KR20190042233A - 티형 배관 용접장치 - Google Patents

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KR20190042233A
KR20190042233A KR1020170133919A KR20170133919A KR20190042233A KR 20190042233 A KR20190042233 A KR 20190042233A KR 1020170133919 A KR1020170133919 A KR 1020170133919A KR 20170133919 A KR20170133919 A KR 20170133919A KR 20190042233 A KR20190042233 A KR 20190042233A
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신상현
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(주) 신테크
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Abstract

본 발명의 티형 배관 용접장치는 프레임부와, 상하 이동프레임 및 용접모듈을 포함하여 구성되며, 이를 통해 가로측 배관에 별도의 돌출 부위를 형성하지 않고 단순히 배관 연결공만 관통 형성한 상태에서 세로측 배관을 일치시킨 상태로 각 부위의 높낮이가 다르게 이루어진 서로 간의 접촉 부위를 따라 용접이 자동으로 수행될 수 있도록 한 것이다.

Description

티형 배관 용접장치{welding device for welding a T type pipe}
본 발명은 용접장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 서로 수직하게 배치되는 가로측 배관과 세로측 배관의 마주보는 부위를 일치시킴과 더불어 이 일치되는 연결 부위에 대한 용접이 자동화로 수행될 수 있도록 하면서도 정확하고 빠르게 수행될 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 티형 배관 용접장치에 관한 것이다.
일반적으로 배관은 액체나 기체와 같은 유체의 유동을 누설 없이 안내하기 위해 제공되는 관으로써 그 사용 용도에 다양하게 형성되어 제공된다.
특히, 상기한 각 배관 중 티(T)형 배관은 상수도 관이나 산업용의 배관에 주로 사용되면서 유체의 합류나 분배를 위한 용도로 제공되고 있다.
이러한 티형 배관은 그의 제조가 다양한 방식으로 이루어질 수 있는데 통상적으로는 두 배관체를 서로 결합한 후 서로의 연결 부위를 용접하여 일체화시키는 용접식 제조방식이 주로 사용되고 있으며, 이에 관련하여는 공개특허 제10-2013-0122387호(선행기술 1), 등록특허 제10-1221576호(선행기술 2), 등록특허 제10-1530908호(선행기술 3) 등에 나타난 바와 같다.
하지만, 전술된 종래 기술들의 경우 용접 대상물에 대한 고정이 안정적으로 이루어지지 못하여 용접 중 움직임 발생에 따른 용접 불량의 우려가 크다는 문제점이 있었다.
특히, 전술된 종래 기술들은 가로측 배관에 세로측 배관과 일치되는 구멍(배관 연결공)만 형성하는 방식이 아니라 상기 구멍 부위를 추가로 돌출시켜 이 돌출 부위에 세로측 배관을 일치시킨 다음 서로를 용접하는 방식으로 일체화(예컨대, 선행기술 1의 도면 1, 선행기술 2의 도면 3, 선행기술 3의 도면 2 참조)하였다. 이는 상기 가로측 배관의 경우 세로측 배관이 연결되는 부위가 평면 구조가 아니라 라운드진 구조이기 때문에 서로 일치되는 용접 부위가 원형을 이루는 것이 아니라 원형과 타원형이 혼합된 형태(평면에서 볼 때에는 용접 부위가 원형이면서도 정면에서 볼 때에는 첨부된 도 1과 같이 용접 부위가 타원형의 라운드로 이루어짐)를 이루게 되어 전술된 종래 기술들과 같이 단순히 원형으로 회전되도록 이루어진 용접기로는 사실상 그 용접이 불가능하였으며, 이로써 별도의 연결을 위한 배관을 추가로 형성한 후 서로를 용접할 수밖에 없었던 것이다.
즉, 종래에는 서로 직교되는 두 배관이 연결되어 이루어지는 티형 배관에 대한 제조시 가로측 배관의 배관 연결공에 세로측 배관을 직접 일치시켜 용접하는 것은 오직 수작업으로만 가능하였지 자동화되지는 못하였고, 이로써 작업 단가의 상승이 발생되어 전술된 종래의 기술들과 같이 자동 용접기로 용접하고자 할 때에는 가로측 배관에 돌출 부위를 추가로 형성하는 작업이 필요시될 수밖에 없는 불편함이 있었던 것이다.
공개특허 제10-2013-0122387호 등록특허 제10-1221576호 등록특허 제10-1530908호
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 서로 수직하게 배치되는 두 배관의 마주보는 부위를 일치시킴과 더불어 이 일치되는 연결 부위에 대한 용접이 자동화로 수행될 수 있도록 하면서도 정확하고 빠르게 수행될 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 티형 배관 용접장치을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 티형 배관 용접장치에 따르면 둘레면에 배관 연결공이 관통 형성된 가로측 배관 및 이 가로측 배관의 배관 연결공에 일치되도록 저면이 곡면을 이루도록 형성된 세로측 배관의 서로 일치되는 부위를 용접하는 티형 배관 용접장치에 있어서, 용접장치의 몸체를 이루는 프레임부와, 상기 프레임부의 전면에 상하 이동 가능하게 설치되는 상하 이동프레임 및 상기 상하 이동프레임에 설치되는 용접 모듈을 포함하여 이루어지고, 상기 용접 모듈은 상기 상하 이동프레임에 승강 가능하게 설치된 승강 프레임; 상기 승강 프레임을 승강시키는 승강용 실린더; 상기 승강 프레임의 전방측 부위에 수직하게 설치되면서 회전용 모터의 구동력을 전달받아 회전되는 회전축; 상기 회전축의 둘레면에 고정 설치되어 상기 가로측 배관과 세로측 배관의 일치 부위를 용접하는 용접용 토치; 상기 회전축의 회전시 상기 회전축을 상기 가로측 배관과 세로측 배관의 일치 부위와 동일한 높낮이로 상하 이동시키는 승강 이동부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 상하 이동프레임은 수동 승강부에 의해 수동 조작으로써 상하의 높낮이 위치에 대한 조절이 가능하게 설치되고, 상기 수동 승강부는 수동조작에 의해 회전되는 볼스크류와, 상기 상하 이동프레임이 연결되면서 상기 볼스크류의 회전에 의해 볼스크류를 따라 승강되는 너트하우징으로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전축은 회전용 모터의 구동력을 전달받아 회전되는 주동측 회전축과, 상기 주동측 회전축에 축결합되되 상하로 설정 거리만큼 유동 가능하게 결합되는 종동측 회전축으로 분할 형성되고, 상기 종동측 회전축의 저부에는 저부측 끝단은 저부로 갈수록 내향 경사지게 형성되면서 회전 가능하게 설치됨과 더불어 상기 세로측 배관의 상측 끝단 내부로 일부 요입되면서 고정하는 센터베어링이 더 구비되며, 상기 각 회전축 간의 연결 부위 사이 및 상기 종동측 회전축과 센터베어링 간의 연결 부위 사이에는 탄력 복원력을 제공하는 코일스프링이 각각 더 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강 이동부는 상기 승강 프레임의 전방측 저면 중 상기 회전축이 관통되는 부위를 감싸도록 설치되는 링 형의 블럭으로 형성되고, 저면은 상기 가로측 배관과 세로측 배관의 일치 부위와 동일한 높낮이를 따라 라운드진 캠면으로 형성되어 이루어진 캠블럭과, 상기 회전축의 둘레면에 고정 설치되는 고정클램프와, 상기 고정클램프의 상면에 구비되면서 상기 캠블럭의 캠면을 향해 돌출되도록 설치됨과 더불어 상측 끝단에는 상기 캠면에의 밀착시 캠면을 따라 구름 이동되는 구름베어링이 설치된 하나 혹은, 둘 이상 복수의 베어링샤프트를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 승강프레임의 전방측 저면에는 상기 고정클램프가 설정된 위치에 도달됨을 확인하여 회전용 모터의 구동을 정지시키기 위한 위치감지센서가 더 구비되어 이루어짐을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명의 티형 배관 용접장치는 캠면을 가지는 캠블럭과 베어링샤프트 및 회전축을 포함하여 이루어진 용접 모듈의 구조로 인하여 가로측 배관과 세로측 배관이 직접 연결되도록 이루어진 티형 배관의 자동화된 용접이 가능하게 되었으며, 이로 인해 제조 단가의 절감 및 작업 인력 소모를 줄일 수 있고 또한, 작업 시간의 단축을 이룰 수 있게 된 효과를 가진다.
도 1은 티형 배관의 구조를 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 티형 배관 용접장치를 설명하기 위해 나타낸 측면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 티형 배관 용접장치 중 프레임부를 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 티형 배관 용접장치 중 용접 모듈을 이루는 주동측 회전축 및 종동측 회전축 간의 연결 구조와 승강 이동부의 설치 구조를 설명하기 위해 나타낸 확대도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 티형 배관 용접장치 중 용접 모듈을 이루는 종동측 회전축 및 센터베어링 간의 연결 구조를 설명하기 위해 나타낸 확대도
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 티형 배관 용접장치 중 용접 모듈을 이루는 승강 이동부의 승강 동작을 설명하기 위해 나타낸 상태도
이하, 본 발명의 티형 배관 용접장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 8을 참조하여 설명하도록 한다.
실시예의 설명에 앞서, 본 발명의 티형 배관 용접장치는 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 둘레면에 배관 연결공(11)이 관통 형성된 가로측 배관(10) 및 이 가로측 배관(10)의 배관 연결공(11)에 일치되도록 저면이 곡면을 이루도록 형성된 세로측 배관(20)의 서로 일치되는 부위를 용접하는 장치이다.
첨부된 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 티형 배관 용접장치를 설명하기 위해 나타낸 측면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 티형 배관 용접장치 중 프레임부를 설명하기 위해 나타낸 정면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 티형 배관 용접장치는 크게 프레임부(100)와, 상하 이동프레임(200) 및 용접모듈(300)을 포함하여 구성되며, 이를 통해 가로측 배관(10)에 별도의 돌출 부위를 형성하지 않고 단순히 배관 연결공(11)만 관통 형성한 상태에서 세로측 배관(20)을 일치시킨 상태로 각 부위의 높낮이가 다르게 이루어진 서로 간의 접촉 부위를 따라 용접이 자동으로 수행될 수 있도록 한 것이다.
이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 프레임부(100)는 본 발명의 실시예에 따른 티형 배관 용접장치의 외관 몸체를 이루는 부위이다.
이와 같은 프레임부(100)는 내부가 빈 사각 통체로 이루어지면서 수직하게 세워진 상태를 설치되도록 형성된다.
이때, 상기 프레임부(100)의 전면 중앙측 부위는 상하로 절개되어 개방되도록 이루어지고, 상기 프레임부(100)의 전면 양측 부위에는 상하로 긴 구조의 가이드레일(110)이 각각 구비된다.
다음으로, 상기 상하 이동프레임(200)은 프레임부(100)에 상하 이동 가능하게 설치되는 부위이다.
이와 같은 상하 이동프레임(200)은 후술될 용접 모듈(300)이 설치되면서 상기 용접 모듈(300) 전체를 상하 이동시키도록 제공되는 구성이다.
특히, 상기 상하 이동프레임(200)은 수동 승강부(400)에 의해 수동 조작으로써 상하의 높낮이 위치에 대한 조절이 가능하게 설치된다.
여기서, 상기 수동 승강부(400)는 수동조작에 의해 회전되는 볼스크류(410)와, 상기 상하 이동프레임(200)이 연결되면서 상기 볼스크류(410)의 회전에 의해 볼스크류(410)를 따라 승강되는 너트하우징(420)으로 이루어진다.
이때, 상기 볼스크류(410)는 상기 프레임부(100) 내의 중앙측 공간에 상하로 세워진 상태를 이루도록 설치되고, 상기 너트하우징(420)은 상기 볼스크류(410)에 설치되면서 해당 볼스크류(410)의 회전에 의해 승강됨과 더불어 연결 프레임(430)을 통해 상기 상하 이동프레임(200)과 연결되도록 이루어진다. 이와 함께, 상기 볼스크류(410)는 그의 상측 끝단에 설치되는 핸들(440)을 통한 사용자의 조작에 의해 회전되도록 이루어진다.
또한, 상기 상하 이동프레임(200)의 전면 양측으로는 복수의 승강 가이드(210)가 세워진 상태로 각각 제공되면서 후술될 용접 모듈(300)을 이루는 승강 프레임(310)의 승강 이동을 안내하도록 이루어진다.
다음으로, 상기 용접 모듈(300)은 가로측 배관(10) 및 세로측 배관(20)의 서로 일치되는 부위를 용접하도록 제공되는 모듈이다.
이와 같은 용접 모듈(300)은 승강 프레임(310)과, 승강용 실린더(320)와, 회전축(331,332)과, 용접용 토치(340) 및 승강 이동부(350)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 승강 프레임(310)은 상기 상하 이동프레임(200)에 승강 가능하게 설치되는 부위로써, 상기 상하 이동프레임(200)에 구비된 각 승강 가이드(210)의 안내를 받아 승강 이동되도록 구성된다.
그리고, 상기 승강용 실린더(320)는 상기 승강 프레임(310)을 승강시키도록 구동력을 제공하는 부위로써, 상기 상하 이동프레임(200)의 상면에 고정 설치됨과 더불어 그의 플런저(321)는 상기 승강 프레임(310)의 후단과 연결되어 고정되도록 이루어진다.
즉, 상기 승강용 실린더(320)의 구동에 의해 상기 승강 프레임(310)은 각 승강 가이드(210)의 안내를 받아 승강 이동될 수 있는 것이다.
그리고, 상기 회전축(331,332)은 용접토치(340)의 회전을 위해 제공되는 부위이다.
이와 같은 회전축(331,332)은 상기 승강 프레임(310)의 전방측 부위를 수직하게 관통하여 설치되면서 회전용 모터(333)의 구동력을 전달받아 회전되도록 이루어진다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 회전축(331,332)이 회전용 모터(333)의 구동력을 전달받아 회전되는 주동측 회전축(331)과, 상기 주동측 회전축(331)에 축결합되면서도 상하로 설정 거리만큼 유동 가능하게 결합되는 종동측 회전축(332)으로 분할 형성되고, 상기 종동측 회전축(332)의 저부측 끝단은 저부로 갈수록 내향 경사지게 형성되면서 회전 가능하게 설치됨과 더불어 상기 세로측 배관(20)의 상측 끝단 내부로 일부 요입되면서 고정하는 센터베어링(334)이 더 구비되며, 상기 주동측 회전축(331) 및 종동측 회전축(332) 간의 연결 부위 사이 및 상기 종동측 회전축(332)과 센터베어링(334) 간의 연결 부위 사이에는 탄력 복원력을 제공하는 코일스프링(335,336)이 각각 더 구비됨을 특징으로 제시한다.
즉, 전술된 바와 같이 회전축(331,332)을 두 부분으로 분할 형성함으로써 해당 회전축(331,332)이 용접 대상물(10,20)을 안정적으로 파지하여 고정하면서도 용접용 토치(340)가 결합된 부위는 탄력적으로 승강 이동될 수 있도록 한 것이다.
이때, 상기 회전축(331,332) 중 주동측 회전축(331)은 상기 회전용 모터(333)의 모터축이 될 수 있다.
이와 함께, 상기 주동측 회전축(331)과 종동측 회전축(332) 간의 결합 부위는 상기 종동측 회전축(332)이 상하 이동된다 하더라도 서로 간은 동력 전달 가능하도록 단면이 다각 구조(예컨대, 사각이나 육각)로 형성하거나 또는, 서로 세레이션 구조로 결합되도록 구성되며, 이에 대한 상세 구조는 생략된다.
물론, 상기 종동측 회전축(331)은 상기 주동측 회전축(331)에의 결합시 상기 주동측 회전축(331)으로부터 원치않게 하향 이탈됨이 방지될 수 있도록 구성되어야 한다.
그리고, 상기 용접용 토치(340)는 가로측 배관(10)과 세로측 배관(20)의 일치 부위를 용접하도록 제공되는 토치이다.
이와 같은 용접용 토치(340)는 상기 회전축(331,332) 중 종동측 회전축(332)의 저부측 둘레면에 고정 설치되면서 상기 종동측 회전축(332)과 함께 회전되도록 구성된다.
그리고, 상기 승강 이동부(350)는 상기 주동측 회전축(331) 및 종동측 회전축(332)의 회전시 상기 종동측 회전축(332)을 상기 가로측 배관(10)과 세로측 배관(20)의 일치 부위와 동일한 높낮이로 상하 이동시키는 부위이다.
이와 같은 승강 이동부(350)는 캠블럭(351)과, 고정클램프(353) 및 베어링샤프트(355)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 캠블럭(351)은 상기 승강 프레임(310)의 전방측 저면 중 상기 주동측 회전축(331)이 관통되는 부위를 감싸도록 설치되는 링 형의 블럭으로 형성됨과 더불어 저면은 상기 가로측 배관(10)과 세로측 배관(20)의 일치 부위와 동일한 높낮이를 따라 라운드진 캠면(352)으로 형성되어 이루어지고, 상기 고정클램프(353)는 상기 종동측 회전축(332)의 둘레면에 고정 설치되어 이루어지며, 상기 베어링샤프트(355)은 상기 고정클램프(353)의 상면에 구비되면서 상기 캠블럭(351)의 캠면(352)을 향해 돌출되도록 설치됨과 더불어 상측 끝단에는 상기 캠면(352)에의 밀착시 캠면(352)을 따라 구름 이동되는 구름베어링(356)이 설치되어 이루어진다. 이때 상기 베어링샤프트(355)는 하나 혹은, 둘 이상 복수로 제공(바람직하게는 캠면의 서로 반대 방향측에 각각 하나씩 제공)된다.
즉, 상기한 승강 이동부(350)의 구조로 인해 종동측 회전축(332)은 주동측 회전축(331)과는 동일한 속도로 회전되면서도 회전 위치에 따라 상기 주동측 회전축(331)을 향해 용접용 토치(340)가 상승 이동되거나 혹은, 주동측 회전축(331)으로부터 멀어지는 방향을 향해 용접용 토치(340)가 하강 이동될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 승강프레임(310)의 전방측 저면에 상기 고정클램프(353)가 설정된 위치에 도달됨을 확인하여 회전용 모터(333)의 구동을 정지시키기 위한 위치감지센서(360)가 더 구비되어 이루어짐을 추가로 제시한다.
즉, 상기 위치감지센서(360)에 의한 고정클램프(353)의 위치 확인을 통해 용접용 토치(340)가 1회전 되었는지를 확인할 수 있도록 한 것이다.
이때, 상기 고정클램프(353)의 상면에는 감지봉(361)이 고정 설치되면서 상기 고정클램프(353)의 회전에 의해 선택적으로 상기 위치감지센서(360)의 전방을 가로막도록 이루어진다.
이와 함께, 상기 위치감지센서(360)의 센싱 정보를 토대로 구동되는 회전용 모터(333)는 상기 고정클램프(353)가 사실상 360°를 초과할 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 위치감지센서(360)의 센싱 정보가 수신될 경우 미리 설정된 각도만큼 추가로 회전될 수 있도록 설정되며, 이로써 용접이 완전히 이루어지지 않는 문제점을 미연에 방지할 수 있도록 한다.
또 한편, 본 발명의 실시예에 따른 티형 배관 용접장치에는 용접 대상물(10,20)이 안착되는 안착 지그(500)가 더 포함되어 구성된다.
상기한 안착 지그(500)는 용접 대상물을 이루는 가로측 배관(10)이 안착되는 안착단(510)을 포함하여 이루어지며, 이때 상기 안착단(510)은 중앙으로 갈수록 점차 하향 경사지게 이루어진 구조로 형성되어 상기 가로측 배관(10)의 직경이 달라지더라도 해당 가로측 배관(10)의 안착도 가능할 수 있도록 한다.
하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 티형 배관 용접장치를 이용한 용접 과정에 대하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.
먼저, 작업자는 안착 지그(500)에 용접하고자 하는 용접 대상물(10,20) 중 가로측 배관(10)을 얹는다.
이때, 상기 가로측 배관(10)은 그의 둘레면에 형성된 배관 연결공(11)이 직상방을 향하도록 위치시킨다.
이와 함께, 작업자는 세로측 배관(20)의 저면을 상기 가로측 배관(10)의 배관 연결공(11)에 일치시킨 다음 용접 모듈(300)을 이루는 승강용 실린더(320)를 동작시킨다.
이에 따라, 용접 모듈(300)을 이루는 승강 프레임(310)이 하강 이동됨과 더불어 이 승강 프레임(310)에 고정된 회전축(331,332) 및 회전용 모터(333)가 함께 하강 이동되며, 상기 회전축(331,332) 중 종동측 회전축(332)에 설치된 용접용 토치(340) 역시 상기 승강 프레임(310)과 함께 하향 이동된다.
또한, 상기한 승강 프레임(310)의 하향 이동이 이루어지면 상기 종동측 회전축(332)의 저부 끝단에 설치된 센터베어링(334)이 상기 세로측 배관(20)의 상측 끝단 내부로 일부 요입되면서 고정하게 된다.
이때, 상기 주동측 회전축(331) 및 종동측 회전축(332) 간의 연결 부위 사이에 설치된 코일스프링(이하, “제1코일스프링”이라 함)(335)은 상기 종동측 회전축(332)을 저부로 밀어서 센터베어링(334)이 세로측 배관(20)을 가압하여 고정할 수 있도록 하는 역할을 하고, 상기 종동측 회전축(332)과 센터베어링(334) 간의 연결 부위 사이에 설치된 코일스프링(이하, “제2코일스프링”이라 함)(336)은 상기 종동측 회전축(332)이 주동측 회전축(331)을 향해 복원 이동되도록 복원력을 제공하는 역할을 한다.
즉, 상기 각 코일스프링(335,336)에 의해 상기 센터베어링(334)이 상기 세로측 배관(20)을 안정적으로 고정하는 상태를 유지할 수 있도록 하면서도 상기 종동측 회전축(332)이 주동측 회전축(331)을 향해 복원 이동되도록 복원력을 제공하게 되는 것이다.
이와 함께, 종동측 회전축(332)에 고정된 베어링샤프트(355)는 상기 종동측 회전축(332)이 상기 제2코일스프링(336)의 복원력에 의해 일부 상승 이동됨에 따라 상기 종동측 회전축(332)과 함께 상승 이동되고, 이로써 베어링샤프트(355)의 상측 끝단에 구비된 구름베어링(356)이 첨부된 도 6의 최초 상태에서 상승 이동되어 첨부된 도 7과 같이 캠블럭(351)의 저면에 맞닿게 된다.
이의 상태에서 용접용 토치(340)로 전류가 공급됨과 더불어 용접용 와이어가 공급됨과 동시에 회전용 모터(333)의 구동에 의해 주동측 회전축(331) 및 종동측 회전축(332)이 회전되며, 이와 함께 상기 종동측 회전축(332)에 고정된 용접용 토치(340)가 함께 회전된다. 이때 세로측 배관(20)에 밀착된 센터베어링(334)은 종동측 회전축(332)과의 연결 부위가 회전 가능하게 결합되도록 구성되기 때문에 상기 세로측 배관(20)을 가압한 상태로 고정됨을 유지하게 된다.
또한, 상기와 같이 용접용 토치(340)가 종동측 회전축(332)을 따라 회전될 때에는 상기 종동측 회전축(332)의 상단 부위에 고정된 베어링샤프트(355)도 고정클램프(353)에 의해 함께 회전되며, 이로써 상기 베어링샤프트(355)의 구름베어링(356)은 캠블럭(351)의 저면을 따라 이동된다.
이때, 상기 캠블럭(351)의 저면은 가로측 배관(10) 및 세로측 배관(20)의 일치 부위와 동일한 높낮이를 따라 라운드진 캠면(352)으로 형성되어 있음을 고려할 때 상기 베어링샤프트(355)는 종동측 회전축(332)과 함께 회전되는 도중 상기 캠면(352)의 형상을 따라 상승과 하강을 반복하면서 이동되고, 이러한 베어링샤프트(355)의 상승 및 하강 이동으로 인해 상기 베어링샤프트(355)가 고정된 고정클램프(353)와 상기 고정클램프(353)가 고정된 종동측 회전축(332) 및 상기 종동측 회전축(332)에 고정된 용접용 토치(340) 역시 캠면(352)의 형상을 따라 첨부된 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 상승 및 하강 이동을 반복하며, 이로써 상기 용접용 토치(340)에 의해 용접되는 가로측 배관(10) 및 세로측 배관(20) 간의 일치 부위에 대한 용접이 정확히 이루어질 수 있게 된다.
그리고, 상기한 과정에 의해 종동측 회전축(332)이 1회전을 초과한 각도만큼 회전되어 감지봉(361)이 위치감지센서(360)를 가로막는 위치에 이르게 되면 상기 위치감지센서(360)는 상기 감지봉(361)을 감지하여 그 신호를 컨트롤러(도시는 생략됨)에 전송하며, 계속해서 상기 컨트롤러는 종동측 회전축(332)이 설정된 각도(예컨대, 10°)만큼 추가로 회전될 수 있을 정도로 회전용 모터(333)를 추가 구동시킨 후 상기 회전용 모터(333)의 동작이 중단되도록 제어한다.
또한, 상기와 같이 회전용 모터(333)의 동작 중단이 이루어질 때에는 용접용 토치(340)로의 전류 공급 및 용접용 와이어의 송급 역시 중단되면서 용접 작업이 완료되고, 이후 사용자의 조작 또는, 미리 설정된 제어에 의해 회전용 모터(333)의 구동이 이루어지면서 주동측 회전축(331) 및 종동측 회전축(332)을 역회전시켜 최초의 위치로 복귀되도록 하며, 계속해서 승강용 실린더(320)의 구동에 의한 승강프레임(310)의 상승 이동이 이루어지면서 센터베어링(334)이 세로측 배관(20)의 파지를 해제한다.
이후, 작업자는 용접이 완료된 용접 대상물(10,20)을 안착 지그(500)로부터 취출한 다음 새로운 가로측 배관(10) 및 세로측 배관(20)을 제공하여 전술된 일련의 과정들을 반복하여 수행한다.
결국, 본 발명의 티형 배관 용접장치는 가로측 배관(10)과 세로측 배관(20)이 직접 연결되도록 이루어진 티형 배관의 용접을 수작업으로 수행하는 것이 아닌 자동화된 작업으로 진행할 수 있기 때문에 전체적인 작업이 편리해질 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 티형 배관 용접장치는 캠면(352)을 가지는 캠블럭(351)과 베어링샤프트(355) 및 회전축(331,332)을 포함하여 이루어진 용접 모듈(300)의 구조로 인하여 티형 배관의 자동화된 용접이 가능하게 되었으며, 이로 인해 제조 단가의 절감 및 작업 인력 소모를 줄일 수 있게 된 것이다.
10. 가로측 배관 11. 배관 연결공
20. 세로측 배관 100. 프레임부
110. 가이드레일 200. 상하 이동프레임
210. 승강 가이드 300. 용접 모듈
310. 승강 프레임 320. 승강용 실린더
321. 플런저 331. 주동측 회전축
332. 종동측 회전축 333. 회전용 모터
334. 센터베어링 335. 제1코일스프링
356. 제2코일스프링 340. 용접용 토치
350. 승강 이동부 351. 캠블럭
352. 캠면 353. 고정클램프
355. 베어링샤프트 356. 구름베어링
360. 위치감지센서 361. 감지봉
400. 수동 승강부 410. 볼스크류
420. 너트하우징 430. 연결프레임
440. 핸들 500. 안착 지그
510. 안착단

Claims (5)

  1. 둘레면에 배관 연결공이 관통 형성된 가로측 배관 및 이 가로측 배관의 배관 연결공에 일치되도록 저면이 곡면을 이루도록 형성된 세로측 배관의 서로 일치되는 부위를 용접하는 티형 배관 용접장치에 있어서,
    용접장치의 몸체를 이루는 프레임부와, 상기 프레임부의 전면에 상하 이동 가능하게 설치되는 상하 이동프레임 및 상기 상하 이동프레임에 설치되는 용접 모듈을 포함하여 이루어지고,
    상기 용접 모듈은
    상기 상하 이동프레임에 승강 가능하게 설치된 승강 프레임;
    상기 승강 프레임을 승강시키는 승강용 실린더;
    상기 승강 프레임의 전방측 부위에 수직하게 설치되면서 회전용 모터의 구동력을 전달받아 회전되는 회전축;
    상기 회전축의 둘레면에 고정 설치되어 상기 가로측 배관과 세로측 배관의 일치 부위를 용접하는 용접용 토치;
    상기 회전축의 회전시 상기 회전축을 상기 가로측 배관과 세로측 배관의 일치 부위와 동일한 높낮이로 상하 이동시키는 승강 이동부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 티형 배관 용접장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상하 이동프레임은 수동 승강부에 의해 수동 조작으로써 상하의 높낮이 위치에 대한 조절이 가능하게 설치되고,
    상기 수동 승강부는
    수동조작에 의해 회전되는 볼스크류와,
    상기 상하 이동프레임이 연결되면서 상기 볼스크류의 회전에 의해 볼스크류를 따라 승강되는 너트하우징으로 이루어짐을 특징으로 하는 티형 배관 용접장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전축은 회전용 모터의 구동력을 전달받아 회전되는 주동측 회전축과, 상기 주동측 회전축에 축결합되되 상하로 설정 거리만큼 유동 가능하게 결합되는 종동측 회전축으로 분할 형성되고,
    상기 종동측 회전축의 저부에는 저부측 끝단은 저부로 갈수록 내향 경사지게 형성되면서 회전 가능하게 설치됨과 더불어 상기 세로측 배관의 상측 끝단 내부로 일부 요입되면서 고정하는 센터베어링이 더 구비되며,
    상기 각 회전축 간의 연결 부위 사이 및 상기 종동측 회전축과 센터베어링 간의 연결 부위 사이에는 탄력 복원력을 제공하는 코일스프링이 각각 더 구비됨을 특징으로 하는 티형 배관 용접장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 승강 이동부는
    상기 승강 프레임의 전방측 저면 중 상기 회전축이 관통되는 부위를 감싸도록 설치되는 링 형의 블럭으로 형성되고, 저면은 상기 가로측 배관과 세로측 배관의 일치 부위와 동일한 높낮이를 따라 라운드진 캠면으로 형성되어 이루어진 캠블럭과,
    상기 회전축의 둘레면에 고정 설치되는 고정클램프와,
    상기 고정클램프의 상면에 구비되면서 상기 캠블럭의 캠면을 향해 돌출되도록 설치됨과 더불어 상측 끝단에는 상기 캠면에의 밀착시 캠면을 따라 구름 이동되는 구름베어링이 설치된 하나 혹은, 둘 이상 복수의 베어링샤프트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 티형 배관 용접장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 승강프레임의 전방측 저면에는 상기 고정클램프가 설정된 위치에 도달됨을 확인하여 회전용 모터의 구동을 정지시키기 위한 위치감지센서가 더 구비되어 이루어짐을 특징으로 하는 티형 배관 용접장치.
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