KR20020036568A - multitude welding machine for sealed radiation source - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 방사선원이 내장되는 금속캡슐을 용접하여 밀봉하는 밀봉선원 용접장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 여러종류의 밀봉선원을 구성하기 위한 각각 규격의 선원캡슐(sealed source capsule)을 취급하는 각각의 콜릿(collet)을 구비함으로써 하나의 용접장치로 다양한 종류의 밀봉선원을 생산 용접할 수 있도록 하여 밀봉선원의 생산성을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 그 밀봉선원의 제작비용을 절감할 수 있도록 하는 밀봉선원 다중 용접장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sealed source welding apparatus for welding and sealing a metal capsule in which a radiation source is embedded, and more particularly, each of which handles a sealed source capsule of each specification for constituting various types of sealed sources. By providing a collet, it is possible to produce and weld various types of sealed sources with a single welding device, thereby improving the productivity of the sealed source and reducing the manufacturing cost of the sealed source. The present invention relates to a multiple welding apparatus.
주지된 바와 같이 밀봉선원은 방사선원을 선원캡슐로 밀봉시킨 것으로, 산업용 및 치료용으로 널리 사용된다. 특히 선원직경이 작고 비방사능이 높은 경우에 활용성이 증가되므로 방사선원을 치료기에 장착하여 암조직사이에 그 방사선원을 직접 삽입하여 치료하는 경우와 산업용으로는 생산현장에서 생산공저에 제품의 검사 또는 측정 등에서 사용되며 점차적으로 증가하는 추세이다.As is well known, a sealed source is a source source sealed with a source capsule, and is widely used for industrial and therapeutic purposes. In particular, when the source diameter is small and the specific radioactivity is high, the utility is increased. Therefore, when the radiation source is mounted on the treatment device and the radiation source is directly inserted between the cancer tissues, and the industrial inspection or measurement of the product at the production site in the production site. It is used in the back and is gradually increasing.
도 1과 도 2 및 도 3은 선원캡슐로 용접 밀봉되어 산업용 및 치료용으로 사용되고 있는 대표적인 밀봉선원을 각각 보인 것이다.1, 2 and 3 show representative sealed sources that are welded and sealed with source capsules, which are used for industrial and therapeutic purposes, respectively.
도 1은 두께 등을 측정하는 산업용으로 사용되는 C0-60 밀봉선원(1)을 보인 것으로서, 이 밀봉선원(1)은 C0-60 방사선원을 1차로 밀봉시키기 위한 내부 선원캡슐(11)과, 그 내부 선원캡슐(11)이 투입되어 밀봉되는 외부 선원캡슐(15)로 구성되어 있다. 이때, 내부 선원캡슐(11)과 외부 선원캡슐(15)은 내부 캡슐캡(12)과 외부 캡슐캡(16)으로 각각 용접 밀봉되도록 이루어져 있으며, 외부 선원캡슐(15)에는 측정기와 연결되기 위한 커넥터(15a)가 형성되어 있다.FIG. 1 shows a C0-60 sealed source 1 used for measuring the thickness and the like. The sealed source 1 has an internal source capsule 11 for firstly sealing a C0-60 radiation source, and The inner source capsule 11 is composed of an outer source capsule 15 is sealed by the injection. At this time, the inner source capsule 11 and the outer source capsule 15 is welded and sealed with the inner capsule cap 12 and the outer capsule cap 16, respectively, the outer source capsule 15 is a connector for connecting to the measuring device 15a is formed.
도 2는 비파괴 검사 등의 산업용으로 사용되는 Ir-192 밀봉선원(3)을 보인것으로서, 이 밀봉선원(3)은 Ir-192 방사선원을 1차로 밀봉시키기 위한 내부 선원캡슐(31)과, 그 내부 선원캡슐(31)이 투입되어 밀봉되는 외부 선원캡슐(35)로 구성되어 있다. 그리고, 내부 선원캡슐(31)과 외부 선원캡슐(35)은 내부 캡슐캡(32)과 외부 캡슐캡(36)으로 각각 용접 밀봉되도록 이루어져 있으며, 외부 캡슐캡(36)에는 측정기와 연결되기 위한 커넥터(36a)가 형성되어 있다.Fig. 2 shows an Ir-192 sealed source 3 used for non-destructive testing and the like, which has an internal source capsule 31 for sealing the Ir-192 radiation source primarily and an interior thereof. The source capsule 31 is composed of an external source capsule 35 which is injected and sealed. In addition, the inner source capsule 31 and the outer source capsule 35 are welded and sealed with the inner capsule cap 32 and the outer capsule cap 36, respectively, the outer capsule cap 36 is a connector for connecting to the measuring device 36a is formed.
도 3은 치료용으로 사용되는 Ir-192 밀봉선원(5)을 보인 것으로서, 이 밀봉선원(5)은 원격조정용 근접치료기에 적합하게 사용될 수 있도록 디스크형 Ir-192 방사선원이 밀봉되는 선원캡슐(51), 그 선원캡슐(51)에 용접 밀봉되는 캡슐캡(52)에 길이방향으로 연결되는 운전 케이블(55) 및, 선원캡슐(51)이 연결된 그 운전 케이블(55)의 타측 끝단에 결합되는 커넥터(57)로 구성되어 있는 바, 이러한 밀봉선원(5)과 같은 기술은 미합중국 특허 제4,861,520호에 제시되어있다.3 shows an Ir-192 sealed source 5 used for treatment, the sealed source 5 being a source capsule 51 in which a disk-shaped Ir-192 radiation source is sealed so that it can be suitably used in a remote control brachytherapy unit. ), A drive cable 55 connected in a longitudinal direction to the capsule cap 52 welded and sealed to the source capsule 51, and a connector coupled to the other end of the drive cable 55 to which the source capsule 51 is connected. A technique such as sealed source 5 is shown in US Pat. No. 4,861,520, consisting of (57).
이와 같은 밀봉선원(1)(3)(5)은 원자로에서 중성자 조사된 방사선원을 핫셀(hotcell)로 옮겨 도 1 및 도 2와 같이 2중 캡슐로 이루어진 경우 내부 선원캡슐(11)(31)내에, 도 3과 같이 단일 캡슐로 이루어진 경우 선원캡슐(51)내에 적정량을 투입시킨 다음, 캡슐캡(12)(32)(52)을 씌워 결합시킨 상태에서 그 선원캡슐(11)(31)(51)과 캡슐캡(12)(32)(52)의 연결부위를 용접함으로써 내부를 밀봉하게 된다. 또한, 2중 캡슐로 이루어진 경우에는 위에서와 같이 1차 용접 밀봉된 내부 선원캡슐(11)(31)을 외부 선원캡슐(15)(35)에 투입시킨 다음 다시 외부 캡슐캡(16)(36)을 씌워 용접함으로써 방사선원을 2중으로 밀봉시키게 된다.Such a sealed source (1) (3) (5) in the inner source capsule (11) (31) in the case of consisting of a double capsule as shown in Figures 1 and 2 by transferring the neutron-radiated radiation source from the reactor to a hot cell (hotcell) In the case of a single capsule as shown in FIG. 3, an appropriate amount is introduced into the source capsule 51, and then the source capsules 11, 31, and 51 are covered with the capsule caps 12, 32, and 52. ) And the interior of the capsule cap 12, 32, 52 by welding. In addition, in the case of a double capsule, the inner source capsules 11 and 31, which are hermetically welded as described above, are introduced into the outer source capsules 15 and 35 and then the outer capsule caps 16 and 36 again. The welding is carried out by encapsulating the double radiation source.
그런데, 상술한 바와 같은 각 밀봉선원(1)(3)(5)을 생산함에 있어서, 다양한크기와 형태로 이루어진 각 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)과 캡슐캡(12)(16)(32) (36)(52)을 용접하여 밀봉시키키 위해서는 이에 적합한 5가지의 선원캡슐 고정용 지그나 용접장치를 각각 제작되어야 하므로 밀봉선원 용접장비의 제작에 어려움이 따르게 되고, 또한 밀봉선원의 생산성을 저하시키게 됨은 물론 그 다양한 밀봉선원 용접장비 등의 제작으로 인해 밀봉선원의 생산원가를 증가시키게 되는 문제점이 있다.By the way, in producing each sealed source (1) (3) (5) as described above, each source capsule (11) (15) (31) (35) (51) and capsule caps of various sizes and shapes In order to weld and seal (12) (16) (32) (36) (52), it is necessary to manufacture five kinds of jig or welding device for fixing the source capsule. In addition, the productivity of the sealing source is reduced as well as the production of the various sealing source welding equipment, etc., there is a problem that increases the production cost of the sealing source.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 여러종류의 밀봉선원을 구성하기 위한 각각 규격의 선원캡슐을 취급하는 각각의 콜릿을 구비함으로써 하나의 용접장치로 다양한 종류의 밀봉선원을 생산 용접할 수 있도록 하여 밀봉선원의 생산성을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 그 밀봉선원의 생산원가를 절감할 수 있도록 하는 밀봉선원 다중 용접장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and by providing each collet for handling a source capsule of each specification for constituting various types of sealed sources, a variety of types of sealed sources can be obtained with one welding device. It is an object of the present invention to provide a sealed source multiple welding device that enables production welding to improve the productivity of the sealed source as well as to reduce the production cost of the sealed source.
도 1은 두께 등을 측정하는 산업용으로 사용되는 C0-60 밀봉선원을 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing a C0-60 sealed source used in the industry for measuring the thickness and the like.
도 2는 비파괴 검사 등의 산업용으로 사용되는 Ir-192 밀봉선원을 보인 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing an Ir-192 sealed source used for industrial purposes, such as non-destructive testing.
도 3은 치료용으로 사용되는 Ir-192 밀봉선원을 보인 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view showing a Ir-192 sealed source used for treatment.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀봉선원 용접장치를 보인 부분 절개 정면도.Figure 4 is a partial cutaway front view showing a sealed source welding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밀봉선원 용접장치를 보인 평면도.Figure 5 is a plan view showing a sealed source welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 밀봉선원 용접장치에서, 각 콜릿척의 적용구조를 각각 보인 예시도.Figure 6 is an exemplary view showing the application structure of each collet chuck in the sealed source welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 밀봉선원 용접장치에서, 클릿척 회전 고정체의 일부 구성을 보인 분해 단면도.Figure 7 is an exploded cross-sectional view showing a part of the cleat chuck rotary fixture in the sealed source welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 8는 본 발명의 실시예에 따른 밀봉선원 용접장치에서, 캡 지지부의 동작상태를 보인 정면도.8 is a front view showing an operating state of the cap support in the sealing source welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 9는 도 8의 평면도.9 is a plan view of FIG. 8.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 밀봉선원 용접장치를 이용한 선원캡슐의 용접상태를 보인 예시도.10 is an exemplary view showing a welding state of the source capsule using a sealed source welding device according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
101 : 밀봉선원 용접장치 107 : 용접토치101: sealing source welding device 107: welding torch
110 : 콜릿척 130 : 콜릿척 회전 고정체110: collet chuck 130: collet chuck rotating fixture
131 : 척 하우징 133 : 스핀들131: chuck housing 133: spindle
135 : 슬리브 137 : 고정캡135: sleeve 137: fixed cap
139 : 척고정용 실린더 150 : 구동모터139: chuck fixing cylinder 150: drive motor
170 : 용접토치 위치 조정부 171 : 수직 이송유닛170: welding torch position adjusting unit 171: vertical transfer unit
175 : 수평 이송유닛 190 : 캡 지지부175: horizontal transfer unit 190: cap support
191 : 캠 하우징 193 : 캠바191: cam housing 193: cam bar
196 : 연결로드 197 : 푸시핀196: connection rod 197: push pin
198 : 스프링 199 : 캠바이송용 실린더198 spring 199 cam-by-song cylinder
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 다종의 선원캡슐에 씌워진 캡슐캡을 용접토치로 용접시키는 밀봉선원 용접장치에 있어서, 상기 선원캡슐을 수직상으로 각각 수용하여 고정하기 위한 콜릿척와, 상기 콜릿척을 고정하며 수직선상을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 콜릿척 회전 고정체와, 상기 콜릿척 회전 고정체에 회전력을 제공하여 상기 콜릿척과 함께 선원캡슐을 회전시키는 회전력 제공수단과, 상기 콜릿척에 고정된 선원캡슐에 씌워지는 캡슐캡을 회전가능하게 상부로부터 밀착 고정시키는 캡 지지수단과, 상기 용접토치의 위치를 상기 콜릿척에 고정된 선원캡슐과 캡슐캡의 용접지점으로 조정하는 용접토치 위치 조정수단을 포함하는 밀봉선원 용접장치를 제공한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, in the sealed source welding apparatus for welding the capsule caps covered in a plurality of source capsules with a welding torch, the collet chuck for receiving and fixing each of the source capsules vertically; And a collet chuck rotating fixture fixed to the collet chuck and installed rotatably about a vertical line, and providing rotational force to the collet chuck rotating fixture to rotate the source capsule together with the collet chuck; Cap support means for rotatably fixing the cap of the cap to the source capsule fixed to the collet chuck from the top, and welding to adjust the position of the welding torch to the welding point of the source capsule and capsule cap fixed to the collet chuck Provided is a sealed source welding device comprising torch position adjusting means.
이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 콜릿척 회전 고정체는 베이스 플레이트의 상부에 고정바를 통해 소정 간각을 두고 장착되는 척 하우징과, 상기 척 하우징의 중심에 베어링을 두고 수직방향을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 스핀들과, 상기 스핀들의 중심에 상하 이동가능하게 결합되어 상단에 콜릿척이 수직방향으로 삽입 안착되기 위한 안착공이 형성되며 상승 이동될 때 상기 콜릿척의 콜릿을 중심쪽으로 수축시키는 슬리브와, 상기 슬리브의 안착공에 안착되는 콜릿척을 스핀들에 고정시키는 고정캡과, 상기 슬리브를 상하 이동시키는 척고정용 실린더를 포함한다.At this time, according to an additional feature of the present invention, the collet chuck fixed body is mounted on the upper portion of the base plate at a predetermined interval through the fixing bar, and the bearing in the center of the chuck housing centered on the vertical direction A spindle that is rotatably installed, and a seating hole which is vertically coupled to the center of the spindle to be seated to insert and collet the collet chuck in the vertical direction, and contracts the collet of the collet chuck toward the center when moved upward. And a fixing cap for fixing the collet chuck seated in the seating hole of the sleeve to the spindle, and a chuck fixing cylinder for vertically moving the sleeve.
그리고, 상기 용접토치 위치 조정수단은 수직방향으로 설치되어 회전시 상하 이동되는 수직 이송체를 구성하는 수직 이송유닛과, 상기 수직 이송체에 장착되어 상기 용접토치를 상기 콜릿척 중심선상으로부터 수평방향으로 이송시키는 수평 이송체를 구성하는 수평 이송유닛을 포함한다.And, the welding torch position adjusting means is installed in the vertical direction and the vertical conveying unit constituting the vertical conveying body that is moved up and down during rotation, and is mounted to the vertical conveying body in the horizontal direction from the collet chuck centerline And a horizontal conveying unit constituting the horizontal conveying body for conveying.
또한, 상기 캡 지지수단은 베이스 플레이트의 상부에 고정바를 통해 소정 간각을 두고 장착되는 캠 하우징과, 상기 캠 하우징의 중심에 수직상으로 설치되어 상하 이동시 소정 각도로 회전하는 캠바, 상기 캠바의 상단에 수평하게 결합된 연결로드의 끝단에 수직하게 설치되어 상기 캠바가 하강할 때 상기 콜릿척 상부 중심선상으로 이동하면서 하강하여 상기 콜릿척에 고정된 선원캡슐의 캡슐캡 상부면을 하부로 가압하는 푸시핀과, 상기 캠바를 상하 이동시키는 캠바이송용 실린더를 포함한다.In addition, the cap support means is a cam housing which is mounted at a predetermined interval on the upper portion of the base plate via a fixed bar, and installed vertically to the center of the cam housing cam bar that rotates at a predetermined angle when moving up and down, on the top of the cam bar Push pins installed vertically at the ends of the horizontally coupled connecting rods and moving downward on the collet chuck upper center line when the cam bar descends to press the capsule cap upper surface of the source capsule fixed to the collet chuck downwards. And a cam-by-feed cylinder for moving the cam bar up and down.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail based on the accompanying drawings.
도 4와 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀봉선원 용접장치(101)를 정면도 및 평면도이다.4 and 5 are a front view and a plan view of a sealed source welding apparatus 101 according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀봉선원 용접장치(101)는 도 1과 도 2 및 도 3에 도시된 각각의 밀봉선원(1)(3)(5)에서 캡슐캡(12)(16)(32)(36)(52)이 씌워지는 다양한 크기와 형상의 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)과 캡슐캡(12)(16)(32) (36)(52)을 용접하여 밀봉하기 위한 것으로서, 베이스 플레이트(103)와, 각각의 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)을 수직상으로 각각 수용하여 고정하기 위한 콜릿척(110)과, 그 콜릿척(110)을 고정하며 수직선상을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 콜릿척 회전 고정체(130)와, 그 콜릿척 회전 고정체(130)에 회전력을 제공하여 콜릿척(110)과 함께 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)을 회전시키는 구동모터(150)와, 콜릿척(110)에 고정된 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)에 씌워지는 캡슐캡(12)(16) (32)(36)(52)을 회전가능하게 상부로부터 밀착 고정시키는 캡 지지부(190)와, 용접토치(107)의 위치를 콜릿척(110)에 고정된 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)과 캡슐캡(12)(16)(32)(36)(52)의 용접지점으로 조정하는 용접토치 위치 조정부(170)로 구성된다.Sealing source welding apparatus 101 according to a preferred embodiment of the present invention is a capsule cap (12), (16) in each of the sealing source (1) (3) (5) shown in Figs. 32, 36, 52, caps 11, 15, 31, 35, 51 and capsule caps 12, 16, 32, 36 and 52 of various sizes and shapes. ) Is to weld and seal the base plate 103 and the collet chuck 110 for accommodating and fixing the respective source capsules 11, 15, 31, 35, and 51 vertically, respectively. And, the collet chuck 110 to fix the collet chuck 110 is installed rotatably around a vertical line, and the collet chuck 110 to provide a rotational force to the collet chuck fixed body 130 Drive motor 150 for rotating the source capsules 11, 15, 31, 35 and 51 together with the source capsules 11, 15 and 31 fixed to the collet chuck 110. Cap support portion 190 for welding the capsule caps 12, 16, 32, 36 and 52, which are covered by the 51, from the top to be rotatable. Said capsules 11, 15, 31, 35, 51 and capsule caps 12, 16, 32, 36, 52 with the position of the teeth 107 fixed to the collet chuck 110. It consists of a welding torch position adjusting unit 170 to adjust to the welding point of.
부연하면, 콜릿척(110)은 상부로부터 방사상으로 분할된 콜릿(111)의 상단 중심에는 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)이 상부로부터 삽입 고정되기 위한 장전홈(113)이 형성되고, 외주상에는 중식쪽으로 하향 경사진 경사면(115)이 형성되고, 경사면(115)의 상측 끝단에서 중심쪽으로 수평하게 깎여지는 걸림턱(117)이 형성된다.In other words, the collet chuck 110 has a loading groove for inserting and fixing the source capsules 11, 15, 31, 35, and 51 from the top in the upper center of the collet 111 radially divided from the top. 113 is formed, the inclined surface 115 inclined downward toward the luncheon is formed on the outer circumference, the locking step 117 is horizontally cut toward the center from the upper end of the inclined surface 115 is formed.
이때, 콜릿척(110)은 도 6에 도시되는 바와 같이 각 5가지의 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)을 수용할 수 있는 5가지의 구조로 이루어진다. 도 6에서는 5가지의 콜릿척(110)을 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)에 따라 특정 지칭하기 위해 도면부호 110 및 113을 a,b,c,d,e의 5가지로 나누어 각각 기재하였는 바, 우선 도 6a은 산업용으로 사용되는 Co-60 밀봉선원(1)의 내부 선원캡슐(11)이 장전되는 장전홈(113a)이 형성되는 콜릿척(110a)을 보인 것이고, 도 6b는 산업용으로 사용되는 Co-60 밀봉선원(1)의 외부 선원캡슐(15)이 장전되는 장전홈(113b)이 형성되는 콜릿척(110b)을 보인 것이며, 도 6c는 산업용으로 사용되는 Ir-192 밀봉선원(3)의 내부 선원캡슐(31)이 장전되는 장전홈(113c)이 형성되는 콜릿척(110c)을 보인 것이며, 도 6d는 산업용으로 사용되는 Ir-192 밀봉선원(3)의 외부 선원캡슐(35)이 장전되는 장전홈(113d)이 형성되는 콜릿척(110d)을 보인 것이며, 도 6e는 치료용으로 사용되는 Ir-192 밀봉선원(5)의 선원캡슐(51)이 장전되는 장전홈(113e)이 형성되는 콜릿척(110e)을 보인 것이다. 즉, 각 콜릿척(110)의 장전홈(113)은 캡슐캡(12)(16)(32)(36)(52)과 용접되는 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)의 용접위치를 동일 선상에 위치시키기 위해 각 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)과 대응하는 형상과 직경 및 깊이를 갖는다. 또한, 소형의 방사선원이 직접 투입되는 선원캡슐(11)(31)(51)을 장전하는 콜릿척(110)의 상부에는 선원투입 홀더(120a)(120c) (120e)가 결합되는 바, 이때 선원투입 홀더(120a)(120c)(120e)는 깔때기 구조로 이루어져 소형의 방사선원이 선원캡슐(11)(31)(51)에 쉽게 투입될 수 있도록 안내하기 위한 것이다.At this time, the collet chuck 110 is composed of five structures that can accommodate each of the five source capsules (11, 15, 31, 35, 51) as shown in FIG. In FIG. 6, reference numerals 110 and 113 are designated a, b, c, d, and e to refer to the five collet chucks 110 according to the source capsules 11, 15, 31, 35, and 51. 6a shows a collet chuck 110a having a loading groove 113a in which an internal source capsule 11 of a Co-60 sealed source 1 used for industrial purposes is loaded. 6b shows a collet chuck 110b having a loading groove 113b in which an external source capsule 15 of a Co-60 sealed source 1 used for industrial purposes is loaded, and FIG. 6 shows a collet chuck 110c in which a loading groove 113c in which an internal source capsule 31 of an Ir-192 sealed source 3 is used is formed, and FIG. 6D shows an Ir-192 sealed source used for industrial purposes. 3) shows a collet chuck 110d in which a loading groove 113d is formed in which an external source capsule 35 is loaded, and FIG. 6E shows a source capsule 51 of an Ir-192 sealed source 5 used for treatment. ) Loaded Shows the collet chuck 110e in which the loading groove 113e is formed. That is, the loading groove 113 of each collet chuck 110 is source capsules 11, 15, 31, 35 (welded with the capsule caps 12, 16, 32, 36, 52) ( In order to position the welding position of 51 on the same line, each of the source capsules 11, 15, 31, 35 and 51 has a shape, a diameter, and a depth. In addition, a source injection holder (120a) (120c) (120e) is coupled to the upper portion of the collet chuck 110 for loading the source capsule (11) (31) (51) into which a small radiation source is directly injected, wherein the source The input holders 120a, 120c, and 120e have a funnel structure for guiding the small radiation source into the source capsules 11, 31, 51 easily.
그리고, 콜릿척 회전 고정체(130)는 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(103)의 상부에 고정바(140)를 통해 소정 간각을 두고 장착되는 척 하우징(131)과, 그 척 하우징(131)의 중심에 베어링(132)을 두고 수직방향을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 스핀들(133)과, 스핀들(133)의 중심에 상하 이동가능하게 결합되어 상단에 콜릿척(110)이 수직방향으로 삽입 안착되기 위한 안착공(134)이 형성되며 상승 이동될 때 콜릿척(110)의 콜릿(111)을 중심쪽으로 수축시키는 슬리브(135)와, 그 슬리브(135)의 안착공(134)에 안착되는 콜릿척(110)을 스핀들(133)에 고정시키는 고정캡(137)과, 슬리브(135)를 상하 이동시키는 척고정용 실린더(139)로 구성된다.And, the collet chuck fixed body 130 is a chuck housing 131 is mounted at a predetermined interval through the fixing bar 140 on the upper portion of the base plate 103, as shown in Figure 4 and 7, and The spindle 133 is rotatably installed around the vertical direction with the bearing 132 at the center of the chuck housing 131, and the collet chuck 110 is coupled to the center of the spindle 133 so as to be movable upward and downward. A seating hole 134 for inserting and seating in the vertical direction is formed and a sleeve 135 which contracts the collet 111 of the collet chuck 110 toward the center when it is moved upwardly, and a seating hole of the sleeve 135. It consists of a fixing cap 137 for fixing the collet chuck 110 seated on the 134 to the spindle 133, and a chuck fixing cylinder 139 for moving the sleeve 135 up and down.
또한, 고정캡(137)은 원통형으로 형성되며, 내주상 하단부에는 스핀들(133)의 상단 외주상에 형성된 수나사(133a)와 체결되기 위한 암나사(137a)가 형성되며, 상단에는 중심쪽으로 절곡되어 콜릿척(110)의 걸림턱(117)과 상부로부터 결합되는 걸림편(138)이 환형으로 형성된다. 그리고, 슬리브(135)의 내주면 상단에는 콜릿척(110)의 경사면(115)과 대응하는 경사면(136)이 상부로 확장 형성되어 슬리브(135)가 상부로 이동될 때 콜릿척(110)의 경사면(115)을 통해 콜릿(111)을 중심쪽으로 가압시키도록 이루어진다.In addition, the fixed cap 137 is formed in a cylindrical shape, the lower end of the inner circumference is formed with a female screw 137a for engaging with the male screw 133a formed on the upper outer circumference of the spindle 133, the upper end is bent toward the center collet The catching jaw 117 of the chuck 110 and the engaging piece 138 coupled from the top is formed in an annular shape. The inclined surface 136 of the collet chuck 110 and the inclined surface 136 corresponding to the inclined surface 115 of the collet chuck 110 are extended upward to the inclined surface of the collet chuck 110 when the sleeve 135 is moved upward. Through the 115 is made to press the collet 111 toward the center.
이에 따라, 이 콜릿척 회전 고정체(130)는 콜릿척(110)을 스핀들(133)에 고정시켜 콜릿척(110)의 상하 이동이 불가능하도록 한 상태에서 슬리브(135)를 상부로 이동시켜 콜릿(111)을 척킹시킴으로써 척킹시 콜릿척(110)의 이동으로 인해 캡슐의 용접위치가 변위되는 것을 방지하게 되는 것이다.Accordingly, the collet chuck rotating body 130 is fixed to the collet chuck 110 to the spindle 133 to move the sleeve 135 to the upper side in the state that the vertical movement of the collet chuck 110 is impossible to collet By chucking 111, the welding position of the capsule is prevented from being displaced due to the movement of the collet chuck 110 during chucking.
그리고, 회전력 제공수단인 구동모터(150)는 베이스 플레이트(103)의 상부 일측단에 수직방향으로 장착되어 회전력을 타이밍벨트(151)와 벨트풀리(152)(153)를 통해 스핀들(133)에 제공하게 된다. 이렇게 하여 구동모터(150)의 회전력이 스핀들(133)에 제공되면, 스핀들(133)은 콜릿척(110)과 그 콜릿척(110)에 고정된 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51) 및 캡슐캡(12)(16)(32)(36)(52)이 회전함으로써 이들의 용접부위를 용접토치(107)에 대하여 회전 변위시키게 된다.In addition, the driving motor 150, which is a rotational force providing means, is mounted in a vertical direction on one upper end of the base plate 103 to transmit the rotational force to the spindle 133 through the timing belt 151 and the belt pulleys 152 and 153. Will be provided. In this way, when the rotational force of the driving motor 150 is provided to the spindle 133, the spindle 133 is a collet chuck 110 and the source capsule (11, 15, 31) (fixed to the collet chuck 110) ( 35 and 51 and the capsule caps 12, 16, 32, 36 and 52 rotate to displace their welds with respect to the welding torch 107.
한편, 캡 지지부(190)는 도 4와 도 5, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 도 베이스 플레이트(103)의 상부에 고정바(200)를 통해 소정 간각을 두고 장착되는 캠 하우징(191)과, 그 캠 하우징(191)의 중심에 수직상으로 설치되어 상하 이동시 소정 각도로 회전하는 캠바(193), 그 캠바(193)의 상단에 수평하게 결합된 연결로드(196)의 끝단에 수직하게 설치되어 캠바(193)를 중심으로 그 캠바(193)와 같이 회전하고 승강하면서 콜릿척(110)에 고정된 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)의 캡슐캡(12)(16)(32)(36)(52) 상부면을 하부로 가압하는 푸시핀(197)과, 캠바(193)를 상하 이동시키는 캠바이송용 실린더(199)로 구성된다. 이때, 캠 하우징(191)의 중심에는 캠바(193)가 수직방향으로 삽입되는 안내공(192)이 관통 형성되고, 그 안내공(192)의 일측에는 가이드핀(195)이 설치되며, 캠바(193)의 외주상에는 서로 약 90°선상에서 수직하게 뻗어면서 서로 경사지게 연결되어 가이드핀(195)에 결합되는 가이드홈(194)이 형성된다. 또한, 푸시핀(197)은 탄력적으로 캡슐캡(12)(16)(32)(36)(52)을 가압하도록 스프링(198)이 구비된다.Meanwhile, as shown in FIGS. 4 and 5, 8, and 9, the cap support unit 190 is mounted on the upper portion of the base plate 103 at a predetermined interval through the fixing bar 200. ), A cam bar 193 installed vertically at the center of the cam housing 191 and rotating at a predetermined angle when vertically moved, and perpendicular to an end of a connecting rod 196 horizontally coupled to an upper end of the cam bar 193. Capsule caps of the source capsules 11, 15, 31, 35, and 51 fixed to the collet chuck 110 while being rotated and elevated with the cam bars 193 around the cam bars 193. 12) 16, 32, 36, and 52 are composed of a push pin 197 for pressing the upper surface downward, and a cam-by-feed cylinder 199 for moving the cam bar 193 up and down. At this time, a guide hole 192 through which the cam bar 193 is inserted in the vertical direction is formed in the center of the cam housing 191, and a guide pin 195 is installed at one side of the guide hole 192, and a cam bar ( On the outer circumference of the 193, a guide groove 194 is formed to be inclined to each other while extending vertically in a line of about 90 ° to each other and coupled to the guide pin 195. In addition, the push pin 197 is provided with a spring 198 to elastically press the capsule cap 12, 16, 32, 36, 52.
따라서, 캠바이송용 실린더(199)에 의해 캠바(193)가 상승할 경우 이때의 캠바(193)는 가이드홈(194)과 가이드핀(195)에 의해 90°회전하게 되고, 푸시핀(197)은 그 캠바(193)와 함께 상승하면서 그 캠바(193)를 중심으로 공전하면서 상승하여 콜릿척(110)의 중심선상에서 90°벗어나게 된다. 다시 캠바이송용 실린더(199)에 의해 캠바(193)가 하강할 경우 이때의 캠바(193)는 역시 가이드홈(194)과 가이드핀(195)에 의해 원위치로 90°회전하게 되고, 푸시핀(197)은 그 캠바(193)를 중심으로 공전하여 콜릿척(110) 상부 중심선상으로 이동하면서 그 캠바(193)와 함께 하강하여 콜릿척(110)에 고정된 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)의 캡슐캡(12)(16)(32) (36)(52) 상부면을 하부로 가압하게 된다.Therefore, when the cam bar 193 is raised by the cam by-feed cylinder 199, the cam bar 193 is rotated by 90 ° by the guide groove 194 and the guide pin 195, and the push pin 197 is used. Ascends with the cam bar 193 and revolves around the cam bar 193, and is 90 ° off the centerline of the collet chuck 110. When the cam bar 193 is lowered by the cam by-feed cylinder 199, the cam bar 193 is rotated by 90 ° to the original position by the guide groove 194 and the guide pin 195. 197 is revolved about the cam bar (193) to move on the upper center line of the collet chuck 110 while descending with the cam bar (193), the source capsule (11, 15) fixed to the collet chuck 110 ( 31, 35, 51 of the capsule cap 12, 16, 32, 36, 52, the upper surface is pressed down.
또한, 용접토치 위치 조정부(170)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 용접토치(107)를 상하, 전후방향으로 이송시켜 각 선원캡슐(11)(15)(31)(35)(51)에 따른 용접지점을 조정하는 수직 이송유닛(171)과 수평 이송유닛(175)으로 구성된다.In addition, the welding torch position adjusting unit 170 transfers the welding torch 107 up and down and front and rear directions as shown in FIGS. 4 and 5, and thus, each source capsule 11, 15, 31, 35, and 51. It consists of a vertical transfer unit 171 and a horizontal transfer unit 175 to adjust the welding point according to.
즉, 수직 이송유닛(171)은 베이스 플레이트(103)의 상부면에 수직하게 설치되는 2개의 수직 가이드바(172)와, 그 수직 가이드바(172)를 따라 상하 이동 가능하게 설치되는 수직 이송체(173)와, 그 수직 이송체(173)를 상하 이송시키는 수직이송용 핸들(174)로 구성된다.That is, the vertical transfer unit 171 has two vertical guide bars 172 which are vertically installed on the upper surface of the base plate 103, and a vertical transfer body which is vertically movable along the vertical guide bars 172. 173, and the vertical transfer handle 174 for vertically conveying the vertical transfer member 173.
또한, 수평 이송유닛(175)은 수직 이송유닛(171)의 수직 이송체(173)에 장착되어 용접토치(107)와 수평으로 뻗는 2개의 수평 가이드바(176)와, 그 수평 가이드바(176)를 따라 수평으로 이동하면서 클램프(179)를 통해 용접토치(107)가 일체로 장착되는 수평 이송체(177)와, 그 수평 이송체(177)와 함께 용접토치(107)를 콜릿척(110) 중심선상으로부터 수평방향으로 이송시키는 수평이송용 핸들(178)로 구성된다.In addition, the horizontal conveying unit 175 is mounted on the vertical conveying body 173 of the vertical conveying unit 171 and two horizontal guide bar 176 extending horizontally with the welding torch 107, and the horizontal guide bar 176 A horizontal conveying body 177 to which the welding torch 107 is integrally mounted through the clamp 179 while being moved horizontally along the c), and the welding torch 107 together with the horizontal conveying body 177 is collet chuck 110. It is composed of a horizontal transfer handle 178 to transfer in a horizontal direction from the center line.
그리고, 도시하지는 않았지만 밀봉선원 용접장치(101)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 컨트롤 패널, 각 실린더에 공압을 공급하는 에어탱크 및 공압제어기, 용접주변기기 등이 구비된다.Although not shown, a control panel for controlling the overall operation of the sealed source welding apparatus 101, an air tank and a pneumatic controller for supplying pneumatic pressure to each cylinder, and a welding peripheral device are provided.
이와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀봉선원 용접장치(101)를 각종 밀봉선원의 생산과정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the production process of the sealed source welding apparatus 101 according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above various sealed sources are as follows.
우선, 작업에 앞서 밀봉선원 용접장치(101)는 핫셀내에 설치되고, 이를 조작하기 위한 컨트롤 패널은 핫셀밖에 설치된다. 그리고, 작업하고자 하는 도 1과 도 2 및 도 3에 도시되는 바와 같은 밀봉선원(1)(3)(5)의 선원캡슐(11)(15)(31) (35)(51)과 캡슐캡(12)(16)(32)(36)(52), 해당 방사선원 및 선원투입 홀더(120a) (120c)(120e)를 핫셀내에 배치시킨 상태에서 본 발명에 따른 용접작업이 개시된다.First, prior to the operation, the sealed source welding device 101 is installed in the hot cell, and a control panel for operating the same is installed outside the hot cell. Then, the source capsules 11, 15, 31, 35, 51 and the capsule caps of the sealed sources 1, 3, and 5 as shown in FIGS. (12) (16) (32) 36 (52) The welding operation according to the present invention is started with the radiation source and source injection holder (120a) (120c) (120e) disposed in the hot cell.
예컨대, 도 1에 도시된 Co-60 밀봉선원(1)의 내부 선원캡슐(11)을 용접하여 밀봉시키고자 할 경우, 먼저 해당 선원캡슐(11)이 장전되기 위한 도 6a에 도시된해당 콜릿척(110a)을 로봇팔을 이용하여 콜릿척 회전 고정체(130)의 슬리브(135)에 형성된 안착공(134)에 삽입시킨 다음, 그 콜릿척(110a)에 고정캡(137)을 씌워 스핀들(133)에 체결 고정시키게 된다. 그리고, 다시 로롯팔을 이용하여 해당 선원캡슐(11)을 그 콜릿척(110a)의 장전홈(113a)에 삽입 장전시킨 다음, 척고정용 실린더(139)를 동작시켜 슬리브(135)를 상승시키게 된다. 이때, 슬리브(135)의 상단 경사면(136)은 콜릿척(110)의 경사면(115)을 수축시켜 선원캡슐(11)이 장전된 콜릿(111)를 척킹시키게 된다.For example, to weld and seal the inner source capsule 11 of the Co-60 sealed source 1 shown in FIG. 1, first, the collet chuck shown in FIG. 6A for loading the source capsule 11 is loaded. Insert the 110a into the seating hole 134 formed in the sleeve 135 of the collet chuck fixed body 130 using the robot arm, and then cover the collet chuck 110a with the fixing cap 137 to cover the spindle ( 133) is fastened and fixed. Then, using the rotator arm to load the corresponding source capsule 11 into the loading groove 113a of the collet chuck 110a, and then operate the chuck fixing cylinder 139 to raise the sleeve 135. do. At this time, the upper inclined surface 136 of the sleeve 135 contracts the inclined surface 115 of the collet chuck 110 to chuck the collet 111 loaded with the source capsule 11.
이러한 상태에서, 선원투입 홀더(120a)를 콜릿척(110a)의 상단에 씌워 결합시키게 되는 바, 이때 선원투입 홀더(102a)는 선원캡슐(11)의 상부에 위치되어 투입구를 선원캡슐(11)에 연통시킨다. 그리고, 로봇팔을 이용하여 해당 방사선원을 미리 설정된 적정량 만큼 선원투입 홀더(102a)에 투입시키게 되며, 이렇게 투입된 방사선원은 선원캡슐(11)로 투입된다.In this state, the source injection holder (120a) is to cover the top of the collet chuck (110a) is coupled, the source injection holder (102a) is located on the top of the source capsule (11) the inlet port source capsule (11) Communicate on Then, the radiation source is introduced into the source input holder 102a by a predetermined amount using the robot arm, and the input radiation source is introduced into the source capsule 11.
이렇게 하여 선원투입이 완료되면 로봇팔을 이용하여 선원투입 홀더(102a)를 분리한 다음, 다시 로봇팔을 이용하여 해당 캡슐캡(12)을 선원캡슐(11)의 상부에 씌워 가결합시킨게 된다. 그리고, 캡 지지부(190)의 캠바이송용 실린더(199)를 동작시켜 캠바(193)를 하강시키게 되는 바, 이때 캠바(193)는 하강하면서 가이드홈(194)과 가이드핀(195)에 의해 90°회전하게 되고, 또한 푸시핀(197)은 그 캠바(193)를 중심으로 공전하여 콜릿척(110) 상부 중심선상으로 이동하면서 그 캠바(193)와 함께 하강하여 도 10에 도시된 바와 같이 콜릿척(110)에 고정된 선원캡슐(11)의 캡슐캡(12) 상부면을 하부로 가압 지지하게 된다.In this way, when the source input is completed, the source input holder 102a is separated using the robot arm, and then the corresponding capsule cap 12 is covered on the upper part of the source capsule 11 using the robot arm to be combined. . In addition, the cam bar 193 is lowered by operating the cam-by-song cylinder 199 of the cap supporter 190. At this time, the cam bar 193 is lowered by 90 ° by the guide groove 194 and the guide pin 195. And the push pin 197 revolves around the cam bar 193 and moves along the upper centerline of the collet chuck 110 while descending with the cam bar 193 and collet as shown in FIG. 10. The upper surface of the capsule cap 12 of the source capsule 11 fixed to the chuck 110 is pressed and supported downward.
이와 같은 상태에서, 구동모터(150)를 동작시키게 되는 바, 이때 구동모터(150)는 타이밍벨트(151)와 벨트풀리(152)(153)를 통해 스핀들(133)을 회전시킴으로써 콜릿척(110)에 척킹된 선원캡슐(11)과 캡슐캡(12)이 회전되면서 용접토치(107)의 위치에 대해서 회전 변위되도록 한다. 그리고, 용접토치 위치 조정부(170)의 수직 이송유닛(171)과 수평 이송유닛(175)을 통해 용접토치(107)의 위치를 해당 선원캡슐(11)의 용접위치에 맞게 정밀 조정하게 된다.In this state, the driving motor 150 is operated. At this time, the driving motor 150 rotates the spindle 133 through the timing belt 151 and the belt pulleys 152 and 153 to collet chuck 110. The chucked source capsule 11 and the capsule cap 12 are rotated with respect to the position of the welding torch 107 while being rotated. Then, the position of the welding torch 107 through the vertical transfer unit 171 and the horizontal transfer unit 175 of the welding torch position adjusting unit 170 is precisely adjusted to the welding position of the corresponding source capsule (11).
그리고, 용접을 진행하게 되는 바, 전원이 인가된 용접토치(107)에 의해 용접되는 선원캡슐(11)과 캡슐캡(12)의 용접지점은 콜릿척(110)과의 동기회전에 의해 일정속도로 변위되어짐으로써 원주상을 따라 균일한 용접이 이루어진다.Then, as the welding proceeds, the welding point of the source capsule 11 and the capsule cap 12 welded by the welding torch 107 to which power is applied is at a constant speed by the synchronous rotation with the collet chuck 110. The displacement results in a uniform weld along the circumference.
이렇게 하여 해당 선원캡슐(11)의 용접이 완료되면, 구동모터(150)를 정지시킴과 동시에 콜릿척(110)의 척킹을 해제시키고, 푸시핀(197)의 상부지지를 해제시킨 다음, 용접작업이 완료된 선원캡슐(11)을 로봇팔로 꺼내어 저장함에 보관시키게 되는 바, 상술한 바와 같은 과정은 결정된 생산량을 달성할 때까지 반복되게 된다.In this manner, when welding of the source capsule 11 is completed, the driving motor 150 is stopped and the chucking of the collet chuck 110 is released, and the upper support of the push pin 197 is released. The completed source capsule 11 is taken out by the robot arm and stored in the storage bar. The process as described above is repeated until the determined production amount is achieved.
한편, 상술한 바와 같이 용접작업된 선원캡슐(11) 외의 다른 선원캡슐(15)(31)(35)(51)을 용접 밀봉작업하고자 할 경우에는 도 6에 도시된 해당 콜릿척(110b)(110c)(110d)(110e)을 콜릿척 회전 고정체(130)에 장착시킨 상태에서 상술한 바와 같은 작업과정을 진행하게 된다. 다만, 내부 선원캡슐(11)(31)이 투입되는 외부 선원캡슐(15)(35)은 방사선원이 직접 투입되는 선원캡슐(11)(31)(51)에 비하여 비교적 큰 직경을 가지고 있으므로 선원투입 홀더(120a)(102c)(102e)를 사용하지 않는다.On the other hand, if you want to weld sealing the other source capsules (15, 31, 35, 51) other than the welded source capsules 11 as described above, the collet chuck 110b shown in FIG. In the state of mounting the 110c) (110d) (110e) to the collet chuck fixed body 130 is to proceed with the operation process as described above. However, the external source capsules 15 and 35 into which the internal source capsules 11 and 31 are injected have a relatively large diameter compared to the source capsules 11 and 31 and 51 into which the radiation source is directly injected. The holders 120a, 102c and 102e are not used.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 여러종류의 밀봉선원을 구성하기 위한 각각 규격의 선원캡슐을 취급하는 각각의 콜릿을 구비함으로써 하나의 용접장치로 다양한 종류의 밀봉선원을 생산 용접할 수 있도록 하여 밀봉선원의 생산성을 향상시킬 수 있게 되며, 밀봉선원의 생산원가를 절감하여 제품품질을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, the present invention is provided by each collet for handling the source capsules of each standard for constituting the various types of sealing source source to seal the production of various types of sealing source source with one welding device It is possible to improve the productivity of the source and to improve the product quality by reducing the production cost of the sealed source.
본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, those skilled in the art will recognize that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the appended claims. Anyone can easily know.
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