KR102100998B1 - 열교환기용 자동 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기용 자동 용접장치로서, 이를 보다 상세히 설명하면 열교환기에 형성된 수 개의 관체를 동시에 자동으로 가스 용접 할 수 있는 용접장치를 제공코자 한 것으로서, 상기 본 발명은 구체적인 수단으로 연료공급부로부터 산소와 가스를 공급 받아 용접대상물을 가스용접을 하는 토치팁과, 소정 개수의 토치팁이 설치되는 모듈프레임과, 수개의 모듈프레임이 설치되는 그룹프레임과, 모듈프레임과 그룹프레임 사이에 개재되어 각 모듈프레임이 개별적으로 전후로 이동하도록 구성된 전후조절수단과, 그룹프레임이 설치되는 승강프레임과, 그룹프레임과 승강프레임 사이에 개재되어 그룹프레임이 좌우로 이동하도록 구성된 좌우조절수단과, 승강프레임이 설치되며, 지면에 고정된 고정프레임과, 고정프레임으로부터 승강프레임이 상하로 이동하도록 구성된 상하조절수단이 포함되는 일면용접수단이 용접대상물을 중심으로 양측에서 서로 마주보도록 한 쌍으로 구성된 것을 특징으로 하며, 이러한 본 발명에 의해 하나의 장치로 다양한 열교환기의 종류에 대응이 가능하며 수개의 관체를 동시에 용접할 수 있어 생산성이 크게 향상되는 등 다수의 효과를 기대할 수 있는 발명이다.

Description

열교환기용 자동 용접장치{Automatic welding device for heat exchanger}

본 발명은 열교환기용 자동 용접장치로서, 이를 보다 상세히 설명하면 열교환기에 형성된 수 개의 관체를 동시에 자동으로 가스 용접 할 수 있는 용접장치를 제공코자 한 것이다.

에어컨 등의 열교환기에는 액체상체의 냉매가 팽창밸브에 의해 기화하면서 열을 흡수하는 실내기와 기체상태의 냉매가 압축기에 의해 액화하면서 열을 발산하는 실외기가 있다.

상기 열교환기를 제작 생산함에 있어서 수개의 배관이 반복 배열되도록 제작되어야 하는데, 관체의 길이와 형상에 따라 또는 제작공정에 따라 관체와 관체를 여러 번 용접하여 제조하게 된다.

따라서 인력에 의해 작업할 경우 용접 상태가 균일하지 못하며, 용접 횟수가 많을수록 인건비가 상승하고, 생산시간이 많이 소모되는 문제가 있었다.

이를 해결하기 위한 기술 중 대한민국 등록실용신안 제0172362호(2000년 03월 15일자 공고)에 게재된 바와 같이 다기능 자동용접기, 베이스프레임; 베이스프레임 상에서 상부로 상향 연장되게 설치되는 수직프레임; 수직프레임을 따라 상하로 승강가능하게 설치되는 수직이동부재; 수직이동부재에 장착되어 용접화염을 외부로 방출하는 용접용 토오치; 및 수직이동부재 및 용접용 토오치의 작동을 제어하는 자동제어부를 포함하여, 자동제어부가 수직이동부재 및 용접용 토오치의 작동을 제어함으로써, 용접용 토오치가 상하로 이동하여 용접대상물을 자동으로 용접하는 것을 특징하는 기술이 공고되어 있다.

하지만 상기 기술은 용접대상물의 상하높이에 따라, 수직이동부재를 통한 용접용토오치의 높이만 조절할 수 있을 뿐, 보다 다양한 형상의 용접대상물에 대응하기에는 부적절하며, 토오치가 좌우로 한 쌍만 준비되어 다수의 용접부분을 갖는 용접대상물의 경우 소요시간이 많이 걸리는 문제가 있었다.

따라서 수개의 배관이 배열되는 열교환기에 적합한 자동 용접장치가 필요한 실정이다.

KR 20-0172362 Y1 (2000.03.15.)

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 본 발명은 에어컨 등에 사용되는 열교환기를 생산함이 있어서, 열교환기에 형성되는 관체와 관체를 서로 용접할 때 상기 관체들을 기계 장치에 의해 동시에 자동으로 가스 용접 할 수 있는 용접장치를 제공코자 함을 발명의 목적으로 한다.

이와 함께 별도로 기술하지는 않았으나 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위를 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 과제에 포함되는 것이다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 열교환기용 자동 용접장치를 구성함에 있어서, 연료공급부로부터 산소와 가스를 공급 받아 용접대상물을 가스용접을 하는 토치팁과, 소정 개수의 토치팁이 설치되는 모듈프레임과, 수개의 모듈프레임이 설치되는 그룹프레임과, 모듈프레임과 그룹프레임 사이에 개재되어 각 모듈프레임이 개별적으로 전후로 이동하도록 구성된 전후조절수단과, 그룹프레임이 설치되는 승강프레임과, 그룹프레임과 승강프레임 사이에 개재되어 그룹프레임이 좌우로 이동하도록 구성된 좌우조절수단과, 승강프레임이 설치되며, 지면에 고정된 고정프레임과, 고정프레임으로부터 승강프레임이 상하로 이동하도록 구성된 상하조절수단과, 그룹프레임에 설치되어 토치팁의 하부에서 토치팁을 점화시키는 점화팁과, 토치팁으로 산소를 공급하는 산소공급수단과, 토치팁 또는 점화팁으로 가스를 공급하는 가스공급수단과, 산호공급수단 또는 가스공급수단으로 이루어지는 연료공급부로부터 이송되는 산소와 가스의 공급량을 제어하는 자동제어부가 포함되는 일면용접수단이 용접대상물을 중심으로 양측에서 서로 마주보도록 한 쌍으로 구성된 것을 특징으로 한다.

추가로 전후조절수단은 그룹프레임에 전후 길이방향으로 설치되어 모듈프레임이 안치되는 전후LM가이드와, 전후LM가이드와 평행하도록 그룹프레임에 설치된 전후랙기어와, 전후랙기어와 치차결합되게 모듈프레임에 구성된 전후피니언기어와, 전후피니언기어를 회전시켜 모듈프레임을 전후로 이송시키도록 모듈프레임에 설치된 전후조절모터가 더 포함될 수 있다.

더불어 좌우조절수단은 승강프레임에 좌우 길이방향으로 설치되어 그룹프레임이 안치되는 좌우LM가이드와, 좌우LM가이드와 평행하며 그룹프레임의 좌우암나사부과 나선 결합되게 승강프레임에 형성된 좌우이송스크류와, 좌우이송스크류을 회전시켜 그룹프레임을 좌우로 이송시키도록 승강프레임에 설치된 좌우조절모터가 더 포함될 수 있다.

또한 상하조절수단은 고정프레임의 하부에 이격되게 설치된 설치패널과, 승강프레임과 설치패널 사이에 개재되며, 고정프레임의 상하암나사부에 나선 결합되는 상하이송스크류와, 상하이송스크류를 회전시켜 승강프레임 내지 설치패널을 상하로 이송시키도록 설치패널에 축설된 상하조절모터가 더 포함될 수 있다.

상기 상하조절수단에는 승강프레임과 설치패널에 개재되며, 고정프레임을 관통하는 수직랙서포터와, 수직랙서포터가 수직으로 관통되도록 고정프레임에 형성된 기어박스와, 고정프레임의 전후 양측에 수직랙서포터가 관통된 4개의 기어박스에 전후 및 좌우 수평으로 연결되어 기어박스 내부에서 수직랙서포터에 형성된 상하랙기어에 치차결합되는 상하피니언기어가 형성된 수평피니언축으로 이루어진 수평지지수단이 더 포함될 수 있다.

그리고 그룹프레임의 좌우 이동에 따라 용접대상물을 일측에서 가압하도록 그룹프레임의 측면에 형성된 가압편과, 가압편의 전면에 형성되어 용접대상물이 파손되지 않도록 형성된 탄력부재와, 용접대상물의 크기에 따라 가압판의 돌출정도를 길이 조절하도록 가압편에서 돌출되어 그룹프레임의 홀더에 고정되는 연장부로 이루어진 파지부가 더 포함될 수 있다.

그 외에 한 쌍의 일면용접수단의 사이에서 용접대상물을 하부에서 받쳐주어 일방향으로 이송시키는 받침롤러와, 용접대상물을 측면에서 받쳐주도록 일측 일면용접수단의 고정프레임에 형성된 기립롤와, 기립롤러에 밀착하여 용접대상물이 슬라이딩되어 받쳐주도록 타측 일면용접수단의 고정프레임에 형성된 슬라이드편으로 이루어진 이송부가 더 포함될 수 있는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 하나의 장치로 다양한 열교환기의 종류에 대응이 가능하며 수개의 관체를 동시에 용접할 수 있다.

따라서 생산에 소요되는 장비비용, 인건비를 절감할 수 있다.

추가로 기계장치에 의해 용접이 자동으로 이루어지므로 생산시간도 단축되며 제품 품질을 균일하게 유지할 수 있으므로 생산성이 크게 향상된다.

추가로 위밍 용접도 가능하므로 그 기대되는 효과가 다대한 발명이다.

도 1은 본 발명의 용접장치 중 일면용접수단을 보인 입체도
도 2는 본 발명의 용접장치의 일례를 보인 정면도
도 3은 본 발명의 용접장치의 일례를 보인 평면도
도 4는 본 발명의 전후조절수단을 보인 평단면도
도 5는 본 발명의 좌우조절수단을 보인 평단면도
도 6은 본 발명의 상하조절수단을 보인 정단면도
도 7은 본 발명의 수평지지수단을 보인 평단면도
도 8은 본 발명의 이송부를 보인 측단면도

본 발명은 열교환기용 자동 용접장치를 제공코자 하는 것으로서, 이를 하기에서 도면들과 함께 보다 구체적으로 설명토록 하며, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 사용되는 용어들 역시 실시 예를 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐 해당 용어에 국한되어 해석해서는 아니 되는 것이다.

하기의 설명에 있어서 도면에 표시된 좌표를 기준으로 각각 y축은 전후 방향을, x축은 좌우 방향을, z축은 상하 방향을 나타낸다.

상기한 본 발명의 열교환기용 자동 용접장치(100)는 도면에 도시된 바와 같이 연료공급부(3)로부터 산소와 가스를 공급 받아 용접대상물(T)을 가스용접을 하는 토치팁(21)과, 소정 개수의 토치팁(21)이 설치되는 모듈프레임(41)과, 수개의 모듈프레임(41)이 설치되는 그룹프레임(42)과, 모듈프레임(41)과 그룹프레임(42) 사이에 개재되어 각 모듈프레임(41)이 개별적으로 전후로 이동하도록 구성된 전후조절수단(51)과, 그룹프레임(42)이 설치되는 승강프레임(43)과, 그룹프레임(42)과 승강프레임(43) 사이에 개재되어 그룹프레임(42)이 좌우로 이동하도록 구성된 좌우조절수단(52)과, 승강프레임(43)이 설치되며, 지면에 고정된 고정프레임(44)과, 고정프레임(44)으로부터 승강프레임(43)이 상하로 이동하도록 구성된 상하조절수단(53)과, 그룹프레임(42)에 설치되어 토치팁(21)의 하부에서 토치팁(21)을 점화시키는 점화팁(22)과, 토치팁(21)으로 산소를 공급하는 산소공급수단(31)과, 토치팁(21) 또는 점화팁(22)으로 가스를 공급하는 가스공급수단(32)과, 산호공급수단 또는 가스공급수단(32)으로 이루어지는 연료공급부(3)로부터 이송되는 산소와 가스의 공급량을 제어하는 자동제어부(33)가 포함되는 일면용접수단(1)이 용접대상물(T)을 중심으로 양측에서 서로 마주보도록 한 쌍으로 구성된 것을 특징으로 한다.

추가로 전후조절수단(51)은 그룹프레임(42)에 전후 길이방향으로 설치되어 모듈프레임(41)이 안치되는 전후LM가이드(51a)와, 전후LM가이드(51a)와 평행하도록 그룹프레임(42)에 설치된 전후랙기어(51b)와, 전후랙기어(51b)와 치차결합되게 모듈프레임(41)에 구성된 전후피니언기어(51c)와, 전후피니언기어(51c)를 회전시켜 모듈프레임(41)을 전후로 이송시키도록 모듈프레임(41)에 설치된 전후조절모터(51d)가 더 포함될 수 있다.

더불어 좌우조절수단(52)은 승강프레임(43)에 좌우 길이방향으로 설치되어 그룹프레임(42)이 안치되는 좌우LM가이드(52a)와, 좌우LM가이드(52a)와 평행하며 그룹프레임(42)의 좌우암나사부(52b)과 나선 결합되게 승강프레임(43)에 형성된 좌우이송스크류(52c)와, 좌우이송스크류(52c)을 회전시켜 그룹프레임(42)을 좌우로 이송시키도록 승강프레임(43)에 설치된 좌우조절모터(52d)가 더 포함될 수 있다.

또한 상하조절수단(53)은 고정프레임(44)의 하부에 이격되게 설치된 설치패널(53a)과, 승강프레임(43)과 설치패널(53a) 사이에 개재되며, 고정프레임(44)의 상하암나사부(53b)에 나선 결합되는 상하이송스크류(53c)와, 상하이송스크류(53c)를 회전시켜 승강프레임(43) 내지 설치패널(53a)을 상하로 이송시키도록 설치패널(53a)에 축설된 상하조절모터(53d)가 더 포함될 수 있다.

상기 상하조절수단(53)에는 승강프레임(43)과 설치패널(53a)에 개재되며, 고정프레임(44)을 관통하는 수직랙서포터(54a)와, 수직랙서포터(54a)가 수직으로 관통되도록 고정프레임(44)에 형성된 기어박스(54c)와, 고정프레임(44)의 전후 양측에 수직랙서포터(54a)가 관통된 4개의 기어박스(54c)에 전후 및 좌우 수평으로 연결되어 기어박스(54c) 내부에서 수직랙서포터(54a)에 형성된 상하랙기어(54d)에 치차결합되는 상하피니언기어(54e)가 형성된 수평피니언축(54b)으로 이루어진 수평지지수단(54)이 더 포함될 수 있다.

그리고 그룹프레임(42)의 좌우 이동에 따라 용접대상물(T)을 일측에서 가압하도록 그룹프레임(42)의 측면에 형성된 가압편(61)과, 가압편(61)의 전면에 형성되어 용접대상물(T)이 파손되지 않도록 형성된 탄력부재(62)와, 용접대상물(T)의 크기에 따라 가압판의 돌출정도를 길이 조절하도록 가압편(61)에서 돌출되어 그룹프레임(42)의 홀더(64)에 고정되는 연장부(63)로 이루어진 파지부(6)가 더 포함될 수 있다.

그 외에 한 쌍의 일면용접수단(1)의 사이에서 용접대상물(T)을 하부에서 받쳐주어 일방향으로 이송시키는 받침롤러(71)와, 용접대상물(T)을 측면에서 받쳐주도록 일측 일면용접수단(1)의 고정프레임(44)에 형성된 기립롤와, 기립롤러(73)에 밀착하여 용접대상물(T)이 슬라이딩되어 받쳐주도록 타측 일면용접수단(1)의 고정프레임(44)에 형성된 슬라이드편(74)으로 이루어진 이송부(7)가 더 포함될 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성을 구체적인 실시예에서 작용과 더불어 보다 자세히 살펴보면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 용접대상물(T)인 열교환기에 가스용접을 하기 위해 구성된 토치팁(21)으로 연료가 공급되도록 연료공급부(3)가 공급튜브에 의해 자동제어부(33)를 경유하여 연결된다.

연료공급부(3)인 산소공급수단(31)과 가스공급수단(32)으로부터 산소와 가스가 각각의 공급튜브를 통해 혼합되어 자동제어부(33)를 통해 토치팁(21)으로 이송되어, 토치팁(21) 하나당 공급튜브가 한 쌍씩 연결된다.

동시에 용접하는 토치팁(21)의 개수가 늘어날수록 자동제어부(33)에서 분배되는 공급튜브의 개수도 배로 늘어나게 된다.

가스로는 아세틸렌, 수소, LPG 중에 선택하여 사용할 수 있다.

상기 자동제어부(33)에서는 용접공정에 따라 연료인 산소와 가스를 토치팁(21)으로 적량 공급토록 세팅되어 있다.

토치팁(21)은 모듈프레임(41)에 설치되며, 모듈프레임(41)에 최소 하나의 토치팁(21)이 설치되며, 용접대상물(T)에 따른 필요에 따라 개수를 늘릴 수 있으며, 열교환기의 여러 관체를 동시에 용접할 때는 모듈프레임(41) 하나당 토치팁(21)이 2개가 설치되는 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이 열교환기의 측면에서 수 개로 반복 배열되어 있는 관체를 용접하기 위해서 모든 관체에 일대일로 한 번에 대응하는 토치팁(21)을 준비할 수 없으므로, 토치팁(21)을 전후방향으로 조절하도록 하는 것이 바람직하다.

따라서 모듈프레임(41)의 하부에 그룹프레임(42)을 형성하고, 그룹프레임(42)에는 전후 길이방향으로 전후LM가이드(51a)를 형성하여 상기 전후LM가이드(51a)에 모듈프레임(41)에 안치되어 전후로 이송가능토록 한다.

그룹프레임(42)에서 모듈프레임(41)의 위치를 임의조절하기 위해서는 도 4에 도시된 바와 같이 그룹프레임(42)에 전후LM가이드(51a)와 평행하게 전후랙기어(51b)를 형성하고, 상기 전후랙기어(51b)에 치차 결합되는 전후피니언기어(51c)를 모듈프레임(41)에 구성하며, 전후피니언기어(51c)가 회전하도록 전후조절모터(51d)가 모듈프레임(41)에 설치된다.

전후조절모터(51d)를 비롯한 하기의 조절모터들은 모두 자동제어부(33)에 의해 정회전 또는 역회전이 조절되는 서보모터(Servo Motor)가 사용된다.

각 모듈프레임(41)에 개별적으로 구성된 전후조절모터(51d)와 상기 전후조절모터(51d)에 축설 또는 치차 결합되어 회전하는 전후피니언기어(51c)에 의해, 모듈프레임(41)이 전방 또는 후방으로 이동하게 된다.

상기 모듈프레임(41)의 이동 방향, 이동 거리, 움직이거나 멈추는 타이밍은 용접대상물(T)인 열교환기의 크기나 종류에 따라 자동제어부(33)에서 미리 세팅된 대로 개별적으로 움직이면서 가스용접을 하게 된다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 모듈프레임(41)을 포함하는 일면용접수단(1)은 열교환기용 자동 용접장치(100)에서 서로 마주보도록 한 쌍이 구성되므로, 각 모듈프레임(41)도 서로 마주보도록 형성된다.

따라서 용접대상물(T)을 용접할 때 각 토치팁(21)은 좌우에서 서로 엇갈리게 가스용점 불꽃을 내뿜기 때문에 한쪽에서만 불꽃을 내는 것에 비하여 용접대상물(T) 관체를 2배 많이 동시에 용접할 수 있는 것이다.

필요에 따라 서로 마주보는 토치팁(21)이 서로 엇갈리게 불꽃을 내지 않고, 서로 대칭되도록 위치하여 동일한 용접대상물(T)을 좌우에서 함께 불꽃을 쏠 수도 있다.

추가로 토치팁(21)을 점화팁(22)까지 이동시키는 작용도 할 수 있다.

일면용접수단(1)의 그룹프레임(42)에는 점화팁(22)이 하나씩 형성되어 있다.

상기 토치팁(21)과 점화팁(22)이 모여서 노즐부(2)를 이룬다.

점화팁(22)은 산소공급수단(31)과는 연결되지 않고, 가스공급수단(32)만 연결되어 있어 화염을 내뿜고, 상기 화염은 자연원리상 상향되게 뻗게 된다.

따라서 불꽃이 꺼진 토치팁(21)에 산소와 가스의 연료가 공급되면 전후조절수단(51)에 의해 토치팁(21)의 화구가 점화팁(22)에서 분출되는 화염에 근접하도록 모듈프레임(41)을 슬라이드시켜 토치팁(21)의 불꽃을 점화시킬 수 있다.

토치팁(21)이 1개를 초과하는 경우, 하나의 점화팁(22)으로 여러 개의 토치팁(21)을 점화시키기 위해서는 전후조절수단(51)에 의해 모듈프레임(41)을 순차적으로 이동시켜 고정된 위치의 점화팁(22)의 화염에 의해 토치팁(21)의 불꽃이 순차적으로 점화되도록 할 수 있는 것이다.

그룹프레임(42)의 하부에는 승강프레임(43)이 구성되고, 상기 그룹프레임(42)과 승강프레임(43)의 사이에 좌우조절수단(52)이 개재된다.

승강프레임(43)에 좌우 길이방향으로 좌우LM가이드(52a)(52a)가 형성되고, 상기 좌우LM가이드(52a)(52a)에 안치되어 좌우방향으로 슬라이드 되도록 그룹프레임(42)이 결합된다.

도 5에 도시된 바와 같이 승강프레임(43)에는 좌우조절모터(52d)가 형성되고, 좌우조절모터(52d)에 축설되는 좌우이송스크류(52c)가 구성되며, 상기 좌우이송스크류(52c)는 그룹프레임(42)의 너트부에 나사선과 나사선으로 암수 결합되게 구성된다.

따라서 승강프레임(43)에 설치된 서보모터인 좌우조절모터(52d)가 정회전 또는 역회전되는 구동에 따라서, 좌우이송스크류(52c)가 함께 회전하게 되고, 좌우이송스크류(52c)에 암수 결합된 그룹프레임(42)이 좌측 또는 우측으로 슬라이딩되는 것이다.

그룹프레임(42)이 좌우조절되면서 이루어지는 작용 중 하나는 용접대상물(T)까지의 토치팁(21)의 거리를 조절할 수 있는 것이다.

용접대상물(T)이 작으면 토치팁(21)을 보다 내측으로, 용접대상물(T)이 크면 토치팁(21)을 보다 외측을 향하도록 위치를 조절할 수 있으며, 용접대상물(T)의 형상에 따라 토치팁(21)을 깊숙이 넣어야하는 경우에도 토치팁(21)이 돌출되는 정도를 조절할 수 있다.

또한 용접대상물(T)의 재질에 따라 가스용접의 불꽃이 용접대상물(T)에 닿는 정도도 조절할 수 있다.

좌우조절수단(52)에 의한 또 다른 작용으로 가압편(61)으로 용접대상물(T)을 파지할 수 있다.

일면용접수단(1)의 그룹프레임(42) 일측에는 용접대상물(T) 방향으로 가압편(61)이 돌출형성된다.

열교환기용 자동 용접장치(100)에서 일면용접수단(1)은 마주보는 한 쌍으로 구성되므로, 그룹프레임(42)의 가압편(61) 역시 서로 마주보도록 한 쌍이 구성된다.

따라서 한 쌍의 그룹프레임(42)이 좌우조절수단(52)에 의해 각각 용접대상물(T)의 방향으로 슬라이딩되면 가압편(61)이 용접대상물(T)을 좌우에서 가압하여 용접대상물(T)이 가스용접을 하는 도중에 이동하거나 흔들리는 것을 방지하게 된다.

가압편(61)은 재질 특성상 단단해야하지만 용접대상물(T)이 탄력성 없는 가압판에 의해 그대로 가압되면 눌리거나 찌그러져 변형될 우려가 있으므로, 가압판의 전면에는 스폰지, 실리콘, 고무 등의 탄성력을 갖는 재질을 더 포함하여 용접대상물(T)을 전체적으로 고르게 가압하도록 한다.

가압편(61)은 용접대상물(T)의 형상과 크기 따라 돌출 정도를 달리해야하므로, 용접대상물(T)을 고정하는 연장부(63)가 가압편(61)에서 돌출되도록 형성되고, 상기 연장부(63)를 그룹프레임(42)에 고정시키는 홀더(64)를 그룹프레임(42)에 형성하여 구성할 수 있다.

승강프레임(43)의 하부에 지면에 고정되는 고정프레임(44)이 형성되고, 고정프레임(44)의 하부에 설치패널(53a)이 형성되어, 승강프레임(43)과 설치패널(53a) 사이에 고정프레임(44)을 관통하는 상하이송스크류(53c)가 형성된다.

상하이송스크류(53c)는 고정프레임(44)에 형성된 상하암나사부(53b)와 나선 결합되며, 상하이송스크류(53c)의 하단은 상하조절모터(53d)에 축설되어 상하조절모터(53d)의 회전에 따라 상하이송스크류(53c)가 정회전 또는 역회전을 하게 되며, 상하이송스크류(53c)의 회전에 의해 나선 결합된 고정프레임(44)을 중심으로 상하이송스크류(53c)가 상향돌출 또는 하향돌출되면서 상하이송스크류(53c)의 상부와 하부에 베어링결합되어 있는 승강프레임(43)과 설치패널(53a)이 함께 상승 또는 하강하게 된다.

이때 상하이송스크류(53c)에 의해서만 승강토록 구성되면 승강프레임(43)이 역회전하거나 또는 고하중에 의해 수평을 이루지 못하고 흔들릴 수 있으므로 이를 보강하기 위해 수평지지수단(54)을 더 구비할 수 있다.

수평지지수단(54)은 승강프레임(43)과 설치패널(53a) 사이에 상하 길이방향으로 형성된 수직랙서포터(54a)를 3개 이상 구성토록 한다.

수직랙서포터(54a)는 고정프레임(44)을 자유 관통토록 하며, 대신 수직랙서포터(54a)가 통과하는 고정프레임(44)의 위치에 각각 기어박스(54c)가 형성되고 상기 기어박스(54c)들은 수평피니언축(54b)에 의해 연결되도록 한다.

수평피니언축(54b)은 양단에 피니언기어가 형성되고, 상기 피니언기어는 수직랙서포터(54a)에 상하 길이방향으로 형성된 랙에 치차 결합되도록 한다.

따라서 승강프레임(43)의 상승 또는 하강 시 수직랙서포터(54a)도 상승 또는 하강을 하게 되므로 수직랙서포터(54a)에 형성된 상하랙기어(54d)도 함께 수직방향으로 움직이고, 상하랙기어(54d)에 치차결합된 수평피너언축의 상하피니언기어(54e)도 함께 회전하므로 수개의 수직랙서포터(54a)에의 수직이동거리는 수평피니언축(54b)의 동일한 회전비에 대응되어 동일한 높이로 상승 또는 하강하게 되므로, 수직랙서포터(54a)의 상단에 결합된 승강프레임(43)이 안정적으로 수평을 유지할 수 있는 것이다.

상기 구성들은 일면용접수단(1)에 각각 구성되므로, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 일면용접수단(1)이 한 쌍을 이루는 열교환기용 자동 용접장치(100)에서는 양측으로 한 쌍이 구성되게 된다.

위치조절부(5)는 상기 전후조절수단(51), 좌우조절수단(52), 상하조절수단(53), 수평지지수단(54)를 포함한다.

도 8에 도시된 바와 같이 이송부(7)를 더 구비할 수 있다.

이송부(7)는 한 쌍의 일면용접수단(1)의 사이에 개재되는 받침롤러(71)가 형성된다.

상기 받침롤러(71)는 각각의 일측에 스프로킷이 중첩되게 형성되어 수개의 받침롤러(71)끼리 체인으로 반복 연결되고, 그 중 일부의 스프로켓은 받침롤러(71)의 하부에 형성된 롤러구동모터(72)의 스프로킷과 체인 연결되어 롤러구동모터(72)로부터 회전력을 전달 받게 된다.

따라서 롤러구동모터(72)를 회전시켜 받침롤러(71)에 안치된 용접대상물(T)을 하중에도 불구하고 쉽게 투입하고 반출할 수 있어 작업자의 편의성이 향상된다.

용접대상물(T)인 열교환기의 특성상 상하로 긴 형상이므로 받침롤러(71)에만 안치하는 것은 불안정하므로 용접대상물(T)을 상부 일측에서 받칠 수 있도록 기립롤러(73)를 일면용접수단(1) 중 하나의 고정프레임(44)에 형성한다.

상기 기립롤러(73)에 용접대상물(T)이 접하여 이송될 수 있도록, 일면용접수단(1) 중 다른 하나의 고정프레임(44)에 슬라이드편(74)을 형성한다.

상기 슬라이드편(74)은 기립롤러(73)에 대응하여 용접대상물(T)을 기립롤러(73)에 밀착되도록 일측에서 받치도록 형성되며, 용접대상물(T)의 다양한 크기에 대응하도록 또는 용접대상물(T)을 기립롤러(73)쪽으로 밀 수 있도록 슬라이드편(74)의 돌출정도를 조절하는 조절실린더(75)가 추가로 더 구성될 수 있다.

작용을 다시 한번 요약해보면, 상기 구성에 따라 이송부(7)에 용접대상물(T)이 투입되면 별도의 센서(도면 미도시) 등에 의해 또는 수동으로 용접대상물(T)이 정위치 되고, 용접대상물(T)은 파지부(6)에 의해 고정되게 된다.

열교환기용 자동 용접장치(100)의 일면용접수단(1)은 상하조절수단(53), 좌우조절수단(52), 전후조절수단(51)으로 이루어지는 위치조절부(5)에 의해 조절된다.

상하조절수단(53)에 의해 토치팁(21)이 용접대상물(T)의 적절한 용접 높이에 맞도록 높이가 조절되며, 좌우조절수단(52)에 의해 토치팁(21)이 용접대상물(T)과의 사이 거리가 맞도록 간격이 조절되며, 전후조절수단(51)에 의해 평면상 용접대상물(T)의 위치에 맞도록 위치가 각각 조절된다.

그리고 토치팁(21)에서 분사되는 불꽃에 의해 가스 용접이 이루어진다.

토치팁(21)의 개수만큼의 관체가 한번 가스용접되고, 가스용접이 완료되면 전후조절수단(51)에 의해 토치팁(21)이 위치를 이동하여 필요한 추가 관체를 가스용접할 하는 것을 방복할 수 있다.

가스용접을 할 때 전후조절수단(51)과 상하조절수단(53)을 각각 일정 구간을 소폭 반복하여 왕복하면 두가지의 움직임이 합쳐져 토치팁(21)이 원형 회전 또는 8자 회전 또는 N형 반복 움직임 등을 이루게 되므로, 용접대상물(T)에 위빙(Weaving) 용접을 할 수도 있다.

용접이 완료되면 토치팁(21)은 좌우조절수단(52)에 의해 안전하게 후퇴할 수 있다.

이후 용접대상물(T)을 파지하고 있던 파지부(6)가 해제되고, 이송부(7)에 의해 용접대상물(T)이 배출되게 된다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

100:열교환기용 자동 용접장치
1:일면용접수단
2:노즐부 21:토치팁 22:점화팁
3:연료공급부 31:산소공급수단 32:가스공급수단
33:자동제어부
4:본체 41:모듈프레임 42:그룹프레임
43:승강프레임 44:고정프레임
5:위치조절부
51:전후조절수단 51a:전후LM가이드 51b:전후랙기어
51c:전후피니언기어 51d:전후조절모터
52:좌우조절수단 52a:좌우LM가이드 52b:좌우암나사부
52c:좌우이송스크류 52d:좌우조절모터
53:상하조절수단 53a:설치패널 53b:상하암나사부
53c:상하이송스크류 53d:상하조절모터
54:수평지지수단 54a:수직랙서포터 54b수평피니언축
54c:기어박스 54d:상하랙기어 54e:상하피니언기어
6:파지부
61:가압편 62:탄력부재 63:연장부 64:홀더
7:이송부 71:받침롤러 72:롤러구동모터 73:기립롤러
74:슬라이드편 75:조절실린더
T:용접대상물

Claims (7)

1. 소정 개수의 토치팁(21)이 설치되는 모듈프레임(41);
   수개의 모듈프레임(41)이 설치되는 그룹프레임(42);
   모듈프레임(41)과 그룹프레임(42) 사이에 개재되어 각 모듈프레임(41)이 개별적으로 전후로 이동하도록 구성된 전후조절수단(51);
   그룹프레임(42)이 설치되는 승강프레임(43);
   그룹프레임(42)과 승강프레임(43) 사이에 개재되어 그룹프레임(42)이 좌우로 이동하도록 구성된 좌우조절수단(52);
   승강프레임(43)이 설치되는 고정프레임(44)으로부터 승강프레임(43)이 상하로 이동하도록 구성된 상하조절수단(53);
   이 포함되는 일면용접수단(1)이 용접대상물(T)을 중심으로 양측에서 서로 마주보도록 한 쌍으로 구성되며,
   전후조절수단(51)은
   그룹프레임(42)에 전후 길이방향으로 설치되어 모듈프레임(41)이 안치되는 전후LM가이드(51a);
   전후LM가이드(51a)와 평행하도록 그룹프레임(42)에 설치된 전후랙기어(51b);
   전후랙기어(51b)와 치차결합되게 모듈프레임(41)에 구성된 전후피니언기어(51c);
   전후피니언기어(51c)를 회전시켜 모듈프레임(41)을 전후로 이송시키도록 모듈프레임(41)에 설치된 전후조절모터(51d);
   가 포함된 것을 특징으로 하는 열교환기용 자동 용접장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서;
   좌우조절수단(52)은
   승강프레임(43)에 좌우 길이방향으로 설치되어 그룹프레임(42)이 안치되는 좌우LM가이드(52a);
   좌우LM가이드(52a)와 평행하며 그룹프레임(42)의 좌우암나사부(52b)과 나선 결합되게 승강프레임(43)에 형성된 좌우이송스크류(52c);
   좌우이송스크류(52c)을 회전시켜 그룹프레임(42)을 좌우로 이송시키도록 승강프레임(43)에 설치된 좌우조절모터(52d);
   가 더 포함된 것을 특징으로 하는 열교환기용 자동 용접장치.
   
4. 청구항 1에 있어서;
   상하조절수단(53)은
   고정프레임(44)의 하부에 이격되게 설치된 설치패널(53a);
   승강프레임(43)과 설치패널(53a) 사이에 개재되며, 고정프레임(44)의 상하암나사부(53b)에 나선 결합되는 상하이송스크류(53c);
   상하이송스크류(53c)를 회전시켜 승강프레임(43) 내지 설치패널(53a)을 상하로 이송시키도록 설치패널(53a)에 축설된 상하조절모터(53d);
   가 더 포함된 것을 특징으로 하는 열교환기용 자동 용접장치.
   
5. 청구항 4에 있어서;
   승강프레임(43)과 설치패널(53a)에 개재되며, 고정프레임(44)을 관통하는 수직랙서포터(54a);
   수직랙서포터(54a)가 수직으로 관통되도록 고정프레임(44)에 형성된 기어박스(54c);
   고정프레임(44)의 전후 양측에 수직랙서포터(54a)가 관통된 4개의 기어박스(54c)에 전후 및 좌우 수평으로 연결되어 기어박스(54c) 내부에서 수직랙서포터(54a)에 형성된 상하랙기어(54d)에 치차결합되는 상하피니언기어(54e)가 형성된 수평피니언축(54b);
   으로 이루어진 수평지지수단(54)이 더 포함된 것을 특징으로 하는 열교환기용 자동 용접장치.
   
6. 청구항 1에 있어서;
   그룹프레임(42)의 좌우 이동에 따라 용접대상물(T)을 일측에서 가압하도록 그룹프레임(42)의 측면에 형성된 가압편(61);
   가압편(61)의 전면에 형성되어 용접대상물(T)이 파손되지 않도록 형성된 탄력부재(62);
   용접대상물(T)의 크기에 따라 가압판의 돌출정도를 길이 조절하도록 가압편(61)에서 돌출되어 그룹프레임(42)의 홀더(64)에 고정되는 연장부(63);
   로 이루어진 파지부(6)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 열교환기용 자동 용접장치.
   
7. 청구항 1에 있어서;
   한 쌍의 일면용접수단(1)의 사이에서 용접대상물(T)을 하부에서 받쳐주어 일방향으로 이송시키는 받침롤러(71);
   용접대상물(T)을 측면에서 받쳐주도록 일측 일면용접수단(1)의 고정프레임(44)에 형성된 기립롤러(73);
   기립롤러(73)에 밀착하여 용접대상물(T)이 슬라이딩되어 받쳐주도록 타측 일면용접수단(1)의 고정프레임(44)에 형성된 슬라이드편(74);
   으로 이루어진 이송부(7)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 열교환기용 자동 용접장치.

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