KR102601007B1 - 원통형 용접 대상물 자동 용접장치 - Google Patents

원통형 용접 대상물 자동 용접장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 원통형 용접 대상물의 안착면을 제공하되, 회전모듈에 의해 회전 및 승강모듈에 의해 승강하는 지지플레이트; 상기 지지플레이트 상면에 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치되되, 로드 돌출을 통해 상기 지지플레이트에 안착되는 상기 원통형 용접 대상물을 상기 지지플레이트 중심으로 유도하는 복수 개의 제1실린더; 및 상기 지지플레이트 상면에 배치되되, 로드 돌출을 통해 용접 이후의 상기 원통형 용접 대상물을 상기 지지플레이트 중심으로부터 외측 일 방향으로 밀어내는 제2실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 용접 대상물 자동 용접장치에 관한 것이다.

Description

원통형 용접 대상물 자동 용접장치{cylindrical welding object automatic welding device}
본 발명은 용접장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장치 내부로의 원통형 용접 대상물 투입, 투입 완료된 원통형 용접 대상물 외주면 둘레를 따라 이어지는 용접 실시 및 장치 내부로부터 용접 완료된 원통형 용접 대상물 배출이 자동으로 이루어짐으로써 원통형 용접 대상물의 용접 작업에 소요되는 시간 및 노동력이 절감됨에 따라 용접 작업 효율을 높일 수 있도록 하는 원통형 용접 대상물 자동 용접장치에 관한 것이다.
어느 하나 부재에 다른 하나 부재를 결합하는 방식의 하나로 용접이 있다.
용접은 어느 하나 부재의 일부와 다른 하나 부재의 일부를 녹여 붙이는바, 겹침 여유나 덮개판의 필요 없이 이음 현상을 자유롭게 할 수 있으므로 재료를 절약할 수 있고, 사전 가공이 거의 없어 공정수를 줄일 수 있으므로 제작이 저렴하게 이루어질 수 있으며, 기밀성 및 수밀성이 향상될 수 있는 등의 장점을 갖는다.
한편, 원통형 용접 대상물의 경우 제1부재와 제2부재 사이 외주면 둘레를 따라 용접을 실시하게 된다.
이때, 원통형 용접 대상물은 그 하중이 상당하므로 이를 돌려가며 용접하는데 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 상당한 피로가 따르게 되는 문제가 있었다.
이와 같은 문제를 해소하고자 대한민국 공개특허 제10-2012-0097566호 등에 개시된 바와 같이 회전이 이루어지는 '지지플레이트'에 원통형 용접 대상물을 안착시켜 지지플레이트 회전에 의해 원통형 용접 대상물이 회전하는 과정에서 용접을 실시함으로써 원통형 용접 대상물 용접에 소요되는 시간을 최소화고 피로도를 덜고 있다.
그러나 회전이 이루어지는 지지플레이트를 이용하여 원통형 용접 대상물을 용접하더라도 지지플레이트로의 원통형 용접 대상물 투입 과정 및 지지플레이트부터의 원통형 용접 대상물 배출 과정에서는 작업자의 손이 필요하게 되므로 여전히 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 상당한 피로가 따르게 되는 문제가 있었다.
상기의 이유로 해당분야에서는 장치 내부로의 원통형 용접 대상물 투입, 투입 완료된 원통형 용접 대상물 외주면 둘레를 따라 이어지는 용접 실시 및 장치 내부로부터 용접 완료된 원통형 용접 대상물 배출이 자동으로 이루어짐으로써 원통형 용접 대상물의 용접 작업에 소요되는 시간 및 노동력이 절감됨에 따라 용접 작업 효율을 높일 수 있도록 하는 자동 용접장치의 개발을 시도하고 있으나, 현재까지는 만족할 만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0097566호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 장치 내부로의 원통형 용접 대상물 투입, 투입 완료된 원통형 용접 대상물 외주면 둘레를 따라 이어지는 용접 실시 및 장치 내부로부터 용접 완료된 원통형 용접 대상물 배출이 자동으로 이루어짐으로써 원통형 용접 대상물의 용접 작업에 소요되는 시간 및 노동력이 절감됨에 따라 용접 작업 효율을 높일 수 있도록 하는 자동 용접장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
원통형 용접 대상물의 안착면을 제공하되, 회전모듈에 의해 회전 및 승강모듈에 의해 승강하는 지지플레이트; 상기 지지플레이트 상면에 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치되되, 로드 돌출을 통해 상기 지지플레이트에 안착되는 상기 원통형 용접 대상물을 상기 지지플레이트 중심으로 유도하는 복수 개의 제1실린더; 및 상기 지지플레이트 상면에 배치되되, 로드 돌출을 통해 용접 이후의 상기 원통형 용접 대상물을 상기 지지플레이트 중심으로부터 외측 일 방향으로 밀어내는 제2실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 용접 대상물 자동 용접장치를 제안한다.
상기 지지플레이트는 상면에 전후 및 좌우로 간격을 두고 배치되는 복수 개의 구름부재를 포함할 수 있다.
상기 구름부재는 스프링에 의해 탄력적으로 지지되는 볼을 포함하는 볼플런저일 수 있다.
상기 지지플레이트는 상면의 적어도 일 지점에 배치되어 상기 원통형 용접 대상물의 정위치 안착을 감지하는 센서를 포함할 수 있다.
본 발명은, 상기 원통형 용접 대상물을 상기 지지플레이트로 이송하는 제1컨베이어; 상기 지지플레이트 일측에 배치되되, 상기 제1실린더에 의해 상기 지지플레이트 증심으로 유도된 상기 원통형 용접 대상물이 상기 지지플레이트와 함께 회전할 때 전진 및 승강하여 용접건을 통해 상기 원통형 용접 대상물의 외주면 둘레를 따라 용접하는 용접기; 및 상기 지지플레이트 일측 상기 제2실린더와 마주하는 방향에 배치되되, 상기 제2실린더에 의해 밀려난 용접 이후의 상기 원통형 용접 대상물을 상기 지지플레이트 외부로 배출하는 제2컨베이어;를 더 포함할 수 있다.
상기 용접기는, 상기 용접건을 지지하되, 적어도 일 방향으로 회전이 이루어지는 암;을 포함한다.
상기 용접기는 전후로 이동이 이루어지는 보조암을 더 포함할 수 있다.
상기 용접기는 상기 원통형 용접 대상물의 외주면 둘레를 따라 용접하기 이전에 상기 원통형 용접 대상물 외주면 둘레 복수 개 지점을 가용접 할 수 있다.
본 발명은, 상기 지지플레이트 상면의 적어도 일 지점에 배치되어 상기 원통형 용접 대상물의 이동을 제한하는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 상기 지지플레이트 상면에 방사상으로 배치되되, 상승이 이루어짐에 따라 상기 지지플레이트 중심으로 유도된 상기 원통형 용접 대상물을 물어 고정하는 복수 개의 홀더;를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 상기 제1실린더 각각을 상기 지지플레이트 내외측으로 이동시키는 직선운동모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 직선운동모듈은 곧게 이어지는 레일을 따라 슬라이딩부재의 슬라이딩이 이루어지는 리니어가이드일 수 있다.
본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치는, 승강 및 회전이 이루어지는 지지플레이트를 포함하는바, 지지플레이트에 안착되는 원통형 용접 대상물이 지지플레이트와 함께 회전할 때 용접기에 의해 용접이 이루어짐으로써 원통형 용접 대상물의 외주면 둘레를 따라 간단히 용접이 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치는, 제1실린더를 포함하여 제1실린더에 의해 원통형 용접 대상물이 지지플레이트 중심으로 유되되는바, 원통형 용접 대상물이 늘상 지지플레이트에 정위치할 수 있으므로 용접기를 통한 원통형 용접 대상물의 외주면 둘레 용접이 매번 균일하게 이루어질 수 있어 용접 품질을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치는, 제1컨베이어 및 제2컨베이어를 더 포함할 수 있는바, 제1컨베이어에 의해 장치로의 원통형 용접 대상물 자동 투입이 이루어질 수 있고, 제2컨베이어에 의해 장치로부터 용접 완료된 원통형 용접 대상물의 자동 배출이 이루어질 수 있으므로 원통형 용접 대상물 투입 및 배출에 소요되는 시간 및 노동력이 절감될 수 있어 원통형 용접 대상물 용접 작업의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치의 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치로의 원통형 용접 대상물 투입을 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치에서 제1실린더에 의한 원통형 용접 대상물 유도를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치에서 용접기에 의한 원통형 용접 대상물 용접을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치로부터 용접 완료된 원통형 용접 대상물 배출을 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치에서 스토퍼에 의한 원통형 용접 대상물 이동 제한을 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치에서 홀더에 의한 원통형 용접 대상물 고정을 보인 예시도이다.
도 8은 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치에서 용접기의 암 회전을 보인 예시도이다.
도 9는 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치에서 제1실린더의 다른 배치 형태를 보인 예시도이다.
도 10은 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치에서 용접기가 보조암을 포함하는 형태를 보인 예시도이다.
이하, 첨부 도면에 의거 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치(A)는, 지지플레이트(20); 제1실린더(30); 및 제2실린더(50);를 포함한다.
본 발명의 지지플레이트(20)는 원통형 용접 대상물(100)의 안착면을 제공한다.
이때, 지지플레이트(20)는 상면에 전후 및 좌우로 간격을 두고 배치되는 복수 개의 구름부재(21)를 포함함으로써 지지플레이트(20)에 안착되는 원통형 용접 대상물(100) 저면이 구름부재(21)와 접촉하게 되므로 구름부재(21) 회전에 의해 원통형 용접 대상물(100)이 지지플레이트(20) 가장자리로부터 중심을 향해 원활히 이동될 수 있다.
여기서, 구름부재(21)는 회전이 이루어짐에 따라 원통형 용접 대상물(100) 이동시 저항 발생을 줄일 수 있는 것이라면 통상의 어떠한 구조 및 방식의 것이어도 무방하며, 그 일례로는 스프링(21a)에 의해 탄력적으로 지지되는 볼(21b)을 포함하는 볼플런저일 수 있다.
또한, 지지플레이트(20)는 상면의 적어도 일 지점에 배치되어 원통형 용접 대상물(100)의 정위치 안착을 감지하는 센서(22)를 더 포함함으로써 센서(22)의 신호에 따라 원통형 용접 대상물(100)의 정위치 안착이 이루어진 상태에서만 용접기(40)의 작동이 이루어질 수 있다.
이때, 센서(22)는, 지지플레이트(20) 중심에 단일로 배치되어 지지플레이트(20) 저면 중심에 사전 배치되는 마커(도면상 미도시)를 감지함으로써 원통형 용접 대상물(100)의 정위치 안착을 감지하거나, 지지플레이트(20) 중심 둘레에 방사상으로 배치되어 지지플레이트(20) 저면과의 접촉 여부를 감지함으로써 원통형 용접 대상물(100)의 정위치 안착을 감지할 수 있다.
그리고 지지플레이트(20)는 회전모듈(23)에 의해 회전 및 승강모듈(24)에 의해 승강함으로써 지지플레이트(20)의 회전이 이루어짐에 따라 원통형 용접 대상물(100) 외주면 둘레를 따라 용접이 실시될 수 있고, 지지플레이트(20)의 승강이 이루어짐에 따라 지지플레이트(20) 회전시 제1실린더(30) 및 제2실린더(50) 등에 의한 간섭이 방지될 수 있다.
이때, 회전모듈(23) 및 승강모듈(24)은 통상의 어떠한 구조 및 방식의 것이어도 무방한바, 회전모듈(23) 및 승강모듈(24)에 관한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 회전모듈(23)은 사전 설정에 따라 회전속도 및 회전방식을 달리하는 것임으로써 저속 회전이 이루어짐에 따라 원통형 용접 대상물(100) 용접시의 비드 형성 두께 증가 등이 이루어질 수 있고, 일정 각도 단계별 회전함에 따라 원통형 용접 대상물(100)의 외주면 둘레 복수 개 지점의 가용접이 이루어질 수 있다.
또한, 지지플레이트(20)는 가장자리로부터 중심을 향해 오목하게 형성된 복수 개의 함몰부(25)를 포함함으로써 함몰부(25) 어느 하나의 내측으로 제1컨베이어(10) 선단이 진입함에 따라 제1컨베이어(10) 선단이 지지플레이트(20) 중심에 더욱 근접할 수 있다.
한편, 원통형 용접 대상물(100)은 제1부재(도면부호 미표시)와 제2부재(도면부호 미표시) 사이의 외주면 둘레를 따라 용접이 요구되는 것이라면 통상의 어떠한 종류의 것이어도 무방하며, 그 일례로는 몸체와 플랜지 사이의 외주면 둘레를 따라 용접이 요구되는 배관일 수 있다.
본 발명의 제1실린더(30)는, 지지플레이트(20) 상면에 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치되되, 로드(31) 돌출을 통해 지지플레이트(20)에 안착된 원통형 용접 대상물(100)을 지지플레이트(20) 중심으로 유도한다.
이때, 로드(31) 선단에는 횡방향으로 이어지는 접촉부재(32)가 마련됨으로써 로드(31) 돌출이 이루어질 때 접촉부재(32)가 원통형 용접 대상물(100)의 외주면에 접촉함에 따라 원통형 용접 대상물(100)의 유도가 안정적으로 이루어질 수 있다.
여기서, 접촉부재(32)는 원통형 용접 대상물(100)과의 접촉을 감지하는 센서(32a)를 포함할 수 있다.
따라서 제1실린더(30) 각각의 접촉부재(32)에 마련되는 센서(32a)가 원통형 용접 대상물(100)과의 접촉을 감지할 때 로드(31) 돌출이 중단되도록 설정함으로써 접촉부재(32)가 원통형 용접 대상물(100)과 일정한 압력으로 접촉하게 되므로 로드(31)의 과도한 돌출로 인한 제1실린더(30)의 손상이 방지될 수 있다.
그리고 접촉부재(32)는 원통형 용접 대상물(100)의 외주면 곡률에 상응하는 곡률로 형성됨으로써 접촉부재(32)가 원통형 용접 대상물(100)의 외주면에 긴밀히 접촉할 수 있다.
한편, 제1실린더(30)는 지지플레이트(20)의 전, 후, 좌, 우 사방에 설치될 수 있으나, 이는 일례일 뿐 설치 개수에 제한이 없다.
예컨대, 제1실린더(30)는 도 9에 도시된 바와 같이 3개가 지지플레이트(20) 둘레를 따라 방사상으로 배치될 수 있다.
본 발명의 용접기(40)는, 지지플레이트(20) 일측에 배치되되, 제1실린더(30)에 의해 지지플레이트(20) 증심으로 유도된 원통형 용접 대상물(100)이 지지플레이트(20)와 함께 회전할 때 전진 및 승강하여 용접건(41)을 통해 원통형 용접 대상물(100)의 외주면 둘레를 따라 용접한다.
이때, 용접건(41)은 적어도 일 방향으로 회전이 이루어지는 암(42)에 의해 지지됨으로써 암(42) 회전에 의해 용접건(41)이 회전하여 다양한 각도로 원통형 용접 대상물(100)에 미침에 따라 다양한 형태의 원통형 용접 대상물(100) 용접이 이루어질 수 있다.
또한, 용접기(40)는 전후로 이동이 이루어지는 보조암(43)을 더 포함함으로써 보조암(43)을 통해 용접봉(도면상 미도시) 지지가 이루어짐에 따라서는 용접봉이 요구되는 용접 또한 이루어질 수 있다.
여기서, 보조암(43)에 지지되는 용접봉은 용접 과정에서 보조암(43)의 전진이 이루어짐에 따라 원통형 용접 대상물(100)에 일정한 압력으로 접촉하게 되므로 용접봉이 요구되는 용접이 안정적으로 이루어질 수 있다.
한편, 용접기(40)는 원통형 용접 대상물(100)의 외주면 둘레를 따라 용접하기 이전에 원통형 용접 대상물(100) 외주면 둘레 복수 개 지점을 가용접함으로써 가용접에 의해 원통형 용접 대상물(100)을 이루는 제1부재와 제2부재의 가고정이 이루어지므로 원통형 용접 대상물(100)의 외주면 둘레를 따라 진행되는 용접이 안정적으로 이루어질 수 있다.
이때, 원통형 용접 대상물(100) 외주면 둘레 복수 개 지점의 가용접은 지지플레이트(20)가 일정한 각도로 단계별 회전하는 과정에서 이루어질 수 있다.
그리고 용접기(40)의 전진 및 승강 폭은 원통형 용접 대상물(100)의 규격에 상응하도록 사전 설정됨으로써 용접기(40)의 전진 및 승강이 이루어짐에 따라 용접건(41) 선단이 정확히 용접 부위에 이를 수 있다.
본 발명의 제2실린더(50)는, 지지플레이트(20) 상면에 배치되되, 로드(51) 돌출을 통해 용접 이후의 원통형 용접 대상물(100)을 지지플레이트(20) 중심으로부터 외측 일 방향으로 밀어낸다.
이때, 로드(51) 선단에는 횡방향으로 이어지는 접촉부재(52)가 마련됨으로써 로드(51) 돌출이 이루어질 때 접촉부재(52)가 원통형 용접 대상물(100)의 외주면에 접촉함에 따라 원통형 용접 대상물(100)의 밀어냄이 안정적으로 이루어질 수 있다.
여기서, 접촉부재(52)는 제1실린더(30)의 로드 선단에 마련되는 접촉부재(32)와 동일한 것인바, 접촉부재(52)에 관한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제2컨베이어(60)는, 지지플레이트(20) 일측 제2실린더(50)와 마주하는 방향에 배치되되, 제2실린더(50)에 의해 밀려난 용접 완료된 원통형 용접 대상물(100)을 지지플레이트(20) 외부로 배출한다.
이때, 제2컨베이어(60)는 모터 구동에 의해 일 방향으로 주행함으로써 용접 완료된 원통형 용접 대상물(100)의 배출이 이루어질 수 있다.
또한, 추가적으로 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치(A)는, 제1컨베이어(10); 용접기(40); 및 제2컨베이어(60);를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1컨베이어(10)는 원통형 용접 대상물(100)을 지지플레이트(20)로 이송한다.
이때, 제1컨베이어(10)는 모터(도면상 미도시) 구동에 의해 일 방향으로 주행함으로써 원통형 용접 대상물(100)이 지지플레이트(20)로 이송될 수 있다.
본 발명의 용접기(40)는, 지지플레이트(20) 일측에 배치되되, 제1실린더(30)에 의해 지지플레이트(20) 증심으로 유도된 원통형 용접 대상물(100)이 지지플레이트(20)와 함께 회전할 때 전진 및 승강하여 용접건(41)을 통해 원통형 용접 대상물(100)의 외주면 둘레를 따라 용접한다.
이때, 용접건(41)은 적어도 일 방향으로 회전이 이루어지는 암(42)에 의해 지지됨으로써 암(42) 회전에 의해 용접건(41)이 회전하여 다양한 각도로 원통형 용접 대상물(100)에 미침에 따라 다양한 형태의 원통형 용접 대상물(100) 용접이 이루어질 수 있다.
또한, 용접기(40)는 전후로 이동이 이루어지는 보조암(43)을 더 포함함으로써 보조암(43)을 통해 용접봉(도면상 미도시) 지지가 이루어짐에 따라서는 용접봉이 요구되는 용접 또한 이루어질 수 있다.
여기서, 보조암(43)에 지지되는 용접봉은 용접 과정에서 보조암(43)의 전진이 이루어짐에 따라 원통형 용접 대상물(100)에 일정한 압력으로 접촉하게 되므로 용접봉이 요구되는 용접이 안정적으로 이루어질 수 있다.
한편, 용접기(40)는 원통형 용접 대상물(100)의 외주면 둘레를 따라 용접하기 이전에 원통형 용접 대상물(100) 외주면 둘레 복수 개 지점을 가용접함으로써 가용접에 의해 원통형 용접 대상물(100)을 이루는 제1부재와 제2부재의 가고정이 이루어지므로 원통형 용접 대상물(100)의 외주면 둘레를 따라 진행되는 용접이 안정적으로 이루어질 수 있다.
이때, 원통형 용접 대상물(100) 외주면 둘레 복수 개 지점의 가용접은 지지플레이트(20)가 일정한 각도로 단계별 회전하는 과정에서 이루어질 수 있다.
그리고 용접기(40)의 전진 및 승강 폭은 원통형 용접 대상물(100)의 규격에 상응하도록 사전 설정됨으로써 용접기(40)의 전진 및 승강이 이루어짐에 따라 용접건(41) 선단이 정확히 용접 부위에 이를 수 있다.
본 발명의 제2컨베이어(60)는, 지지플레이트(20) 일측 제2실린더(50)와 마주하는 방향에 배치되되, 제2실린더(50)에 의해 밀려난 용접 이후의 원통형 용접 대상물(100)을 지지플레이트(20) 외부로 배출한다.
이때, 제2컨베이어(60)는 모터 구동에 의해 일 방향으로 주행함으로써 용접 완료된 원통형 용접 대상물(100)의 배출이 이루어질 수 있다.
또한, 추가적으로 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치(A)는 지지플레이트(20) 상면의 적어도 일 지점에 배치되는 스토퍼(70)를 더 포함할 수 있다.
따라서 제1컨베이어(10)에 의해 지지플레이트(20)에 안착되는 원통형 용접 대상물(100)이 구름부재(21) 회전에 의해 지지플레이트(20) 상면에서 이동하는 과정에서 스토퍼(70)와 접촉함에 따라 더 이상의 이동이 제한될 수 있다.
또한, 추가적으로 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치(A)는, 지지플레이트(20) 상면에 방사상으로 배치되되, 승강이 이루어지는 복수 개의 홀더(80);를 더 포함할 수 있다.
따라서 제1실린더(30)의 로드(31) 돌출에 의해 지지플레이트(20) 중심으로 유도된 원통형 용접 대상물(100) 하단이 상승 상태의 홀더(80) 각각에 물려 고정됨에 따라 차후 용접기(40)를 통한 원통형 용접 대상물(100)의 용접 과정에서 원통형 용접 대상물(100)의 의도하지 않은 유동이 방지될 수 있다.
이때, 홀더(80)의 승강은 지지플레이트(20)의 승강에 관여하는 승강모듈(24)과 별개인 다른 승강모듈(도면상 미도시)에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 추가적으로 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치(A)는, 제1실린더(30) 각각을 상기 지지플레이트(20) 내외측으로 이동시키는 직선운동모듈(90)을 더 포함할 수 있다.
따라서 제1실린더(30)가 직선운동모듈(90)에 의해 지지플레이트(20) 내측으로 이동함에 따라 상대적으로 소형의 원통형 용접 대상물(100)이 제1실린더(30) 로드(31) 출몰에 의해 지지플레이트(20) 중심으로 유도될 수 있고, 제1실린더(30)가 직선운동모듈(90)에 의해 지지플레이트(20) 외측으로 이동함에 따라 상대적으로 대형의 원통형 용접 대상물(100)이 제1실린더(30) 로드(31) 출몰에 의해 지지플레이트(20) 중심으로 유도될 수 있다.
이때, 직선운동모듈(90)은 제1실린더(30)의 내외측 이동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 것이라면 통상의 어떠한 구조 및 방식의 것이어도 무방하며, 그 일례로는 곧게 이어지는 레일(91)을 따라 슬라이딩부재(92)의 슬라이딩이 이루어지는 리니어가이드일 수 있으며, 제1실린더(30)는 슬라이딩부재(92)에 결합됨으로써 슬라이딩부재(92)의 전후 슬라이딩에 의해 제1실린더(30)의 내외측 이동이 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치(A)를 통한 원통형 용접 대상물(100)의 자동 용접에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 모터 구동에 의해 일 방향으로 주행하는 제1컨베이어(10)를 포함할 수 있는바, 제1컨베이어(10)에 의해 원통형 용접 대상물(100)의 일 방향 이송이 이루어질 수 있다.
그리고 본 발명은 제1컨베이어(10)의 선단에 인접 배치되는 지지플레이트(20)를 포함하는바, 도 2에 도시된 바와 같이 제1컨베이어(10)에 의해 이송된 원통형 용접 대상물(100)이 지지플레이트(20)에 안착될 수 있다.
이때, 지지플레이트(20)는 상면에 전후 및 좌우로 간격을 두고 배치되는 복수 개의 구름부재(21)를 포함하는바, 구름부재(21) 회전이 이루어짐에 따라 지지플레이트(20)에 안착되는 원통형 용접 대상물(100)이 지지플레이트(20) 가장자리로부터 중심을 향해 이동할 수 있다.
그리고 본 발명은 지지플레이트(20) 상면에 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치되는 복수 개의 제1실린더(30)를 포함하는바, 제1실린더(30)의 로드(31) 돌출이 이루어짐에 따라 지지플레이트(20)에 위치하는 원통형 용접 대상물(100)이 지지플레이트(20) 중심으로 유도될 수 있다.
이때, 제1실린더(30) 각각의 로드(31)는 도 3에 도시된 바와 같이 일정한 폭으로 돌출되는바, 원통형 용접 대상물(100)의 외주면 복수 지점이 각각의 제1실린더(30) 로드(31)와 접촉, 더욱 구체적으로 로드(31) 선단의 접촉부재(32)와 접촉함에 따라 해당 원통형 용접 대상물(100)이 지지플레이트(20) 중심으로 정확히 유도될 수 있다.
여기서, 지지플레이트(20)는 상면의 적어도 일 지점에 배치되는 센서(22)를 더 포함할 수 있는바, 특정 지점에 위치하는 센서(22)가 원통형 용접 대상물(100)을 감지함에 따라 원통형 용접 대상물(100)의 정위치 안착이 감지될 수 있어 원통형 용접 대상물(100)의 정위치 안착 상태에서만 지지플레이트(20)의 회전 및 용접기(40) 전진 등의 동작이 이루어질 수 있다.
또한, 제1실린더(30)의 각 로드(31) 선단에 마련되는 접촉부재(32)는 원통형 용접 대상물(100)과의 접촉을 감지하는 센서(32a)를 포함할 수 있는바, 제1실린더(30) 각각의 접촉부재(32)에 마련되는 센서(32a)가 원통형 용접 대상물(100)과의 접촉을 감지할 때 로드(31) 돌출이 중단되도록 설정함으로써 접촉부재(32)가 원통형 용접 대상물(100)과 일정한 압력으로 접촉하게 되므로 로드(31)의 과도한 돌출로 인한 제1실린더(30)의 손상이 방지될 수 있다.
그리고 본 발명은 지지플레이트(20) 일측에 배치되는 용접기(40)를 포함할 수 있는바, 지지플레이트(20) 증심으로 유도된 원통형 용접 대상물(100)이 지지플레이트(20)와 함께 회전할 때 도 4에 도시된 바와 같이 용접기(40)가 전진 및 승강하여 용접건(41)이 용접 부위에 접촉함에 따라 원통형 용접 대상물(100)의 외주면 둘레를 따라 용접이 이루어질 수 있다.
이때, 용접기(40)는 원통형 용접 대상물(100)의 외주면 둘레를 따라 용접하기 이전에 원통형 용접 대상물(100) 외주면 둘레 복수 개 지점을 가용접함으로써 가용접에 의해 원통형 용접 대상물(100)을 이루는 제1부재와 제2부재의 가고정이 이루어지므로 원통형 용접 대상물(100)의 외주면 둘레를 따라 진행되는 용접이 안정적으로 이루어질 수 있다.
여기서, 용접기(40)에 의한 용접은 CO2 용접일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
즉, 본 발명의 용접기(40)는 도 10에 도시된 바와 같이 전후로 이동이 이루어지는 보조암(43)을 더 포함할 수 있는바, 보조암(43)을 통해 용접봉 지지가 이루어짐에 따라서는 용접봉이 불필요한 CO2 용접 외에 용접봉이 요구되는 다른 방식의 용접, 예컨대 아르곤 용접이 이루어질 수 있다.
다만, 원통형 용접 대상물(100)의 형태 등에 따라서는 용접 부위로의 용접건(41) 진입에 곤란함이 따를 수 있다.
그러나 본 발명의 용접기(40)는, 용접건(41)을 지지하되, 적어도 일 방향으로 회전이 이루어지는 암(42);을 포함하는바, 도 8에 도시된 바와 같이 암(42)의 회전이 이루어짐에 따라 용접건(41)의 진입 각도 변경이 이루어질 수 있으므로 원통형 용접 대상물(100)의 형태 등에 따라 용접건(41)의 진입 각도를 변경함으로써 다양한 형태 원통형 용접 대상물(100)의 용접이 원활하게 이루어질 수 있다.
그리고 본 발명은 지지플레이트(20) 상면에 배치되는 제2실린더(50)를 포함하는바, 도 5에 도시된 바와 같이 제2실린더(50)의 로드(51) 돌출이 이루어짐에 따라 용접기(40)에 의해 용접 완료된 원통형 용접 대상물(100)을 일 방향으로 밀려날 수 있다.
즉, 제2실린더(50)의 로드(51) 돌출이 이루어짐에 따라 용접 완료된 원통형 용접 대상물(100)이 지지플레이트(20) 중심으로부터 가장자리로 이동할 수 있다.
이때, 제2실린더(50)의 로드(51) 돌출이 이루어지기 이전, 다시 말해 원통형 용접 대상물(100)의 용접이 완료된 상태에서 제1실린더(30) 각각의 로드(31)는 돌출 이전 상태로 복귀하고, 용접기(40)는 전진 이전 상태로 복귀하므로 제2실린더(50)의 로드(51) 돌출에 의한 용접 완료된 원통형 용접 대상물(100) 이동시 제1실린더(30) 및 용접기(40)에 의한 간섭이 방지된다.
그리고 본 발명은 지지플레이트(20) 일측 제2실린더(50)와 마주하는 방향에 배치되는 제2컨베이어(60)를 포함할 수 있는바, 제2실린더(50)에 의해 지지플레이트(20) 중심으로부터 가장자리로 이동하는 용접 완료된 원통형 용접 대상물(100)이 제2컨베이어(60) 선단에 걸친 상태에서 제2컨베이어(60)의 일 방향 주행이 이루어짐에 따라 용접 완료된 원통형 용접 대상물(100)이 지지플레이트(20) 외부로 배출될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 원통형 용접 대상물 자동 용접장치(A)는, 장치 내부로의 원통형 용접 대상물(100) 투입, 투입 완료된 원통형 용접 대상물(100) 외주면 둘레를 따라 이어지는 용접 실시 및 장치 내부로부터 용접 완료된 원통형 용접 대상물(100) 배출이 자동으로 이루어질 수 있는바, 원통형 용접 대상물(100)의 용접 작업에 소요되는 시간 및 노동력이 절감될 수 있으므로 용접 작업의 효율을 높일 수 있다.
한편, 본 발명은 원통형 용접 대상물(100)의 정위치 안착이 더욱 안정적으로 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명은, 지지플레이트(20) 상면의 적어도 일 지점에 배치되는 스토퍼(70)를 더 포함할 수 있는바, 도 6에 도시된 바와 같이 제1실린더(30)의 로드(31) 돌출에 의해 지지플레이트(20) 중심으로 유도되는 원통형 용접 대상물(100)이 스토퍼(70)에 접촉함에 따라 이동 제한이 이루어질 수 있으므로 이에 의해 원통형 용접 대상물(100)이 정위치에 정확이 안착될 수 있다.
또한, 본 발명은 원통형 용접 대상물(100)의 용접이 더욱 안정적으로 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명은 지지플레이트(20) 상면에 방사상으로 배치되는 복수 개의 홀더(80)를 더 포함할 수 있는바, 도 7에 도시된 바와 같이 제1실린더(30)의 로드(31) 돌출에 의해 지지플레이트(20) 중심으로 유도된 원통형 용접 대상물(100) 하단이 홀더(80) 각각에 물림에 따라 용접기(40)를 통한 원통형 용접 대상물(100)의 용접 과정에서 원통형 용접 대상물(100)의 의도하지 않은 유동이 방지될 수 있어 원통형 용접 대상물(100)의 용접이 더욱 안정적으로 이루어질 수 있다.
이때, 홀더(80)는 승강하는 것인바, 상승한 상태에서만 원통형 용접 대상물(100)을 물어 고정하므로 용접 이외 과정에서 홀더(80)가 하강 상태로 유지됨에 따라 홀더(80)에 의한 간섭이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명은 다양한 규격의 원통형 용접 대상물(100)을 대상으로 용접이 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명은, 제1실린더(30) 각각을 지지플레이트(20) 내외측으로 이동시키는 직선운동모듈(90)을 더 포함할 수 있는바, 제1실린더(30)가 직선운동모듈(90)에 의해 지지플레이트(20) 내측으로 이동함에 따라서는 상대적으로 소형, 즉 이전에 비해 직경이 작은 원통형 용접 대상물(100)이 제1실린더(30) 로드(31) 출몰에 의해 지지플레이트(20) 중심으로 유도될 수 있고, 제1실린더(30)가 직선운동모듈(90)에 의해 지지플레이트(20) 외측으로 이동함에 따라서는 상대적으로 대형, 즉 이전에 비해 직경이 큰 원통형 용접 대상물(100)이 제1실린더(30) 로드(31) 출몰에 의해 지지플레이트(20) 중심으로 유도될 수 있으므로 이에 의해 다양한 규격의 원통형 용접 대상물(100)을 대상으로 용접이 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 가능하며, 그와 같은 변경은 이하 청구범위 기재에 의하여 정의되는 본 발명의 보호범위 내에 있게 된다.
10 : 제1컨베이어 20 : 지지플레이트
21 : 구름부재 21a : 스프링
21b : 볼 22 : 센서
23 : 회전모듈 24 : 승강모듈
25 : 함몰부 30 : 제1실린더
31 : 로드 32 : 접촉부재
32a : 센서 40 : 용접기
41 : 용접건 42 : 암
43 : 보조암 50 : 제2실린더
51 : 로드 52 : 접촉부재
60 : 제2컨베이어 70 : 스토퍼
80 : 홀더 90 : 직선운동모듈
91 : 레일 92 : 슬라이딩부재
100 : 원통형 용접 대상물 A : 자동 용접장치

Claims (10)

  1. 원통형 용접 대상물의 안착면을 제공하되, 회전모듈에 의해 회전 및 승강모듈에 의해 승강하는 지지플레이트;
    상기 지지플레이트 상면에 일정한 간격을 두고 방사상으로 배치되되, 로드 돌출을 통해 상기 지지플레이트에 안착되는 상기 원통형 용접 대상물을 상기 지지플레이트 중심으로 유도하는 복수 개의 제1실린더; 및
    상기 지지플레이트 상면에 배치되되, 로드 돌출을 통해 용접 이후의 상기 원통형 용접 대상물을 상기 지지플레이트 중심으로부터 외측 일 방향으로 밀어내는 제2실린더;를 포함하고,
    상기 원통형 용접 대상물을 상기 지지플레이트로 이송하는 제1컨베이어;를 더 포함하며,
    상기 지지플레이트는 가장자리로부터 중심을 향해 오목하게 형성된 복수 개의 함몰부를 포함하여 상기 제1컨베이어의 선단이 상기 함몰부 어느 하나의 내측으로 진입함에 따라 상기 중심에 더 근접하고,
    상기 제1실린더는 상기 로드 선단의 접촉부재에 배치되는 센서를 포함하여 상기 센서가 상기 원통형 용접 대상물의 접촉을 감지함에 따라 상기 로드 돌출이 중단되어 상기 원통형 용접 대상물에 일정한 압력으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 원통형 용접 대상물 자동 용접장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지플레이트는 상면에 전후 및 좌우로 간격을 두고 배치되는 복수 개의 구름부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 용접 대상물 자동 용접장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지플레이트는 상면의 적어도 일 지점에 배치되어 상기 원통형 용접 대상물의 정위치 안착을 감지하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 용접 대상물 자동 용접장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지플레이트 일측에 배치되되, 상기 제1실린더에 의해 상기 지지플레이트의 상기 중심으로 유도된 상기 원통형 용접 대상물이 상기 지지플레이트와 함께 회전할 때 전진 및 승강하여 용접건을 통해 상기 원통형 용접 대상물의 외주면 둘레를 따라 용접하는 용접기; 및
    상기 지지플레이트 일측 상기 제2실린더와 마주하는 방향에 배치되되, 상기 제2실린더에 의해 밀려난 용접 이후의 상기 원통형 용접 대상물을 상기 지지플레이트 외부로 배출하는 제2컨베이어;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 용접 대상물 자동 용접장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 용접기는, 상기 용접건을 지지하되, 적어도 일 방향으로 회전이 이루어지는 암;을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 용접 대상물 자동 용접장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 용접기는 전후로 이동이 이루어지는 보조암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 용접 대상물 자동 용접장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 용접기는 상기 원통형 용접 대상물의 외주면 둘레를 따라 용접하기 이전에 상기 원통형 용접 대상물 외주면 둘레 복수 개 지점을 가용접하는 것을 특징으로 하는 원통형 용접 대상물 자동 용접장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 지지플레이트 상면의 적어도 일 지점에 배치되어 상기 원통형 용접 대상물의 이동을 제한하는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 용접 대상물 자동 용접장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 지지플레이트 상면에 방사상으로 배치되되, 상승이 이루어짐에 따라 상기 지지플레이트 중심으로 유도된 상기 원통형 용접 대상물을 물어 고정하는 복수 개의 홀더;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 용접 대상물 자동 용접장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1실린더 각각을 상기 지지플레이트 내외측으로 이동시키는 직선운동모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 용접 대상물 자동 용접장치.
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