KR20060132102A - The device to increase of motion accuracy toward welding direction for pipe orbital welding carriage - Google Patents

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KR20060132102A
KR20060132102A KR1020050052237A KR20050052237A KR20060132102A KR 20060132102 A KR20060132102 A KR 20060132102A KR 1020050052237 A KR1020050052237 A KR 1020050052237A KR 20050052237 A KR20050052237 A KR 20050052237A KR 20060132102 A KR20060132102 A KR 20060132102A
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Abstract

An equipment for improving drive accuracy of a pipe orbital welding carriage in a welding line direction is provided to uniformize the filling state of weld beads and greatly improve productivity of pipeline welding operation by constantly maintaining a traveling state of the welding carriage using a unit for removing backlash of a gear drive part of a welding carriage. An equipment for improving drive accuracy of a pipe orbital welding carriage in a welding line direction comprises: two pinion gears installed at both sides based on clamping rollers; and a backlash adjusting unit connected to the pinion gears through the pinion gear shafts to adjust backlash rate, wherein the backlash adjusting unit comprises: pinion gear shafts(9) connected to the pinion gears; driven timing belt pulleys(13) connected to the pinion gear shafts; drive timing belt pulleys(11) connected to a traveling motor(10) such that the carriage can be traveled; timing belts(12) for connecting the drive timing belt pulleys to the driven timing belt pulleys; and a belt tensioner(14) installed between the drive timing belt pulleys and the driven timing belt pulleys and adjusted to press the timing belts.

Description

파이프 궤도 용접 케리지의 용접선 방향 구동 정밀도 향상을 위한 장치{The device to increase of motion accuracy toward welding direction for pipe orbital welding carriage}The device to increase the motion accuracy toward welding direction for pipe orbital welding carriage}

도 1 은 본 발명에 따른 파이프 궤도 용접 시스템의 단면도,1 is a cross-sectional view of a pipe orbital welding system according to the present invention;

도 2 는 종래의 파이프 궤도 용접 캐리지의 구동부에 대한 단면도,2 is a cross-sectional view of a drive unit of a conventional pipe raceway welding carriage,

도 3 은 파이프 라인 궤도 용접의 순서를 나타낸 개념도, 3 is a conceptual diagram showing a sequence of pipeline orbital welding;

도 4 는 종래의 기술에서 발생하는 용접중 피니언 기어의 백레쉬 상태를 나타낸 측면도,Figure 4 is a side view showing a backlash state of the pinion gear during welding occurring in the prior art,

도 5 는 용접중 발생하는 피니언 기어의 백레쉬가 용접비드의 형상을 불균일하게 만드는 단면 및 측면도,5 is a cross-sectional and side view of the backlash of the pinion gear generated during welding to make the shape of the weld bead uneven;

도 6 은 본 발명에 의한 용접캐리지의 구동부를 나타낸 사시도, 6 is a perspective view showing a drive unit of the welding carriage according to the present invention;

도 7 은 본 발명에 의한 용접중 피니언 기어의 백레쉬가 감소되는 상태를 나타낸 측면도, 7 is a side view showing a state in which the backlash of the pinion gear during welding according to the present invention is reduced;

도 8 은 본 발명인 파이프 궤도 용접 캐리지의 백레쉬 조정장치를 나타낸 정단면도 및 측단면도.8 is a front sectional view and a side sectional view showing a backlash adjusting device of a pipe track welding carriage of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

(1): 캐리지 (2): 궤도형 안내장치(1): carriage (2): track guide

(3): 용접방향 (4): 파이프(3): welding direction (4): pipe

(5): 용접사 (6): 클램핑 롤러(5): welder (6): clamping roller

(7): 피니언 기어 (8): 랙 기어(7): pinion gear (8): rack gear

(9): 피니언 기어 샤프트 (10): 주행모터(9): Pinion gear shaft (10): Travel motor

(11): 구동 타이밍 벨트 풀리 (12): 타이밍 벨트(11): drive timing belt pulley (12): timing belt

(13): 종동 타이밍 벨트 풀리 (14): 벨트 텐셔너(13): driven timing belt pulley (14): belt tensioner

(15): 용접 비드 (15): welding bead

본 발명은 파이프의 원주방향 궤도 용접 캐리지가 궤도형 안내장치에 결속되어 구동되는 경우의 용접선 방향으로의 구동 정밀도 향상을 위한 기계적 구성을 나타낸 것으로써, 보다 상세하게는 종래의 특허인 파이프 궤도 용접 캐리지의 구동부에서 발생하는 주행방향으로의 기어 백레쉬를 감소시켜, 용접비드의 품질을 향상시키고 이로 인한 용접 결함을 감소시켜 전체공정의 생산성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 파이프 궤도 용접 케리지의 용접선 방향 구동 정밀도 향상을 위한 장치에 관한 것이다. The present invention shows a mechanical configuration for improving the driving accuracy in the direction of the weld line when the circumferential orbital welding carriage of the pipe is driven in conjunction with the orbital guide device, more specifically, the conventional pipe orbital welding carriage The precision of the welding line direction of the pipe orbital welding carriage is characterized by reducing the gear backlash in the driving direction generated by the driving unit, thereby improving the quality of the welding bead and reducing the welding defects. A device for improvement.

일반적으로, 파이프 라인 자동용접 작업은 일정한 길이를 갖고 있는 파이프를 계속적으로 연결시키여 작업이 진행되며, 이로 인하여 파이프 회전이 불가능한 특징으로 가지고 있다. In general, the automatic welding of pipelines is a continuous connection of pipes having a certain length, the work proceeds, thereby making it impossible to rotate the pipe.

즉, 파이프는 고정되어 있으며 용접에 관련된 캐리지가 파이프의 원주방향으로 설치된 안내장치를 따라서 용접을 하는 궤도 용접(orbital welding)이 일반화 되어 있다. In other words, the pipe is fixed and orbital welding in which the carriage related to the welding is welded along the guide device installed in the circumferential direction of the pipe is common.

이 과정에서 용접 캐리지를 파이프의 원주방향으로 안내하기 위한 궤도형 안내장치를 파이프에 견고하게 부착시키고, 이 궤도형 안내장치는 정밀한 캐리지의 구동을 위해 기어가 형성되어 있으며 용접 캐리지에도 이에 맞물려 회전하는 기어가 구성되어 궤도형 안내장치가 고정되어 있으므로 용접 캐리지가 이동하는 원리가 구현된다.In this process, the track guide device for guiding the welding carriage in the circumferential direction of the pipe is firmly attached to the pipe, and the track guide device is geared for precise driving of the carriage and is rotated in engagement with the welding carriage. Since the gear is configured and the orbital guide device is fixed, the principle of the welding carriage is realized.

즉, 이러한 용접시스템은 캐리지에 피니언기어가 장착되고 궤도형 안내장치가 랙기어의 기능을 구현하게 된다. In other words, such a welding system is the pinion gear is mounted on the carriage and the track guide device implements the function of the rack gear.

이와같은 용접시스템에 대한 종래기술은 출원번호 10-2004-0020986호 파이프 궤도 용접케리지에 잘 설명되어 있다. The prior art for such welding systems is well described in patent application no. 10-2004-0020986 pipe orbital welding carriage.

상기와 같은 기존의 특허에서 제시된 방법은 용접방향으로 캐리지가 구동되면서 중력의 영향으로 2회의 하중변화가 반드시 발생하며, 이때 발생하는 하중변화는 기어 구동에서 수반되는 백레쉬 때문에 발생하게 된다.In the conventional method as described above, the carriage is driven in the welding direction, and two load changes necessarily occur under the influence of gravity, and the load change occurs at the time due to the backlash accompanying the gear driving.

기어 구동부의 미세한 백레쉬는 특별한 조절기구가 없는 경우에는 필연적으로 발생하며 통상적으로 주행 정숙성의 방해요소로 작용하며 주행 정숙성이 보장되지 못하면 일정한 속도록 캐리지가 구동되면서 용접되는 파이프 라인 자동 용접 시스템에서 용접비드의 품질 및 결함과 관련되어 있다. The fine backlash of the gear drive is inevitable in the absence of a special adjustment mechanism, and it usually acts as an obstacle to driving quietness. If the driving quietness is not guaranteed, the welding bead in the pipeline automatic welding system is welded with a constant speedlock carriage. Related to quality and defects.

도 2 는 종래의 특허인 파이프 궤도 용접 캐리지의 구동부에 대한 단면을 나타낸 것으로, 캐리지(1)의 구성은 궤도형 안내장치(2)에 용접캐리지(1)를 결속하는 클램핑 롤러(6)를 기준으로 하여 중심부에 하나의 피니언 기어(7)와 궤도형 안내장치(2) 상면에 설치된 랙기어(8)의 기어 물림에 의하여 용접방향(3)으로 의 주행이 이루어 질 수 있도록 구성되어 있다.Fig. 2 shows a cross section of a drive section of a conventional patented pipe orbital welding carriage, the configuration of the carriage 1 being based on a clamping roller 6 which binds the welding carriage 1 to the orbital guide device 2. The pinion gear 7 and the gear rack of the rack gear 8 provided on the upper surface of the track-type guide device 2 in the center is configured to be driven in the welding direction (3).

도 3 은 파이프 라인 궤도 용접의 순서를 나타낸 것이고, 도 4 는 종래의 특허에서 발생하는 용접중 피니언 기어의 백레쉬 상태를 확대하여 나타낸 측면도로서, 상기 도 3 과 도 4 에 나타난 바와 같이 용접캐리지(1)는 주행중 중력방향으로의 하중이 변하는 <2>와 <3>의 위치가 발생하며, 이 때 궤도형 안내장치(2)의 상부에 설치된 랙기어(8)와의 백레쉬에 의해서 용접진행방향(3)으로 백레쉬 발생량 만큼 급격히 속도가 빨라지는 상황이 발생한다.3 is a view illustrating a sequence of pipeline orbital welding, and FIG. 4 is an enlarged side view illustrating a backlash state of a pinion gear during welding occurring in a conventional patent, and a welding carriage (as shown in FIGS. 3 and 4). 1) is the position of <2> and <3> in which the load in the direction of gravity changes during driving, and at this time, the welding progress direction due to the backlash with the rack gear 8 installed on the upper part of the track-type guide device 2 In (3), a situation occurs in which the speed is rapidly increased by the amount of backlash.

도 5 는 용접중 발행하는 피니언 기어의 백레쉬가 용접비드의 형상을 불균일하게 만드는 단면 및 측면도를 나타낸 것으로, 일정한 속도를 유지하는 구간에서는 용접비드(9)의 적층 높이가 균일하게 형성되나, 순간적으로 급격히 속도가 빨라지는 구간에는 적층비드의 높이가 적게 형성되는 것을 볼 수 있다.5 is a cross-sectional view and a side view of the backlash of the pinion gear issued during welding, which makes the shape of the weld bead uneven. In the section maintaining a constant speed, the height of the weld bead 9 is uniformly formed. As the speed is rapidly increased, the height of the stacked beads can be seen to be less.

즉, 일정한 속도록 주행하는 상태에서 일정한 용접비드의 채움상태가 유지되어야 하나 백레쉬에 의한 하중 변화는 순간적으로 캐리지의 속도를 빠르게 변화시키며, 이로 인해 용접비드가 그 구간에서 부분적으로 적게 채워지는 현상이 발생한다.In other words, the filling state of the welding bead should be maintained while driving at a constant speed, but the load change caused by the backlash changes the speed of the carriage rapidly, which causes the welding bead to be partially filled in the section. This happens.

또한 파이프의 완전한 이음 용접을 위해서는 수차례의 다층 용접이 수행되는 데 동일 구간에서 용저비드의 채움이 계속 적어지면 누적된 부족분은 결국 용접 결함으로 나타나는 문제점이 있었다. In addition, for the complete joint welding of pipes, multiple multi-layer welding is performed. If the filling of the bead beads continues to decrease in the same section, there is a problem that the accumulated shortage eventually appears as a welding defect.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 용접 캐리지의 정숙주행을 보장하기 위한 기어 구동부의 백레쉬를 제거하는 장치를 이용하여 어떠한 경우에도 용접 캐리지의 주행상태를 일정한 상태로 유지시켜 용접비드의 채움상태를 균일하게 하며 용접 결함을 없애도록 하여 결함 수정에 소비되는 시간을 줄여서 파이프 라인 용접 작업의 생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 파이프 궤도 용접 케리지의 용접선 방향 구동 정밀도 향상을 위한 장치를 제공함을 목적으로 한다. The present invention was created in order to solve the conventional problems as described above, in any case by using a device for removing the backlash of the gear drive to ensure the quiet running of the welding carriage to maintain the running state of the welding carriage in a constant state To maintain weld bead uniformity and eliminate weld defects, thereby reducing the time spent in fixing defects, which greatly improves the productivity of pipeline welding operations. It is an object to provide a device.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings, the configuration and the operation of the embodiment of the present invention to achieve the object as described above and to perform the task for eliminating the conventional drawbacks.

도 1 은 본 발명에 따른 파이프 궤도 용접장치의 단면을 나타낸 것으로, 캐리지(1)는 궤도형 안내장치(2)의 안내면을 따라서 용접방향(3)으로 이동하면서 파이프(4)를 용접하게 되며, 이 때 용접사(5)는 캐리지(1)가 용접방향(3)으로 진행되는 상황에서 용접부위를 관측하면서 용접에 관련된 시작, 정기 그리고 용접조건의 조정을 수행하게 된다.1 is a cross-sectional view of a pipe track welding device according to the present invention, the carriage (1) is welded to the pipe (4) while moving in the welding direction (3) along the guide surface of the track guide device (2), At this time, the welder 5 performs the adjustment of the start, periodicity and welding conditions related to the welding while observing the welded portion in the situation where the carriage 1 proceeds in the welding direction 3.

도 6 은 본 발명에 의한 용접 캐리지의 구동부를 나타낸 사시도이고, 도 7 은 본 발명에 의한 용접중 피니언 기어의 백레쉬가 감소되는 상태를 나타낸 측면도로, 도 6 에서 보는 바와 같이 클램핑 롤러의 바깥쪽에 2개의 피니언 기어(9)를 부착하여 도 7 에 나타난 바와 같이 용접 진행방향(3)으로의 백레쉬를 용접진행방향(3)의 전단부 피니언 기어(9)는 전진방향으로 밀착시키고 용접진행방향(3)의 후단부 피니언 기어(9)는 후진방향으로 밀착시킨 상태로 조정할 수 있도록 구성하였다.Figure 6 is a perspective view showing a drive of the welding carriage according to the present invention, Figure 7 is a side view showing a state in which the backlash of the pinion gear during welding according to the present invention, the outer side of the clamping roller as shown in FIG. The two pinion gears 9 are attached to each other so that the backlash in the welding direction 3 is adhered to the front end pinion gear 9 in the welding direction 3 as shown in FIG. The rear end pinion gear 9 of (3) was configured to be adjusted in a state of being in close contact with the reverse direction.

이로 인하여 지금까지 설명된 바와 같은 용접 캐리지의 용접방향(3)으로의 진행중 발행하는 백레쉬에 의한 급격한 속도 변화를 방지할 수 있다. This makes it possible to prevent sudden changes in speed due to backlash issued during the progress of the welding carriage in the welding direction 3 as described above.

도 8 은 본 발명에 의한 용접 캐리지 장치의 구조를 나타낸 정단면도 및 측단면도로, 피니언 기어와 연결되어 피니언 기어를 조절함으로써 백레쉬를 방지할 수 있도록 하는 백레쉬 조정장치를 나타내고 있다. 8 is a front sectional view and a side sectional view showing the structure of the welding carriage device according to the present invention, which is connected to the pinion gear, and shows a backlash adjustment device to prevent backlash by adjusting the pinion gear.

상기 백레쉬 조정장치는 피니언 기어와 연결되어 있는 피니언 기어 샤프트(9)와, 상기 피니언 기어 샤프트(9)와 연결되어 있는 종동 타이밍 밸트 풀리(13)와, 캐리지가 주행할 수 있도록 하는 주행모터(10)와 연결된 구동 타이밍 벨트 풀리(11)와, 상기 타이밍 벨트 풀리(11)와 종동 타이밍 벨트 풀리(13)를 연결하는 타이밍 벨트(12)와, 상기 구동 타이밍 벨트 풀리(11)와 종동 타이밍 벨트 풀리(13)의 사이에 설치되어 타이밍 벨트(12)를 가압할 수 있도록 조절이 가능한 벨트 텐셔너(14)로 구성되어 있다.The backlash adjustment device includes a pinion gear shaft 9 connected to the pinion gear, a driven timing belt pulley 13 connected to the pinion gear shaft 9, and a driving motor for driving the carriage ( A driving timing belt pulley 11 connected with 10, a timing belt 12 connecting the timing belt pulley 11 and a driven timing belt pulley 13, the driving timing belt pulley 11 and a driven timing belt. It is comprised between the belt tensioner 14 provided between the pulleys 13 and adjustable so that the timing belt 12 can be pressed.

상기 주행모터(10)의 샤프트와 연결된 구동 타이밍 벨트 풀리(11)와 피니언 기어 샤프트(9)에 붙어 있는 종동 타이밍 벨트 풀리(13) 사이에 연결된 타이밍 벨트(12)를 벨트 텐셔너(14)를 이용하여 가압함으로써 타이밍 벨트(12)를 가압하는 량에 의하여 전단 피니언 기어와 후단 피니언 기어의 가이드링과의 물림 부위를 전진 또는 후진 방향으로 조정함으로써 백레쉬를 조정할 수 있다.The belt tensioner 14 uses a timing belt 12 connected between the drive timing belt pulley 11 connected to the shaft of the driving motor 10 and the driven timing belt pulley 13 attached to the pinion gear shaft 9. The backlash can be adjusted by adjusting the bite portion of the front pinion gear and the guide pin of the rear pinion gear in the forward or backward direction by the amount of pressurizing the timing belt 12.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음과 같다.The effects of the present invention that can be expected by the configuration and action as described above are as follows.

종래의 용접중 발생하는 급격한 용접캐리지의 속도 변화와 이에 따른 용접비드 적층높이의 불균일성을 해소할 수 있으며, 이에 따른 용접 결함을 감소시켜서 전체적인 파이프 라인 용접의 생산성 향상에 기여할 수 있는 효과가 크다.It is possible to solve the sudden change in the welding carriage speed and the nonuniformity of the welding bead stack height according to the conventional welding, thereby reducing the welding defects are large effect that can contribute to the improvement of the overall pipeline welding productivity.

Claims (2)

궤도형 안내장치(2)와 용접캐리지(1)를 결속하는 클램핑 롤러(6)를 기준으로 하여 설치된 피니언 기어(9)와 궤도형 안내장치(2) 상면에 설치된 랙기어(8)의 물림에 의하여 용접방향(3)으로의 주행이 이루어 질 수 있도록 하는 파이프 용접 캐리지에 있어서,The pinion gear (9) installed on the basis of the clamping roller (6) that binds the orbit guide device (2) and the welding carriage (1) and the rack gear (8) provided on the upper surface of the orbit guide device (2). In the pipe welding carriage to be made to travel in the welding direction (3) by, 상기 클램핑 롤러(6)를 기준으로 양쪽에 설치되는 두 개의 피니언 기어(9)와, Two pinion gears 9 installed on both sides of the clamping roller 6; 상기 두 개의 피니언 기어(9)와 피니언 기어 샤프트를 사용하여 각각 연결되어 있으며 백레쉬 속도를 조정할 수 있는 백레쉬 조정장치()로 구성되어, The two pinion gears 9 and the pinion gear shafts are connected to each other and consist of a backlash adjustment device () capable of adjusting the backlash speed. 용접중 발생하는 급격한 용접캐리지의 급격한 속도 변화가 일어나는 구간에서 백레쉬 조정장치를 사용하여 피니언 기어(9)의 회전속도를 일정하게 함으로써 용접비드 적층높이를 균일하게 용접할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 파이프 궤도 용접 케리지의 용접선 방향 구동 정밀도 향상을 위한 장치.The welding bead stacking height can be uniformly welded by making the rotation speed of the pinion gear 9 constant by using the backlash adjusting device in the section in which the abrupt speed change of the welding carriage occurring during welding occurs. Apparatus for improving the precision of driving direction of pipe track welding carriage. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 백레쉬 조정장치는 피니언 기어와 연결되어 있는 피니언 기어 샤프트(9)와, 상기 피니언 기어 샤프트(9)와 연결되어 있는 종동 타이밍 밸트 풀리(13)와, 캐리지가 주행할 수 있도록 하는 주행모터(10)와 연결된 구동 타이밍 벨트 풀리(11)와, 상기 타이밍 벨트 풀리(11)와 종동 타이밍 벨트 풀리(13)를 연결하는 타이밍 벨트(12)와, 상기 구동 타이밍 벨트 풀리(11)와 종동 타이밍 벨트 풀리(13)의 사이에 설치되어 타이밍 벨트(12)를 가압할 수 있도록 조절이 가능한 벨트 텐셔너(14)로 구성되어, The backlash adjustment device includes a pinion gear shaft 9 connected to the pinion gear, a driven timing belt pulley 13 connected to the pinion gear shaft 9, and a traveling motor 10 for allowing the carriage to travel. Drive timing belt pulley 11, timing belt pulley 11 and driven timing belt pulley 13, timing drive belt pulley 11 and driven timing belt pulley It is composed of a belt tensioner 14 which is provided between the 13 and adjustable to press the timing belt 12, 상기 주행모터(10)의 샤프트와 연결된 구동 타이밍 벨트 풀리(11)와 피니언 기어 샤프트(9)에 붙어 있는 종동 타이밍 벨트 풀리(13) 사이에 연결된 타이밍 벨트(12)를 벨트 텐셔너(14)를 이용하여 가압함으로써 타이밍 벨트(12)를 가압하는 량에 의하여 전단 피니언 기어와 후단 피니언 기어의 가이드링과의 물림 부위를 전진 또는 후진 방향으로 조정함으로써 백레쉬를 조정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 파이프 궤도 용접 케리지의 용접선 방향 구동 정밀도 향상을 위한 장치.The belt tensioner 14 uses a timing belt 12 connected between the drive timing belt pulley 11 connected to the shaft of the driving motor 10 and the driven timing belt pulley 13 attached to the pinion gear shaft 9. Pipe orbital welding, characterized in that the backlash can be adjusted by adjusting the biting portion between the front pinion gear and the rear pinion gear guide ring in the forward or backward direction by the amount of pressurizing the timing belt 12. Device for improving the precision of the carriage direction of the carriage.
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