛과, 상기 용접 토치의 각도를 조정하는 작동유닛을 포함한다. 상기 클램핑유닛은, 상기 몸체의 전면에 결합된 플레이트와, 상기 플레이트의 전면에 구비되고 상하로 연장되며 평행하게 배치된 한 쌍의 샤프트와, 상기 샤프트에 이동 가능하게 결합되고 상하로 이격된 한 쌍의 슬라이더와, 상기 슬라이더에 결합된 가이드롤러와, 상기 플레이트에 회전 가능하게 결합되고 상기 한 쌍의 슬라이더 사이에 위치된 캠과, 상기 샤프트의 양단에 각각 구비되고 상기 한 쌍의 슬라이더가 서로 근접하도록 탄성 지지하는 스프링을 포함한다.

Description

파이프 용접 자동화 장치{AUTOMATIC WELDING MACHINE FOR PIPE}

본 발명은 파이프 용접 자동화 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 파이프의 외주면을 따라 이동하면서 용접이 이루어질 수 있도록 하는 파이프 용접 자동화 장치에 관한 것이다.

파이프의 자동 용접은, 회전하는 파이프 상에 아래보기 자세로 설치된 용접 토치를 사용하는 방식과, 고정된 파이프의 원주 방향을 360ㅀ회전하도록 설치된 용접 토치를 사용하는 방식이 있다. 이 중에서, 용접 토치가 회전되게 설치되는 방식의 자동 용접 장치를 궤도형 자동 용접 장치라 한다. 이러한 궤도형 자동 용접 장치는, 용접하려는 파이프의 원주 방향을 따라 이송되는 캐리지와, 캐리지의 이송을 안내하기 위한 가이드레일, 캐리지를 가이드레일에 결속시키는 가이드롤러와, 캐리지에 장착되어 용접을 수행하는 용접 토치를 포함한다.

상술한 궤도형 자동 용접 장치에 대한 종래기술이 대한민국등록특허 제10-0617766호(2006.08.22.)에 개시되어 있다.

그런데 종래의 궤도형 자동 용접 장치는 캐리지를 가이드레일에 장착하거나 가이드레일에 설치된 캐리지를 분리하는 것이 용이하지 못하므로 작업의 효율성을 저하시키는 문제점을 갖고 있다. 또한, 캐리지가 가이드롤러에 의해서만 안내되어 주행의 안정성이 보장되지 못하므로 용접비드가 부분적으로 적게 채워지는 현상이 발생하며, 용접비드의 채움이 계속 적어지면 누적된 부족분이 용접 결함으로 나타나게 된다.

대한민국등록특허 제10-0617766호(2006.08.22.)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 캐리지의 장착 및 분리가 용이하고, 캐리지가 안정적으로 주행할 수 있으며, 다양한 자세의 용접이 가능한 파이프 용접 자동화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 파이프 용접 자동화 장치는, 파이프의 외주면에 설치되는 가이드레일과, 상기 가이드레일을 따라 이동하는 캐리지와, 상기 캐리지에 설치된 용접 토치를 포함한다.

상기 캐리지는, 몸체와, 상기 캐리지를 상기 가이드레일에 장착시키는 클램핑유닛과, 상기 클램핑유닛을 작동시키는 조작유닛과, 상기 캐리지를 이동시키는 구동유닛 및 종동유닛과, 상기 용접 토치의 각도를 조정하는 작동유닛을 포함한다.

상기 클램핑유닛은, 상기 몸체의 전면에 결합된 플레이트와, 상기 플레이트의 전면에 구비되고 상하로 연장되며 평행하게 배치된 한 쌍의 샤프트와, 상기 샤프트에 이동 가능하게 결합되고 상하로 이격된 한 쌍의 슬라이더와, 상기 슬라이더에 결합된 가이드롤러와, 상기 플레이트에 회전 가능하게 결합되고 상기 한 쌍의 슬라이더 사이에 위치된 캠과, 상기 샤프트의 양단에 각각 구비되고 상기 한 쌍의 슬라이더가 서로 근접하도록 탄성 지지하는 스프링을 포함한다.

클램핑유닛은, 상기 캠이 일단에 구비되고 상기 플레이트에 회전 가능하게 결합된 캠축과, 상기 캠축의 타단에 결합된 크랭크를 더 포함하여 구성된다. 그리고 상기 크랭크를 회전시키는 상기 조작유닛이 상기 몸체의 후면에 설치된다.

상기 조작유닛은, 상기 몸체의 후면에 결합된 안내블록과, 상기 안내블록에 이동 가능하게 결합된 이동블록과, 상기 이동블록의 일단에 구비된 후크로 구성된다. 이때, 상기 후크가 상기 크랭크에 힌지 결합된다.

상기 몸체는, 고정핸들과, 상기 고정핸들의 내부에 결합된 보조핸들을 포함하고, 상기 보조핸들이 상기 이동블록의 일단에 연결된다.

상기 구동유닛은, 상기 몸체에 장착된 구동모터와, 상기 몸체의 전면에 구비된 구동축과, 상기 구동모터의 회전력을 상기 구동축에 전달하는 전동수단과, 상기 구동축에 결합된 피니언 기어로 구성된다. 이때, 상기 구동축의 양단이 각각 삽입되는 한 쌍의 브라켓이 상기 몸체의 전면에 돌출되고, 상기 브라켓의 선단에 지지블록이 결합된다. 또한, 상기 구동축의 상단과 하단에 지지롤러가 구비된다.

상기 종동유닛은, 상기 몸체의 전면에 돌출된 한 쌍의 브라켓과, 양단이 상기 브라켓에 각각 삽입되는 종동축과, 상기 종동축의 상단과 하단에 구비된 지지롤러와, 상기 브라켓의 선단에 결합된 지지블록으로 구성된다.

상기 작동유닛은, 상기 몸체의 타측에 장착된 작동모터와, 상기 작동모터의 회전축에 결합된 그립퍼로 구성된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 복수의 가이드롤러가 한 쌍의 슬라이더에 각각 결합되고, 한 쌍의 슬라이더 사이에 캠이 위치되므로, 캠을 회전시킬 경우 한 쌍의 슬라이더가 왕복운동을 하며 가이드롤러를 이격 또는 근접시킨다. 특히, 캐리지의 고정핸들에 결합된 보조핸들이 캠과 연결되어 보조핸들의 조작만으로도 가이드롤러를 이격 또는 근접시킬 수 있다. 따라서 캐리지를 가이드레일에 쉽게 장착할 수 있고 가이드레일에 장착된 캐리지를 용이하게 분리할 수 있다.

또한, 본 발명은 구동유닛과 종동유닛에 구비된 지지블록과 지지롤러를 통해 가이드레일에 장착된 캐리지를 지지하는 구조를 갖는다. 따라서 캐리지가 가이드레일을 따라 안정적으로 주행할 수 있으며, 이에 용접비드가 부분적으로 적게 채워지는 현상을 방지할 수 있으며 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 작동유닛을 이용하여 그립퍼에 설치된 용접 토치의 각도를 조정할 수 있다. 따라서 파이프와 파이프를 용접하기 위한 수평보기(horizontal) 자세, 파이프와 플랜지를 용접하기 위한 위보기(overhead) 자세를 포함한 다양한 자세가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 용접 자동화 장치의 사시도.
도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리지의 전면사시도와 후면사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리지 중 커버 및 컨트롤 패널을 제거한 도면.
도 5는 도 4에 도시된 캐리지의 분해사시도.
도 6은 도 4에 도시된 캐리지의 내부를 도시한 도면.
도 7과 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리지를 장착 및 분리하는 과정을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토치의 각도를 조정하는 과정을 도시한 도면.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 용접 자동화 장치는, 파이프(미도시)의 외주면에 설치되는 가이드레일(2)과, 가이드레일(2)을 따라 이동하는 캐리지(1)와, 캐리지(1)에 설치된 용접 토치(3)를 포함한다.

가이드레일(2)은, 파이프(미도시)의 외주면을 감싸는 링 형상의 레일(22)과, 가이드레일(2)을 파이프(미도시)에 고정하는 고정수단(24)과, 가이드레일(2)을 파이프(미도시)에서 이격시키는 판스프링(26)과, 레일(22)의 외주면에 설치되고 캐리지(1)의 피니언 기어(pinion gear,650)와 맞물리는 랙 기어(rack gear,28)를 포함한다. 이때, 레일(22)의 상면 내측과 하면 내측에는 후술할 가이드롤러(242,244)가 안착되는 내측홈(23a,23b)이 형성되고, 레일(22)의 상면 외측과 하면 외측에는 후술할 지지롤러(670,740)가 안착되는 외측홈(23c,23d)이 형성된다.

도 2 내지 도 6을 참조하여 캐리지(1)에 대해 살펴보도록 한다.

를 참조하면, 캐리지(1)는, 몸체(100)와, 몸체(100)의 전면(가이드레일(도 1의 2) 측 일면)에 설치된 클램핑유닛(200)과, 몸체(100)의 후면에 설치된 조작유닛(300)과, 몸체(100)의 후면에 결합되고 조작유닛(300)을 덮는 커버(400)와, 커버(400)에 설치된 컨트롤 패널(500)과, 몸체(100)의 좌측 및 우측에 각각 설치된 구동유닛(600) 및 종동유닛(700)과, 몸체(100)의 우측에 설치된 작동유닛(800)으로 구성된다.

몸체(100)는 직육면체의 박스 형태이다. 좀 더 상세하게는, 전면이 개방되고 내부가 중공인 직육면체의 박스 형태이다. 구동유닛(600)의 설치를 위한 제1앵글(110)이 몸체(100)의 좌측에 형성되고, 종동유닛(270)과 작동유닛(280)의 설치를 위한 제2앵글(120)이 몸체(100)의 우측에 형성된다. 캐리지(1)를 장착하거나 분리할 때 사용되는 고정핸들(130,140)이 몸체(100)의 상단과 하단에 각각 결합되며, 하단에 위치된 고정핸들(140)에는 보조핸들(150)이 결합된다.

상술한 구성 중 제1 및 제2앵글(110,120)은, 몸체(100)의 양 측면에서 각각 돌출된 수평부재(112,122)와, 수평부재(112,122)에 대해 직각으로 배치되며 몸체(100)의 전면을 향하는 수직부재(114,124)로 이루어진다.

고정핸들(130,140)은, 파지부(132,142)와, 파지부(132,142)의 양단에서 몸체(100) 측으로 돌출된 연결부(134,144)로 구성된 U자 형상이다. 이때, 하단에 위치된 고정핸들(140)의 연결부(144) 내벽에는 안내홈(146)이 형성되고, 안내홈(146)에는 보조핸들(298)이 이동 가능하게 설치된다.

몸체(100)의 중앙에는 후술할 캠축(252)이 관통되는 제1관통공(160)이 형성된다. 또한, 몸체(100)의 개방된 전면에는 덮개(170)가 탈착 가능하게 결합된다.

클램핑유닛(200)은 캐리지(1)를 레일(도 1의 22)에 장착하거나 레일(22)에 장착된 캐리지(1)를 분리하는 수단이다. 그 구성을 살펴보면, 몸체(100)의 전면에 결합된 플레이트(210)와, 플레이트(210)의 전면에 구비된 샤프트(222,224)와, 샤프트(222,224)에 이동 가능하게 설치된 슬라이더(232,234)와, 슬라이더(232,234)에 결합된 가이드롤러(242,244)와, 플레이트(210)에 회전 가능하게 결합된 캠(250)과, 샤프트(222,224)의 양단에 각각 설치된 스프링(260)을 포함한다.

플레이트(210)는 소정 두께를 가진 직사각형 판재이다. 플레이트(210)의 전면 각 모서리에는 샤프트(222,224)의 설치를 위한 플랜지(211~214)가 형성된다. 플레이트(210)의 중앙에는 캠축(252)의 설치를 위한 제2관통공(미도시)이 형성되고, 제2관통공(미도시)에는 고정블록(216)이 장착된다. 또한 고정블록(216)에는 캠축(252)을 지지하는 베어링(미도시)이 마련된다.

샤프트(222,224)는 슬라이더(232,234)의 이동을 안내하는 수단이다. 샤프트(222,224)는 상하로 연장되며 평행하게 배치된 한 쌍으로 구성된다. 즉, 플레이트(210)의 좌측 플랜지(221,222)에 고정된 제1샤프트(222)와, 플레이트(210)의 우측 플랜지(223,224)에 고정된 제2샤프트(224)로 구성된다.

슬라이더(232,234)는, 상부에 위치된 제1슬라이더(232)와, 하부에 위치된 제2슬라이더(234)로 구성된다. 제1 및 제2슬라이더(232,234)에는 제1 및 제2샤프트(222,224)가 각각 관통되는 가이드홀(미도시)이 형성된다. 또한, 제1슬라이더(232)의 하면과 제2슬라이더(234)의 상면에는 캠(250)와 접촉되는 캠블록(238)이 결합된다. 이러한 구성의 슬라이더(232,234)는 샤프트(222,224)에 이동 가능하게 결합되고, 샤프트(222,224)를 따라 이동하며 가이드롤러(242,244)를 이격 또는 근접시킨다.

가이드롤러(242,244)는 가이드레일(도 1의 2)과 함께 캐리지(1)의 이동을 안내하는 수단이다. 가이드롤러(242,244)는, 제1슬라이더(232)의 전면에 결합된 제1가이드롤러(242)와, 제2슬라이더(234)의 전면에 결합된 제2가이드롤러(244)로 구성된다. 캐리지(2) 장착시 제1가이드롤러(242)는 레일(도 1의 2)의 상면 내측홈(도 1의 23a)에 안착되고, 제2가이드롤러(244)는 레일(2)의 하면 내측홈(도 1의 23b)에 안착된다.

캠(250)은 제1 및 제2가이드롤러(242,244)를 모두 이동시킬 수 있는 타원형 판캠(plate cam)이다. 캠(250)은 제1 및 제2슬라이더(232,234) 사이에 위치되고, 플레이트(210)에 회전 가능하게 설치된다.

상술한 캠(250)의 구조에 따르면, 캠(250)이 회전하여 캠(250)의 장축이 수직으로 배치(단축은 수평으로 배치)되면 제1 및 제2슬라이더(232,234)를 이격시킨다. 반면, 캠(250)이 회전하여 캠(250)의 단축이 수직으로 배치되면 제1 및 제2슬라이더(232,234)를 근접시킨다.

한편, 캠(250)의 후면에는 캠축(252)이 구비된다. 캠축(252)은 소정 길이를 가지며 고정블록(216)의 베어링(미도시)에 삽입된다. 또한, 베어링(미도시)을 관통한 캠축(252)의 후단은 몸체(100)의 제1관통공(160)을 관통한다. 이때, 몸체(100)의 후방으로 돌출된 캠축(252)의 후단에는 크랭크(254)가 결합된다. 크랭크(254)는 캠축(252)과 조작유닛(300)을 연결하며, 조작유닛(300)의 작동시 캠축(252)을 회전시켜 캠(250)이 회전될 수 있도록 한다.

스프링(260)은 제1 및 제2슬라이더(232,234)가 서로 근접하도록 탄성 지지하는 수단이다. 다시 말해, 스프링(260)은 캠(250)이 회전하여 캠(250)의 단축이 수직으로 배치될 경우 제1 및 제2슬라이더(232,234)가 근접하도록 탄성 지지한다. 이러한 스프링(260)은, 상단 플랜지(221,223)와 제1슬라이더(232) 사이, 그리고 하단 플랜지(222,224)와 제2슬라이더(234) 사이에 개재된다.

조작유닛(300)은, 몸체(100)의 후면에 결합되고 제1관통공(160)의 일측에 위치된 안내블록(310)을 포함한다. 안내블록(310)의 내부에 안내공(미도시)이 형성되고, 안내공(미도시)에 이동블록(320)이 이동 가능하게 설치된다. 이동블록(320)의 상단에 후크(330)가 구비되고, 후크(330)는 크랭크(254)와 힌지 결합된다. 이동블록(320)의 하단은 보조핸들(150)과 연결된다.

상술한 조작유닛(300)은 크랭크(254)를 통해 캠축(252)을 회전시켜 캠(250)이 회전될 수 있도록 한다. 일례로, 보조핸들(150)을 당기면 이동블록(320)이 하향으로 이동하며 후크(330)에 걸린 크랭크(254)를 회전시킨다. 크랭크(254)는 캠축(252)과 캠(250)을 회전시키고, 캠(250)의 회전에 의해 제1 및 제2슬라이더(232,234)가 이격 또는 근접하게 된다.

커버(400)는 용접시 발생하는 열 및 불꽃으로부터 조작유닛(300)을 보호하는 수단이다. 또한, 컨트롤 패널(500)은 구동유닛(600) 및 작동유닛(800)을 포함하는 다수의 유닛을 제어하기 위한 수단이다.

구동유닛(600)은 레일(도 1의 22)을 따라 캐리지(1)를 이동시키는 수단이다. 구동유닛(600)은 몸체(100)의 좌측에 형성된 제1앵글(110)에 설치된다. 즉, 수평부재(112)의 하부에 구동모터(610)가 장착되고, 수평부재(620)의 상부에 전동수단(620)이 장착된다. 수직부재(114)의 전면에는 한 쌍의 브라켓(630)이 돌출되고, 한 쌍의 브라켓(630)은 상하로 이격된다. 한 쌍의 브라켓(630)에는 구동축(640)이 회전 가능하게 설치되며, 구동축(640)에는 레일(도 1의 22)의 랙 기어(28)와 맞물리는 피니언 기어(650)가 결합된다.

상술한 구동유닛(600)에 따르면, 구동모터(610)에서 발생한 구동력은 전동수단(620)을 통해 구동축(640)으로 전달되어 구동축(640) 및 구동축(640)에 결합된 피니언 기어(650)를 회전시킨다. 이때, 피니언 기어(650)와 맞물린 랙 기어(28)가 레일(22)에 고정된 상태이므로, 피니언 기어(650)를 포함하는 캐리지(1)가 이동을 하게 된다.

한편, 구동력을 전달하는 전동수단(620)은 풀리와 벨트, 기어와 기어, 스프로킷과 체인의 구조 중 하나일 수 있다. 바람직하게는, 구동력의 전달이 확실하고 소음이 적은 타이밍 풀리와 타이밍 벨트의 구조인 것이 좋다.

다른 한편, 구동유닛(600)은 캐리지(1)의 안정적인 주행을 위한 지지수단(660,670)을 더 포함하여 구성된다. 지지수단(660,670)은, 브라켓(630)의 선단에 결합된 지지블록(660)과, 구동축(640)의 상단과 하단에 구비된 지지롤러(670)이다. 지지블록(660)은 캐리지(1)의 장착시 레일(도 1의 22)의 상면과 하면에 각각 접촉되고, 지지롤러(670)는 캐리지(1)의 장착시 레일(22)의 상면 외측홈(23c)과 하면 외측홈(23d)에 각각 안착된다.

종동유닛(700)은 상술한 지지수단(660,670)과 함께 캐리지(1)의 안정적인 주행을 돕는다. 종동유닛(700)은 몸체(100)의 우측에 형성된 제2앵글(120)에 설치된다. 즉, 수직부재(124)의 전면에는 한 쌍의 브라켓(710)이 돌출된다. 한 쌍의 브라켓(710)은 상하로 이격되고, 브라켓(630)의 선단에는 지지블록(720)이 결합된다. 또한, 한 쌍의 브라켓(710)에는 종동축(730)이 회전 가능하게 설치되며, 종동축(730)에는 지지롤러(740)이 구비된다. 이때, 지지롤러(740)는 캐리지(1)의 장착시 레일(22)의 상면 외측홈(23c)과 하면 외측홈(23d)에 각각 안착된다.

작동유닛(800)은 용접 토치(3)의 각도를 조정하기 위한 수단이다. 그 구성을 살펴보면, 수직부재(124)의 후면에 작동모터(810)가 장착되고, 작동모터(810)의 회전축(820)에 결합되는 그립퍼(830)이 결합된다. 그립퍼(830)에는 용접 토치(3)가 장착된다.

도 6 내지 도 8을 참조하여 캐리지를 장착 및 분리하는 과정을 살펴보도록 한다.

도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 보조핸들(150)을 당기지 않은 평상시에는 캠(250)이 수평으로 배치된다. 즉, 캠(250)의 단축이 수직으로 배치되므로 스프링(260)의 탄성에 의해 제1 및 제2슬라이더(232,234)가 근접하게 된다.

반면, 보조핸들(150)을 당기면 이동블록(320)이 하향으로 이동하고, 이동블록(320)에 구비된 후크(330)가 걸린 크랭크(254)를 회전시킨다. 크랭크(254)는 캠축(252)과 캠(250)을 회전시키며, 캠(250)이 회전하여 수직으로 배치된다. 즉, 캠(250)의 장축이 수직으로 배치되어 제1 및 제2슬라이더(232,234)를 서로 반대방향으로 이동시킨다. 따라서 제1 및 제2슬라이더(232,234)에 설치된 제1 및 제2가이드롤러(242,244)가 이격하게 된다(도 8 참조).

도 8에 도시된 것처럼 제1 및 제2가이드롤러(242,244)가 이격되어 레일(도 1의 22)의 높이보다 벌어지면 캐리지(1)를 레일(22)에 쉽게 걸 수 있다. 또한, 캐리지(1)를 레일(22)에 건 상태에서 보조핸들(150)을 놓으면 스프링(260)의 탄성에 의해 이격되었던 제1 및 제2가이드롤러(242,244)가 근접하며 캐리지(1)가 레일(22)에 완전하게 장착된다.

레일(22)에 장착된 캐리지(1)를 분리하는 과정은 장착하는 과정의 역순이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 9를 참조하여 용접 토치의 각도를 조정하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

작동모터(810)가 작동되면 회전축(도 5의 820)이 회전하며 그립퍼(830)를 도 9의 화살표 방향으로 회전시킨다. 실선으로 도시된 것처럼 그립퍼(830)가 회전하여 용접 토치(3)가 하향으로 기울어지면 파이프와 파이프를 용접하기 위한 수평보기(horizontal) 자세의 용접이 가능하다. 반면, 은선으로 도시된 것처럼 용접 토치(3′)가 상향으로 기울어지면 파이프와 플랜지를 용접하기 위한 위보기(overhead) 자세의 용접이 가능하다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 캐리지 2: 가이드레일
3: 용접 토치 100: 몸체
110: 제1앵글 120: 제2앵글
130,140: 고정핸들 150: 보조핸들
160: 제1관통공 170: 덮개
200: 클램핑유닛 210: 플레이트
222: 제1샤프트 224: 제2샤프트
232: 제1슬라이더 234: 제2슬라이더
242: 제1가이드롤러 244: 제2가이드롤러
250: 캠 260: 스프링
300: 조작유닛 310: 안내블록
320: 이동블록 330: 후크
400: 커버 500: 컨트롤 패널
600: 구동유닛 700: 종동유닛
800: 작동유닛

Claims

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파이프의 외주면에 설치되는 가이드레일과, 상기 가이드레일을 따라 이동하는 캐리지와, 상기 캐리지에 설치된 용접 토치를 포함하는 파이프 용접 자동화 장치에 있어서,
상기 캐리지는,
몸체;
상기 몸체의 전면에 결합된 플레이트;
상기 플레이트의 전면에 구비되고, 상하로 연장되며 평행하게 배치된 한 쌍의 샤프트;
상기 샤프트에 이동 가능하게 결합되고, 상하로 이격된 한 쌍의 슬라이더;
상기 슬라이더에 결합된 가이드롤러;
상기 플레이트에 회전 가능하게 결합되고, 상기 한 쌍의 슬라이더 사이에 위치된 캠;
상기 샤프트의 양단에 각각 구비되고, 상기 한 쌍의 슬라이더가 서로 근접하도록 탄성 지지하는 스프링;
상기 플레이트에 회전 가능하게 결합되고, 상기 캠이 일단에 구비된 캠축; 및
상기 캠축의 타단에 결합된 크랭크를 포함하고,
상기 캠축의 타단이 상기 몸체를 관통하며, 상기 크랭크가 상기 몸체의 후방에 위치되고, 상기 크랭크를 회전시키는 조작유닛이 상기 몸체의 후면에 설치되며,
상기 캠 회전시 상기 한 쌍의 슬라이더가 왕복운동을 하며 상기 가이드롤러를 이격 또는 근접시키는 것을 특징으로 하는 파이프 용접 자동화 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 조작유닛은, 상기 몸체의 후면에 결합된 안내블록과, 상기 안내블록에 이동 가능하게 결합된 이동블록과, 상기 이동블록의 일단에 구비된 후크를 포함하고,
상기 후크가 상기 크랭크에 힌지 결합된 것을 특징으로 하는 파이프 용접 자동화 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 몸체는, 고정핸들과, 상기 고정핸들의 내부에 결합된 보조핸들을 포함하고,
상기 보조핸들이 상기 이동블록의 일단에 연결된 것을 특징으로 하는 파이프 용접 자동화 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 고정핸들은 U자 형상으로 형성되고, 상기 고정핸들의 내벽에 안내홈이 형성되며,
상기 보조핸들이 상기 안내홈을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 파이프 용접 자동화 장치.
청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플레이트의 상단과 하단에 플랜지가 돌출되고, 상기 샤프트의 양단이 상기 플랜지에 각각 고정되며, 상기 플랜지와 상기 슬라이더 사이에 상기 스프링이 개재된 것을 특징으로 하는 파이프 용접 자동화 장치.
청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 한 쌍의 슬라이더는, 상부에 위치된 제1슬라이더와, 하부에 위치된 제2슬라이더로 구성되고,
상기 제1슬라이더의 하면과 상기 제2슬라이더의 상면에 캠블록이 결합된 것을 특징으로 하는 파이프 용접 자동화 장치.
청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캠은 타원형 판캠인 것을 특징으로 하는 파이프 용접 자동화 장치.
삭제
파이프의 외주면에 설치되는 가이드레일과, 상기 가이드레일을 따라 이동하는 캐리지와, 상기 캐리지에 설치된 용접 토치를 포함하는 파이프 용접 자동화 장치에 있어서,
상기 캐리지는,
몸체;
상기 몸체의 전면에 결합된 플레이트;
상기 플레이트의 전면에 구비되고, 상하로 연장되며 평행하게 배치된 한 쌍의 샤프트;
상기 샤프트에 이동 가능하게 결합되고, 상하로 이격된 한 쌍의 슬라이더;
상기 슬라이더에 결합된 가이드롤러;
상기 플레이트에 회전 가능하게 결합되고, 상기 한 쌍의 슬라이더 사이에 위치된 캠;
상기 샤프트의 양단에 각각 구비되고, 상기 한 쌍의 슬라이더가 서로 근접하도록 탄성 지지하는 스프링; 및
상기 몸체의 일측에 장착된 구동모터와, 상기 몸체의 전면에 구비된 구동축과, 상기 구동모터의 회전력을 상기 구동축에 전달하는 전동수단과, 상기 구동축에 결합된 피니언 기어로 이루어지며, 상기 피니언 기어가 상기 가이드레일의 랙 기어와 맞물려 회전하며 상기 캐리지를 이동시키는 구동유닛을 포함하고,
상기 구동축의 양단이 각각 삽입되는 한 쌍의 브라켓이 상기 몸체의 전면에 돌출되고, 상기 브라켓의 선단에 지지블록이 결합되며, 상기 캐리지 장착시 상기 지지블록이 상기 가이드레일의 상면과 하면에 각각 접촉되고,
상기 캠 회전시 상기 한 쌍의 슬라이더가 왕복운동을 하며 상기 가이드롤러를 이격 또는 근접시키는 것을 특징으로 하는 파이프 용접 자동화 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 구동축의 상단과 하단에 지지롤러가 구비되고,
상기 캐리지 장착시 상기 지지롤러가 상기 가이드레일의 상면과 하면에 각각 접촉되는 것을 특징으로 하는 파이프 용접 자동화 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 몸체의 타측에 설치된 종동유닛을 더 포함하고,
상기 종동유닛은, 상기 몸체의 전면에 돌출된 한 쌍의 브라켓과, 양단이 상기 브라켓에 각각 삽입되는 종동축과, 상기 종동축의 상단과 하단에 구비된 지지롤러와, 상기 브라켓의 선단에 결합된 지지블록으로 이루어진 것을 특징으로 하는 파이프 용접 자동화 장치.
파이프의 외주면에 설치되는 가이드레일과, 상기 가이드레일을 따라 이동하는 캐리지와, 상기 캐리지에 설치된 용접 토치를 포함하는 파이프 용접 자동화 장치에 있어서,
상기 캐리지는,
몸체;
상기 몸체의 전면에 결합된 플레이트;
상기 플레이트의 전면에 구비되고, 상하로 연장되며 평행하게 배치된 한 쌍의 샤프트;
상기 샤프트에 이동 가능하게 결합되고, 상하로 이격된 한 쌍의 슬라이더;
상기 슬라이더에 결합된 가이드롤러;
상기 플레이트에 회전 가능하게 결합되고, 상기 한 쌍의 슬라이더 사이에 위치된 캠;
상기 샤프트의 양단에 각각 구비되고, 상기 한 쌍의 슬라이더가 서로 근접하도록 탄성 지지하는 스프링; 및
상기 몸체의 타측에 장착된 작동모터와, 상기 작동모터의 회전축에 결합된 그립퍼로 이루어지며, 상기 그립퍼에 설치된 상기 용접 토치의 각도를 조절하는 작동유닛을 포함하고,
상기 캠 회전시 상기 한 쌍의 슬라이더가 왕복운동을 하며 상기 가이드롤러를 이격 또는 근접시키는 것을 특징으로 하는 파이프 용접 자동화 장치.