KR20160025253A - 자동 용접 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지면과 수직하게 배치되는 원기둥 형상인 두 개의 구조물 각각의 단부 가장자리가 맞닿아 외측에 형성되는 링 형상의 홈부와 평행하게 이동하는 방향을 따라 전방향에 대한 요동을 허용하는 제1 유닛; 상기 제1 유닛에 결합되고, 상기 링 형상의 홈부를 따라 이동하는 제2 유닛; 상기 제1 유닛에 결합되고, 상기 제1 유닛의 구름 접촉에 연동하여 상기 홈부를 따라 이동하면서 상기 홈부를 용접하는 제3 유닛; 상기 두 개의 구조물 중 상측에 탈착 결합되며, 상, 하 양단부 가장자리에 각각 상기 구조물의 외주면과 대면하는 링 형상의 제1, 2 레일을 형성하는 이동지지 레일 어셈블리; 및 상, 하 양단부가 상기 제1, 2 레일에 탈착 결합되어 구동력을 전달받아 이동하는 것으로, 상기 제1 유닛이 탈착 가능하게 결합되는 이동 대차 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하여, 수직 형태로 배치되는 금속재인 두 개의 원기둥 형상인 구조물 각각의 단부가 맞닿은 부분을 따라 확실하고 우수한 품질로 용접할 수 있도록 하는 자동 용접 장치에 관한 것이다.

Description

자동 용접 장치{AUTOMATIC WELDING APPARATUS}

본 발명은 자동 용접 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수직 형태로 배치되는 금속재인 두 개의 원기둥 형상인 구조물 각각의 단부가 맞닿은 부분을 따라 확실하고 우수한 품질로 용접할 수 있도록 하는 자동 용접 장치에 관한 것이다.

기초 파일(말뚝, pile) 공사에서는 파일이 관입되는 깊이에 따라 파일 단부의 이음을 접합할 필요가 있다.

우선, 관입된 파일의 두부는 추가적인 파일을 용접으로 이음하여 관입시키게 되며, 규격보다 길이가 긴 파일이 필요할 때에는 파일 간의 단부를 상호 용접하여 사용한다.

이때 용접은 작업자에 의해 수작업으로 이루어지거나 자동용접장치를 통하여 이루질 수 있다.

자동용접장치의 경우 용접 숙련이 필요없고 균일한 접합 품질을 얻을 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 등록특허 제10-1160251호의 "지반 공사용 파일 용접 장치"(이하 선행기술1)가 제안되어 있다.

그러나 선행기술1에서는 파일간의 접합 전에 이루어지는 센터링 정열 작업을 할 수 없어 어긋난 용접이 이루어질 수 있다.

그리고, 선행기술1은 토치구동유닛의 수평을 맞출 수 있는 수단이 없어 예정된 용접 부분을 벗어나서 용접이 이루어지는 용접 불량이 야기될 수 있다.

또한, 선행기술1은 가이드레일에 구름 접촉하는 가이드롤러의 설치 개소가 증가되어 부품수가 추가되고, 동력 전달 구조가 복잡하여 제작 비용이 상승된다.

상기와 같은 점에서 안출된 것으로, 등록특허 제10-1285462호의 "분할 해체 및 조립이 용이한 파일 자동 용접 장치 및 이를 이용한 파일 접합 방법"(이하 선행기술2)이 제안되었다.

그러나, 선행기술2는 자동 용접을 실시할 때 관입된 파일의 두부와 추가로 맞대어진 파일의 두부가 이루는 홈부를 따라 정확한 용접이 이루어지기 힘들며, 특히 용접토치(T)가 회전 이송대(30)의 이동에 따라 요동하는 것을 허용하지 아니하므로, 홈부 이외의 부분에 용접이 실시되는 등의 문제가 있었다.

등록특허 제10-1160251호 등록특허 제10-1285462호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 수직 형태로 배치되는 금속재인 두 개의 원기둥 형상인 구조물 각각의 단부가 맞닿은 부분을 따라 확실하고 우수한 품질로 용접할 수 있도록 하는 자동 용접 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지면과 수직하게 배치되는 원기둥 형상인 두 개의 구조물 각각의 단부 가장자리가 맞닿아 외측에 형성되는 링 형상의 홈부와 평행하게 이동하는 방향을 따라 전방향에 대한 요동을 허용하는 제1 유닛; 상기 제1 유닛에 결합되고, 상기 링 형상의 홈부를 따라 이동하는 제2 유닛; 상기 제1 유닛에 결합되고, 상기 제1 유닛의 구름 접촉에 연동하여 상기 홈부를 따라 이동하면서 상기 홈부를 용접하는 제3 유닛; 상기 두 개의 구조물 중 상측에 탈착 결합되며, 상, 하 양단부 가장자리에 각각 상기 구조물의 외주면과 대면하는 링 형상의 제1, 2 레일을 형성하는 이동지지 레일 어셈블리; 및 상, 하 양단부가 상기 제1, 2 레일에 탈착 결합되어 구동력을 전달받아 이동하는 것으로, 상기 제1 유닛이 탈착 가능하게 결합되는 이동 대차 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 제1 유닛은, 상기 이동 대차 어셈블리에 회동 가능하게 결합되고, 상기 제2 유닛과 상기 제3 유닛이 결합되는 이동 지지부와, 상기 이동 지지부에 결합되어 탄성 변형하면서 상기 전방향에 대한 요동을 허용하는 탄성 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 이동 지지부는, 상, 하 높낮이의 조절이 가능하면서 상기 이동 대차 어셈블리에 회동 가능하게 결합되는 피봇 연결봉과, 상기 피봇 연결봉의 단부에 결합되어 상하로 이격하여 적층 배치되는 복수의 지지편과, 상기 지지편의 일측에 결합되어 상기 제3 유닛을 지지하는 제1 지지브라켓을 포함하며, 상기 탄성 지지부는 상기 복수의 지지편 사이에 배치되고, 상기 제2 유닛은 상기 지지편에 결합되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 유닛은, 상기 제1 유닛에 탈착 결합되는 제2 지지브라켓과, 상기 제2 지지브라켓에 회전 가능하게 장착되는 롤러와, 상기 롤러의 외주면을 따라 일정 높이로 돌출되며 가장자리는 상기 링 형상의 홈부에 접촉하는 가이드 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 자동 용접 장치는, 상기 이동지지 레일 어셈블리의 외측에 탈착 결합되는 위치결정편과, 상기 위치결정편과 마주보도록, 상기 이동지지 레일 어셈블리의 외측과 대면하는 상기 이동 대차 어셈블리의 내측에 구비되는 위치감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 자동 용접 장치는, 상측에 상기 이동지지 레일 어셈블리의 장착 위치를 결정 가능하도록, 상기 두개의 구조물 각각의 외주면과 접촉하고, 상기 링 형상의 홈부에 탈착 가능하게 결합되는 센터링 밴드 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 자동 용접 장치는, 상기 이동지지 레일 어셈블리의 제2 레일 외주면을 따라 복수의 기어이가 구비된 링 형상의 랙 기어와, 상기 랙 기어와 맞물려 일방향으로 회전하며, 상기 이동 대차 어셈블리를 상기 제1, 2 레일의 형성 방향을 따라 일방향으로 이동시키는 구동 피니언과, 상기 이동지지 레일 어셈블리의 외측과 대면하는 상기 이동 대차 어셈블리의 내측에 장착되고, 구동축의 단부에 상기 구동 피니언이 결합되는 구동 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 이동지지 레일 어셈블리는, 상기 두 개의 구조물 중 상측의 구조물 외주면과 마주보게 상기 이동지지 레일 어셈블리의 내면에 등간격으로 장착되고, 상기 상측의 구조물 외주면에 접촉하여 밀착되는 탄성 재질로 이루어진 복수의 밀착 고정편과, 상기 밀착 고정편에 내장되고, 금속재인 상기 상측의 구조물 외주면에 대하여 자력을 발생시키는 자석을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 이동지지 레일 어셈블리는, 상기 두 개의 구조물 중 상측의 구조물 외주면과 마주보게 상기 이동지지 레일 어셈블리의 내면에 등간격으로 장착되고, 상기 상측의 구조물 외주면에 접촉하여 밀착되는 탄성 재질로 이루어진 복수의 밀착 고정편과, 상기 밀착 고정편에 내장되고, 상기 상측의 구조물 외주면에 대하여 멀어지는 방향으로 탄성 반발력을 작용하는 탄발 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동 대차 어셈블리는, 상기 이동지지 레일 어셈블리의 외주면과 일정 간격으로 이격하여 마주보며 구동력을 전달받아 일방향으로 이동하는 대차 본체와,

상기 대차 본체의 상부 양측에 배치되어 상기 제1 레일에 구름 접촉하는 한 쌍의 제1 이동 롤러와, 상기 대차 본체의 하단부 가장자리에 회동 가능하게 결합되는 받침편과, 상기 받침편의 양측에 배치되어 상기 제2 레일에 구름 접촉하는 한 쌍의 제2 이동 롤러와, 양단부가 상기 한 쌍의 제1 이동 롤러와 상기 한 쌍의 제2 이동 롤러와 연결되고, 상기 받침편의 단부 가장자리가 상기 대차 본체측에 근접하는 방향으로 상기 회동하도록 탄성력을 작용시키는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 수직 형태로 배치되는 금속재인 두 개의 원기둥 형상인 구조물 각각의 단부가 맞닿은 부분을 따라 확실하고 우수한 품질로 용접할 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 이동 대차 어셈블리의 이동지지 레일 어셈블리를 따라 일방향 회전 이동함에 따른 상, 하, 좌, 우 전방향에 따른 요동을 제1 유닛이 허용하면서, 제2 유닛이 링 형상의 홈부를 정확하게 안내하며, 제3 유닛이 용접을 실시하므로, 선행기술들에 비하여 용접 결함을 최소화하고, 우수한 품질의 용접 제품을 획득할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 컨트롤러를 포함하여 제1, 2, 3 유닛과 이동 대차 어셈블리 및 이동지지 레일 어셈블리 등의 각 구성요소가 전부 분리 체결 가능한 구조이므로, 운반과 유지 관리가 용이하고, 고장 발생 개소를 즉각적으로 파악할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치가 구조물에 설치되어 용접을 실시할 준비가 완료된 상태를 나타낸 사시도
도 2는 도 1의 부분 확대 사시도로, 도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치의 주요부인 제2 유닛의 전체적인 구조를, 도 2(b)는 제1, 2 구조물에 의하여 형성된 홈부의 상세를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 용접 장치의 주요부인 이동지지 레일 어셈블리의 구조를 나타낸 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치의 주요부인 이동 대차 어셈블리의 전체적인 구조를 나타낸 사시도로, 이동지지 레일 어셈블리의 외주면과 대면하는 내측면에서 바라본 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치의 주요부인 이동 대차 어셈블리를 이동지지 레일 어셈블리에 장착하는 과정을 순차적으로 나타낸 것으로, 도 5(a)는 장착전을, 도 5(b)는 장착후를 각각 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치를 구조물에 설치하기 전에 수평 상태를 맞추기 위하여 구조물에 일시 설치하고 분리하는 센터링 밴드 어셈블리의 전체적인 구조를 나타낸 사시도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치가 구조물에 설치되어 용접을 실시할 준비가 완료된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 2는 도 1의 부분 확대 사시도로, 도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치의 주요부인 제2 유닛의 전체적인 구조를, 도 2(b)는 제1, 2 구조물에 의하여 형성된 홈부의 상세를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 용접 장치의 주요부인 이동지지 레일 어셈블리의 구조를 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치의 주요부인 이동 대차 어셈블리의 전체적인 구조를 나타낸 사시도로, 이동지지 레일 어셈블리의 외주면과 대면하는 내측면에서 바라본 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치의 주요부인 이동 대차 어셈블리를 이동지지 레일 어셈블리에 장착하는 과정을 순차적으로 나타낸 것으로, 도 5(a)는 장착전을, 도 5(b)는 장착후를 각각 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접 장치를 구조물에 설치하기 전에 수평 상태를 맞추기 위하여 구조물에 일시 설치하고 분리하는 센터링 밴드 어셈블리의 전체적인 구조를 나타낸 사시도이다.

본 발명은 도시된 바와 같이 제1 유닛(100)과 제2 유닛(200)과 제3 유닛(300)과 이동지지 레일 어셈블리(400)와 이동 대차 어셈블리(500)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

제1 유닛(100)은 지면과 수직하게 배치되는 원기둥 형상인 두 개의 구조물(610, 620) 각각의 단부 가장자리가 맞닿아 외측에 형성되는 링 형상의 홈부(630)와 평행하게 이동하는 방향을 따라 전방향에 대한 요동을 허용하는 것이다.

제2 유닛(200)은 제1 유닛(100)에 결합되고, 링 형상의 홈부(630)를 따라 이동하는 것이다.

제3 유닛(300)은 제1 유닛(100)에 결합되고, 제1 유닛(100)의 구름 접촉에 연동하여 홈부(630)를 따라 이동하면서 홈부(630)를 용접하는 것이다.

이동지지 레일 어셈블리(400)는 두 개의 구조물(610, 620) 중 상측에 탈착 결합되며, 상, 하 양단부 가장자리에 각각 구조물(610, 620)의 외주면과 대면하는 링 형상의 제1, 2 레일(401, 402)을 형성하는 것이다.

이동 대차 어셈블리(500)는 상, 하 양단부가 제1, 2 레일(401, 402)에 탈착 결합되어 구동력을 전달받아 이동하는 것으로, 제1 유닛(100)이 탈착 가능하게 결합되는 것이다.

따라서, 본 발명은 이동 대차 어셈블리(500)가 회전 이동함에 따른 상, 하, 좌, 우 전방향에 따른 요동을 제1 유닛(100)이 허용하면서, 제2 유닛(200)이 링 형상의 홈부(630)를 정확하게 안내하며, 제3 유닛(300)이 용접을 실시하므로, 용접 결함을 최소화하고, 우수한 품질의 용접 제품을 획득할 수 있게 된다.

본 발명은 상기와 같은 구성의 실시예를 적용할 수 있으며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선, 링 형상의 홈부(630)는 도 2(b)와 같이 제1 경사면(631)과 제2 경사면(632)에 의하여 형성되는 것을 알 수 있다.

제1 경사면(631)은 상측에 배치되는 원기둥 형상인 제1 구조물(610) 하단부 가장자리의 외측으로부터 내측을 향하여 하향 경사지게 링 형상으로 형성된다.

제2 경사면(632)은 하측에 배치되어 제1 구조물(610)과 맞닿는 원기둥 형상인 제2 구조물(620) 상단부 가장자리의 외측으로부터 내측을 향하여 상향 경사지게 링 형상으로 형성된다.

이러한 홈부(630)는 전체적으로 'V'자 형상의 단면을 형성하여 후술할 제2 유닛(200)이 정확하게 제3 유닛(300)의 용접을 안내하게 된다.

여기서, 제3 유닛(300)은 제1 유닛(100)에 탈착 결합되는 용접 토치와, 특별히 도시하지 않았으나 용접용 가스 공급원 등을 포함할 수 있다.

한편, 제1 유닛(100)은 다시 도 1을 참조하면 제2 유닛(200) 및 제3 유닛(300)이 장착되는 공간과 면적을 제공하기 위한 것으로, 이동 지지부(110)와 탄성 지지부(120)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

이동 지지부(110)는 후술할 이동 대차 어셈블리(500)에 회동 가능하게 결합되고, 제2 유닛(200)과 제3 유닛(300)이 결합되는 공간과 면적을 제공하기 위한 것이다.

탄성 지지부(120)는 이동 지지부(110)에 결합되어 탄성 변형하면서 전방향에 대한 요동을 허용하는 것이다.

이동 지지부(110)는 구체적으로는 상, 하 높낮이의 조절이 가능하면서 이동 대차 어셈블리(500)에 회동 가능하게 결합되는 피봇 연결봉(111)과, 피봇 연결봉(111)의 단부에 결합되어 상하로 이격하여 적층 배치되는 복수의 지지편(112)과, 지지편(112)의 일측에 결합되어 제3 유닛(300)을 지지하는 제1 지지브라켓(113)을 포함한다.

여기서, 탄성 지지부(120)는 복수의 지지편(112) 사이에 배치되고, 후술할 제2 유닛(200)은 지지편(112)에 결합되는 것을 알 수 있다.

이때, 탄성 지지부(120)는 지지편(112) 사이에 배치되는 코일 스프링이나 판 스프링 등과 같은 복수의 스프링 부재일 수 있다.

한편, 제2 유닛(200)은 도 2(a)를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 제1 유닛(100)에 탈착 결합되는 제2 지지브라켓(210)과, 제2 지지브라켓(210)에 회전 가능하게 장착되는 롤러(220)와, 롤러(220)의 외주면을 따라 일정 높이로 돌출되며 가장자리는 링 형상의 홈부(630)에 접촉하는 가이드 블레이드(230)를 포함하는 것을 알 수 있다.

따라서, 가이드 블레이드(230)는 'V'자 형상의 단면을 가진 홈부(630)에 구름 접촉하면서 제3 유닛(300)에 정확한 용접 위치를 안내할 수 있게 된다.

한편, 이동지지 레일 어셈블리(400)는 후술할 이동 대차 어셈블리(500)가 장착되는 공간과 면적을 제공하는 것으로, 도 3을 참조하면 크게 제1, 2 레일 분할편(410, 410, 420, 420)과, 레일 연결편(430)과, 레일 체결구(450)를 포함하는 구성임을 알 수 있다.

제1 레일 분할편(410, 410)은 원호 형상으로 양분되어 각각의 일단부는 상호 탈착 결합 가능한 한 쌍의 것이며, 상호 결합되어 링 형상의 제1 레일(401)을 형성하게 된다.

제2 레일 분할편(420, 420)은 한 쌍의 제1 레일 분할편(410, 410)의 하부에 배치되고, 원호 형상으로 양분되어 각각의 일단부는 상호 탈착 결합 가능한 한 쌍의 것이며, 상호 결합되어 링 형상의 제2 레일(402)을 형성하게 된다.

레일 연결편(430)은 양단부는 제1 레일 분할편(410, 410)과 제2 레일 분할편(420, 420)을 연결하며, 제1 레일 분할편(410, 410)과 제2 레일 분할편(420, 420)의 형성 방향을 따라 등간격으로 배치되는 복수의 부재이다.

레일 체결구(450)는 복수의 레일 연결편(430)들 중 제1 레일 분할편(410, 410)과 제2 레일 분할편(420, 420) 각각의 타단부에 인접하여 배치된 레일 연결편(430)을 상호 탈착 결합시키는 복수의 부재이다.

한편, 이동지지 레일 어셈블리(400)는 제1 구조물(610)에 대한 밀착 고정력을 강화하기 위하여 밀착 고정편(432)을 더 구비할 수도 있다.

밀착 고정편(432)은 두 개의 구조물(610, 620) 중 상측의 구조물(610) 외주면과 마주보게 이동지지 레일 어셈블리(400)의 내면에 등간격으로 장착되고, 상측의 구조물(610) 외주면에 접촉하여 밀착되는 탄성 재질로 이루어진 복수의 부재이다.

여기서, 밀착 고정편(432)은 이동지지 레일 어셈블리(400)의 형성 방향을 따라 등간격으로 배치되는 레일 연결편(430)에 각각 배치되는 것이다.

이때, 본 발명은 밀착 고정력을 더욱 배가시키기 위하여 밀착 고정편(432)에 내장되고, 금속재인 상측의 구조물(610) 외주면에 대하여 자력을 발생시키는 자석(이하 미도시)을 더 구비할 수도 있다.

또한, 본 발명은 밀착 고정력을 더욱 배가시키기 위하여 밀착 고정편(432)에 내장되고, 상측의 구조물(610) 외주면에 대하여 멀어지는 방향으로 탄성 반발력을 작용하는 탄발 부재(이하 미도시)를 더 구비할 수도 있음은 물론이다.

한편, 이동 대차 어셈블리(500)는 이동지지 레일 어셈블리(400)를 따라 이동하며 제1 유닛(100)에 결합된 제3 유닛(300)이 일정한 속도로 용접을 실시할 수 있게 일방향으로 이동하는 것으로, 도 1과 도 4 및 도 5를 참조하면, 대차 본체(510)와 제1, 2 이동 롤러(521, 522)와 받침편(530)과 스프링(540)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

대차 본체(510)는 이동지지 레일 어셈블리(400)의 외주면과 일정 간격으로 이격하여 마주보며 구동력을 전달받아 일방향으로 이동하는 것이다.

한 쌍의 제1 이동 롤러(521)는 대차 본체(510)의 상부 양측에 배치되어 제1 레일(401)에 구름 접촉하는 것이다.

받침편(530)은 대차 본체(510)의 하단부 가장자리에 회동 가능하게 결합되는 것이다.

한 쌍의 제2 이동 롤러(522)는 받침편(530)의 양측에 배치되어 제2 레일(402)에 구름 접촉하는 것이다.

스프링(540)은 양단부가 한 쌍의 제1 이동 롤러(521)와 한 쌍의 제2 이동 롤러(522)와 연결되고, 받침편(530)의 단부 가장자리가 대차 본체(510)측에 근접하는 방향으로 회동하도록 탄성력을 작용시키는 것이다.

또한, 이동 대차 어셈블리(500)는 대차 본체(510)의 하단부 가장자리로부터 상측으로 절개 형성된 슬롯(570)과, 받침편(530)과 일체로 회동 가능하게 결합되어 슬롯(570)을 따라 왕복 가능한 회동 손잡이(580)를 더 포함할 수도 있다.

한편, 본 발명은 이동지지 레일 어셈블리(400)를 따라 이동 대차 어셈블리(500)가 이동할 수 있도록 랙 기어(460)와 구동 피니언(560) 및 구동 모터(550)를 더 구비할 수도 있음은 물론이다.

랙 기어(460)는 이동지지 레일 어셈블리(400)의 제2 레일(402) 외주면을 따라 복수의 기어이가 구비된 링 형상의 부재이다.

구동 피니언(560)은 랙 기어(460)와 맞물려 일방향으로 회전하며, 이동 대차 어셈블리(500)를 제1, 2 레일(401, 402)의 형성 방향을 따라 일방향으로 이동시키는 것이다.

구동 모터(550)는 이동지지 레일 어셈블리(400)의 외측과 대면하는 이동 대차 어셈블리(500)의 내측에 장착되고, 구동축의 단부에 구동 피니언(560)이 결합되는 것이다.

따라서, 작업자가 도 5(a)와 같이 제1 이동 롤러(521)를 제1 레일(401)에 걸어둔 상태에서 슬롯(570)의 형성 방향을 따라 회동 손잡이(580)를 들어올리면, 받침편(530)은 대차 본체(510)에 대하여 회동하게 되면서 제2 이동 롤러(522)가 제2 레일(402)에 구름 접촉되기 용이한 상태가 된다.

여기서, 스프링(540)은 회동 손잡이(580)의 회동 동작에 따른 받침편(530)의 경사 회동에 따라 신장된다.

이후, 작업자가 회동 손잡이(580)를 놓으면, 스프링(540)은 수축하려는 탄성력을 작용하면서 도 5(b)와 같이 제2 이동 롤러(522)가 제2 레일(402)에 구름 접촉되는 것이다.

한편, 본 발명은 이동지지 레일 어셈블리(400)의 외측에 탈착 결합되는 위치결정편(700, 이하 도 4 참조)과, 위치결정편(700)과 마주보도록, 이동지지 레일 어셈블리(400)의 외측과 대면하는 이동 대차 어셈블리(500)의 내측에 구비되는 위치감지 센서(이하 미도시)를 더 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수 있다.

여기서, 위치결정편(700)은 이동지지 레일 어셈블리(400)의 외측에 탈착 가능한 영구자석(이하 미도시)을 포함할 수도 있다.

이때, 위치감지 센서는 위치결정편(700)과 위치감지 센서가 마주보며, 제3 유닛(300)에 의한 용접이 이루어지지 않은 상태를 초기 상태로 한다.

이후, 제3 유닛(300)에 의한 용접이 초기 상태로부터 이동 대차 어셈블리(500)의 이동에 따라 이루어진 후, 위치감지 센서가 위치결정편(700)과 다시 마주보는 상태를 완료 상태로 한다.

따라서, 위치감지 센서는 완료 상태에서 이동 대차 어셈블리(500)의 구동력을 차단함과 동시에 제3 유닛(300)의 가동을 정지하는 신호를 이동 대차 어셈블리(500)에 탈착 가능하게 구비된 컨트롤러(900)로 전송하여 이동 대차 어셈블리(500)의 이동을 정지시키게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 도 6과 같이 상측에 이동지지 레일 어셈블리(400)의 장착 위치를 결정 가능하도록, 두개의 구조물(610, 620) 각각의 외주면과 접촉하고, 내측면을 따라 링 형상의 홈부(630)에 탈착 가능하게 결합되는 링 형상의 체결 리브(801)를 구비한 센터링 밴드 어셈블리(800)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 체결 리브(801)의 단면 형상은 전체적으로 쐐기 형상, 즉 'V'자 형상인 홈부(630)에 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 센터링 밴드 어셈블리(800)는, 둘로 분할되어 일측 가장자리는 상호 회동 가능하게 결합되며, 내주면을 따라 체결 리브(801)가 돌출된 링형 분할판(810, 810)과, 링형 분할판(810, 810) 각각의 타측 가장자리를 탈착 가능하게 상호 연결하는 밴드 체결구(820)와, 링형 분할판(810, 810)의 외주면을 따라 등간격으로 배치되고, 상단부 가장자리에 이동지지 레일 어셈블리(400)가 안착되는 수평 조절편(830)을 포함한다.

이러한 센터링 밴드 어셈블리(800)는 이동지지 레일 어셈블리(400)의 장착이 완료되면 구조물(610, 620)로부터 분리하면 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 자동 용접 장치를 구조물에 장착하는 과정 및 용접하는 과정에 대하여 간략히 설명하고자 한다.

우선, 작업자는 제1, 2 구조물(610, 620)을 상호 맞대어 수직으로 배치하여 'V'자 형상의 단면을 가진 홈부(630)를 형성하도록 하고, 이러한 홈부(630)에 밴드 체결구(820)의 결합 상태를 해제하여 링형 분할판(810, 810)을 벌린 후, 체결 리브(801)를 홈부(630)에 맞추고 링형 분할판(810, 810)을 다시 오므려, 밴드 체결구(820)로 다시 체결한다.

이후, 작업자는 수평 조절편(830)을 도 6의 화살표 방향으로 회동시켜 도 6과 같이 상측으로 배치되게 한 후, 레일 체결구(450)의 체결을 풀어 제1, 2 레일 분할편(410, 420)을 벌린 후, 수평 조절편(830)의 상단부에 제2 레일(402)이 접촉되게 한 다음, 제1, 2 레일 분할편(410, 420)을 다시 오므려, 레일 체결구(450)로 다시 체결한다.

다음으로, 작업자는 제1 이동 롤러(521)를 제1 레일(401)에 걸어둔 상태에서 슬롯(570)의 형성 방향을 따라 회동 손잡이(580)를 들어올려, 스프링(540)을 회동 손잡이(580)의 회동 동작에 따른 받침편(530)의 경사 회동에 따라 신장시킨다.

계속하여, 작업자가 회동 손잡이(580)를 놓으면, 제2 이동 롤러(522)가 제2 레일(402)에 구름 접촉되며, 이렇게 체결된 이동 대차 어셈블리(500)에 제1 유닛(100)을 회동 가능하게 장착하고, 제1 유닛(100)에 결합된 제2 유닛(200)의 가이드 블레이드(230)를 홈부(630)에 맞춰 안착시킨다.

다음으로, 작업자는 제3 유닛(300)을 제1 유닛(100)에 장착하고, 컨트롤러(900)를 조작하여 구동 모터(550)와 제3 유닛(300)을 가동시켜 용접을 하게 되는 것이다.

여기서, 작업자는 전술한 바와 같이 이동지지 레일 어셈블리(400)에 위치결정편(700)을 장착하고, 컨트롤러(800)로써 위치결정편(700)이 장착되어 위치감지 센서와 마주보는 위치를 초기 위치, 즉 시점으로 설정한 다음, 대차 본체(510)가 한바퀴 회전하여 다시 위치결정편(700)과 위치감지 센서가 마주보면 구동 모터(550)와 제3 유닛(300)의 가동을 중지시키는 설정을 할 수도 있음은 물론이다.

이상과 같이 본 발명은 수직 형태로 배치되는 금속재인 두 개의 원기둥 형상인 구조물 각각의 단부가 맞닿은 부분을 따라 확실하고 우수한 품질로 용접할 수 있도록 하는 자동 용접 장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100...제1 유닛
110...이동 지지부
111...피봇 연결봉
112...지지편
113...제1 지지브라켓
120...탄성 지지부
200...제2 유닛
210...제2 지지브라켓
220...롤러
230...가이드 블레이드
300...제3 유닛
400...이동지지 레일 어셈블리
401...제1 레일
402...제2 레일
410, 410...제1 레일 분할편
420, 420...제2 레일 분할편
430...레일 연결편
432...밀착 고정편
450...레일 체결구
460...랙 기어
500...이동 대차 어셈블리
510...대차 본체
521...제1 이동 롤러
522...제2 이동 롤러
530...받침편
540...스프링
550...구동 모터
560...구동 피니언
570...슬롯
580...회동 손잡이
610...제1 구조물, 상측의 구조물
620...제2 구조물
630...홈부
631...제1 경사면
632...제2 경사면
700...위치결정편
800...센터링 밴드 어셈블리
801...체결 리브
810, 810...링형 분할판
820...밴드 체결구
830...수평 조절편
900...컨트롤러

Claims (10)

1. 지면과 수직하게 배치되는 원기둥 형상인 두 개의 구조물 각각의 단부 가장자리가 맞닿아 외측에 형성되는 링 형상의 홈부와 평행하게 이동하는 방향을 따라 전방향에 대한 요동을 허용하는 제1 유닛;
   상기 링 형상의 홈부를 따라 이동하는 제2 유닛;
   상기 제1 유닛과 접촉 연동하여 상기 홈부를 따라 이동하면서 상기 홈부를 용접하는 제3 유닛;
   상기 두 개의 구조물 중 어느한측에 탈착 결합되며, 가장자리에 각각 상기 구조물의 외주면과 대면하는 링 형상의 레일을 형성하는 이동지지 레일 어셈블리; 및
   상기 레일에 결합되어 구동력을 전달받아 이동하는 것으로, 상기 제1 유닛이 결합되는 이동 대차 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 유닛은,
   상기 이동 대차 어셈블리에 회동 가능하게 결합되고, 상기 제2 유닛과 상기 제3 유닛이 결합되는 이동 지지부와,
   상기 이동 지지부에 결합되어 탄성 변형하면서 상기 전방향에 대한 요동을 허용하는 탄성 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 이동 지지부는,
   상, 하 높낮이의 조절이 가능하면서 상기 이동 대차 어셈블리에 회동 가능하게 결합되는 피봇 연결봉과,
   상기 피봇 연결봉의 단부에 결합되어 상하로 이격하여 적층 배치되는 복수의 지지편과,
   상기 지지편의 일측에 결합되어 상기 제3 유닛을 지지하는 제1 지지브라켓을 포함하며,
   상기 탄성 지지부는 상기 복수의 지지편 사이에 배치되고,
   상기 제2 유닛은 상기 지지편에 결합되는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 유닛은,
   상기 제1 유닛에 탈착 결합되는 제2 지지브라켓과,
   상기 제2 지지브라켓에 회전 가능하게 장착되는 롤러와,
   상기 롤러의 외주면을 따라 일정 높이로 돌출되며 가장자리는 상기 링 형상의 홈부에 접촉하는 가이드 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 자동 용접 장치는,
   상기 이동지지 레일 어셈블리의 외측에 탈착 결합되는 위치결정편과,
   상기 위치결정편과 마주보도록, 상기 이동지지 레일 어셈블리의 외측과 대면하는 상기 이동 대차 어셈블리의 내측에 구비되는 위치감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 자동 용접 장치는,
   상측에 상기 이동지지 레일 어셈블리의 장착 위치를 결정 가능하도록, 상기 두개의 구조물 각각의 외주면과 접촉하고, 상기 링 형상의 홈부에 탈착 가능하게 결합되는 센터링 밴드 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 자동 용접 장치는,
   상기 이동지지 레일 어셈블리의 제2 레일 외주면을 따라 복수의 기어이가 구비된 링 형상의 랙 기어와,
   상기 랙 기어와 맞물려 일방향으로 회전하며, 상기 이동 대차 어셈블리를 상기 제1, 2 레일의 형성 방향을 따라 일방향으로 이동시키는 구동 피니언과,
   상기 이동지지 레일 어셈블리의 외측과 대면하는 상기 이동 대차 어셈블리의 내측에 장착되고, 구동축의 단부에 상기 구동 피니언이 결합되는 구동 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동지지 레일 어셈블리는,
   상기 두 개의 구조물 중 상측의 구조물 외주면과 마주보게 상기 이동지지 레일 어셈블리의 내면에 등간격으로 장착되고, 상기 상측의 구조물 외주면에 접촉하여 밀착되는 탄성 재질로 이루어진 복수의 밀착 고정편과,
   상기 밀착 고정편에 내장되고, 금속재인 상기 상측의 구조물 외주면에 대하여 자력을 발생시키는 자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동지지 레일 어셈블리는,
   상기 두 개의 구조물 중 상측의 구조물 외주면과 마주보게 상기 이동지지 레일 어셈블리의 내면에 등간격으로 장착되고, 상기 상측의 구조물 외주면에 접촉하여 밀착되는 탄성 재질로 이루어진 복수의 밀착 고정편과,
   상기 밀착 고정편에 내장되고, 상기 상측의 구조물 외주면에 대하여 멀어지는 방향으로 탄성 반발력을 작용하는 탄발 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동 대차 어셈블리는,
    상기 이동지지 레일 어셈블리의 외주면과 일정 간격으로 이격하여 마주보며 구동력을 전달받아 일방향으로 이동하는 대차 본체와,
    상기 대차 본체의 상부 양측에 배치되어 상기 제1 레일에 구름 접촉하는 한 쌍의 제1 이동 롤러와,
    상기 대차 본체의 하단부 가장자리에 회동 가능하게 결합되는 받침편과,
    상기 받침편의 양측에 배치되어 상기 제2 레일에 구름 접촉하는 한 쌍의 제2 이동 롤러와,
    양단부가 상기 한 쌍의 제1 이동 롤러와 상기 한 쌍의 제2 이동 롤러와 연결되고, 상기 받침편의 단부 가장자리가 상기 대차 본체측에 근접하는 방향으로 상기 회동하도록 탄성력을 작용시키는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 장치.
    

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