KR102464542B1 - 전열튜브 용접장치 - Google Patents

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KR102464542B1
KR102464542B1 KR1020220101718A KR20220101718A KR102464542B1 KR 102464542 B1 KR102464542 B1 KR 102464542B1 KR 1020220101718 A KR1020220101718 A KR 1020220101718A KR 20220101718 A KR20220101718 A KR 20220101718A KR 102464542 B1 KR102464542 B1 KR 102464542B1
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김용근
김태경
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Abstract

열교환기 전열튜브와 상기 전열튜브의 단부가 관통삽입 되는 튜브시트 간의 접합부를 용접하는 용접장치에 있어서, 다관절 로봇을 포함하거나 xyz 방향 이동기능을 가지는 CNC 장치를 포함하는 베이스유닛, 상기 베이스유닛에 포함되고 일방향 또는 정역방향으로 회전구동력을 발생시키는 구동유닛, 상기 구동유닛에 연결되되, 각도 굴절이 가능하고 굴절시에도 회전구동력 전달이 가능하며 축 방향으로의 길이변동이 가능한 굴절연결 매개부재, 상기 매개부재로 상기 구동유닛에 연결되어 상기 구동유닛에 의하여 일방향 또는 정역방향 회전 되면서도 자유로운 축심변동이 가능한 자유유동 종동체 샤프트, 상기 베이스유닛에 연결되는 프레임, 상기 프레임에 연결되고 상기 축심변동하는 자유유동 종동체 샤프트의 자유로운 위치이동을 안내하는 위치결정유닛, 상기 위치결정유닛에 포함되되, 상기 자유유동 종동체 샤프트가 관통되어 축심의 변동범위가 한정될 수 있도록 하는 축심 변동범위 한정 통과공이 형성되는 상하 승강 플레이트, 상기 자유유동 종동체 샤프트에 형성되고 상기 접합부를 용접하는 용접유닛, 상기 자유유동 종동체 샤프트의 축심 단부에 형성되고 상기 전열튜브의 내경에 안내되는 경사안내면이 형성되어 전열튜브의 축심을 추적하는 축심추적부를 포함하여 상기 자유유동 종동체 샤프트가 상기 구동유닛의 회전중심과 이심(異心)상태를 이루어도 상기 자유유동 종동체 샤프트의 일방향 또는 정역방향 회전이 가능하여 상기 자유유동 종동체 샤프트의 이심상태에서도 용접이 가능한 것을 특징으로 하는 용접장치가 개시된다.

Description

전열튜브 용접장치{Welding apparatus for heat exchange tube}
본 발명은 전열튜브 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환기 전열튜브와 상기 전열튜브의 단부가 관통삽입 되는 튜브시트 간의 접합부를 용접하는 용접장치에 있어서 전열튜브의 축심을 자유롭게 추적할 수 있고, 용접장치의 고장이 발생할 우려가 적고 유지보수가 용이하며, 실시예를 선택할 수 있도록 하여 효율적으로 용접작업을 수행할 수 있으며, 용접과정에서 기계설비의 파손위험을 저감시키고 관련 작업자의 산업안전을 도모할 수 있으며, 모듈 제작공정에 있어서, 전열튜브 용접작업의 자동화가 용이한 용접장치에 관한 것이다.
통상적으로 튜브시트에 전열튜브의 고정을 위한 다수의 통공을 형성하고 상기 통공에 다수의 전열튜브를 용접하기 위하여 단부를 관통삽입하고 접합부를 가접 및 환상 용접이음 하여 모듈(이하, 용접 대상물이라 함.)을 형성하는 바, 튜브시트의 통공내경과 전열튜브의 외경사이에 미세한 규격편차가 존재하고 가접시의 전열튜브 편심이 존재하며 지그 안착시의 오차 등 그 외 다양한 규격편차들의 누적 등으로 말미암아 상기 전열튜브의 정위치에 오차가 발생한다.
이러한 오차로 인하여 가령 산업용 로봇을 이용한 용접작업의 경우 용접 대상물에 대한 용접을 수행하도록 로봇 프로그래밍 작성 즉 티칭작업을 실시하여도 각각의 용접 대상물 마다 제각각이고 불규칙한 전열튜브의 위치상태와 이로 인한 정위치 오차로 말미암아 용접이 제대로 이루어지지 못해 빈번히 재티칭을 시행하여야 하므로 자동화가 어렵다.
도19을 참조하면, 종래 등록특허 10-1936363로서 중공봉형상으로 이루어지며 하단부 외주면에 테이퍼면이 형성되는 지지축과,상기 지지축의 상부 외주면에 지지축을 중심으로 회전가능하게 결합되는 몸체부와,상기 몸체부의 일측면에 결합되는 것으로, 내부에 상기 지지축에 설치된 베밸기어에 베벨기어가 연결되는 구동모터가 설치되는 제어패널과,상기 몸체부의 타측면에 결합되는 것으로, 상부에는 하단부에 피니언이 구비된 거리조절용 노브가 결합되며 내부에는 상기 거리조절용 노브의 피니언에 맞물리는 랙기어가 수평으로 이동가능하게 결합되는 거리조절부와,상기 거리조절부의 랙기어의 끝단부에 결합되는 것으로, 상부에는 하단부에 스크류축이 구비된 높이조절용 노브가 결합되며 내부에는 상기 높이조절용 노브의 스크류축에 체결되는 슬라이더가 상하방향으로 이동가능하게 결합되는 높이조절부와,상기 높이조절부의 슬라이더에 결합되는 것으로, 일측면에는 끝단부에 웜기어가 구비된 각도조절용 노브가 결합되며 타측면에는 상기 각도조절용 노브의 웜기어에 맞물리는 토치클램프가 회전가능하게 결합되는 각도조절부와,상기 지지축의 상단부에 결합되는 공압실린더와,상기 지지축의 내부에 상하로 이동가능하게 삽입되는 것으로, 상단부에는 상기 공압실린더가 결합되며 하단부에는 원뿔캡이 결합되는 피스톤로드와,상기 지지축의 하부외주연에 결합되는 것으로, 한 쌍의 반원형 조립부재로 분할형성되어 체결볼트에 의해 결합되는 깊이조절링과,상기 지지축의 하단부에 결합되는 것으로, 상ㆍ하부에는 외주면에 척링이 삽입되는 척링삽입홈이 구비된 상ㆍ하부콜렛척이 각각 설치되며, 상부콜렛척의 내주면에는 상기 지지축의 테이퍼면에 접촉하는 상부경사면이 형성되고, 하부콜렛척의 내주면에는 상기 원뿔캡의 외주면에 접촉하는 하부경사면이 형성되는 튜브척킹부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 튜브 자동용접장치가 개시되어 있다.
그러나 상기 자동용접장치는 구동모터와 상기 구동모터에 연결되는 래크-피니언 구조에 의하여 각도조절부와 높이조절부를 조절하는 구성을 취하고 있는 데 불과하여 전열튜브 마다 미세하게 상이한 위치편차로 말미암아 발생하는 정위치 오차를 제거할 수 있도록 튜브의 축심을 추적하는 축심추적 구성이 부재하다. 이에 전열튜브에 존재하는 미세한 정위치 오차를 흡수하기가 어렵고 이에 용접품질이 양호한 자동화 장치로 구성하기 어려워 자동용접장치로서 한계점이 있다. 또한 용접개시신호나 충돌검출신호를 제공하는 신호제공부의 구성이 부재하다.
전열튜브의 축심을 자유롭게 추적할 수 있도록 하는데 있다.
용접장치의 고장이 발생할 우려가 적고 유지보수가 용이하도록 하는데 있다.
실시예를 선택할 수 있도록 하여 효율적으로 용접작업을 수행할 수 있도록 하는데 있다.
용접과정에서 기계설비의 파손위험을 저감시키고 관련 작업자의 산업안전을 도모하는데 있다.
모듈 제작공정에 있어서, 전열튜브 용접작업의 자동화가 용이하도록 하는데 있다.
열교환기 전열튜브와 상기 전열튜브의 단부가 관통삽입 되는 튜브시트 간의 접합부를 용접하는 용접장치에 있어서, 다관절 로봇을 포함하거나 xyz 방향 이동기능을 가지는 CNC 장치를 포함하는 베이스유닛, 상기 베이스유닛에 포함되고 일방향 또는 정역방향으로 회전구동력을 발생시키는 구동유닛, 상기 구동유닛에 연결되되, 각도 굴절이 가능하고 굴절시에도 회전구동력 전달이 가능하며 축 방향으로의 길이변동이 가능한 굴절연결 매개부재, 상기 매개부재로 상기 구동유닛에 연결되어 상기 구동유닛에 의하여 일방향 또는 정역방향 회전 되면서도 자유로운 축심변동이 가능한 자유유동 종동체 샤프트, 상기 베이스유닛에 연결되는 프레임, 상기 프레임에 연결되고 상기 축심변동하는 자유유동 종동체 샤프트의 자유로운 위치이동을 안내하는 위치결정유닛, 상기 위치결정유닛에 포함되되, 상기 자유유동 종동체 샤프트가 관통되어 축심의 변동범위가 한정될 수 있도록 하는 축심 변동범위 한정 통과공이 형성되는 상하 승강 플레이트, 상기 자유유동 종동체 샤프트에 형성되고 상기 접합부를 용접하는 용접유닛, 상기 자유유동 종동체 샤프트의 축심 단부에 형성되고 상기 전열튜브의 내경에 안내되는 경사안내면이 형성되어 전열튜브의 축심을 추적하는 축심추적부를 포함하여 상기 자유유동 종동체 샤프트가 상기 구동유닛의 회전중심과 이심(異心)상태를 이루어도 상기 자유유동 종동체 샤프트의 일방향 또는 정역방향 회전이 가능하여 상기 자유유동 종동체 샤프트의 이심상태에서도 용접이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 매개부재는 유니버셜 조인트가 양단에 형성된 부재인 것을 특징으로 한다.
상기 위치결정유닛은 상기 자유유동 종동체 샤프트의 상하 방향 위치를 결정하는 상하 위치결정부 및 상기 자유유동 종동체 샤프트를 가압 또는 가압해제 하여 수평방향 위치를 결정하는 수평방향 위치결정부를 각각 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상하 위치결정부는상하 승강 실린더를 포함하고, 상기 수평방향 위치결정부는수평방향 정위치 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상하 승강 실린더는 상기 위치결정유닛에 형성되되 상기 자유유동 종동체 샤프트가 상기 상하 승강 실린더에 연결고정되어 상기 상하 승강 실린더에 의하여 상기 자유유동 종동체 샤프트가 축방향으로 상승 또는 하강되고, 상기 수평방향 정위치 실린더는 상기 위치결정유닛에 형성되되 구동로드가 상기 자유유동 종동체 샤프트를 수평방향에서 가압 또는 가압해제 할 수 있도록 대향형성되어 상기 수평방향 정위치 실린더에 의하여 상기 자유유동 종동체 샤프트가 소정위치로 정위치 또는 정위치해제 되는 것을 특징으로 한다.
상기 상하 승강 실린더는 상기 프레임에 고정되고, 상기 수평방향 정위치 실린더는상기 프레임 또는 상기 상하 승강 플레이트에 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 상하 위치결정부는 상기 상하 승강 플레이트와 상기 프레임을 연결하는 상하 위치이동 안내부재를 포함하고, 상기 수평방향 위치결정부는 수평방향으로의 유동이 자유로운 수평방향 전방위 자유유동 플레이트를 포함하되, 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트는 수평방향 위치이동 안내부재에 의하여 상기 상하 승강 플레이트에 연결되고, 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트에는 상기 자유유동 종동체 샤프트가 회전가능하게 관통고정됨으로서 상기 자유유동 종동체 샤프트의 회전이 가능하면서도 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트와 상기 자유유동 종동체 샤프트가 일체로 수평방향 전방위 자유유동이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 프레임부의 네 귀에는 리니어부시가 설치되되, 상기 리니어부시에는 수직방향 가이드샤프트가 상하 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 상기 수직방향 가이드샤프트의 하단은 플랜지형 샤프트홀더에 고정되되, 상기 플랜지형 샤프트홀더는 상기 상하 승강 플레이트 상면에 고정되어 상하 위치이동 안내부재가 구성되고, 상기 상하 승강 플레이트 하면에 T형 샤프트홀더가 쌍을 이루어 2쌍 설치되고, 상기 T형 샤프트홀더에 제1 수평방향 가이드샤프트가 고정되되, 상기 제1 수평방향 가이드샤프트에는 제1 블록형 리니어부시가 슬라이딩 가능하게 삽입되며, 상기 삽입된 제1 블록형 리니어부시에는 제2 블록형 리니어부시를 '+'자 교차형상으로 상호 볼팅고정하고, 상기 제2 블록형 리니어부시에는 제2 수평방향 가이드샤프트가 삽입되어 상기 제1 수평방향 가이드샤프트와 '+'자 교차형상을 이루며, 상기 제2 수평방향 가이드샤프트는 T형 샤프트홀더에 의하여 수평방향 전방위 자유유동 플레이트에 고정되어 수평방향 위치이동 안내부재가 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 상하 승강 실린더와 수평방향 정위치 실린더는 상호 간 동시 또는 각각 구동이 가능하고, 수평방향 정위치 실린더 상호 간 동시 또는 각각 구동이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 상하 승강 실린더, 수평방향 정위치 실린더의 구동상태는각각 전진, 전진 상태인 경우, 각각 전진, 후진 상태인 경우, 각각 후진, 전진 상태인 경우, 각각 후진, 후진 상태인 경우로 이루어지는 선택군 중 어느 하나로 선택되는 것이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 용접장치는제어부를 더 포함하고, 상기 제어부에 신호를 제공하는 용접개시신호 제공부와 충돌검출신호 제공부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 용접개시신호 제공부는 상기 상하 승강 실린더의 전진 또는 후진구동 여부를 검출하여 신호를 제공하는 센서를 포함하는 경우 또는 상하 승강 플레이트에 연결되는 피감지체의 움직임을 감지하여 신호를 제공하는 센서를 포함하는 경우이고, 상기 충돌검출신호 제공부는 상기 상하 승강 실린더의 전진 또는 후진변위를 검출하여 신호를 제공하는 센서를 포함하는 경우 또는 상기 수평방향 정위치 실린더의 전진 또는 후진변위를 검출하여 신호를 제공하는 센서를 포함하는 경우인 것을 특징으로 한다.
상기 베이스유닛은 다관절 로봇이고, 상기 구동유닛은 부가동작축을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 부가동작축의 샤프트에 상기 매개부재가 체인전동구조, 벨트전동구조, 또는 기어전동구조로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 부가동작축의 샤프트가 상기 매개부재에 직결 구조에 의하여 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임은 일측으로 연장형성되는 로봇 부착부, 상기 프레임의 상측에 형성되고 상기 부가동작축이 부착되되 상기 부가동작축의 샤프트가 상기 매개부재에 연결되도록 지지하는 부가동작축 부착부를 더 포함하여 상기 부가동작축의 샤프트가 상기 매개부재에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 용접 유닛은상기 자유유동 종동체 샤프트에 부착되는 토치 스테이지와상기 토치 스테이지에 부착되어 상기 자유유동 종동체 샤프트와 일체로 회동자재하는 용접 토치를 포함하고, 상기 토치 스테이지는 수직 및 수평방향 전방위 위치 조절부 및 각도 조절부를 포함하여 상기 용접 토치의 수직 및 수평방향 전방위 위치 및 각도 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.
베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트에 형성되는 결합홀, 상기 결합홀에 착탈가능하게 설치되고 상기 전열튜브의 중공에 내삽되는 복수의 지그핀, 상기 결합홀에 착탈가능하게 설치되고 상기 튜브시트를 측방에서 안내지지하는 복수의 지그서포트를 포함하고, 상기 지그핀 및 상기 지그서포트의 결합홀은 용접 대상물의 규격에 상응하도록 형성되어 다규격 공용사용이 가능한 용접지그가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
제1 맞춤고정홀이 형성되는 베이스지그, 상기 제1 맞춤고정홀과 연통되는 제2 맞춤고정홀이 형성되고 상기 베이스지그의 상면에 안착되는 착탈교체지그, 상기 착탈교체지그의 상면에 일체화 고정되되, 선단부는 상기 전열튜브의 중공으로 내삽되고, 기단부에는 상기 제2 맞춤고정홀을 관통하는 맞춤고정돌출부가 형성되되, 상기 맞춤고정돌출부가 상기 제2 맞춤고정홀에 삽입된 후, 하측으로 상기 베이스지그의 제1 맞춤고정홀에도 삽입가능한 길이로 돌출되는 지그핀을 포함하여 상기 착탈교체지그가 상기 베이스지그의 상면에 착탈가능하게 맞춤고정되어 안착됨으로서 다규격 공용사용이 가능한 용접지그가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
자유유동 종동체 샤프트가 구동유닛의 축심에 구애되지 않고 전열튜브의 축심에 동심을 이룰 수 있어 자유롭게 축심을 추적할 수 있는 효과가 있다.
구조적으로 축심추적을 위한 구성이 기계적 구성만으로 이루어져 용접장치의 고장이 발생할 우려가 적고 유지보수가 용이한 효과가 있다.
용접조건, 용접지그와의 위치관계, 용접 대상물 및 작업환경의 특성 등 제반사정을 고려하여 전진구동형, 균형형, 안전형, 신속형 등 실시예를 선택할 수 있으므로 효율적으로 용접작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.
충돌검출구간을 증대시켜 용접과정에서 기계설비의 파손위험을 저감시키고 관련 작업자의 산업안전을 도모할 수 있는 효과가 있다.
모듈 제작공정에 있어서, 전열튜브 용접작업의 자동화가 용이한 효과가 있다.
도1은 본 발명의 용접장치에 관한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도2는 자유유동 종동체 샤프트의 조립 상태에 관한 도면이다.
도3은 굴절연결 매개부재의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도4는 상하 승강 플레이트 및 통과공의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도5 및 도6은 상하 위치결정부 및 수평방향 위치결정부의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도7은 용접유닛의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도8은 수평방향 전방위 자유유동 플레이트와 관련된 구성요소의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도9는 별도의 피감지체와 관련된 일실시예를 나타내는 도면이다.
도10 및 도18은 용접지그의 제1,2 실시예를 나타내는 도면이다.
도11은 다관절 로봇에 의한 용접장치의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도12는 부가동작축에 관련된 일실시예를 나타내는 도면이다.
도13 내지 도16은 상하 승강 실린더, 수평방향 정위치 실린더의 구동상태 조합과 관련된 일실시예를 나타내는 도면이다.
도17은 용접개시신호 제공부 및 충돌검출신호 제공부와 관련된 일실시예를 나타내는 도면이다.
도19는 CNC 장치의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도20은 종래의 기술을 나타내는 도면이다.
본 명세서에서 방향을 나타내거나 지시하는 용어로 사용된 용례는 실시예를 설명하는 과정에서 설명상의 편의를 위하여 사용된 용어에 불과하다.
용접장치를 사용하는 각도에 따라 수직방향과 수평방향은 상호 뒤바뀔 수 있으므로 설명상의 편의를 위하여 사용된 용어와 이와 관련된 실시예의 기재내용은 본 발명의 구체적 실시예에 있어서 실시방향을 구속하는 것이 아니다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
도1, 도11 및 도19를 참조하면, 본 발명은 열교환기 전열튜브와 상기 전열튜브의 단부가 관통삽입 되는 튜브시트 간의 접합부를 용접하는 용접장치에 있어서, 다관절 로봇(11000)을 포함하거나 xyz 방향 이동기능을 가지는 CNC 장치(19000)를 포함하는 베이스유닛(11000, 19000), 상기 베이스유닛(11000, 19000)에 포함되고 일방향 또는 정역방향으로 회전구동력을 발생시키는 구동유닛(1010), 상기 구동유닛(1010)에 연결되되, 각도 굴절이 가능하고 굴절시에도 회전구동력 전달이 가능하며 축 방향으로의 길이변동이 가능한 굴절연결 매개부재(1020), 상기 매개부재(1020)로 상기 구동유닛(1010)에 연결되어 상기 구동유닛(1010)에 의하여 일방향 또는 정역방향 회전 되면서도 자유로운 축심변동이 가능한 자유유동 종동체 샤프트(1030), 상기 베이스유닛(11000, 19000)에 연결되는 프레임(1000), 상기 프레임(1000)에 연결되고 상기 축심변동하는 자유유동 종동체 샤프트(1030)의 자유로운 위치이동을 안내하는 위치결정유닛(1040), 상기 위치결정유닛(1040)에 포함되되, 상기 자유유동 종동체 샤프트(1030)가 관통되어 축심의 변동범위가 한정될 수 있도록 하는 축심 변동범위 한정 통과공이 형성되는 상하 승강 플레이트(1050), 상기 자유유동 종동체 샤프트(1030)에 형성되고 상기 접합부를 용접하는 용접유닛(1060), 상기 자유유동 종동체 샤프트(1030)의 축심 단부에 형성되고 상기 전열튜브의 내경에 안내되는 경사안내면이 형성되어 전열튜브의 축심을 추적하는 축심추적부(1070)를 포함하여 상기 자유유동 종동체 샤프트(1030)가 상기 구동유닛(1010)의 회전중심과 이심(異心)상태를 이루어도 상기 자유유동 종동체 샤프트(1030)의 일방향 또는 정역방향 구동이 가능하여 상기 자유유동 종동체 샤프트(1030)의 이심상태에서도 용접이 가능하다.
상기 베이스유닛(11000, 19000)은 다관절 로봇(11000)을 포함하는 경우 또는 xyz 방향 이동기능을 가지는 CNC 장치(19000)를 포함하는 경우일 수 있다.
상기 베이스유닛(11000, 19000)에는 구동유닛(1010)이 포함된다. 구동유닛(1010)은 일방향 또는 정역방향 회전모터 내지 모터에 부착되는 감속기를 포함하는 모터에 의한 회전구동력을 발생시키는 구성을 포함하고 바람직하게 일방향 또는 정역방향 구동이 가능하면서도 위치제어가 가능할 수 있다.
위치제어는 상기 접합부 용접과정에서 시작지점에서의 비드와 종료지점에서의 비드가 소정구간 겹침되도록 용접할 경우를 위하여 요구된다. 이를 통해 용접 시작지점의 용착량을 보강하여 접합부의 기밀성을 향상시킬 수 있다.
도11을 참조하면, 본 실시예에서는 다관절 로봇(11000)의 제6번 축 구동모터(11010)를 활용하도록 구성되어 감속기가 부착된 서보모터에 의한 일방향 또는 정역방향 구동이 가능한 구성이다. 이에 베이스유닛인 상기 다관절 로봇(11000)은 구동유닛(1010)을 포함한다.
도19를 참조하면, 본 실시예에서는 상기 CNC 장치(19000)가 갠트리 타입으로 구성되어 상기 용접장치(19010)가 xyz방향으로 이동이 가능하도록 하는 구성이다.
반드시 xyz 3방향으로 구성하여야 하는 것은 아니며 필요에 따라 자유도를 가감할 수 있다.
도1, 2를 참조하면, 상기 구동유닛(1010)에는 상기 굴절연결 매개부재(1020)가 연결되는 바, 본 실시예에서는 상기 로봇(11000)의 제6축 플랜지면(4, 5축 기타 로봇의 경우 엔드 이펙터가 부착되는 선단부 플랜지면)에 부착되는 플랜지 플레이트(2010)와 상기 플랜지 플레이트(2010) 중심에 일측 단부가 고정되는 굴절연결 매개부재(2030)의 구성을 포함한다.
자유유동 종동체 샤프트(1030)는 상기 굴절연결 매개부재(1020)의 타측에 고정연결되는 바, 이는 상기 자유유동 종동체 샤프트(1030)가 상기 구동유닛(1010)의 축심과 이심(異心)상태를 이루어도 상기 자유유동 종동체 샤프트(1030)의 일방향 또는 정역방향 구동이 가능하도록 하여 상기 자유유동 종동체 샤프트(1030)의 이심상태에서도 용접이 가능하도록 하기 위해서이다.
이에 자유유동 종동체 샤프트(1030)의 축심이 상기 구동유닛(1010)의 축심과 동심 또는 이심을 이룰 수 있고, 자유롭게 이심이 가능한 구조를 통하여 전열튜브의 축심추적을 가능하게 한다.
프레임(1000)은 볼팅연결이 가능하도록 다수의 홀을 구비하는 다수의 판재를 상호 용접하여 구성하거나 알루미늄 프로파일을 절단, 끼워맞춤, 탭홀가공, 볼팅 등을 통하여 구성함으로서 자유롭게 설계하여 사용할 수 있다.
본 실시예에서는 제1 플레이트(1000a)와 상기 제1 플레이트(1000a)에 직립고정되는 서포트 플레이트(1000b) 및 상기 서포트 플레이트(1000b)에 고정되는 제2 플레이트(1000c)로 구성된다.
상기 자유유동 종동체 샤프트(1030)는 위치결정유닛(1040)에 의하여 위치이동이 안내되는 바, 상기 위치결정유닛(1040)은 수직방향 또는 수평방향 직선운동 안내부재와 상기 안내부재가 고정되는 몸체부재의 순차조합에 의하여 구성될 수 있다.
도1, 4를 참조하면 상기 위치결정유닛(1040)은 상하 승강 플레이트(1050)를 포함하는 바, 상하 승강 플레이트(4020)에 통과공(4010)을 형성하여 상기 통과공(4010)에 상기 자유유동 종동체 샤프트(4030)가 관통되도록 구성한다.
이를 통하여 상기 자유유동 종동체 샤프트(4030) 축심의 변동범위가 한정될 수 있도록 한다.
통과공(4010)의 직경을 크게 형성하면 상기 자유유동 종동체 샤프트(4030) 축심의 변동범위가 증대하고 직경을 작게 형성하면 상기 자유유동 종동체 샤프트(4030) 축심의 변동범위가 감소되도록 구성된다.
상기 자유유동 종동체 샤프트(4030) 축심의 변동범위가 증가되면 추적이 이루어질 수 있는 축심범위는 증가하나 충돌위험이 증가하고, 변동범위가 감소되면 추적이 이루어질 수 있는 축심범위는 감소하나 충돌위험이 감소한다.
즉 통과공(4010)의 직경규격 증감을 통하여 상기 자유유동 종동체 샤프트(4030)의 자유유동 축심범위를 증감시켜 추적가능한 축심범위를 증감시키거나 상기 자유유동 종동체 샤프트(4030), 용접유닛(1060), 축심추적부(4040)의 충돌위험을 증감시킬 수 있다.
상기 용접유닛(1060)은 상기 자유유동 종동체 샤프트(4030)의 소정위치에 형성하여 상기 자유유동 종동체 샤프트(4030)와 일체로 일방향 또는 정역방향 회전하도록 구성되고 용접유닛(1060)의 위치는 조절가능하게 형성하는 것이 바람직하다.
상기 축심추적부(4040)는 필요에 따라 교체사용 하도록 착탈가능하게 형성될 수 있다. 축심추적부(4040)의 형상은 구형상, 원추형상, 원뿔형상 등 다양하게 형성할 수 있다.
경사안내면(4040a)은 최대직경이 상기 전열튜브의 내경과 동일하거나 상기 전열튜브의 내경보다 크도록 형성할 수 있다.
상기 축심추적부(4040)는 규격별로 마련해두고 전열튜브의 내경에 맞도록 선택하여 사용할 수 있다.
본 실시예에서는 원뿔형상이면서 대경부가 상기 전열튜브의 내경보다 크게 형성되었다.
도13를 참조하면, 또한 축심추적 순서는 바람직하게 선단부의 튜브진입, 축심추적, 용접개시의 순서를 따르게 된다.
또한 튜브진입 시는 전열튜브에 축심추적부 선단부가 진입은 되었으나 상기 경사안내면이 아직 전열튜브의 내경에 밀착지지되지 못한 상태이다.
다음으로, 축심추적 시에는 경사안내면이 전열튜브에 내경에 밀착지지 된다.
이에 자유유동 종동체 샤프트의 축심이 전율튜브 축심에 동심을 이루게 되므로 전율튜브의 축심이 추적이 이루어진다.
다음으로, 축심추적이 완료된 후에 비로소 용접개시된다.
한편, 도3을 참조하면, 상기 매개부재(3000)는 유니버셜 조인트(3010) 내지 카르단 조인트가 양단에 형성된 부재일 수 있다.
예를 들어, 상기 매개부재(3000)는 양단에 유니버셜 조인트(3010)나 카르단 조인트를 형성한 길이부재 일 수 있다.
길이 조절은 슬라이드식 길이조절 가변형 구조 내지 텔레스코픽 구조일 수 있다. 가변형 구조의 경우 가령, 중공에 슬라이딩 홈을 구비하는 아우터 부재(3020)의 내부로 이너 부재(3030)가 왕복출몰되며 삽입인출 가능하게 구성되는 슬라이드식 구성일 수 있다.
바람직하게 회전구동력을 전달할 수 있도록 상기 슬라이딩 홈과 상기 이너부재의 단면을 상호 맞춤되는 다각형상(3040)으로 형성하여 상기 이너 부재(3030)가 상기 아우터 부재(3020)에 다각형상(3040) 단면을 가지는 결합구조로 연결될 수 있다.
또는 상기 슬라이딩 홈과 상기 이너부재에 상호 맞춤되는 스플라인이 형성되어 상기 이너 부재(3030)가 상기 아우터 부재(3020)에 스플라인 결합구조로 연결될 수 있다.
상기 길이조절 가변형 구조는 상기 매개부재(3000) 자체에 형성되거나 상기 자유유동 종동체 샤프트(2020) 측에 형성될 수 있다.
가령, 유니버셜 조인트(3010)에 의한 실시예 이면서 길이조절 가변형 구조가 상기 매개부재(3000) 자체에 형성되는 경우는 양단에 형성되는 유니버셜 조인트(3010) 사이에 길이조절 가변형 구조가 형성되어 이에 양단 유니버셜 조인트(3010) 간 가변길이를 가질 수 있는 길이부재가 된다.
따라서 상기 매개부재(1020)에 의하여 연결되는 구동유닛(1010)과 자유유동 종동체 샤프트(1030)는 이심 회전구동축 구조를 형성할 수 있게 된다.
그 결과 상기 자유유동 종동체 샤프트(1030)가 구동유닛(1010)의 축심에 구애되지 않고 전열튜브의 축심에 동심(同心)을 이룰 수 있어 자유롭게 축심을 추적할 수 있는 효과가 있다.
도5 내지 도6을 참조하면, 상기 위치결정유닛(5000)은 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)의 상하 방향 위치를 결정하는 상하 위치결정부(5010) 및 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)를 가압 또는 가압해제 하여 수평방향 위치를 결정하는 수평방향 위치결정부(5020)를 각각 포함한다.
상하 위치결정부(5010) 및 수평방향 위치결정부(5020)는 공압 실린더를 이용하여 구성할 수 있다.
이에 상기 상하 위치결정부(5010)는 상하 승강 실린더(5040)를 포함하고, 상기 수평방향 위치결정부(5020)는 수평방향 정위치 실린더(5050)를 포함한다.
정위치(6000)는 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)가 작업원점에 위치됨으로서 용접작업 진행이 가능한 상태로서, 본 실시예에서는 상기 구동유닛의 축심과 동심상태를 유지하며 자유유동되지 않도록 록킹된 상태를 의미한다.
반대로 정위치 해제(6010)는 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)가 작업원점에서 벗어나 상기 구동유닛의 축심과 이심상태를 이룰 수 있게 자유유동 되도록 록킹해제된 상태를 의미한다.
상기 상하 승강 실린더(5040)는 상기 위치결정유닛(5000)에 형성되되 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)가 상기 상하 승강 실린더(5040)에 연결고정되어 상기 상하 승강 실린더(5040)에 의하여 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)가 축방향으로 상승 또는 하강되고, 상기 수평방향 정위치 실린더(5050)는 상기 위치결정유닛(5000)에 형성되되 구동로드가 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)를 수평방향에서 가압 또는 가압해제 할 수 있도록 대향형성되어 상기 수평방향 정위치 실린더(5050)에 의하여 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)가 소정위치로 정위치 또는 정위치해제(6000, 6010) 된다.
이에 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)가 상기 상하 승강 실린더(5040)에 연결고정되는 결과 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)에 형성되는 용접유닛(5060), 축심추적부(5070) 또한 상기 상하 승강 실린더(5040)의 전진후진 구동에 따라 일체로 승강된다.
수평방향 정위치 실린더(5050)는 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)를 교축 직각방향으로 가압 또는 가압해제 할 수 있도록 형성된다.
실린더의 수량이 반드시 4개일 필요는 없으나 본 실시예에서는 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)를 교축 직각 수평방향의 4방향에서 가압 또는 가압해제하도록 대향설치하여 구성하였다.
상기 상하 승강 실린더(5040)의 후진구동 상태에서도 수평방향 정위치 실린더(5050)에 의한 가압 또는 가압해제가 가능하다.
반대로 수평방향 정위치 실린더(5050)에 의한 가압상태에서도 상기 상하 승강 실린더(5040)에 의한 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)의 일방향 또는 정역방향 회전 및 승강이 가능하다.
이에 상기 상하 승강 실린더(5040)와 수평방향 정위치 실린더(5050)의 전진후진 구동상태 조합이 자유롭다.
상기 상하 승강 실린더(5040)는 상기 프레임(5080)에 고정되고, 상기 수평방향 정위치 실린더(5050)는 상기 프레임(5080) 또는 상기 상하 승강 플레이트(5090)에 고정될 수 있다.
실린더를 로드측과 헤드측으로 나누어보았을 때, 상기 상하 승강 실린더(5040)는 헤드측이 상기 프레임(5080)이 고정되고 상기 로드측은 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030) 측을 향한다.
상기 수평방향 정위치 실린더(5050)는 본 실시예에서 상기 상하 승강 플레이트(5090)에 고정되었으나 자유유동 종동체 샤프트(5030)의 가압 또는 가압해제가 가능한 다른 위치에도 고정이 가능하다.
상기 상하 위치결정부(5010)는 상기 상하 승강 플레이트(5090)와 상기 프레임(5080)을 연결하는 상하 위치이동 안내부재(5100)를 포함하고, 상기 수평방향 위치결정부(5020)는 수평방향으로의 유동이 자유로운 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110)를 포함하되, 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110)는 수평방향 위치이동 안내부재(5120)에 의하여 상기 상하 승강 플레이트(5090)에 연결되고, 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110)에는 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)가 회전가능하게 관통고정됨으로서 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)의 회전이 가능하면서도 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110)와 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)가 일체로 수평방향 전방위 자유유동이 가능하다.
본 실시예에서는 상하 위치이동 안내부재(5100)를 수직방향 가이드샤프트(5100a)와, 리니어부시(5100b), 플랜지형 샤프트홀더(5100c)로 구성한다.
즉, 상기 프레임(5080)부의 네 귀에는 리니어부시(5100b)가 설치되되, 상기 리니어부시(5100b)에는 수직방향 가이드샤프트(5100a)가 상하 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 상기 수직방향 가이드샤프트(5100a)의 하단은 플랜지형 샤프트홀더(5100c)에 고정되되, 상기 플랜지형 샤프트홀더(5100c)는 상기 상하 승강 플레이트(5090) 상면에 고정된다.
또한, 수평방향 위치이동 안내부재(5120)를 수평방향 가이드샤프트(5120a)와, 블록형 리니어부시(5120b), T형 샤프트홀더(5120c)로 구성한다.
즉, 상기 상하 승강 플레이트(5090) 하면에 T형 샤프트홀더(5120c)가 쌍을 이루어 2쌍 설치되고, 상기 T형 샤프트홀더(5120c)에 제1 수평방향 가이드샤프트(5120aa)가 고정되되, 상기 제1 수평방향 가이드샤프트(5120aa)에는 제1 블록형 리니어부시(5120ba)가 슬라이딩 가능하게 삽입된다.
상기 삽입된 제1 블록형 리니어부시(5120ba)에는 제2 블록형 리니어부시(5120bb)를 '+'자 교차형상으로 상호 볼팅고정하고, 상기 제2 블록형 리니어부시(5120bb)에는 제2 수평방향 가이드샤프트(5120ab)가 삽입되어 상기 제1 수평방향 가이드샤프트(5120aa)와 '+'자 교차형상을 이룬다.
상기 제2 수평방향 가이드샤프트(5120ab)는 T형 샤프트홀더(5120c)에 의하여 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110)에 고정된다.
이로서 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110)는 수평방향 가이드샤프트(5120a)와, 블록형 리니어부시(5120b), T형 샤프트홀더(5120c)에 의하여 상기 상하 승강 플레이트(5090)에 연결된다.
또한 도8을 참조하면, 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(8000) 중심에는 수직방향으로 축착가능하게 베어링(8010)이 설치되고 상기 베어링(8010)에 상기 자유유동 종동체 샤프트(8020)가 삽입되어 회전가능하게 관통고정된다.
이에 따라, 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110)와 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)가 일체로 상기 수평방향 위치이동 안내부재(5120)의 안내에 의하여 수평방향 전방위 자유유동 가능하다.
따라서 본 실시예에 의하면, 상기 프레임(5080)에 고정되되 구동로드가 상기 상하 승강 플레이트(5090)에 연결고정되는 상기 상하 승강 실린더(5040)의 전진 또는 후진구동에 의하여 상기 프레임(5080)에 상기 상하 위치이동 안내부재(5100)에 의하여 연결된 상하 승강 플레이트(5090), 상기 상하 승강 플레이트(5090)에 수평방향 위치이동 안내부재(5120)에 의하여 연결된 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110), 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110)에 회전가능하게 관통고정된 자유유동 종동체 샤프트(5030), 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)에 형성되는 용접유닛(5060), 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)의 단부에 형성되는 축심추적부(5070)가 일체로 상하 위치이동된다.
반대로, 상기 축심추적부(5070)의 상하 위치이동에 의하여 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030), 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)에 형성되는 용접유닛(5060), 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)를 회전가능하게 관통고정하는 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110), 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110)에 수평방향 위치이동 안내부재(5120)에 의하여 연결된 상기 상하 승강 플레이트(5090), 상기 상하 승강 플레이트(5090)에 구동로드가 연결고정된 상기 상하 승강 실린더(5040)의 로드가 일체로 상하 위치이동 된다.
또한, 상기 프레임(5080) 또는 상기 상하 승강 플레이트(5090)에 고정되되 구동로드가 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)를 가압 또는 가압해제 할 수 있도록 대향형성되는 수평방향 정위치 실린더(5050)의 전진 또는 후진구동에 의하여 상기 상하 승강 플레이트(5090)에 수평방향 위치이동 안내부재(5120)에 의하여 연결된 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110), 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110)에 회전가능하게 고정된 자유유동 종동체 샤프트(5030), 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)에 형성되는 용접유닛(5060), 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)의 단부에 형성되는 축심추적부(5070)가 일체로 정위치 또는 정위치해제(6000, 6010)된다.
다시말하면, 상기 축심추적부(5070)의 수평방향 위치이동에 의하여 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030), 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)에 형성되는 용접유닛(5060), 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)를 회전가능하게 관통고정하는 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110)가 일체로 수평방향 위치이동 된다.
상기 상하 승강 실린더(5040)와 수평방향 정위치 실린더(5050)는 상호 간 동시 또는 각각 구동이 가능하고, 수평방향 정위치 실린더(5050) 상호 간 동시 또는 각각 구동이 가능하다.
따라서 상기 축심추적부(5070)의 수직 및 수평방향 전방위 위치이동에 의하여 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030), 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)에 형성되는 용접유닛(5060), 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)를 회전가능하게 관통고정하는 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110)가 일체로 수직 및 수평방향 전방위 위치이동 된다.
도17을 참조하면, 상기 용접장치(17000)는 제어부(17010)를 더 포함하고, 상기 제어부(17010)에 신호를 제공하는 용접개시신호 제공부(17020)와 충돌검출신호 제공부(17030)를 더 포함할 수 있다.
용접개시신호 제공부(17020)는 제어부(17010)에 용접개시신호를 제공한다. 상기 제어부(17010)는 용접개시신호 제공부(17020)로부터 용접개시신호를 제공받아 용접유닛 위치결정유닛 구동유닛을 포함하는 용접장치(17000)에 용접개시신호를 제공한다.
가령, 상기 용접개시신호에 의하여 용접수행이 이루어지고 순차 용접될 접합부로 급속이송이 이루어진다.
그 후 용접개시신호 제공부(17020)는 제어부(17010)에 용접개시신호를 제공하여 반복적 용접이 이루어질 수 있다.
만일 용접수행, 급속이송 과정에서 용접장치(17000)에 충격이 발생하거나 용접장치(17000)가 용접 대상물 등에 충돌되는 경우 충돌검출신호 제공부(17030)는 제어부(17010)에 충돌검출신호를 제공한다.
이에 제어부(17010)는 용접장치(17000)의 용접작업을 홀드하거나, 용접장치(17000)를 대기시키거나, 용접장치(17000)를 안전위치로 복귀시킨다.
상기 용접개시신호 제공부(17020)는 상기 상하 승강 실린더(5040)의 전진 또는 후진구동 여부를 검출하여 신호를 제공하는 센서를 포함하는 경우 또는 상하 승강 플레이트(5090)에 연결되는 피감지체(9000)의 움직임을 감지하여 신호를 제공하는 센서를 포함하는 경우이고, 충돌검출신호 제공부(17030)(17030)는 상기 상하 승강 실린더(5040)의 전진 또는 후진변위를 검출하여 신호를 제공하는 센서를 포함하는 경우, 상기 수평방향 정위치 실린더(5050)의 전진 또는 후진변위를 검출하여 신호를 제공하는 센서를 포함하는 경우 또는 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트(5110)에 연결되는 피감지체의 변위를 감지하여 신호를 제공하는 센서를 포함하는 경우일 수 있다.
가령, 도9를 참조하면, 실시예와 같이 별도의 피감지체(9000)를 형성하여 근접센서, 초음파센서등 소정의 센서(9010)에 검지가능한 범위 내외가 되도록 승강 내지 이동하는 피감지체(9000)의 유무를 센싱하여 용접개시신호 또는 충돌검출신호로 활용할 수 있다.
상기의 실시예와 같이 상기 매개부재(2030)를 다관절 로봇(11000)의 제6번 축 플랜지면에 플랜지 연결(2010)할 경우 다관절 로봇(11000)에 의하여 회전구동력이 제공된다.
나아가, 도12를 참조하면, 부가동작축에 의한 실시예는, 상기 베이스유닛은 다관절 로봇(12080)이고, 상기 구동유닛은 부가동작축(12040)을 포함할 수 있다.
상기 부가동작축(12040)은 상기 자유유동 종동체 샤프트를 일방향 또는 정역방향으로 회전구동 시킬 수 있다.
상기 부가동작축(12040)은 서보모터, 스텝핑모터, DC모터, 인버터가 포함된 AC모터, 감속기가 포함된 모터 등 일 수 있다.
상기 서보모터는 다관절 로봇(12080)에 의하여 제어되거나, 별도의 드라이브 유닛을 통하여 제어될 수 있다.
이에 상기 부가동작축의 샤프트(12030)로 부터 상기 자유유동 종동체 샤프트로 동력전달이 가능하도록 구성한다.
이를 위하여, 도시되지는 않았지만, 상기 부가동작축의 샤프트에 상기 매개부재가 체인전동구조, 벨트전동구조, 또는 기어전동구조로 연결될 수 있다.
상기 동력전달구조의 상세한 구성은 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있는 구성이므로 자세한 설명은 생략한다.
또는 상기 부가동작축의 샤프트가 상기 매개부재에 직결 구조에 의하여 연결될 수 있다.
상기 프레임(12010)은 일측으로 연장형성되는 로봇 부착부(12020), 상기 프레임(12010)의 상측에 형성되고 상기 부가동작축(12040)이 부착되되 상기 부가동작축 샤프트(12030)가 상기 매개부재(12050)에 연결되도록 지지하는 부가동작축 부착부(12060)를 더 포함하여 상기 부가동작축 샤프트(12030)가 상기 매개부재(12050)에 연결된다.
이에 로봇 부착부(12020)를 로봇의 제6축 플랜지면(12070)에 볼팅부착한다.
부가동작축(12040)을 샤프트(12030)가 하측을 향하도록 하여 상기 매개부재(12050)와 축심 맞추어 연결되도록 부가동작축 부착부(12060)에 볼팅부착한다.
이에 부가동작축 샤프트(12030)가 상기 매개부재(12050)에 동력전달 가능하도록 연결될 수 있다.
이에 상기 부가동작축의 회전구동력에 의하여 상기 용접유닛(1060)이 일방향 또는 정역방향으로 회전구동되어 용접작업을 수행할 수 있다.
또한 상기 상하 승강 실린더와 수평방향 정위치 실린더의 전진후진 구동 상태의 조합이 가능하다.
즉 상기 상하 승강 실린더, 수평방향 정위치 실린더의 구동상태는 각각 전진, 전진 상태인 경우, 각각 전진, 후진 상태인 경우, 각각 후진, 전진 상태인 경우, 각각 후진, 후진 상태인 경우로 이루어지는 선택군 중 어느 하나로 선택되는 것이 가능하다.
용접조건, 용접지그와의 위치관계, 용접 대상물 및 작업환경의 특성 등 제반사정을 고려하여 전진구동형, 균형형, 안전형, 신속형 등 실시예를 선택할 수 있으므로 효율적으로 용접작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도13을 참조하면, 상기 전진후진 구동상태의 조합에 관련된 제1 실시예는 상시 전진, 전진 구동 상태의 조합인 전진구동형이다.
상하 승강 실린더(5040) 및 수평방향 정위치 실린더(5050)의 전진구동시에 용접개시신호를 제공하고 후퇴변위 발생시 충돌검출신호를 제공한다.
전진구동 상태에서 용접장치(11020)가 하강되면서 튜브진입이 이루어지고, 튜브진입시 상기 축심추적부(5070)가 전열튜브(11030)의 내경에 밀착접촉 된다.
그 후 축심추적부(5070)의 경사면에 의하여 축심추적이 가능한 정도의 위치 변화량 까지 더 하강되고, 축심추적은 종료된다. 그 후에도 용접대상물인 전열튜브의 높이오차를 흡수하고 축심추적이 안전하게 종료되도록 용접장치를 더 하강시킨다. 용접장치가 더 하강되면 상하 승강 실린더(5040)의 로드가 반작용으로 후퇴변위 된다.
이때, 반작용에 의한 후퇴변위는 10 - 20 mm 정도 되도록 함으로서 용접장치의 하강종료 및 용접개시신호로 활용할 수 있다.
바람직하게 축심추적에 의한 위치 변화량이 작은 후퇴변위는 용접개시신호로 활용하고 비정상적 충돌발생에 의한 위치 변화량이 큰 후퇴변위는 이를 검출하여 충돌검출 신호로 제공할 수 있도록 2단 내지 3단 구조의 센서로 구성할 수도 있다.
2단구조는 용접개시신호-충돌검출신호로 높이차를 두고 형성하고, 3단구조는 로봇위치 확인신호-용접개시신호-충돌검출신호로 높이차를 두도록 형성할 수도 있다.
전진구동 상태에서 용접장치(11020)가 하강되면 튜브진입이 이루지고 축심이 상이한 경우 축심추적부의 이동이 발생한다. 이때 축심추적부의 상하 방향으로 외력 또는 충격 흡수가 가능한 수준의 공압이 제공되도록 한다.
상기 상하 승강 실린더(5040)에게 제공되는 공압은 정밀 레귤레이터에 의하여 제공되도록 함으로서 소정의 공압 압력을 유지하도록 한다.
즉 정밀 레귤레이터에 의하여 상하 승강 실린더(5040) 로드가 전진상태를 유지하도록 하는 공압이 제공되고 있는 상태 하에서, 제공되는 공압 압력을 상회하는 외력에 의하여 상하 승강 실린더(5040) 로드가 후퇴변위 된 후, 외력이 제거되면, 여전히 상하 승강 실린더(5040) 로드가 전진상태를 유지하도록 공압이 계속 제공되고 있는 상태이므로, 외력이 제거되는 즉시 자연스럽게 상하 승강 실린더(5040) 로드가 전진상태로 복귀된다. 이에 상하 승강 실린더(5040)가 스프링 작용을 나타내게 된다.
정밀 레귤레이터에 의하여 상하 승강 실린더(5040) 로드가 전진상태를 유지하도록 공압이 제공되고 있는 상태 하에서는 상하 승강 실린더(5040) 로드가 후퇴변위 되더라도 탄성부재에 의하여 탄성력을 보존력으로 가지도록 구성되는 것과 같은 효과를 가져올 수 있다.
정밀 레귤레이터에 의하여 상하 승강 실린더(5040)에 제공되는 공압 압력이 적절히 조절됨으로서 축심추적시 축심의 상하방향으로 가해지는 힘이 상하 승강 실린더(5040)에 제공되는 공압을 상회하면 상하 승강 실린더(5040) 로드가 후퇴되며 이를 흡수하고 외력제거시 원위치 복귀가 가능한 효과를 가지도록 할 수 있다.
이에 축심추적에 의한 외력 또는 충격발생시 충돌검출신호를 제공하면서 이를 흡수할 수 있고, 외력이나 충격이 제거되면 자연스럽게 상하 승강 실린더(5040) 로드가 전진상태로 복귀되는 상태를 유지하도록 한다.
상기 축심추적부(5070)의 경사면에 의하여 자연스럽게 수평방향으로 자유유동 종동체 샤프트(5030)의 축심이 이동하면서 축심추적이 이루어지는 바, 이동방향에 위치된 수평방향 정위치 실린더(5050)를 추적방향으로 축심 위치변화량 만큼 후퇴변위시키게 된다.
이에 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)는 이심상태로서 정위치 이탈상태가 된다.
상기 수평방향 정위치 실린더(5050)에게 제공되는 공압은 정밀 레귤레이터에 의하여 제공되도록 함으로서 소정의 공압 압력을 유지하도록 한다.
즉 정밀 레귤레이터에 의하여 수평방향 정위치 실린더(5050) 로드가 전진상태를 유지하도록 하는 공압이 제공되고 있는 상태 하에서, 제공되는 공압 압력을 상회하는 외력에 의하여 수평방향 정위치 실린더(5050) 로드가 후퇴변위 된 후, 외력이 제거되면, 여전히 수평방향 정위치 실린더(5050) 로드가 전진상태를 유지하도록 공압이 계속 제공되고 있는 상태이므로, 외력이 제거되는 즉시 자연스럽게 수평방향 정위치 실린더(5050) 로드가 전진상태로 복귀된다. 이에 수평방향 정위치 실린더(5050)가 스프링 작용을 나타내게 된다.
정밀 레귤레이터에 의하여 수평방향 정위치 실린더(5050) 로드가 전진상태를 유지하도록 공압이 제공되고 있는 상태 하에서는 수평방향 정위치 실린더(5050) 로드가 후퇴변위 되더라도 탄성부재에 의하여 탄성력을 보존력으로 가지도록 구성되는 것과 같은 효과를 가져올 수 있다.
정밀 레귤레이터에 의하여 수평방향 정위치 실린더(5050)에 제공되는 공압 압력이 적절히 조절됨으로서 축심추적시 축심의 이동방향으로 가해지는 힘이 수평방향 정위치 실린더(5050)에 제공되는 공압을 상회하면 수평방향 정위치 실린더(5050) 로드가 후퇴되며 이를 흡수하고 외력제거시 원위치 복귀가 가능한 효과를 가지도록 할 수 있다.
이에 축심추적에 의한 축심추적부의 전방위 이동이 가능하면서도, 축심추적에 의한 외력 또는 충격발생시 충돌검출신호를 제공하면서 이를 흡수할 수 있고, 외력이나 충격이 제거되면 자연스럽게 수평방향 정위치 실린더(5050) 로드가 전진상태로 복귀되는 상태를 유지하도록 한다.
상기 상하 승강 실린더(5040)는 외력 또는 충격흡수기능과 함께 충돌검출신호 또는 용접개시신호 제공 기능을 동시에 수행한다.
상기 수평방향 정위치 실린더(5050)는 외력 또는 충격흡수기능과 함께 충돌검출신호 제공 기능을 동시에 수행한다.
가령, 도6을 참조하면 축심 이동방향이 일방향(6020)인 경우 상기 일방향(6020)에 위치된 수평방향 정위치 실린더(5050)가 후퇴변위되고, 대각선 방향(6030)인 경우 대각선 방향(6030)에 위치된 두 개의 실린더가 후퇴변위 된다.
수평방향 정위치 실린더(5050)의 전진구동시에도 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)의 일방향 또는 정역방향으로의 회전구동은 간섭없이 원활히 이루어질 수 있다
이에 축심 이동방향이 전방위인 경우에도 수평방향 정위치 실린더(5050)에 의하여 대응이 가능하다.
바람직하게 오일레스 플레이트(6040)를 상기 수평방향 정위치 실린더(5050)의 로드 단부에 장착할 수 있다.
이에 수평방향 정위치 실린더(5050)의 후퇴변위가 없거나 어느 하나 또는 복수의 수평방향 정위치 실린더(5050)가 후퇴변위된 경우에도 언제나 용접작업이 가능하다.
다음으로, 도14를 참조하면, 상기 전진후진 구동상태의 조합에 관련된 제2 실시예는 신속성과 안전성이 균형을 이루는 균형형이다.
용접작업과 관련하여, 용접중 및 급속이송 시에 상하 승강 실린더(5040)가 전진구동 상태이므로 충돌검출신호 제공이 가능하다.
용접전, 용접후 및 급속이송 시에 수평방향 정위치 실린더(5050)가 전진구동 상태이므로 충돌검출신호 제공이 가능하다.
축심추적과 관련하여, 축심추적 및 용접개시 시에 상하 승강 실린더(5040)가 전진구동 상태이므로 전열튜브(11030) 축심추적이 가능하다. 또한 충돌검출신호 제공이 가능하다.
튜브진입시에 수평방향 정위치 실린더(5050)가 전진구동 상태이므로 충돌검출신호 제공이 가능하다.
축심추적 및 용접개시 시에 수평방향 정위치 실린더(5050)가 후진구동 상태이므로 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)가 정위치해제 상태로서 자유유동이 가능하여 이심가능 상태가 된다.
제2 실시예의 경우 급속이송 단계에서 충격흡수나 충돌검출신호의 제공이 가능하면서도 용접전에는 후진구동 상태를 유지함으로서 어느 정도 신속한 용접이 가능하다
그러나 상하 승강 실린더(5040)가 튜브진입시 후진구동 상태에서 축심추적시 비로소 전진구동 됨으로 인하여 전진구동 시점이 다소 늦고, 용접전 및 용접후 상하 승강 실린더(5040)가 후진구동 상태이므로 상하 승강 실린더(5040)에 의한 충격흡수 내지 충돌검출신호 제공이 어렵다
다음으로, 도15를 참조하면, 상기 전진후진 구동상태의 조합에 관련된 제3 실시예는 안전성에 우선을 둔 안전형이다.
용접작업과 관련하여, 용접전, 용접중, 용접후 및 급속이송 시에 상하 승강 실린더(5040)가 전진구동 상태이므로 충돌검출신호 제공이 가능하다.
용접전, 용접후 및 급속이송 시에 수평방향 정위치 실린더(5050)가 전진구동 상태이므로 충돌검출신호 제공이 가능하다.
축심추적과 관련하여, 축심추적 및 용접개시 시에 상하 승강 실린더(5040)가 전진구동 상태이므로 전열튜브(11030) 축심추적이 가능하다. 또한 충돌검출신호 제공이 가능하다.
튜브진입시에 수평방향 정위치 실린더(5050)가 전진구동 상태이므로 충돌검출신호 제공이 가능하다.
축심추적 및 용접개시 시에 수평방향 정위치 실린더(5050)가 후진구동 상태이므로 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)가 정위치해제 상태로서 자유유동이 가능하여 이심가능 상태가 된다.
제3 실시예는 상하 승강 실린더(5040)와 관련하여 상시적 충격흡수나 충돌검출신호 제공이 가능하여 안전성이 증대된다.
다만, 용접전 전진구동을 유지하다가 튜브진입시 후진구동 후 다시 전진구동이 요구됨으로 인하여 다소 시간이 소요될 수 있고, 용접후 수평방향 정위치 실린더(5050)의 전진구동 과정에서 다소 시간이 소요될 수 있다.
다음으로, 도16을 참조하면, 상기 전진후진 구동상태의 조합에 관련된 제4 실시예는 신속성에 우선을 둔 신속형이다.
용접작업과 관련하여, 용접중에만 상하 승강 실린더(5040)가 전진구동 상태이므로 충돌검출신호 제공이 가능하다.
용접전, 용접후 및 급속이송 시에 수평방향 정위치 실린더(5050)가 전진구동 상태이므로 충돌검출신호 제공이 가능하다.
축심추적과 관련하여, 튜브진입, 축심추적 및 용접개시 시에 상하 승강 실린더(5040)가 전진구동 상태이므로 전열튜브(11030) 축심추적이 가능하다. 또한 충돌검출신호 제공이 가능하다.
튜브진입시에 수평방향 정위치 실린더(5050)가 전진구동 상태이므로 충돌검출신호 제공이 가능하다.
축심추적 및 용접개시 시에 수평방향 정위치 실린더(5050)가 후진구동 상태이므로 상기 자유유동 종동체 샤프트(5030)가 정위치해제 상태로서 자유유동이 가능하여 이심가능 상태가 된다.
제4 실시예는 상하 승강 실린더(5040) 후진 상태를 급속이송 시에도 유지함으로서 상하 승강 실린더(5040)의 전진구동이 요구되지 않아 신속한 급속이송이 가능하다
그러나 용접후 및 급속이송시에 상하 승강 실린더(5040)에 의한 충돌검출신호 제공이 어려우므로 이를 보완하기 위한 별도의 충돌검출신호 제공부 내지 쇼크센서를 별도로 마련할 필요가 있다.
이에 충돌검출신호가 제공될 수 있는 구간인 충돌검출구간을 필요에 따라 조정할 수 있다.
충돌검출구간을 증대시켜 용접과정에서 기계설비의 파손위험을 저감시키고 관련 작업자의 산업안전을 도모할 수 있는 효과가 있다.
반대로 필요에 따라 충돌검출구간을 감소시켜 용접과정에서 신속성을 증대시킴으로서 생산성 극대화를 도모할 수 있다.
한편, 도7을 참조하면, 상기 용접 유닛은 상기 자유유동 종동체 샤프트(7000)에 부착되는 토치 스테이지(7010)와 상기 토치 스테이지(7010)에 부착되어 상기 자유유동 종동체 샤프트(7000)와 일체로 회동자재하는 용접 토치(7020)를 포함하고, 상기 토치 스테이지(7010)는 수직 및 수평방향 전방위 위치 조절부 및 각도 조절부를 포함하여 상기 용접 토치(7020)의 수직 및 수평방향 전방위 위치 및 각도 조절이 가능하다.
본 실시예에서는 상기 자유유동 종동체 샤프트(7000)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제1 홀더(7030), 상기 제1 홀더(7030)에 슬라이딩 가능하게 상기 자유유동 종동체 샤프트(7000)에 대하여 교축 직각방향으로 결합되는 제1 서포트샤프트(7040), 상기 제1 서포트샤프트(7040)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2 홀더(7050), 상기 제2 홀더(7050)에 슬라이딩 가능하게 상기 제1 서포트샤프트(7040)에 대하여 교축 직각방향으로 결합되는 제2 서포트샤프트(7060), 상기 제2 서포트샤프트(7060)에 형성되는 토치홀더를 포함한다.
또한, 도10을 참조하면, 용접지그에 관련된 제1 실시예로서, 상기 용접장치에는 베이스 플레이트(10000), 상기 베이스 플레이트(10000)에 형성되는 결합홀(10010), 상기 결합홀(10010)에 착탈가능하게 설치되고 상기 전열튜브(10020)의 중공(10030)에 내삽되는 복수의 지그핀(10040), 상기 결합홀(10010)에 착탈가능하게 설치되고 상기 튜브시트(10050)를 측방에서 안내지지하는 복수의 지그서포트(10060)를 포함하고, 상기 지그핀(10040) 및 상기 지그서포트(10060)의 결합홀(10010)은 용접 대상물(10070)의 규격에 상응하도록 형성되어 다규격 공용사용이 가능한 용접지그(10080)가 더 포함될 수 있다.
용접 대상물(10070)은 가접된 상태로 상기 용접지그(10080)에 안착되는 바, 지그핀(10040)은 상기 전열튜브(10020)의 내경을 상기 지그서포트(10060)는 상기 튜브시트(10050)의 외경을 안내한다.
용접 대상물(10070)은 크레인 장비로 양중된 후 하강 안착되는데, 상기 전열튜브(10020)의 내주연이 상기 지그핀(10040)의 경사부(10040a)에 의하여 정위치 안내되고, 상기 전열튜브(10020)의 하측에 가접된 튜브시트(10050)의 외주연이 상기 지그서포트(10060)의 경사부(10060a)에 의하여 정위치 안내되며 정위치 안착된다.
이에 상기 베이스 플레이트(10000)에 상기 용접 대상물(10070)이 반복적으로 정위치 안착될 수 있다.
또한 상기 결합홀(10010)은 각각의 용접 대상물(10070)의 규격에 상응하도록 형성되어 다양한 규격의 용접 대상물(10070)을 하나의 용접지그(10080)에 안착시켜 사용할 수 있도록 하여 다규격 공용사용이 가능할 수 있다.
도18을 참조하면, 용접지그에 관련된 제2 실시예로서, 제1 맞춤고정홀(18010)이 형성되는 베이스지그(18020), 상기 제1 맞춤고정홀(18010)과 연통되는 제2 맞춤고정홀(18030)이 형성되고 상기 베이스지그(18020)의 상면에 안착되는 착탈교체지그(18040), 상기 착탈교체지그(18040)의 상면에 일체화 고정되되, 선단부는 상기 전열튜브의 중공으로 내삽되고, 기단부에는 상기 제2 맞춤고정홀(18030)을 관통하는 맞춤고정돌출부(18050)가 형성되되, 상기 맞춤고정돌출부(18050)가 상기 제2 맞춤고정홀(18030)에 삽입된 후, 하측으로 상기 베이스지그(18020)의 제1 맞춤고정홀(18010)에도 삽입가능한 길이로 돌출되는 지그핀(18060)을 포함하여 상기 착탈교체지그(18040)가 상기 베이스지그(18020)의 상면에 착탈가능하게 맞춤고정되어 안착됨으로서 다규격 공용사용이 가능한 용접지그가 더 포함될 수 있다.
착탈교체지그(18040)를 양중 후 하강시키며 상기 착탈교체지그(18040)를 상기 베이스지그(18020)의 상면에 안착시킨다.
도18의 A에 도시된 바와 같이 맞춤고정돌출부(18050)는 상기 착탈교체지그(18040)의 하측으로 길게 돌출되어 있다.
이에 하측으로 길게 돌출된 맞춤고정돌출부(18050)를 상기 베이스지그(18020)의 제2 맞춤고정홀(18030)에 삽입하여 착탈교체지그(18040)를 베이스지그(18020)에 대하여 정위치하므로 용접작업시 정위치 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
따라서 규격별 착탈교체지그(18040)를 제작해두고 착탈교체지그(18040)만 필요시 교체하므로, 베이스지그(18020)의 교체작업이 필요없고, 지그핀(18060)의 교체작업도 역시 필요없다.
베이스지그(18020)의 교체작업이 필요없으므로 착탈교체지그(18040)만 필요시 간단히 교체작업 실시하여 간이하게 다규격 대응이 가능할 수 있다.
상기 맞춤고정돌출부(18050)의 단면 형상은 다각형상, +자 형상 등 다양하게 형성할 수 있다.
또한 상기 베이스지그(18020)와 착탈교체지그(18040)에 정면표시부(18060)를 형성하고 정면표시부(18060)가 상하방향 일치되도록 안착하여 작업을 수행할 수 있어 정위치 작업이 용이하다.
또한 상기의 구성에 따른 실시예를 참조하여 모듈 제작공정에 있어서 전열튜브 용접작업의 자동화가 용이한 효과가 있다.
또한 구조적으로 축심추적을 위한 구성이 기계적 구성만으로 이루어져 용접장치의 고장이 발생할 우려가 적고 유지보수가 용이한 효과가 있다.
베이스유닛(11000, 19000)
구동유닛(1010)
굴절연결 매개부재(1020)
자유유동 종동체 샤프트(1030)
프레임(1000)
위치결정유닛(1040)
상하 승강 플레이트(1050)
용접유닛(1060)
축심추적부(1070)
제1 플레이트(1000a)
서포트 플레이트(1000b)
제2 플레이트(1000c)
통공(1000d)
다관절 로봇(11000)
플랜지 플레이트(2010)
통과공(4010)
경사안내면(4040a)
유니버셜 조인트(3010)
아우터 부재(3020)
이너 부재(3030)
다각형상(3040)

Claims (19)

  1. 열교환기 전열튜브와 상기 전열튜브의 단부가 관통삽입 되는 튜브시트 간의 접합부를 용접하는 용접장치에 있어서,
    다관절 로봇을 포함하거나 xyz 방향 이동기능을 가지는 CNC 장치를 포함하는 베이스유닛;
    상기 베이스유닛에 포함되고 일방향 또는 정역방향으로 회전구동력을 발생시키는 구동유닛;
    상기 구동유닛에 연결되되, 각도 굴절이 가능하고 굴절시에도 회전구동력 전달이 가능하며 축 방향으로의 길이변동이 가능한 굴절연결 매개부재;
    상기 매개부재로 상기 구동유닛에 연결되어 상기 구동유닛에 의하여 일방향 또는 정역방향 회전 되면서도 자유로운 축심변동이 가능한 자유유동 종동체 샤프트;
    상기 베이스유닛에 연결되는 프레임;
    상기 프레임에 연결되고 상기 축심변동하는 자유유동 종동체 샤프트의 자유로운 위치이동을 안내하는 위치결정유닛;
    상기 위치결정유닛에 포함되되, 상기 자유유동 종동체 샤프트가 관통되어 축심의 변동범위가 한정될 수 있도록 하는 축심 변동범위 한정 통과공이 형성되는 상하 승강 플레이트;
    상기 자유유동 종동체 샤프트에 형성되고 상기 접합부를 용접하는 용접유닛;
    상기 자유유동 종동체 샤프트의 축심 단부에 형성되고 상기 전열튜브의 내경에 안내되는 경사안내면이 형성되어 전열튜브의 축심을 추적하는 축심추적부;
    를 포함하여 상기 자유유동 종동체 샤프트가 상기 구동유닛의 회전중심과 이심(異心)상태를 이루어도 상기 자유유동 종동체 샤프트의 일방향 또는 정역방향 회전이 가능하여 상기 자유유동 종동체 샤프트의 이심상태에서도 용접이 가능한 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매개부재는
    유니버셜 조인트가 양단에 형성된 부재인 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위치결정유닛은
    상기 자유유동 종동체 샤프트의 상하 방향 위치를 결정하는 상하 위치결정부; 및
    상기 자유유동 종동체 샤프트를 가압 또는 가압해제 하여 수평방향 위치를 결정하는 수평방향 위치결정부를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상하 위치결정부는
    상하 승강 실린더를 포함하고,
    상기 수평방향 위치결정부는
    수평방향 정위치 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상하 승강 실린더는 상기 위치결정유닛에 형성되되 상기 자유유동 종동체 샤프트가 상기 상하 승강 실린더에 연결고정되어 상기 상하 승강 실린더에 의하여 상기 자유유동 종동체 샤프트가 축방향으로 상승 또는 하강되고,
    상기 수평방향 정위치 실린더는 상기 위치결정유닛에 형성되되 구동로드가 상기 자유유동 종동체 샤프트를 수평방향에서 가압 또는 가압해제 할 수 있도록 대향형성되어 상기 수평방향 정위치 실린더에 의하여 상기 자유유동 종동체 샤프트가 소정위치로 정위치 또는 정위치해제 되는 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상하 승강 실린더는 상기 프레임에 고정되고,
    상기 수평방향 정위치 실린더는
    상기 프레임 또는 상기 상하 승강 플레이트에 고정되는 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상하 위치결정부는
    상기 상하 승강 플레이트와 상기 프레임을 연결하는 상하 위치이동 안내부재를 포함하고,
    상기 수평방향 위치결정부는 수평방향으로의 유동이 자유로운 수평방향 전방위 자유유동 플레이트를 포함하되,
    상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트는 수평방향 위치이동 안내부재에 의하여 상기 상하 승강 플레이트에 연결되고,
    상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트에는 상기 자유유동 종동체 샤프트가 회전가능하게 관통고정됨으로서 상기 자유유동 종동체 샤프트의 회전이 가능하면서도 상기 수평방향 전방위 자유유동 플레이트와 상기 자유유동 종동체 샤프트가 일체로 수평방향 전방위 자유유동이 가능한 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프레임부의 네 귀에는 리니어부시가 설치되되, 상기 리니어부시에는 수직방향 가이드샤프트가 상하 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 상기 수직방향 가이드샤프트의 하단은 플랜지형 샤프트홀더에 고정되되, 상기 플랜지형 샤프트홀더는 상기 상하 승강 플레이트 상면에 고정되어 상하 위치이동 안내부재가 구성되고,
    상기 상하 승강 플레이트 하면에 T형 샤프트홀더가 쌍을 이루어 2쌍 설치되고, 상기 T형 샤프트홀더에 제1 수평방향 가이드샤프트가 고정되되, 상기 제1 수평방향 가이드샤프트에는 제1 블록형 리니어부시가 슬라이딩 가능하게 삽입되며,
    상기 삽입된 제1 블록형 리니어부시에는 제2 블록형 리니어부시를 '+'자 교차형상으로 상호 볼팅고정하고, 상기 제2 블록형 리니어부시에는 제2 수평방향 가이드샤프트가 삽입되어 상기 제1 수평방향 가이드샤프트와 '+'자 교차형상을 이루며,
    상기 제2 수평방향 가이드샤프트는 T형 샤프트홀더에 의하여 수평방향 전방위 자유유동 플레이트에 고정되어 수평방향 위치이동 안내부재가 구성되는 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 상하 승강 실린더와 수평방향 정위치 실린더는 상호 간 동시 또는 각각 구동이 가능하고,
    수평방향 정위치 실린더 상호 간 동시 또는 각각 구동이 가능한 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 상하 승강 실린더, 수평방향 정위치 실린더의 구동상태는
    각각 전진, 전진 상태인 경우;
    각각 전진, 후진 상태인 경우;
    각각 후진, 전진 상태인 경우;
    각각 후진, 후진 상태인 경우;
    로 이루어지는 선택군 중 어느 하나로 선택되는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 용접장치는
    제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부에 신호를 제공하는 용접개시신호 제공부와 충돌검출신호 제공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 용접개시신호 제공부는
    상기 상하 승강 실린더의 전진 또는 후진구동 여부를 검출하여 신호를 제공하는 센서를 포함하는 경우 또는
    상하 승강 플레이트에 연결되는 피감지체의 움직임을 감지하여 신호를 제공하는 센서를 포함하는 경우이고,
    상기 충돌검출신호 제공부는
    상기 상하 승강 실린더의 전진 또는 후진변위를 검출하여 신호를 제공하는 센서를 포함하는 경우 또는
    상기 수평방향 정위치 실린더의 전진 또는 후진변위를 검출하여 신호를 제공하는 센서를 포함하는 경우인 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 베이스유닛은 다관절 로봇이고,
    상기 구동유닛은 부가동작축을 포함하는 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 부가동작축의 샤프트에 상기 매개부재가 체인전동구조, 벨트전동구조, 또는 기어전동구조로 연결되는 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 부가동작축의 샤프트가 상기 매개부재에 직결 구조에 의하여 연결되는 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 프레임은
    일측으로 연장형성되는 로봇 부착부;
    상기 프레임의 상측에 형성되고 상기 부가동작축이 부착되되 상기 부가동작축의 샤프트가 상기 매개부재에 연결되도록 지지하는 부가동작축 부착부;
    를 더 포함하여 상기 부가동작축의 샤프트가 상기 매개부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 용접 유닛은
    상기 자유유동 종동체 샤프트에 부착되는 토치 스테이지와
    상기 토치 스테이지에 부착되어 상기 자유유동 종동체 샤프트와 일체로 회동자재하는 용접 토치를 포함하고,
    상기 토치 스테이지는 수직 및 수평방향 전방위 위치 조절부 및 각도 조절부
    를 포함하여 상기 용접 토치의 수직 및 수평방향 전방위 위치 및 각도 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  18. 제1항에 있어서,
    베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트에 형성되는 결합홀;
    상기 결합홀에 착탈가능하게 설치되고 상기 전열튜브의 중공에 내삽되는 복수의 지그핀;
    상기 결합홀에 착탈가능하게 설치되고 상기 튜브시트를 측방에서 안내지지하는 복수의 지그서포트;
    를 포함하고,
    상기 지그핀 및 상기 지그서포트의 결합홀은 용접 대상물의 규격에 상응하도록 형성되어 다규격 공용사용이 가능한 용접지그가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.
  19. 제1항에 있어서,
    제1 맞춤고정홀이 형성되는 베이스지그;
    상기 제1 맞춤고정홀과 연통되는 제2 맞춤고정홀이 형성되고 상기 베이스지그의 상면에 안착되는 착탈교체지그;
    상기 착탈교체지그의 상면에 일체화 고정되되, 선단부는 상기 전열튜브의 중공으로 내삽되고,
    기단부에는 상기 제2 맞춤고정홀을 관통하는 맞춤고정돌출부가 형성되되,
    상기 맞춤고정돌출부가 상기 제2 맞춤고정홀에 삽입된 후, 하측으로 상기 베이스지그의 제1 맞춤고정홀에도 삽입가능한 길이로 돌출되는 지그핀;
    을 포함하여 상기 착탈교체지그가 상기 베이스지그의 상면에 착탈가능하게 맞춤고정되어 안착됨으로서 다규격 공용사용이 가능한 용접지그가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 전열튜브 용접장치.


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