KR101951096B1 - 협소 공간용 파이프 자동 tig 용접장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위빙 모듈 및 토치 헤드 모듈을 소형화하고 파이프 클램핑의 슬립이나 흔들림을 최소화하고 체결력을 극대화한 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치에 관한 것이다.
본 발명은 토치 헤드 모듈과, 간격 제어 모듈과, 토치 위빙 모듈과, 구동부와, 파이프 클램핑부를 포함하며, 파이프 클램핑부는 파이프의 원주면 일측을 감싸는 제1클램핑 몸체와, 제1클램핑 몸체에 힌지결합되어 파이프의 원주면 타측을 감싸는 제2클램핑 몸체와, 제1클램핑 몸체와 제2클램핑 몸체가 파이프의 원주면에 압착되는 압력을 조절하는 압력조절기구를 구비하며, 제1클램핑 몸체와 제2클램핑 몸체 중의 적어도 하나의 내면에는 마찰면을 줄이도록 복수의 돌출부가 형성된다.
본 발명에 의하면, 파이프 클램핑의 슬립이나 흔들림을 최소화하고 체결력을 극대화하며, 제한된 협소 공간에서 용접이 용이하도록 위빙 모듈 및 토치 헤드 모듈을 소형화하며 보호가스의 집중도를 높이고 노즐의 길이를 최소화하는 효과가 있다.

Description

협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치{Automatic TIG welding apparatus for jointing steel pipes at narrow space}
본 발명은 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 위빙 모듈 및 토치 헤드 모듈을 소형화하고 파이프 클램핑의 슬립이나 흔들림을 최소화하고 체결력을 극대화한 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치에 관한 것이다.
TIG 용접(Tungsten Inert Gas Welding)은 아르곤과 같은 불활성 가스 속에서 비소모성 텅스텐 전극봉과 모재간의 아크열에 의해 모재를 용접하는 방법으로서 용접부 주위에 불활성 가스를 공급하면서 용접하는 방법이다.
파이프 자동 티그(TIG) 용접장치(오비탈 TIG 용접장치)는 토치 위빙모듈, 자동 전압측정 제어(AVC) 모듈, 파이프 클램핑부, 토치 헤드 모듈 등으로 구성되며, 일반적으로 1~2개의 토치를 구비한다.
파이프 자동 티그(TIG) 용접장치(오비탈 TIG 용접장치)에 대한 선행기술의 예로, 한국공개특허 제2009-0016299호, 한국공개특허 제2009-0016311호, 한국공개특허 제2014-0116624호 등이 개시되어 있다.
한국공개특허 제2009-0016299호는 용접토치를 좌우 방향으로 회전시켜 강관의 양방향 용접이 가능하도록 하고, 또한 용접 토치를 전후 방향으로 회전시켜 토치의 교한 및 점검이 용이하도록 한 용접 토치 회전 구조를 갖는 강관 티크(TIG) 자동 용접장치에 관한 것이다.
한국공개특허 제2009-0016311호는 강관 용접시에 슬라이딩 위빙 작동이 가능하도록 하여 용접 안정성 및 용접 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 수평위빙 구동장치를 갖는 강관 티그(TIG) 자동용접장치에 관한 것이다.
한국공개특허 제2014-0116624호는 독립적인 높이제어로 아크길이의 조절이 가능한 2개의 토치를 탑재하여 파이프류의 용접시 생산성 향상을 도모할 수 있는 개별 AVC 축을 지닌 두개의 토치가 장착된 오비탈 TIG 용접장치에 관한 것이다.
토치 위빙모듈은 파이프 자동용접을 위한 티그(TIG) 토치를 움직이면서 용접을 하는 부분으로서, 종래 개발된 장비들은 DC모터와 아날로그 스위치를 이용한 구성으로서 부피가 크다는 문제점이 있었다. 또한 토치 높이는 용접시 미리 설정된 전압에 의해 조절이 되는데, 이 부분을 용접 시에 실시간으로 전압을 측정하여 토치 높이를 자동으로 조절하는 자동 전압측정 제어(Automatic Voltage Control, AVC) 모듈이 모터를 통해서 조절된다. 이 모터 구동이 종래는 이와 같이 DC모터와 아날로그 스위치를 이용한 구성이므로 부피가 크게 되는 것이다.
그리고, 파이프 클램핑부는 오비탈 헤드를 파이프에 고정하는 부분으로서, 종래의 파이프 클램핑부는 힌지형 또는 클립형 클램핑부는 슬립이나 흔들림이 크게 발생하고 체결력이 작다는 문제점이 있었다. 또한 종래 토치 헤드 모듈은 텅스텐 전극을 토치의 앞쪽에서 분리하여 장착하는 형태이므로 텅스텐봉을 잡아주는 텅스텐 클램프의 길이가 일정부분 길어야 고정이 가능하였으며, 종래 가스 노즐은 노즐 내부의 형상이 일자 형태로서 보호가스의 집중도가 낮고 노즐의 길이가 길어야 한다는 문제점이 있었다.
한국공개특허 제2009-0016299호(공개일: 2009.02.13.) 한국공개특허 제2009-0016311호(공개일: 2009.02.13.) 한국공개특허 제2014-0116624호(공개일: 2014.10.06.)
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 파이프 자동 티그(TIG) 용접장치의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 파이프 클램핑의 슬립이나 흔들림을 최소화하고 체결력을 극대화하는 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제한된 협소 공간에서 용접이 용이하도록 위빙 모듈 및 토치 헤드 모듈을 소형화하며 보호가스의 집중도를 높이고 노즐의 길이를 최소화하는 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치는 파이프 모재의 접합부에 불활성가스와 용가재를 공급하면서 텅스텐 전극을 장착하여 용접하는 토치 헤드 모듈과, 텅스텐 전극와 파이프 모재 사이의 간격을 제어하는 간격 제어 모듈과, 토치 헤드 모듈을 접합부의 그루브 폭방향으로 이송시키면서 위빙하기 위한 토치 위빙 모듈과, 토치 헤드 모듈과 간격 제어 모듈과 토치 위빙 모듈을 파이프의 원주방향으로 회동시키는 구동부와, 구동부를 파이프에 고정시키는 파이프 클램핑부를 포함하며, 파이프 클램핑부는 파이프의 원주면 일측을 감싸는 제1클램핑 몸체와, 제1클램핑 몸체에 힌지결합되어 파이프의 원주면 타측을 감싸는 제2클램핑 몸체와, 제1클램핑 몸체와 제2클램핑 몸체가 파이프의 원주면에 압착되는 압력을 조절하는 압력조절기구를 구비하며, 제1클램핑 몸체와 제2클램핑 몸체 중의 적어도 하나의 내면에는 마찰면을 줄이도록 복수의 돌출부가 형성된다.
압력조절기구는 제1클램핑 몸체와 제2클램핑 몸체의 힌지부 타측을 연결하는 연결봉과, 연결봉에 삽입되어 제1클램핑 몸체 또는 제2클램핑 몸체를 가이드하는 가이드 부재와, 가이드부재에 나사 결합되어 가압력을 조절하는 조절부재와, 가이드부재와 조절부재 사이에 구비되어 조절부재의 조절에 따라 가이드부재를 가압하는 탄성부재를 포함한다.
토치 헤드 모듈은 텅스텐 전극과 가스 노즐이 결합되는 토치 몸체와, 용가재를 송급하는 용가재 송급 몸체와, 토치 몸체와 용가재 송급 몸체와 장착되는 장착 브라켓을 포함하며, 장착 브라켓에는 토치 몸체를 수용하는 수용공간이 형성되고, 텅스텐 전극은 장착 브라켓의 후측에서 토치 몸체 측으로 관통하여 착탈가능하게 결합된다.
간격 제어 모듈은 용접시 실시간으로 전압을 측정하여 텅스텐 전극와 파이프 모재 사이의 간격을 제어하는 자동 전압측정 제어 모듈로서, 제1제어 기구와, 제1제어 기구가 수용되는 수용공간이 형성된 제어 모듈 몸체와, 제어 모듈 몸체의 내부에 삽입되어 제1제어 기구를 구동하는 제1제어 모터와, 제1제어 기구에 의해 제어되는 간격 제어량을 토치 헤드 모듈에 전달하기 위해 토치 헤드 모듈에 고정되는 간격 제어량 전달부재를 포함한다.
토치 위빙 모듈은 제2제어 기구와, 제2제어 기구가 수용되는 수용공간이 형성된 위빙 모듈 몸체와, 위빙 모듈 몸체의 내부에 삽입되어 제2제어 기구를 구동하는 제2제어 모터를 구비하며, 제2제어 기구의 슬라이더는 제2제어 기구에 의해 제어되는 위빙 제어량을 토치 헤드 모듈에 전달하기 위해 간격 제어 모듈에 결합된다.
본 발명에 의한 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치는 파이프 클램핑의 슬립이나 흔들림을 최소화하고 체결력을 극대화하며, 제한된 협소 공간에서 용접이 용이하도록 위빙 모듈 및 토치 헤드 모듈을 소형화하며 보호가스의 집중도를 높이고 노즐의 길이를 최소화하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 입면도와 측면도 및 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 토치 헤드 모듈을 나타내는 사시도(앞측 및 뒷측)이다.
도 4는 도 3의 토치 헤드 모듈에서 텅스텐 전극이 분리된 상태도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 간격 제어 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 간격 제어 모듈의 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 토치 위빙 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 토치 위빙 모듈의 분리 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 클램핑부를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 파이프 클램핑부의 분리 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 입면도와 측면도 및 평면도이다. 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치(100)는 제한된 협소한 공간에서 파이프의 접합부(G)를 자동으로 용이하게 용접할 수 있는 오비탈 TIG 용접장치로서, 토치 헤드 모듈(110)과, 간격 제어 모듈(120)과, 토치 위빙 모듈(130)과, 구동부(140)와, 파이프 클램핑부(150), 파이프 가이드부(160) 및 회동부재(170)를 포함한다.
도 1 및 도 2에서는 제1파이프(P1)와 제2파이프(P2)의 접합부(G)를 맞대어 용접하는 경우를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 토치 헤드 모듈을 나타내는 사시도(앞측 및 뒷측)이고, 도 4는 도 3의 토치 헤드 모듈에서 텅스텐 전극이 분리된 상태도이다. 도시한 바와 같이, 토치 헤드 모듈(110)은 파이프 모재의 접합부(G : 도 1 참조)에 불활성가스와 용가재(도시 안됨)를 공급하면서 텅스텐 전극을 장착하여 용접하는 모듈로서, 텅스텐 전극(111)과 가스 노즐(112)이 결합되는 토치 몸체(113)와, 용가재(도시안됨)를 송급하는 용가재 송급 몸체(114)와, 토치 몸체(113)와 용가재 송급 몸체(114)가 장착되는 장착 브라켓(115)을 구비한다.
텅스텐 전극(111)은 장착 브라켓(115)의 후측에서 구멍(115a)을 통해 토치 몸체(113) 측으로 관통하여 착탈가능하게 결합된다. 장착 브라켓(115)의 일측에는 토치 몸체(113)를 수용하는 수용공간이 형성된다. 따라서, 텅스텐 전극(111)을 클램핑하는 길이를 최소화할 수 있으므로 토치 헤드 모듈(110)의 부피를 줄일 수 있게 된다.
가스 노즐(112)은 구멍(115a)에 삽입된 텅스텐 전극(111)을 감싸는 노즐로서, 내부에 경사면이 형성되어 불활성 가스의 집중도를 높여 노즐의 길이가 최소화되는 형태로 되어 있다. 토치 몸체(113)의 상측에는 가스 노즐(112)을 통해 분사되는 불활성 가스(아르곤 가스 등)가 유입하는 유입구(113a)와, 냉각수가 유입하는 냉각수 유입구(113b)와, 냉각수가 유출하는 하는 냉각수 유출구(113c)가 형성된다.
용가재 송급 몸체(114)는 장착 브라켓(115)의 타측에 형성된 수용공간에 결합되며, 용가재(와이어)가 내부로 송급되는 송급 팁(116)을 홀딩하여 고정한다. 송급 팁(116)은 용가재 송급 몸체(114)의 마운팅부에 형성된 홈에 삽입되는 송급 각도조절구((117)에 의해 경사 각도를 조절할 수 있게 되어 있으며, 송급 높이 조절구(118)에 의해 용가재의 송급 높이를 조절할 수 있게 되어 있다. 한편 장착 브라켓(115)에는 상기 간격 제어 모듈(120)의 후술하는 간격 제어량 전달부재가 끼워져 고정되는 리세스부(115b)가 형성되어 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 간격 제어 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5의 간격 제어 모듈의 분리 사시도이다. 도시한 바와 같이 간격 제어 모듈(120)은 용접시 실시간으로 전압을 측정하여 텅스텐 전극(111)와 파이프 모재 사이의 간격을 제어하는 자동 전압측정 제어(AVC : Automatic Voltage Control) 모듈로서, 제1제어 기구(121)와, 제1제어 기구(121)가 수용되는 수용공간(122a)이 형성된 제어 모듈 몸체(122)와, 제어 모듈 몸체(122)의 내부에 삽입되어 제1제어 기구(121)를 구동하는 제1제어 모터(123)와, 제1제어 기구(121)에 의해 제어되는 간격 제어량을 토치 헤드 모듈(110)에 전달하기 위해 토치 헤드 모듈(110)의 장착 브라켓(115)에 형성된 리세스부(115b)에 끼워져 고정되는 간격 제어량 전달부재(124)와, 수용공간(122a)에 수용된 제1제어 기구(121)를 덮어 가리는 커버부재(125)를 구비한다.
제1제어 기구(121)는 제1제어 모터(123)의 모터축에 고정되어 회전하는 피니언 기어(121a)와, 피니언 기어(121a)에 물려 직선운동하는 랙 기어(121b)와, 랙 기어(121b)가 고정되어 직선운동하는 이동 브라켓(121c)과, 이동 브라켓(121c)이 슬라이딩하는 리니어 가이드(121d)와, 이동 브라켓(121c)에 고정되어 간격 제어량 전달부재(124)가 커버부재(125)의 외부로 노출되게 매개하는 매개부재(121e)와, 수용공간(122a)의 내면과 이동브라켓(121c) 사이에 삽입되어 백래쉬를 보정하는 백래쉬 보정 스프링(121f)를 구비한다.
제어 모듈 몸체(122)의 외면에는 토치 위빙 모듈(130)의 후술하는 슬라이더가 마운팅되는 마운팅부재(126)가 결합된다. 제1제어 모터(123)는 BLDC(Brushless Direct Current) 모터로 되어 있다. 제1제어 모터(123)에는 감속기가 부착되어 있다. BLDC 모터는 회전자의 위치정보를 사용하여 직류모터의 정류자와 브러시 기능을 반도체 스위치로 구현한 모터로서, 전류가 흐르는 전기자 권선을 고정자에 배치하고 영구자석을 회전자 측에 배치한 모터이며, 회전자계에서 고정된 권선이 전자기 유도에 의한 역기전력을 발생하게 된다.
이와 같은 간격 제어 모듈(120)의 BLDC 모터에 의하면 별도의 센서가 필요 없이 모터 내부에 펄스를 이용하여 위치제어를 할 수 있으므로 소형화된다. 그리고, 간격 제어 모듈(120)의 제어 모듈 몸체(122)에 수용공간이 형성되어, 제1제어 기구(121)가 수용공간에 수용되어 일체화되어 더욱 소형화되므로 협소한 공간에서 사용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 토치 위빙 모듈을 나타내는 사시도이고, 도8은 도 7의 토치 위빙 모듈의 분리 사시도이다. 도시한 바와 같이 토치 위빙 모듈(130)은 토치 헤드 모듈(110)을 접합부(G : 도 1 참조)의 그루브 폭방향으로 이송시키면서 위빙하기 위한 모듈로서, 제2제어 기구(131)와, 제2제어 기구(131)가 수용되는 수용공간이 형성된 위빙 모듈 몸체(132)와, 위빙 모듈 몸체(132)의 내부에 삽입되어 제2제어 기구(131)를 구동하는 제2제어 모터(133)와, 제2제어 기구(131)의 후술하는 전동기어를 커버하는 캡부재(134)를 구비한다.
제2제어 기구(131)는 제2제어 모터(133)의 회전력을 전달하는 복수의 전동기기(131a)와, 전동기어(131a) 중의 마지막 기어에 고정되어 회전하는 스크류 봉 (131b)과, 스크류 봉(131b)의 회전에 따라 직선으로 이동하는 슬라이더(131c)와, 슬라이더(131c)가 고정되어 슬라이딩하는 리니어 가이드(131d)를 구비한다. 슬라이더(131c)는 제2제어 기구(131)에 의해 제어되는 위빙 제어량을 토치 헤드 모듈(110)에 전달하기 위해 간격 제어 모듈(120)에 결합된다.
위빙 모듈 몸체(132)는 마운팅 플레이트(135)를 매개로 회동부재(170)에 고정된다. 캡 부재(134)의 상면에는 파이프 가이드부(160)가 고정되어 마운팅되는 마운팅부재(136)가 결합되며, 위빙 모듈 몸체(132)의 외면에도 장비를 마운팅하기 위한 마운팅 부재(137)가 결합된다. 제2제어 모터(133)는 제1제어 모터(123)와 마찬가지로 BLDC(Brushless Direct Current) 모터로 되어 있다. 제2제어 모터(133)에는 감속기가 부착되어 있다.
따라서, 이와 같은 토치 위빙 모듈(130)의 BLDC 모터에 의하면 별도의 센서가 필요 없이 모터 내부에 펄스를 이용하여 위치제어를 할 수 있으므로 소형화된다. 그리고, 토치 위빙 모듈(130)의 위빙 모듈 몸체(132)에 수용공간이 형성되어, 제2제어 기구(131)가 수용공간에 수용되어 일체화되어 더욱 소형화되므로 협소한 공간에서 사용할 수 있다.
구동부(140)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 토치 헤드 모듈(110)과 간격 제어 모듈(120)과 토치 위빙 모듈(130)을 제1, 제2파이프(P1, P2)의 원주방향으로 회동시키는 부분으로서, 토치 위빙 모듈(130)과 구동부(140) 사이에 구비된 회동부재(170)를 구동한다. 구동부(140)는 구동 모터(141)와, 구동 모터(141)의 구동력을 회동부재(170)에 전달하는 전동부(142)를 포함한다. 전동부(142)는 기어 등의 동력전달부재가 내장된 부분으로서, 파이프 클램핑부(150)의 상측에서 제1파이프(P1)을 감싸면서 설치된다. 전동부(142)의 일측은 제1파이프(P1)에 끼워 설치하기가 용이하도록 개방되어 있다. 구동 모터(141)와 전동부(142)는 다양한 형태로 구성될 수 있는 일반적인 구성이므로 자세한 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 클램핑부를 나타내는 사시도이고, 도 10은 도 9의 파이프 클램핑부의 분리 사시도이다. 도시한 바와 같이 파이프 클램핑부(150)는 구동부(140)를 제1파이프(P1 : 도 1 참조)에 고정시키는 부분으로서, 제1파이프(P)의 원주면 일측을 감싸는 제1클램핑 몸체(151)와, 힌지핀(154)에 의해 제1클램핑 몸체(151)에 힌지결합되어 제1파이프(P1)의 원주면 타측을 감싸는 제2클램핑 몸체(152)와, 제1클램핑 몸체(151)와 제2클램핑 몸체(152)가 제1파이프(P1)의 원주면에 압착되는 압력을 조절하는 압력조절기구(153)를 구비한다.
제1클램핑 몸체(151)에는 상기 전동부(142)가 고정되며, 제1클램핑 몸체(151)와 제2클램핑 몸체(152)에는 마찰면을 줄이도록 복수의 돌출부(151a, 152a)가 형성되어 있다. 돌출부(151a, 152a)는 제1클램핑 몸체(151)와 제2클램핑 몸체(152)에서 제1파이프(P1)의 외주면에 밀착하는 내면에 원통형의 요입홈(151b, 152b)가 연속적으로 형성되어 이루어진다. 돌출부(151a, 152a)는 제1클램핑 몸체(151)와 제2클램핑 몸체(152) 중의 하나의 내면에만 형성될 수도 있다.
이와 같은 제1클램핑 몸체(151)와 제2클램핑 몸체(152)는 에폭시 재질을 사용하여 체결력을 높이고 돌출부(151a, 152a)에 의해 클램핑 시 체결력을 극대화할 수 있으며 슬립이나 흔들림을 최소화하고 열전도면을 작게 함으로써 용접시 발생하는 발열이 장치에 미치는 영향을 최소화하여 장비의 내구성을 향상시킬 수 있다.
압력조절기구(153)는 제1클램핑 몸체(151)와 제2클램핑 몸체(152)의 힌지부 타측을 연결하는 연결봉(153a)과, 연결봉(153a)에 삽입되어 제1클램핑 몸체(151) 또는 제2클램핑 몸체(152)를 가이드하는 가이드 부재(153b)와, 가이드부재(153b)에 나사 결합되어 가압력을 조절하는 조절부재(153c)와, 가이드부재(153b)와 조절부재(153c) 사이에 구비되어 조절부재(153c)의 조절에 따라 가이드부재(153b)를 가압하는 탄성부재(153d)를 구비하여, 제1파이프(P1)를 클램핑하는 가압력을 조절할 수 있다.
파이프 가이드부(160)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 제2파이프(P2)에 설치되고 연결부(180)에 의해 토치 위빙 모듈(130)에 연결되어 고정된 부분으로서, 제1가이드 몸체(161)와 제2가이드 몸체(162)가 제2파이프(P2)를 감싸고, 조임부재재(163)가 조이는 형태로서, 제2가이드 몸체(162)의 상측에는 냉각수 파이프 및 와이어를 안내하는 안내 브라켓(164)이 제2가이드 몸체(162)와 이격되어 설치된 구조로 되어 있다. 제1가이드 몸체(161)와 제2가이드 몸체(162)의 내면에는 안내 로울러가 제2파이프(P2)의 외면에 밀착하여 파이프 가이드부(160)가 제2파이프(P2))에 대해 원주방향으로 회동 및 길이방향으로 이동하게 되어 있다.
회동부재(170)는 토치 위빙 모듈(130)과 구동부(140) 사이에는 구비되어 구동부(140)에 의해 회동하며 토치 위빙 모듈(130)이 고정되는 판형태의 부재로 되어 있으며, 전동부(142)에 상측에 연결되어 제1파이프(P1)을 감싸면서 설치된다. 회동부재(170)의 일측은 전동부(142)와 마찬가지로 제1파이프(P1)에 끼워 설치하기가 용이하도록 개방되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치(100)는 구동부(140)의 구동모터(141)가 회전하면 회동부재(170)가 회동하게 됨에 따라 토치 위빙 모듈(130)과, 토치 위빙 모듈(130)의 측면에 고정된 간격 제어 모듈(120) 및 토치 헤드 모듈(110)와, 토치 위빙 모듈(130)의 상측에 연결된 파이프 가이드부(160)가 전체적으로 제1, 제2파이프(P1, P2)의 원주방향으로 회동하면서 용접하게 된다.
그리고, 간격 제어 모듈(120)의 제1제어 모터(123)의 구동에 따라 제1제어 기구(121) 및 간격 제어량 전달부재(124)를 통해 구동력이 토치 헤드 모듈(110)에 전달되어, 텅스텐 전극(111)과 파이프 모재 사이의 간격이 제어되면서 용접하게 된다. 또한, 토치 위빙 모듈(130)의 제2제어 모터(133)의 구동에 따라 제2제어 기구(131)를 통해 구동력이 토치 헤드 모듈(110)에 전달되어, 토치 헤드 모듈(110)을 접합부(G : 도 1 참조)의 그루브 폭방향으로 이송시켜 위빙하면서 용접하게 된다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 파이프 TIG 자동 용접장치
110: 토치 헤드 모듈 111 : 텅스텐 전극
112 : 가스 노즐 113 : 토치 몸체
114 : 용가재 송급 몸체 115 : 장착 브라켓
116 : 송급 팁 117 : 송급 각도 조절구
118 : 송급 높이 조절구 120 : 간격 제어 모듈
121 : 제1제어 기구 122 : 제어모듈 몸체
123 : 제1제어 모터 124 : 간격 제어량 전달부재
125 : 커버부재 126 : 마운팅 부재
130 : 토치 위빙 모듈 131 : 제2제어 기구
132 : 위빙모듈 몸체 133 : 제2제어 모터
134 : 캡부재 135 : 마운팅 플레이트
140 : 구동부 141 : 구동 모터
142 : 전동부 150 : 파이프 클램핑부
151 : 제1클램핑 몸체 152 : 제2클램핑 몸체
153 : 압력조절기구 160 : 파이프 가이드부
161 : 제1가이드 몸체 162 : 제2가이드 몸체
163 : 조임부재 164 : 안내 브라켓
170 : 회동부재 180 : 연결부
G : 접합부 P1 : 제1파이프
P2 : 제2파이프

Claims (5)

  1. 파이프 모재의 접합부에 불활성가스와 용가재를 공급하면서 텅스텐 전극을 장착하여 용접하는 토치 헤드 모듈과,
    상기 텅스텐 전극와 파이프 모재 사이의 간격을 제어하는 간격 제어 모듈과,
    상기 토치 헤드 모듈을 접합부의 그루브 폭방향으로 이송시키면서 위빙하기 위한 토치 위빙 모듈과,
    상기 토치 헤드 모듈과 상기 간격 제어 모듈과 상기 토치 위빙 모듈을 파이프의 원주방향으로 회동시키는 구동부와,
    상기 구동부를 파이프에 고정시키는 파이프 클램핑부를 포함하며,
    상기 간격 제어 모듈은
    용접시 실시간으로 전압을 측정하여 텅스텐 전극와 파이프 모재 사이의 간격을 제어하는 자동 전압측정 제어 모듈로서,
    제1제어 기구와,
    상기 제1제어 기구가 수용되는 수용공간이 형성된 제어 모듈 몸체와,
    상기 제어 모듈 몸체의 내부에 삽입되어 상기 제1제어 기구를 구동하는 제1 제어모터와,
    상기 제1제어 기구에 의해 제어되는 간격 제어량을 상기 토치 헤드 모듈에 전달하기 위해 상기 토치 헤드 모듈에 고정되는 간격 제어량 전달부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치.
  2. 파이프 모재의 접합부에 불활성가스와 용가재를 공급하면서 텅스텐 전극을 장착하여 용접하는 토치 헤드 모듈과,
    상기 텅스텐 전극와 파이프 모재 사이의 간격을 제어하는 간격 제어 모듈과,
    상기 토치 헤드 모듈을 접합부의 그루브 폭방향으로 이송시키면서 위빙하기 위한 토치 위빙 모듈과,
    상기 토치 헤드 모듈과 상기 간격 제어 모듈과 상기 토치 위빙 모듈을 파이프의 원주방향으로 회동시키는 구동부와,
    상기 구동부를 파이프에 고정시키는 파이프 클램핑부를 포함하며,
    상기 토치 위빙 모듈은
    제2제어 기구와,
    상기 제2제어 기구가 수용되는 수용공간이 형성된 위빙 모듈 몸체와,
    상기 위빙 모듈 몸체의 내부에 삽입되어 상기 제2제어 기구를 구동하는 제2 제어모터를 구비하며,
    상기 제2제어 기구의 슬라이더는 상기 제2제어 기구에 의해 제어되는 위빙 제어량을 상기 토치 헤드 모듈에 전달하기 위해 상기 간격 제어 모듈에 결합된 것을 특징으로 하는 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 토치 헤드 모듈은
    텅스텐 전극과 가스 노즐이 결합되는 토치 몸체와,
    용가재를 송급하는 용가재 송급 몸체와,
    상기 토치 몸체와 상기 용가재 송급 몸체와 장착되는 장착 브라켓을 포함하며,
    상기 장착 브라켓에는 상기 토치 몸체를 수용하는 수용공간이 형성되고,
    상기 텅스텐 전극은 상기 장착 브라켓의 후측에서 상기 토치 몸체 측으로 관통하여 착탈가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 파이프 클램핑부는
    파이프의 원주면 일측을 감싸는 제1클램핑 몸체와,
    상기 제1클램핑 몸체에 힌지결합되어 파이프의 원주면 타측을 감싸는 제2클램핑 몸체와,
    상기 제1클램핑 몸체와 상기 제2클램핑 몸체가 파이프의 원주면에 압착되는 압력을 조절하는 압력조절기구를 구비하며,
    상기 제1클램핑 몸체와 상기 제2클램핑 몸체 중의 적어도 하나의 내면에는 마찰면을 줄이도록 복수의 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 압력조절기구는
    상기 제1클램핑 몸체와 상기 제2클램핑 몸체의 힌지부 타측을 연결하는 연결봉과,
    상기 연결봉에 삽입되어 상기 제1클램핑 몸체 또는 상기 제2클램핑 몸체를 가이드하는 가이드부재와,
    상기 가이드부재에 나사 결합되어 가압력을 조절하는 조절부재와,
    상기 가이드부재와 상기 조절부재 사이에 구비되어 상기 조절부재의 조절에 따라 가이드부재를 가압하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 협소 공간용 파이프 자동 TIG 용접장치.
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