KR101565323B1 - 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접을 위한 위치 설정이 정확히 이루어질 수 있도록 하면서도 소형의 볼밸브 하우징에 대한 육성 용접이 가능하도록 함과 더불어 다양한 형태의 육성 용접에 대한 수행 및 섬세한 육성 용접의 수행이 가능하며, 또한 피용접물의 설치가 용이하면서도 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 외관 몸체를 형성하는 베드; 상기 베드의 상면 중 어느 일측에 상하로 기울어짐이 가능하게 설치되며, 선단에는 회전척이 회전 가능하게 설치되어 이루어짐과 더불어 상기 회전척의 전방에는 볼밸브 하우징의 파지를 위한 고정지그가 상기 회전척으로부터 상하로 회동 가능하게 설치되어 이루어진 척 어셈블리; 그리고, 상기 베드의 상면 중 다른 일측에 위치되며, 상기 척 어셈블리의 고정지그에 파지된 볼밸브 하우징의 육성 용접을 위한 용접토치가 상하로 기울어짐 가능하게 설치되면서 상기 용접토치를 수평 이동과 수직 이동 및 기울어진 상태로의 경사 이동이 가능하도록 구성되어 이루어진 토치 어셈블리;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치가 제공된다.

Description

볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치{overlay welding apparatus for a ball-valve housing}

본 발명은 육성 용접장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이종 금속으로 이루어진 볼밸브 하우징의 내면 중심 가장자리의 볼이 안착되는 부위에 대한 육성 용접이 자동화 작업으로 이루어질 수 있도록 함으로써 작업 시간의 단축과 용접 신뢰성의 향상을 이룰 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 볼밸브(ball valve)는 밸브의 개폐 부분에 구멍이 뚫린 구(球) 모양의 밸브를 회전시킴으로써 관로를 개방하거나 폐쇄하는 밸브로써, 주로 가스 배관에 많이 사용되고 있다.

이와 같은 볼밸브를 이루는 볼밸브 하우징은 외관을 형성하는 부위로써, 첨부된 도 1 및 도 2에 도시된 바과 같이 유체가 유동되는 수평관로와, 밸브조작부가 관통 설치되는 수직관로가 서로 수직하게 교차하는 일체형 구조로 형성된다.

한편, 상기 볼밸브 하우징의 마모 및 부식의 방지를 수행할 수 있으면서도 전체적인 볼밸브의 가격 상승을 방지하기 위해 볼밸브 하우징을 서로 다른 재질로 만들어진 두 부분으로 각각 형성한 후 서로를 용접함으로써 단일체로 제조하고 있다.

그러나, 이러한 볼밸브 하우징의 제조 방법은 볼밸브 하우징의 내면 중심 가장자리의 볼이 안착되는 부위를 육성 용접하여야만 하는데, 종래에는 그 육성 용접이 모두 수작업으로만 수행함에 따라 용접 부위가 고르게 용접되지 못하는 불량이 많이 발생될 수밖에 없었다.

이에 최근에는, 등록특허 제10-0949062호에 개시된 바와 같이 육성 용접이 자동화 공정을 통해 이루어질 수 있도록 하고 있다.

하지만, 상기한 종래의 기술은 용접 대상물(볼밸브 하우징)을 고정하는 피용접물 이동 유닛과, 용접토치가 설치되는 토치 이동 유닛이 서로 개별 구조로 이루어지기 때문에 용접 대상물과 용접토치 간의 정확한 위치 결정이 극히 어려웠던 문제점이 있다.

더욱이, 전술된 종래의 기술은 대형 밸브의 시트에 육성 용접을 수행하는데 사용될 수 있을 뿐 소형의 볼밸브 내에 위치되는 시트의 육성 용접을 수행하기란 극히 어려웠고, 또한 용접 대상물이 위치만 상하로 기울일 수 있기 때문에 다양한 형상으로 이루어진 시트의 육성 용접을 수행하기란 극히 어려울 수밖에 없다는 문제점이 있다. 즉, 토치 이동 유닛은 단순히 수평 및 수직 이동만 수행할 뿐이기 때문에 더욱 다양한 유형으로의 육성 용접이 어려웠던 것이다.

또한, 전술된 종래의 기술은 비록 피용접물 이동 유닛의 상하 각도 조절이 가능하지만 이러한 상하 각도 조절은 용접시에만 수행될 뿐 피용접물을 해당 피용접물 이동 유닛에 장착시의 편리함 제공을 위한 용도로는 이루어지지 못하였다. 즉, 상기 상하 각도 조절이 전동식으로 구성됨에 따라 신속한 각도 변경이 어려움에 따라 피용접물을 해당 유닛에 설치하고자 할 때에는 전방에서 그 작업이 이루어져야 하고, 이때에는 토치 이동 유닛을 후퇴 이동시킨 상태로 진행하여야만 한다는 불편함이 있었던 것이다.

본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 용접을 위한 위치 설정이 정확히 이루어질 수 있도록 하면서도 소형의 볼밸브 하우징에 대한 육성 용접이 가능하도록 함과 더불어 다양한 형태의 육성 용접에 대한 수행 및 섬세한 육성 용접의 수행이 가능하며, 또한 피용접물의 설치가 용이하면서도 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치에 따르면 외관 몸체를 형성하는 베드; 상기 베드의 상면 중 어느 일측에 상하로 기울어짐이 가능하게 설치되며, 선단에는 회전척이 회전 가능하게 설치되어 이루어짐과 더불어 상기 회전척의 전방에는 볼밸브 하우징의 파지를 위한 고정지그가 상기 회전척으로부터 상하로 회동 가능하게 설치되어 이루어진 척 어셈블리; 그리고, 상기 베드의 상면 중 다른 일측에 위치되며, 상기 척 어셈블리의 고정지그에 파지된 볼밸브 하우징의 육성 용접을 위한 용접토치가 상하로 기울어짐 가능하게 설치되면서 상기 용접토치를 수평 이동과 수직 이동 및 기울어진 상태로의 경사 이동이 가능하도록 구성되어 이루어진 토치 어셈블리;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 척 어셈블리는 상기 베드의 상면에 기울어짐이 가능하게 설치됨과 더불어 전면에는 상기 회전척이 회전 가능하게 설치되는 하우징부와, 상기 회전척의 전면 양측에 각각 구비되며, 상기 고정지그의 양단이 각각 힌지 결합된 상태로 상하 회동 가능하게 설치되는 한 쌍의 고정플랜지를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 척 어셈블리의 하우징부는 내부가 빈 파이프체 구조로 형성되고, 상기 척 어셈블리에는 상기 하우징부의 내부를 관통하여 후단은 상기 하우징부의 후방으로 노출됨과 더불어 선단은 상기 고정지그에 고정되는 볼밸브 하우징의 후면을 받쳐주는 지지로드가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 토치 어셈블리는 상기 베드의 상면에 위치되면서 상기 베드의 상면을 따라 상기 척 어셈블리가 위치된 측으로 수평 이동 가능하게 설치되는 수평 이동프레임과, 상기 베드에 설치되면서 상기 수평 이동프레임의 수평 이동을 위한 구동력을 제공하는 제1이동부와, 상기 수평 이동프레임에 상하 이동 가능하게 설치되는 수직 이동프레임과, 상기 수평 이동프레임에 설치되면서 상기 수직 이동프레임의 수직 이동을 위한 구동력을 제공하는 제2이동부와, 상기 수직 이동프레임에 상하 방향으로의 기울어짐 가능하게 설치되는 경사프레임과, 상기 수직 이동프레임에 설치되면서 상기 경사프레임의 경사 각도에 대한 조절을 위한 각도 조절부와, 상기 용접토치는 상기 경사프레임에 구비되면서 상기 경사프레임의 경사 방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 설치됨과 더불어 상기 경사프레임에는 상기 용접토치를 이동시키도록 이동력을 제공하는 제3이동부가 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 제1이동부는 상기 베드의 길이 방향을 따라 설치되면서 제1구동모터의 구동에 의해 회전 동작되는 제1볼스크류와, 상기 제1볼스크류의 회전에 의해 상기 제1볼스크류의 축 방향을 따라 이동되도록 설치되면서 상기 수평 이동프레임에 연결되는 제1너트하우징을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2이동부는 상기 수평 이동프레임에 상하 방향을 따라 설치되면서 제2구동모터의 구동에 의해 회전 동작되는 제2볼스크류와, 상기 제2볼스크류의 회전에 의해 상기 제2볼스크류의 축 방향을 따라 이동되도록 설치되면서 상기 수직 이동프레임에 연결되는 제2너트하우징을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3이동부는 상기 경사프레임에 상기 용접토치의 이동 방향을 따라 설치되면서 제3구동모터의 구동에 의해 회전 동작되는 제3볼스크류와, 상기 제3볼스크류의 회전에 의해 상기 제3볼스크류의 축 방향을 따라 이동되도록 설치되면서 상기 경사프레임에 연결되는 제3너트하우징을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 각도 조절부는 조작 손잡이의 회전 조작에 의해 회전되면서 웜기어를 갖는 웜축과, 상기 웜축의 웜기어에 맞물려 회전되는 웜휠과, 상기 웜휠의 회전 중심과 상기 경사프레임의 어느 한 측면을 연결하여 서로 연동시키는 회전축을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명의 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치는 용접토치가 단순히 전후로만 이동되면서 육성 용접을 수행하는 방식이 아니라 볼밸브 하우징의 회전 및 기울어짐과, 상기 용접토치의 전후 이동과 상하 이동 및 경사 이동이 유기적으로 이루어지면서 육성 용접을 수행할 수 있기 때문에 더욱 다양한 구조의 육성 용접이 가능하게 된 효과를 가진다.

또한, 본 발명의 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치는 볼밸브 하우징이 장착되는 부위가 용접시의 각도 조절을 위한 구조가 아닌 별도의 구조로 상하 회동될 수 있도록 구성됨에 따라 볼밸브 하우징의 장착 및 분리가 빠르고 용이하게 이루어질 수 있게 된 효과를 가진다.

뿐만 아니라, 본 발명의 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치는 볼밸브 하우징의 장착 및 분리를 위한 방향이 상하 방향을 이룰 수 있음에 따라 해당 볼밸브 하우징의 창착 및 분리시 용접토치에 의한 간섭 발생이 방지되어 더욱 용이한 장착이 수행될 수 있다는 효과를 가진다.

도 1은 일반적인 볼밸브 하우징의 구조를 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 2는 일반적인 볼밸브 하우징의 구조를 설명하기 위해 나타낸 측면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치를 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치를 설명하기 위해 나타낸 측면도
도 5는 도 3의 “A”부분에 대한 확대도
도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치 중 고정지그에 대한 동작 상태를 설명하기 위해 나타낸 요부도
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치 중 척 어셈블리를 평면에서 본 상태도
도 9는 도 3의 “B”부분에 대한 확대도
도 10은 도 4의 “C”부분에 대한 확대도

이하, 본 발명의 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 내지 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.

실시예의 설명에 앞서, 본 발명의 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치는 첨부된 도 1 및 도 2에 도시된 볼밸브 하우징의 시트 부위에 대한 육성 용접을 수행하기 위한 장치임을 그 예로 한다. 이때 상기 볼밸브 하우징(10)은 유체가 유동되는 수평관로(11)와, 밸브조작부(도시는 생략됨)가 관통 설치되는 수직관로(12)가 서로 수직하게 교차하는 구조로 형성되며, 본 발명의 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치는 상기한 볼밸브 하우징(10)의 각 부위 중 내면의 중심 가장자리를 이루는 볼이 안착되는 부위(이하, “시트 부위”라 함)(13)를 육성 용접하도록 구성된다.

첨부된 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치를 설명하기 위해 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치를 설명하기 위해 나타낸 측면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치(이하, “용접장치”라 함)는 크게 베드(100)와, 척 어셈블리(200) 및 토치 어셈블리(300)를 포함하여 구성되며, 특히 상기 척 어셈블리(200)는 볼밸브 하우징(10)의 상하 기울기에 대한 조절 및 회전이 가능하게 구성되고, 상기 토치 어셈블리(300)는 용접토치(310)를 수평 이동과 수직 이동 및 경사 이동이 가능하게 구성함으로써 다양한 구조 및 형상의 볼밸브 하우징(10)에 대한 육성 용접에 대한 수행과 다양한 방식으로의 육성 용접에 대한 수행이 모두 가능하게 함을 주요한 특징으로 한다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 베드(100)는 본 발명의 실시예에 따른 용접장치의 외관 몸체를 형성하는 부위이다.

이와 같은 베드(100)는 지면(작업장)에 고정 설치되며, 상면에는 그의 수평 방향을 따라 가이드레일(110)이 설치되어 이루어진다.

다음으로, 상기 척 어셈블리(200)는 볼밸브 하우징(10)의 설치를 위한 부위이다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기한 척 어셈블리(200)가 상기 볼밸브 하우징(10)의 고정과 상하 방향에 대한 기울기 조절 및 회전이 가능하도록 함과 더불어 상기 볼밸브 하우징(10)의 장착이 용이하게 이루어질 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 척 어셈블리(200)는 첨부된 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 하우징부(210)와, 회전척(220)과, 고정지그(230) 및 한 쌍의 고정플랜지(240)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 하우징부(210)는 상기 베드(100)의 상면 중 어느 일측(도면상 좌측)에 상하로 기울어짐이 가능하게 설치되는 부위이다.

이때, 상기 베드(100)의 상면에는 상기 하우징부(210)의 장착을 위한 장착플랜지(120)가 고정 설치되며, 상기 하우징부(210)는 힌지축(211)에 의해 상기 장착플랜지(120)에 상하 회동 가능하게 설치된다. 이와 함께 상기 힌지축(211)의 외측 끝단에는 부채꼴 형상의 제1종동기어(212)가 고정 설치되고, 상기 제1종동기어(212)는 기울임용 구동모터(250)의 구동력을 전달받아 회전되는 제1주동기어(251)에 맞물려 상기 힌지축(211)을 중심으로 회전되도록 구성된다.

또한, 상기 회전척(220)은 상기 하우징부(210)의 전면에 회전 가능하게 설치된다. 상기 회전척(220)은 평판 구조로 형성되며, 그 후면 중 상기 하우징부(210)와 결합되는 부위의 둘레에는 제2종동기어(221)가 고정 설치됨과 더불어, 상기 제2종동기어(221)는 척회전용 구동모터(260)의 구동력을 전달받아 회전되는 제2주동기어(261)에 맞물려 회전되도록 구성된다. 이때 상기 척회전용 구동모터(260)는 상기 하우징부(210)에 고정되어 상기 하우징부(210)와 함께 상하로 기울어지는 등의 움직임이 이루어지도록 구성된다.

또한, 상기 고정지그(230)는 볼밸브 하우징(10)을 파지하는 부위이다.

상기한 고정지그(230)는 파지클램프(231)를 이용하여 상기 볼밸브 하우징(10)을 이루는 수평관로(11)의 양측을 각각 파지하도록 이루어지며, 이때 상기 회전척(220)의 전면 양측에는 상기 고정플랜지(240)가 각각 구비됨과 더불어 상기 고정지그(230)는 상기 고정플랜지(240)에 상하 회동 가능하게 설치된다. 물론, 상기 고정지그(230)는 설정된 각도 이상의 회동됨은 방지될 수 있도록 구성되어야 함이 바람직하나, 이를 위한 스톱핑 구조는 다양하게 이루어질 수 있기 때문에 그 상세한 구조 설명에 대하여는 생략하도록 한다.

이러한 고정지그(230)의 상하 회동 가능하도록 한 구조는 볼밸브 하우징(10)의 장착이 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 해당 고정지그(230)에 볼밸브 하우징(10)을 장착하고자 할 경우 상기 고정지그(230)의 전방이 상부를 향하도록 조작함으로써 작업자는 상하 방향으로 볼밸브 하우징(10)을 장착하면 됨에 따라 그 장착이 정확히 이루어질 수 있을 뿐 아니라 전방에서 볼밸브 하우징(10)을 장착할 경우 야기되는 토치 어셈블리(300)의 간섭 발생에 따른 장착의 어려움이 해소될 수 있게 된다.

물론, 전술된 척 어셈블리(200)의 하우징부(210) 역시 상하 회동 가능하기 때문에 상기 하우징부(210)를 회동시켜 상기 볼밸브 하우징(10)을 상하 방향으로 장착하도록 할 수도 있다. 하지만, 이러한 볼밸브 하우징(10)의 장착을 위한 하우징부(210)의 회동시 상기 하우징부(210)의 후방측 부위 혹은, 여타의 각 부품들이 베드(100)의 상면에 닿을 수 있기 때문에 하우징부(210)의 설치 위치를 더욱 높게 형성하여야만 한다는 기기의 대형화에 대한 단점과, 상기 하우징부(210)의 회동이 기울임용 구동모터(250)의 구동에 의해 미세하게 이루어짐을 고려할 때 볼밸브 하우징(10)의 장착을 위해 상기 하우징부(210)를 완전히 회동시키는 시간이 극히 오래 소요될 수밖에 없다는 작업 시간의 증가가 야기된다는 단점이 있기 때문에, 본 발명의 실시예에서와 같이 고정지그(230)를 자유롭게 회동 가능한 구조로 형성함이 작업 시간의 단축이나 작업의 용이함에 있어서 가장 유리하다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 척 어셈블리(200)를 이루는 하우징부(210)가 내부가 빈 파이프체 구조로 형성되고, 상기 척 어셈블리(200)에는 상기 하우징부(210)의 내부를 관통하여 후단은 상기 하우징부(210)의 후방으로 노출됨과 더불어 선단은 상기 고정지그(230)에 고정되는 볼밸브 하우징(10)의 후면을 받쳐주는 지지로드(270)가 더 포함되어 구성됨을 추가로 제시한다. 이때, 상기 지지로드(270)는 그 외측 끝단에 구비되는 손잡이(271)의 회전 조작에 의해 미세한 전후 이동이 이루어지면서 상기 볼밸브 하우징(10)의 후면 중앙 부위를 가압하도록 구성된다.

상기한 지지로드(270)의 구성은 육성 용접의 진행시 볼밸브 하우징(10)을 안정적으로 고정함과 더불어 전류의 흐름을 좋게 해주어 육성 용접의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

다음으로, 상기 토치 어셈블리(300)는 용접토치(310)의 수평 및 수직 이동과 기울임 및 경사 이동을 수행하면서 상기 척 어셈블리(200)의 고정지그(230)에 파지된 볼밸브 하우징(10)에 대한 육성 용접이 이루어질 수 있도록 하는 부위이다.

이와 같은 토치 어셈블리(300)는 상기 베드(100)의 상면 중 상기 척 어셈블리(200)가 설치된 측과는 반대측에 위치되며, 첨부된 도 4와 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 수평 이동프레임(320)과, 제1이동부(330)와, 수직 이동프레임(340)과, 제2이동부(350)와, 경사프레임(360)과, 각도 조절부(370) 및 제3이동부(380)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 수평 이동프레임(320)은 상기 베드(100)의 상면에 위치되면서 상기 베드(100)의 상면을 따라 상기 척 어셈블리(200)가 위치된 측으로 수평 이동 가능하게 설치되는 부위이다. 이때, 상기 수평 이동프레임(320)의 상면으로는 수직프레임(321)이 수직하게 세워진 상태로 고정된다.

또한, 상기 제1이동부(330)는 상기 수평 이동프레임(320)의 수평 이동을 위한 구동력을 제공하는 부위이다.

이와 같은 제1이동부(330)는 상기 베드(100)의 길이 방향을 따라 수평하게 설치되면서 제1구동모터(331)의 구동에 의해 회전 동작되는 제1볼스크류(332)와, 상기 제1볼스크류(332)의 회전에 의해 상기 제1볼스크류(332)의 축 방향을 따라 이동되도록 설치되면서 상기 수평 이동프레임(320)에 연결되는 제1너트하우징(333)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 수평 이동프레임(320)과 상기 제1너트하우징(333)은 별도의 연결플랜지(334)로써 서로 연동될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 수직 이동프레임(340)은 상기 수평 이동프레임(320)을 이루는 수직프레임(321)을 따라 상하 이동 가능하게 설치되는 부위이다.

특히, 상기 수직프레임(321)에는 승강 이동을 안내하는 가이드레일(322)이 구비되고, 상기 수직 이동프레임(340)은 상기 가이드레일(322)의 안내를 받아 승강 이동되도록 설치된다.

또한, 상기 제2이동부(350)는 상기 수직 이동프레임(340)의 수직 이동을 위한 구동력을 제공하는 부위이다.

이와 같은 제2이동부(350)는 상기 수평 이동프레임(320)을 이루는 수직프레임(321)의 후면에 상하 방향을 따라 설치되면서 제2구동모터(351)의 구동에 의해 회전 동작되는 제2볼스크류(352)와, 상기 제2볼스크류(352)의 회전에 의해 상기 제2볼스크류(352)의 축 방향을 따라 이동되도록 설치되면서 상기 수직 이동프레임(340)에 연결되는 제2너트하우징(353)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 경사프레임(360)은 상기 수직 이동프레임(340)에 상하 방향으로의 기울어짐 가능하게 설치되는 부위이고, 상기 각도 조절부(370)는 상기 경사프레임(360)의 경사 각도에 대한 조절을 위한 부위이다. 즉, 본 발명은 척 어셈블리(200)에 대한 경사 각도의 조절뿐만 아니라 용접토치(310)에 대한 각도 조절도 함께 이루어질 수 있도록 함으로써 더욱 다양한 방식의 육성 용접에 대한 수행 및 더욱 다양한 종류의 볼밸브 하우징(10)에 대한 육성 용접이 수행될 수 있도록 한 것이다.

이와 같은 경사프레임(360)은 각도 조절부(370)에 의해 상기 수직 이동프레임(340)으로부터 상하로 회동 가능하게 설치되며, 이를 위한 각도 조절부(370)는 조작 손잡이(371)의 회전 조작에 의해 회전되면서 웜기어(372)를 갖는 웜축(373)과, 상기 웜축(373)의 웜기어(372)에 맞물려 회전되는 웜휠(374)과, 상기 웜휠(374)의 회전 중심과 상기 경사프레임(360)의 어느 한 측면을 연결하여 서로 연동시키는 회전축(375)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 경사프레임(360)은 상기 회전축(375)을 회전 중심으로 하여 상기 수직 이동프레임(340)으로부터 상하 방향으로의 기울어짐이 가능하게 설치되며, 상기 회전축(375)은 웜휠(374)과 웜축(373) 간의 연동 조작에 의해 강제적인 회전이 이루어지면서 상기 경사프레임(360)을 상하로 기울이게 되는 것이다.

이와 함께, 상기 경사프레임(360)의 상면에는 용접토치(310)가 슬라이딩 이동 가능하게 설치되며, 상기 제3이동부(380)는 상기 경사프레임(360)에 설치된 용접토치(310)를 이동시키기 위한 이동력을 제공하도록 구성된다.

이와 같은 제3이동부(380)는 상기 경사프레임(360)에 상기 용접토치(310)의 이동 방향을 따라 설치되면서 제3구동모터(381)의 구동에 의해 회전 동작되는 제3볼스크류(382)와, 상기 제3볼스크류(382)의 회전에 의해 상기 제3볼스크류(382)의 축 방향을 따라 이동되도록 설치되는 제3너트하우징(383) 및 상기 제3너트하우징(383)에 연결되면서 상기 경사프레임(360)의 상면을 따라 슬라이딩 이동되는 슬라이드블록(384)을 포함하여 구성되며, 상기 용접토치(310)는 상기 슬라이드블록(384)의 상면에 얹혀 고정된 상태로 설치된다. 물론, 도시된 바와 같이 상기 용접토치(310)는 상기 슬라이드블록(384)의 상면으로부터 상기 슬라이드블록(384)의 슬라이딩 이동방향과는 수직한 방향으로 위치 조절 가능하게 구성됨이 더욱 바람직하다.

하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 용접장치를 이용한 볼밸브 하우징(10)의 육성 용접 과정에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.

우선, 볼밸브 하우징(10)에 대한 육성 용접을 수행하고자 할 경우 첨부된 도 6과 같은 최초의 상태에서 척 어셈블리(200)를 구성하는 고정지그(230)를 반시계 방향으로 회동시킨다.

이의 경우, 상기 고정지그(230)는 회전척(220)의 전면 양측에 구비되는 고정플랜지(240)의 지지를 받아 회전되면서 볼밸브 하우징(10)이 상하 방향으로 장착될 수 있도록 위치되며, 이로써 작업자는 볼밸브 하우징(10)의 장착을 정확하면서도 손쉽게 수행할 수 있을 뿐 아니라 해당 볼밸브 하우징(10)의 장착 작업시 토치 어셈블리(300)에 의한 간섭 현상은 발생되지 않는다. 이에 대하여는 첨부된 도 7에 도시된 바와 같다. 이때 상기 볼밸브 하우징(10)은 수직관로(12)의 개방 부위가 상부를 향하도록 장착된다.

그리고, 상기한 고정지그(230)의 회전 및 볼밸브 하우징(10)에 대한 장착이 완료되면 상기 고정지그(230)를 이루는 파지클램프(231)의 조작을 통해 상기 볼밸브 하우징(10)를 이루는 수평관로(11)의 양측을 각각 파지하도록 하며, 이후 해당 고정지그(230)를 시계 방향으로 회전시켜 원래의 위치로 복귀되도록 한다. 이로 인해 상기 볼밸브 하우징(10)을 이루는 수직관로(12)의 개방 부위는 전방을 향하게 된다.

또한, 상기와 같이 고정지그(230)의 원위치 복귀가 이루어지면 지지로드(270)의 조작을 통해 상기 고정지그(230)에 장착된 볼밸브 하우징(10)의 후면을 받쳐주도록 하며, 이로써 상기 볼밸브 하우징(10)의 고정이 완료된다.

다음으로, 상기 볼밸브 하우징(10)의 장착이 완료되면 이에 대응되는 용접토치(310)에 대한 위치 조절을 수행한다.

즉, 토치 어셈블리(300)를 이루는 제1이동부(330)의 동작 제어를 통해 수평 이동프레임(320)의 수평 방향측 위치를 조절하고, 제2이동부(350)의 동작 제어를 통해 수직 이동프레임(340)의 수직 방향측 위치를 조절함으로써 상기 경사프레임(360)에 얹혀 고정된 용접토치(310)의 위치를 결정하게 되는 것이다.

또한, 이때에는 각도 조절부(370)를 이루는 조작 손잡이(371)의 회전 조작을 통해 상기 경사프레임(360)의 경사 각도에 대한 조절 역시 수행하게 된다. 즉, 상기 조작 손잡이(371)의 회전 조작에 의해 웜축(373)이 회전되면서 그에 맞물린 웜휠(374)을 회전시키게 되고, 계속해서 상기 웜휠(374)이 고정된 회전축(375)이 회전되면서 경사프레임(360)을 상하로 기울임에 따라 상기 경사프레임(360)에 설치된 용접토치(310)에 대한 경사 각도의 조절이 이루어지는 것이다.

그리고, 상기한 각 과정의 순차적인 조작에 의한 볼밸브 하우징(10)의 장착 및 용접토치(310)의 위치 결정이 완료되면 미리 설정된 프로그램에 따라 상기 볼밸브 하우징(10)의 시트 부위(13)에 대한 육성 용접이 수행된다.

특히, 이러한 육성 용접의 수행시 척 어셈블리(200)는 척회전용 구동모터(260)의 구동제어를 통해 회전척(220)을 회전시켜 볼밸브 하우징(10)이 회전되도록 함과 더불어 기울임용 구동모터(250)의 구동 제어를 통해 상기 볼밸브 하우징(10)의 상하 각도를 변경시키면서 해당 볼밸브 하우징(10)에 대한 육성 용접이 진행되도록 한다.

또한, 상기한 육성 용접이 수행되는 도중 토치 어셈블리(300)는 제3이동부(380)의 동작 제어를 통해 경사프레임(360)을 그 경사 방향으로 이동시킴으로써 용접토치(310)에 대한 미세한 위치 조절 및 동작 제어를 수행하게 된다. 이러한 동작 제어는 정해진 프로그램에 따라 수행되며, 이때 상기 프로그램은 볼밸브 하우징(10)의 용접 부위(시트 부위)(13)에 대한 형상 및 구조에 따라 달리 프로그래밍된다.

따라서, 전술된 바와 같은 척 어셈블리(200)의 동작 및 토치 어셈블리(300)의 동작에 의해 볼밸브 하우징(10)의 회전과 각도 변경이 이루어짐과 동시에 용접토치(310)의 경사 이동이 이루어지면서 해당 볼밸브 하우징(10)의 시트 부위(13)에 대한 육성 용접이 수행된다.

그리고, 전술된 과정을 통해 볼밸브 하우징(10)에 대한 육성 용접이 완료되면 토치 어셈블리(300)는 원위치로 복귀됨과 더불어 척 어셈블리(200) 역시 최초의 상태로 복귀된다.

이후, 작업자는 지지로드(270)의 조작을 통해 고정지그(230)에 고정된 볼밸브 하우징(10)의 후면 받침을 해제하며, 계속해서 상기 고정지그(230)를 회동시켜 상기 볼밸브 하우징(10)을 이루는 수직관로(12)의 개방 부위가 상부를 향하도록 한 다음 파지클램프(231)의 클램핑을 해제한다.

이로써, 육성 용접이 완료된 볼밸브 하우징(10)을 취출한 후 용접하고자 하는 새로운 볼밸브 하우징(10)을 해당 고정지그(230)에 장착함으로써 추가적인 육성 용접을 연속하여 수행할 수 있게 된다.

결국, 본 발명의 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치는 용접토치(310)가 단순히 전후로만 이동되면서 육성 용접을 수행하는 방식이 아니라 볼밸브 하우징(10)의 회전 및 기울어짐과, 상기 용접토치(310)의 전후 이동과 상하 이동 및 경사 이동이 유기적으로 이루어지면서 육성 용접을 수행할 수 있기 때문에 더욱 다양한 구조의 육성 용접이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치는 볼밸브 하우징(10)이 장착되는 부위가 용접시의 각도 조절을 위한 기울임용 구동모터(250) 및 이에 관련한 부품들을 이용하지 않고, 단순히 고정지그(230)를 상하 회동시키는 조작에 의해 수행될 수 있도록 함에 따라 볼밸브 하우징(10)의 장착 및 분리가 빠르고 용이하게 이루어질 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 볼밸브 하우징(10)의 장착 및 분리를 위한 방향이 상하 방향을 이룰 수 있음에 따라 해당 볼밸브 하우징(10)의 창착 및 분리시 용접토치(310)에 의한 간섭 발생이 방지되어 더욱 용이한 장착이 수행될 수 있다.

10. 볼밸브 하우징 11. 수평관로
12. 수직관로 13. 시트 부위
100. 베드 110. 가이드레일
120. 장착플랜지 200. 척 어셈블리
210. 하우징부 211. 힌지축
212. 제1종동기어 220. 회전척
221. 제2종동기어 230. 고정지그
231. 파지클램프 240. 고정플랜지
250. 기울임용 구동모터 251. 제1주동기어
260. 척회전용 구동모터 261. 제2주동기어
270. 지지로드 271. 손잡이
300. 토치 어셈블리 310. 용접토치
320. 수평 이동프레임 321. 수직프레임
322. 가이드레일 330. 제1이동부
331. 제1구동모터 332. 제1볼스크류
333. 제1너트하우징 334. 연결플랜지
340. 수직 이동프레임 350. 제2이동부
351. 제2구동모터 352. 제2볼스크류
353. 제2너트하우징 360. 경사프레임
370. 각도 조절부 371. 조작 손잡이
372. 웜기어 373. 웜축
374. 웜휠 375. 회전축
380. 제3이동부 381. 제3구동모터
382. 제3볼스크류 383. 제3너트하우징
384. 슬라이드블록

Claims (8)

1. 외관 몸체를 형성하는 베드;
   상기 베드의 상면 중 어느 일측에 상하로 기울어짐이 가능하게 설치되며, 선단에는 회전척이 회전 가능하게 설치되어 이루어짐과 더불어 상기 회전척의 전방에는 볼밸브 하우징의 파지를 위한 고정지그가 상기 회전척으로부터 상하로 회동 가능하게 설치되어 이루어진 척 어셈블리; 그리고,
   상기 베드의 상면 중 다른 일측에 위치되며, 상기 척 어셈블리의 고정지그에 파지된 볼밸브 하우징의 육성 용접을 위한 용접토치가 상하로 기울어짐 가능하게 설치되면서 상기 용접토치를 수평 이동과 수직 이동 및 기울어진 상태로의 경사 이동이 가능하도록 구성되어 이루어진 토치 어셈블리;를 포함하여 구성되며,
   상기 척 어셈블리는
   상기 베드의 상면에 기울어짐이 가능하게 설치됨과 더불어 전면에는 상기 회전척이 회전 가능하게 설치되는 하우징부와,
   상기 회전척의 전면 양측에 각각 구비되며, 상기 고정지그의 양단이 각각 힌지 결합된 상태로 상하 회동 가능하게 설치되는 한 쌍의 고정플랜지를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 척 어셈블리의 하우징부는 내부가 빈 파이프체 구조로 형성되고,
   상기 척 어셈블리에는 상기 하우징부의 내부를 관통하여 후단은 상기 하우징부의 후방으로 노출됨과 더불어 선단은 상기 고정지그에 고정되는 볼밸브 하우징의 후면을 받쳐주는 지지로드가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 토치 어셈블리는
   상기 베드의 상면에 위치되면서 상기 베드의 상면을 따라 상기 척 어셈블리가 위치된 측으로 수평 이동 가능하게 설치되는 수평 이동프레임과,
   상기 베드에 설치되면서 상기 수평 이동프레임의 수평 이동을 위한 구동력을 제공하는 제1이동부와,
   상기 수평 이동프레임에 상하 이동 가능하게 설치되는 수직 이동프레임과,
   상기 수평 이동프레임에 설치되면서 상기 수직 이동프레임의 수직 이동을 위한 구동력을 제공하는 제2이동부와,
   상기 수직 이동프레임에 상하 방향으로의 기울어짐 가능하게 설치되는 경사프레임과,
   상기 수직 이동프레임에 설치되면서 상기 경사프레임의 경사 각도에 대한 조절을 위한 각도 조절부와,
   상기 용접토치는 상기 경사프레임에 구비되면서 상기 경사프레임의 경사 방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 설치됨과 더불어 상기 경사프레임에는 상기 용접토치를 이동시키도록 이동력을 제공하는 제3이동부가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1이동부는
   상기 베드의 길이 방향을 따라 설치되면서 제1구동모터의 구동에 의해 회전 동작되는 제1볼스크류와,
   상기 제1볼스크류의 회전에 의해 상기 제1볼스크류의 축 방향을 따라 이동되도록 설치되면서 상기 수평 이동프레임에 연결되는 제1너트하우징을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 제2이동부는
   상기 수평 이동프레임에 상하 방향을 따라 설치되면서 제2구동모터의 구동에 의해 회전 동작되는 제2볼스크류와,
   상기 제2볼스크류의 회전에 의해 상기 제2볼스크류의 축 방향을 따라 이동되도록 설치되면서 상기 수직 이동프레임에 연결되는 제2너트하우징을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치.
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 제3이동부는
   상기 경사프레임에 상기 용접토치의 이동 방향을 따라 설치되면서 제3구동모터의 구동에 의해 회전 동작되는 제3볼스크류와,
   상기 제3볼스크류의 회전에 의해 상기 제3볼스크류의 축 방향을 따라 이동되도록 설치되면서 상기 경사프레임에 연결되는 제3너트하우징을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치.
8. 제 4 항에 있어서,
   상기 각도 조절부는
   조작 손잡이의 회전 조작에 의해 회전되면서 웜기어를 갖는 웜축과,
   상기 웜축의 웜기어에 맞물려 회전되는 웜휠과,
   상기 웜휠의 회전 중심과 상기 경사프레임의 어느 한 측면을 연결하여 서로 연동시키는 회전축을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 볼밸브 하우징용 자동 육성 용접장치.

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