KR20130122387A - 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 지면과 수평하게 마련되는 제1 강관이 거치된 거치부; 상기 제1 강관과 수직하게 마련되는 제2 강관이 거치되는 클램프부; 상기 제1 및 제2 강관의 이음부에 인접하게 마련되어 상기 제1 및 제2 강관을 용접하는 토치부; 및 상기 제2 강관 상부에 위치하며, 토치부의 일 단부와 연결되어 상기 제1 및 제2 강관의 이음부를 따라 상기 토치부를 이동시키는 토치회전부를 포함하는 용접장치가 개시된다.
상기 구성에 의하여 용접 효율이 향상될 수 있으며, 용접 작업자의 기술 숙련도에 관계없이 강관을 용접할 수 있는 용접장치가 제공될 수 있다. 특히 상기 구성에 의하여 분기배관을 용이하게 용접할 수 있다.

Description

용접장치{WELDING DEVICE}

본 발명은 용접장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 분기배관 용접 시 용접 토치부를 회전가능하도록 구성하여 분기배관의 용접 작업이 용이하게 하는 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 강관을 용접하기 위해서는 강관의 이음부를 따라 토치부를 이동시키며 용접하게 된다. 여기서, 서로 다른 강관이 나란한 위치에 마련되어 있을 경우 반자동화 또는 자동화로 구성된 용접장치를 이용하여 용접할 수 있다.

그런데, T자 형상의 분기배관을 용접하기 위해서는 작업자가 수동으로 용접을 진행해야 한다. 즉, 분기배관은 서로 다른 강관이 수직된 위치로 마련되어 있기 때문에 위치가 고정된 토치부를 이용하여서는 분기배관의 이음부를 적절하게 용접할 수 없다는 단점을 가진다.

이러한 이유로, 상기와 같은 분기배관을 용접하기 위해서는 수직하게 마련된 서로 강관의 이음부를 작업자가 따라가며 용접을 하였는데, 이러한 종래의 용접방법의 경우 작업자가 직접 수작업으로 용접공정을 진행함에 따라 작업시간이 길어지고, 또한, 용접 작업자의 기술 숙련도에 따라 강관의 용접 효율이 결정되어 용접품질을 일정하게 유지하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 분기배관의 용접시간을 단축시켜 용접 효율이 향상된 용접장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 용접 작업자의 기술 숙련도에 관계없이 분기배관의 용접품질을 일정하게 유지할 수 있는 용접장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 지면과 수평하게 마련되는 제1 강관이 거치된 거치부; 상기 제1 강관과 수직하게 마련되는 제2 강관이 거치되는 클램프부; 상기 제1 및 제2 강관의 이음부에 인접하게 마련되어 상기 제1 및 제2 강관을 용접하는 토치부; 및 상기 제2 강관 상부에 위치하며, 토치부의 일 단부와 연결되어 상기 제1 및 제2 강관의 이음부를 따라 상기 토치부를 이동시키는 토치회전부를 포함하는 용접장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 토치회전부는, 상기 토치부 상단과 결합되는 이동블록; 상기 이동블록의 양측에 위치하며, 상기 이동블록이 원 운동하도록 가이드하는 이동레일; 상기 이동블록을 상기 이동레일을 따라 이동시키는 구동부를 포함하고, 상기 이동레일은, 상기 이동블록과 면접하는 내측레일; 및 상기 내측레일과 소정 간격 이격되되, 이격공간에 상기 이동불록이 장착되는 외측레일을 포함하며, 상기 내측레일 또는 상기 외측레일 일 면에는 톱니 형상의 기어가 형성되며, 상기 이동블록의 외면은 상기 기어와 대향되도록 형성된다.

그리고 본 발명의 상기 구동부는, 상기 이동블록의 내측에 형성되어 상기 이동블록을 회전시키는 모터이거나, 상기 거치부에 장착되는 스테이터와; 상기 거치부의 외주에 회전가능하도록 형성되는 로터; 상기 로터에 일단이 결합되며, 타단은 상기 이동블록에 결합되는 연결편으로 이루어진다.

본 발명의 상기 거치부는, 상기 제1 강관이 안착되는 프레임; 및 상기 프레임에 마련되며, 상기 제1 강관을 상기 프레임에 고정하는 제1 클램프를 구비하고, 상기 클램프부는, 상기 제2 강관이 안착되는 안착홀이 형성된 거치부재; 상기 제2 강관 외주를 따라 마련되어 상기 제2 강관을 고정하는 제2 클램프; 및 상기 거치부재 및 상기 클램프를 연결하는 연결프레임을 구비하며, 상기 거치부재는 상기 토치회전부와 일체로 형성된다.

더 바람직하게는, 상기 토치회전부가 장착되며, 상기 이음부의 위치에 따라 상기 토치회전부의 높이를 조절하는 높이조절부 및 상기 이음부 주변에 마련되어 상기 이음부를 가용접하는 가용접토치부를 더 포함한다.

본 발명에 따른 용접장치는, 서로 수직하게 배치된 강관을 용접하는 토치부를 회전시킴으로써, 강관의 위치를 변경하거나 작업자가 위치를 변경하지 않아도 분기배관의 이음부에 대한 용접이 이루어질 수 있다는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 용접장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1의 토치회전부를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용접장치의 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용접장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1의 토치회전부를 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용접장치의 측면도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 용접장치(100)는 거치부(120), 클램프부(140), 토치부(150) 및 토치회전부(160)를 포함한다.

상기 거치부(120)는 지면과 수평하게 마련되는 제1 강관(125)이 거치될 수 있다. 이를 위하여 거치부(120)는 제1 강관(125)이 안착되는 프레임(122) 및 상기 프레임(122)에 마련되며, 제1 강관(125)을 상기 프레임(122)에 고정하는 제1 클램프(126)를 구비한다.

상기 클램프부(140)는 제1 강관(125)과 수직하게 마련되는 제2 강관(145)을 거치한다. 이때, 제2 강관(145)은 지면에서 수직한 상태로 위치하기 때문에 보다 안전한 상태로의 고정을 요구한다. 이를 위하여 클램프부(140)는 제2 강관(145)이 안착되는 안착홀이 형성된 거치부재(142)와 상기 제2 강관(145) 외주를 따라 마련되어 상기 제2 강관(145)을 고정하는 제2 클램프(146) 및 거치부재(142) 및 제2 클램프(146)를 연결하는 연결프레임(144)을 구비한다.

도 1을 참고하면, 거치부재(142)는 제2 강관(145)의 외주에 마련될 수 있으며, 제2 클램프(146)는 제2 강관(145)과 나란한 방향으로 적어도 하나 또는 복수개 마련될 수 있으며, 바람직하게는 제2 강관(145)의 하단과 상단 각각에 마련되는 것이 바람직하다. 이때, 거치부재(142)와 제2 클램프(146)는 연결프레임(144)을 이용하여 연결될 수 있다. 즉, 거치부재(142)와 제2 클램프(146)를 일체로 연결시킴으로써, 별도의 장치를 사용하지 않고, 제2 강관(145)이 수직된 상태로 위치할 수 있게 한다.

한편, 상기 제1 클램프(126)와 제2 클램프(146)는 척력이 작용하는 자성체로 형성되어, 제1 및 제2 강관(125, 145)을 안정되게 지지할 수 있다.

상기 토치부(150)는 제1 및 제2 강관(125, 145)의 이음부(S)에 인접하게 마련되어 제1 및 제2 강관(125, 145)의 이음부를 용접할 수 있다. 상기 토치부(150)는 이음부(S)의 위치에 따라 각도를 조절할 수 있으며, 토치부(150)의 조절 각도는 발명에서 요구되는 조건에 따라 변경될 수 있다. 또한, 토치부(150)는 제1 및 제2 강관(125, 145) 주변을 회전하며 이음부(S)를 용접하게 되는데, 상기 토치부(150)를 회전시키기 위하여 토치회전부(160)가 마련된다.

상기 토치회전부(160)는 제2 강관(145) 상부에 위치하며, 토치부(150)의 일 단과 연결되어 제1 및 제2 강관(125, 145)의 이음부(S)를 따라 토치부(150)를 이동시킨다. 상기 토치회전부(160)는 토치부(150)가 장착되는 이동블록(148)과, 이음부(S)를 따라 토치부(150)가 회전하도록 상기 이동블록(148)의 이동을 가이드하는 내측레일 및 외측레일(162, 164)과, 이동블록(148)에 구동력을 공급하는 구동부로 이루어진다. 상기 구동부는 아우터로터타입의 모터로서, 거치부재 측에 형성되어 스테이터의 기능을 가지는 전자코일(미도시)과 상기 거치부재 외측에서 회전가능하도록 장착되는 로터(166)로 이루어진다. 상기 거치부재측의 전자코일에 전류가 인가되면 로터(166)는 상기 거치부재 외측에서 회전하게 된다.

상기 로터(166)의 일측에는 외측으로 돌출되는 연결편(168)이 형성되고, 상기 연결편(168)은 상기 이동블록(148)과 결합된다.

상기 로터(166)가 회전하면, 상기 연결편(168)을 매개로 상기 로터(162)와 연결된 이동블록(148)은 상기 로터(162)의 회전에 따라 상기 내측레일 및 외측레일(162, 164)을 따라 이동한다.

상기 내측레일 및 외측레일(162, 164)은 토치부(150)가 제2 강관(145)의 외주를 따라 이동하기 용이하도록 원형의 형상으로 형성된다.

상기 내측레일 및 외측레일(162, 164)은 안착홀과 인접하게 형성되며, 이동블록(148)과 면접하는 내측레일(162)과 내측레일(162)과 소정 간격 이격되어 형성되되, 이격 공간에 이동블록(148)이 장착된다.

즉, 이동블록(148)은 내측레일(162)과 외측레일(164) 사이에서 이동한다. 이때, 이동블록(148) 단부에 마련된 토치부(150)는 이동블록(148)과 함께 이동하면서 이음부(S)를 용접하게 된다.

본 실시예에서는 거치부재에 아우터로터 타입의 모터를 설치하였으나, 이동블록에 모터가 설치되는 것도 가능하다. 상기 이동블록을 내측블록과 외측블록으로 형성하고, 상기 내측블록에 모터를 장착하고, 상기 모터를 이용하여 외측블록을 회전시킨다.

상기 모터는 원형의 외측블록을 회전시키고, 상기 외측블록은 상기 내측레일 및 외측레일 사이에서 회전하면서 상기 내측레일 및 외측레일을 따라 이동한다.

상기 외측블록의 이동을 용이하게 하기 위하여, 상기 외측블록의 외측에는 기어치가 형성되고, 상기 내측레일의 외측면 또는 상기 외측레일의 내측면에는 상기 이동블록의 기어치와 맞물리도록 기어치가 형성된다.

이에 따라 상기 외측블록이 회전하면, 상기 외측블록의 기어치와 상기 내측레일 또는 외측레일의 기어치가 맞물리며 상기 외측블록은 상기 내측레일을 따라 이동하게 된다.

한편, 토치회전부(160)의 일측에는 토치부(150)에 전원 및 용접와이어를 공급하는 피딩부(170)가 형성된다.

그리고, 상기 용접장치(100)는 높이조절부(180)를 포함할 수 있다. 이때 높이조절부(180)에는 토치회전부(160)가 장착되어 있는데, 이는 이음부(S)의 위치에 따라 토치부(150)의 높이를 조절하기 위함이다.

상기 높이조절부(180)는 토치회전부(160)가 장착되는 수평장착프레임(182), 상기 수평장착프레임(182)을 상, 하 방향으로 이동시키는 수직장착프레임(184)으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 수직장착프레임(184)은 모터 또는 유압실린더 등으로 구성되어 토치회전부(160)를 상, 하로 이동시킬 수 있다.

용접장치(100)는 이음부(S) 주변에 마련되어 이음부(S)를 가용접하는 가용접토치부(150)를 더 포함한다.

상기 가용접토치부(150)는 이음부(S)를 용접하기에 앞서 일차적으로 용접하는 장치이다. 상기 가용접토치부(150)를 이용하여 제1 및 제2 강관(125, 145)을 일시적으로 고정하기 때문에 본 용접이 수행되기 전에 제1 및 제2 강관(125, 145)의 용접 위치를 보다 정확하게 설정되어 용접 불량이 감소될 수 있다.

이때, 가용접토치부(150)는 이음부(S)를 2 ~ 4 포인트 이내로 가용접을 실시할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 가용접토치부(155)를 이음부(S) 2 포인트를 설정하여 설정된 포인트를 가용접할 수 있다. 이후, 토치부(150)를 이용하여 이음부(S)를 용접함으로써, 제1 및 제2 강관(125, 145)이 연결될 수 있다.

한편, 용접장치(100)는 컨트롤 패널(190)을 더 구비하여 토치부(150)에서 토출되는 용접 전류, 전압의 크기를 제어하고, 높이조절부(180)의 높이 등을 조절하여 제1 및 제2 강관(125, 145)의 용접이 보다 정확하게 이루어질 수 있게 한다.

상기와 같이 분기배관을 용접하기 위하여 강관의 이음부를 따라 토치부를 회전시켜 강관을 용접하여 강관의 위치를 변경하거나 작업자가 위치를 변경하지 않아도 강관 용접이 이루어질 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 용접장치 120: 거치부
140: 클램프부 150: 토치부(150)
160: 토치회전부

Claims (9)

1. 지면과 수평하게 마련되는 제1 강관이 거치된 거치부;
   상기 제1 강관과 수직하게 마련되는 제2 강관이 거치되는 클램프부;
   상기 제1 및 제2 강관의 이음부에 인접하게 마련되어 상기 제1 및 제2 강관을 용접하는 토치부; 및
   상기 제2 강관 상부에 위치하며, 토치부의 일 단부와 연결되어 상기 제1 및 제2 강관의 이음부를 따라 상기 토치부를 이동시키는 토치회전부를 포함하는 용접장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 토치회전부는,
   상기 토치부 상단과 결합되는 이동블록;
   상기 이동블록의 양측에 위치하며, 상기 이동블록이 원 운동하도록 가이드하는 이동레일;
   상기 이동블록을 상기 이동레일을 따라 이동시키는 구동부를 포함하는 용접장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 이동레일은,
   상기 이동블록과 면접하는 내측레일; 및
   상기 내측레일과 소정 간격 이격되되, 이격공간에 상기 이동불록이 장착되는 외측레일을 포함하며,
   상기 내측레일 또는 상기 외측레일 일 면에는 톱니 형상의 기어가 형성되며, 상기 이동블록의 외면은 상기 기어와 대향되도록 형성된 용접장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 구동부는, 상기 이동블록의 내측에 형성되어 상기 이동블록을 회전시키는 모터인 용접장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 구동부는, 상기 거치부에 장착되는 스테이터와; 상기 거치부의 외주에 회전가능하도록 형성되는 로터; 상기 로터에 일단이 결합되며, 타단은 상기 이동블록에 결합되는 연결편을 포함하는 용접장치.
6. 청구항 1 에 있어서,
   상기 거치부는,
   상기 제1 강관이 안착되는 프레임; 및
   상기 프레임에 마련되며, 상기 제1 강관을 상기 프레임에 고정하는 제1 클램프를 구비하는 용접장치.
7. 청구항 1 에 있어서,
   상기 클램프부는,
   상기 제2 강관이 안착되는 안착홀이 형성된 거치부재;
   상기 제2 강관 외주를 따라 마련되어 상기 제2 강관을 고정하는 제2 클램프; 및
   상기 거치부재 및 상기 클램프를 연결하는 연결프레임을 구비하며,
   상기 거치부재는 상기 토치회전부와 일체로 형성된 용접장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 토치회전부가 장착되며, 상기 이음부의 위치에 따라 상기 토치회전부의 높이를 조절하는 높이조절부를 더 포함하는 용접장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 이음부 주변에 마련되어 상기 이음부를 가용접하는 가용접토치부를 더 포함하는 용접장치.

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