KR20160026449A - 파이프 맞대기 용접장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파이프 맞대기 용접장치를 개시한다.
본 발명은, 다수의 파이프가 직경별로 수납되어 저장되며, 상하로 승강 가능하게 설치되는 적재함과; 적재함으로부터 소망하는 직경의 파이프를 공급받아 이를 공급하는 공급 컨베이어부와; 공급 컨베이어부와 대향되는 위치에 위치되며, 용접 작업이 완료된 파이프를 배출하는 배출 컨베이어부와; 공급 컨베이어부와 배출 컨베이어부 사이에 위치되며, 파이프의 직경에 따라 승하강 수단을 통해 상하로 이동 가능하게 설치된 베이스 플레이트와; 공급되는 제1파이프를 선반척을 통해 고정시킨 상태에서 회전시키는 제1고정부와; 공급되는 제2파이프를 선반척을 통해 고정시킨 상태에서 회전시키는 제2고정부와; 용접 부위를 가열하기 위한 예열부와; 접지를 위해서 수평이동 되는 어스 유닛과; 제1파이프와 제2파이프 단부를 용접하는 용접 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 파이프의 직경에 따라 각 어셈블리가 위치된 베이스 플레이트를 상하로 연동시킴으로써 정확한 센터라인을 일치시킬 수 있게 된다. 따라서 셋팅 시간의 단축에 따른 생산성과 작업성 향상을 도모할 수 있으며, 진직도 향상을 통해 용접된 파이프의 신뢰성을 향상시킬 수 있게된다.

Description

파이프 맞대기 용접장치{A BUTT WELDING APPARATUS OF PIPE}
본 발명은 파이프 맞대기 용접 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동으로 파이프 맞대기 용접을 수행할 수 있는 것은 물론이고, 특히 다양한 직경을 갖는 파이프를 용접할 수 있는 파이프 맞대기 용접장치에 관한 것이다.
일반적으로, 파이프 제조 라인에서 일정한 크기로 대량 생산되는 파이프를 소비자가 원하는 길이로 연결하기 위해서 파이프의 양단을 맞대어 놓은 상태에서 상호간을 용접하는 맞대기 용접이 주로 사용된다.
이러한 용접은 파이프가 원형 단면을 가지는 것이어서 직경이 큰 경우에는 용접 장치를 회전시키면서 용접 작업이 이루어지거나, 직경이 작은 경우에는 파이프를 회전시키면서 용접 작업이 이루어진다.
이러한 파이프 용접 장치와 관련한 선행기술에는 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제10-2007-0019722호, 출원번호 제20-1988-0016969호 등이 있다.
그러나, 종래의 파이프 용접은 수동으로 이루어지므로 안정적인 품질을 보증할 수 없으며, 다양한 직경을 가지는 파이프의 경우 새로운 세팅이 필요하고, 직경이 작은 파이프의 경우 정밀한 용접이 힘들다는 사용상의 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고자 특허출원 10-2012-0031473호에는 파이프를 자동으로 용접하기 위한 파이프 맞대기 용접장치가 제안되어 있는 바, 이는 도 1 내지 도 1 내지 도 4에 나타내 보인 바와 같이, 파이프 맞대기 용접 장치는 먼저 제1고정부(210)와 제2고정부(220)를 통해서 제1파이프(10)와 제2파이프(20)를 단단하게 고정된 상태에서 용접 유닛의 용접 토치(242)를 통해서 용접작업이 이루어진다.
여기서, 상기 제1고정부(210)와 제2고정부(220)는 선반 가공에 사용되는 척을 가압(chuck)을 이용하여 파이프의 외주면을 가압시켜서 고정하는 방식을 이용하게 된다.
이때 특히, 상기 제1고정부(210)는 공급 컨베이어부를 통해서 공급되는 제1파이프를 고정시킨 상태에서 회전시키게 되며, 제2고정부(220)는 상기 공급 컨베이어부를 통해서 공급되는 제2파이프를 고정시킨 상태에서 회전시키되 상기 제1고정부에 대향된 위치에 설치된다.
그리고, 스토퍼부(230)는 유압 또는 공압기를 이용하여 상하로 이동되며, 1파이프(10)와 제2파이프(20)의 위치를 조정하는 역할을 하게 된다.
이러한 스토퍼부(230)의 작동에 대해 살펴보면, 먼저, 제1컨베이어부를 통해서 투입되는 제1파이프는 제1고정부(210)와 제2고정부(220)를 관통하여 배출 컨베이어부까지 이송된다.
상기 이송이 완료되면 도 2에 도시된 바와 같이 스토퍼부(230)가 상승하고, 배출 컨베이어부가 역회전하여 제1파이프의 단부가 스토퍼부(230)에 밀착되고, 제1고정부는 제1파이프의 외주면을 가압하여 단단하게 고정하게 된다.
상기 제1파이프의 고정이 완료되면 스토퍼가 하강하게 되며, 공급 컨베이어부를 통해서 제2파이프(20)가 제1파이프(10)의 측면까지 이송된다.
그리고 상기 이송이 완료되면 제2고정부가 제2파이프를 단단하게 고정하여 용접 준비 작업이 완료된다.
제1고정부(210)와 제2고정부(220)는 하나의 구동 모터(미도시됨)를 통해서 구동축(292)에 연결되어 회전되며, 제1고정부(210)와 제2고정부(220)는 고정된 제1파이프와 제2파이프의 접촉 부위를 용접 유닛이 용접하게 된다.
상기 제1고정부와 제2고정부 사이에는 예열부(270), 그라인더부(260), 어스 유닛(250), 용접유닛(240)이 수평 이동가능하게 설치된다.
먼저, 그라인더부(260)는 상기 제1파이프와 제2파이프의 단부를 밀착되도록 그라인딩 하는 역할을 하며, LM 가이드와 유공압기를 이용하여 수평이동가능하게 설치되며, 제1고정부와 제2고정부가 회전되면서 제1파이프와 제2파이프의 단부를 그라인딩 하여 모재의 녹이나 버(burr)를 제거하게 된다.
다음으로, 예열부(270)는 용접 부위를 가열하기 위하여 산소와 LPG 가스를 이용하는 것으로 우수한 용접 품질을 얻을 수 있으며, 접지를 위해서 수평이동 되는 어스 유닛(250)이 설치된다.
마지막으로, 상기 제1파이프와 제2파이프 단부를 용접하는 용접유닛(240)이 설치된다.
상기 용접 유닛(240)은 용접 위치를 조정하기 위한 X축 및 Y축 위치 조정부(248)가 포함되는 것이 바람직하다.
X축제거하고 위빙방식 사용 용접 대상물인 파이프의 직경 변화에 따라서 상기 위치 조정부(248)를 이용하여 빠르게 세팅할 수 있다.
또한, 상기 용접 유닛(240)은 도 2, 4에 도시된 바와 같이 TIG 용접를 이용하는 것이 바람직하나, 플라즈마 용접기, MIG 용접기 등을 이용할 수도 있다.
이러한 설비를 이용한 용접 과정을 살펴보면, 앞서 살펴본 제1고정부 및 제2고정부에 고정된 제1파이프와 제2파이프는 회전하게 되고, 그라인더부가 이동되어 제1파이프와 제2파이프의 단부를 그라인딩하게 된다.
상기 그라인딩 과정이 완료되면 예열부가 이동되어 파이프의 잔류 수분 제거와 용접 품질 향상을 위해서 예열을 하게 되고, 예열 과정이 완료되면 제1고정부와 제2고정부는 정지하게 된다.
이때 어스 유닛이 이동되어 접지를 잡고, 용접 유닛의 위치 조정부가 용접 토치의 위치를 조정하게 된다.
그리고 조정이 완료된 후 제1고정부와 제2고정부가 다시 회전하면서 용접작업이 시작된다.
용접 작업이 완료되면 어스 유닛과 용접 유닛이 제위치로 이동되고, 용접된 파이프는 배출 컨베이어부를 통해서 배출하게 되고, 다시 새로운 파이프가 공급되어 연속적이 파이프 용접 작업이 진행된다.
이러한 구성을 갖는 종래 파이프 맞대기 용접장치는, 수작업을 통해 파이프를 상호 용접하는 것과 비교할 때 자동으로 용접함으로써 작업시간의 단축 및 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는 것이지만 다음과 같은 문제점을 내재하고 있다.
첫째, 다양한 직경을 갖는 파이프를 맞대기 용접할 때 이에 대처하여 전체 어셈블리의 상,하 높이 조절이 원활하게 이루어지지 못함으로써 각 어셈블리를 새로 셋팅하는 시간이 매우 오래 걸림으로써 작업성의 저하와 생산성의 저하를 초래하는 문제점이 내재되어 있다.
둘째, 상술한 파이프의 직경 변화에 따라 파이프의 중심센터와 고정부의 중심센터가 일치되지 않게 되면 고정부의 급부하 발생으로 인한 풀림 현상이 야기되고, 결과적으로 용접된 파이프의 직직도 불량으로 인한 용접 불량이 발생되는 치명적인 문제점을 내재하고 있다.
셋째, 제1고정부와 제2고정부를 상하로 이동시키기 위하여 별도의 스토퍼부가 마련되어야 함으로써 부품수 증가에 따른 코스트의 상승을 초래하는 문제점을 내재하고 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 종래 파이프 맞대기 용접장치가 가지고 있는 장점을 그대로 간직하는 것은 물론이고, 특히 파이프 직경의 변화에 따라 신속하게 센터라인의 일치를 도모함으로써 생산성 및 작업성을 향상시킬 수 있으며, 직진도 향상에 따른 용접 불량 원인을 미연에 방지할 수 있고 부품수 감소에 따른 코스트 절감을 도모할 수 있는 파이프 맞대기 용접장치를 제공함에 그 목적이 있다.
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파이프 맞대기 용접장치는, 다수의 파이프가 직경별로 수납되어 저장되며, 상하로 승강 가능하게 설치되는 적재함과; 상기 적재함으로부터 소망하는 직경의 파이프를 공급받아 이를 공급하는 공급 컨베이어부와; 상기 공급 컨베이어부와 대향되는 위치에 위치되며, 용접 작업이 완료된 파이프를 배출하는 배출 컨베이어부와; 상기 공급 컨베이어부와 배출 컨베이어부 사이에 위치되며, 파이프의 직경에 따라 승하강 수단을 통해 상하로 이동 가능하게 설치된 베이스 플레이트와; 상기 공급 컨베이어부를 통해서 공급되는 제1파이프를 선반척을 통해 고정시킨 상태에서 회전시키는 제1고정부와; 상기 제 1 고정부와 대향되는 위치에 위치되며, 공급 컨베이어부를 통해서 공급되는 제2파이프를 선반척을 통해 고정시킨 상태에서 회전시키는 제2고정부와; 상기 제1고정부와 제2고정부 사이에 설치되며, 용접 부위를 가열하기 위한 예열부와; 상기 제1고정부와 제2고정부 사이에 설치되며, 접지를 위해서 수평이동 되는 어스 유닛과; 상기 제1파이프와 제2파이프 단부를 용접하는 용접 유닛;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 한 특징은, 상기 제 1 고정부와 제 2 고정부 및 예열부와 어스 유닛 그리고 용접 유닛은 베이스 플레이트상에 위치되며, 승하강 수단에 의해 함께 상하로 연동되는 것에 있다.
본 발명의 바람직한 다른 한 특징은, 상기 승하강 수단은, 베이스 플레이트의 하부에 위치되며 설치 바닥면에 위치되는 하부 플레이트와; 상기 하부 플레이트의 좌우에 나란하게 배열 설치되며, 일단이 베이스 플레이트의 하부 양측면에 결합되는 리밋 가이드 장치와; 상기 리밋 가이드 장치에 의해 베이스 플레이트가 연동되도록 하부 플레이트의 하부 양측면에 위치되며 일단이 베이스 플레이트에 타단이 하부 플레이트에 결합되는 좌우 링크쌍;을 포함하여 된 것에 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 파이프 맞대기 용접장치는, 파이프의 직경에 따라 각 어셈블리가 위치된 베이스 플레이트를 상하로 연동시킴으로써 정확한 센터라인을 일치시킬 수 있게 된다.
따라서 셋팅 시간의 단축에 따른 생산성과 작업성 향상을 도모할 수 있으며, 진직도 향상을 통해 용접된 파이프의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1 내지 도 4는 종래 맞대기 용접장치를 나타낸 구성도들.
도 5는 본 발명에 따른 파이프 맞대기 용접장치의 요부 정면도.
도 6은 본 발명에 따른 파이프 맞대기 용접장치의 요부 측면도.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 맞대기 용접장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
다만 이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하며 동일 부품에는 동일한 부호를 부여하였다.
이에 나타내 보인 바와 같이 본 발명에 따른 파이프 맞대기 용접장치는, 다수의 파이프가 직경별로 수납되어 저장되며, 상하로 승강 가능하게 설치되는 적재함(10)을 구비한다.
그리고 적재함(10)으로부터 소망하는 직경의 파이프를 공급받아 이를 공급하는 공급 컨베이어부(110)를 구비하며, 이와 대향되는 위치에는 용접 작업이 완료된 파이프를 배출하는 배출 컨베이어부(310)가 위치된다.
공급 컨베이어부(110)와 배출 컨베이어부(310) 사이에는 파이프의 직경에 따라 승하강 수단(20)을 통해 상하로 이동 가능하게 설치된 베이스 플레이트(base plate;30)가 위치된다.
공급 컨베이어부(110)를 통해서 공급되는 제1파이프를 선반척(40)을 통해 고정시킨 상태에서 회전시키는 제1고정부(210)와, 이 제 1 고정부(210)와 대향되는 위치에 위치되며, 공급 컨베이어부(110)를 통해서 공급되는 제2파이프를 선반척(40)을 통해 고정시킨 상태에서 회전시키는 제2고정부(220)가 구비된다.
제1고정부(210)와 제2고정부(220) 사이에 설치되며, 용접 부위를 가열하기 위한 예열부(270)가 위치되며, 접지를 위해서 수평이동 되는 어스유닛(250)가 각각 위치된다.
그리고 실질적으로 파이프간의 단부를 용접하는 용접 유닛(240)이 위치된다.
이때 상술한 제 1 고정부(210)와 제 2 고정부(220) 및 예열부(270)와 어스 유닛(250) 그리고 용접 유닛(240)은 베이스 플레이트(30)상에 위치되며, 승하강 수단(20)에 의해 함께 상하로 연동되도록 함이 바람직하다.
이를 통해서는 파이프의 직경이 가변되는 것에 따라 파이프의 중심 센터와 고정부(210,220) 즉, 이를 지지하고 있는 선반척(40)간의 중심 센터라인을 별도의 부품 없이 또한 별도의 셋팅 작업 없이도 신속하고 정확하게 일치시킬 수 있게 된다.
이러한 승하강수단(20)의 상세 구조를 보면, 베이스 플레이트(30)의 하부에 위치되며 설치 바닥면에 위치되는 하부 플레이트(21)가 위치되며, 하부 플레이트(21)의 좌우에는 일단이 베이스 플레이트(30)의 하부 양측면에 결합되는 리밋 가이드 장치(22)가 마련된다.
그리고 리밋 가이드 장치(22)에 의해 베이스 플레이트(30)가 연동되도록 하부 플레이트(21)의 하부 양측면에 위치되며 일단이 베이스 플레이트(30)에 타단이 하부 플레이트(21)에 결합되는 좌우 링크쌍(23)이 마련된다.
이와 같이 구성된 본 발명은, 종래 파이프 맞대기 용접장치가 가지고 있는 장점을 그대로 간직한채, 적재함(10)을 통해 다양한 직경의 파이프를 공급 컨베이어부(110)에 공급할 수 있게 되며, 파이프의 직경이 가변되게 되면, 승하강수단(20)을 통해 각 어셈블리의 위치를 가변된 파이프의 중심 센터라인가 일치되도록 신속하게 셋팅 시킬 수 있게 된다.
따라서 별도의 부품 없이 다양한 직경을 갖는 파이프의 맞대기 용접을 빠르고 신속하게 수행할 수 있게 되어 생산성의 향상을 꾀할 수 있다.
또한 종래 파이프의 중심과 고정부의 중심간의 센터라인 불일치에 의한 진직도 불량에 따른 용접 불량의 원인을 미연에 방지하여 용접 완료된 제품에 대한 신뢰성을 더 한층 향상시킬 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 를 바람직한 실시예를 통해 설명하였으나 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐, 본 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 하는 것이 아님은 물론이다.
본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.
10 : 적재함 20 : 승하강 수단
21 : 하부 플레이트 22 : 리밋 가이드 장치
23 : 링크쌍 30 : 베이스 플레이트
40 : 선반척

Claims (3)

  1. 다수의 파이프가 직경별로 수납되어 저장되며, 상하로 승강 가능하게 설치되는 적재함과;
    상기 적재함으로부터 소망하는 직경의 파이프를 공급받아 이를 공급하는 공급 컨베이어부와;
    상기 공급 컨베이어부와 대향되는 위치에 위치되며, 용접 작업이 완료된 파이프를 배출하는 배출 컨베이어부와;
    상기 공급 컨베이어부와 배출 컨베이어부 사이에 위치되며, 파이프의 직경에 따라 승하강 수단을 통해 상하로 이동 가능하게 설치된 베이스 플레이트와;
    상기 공급 컨베이어부를 통해서 공급되는 제1파이프를 선반척을 통해 고정시킨 상태에서 회전시키는 제1고정부와;
    상기 제1고정부와 대향되는 위치에 위치되며, 공급 컨베이어부를 통해서 공급되는 제2파이프를 선반척을 통해 고정시킨 상태에서 회전시키는 제2고정부와;
    상기 제1고정부와 제2고정부 사이에 설치되며, 용접 부위를 가열하기 위한 예열부와;
    상기 제1고정부와 제2고정부 사이에 설치되며, 접지를 위해서 수평이동 되는 어스 유닛과;
    상기 제1파이프와 제2파이프 단부를 용접하는 용접 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 맞대기 용접장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1고정부와 제2고정부 및 예열부와 어스 유닛 그리고 용접 유닛은 베이스 플레이트상에 위치되며, 승하강 수단에 의해 함께 상하로 연동되는 것을 특징으로 하는 파이프 맞대기 용접장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 승하강 수단은, 베이스 플레이트의 하부에 위치되며 설치 바닥면에 위치되는 하부 플레이트와;
    상기 하부 플레이트의 좌우에 나란하게 배열 설치되며, 일단이 베이스 플레이트의 하부 양측면에 결합되는 리밋 가이드 장치와;
    상기 리밋 가이드 장치에 의해 베이스 플레이트가 연동되도록 하부 플레이트의 하부 양측면에 위치되며 일단이 베이스 플레이트에 타단이 하부 플레이트에 결합되는 좌우 링크쌍;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 파이프 맞대기 용접장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108941988A (zh) * 2018-07-06 2018-12-07 武汉科技大学 一种机械手焊接自动运输线
CN113664424A (zh) * 2021-09-27 2021-11-19 南通迈克邦威五金有限公司 一种五金产品组装用焊接机床

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