KR20010037076A

KR20010037076A - 파이프 플랜지 자동용접장치

Info

Publication number: KR20010037076A
Application number: KR1019990044373A
Authority: KR
Inventors: 윤성한; 정평선
Original assignee: 추호석; 대우중공업 주식회사
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2001-05-07

Abstract

본 발명은, 선박에 배관을 제작하는 과정중 중,대형의 직관 파이프에 취부된 플랜지를 자동으로 용접하는 장치로서, 플랜지에 직관 파이프를 자동용접하기 위하여 터닝 롤의 상부에 직관 파이프를 위치시키고 그 터닝 롤을 설치한 측면에 자동 용접장치를 설치하여 직관 파이프와 플랜지가 밀착하는 곳에 용접 토오치를 위치시켜 플랜지를 자동으로 용접하는 장치에 있어서, 수직 기둥의 상부에 그 수직 기둥과 접하는 곳에 제 1 베어링을 설치한 포스트 회전장치를 설치하고, 그 포스트 회전장치에 연결되며 중앙에 수직하게 가이드 부를 형성한 상부 가이더; 상기 상부 가이더의 가이드 부에 결합되며, 가이드 부에서 상,하로 작동시키는 상,하작동 핸들과 수평방향(좌,우방향)으로 작동시키는 좌,우작동 핸들을 구비한 높이/거리 조절부; 상기 높이/거리 조절부의 좌,우작동 핸들에 제 1 연결대로 결합되는 상,하작동 관절부; 상기 상,하작동 관절부에 결합핀으로 연결되어 상,하로 이동이 가능하며, 일측에 위치를 측정하는 전자 센서와 용접 토오치의 용접량을 조절하는 콘트롤 박스를 설치한 용접장치 헤드 관절부; 및 상기 용접장치 헤드 관절부에 제 2 베어링과 제 2 연결대로 결합되고, 터닝 롤의 상부에 설치되는 직관 파이프와 플랜지가 접하는 면에 인접하여 설치되며, 가이드롤러 고정판을 하부에 설치한 용접장치 헤드;로 구성한 파이프 플랜지의 자동용접장치를 제공한다.

Description

파이프 플랜지 자동용접장치{Automatic welding machine for a pipe flange}

본 발명은, 선박에 배관을 제작하는 과정중에 중,대형의 직관에 취부된 플랜지를 터닝 롤에 의한 파이프 회전 상태에서 자동으로 용접하기 위한 파이프 플랜지 자동용접장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박에 배관을 설치하는 경우는, 기초적인 배관을 설치하고 그 배관에 플랜지(Flange)를 취부한 후 상기 플랜지에 중형의 직관 파이프를 용접하는데, 상기 직관 파이프를 플랜지에 용접하기 위해서는 그 직관 파이프를 터닝 롤에 올려 놓은후 상기 터닝 롤을 서서히 회전시켜가면서 플랜지와 직관 파이프를 용접장치를 이용하여 자동용접하거나 수동으로 용접한다.

도 1은 종래의 파이프 플랜지를 자동으로 용접하는 장치를 나타내는 도면으로서, 하부에서 직관 파이프(14)를 지지하고 회전시키는 터닝 롤(12)을 작업장에 설치하고, 상기 터닝 롤(12)을 설치한 곳에 용접 작업을 시행하는 경우에 사용되는 자동 용접장치(10)를 설치한 후에, 플랜지(16)와 연결된 직관 파이프(14)를 터닝 롤(12)의 가이드 롤러(28)로 회전시켜가면서 자동 용접장치(10)의 용접 토오치(26)로 직관 파이프(14)와 플랜지(16)를 용접하게 된다.

상기 자동 용접장치(10)는, 수직 기둥(18)을 용접장소의 바닥에 설치하고 상기 수직 기둥(18)에는 상부쪽으로 용접 토오치 호울더(20)를 연결볼트(22)로 결합한다. 상기 용접 토오치 호울더(20)에는 연결대(24)에 연결된 용접 토오치(26)가 설치되어 있어 플랜지(16)와 직관 파이프(14)의 접하는 면을 용접하게 된다.

특히, 상기 용접 토오치 호울더(20)는 내측에 상,하작동 조절부(30)를 설치하고 그 상,하작동 조절부(30)를 조정하는 조절구(32)를 상측으로 돌출하도록 설치한다. 그로인하여 상기 상,하작동 조절부(30)는 조절구(32)를 조절하면서 상,하작동 조절부(30)에 연결된 용접 토오치(26)의 상,하 높이를 조절할 수 있게 된다.

종래의 용접 장치를 사용하여 플랜지를 직관 파이프와 용접하는 경우는, 플랜지와 직관 파이프가 밀착되는 부분에 용접 토오치를 일정 간격으로 위치시켜 용접하는 경우 그 간격을 그대로 유지한채로 용접작업을 연속적으로 진행시킬 수 없어 용접 능률이 떨어지는 문제점이 있었고, 특히 터닝 롤의 회전에 의하여 그 상부에 탑재된 직관 파이프가 길이방향으로 이동이 발생되는 경우 직관 파이프가 이동한 만큼 용접 토오치가 함께 이동되지 않아 작업의 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 상기 자동 용접장치에 전자 센서를 설치하는 경우도 용접 아크에 의한 광선, 열, 분진, 가스 및 스패터에 의해 전자 센서가 제기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은, 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은, 파이프에 플랜지를 취부한 후 중형의 직관 파이프를 플랜지와 용접하기 위하여 터닝 롤에 탑재를 한후 로울러를 회전시키며 수동 용접 및 간이 장치에 의한 용접작업을 진행하는 경우 작업감시가 불필요하며, 설치되는 전자 센서가 제기능을 발휘할 수 있어 직관 파이프의 연동에 따라 용접 토오치가 이동이 가능하여 일정한 거리를 유지시킬 수 있도록 하는 파이프 플랜지 자동용접장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은, 전술한 목적을 달성하기 위하여, 플랜지에 직관 파이프를 자동용접하기 위하여 터닝 롤의 상부에 직관 파이프를 위치시키고 그 터닝 롤을 설치한 측면에 자동 용접장치를 설치하여 직관 파이프와 플랜지가 밀착하는 곳에 용접 토오치를 위치시켜 플랜지를 자동으로 용접하는 장치에 있어서, 수직 기둥의 상부에 그 수직 기둥과 접하는 곳에 제 1 베어링을 설치한 포스트 회전장치를 설치하고, 그 포스트 회전장치에 연결되며 중앙에 수직하게 가이드 부를 형성한 상부 가이더; 상기 상부 가이더의 가이드 부에 결합되며, 가이드 부에서 상,하로 작동시키는 상,하작동 핸들과 수평방향(좌,우방향)으로 작동시키는 좌,우작동 핸들을 구비한 높이/거리 조절부; 상기 높이/거리 조절부의 좌,우작동 핸들에 제 1 연결대로 결합되는 상,하작동 관절부; 상기 상,하작동 관절부에 결합핀으로 연결되어 상,하로 이동이 가능하며, 일측에 위치를 측정하는 전자 센서와 용접 토오치의 용접량을 조절하는 콘트롤 박스를 설치한 용접장치 헤드 관절부; 및 상기 용접장치 헤드 관절부에 제 2 베어링과 제 2 연결대로 결합되고, 터닝 롤의 상부에 설치되는 직관 파이프와 플랜지가 접하는 면에 인접하여 설치되며, 가이드롤러 고정판을 하부에 설치한 용접장치 헤드;로 구성한 파이프 플랜지의 자동용접장치를 제공한다.

도 1은 종래의 파이프 플랜지를 자동으로 용접하는 장치를 나타내는 도면.

도 2a는 본 발명의 파이프 플랜지를 자동으로 용접하는 장치를 나타내는 도면, 도 2b는 도 2a의 A-A 단면도.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

40: 터닝 롤 44: 직관 파이프

48: 자동 용접장치 50: 플랜지

52: 가이드 롤러 54: 수직 기둥

58: 상부 가이더 60: 포스트 회전장치

62: 제 1 베어링 64: 가이드 부

68: 높이/거리 조절부 70,170: 상,하작동 핸들

72,172: 좌,우작동 핸들 74: 제1연결대

78: 상,하작동 관절부 80: 결합핀

82: 용접장치 헤드 관절부 84: 콘트롤 박스

86: 제2연결대 88: 용접장치 헤드

90,190: 가이드롤러 고정판 92: 몸체

94: 전,후 이송장치 96: 상,하 이송장치

98: 홀더 연결대 100: 용접 토오치

102: 상부 가이드롤러 104: 가이드롤러 회전축

108: 가이드롤러 가압장치 110: 전자 센서

112: 제2 베어링 114: 측부 가이드롤러

본 고안의 구성과 작용상태를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2a는 본 발명의 파이프 플랜지를 자동으로 용접하는 장치를 나타내는 도면이고, 도 2b는 도 2a의 A-A 단면도이다.

도 2a와 도 2b에서 알 수 있듯이, 용접장치는, 크게 터닝 롤(40), 직관 파이프(44) 및 자동 용접장치(48)로 구성된다. 상기 터닝 롤(40)에는 상부에 직관 파이프(44)와 플랜지(50)가 설치되고, 상기 직관 파이프(44)의 하부에는 터닝 롤(40)의 가이드 롤러(52)에 의해서 직관 파이프(44)를 회전시키게 된다.

상기 자동 용접장치(48)는, 크게 수직 기둥(54), 상부 가이더(58), 높이/거리 조절부(68), 상,하작동 관절부(78), 콘트롤 박스(84), 용접장치 헤드 관절부(82) 및 용접장치 헤드(88)로 구성된다.

상기 자동 용접장치(48)는 바닥에 설치되는 수직 기둥(54)의 중간부에 포스트 회전장치(60)를 설치하고 그 상부에 상부 가이더(58)를 설치한다. 특히, 상기 포스트 회전장치(60)와 상부 가이더(58)가 접하는 곳에는 제 1 베어링(62)을 설치하여 상부 가이더(58)가 상,하부로 이동이 가능토록 설치한다.

또한, 상기 상부 가이더(58)에는 수직 방향으로 높이/거리 조절부(68)를 안내하는 가이드 부(64)가 형성된다.

상기 상부 가이더(58)의 가이드 부(64)에는 높이/거리 조절부(68)가 결합되는데, 상기 높이/거리 조절부(68)는 상부 가이드(58) 위에서 상,하 및 좌,우로 이동이 가능하도록 상,하작동 핸들(70)과 좌,우작동 핸들(72)을 설치한 구조이다.

또한, 상기 높이/거리 조절부(68)는 수평하게 설치되는 제 1 연결대(74)에 의해서 상,하작동 관절부(78)가 결합된다.

상기 상,하작동 관절부(78)는 그 측면에 결합핀(80)에 의해 결합되는 용접장치 헤드 관절부(82)를 설치한다. 상기 상,하작동 관절부(78)는, 결합핀(80)에 의해서 용접장치 헤드 관절부(82)와 결합되므로 상,하로 이동이 가능한 구조이며, 상기 용접장치 헤드 관절부(82)에는 일측에 콘트롤 박스(84)를 설치한다. 상기 콘트롤 박스(84)에는 용접량을 조절하는 장치와 전자 센서를 조절하는 장치가 설치된다. 상기 용접장치 헤드 관절부(82)와 제 2 연결대(86)가 접하는 곳에는 그 내측에 제 2 베어링(112)이 설치되어 있어 용접장치 헤드(88)를 이동시킬 수 있게 된다.

상기 상,하작동 관절부(78)에는 그 측면으로 제 2 연결대(86)를 사용하여 용접장치 헤드(88)를 결합한다. 상기 용접장치헤드(88)에는 가이드 롤러 고정판(90)이 설치되어 플랜지(50)와 인접하게 설치된다.

특히, 도 2b에서 알 수 있듯이, 상기 용접장치 헤드(88)는, 용접장치를 구성하는 몸체(92)에 전,후 이송장치(94)와 좌,우작동 핸들(172)을 설치하고 상기 전,후 이송장치(94)에는 상,하 이송장치(96)를 결합한다.

상기 상,하 이송장치(96)에는 상부로 상,하작동 핸들(170)을 설치하고, 그 상,하 이송장치(96)의 일측면에는 홀더 연결대(98)를 설치하여 용접 토오치(100)를 결합한다. 상기 용접 토오치(100)는 그 끝부분을 플랜지(50)와 직관 파이프(44)가 밀착되는 부위에 위치시킨다.

상기 몸체(92)의 하부에는 두 개의 가이드 롤러 고정판(90)(190)을 설치하고 그 사이로 외주에 상부 가이드롤러(102)를 설치한 가이드롤러 회전축(104)을 설치하며 상기 가이드롤러 회전축(104)에는 가이드롤러 고정판(90)을 관통한 그 측면에 가이드롤러 가압장치(108)를 설치한다. 상기 가이드롤러 가압장치(108)에는 그 하부에 전자 센서(110)를 설치하며, 상기 가이드롤러 고정판(90)(190)의 그 내측에는 서로 마주보는 곳에 측부 가이드롤러(114)를 설치한다.

전술한 구성에 대한 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

상기 자동 용접장치(48)가 직관 파이프(44)와 플랜지(50)를 용접하는 경우에 대하여 설명하면, 직관 파이프(44)와 플랜지(50)가 밀착하는 곳에 용접장치 헤드(88)에 결합된 용접 토오치(100)를 위치시키고 터닝 롤(40)을 회전시키면 터닝 롤(40)의 상부에 위치한 직관 파이프(44)가 회전하면서 플랜지(50)의 접하는 면을 자동으로 용접하게 된다. 이때, 상기 플랜지(50)의 상부에는 상부 가이드롤러(102)과 설치되고 측면에는 측부 가이드롤러(114)가 설치되어 있어 일정한 속도로 터닝 롤(40)이 회전하면 정밀한 용접 작업이 시행되는 한편, 상기 자동용접 장치(88)는 가이드롤러 고정판(90)의 측면에 전자 센서(110)를 설치하고 있어 직관 파이프(44)와 플랜지(50)가 자동용접되는 경우에 일정한 거리를 유지시킬 수 있게 된다.

특히, 상기 자동 용접장치(48)를 사용하여 용접을 시행하는 경우, 용접장치 헤드(88)에는, 좌,우작동 핸들(172)이 설치되어 있어 플랜지(50)와 용접 토오치(100)의 좌,우 거리를 조정할 수 있으며, 또한, 용접장치 헤드(88)에는, 상,하작동 핸들(170)이 설치되어 있어 좌,우작동 핸들(172)과 마찬가지로 플랜지(50)와 용접 토오치(100)의 상,하 거리를 조정할 수 있게 된다.

또한, 상기 자동용접 장치(88)는, 용접장치 헤드 관절부(82)에 제 2 연결대(86)를 통하여 용접장치 헤드(88)를 연결하고 있는데, 상기 용접장치 헤드 관절부(82)는 상,하로 이동이 가능하므로 직관 파이프(44)와 플랜지(50)에 가이드롤러 고정판(90)(190)에 설치된 상부 가이드롤러(102)와 측부 가이드롤러(114)를 정확하게 밀착하거나 분리시킬 수 있다.

또한, 상,하작동 핸들(70)(170)과 좌,우작동 핸들(72)(172)은 작동하는 방식이 동일하여 자세한 설명은 생략하였다.

또한, 상기 자동 용접장치(48)에는, 플랜지(50)에 정확한 밀착이 이루어지도록 가이드 롤러 고정판(90)에 가이드롤러 가압장치(108)를 설치하고 있어 측부 가이드 롤러(114)와 플랜지(50)가 정확한 밀착이 이루어지도록 가이드 롤러 가압장치(108)를 조절할 수 있다.

본 발명의 구성과 작용에 의한 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 자동 용접장치에 의해서 취부된 파이프와 플랜지의 수평도 및 플랜지의 직각도 변화에 따른 문제점을 해소하도록 용접장치 헤드에 상,하작동 핸들, 좌,우작동 핸들을 설치하고, 특히 용접장치 헤드를 구성하는 가이드롤러 고정판의 측면에는 전자 센서를 설치하고 있어 용접 토오치와 플랜지의 위치를 정확하게 감지하므로 자동 용접작업을 시행하는 경우 정밀한 용접작업을 시행할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 상기 자동 용접장치에는 가이드롤러 고정판에 가이드롤러 가압장치를 설치하고 있어 플랜지에 상부 가이드롤러와 측부 가이드롤러가 정확하게 밀착되므로 자동으로 용접작업을 시행하는 경우 플랜지가 이탈하는 경우가 발생되지 않는다.

또한, 상기 자동 용접장치에는 수직 기둥의 상부에 설치되는 상부 가이더에 상,하작동 핸들과 좌,우작동 핸들을 설치한 높이/거리 조절부를 설치하므로 터닝 롤의 상부에 위치한 직관 파이프 및 플랜지와 용접장치 헤드의 거리간격을 개략적으로 위치시킬 수 있고, 정확한 위치조정은 용접장치 헤드에 설치된 상,하작동 핸들과 좌,우작동 핸들을 통하여 조정하게 되므로 정확한 위치를 설정할 수 있게 되는 장점이 있다.

Claims

플랜지에 직관 파이프를 자동용접하기 위하여 터닝 롤의 상부에 직관 파이프를 위치시키고 그 터닝 롤을 설치한 측면에 자동 용접장치를 설치하여 직관 파이프와 플랜지가 밀착하는 곳에 용접 토오치를 위치시켜 플랜지를 자동으로 용접하는 장치에 있어서, 수직 기둥(54)의 상부에 그 수직 기둥(54)과 접하는 곳에 제 1 베어링(62)을 설치한 포스트 회전장치(60)를 설치하고, 그 포스트 회전장치(60)에 연결되며 중앙에 수직하게 가이드 부(64)를 형성한 상부 가이더(58); 상기 상부 가이더의 가이드 부(64)에 결합되며, 가이드 부(64)에서 상,하로 작동시키는 상,하작동 핸들(70)과 수평방향(좌,우방향)으로 작동시키는 좌,우작동 핸들(72)을 구비한 높이/거리 조절부(68); 상기 높이/거리 조절부의 좌,우작동 핸들(72)에 제 1 연결대(74)로 결합되는 상,하작동 관절부(78); 상기 상,하작동 관절부에 결합핀(80)으로 연결되어 상,하로 이동이 가능하며, 일측에 위치를 측정하는 전자 센서와 용접 토오치의 용접량을 조절하는 콘트롤 박스(84)를 설치한 용접장치 헤드 관절부(83); 및 상기 용접장치 헤드 관절부에 제 2 베어링(112)과 제 2 연결대(86)로 결합되고, 터닝 롤(40)의 상부에 설치되는 직관 파이프(44)와 플랜지(50)가 접하는 면에 인접하여 설치되며, 가이드롤러 고정판(90)(190)을 하부에 설치한 용접장치 헤드(88);로 구성한 것을 특징으로 하는 파이프 플랜지 자동용접장치.
제 1 항에 있어서, 상기 용접장치 헤드(88)는, 몸체(92)의 측면에 좌,우작동 핸들(172)을 설치하고 전방에 좌,우로 이동되도록 설치한 전,후 이송장치(94); 상기 전,후 이송장치에 결합되고, 상부에 상,하로 작동시키는 상,하작동 핸들(170)을 설치한 상,하 이송장치(90); 상기 상,하 이송장치에 홀더 연결대(98)로 결합되며, 직관 파이프(44)와 플랜지(50)의 밀착된 부위에 설치되어 자동으로 용접작업하는 용접 토오치(100); 상기 몸체의 하부에 설치되며, 가이드롤러 회전축(104)의 중간부에 상부 가이드롤러(102)를 설치하여 플랜지(50)의 외주연과 밀착시키고, 서로 마주보는 내측에 측부 가이드롤러(114)를 설치한 가이드롤러 고정판(90)(190); 상기 가이드롤러 회전축(104)에 결합되고, 가이드롤러 고정판(90)(190)을 가압하여 플랜지(50)에 측부 가이드롤러(114)를 밀착하는 가이드롤러 가압장치(108); 상기 가이드롤러 고정판(90)에 설치되고, 용접 토오치(100)를 사용하여 직관 파이프(44)와 플랜지(50)의 접합면을 자동용접하는 경우에 그 거리를 측정하는 전자 센서(110)로 구성한 것을 특징으로 하는 파이프 플랜지 자동용접장치.