KR20230166557A

KR20230166557A - 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치

Info

Publication number: KR20230166557A
Application number: KR1020220066683A
Authority: KR
Inventors: 곽명섭; 박현래; 김성경; 이희근
Original assignee: 한화오션 주식회사
Priority date: 2022-05-31
Filing date: 2022-05-31
Publication date: 2023-12-07

Abstract

본 발명은 리퀴드 돔 플러그 링을 성형하기 위한 용접을 실행시에 용접사에 대한 안전도 향상은 물론, 용접 품질 및 생산성을 향상을 도모할 수 있는 용접장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플랜지, 링 및 인바덕트를 포함하는 리퀴드 돔을 티그(TIG) 용접하는 용접장치에 있어서, 상기 용접장치는 플랜지와 링 제1이음부에 대한 필렛 용접과 링과 인바덕트 제2이음부에 대한 겹치기(lap joint) 용접을 실행할 수 있는 머니퓰레이터와, 상기 머니퓰레이터와 근접하게 배치되되 플랜지가 탈착 가능하게 안착 고정되는 포지셔너 및 상기 머니퓰레이터 또는 상기 포지셔너 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

리퀴드 돔 플러그 링 용접장치{Welding equipment for Liquid dome plug ring}

본 발명은 리퀴드 돔 플러그 링을 성형하기 위한 용접을 실행시에 용접사에 대한 안전도 향상은 물론, 용접 품질 및 생산성을 향상을 도모할 수 있는 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박에 대한 LNG 화물창의 리퀴드 돔(Liquid dome)은 트렁크 데크(Trunk deck)에 위치하여 LNG 선적과 하역 등의 이송을 위한 펌프타워를 지지하고 가스의 누출을 방지하는 역할을 한다.

여기서, 리퀴드 돔은 리퀴드 돔의 맨홀을 막는 구조물로써 스테인리스강과 인바강의 용접으로 제작되게 되며, 스테인리스 플랜지와 링은 필릿용접, 스테인리스 링과 인바 덕트는 겹치기(lap joint)용접 로 현재는 수동 TIG로 용접된다.

스테인리스 플랜지는 약 800kg, 외경 1500ø 로 중량물이기 때문에 현재는 지그 위에 올려 놓고 용접사가 고정된 자세로 장시간 용접해야 하고, 인바 덕트는 두께가 1mm 이기 때문에 고기량의 용접사가 필요하다.

이 경우에, 장시간의 용접과 용접 부분에 따른 다양한 자세의 변화로 인하여 용접사가 받는 피로도가 상당할 수 밖에 없으며, 이는 곧 제품에 대한 퀄리티의 하락에 따른 안전사고의 발생율을 높이는 문제점을 가져오게 된다.

국내등록특허 제10-0796632호(공고일:2006.01.15.) 국내등록특허 제10-1954085호(공고일:2019.02.26.) 국내등록특허 제10-1864868호(공고일:2018.05.30.)

상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 용접사에 대한 근골격계 질환 예방, 고기량자 대체, 용접 품질 및 생산성 향상을 위하여 용접 장치를 제안할 수 있는 반자동의 TIG 용접 프로세스 적용가 적용된 용접장치를 제공하고자 하는데 목적이 있다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치는 플랜지(11), 링(13) 및 인바덕트(15)를 포함하는 리퀴드 돔 플러그 링을 티그(TIG) 용접하는 용접장치에 있어서, 상기 용접장치는 플랜지(11)와 링(13) 제1이음부(17)에 대한 필렛 용접과 링(13)과 인바덕트(15) 제2이음부(19)에 대한 겹치기(lap joint) 용접을 실행할 수 있는 머니퓰레이터(100)와, 상기 머니퓰레이터(100)와 근접하게 배치되되 플랜지(11)가 탈착 가능하게 안착 고정되는 포지셔너(200) 및 상기 머니퓰레이터(100) 또는 상기 포지셔너(200) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 머니퓰레이터(100)는 상기 포지셔너(200)와 평행하게 배치되는 레일부재(110)와, 수직방향으로 길이를 갖되 하부가 이동수단(20)에 의해 상기 레일부재(110) 길이방향으로 이동하는 이동부재(120) 및 상기 이동수단(20)에 의해 상기 이동부재(120) 길이방향으로 승강가능하게 결합하는 승강부재(130)를 포함하되, 상기 이동수단(20)은 원판형이나 평형으로 이루어진 적어도 하나 이상의 기어(21), 스크류(23), 핸들(25) 및 모터(27) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이동부재(120)는 하부에 상기 레일부재(110) 상부에 구비된 한 쌍의 가이드바(111)와 슬라이드 이동가능하게 삽입되는 안내홈(121)이 형성되되 상부에는 제1회전기어(123)가 회전가능하게 구비된 이동몸체(127) 및 상기 제1회전기어(123) 상면에서 수직되게 연장되되 외면에는 상기 승강부재(130)가 승강가능하게 결합하는 승강대(125)를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 승강부재(130)는 일면이 상기 이동수단(20)과 승강 가능하게 결합하되 타면에는 서로 이웃하는 다수의 가이드돌기(132)가 대칭되게 형성된 승강판(131) 및 수평방향으로 길이를 갖되 용접 위치에 따라 상기 레일부재(110)의 길이방향과 서로 교차되게 상기 가이드돌기(132)에 이동가능하게 삽입되는 이동바(133)를 포함하며, 상기 포지셔너(200)와 마주보는 상기 이동바(133) 끝단에는 회전가능한 부가축(135)이 형성되되 상기 부가축(135)에는 제1이음부(17)나 제2이음부(19)를 용접하기 위한 토치(136)가 구비된 것이 바람직하다.

또한, 상기 토치(136)는 각도 조절이 가능하게 상기 부가축(135)과 결합하는 토치홀더(137)에 결합되어 사용되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 승강부재(130)는 비접촉식 심추적 방식의 레이저 변위 센서를 더 포함하되, 상기 레이저 변위 센서는 측정된 값이 제어부(300)를 통해 상기 부가축(135)에 반영하여 실시간 용접심 추적과 상기 토치(136)의 높이가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 포지셔너(200)는 플랜지(11)이 안착하는 원반척(210)과, 상기 원반척(210)을 중심으로 하여 방사상으로 다수 형성되어 플랜지(11)를 고정 또는 해지하는 다수의 클램프(230)와, 상기 원반척(210) 하부와 소정각도로 회전가능하게 결합하되 상기 원반척(210)을 회전시키기 위한 회전모터(221)가 구비되며, 상기 머니퓰레이터(100)와 평행하게 배치되는 지지부재(220) 및 상기 지지부재(220) 외면에 구비되되 상기 원반척(210)의 각도 변경을 위해 틸팅기어(211)와 치(齒) 결합하는 틸팅모터(223)를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 제어부(300)는 상기 원반척(210)의 회전 사이클 수를 감지하여 수신된 감지정보를 기반으로 상기 머니퓰레이터(100)의 동작을 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 종래와는 차별적으로 틸팅 가능한 포지셔너에 안착된 플랜지에 링을 용접 후, 해당 링에 인바덕트를 부가적으로 용접하여 리퀴드 돔 플러그 링을 성형하는 과정에서 용접사에 의지하지 않고 제어부를 통해 제어되는 머니퓰레이터의 Z축으로의 승강은 물론, X축 및 Y축 방향으로의 반자동 왕복 운동을 통해 토치의 위치를 조절함에 따라 용접사에 대한 건강악화를 방지하며, 리퀴드 돔 플러그 링에 대한 용접 품질 및 생산성을 향상시키는 효과를 갖게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치에 대한 머니퓰레이터를 나타낸 도면.
도 3 내지 도 5는 도 2에 대한 동작 설명도.
도 6은 본 발명에 따른 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치에 대한 포지셔너를 나타낸 도면.
도 7은 도 6에 대한 원반척을 나타낸 도면.
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치에 대한 작용관계도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치(이하, 간략하게 '용접장치'라 한다)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접장치(1)는 크게 머니퓰레이터(manipulator:100), 포지셔너(200) 및 상기한 구성 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부(300)를 포함할 수 있으며, 상기 제어부(300)는 미도시된 컨트롤러(미도시) 등을 통해 작업자가 원격으로 제어하는 방법도 가능하다는 점에 유의한다.

더욱 상세하게 설명하면, 상기 머니퓰레이터(100)는 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 후에 설명하는 포지셔너(200)에 안착 고정된 플랜지(11)에 링(13)과 인바덕트(15)를 티그(TIG) 용접할 수 있게 첨부된 도면을 기준으로 X축, Y축 및 Z축 방향으로 선택 이동하여 리퀴드 돔 플러그 링(10)을 성형하기 위한 구성으로 레일부재(110), 이동부재(120) 및 승강부재(130)를 포함한다.

예컨대 레일부재(110)는 하면이 지면에 지지된 상태로 상부에는 이동부재(120)와 승강부재(130)가 설치되되 특히, 상기 이동부재(120)와는 X축 방향으로 왕복 이동이 가능하게 설치될 수 있도록 하기 위한 구성으로 레일몸체(113)와 가이드바(111)를 포함한다.

레일몸체(113)는 도시한 바와 같이, 플레이트의 형상을 갖도록 성형되되 그 상부에는 각각 소정의 길이를 갖는 한 쌍의 가이드바(111)가 서로 이웃하게 배치되며, 상기 가이드바(111) 외면에는 이동부재(120)가 슬라이드 이동 가능하게 장착된다.

레일몸체(113) 상면에는 이동수단(20)이 회전가능하게 설치되기 위한 다수의 돌출편이 부가적으로 형성되어 이동부재(120)가 이동하기 위한 동력을 제공하되 레일몸체(113)에 구비되는 상기 이동수단(20)은 스크류(23) 및 핸들(25)을 포함할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 후에 설명하는 이동부재(120)에서 더욱 상세히 설명하도록 한다.

또한, 이동부재(120)는 후에 설명하는 승강부재(130)의 회전은 물론, 상술한 레일몸체(113)의 길이방향인 X축 방향으로 왕복 이동이 가능하도록 하기 위한 구성으로 이동몸체(127), 안내홈(121), 제1회전기어(123) 및 승강대(125)를 포함한다.

이동몸체(127)는 도시한 바와 같이, 전체적으로 플레이트의 형상을 갖도록 레일몸체(113) 상부에 배치되되 그 하부에는 한 쌍의 가이드바(111) 외면에 슬라이드 이동가능하게 삽입되는 안내홈(121)이 형성된다.

아울러, 이동몸체(127)의 상면 및 하면에는 이동수단(20)이 회전가능하게 설치되기 위한 다수의 돌출편이 부가적으로 상방 또는 하방으로 길이를 갖도록 돌출 형성된다.

나아가, 이동몸체(127) 하면 즉, 한 쌍의 안내홈(121) 사이에는 레일몸체(113)에 설치된 이동수단(20)을 구성하는 스크류(23) 외면과 나사 결합할 수 있는 나사공이 형성되어 상기 스크류(23)의 회전방향에 따라 이동몸체(127)가 X축 방향으로 왕복 이동이 가능하게 한다.

부연하면, 작업자가 레일몸체(113)의 돌출편에 회전가능하게 관통 삽입된 스크류(23)를 회전시키기 위해 상기 스크류(23) 일측에 구비된 핸들(25)을 정방향(시계방향) 또는 역방향으로 회전시키면 상기 스크류(23) 외면과 나사 결합하는 이동몸체(127)는 가이드바(111)에 안내되어 +X축 또는 -X축 방향으로 이동하여 포지셔너(200)에 안착 고정된 대상물의 용접 위치에 대응되게 배치가 가능하게 하는 것이다.

제1회전기어(123)는 도시한 바와 같이, 이동몸체(127) 상부에 회전가능하게 설치되며, 상기 이동몸체(127)에 설치된 핸들(25) 및 상기 제1회전기어(123) 둘레면에 형성된 기어와 서로 치(齒) 결합하는 웜 기어(21)를 포함하는 또 다른 이동수단(20)을 통하여 회전에 필요한 동력을 전달받을 수 있도록 한다.

제1회전기어(123)의 회전방향에 따라 함께 회전할 수 있도록 구비되는 승강대(125)는 도시한 바와 같이, 하부가 상기 제1회전기어(123) 상면과 이어지게 수직방향으로 길이를 갖도록 설치된다.

이때, 승강대(125) 외면에는 스크류(23) 및 상기 스크류(23)를 양방향으로 회전시킬 수 있는 모터(27)를 포함하는 또 다른 이동수단(20)이 설치되되 이를 통해 후에 설명하는 승강부재(130)가 Z축 방향으로 승강할 수 있는 동력이 제공될 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 이에 대한 상세한 설명은 상기 승강부재(130)의 설명에서 더욱 상세히 설명하도록 한다.

또한, 승강부재(130)는 포지셔너(200)에 마련된 용접을 위한 대상물의 위치에 따라 상술한 이동부재(120)를 통해 회전 및 X축 방향으로의 이동은 물론, Z축 및 Y축 방향으로의 선택적으로 가능할 수 있게 하기 위한 구성으로 승강판(131), 가이드돌기(132), 이동바(133), 가이드홈(134), 부가축(135), 토치(136) 및 토치홀더(137)를 포함한다.

승강판(131)은 도시한 바와 같이, 승강대(125) 외면을 감싸도록 성형되어 상기 승강대(125)에 구비된 모터(27)에 의해 회전하는 스크류(23)를 통해 승강이 이루어진다.

이를 위해, 승강판(131)은 스크류(23)와 나사 결합할 수 있는 나사공이 형성되어 모터(27)의 회전방향에 따라 +Z축 또는 -Z축 방향으로 상기 승강판(131)에 설치된 이동바(133)의 승강이 실행될 수 있도록 한다.

이때, 승강판(131)은 이동바(133)의 장착을 위해 수직방향으로 서로 마주보는 다수의 가이드돌기(132)가 돌출 형성되어 상기 이동바(133)에 길이방향으로 형성된 가이드홈(134)을 따라 상기 이동바(133)가 +Y축 및 -Y축 방향으로 왕복 이동이 가능하게 하는 것이 바람직하다.

이동바(133) 일측 즉, 포지셔너(200)와 서로 마주보는 끝단부에는 360도 회전이 가능한 부가축(135)이 설치되며, 상기 부가축(135) 외면에는 용접을 실행하기 위한 교체 가능한 토치(136)가 구비되어 상기 부가축(135)의 회전방향에 따라 상기 토치(136)의 용접 위치가 결정될 수 있도록 한다.

나아가, 본 발명에서의 토치(136)는 필요에 따라 각도 조절이 가능한 토치홀더(137)를 통해 부가축(135)와 회전가능하게 결합하여 용접 위치에 따른 상기 토치(136)의 회전은 물론, 각도 조절도 선택적으로 병행하여 사용할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 승강부재는 제어부(300)를 통해 제어되는 비접촉식 심추적 방식의 레이저 변위 센서를 더 포함할 수 있으며, 상기 레이저 변위 센서는 측정된 값이 제어부(300)를 통해 부가축(135)에 반영하여 토치(136)로 용접하기 위한 제1 및 제2이음부(19)의 실시간 용접심 추적과 상기 토치(136)의 높이가 일정하게 유지될 수 있게 제어가 가능하도록 한다.

부가축(135)과 같은 이동바(133)에 설치되는 레이저 변위 센서는 길이 약 3mm 정도의 라인빔 생성하며, 해당 레이저 변위 센서를 기구적으로 위빙을 하면 lap 또는 fillet joint 의 엣지에서 값이 크게 변하는 것을 확인할 수 있는데, 상기 레이저 변위 센서는 그 변화하는 좌표값을 이용하여 제어부를 통해 부가축(135)의 실시간 제어를 통하여 슈팅 포인트를 일정하게 유지할 수 있게 하는 것이다.

그리고, 상기 포지셔너(200)는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 포지셔너(200)와 평행하게 배치되는 상술한 머니퓰레이터(100)를 통하여 용접위치가 결정된 상태에서 리퀴드 돔(10)을 성형하기 위해 안착 고정된 플랜지(11)를 기준으로 링(13) 및 인바덕트(15)가 수차적으로 용접될 수 있도록 하기 위한 구성으로 원반척(210), 클램프(230) 및 지지부재(220)를 포함한다.

예컨대 원반척(210)은 전체적으로 소정의 지름을 갖는 원판 형상으로 성형되되 하부 양측에는 지지부재(220)와 회전가능하게 축 결합할 수 있는 한 쌍의 연장편(213)이 하방으로 돌출 형성된다.

이때, 한 쌍의 연장편(213) 중 어느 하나에는 지지부재(220)를 구성하는 제2회전기어(229)와 서로 치(齒) 결합할 수 있는 틸팅기어(211)가 구비되어 상기 제2회전기어(229)의 회전방향에 따라 원반척(210)의 회전각도를 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서의 제어부(300)는 원반척(210)의 회전 사이클 수를 센서를 통해 감지하여 수신된 감지정보를 기반으로 상술한 머니퓰레이터(100)에 대한 승강 및 이도에 따른 동작이 제어될 수 있도록 한다.

또한, 클램프(230)는 도시한 바와 같이, 원반척(210) 상부에 방사상으로 다수 설치되어 상기 원반척(210)에 안착하는 플랜지(11)가 고정될 수 있도록 한다.

클램프(230)는 서로 분리 또는 회전 가능한 두 몸체로 구성되어 플랜지(11)의 하면을 지지한 상태에서 상기 플랜지(11)의 상면을 가압 또는 해지할 수 있는 구조를 갖도록 설치된다.

본 발명에서의 두 몸체로 이루어진 클램프(230)는 도시한 바와 같이, 볼트 형상을 갖는 체결수단을 통해 각각이 플랜지(11)를 가압 또는 해지할 수 있도록 도시되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 필요에 따라 제어부(300)의 제어를 통해 실린더 등을 이용하여 다수의 상기 클램프(230)가 동시에 상기 플랜지(11)를 가압 또는 해지할 수 있는 자동 구조를 사용하는 것도 가능하다.

한편, 두 몸체로 구성되는 클램프(230) 중 플랜지(11)의 하면을 지지하는 하부플랜지 외면은 안착하는 상기 플랜지(11) 하면과 형상 맞춤으로 성형될 수 있도록 서로 면접하는 부분이 서로 다른 기울기를 갖는 사선의 형태를 갖도록 성형되는 것도 가능하다.

또한, 지지부재(220)는 상술한 클램프(230)를 통해 원반척(210)에 안착 고정된 플랜지(11)가 지면에 지지되어 각도조절(틸팅) 및 회전이 안정적으로 실행될 수 있도록 하기 위한 구성으로 지지체(225) 및 제어부(300)를 통해 제어될 수 있는 회전모터(221)와 틸팅모터(223)를 포함한다.

지지체(225)는 도시한 바와 같이, 하면이 지면에 지지되되 상술한 한 쌍의 연장편(213)이 회전가능하게 축 결합할 수 있도록 한 쌍의 지지편(227)이 상방으로 돌출 형성된다.

여기서, 각각 한 쌍으로 이루어진 지지편(227)과 연장편(213) 간의 회전구조는 어느 한 측은 틸팅모터(223)에서 연장된 구동축을 통해 회전가능하게 축결합하되 다른 한 측은 회전축을 통해 축 결합하여 상기 지지편(227)과 상기 연장편(213)이 서로 회전 가능한 구조를 갖도록 한다.

회전모터(221)는 도시한 바와 같이, 원반척(210) 하부에 설치되어 상기 원반척(210)을 회전시키며, 이를 위해 상기 원반척(210)은 다수의 클램프(230)에 의해 플랜지(11)가 안착 고정되는 상부판과 상기 상부판 하부에 배치되되 하면에는 상기 회전모터(221)의 구동축이 상기 상부판과 회전가능하게 결합할 수 있도록 관통하는 하부판으로 분리 구성될 수 있다.

틸팅모터(223)는 도시한 바와 같이, 틸팅기어(211)와 서로 치 결합하는 제2회전기어(229)를 회전시킬 수 있게 지지편(227) 외면에 구동축이 관통할 수 있도록 고정 설치되어 상기 제2회전기어(229)를 양방향으로 회전시킨다.

상술한 본 발명에 따른 용접장치(1)의 구성을 통하여 도 8 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 포지셔너(200)에 안착된 플랜지(11) 상부에 배치되는 링(13)과 내/외면이 각각 면접하는 제1이음부(17)는 물론, 해당 링(13)과 외면에서 면접하는 인바덕트(15) 간의 제2이음부(19)를 용접시에 머니퓰레이터(100)에 의해 X, Y, Z축 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 토치(136)의 위치를 용이하게 이동시켜 용접을 실행할 수 있게 된다.

여기서, 제1이음부(17)는 필렛 용접을 실행하되 제2이음부(19)는 겹치기(lap joint) 용접을 실행하며, 용접 방식에 따라 토치(136) 또는 상기 토치(136)가 결합한 토치홀더(137)를 부가축(135)에서 분리하여 사용하는 것도 가능하다.

한편, 제2이음부(19)를 갖는 링(13)과 인바덕트(15)의 용접을 실행시에는 해당 인바덕트(15) 내부에 목재 등으로 이루어진 바(BAR) 형태의 지지바를 내부에 고정시켜 용접하는 것도 가능하다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접장치(1)는 종래와는 차별적으로 틸팅 가능한 포지셔너(200)에 안착된 플랜지(11)에 링(13)을 용접 후, 해당 링(13)에 인바덕트(15)를 부가적으로 용접하여 리퀴드 돔 플러그 링(10)을 성형하는 과정에서 용접사에 의지하지 않고 제어부(300)를 통해 제어되는 머니퓰레이터(100)의 Z축으로의 승강은 물론, X축 및 Y축 방향으로의 반자동 왕복 운동을 통해 토치(136)의 위치를 조절함에 따라 용접사에 대한 건강악화를 방지하며, 리퀴드 돔 플러그 링(10)에 대한 용접 품질 및 생산성을 향상시키는 효과를 갖게 된다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1: 본 발명에 따른 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치
100: 머니퓰레이터
110: 레일부재 111: 가이드바
113: 레일몸체 120: 이동부재
121: 안내홈 123: 제1회전기어
125: 승강대 127: 이동몸체
130: 승강부재 131: 승강판
132: 가이드돌기 133: 이동바
134: 가이드홈 135: 부가축
136: 토치 137: 토치홀더
200: 포지셔너
210: 원반척 211: 틸팅기어
213: 연장편 220: 지지부재
221: 회전모터 223: 틸팅모터
225: 지지체 227: 지지편
229: 제2회전기어 230: 클램프
300: 제어부
10: 리퀴드 돔 플러그 링
11: 플랜지 13: 링
15:인바덕트
20: 이동수단

Claims

플랜지(11), 링(13) 및 인바덕트(15)를 포함하는 리퀴드 돔 플러그 링을 티그(TIG) 용접하는 용접장치에 있어서,
상기 용접장치는
플랜지(11)와 링(13) 제1이음부(17)에 대한 필렛 용접과 링(13)과 인바덕트(15) 제2이음부(19)에 대한 겹치기(lap joint) 용접을 실행할 수 있는 머니퓰레이터(100);
상기 머니퓰레이터(100)와 근접하게 배치되되 플랜지(11)가 탈착 가능하게 안착 고정되는 포지셔너(200); 및
상기 머니퓰레이터(100) 또는 상기 포지셔너(200) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 머니퓰레이터(100)는
상기 포지셔너(200)와 평행하게 배치되는 레일부재(110);
수직방향으로 길이를 갖되 하부가 이동수단(20)에 의해 상기 레일부재(110) 길이방향으로 이동하는 이동부재(120); 및
상기 이동수단(20)에 의해 상기 이동부재(120) 길이방향으로 승강가능하게 결합하는 승강부재(130);를 포함하되,
상기 이동수단(20)은 원판형이나 평형으로 이루어진 적어도 하나 이상의 기어(21), 스크류(23), 핸들(25) 및 모터(27) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치.
제2항에 있어서,
상기 이동부재(120)는
하부에 상기 레일부재(110) 상부에 구비된 한 쌍의 가이드바(111)와 슬라이드 이동가능하게 삽입되는 안내홈(121)이 형성되되 상부에는 제1회전기어(123)가 회전가능하게 구비된 이동몸체(127); 및
상기 제1회전기어(123) 상면에서 수직되게 연장되되 외면에는 상기 승강부재(130)가 승강가능하게 결합하는 승강대(125);를 포함하는 것을 특징으로 하는 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치.
제2항에 있어서,
상기 승강부재(130)는
일면이 상기 이동수단(20)과 승강 가능하게 결합하되 타면에는 서로 이웃하는 다수의 가이드돌기(132)가 대칭되게 형성된 승강판(131); 및
수평방향으로 길이를 갖되 용접 위치에 따라 상기 레일부재(110)의 길이방향과 서로 교차되게 상기 가이드돌기(132)에 이동가능하게 삽입되는 이동바(133);를 포함하며,
상기 포지셔너(200)와 마주보는 상기 이동바(133) 끝단에는 회전가능한 부가축(135)이 형성되되 상기 부가축(135)에는 제1이음부(17)나 제2이음부(19)를 용접하기 위한 토치(136)가 구비된 것을 특징으로 하는 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치.
제4항에 있어서,
상기 토치(136)는
각도 조절이 가능하게 상기 부가축(135)과 결합하는 토치홀더(137);에 결합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치.
제4항에 있어서,
상기 승강부재(130)는
비접촉식 심추적 방식의 레이저 변위 센서;를 더 포함하되,
상기 레이저 변위 센서는 측정된 값이 제어부(300)를 통해 상기 부가축(135)에 반영하여 실시간 용접심 추적과 상기 토치(136)의 높이가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 포지셔너(200)는
플랜지(11)이 안착하는 원반척(210);
상기 원반척(210)을 중심으로 하여 방사상으로 다수 형성되어 플랜지(11)를 고정 또는 해지하는 다수의 클램프(230);
상기 원반척(210) 하부와 소정각도로 회전가능하게 결합하되 상기 원반척(210)을 회전시키기 위한 회전모터(221)가 구비되며, 상기 머니퓰레이터(100)와 평행하게 배치되는 지지부재(220); 및
상기 지지부재(220) 외면에 구비되되 상기 원반척(210)의 각도 변경을 위해 틸팅기어(211)와 치(齒) 결합하는 틸팅모터(223);를 포함하는 것을 특징으로 하는 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치.
제7항에 있어서,
제어부(300)는
상기 원반척(210)의 회전 사이클 수를 감지하여 수신된 감지정보를 기반으로 상기 머니퓰레이터(100)의 동작을 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 리퀴드 돔 플러그 링 용접장치.