KR101868970B1 - 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 헬리컬 파일을 제작하기 위해 끝이 뾰족한 샤프트에 나선형의 헬리컬 파일을 용접하기 위한 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치에 관한 것으로서, 베이스 프레임(10)에 주축대(20)와 심압대(30)가 서로 마주보게 배치되고, 주축대(20)의 척(21)과 심압대(30)의 척(31)에 용접 대상물인 샤프트(3)의 양 단부가 각각 회전 가능하게 장착되며, 베이스 프레임(10)에 제 1 기둥(40)과 제 2 기둥(50)이 각각 세워지고, 주축대(20)의 측부에 제 1 기둥(40)이 배치되고, 심압대(30)의 측부에 제 2 기둥(50)이 배치되며, 각각 세워지고, 제 1 기둥(40)의 상단과 제 2 기둥(50)의 상단에 수평대(60)의 양 단부가 지지되고, 수평대(60)에 볼 스크류 타입의 직교로봇(70)이 장착되고, 직교로봇(70)의 슬라이더(71)에 용접 캐리지(100)가 장착되고, 용접 캐리지(100)에 장착되는 한 쌍의 용접 토치(180, 185)가 샤프트(3)에 헬리컬 날개(5)를 용접하게 되는 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치에 있어서, 상기 용접 캐리지(100)는 직교 로봇(70)의 슬라이더(71)에 제 1 수직블록(110)이 장착되고, 제 1 수직블록(110)의 측면에 제 1 모터(112)에 의해 작동되는 스크류 샤프트(114)가 상하로 배치되고, 스크류 샤프트(114)에 체결된 이송 너트에 제 2 승하강 블록(120)의 일단이 결합되고, 제 2 승하강 블록(120)의 타단에 제 3 수직블록(130)의 상단부가 결합되고, 제 3 수직블록(130)의 하단에 제 4 수평블록(140)이 장착되어, 제 4 수평블록(140)이 용접 대상물인 샤프트(3)와 평행하게 배치되고, 제 4 수평블록(140)의 가동 슬라이더(144)에 제 5 수평블록(150)의 일단이 연결되어, 제 5 수평블록(150)이 제 4 수평블록(140)에 대해 수직으로 배치되고, 제 5 수평블록(150)의 타단 하부면에 실린더(152)가 장착되고, 실린더(152)의 커넥팅 로드(154)에 우측 블록(160)과 좌측 블록(170)이 연결되고, 실린더(152)가 우측 블록(160)과 좌측 블록(170) 사이에 배치되어, 실린더(152)의 커넥팅 로드(154)에 의해 우측 블록(160)과 좌측 블록(170) 사이의 간격이 제어되고, 우측 블록(160)의 연결대(162)에 우측 브라켓(165)이 장착되고, 우측 브라켓(165)의 하단에 용접 토치(180)가 장착되고, 좌측 블록(170)의 연결대(172)에 좌측 브라켓(175)이 장착되고, 좌측 브라켓(175)의 하단에 용접 토치(185)가 장착됨으로써, 2개의 용접 토치(180, 185)가 서로 마주보게 배치되며, 우측 블록(160)의 하단에 연결블록(195)이 장착되고, 연결블록(195)의 안쪽면 하단에 접촉자(190)가 장착되는 것을 특징으로 한다.

Description

헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치{MACHINE FOR WELDING HELICAL WING ON SHAFT OF HELICAL PILE}
본 발명은 헬리컬 파일을 제작하기 위해 끝이 뾰족한 샤프트에 나선형의 헬리컬 파일을 용접하기 위한 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직교로봇의 슬라이더에 용접 캐리지가 장착되고, 용접 캐리지에 승하강용 스크류 샤프트와 이동 슬라이더와 접촉자가 구비되어, 용접 토치가 용접을 시작하고, 샤프트가 어느 한 방향으로 천천히 회전하면, 가동 슬라이더에 의해 헬리컬 날개에 밀착된 접촉자가 헬리컬 날개의 어느 한 면을 따라 밀려날 수 있게 됨으로써, 서로 마주보는 용접토치가 샤프트에 나선 형태인 헬리컬 날개를 용접할 수 있게 되는 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치에 관한 것이다.
대한민국 특허 제10-1407626호(2014년 6월 9일, 등록)에 "헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치"가 소개되어 있다.
상기 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치는 용접대상물과 연결되고, 상기 용접대상물을 회전시키는 고정부; 상기 용접대상물의 길이방향을 따라 이동할 수 있는 이동부; 상기 이동부의 하측에 위치하고, 상기 이동부의 이동방향을 안내하는 이동안내부; 상기 이동부에 연결되고, 상기 용접대상물을 용접할 수 있는 용접기가 장착된 용접부; 상기 이동부에 연결되고, 상기 용접대상물의 용접부분과 맞물리게 연결되어 상기 용접대상물의 회전시 상기 용접부분을 따라 이동 가능한 용접위치가이드부를 포함한다.
그러나, 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치는 용접대상물의 용접부분이 연속적인 나선 형태에 적합하게 구성되어 있으며, 가이드 부재가 가이드 바에 장착되어, 용접 대상물의 길이 방향과 수직하는 방향으로 가이드 부재가 이동되고, 한 상의 가이드 부재 중 어느 하나에 상면위치 가이드 부재로 상하방향으로 회전하게 되어 있어, 헬리컬 날개를 하나씩 용접하는 것에는 적합하지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 직교로봇의 슬라이더에 의해 용접 캐리지가 용접 위치로 수평 이동되고, 용접 캐리지의 스크류 샤프트에 의해 용접 토치가 샤프트와 헬리컬 날개의 용접 부위까지 수직으로 하강하고, 용접 캐리지에 이동 슬라이더와 접촉자가 장착되어, 용접 토치가 용접을 시작하고, 샤프트가 어느 한 방향으로 천천히 회전하게 됨으로써, 가동 슬라이더에 의해 헬리컬 날개에 밀착된 접촉자가 헬리컬 날개의 어느 한 면을 따라 밀려날 수 있게 됨으로써, 서로 마주보는 용접토치가 샤프트에 나선 형태인 헬리컬 날개를 용접할 수 있게 되는 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치의 일례는 베이스 프레임에 주축대와 심압대가 서로 마주보게 배치되고, 주축대의 척과 심압대의 척에 용접 대상물인 샤프트의 양 단부가 각각 회전 가능하게 장착되며, 베이스 프레임에 제 1 기둥과 제 2 기둥이 각각 세워지고, 주축대의 측부에 제 1 기둥이 배치되고, 심압대의 측부에 제 2 기둥이 배치되며, 각각 세워지고, 제 1 기둥의 상단과 제 2 기둥의 상단에 수평대의 양 단부가 지지되고, 수평대에 볼 스크류 타입의 직교로봇이 장착되고, 직교로봇의 슬라이더에 용접 캐리지가 장착되고, 용접 캐리지에 장착되는 한 쌍의 용접 토치가 샤프트에 헬리컬 날개를 용접하게 되는 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치에 있어서,
상기 용접 캐리지는 직교 로봇의 슬라이더에 제 1 수직블록이 장착되고, 제 1 수직블록의 측면에 제 1 모터에 의해 작동되는 스크류 샤프트가 상하로 배치되고, 스크류 샤프트에 체결된 이송 너트에 제 2 승하강 블록의 일단이 결합되고, 제 2 승하강 블록의 타단에 제 3 수직블록의 상단부가 결합되고, 제 3 수직블록의 하단에 제 4 수평블록이 장착되어, 제 4 수평블록이 용접 대상물인 샤프트와 평행하게 배치되고, 제 4 수평블록의 가동 슬라이더에 제 5 수평블록의 일단이 연결되어, 제 5 수평블록이 제 4 수평블록에 대해 수직으로 배치되고, 제 5 수평블록의 타단 하부면에 실린더가 장착되고, 실린더의 커넥팅 로드에 우측 블록과 좌측 블록이 연결되고, 실린더가 우측 블록과 좌측 블록 사이에 배치되어, 실린더의 커넥팅 로드에 의해 우측 블록과 좌측 블록 사이의 간격이 제어되고, 우측 블록의 연결대에 우측 브라켓이 장착되고, 우측 브라켓의 하단에 용접 토치가 장착되고, 좌측 블록의 연결대에 좌측 브라켓이 장착되고, 좌측 브라켓의 하단에 용접 토치가 장착됨으로써, 2개의 용접 토치가 서로 마주보게 배치되며, 우측 블록의 하단에 연결블록이 장착되고, 연결블록의 안쪽면 하단에 접촉자가 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 4 수평블록은 양 단부이 하부면에 축받침이 각각 장착되고, 축받침에 샤프트의 양 단부가 각각 장착되며, 샤프트에 가동 슬라이더와 스프링이 장착되어, 스프링이 가동 슬라이더와 우측 축받침 사이에 배치되며, 스프링의 일단이 가동 슬라이더의 일측면에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 접촉자는 원주면에 절개부가 형성된 하우징과, 하우징의 절개부에 교체 가능하게 장착되는 접촉 팁부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 본 발명에 따른 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치는 서로 마주보는 한 쌍의 용접토치가 샤프트에 나선 형태인 헬리컬 날개를 자동으로 용접할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 용접 캐리지를 도시한 확대 상세도이다.
도 3은 도 2의 용접 캐리지 일부를 확대 도시한 상세도이다.
도 4 내지 도 7은 용접 대상물인 샤프트와 헬리컬 날개를 용접하기 위한 용접 캐리지의 작동을 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치는 베이스 프레임(10)에 주축대(20)와 심압대(30)가 서로 마주보게 배치되고, 주축대(20)의 척(21)과 심압대(30)의 척(31)에 용접 대상물인 샤프트(3)의 양 단부가 각각 회전 가능하게 장착되며, 베이스 프레임(10)에 제 1 기둥(40)과 제 2 기둥(50)이 각각 세워지고, 주축대(20)의 측부에 제 1 기둥(40)이 배치되고, 심압대(30)의 측부에 제 2 기둥(50)이 배치되며, 각각 세워지고, 제 1 기둥(40)의 상단과 제 2 기둥(50)의 상단에 수평대(60)의 양 단부가 지지되고, 수평대(60)에 볼 스크류 타입의 직교로봇(70)이 장착되고, 직교로봇(70)의 슬라이더(71)에 용접 캐리지(100)가 장착되고, 용접 캐리지(100)에 장착되는 한 쌍의 용접 토치(180, 185)가 샤프트(3)에 헬리컬 날개(5)를 용접하게 된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 용접 캐리지(100)는 직교 로봇(70)의 슬라이더(71)에 제 1 수직블록(110)이 장착되고, 제 1 수직블록(110)의 측면에 제 1 모터(112)에 의해 작동되는 스크류 샤프트(114)가 상하로 배치되고, 스크류 샤프트(114)에 체결된 이송 너트(도시하지 않음)에 제 2 승하강 블록(120)의 일단이 결합되고, 제 2 승하강 블록(120)의 타단에 제 3 수직블록(130)의 상단부가 결합되고, 제 3 수직블록(130)의 하단에 제 4 수평블록(140)이 장착되어, 제 4 수평블록(140)이 용접 대상물인 샤프트(3)와 평행하게 배치되고, 제 4 수평블록(140)의 가동 슬라이더(144)에 제 5 수평블록(150)의 일단이 연결되어, 제 5 수평블록(150)이 제 4 수평블록(140)에 대해 수직으로 배치되고, 제 5 수평블록(150)의 타단 하부면에 실린더(152)가 장착되고, 실린더(152)의 커넥팅 로드(154)에 우측 블록(160)과 좌측 블록(170)이 연결되고, 실린더(152)가 우측 블록(160)과 좌측 블록(170) 사이에 배치되어, 실린더(152)의 커넥팅 로드(154)에 의해 우측 블록(160)과 좌측 블록(170) 사이의 간격이 제어되고, 우측 블록(160)의 연결대(162)에 우측 브라켓(165)이 장착되고, 우측 브라켓(165)의 하단에 용접 토치(180)가 장착되고, 좌측 블록(170)의 연결대(172)에 좌측 브라켓(175)이 장착되고, 좌측 브라켓(175)의 하단에 용접 토치(185)가 장착됨으로써, 2개의 용접 토치(180, 185)가 서로 마주보게 배치되며, 우측 블록(160)의 하단에 연결블록(195)이 장착되고, 연결블록(195)의 안쪽면 하단에 접촉자(190)가 장착된다.
상기 제 4 수평블록(140)은 양 단부이 하부면에 축받침(141, 142)이 각각 장착되고, 축받침(141, 142)에 샤프트(143)의 양 단부가 각각 장착되며, 샤프트(143)에 가동 슬라이더(144)와 스프링(145)이 장착되어, 스프링(145)이 가동 슬라이더(144)와 우측 축받침(141) 사이에 배치되며, 스프링(145)의 일단이 가동 슬라이더(144)의 일측면에 연결된다.
상기 접촉자(190)는 원주면에 절개부가 형성된 하우징(192)과, 하우징(192)의 절개부에 교체 가능하게 장착되는 접촉 팁부재(194)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치의 작동을 도 4 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 직교로봇(70)의 슬라이더(71)에 의해, 도 4에 도시된 것처럼, 용접 캐리지(100)가 용접 대상물인 샤프트(3)와 헬리컬 날개(5)의 용접 스타트 위치에 배치된다
이후, 도 5에 도시된 것처럼, 제 1 모터(112)와 스크류 샤프트(114)에 의해 제 2 승하강 블록(120)이 하강하게 됨으로써, 용접토치(180, 185)가 샤프트(3)와 헬리컬 날개(5)의 용접 위치까지 하강하게 된다.
이후, 도 6에 도시된 것처럼, 커넥팅 로드(154)가 실린더(152)로 인입됨으로써, 커넥팅 로드(1254)에 연결된 우측 블록(160)과 좌측 블록(170)이 실린더(152)로 접근하여, 우측 블록(160)과 좌측 블록(170)의 간격이 좁아짐으로써, 용접토치(180, 185)가 용접 대상물인 샤프트(3)와 헬리컬 날개(5)의 용접 위치에 배치되고, 접촉자(190)가 헬리컬 날개(5)의 우측면(도 6에서 보았을 때)에 밀착된다.
이후, 도 7에 도시된 것처럼, 용접 토치(180, 185)가 용접을 시작하고, 샤프트(3)가 화살표(4) 방향으로 천천히 회전하게 됨으로써, 헬리컬 날개(5)의 우측면에 밀착된 접촉자(190)가 헬리컬 날개(5)의 우측면을 따라 도 7의 화살표(197) 방향으로 헬리컬 날개(5)의 피치거리(S1)만큼 밀려나게 된다. 이때, 접촉자(190)가 헬리컬 날개(5)의 우측면을 따라 이동할 수 있도록, 가동 슬라이더(144)가 접촉자(190)에 대응하여 화살표(197) 방향과 같은 우측 방향으로 스프링(145)을 압축하면서 이동된다.
이것에 의해, 서로 마주보는 용접토치(180, 185)가 샤프트(3)에 나선 형태인 헬리컬 날개(5)를 용접할 수 있게 된다.
이후 용접이 완료되면 역순으로 용접토치(180, 185)가 원위치되고, 직교로봇(70)의 슬라이더(71)에 의해 용접 캐리지(100)가 다음 용접위치로 이송된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치는 헬리컬 파일용 샤프트에 헬리컬 날개를 하나씩 자동으로 용접할 수 있다.
10 : 베이스 프레임 20 : 주축대
30 : 심압대 40 : 제 1 기둥
50 : 제 2 기둥 60 : 수평대
70 : 직교로봇 100 : 용접 캐리지
110 : 제 1 수직블록 114 : 스크류 샤프트
120 : 제 2 승하강 블록 130 : 제 3 수직블록
140 : 제 4 수평블록 150 : 제 5 수평블록
160 : 우측 블록 170 : 좌측 블록
180, 185 : 용접 토치 190 : 접촉자

Claims (3)

  1. 베이스 프레임(10)에 주축대(20)와 심압대(30)가 서로 마주보게 배치되고, 주축대(20)의 척(21)과 심압대(30)의 척(31)에 용접 대상물인 샤프트(3)의 양 단부가 각각 회전 가능하게 장착되며, 베이스 프레임(10)에 제 1 기둥(40)과 제 2 기둥(50)이 각각 세워지고, 주축대(20)의 측부에 제 1 기둥(40)이 배치되고, 심압대(30)의 측부에 제 2 기둥(50)이 배치되며, 각각 세워지고, 제 1 기둥(40)의 상단과 제 2 기둥(50)의 상단에 수평대(60)의 양 단부가 지지되고, 수평대(60)에 볼 스크류 타입의 직교로봇(70)이 장착되고, 직교로봇(70)의 슬라이더(71)에 용접 캐리지(100)가 장착되고, 용접 캐리지(100)에 장착되는 한 쌍의 용접 토치(180, 185)가 샤프트(3)에 헬리컬 날개(5)를 용접하게 되는 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치에 있어서,
    상기 용접 캐리지(100)는 직교 로봇(70)의 슬라이더(71)에 제 1 수직블록(110)이 장착되고, 제 1 수직블록(110)의 측면에 제 1 모터(112)에 의해 작동되는 스크류 샤프트(114)가 상하로 배치되고, 스크류 샤프트(114)에 체결된 이송 너트에 제 2 승하강 블록(120)의 일단이 결합되고, 제 2 승하강 블록(120)의 타단에 제 3 수직블록(130)의 상단부가 결합되고, 제 3 수직블록(130)의 하단에 제 4 수평블록(140)이 장착되어, 제 4 수평블록(140)이 용접 대상물인 샤프트(3)와 평행하게 배치되고, 제 4 수평블록(140)의 가동 슬라이더(144)에 제 5 수평블록(150)의 일단이 연결되어, 제 5 수평블록(150)이 제 4 수평블록(140)에 대해 수직으로 배치되고, 제 5 수평블록(150)의 타단 하부면에 실린더(152)가 장착되고, 실린더(152)의 커넥팅 로드(154)에 우측 블록(160)과 좌측 블록(170)이 연결되고, 실린더(152)가 우측 블록(160)과 좌측 블록(170) 사이에 배치되어, 실린더(152)의 커넥팅 로드(154)에 의해 우측 블록(160)과 좌측 블록(170) 사이의 간격이 제어되고, 우측 블록(160)의 연결대(162)에 우측 브라켓(165)이 장착되고, 우측 브라켓(165)의 하단에 용접 토치(180)가 장착되고, 좌측 블록(170)의 연결대(172)에 좌측 브라켓(175)이 장착되고, 좌측 브라켓(175)의 하단에 용접 토치(185)가 장착됨으로써, 2개의 용접 토치(180, 185)가 서로 마주보게 배치되며, 우측 블록(160)의 하단에 연결블록(195)이 장착되고, 연결블록(195)의 안쪽면 하단에 접촉자(190)가 장착되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 수평블록(140)은 양 단부이 하부면에 축받침(141, 142)이 각각 장착되고, 축받침(141, 142)에 샤프트(143)의 양 단부가 각각 장착되며, 샤프트(143)에 가동 슬라이더(144)와 스프링(145)이 장착되어, 스프링(145)이 가동 슬라이더(144)와 우측 축받침(141) 사이에 배치되며, 스프링(145)의 일단이 가동 슬라이더(144)의 일측면에 연결되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 접촉자(190)는 원주면에 절개부가 형성된 하우징(192)과, 하우징(192)의 절개부에 교체 가능하게 장착되는 접촉 팁부재(194)로 구성되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 파일용 헬리컬 날개 용접장치.
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CN112719670A (zh) * 2020-12-28 2021-04-30 山东金润德新材料科技股份有限公司 一种不锈钢大口径三通卧式环焊机

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