KR200436860Y1 - 포지셔너 기능을 갖춘 용접용 로테이터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 용접을 통하여 파이프와 같은 관체를 연결하거나 엘보우 등을 연결하고자 하는 경우에 사용되는 로테이터에 관련되는 것이며, 프레임에 의해 양단부가 지지되어 회동되는 바스켓이 구비되며, 상기 바스켓의 내측 일측에 상방으로 돌출되게 컬럼이 형성되며 상기 컬럼에는 상하 이동되게 결합되는 아이들롤러가 형성되고 상기 바스켓 상단부에는 상기 아이들롤러에 대응하는 드라이브롤러가 구비되고 상기 드라이브롤러를 구동시키는 구동모터가 바스켓에 내장되는 용접용 로테이터에 있어서, 상기 바스켓의 정면플레이트에 상기 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전되는 척이 설치되는 것을 특징으로 하여 작업의 편리성을 부여하며 하나의 장치로 두가지의 장치의 기능을 갖게 되는 효과가 있는 기술이다.

로테이터, 용접, 포지셔너, 파이프, 바스켓, 회동, 컬럼, 지그, 척

Description

포지셔너 기능을 갖춘 용접용 로테이터{Welding rotater with the function of positioner}

도1은 종래기술에 의한 로테이터의 개략적인 정면도.

도2는 측면도.

도3은 종래의 로테이터를 이용하여 짧은 관체에 엘보우 등을 용접하기 위해 사용되었던 지그의 측면도.

도4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따라 구성한 로테이터의 개략적인 정면도.

도5는 측면도.

<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명>

100 : 프레임 110 : 레그

120 : 포스트 200 : 바스켓

210 : 터닝용모터 220 : 제1기어

230 : 바스켓회전축 240 : 제2기어

250 : 드라이브롤러 260 : 구동모터

300 : 컬럼 310 : 아이들롤러

320 : 슬라이드 330 : 슬라이드모터

340 : 스크류 400 : 척

200a: 정면플레이트 200b: 후면플레이트

본 고안은 용접을 통하여 파이프와 같은 관체를 연결하거나 엘보우 등을 연결하고자 하는 경우에 사용되는 로테이터에 관련되는 것이다. 보다 구체적으로는 용접작업의 편리를 위해 관체가 회전될 수 있도록 구성되는 로테이터에 관한 것이다.

길다란 금속제의 파이프에 대한 용접작업을 위해서는 파이프를 일정한 속도로 회전될 수 있도록 해야 하며, 중량이 무거워 로테이터와 같은 장치가 필요하게 된다.

매끈한 관체이거나 길다란 관체인 경우에는 종래의 로테이터를 이용하여 작업이 가능하였으나, 로테이터에 장착이 불가능한 짧은 관체이거나 표면이 매끄럽지 못한 관체인 경우에는 별도의 지그를 제작하여 상기 로테이터를 이용한 용접작업을 실시하였다.

한편, 로테이터에 장착이 어려운 관체 등의 용접을 위해 일명 '포지셔너'라 불리우는 장치를 구비하여 작업을 하기도 한다. 상기 포지셔너는 회전되며 경사조정이 가능한 넓은 설치판을 갖춘 장비로서 상기 설치판 상면에 척을 결합한 후 상기 척을 이용하여 용접작업 할 관체를 장착시키도록 한다.

하지만 상기 포지셔너는 수천만원에 이르는 것도 있으므로 로테이터와 별도로 포지셔너를 구비하는 것은 상당한 경제적 부담이 되며 별도의 설치공간이 필요하게 되는 문제점이 있었다.

이하, 종래기술에 따른 로테이터에 대해 개략적으로 설명하기로 한다.

첨부되는 도1은 종래기술에 의한 로테이터의 개략적인 정면도이며, 도2는 측면도를 보여준다. 그리고 도3은 종래의 로테이터를 이용하여 짧은 관체에 엘보우 등을 용접하기 위해 사용되었던 지그를 보여준다.

도시된 바와 같이 종래기술에서의 로테이터는 프레임(100)을 갖추며 상기 프레임은 지면과 접촉되는 레그(110)와 상기 레그로부터 상측으로 연장되는 포스트(120)로 구분된다. 상기 프레임(100)을 구성하는 좌우측 포스트(120)에 회동되게 바스켓(200)이 설치되며, 상기 프레임(100)의 측면에 바스켓(200)의 회동을 위한 터닝용모터(210)가 설치된다. 상기 터닝용모터(210)의 회전축(미도시)에는 제1기어(220)가 결합되며, 상기 제1기어(220)는 상기 바스켓(200) 좌우측으로 돌출되어 포스트에 구속되는 바스켓회전축(230)에 형성되는 제2기어(240)와 연결된다.

상기 바스켓(200) 내측 일측으로는 상방으로 돌출되는 컬럼(300)이 설치되며 상기 컬럼(300)에는 상하로 이동되는 아이들롤러(310)가 결합된다. 아이들롤러(310)는 컬럼(300)에 결합된 슬라이드(320)로부터 돌출되어 바스켓 상부에 매달린 상태를 유지하며, 상기 슬라이드(320)의 상하 이동을 위한 슬라이드모터(330)가 컬럼 일측에 구비된다. 상기 컬럼(300)과 평행하게 스크류(340)가 설치되며 상기 스크류(340)에 슬라이드(320)가 연결되고 상기 스크류(340)는 슬라이드모터(330)로 부터 회전력을 전달받아 회전된다. 따라서 상기 슬라이드모터(330)의 정역회전에 따라 상기 아이들롤러(310)는 상하로 위치이동이 이루어진다.

한편, 상기 바스켓(200) 상단부에는 상기 아이들롤러(310)에 대응하여 2개의 드라이브롤러(250)가 설치되며 상기 드라이브롤러(250)의 회전동작을 위한 구동모터(260)는 바스켓(200) 내부에 내장된다.

상술한 바와 같은 구조를 갖춘 로테이터에서는 길이가 길고 표면이 매끄러운 파이프 등을 상기 드라이브롤러와 아이들롤러 사이에 끼우고 회전시키면서 용접작업을 실시할 수 있다. 하지만, 길이가 짧거나 표면이 매끄럽지 못한 대상물은 장착이 불가능하다. 이러한 문제점을 해소하고자 특별한 지그(J)가 사용되는데, 도시된 바와 같이 상기 지그(J)는 드라이브롤러와 아이들롤러 사이에 놓여져 회전되는 원통체(J-1)와 상기 원통체 단부에 결합되는 척(J-2)으로 구성된다. 이러한 지그(J)를 상기 드라이브롤러와 아이들롤러 사이에 물리도록 하고 척을 이용하여 용접하고자 하는 물체를 고정시키게 된다. 척에 용접대상물을 고정한 후 지그를 회전되게 하면서 용접부위에 대한 작업을 실시하면 된다.

한편, 상기 로테이터를 이용한 용접작업시에는 상기 바스켓을 비롯한 컬럼을 수직 상태로 두고 용접을 실시할 수 도 있으나, 제품의 형상 등에 따라 바스켓을 회동시켜 비스듬한 경사를 준 후 용접작업을 행할 수도 있다.

도2에서는 용접대상물로 직선파이프(1) 일측에는 플랜지(2)를 결합하고 타측에는 엘보우(3)를 결합하고자 하는 경우에 있어서의 작업 상태를 보여준다. 상기 플랜지, 파이프 및 엘보우는 가용접 상태로 하여 일단 지그에 고정한 후 각각의 연 결부위에 대한 연속적인 용접을 실시하여 일체의 제품을 제작하게 된다.

설명한 바와 같은 종래기술에서의 로테이터를 이용한 특수 형태의 용접대상물에 대한 작업을 위해서는 특수하게 고안된 지그를 사용해야 하므로 작업에 많은 불편함이 있었고, 로테이터에의 지그의 설치 또는 해체도 번거러운 일이었다.

또한, 프레임(100)을 구성하는 레그(110)의 길이가 고정되므로 바스켓을 기울어지게 하여 작업시에 용접대상물의 중량으로 인한 로테이터의 안정성이 떨어져 안전사고나 용접불량 등의 문제를 야기하기도 했었다.

그리고 종래의 로테이터에서는 단순히 길다랗고 표면이 매끄러운 용접대상물에 대한 작업시에도 드라이브롤러와 아이들롤러 사이에 장착시 실수나 부주의로 인해 용접대상물이 컬럼과 부딪혀 손상이 되기도 하는 문제점도 있었다.

따라서 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 본 고안에서는 드라이브롤러와 아이들롤러를 사용할 수 없는 특수형태의 용접대상물인 경우에도 별도의 지그 사용없이 손쉽게 장착하여 용접을 실시할 수 있는 편리한 로테이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 장치의 안정성을 높일 수 있도록 지면과 접촉되는 레그의 길이를 조정할 수 있도록 하는 로테이터를 제공하고자 한다.

또한, 작업을 위한 셋팅시나 작업 완료 후 탈거시 제품과 컬럼의 부딪힘이 발생되지 않도록 하는 로테이터를 제공함을 또 다른 목적으로 한다.

제시한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 고안은, 프레임에 의해 양단부가 지지되어 회동되는 바스켓이 구비되며, 상기 바스켓의 내측 일측에 상방으로 돌출되게 컬럼이 형성되며 상기 컬럼에는 상하 이동되게 결합되는 아이들롤러가 형성되고 상기 바스켓 상단부에는 상기 아이들롤러에 대응하는 드라이브롤러가 구비되고 상기 드라이브롤러를 구동시키는 구동모터가 바스켓에 내장되는 용접용 로테이터에 있어서, 상기 바스켓의 정면플레이트에 상기 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전되는 척이 설치되는 것을 특징으로 하는 포지셔너 기능을 갖춘 용접용 로테이터에 관한 것이다.

바람직하게 상기 바스켓을 구성하는 정면플레이트와 후면플레이트는, 상기 컬럼과 인접한 상단부위가 만곡되어 상기 드라이브롤러에 적재될 가공대상물의 설치시 상기 컬럼에 가공대상물이 접촉되지 않도록 구성함이 적합하다.

더욱 바람직하게 상기 프레임은 지면에 닿게 되는 레그에 출몰되어 레그 전체 길이가 가변될 수 있도록 하는 가변레그가 더 구비되는 것으로 함이 좋다.

이하, 본 고안에 따른 포지셔너 기능을 갖춘 용접용 로테이터(이하, 로테이터라 함)에 대해 보다 상세한 설명을 개시하며, 본 기술에 대한 이해를 돕기 위한 수단으로 바람직한 실시예에 따른 도면들을 참조하기로 한다. 본 고안은 청구범위의 기재와 같은 기술적 사상에 대한 것인 바, 당업자에 의한 단순한 구조적 변경이나 예측가능한 정도의 변화 등도 본 고안의 권리범위에 포함되는 것임을 지적한다.

도4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따라 구성한 로테이터의 개략적인 정면도이며, 도5는 측면도에 해당된다.

본 실시예에 따른 로테이터는 기본적인 구성으로 종래기술과 같은 프레임(100)에 바스켓(200)이 회동되게 결합되며, 상기 바스켓(200)에는 컬럼(300)이 설치되고 상기 컬럼에는 상하이동되는 아이들롤러(310)가 결합된다. 그리고 드라이브롤러(250)가 바스켓(200) 상단부에 설치되며 상기 드라이브롤러(250)의 동작을 위한 구동모터(미도시)는 바스켓(200) 내부에 내장된다.

따라서 본 실시예의 로테이터에서도 상기 드라이브롤러(250)와 아이들롤러(310)를 이용한 용접대상물의 장착 후 용접작업의 실시도 가능하다. 즉, 충분히 길고 표면이 매끄러운 파이프 등에 대한 용접작업 시에는 드라이브롤러와 아이들롤러 사이에 상기 파이프를 물리게 한 후 회전시키면서 작업이 가능하다. 물론, 바스켓의 회동도 이루어지므로 적당한 각도를 이루게 한 후 용접작업을 실시하면 된다.

본 고안에 따른 로테이터에서는 이러한 기본적인 구성요소 및 이를 통한 기능을 수행함과 아울러 특수한 형태를 갖는 용접대상물에 대한 용접작업을 간편히 행할 수 있도록 하는 특징을 가진다. 즉, 종래기술에서의 로테이터와 포지셔너의 기능이 일체로 결합된 새로운 개념의 로테이터에 관한 것이다.

상기 바스켓(200)은 내부에 빈 공간이 형성되도록 대략 사각형의 함체인데, 좌우측면에는 바스켓회전축(230)이 돌출되어 프레임(100)을 구성하는 포스트(120)에 구속되며, 정면부와 배면부에는 넓은 판상의 정면플레이트(200a)와 후면플레이 트(200b)가 구비된다.

본 실시예에서는 상기 정면플레이트(200a) 회전되는 척(400)이 더 구비되며, 상기 척(400)은 바스켓(200) 내부에 형성되는 구동모터(미도시)로부터 동력을 전달받아 회전되는 것으로 한다. 상기 구동모터는 기본적으로는 드라이브롤러를 동작시키며 동시에 척이 회전될 수 있도록 회전력을 제공하게 된다.

바람직하게는 상기 구동모터로부터 척으로의 회전력 전달은 선택적으로 제어할 수 있도록 함이 좋으며, 이를 위해 클러치(미도시)를 두도록 한다. 상기 클러치는 동력전달을 단속하는 공지의 부품에 해당되는 것이므로 이에 대한 설명은 생략한다. 그리고 상기 구동모터와 척의 연결 또한 다수의 기어나 축을 이용한 연결이 가능한 것이므로 이에 대한 구체적인 설명도 생략한다. 즉, 척과 구동모터의 연결은 얼마든지 공지의 기술의 선택 및 조합으로 다수의 실시예가 가능한 부분인 바 이러한 것들 모두는 본 고안의 기술적 사상을 벗어나는 것이 아니다.

한편, 상기 척으로는 단동척 또는 연동척이 사용될 수 있으며 그 외 공지의 척을 적용하여도 무방하다.

본 실시예에 따른 로테이터의 경우 바스켓을 이루는 정면플레이트에 회전되는 척이 구비되므로 상기 드라이브롤러와 아이들롤러를 이용한 장착이 불가능한 용접대상물을 상기 척을 이용하여 간편하게 장착할 수 있게 된다. 상기 바스켓은 회동되므로 필요에 따라서는 바스켓을 기울여 상기 척에 장착된 용접대상물에 대한 용접작업을 실시할 수 있게 된다. 즉, 본 로테이터의 종래의 로테이터와 포지셔너 기능을 동시에 가지게 되는 것이다.

본 고안에 따른 로테이터를 구성함에 있어서 보다 바람직하게는 상기 바스켓을 이루는 정면플레이트와 후면플레이트의 형상을 다음과 같이 함이 적합하다.

종래기술에서 드라이브롤러와 아이들롤러를 이용한 작업시 용접대상물을 두개의 드라이브롤러 사이에 안착시 실수 등으로 인해 길다란 관체인 용접대상물이 컬럼과 부딪히게 되어 손상을 입거나 컬럼에도 흠집을 일으키는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하고자 본 실시예에서는 상기 정면플레이트(200a)와 후면플레이트(200b)의 상단부 특히 컬럼(300)과 인접하는 부위를 높게 형성하되 만곡되게 하여 용접대상물이 자연스럽게 드라이브롤러 측으로 이동될 수 있도록 유도하고자 한다. 즉, 상기 정면플레이트(200a)와 후면플레이트(200b)의 만곡된 상단부는 가이드(G) 역할을 하며 용접대상물과 컬럼과의 충돌을 완전히 해결할 수 있다.

본 실시예에 따른 로테이터를 구성함에 있어서 또 하나의 바람직한 형태로는 프레임을 구성하는 레그(110)의 길이가 가변될 수 있도록 하는 것이다. 기본적인 레그(110)에 출몰되는 가변레그(110a)를 삽입시켜서 필요에 따라 상기 가변레그를 밀어넣거나 빼내어서 설치위치의 변경이 가능하도록 한다. 특히, 가변레그는 바스켓를 기울여 용접작업을 하는 경우에 바스켓으로부터 길게 연장되는 컬럼 및 장착되는 용접대상물의 중량으로 인해 유발되는 회전모멘트에 대처할 수 있도록 함에 큰 의미가 있다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 고안의 로테이터는 종래기술에서와 같은 별도의 지그 사용없이도 간편하게 특수한 형태의 용접대상물을 장착하여 용접작업 을 실시할 수 있다는 효과가 있다.

즉, 하나의 장치로 종래의 로테이터와 포지셔너 기능을 얻을 수 있으므로 많은 경제적 이익 뿐 아니라 설치공간을 최소화할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 로테이터의 안정성을 높일 수 있으며 컬럼과 용접대상물의 충돌을 배제하여 손상을 예방할 수 있는 효과도 있다.

Claims (3)

1. 프레임에 의해 양단부가 지지되어 회동되는 바스켓이 구비되며, 상기 바스켓의 내측 일측에 상방으로 돌출되게 컬럼이 형성되며 상기 컬럼에는 상하 이동되게 결합되는 아이들롤러가 형성되고 상기 바스켓 상단부에는 상기 아이들롤러에 대응하는 드라이브롤러가 구비되고 상기 드라이브롤러를 구동시키는 구동모터가 바스켓에 내장되는 용접용 로테이터에 있어서,

   상기 바스켓의 정면플레이트에 상기 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전되는 척이 설치되는 것을 특징으로 하는 포지셔너 기능을 갖춘 용접용 로테이터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 바스켓을 구성하는 정면플레이트와 후면플레이트는,

   상기 컬럼과 인접한 상단부위가 만곡되어 상기 드라이브롤러에 적재될 가공대상물의 설치시 상기 컬럼에 가공대상물이 접촉되지 않도록 함을 특징으로 하는 포지셔너 기능을 갖춘 용접용 로테이터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 프레임은,

   지면에 닿게 되는 레그에 출몰되어 레그 전체 길이가 가변될 수 있도록 하는 가변레그가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 포지셔너 기능을 갖춘 용접용 로테이 터.

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