KR20120108241A - 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 레일 - Google Patents

Abstract

원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 레일에 관한 것으로, 원통형 모재보다 큰 직경을 갖고, 상기 모재 외주면 일부에 위치하여, 용접장치의 이동을 가이드 하는 원통형 레일; 상기 레일 내주면에 고정되어 상기 모재에 접촉하여 고정 지지하는 복수개의 레일 고정용 패드; 상기 레일이 상기 모재에 삽입되어 이동할 수 있도록 상기 레일 내주면에 고정되는 복수개의 레일 이동용 롤을 포함한다.
이와 같은 본 발명은 모재가 삽입되는 경우 레일의 이동을 용이하게 하고, 자동 용접장치에 사용되는 레일이 쉽고 빠르게 모재 원통을 삽입하여 용접위치로 이동하고 안정적으로 고정할 수 있는 레일을 제공하고, 어느 일부분의 기어가 손상되는 경우에도 용이하게 그 부분의 기어를 교체하여 사용할 수 있다.

Description

원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 레일{CIRCULAR RAIL FOR AUTO WELDING MACHINE}

본 발명은 원통형 모재 용접을 위한 레일에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모재에 삽입되어 용접위치로의 이동이 용이하고, 손상된 기어 교체가 용이한 자동용접 장치에 사용되는 레일에 관한 것이다.

평면과 같은 일반적인 용접에 있어서는 로봇에 의한 용접 자동화가 원활하게 이루어지고 있으나, 대형 원통의 외주면의 용접작업에 있어서는 용접부위를 따라 용접장치가 360°회전되어야 하기 때문에 로봇에 의한 자동용접에 어려움이 많았다. 이런 이유로 인하여 대형 원통의 외주면 용접은 매번 사람의 수작업에 의하여 이루어질 수밖에 없었으며, 이로 인하여 작업의 위험성이 매우 높았을 뿐만 아니라 작업시간이 길어짐으로 인하여 비경제적인 문제점이 있었다.

도 1은 종래의 용접기 이송캐리지를 안내하는 원형 궤도의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 있어서의 용접기 이송캐리지를 가이드 하는 원형 궤도(100)는 용접하고자 하는 원통 관로(A,B)의 직경보다 큰 직경을 가지며, 그 외주연에 요홈(1a)(2a)이 각각 형성된 2개의 원통형 레일(1)(2)을 지지대(3)의 양단에 고정함으로써 양 레일(1)(2)의 간격이 일정하게 되도록 한다. 상기 지지대(3)는 2개로 이루어진 원통형 레일(1)(2)이 적정한 간격을 유지하도록 함으로써 용접기 이송캐리지(Carriage)(200)를 안정적으로 이송시킬 수 있도록 한다.

도 1에서 보는 바와 같이, 상기 원통형 레일(1)(2)은 2등분으로 분리되도록 구성되며, 그 상부 및 하부에는 제 1 체결부(20) 및 제 2 체결부(21)로 이루어진다. 상기 원통형 레일(1)(2)의 분리된 단면형상은 체결이 용이하도록 하기 위하여 요철형상으로 이루어지도록 구성되며, 상기 원통형 레일(1)(2)의 상호 결합되는 각 단부에는 제1 연결바(5) 및 제2 연결바(6)가 고정 설치되며, 상기 제1 연결바(5) 및 상기 제2 연결바(6)는 H자 형상의 체결수단에 의하여 체결되도록 하되, 체결력의 조절을 통하여 원통형 레일(1)(2)의 직경을 조절할 수 있도록 한다.

즉, 상기 제1 연결바(5)의 내부에 삽입된 고정측 연결고리(7)와 제2 연결바(6)의 내부에 삽입된 개폐측 연결고리(8) 사이에 압축 스프링(10)을 게재하여 체결봉(9) 및 체결나사(11)에 의하여 체결함으로써 분할된 원통형 레일(1)(2)의 직경을 조절할 수 있도록 구성한다. 이와 같은 구성의 체결부를 반대쪽에도 동일하게 구성함으로써 용접하고자 하는 원통(A,B)(도 3 및 도 4 참조)의 직경에 맞춰 상기 원통형 레일(1)(2)을 고정하게 되는 것이다.

상기 원통형 레일(1)(2)의 외주연에 각각 형성되는 요홈(1a)(2a)은 상기 이송캐리지(200)의 전륜바퀴(26) 및 후륜바퀴(27)에 각각 형성된 요홈(26a)(27a)과 맞물려서 끼워진 상태에서 구름운동이 이루어질 수 있는 역할을 하게 한다. 상기 원통형 레일(1)(2)의 외주연에 각각 형성된 요홈(1a)(2a) 및 전륜바퀴(26)와 후륜바퀴(27)에 각각 형성된 요홈(26a)(27a)은 그 단면이 사각 또는 3각 형상 구조로 형성된다.

그러나, 이와 같은 종래의 원통형 모재 용접에 사용되는 레일은 상기 모재에 삽입되어, 용접위치로 이동시킬 때, 상기 모재와 레일이 접촉된 채로 이동시켜 상기 모재에 손상을 가져올 수 있고, 레일이 무겁고 삽입된 상태에서 이동시키기가 어려워 초기 용접을 위한 셋팅이 어렵고 시간이 많이 걸리는 문제점이 있었다.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 과제는 모재가 삽입되는 경우 레일의 이동을 용이하게 하고, 자동 용접장치에 사용되는 레일이 쉽고 빠르게 모재 원통을 삽입하여 용접위치로 이동하고 안정적으로 고정할 수 있는 레일을 제공하고자 함이다.

또한, 어느 일부분의 기어가 손상되는 경우에도 용이하게 그 부분의 기어를 교체하여 사용할 수 있는 레일을 제공하고자 함이다.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은 원통형 모재보다 큰 직경을 갖고, 상기 모재 외주면 일부에 위치하여, 용접장치의 이동을 가이드 하는 원통형 레일; 상기 레일 내주면에 고정되어 상기 모재에 접촉하여 고정 지지하는 복수개의 레일 고정용 패드; 상기 레일이 상기 모재에 삽입되어 이동할 수 있도록 상기 레일 내주면에 고정되는 복수개의 레일 이동용 롤을 포함한다.

여기서, 상기 원통형 레일은 2개의 조각으로 구분되고, 상기 어느 하나의 연결부위의 상기 가이드 레일 외측 어느 하나의 단면이 경사지도록 하여, 상기 타단 조각이 외부로 접힐 수 있는 구조로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 바람직하게는 상기 고정용 패드는 상기 레일 내주면에 홈을 형성하여 삽입 고정되고, 상기 레일 외부에서 볼트로 조여 상기 고정용 패드를 가압 전진 시킬 수 있는 것일 수 있고, 상기 고정용 패드는 3개의 패드로, 서로 동일한 간격으로 이격되어 상기 레일 내주면에 고정되는 것일 수 있다.

또한, 상기 이동용 롤은 적어도 3개 이상으로, 동일한 간격으로 배치되어 상기 레일 내주면에 고정되는 것이 바람직하고, 상기 패드는 금속재질의 패드인 것이 바람직하다.

더하여, 상기 레일 외주면 중심부에 용접장치가 상기 외주면을 따라 이동할 수 있도록 기어 트랙이 설치되는 것이 바람직하고, 상기 기어 트랙은 복수개의 모듈로 분리되어 상기 레일 내주면 중심부에 체결 고정되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명을 제공하면, 종래의 원통형 레일과 달리, 레일 내주면에 복수개의 이동용 롤(120)을 설치하여, 모재(S)가 삽입되는 경우 레일(100)의 이동을 용이하게 하고, 용접위치에서 안정적으로 상기 모재(S)와의 고정을 위해 고정용 패드(110)를 레일 내주면에 복수개 설치함으로써, 자동 용접장치에 사용되는 레일(100)이 쉽고 빠르게 모재(S) 원통을 삽입하여 용접위치로 이동하고 안정적으로 고정할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 원통형 레일(100)에 설치된 기어 트랙은 복수개의 기어 모듈(150)이 조립되어 형성된 구조이기 때문에, 어느 하나의 기어가 손상되는 경우 그 부분의 기어 모듈(100)만 손쉽게 교체하면 되는 장점이 있다.

도 1은 종래의 용접기 이송캐리지를 안내하는 원형 궤도의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 원통형 레일의 구성을 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 원통형 레일의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 원통형 레일의 구성을 나타내는 도면이다.

이하에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 원통형 레일의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 원통형 레일의 사시도이다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 레일은 원통형 모재보다 큰 직경을 갖고, 상기 모재(S) 외주면 일부에 위치하여, 용접장치의 이동을 가이드 하는 원통형 레일(100); 상기 레일 내주면에 고정되어 상기 모재(S)에 접촉하여 고정 지지하는 복수개의 레일 고정용 패드(110); 상기 레일이 상기 모재(S)에 삽입되어 이동할 수 있도록 상기 레일 내주면에 고정되는 복수개의 레일 이동용 롤(120)을 포함하여 구성한다.

여기서, 상기 레일(100)은 원통형 모재(S)에 삽입되어 자동 용접장치가 이동하면서 작업을 수행할 수 있도록 하는 가이드 레일을 말한다. 상기 레일(100)은 금속을 재질로 하여, 다양한 직경의 원통형 모재(S)에 사용가능 하도록 직경을 다양하게 적용할 수 있음은 물론이다.

그리고, 본 발명은 상기 원통형 레일(100) 내주면에는 상기 모재(S)가 삽입되는 경우, 상기 모재(S)에 상기 원통형 레일(100)을 일정한 간격을 두고 안정되게 고정할 수 있도록 하는 다수의 고정용 패드(110)가 장착된다. 상기 고정용 패드(110)는 상기 모재(S)와의 접촉면이 라운드가 형성되어 있어, 모재(S)와의 접촉 단면을 넓히게 되어, 안정적으로 원통형 모재(S)에 레일(100)을 고정 지지할 수 있게 된다.

또한, 상기 고정용 패드(110)는 상기 레일 내주면에 홈을 형성하여 삽입 고정되고, 상기 레일 외부에서 볼트(115)로 조여 상기 고정용 패드(110)를 가압 전진 가능한 구조이다. 즉, 볼트(115)는 상기 고정용 패드(110)와 연결 또는 접촉되어 상기 볼트(115)가 조여지게 되면, 상기 패드(110)가 전방으로 전진하게 되어 모재(S)와 더욱 밀착 지지할 수 있게 된다.

고정용 패드(110)는 상기 볼트(115)와 연결된 채로 상기 볼트(115)의 조임에 따라 전후방으로 이동할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 고정용 패드(110)와 상기 볼트(115)가 분리된 상태에서 상기 볼트(115)의 조임에 따라 전방으로 이동 가능한 구조일 수 있다. 이처럼, 고정용 패드(110)가 상기 볼트(115)의 조임에 따라 상기 모재(S)를 밀착 지지할 수 있을 뿐만 아니라, 일정한 범위까지 다양한 직경의 모재(S)에 적용될 수 있는 장점이 있다.

상기 고정용 패드(110)는 금속을 재질로 하는 것이 바람직한데, 이는 보통 금속재질을 갖는 원통형 모재(S)와 단단하게 밀착되는 것이 가능하고, 상기 볼트(115)의 조임에 따라 상기 고정용 패드(110)를 전방으로 미는 힘을 효과적으로 전달할 수 있기 때문이다.

그리고 도2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 레일 내주면은 동일한 간격으로 다수의 바퀴 또는 롤(120)을 형성한다. 이와 같은 롤(120)은 상기 레일을 원통형 모재(S)에 삽입시키는 경우, 삽입된 상태로 용접지점으로 상기 레일을 이동시키는데 있어서, 굉장한 불편함이 있었기 때문에, 이를 해결하기 위해서 본 발명에서는 상기 레일 내주면에 동일한 간격으로 롤(120) 또는 바퀴를 장착하여 상기 레일의 이동을 용이하게 한다.

여기서 롤(120)은 고무재질의 바퀴 패드인 것인 바람직하고, 상기 레일 축을 중심으로 대칭하여 위치함으로써, 모재(S)가 한쪽을 치우침이 없이 균일하게 힘을 받으며 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 모재(S)가 상기 레일에 삽입되는 순간부터, 상기 롤(120)에 의해 지지되어 이동하게 되어, 사용자가 직접 레일을 들고 이동시킬 필요가 없고, 상기 레일을 이동하면서 발생할 수 있는 모재(S)의 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

롤(120)은 상기 레일 내주면에 등 간격으로 배치하여 설치하는데, 최소 3개 이사의 롤(120)을 설치하는 것이 바람직하다. 이는 중심축을 중심으로 120도를 이루면서 대칭을 이루게 되어 상기 모재(S)를 안정적으로 지지하면서 이동시킬 수 있기 때문이다. 롤(120)과 상기 고정용 패드(110)를 서로 교대로 배치 설치하여, 상기 롤(120)에 의해 레일을 용접위치로 이동시키고나서, 상기 고정용 패드(110)의 볼트를 조여 상기 고정용 패드(110)를 상기 모재(S)에 밀착 고정시키게 된다.

또한, 이동용 롤(120)은 상기 레일의 내주면 내부 하나의 축바에 고정되어 설치되는 구조가 바람직한데 상기 축바는 레일의 내부면에 형성된 홈사이에 위치하고, 상기 롤(120)이 상기 축을 중심으로 회전하게 되는 구조이다. 그리고, 상기 축바는 일정부분 탄성력을 갖고 있기 때문에, 상기 롤(120)이 모재(S)에 접촉하여 이동할 때 발생하는 충격을 일정부분 흡수할 수 있고, 탄성력에 의해 움직이는 일정 범위에서 직경이 서로 다른 모재(S)에 같이 적용할 수 있는 장점이 있다.

더하여, 상기 원통형 레일(1000은 2개의 조각으로 구분되고, 상기 어느 하나의 연결부위의 상기 레일(100) 외측 어느 하나의 단면이 경사지도록 하여, 상기 타단 조각이 외부로 접힐 수 있는 구조로 이루어진 것이 바람직하다.

즉, 원통형 레일(100)은 복수개의 조각으로 연결된 원형띠 구조로서 상기 각 조각의 연결 부위의 단면은 계단형 구조로 체결되며, 상기 체결부위 중 적어도 하나의 연결부위에 개폐가 가능한 것으로서, 2개의 조각으로 구분되고, 상기 고정된 연결부위의 상기 레일(100) 외측 어느 하나의 단면이 경사지도록 하여, 상기 타단 조각이 외부로 접힐 수 있는 구조를 특징으로 한다.(도시하지 않음)

여기서 상기 레일(100)의 중심부에는 기어 트랙을 설치하기 위한 가이드 홈을 형성하는 것이 바람직하다. 이는 레일의 중심부의 상기 가이드 홈에 기어트랙을 설치하여 용접장치가 상기 기어트랙의 기어와 맞물려 회동하면서 모재(S) 원통관을 용접하기 위한 것이다. 또한, 중심부에 형성된 가이드 홈에 지지 되어 측면에 가이드 레일을 설치하여 팬벨트 형상의 용접장치를 장착할 수 있음은 물론이다.

도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 원통형 모재(S) 자동 용접장치에 사용되는 원통형 레일의 구성을 나타내는 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 레일은 원통형 모재보다 큰 직경을 갖고, 상기 모재 외주면 일부에 위치하여, 용접장치의 이동을 가이드 하는 원통형 레일(100); 상기 레일 내주면에 고정되어 상기 모재(S)에 접촉하여 고정 지지하는 복수개의 레일 고정용 패드(110); 상기 레일(100)이 상기 모재(S)에 삽입되어 이동할 수 있도록 상기 레일(100) 내주면에 고정되는 복수개의 레일 이동용 롤(120)을 포함하되, 상기 레일(100) 외주면 중심부에 용접장치가 상기 외주면을 따라 이동할 수 있도록 기어 트랙이 설치되고, 상기 기어 트랙은 복수개의 기어 모듈(150)로 분리되어 상기 레일(100) 내주면 중심부에 체결 고정되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 레일(100)의 외주면 중심부를 따라 자동 용접장치가 이동할 수 있도록 기어 트랙을 형성하는데, 상기 기어 트랙은 일정 부분으로 다수개의 기어 모듈(150)이 조립된 형태로 설치된다.

일반적으로 종래의 레일에 형성된 기어 트랙은 하나로 일체화되어 있는 구조이어서, 어느 하나의 기어가 손상되는 경우, 기어 트랙 전부를 교환해야 하는 문제점이 있었지만, 본 발명에 따른 원통형 레일(100)에 설치된 기어 트랙은 복수개의 기어 모듈(150)이 조립되어 형성된 구조이기 때문에, 어느 하나의 기어가 손상되는 경우 그 부분의 기어 모듈(100)만 손쉽게 교체하면 되는 장점이 있다.

또한, 상기 복수개의 기어 모듈(150)은 중심부위에 관통공을 형성하고, 상기 관통공에 볼트(155)를 체결하여 상기 레일과 접합시키는 구조로 형성한다. 기어 부분에 일정부분 관통공이 형성되어 있지만, 측면 부위에 여전히 기어 홈이 남아 있으므로, 자동 용접장치와 기어연결에 아무런 문제가 생기지 않는다.

이처럼 본 발명은 종래의 원통형 레일과 달리, 레일 내주면에 복수개의 이동용 롤(120)을 설치하여, 모재(S)가 삽입되는 경우 레일(100)의 이동을 용이하게 하고, 용접위치에서 안정적으로 상기 모재(S)와의 고정을 위해 고정용 패드(110)를 레일 내주면에 복수개 설치함으로써, 자동 용접장치에 사용되는 레일(100)이 쉽고 빠르게 모재(S) 원통을 삽입하여 용접위치로 이동하고 안정적으로 고정할 수 있게 하는 큰 장점이 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능 하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

100: 원통형 레일, 110: 고정용 패드, 120: 롤, 150: 기어 모듈

Claims (8)

1. 원통형 모재보다 큰 직경을 갖고, 상기 모재 외주면 일부에 위치하여, 용접장치의 이동을 가이드 하는 원통형 레일;
   상기 레일 내주면에 고정되어 상기 모재에 접촉하여 고정 지지하는 복수개의 레일 고정용 패드;
   상기 레일이 상기 모재에 삽입되어 이동할 수 있도록 상기 레일 내주면에 고정되는 복수개의 레일 이동용 롤을 포함하는 특징으로 하는 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 레일.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 원통형 레일은 2개의 조각으로 구분되고, 상기 어느 하나의 연결부위의 상기 가이드 레일 외측 어느 하나의 단면이 경사지도록 하여, 상기 타단 조각이 외부로 접힐 수 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 레일.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정용 패드는 상기 레일 내주면에 홈을 형성하여 삽입 고정되고, 상기 레일 외부에서 볼트로 조여 상기 고정용 패드를 가압 전진 시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 레일.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 고정용 패드는 3개의 패드로, 서로 동일한 간격으로 이격되어 상기 레이 내주면에 고정되는 것을 특징으로 하는 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 레일.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이동용 롤은 적어도 3개 이상으로, 동일한 간격으로 배치되어 상기 레일 내주면에 고정되는 것을 특징으로 하는 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 레일.
   
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 패드는 금속재질의 패드인 것을 특징으로 하는 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 레일.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 레일 외주면 중심부에 용접장치가 상기 외주면을 따라 이동할 수 있도록 기어 트랙이 설치되는 것을 특징으로 하는 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 레일.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 기어 트랙은 복수개의 모듈로 분리되어 상기 레일 내주면 중심부에 체결 고정되는 것을 특징으로 하는 원통형 모재 자동 용접장치에 사용되는 레일.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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