KR20100038837A - 아크길이의 제어가 가능한 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아크길이의 제어가 가능한 용접장치에 관한 것으로서, 배관용접시, 배관의 둘레면을 따라 배관의 진원도에 관계없이 용접부위와 용접토치와의 거리를 일정하게 유지하면서 용접을 할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 지지부재(10)와; 상기 지지부재(10)의 일측에 구비되면서 토치(T)가 결합되는 토치홀더(20)와; 외주면에 탄성부재(31)가 끼워져 있으면서 상기 토치홀더(20)가 상,하 방향으로 이동가능하도록 지지부재(10)에 구비되는 지지바아(30)와; 상기 지지부재(10)의 하부에 회전가능하게 구비되는 롤러(40)와; 상기 지지바아(30)가 삽입되어 슬라이딩 이동가능하게 되도록 하는 클램프(50)로 구성되어 있다.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 배관용접시 배관의 형성상태에 따라 적절한 아크길이를 자동적으로 맞추어서 사용할 수 있으므로, 배관의 품질에 관계없이 항상 우수한 용접품질을 유지할 수 있도록 하는 효과가 있도록 한 것이다.

아크길이, 제어, 용접, 롤러, 배관

Description

아크길이의 제어가 가능한 용접장치{Welding Apparatus for Controlling Arc Length}

본 발명은 아크길이의 제어가 가능한 용접장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배관용접시, 배관의 둘레면을 따라 배관의 진원도에 관계없이 용접부위와 용접토치와의 거리를 일정하게 유지하면서 용접을 할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 배관은 평평한 플레이트를 말아서 원형을 이루도록 하여 그 접합면을 용접하여 완성하는데, 이러한 배관과 배관끼리 연결하고자 할때에도 용접을 통해 서로 연결한다.

이러한 배관연결작업시 사용되는 종래의 용접장치는 용접성에 영향을 미치는 용접아크길이를 제어하기 위하여 광센서 또는 비젼센서 등을 설치하여 용접부와 용접토치까지의 거리인 아크길이를 비접촉식 자동제어방법으로 제어하거나 또는 이러한 센서를 사용하지 않는 수동배관용접에서는 용접사가 아크길이를 육안으로 확인하며 손으로 조절하였다.

따라서, 종래의 센서를 이용한 비접촉식 자동제어방법을 이용한 용접장치는 고가이며, 유지비용이 많이 소요되고, 또한, 수동식인 경우에는 아크길이를 일정하게 유지하기는 거의 불가능하여 부정확한 아크길이를 가질 수 밖에 없어 용접품질이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 기계접촉식으로 구성하여 배관용접시 항상 일정한 아크길이를 유지할 수 있도록 함으로써 용접성을 향상시키도록 한 아크길이의 제어가 가능한 용접장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 지지부재와; 상기 지지부재의 일측에 구비되면서 토치가 결합되는 토치홀더와; 외주면에 탄성부재가 끼워져 있으면서 상기 토치홀더가 상,하 방향으로 이동가능하도록 지지부재에 구비되는 지지바아와; 상기 지지부재의 하부에 회전가능하게 구비되는 롤러와; 상기 지지바아가 삽입되어 슬라이딩 이동가능하게 되도록 하는 클램프로 구성되어 있는 구조이다.

상기 클램프의 일측에는 회전이 가능하도록 하는 회전부재가 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 회전부재의 일측에는 고정된 상태를 유지하는 아암부재가 구비될 수 있다.

또한, 상기 지지부재와 토치홀더의 사이에는 수직이동수단과 수평이동수단이 더 갖추어지는 구조이다.

또한, 상기 회전부재의 일측에는 제 1수평이동수단이 연결되고, 이 제 1수평 이동수단의 일측에는 상기 제 1수평이동수단의 이동방향과 직교방향으로 이동가능하게 해주는 제 2수평이동수단이 더 구비되는 구조이다.

또한, 상기 지지부재는 절곡된 상,하면으로 구성되고, 상기 상,하면의 사이에 지지바아가 삽입되어 체결부재를 통해 고정되어 있는 구조이다.

또한, 상기 롤러에는, 지지부재의 하면의 아랫방향이면서 양측으로 간격을 두고 지지편이 형성되고, 이 지지편의 사이에 상기 롤러가 배치되면서 롤러의 양측으로 회전축이 지지편과 연결된 구조이다.

또한, 상기 지지바아에 고정되는 클램프는, 지지바아가 관통되어 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 슬라이딩 관체와, 이 슬라이딩 관체의 외주면에 끼워져서 슬라이딩 관체와 결착되도록 하는 고정관체로 이루어지며, 상기 슬라이딩 관체를 기준으로, 지지바아의 상,하부에 각각 탄성부재를 구성하는 탄성부재가 탄지되는 구조이다.

또한, 상기 지지바아의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동가능하게 결합되면서 각각 탄성부재를 지지하도록 슬라이딩 관체의 상,하면에 각각 지지판이 형성되는 구조이다.

또한, 상기 회전부재는 고정관체와 일체로 결합되는 결합판과, 이 결합판과 착탈가능하게 결합되는 회전판과, 이 회전판의 일측에 간격을 두고 구비되는 고정판으로 이루어지고, 상기 회전판에는 하나 이상의 곡선형을 이루는 가이드공이 형성되고, 이 가이드공을 통과하여 체결부재가 고정판과 결합되는 구조이다.

또한, 상기 아암부재는, 일측에 수직하게 형성된 포스트와 결합편을 통해 결합될 수 있고, 이 포스트의 하단부에는 이동가능한 베이스부재가 갖추어질 수 있는 구조이다.

또한, 상기 아암부재는, 일측에 수직하게 형성된 포스트와 결합편을 통해 결합될 수 있고, 이 포스트의 하단부에는 레일상을 이동가능한 베이스부재가 구비되는 구조이다.

또한, 상기 결합편은 이동너트를 통해서 볼스크류와 나사결합되고, 이 볼스크류의 하부에는 볼스크류를 회전시킬 수 있는 전동부가 구비될 수 있는 구조이다.

또한, 상기 수직이동수단은 지지부재의 일측면에 결합되고, 소정 길이를 가지는 고정가이드와, 이 고정가이드의 내부에 길이방향으로 삽입되어 회전가능하게 구비되는 볼스크류와, 상기 볼스크류의 일단에 볼스크류를 회전시킬 수 있도록 하는 핸들과, 상기 볼스크류와 나사결합되어 볼스크류의 회전에 의해 직선이동이 가능하도록 되는 이동너트와, 이 이동너트를 일체로 수용하면서 이동너트의 이동에 따라 함께 고정가이드를 따라 왕복이동가능하도록 슬라이딩 결합되는 이동블럭으로 이루어지고, 상기 고정가이드에는 그 전면에 길이방향을 따라 개구부가 형성되어서 상기 이동너트가 볼스크류와 맞물려서 직선 왕복이동이 가능하도록 되는 구조이다.

또한, 상기 수평이동수단은, 상기 수직이동수단의 이동블럭과 결합되는 고정가이드의 내부에 길이방향으로 볼스크류가 삽입되고, 이 볼스크류의 일단에는 볼스크류를 회전시킬 수 있도록 하는 핸들이 갖추어지며, 상기 볼스크류와 나사결합되어 볼스크류의 회전에 의해 직선이동이 가능하도록 되는 이동너트와, 이 이동너트를 일체로 수용하면서 이동너트의 이동에 따라 함께 고정가이드를 따라 왕복이동 가능하도록 슬라이딩 결합되는 이동블럭으로 이루어지고,

또한, 상기 고정가이드에는 그 전면에 길이방향을 따라 개구부가 형성되어서 상기 이동너트가 볼스크류와 맞물려서 직선 왕복이동이 가능하도록 되는 구조이다.

또한, 상기 제 1수평이동수단은, 상기 회전부재의 회전판과 결합되고, 소정 길이를 가지는 고정가이드와, 이 고정가이드의 내부에 길이방향으로 삽입되는 볼스크류와, 이 볼스크류의 일단에 볼스크류를 회전시킬 수 있도록 갖추어지는 핸들과, 상기 볼스크류와 나사결합되어 볼스크류의 회전에 의해 직선이동이 가능하도록 되는 이동너트와, 이 이동너트를 일체로 수용하면서 이동너트의 이동에 따라 함께 고정가이드를 따라 왕복이동가능하도록 슬라이딩 결합되는 이동블럭으로 이루어지고, 상기 고정가이드에는 각각 길이방향을 따라 개구부가 형성되어 이동너트 및 이동블럭이 원활하게 왕복이동할 수 있도록 되어 있는 구조이다.

또한, 상기 제 2수평이동수단은, 상기 제 1수평이동수단의 고정가이드의 일면에 결합되는 연결부재와, 아암부재와 결합되는 고정가이드의 내부에 길이방향으로 볼스크류가 삽입되고, 이 볼스크류의 일단에는 볼스크류를 회전시킬 수 있도록 하는 핸들이 갖추어지며, 볼스크류와 나사결합되어 볼스크류의 회전에 의해 직선이동이 가능하도록 하는 이동너트와, 이 이동너트를 일체로 수용하면서 이동너트의 이동에 따라 함께 고정가이드를 따라 왕복이동가능하도록 슬라이딩 결합되면서 상기 연결부재와 연결되어 제 1수평이동수단을 이동시킬 수 있도록 하는 이동블럭으로 이루어지고, 상기 고정가이드에는 각각 길이방향을 따라 개구부가 형성되어 이동너트 및 이동블럭이 원활하게 왕복이동할 수 있도록 되는 구조이다.

이와 같이, 본 발명은 배관용접시 배관의 형성상태에 따라 적절한 아크길이를 자동적으로 맞추어서 사용할 수 있으므로, 배관의 품질에 관계없이 항상 우수한 용접품질을 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 용접장치를 도시한 결합 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 지지부재(10)와, 이 지지부재(10)의 일측에 구비되는 토치홀더(20)와, 외주면에 탄성부재(31)가 끼워져 있으면서 상기 토치홀더(20)가 상,하 방향으로 이동가능하도록 지지부재(10)에 구비되는 지지바아(30)와, 상기 지지부재(10)의 하부에 회전가능하게 구비되는 롤러(40)와, 상기 지지바아(30)가 삽입되어 슬라이딩 이동가능하게 되도록 하는 클램프(50)로 구성되어 있다.

또한, 상기 클램프(50)의 일측에는 회전이 가능하도록 하는 회전부재(60)가 더 구비되고, 상기 회전부재(60)의 일측에는 고정된 상태를 유지하는 아암부재(70)가 구비될 수 있는 구조이다.

상기 지지부재(10)와 토치홀더(20)의 사이에는 수직이동수단(80)과 수평이동 수단(90)이 갖추어져 있다.

또한, 상기 회전부재(60)의 일측에는 제 1수평이동수단(100)이 연결되고, 이 제 1수평이동수단(100)의 일측에는 상기 제 1수평이동수단(100)의 이동방향과 직교방향으로 이동가능하게 해주는 제 2수평이동수단(110)이 설치된 구조이다.

또한, 상기 지지부재(10)는 절곡되어 "ㄴ"자형의 상,하면(11)(12)으로 구성되고, 상기 상,하면(11)(12)의 사이에 지지바아(30)가 삽입되어 체결부재(14)를 통해 고정되어 있다.

또한, 상기 토치홀더(20)는, 토치(T)를 지지,고정하도록 하는 결합부재(21)와, 이 결합부재(21)의 일측면에 케이블(C)을 지지,고정해주는 결합부재(22)가 구비된 구조이다.

상기 토치(T)의 일측으로는 와이어공급부(23)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 롤러(40)에는 지지부재(10)의 하면(12)의 아랫방향이면서 양측으로 간격을 두고 설치되는 지지편(41)과, 이 지지편(41)의 사이에 상기 롤러(40)가 배치되면서 롤러(40)의 양측으로 회전축(42)이 지지편(41)과 연결된 구조이다.

또한, 상기 지지바아(30)에 고정되는 클램프(50)는, 지지바아(30)가 관통되어 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 슬라이딩 관체(51)과, 이 슬라이딩 관체(51)의 외주면에 끼워져서 슬라이딩관(51)과 결착되도록 하는 고정관체(52)로 이루어진다.

상기 슬라이딩 관체(51)를 기준으로, 지지바아(30)의 상,하부에 각각 탄성부재(31a)(31b)가 탄지되고, 슬라이딩 관체(51)의 상,하면에 각각 지지판(53)(54)이 지지바아(30)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동가능하게 결합되면서 각각 탄성부재(31a)(31b)를 지지하고 있는 구조이다.

상기 슬라이딩 관체(51)의 상부에 위치하는 탄성부재(31b)는 약간 압축된 상태를 유지하고 있다.

또한, 상기 회전부재(60)는 고정관체(52)와 일체로 결합되는 결합판(61)과, 이 결합판(61)과 착탈가능하게 결합되는 회전판(62)과, 이 회전판(62)의 일측에 간격을 두고 구비되는 고정판(63)으로 이루어지고, 상기 회전판(62)에는 하나 이상의 곡선형을 이루는 가이드공(62a)이 형성되고, 이 가이드공(62a)을 통과하여 체결부재(64)가 고정판(63)과 분리가능하게 결합된 구조이다.

상기 체결부재(64)는 회전판(62)의 가이드공(62a)을 관통하는 보울트와, 고정판(63)에 결합,고정되는 너트로 이루어진다.

또한, 아암부재(70)는 도 9에 도시된 바와 같이, 일측에 수직하게 형성된 포스트(71)와 결합편(70a)을 통해 결합될 수 있고, 이 포스트(71)의 하단부에는 이동가능한 베이스부재(72)가 갖추어질 수 있다.

더욱이, 상기 베이스부재(72)의 저면에는 이동이 용이하도록 하는 복수, 바람직하게는 4개의 바퀴(73)가 구비되고, 이 바퀴(73)중 적어도 하나에는 바퀴(73)를 정지시킬 수 있도록 하는 스토퍼(74)가 결합될 수 있다. 상기 스토퍼(74)는 힌지결합되어 록킹 및 해제시에 회전되면서 바퀴(73)와 접촉되어 바퀴(73)의 움직임을 제어한다. 이러한 스토퍼(74)는 통상적인 기술내용이므로, 상세한 도면 및 설명은 이하 생략한다. 상기 스토퍼(74)는 다른 여러가지 구조 및 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 지면에 레일(75)을 고정,설치하고, 이 레일(75)상을 이동이 가능하도록 상기 바퀴(73)와는 달리, 도 10에 도시된 바와 같이, 지면에서 이동가능한 다른 구조의 바퀴(76)가 구비될 수 있다.

이 경우에는 용접(원주용접)하고자 하는 배관(120)이 대형인 경우, 배관(120)의 하부에 간격을 두고 한쌍의 롤러(130)(131)이 구비되고, 이 롤러중 어느 하나의 롤러는 구동모터(140)와 연결되어 구동되어 배관(120)을 회전시키도록 되어 있다.

상기 배관(120)은 도 9에 도시된 바와 같이, 소정의 포지셔너(positioner)(P)에 고정되어서 용접이 수행되도록 한다. 이러한 포지셔너(P)는 일반적인 구성이므로, 상세한 설명은 생략한다.

또한, 배관(120)은 용접하고자 하는 단관(121)(122)을 미리 가용접한 상태에서, 상기 포지셔너(P)에 고정시킨 다음, 용접을 수행한다.

또한, 상기 롤러(130)(131)는 기본적으로 다이(150)위에 설치되어 구동되도록 되어 있다.

한편, 상기 결합편(70a)은 이동너트부(70b)를 통해서 별도의 볼스크류(77)와 나사결합되고, 이 볼스크류(77)의 하부에는 볼스크류(77)를 회전시킬 수 있는 동력전달수단인 모터 등을 구비한 전동부(78)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 수직이동수단(80)은 지지부재(10)의 일측면에 결합되어 있는데, 소정 길이를 가지는 고정가이드(81)와, 이 고정가이드(81)의 내부에 길이방향으로 삽입되어 회전가능하게 구비되는 볼스크류(82)와, 상기 볼스크류(82)의 일단에 볼 스크류(82)를 회전시킬 수 있도록 하는 핸들(83)과, 상기 볼스크류(82)와 나사결합되어 볼스크류(82)의 회전에 의해 직선이동이 가능하도록 되는 이동너트(84)와, 이 이동너트(84)를 일체로 수용하면서 이동너트(84)의 이동에 따라 함께 고정가이드(81)를 따라 왕복이동가능하도록 슬라이딩 결합되는 이동블럭(85)으로 이루어진 구조이다.

또한, 상기 수평이동수단(90)은 상기 수직이동수단(80)의 이동블럭(85)과 결합되는 고정가이드(91)의 내부에 길이방향으로 볼스크류(92)가 삽입되고, 이 볼스크류(92)의 일단에는 볼스크류(92)를 회전시킬 수 있도록 하는 핸들(93)이 갖추어지며, 상기 볼스크류(92)와 나사결합되어 볼스크류(92)의 회전에 의해 직선이동이 가능하도록 되는 이동너트(94)와, 이 이동너트(94)를 일체로 수용하면서 이동너트(94)의 이동에 따라 함께 고정가이드(91)를 따라 왕복이동가능하도록 슬라이딩 결합되는 이동블럭(95)이 구비된 구조이다.

또한, 상기 고정가이드(81)(91)는 그 전면에 길이방향을 따라 개구부(81a)(91a)가 형성되어서 상기 이동너트(84)(94)가 볼스크류(82)(92)와 맞물려서 직선 왕복이동이 가능하도록 된 구조이다.

또한, 상기 제 1수평이동수단(100)과 제 2수평이동수단(110)도 상기 수직이동수단(80) 및 수평이동수단(90)과 마찬가지로 이동가능한 구조를 가진다.

더욱 구체적으로 설명하면, 제 1수평이동수단(100)은 상기 회전부재(60)의 회전판(62)과 결합되는데, 고정가이드(101)의 내부에 길이방향으로 볼스크류(102)가 삽입되고, 이 볼스크류(102)의 일단에는 볼스크류(102)를 회전시킬 수 있도록 하는 핸들(103)이 갖추어지며, 상기 볼스크류(102)와 나사결합되어 볼스크류(102)의 회전에 의해 직선이동이 가능하도록 되는 이동너트(104)와, 이 이동너트(104)를 일체로 수용하면서 이동너트(104)의 이동에 따라 함께 고정가이드(101)를 따라 왕복이동가능하도록 슬라이딩 결합되는 이동블럭(105)이 구비된 구조이다.

또한, 제 2수평이동수단(110)은, 상기 제 1수평이동수단(100)의 고정가이드(101)의 일면에 결합되는 연결부재(111)와, 아암부재(70)와 결합되는 고정가이드(112)의 내부에 길이방향으로 볼스크류(113)가 삽입되고, 이 볼스크류(113)의 일단에는 볼스크류(113)를 회전시킬 수 있도록 하는 핸들(114)이 갖추어지며, 볼스크류(113)와 나사결합되어 볼스크류(113)의 회전에 의해 직선이동이 가능하도록 하는 이동너트(115)와, 이 이동너트(115)를 일체로 수용하면서 이동너트(115)의 이동에 따라 함께 고정가이드(112)를 따라 왕복이동가능하도록 슬라이딩 결합되면서 상기 연결부재(111)와 연결되어 제 1수평이동수단(100)을 이동시킬 수 있도록 하는 이동블럭(116)이 구비된 구조이다.

상기 고정가이드(101)(112)에는 각각 길이방향을 따라 개구부(101a)(112a)가 형성되어 이동너트(104)(115) 및 이동블럭(105)(116)이 원활하게 왕복이동할 수 있도록 한다.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 첨부된 예시도면 도 9에 도시된 바와 같이, 포지셔너(P)에 용접하고자 하는 배관(120)을 설치,고정한 상태에서, 원주용접을 수행하는데, 먼저 배관(120)을 구성하는 단관(121)(122)을 가용접한 상태에서, 상기 포지셔너(P)에 고정한 다음, 단관(121)(122)간의 경계면을 따라 원주용접을 한다.

본 발명에 따른 용접장치를 이용하여 통상의 용접작업을 할때, 용접품질을 유지하기 위해서, 미리 토치(T)와 용접부간의 아크길이(L)를 일정하게 맞추는데, 본 발명의 용접장치를 구성하는 수직이동수단(80), 수평이동수단(90), 제 1,2수평이동수단(100)(110)를 이용하여 포지셔너(P)에 고정된 배관(120)에 근접시켜서 용접을 할 수 있는 상태로 셋팅한다.

또한, 기본적으로 용접하고자 하는 배관(120)까지 이동시킬때에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 레일(75)을 따라 베이스부재(72)를 이동시켜서 배관(120)에 근접시키는데, 아암부재(70)가 본 발명의 용접장치에 연결되어 있고, 이 아암부재(70)는 다시 포스트(71)와 연결되어 있으며, 이 포스트(71)는 다시 베이스부재(72)와 결합되어 있으므로, 쉽게 이동이 가능하다.

또한, 다른 예로서, 도 10에 도시된 바와 같이, 레일(75)을 설치하지 않고, 바로 이동이 가능하도록 베이스부재(72)의 저면에 바퀴(76)를 달아서 이동시키면 된다.

또한, 상기 용접하고자 하는 배관(120)은 구경이 작은 것은 도 9에 도시된 포지셔너(P)에 고정하여 용접을 할 수 있고, 대형구경을 가지는 배관인 경우에는 배관 자체의 사이즈 및 중량이 크기때문에, 도 10에 도시된 바와 같이, 지면에 안정되게 구비되는 롤러(130)(131)의 상면에 안치한 상태에서, 롤러중 어느 하나에 연결된 구동모터(140)로 롤러를 회전시키고, 이 롤러에 안치된 배관이 회전되면서 용접이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 배관(120)을 회전시키면서 용접이 이루어질때, 롤러(40)가 배관(120)의 표면에 접촉하게되는데, 롤러(40)가 배관에 접촉하고 있을때에는 이미 토치(T)와 용접부간의 아크길이(L)가 일정하게 셋팅된 상태에서 이루어진다.

용접 대상물인 배관(120)에 근접한 상태에서, 해당 용접부에 정밀하게 근접시키기 위해서, 수직이동수단(80), 수평이동수단(90), 제 1,2수평이동수단(100)(110)을 이용하여 근접시키는데, 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 수직이동수단(80), 수평이동수단(90) 및 제 1,2수평이동수단(100)(110)은 기본적으로 도 4에 도시된 구조를 공통적으로 가지기때문에, 우선 상기 수직이동수단(80)을 예로 들어 설명하면, 우선 작업자가 핸들(83)을 일측방향으로 회전시키면, 이 핸들(83)과 연결된 볼스크류(82)가 동시에 회전하게 되고, 이때 볼스크류(82)에는 이동너트(84)가 나사결합되어 있어 볼스크류(82)의 회전에 따라 볼스크류(82)의 길이방향을 따라 직선이동하게된다. 그러면, 상기 이동너트(84)는 이동블럭(85)과 일체로 결합되어 있어 이 이동블럭(85)도 동시에 이동하게 되며, 볼스크류(82)를 감싸고 있는 고정가이드(81)면을 따라 상기 이동블럭(85)이 원활하게 이동하게된다.

상기 고정가이드(81)에는 길이방향을 따라 개구부(81a)가 형성되어 있어 이 개구부(81a)을 따라 이동너트(84)가 볼스크류(82)의 회전에 따라 직선이동하게 된다.

이렇게 상기 이동블럭(85)의 이동에 따라, 이 이동블럭(85)과 결합된 수평이 동수단(90)과 토치홀더(20)도 동시에 수직방향으로 상,하 이동이 되어 용접부와의 적당한 간격을 맞추게된다.

또한, 상기 수평이동수단(90)에 구비된 이동블럭(95)도 상기 수직이동수단(80)의 이동블럭(85)과 마찬가지로, 핸들(93)의 회전에 의해 볼스크류(92)가 동시에 회전할때, 이 볼스크류(92)와 나사결합되어 직선이동하는 이동너트(94)와 결합되어 함께 이동되므로, 토치홀더(20)를 수평방향으로 이동시키는 것이다.

상기 수평이동수단(90)을 구성하는 고정가이드(91)에는, 상기 수직이동수단(80)과 마찬가지로, 길이방향을 따라 개구부(91a)가 형성되어 있어, 이 개구부(91a)를 따라 이동너트(94)가 원활하게 이동가능하다.

또한, 제 1수평이동수단(100)과 제 2수평이동수단(110)도 마찬가지로, 핸들(103)(114)을 회전시키면, 이 핸들(103)(114)과 연결된 볼스크류(102)(113)가 회전하고, 이 볼스크류(102)(113)에 각각 나사결합된 이동너트(104)(115)가 직선이동하게되며, 이 이동너트(104)(115)는 이동블럭(105)(116)과 결합되어 있어 이동블럭(105)(116)이 동시에 이동하게 된다.

물론, 상기 수직이동수단(80) 및 수평이동수단(90)과 마찬가지로, 상기 제 1,2수평이동수단(100)(110)의 고정가이드(101)(112)에는 각각 개구부(101a)(112a)가 형성되어 있어, 이 개구부(101a)(112a)를 따라 이동너트(104)(115)가 원활하게 이동되는 것이다.

여기서, 본 발명은 상기 배관(120)이 기본적으로 평판을 말아서 용접을 하여 배관을 구성하기 때문에, 진원이 되지 못하고, 약간 타원에 가깝게 형성되는 경우가 많다. 따라서, 이러한 경우에, 토치(T)와 용접부간의 아크길이(L)를 초기에 올바르게 맞추어놓더라도 배관이 회전되면서 용접이 이루어질때, 배관이 진원이 아닌 경우(다시말해서, 진원도가 다른 경우), 아크길이(L)가 변화될 수 있는데, 본 발명은 용접시 롤러(40)가 배관(120)의 표면에 항상 접촉하고 있어, 만일 배관(120)의 원래의 반경이 변화되는 지점, 예를 들어 더 큰 반경을 가지는 지점을 만나게되면, 그에 맞추어서 롤러(40)가 상승하게 된다.

상기 롤러(40)가 상승하는 힘을 받게되면, 이 롤러(40)는 원래의 반경과의 차이만큼 상승하게 되는데, 이때 롤러(40)는 회전축(42)에 의해 회전가능하게 결합되어 있으면서, 그 둘레에 지지편(41)으로 지지되어 있고, 이 지지편(41)은 지지부재(10)의 하면(12)과 일체로 결합되어 있기때문에, 지지부재(10)의 하면(12)을 상승시키는 힘으로 작용한다. 그에따라 지지부재(10)의 상면(11)과 하면(12)의 사이에 구비된 지지바아(30)도 지지바아(30)의 중앙에 고정된 슬라이딩 관체(51)의 내부를 관통하여 슬라이딩 이동된다.

상기 지지바아(30)의 이동시에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 지지바아(30)의 외부면에 구비된 탄성부재(31)도 함께 이동되는데, 상기 탄성부재(31)는 상기 슬라이딩 관체(51)를 중심으로, 지지바아(30)의 상부 및 하부위치에 각각 배치되면서 지지바아(30)를 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 지지판(53)(54)이 갖추어져 있어, 이 지지판(53)(54)도 동시에 이동되는데, 슬라이딩 관체(51)의 하부에 위치하는 지지판(53)은 고정관체(52)에 의해 고정된 슬라이딩 관체(51)와 만나게되면, 더 이상 이동하지 못하고, 그 자리에 있게되며, 이 상태에서 하부에서 상부방향으로의 힘이 더 작용하면, 탄성부재(31a)가 압축되기 시작한다.

상기 슬라이딩 관체(51)의 상부에 위치하고 있는 탄성부재(31b)는 약간 압축된 상태에 있기때문에, 지지바아(30)가 상승하면 그에따라 신장되어서 지지부재(10)의 상면(11)의 아래부분에 항상 접하고 있게 되며, 이때, 지지판(54)은 그 상태를 그대로 유지하고 있다.

반대로, 지지바아(30)가 하강하면, 신장되었던 탄성부재(31b)는 다시 압축되면서 완충역할을 하게된다. 물론, 지지바아(30)의 하부에 위치하고 있는 탄성부재(31a)는 반대로 신장되어 롤러(40)가 하강하는데 일조하는 역할을 한다.

한편, 상기 지지부재(10)의 이동에 따라 그 일측에 결합된 토치홀더(20)와 수직이동수단(80)도 동시에 상승이동하게 된다. 따라서, 토치홀더(20)에 구비된 토치(T)와 용접부간이 아크길이(L)도 동시에 변동되어 일정한 간격을 유지하도록 하는 것이다.

이렇게 상승한 상태에서 다시 원래의 반경을 가지는 지점을 만나면, 롤러(40)는 자중에 의해 하향이동됨과 동시에, 압축되었던 탄성부재(31a)의 반발력에 의해 바로 하향이동되며, 그에따라 상승된 위치에 있던 토치홀더(20)와 수직이동수단(80)도 동시에 하향이동되어 아크길이(L)는 그대로 유지하는 것이다.

한편, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 토치홀더(20)를 배관(120)을 기준으로 일측방향으로 회전되어 경사진 상태에서 용접을 수행하고자 하는 경우, 회 전부재(60)를 구성하는 회전판(62)에서 체결부재(64)를 풀어서 느슨하게 한 다음, 회전판(62)과 간격을 두고 체결부재(64)를 통해 연결된 고정판(63)을 기준으로 회전판(62)을 일측방향으로 회전시키면, 이 회전판(62)에는 도 5a에 도시된 바와 같이, 곡선을 이루는 가이드공(62a)이 형성되어 있어 이 가이드공(62a)을 따라 회전판(62)이 회전이동하게되며, 그에따라 회전판(62)과 고정관체(52)가 일체로 결합되어 있고, 이 고정관체(52)는 슬라이딩관체(51) 및 지지바아(30)와 연결되어 있으며, 이 지지바아(30)는 체결부재(14)를 통해 지지부재(10)의 상,하면과 결착되어 있어 함께 연동되고, 이 지지부재(10)의 일측으로 수직이동수단(80) 및 토치홀더(20)가 연동되도록 결합되어 있으므로, 모두 함께 회전이동되어 결국, 도 5b에 도시된 바와 같이, 토치홀더(20)의 결합부재(21)에 결합된 토치(T)가 일측방향으로 회전되어 경사진 상태가 되는 것이다. 도면상 가이드공(62a)의 각도범위는 90도로 설정되어 있으나, 이것은 하나의 일례일뿐이며, 각도범위를 달리하여 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 용접장치를 회전시키는 경우는, 포지셔너(P)에 고정되는 배관(120)의 설치상태에 따라 회전시키는데, 배관(120)이 본 발명의 도면에서 처럼 수평되게 설치되는 경우에는 수직한 상태로 용접을 수행하면 되고, 만일 포지셔너(P)로부터 수직하게 배관이 고정되는 경우에는 용접장치를 적절히 회전시켜서 경사지게 하여 용접을 하도록 한다. 그러나, 이러한 용접자세에 따라 용접성에 미치는 영향은 거의 없다.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 일 실시예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능함은 자명한 사실이다.

도 1은 본 발명에 따른 용접장치를 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 용접장치의 평면도이다.

도 3a는 본 발명에 따른 용접장치의 정면도이다.

도 3b는 도 3의 상태에서 용접하고자 하는 배관의 진원상태의 변화에 따라 롤러가 상승하여 용접부의 아크길이를 자동적으로 맞추는 상태를 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 용접장치에 공통적으로 적용되는 이동수단을 도시한 단면도이다.

도 5a는 본 발명에 따른 용접장치의 회전부재가 회전하는 동작범위를 나타낸 도면이다.

도 5b는 도 5a의 상태에서 회전된 후의 상태를 도시한 도면이다.

도 6은 도 3a의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 7a는 본 발명에 따른 용접장치로 배관용접을 하는 모습을 도시한 사시도이다.

도 7b는 도 7a의 상태에서 일측방향으로 경사진 상태에서 용접을 수행하는 상태를 도시한 사시도이다.

도 8a는 본 발명에 따른 용접장치를 이용하여 배관에 대해 수직한 상태에서 용접을 수행하는 상태를 도시한 도면이다.

도 8b는 도 8a의 상태에서 일측방향으로 용접장치를 경사지게 한 상태에서 용접하는 모습을 도시한 도면이다.

도 9는 본 발명에 따른 용접장치를 이용하여 배관용접을 수행하는데 사용되는 장치의 일례를 도시한 사시도이다.

도 10은 도 9와 유사하지만, 다른 일례를 도시한 도면이다.

[도면의 부호설명]

C : 케이블

L : 아크길이

P : 포지셔너

T : 토치

10 : 지지부재

11 : 상면

12 : 하면

14 : 체결부재

20 : 토치홀더

21,22 : 결합부재

23 : 와이어공급부

30 : 지지바아

31,31a,31b : 탄성부재

40 : 롤러

41 : 지지편

42 : 회전축

50 : 클램프

51 : 슬라이딩 관체

52 : 고정관체

53,54 : 지지판

60 : 회전부재

61 : 결합판

62 : 회전판

62a : 가이드공

63 : 고정판

64 : 체결부재

70 : 아암부재

71 : 포스트

70a : 결합편

70b : 이동너트

72 : 베이스부재

73,76 : 바퀴

74 : 스토퍼

75 : 레일

77 : 볼스크류

80 : 수직이동수단

81 : 고정가이드

81a : 개구부

82 : 볼스크류

83 : 핸들

84 : 이동너트

85 : 이동블럭

90 : 수평이동수단

91 : 고정가이드

91a : 개구부

92 : 볼스크류

93 : 핸들

94 : 이동너트

95 : 이동블럭

100 : 제 1수평이동수단

101 : 고정가이드

101a : 개구부

102 : 볼스크류

103 : 핸들

104 : 이동너트

105 : 이동블럭

110 : 제 2수평이동수단

111 : 연결부재

112 : 고정가이드

112a : 개구부

113 : 볼스크류

114 : 핸들

115 : 이동너트

116 : 이동블럭

120 : 배관

121,122 : 단관

130,131 : 롤러

140 : 구동모터

150 : 다이

Claims (17)

1. 지지부재(10)와;

   상기 지지부재(10)의 일측에 구비되면서 토치(T)가 결합되는 토치홀더(20)와;

   외주면에 탄성부재(31)가 끼워져 있으면서 상기 토치홀더(20)가 상,하 방향으로 이동가능하도록 지지부재(10)에 구비되는 지지바아(30)와;

   상기 지지부재(10)의 하부에 회전가능하게 구비되는 롤러(40)와;

   상기 지지바아(30)가 삽입되어 슬라이딩 이동가능하게 되도록 하는 클램프(50)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 클램프(50)의 일측에는 회전이 가능하도록 하는 회전부재(60)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 회전부재(60)의 일측에는 고정된 상태를 유지하는 아암부재(70)가 구비 될 수 있는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 지지부재(10)와 토치홀더(20)의 사이에는 수직이동수단(80)과 수평이동수단(90)이 더 갖추어지는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 회전부재(60)의 일측에는 제 1수평이동수단(100)이 연결되고, 이 제 1수평이동수단(100)의 일측에는 상기 제 1수평이동수단(100)의 이동방향과 직교방향으로 이동가능하게 해주는 제 2수평이동수단(110)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 지지부재(10)는 절곡된 상,하면(11)(12)으로 구성되고, 상기 상,하면(11)(12)의 사이에 지지바아(30)가 삽입되어 체결부재(14)를 통해 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 롤러(40)에는, 지지부재(10)의 하면(12)의 아랫방향이면서 양측으로 간격을 두고 지지편(41)이 형성되고, 이 지지편(41)의 사이에 상기 롤러(40)가 배치되면서 롤러(40)의 양측으로 회전축(42)이 지지편(41)과 연결된 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 지지바아(30)에 고정되는 클램프(50)는, 지지바아(30)가 관통되어 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 슬라이딩 관체(51)과, 이 슬라이딩 관체(51)의 외주면에 끼워져서 슬라이딩관(51)과 결착되도록 하는 고정관체(52)로 이루어지며, 상기 슬라이딩 관체(51)를 기준으로, 지지바아(30)의 상,하부에 각각 탄성부재(31)를 구성하는 탄성부재(31a)(31b)가 탄지되는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 지지바아(30)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동가능하게 결합되면서 각 각 탄성부재(31a)(31b)를 지지하도록 슬라이딩 관체(51)의 상,하면에 각각 지지판(53)(54)이 형성되는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
10. 청구항 2에 있어서,

    상기 회전부재(60)는 고정관체(52)와 일체로 결합되는 결합판(61)과, 이 결합판(61)과 착탈가능하게 결합되는 회전판(62)과, 이 회전판(62)의 일측에 간격을 두고 구비되는 고정판(63)으로 이루어지고, 상기 회전판(62)에는 하나 이상의 곡선형을 이루는 가이드공(62a)이 형성되고, 이 가이드공(62a)을 통과하여 체결부재(64)가 고정판(63)과 결합된 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
11. 청구항 3에 있어서,

    상기 아암부재(70)는, 일측에 수직하게 형성된 포스트(71)와 결합편(70a)을 통해 결합될 수 있고, 이 포스트(71)의 하단부에는 이동가능한 베이스부재(72)가 갖추어질 수 있는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
12. 청구항 3에 있어서,

    상기 아암부재(70)는, 일측에 수직하게 형성된 포스트(71)와 결합편(70a)을 통해 결합될 수 있고, 이 포스트(71)의 하단부에는 레일(75)상을 이동가능한 베이스부재(72)가 구비되는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
13. 청구항 11에 있어서,

    상기 결합편(70a)은 이동너트(70b)를 통해서 볼스크류(77)와 나사결합되고, 이 볼스크류(77)의 하부에는 볼스크류(77)를 회전시킬 수 있는 전동부(78)가 구비될 수 있는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
14. 청구항 4에 있어서,

    상기 수직이동수단(80)은 지지부재(10)의 일측면에 결합되고, 소정 길이를 가지는 고정가이드(81)와, 이 고정가이드(81)의 내부에 길이방향으로 삽입되어 회전가능하게 구비되는 볼스크류(82)와, 상기 볼스크류(82)의 일단에 볼스크류(82)를 회전시킬 수 있도록 하는 핸들(83)과, 상기 볼스크류(82)와 나사결합되어 볼스크류(82)의 회전에 의해 직선이동이 가능하도록 되는 이동너트(84)와, 이 이동너트(84)를 일체로 수용하면서 이동너트(84)의 이동에 따라 함께 고정가이드(81)를 따라 왕복이동가능하도록 슬라이딩 결합되는 이동블럭(85)으로 이루어지고,

    상기 고정가이드(81)에는 그 전면에 길이방향을 따라 개구부(81a)가 형성되 어서 상기 이동너트(84)가 볼스크류(82)와 맞물려서 직선 왕복이동이 가능하도록 되는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
15. 청구항 4에 있어서,

    상기 수평이동수단(90)은, 상기 수직이동수단(80)의 이동블럭(83)과 결합되는 고정가이드(91)의 내부에 길이방향으로 볼스크류(92)가 삽입되고, 이 볼스크류(92)의 일단에는 볼스크류(92)를 회전시킬 수 있도록 하는 핸들(93)이 갖추어지며, 상기 볼스크류(92)와 나사결합되어 볼스크류(92)의 회전에 의해 직선이동이 가능하도록 되는 이동너트(94)와, 이 이동너트(94)를 일체로 수용하면서 이동너트(94)의 이동에 따라 함께 고정가이드(91)를 따라 왕복이동가능하도록 슬라이딩 결합되는 이동블럭(95)으로 이루어지고,

    상기 고정가이드(91)에는 그 전면에 길이방향을 따라 개구부(91a)가 형성되어서 상기 이동너트(94)가 볼스크류(92)와 맞물려서 직선 왕복이동이 가능하도록 되는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
16. 청구항 5에 있어서,

    상기 제 1수평이동수단(100)은, 상기 회전부재(60)의 회전판(62)과 결합되고, 소정 길이를 가지는 고정가이드(101)와, 이 고정가이드(101)의 내부에 길이방향으로 삽입되는 볼스크류(102)와, 이 볼스크류(102)의 일단에 볼스크류(102)를 회전시킬 수 있도록 갖추어지는 핸들(103)과, 상기 볼스크류(102)와 나사결합되어 볼스크류(102)의 회전에 의해 직선이동이 가능하도록 되는 이동너트(104)와, 이 이동너트(104)를 일체로 수용하면서 이동너트(104)의 이동에 따라 함께 고정가이드(101)를 따라 왕복이동가능하도록 슬라이딩 결합되는 이동블럭(105)으로 이루어지고,

    상기 고정가이드(101)에는 각각 길이방향을 따라 개구부(101a)가 형성되어 이동너트(104) 및 이동블럭(105)이 원활하게 왕복이동할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.
17. 청구항 5에 있어서,

    상기 제 2수평이동수단(110)은, 상기 제 1수평이동수단(100)의 고정가이드(101)의 일면에 결합되는 연결부재(111)와, 아암부재(70)와 결합되는 고정가이드(112)의 내부에 길이방향으로 볼스크류(113)가 삽입되고, 이 볼스크류(113)의 일단에는 볼스크류(113)를 회전시킬 수 있도록 하는 핸들(114)이 갖추어지며, 볼스크류(113)와 나사결합되어 볼스크류(113)의 회전에 의해 직선이동이 가능하도록 하는 이동너트(115)와, 이 이동너트(115)를 일체로 수용하면서 이동너트(115)의 이동에 따라 함께 고정가이드(112)를 따라 왕복이동가능하도록 슬라이딩 결합되면서 상기 연결부재(111)와 연결되어 제 1수평이동수단(100)을 이동시킬 수 있도록 하는 이동블럭(116)으로 이루어지고,

    상기 고정가이드(112)에는 각각 길이방향을 따라 개구부(112a)가 형성되어 이동너트(115) 및 이동블럭(116)이 원활하게 왕복이동할 수 있도록 되는 것을 특징으로 하는 아크길이의 제어가 가능한 용접장치.

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