KR200415243Y1

KR200415243Y1 - 강관 용접 시스템

Info

Publication number: KR200415243Y1
Application number: KR2020060004748U
Authority: KR
Inventors: 양형수
Original assignee: (주)대영하이텍; 양형수
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2006-04-28

Abstract

본 고안은 강관 용접 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 크기의 강관(2) 지름을 입력부(16)에 입력하면 척(28)이 자동적으로 해당하는 강관(2)의 중심으로 이동할 수 있게 하므로서 작업성과 생산성이 획기적으로 향상되게 하는 데에 그 목적이 있고, 다른 목적으로는 베이스프레임(4)상에서 주축부(6)와 용접부(10)의 위치를 작업자가 수동으로 조정할 수 있게 하므로서 용접시스템의 제작비용이 저렴화될 수 있게 하는 데에 있으며, 또 다른 목적으로는 주축부(6) 앞에 받침부(12)를 설치하여 길이가 긴 강관(2)도 용접할 수 있게 하므로서 용접시스템의 범용성이 향상되게 하는 데에 있고, 또 다른 목적으로는 용접부(10)상에서 용접기(164)를 조금씩 이동시켜 강관(2)의 특정 부분을 용접할 수 있게 하므로서 실용성이 획기적으로 향상되게 하고자 하는 데에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 고안은 베이스프레임(4)과, 상기 베이스프레임(4) 일측에 설치되면서 강관(2)의 일단부를 결합하여 회전시키는 주축부(6)와, 상기 주축부(6)의 중심선으로 부터 벗어난 위치에서 베이스프레임(4)상에 횡 방향으로 설치되는 안내레일(8)과, 상기 안내레일(8)상에 이동 가능하게 설치되면서 강관(2)을 용접하는 용접부(10)와, 상기 주축부(6)의 중심선을 따라 베이스프레임(4)상에 설치되면서 강관(2)의 하부를 바쳐 주는 받침부(12)와, 상기 주축부(6)와 용접부(10)에 연결되어 작동명령을 전달하는 제어부(14)와, 상기 제어부(14)에 연결되는 입력부(16)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 고안은 입력부(16)에 강관(2)의 지름을 입력하면 척(28)이 자동적으로 강관(2)의 중심으로 이동하므로 작업성이 획기적으로 향상되고, 또한 다양한 크기로 된 강관(2)을 연속적으로 교체하며 용접작업 할 때 척(28)을 강관(2)의 중심선 위치로 신속히 이동시킬 수 있으므로 생산성이 크게 향상되는 효과가 있다.

척, 서보모터, 강관, 용접기, 밸브

Description

강관 용접 시스템{Steel pipe welding system}

도 1a, 1b 는 종래에 따른 용접장치의 사시도.

도 2 는 본 고안에 따른 용접시스템의 정면도.

도 3 은 본 고안에 따른 용접시스템의 평면도.

도 4 는 본 고안에 따른 각 부품이 제어부에 연결된 상태도.

도 5 는 본 고안에 따른 주축부의 측면도.

도 6 은 본 고안에 따른 주축부의 정면도.

도 7 은 본 고안에 따른 도 5의 A - A선 단면도.

도 8 은 본 고안에 따른 도 5의 B - B선 단면도.

도 9 는 본 고안에 따른 도 5의 C - C선 단면도.

도 10 은 본 고안에 따른 용접부의 정면도.

도 11 은 본 고안에 따른 용접부의 평면도.

도 12 는 본 고안에 따른 도 10의 D - D선 단면도.

도 13 은 본 고안에 따른 도 11의 E - E선 단면도.

도 14 는 본 고안에 따른 도 11의 F - F선 단면도.

도 15 는 본 고안에 따른 받침부의 정면도.

도 16 은 본 고안에 따른 받침부의 측면도.

도 17a, 17b는 본 고안에 따른 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2:강관 4:베이스프레임

6:주축부 8,194:안내레일

10:용접부 12:받침부

14:제어부 16:입력부

18:제1서보모터 20:샤프트

22:체인 24:스프로킷

26:메인샤프트 28:척

30:승강팰리트 32:안내공

34,176:안내봉 36:커버

38:X축팰리트 40:제2서보모터

42:기어박스 44:승강나사축

48:제2센서 50,56,112,196:브래킷

52:업다운타깃 54:제1센서

58:고정타깃 60:저장탱크

62:자동밸브 64:공급호스

66:공급관 70:주축부이송장치

72:Y축팰리트 74,134:X축작동부

76,96:매스 78,136:X축나사봉

80,100,138,154,174:핸들 82:X축레일

84,104,116,192:롤러 86,106,114,190:블록

88,108,182:지지대 90,110,118,198:조정나사

92:베이스판넬 94,150:Y축작동부

98,153:Y축나사봉 102:Y축레일

120:칼럼 122:고정테이블

124:용접기이송장치 126:X축안내블록

128:X축테이블 130,146:가압판

132,148,188:고정나사 140,156:공간부

142:결합홈 144:Y축테이블

152:Y축유니버셜조인트 158:기어박스

160:래크 162,184:받침판

164:용접기 165:용접봉

166:피니언 167:토치헤드

168,180:회전축 170:승강작동부

172:승강유니버셜조인트 178:받침롤러

186:지지프레임

본 고안은 강관 용접 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 크기의 강관지름을 입력부에 입력하면 척이 자동적으로 해당하는 강관의 중심으로 이동할 수 있게 하므로서 작업성과 생산성이 획기적으로 향상되게 하고, 또한 베이스프레임상에서 주축부와 용접부의 위치를 작업자가 수동으로 조정할 수 있게 하므로서 용접시스템의 제작비용이 저렴화될 수 있게 하며, 또한 주축부 앞에 받침부를 설치하여 길이가 긴 강관도 용접할 수 있게 하므로서 용접시스템의 범용성이 향상되게 하고, 또한 용접부상에서 용접기를 조금씩 이동시켜 강관의 특정 부분을 용접할 수 있게 하므로서 실용성을 획기적으로 향상되게 한 강관 용접 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 강관에 대해 아크용접을 실시하면 용접부분은 공기중에 노출되어 용접되는 관계로, 상기 용접부분의 용융금속은 산화되면서 변질을 일으켜 용접품질을 떨어뜨리게 되고, 또한 용접부분에서는 슬래그가 많이 발생하게 되어 용접부의 수명을 단축시키게 되는 결점을 지니게 된다.

따라서 이러한 제반적인 결점을 해소하고자 통상적으로 불활성가스(아르곤가스 또는 질소가스) 분위기에서 아크용접을 실시하면 용접부분에서 산화작용이나 슬래그의 발생 정도가 극히 작게 되는데, 이로 인해 용접부는 품질이 우수하게 되면서 수명도 연장되는 효과를 나타나게 된다.

한편 종래의 기술은 공개실용신안번호 제1999-3464호(명칭:비철금속배관용 용접장치)를 도 1a, 1b에서 살펴 보면 다음과 같다.

먼저 쉬일딩챔버(60)(도1a참조)에는 밸브(161a)를 구비한 가스공급관(161)이 연결되고, 상기 가스공급관(161)은 아르곤가스가 충진된 가스통(160)이 연결된다.

그리고 상기 쉬일딩챔버(60) 내부에는 용접하고자 하는 배관(110,111)이 배치되고, 상기 쉬일딩챔버(60) 일측에는 배관(110,111)의 일단부를 결합하여 회전시키는 척(122)이 설치되며, 상기와 배치되는 배관(110,111)의 윗 부분에는 토오치수용부재(59)를 결합한 용접토오치(92)가 근접하여 위치한다.

상기와 같이 설치되는 용접토오치(92)에는 용접기(70)가 연결되고, 상기 용접토오치(92)의 근접된 위치에는 용가재(180)의 앞 부분을 끼워 결합하면서 자동으로 공급하는 용가재안내부(45)가 설치된다.

또한 상기 토오치수용부재(59) 후미에는 수직몸체(54)가 설치되는데, 이때 상기 수직몸체(54)는 전동모터(34)(도1b참조)로부터 동력을 전달받아 승강할 수 있게 설치된다.

계속하여 상기 수직몸체(54)(도1b참조) 후미에는 함께 승강하는 아암부재(20)가 설치되고, 상기 아암부재(20) 일단부에는 나사축(16)이 나사 결합되면서 수직으로 설치되며, 상기 나사축(16) 하단부에는 동력을 제공하는 전동모터(18)가 설치된다.

상기와 같이 구성되는 종래의 기술을 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 전동모터(18)를 작동시키면 나사축(16)이 회전하면서 아암부재(20)를 승강시켜 수직몸체(54)와 용접토오치(92)를 함께 승강시키게 되는데, 이때 상기 용접토오치(92)의 선단부가 배관(110,111)의 용접부분에 근접되게 한다.

상기 이후로 밸브(161a)를 개방하여 가스통(160)으로부터 아르곤가스가 쉬일 딩챔버(60) 내부로 공급되게 하고, 동시에 용접기(70)를 작동시키면서 용가재안내부(45)를 통해 용가재(180)가 공급되게 하며, 또한 미 도시된 외부 동력을 이용하여 상기 배관(110,111)을 결합하고 있는 척(122)을 회전시킨다.

따라서 상기 배관(110,111)은 회전하면서 용접부분 전체에 용접이 진행되는데, 이때 상기 용접부분은 아르곤가스 분위기에서 용접이 이루어지게 된다.

상기와 같이 용접이 진행되어 완료되면 전동모터를 재차 작동시켜 토오치수용부재(59)가 배관(110,111)의 용접부분으로부터 이격 되게 하고, 동시에 상기 용접기(70)와 척(122)의 작동을 중지시키면서 밸브(161a)를 닫힘 상태가 되게 한다.

상기와 같은 종래의 기술은 길이가 긴 배관(110,111)을 바쳐주는 받침부가 없는 관계로, 길이가 긴 배관(110,111)을 용접할 때 처짐이 발생하게 되는데, 이로 인해 길이가 긴 배관(110,111)을 용접하기에는 곤란함이 따르므로 범용성이 떨어진다.

또한 용접토오치(92)가 단순히 승강하는 구조로만 되어 있으므로 배관(110,111)의 특정 부분에 대해 용접을 실시 하고자 할 경우에는 상기와 같은 종래의 기술을 적용하기에는 어려움이 따르므로 실용성이 떨어진다.

또한 다양한 크기의 강관을 용접할 때 용접하기에 적당한 위치로 척을 이동시키지 못하는 구조로 되어 있어서 작업성이 떨어지고, 그로 인해 생산성도 함께 저하되는 요인으로 작용하게 된다.

본 고안은 상기의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 다양한 크기의 강관 지름을 입력부에 입력하면 척이 자동적으로 해당하는 강관의 중심으로 이동할 수 있게 하므로서 작업성과 생산성이 획기적으로 향상되게 하는 데에 있다.

다른 목적으로는 베이스프레임상에서 주축부와 용접부의 위치를 작업자가 수동으로 조정할 수 있게 하므로서 용접시스템의 제작비용이 저렴화될 수 있게 하는 데에 있다.

또 다른 목적으로는 주축부 앞에 받침부를 설치하여 길이가 긴 강관도 용접할 수 있게 하므로서 용접시스템의 범용성이 향상되게 하는 데에 있다.

또 다른 목적으로는 용접부상에서 용접기를 조금씩 이동시켜 강관의 특정 부분을 용접할 수 있게 하므로서 실용성이 획기적으로 향상되게 하고자 하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 기술적 구성은, 베이스프레임(4)과, 상기 베이스프레임(4) 일측에 설치되면서 강관(2)의 일단부를 결합하여 회전시키는 주축부(6)와, 상기 주축부(6)의 중심선으로 부터 벗어난 위치에서 베이스프레임(4)상에 횡 방향으로 설치되는 안내레일(8)과, 상기 안내레일(8)상에 이동 가능하게 설치되면서 강관(2)을 용접하는 용접부(10)와, 상기 주축부(6)의 중심선을 따라 베이스프레임(4)상에 설치되면서 강관(2)의 하부를 바쳐 주는 받침부(12)와, 상기 주축부(6)와 용접부(10)에 연결되어 작동명령을 전달하는 제어부(14)와, 상기 제어부(14)에 연결되는 입력부(16)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 고안을 도 2 내지 도 4 에서 살펴 보면, 먼저 지름 이 50-650mm의 강관(2)(도3참조)을 용접하기에 적당한 길이와 폭을 갖는 베이스프레임(4)이 구성되고, 상기 베이스프레임(4) 일측에는 강관(2)의 일단부를 결합하여 회전시키는 주축부(6)가 설치되며, 상기 주축부(6)의 중심선으로부터 벗어난 베이스프레임(4)의 후미에는 2개의 안내레일(8)이 횡 방향으로 설치된다.

그리고 상기 안내레일(8)상에는 길이 방향을 따라 이동하면서 강관(2)에 대해 용접을 실시하는 용접부(10)가 설치되고, 상기 주축부(6)의 중심선을 따라 베이스프레임(4) 상부에는 강관(2)의 저부를 바쳐 주는 받침부(12) 다수개가 동일한 간격을 두면서 설치되며, 상기 주축부(6)와 용접부(10)에는 제어부(14)와 입력부(16)가 순차적으로 연결된다.

상기와 같이 구성되는 주축부(6)를 도 5 내지 9에서 살펴 보면, 먼저 상기 주축부(6)(도7참조)에는 동력을 제공하는 제1서보모터(18)가 샤프트(20)를 구비하면서 제어부(도4참조)에 연결되고, 상기 샤프트(20)(도7참조) 선단부에는 체인(22)을 연결한 스프로킷(24)이 결합 되며, 상기 체인(22) 타측에는 스프로킷(24)을 결합한 메인샤프트(26)가 설치되는데, 이때 상기 메인샤프트(26)는 중공형으로 형성된다.

상기 메인샤프트(26) 선단부에는 강관(2)의 일단부를 결합하면서 전달되는 동력에 의해 회전하는 척(28)이 설치된다.

상기와 같이 구성되는 제1서보모터(18)는 직사각형으로 형성된 승강팰리트(pallet)(30) 상부에 고정 설치되고, 상기 메인샤프트(26)는 승강팰리트(30)상에 회전할 수 있게 설치되며, 그리고 상기 승강팰리트(30) 내측에는 소정의 크기를 갖 는 안내공(32)이 관통되어 형성된다.

계속하여 상기 승강팰리트(30) 각각의 모서리 부분에는 안내봉(34)이 미끄럼 결합 되면서 수직으로 설치되고, 상기 안내봉(34) 상,하단부에는 승강팰리트(30)와 동일한 사이즈를 갖는 커버(36)(도6참조)와 X축팰리트(38)가 각각 고정 설치된다.

상기 X축팰리트(38) 상부에는 제어부(14)(도4참조)에 연결되면서 동력을 제공하는 제2서보모터(40)가 설치되고, 상기 제2서보모터(40)(도6참조)에는 동력의 전달 방향을 전환하는 기어박스(42)가 결합 되며, 상기 기어박스(42)에는 동력을 전달하는 승강나사축(44)이 결합 되면서 수직으로 설치되는데, 이때 상기 승강나사축(44)의 상부는 상기 승강팰리트(30)를 관통하면서 나사 결합 된다.

따라서 상기 승강나사축(44)이 회전하면 나사선을 따라 상기 승강팰리트(30)는 승강하게 된다.

그리고 상기 X축팰리트(38) 상부에는 승강팰리트(30)의 하강 한계점을 체크하는 제2센서(48)가 제어부(14)(도4참조)에 연결되면서 브래킷(50)으로 고정 설치되고, 상기 승강팰리트(30)의 저면에는 하강위치를 제2센서(48)에 알리는 업다운타깃(up down target)(52)이 고정 설치된다.

또한 상기 승강팰리트(30)의 상부에는 승강팰리트(30)의 상승 한계점을 체크하는 제1센서(54)가 제어부(14)(도4참조)에 연결되면서 브래킷(56)으로 고정 설치되고, 상기 커버(36) 저면에는 승강팰리트(30)의 상승 위치를 제1센서(54)에 알리는 고정타깃(58)이 설치된다.

계속하여 상기 X축팰리트(38) 상부에는 불활성가스(아르곤(Ar)가스 또는 질 소(N₂)가스)를 충진한 저장탱크(60)가 설치되고, 상기 저장탱크(60)에는 제어부(14)(도4참조)에 연결되는 자동밸브(62)가 플렉시블한 공급호스(64)(도6참조)로 연결되며, 상기 자동밸브(62)는 승강팰리트(30)의 저면에 고정 설치된다.

상기 자동밸브(62) 출구측에는 공급관(66)이 연결되면서 안내공(32)을 통하여 승강팰리트(30)의 상부로 배관 되어 중공형으로 된 메인샤프트(26) 후미를 통해 척(28)의 중심으로 토출구가 배치된다.

따라서 상기 공급관(66)을 통해 공급되는 불활성가스는 척(28)에 결합된 강관(2)(도7참조) 내부로 공급될 수 있는 상태가 되는데, 상기와 같이 불활성가스를 강관(2) 내부로 공급하는 것은 아크용접을 실시할 때 용접부분에서 흔히 발생하는 산화작용이나 슬래그의 발생을 억제시킬 수 있게 하므로서 용접품질을 보다 향상시키고자 함이다.

그리고 상기 X축팰리트(38) 저면에는 주축부(6)를 X,Y축 방향으로 이송시키는 주축부이송장치(70)가 베이스프레임(4) 상부에 설치되는데, 상기 주축부이송장치(70)의 구조를 살펴 보면 다음과 같다.

먼저 상기 주축부이송장치(70)에는 상기 X축팰리트(38)를 상부에 설치하여 X축 방향으로 전,후진할 수 있게 안내하는 Y축팰리트(72)가 구성되고, 상기 Y축팰리트(72) 상부에는 X축팰리트(38)가 X축 방향으로 전,후진할 수 있게 동력을 제공하는 X축작동부(74)가 설치된다.

상기와 같이 구성되는 X축작동부(74)는, 상기 X축팰리트(38) 저면에 돌출되 어 형성되는 매스(76)와, 상기 매스(76)(도9참조)에 나사 결합 되면서 Y축팰리트(72)상에 회전 가능하게 설치되는 X축나사봉(78)과, 상기 X축나사봉(78) 후미에 결합 되는 핸들(80)로 구성되는데, 이때 상기 X축나사봉(78) 후미에는 핸들(80)이 아닌 별도의 서보모터를 설치하여 상기 제어부(14)(도4참조)를 통해 이송범위를 자동으로 단속할 수도 있다.

그리고 상기 Y축팰리트(72) 상부 양측에는 X축팰리트(38)(도6참조)가 전,후진할 수 있게 안내하는 X축레일(82)(도9참조)이 X축 방향으로 배치되면서 각각 고정 설치되고, 상기 X축레일(82) 양측에는 롤러(84)가 각각 접하여 위치하면서 블록(86)(도6참조)에 회전 가능하게 결합 되며, 상기 블록(86)은 X축팰리트(38) 저면에 고정 설치된다.

상기와 같이 설치되는 블록(86)은 X축팰리트(38)의 양측 선단부와 후미에 각각 배치되고, 상기 블록(86) 사이에는 지지대(88)(도9참조)가 위치하면서 X축팰리트(38) 일단부에 고정 설치되며, 상기 지지대(88)에는 조정나사(90)가 나사 결합 된다.

이때 상기 조정나사(90)는 X축레일(82)의 측면에 선단부가 접하도록 하는 구조를 갖게 하므로서, 상기 조정나사(90)는 X축팰리트(38)(도6참조)가 조정된 위치에 고정되어 있게 할 수 있다.

계속하여 상기 Y축팰리트(72)를 상부에 설치하여 Y축 방향으로 전,후진할 수 있게 안내하면서 베이스프레임(4)상에 설치되는 베이스판넬(92)이 구성되고, 상기 베이스판넬(92) 상부에는 Y축팰리트(72)가 Y축 방향으로 전,후진할 수 있게 동력을 제공하는 Y축작동부(94)가 설치된다.

상기와 같이 구성되는 Y축작동부(94)(도9참조)는, 상기 Y축팰리트(72) 저면에 돌출되어 형성되는 매스(96)와, 상기 매스(96)에 나사 결합 되면서 베이스판넬(92)상에 회전 가능하게 설치되는 Y축나사봉(98)과, 상기 Y축나사봉(98) 후미에 결합 되는 핸들(100)로 구성되는데, 이때 상기 Y축나사봉(98) 후미에는 핸들(100)이 아닌 별도의 서보모터를 설치하여 제어부(14)(도4참조)를 통해 이송범위를 자동으로 단속할 수도 있다.

그리고 상기 베이스판넬(92)(도9참조) 상부 양측에는 Y축팰리트(72)가 전,후진할 수 있게 안내하는 Y축레일(102)이 Y축 방향으로 배치되면서 각각 고정 설치되고, 상기 Y축레일(102) 양측에는 롤러(104)가 각각 접하여 위치하면서 블록(106)(도6참조)에 회전 가능하게 결합 되며, 상기 블록(106)은 Y축팰리트(72) 저면에 고정 설치된다.

상기와 같이 설치되는 블록(106)은 Y축팰리트(72)의 양측 선,후미에 각각 배치되고, 상기 블록(106) 사이에는 지지대(108)가 위치하면서 Y축팰리트(72) 저면에 각각 고정 설치되며, 상기 지지대(108)(도9참조)에는 조정나사(110)가 나사 결합 되는데, 이때 상기 조정나사(110)는 Y축레일(102)의 측면에 선단부가 접하도록 하므로서, 상기 조정나사(110)는 Y축팰리트(72)가 조정된 위치에 고정되어 있게 할 수 있다.

한편 상기 용접부(10)(도3참조)의 구성을 도 10 내지 도 14 에서 살펴 보면 다음과 같다.

먼저 상기 용접부(10)(도10참조)에는 베이스프레임(4) 후미에서 횡 방향으로 설치된 안내레일(8)상에 브래킷(112)을 구비한 블록(114)이 이동 가능하게 설치되고, 상기 블록(114) 양측에는 다수개의 롤러(116)가 회전 가능하게 결합 되면서 안내레일(8)의 양측에 각각 배치되며, 상기 브래킷(112)에는 조정나사(118)가 나사 결합 되면서 안내레일(8)의 측면에 선단부가 접하여 설치되는데, 이때 상기 조정나사(118)는 용접부(10)가 조정된 위치에 고정되어 있게 할 수 있다.

상기 블록(114) 상부에는 칼럼(120)이 수직으로 설치되고, 상기 칼럼(120) 상단부에는 직사각형 모양의 고정테이블(122)이 설치되며, 상기 고정테이블(122) 상부에는 X,Y축 방향으로 이동하는 용접기이송장치(124)가 설치된다.

상기와 같이 구성되는 용접기이송장치(124)(도11참조)에는 상기 고정테이블(122)상에서 소정의 거리를 두고 이격되어 설치되는 한 쌍의 X축안내블록(126)이 구성되고, 상기 X축안내블록(126) 사이에는 X축테이블(128)이 전,후진 가능하게 설치되며, 상기 어느 하나의 X축안내블록(126)과 상기 X축테이블(128) 사이에는 소정의 두께를 지닌 가압판(130)이 설치된다.

그리고 상기 X축안내블록(126) 중간부에는 고정나사(132)가 나사 결합 되면서 가압판(130)의 외측면에 선단부가 접하도록 설치된다.

또한 상기 고정테이블(122)상에는 X축테이블(128)이 X축 방향으로 전,후진할 수 있게 동력을 제공하는 X축작동부(134)가 설치되는데, 상기 X축작동부(134)에는 고정테이블(122)상에서 회전 가능하게 설치되는 X축나사봉(136)이 구성되고, 상기 X축나사봉(136) 후단부에는 핸들(138)이 결합 되며, 상기 X축나사봉(136) 선단부는 X축테이블(128)에 나사 결합 된다.

이때 상기 X축테이블(128)(도12참조) 내부에는 X축나사봉(136)의 일부를 수용하는 공간부(140)가 소정의 길이 만큼 형성된다.

상기와 같이 구성되는 X축나사봉(136) 후미에는 핸들(138)이 아닌 별도의 서보모터를 설치하여 제어부(14)(도4참조)를 통해 X축테이블(128)의 이송범위를 자동으로 조정할 수도 있다.

계속하여 상기 X축테이블(128)(도13참조) 상부에는 Y축 방향으로 결합홈(142)이 형성되고, 상기 결합홈(142)에는 Y축테이블(144)이 전,후진 가능하게 미끄럼 결합 되며, 상기 결합홈(142)의 일측과 Y축테이블(144) 사이에는 소정의 두께를 지닌 가압판(146)이 설치된다.

그리고 상기 X축테이블(128)의 일측 중간부에는 고정나사(148)가 나사 결합 되면서 가압판(146)의 외측 면에 선단부가 접하도록 설치되는데, 이때 상기 Y축테이블(144)은 저면이 상기 X축안내블록(126)(도14참조) 상단면에 접하여 미끄럼 이동할 수 있게 설치된다.

또한 상기 고정테이블(122)(도11참조)상에는 Y축테이블(144)이 Y축 방향으로 전,후진할 수 있게 동력을 제공하는 Y축작동부(150)가 설치되는데, 상기 Y축작동부(150)에는 지지대(155)에 결합 되면서 고정테이블(122)상에서 회전 가능하게 설치되는 Y축유니버셜조인트(152)가 구성되고, 상기 Y축유니버셜조인트(152) 후단부에는 핸들(154)이 결합 되며, 상기 Y축유니버셜조인트(152) 선단부에는 Y축나사봉(153)이 결합 된다.

상기 Y축나사봉(153)은 Y축테이블(144)의 측면을 관통하면서 나사 결합 되고, 상기 Y축테이블(144) 내부에는 Y축나사봉(153)의 일부를 수용하는 공간부(156)가 소정의 길이 만큼 형성된다.

상기와 같이 설치되는 Y축유니버셜조인트(152)는 Y축테이블(144)이 X,Y축 방향으로 자유로이 이동할 수 있도록 하기 위해서는 핸들(154)이 이동거리에 비례하여 전,후진해야 하므로, 상기 Y축유니버셜조인트(152) 후미는 고정테이블(122) 상부에 설치되는 지지대(155)에 전,후진할 수 있게 미끄럼 결합 된다.

상기와 같이 구성되는 Y축유니버셜조인트(152) 후미에는 핸들(154)이 아닌 별도의 서보모터를 설치하여 제어부(14)(도4참조)를 통해 Y축테이블(144)의 이송범위를 자동으로 조정할 수도 있다.

계속하여 상기 Y축테이블(144)(도14참조) 앞 부분에는 동력 전달 방향을 전환시키는 기어박스(158)가 설치되는데, 상기 기어박스(158)에는 Y축테이블(144)을 관통하며 상,하로 이동하는 래크(160)가 결합 되면서 수직으로 설치되고, 상기 래크(160) 하단부에는 받침판(162)이 설치되며, 상기 받침판(162)에는 용접기(164)가 제어부(14)(도4참조)에 연결되면서 설치된다.

상기와 같이 설치되는 용접기(164)에는 용접봉(165)을 자동으로 공급하는 토치헤드가 연결되어 있다.

상기 기어박스(158)(도14참조)에는 래크(160)와 치차 결합하는 피니언(166)이 설치되고, 상기 피니언(166)에는 회전축(168)이 결합 되면서 Y축테이블(144)상에 회전 가능하게 설치되며, 상기 회전축(168) 후미에는 승강작동부(170)(도11참 조)가 연결된다.

상기와 같이 구성되는 승강작동부(170)에는 회전축(168) 후미에 연결되는 승강유니버셜조인트(172)가 구성되고, 상기 승강유니버셜조인트(172)는 고정테이블(122)상에 고정 설치된 지지대(155)에 회전 가능하게 결합 되며, 상기 승강유니버셜조인트(172) 후미에는 핸들(174)이 결합 된다.

상기와 같이 설치되는 승강유니버셜조인트(172)는 Y축테이블(144)이 X,Y축 방향으로 자유로이 이동할 수 있도록 하기 위해서는 핸들(174)이 이동거리에 비례하여 전,후진해야 하므로, 상기 승강유니버셜조인트(172) 후미는 고정테이블(122) 상부에 설치되는 지지대(155)에 전,후진할 수 있게 미끄럼 결합 된다.

상기 승강유니버셜조인트(172) 후미에는 핸들(174)이 아닌 별도의 서보모터를 설치하여 제어부(14)(도4참조)를 통해 용접기(164)의 승강 범위를 자동으로 조정할 수도 있다.

그리고 상기 받침판(162)(도11참조) 양측에는 안내봉(176)이 수직으로 각각 고정 설치되는데, 상기 안내봉(176)은 Y축테이블(144)의 양측을 관통하여 미끄럼 결합 되면서 상기 래크(160) 양측에 위치한다.

한편 상기 받침부(12)(도3참조)의 구성을 도 15와 도 16에서 살펴 보면 다음과 같다.

먼저 상기 받침부(12)에는 받침롤러(178)가 회전축(180)을 결합하면서 주축부(6)의 중심 양측에 각각 배치되고, 상기 각각의 회전축(180) 양측에는 지지대(182)가 결합 되며, 상기 지지대(182) 하부에는 받침판(184)이 결합 된다.

상기 받침판(184) 하부에는 지지프레임(186)이 주축부(6)(도3참조)의 중심선에 대해 직각으로 배치되면서 고정나사(188)(도16참조)로 결합 되고, 상기 주축부(6)(도3참조)의 중심 양측으로 배치된 각각의 받침롤러(178)를 결합한 받침판(184)은 상기 지지프레임(186) 양측에 각각 결합 된다.

이때 상기 받침판(184)은 고정나사(188)의 체결상태에 따라 지지프레임(186)상부를 이동하여 주축부(6)(도3참조)의 중심선에 근접하거나 이격 되어 있게 된다.

상기 지지프레임(186)(도16참조) 양측 하부에는 블록(190)이 결합 되고, 상기 블록(190) 양측 하부에는 롤러(192)가 회전 가능하게 결합 되며, 상기 롤러(192) 사이에는 안내레일(194)이 위치하며, 상기 안내레일(194)은 베이스프레임(4)상에 횡 방향으로 배치되면서 고정 설치된다.

상기 지지프레임(186) 일측에 위치한 하나의 블록(190)에는 브래킷(196)이 고정 설치되고, 상기 브래킷(196)에는 조정나사(198)가 결합 되면서 롤러(192) 사이에 배치되는데, 이때 상기 조정나사(198) 선단부는 안내레일(194)의 일면에 접하도록 설치된다.

상기와 같이 설치되는 조정나사(198)는 받침부(12)가 조정된 위치에 고정되어 있게 할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 17a에 도시된 바와 같이 강관(2)(도2참조)에 대해 용접을 실시하고자 미 도시된 스위치를 온 시키면,

상기 제어부(14)는 대기상태 명령을 전달한다.(S1)

상기와 같이 대기상태가 되면 입력부(16)에는 여러 종류의 선택모드가 나타나게 된다.

상기 S1 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 강관결합모드인가를 판단한다.(S2)

상기 S2 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 강관결합모드가 아니라고 판단되면 S1 단계로 이동한다.

상기 S2 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 강관결합모드라고 판단되면 강관(2) 지름이 입력되었는가를 판단한다.(S3)

상기 S3 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 강관(2) 지름이 입력되지 않았다고 판단되면 S1 단계로 이동한다.

상기 S3 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 강관(2) 지름이 입력되었다고 판단되면 제2서보모터(40)에 온 명령을 전달한다.(S4)

상기와 같이 입력부(16)에 강관(2) 지름이 입력되면 상기 제어부(14)는 제2서보모터(40)에 작동명령을 전달하게 되고, 상기 제2서보모터(40)(도6참조)는 동력을 기어박스(42)를 통해 승강나사축(44)에 전달하게 된다.

따라서 상기 승강나사축(44)은 정회전 또는 역회전하면서 승강팰리트(30)를 상승 또는 하강시키게 되고, 동시에 상기 승강팰리트(30)는 안내봉(34)을 따라 상승 또는 하강하게 되는데, 이때 상기 승강팰리트(30)에 설치된 제1서보모터(18), 척(28), 제1센서(54), 업다운타깃(52), 척(28), 자동밸브(62) 등이 함께 승강하게 된다.

따라서 상기 승강팰리트(30)에 설치된 척(28)은 강관(2)을 용접하기에 적당 한 위치에 도달하여 있게 된다.

상기와 같이 척(28)이 강관(2)을 용접하기에 적당한 위치에 도달하도록 하기 위해서는, 상기 강관(2)의 지름별로 척(28)의 높이를 설정하여 제어부(14)(도2참조)에 미리 입력해 놓게 되는데, 따라서 상기 입력부(16)를 통해 강관(2)의 지름이 입력되면 상기 제어부(14)는 척(28)을 해당 강관(2)의 중심으로 이동시키게 된다.

상기 S4 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 제1,2센서(48,54)(도6참조) 중 어느 하나가 온 되었는가를 판단한다.(S5)

상기 제1,2센서(48,54)는 척(28)의 이동범위를 한정하기 위해 설치된 것으로서, 설정된 특정 지름의 강관(2)만을 용접하기 위해 설치된 것이다.

상기 S5 단계 이후로, 상기 제어부(14)(도4참조)는 제1,2센서(48,54) 중 어느 하나가 온 되었다고 판단되면, 상기 제2서보모터(40)에 오프 명령을 전달하고, 동시에 에러 메시지를 나타낸다.(S6)

상기와 같이 제2서보모터(40)(도6참조)가 작동하면서 승강나사축(44)을 정,역회전시키면 상기 승강팰리트(30)는 안내봉(34)을 따라 승강하게 되는데, 이때 상기 제1센서(54)가 고정타깃(58)에 접하거나 업다운타깃(52)이 제2센서(48)에 접하면, 상기 입력부(16)(도2참조)를 통하여 입력되는 강관(2)의 지름이 설정된 지름의 범위를 벗어나는 경우가 된다.

따라서 상기 제어부(14)는 제2서보모터(40)에 오프 명령을 전달하여 동력전달을 중지하므로서 승강팰리트(30)(도6참조)를 정지시키고, 동시에 입력부(16)(도2참조)에 에러(error) 메시지를 표시한다.

상기 S6 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 S1 단계로 이동한다.

한편 상기 S5 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 제1,2센서(48,54) 중 어느 하나가 온 되지 않았다고 판단되면, 상기 제2서보모터(40)에 온 유지 명령을 전달한다.(S7)

상기와 같이 제어부(14)로 부터 전달되는 명령에 의해 제2서보모터(40)의 작동이 유지되면, 상기 승강팰리트(30)(도6참조)는 승강나사축(44)에 의해 척(28)과 함께 용접위치로 이동한다.

상기 S7 단계 이후로, 상기 제어부(14)(도4참조)는 제2서보모터(40)에 오프 명령을 전달한다.(S8)

상기와 같이 제어부(14)로부터 전달되는 명령에 의해 제2서보모터(40)의 작동이 중지되면, 상기 승강팰리트(30)(도6참조)는 척(28)을 설정된 강관(2)의 지름 위치에 도달하여 있게 한다.

상기 S8 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 대기상태로 복귀한다.

계속하여 상기 강관(2)(도2참조)을 결합하기 위해 척(28)을 소정의 위치로 이동시킨 이후로 용접하고자 하는 2개의 강관(2)을 고정시키기 위해서는, 먼저 상기 강관(2)의 마주 접하는 부분에 부분적인 용접을 실시하여 상호 고정되게 한 상태에서 상기 받침부(12)에 올려놓게 되는데, 이때 상기 강관(2)의 저부 양측은 받침부(12)를 구성하는 각각의 받침롤러(178) 상부에 올려져 있게 된다.

상기와 같이 강관(2)(도15참조)을 받침롤러(178)에 올려 놓게 되면, 상기 강관(2)의 지름 크기에 따라 2개의 받침롤러(178) 사이의 간격을 넓게 하거나 좁게 하여 배치시킨다.

따라서 상기 받침롤러(178) 사이의 간격을 조정하기 위해서는 상기 받침판(184)에 결합된 고정나사(188)를 풀어 느슨하게 한 상태에서, 상기 강관(2)의 저부를 안정적으로 바쳐 줄 수 있는 위치로 받침판(184)과 받침롤러(178)를 함께 이동시키고, 이후로 상기 고정나사(188)를 다시 체결하여 받침판(184)이 지지프레임(186)상에 고정되어 있게 한다.

상기와 같이 위치가 조정된 받침롤러(178)는 상기 강관(2)의 지름이 클 경우 받침롤러(178) 사이의 간격은 넓게 되고, 반면에 강관(2)의 지름이 작을 경우 받침롤러(178) 사이의 간격은 좁게 된다.

그리고 길이가 긴 강관(2)을 받침부(12)에 올려 놓게 될 경우, 자중에 의해 흔히 발생하는 휘어짐 현상을 방지하기 위해 상기 베이스프레임(4)상에서 받침부(12)의 간격을 조정하게 되는데, 이때 상기 블록(190)에 설치된 조정나사(198)를 풀어 선단부가 안내레일(194)로부터 이격되게 하므로서 받침부(12)의 이동이 자유로운 상태가 되게 하고, 이후로 상기 받침롤러(178)를 결합하고 있는 지지프레임(186)을 안내레일(194)상에서 소정의 위치로 이동시킨다.

상기와 같이 받침부(12)의 위치를 조정한 후에 조정나사(198)를 다시 체결하면 선단부가 안내레일(194) 일면에 밀착하게 되는데, 이로 인해 상기 받침부(12)는 위치가 조정된 상태에서 안내레일(194)상에 고정되어 있게 된다.

계속하여 상기 강관(2)(도2참조)을 받침부(12)에 올려 놓은 상태에서 일단부를 상기 척(28)에 물려 고정시키면 용접을 실시하기 위한 이전 단계의 작업이 종료 된다.

한편 척(28)에 물려져 있는 강관(2)에 대해 용접을 실시하고자 할 경우에는 도 17b에 도시된 바와 같은 순서로 진행되는데, 그 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 제어부(14)는 대기상태 명령을 전달한다.(S11)

상기 S11 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 강관용접모드인가를 판단한다.(S12)

상기와 같이 강관(2)을 척(28)에 물린 후 작업자가 용접을 실시하기 위해 용접모드를 선택하였는가를 판단한다.

상기 S12 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 강관용접모드를 선택하지 않았다고 판단되면 S11 단계로 이동한다.

상기 S12 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 강관용접모드를 선택하였다고 판단되면, 상기 제1서보모터(18)에 온 명령을 전달하고, 동시에 자동밸브(62)에 온 명령을 전달한다.(S13)

상기와 같이 제어부(14)로부터 전달되는 명령에 의해 제1서보모터(18)(도7참조)가 온 되면서 샤프트(20)를 회전시키면 동력은 스프로킷(24), 체인(22), 스프로킷(24) 순으로 전달되면서 메인샤프트(26)를 회전시키게 되고, 동시에 상기 메인샤프트(26)는 선단부에 설치된 척(28)을 강관(2)과 함께 회전시키게 된다.

상기와 같이 강관(2)이 회전하면 하부에 밀착하여 위치하면서 지지하고 있는 받침롤러(178)를 회전시키게 된다.

동시에 상기 제어부(14)(도4참조)는 자동밸브(62)에 온 명령을 전달하여 통 로를 개방하게 되는데, 이로 인해 상기 저장탱크(60)(도6참조)에 충진된 불활성가스(아르곤가스 또는 질소가스)는 공급호스(64)와 자동밸브(62)를 순차적으로 통과하면서 공급관(66)을 통해 강관(2) 내부로 공급된다.

상기 S13 단계 이후로, 상기 제어부(14)(도2참조)는 용접기(164)에 온 명령을 전달한다.(S14)

상기와 같이 제어부(14)로부터 전달되는 명령에 의해 용접기(164)가 작동하면, 상기 용접기(164)에 연결된 용접봉(165)이 토치헤드(167)에 의해 공급되면서 강관(2)에 대해 용접을 실시하게 되고, 동시에 상기 제1서보모터(18)는 용접속도에 알맞도록 일정한 속도로 척(28)과 강관(2)을 회전시켜 주므로서 강관(2)의 마주 접하는 부분 전체가 용접되게 한다.

상기와 같이 용접되는 과정에서 공급되는 불활성가스에 의해 용접부분은 아르론가스 또는 질소가스 분위기에서 용접이 이루어지게 되므로, 상기 용접부분은 산화작용이 억제되어 슬래그가 발생 되지 않게 되고, 또한 상기 용접부분은 연성이나 강도 및 내식성 등이 우수한 고품질의 용접이 이루어지게 된다.

상기와 같이 용접작업이 진행되면, 상기 강관(2)의 마주 접하는 부분은 전체적으로 용접되어 일체로 연결되는 상태가 된다.

상기 S14 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 용접이 완료되었는가를 판단한다.(S15)

상기 제어부(14)는 강관(2)을 1회전 시키므로서 용접이 완료되었다는 것을 판단하게 된다.

상기 S15 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 용접이 완료되지 않았다고 판단되면, 상기 S14 단계로 이동한다.

상기 S15 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 용접이 완료되었다고 판단되면, 상기 용접기(164)와, 제1서보모터(18)와, 자동밸브(62) 등에 각각 오프 명령을 전달한다.(S16)

상기와 같이 제어부(14)가 용접기(164)에 오프명령을 전달하면 상호 맞대고 있는 강관(2)에 대한 용접은 중지 되고, 동시에 상기 제1서보모터(18)에 오프명령이 전달되면 동력전달이 중지되므로 척(28)은 회전하지 않게 되는데, 따라서 상기 강관(2)은 정지된 상태로 머물러 있게 된다.

또한 상기 자동밸브(62)도 동시에 오프 되어 저장탱크(60)로부터 공급되는 불활성가스의 흐름을 차단하게 되므로, 더 이상 강관(2)측으로 불활성가스가 공급되지 않게 한다.

상기 S16 단계 이후로, 상기 제어부(14)는 S11 단계로 이동한다.

상기와 같이 제1,2서보모터(18,40), 자동밸브(62), 용접기(164) 등이 오프되면, 상기 척(28)에 물려져 있는 강관(2)을 분리하고 전술한 바와 같은 작업을 반복적으로 실시한다.

한편 상기와 같이 용접작업을 완료한 다음 강관(2)의 특정 부분에 대한 용접을 실시하고자 할 경우나, 용접부(10)를 다른 위치로 이동시켜 전술한 바와 같이 동일하게 용접을 실시하고자 할 경우에는, 상기 용접부(10)(도10참조)의 하부에 설치된 조정나사(118)를 풀고 용접부(10)를 이동시키고자 하는 위치로 밀면, 상기 롤 러(116)는 안내레일(8)의 양측면에서 회전하며 이동하게 된다.

상기와 같이 용접부(10)를 소정의 위치로 이동시킨 후 조정나사(118)를 체결방향으로 회전시키면 선단부가 안내레일(8)의 일면에 접하면서 용접부(10)를 안내레일(8)상에 고정되어 있게 한다.

상기 이후로 강관(2)(도2참조)의 특정부분에 대한 용접을 실시하고자 할 경우에 용접기이송장치(124)(도11참조)를 이용하여 용접기(164)의 위치를 조정해야 하는데 그 과정은 다음과 같다.

먼저 상기 용접기(164)를 X축 방향으로 이동시키고자 할 경우에는, 상기 X축안내블록(126)에 설치된 고정나사(132)를 풀어 가압판(130)의 가압력을 해지한 다음 상기 X축나사봉(136)에 결합된 핸들(138)을 회전시키므로서 나사 결합된 X축테이블(128)을 밀거나 당기게 되는데, 이로 인해 상기 X축테이블(128)은 X축안내블록(126) 사이를 따라 고정테이블(122)상에서 미끄럼 이동하게 되고, 동시에 상기 X축테이블(128)은 상부에 결합하고 있는 Y축테이블(144)을 함께 X축 방향으로 이동시키게 된다.

상기와 같이 Y축테이블(144)이 X축방향으로 이동하면 상부에 결합하고 있는 승강유니버셜조인트(172)와 Y축유니버셜조인트(152) 앞 부분을 함께 X축 방향으로 이동시키게 된다.

따라서 상기 Y축유니버셜조인트(152)와 승강유니버셜조인트(172)의 선단부는 Y축테이블(144)이 이동하는 X축 방향을 따라 앞 부분이 함께 이동하게 되는데, 이때 상기 Y축테이블(144)과 지지대(155) 사이에서 발생 되는 이동 거리를 보상하기 위해 상기 핸들(154,174)은 지지대(155)에서 이동거리에 비례하여 전,후진하게 된다.

상기와는 달리 용접기(164)를 Y축 방향으로 이동시키고자 할 경우에는, 상기 X축테이블(128)(도13참조)에 결합된 고정나사(148)를 풀어 가압판(146)의 가압력을 해지한 다음 상기 Y축유니버셜조인트(152)(도11참조)에 결합된 핸들(154)을 회전시키므로서 나사 결합된 Y축테이블(144)을 밀거나 당기게 되는데, 이로 인해 상기 Y축테이블(144)(도13참조)은 X축테이블(128)의 결합홈(142)내에서 미끄럼 이동하게 된다.

이때 상기 X축테이블(128)은 X축안내블록(126) 사이에서 정지된 상태로 머물러 있게 된다.

그리고 상기 용접기(164)(도11참조)의 높이를 조정하고자 상기 승강유니버셜조인트(172)에 결합된 핸들(174)을 회전시키면, 상기 핸들(174)로부터 제공되는 동력은 회전축(168)을 통하여 피니언(166)에 도달하게 되고, 상기 피니언(166)은 회전하면서 치차 결합된 래크(160)를 승강시켜 하단부에 위치한 용접기(164)를 상승 또는 하강시키게 된다.

상기와 같이 X축테이블(128)의 위치를 조정한 후에는 X축안내블록(126)에 설치된 고정나사(132)를 체결방향으로 회전시키므로서 선단부가 가압판(130)을 X축테이블(128) 하부에 밀착되도록 하여 고정력을 제공하면, 상기 X축테이블(128)은 조정된 위치에 고정되어 있게 된다.

또한 상기 X축테이블(128)(도13참조)에 설치된 고정나사(148)를 체결방향으 로 회전시키므로서 선단부가 가압판(146)을 Y축테이블(144)에 밀착되도록 하여 고정력을 제공하면, 상기 Y축테이블(144)은 조정된 위치에 고정되어 있게 된다.

따라서 상기 X,Y축테이블(128,144)은 조정된 위치에 고정되어 있게 되고, 상기 용접기(164)(도10참조)는 위치가 조정된 상태가 된다.

한편 상기 베이스프레임(4)(도6참조)상에 위치한 주축부(6)를 X,Y축 방향으로 이송시키고자 할 경우에는, 상기 주축부이송장치(70)를 통하여 조정하게 되는데 그 과정은 다음과 같다.

먼저 상기 주축부(6)를 X축 방향으로 이송시키고자 할 경우에는, 상기 X축팰리트(38)에 설치된 조정나사(90)를 풀어 고정력을 해지한 다음 상기 X축나사봉(78)에 결합된 핸들(80)을 회전시키면, 상기 X축나사봉(78) 앞 부분에 결합 된 매스(76)가 이동하면서 상부에 위치한 X축팰리트(38)를 X축 방향으로 전,후진시키게 된다.

상기와 같이 X축팰리트(38)가 이동하면 롤러(84)는 X축레일(82)을 따라 회전하면서 이동하게 되고, 동시에 상기 X축팰리트(38)상에 설치된 승강팰리트(30)와 제1,2서보모터(18,40) 등이 함께 이동하게 된다.

상기와 같이 X축팰리트(38)를 소정의 위치로 이동시킨 후 조정나사(90)를 체결 방향으로 회전시켜 선단부가 X축레일(82)의 일면에 밀착되게 하면, 상기 X축팰리트(38)는 조정된 위치에 고정되어 있게 되는데, 이로 인해 상기 주축부(6)는 X축 방향으로 조정된 위치에 고정되어 있게 된다.

상기와는 달리 주축부(6)(도5참조)를 Y축 방향으로 이송시키고자 할 경우에 는, 먼저 상기 Y축팰리트(72)에 설치된 조정나사(110)를 풀어 고정력을 해지한 다음 상기 Y축나사봉(98)에 결합된 핸들(100)을 회전시키면, 상기 Y축나사봉(98)(도6참조) 앞 부분에 결합된 매스(96)가 이동하면서 상부에 위치한 Y축팰리트(72)를 Y축 방향으로 전,후진시키게 된다.

상기와 같이 Y축팰리트(72)가 이동하면 롤러(104)는 Y축레일(102)을 따라 회전하면서 이동하게 되고, 동시에 상기 Y축팰리트(72)상에 설치된 X축팰리트(38), 승강팰리트(30)와, 제1,2서보모터(18,40) 등이 함께 이동하게 된다.

상기와 같이 Y축팰리트(72)(도5참조)를 소정의 위치로 이동시킨 후 Y축팰리트(72)에 설치된 조정나사(110)를 체결방향으로 회전시켜 선단부가 Y축레일(102)의 일면에 밀착되게 하면, 상기 Y축팰리트(72)는 조정된 위치에 머물러 있게 되는데, 이로 인해 상기 주축부(6)는 Y축 방향으로 조정된 위치에 머물러 있게 된다.

따라서 상기 주축부이송장치(70)에 의해 조정된 주축부(6)는 X,Y축방향으로 이동하여 소정의 위치에 고정되어 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안은 입력부(16)에 강관(2)의 지름을 입력하면 척(28)이 자동적으로 강관(2)의 중심으로 이동하므로 작업성이 획기적으로 향상되고, 또한 다양한 크기로 된 강관(2)을 연속적으로 교체하며 용접작업 할 때 척(28)을 강관(2)의 중심선 위치로 신속히 이동시킬 수 있으므로 생산성이 크게 향상되는 효과가 있다.

다른 효과로는 주축부(6)의 위치와 용접부(10)의 위치를 작업자가 수동으로 조정하여 고정시키는 구조로 되어 있어서 용접시스템의 제작비용을 저렴화할 수 있다.

또 다른 효과로는 주축부(6) 앞에 여러개의 받침부(12)가 일정한 간격을 두고 설치되어 있어서 길이가 긴 강관(2)을 용이하게 용접할 수 있는데, 이로 인해 용접 시스템의 범용성은 크게 향상된다.

또 다른 효과로는 용접기이송장치(124)에 의해 용접기(164)가 부분적으로 이동하면서 강관(2)의 특정 부분을 용접하도록 되어 있어서 실용성 면에서 우수한 장점이 있다.

Claims

베이스프레임(4)과,

상기 베이스프레임(4) 일측에 설치되면서 강관(2)의 일단부를 결합하여 회전시키는 주축부(6)와,

상기 주축부(6)의 중심선으로 부터 벗어난 위치에서 베이스프레임(4)상에 횡 방향으로 설치되는 안내레일(8)과,

상기 안내레일(8)상에 이동 가능하게 설치되면서 강관(2)을 용접하는 용접부(10)와,

상기 주축부(6)의 중심선을 따라 베이스프레임(4)상에 설치되면서 강관(2)의 하부를 바쳐 주는 받침부(12)와,

상기 주축부(6)와 용접부(10)에 연결되어 작동명령을 전달하는 제어부(14)와,

상기 제어부(14)에 연결되는 입력부(16)로 구성된 것을 특징으로 하는 강관 용접 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 주축부(6)는,

상기 제어부(14)에 연결되면서 동력을 제공하는 제1서보모터(18)와,

상기 제1서보모터(18)로부터 동력을 전달받아 회전하는 메인샤프트(26)에 결 합 된 척(28)과,

상기 제1서보모터(18)를 상부에 설치하는 승강팰리트(30)와,

상기 승강팰리트(30)의 외측에 미끄럼 결합 되면서 수직으로 설치되는 안내봉(34)과,

상기 안내봉(34) 하단부에 고정 설치되는 X축팰리트(38)와,

상기 X축팰리트(38)상에 설치되면서 제어부(14)에 연결되는 제2서보모터(40)와,

상기 제2서보모터(40)에 연결되어 결합 되면서 동력전달 방향을 전환하는 기어박스(42)와,

상기 기어박스(42)에 수직으로 결합 되면서 승강팰리트(30)에 나사 결합 되는 승강나사축(44),으로 구성된 것을 특징으로 하는 강관 용접 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 승강팰리트(30)와 X축팰리트(38)에는 승강 한계점을 체크하는 제1,2센서(48,54)가 각각 설치되면서 제어부(14)에 연결되고, 상기 승강팰리트(30)의 저면과 안내봉(34)의 상단부에 설치되는 커버(36)에 업다운타깃(52)과 고정타깃(58)이 각각 상기 제1,2센서(48,54)와 마주 접하도록 하면서 설치되는 것을 특징으로 한 강관 용접 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 승강팰리트(30)에는 자동밸브(62)가 제어부(14)에 연결되면서 설치되고,

상기 자동밸브(62) 입구에는 저장탱크(60)가 공급호스(64)로 연결되며,

상기 자동밸브(62) 출구에는 공급관(66)이 연결되면서 메인샤프트(26) 내부를 통해 척(28)의 중심으로 토출구가 배치되게 하는 것을 특징으로 한 강관 용접 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 저장탱크(60)에는 아르곤가스 또는 질소가스가 충진된 것을 특징으로 하는 강관 용접 시스템.
제 5 항에 있어서,

상기 X축팰리트(38)의 저면에 주축부(6)를 X,Y축 방향으로 이송시키는 주축부이송장치(70)가 설치되면서 베이스프레임(4) 상부에 배치되는 것을 특징으로 한 강관 용접 시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 주축부이송장치(70)는,

상기 X축팰리트(38) 하부에 분리되어 설치되는 Y축팰리트(72)와,

상기 Y축팰리트(72) 상부에 설치되면서 X축팰리트(38)가 X축 방향으로 전,후 진할 수 있게 동력을 제공하는 X축작동부(74)와,

상기 Y축팰리트(72) 하부에 분리되어 설치되면서 베이스프레임(4)상에 설치되는 베이스판넬(92)과,

상기 베이스판넬(92) 상부에 설치되면서 Y축팰리트(72)가 Y축 방향으로 전,후진할 수 있게 동력을 제공하는 Y축작동부(94)로 구성되는 것을 특징으로 한 강관 용접 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 X축작동부(74)는

상기 X축팰리트(38) 저면에 돌출되어 형성되는 매스(76)와,

상기 매스(76)에 나사 결합 되면서 Y축팰리트(72)상에 회전 가능하게 설치되는 X축나사봉(78)과,

상기 X축나사봉(78) 후미에 결합 되는 핸들(80)로 구성되고,

상기 Y축작동부(94)는

상기 Y축팰리트(72) 저면에 돌출되어 형성되는 매스(96)와,

상기 매스(96)에 나사 결합 되면서 베이스판넬(92)상에 회전 가능하게 설치되는 Y축나사봉(98)과,

상기 Y축나사봉(98) 후미에 결합 되는 핸들(100)로 구성되는 것을 특징으로 한 강관 용접 시스템.
제 8 항에 있어서,

상기 X축팰리트(38)와 Y축팰리트(72)의 저면 양측에는 다수개의 롤러(84,104)가 각각 설치되고,

상기 Y축팰리트(72)의 상부 양측에는 X축레일(82)이 상기 롤러(84)를 양측에 각각 배치하면서 설치되며,

상기 베이스판넬(92)의 상부 양측에는 Y축레일(102)이 상기 롤러(104)를 양측에 각각 배치하면서 설치되고,

상기 X축팰리트(38)와 Y축팰리트(72)의 저면 일측에는 조정나사(90,110)가 각각 나사 결합 되면서 상기 X,Y축레일(82,102) 측면에 선단부가 접하도록 한 것을 특징으로 하는 강관 용접 시스템.
제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 용접부(10)는,

상기 안내레일(8)상에 이동 가능하게 설치되면서 일측에 브래킷(112)을 구비하는 블록(114)과,

상기 브래킷(112)에 나사 결합 되면서 선단부가 안내레일(8)의 측면에 접하도록 한 조정나사(118)와,

상기 블록(114) 상부에 수직으로 설치되는 칼럼(120)과,

상기 칼럼(120) 상단부에 설치되는 고정테이블(122)과,

상기 고정테이블(122)상에 설치되면서 X,Y축 방향으로 이동하는 용접기이송 장치(124)와,

상기 용접기이송장치(124)에 설치되는 용접기(164)로 구성된 것을 특징으로 하는 강관 용접 시스템.
제 10 항에 있어서,

상기 용접기이송장치(124)는,

상기 고정테이블(122)상에 소정의 거리를 두고 이격 되어 설치되는 한 쌍의 X축안내블록(126)과,

상기 X축안내블록(126) 사이에 전,후진 가능하게 설치되는 X축테이블(128)과,

상기 고정테이블(122)상에 설치되면서 X축테이블(128)이 X축 방향으로 전,후진할 수 있게 동력을 제공하는 X축작동부(134)와,

상기 X축테이블(128)상에 전,후진 가능하게 결합 되면서 용접기(164)를 설치하는 Y축테이블(144)과,

상기 고정테이블(122)상에 설치되면서 Y축테이블(144)이 Y축 방향으로 전,후진할 수 있게 동력을 제공하는 Y축작동부(150)로 구성되는 것을 특징으로 한 강관 용접 시스템.
제 11 항에 있어서,

상기 X축안내블록(126) 내측면에 X축테이블(128)의 하부 외측면을 가압하는 가압판(130)이 설치되고, 상기 X축안내블록(126)의 중간에 직각 방향으로 고정나사(132)가 나사 결합 되면서 선단부가 가압판(130)의 외측면에 접하도록 하며,

상기 X축테이블(128) 상부에는 Y축테이블(144)을 미끄럼 결합하는 결합홈(142)이 Y축 방향으로 형성되고, 상기 결합홈(142) 내측면에는 Y축테이블(144) 외측면을 가압하는 가압판(146)이 설치되며, 상기 X축테이블(128)의 중간에 직각 방향으로 고정나사(148)가 나사 결합 되면서 선단부가 가압판(146)의 외측면에 접하도록 한 것을 특징으로 하는 강관 용접 시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 Y축테이블(144) 선단부에는 래크(160)가 상,하로 작용할 수 있게 수직으로 설치되고, 상기 래크(160) 하단부에는 용접기(164)가 설치되며, 상기 Y축테이블(144)상에는 래크(160)와 치차 결합하는 피니언(166)을 구비한 회전축(168)이 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전축(168) 후미에는 승강작동부(170)가 연결되면서 고정테이블(122)상에 설치되는 것을 특징으로 한 강관 용접 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 X축작동부(134)는 핸들(138)을 후미에 결합한 X축나사봉(136)이 선단부를 X축테이블(128)에 나사 결합하면서 고정테이블(122)상에 설치되고,

상기 Y축작동부(150)는 핸들(154)을 후미에 결합한 Y축유니버셜조인트(152)가 Y축테이블(144)에 나사 결합한 Y축나사봉(153) 후미에 선단부를 결합하면서 고 정테이블(122)상에 설치되며,

상기 승강작동부(170)는 핸들(174)을 후미에 결합한 승강유니버셜조인트(172)가 회전축(168) 후미에 선단부를 결합하면서 고정테이블(122)상에 설치되는 것을 특징으로 한 강관 용접 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 받침부(12)는,

회전축(180)을 구비한 받침롤러(178)와,

상기 회전축(180) 양측에 각각 결합 되는 지지대(182)와,

상기 지지대(182) 하부에 결합 되는 받침판(184)과,

상기 받침판(184) 하부에 분리 가능하게 위치하면서 고정나사(188)로 결합 되는 지지프레임(186)과,

상기 지지프레임(186) 하부에 설치되는 블록(190)과,

상기 블록(190)에 결합 되면서 안내레일(194) 양측에 각각 배치되는 롤러(192)와,

상기 블록(190) 일측에 나사 결합 되면서 선단부가 안내레일(194)에 접하도록 된 조정나사(198)로 구성되는 것을 특징으로 한 강관 용접 시스템.