KR20030058889A

KR20030058889A - 배관의 자동 용접장치

Info

Publication number: KR20030058889A
Application number: KR1020020000538A
Authority: KR
Inventors: 정중근
Original assignee: 정중근
Priority date: 2002-01-02
Filing date: 2002-01-02
Publication date: 2003-07-07

Abstract

본 발명은 각종 배관을 자동으로 용접하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공장의 가스관, 상수도관 등과 같은 각종 배관의 원둘레를 자동으로 용접하는 배관의 자동용접장치에 관한 것이다.

본 발명은 대형배관의 전 둘레를 균일한 품질로 신속하게 용접하며, 크고 복잡하고 형상의 대형배관, 곡관, 긴 배관 등은 용접할 수 있는 배관의 자동용접장치를 제공하는데 그 목적이 있으며, 상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 각 요소를 수용하는 하우징부와, 중형 배관을 클램핑하는 콜릿척부와, 대형 배관을 회전시키는 회전롤러부와, 상부에서 압하해 주는 상부압하롤부와, 용접홀더의 위치를 조절하는 용접홀더지지부와, 길이가 긴 배관을 지지해주는 배관지지부와, 각 요소의 모터에 전원을 공급하고 제어하는 콘트롤판넬부에 의해 달성된다.

Description

배관의 자동 용접장치{Autometic pipe welding system}

본 발명은 각종 배관을 자동으로 용접하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공장의 가스관, 상수도관 등과 같은 각종 배관의 원둘레를 자동으로 용접하는배관의 자동용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 직경이 수백 mm ~ 수천 mm 에 각종 배관을 연결할 때 용접작업을 많이 이용하며 이와 같은 작업은 [도 1]과 같이 사람이 수작업으로 수행하거나 [도 2]과 같이 용접용 턴테이블을 사용하여 용접하고 있으나 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 수작업의 경우 작업능률이 낮다. [도 1]과 같이 대형배관을 용접할때 배관의 상부나 하부를 균일하게 용접하기 어렵고, 고도의 숙련이 요구되며, 배관을 되집는 공정이 필요하여 작업능률이 낮다.

둘째, 용접용 턴테이블은 크고 복잡한 형상을 용접하기 어렵다. [도 2]와 같이 종래 기술에 따른 용접용턴테이블(3)을 이용할 경우 대형배관, 곡관, 긴 배관 등은 용접하기 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 대형배관의 전 둘레를 균일한 품질로 신속하게 용접하며, 크고 복잡하고 형상의 대형배관, 곡관, 긴 배관 등은 용접할 수 있는 배관의 자동용접장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 각 요소를 수용하는 하우징부와, 중형 배관을 클램핑하는 콜릿척부와, 대형 배관을 회전시키는 회전롤러부와, 상부에서 압하해 주는 상부압하롤부와, 용접홀더의 위치를 조절하는 용접홀더지지부와, 길이가 긴 배관을 지지해주는 배관지지부와, 각 요소의 모터에 전원을 공급하고 제어하는 콘트롤판넬부로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 종래기술에 따른 대형 배관의 용접방법을 나타낸 사시도

도 2는 종래기술에 따른 각종 배관의 용접장치를 나타낸 사시도

도 3은 본 발명에 따른 배관의 자동 용접장치를 나타낸 사시도

도 4는 본 발명에 따른 도 3의 "A" 에서 본 것을 나타낸 좌측면 부분단면도

도 5는 본 발명에 따른 도 3의 "B" 에서 본 것을 나타낸 우측면도

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 대형파이프 2 : 중형파이프 3 : 용접보조장치

4 : 콜릿척 5 : 용접기

100 : 하우징부 101 : 케이스 102 : 베이스

103 : 서포트플레이트 104 : 케이스샤프트 105 : 케이스워엄휠

106 : 케이스기어드모타 107 : 모타지지대 108 : 커버

200 : 콜릿척부 201 : 콜릿척워엄휠 202 : 콜릿척기어드모타

203 : 모타지지대 204 : 콜릿척

300 : 회전롤라 301 : 구동기어드모타 302 : 모타지지대

303 : 원동스프로켓 304 : 체인 305 : 종속스프로켓

306 : 베어링블록 307 : 워엄기어 308 : 회전롤라

309 : 회전롤러

400 : 상부압하롤부 401 : 회전기어드모타 402 : 원동스프로켓

403 : 체인 404 : 종속스프로켓 405 : 수직축지지대

406 : 수직축 407 : 이송스크류 408 : 슬라이더

409 : 상하이송모타 410 : 지지아암 411 : 서포트바

412 : 압하롤 413 : 연결보울트 414 : 완충스프링

415 : 이송스크류지지판

500 : 용접홀더지지부 501 : 수직위치조절봉 502 : 수평위치조절봉

503 : 고정블록 504 : 용접홀더

600 : 배관지지부 601 : 레일 602 : 랙기어

603 : 피니언기어 604 : 프레임 605 : 바퀴

606 : 베이스플레이트 607 : 이송모타 608 : 상하실린더

609 : 가이드샤프트 610 : 상부지지판 611 : 회전롤라

700 : 콘트롤판넬부 701 : 전원공급기 702 : 스위치

703 : 자동제어기 704 : 로타리엔코더 705 : 로타리엔코더

이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 하우징부(100)의 케이스(101)는 육면체의 상자이며 후면은 커버(108)가 조립되고 케이스(101)는 견고한 판이며 그 위에 서포트플레이트(103)가 용접되어 수직으로 세워지고 케이스샤프트(104)에 의해 케이스(101)가 서포트플레이트(103)와 조립되며 케이스(101) 속의 케이스샤프트(104)에는 케이스워엄휠(105)이 조립되고 케이스워엄휠(105)를 케이스기어드모타(106)가 회전시키며 케이스기어드모타(106)는 모타지지대(107)에 의해 케이스(101) 내벽에 지지된다.

상기 콜릿척부(200)의 콜릿척(204)은 케이스(101) 바깥쪽에 위치하고 이를 회전시키는 콜릿척워엄휠(201)은 케이스(101) 안쪽에 위치하며 콜릿척워엄휠(201)과 맞물려 회전시키는 콜릿척기어드모타(202)는 모타지지대(203)에 의해 고정되고 모타지지대(203)은 케이스(101) 안쪽벽에 용접된다.

상기 회전롤러부(300)의 구동기어드모타(301)는 케이스(101)의 안쪽에 위치하고 모타지지대(302)에 의해 고정되며 원동스프로켓(303)은 구동기어드모타(301)에 의해 회전되며 체인(304)에 의해 케이스(101)의 바깥 상부에 조립된 종속스프로켓(305)에 동력이 전달되고 종속스프로켓(305)은 워엄기어(307)에 한 몸체를 이루며 조립되어 있고 베어링블록(306)에 의해 지지된다.

회전롤러(308)는 케이스(101) 윗면에 적절한 간격으로 복수개가 설치되며 원형의 몸체 한쪽에 각각 기어 이빨이 가공되어 있어 워엄기어(307)과 맞물려 회전력을 전달 받으며 복수개의 롤러지지블록(309)에 의해 양단이 지지된다.

상기 상부압하롤부(400)의 회전기어드모타(401)는 케이스(101) 안쪽에 위치하고 원동스프로켓(402)은 회전기어드모타(401)에 의해 회전되며 체인(403)에 의해 케이스(101)의 바깥 상부에 조립된 종속스프로켓(404)에 동력이 전달되고 종속스프로켓(404)은 수직축(406)과 한 몸체를 이루고 수직축(406)은 수직축지지대(405)에 의해 지지되며 수직으로 세위지고 이송스크류(407) 또한 수직축(406)과 평행하게 위치하며 이송스크류지지판(415)에 의해 수직축(406)과 연결된다.

슬라이더(408)는 수직축(406)과 이송스크류(407)를 수용하여 조립되고 이송스크류(407)는 상하이송모타(409)에 의해 회전되며 지지아암(410)은 슬라이더(408)에 용접되고 서포트바(411)는 지지아암(410)에 조립되며 압하롤(412)은 연결보울트(413)와 완충스프링(414)에 의해 서포트바(411)에 고정된다

상기 용접홀더지지부(500)의 위치는 하우징부(500)의 케이스(101) 및 상부압하롤부(400)의 서포트바(411)에 각각 위치하며 고정블록(501)을 이용하여 조립하며 고정블록(501)은 수평위치조절봉(502)를 지지하는 블록이며 수평위치조절봉(502)은 수직위치조절봉(503)을 지지한 상태에서 용접홀더(504)의 수평위치를 조절하는 봉이며 수직위치조절봉(503)은 용접홀더(504)를 지지한 상태에서 용접홀더(504)의 수직위치를 조절하는 봉이고 용접홀더(504)는 수직위치조절봉(503)에 고정된다.

상기 배관지지부(600)의 레일(601)은 케이스(101) 전방에 두개의 레일이 평행하게 적절한 길이로 부설되고 중앙에는 랙기어(602)가 설치되며 프레임(604)에바퀴(605)가 조립되어 레일(601) 위에 올려지고 피니언기어(603)은 랙기어(602)와 한 조를 이루어 이송모타(607)의 구동력으로 전후로 움직이도록 조립되며 프레임(604) 위에는 베이스플레이트(606)가 용접된다.

상하실린더(608)는 베이스플레이트(606) 상부 중앙에 가이드샤프트(609)는 상부 양측면에 각각 수직으로 조립되고 상부지지판(610)은 상하실린더(608) 및 가이드샤프트(609)의 로드에 조립되어 상하로 움직이고 회전롤라(611)는 상부지지판(610) 위에 조립된다.

상기 콘트롤판넬부(700)의 전원공급기(701)는 케이스기어드모타(106), 콜릿척기어드모타(202), 구동기어드모타(301), 회전기어드모타(401), 이송모타(607), 상하실린더(608)의 구동을 제어 하기 위한 소자들이 내부에 설치되어 있고 그 외부에는 스위치(702)가 돌출되어 있으며 자동제어기(703)는 연산기와 메모리로 구성된 마이크로컴퓨터가 내장되고 외부에는 배관의 직경 및 용접조건을 입력하는 키보드와 액정화면이 부설되어 있다.

이하 본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 도 용접용텐테이블(3)은 본 발명에 따른 배관의 자동 용접장치를 나타낸 사시도이며 도면과 같이 대형배관(1)은 회전롤러부(300)의 회전롤러(308) 및 배관지지부(600)의 회전롤라(611)에 올려놓고 중소형배관(2)은 하우징부(100)의 콜릿척(204)에 직접 클램핑한 상태에서 콘트롤판넬부(700)를 이용하여 용접홀더지지부(500)의 용접홀더(504)로 대형배관(1) 및 중소형배관(2)의 전 둘레를 자동으로 용접한다.

상기와 같이 자동용접을 실시하기 위해서는 대형배관(1) 및 중소형배관(2)의 설치작업을 다음과 같이 실시한다.

대형배관(1)을 회전롤러부(300)의 회전롤러(308) 및 배관지지부(600)의 회전롤라(611)에 올려놓은 상태에서 콘트롤판넬부(700)를 이용하여 상부압하롤부(400)의 회전기어드모타(401)를 구동시키면 수직축(406)이 회전되어 압하롤(412)가 대형배관(1)의 상부에 위치하게 되고 그 후 상하이송모타(409)를 구동시켜면 이송스크류(407)가 회전함에 따라 슬라이더(408)가 하강하여 압하롤(412)이 대형배관(1) 윗면을 적절한 하중으로 압하하게 된다.

이때 배관의 형태에 따라 콘트롤판넬부(700)를 이용하여 하우징부(100)의 케이스기어드모타(106)를 구동시켜 케이스(101)의 각도를 조절한다. 즉, 대형배관(1)의 길이방향 형태가 "ㄱ" 또는 "ㄹ"과 같이 생겼을 때 배관 회전시 지면에 충돌하지 않도록 각도를 조절한다.

또한 콘트롤판넬부(700)을 이용하여 배관지지부(600)의 이송모타(607)를 동작시켜 수평방향으로 적절하게 이동시킨 후 상하실린더(608) 를 상승시켜 대형배관(1)이 원활하게 회전하도록 회전롤라(611)가 대형배관(1)을 지지하게 한다.

중소형배관(2)을 용접하고자 할 때는 콜릿척부(200)의 콜릿척(204)에 직접 클램핑한다.

다음에는 대형배관(1) 및 중소형배관(2)의 용접하고자 하는 위치에 각각 용접홀더지지부(500)의 용접기(502) 및 수직위치조절봉(503)을 조절하여용접홀더(504)를 용접하고자 하는 위치에 고정시킨다.

상기와 같이 설치작업을 완료하고 콘트롤판넬부(700)의 자동제어기(703)를 실행시키면 용접기(5) 및 콜릿척기어드모타(202) 및 구동기어드모타(301)이 동작하고 콜릿척(204) 및 회전롤러(308)가 회전하면 대형배관(1) 및 중소형배관(2) 또한 회전하게 되므로 배관의 전 둘레 용접이 자동으로 실시된다.

이때 콘트롤판넬부(700)의 로타리엔코더(704) 및 로타리엔코더(705)는 콜릿척기어드모타(202) 및 구동기어드모타(301)의 회전수를 감지하여 자동제어기(703)에 결과를 전송하고 자동제어기(703)는 대형배관(1) 및 중소형배관(2)의 대형배관(1) 회전을 연산하여 전 둘레 용접이 완료되는 시점에서 전원공급기(701)에 명령을 하달하면 용접기(5) 및 콜릿척기어드모타(202) 및 구동기어드모타(301)의 전원이 차단되어 용접이 완료된다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 대형배관의 전 둘레를 균일한 품질로 신속하게 용접하며, 크고 복잡하고 형상의 대형배관, 곡관, 긴 배관 등은 용접할 수 효과가 있다.

이상에서 본 발명에 따른 배관의 자동용접장치에 관한 기술적 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims

내부에 물체를 수용할 수 있는 육면체의 통인 케이스(101)가 있고, 그 하부에 케이스(101)를 지지하는 베이스(102)와 서포트플레이트(103)가 위치하며 케이스(101) 양면 두지점에서 케이스샤프트(104)를 축으로 연결되어 있으며, 일측의 케이스샤프트(104)에는 케이스워엄휠(105)가 조립되고, 케이스워엄휠(105)에 맞물리는 케이스기어드모타(106)가 설치되고 이를 지지하는 모타지지대(107)가 설치되어 있으며, 케이스(101)의 후면에 커버(108)를 설치하여서 된 하우징부(100)와;

상기 케이스(101) 외부 앞면에 콜릿척(204)이 설치되어 있으며, 콜릿척(204) 한쪽은 케이스(101) 전면 벽을 관통하여 내부의 콜릿척워엄휠(201)과 조립되며, 콜릿척워엄휠(201)에 맞물리는 콜릿척기어드모타(202)가 설치되고 이를 지지하는 모타지지대(203)를 설치하여서 된 콜릿척부(200)와;

상기 케이스(101) 내부 일측면에 모타지지대(302)에 의해 지지되는 구동기어드모타(301)가 설치되고, 구동기어드모타(301)에 원동스프로켓(303)이 조립되며, 케이스(101) 윗면에 베어링블록(306)에 의해 지지되는 워엄기어(307)가 설치되고, 몸체에 기어 이빨이 가공된 회전롤러(308)가 워엄기어(307)와 맞물려진 상태로 롤러지지블록(309)에 의해 지지되어 설치된 회전롤러부(300)와;

상기 회전기어드모타(401)는 케이스(101) 안쪽에 설치되고, 원동스프로켓(402)은 회전기어드모타(401)에 조립되어 회전되며, 체인(403)에 의해 케이스(101)의 바깥 상부에 조립된 종속스프로켓(404)에 동력이 전달되고, 종속스프로켓(404)은 수직축(406)의 저면에 조립되고, 케이스(101)의 상부 일측면에 수직축지지대(405)가 돌출되어 형성되고, 수직방향으로 수직축(406)이 조립되며, 표면에 나사산이 가공된 이송스크류(407)이 수직축(406) 과 평행하게 세워지고, 이송스크류지지판(415)은 수직축(406)에 연결되어 이송스크류(407)를 지지하며, 이송스크류(407)의 상부 끝단에 상하이송모타(409)가 조립되어 이송스크류(407)를 회전시키며, 슬라이더(408)는 수직축(406)과 이송스크루(407)가 몸체를 관통하여 조립된 상태로 설치되며, 지지아암(410)은 슬라이더(408)에 용접되어 가지를 형성하며, 끝부분에 서포트바(411)가 회전롤러(308)과 평행하게 설치되며, 서포트바(411)의 하부에 압하롤(412)이 설치되고, 복수개의 연결보울트(413)에 의해 압하롤(412)의 양단이 서포트바(411)에 조립되며, 서포트바(411)과 압하롤(412) 사이에 완충 역활 을 하는 완충스프링(414) 설치하여서 된 상부압하롤부(400)와;

상기 케이스(101) 및 상부압하롤부(400) 에 각각 고정블록(501)이 부착되고, 고정블록(501)에 수평위치를 조절하는 봉인 수평위치조절봉(502)이 끼워지고, 수평위치조절봉(502) 한쪽 끝단에 수직위치를 조절하는 봉인 수직위치조절봉(503)이 끼워지며, 수직위치조절봉(503)의 하부 끝단에 용접홀더(504)를 설치하여서 된 용접홀더지지부(500)와;

상기 하우징부(100)의 전면에 길게 레일(601)이 설치되고, 레일(601) 중앙에 랙기어(602)가 평행하게 설치되며, 레일(601) 위에 복수개의 바퀴(605)가 조립된 프레임(604)이 설치되고, 프레임(604) 위에 견고한 판인 베이스플레이트(606)가 설치되며, 프레임(604) 일측부 중앙에 피니언기어(603)이 조립되어 있는이송모타(607)가 설치되고, 피니언기어(603)는 랙기어(602)와 맞물리며, 상하실린더(608)는 베이스플레이트(606) 중심에 수직으로 설치하였고, 상하실린더(608)의 좌우에 각각 수직으로 평행하게 가이드샤프트(609)를 설치하였으며, 상부에 상부지지판(610)를 조립하였고, 상부지지판(610) 윗면에 복수개의 회전체인 회전롤라(611)를 설치하여서된 배관지지부(600) 와;

상기 용접기(5) 와 케이스기어드모타(106)와 콜릿척기어드모타(202) 와 구동기어드모타(301)와 회전기어드모타(401)와 상하이송모타(409) 와 이송모타(607)와 상하실린더(608)에 전원을 공급하는 전원공급기(701)가 설치되고, 전원을 수동으로 단속하는 스위치(702)가 설치되며, 전원공급기(701)를 자동으로 제어하는 자동제어기(703)가 설치하였으며, 콜릿척기어드모타(202)의 회전수를 감시하여 자동제어기(703)에 전송하는 로타리엔코더(704)와 구동기어드모타(301)의 회전수를 감시하여 자동제어기(703)에 전송하는 로타리엔코더(705)를 설치하여서 된 콘트롤판넬부(700)를; 형성하여서 된 구성을 포함함을 특징으로 하는 배관의 자동용접장치