KR20090025903A - 상부롤러 완충장치가 구비된 플랜지자동용접기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부롤러 완충장치가 구비된 플랜지자동용접기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2개의 하부롤러와 1개의 상부롤러로서 파이프를 크램핑한 뒤에 이를 용접이 용이한 각도로 기울이며, 이렇게 기울여진 파이프를 회전시키면서 회전하는 파이프의 단부에 플랜지를 자동으로 용접하여 용접작업의 생산성이 향상되도록 하고, 상부롤러는 완충장치에 의해 용접하려는 파이프의 상부를 탄력적으로 누르도록 하여 상부롤러에 눌리는 파이프의 상면이 휘는 것을 예방할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명은 베이스판(6) 상에 간격을 두고 설치되는 전후방지지체(7,8)사이에는 회전몸체(13)가 회전자유롭게 설치되며, 상기 후방지지체(8)에는 감속모터(17)에 의해 회전하는 회전구동기어(18)가 설치되고, 이 회전구동기어(18)에 대응하는 회전몸체(13)의 후방에는 회전구동기어(18)와 맞물리는 섹터기어(19)가 설치되며, 상기 회전몸체(13)의 상측 후방에는 가이드부(20)를 구비한 수직프레임(21)이 수직 설치되고, 수직프레임(21)에는 선단부 하측에 상부롤러(28)를 설치한 승하강브래킷(29)이 감속모터(23)의 동력을 전달받아 회전하는 스크류(25)에 의해 승하강되게 설치되며, 회전몸체(13)의 상부에는 한 쌍의 롤러설치대(37)가 왼나사와 오른나사가 반씩 형성된 스크류(34)에 의해 벌어졌다 오므려졌다할 수 있도록 설치되며, 상기 롤러설치대(37)에는 일측에 스프라켓을 구비한 하부롤러(38)가 각각 회전되게 설치되고, 상기 양측 하부롤러(38)는 감속모터(33)의 동력을 체인으로 전달받아 동 일방향으로 회전되게 설치되며, 상기 상부롤러(28)는 승하강브래킷(29)의 선단부에 설치되는 완충몸체(53)의 하부에 스프링()을 개재시킨 상태로 롤러브래킷(30)에 회전 자유롭게 설치되고, 상기 상부롤러(28)의 외주연에는 접촉홈(49)을 형성한 뒤에 이 상부롤러(28)가 설치되는 롤러브래킷(30)에는 접촉홈과 탄력적으로 접촉하는 접지편(45)이 설치된 접지장치(42)가 설치된 것을 특징으로 한다.

플랜지, 자동용접기, 파이프, 상하부롤러, 헤드롤러완충장치, 완충몸체, 하부롤러, 스프링, 접지장치, 위치감지센서

Description

상부롤러 완충장치가 구비된 플랜지자동용접기{Automatic flange welding machine with the upper roller buff}

본 발명은 상부롤러 완충장치가 구비된 플랜지자동용접기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2개의 하부롤러와 1개의 상부롤러로서 파이프를 크램핑한 뒤에 이를 용접이 용이한 각도로 기울이며, 이렇게 기울여진 파이프를 회전시키면서 회전하는 파이프의 단부에 플랜지를 자동으로 용접하여 용접작업의 생산성이 향상되도록 하고, 상부롤러는 완충장치에 의해 용접하려는 파이프의 상부를 탄력적으로 누르도록 하여 상부롤러에 눌리는 파이프의 상면이 휘는 것을 예방할 수 있도록 하기 위한 것이다.

도 10과 같이 파이프(1)의 단부에 플랜지(2)를 용접으로 설치하는 방식은 수작업에 의한 것과, 기구나 기계설비를 이용하는 경우가 있는데, 본 발명이 기계에 의해 자동으로 용접하도록 하는 것이므로, 후자의 기계설비를 이용한 것에 대하여 종래기술에 대하여 설명한다.

종래의 플랜지용접장치(3)는 도 9에서 보는 바와 같이 받침대(4)의 상부 양측에 한 쌍의 터닝롤러(5)가 스크류에 의해 폭방향으로 벌어졌다 오므려졌다 할 수 있도록 설치되고, 이 터닝롤러(5)는 모터에 의해 회전되도록 설치되어 있다.

따라서, 이러한 플랜지용접장치(3)를 이용하여 파이프(1)의 단부에 플랜지(2)를 용접하고자 하는 경우에는 전후방으로 1개씩의 플랜지용접장치(3)를 지면에 내려놓은 뒤에, 파이프(1)의 직경에 맞게 스크류를 이용하여 터닝롤러(5)의 간격을 조절한 상태에서 전후방측의 플랜지용접장치(3)의 터닝롤러(5) 상부에 용접하고자 하는 파이프(1)를 올려놓는다.

그 다음에 터닝롤러(5)의 상측에 얹혀진 파이프(1)의 단부에 플랜지(2)를 가져다 댄 뒤에 터닝롤러(5)를 자동으로 회전시키면서 파이프(1)의 단부에 플랜지(2)를 용접하는 것이다.

이와 같은 종래의 플랜지용접장치(3)는 파이프(1)를 수평하게 올려놓은 상태에서 파이프(1)의 단부에 플랜지(2)를 수직방향으로 용접하는 것이므로, 순간적이기는 하지만 용접시 용융된 쇳물이 하측으로 흘러내려서 용접불량의 원인이 되는 문제가 있다.

또한, 플랜지용접장치(3)의 임의위치에 아크용접을 위한 전극이 접촉하고 있는 상태이므로 플랜지용접장치(3) 전체에 유도정류와 정전기가 흐르게 되면서, 회전하는 터닝롤러(5) 내부의 베어링에 스파크가 발생하면서 베어링이 손상되게 되고, 그로인하여 터닝롤러(5)가 원활하게 회전하지 못하여 용접불량을 일으키게 되는 문제가 있었다.

그리고, 종래의 플랜지용접장치에는 파이프의 하부를 지지하는 하부롤러가 2개만 설치된 것이고, 본 발명에는 하부에 2개의 하부롤러가 설치되고 상부에 1개의 상부롤러가 설치되고 상하부에 3개의 상하부롤러가 삼각모양으로 배치된 것이므로, 본 발명에서 주안점을 두는 상부롤러에 완충장치를 설치한 것은 종래의 플랜지용접장치에서는 찾아볼 수가 없다.

따라서 완충장치가 설치된 구조에 대해서는 종래기술을 비교 설명할 수 가 없는 것이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고, 상부롤러가 설치된 경우에 상부롤러가 용접하고자 고정시키는 파이프를 과다한 하중으로 눌러서 그 눌리는 부분이 휘어지는 단점을 예측하여 보완하기 위한 것으로서, 2개의 하부롤러와 1개의 상부롤러로서 직경이 큰 파이프를 크램핑한 뒤에 이를 용접이 용이한 각도로 기울이며, 이렇게 기울여진 파이프를 회전시키면서 파이프의 단부에 플랜지를 자동으로 용접하게 하고, 상부롤러는 완충장치에 의해 용접하려는 파이프의 상부를 탄력적으로 누르도록 하여 상부롤러에 눌리는 파이프의 상면이 휘는 것을 예방할 수 있도록 하며, 상부롤러에는 접지장치를 설치하여 회전하는 상하부롤러에서 스파크가 발생하지 않아 상하부롤러 내의 베어링이 손상되는 것을 예방할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베이스판 상에 간격을 두고 설치되는 전후방지지체사이에는 회전몸체가 회전자유롭게 설치되며, 상기 후방지지체에는 감속모터에 의해 회전하는 회전구동기어가 설치되고, 이 회전구동기어에 대응하는 회전몸체의 후방에는 회전구동기어와 맞물리는 섹터기어가 설치되며, 상기 회전몸체의 상측 후방에는 가이드부를 구비한 수직프레임이 수직 설치되고, 수직프레임에는 선단부 하측에 상부롤러를 설치한 승하강브래킷이 감속모터의 동력을 전달받아 회전하는 스크류에 의해 승하강되게 설치되며, 회전몸체의 상부에는 한 쌍의 롤러설치대가 왼나사와 오른나사가 반씩 설치된 스크류에 의해 벌어졌다 오므려졌다할 수 있도록 설치되며, 상기 롤러설치대에는 일측에 스프라켓을 구비한 하부롤러가 각각 회전되게 설치되고, 상기 양측 하부롤러는 감속모터의 동력을 체인으로 전달받아 동일방향으로 회전되게 설치되며, 상기 상부롤러는 승하강브래킷의 선단부에 설치되는 완충몸체의 하부에 스프링을 개재시킨 상태로 롤러브래킷에 회전 자유롭게 설치되고, 상기 상부롤러의 외주연에는 접촉홈을 형성한 뒤에 이 상부롤러가 설치되는 롤러브래킷에는 접촉홈과 탄력적으로 접촉하는 접지편이 설치된 접지장치가 설치된 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명은, 2개의 하부롤러와 1개의 상부롤러로서 파이프를 크램핑한 뒤에, 이를 용접이 용이한 각도로 기울인 상태에서 파이프를 회전시키면서 파이프의 단부에 플랜지를 자동으로 용접시킴에 따라 숙련된 작업자가 아니라도 고품질의 용접작업을 균일하게 실행할 수 있는 효과가 있고, 상부롤러는 완충장치에 의해 용접하려는 파이프의 상부를 탄력적으로 누르도록 하여 상부롤러에 눌리는 파이프의 상면이 휘는 것을 예방할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이 다.

또한, 회전하는 상부롤러에 접지편이 지속적으로 접촉상태를 유지하도록 접지장치를 설치함으로서, 플랜지자동용접기에 흐르는 유도전류가 접지장치를 통하여 지면으로 접지됨에 따라 회전하는 상하부롤러에서 스파크가 발생하지 않게 되고, 그로 인하여 상하부롤러 내의 베어링이 손상되는 것을 예방하여 플랜지자동용접기의 수명을 연장시키게 하는 효과가 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 상부롤러 완충장치가 구비된 플랜지자동용접기에 대하여 첨부된 도면 도 1 내지 도 8을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 1에서 보는 바와 같이 상부 중앙에 전후방축지지대(9,10)가 각각 설치된 전후방지지체(7,8)가 베이스판(6) 상에 간격을 두고 설치되며, 전후방지지체(7,8) 사이에는 회전몸체(13)를 회전가능하게 설치하되, 이 회전몸체(13)의 전후방으로 돌출된 전후방축(11,12)이 전후방축지지대(9,10)에 삽입된다.

상기 회전몸체(13)는 전후방축(11,12)을 중심으로 회전각도를 조절하도록 도 2 및 도 4에서 보는 바와 같이 회전몸체(13) 전방의 전방축(11) 하부에는 전방축(11)을 중심으로 회전이 가능한 반경으로 가이드홈(14)을 형성한 가이드판(15)이 설치되고, 가이드홈(14)에 대응하는 전방지지체(7)에는 가이드홈(14)에 삽입되어 안내되는 가이드핀(16)이 후방으로 돌출되게 형성되어 있다.

그리고, 후방지지체(8)의 전방에는 후방지지체(8)의 내측에 설치된 감속모터(17)에 의해 회전하는 회전구동기어(18)가 설치되고, 이 회전구동기어(18)에 대 응하는 회전몸체(13)의 후방에는 회전구동기어(18)와 맞물리는 섹터기어(19)가 설치되어 있다.

또한, 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 회전몸체(13)의 상측 후방에는 전면에 가이드부(20)를 구비한 수직프레임(21)이 수직방향으로 설치되고, 수직프레임(21)의 후방에는 감속모터(23)의 동력을 전달받아 회전하는 스크류(25)가 지지대(24)에 의해 수직방향으로 회전되게 설치되어 있다.

그리고, 상기 수직프레임(21)에는 후방에 스크류(25)가 나사식으로 관통하는 암나사관부(26)가 구비되고 중앙부에 가이드부(20)에 안내되는 가이드슈(27)가 형성된 승하강브래킷(29)이 승하강 자유롭게 설치되며, 이 상기 승하강브래킷(29)의 전방에는 파이프(1)의 상면을 탄력적으로 눌러주는 완충장치(60)가 설치된다.

도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이 상기 완충장치(60)는 상하부커버(54,55)를 설치한 함체형의 완충몸체(53)가 승하강브래킷(29)의 전방에 설치되고, 상부커버(54)에는 상측에 핸들(32)이 설치된 스크류(31)가 나사식으로 하향 체결되며, 상기 하부커버(55)는 직선부(55a)를 구비한 통공(55b)이 형성되어 있다.

상기 완충몸체(53)의 하부에는 하단부에 상부롤러(28)가 회전되게 설치된 롤러브래킷(30)을 설치하되, 이 롤러브래킷(30)의 상부에 상향 설치된 승하강축부(56)에는 일측에 직선부(55a)에 대응하는 평면부(56a)와, 평면부(56a)의 상부에 상기 직선부(55a)에 걸리는 걸림부(56b)가 형성되어 승하강축부(56)가 돌아가지 않으며 완충몸체(53)에서 승하강축부(56)가 하측으로 빠지지 않게 완충몸체(53)의 내측으로 삽입되게 설치된다.

그리고, 승하강축부(56)의 상측 중심부에 형성된 스프링홈(57)에는 스프링(58)이 삽입되며, 상기 스크류(31)의 하단부가 스프링(58)에 탄력적으로 지지되게 설치된다.

도 2 및 도 5에서 보는 바와 같이 완충몸체(53)의 하측 소정위치에 센서(59)가 설치되고, 센서(59)보다 소정의 높이만큼 낮은 위치의 승하강축부(56)에는 승하강축부(56)가 올라가다가 센서(59)에 감지되어 승하강브래킷(29)을 구동시키는 감속모터(23)를 온오프시키는 센서감지부(61)가 설치된다.

상기 센서(59)와 센서감지부(61)로 이루어지는 감지부를 포토센서를 이용하거나, 또는 리미트스위치를 이용할 수 있는데, 본 발명에서는 상기 센서(59)는 포토센서의 수광부를 설치하고 센서감지부(61)는 발광부를 설치하였다.

또한, 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 회전몸체(13)의 상부에 간격을 두고 설치되는 지지대(35)에는 왼나사와 오른나사가 반씩 설치된 스크류(34)가 회전 자유롭게 전후방향으로 수평 설치되고, 상기 스크류(34)에는 하부에 스크류(34)의 왼나사부와 오른 나사부에 나사식으로 체결되는 암나사관부(36)를 형성하고 상부에 하부롤러(38)를 회전되게 설치하는 한 쌍의 롤러설치대(37)가 간격을 두고 설치되어 있다.

상기 롤러설치대(37)에는 일측에 스프라켓을 구비한 하부롤러(38)가 각각 회전되게 설치되며, 회전몸체(13)의 내부에는 구동스프라켓(39)을 구비한 감속모터(33)가 설치되고, 구동스프라켓(39) 상측의 회전몸체(13) 내에는 아이들스프라켓(40)이 설치되며, 각각의 스프라켓에는 감속모터(33)의 동력으로 한 쌍의 하부롤 러(38)를 동일방향으로 회전되게 하는 체인(41)이 감겨지게 설치된다.

그리고, 도 2 및 도 7, 8에서 보는 바와 같이 상부롤러(28)가 설치된 롤러브래킷(30)에는 접지장치(42)가 설치되고, 상부롤러(28)의 외주연에는 접지장치(42)의 접지편(45)이 접촉하는 접촉홈(49)이 형성되어 있다.

상기 접지장치(42)는 접지선(43)이 볼트로서 연결되는 브래킷(44)이 롤러브래킷(30)에 설치되고, 이 브래킷(44)의 소정위치에는 접지편(45)이 삽입되는 삽입관부(46)가 형성되고, 이 브래킷(44)의 외측단부에는 접지편(45)의 단부가 접촉홈(49)과 지속적으로 접촉하도록 접지편(45)을 스프링(48)의 탄력으로 탄력적으로 눌러주는 탄력누름구(47)가 설치되어 있다.

도면 부호중 미설명 부호 "22"는 감속모터(23)를 설치하는 수평대이며, 이렇게 수평대에 감속모터(23)를 설치하는 경우에는 감속모터(23)의 모터축과, 스크류(25)의 하단부에 각각 스프라켓을 설치한 뒤에, 이들 스프라켓에 체인을 감아지게 설치한다.

다른 예로 스크류(25)에 모터축을 바로 연결 설치할 수 도 있음을 밝혀둔다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 작용관계를 도 1 내지 도 8을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 이용하여 파이프(1)의 단부에 플랜지(2)를 용접하고자 하는 경우에는 2개의 하부롤러(38)와 1개의 상부롤러(28)의 사이에 용접하고자 하는 파이프를 클램핑시켜야 하는데, 이때는 파이프의 외경에 따라 파이프의 외경이 크면 양측 하부롤러(38) 사이의 간격을 벌리면서 상부롤러(28)의 높이가 높아지게 하고, 파이 프의 외경이 작으면 양측 하부롤러(38) 사이의 간격을 오므리면서 상부롤러(28)의 높이도 그 만큼 낮추어야 한다.

도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 양측 하부롤러(38) 사이의 간격을 신축하고자 하는 경우에는 스크류(34)를 돌림에 따라 왼나사부와 오른나사부가 반씩 설치된 스크류(34)가 회전하면서 왼나사부와 오른나사부에 각각 암나사관부(36)가 나사식으로 체결된 롤러설치대(37)가 스크류(34)를 돌리는 방향에 따라 벌어지거나 또는 오므려들게 된다.

위와 같이 롤러설치대(37)가 신축하는 것은 롤러설치대(37)에 하부롤러(38)가 회전되게 설치된 것이므로 양측 하부롤러(38)가 벌어지거나 또는 오므려드는 것과 동일한 것이며, 이렇게 용접하고자 하는 파이프의 외경에 맞게 양측 하부롤러(38)의 간격을 조절하고 난 뒤에는 양측 하부롤러(38)의 사이에 용접하려는 파이프를 수평방향으로 올려놓는다.

그 다음에 수직프레임(21)에 설치된 상부롤러(28)를 하강시켜서 2개의 하부롤러(38) 위에 얹혀진 파이프(1)의 상부를 상부롤러(28)로 내려 눌러서 3개의 상하부롤러(28,38)로서 삼각방향으로 파이프(1)를 클램핑하게 한다.

위와 같이 상부롤러(28)를 하강시킬 때는 도 2 및 도 5, 6에서 보는 바와 같이 제일 먼저 용접하고자 하는 파이프의 두께에 따라 상부롤러(28)가 파이프를 누르는 탄력을 조절하는데, 파이프의 두께가 두꺼운 경우에는 완충몸체(53) 상측의 핸들(32)를 돌려서 스프링홈(57)에 삽입되어 있으면서 스크류(31)의 하단에 눌리는 스프링(58)의 탄력이 강하도록 조절하고, 반대로 파이프의 두께가 얇은 경우에는 스프링(58)의 탄력이 약하도록 조절한다.

상기 스프링의 탄력을 강하게 또는 약하게 조절하는 것은, 파이프의 두께에 따라 테스트하여 설정한 범위에 따라 핸들(32)을 돌려서 스프링 탄력의 강중약을 조절한다.

위와 같이 스프링(58)의 탄력을 용접하고자 하는 파이프의 외경과 두께에 맞게 탄력을 조절하고 난 뒤에는 수직프레임(21)의 하방에 설치된 감속모터(23)를 회전시켜서 그 감속모터(23)의 회전력으로 스크류(25)가 회전되게 하며, 이 스크류(25)에는 승하강브래킷(29)의 후방에 형성된 암나사관부(26)가 나사식으로 체결되어서 스크류(25)의 회전에 의해 승하강브래킷(29)이 하강하게 된다.

상기와 같이 승하강브래킷(29)이 하강하다가 승하강브래킷(29)의 선단부 하측에 하향 설치된 상부롤러(28)의 하단부가 파이프(1)의 상면에 접촉하게 되고, 상부롤러(28)의 하단부가 파이프(1)의 상면에 접촉한 뒤에도 스크류(25)는 계속 회전하여 상부롤러(28)가 탄력적으로 설치된 완충몸체(53)가 계속적으로 하강하면서 상부롤러(28)가 파이프의 상면을 누르게 된다.

이렇게 상부롤러(28)의 하단부가 파이프의 상면을 누를 때, 상부롤러(28)의 하강은 정지되나 완충몸체(53)가 더 하강하게 되는데, 이는 상부롤러(28) 상측의 완충몸체(53)의 내부에 설치된 스프링(58)이 압축되면서 상부롤러(28)는 하강이 정지되었으나 완충몸체(53)가 더 하강하게 되는 것이다.

상기와 같이 상부롤러(28)가 정지된 상태에서 완충몸체(53)가 더 하강하다가 완충몸체(53) 하측에 설치된 센서(59)와 승하강축부(56)에 설치된 센서감지부(61) 가 동일한 높이에 오게 되면, 센서감지부(61)에서 발광되는 불빛을 센서(59)가 감지하게 되고, 이렇게 감지된 신호에 의해 승하강브래킷(29)를 하강시키던 감속모터(23)의 회전을 정지시켜서 승하강브래킷(29)을 비롯한 그 전방의 완충몸체(53)의 하강을 정지시키게 된다.

위와 같이 상부롤러(28)가 파이프의 상면을 누르는 것은 완충몸체(53) 내의 스프링(58)이 압축된 탄력으로 누르는 것임에 따라 파이프의 상면을 무리한 하중으로 억지로 누르는 것이 아님에 따라 파이프의 상면이 찌그러지는 손상이 발생하지 않으면서 파이프를 2개의 하부롤러(38)와 함께 크램핑하게 되는 것이다.

이렇게 상하부롤러(28,38)에 의해 파이프(1)를 클램핑한 뒤에는 도 3에서 보는 바와 같이 파이프(1)와 플랜지(2)를 용접할 용접부가 상측을 향하도록 파이프(1)를 경사지게 기울인다.

위와 같이 파이프(1)를 경사지게 기울이려면, 도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이 후방지지체(8)의 내부에 설치된 감속모터(17)를 구동시킨다. 이 감속모터(17)의 구동에 의해 회전구동기어(18)가 회전하게 되면, 이 회전구동기어(18)와 맞물린 섹터기어(19)가 부채꼴 형태로 회전몸체(13)의 후면에 고정되게 설치되어서 섹터기어(19)의 호형 기어면을 밀어내게 된다.

이때, 회전몸체(13)는 전후방에 섹터기어(19)의 회전중심점이 되는 위치에 전후방축(11,12)이 전후방으로 돌출되면서 이 전후방축(11,12)이 전후방지지체(7,8)의 전후방축지지대(9,10)에 회전 자유롭게 설치되어서 상기 회전구동기어(18)의 회전에 의해 섹터기어(19)의 호형 기어면을 따라 회전몸체(13)가 회전하 게 된다.

위와 같이 회전몸체(13)가 회전할 때, 도 2 및 도 4의 (가)에서와 같이 회전몸체(13)의 전면에 가이드홈(14)을 구비한 가이드판(15)이 설치되어 있고, 그 가이드판(15)에 대응하는 전방지지체(7)의 후면에는 가이드홈(14)에 안내되는 가이드핀(16)이 고정되게 설치되어서 중량물의 회전몸체(13)가 회전식으로 기울여지는 것을 안내하고, 상기 가이드홈(14)은 소정의 각도만큼의 길이를 형성하여서 가이드홈(14)의 길이범위 내에서만 회전몸체(13)가 경사지게 기울여지게 되는 것이다.

이때, 전방축지지대(9)의 정면에 각도표시눈금이 표시되고, 전방축(11)의 선단부에는 표시바늘부 설치되어서 회전몸체(13)가 기울여진 각도를 확인할 수 있으며, 위의 각도표시눈금과 표시바늘부를 각도표시부(50)라 칭할 수 있다.

위와 같이 회전몸체(13)를 필요로 하는 각도만큼 기울인 뒤에 감속모터(17)의 구동을 멈추면, 감속모터(17)가 정지하여 회전몸체(13)가 기울여진 각도를 유지하게 된다.

이 상태에서는 상하부롤러(28,38)가 3방향에서 파이프(1)의 외주면을 클램핑하고 있는데, 상하부롤러(28,38)에 물려 있는 파이프(1)의 직경이 500㎜~1500㎜ 정도로 크기 때문에 그 무게가 무거워 경사진 파이프(1)가 흘러내릴 것을 염려할 수 있겠으나, 파이프(1)를 물어주는 상하부롤러(28,38)의 외주면에는 미끄럼방지용 널링부가 형성되어서 상하부롤러(28,38)에 물린 무거운 파이프(1)가 하측으로 흘러내리는 일은 발생하지 않게 된다.

위와 같이 무거운 파이프(1)를 견고하게 클램핑한 뒤에는, 도 3에서와 같이 파이프(1)의 단부에 플랜지(2)를 용접할 때는 플랜지(2)를 파이프(1)의 단부에 끼워서 가접을 하여 파이프(1)에서 플랜지(2)가 이탈하지 않게 하며, 그 다음에 파이프(1)를 회전시키면서 파이프(1)와 플랜지(2)가 접하는 모서리부분에 연속하여 용접작업을 실행한다.

상기와 같이 파이프(1)를 회전시키는 것은 도 2에서 보는 바와 같이 회전몸체(13)의 내부에 설치된 감속모터(33)를 구동시켜서 구동스프라켓(39)이 회전하면, 이 구동스프라켓(39)과, 전방측 하부롤러(38)와 동일축상에 설치된 스프라켓, 그리고 후방측 하부롤러(38)와 동일축상에 설치된 스프라켓에 감겨진 체인(41)에 의해 동력이 전달되면서 양측 하부롤러(38)를 동일방향으로 회전시키게 된다.

이때, 동일방향으로 회전하는 양측 하부롤러(38)에는 용접하려는 파이프(1)의 양측 하부면이 접촉되게 물려 있음에 따라 파이프(1)도 회전하게 되고, 파이프(1)의 중앙상부를 누르고 있는 상부롤러(28)도 함께 회전하면서 파이프(1)가 원활하게 회전되게 하는 것이다.

상기와 같이 파이프가 회전될 때, 파이프의 상면을 탄력적으로 누르고 있는 상부롤러(28)도 회전하는 파이프와 접촉하여 회전하게 되는데, 상부롤러(28)를 설치하고 있는 롤러브래킷(30) 상부의 승하강축부(56)에는 도 5 및 도 6에서 보는 바와같이 평면부(56a)가 형성되고, 이 승하강축부(56)가 삽입된 하부커버(55)에는 평면부(56a)를 지지하고 승하강을 안내하는 직선부(55a)가 형성되어서 승하강축부(56)가 돌아가는 것을 예방하여 하측의 상부롤러(28)가 파이프가 회전하는데 지장을 주지 않고 원활하게 회전하게 된다.

그리고, 상기 승하강축부(56)의 평면부(56a) 상부에는 하부커버(55)의 직선부(55a)에 걸리는 걸림부(56b)가 돌출되게 형성되어서 상부롤러(28)가 파이프의 상면을 누르지 않는 자연상태에서도 완충몸체(53)의 하측에 설치된 상부롤러(28)를 포함한 롤러브래킷(30)이 하측으로 빠져 내려가지 않도록 되어 있다.

도 3에서 보는 바와 같이 상하부롤러(28,38)에 물린 파이프(1)와, 파이프(1)의 단부에 접촉한 플랜지(2)와의 접촉된 모서리부분을 아크 용접할 때, 한 개의 전극(51)은 금속으로 된 베이스판(6)에 접촉시키고 상기 용접할 모서리부분에 용접봉(52)이 근접하게 되면, 그 근접한 부분에서 아크가 발생하면서 용접이 이루어지는 것이다.

상기와 같이 아크용접을 할 때, 본 발명에 따른 플랜지자동용접기(100) 전체가 금속재로 제작되어 있음에 플랜지자동용접기(100) 전체에는 유도전류 및 정전기가 흐르고 있는 상태인데, 플랜지자동용접기에 접지장치가 설치되어 있지 않으면, 파이프(1)를 회전시키기 위하여 회전하는 상하부롤러(28,38)와 이 상하부롤러(28,38)와 회전식으로 접촉하는 파이프(1)의 외주면 사이, 그리고 각각의 상하부롤러(28,38) 내부의 베어링 접촉부에서는 상기 유도전류 및 정전기에 의해 스파크가 발생하게 된다.

그런데, 본 발명에서는 도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이 상부롤러(28)와 지속적으로 접촉을 하는 접지장치(42)를 설치하여 상기 회전접촉부에서 스파크가 발생하지 않게 한다.

상기 상부롤러(28)는 파이프(1)를 하측으로 누르면서 회전하게 되며, 이 상 부롤러(28)의 외주연에는 접촉홈(49)이 형성되어 있고, 그 접촉홈(49)으로는 접지장치(42)의 접지편(45)이 삽입된 상태로 접촉하고 있으며, 이 접지편(45)이 설치된 브래킷(44)은 상부롤러(28)를 설치하고 있는 롤러브래킷(30)에 설치되어 있다.

따라서, 상부롤러(28)가 회전하고 있는 상황인데도 불구하고, 상부롤러(28)의 전둘레에 형성된 접촉홈(49)에 접지편(45)의 단부가 지속적으로 접촉하게 되는 것이며, 이 접지편(45)은 브래킷(44)에 사각관형으로 형성된 삽입관부(46)에 삽입되어 있으면서 삽입관부(46)의 내부로 삽입된 접지편(45)의 상측을 탄력누름구(47)로서 탄력적으로 눌러주어 위와 같이 접지편(45)의 단부가 접촉홈(49)의 외주면 전둘레를 지속적으로 접촉하게 되는 것이다.

이런 상황에서 플랜지자동용접기(100) 전체가 금속재로 제작되어 전기가 통하고 있는 상태에서 브래킷(44)에 접지선(43)이 연결되어 있고, 이 접지선의 타단부는 지면이나, 또는 금속재로 된 플랜지자동용접기의 임의위치에 접속되어 있음에 따라 플랜지자동용접기(100) 전체에 흐르던 유도전류 및 정전기가 플랜지자동용접기(100)를 통하여 이 플랜지자동용접기(100)가 설치된 지면으로 흘러나가서(접지되어서) 종래에 플랜지자동용접기(100)의 동작접촉부분에서 발생하던 스파크가 발생하지 않게 되는 것이다.

위에서 동작접촉부분이라 칭한 부분은 파이프(1)를 회전시키기 위하여 회전하는 상하부롤러(28,38)의 외주면과 상하부롤러(28,38)와 회전식으로 접촉하는 파이프(1)의 외주면이 접촉하는 부분, 각각의 상하부롤러(28,38) 내부의 베어링이 회전하면서 접촉하는 부분을 호칭한 것이다.

위와 같이 동작접촉부분에서 스파크가 발생하지 않음에 따라 상하부롤러(28,38)가 원활하게 회전하게 되고, 그로인하여 파이프(1)를 균일한 속도로 원활하게 회전시킴에 따라 파이프(1)와 플랜지(2)가 접촉하는 모서리부분에 균일하고 우수한 용접작업을 할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 사시도.

도 2는 본 발명의 측단면도.

도 3은 본 발명의 작용상태를 나타내는 정면도.

도 4의 (가)(나)는 도 2의 A-A선 및 B-B선 단면도.

도 5는 본 발명의 요부가 되는 완충장치의 단면도.

도 6은 도 5의 C-C선 단면도.

도 7은 본 발명의 다른 요부가 되는 접지장치의 사시도.

도 8은 도 7에 도시된 접지장치의 구조를 나타내는 단면도.

도 9는 종래의 플랜지용접장치를 나타내는 설명도.

도 10은 파이프에 플랜지를 용접한 것을 나타내는 단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 파이프 2 : 플랜지 3 : 플랜지용접장치

4 : 받침대 5 : 터닝롤러 6 : 베이스판

7 : 전방지지체 8 : 후방지지체 9 : 전방축지지대

10 : 후방축지지대 11 : 전방축 12 : 후방축

13 : 회전몸체 14 : 가이드홈 15 : 가이드판

16 : 가이드핀 17,23,33 : 감속모터 18 : 회전구동기어

19 : 섹터기어 20 : 가이드부 21 : 수직프레임

22 : 수평대 24,35 : 지지대 25,31,34 : 스크류

26,36 : 암나사관부 27 : 가이드슈 28 : 상부롤러

29 : 승하강브래킷 30 : 롤러브래킷 32 : 핸들

37 : 롤러설치대 38 : 하부롤러 39 : 구동스프라켓

40 : 아이들스프라켓 41 : 체인 42 : 접지장치

43 : 접지선 44 : 브래킷 45 : 접지편

46 : 삽입관부 47 : 탄력누름구 48 : 스프링

49 : 접촉홈 50 : 각도표시부 51 : 전극

52 : 용접봉 53 : 완충몸체 54 : 상부커버

55 : 하부커버 56 : 승하강축부 57 : 스프링홈

58 : 스프링 59 : 센서 60 : 완충장치

61 : 센서감지부 100 : 플랜지자동용접기

Claims (2)

1. 상부에 전후방축지지대(9,10)가 각각 설치된 전후방지지체(7,8)가 베이스판(6) 상에 간격을 두고 설치되며, 전후방지지체(7,8) 사이에는 회전몸체(13)의 전후방으로 돌출된 전후방축(11,12)이 전후방축지지대(9,10)에 삽입되며,

   상기 회전몸체(13) 전방의 전방축(11) 하부에는 호형 가이드홈(14)이 형성되고, 가이드홈(14)에 대응하는 전방지지체(7)에는 가이드홈(14)에 안내하는 가이드핀(16)이 후방으로 돌출되게 형성되며, 후방지지체(8)의 전방에는 감속모터(17)에 의해 회전하는 회전구동기어(18)가 설치되고, 이 회전구동기어(18)에 대응하는 회전몸체(13)의 후방에는 회전구동기어(18)와 맞물리는 섹터기어(19)가 설치되며,

   상기 회전몸체(13)의 상측 후방에는 전면에 가이드부(20)를 구비한 수직프레임(21)이 수직방향으로 설치되고, 수직프레임(21)의 후방에는 감속모터(23)의 동력을 전달받아 회전하는 스크류(25)가 지지대(24)에 의해 수직방향으로 회전되게 설치되며,

   상기 수직프레임(21)에는 후방에 스크류(25)가 나사식으로 관통하는 암나사관부(26)가 구비되고 중앙부에 가이드부(20)에 안내되는 가이드슈(27)가 형성된 승하강브래킷(29)이 승하강 자유롭게 설치되며, 이 상기 승하강브래킷(29)의 전방에는 파이프(1)의 상면을 탄력적으로 눌러주는 완충장치(60)가 설치되고,

   상기 완충장치(60)는 상하부커버(54,55)를 설치한 함체형의 완충몸체(53)가 승하강브래킷(29)의 전방에 설치되고, 상부커버(54)에는 상측에 핸들(32)이 설치된 스크류(31)가 나사식으로 하향 체결되며, 상기 완충몸체(53)의 하부에는 하단부에 상부롤러(28)가 회전되게 설치된 롤러브래킷(30)을 설치하되, 이 롤러브래킷(30)의 상부에는 하부커버(55)의 직선부(55a)에 걸리는 걸림부(56b)가 형성된 완충몸체(53)의 내측으로 삽입 설치하며, 승하강축부(56)의 상측 중심부와 스크류(31)의 하단부에는 스프링(58)을 탄력적으로 설치하고,

   회전몸체(13)의 상부에 간격을 두고 설치되는 지지대(35)에는 왼나사부와 오른나사부가 반씩 설치된 스크류(34)가 회전자유롭게 설치되고, 스크류(34)의 왼나사부와 오른 나사부에는 롤러설치대(37)의 하단 암나사관부(36)가 나사식으로 체결되게 설치되며,

   상기 롤러설치대(37)에는 일측에 스프라켓을 구비한 하부롤러(38)가 각각 회전되게 설치되고, 회전몸체(13)의 내부에는 구동스프라켓(39)을 구비한 감속모터(33)가 설치되고, 구동스프라켓(39) 상측의 회전몸체(13) 내에는 아이들스프라켓(40)이 설치되며, 각각의 스프라켓에는 감속모터(33)의 동력으로 한 쌍의 하부롤러(38)를 동일방향으로 회전되게 하는 체인(41)이 감겨진 것을 특징으로 하는 가 구비된 플랜지자동용접기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상부롤러(28)는 승하강브래킷(29)의 선단부 하측에 설치되는 롤러브래킷(30)에 회전자유롭게 설치되고, 이 상부롤러(28)의 외주연에는 접지편(45)이 접촉하는 접촉홈(49)이 형성되며,

   상기 롤러브래킷(30)에는 중앙부에 삽입관부(46)를 형성하고 외측 단부에 탄 력누름구(47)를 탄력적으로 설치한 브래킷(44)이 설치되고, 이 브래킷(44)의 삽입관부(46)에는 하측단부가 접촉홈(49)에 접촉하고 상단부는 탄력누름구(47)에 눌리도록 접지편(45)이 삽입 설치되며, 브래킷(44)의 일측 소정위치에는 접지선(43)이 연결 설치된 것을 특징으로 하는 가 구비된 플랜지자동용접기.

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