KR102046631B1 - H 빔 전용 자동용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 H 빔 전용 자동용접장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 H 형상의 빔의 상호 나란한 플랜지들에 지지되어 이동가능하며 용접을 위해 H 빔에 대해 상하 및 폭 방향으로 위치이동이 가능하고 H 빔의 길이방향 및 폭 방향으로 회동가능하여 수평방향에서 수직방향으로 연속용접이 가능한 H 빔 전용 자동용접장치에 관한 것이다.
본 발명의 H빔 전용 자동용접장치는 제1회동부재가 제1위버에 대해 H 빔의 폭 방향으로 회동가능하고, 제1회동부재와 결합된 제2위버에 대해 제2회동부재가 H 빔의 길이방향으로 회동가능하며, 상하 좌우 및 전후 방향으로 이동가능하므로 다양한 각도에서 용접이 가능하고 수직 방향에서 수평방향, 또는 수평방향에서 수직방향으로 용접 방향 전환이 가능하여 용접 작업효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 H빔 전용 자동용접장치는 H 빔의 플랜지부 들에 양측이 이동가능하게 지지되어 용접부로 안정적인 이동이 가능하고 부피가 크지않아 공간 확보 및 관리가 용이한 이점이 있다.

Description

H 빔 전용 자동용접장치{Automatic welding apparatus for H beam}

본 발명은 H 빔 전용 자동용접장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 H 형상의 빔의 상호 나란한 플랜지들에 지지되어 이동가능하며 용접을 위해 H 빔에 대해 상하 및 폭 방향으로 위치이동이 가능하고 H 빔의 길이방향 및 폭 방향으로 회동가능하여 수평방향에서 수직방향으로 연속용접이 가능한 H 빔 전용 자동용접장치에 관한 것이다.

종래의 자동용접장치는 수평용접용, 수직용접용으로 분리되어 지는데, 수평용접의 경우에 사용되는 간이용접장치는 토치가 고정되어 있기 때문에 용접불가부가 발생하여 나중에 다시 용접불가부를 용접하기 이하여 별도의 수작업이 필수적으로 이루어지고 있었다.

즉, 수평방향과 수직방향의 용접을 위해서는 각각의 장비를 준비하여야 하고, 연속적으로 용접 작업을 수행할 수 없어 작업효율이 저하되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기위하여, 대한민국 실용신안등록특허공보 제20-1995-0002313호와, 대한민국 등록특허공보 제10-0604028호에 개시된 바와 같이 수평방향과 수직방향을 용접할 수 있는 용접장치가 개발되고 있다.

그런데, 상기 용접장치들은 대형 탱크나 선박의 대형블록 형성을 위해 수평상태의 주판과, 수직상태의 횡방향보강재와 종통보강재를 용접하기 위한 데 적합하나, 상대적으로 좁은 크기 및 폭을 갖는 H빔에 수평 및 수직방향으로 연속적으로 용접수행하기에는 적합하지 않다.

대한민국 등록특허공보 제10-0900856호 : 수직 및 수평 필렛 용접용 자동용접장치의 제어시스템 및 제어방법 대한민국 실용신안등록특허공보 제20-1995-0002313호 : 직선위빙 및 각위빙 겸용 용접토오치용 위버

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, H 빔의 플랜지들에 지지되어 H 빔의 길이방향으로 이동가능하며 상하방향, 폭 방향, 길이방향으로 용접이 가능하여, 수직에서 수평으로 연속용접이 가능한 H빔 전용 자동용접장치를 제공하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 H빔 전용 자동용접장치는 H 빔의 플랜지부들에 지지되어 상기 H 빔의 길이방향으로 이동 및 고정지지가능하며, 용접용 토치를 상기 H 빔에 대해 수직방향 및 폭 방향으로 위치 이동시킬 수 있으며 상기 용접용 토치를 상기 H 빔의 폭 방향 및 길이방향으로 회동시켜 수직방향에서 수평방향으로 또는 상기 H 빔의 폭 방향에서 길이방향으로 용접방향 전환이 가능하여 연속용접을 가능하게 하는 다방향 위빙유닛;을 구비하고, 다방향 위빙유닛은 H 빔의 플랜지들의 상단에 양측이 지지되어 상기 H 빔의 길이방향으로 이동가능한 제1 및 제2지지유닛과, 상기 H 빔의 폭 방향으로 연장되어 상기 제1 및 제2지지유닛의 상단을 연결하며 상기 H 빔 폭 방향으로 이동가능한 이동슬라이더가 장착된 수평이동가이드부와, 상기 수평이동가이드가 장착된 상기 이동슬라이더의 일측에 대한 타측에 상하방향으로 연장되어 상기 이동슬라이더에 대해 상하방향으로 이동가능하게 결합되는 수직이동부재와, 상기 수직이동부재의 하부에 장착되며 상기 H 빔 길이 방향으로 연장되어 상기 H 빔의 폭 방향으로 회전가능한 제1회동축을 갖는 제1위버와, 상기 제1회동축의 회전방향을 따라 회전되게 상기 제1회동축에 결합되어 상기 H 빔의 폭 방향으로 회동되는 제1회동부재에 장착되며 상기 H 빔 폭 방향으로 연장되며 상기 H 빔의 길이방향으로 회전가능한 제2회동축을 갖는 제2위버와, 상기 제2회동축에 결합되어 상기 H빔의 길이방향으로 상기 제2회동축과 함께 회동되는 제2회동부재와, 상기 제2회동부재에 장착되는 용접용 토치를 구비하는 것을 특징한다.

상기 제1위버는 상기 수직이동부재의 하단과 결합되며 하방으로 연장되며 내부공간을 갖는 제1하우징과, 상기 제1하우징 내에 장착되며 제1구동축이 하방을 향하도록 장착된 제1구동모터와, 상기 제1구동축의 단부에 장착된 제1베벨기어와, 상기 제1베벨기어와 취합되며 상기 제1회동축과 함께 회전되게 상기 제1회동축이 관통장착되는 제2베벨기어와, 상기 제2베벨기어와 마주하는 위치에서 상기 제1베벨기어와 취합되어 상기 제1베벨기어의 회전을 지지하며 내측으로 상기 제1회동축이 회전가능하게 관통되는 제1보조베벨기어를 구비한다.

상기 제2위버는 상기 제1회동부재와 결합되며 내부공간을 갖는 제2하우징과, 상기 제2하우징 내에 장착되며 제2구동축이 상기 H빔의 폭 방향을 향하도록 장착된 제2구동모터와, 상기 제2구동모터의단부에 장착되는 제3베벨기어와, 상기 제3베벨기어와 취합되며 상기 제2회동축과 함께 회전되게 상기 제2회동축이 관통장착되는 제4베벨기어와, 상기 제4베벨기어와 마주하는 위치에서 상기 제3베벨기어와 취합되어 상기 제3베벨기어의 회전을 지지하며 내측으로 상기 제2회동축이 회전가능하게 관통되는 제2보조베벨기어를 구비한다.

상기 수평이동가이드부는 상기 H빔의 폭 방향으로 연장되며 회전 방향에 따라 상기 이동슬라이더가 이동가능하게 장착된 제1볼스크루와, 상기 제1볼스크루의 길이방향에 나란한 제3구동축을 갖는 제3구동모터와, 상기 제1볼스크루의 단부에 장착된 제1종동풀리와 상기 제3구동축에 장착된 제1구동풀리를 연결하는 제1구동벨트를 구비하며, 상기 수직이동부재는 상하방향으로 연장되며 회전방향에 따라 상기 이동슬라이더에 대해 승강하능하게 장착된 제2볼스크루와, 상기 제2볼스크루의 길이방향에 나란한 제4구동축을 갖는 제4구동모터와, 상기 제2볼스크루의 단부에 장착된 제2종동풀리와 상기 제4구동축에 장착된 제2구동풀리를 연결하는 제2구동벨트를 구비한다.

상기 제2회동부재는 원통 형상으로 형성되며 일측 중심으로 상기 제2회동축이 결합되며 타면에 일측방향으로 인입되어 상기 용접용 토치의 일측부를 수용할 수 있도록 직경방향으로 연장된 제1토치수용부가 형성된 조임부재와, 상기 조임부재와 결합가능하게 원통형상으로 형성되며 일면에 상기 제1토치수용부와 형합되어 상기 용접용 토치의 타측부가 수용되는 제2토치수용부가 직경선상에 형성되는 커버부재를 구비하고, 상기 조임부재는 상기 제1토치수용부의 폭이 조절되어 상기 제1 및 제2토치수용부를 관통하는 상기 용접용 토치를 고정 및 고정해제할 수 있도록 상기 제1토치수용부의 일측이 가장자리에서 중심측까지 제2회전축 관통 방향으로 관통형성되게 절제된 절제부가 형성되며 상기 제2회동부재는 상기 조입부재의 폭 방향으로 상기 절제부를 관통하게 상기 조임부재에 나사결합되어 나사결합된 방향에 따라 상기 절제부의 간격을 좁혀 상기 조임부재가 상기 용접용 토치를 파지하거나 상기 용접용 토치를 파지해제할 수 있도록 하는 조임볼트를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 제1지지유닛 또는 상기 제2지지유닛의 일측에서 상기 H 빔의 플렌지들 사이에 위치한 용접대상물의 상단을 가압할 수 있도록 회동가능하여 상기 용접용 토치가 상기 용접대상물 용접시 상기 용접대상물이 위치고정될 수 있도록 하는 가고정유닛;을 더 구비한다.

본 발명의 H빔 전용 자동용접장치는 다방향 위빙유닛의 제1회동부재가 제1위버에 대해 H 빔의 폭 방향으로 회동가능하고, 제1회동부재와 결합된 제2위버에 대해 제2회동부재가 H 빔의 길이방향으로 회동가능하며, 상하 좌우 및 전후 방향으로 이동가능하므로 다양한 각도에서 용접이 가능하고 수직 방향에서 수평방향, 또는 수평방향에서 수직방향으로 용접 방향 전환이 가능하여 용접 작업효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 H빔 전용 자동용접장치는 H 빔의 플랜지부 들에 양측이 이동가능하게 지지되어 용접부로 안정적인 이동이 가능하고 부피가 크지않아 공간 확보 및 관리가 용이한 이점이 있다.

도 1은 H빔 전용 자동용접장치의 다방향 위빙유닛이 H 빔에 안착된 상태를 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 다방향 위빙유닛을 정면에서 바라본 정면도이고,
도 3은 도 1의 다방향 위빙유닛을 측면에서 바라본 측면도이고,
도 4는 도 1의 다방향 위빙유닛이 용접부 용접을 위해 이동된 상태를 도시한 도면이고,
도 5는 도 1의 다방향 위빙유닛에 대한 일부 분리사시도이고,
도 6은 도 1의 제1위버와 수직이동부재에 대한 H 빔 폭 방향의 수직 단면도이고,
도 7은 도 1의 제2위버에 대한 H 빔 폭 방향의 수직 단면도이고,
도 8은 도 1의 이동슬라이더에 대한 수평 단면도이고,
도 9는 도 1의 다방향 위빙유닛을 측면에서 바라본 측단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 H빔 전용 자동용접장치에 대해 구체적으로 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 H빔 전용 자동용접장치는 용접용 토치(100)와; H 빔(1)의 제1 및 제2플랜지부(1a,1b)들에 지지되어 H 빔(1)의 길이방향으로 이동 및 고정지지가능하며, 용접용 토치(100)를 H 빔(1)에 대해 수직방향 및 폭 방향으로 위치 이동시킬 수 있으며 용접용 토치(100)를 H 빔(1)의 폭 방향 및 길이방향으로 회동시켜 수직방향에서 수평방향으로 또는 H 빔(1)의 폭 방향에서 길이방향으로 용접방향 전환이 가능하여 연속용접을 가능하게 하는 다방향 위빙유닛(10)과; 컨트롤러(미도시)를 구비한다.

다방향 위빙유닛(10)은 H빔 상에 별도의 판상의 용접대상물(6)을 용접하거나, 가용접된 H 빔을 용접하는데 사용하는 것으로서, 제1 및 제2지지유닛(20,30)과, 수평이동가이드부(40)와, 수직이동부재(50)와, 제1위버(60)와, 제2위버(80)와, 가고정유닛(110)를 구비한다.

다방향 위빙유닛(10)을 설명하기에 앞서, H 빔의 구조를 구분해보면, 도면을 참고하면 H빔(1)의 상호 나란하게 연장되며 수직한 방향으로 폭을 갖는 제 1및 제2플랜지부(1a,1b)로 지칭하고, 제1 및 제2플랜지부(1a,1b)의 가운데 부분을 연결하는 부분을 웨브(web)(1c)로 구분될 수 있다.

제1지지유닛(20)은 판상으로 형성되되 타측에서 일측으로 갈수록 폭이 좁아지게 중심측으로 테이퍼진 제1프레임(21)과, 제1프레임(21)의 일면 하부에 회전가능하게 장착되어 H 빔의 제1플랜지부(1a)의 단부에 지지되어 구름운동 가능한 적어도 하나의 제1이동롤러(23)와, 제1이동롤러(23)보다 하방에 위치되게 제1프레임(21)의 하부 폭 방향 양측에 각각 결합되되 회전방향에 따라 H빔에 인접하거나 멀어지게 이동될 수 있도록 나사결합되어 제1프레임(21)에 돌출된 단부측이 H 빔의 제1플랜지부(1a) 외주면에 밀착되면서 제1프레임(21)의 이동을 제한하는 복수의 제1위치고정부재(26)를 구비한다.

제2지지유닛(30)은 제1프레임(21)과 대응되게 형성된 제2프레임(31)과, 제1이동롤러(23)에 대응되는 위치의 폭 방향 양측에 각각 회전가능하게 장착되어 H빔의 제2플랜지부(1b)의 단부에 지지되어 구름운동가능한 복수의 제2이동롤러(33)와, 복수의 제1위치고정부(26)에 대응되는 위치에 복수의 제1위치고정부(26)에 마주하는 방향으로 장착되어 H 빔의 제2플랜지부(1b) 외주면에 밀착되면서 제2프레임(31)의 이동을 제한하는 복수의 제2위치고정부재(36)를 구비한다.

제1 및 제2위치고정부재(26,36)은 수동조작에 의해 회전되면서 H 빔에 밀착되거나 밀착 해제된다.

제1지지유닛(20)의 제1프레임(21)의 하부 중심측에는 제1플랜지부와 제2플랜지부 사이에 수직하게 설치된 판 상의 용접대상물(6)을 고정하기 위한 가고정유닛(110)이 장착된다. 도시된 바와 다르게 가고정유닛(110)은 제2지지유닛(30)의 제2프레임(31)에 장착될 수도 있을 것이다.

한편, 제2지지유닛(30)의 제2프레임(31)에는 용접용 토치(100)을 거치할 수 있는 거치대(130)가 장착된다.

거치대(130)는 제2프레임(31)의 하부에서 상방으로 상향경사지게 연장된 경사연장부(131)와, 경사연장부(131)의 상단에 용접용 토치(100)를 거치할 수 있는 거치고리(135)가 장착된다.

거치고리(135)는 경사연장부(131)의 상단에 고정되며 중심측 상단에서 하방으로 인입되되 경사연장부(131) 길이방향으로 양측이 개방되게 인입되어 용접용토치(100)의 일측부를 지지할 수 있는 제1토치지지홈(137)이 형성된 고정고리부(136)와, 고정고리부(136)의 상방에 위치되며 일측이 제1토치지지홈(137)의 개방된 방향의 교차하는 측의 고정고리부(136)의 일단부와 힌지결합되며 타측이 고정고리부(136)의 타단부에 대해 상방으로 이격되게 형성되며 제1토치지지홈(137)에 대응되는 위치의 중심측 하면에서 상방으로 인입되되 경사연장부(131)의 길이방향으로 양측이 개방된 제2토치지지홈(142)이 형성되는 회동고리부(141)와, 일단이 고정고리부의 타단에 경사연장부(131)의 원주방향으로 회동가능하게 결합되고 회동되어 회동고리부(141)의 타단에 회동고리부(141)의 내측방향으로 인입형성되며 상하방향으로 관통된 인입홈(143)에 진입 가능한 회동바(144)와, 회동바(144)가 인입홈(143)에 진입시 회동고리부(141)의 상방에 위치되게 회동바(144)에 나사결합되어 나사결합방향에 따라 회동고리부(141)의 타단을 고정고리부(136)의 타단에 인접하게 가압하는 고정너트(146)를 구비한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 H빔 전용 자동용접장치(10)는 H빔 상에 이동시 또는 용접 상태 중단 시 용접용 토치(100)를 거치고리(135)의 제1 및 제2토치지지홈(137) 사이로 관통 시킨 후 고정너트(146)를 통해 회동고리부(141)를 가압하여 용접용 토치(100)를 고정 시킬 수 있다.

가고정유닛(110)은 용접시 용접대상물(6)이 움직이지않도록 용접대상물(6)의 상단을 가압하는 것으로서, H 빔의 폭 방향으로 연장되어 제1프레임(21)에 대해 H 빔의 폭 방향으로 이동가능하게 제1프레임(21)을 관통하는 고정위치조절부재(111)와, 고정위치조절부재(111)의 단부에 H 빔 폭 방향으로 회동가능 하게 장착되어 용접대상물의 상단을 가압하여 고정하는 용접대상물고정부재(116)를 구비한다.

용접대상물 고정부재(116)는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 용접대상물(6)의 상단 방향으로 타단이 하향경사지게 회동되게 내측에 중량물체(미도시)가 내장될 수도 있으며, 힌지결합부위에 토션스프링(미도시)링 장착될 수도 있다.

수평이동가이드부(40)는 H 빔의 폭 방향으로 연장되어 제1 및 제2지지유닛(20,30)의 상단을 연결하며 H 빔 폭 방향으로 이동가능한 이동슬라이더(49)가 장착된다.

수평이동가이드부(40)는 이동슬라이더(49)를 이동시키기 위한 볼스크루가 적용된 일반적인 LM가이드가 적용될 수 있다.

수평이동가이드부(40)는 제1프레임(21)과 제2프레임(31)을 연결하는 제1이동가이드하우징(41)과, 제1이동가이드하우징(41)에서 H 빔(1)의 폭 방향으로 연장되며 회전 방향에 따라 이동슬라이더(49)를 제1프레임(21) 또는 제2프레임(31) 방향으로 이동시키는 제1볼스크루(43)와, 제1이동가이드하우징(41)의 일측에 제1볼스크루(43)의 길이방향에 나란한 제3구동축(45)을 가지며 컨트롤러와 연결되는 제3구동모터(44)와, 제1볼스크루(43)의 단부에 장착된 제1종동풀리(46)와 제3구동축(45)에 장착된 제1구동풀리(47)를 연결하는 제1구동벨트(48)를 구비한다.

수평이동가이드부(40)는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 제1볼스크루(43)에 나란하게 연장되며 이동슬라이더(49)를 관통하여 이동슬라이더(49)의 이동을 가이드하는 복수의 가이드바(미도시) 장착되는 것이 바람직하다.

이동슬라이더(49)는 제1이동가이드하우징(41)의 타측에 돌출되게 형성되며 수직이동부재(50)와 결합된다.

이동슬라이더(49)는 하부 양측면에 제1프레임(21)과 제2프레임(31)의 이격거리를 감지하는 복수의 폭 방향 위치감지센서(117)와, 하면 중심측에 후술되는 제1위버(60)와의 거리를 감지하여 상하방향의 용접위치를 감지하는 상하방향 위치감지센서(118)가 장착된다. 복수의 폭 방향 위치감지센서(117)와 상하방향 위치감지센서(118)는 일반적인 근접센서가 적용될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

수직이동부재(50)는 수평이동가이드부(40)가 장착된 이동슬라이더(49)의 일측에 대한 타측에 상하방향으로 연장되어 이동슬라이더(49)에 대해 상하방향으로 이동가능하게 결합되는 수직이동하우징(51)과, 수직이동하우징(51)에 상하방향으로 연장되며 수직이동하우징(51)에 대해 축 회전가능하게 장착되어 회전방향에 따라 이동슬라이더(49)에 대해 승강하능하게 장착된 제2볼스크루(53)와, 수직이동하우징(51)의 일측에 제2볼스크루(53)의 길이방향에 나란한 제4구동축(55)을 갖는 제4구동모터(54)와, 제2볼스크루(53)의 단부에 장착된 제2종동풀리(56)와 제4구동축(55)에 장착된 제2구동풀리(57)를 연결하는 제2구동벨트(58)를 구비한다.

제1위버(60)는 H 빔 길이 방향으로 연장되어 H 빔의 폭 방향으로 회전가능한 제1회동축(65)을 갖는다.

도 6을 참고하면, 제1위버(60)는 수직이동부재(50)의 하단과 결합되며 하방으로 연장되며 내부공간을 가지며 수직이동하우징(51)보다 큰 폭을 가져 수직이동하우징(51)에 대해 돌출되어 돌출된 상단이 상하방향위치감지센서(118)와 마주하는 제1위버하우징(61)과, 제1위버하우징(61) 내에 장착되며 제1구동축(63)이 하방을 향하도록 장착되며 컨트롤러와 연결되는 제1구동모터(62)와, 제1구동축(63)의 단부에 장착된 제1베벨기어(64)와, 제1베벨기어(64)와 취합되며 제1회동축(65)과 함께 회전되게 제1회동축(65)이 관통장착되는 제2베벨기어(66)와, 제2베벨기어(66)와 마주하는 위치에서 제1베벨기어(64)와 취합되어 제1베벨기어(64)의 회전을 지지하며 내측으로 제1회동축(65)이 회전가능하게 관통되는 제1보조베벨기어(67)를 구비한다. 제1회동축(65)은 제1위버하우징(61)에 대해 H 빔의 길이방향으로 돌출되며 제1회동부재(71)에 의해 제2위버(80)와 연결된다.

제1회동부재(71)는 제1회동축(65)의 회전방향을 따라 회전되게 제1회동축(65)에 결합되어 H 빔(1)의 폭 방향으로 회동된다.

제2위버(80)는 제1회동부재(71)에 장착되어 제1회동부재(71)와 함께 회동되며, H 빔(1) 폭 방향으로 연장되며 H 빔(1)의 길이방향으로 회전가능한 제2회동축(85)이 장칙된다.

제2위버(80)는 제1회동부재(71)와 결합되며 내부공간을 갖는 제2위버하우징(81)과, 제2위버하우징(81) 내에 장착되며 제2구동축(83)이 H 빔(1)의 폭 방향을 향하도록 장착된 제2구동모터(82)와, 제2구동축(83)의 단부에 장착되는 제3베벨기어(84)와, 제3베벨기어(84)와 취합되며 제2회동축(85)과 함께 회전되게 제2회동축(85)이 관통장착되는 제4베벨기어(86)와, 제4베벨기어(86)와 마주하는 위치에서 제3베벨기어(84)와 취합되어 제3베벨기어(84)의 회전을 지지하며 내측으로 제2회동축(85)이 회전가능하게 관통되는 제2보조베벨기어(87)를 구비한다.

제2위버하우징(81)은 제1회동부재(71)와 함께 회동시 제2플랜지부(1b)와의 간섭을 방지할 수 있도록, 상부가 상단으로 갈수록 제2플랜지부(1b)와 마주하는 일측면이 제1플랜지부(1a)와 마주하는 타측면에 인접하게 폭이 감소하되 호형곡률을 갖는 곡선 형태로 폭이 감소된다.

제2회동축(85)은 제2위버하우징(81)에 대해 H 빔의 폭 방향으로 돌출되며 제2회동부재(90)와 연결된다.

제2회동부재(90)는 제2회동축(85)의 회전방향을 따라 회전되게 제1회동축(85)이 관통장착된 결합부쉬(89)와 결합되어 H 빔(1)의 길이 방향으로 회동된다.

제2회동부재(90)는 도 5를 참고하면, 메인회동결합부(91)와, 커버부(96)와, 조임볼트(98)를 구비한다.

메인회동결합부(91)는 원통 형상으로 형성되며 일측 중심에 제2회동축과 결합부쉬가 결합되게 인입된 축 결합홈(92)이 형성되며 타면에 일측방향으로 인입되되 용접용 토치(100)의 일측부를 길이방향을 따라 수용할 수 있도록 직경방향으로 연장된 제1토치수용부(93)가 형성된다.

커버부(96)는 메인회동결합부(91)와 결합가능하게 원통형상으로 형성되며 일면에 제1토치수용부(93)와 형합되어 용접용 토치(100)의 타측부가 수용되는 제2토치수용부(97)가 직경 선상으로 형성된다.

메인회동결합부(91)는 제1토치수용부(93)의 폭이 조절되어 제1 및 제2토치수용부(93,97)를 관통하여 거치되는 용접용 토치(100)를 고정 및 고정해제할 수 있도록 제1토치수용부(93)의 일측이 가장자리에서 중심측까지 제2회동축(85) 관통 방향으로 관통형성되게 절제된 절제부(94)가 형성된 'C' 형상의 고리형태로 형성된다.

조임볼트(98)는 메인회동결합부(91)의 폭 방향으로 절제부(94)를 관통하게 메인회동결합부(91)에 나사결합되어 나사결합된 방향에 따라 절제부(94)의 폭을 좁혀 제1토치수용부(93)와 제2토치수용부(97)가 형성하는 공간을 좁혀 용접용 토치(100)를 파지하거나 용접용 토치(100)를 파지 해제할 수 있도록 한다.

제1 및 제2토치수용부(93,97)은 조임볼트(98)를 통해 절제부(94)의 폭을 좁혀 용접용 토치(100)의 파지가 용이하도록 절제부(94)에 인접한 각 일측이 타측보다 작은 폭을 갖도록 인입되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 H 빔 전용 자동용접장치의 용접용 토치(100)는 용가제가 전극봉 역할을 하는 가스 메탈 아크 용접(Gas Metal Arc Weld)에 적용되는 일반적인 CO2 용접용 토치 또는 MIG 용접용 토치가 적용될 수 있으며 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 H 빔 전용 자동용접장치는 도시되지는 않았으나, 용접용 토치(100)에 CO2와 같은 보호가스 공급을 위한 보호가스공급기와, 전극봉 역할을 하는 와이어 공급을 위해 용접용 토치(100)에 공급되는 와이어 송급기를 구비한다.

한편, 컨트롤러는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 복수의 폭 방향 위치감지센서(117)와 상하방향 위치감지센서(118)로부터 H 빔(1)에 대한 용접용 토치(100)의 위치정보를 전달받아 제1 내지 제4구동모터(44,55,62,82)의 구동을 제어하며, 용접용 토치(100)의 용접에 필요한 전원 및 가스공급을 제어할 수 있도록 적용된다.

또한, 컨트롤러에는 위빙상태와 용접조건을 디지털로 표시하는 다수의 디지털 표시부와 위빙상태 및 용접조건 설정값을 조작할 수 있는 다수의 버튼을 갖는 조작부가 포함될 수 있다. 구체적으로 조작부는 시작버튼, 정지버튼이 마련되며, 용접용 토치(100)의 위치를 직접 이동시키기 위한 수평이동조작부와, 수직이동조작부를 구비할 수 있다. 또한, 조작부는 위빙폭과, 위빙 속도 설정값, 위빙 작동상태 표시를 위한 다수의 위빙표시부와, 위빙폭, 위빙속도 및 위빙 구동 및 정지 설정을 위한 다수의 위빙셋팅버튼이 마련될 수 있다.

또는, 컨트롤러는 H 빔(1) 의 웨브부(1c)의 폭, 웨브부(1c)에 대한 제1 및 제2플랜지부(1a,1b)의 높이 등이 입력되면, 이동슬라이더(49)와 수직이동부재(50)의 이동될 길이를 계산하여 제3 및 제4구동모터(62,82)의 구동시간 및 제3 및 제4구동축의 회전방향을 제어할 수 있도록 설정될 수 있다. 그리고, 컨트롤러는 용접부를 따라 용접용 토치(100) 위빙을 위해, 이동슬라이더(49)가 웨브부(1c)를 따라 웨브부(1c)의 길이만큼 이동되거나, 또는 수직이동부재(50)가 제1 또는 제2플랜지부(1a,1b)를 따라 웨브부(1c)에 대한 제1 및 제2플랜지부(1a,1b)의 높이만큼 이동된 후, 이동된 방향에 대해 직교하는 방향으로 용접용 토치(100)가 위빙될 수 있도록 제1 또는 제2회동축 회전을 위해 제1 또는 제2구동모터(44,55)를 구동시킬 수 있도록 설정되는 것이 바람직하다.

그리고, 컨트롤러는 용접용 토치(100)가 제1플랜지부(1a), 웨브부(1c), 제2플랜지부(1b)의 순서로 이동되게 제1 내지 제4구동모터를 구동제어할 수도 있으며, 제2플랜지부(1b), 웨브부(1c), 제1플랜지부(1a)의 순서로 이동되게 제1 내지 제4구동모터를 구동제어할 수도 있도록 설정될 수 있다.

그리고, 조작부는 수평용접속도 즉 이동슬라이더(49)의 이동속도 설정값를 표시하는 수평용접속도표시부와 수평이동속도 값을 조절할 수 있는 수평용접속도설정 버튼부와, 수직용접속도 즉 수직이동부재(50)의 승강속도 설정값을 표시하는 수직용접속도표시부와, 수직이동속도 값을 조절할 수 있는 수직용접속도 설정버튼부가 마련될 수 있다. 이밖에도 조작부에는 용접의 정밀제어를 셋팅에 필요한 표시부와 버튼부가 추가적으로 마련될 수도 있다.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 H빔 전용 자동용접장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2위버에 의해 용접 이동방향 전환이 가능하므로 용접대상물(6)과 H 빔의 제1 및 제2플랜지부와 웨브부(1C)가 접하는 부분을 연속적으로 용접할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 H빔 전용 자동용접장치의 다방향 위빙유닛(10)은 제1회동부재(71)가 제1위버(60)에 대해 H 빔의 폭 방향으로 회동가능하고, 제1회동부재(71)와 결합된 제2위버(80)에 대해 제2회동부재(90)가 H 빔의 길이방향으로 회동가능하며, 상하 좌우 및 전후 방향으로 이동가능하므로 다양한 각도에서 용접이 가능하고 수직 방향에서 수평방향, 또는 수평방향에서 수직방향으로 용접 방향 전환이 가능하여 용접 작업효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 H빔 전용 자동용접장치는 H 빔(1)의 플랜지부(1a,1b) 들에 양측이 이동가능하게 지지되어 용접부로 안정적인 이동이 가능하고 부피가 크지않아 공간 확보 및 관리가 용이한 이점이 있다.

이상, 본 발명의 H 빔 전용 자동용접장치는 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1 : H 빔 10 : H 빔 전용 자동용접장치
20 : 제1지지유닛 21 : 제1프레임
23 : 제1이동롤러 30 : 제2지지유닛
31 : 제2프레임 33 : 제2이동롤러
40 : 수평이동가이드부 49 : 이동슬라이더
50 : 수직이동부재 60 : 제1위버
71 : 제1회동부재 80 : 제2위버
90 : 제2회동부재 91 : 메인회동결합부
93 : 제1토치수용부 96 : 커버부
97 : 제2토치수용부 98 : 조임볼트
110 : 가고정유닛 130 : 거치대

Claims (6)

1. H 빔의 플랜지부들에 지지되어 상기 H 빔의 길이방향으로 이동 및 고정지지가능하며, 용접용 토치를 상기 H 빔에 대해 수직방향 및 폭 방향으로 위치 이동시킬 수 있으며 상기 용접용 토치를 상기 H 빔의 폭 방향 및 길이방향으로 회동시켜 수직방향에서 수평방향으로 또는 상기 H 빔의 폭 방향에서 길이방향으로 용접방향 전환이 가능하여 연속용접을 가능하게 하는 다방향 위빙유닛;을 구비하고,
   다방향 위빙유닛은
   H 빔의 플랜지부들의 상단에 양측이 지지되어 상기 H 빔의 길이방향으로 이동가능한 제1 및 제2지지유닛과,
   상기 H 빔의 폭 방향으로 연장되어 상기 제1 및 제2지지유닛의 상단을 연결하며 상기 H 빔 폭 방향으로 이동가능한 이동슬라이더가 장착된 수평이동가이드부와,
   상기 수평이동가이드가 장착된 상기 이동슬라이더의 일측에 대한 타측에 상하방향으로 연장되어 상기 이동슬라이더에 대해 상하방향으로 이동가능하게 결합되는 수직이동부재와,
   상기 수직이동부재의 하부에 장착되며 상기 H 빔 길이 방향으로 연장되어 상기 H 빔의 폭 방향으로 회전가능한 제1회동축을 갖는 제1위버와,
   상기 제1회동축의 회전방향을 따라 회전되게 상기 제1회동축에 결합되어 상기 H 빔의 폭 방향으로 회동되는 제1회동부재에 장착되며 상기 H 빔 폭 방향으로 연장되며 상기 H 빔의 길이방향으로 회전가능한 제2회동축을 갖는 제2위버와,
   상기 제2회동축에 결합되어 상기 H빔의 길이방향으로 상기 제2회동축과 함께 회동되며 상기 용접용 토치를 파지하는 제2회동부재를 구비하고,
   상기 제2위버는
   상기 제1회동부재와 결합되며 내부공간을 갖는 제2하우징과, 상기 제2하우징 내에 장착되며 제2구동축이 상기 H빔의 폭 방향을 향하도록 장착된 제2구동모터와, 상기 제2구동모터의단부에 장착되는 제3베벨기어와, 상기 제3베벨기어와 취합되며 상기 제2회동축과 함께 회전되게 상기 제2회동축이 관통장착되는 제4베벨기어와, 상기 제4베벨기어와 마주하는 위치에서 상기 제3베벨기어와 취합되어 상기 제3베벨기어의 회전을 지지하며 내측으로 상기 제2회동축이 회전가능하게 관통되는 제2보조베벨기어를 구비하고,
   상기 제2회동부재는
   원통 형상으로 형성되며 일측 중심으로 상기 제2회동축이 결합되며 타면에 일측방향으로 인입되어 상기 용접용 토치의 일측부를 수용할 수 있도록 직경방향으로 연장된 제1토치수용부가 형성된 메인회동결합부와, 상기 메인회동결합부와 결합가능하게 원통형상으로 형성되며 일면에 상기 제1토치수용부와 형합되어 상기 용접용 토치의 타측부가 수용되는 제2토치수용부가 직경선상에 형성되는 커버부를 구비하고,
   상기 메인회동결합부는
   상기 제1토치수용부의 폭이 조절되어 상기 제1 및 제2토치수용부를 관통하는 상기 용접용 토치를 고정 및 고정해제할 수 있도록 상기 제1토치수용부의 일측이 가장자리에서 중심측까지 제2회동축 관통 방향으로 관통형성되게 절제된 절제부가 형성되며
   상기 제2회동부재는
   상기 메인회동결합부의 폭 방향으로 상기 절제부를 관통하게 상기 메인회동결합부에 나사결합되어 나사결합된 방향에 따라 상기 절제부의 폭을 좁혀 상기 1 및 제2토치수용부가 형성하는 공간을 좁혀 상기 용접용 토치를 파지하거나 파지해제할 수 있도록 하는 조임볼트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 H빔 전용 자동용접장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1위버는
   상기 수직이동부재의 하단과 결합되며 하방으로 연장되며 내부공간을 갖는 제1하우징과,
   상기 제1하우징 내에 장착되며 제1구동축이 하방을 향하도록 장착된 제1구동모터와,
   상기 제1구동축의 단부에 장착된 제1베벨기어와,
   상기 제1베벨기어와 취합되며 상기 제1회동축과 함께 회전되게 상기 제1회동축이 관통장착되는 제2베벨기어와,
   상기 제2베벨기어와 마주하는 위치에서 상기 제1베벨기어와 취합되어 상기 제1베벨기어의 회전을 지지하며 내측으로 상기 제1회동축이 회전가능하게 관통되는 제1보조베벨기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 H빔 전용 자동용접장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 수평이동가이드부는
   상기 H빔의 폭 방향으로 연장되며 회전 방향에 따라 상기 이동슬라이더가 이동가능하게 장착된 제1볼스크루와,
   상기 제1볼스크루의 길이방향에 나란한 제3구동축을 갖는 제3구동모터와,
   상기 제1볼스크루의 단부에 장착된 제1종동풀리와 상기 제3구동축에 장착된 제1구동풀리를 연결하는 제1구동벨트를 구비하며,
   상기 수직이동부재는
   상하방향으로 연장되며 회전방향에 따라 상기 이동슬라이더에 대해 승강하능하게 장착된 제2볼스크루와,
   상기 제2볼스크루의 길이방향에 나란한 제4구동축을 갖는 제4구동모터와,
   상기 제2볼스크루의 단부에 장착된 제2종동풀리와 상기 제4구동축에 장착된 제2구동풀리를 연결하는 제2구동벨트를 구비하는 것을 특징으로 하는 H빔 전용 자동용접장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제1지지유닛 또는 상기 제2지지유닛의 일측에서 상기 H 빔의 플렌지들 사이에 위치한 용접대상물의 상단을 가압하여 가 고정할 수 있도록 회동가능하여 상기 용접용 토치가 상기 용접대상물을 상기 H 빔에 용접시 상기 용접대상물이 위치고정될 수 있도록 하는 가고정유닛;을 더 구비하고,
   상기 가고정유닛은
   상기 H 빔의 폭 방향으로 연장되어 상기 제1프레임에 대해 상기 H 빔의 폭 방향으로 이동가능하게 상기 제1지지유닛을 관통하는 고정위치조절부재와,
   상기 고정위치조절부재의 단부에 상기 H 빔 폭 방향으로 회동가능 하게 장착되어 상기 용접대상물의 상단을 가압하여 고정하는 용접대상물고정부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 H빔 전용 자동용접장치.

Images