KR20180039820A - 용접용 셀의 고정지그 및 이를 이용한 셀의 용접장치 - Google Patents

용접용 셀의 고정지그 및 이를 이용한 셀의 용접장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용접용 셀의 고정지그 및 이를 이용한 셀의 용접장치에 대한 것으로서, 용접부위가 곡률인 셀의 용접부위를 수평으로 유지하여 용접할 수 있는 셀의 고정지그 및 이를 이용한 셀의 용접장치에 대한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 용접용 셀의 고정지그는 베이스프레임과, 지지프레임과, 거치프레임과, 제1신축실린더 및 제2신축실린더를 포함한다. 상기 지지프레임은 상기 베이스프레임의 상부에서 전후로 회전할 수 있도록 상기 베이스프레임에 결합된다. 상기 거치프레임은 상부에 용접용 셀을 거치시킬 수 있으며, 상기 지지프레임의 상부에서 좌우로 회전할 수 있게 상기 지지프레임에 결합된다. 상기 제1신축실린더는 상기 지지프레임이 전후로 회전할 수 있도록 일단은 상기 베이스프레임에 결합되고 타단은 상기 지지프레임에 결합된다. 상기 제2신축실린더는 상기 거치프레임이 좌우로 회전할 수 있도록 일단은 상기 지지프레임에 결합되고 타단은 상기 거치프레임에 결합된다.
본 발명에 의하면 고정지그가 셀을 거치시킨 채 좌우 및 전후로 회전할 수 있다. 그래서 용접부위를 연속적으로 수평으로 유지시킬 수 있고, 그리고 용접장치의 용접기가 캐리지레일을 따라 이동할 수 있으므로 곡률부분도 용이하게 용접 할 수 있다.

Description

용접용 셀의 고정지그 및 이를 이용한 셀의 용접장치{Fixing jig for shell and Welding apparatus using it}
본 발명은 용접용 셀의 고정지그 및 이를 이용한 셀의 용접장치에 대한 것으로서, 용접부위가 곡률인 셀의 용접부위를 수평으로 유지하여 용접할 수 있는 셀의 고정지그 및 이를 이용한 셀의 용접장치에 대한 것이다.
고압의 유체를 저장하는 구형탱크는 직경이 16m 내지 27m 정도로 그 규모가 거대하므로 복수의 볼피스가 용접되어 완성되며, 볼피스는 곡률의 셀에 구형탱크를 지지하기 위한 컬럼이 용접되어 형성된다.
이때 곡률의 셀과 컬럼의 결합부위는 3차원 경로의 곡률을 가진다. 그래서 이 결합부위를 용접할 때 용접면의 각도가 계속 변하게된다. 이 경우 용접조건이 까다로우므로 곡률의 셀을 용접할 때 많은 시간과 노력이 필요하다는 문제점이 있었다.
공개특허 제10-2015-0083189호(공개일자 2015년 07월 17일)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 용접부위가 3차원의 곡률을 가지더라도 이를 평면으로 유지시켜 용접할 수 있는 셀의 고정지그 및 이를 활용한 용접장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 용접용 셀의 고정지그는 베이스프레임과, 지지프레임과, 거치프레임과, 제1신축실린더 및 제2신축실린더를 포함한다. 상기 지지프레임은 상기 베이스프레임의 상부에서 전후로 회전할 수 있도록 상기 베이스프레임에 결합된다. 상기 거치프레임은 상부에 용접용 셀을 거치시킬 수 있으며, 상기 지지프레임의 상부에서 좌우로 회전할 수 있게 상기 지지프레임에 결합된다. 상기 제1신축실린더는 상기 지지프레임이 전후로 회전할 수 있도록 일단은 상기 베이스프레임에 결합되고 타단은 상기 지지프레임에 결합된다. 상기 제2신축실린더는 상기 거치프레임이 좌우로 회전할 수 있도록 일단은 상기 지지프레임에 결합되고 타단은 상기 거치프레임에 결합된다.
또한, 상기의 셀의 고정지그는 상기 거치프레임에 거치된 셀을 고정시킬 수 있도록 상기 거치프레임의 양측에서 간격을 조절하여 고정될 수 있는 셀스토퍼를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 셀의 고정지그는 상기 거치프레임의 회전각도를 제한하기 위하여 상기 거치프레임이 일정 각도만큼 회전하면 충돌하여 회전할 수 없도록 상기 지지프레임의 양측에서 돌기된 프레임스토퍼를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 셀의 용접장치는 상기의 용접용 셀의 고정지그와, 레일과, 메인프레임과, 이동프레임 및 용접기를 포함한다. 상기 레일은 상기 고정지그의 측면을 따라 설치된다. 상기 메인프레임은 상기 레일을 따라 이동가능하다. 상기 이동프레임은 상기 메인프레임에 상하로 이동할 수 있게 설치된다. 상기 용접기는 상기 고정지그에 고정된 셀을 용접하기 위하여 상기 이동프레임에 장착된다.
또한, 상기의 셀의 용접장치는 캐리지레일 및 수평계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 캐리지레일은 상기 용접기를 상기 셀의 용접부위로 안내할 수 있도록 상기 셀에 자력으로 부착될 수 있으며, 상기 용접기가 슬라이딩할 수 있게 결합된다. 상기 수평계는 상기 용접기의 수평을 감지할 수 있도록 상기 용접기에 장착된다.
본 발명에 의하면 고정지그가 셀을 거치시킨 채 좌우 및 전후로 회전할 수 있다. 그래서 용접부위를 연속적으로 수평으로 유지시킬 수 있고, 그리고 용접장치의 용접기가 캐리지레일을 따라 이동할 수 있으므로 곡률부분도 용이하게 용접 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 용접장치의 일 실시예의 사시도,
도 2는 도 1에 적용되는 고정지그의 정면도,
도 3은 도 2의 측면도,
도 4는 도 2의 평면도,
도 5는 도 1을 사용하여 셀을 용접하는 실시예이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 고정지그 및 이를 이용한 용접장치의 일 실시예를 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 용접용 셀의 고정지그(100)는 베이스프레임(10)과, 지지프레임(20)과, 거치프레임과(30)과, 제1신축실린더(40)와, 제2신축실린더(50)와, 셀스토퍼(60) 및 프레임스토퍼(70)를 구비한다.
베이스프레임(10)은 작업장의 바닥에 놓여진다.
지지프레임(20)은 베이스프레임(10)의 상부에서 전후로 회전할 수 있도록 베이프레임(10)에 결합된다. 즉 지지프레임(20)은 화살표 a의 방향으로 회전할 수 있도록 일단이 베이스프레임(10)에 회동할 수 있게 결합된다. 그리고 지지프레임(20)에는 거치프레임(30)을 지지하기 위한 지지부(21)가 돌기되어 있다.
거치프레임(30)은 상부에 용접용 셀(1)을 거치시킬 수 있으며, 지지프레임(30)의 상부에서 좌우로 회전할 수 있게 지지프레임(20)에 결합된다. 즉 거치프레임(30)은 화살표 b의 방향으로 회전할 수 있게 지지프레임(20)의 지지부(21)에 결합된다.
제1신축실린더(40)는 지지프레임(20)이 전후로 회전할 수 있도록 일단은 베이스프레임(10)에 결합되고 타단은 지지프레임(20)의 타단에 결합된다. 제1신축실린더(40)가 신축되면 지지프레임(20)은 베이스프레임(10)에 결합된 일단을 중심으로 화살표 a 방향으로 회전한다. 거치프레임(30)은 지지프레임(20)의 상부에 결합되어 있으므로 거치프레임(30)이 화살표 a 방향으로 회전하면 거치프레임(30)도 함께 화살표 a 방향으로 회전한다.
제2신축실린더(50)는 거치프레임(30)이 좌우로 회전할 수 있도록 일단은 지지프레임(20)에 결합되고 타단은 거치프레임(30)에 결합된다. 그래서 제2신축실린더(5)가 신축되면 거치프레임은 지지부(21)를 중심으로 화살표 b의 방향으로 회전한다. 따라서 제1신축실린더(40) 및 제2신축실린더(50)에 의하여 거치프레임(30)은 전후 및 좌우 방향으로 회전할 수 있다.
셀스토퍼(60)는 거치프레임(30)에 거치된 셀(1)을 고정시키는 역할을 한다. 이를 위하여 셀스토퍼(60)는 거치된 셀(1)을 고정시킬 수 있도록 거치프레임(30)의 양측에 고정된다. 이때 거치프레임(30)에는 다양한 크기의 셀(1)이 거치될 수 있으므로 셀스토퍼(60)는 거치프레임(30)의 양측에서 간격을 조절할 수 있게 고정된다. 본 실시예의 경우 거치프레임(30)의 양단에 홈이 형성되고 셀스토퍼(60)는 홈을 따라 슬라이딩하여 간격을 조절한 후 고정될 수 있다.
프레임스토퍼(70)는 거치프레임(30)의 회전각도를 제한하는 역할을 한다. 그래서 거치프레임(30)이 일정 각도만큼 회전하면 충돌하여 더 이상 회전할 수 없도록 지지프레임(20)의 양측에서 돌기되어 형성된다.
본 발명에 따른 용접용장치는 고정지그(100)와, 레일(110)과, 메인프레임(120)과, 이동프레임(130)과, 용접기(140)와, 캐리지레일(150) 및 수평계(160)를 포함한다.
레일(110)은 고정지그(100)의 측면을 따라 설치된다.
메인프레임(120)은 레일(110)을 따라 이동할 수 있게 레일(110) 위에 설치된다.
이동프레임(130)은 메인프레임(120)을 따라 상하로 이동할 수 있도록 메인프레임(120)에 설치된다. 이동프레임(130)은 메인프레임(120)에 장착된 모터(161)의 구동에 의하여 메인프레임(120)을 따라 상하로 이동한다.
용접기(140)는 고정지그(100)에 고정된 셀(1)의 용접부를 용접하기 위하여 이동프레임(130)에 장착된다. 그래서 이동프레임(130)이 상하로 이동하면 용접기(140)도 함께 상하로 이동한다.
캐리지레일(150)은 용접기(140)를 셀(1)의 용접부로 안내하는 역할을 한다. 이를 위해서 캐리지레일(150)은 셀(1)의 용접부에 탈착가능하다. 본 실시예의 경우 캐리지레일(150)은 자석(151)으로 셀(1)에 부착될 수 있다. 그래서 캐리지레일(150)은 용접이 필요한 용접부를 따라 셀(1)에 장착될 수 있다. 그리고 캐리지레일(150)은 용접기(140)가 캐리지레일(150)을 따라 슬라이딩할 수 있도록 용접기(140)와 결합된다.
수평계(160)은 용접기(140)의 수평을 감지할 수 있도록 용접기(140)에 장착된다.
본 실시예의 경우 셀(1)에 어퍼컬럼(2)을 결합시키기 위해서는 셀(1)과 어퍼컬럼(2)의 결합부를 용접해야 한다. 이때 셀(1)이 곡률을 가지고 어퍼컬럼(2)도 길이에 따라 직경이 달라지므로 그 용접부는 3차원의 곡률로 형성되어 용접하기가 까다롭다. 이 경우 셀(1)을 거치프레임(30)에 거치시킨 후 셀스토퍼(60)로 셀(1)을 고정시킨다. 셀스토퍼(60)는 간격 조정이 가능하므로 다양한 크기의 셀(1)을 거치프레임(30)에 거치시킨 후 고정이 가능하다.
그리고 어퍼컬럼(2)과 셀(1)이 만나는 용접부를 따라 캐리지레일(150)을 부착한다. 이때 캐리지레일(150)은 자석(151)으로 셀(1)에 부착될 수 있으므로 캐리지레일(150)을 셀(1)에 용이하게 부착시킬 수 있다.
메인프레임(120)을 레일(110)을 따라 이동시킨 후 이동프레임(130)을 하강하여 용접기(140)가 캐리지레일(150)을 따라 이동할 수 있도록 캐리지레일(150)에 결합시킨다.
제1신축실린더(40) 및 제2신축실린더(50)를 신축시키면 셀(1)이 거치된 거치프레임(30)을 좌우 및 전후 방향으로 회전시킬 수 있다. 그래서 셀(1)과 어퍼컬럼(2)의 용접부를 수평으로 유지시킬 수 있다. 따라서 메인프레임(120)을 전진시키면서 셀(1)과 어퍼컬럼(2)의 용접부를 용접한다. 이때 용접기(140)가 캐리지레일(150)을 따라 이동하므로 수평계(160)로 용접부가 수평인지 여부가 감지되며, 이를 사용하여 제1신축실린더(40) 및 제2신축실린더(50)를 제어하여 용접부를 연속적으로 수평으로 유지시킬 수 있다. 따라서 본 실시예에 의하면 용접부를 연속적으로 수평으로 유지시켜 용접을 용이하게 할 수 있다.
1 : 셀 2 : 어퍼컬럼
10 : 베이스프레임 20 : 지지프레임
21 : 지지부 30 : 거치프레임
40 : 제1신축실린더 50 : 제2신축실린더
60 : 셀스토퍼 70 : 프레임스토퍼
100 : 고정지그 110 : 레일
120 : 메인프레임 130 : 이동프레임
140 : 용접기 150 : 캐리지레일
151 : 자석 160 : 수평계
161 : 모터

Claims (5)

  1. 베이스프레임과,
    상기 베이스프레임의 상부에서 전후로 회전할 수 있도록 상기 베이스프레임에 결합된 지지프레임과,
    상부에 용접용 셀을 거치시킬 수 있으며, 상기 지지프레임의 상부에서 좌우로 회전할 수 있게 상기 지지프레임에 결합된 거치프레임과,
    상기 지지프레임이 전후로 회전할 수 있도록 일단은 상기 베이스프레임에 결합되고 타단은 상기 지지프레임에 결합된 제1신축실린더와,
    상기 거치프레임이 좌우로 회전할 수 있도록 일단은 상기 지지프레임에 결합되고 타단은 상기 거치프레임에 결합된 제2신축실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 셀의 고정지그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 거치프레임에 거치된 셀을 고정시킬 수 있도록 상기 거치프레임의 양측에서 간격을 조절하여 고정될 수 있는 셀스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 셀의 고정지그.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 거치프레임의 회전각도를 제한하기 위하여 상기 거치프레임이 일정 각도만큼 회전하면 충돌하여 회전할 수 없도록 상기 지지프레임의 양측에서 돌기된 프레임스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 셀의 고정지그.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 용접용 셀의 고정지그와,
    상기 고정지그의 측면을 따라 설치된 레일과,
    상기 레일을 따라 이동가능한 메인프레임과,
    상기 메인프레임에 상하로 이동할 수 있게 설치된 이동프레임과,
    상기 고정지그에 고정된 셀을 용접하기 위하여 상기 이동프레임에 장착된 용접기를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀의 용접장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 용접기를 상기 셀의 용접부위로 안내할 수 있도록 상기 셀에 자력으로 부착될 수 있으며, 상기 용접기가 슬라이딩할 수 있게 결합되는 캐리지레일과,
    상기 용접기의 수평을 감지할 수 있도록 상기 용접기에 장착된 수평계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀의 용접장치.
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