KR20080082722A - 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치 - Google Patents

스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치에 관련되며, 구성에 특징을 살펴보면, 제1모터(M1)의 작동에 의해 구동되는 롤러(12)가 다수로 구비되어 스파이럴 강관(P)을 지지한 상태로 회전시키는 강관회전부(10); 상기 강관회전부(10)에 인접하는 위치에 스파이럴 강관(P)의 길이방향으로 설치되는 레일(21)을 타고 전후 이송되고, 일단에 용접토치(26)가 상하좌우 및 정·역방향으로 미세조절되도록 구비되는 용접토치이송부(20);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 스파이럴 강관에 나선형으로 형성된 미용접부 용접이 자동으로 수행되어 용접시간 단축과 함께 용접품질이 향상되고, 용접비드가 일정하게 형성되어 외관이 깨끗하게 유지되면서, 특히 강관의 규격에 관계없이 범용으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
스파이럴 강관, 용접, 용접토치, 롤러, 모터

Description

스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치{Do movable type automatic welding device for spiral steel pipe}
도 1은 본 발명에 따른 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치를 전체적으로 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치의 용접토치 각도조절상태를 나타내는 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 강관회전부 12: 롤러 20: 용접토치이송부
21: 레일 22: 대차 22a: 가이드롤러
23: 수직암 24: 수평암 26: 용접토치
26a: 수평베드 26b: 수직베드 26c: 회전축
본 발명은 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상 세하게는 용접토치를 진행시켜 회전하고 있는 스파이럴 강관의 미용접부에 용접이 자동으로 이루어지도록 하는 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치에 관한 것이다.
통상적으로 스파이럴 강관은 원소재를 나선형으로 감아 원하는 규격의 외경으로 형성하면서 원소재와 원소재의 접합부를 용접하여 제작되는 강관으로서, 주로 16인치 이상의 대구경 파이프용으로 많이 사용된다. 이때 스파이럴 강관의 제조공정을 살펴보면, 원소재를 나선형으로 감는 공정과 접합부를 용접하는 공정이 동시에 연속적으로 이루어지므로 이 두 공정이 서로 긴밀하게 연동되지 못하고 어느 한 공정에 문제가 발생시 미용접된 구간이 허다하게 발생되는 문제점이 제기되었다.
이에 스파이럴 강관의 제조현장에서는 강관의 제작이 완료되면 반드시 수동용접작업을 거쳐 미용접부를 보수해야 하는바, 이러한 수동용접작업은 다음과 같은 많은 문제점이 제기되었다.
첫째, 수동용접에 의해 용접부의 품질(예컨대, 비드불량, 슬래그혼입, 기공형성 등)이 고르지 못하다.
둘째, 미용접부가 다수로 존재하는 스파이럴 강관은 수동용접으로 많은 시간이 소요되는 단점으로 인해 고철로 폐기처분하므로 소재낭비와 함께 생산성 저하로 직결된다.
셋째, 스파이럴 강관의 특성상 용접부가 나선형으로 형성되므로 숙련공이라 할지라도 용접부의 품질을 고르게 형성하기 어려운 실정이다.
또한, 상기 전술하는 문제점뿐만 아니라, 스파이럴 강관을 제작 후 강관 보 강용으로 사용되는 보강밴드 부착시 수동용접에 의존하고 있으므로 생산효율이 크게 저하되는 문제점이 따랐다.
이에 따라 본 발명은 상기한 점에 착안하여 안출한 것으로서, 보다 상세하게는 스파이럴 강관의 미용접부 용접이 자동으로 수행되어 용접시간 단축과 함께 용접품질이 향상되고, 또한 용접비드가 일정하게 형성되어 외관이 깨끗하게 유지되면서, 강관의 규격에 관계없이 범용으로 활용할 수 있는 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 제1모터(M1)의 작동에 의해 구동는 롤러(12)가 다수로 구비되어 스파이럴 강관(P)을 지지한 상태로 회전시키는 강관회전부(10); 상기 강관회전부(10)에 인접하는 위치에 스파이럴 강관(P)의 길이방향으로 설치되는 레일(21)을 타고 전후 이송되고, 일단에 용접토치(26)가 상하좌우 및 정·역방향으로 미세조절되도록 구비되는 용접토치이송부(20);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 용접토치이송부(20)는 강관회전부(10)의 제1모터(M1)와 연계작동되는 제2모터(M2)의 작동에 의해 구동되는 가이드롤러(22a)를 통하여 레일(21)을 타고 전후이송됨과 함께 상단에 수직암(23)이 설치되는 대차(22)와, 대차(22)의 수직암(23)상에서 제3모터(M3)의 작동에 의해 상하이송됨과 함께 제4모터(M4)의 작동으로 수평이송되도록 설치되는 수평암(24)과, 수평암(24)의 끝단에 설치되어 실린 더(S1) 혹은 서보모터(S2)에 의해 작동되는 수직·수평베드(26a)(26b) 및 회전축(26c)을 통하여 미세위치조절되는 용접토치(26)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치를 전체적으로 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치를 전체적으로 나타내는 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치의 용접토치 각도조절상태를 나타내는 구성도이다.
본 발명에 따른 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치는 강판과 같은 원소재를 나선형으로 감으면서 성형 부분을 용접하는 방식으로 제작된 강관의 미용접부를 자동으로 용접하기 위한 장치로써, 스파이럴 강관(P)을 지지한 상태로 회전시키는 강관회전부(10)와, 강관회전부(10)의 회전속도에 대응하여 용접토치(26)를 이송시켜 미용접부를 용접하는 용접토치이송부(20)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 강관회전부(10)는 제1모터(M1)의 작동에 의해 구동되는 롤러(12)가 다수로 구비되어 스파이럴 강관(P)을 지지한 상태로 회전시킨다. 강관회전부(10)는 서로 대응하는 위치에 설치된 한쌍의 롤러(12)가 도 2처럼 일정한 간격으로 다수개소에 연설되고, 이때 어느 일단 혹은 한 쌍의 롤러(12)가 벨트, 체인, 기어 등과 같은 동력전달수단을 통하여 제1모터(M1)와 연동되도록 설치된다.
이에 생산현장에서 스파이럴 제조공정을 통하여 제작된 스파이럴 강관(P)이 컨베이어(도시생략)를 타고 이송되어 강관회전부(10)의 롤러(12)상에 안착되면, 롤 러(12)가 제1모터(M1)의 작동에 의해 구동되어 스파이럴 강관(P)을 회전시킨다.
여기서 스파이럴 강관(P)을 회전시키는 제1모터(M1)의 회전속도는 후술하는 용접토치이송부(20)의 제2모터(M2)와 일정한 회전비로 연계작동되는바, 이는 스파이럴 강관(P)의 특성상 용접부가 나선형으로 형성되어 스파이럴 강관(P)이 회전시 용접위치가 가변되므로 용접토치(26)가 스파이럴 강관(P)의 회전속도에 대응하여 이송되면서 용접을 실시하게 된다.
이때, 본 발명에 따른 용접토치이송부(20)은 강관회전부(10)에 인접하는 위치에 스파이럴 강관(P)의 길이방향으로 설치되는 레일(21)을 타고 전후 이송되고, 일단에 용접토치(26)가 상하좌우 및 정·역방향으로 미세조절되도록 구비된다. 용접토치이송부(20)는 상기 전술한 바와 같이 강관회전부(10)상에서 회전되는 스파이럴 강관(P)의 회전속도에 비례하여 일정한 속도로 이송되면서 용접토치(26)를 통하여 미용접부를 용접하는바, 이에 따른 상세한 설명은 후술하는 내용을 참조한다.
용접토치이송부(20)는 강관회전부(10)의 제1모터(M1)와 연계작동되는 제2모터(M2)의 작동에 의해 구동되는 가이드롤러(22a)를 통하여 레일(21)을 타고 전후이송됨과 함께 상단에 수직암(23)이 설치되는 대차(22)와, 대차(22)의 수직암(23)상에서 제3모터(M3)의 작동에 의해 상하이송됨과 함께 제4모터(M4)의 작동으로 수평이송되도록 설치되는 수평암(24)과, 수평암(24)의 끝단에 설치되어 실린더(S1) 혹은 서보모터(S2)에 의해 작동되는 수직·수평베드(26a)(26b) 및 회전축(26c)을 통하여 미세위치조절되는 용접토치(26)가 구비된다.
용접토치이송부(20)는 제2모터(M2)의 작동으로 이송되는 대차(22)에 의해 스 파이럴 강관(P)의 길이방향으로 전후이송되는바, 여기서 제2모터(M2)는 상기 제1모터(M1)의 회전속도 즉, 강관회전부(10)상에서 회전되는 스파이럴 강관(P)의 회전속도에 비례하여 일정한 속도로 구동된다. 그리고 대차(22)의 수직암(23)상에 설치되어 제3, 4모터(M3)(M4)에 의해 상하방향 및 좌우방향으로 이송되는 수평암(24)에 의해 용접토치(26)가 위치이동된다. 이때 제3모터(M3)는 체인과 연계되어 수평암(24)을 상하이송시키고, 제4모터(M4)는 레크와 피니언과 연동되어 수평암(24)을 좌우이송시키는 역할을 수행한다.
또한, 상기 용접토치(26)는 수평암(24)의 끝단에 설치되는 수직·수평베드(26a)(26b) 및 회전축(26c)에 의해 미세위치조절된다. 수직·수평베드(26a)(26b) 및 회전축(26c)은 실린더(S1) 혹은 서보모터(S2)의 작동에 의해 용접토치(26)를 미세조위치조절하는바, 여기서 수직·수평베드(26a)(26b)는 수평암(24)의 끝단에 설치되어 유압 혹은 공압실린더(S1)에 의해 이송이 제어되고, 회전축(26c)은 수직·수평베드(26a)(26b)상에 연장되도록 설치되면서 서보모터(S2)에 의해 회동각이 제어되어 도 3과 같이 용접토치(26)의 각도를 제어한다.
한편, 상기 강관회전부(10)의 롤러(12)를 회전시키는 제1모터(M1) 및 용접토치이송부(20)에 설치된 제2, 3, 4모터(M2)(M3)(M4), 그리고 용접토치(26)를 미세조절하기 위한 실린더(S1)와 서보모터(S2) 등과 같은 구동수단은 도면에 도시하지 않았지만 중앙컴퓨터 혹은 제어박스에 의해 수동 또는 자동제어되고, 특히 제1모터(M1)와 제2모터(M2)는 스파이럴 강관(P)의 지름 및 원소재의 폭 등과 같은 조건에 따라 소정의 속도비로 연동되도록 설정된다.
작동상에 있어서, 우선 강관회전부(10)의 롤러(12)상에 스파이럴 강관(P)을 안착시킨 다음, 용접토치이송부(20)의 대차(22)와 수평암(24)의 위치를 조절하여 용접토치(26)를 스파이럴 강관(P)의 미용접부에 근접하게 위치시키고나서 수직·수평베드(26a)(26b)를 통하여 용접토치(26)가 미용접부 시작부에 정확하게 일치되도록 미세조절한다. 이어서 강관회전부(10)의 롤러(12)(예컨대, 제1모터) 회전속도 및 스파이럴 강관(P)의 지름, 원소재의 폭 등과 같은 조건을 고려하여 제2모터(M2)의 속도 즉, 용접토치이송부(20)의 이송속도를 설정하고, 용접기(도시생략)를 가동시킨 후 용접작업을 시작하면, 강관회전부(10)에 의해 스파이럴 강관(P)이 회전됨과 동시에 용접토치이송부(20)가 용접토치(26)를 이송시키면서 나선형의 미용접부를 따라 용접이 수행된다.
이때, 용접이 정위치에 실시되고 있는지를 수시로 작업자가 육안으로 확인하고, 용접센터가 틀려지면 수직·수평베드(26a)(26b)를 제어하여 용접토치(26)의 위치를 미세조절하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치는 스파이럴 강관(P)의 미용접부 용접뿐만 아니라, 도 3과 같이 스파이럴 강관(P)상에 보강밴드(P')를 용접시 서보모터(S2)를 제어하여 회전축(26c)과 함께 용접토치(26)를 임의의 각도(예컨대, 45도 정도)로 조절하고, 상기 전술하는 작동순서대로 용접작업을 실시하면 보강밴드(P') 용접이 단시간에 신속하게 이루어지는 이점이 있다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 제작이 완료된 스파이럴 강관의 미용접부 용접이 자동으로 수행되어 용접시간 단축과 함께 용접품질이 향상되고, 용접비드가 일정하게 형성되어 외관이 깨끗하게 유지되면서, 특히 강관의 규격에 관계없이 범용으로 활용할 수 있는, 유용한 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 제1모터(M1)의 작동에 의해 구동되는 롤러(12)가 다수로 구비되어 스파이럴 강관(P)을 지지한 상태로 회전시키는 강관회전부(10);
    상기 강관회전부(10)에 인접하는 위치에 스파이럴 강관(P)의 길이방향으로 설치되는 레일(21)을 타고 전후 이송되고, 일단에 용접토치(26)가 상하좌우 및 정·역방향으로 미세조절되도록 구비되는 용접토치이송부(20);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 용접토치이송부(20)는 강관회전부(10)의 제1모터(M1)와 연계작동되는 제2모터(M2)의 작동에 의해 구동되는 가이드롤러(22a)를 통하여 레일(21)을 타고 전후이송됨과 함께 상단에 수직암(23)이 설치되는 대차(22)와, 대차(22)의 수직암(23)상에서 제3모터(M3)의 작동에 의해 상하이송됨과 함께 제4모터(M4)의 작동으로 수평이송되도록 설치되는 수평암(24)과, 수평암(24)의 끝단에 설치되어 실린더(S1) 혹은 서보모터(S2)에 의해 작동되는 수직·수평베드(26a)(26b) 및 회전축(26c)을 통하여 미세위치조절되는 용접토치(26)가 구비되는 것을 특징으로 하는 스파이럴 강관용 이동식 자동 용접장치.
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