KR20240017518A - 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치는, 배관이 끼워지도록 일측이 개방되고 내부에 용접홀이 형성된 하우징, 상기 하우징 내부에 연결되며, 상기 용접홀에 끼워진 상기 배관의 원주방향으로 상기 하우징을 회전시키는 롤링부, 상기 하우징을 관통하고 상기 배관을 향해 돌출되며, 상기 하우징을 상기 배관에 밀착시키는 가압부 및 상기 하우징에 연결되어, 상기 배관의 길이방향으로 연장이 가능한 용접부를 포함할 수 있다.

Description

용접장치{WELDING MACHINE}

본 발명은 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자의 제조를 위해서는 증착, 사진, 식각, 애칭, 그리고 세정 등 다양한 공정이 요구되며, 각종 공정에 필요한 화학물질을 배관을 설치하여 이송하게 된다.

그리고 반도체 설비의 특성상 배관을 설치 또는 보수하기 위해서는 배관이 설치된 건물 내부에서 직접 작업이 이루어지게 된다. 이로 인하여 배관을 용접하는 과정에 발생하는 불티의 비산을 방지하기 위하여 다양한 형태의 안전장치가 사용되고 있다.

예를 들어 용접을 위한 배관의 외부에 불티의 비산을 방지하기 위한 방지포를 설치한 이후에 용접 작업을 진행하기도 한다.

최근에는 배관에 불티 확산 방지용 툴을 조립식으로 직접 부착하여 용접을 진행하는 방법을 주로 사용하고 있다. 그러나, 상기와 같은 종래 기술의 불티 확산 방지용 툴은, 배관에 설치하는 구조가 매우 복잡하고, 크기가 크고 무거워 작업자가 취급 및 설치하기가 어렵고, 휴대성이 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.

국내 공개특허 제10-2015-0145985호(공개일:2015.12.31)에는 "배관 용접용 퍼징 장치 및 이를 이용한 용접 방법"이 개시되어 있고, 공개 특허 제10-2014-0083798호(공개일:2014.07.04)에는 "내사우어성이 우수한 배관의 용접부 제조방법"이 개시되어 있다.

상기와 같은 기술적 배경을 바탕으로 안출된 것으로, 본 발명은 정확한 위치에 용접이 가능하고, 용접비드 두께가 균일하여 보다 향상된 용접품질을 구현하면서 불티 비산이 없는 용접이 가능한 용접장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치는, 배관이 끼워지도록 일측이 개방되고 내부에 용접홀이 형성된 하우징, 상기 하우징 내부에 연결되며, 상기 용접홀에 끼워진 상기 배관의 원주방향으로 상기 하우징을 회전시키는 롤링부, 상기 하우징을 관통하고 상기 배관을 향해 돌출되며, 상기 하우징을 상기 배관에 밀착시키는 가압부 및 상기 하우징에 연결되며, 상기 배관의 원주방향으로 이동이 가능한 용접부를 포함할 수 있다.

상기 하우징은, 상기 용접부가 연결되는 상부플레이트, 상기 상부플레이트와 대응되는 형상으로 형성되는 하부플레이트, 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트를 연결하며 하우징공간을 형성하는 하우징바 및 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트의 외측 둘레를 따라 연결되어 상기 하우징의 외측면을 막는 케이스를 포함하는 케이스를 포함할 수 있다.

상기 롤링부는, 상기 하우징공간에서 상기 용접홀의 주변으로 형성된 내부프레임, 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트를 관통하고, 상기 용접홀을 향해 돌출되어 상기 배관에 접촉하는 회전부 및 상기 내부프레임에 위치하고, 상기 회전부에 연결되어 회전력을 전달하는 모터부를 포함할 수 있다.

상기 회전부는, 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트를 관통하는 회전샤프트, 상기 회전샤프트에 연결되고 상기 배관의 표면을 따라 롤링하여 상기 하우징을 회전시키는 롤러부 및 상기 하우징공간에서 상기 모터부와 연결되는 제1 벨트부를 포함할 수 있다.

상기 회전부는, 상기 용접부를 가운데 두고 양측으로 배치될 수 있다.

상기 가압부는, 상기 하우징공간에서 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트에 연결된 로드, 상기 로드에 연결되어 상기 로드를 중심으로 상기 용접홀을 향해 회전하는 제1 가압프레임, 상기 제1 가압프레임에 연결되고 상기 배관의 표면에 접촉되는 복수의 롤러가 연결된 제2 가압프레임 및 상기 제2 가압프레임을 상기 배관을 향해 가압하는 가압조절부를 포함할 수 있다.

상기 가압조절부는, 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트에 고정된 고정로드, 상기 고정로드에 회전가능하도록 연결되고, 상기 하우징의 외면을 따라 형성되는 조절부, 상기 조절부 내부에 연결되며 상기 고정로드와 이격된 제1 가압로드; 및 상기 제1 가입로드에 연결되어 상기 조절부의 회전에 의해 상기 제2 가압프레임을 상기 배관을 향해 가압하고, 외주면에 스프링부가 연결되는 제2 가압로드를 포함할 수 있다.

상기 용접부는, 상기 하우징공간에 위치하고 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트 사이를 수직하게 이동하는 제1 조절부, 상기 제1 조절부와 연결되는 받침플레이트, 상기 받침플레이트에 연결되며, 상기 배관의 외면을 따라 만곡지게 형성된 회전가이드, 상기 회전가이드에 복수의 회전롤러를 매개로 연결되는 몸체부, 상기 몸체부에 연결되어 상기 용접홀을 향해 이동하는 제2 조절부 및 상기 제2 조절부에 연결된 용접기를 포함할 수 있다.

상기 몸체부는, 상기 용접기를 내측 가운데에 두고 상기 몸체부에 연결되어, 상기 용접기에서 발생되는 불티의 비산을 방지하는 커버부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치는, 정확한 위치에 용접이 가능하고, 용접비드 두께가 균일하여 보다 향상된 용접품질을 구현하면서 불티 비산이 없는 용접이 가능하다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치를 이용한 배관 용접을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 용접장치를 활용하여 복수의 배관을 용접하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 나타낸 용접장치의 사시도이다.
도 5는 도 1에 나타낸 용접장치의 분리사시도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 하우징의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 5에 나타낸 롤러부의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 5에 나타낸 가압부의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 5에 나타낸 용접부의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 5에 나타낸 조작부의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 1에 나타낸 용접장치로 용접했을 때 위빙비드가 형성된 상태를 나타낸 사진이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접장치를 이용한 배관 용접을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 용접장치(100)는 배관(P)과 배관(P)을 서로 용접하여 연결할 수 있다. 배관(P)과 배관(P) 사이에는 용가재(W)가 개재될 수 있다. 예를 들면, 용가재(W)는 원형링으로 형성될 수 있다. 즉, 배관(P) 접합용 용접링은 2개의 배관을 서로 접합(용접)하는데 사용될 수 있으며, 특히 배관(P)과 배관(P)의 끝단을 용접 처리할 때 사용될 수 있다. 특히, 용가재(W)는 용접봉을 사용하는 가스 용접, 예를 들어 아르곤 용접 등에서 용접봉 대용으로 사용될 수 있다. 구체적으로 배관(P)과 배관(P) 사이를 밀착한 상태에서 용접봉의 사용 없이 용접하게 되면, 한 번의 용접으로 배관(P)과 배관(P) 사이의 내외면 용접비드를 동시에 형성할 수 있어 용접을 간편하고 신속하게 진행할 수 있음은 물론 작업자의 숙련도와 관계없이 균일하고 정확한 용접 품질을 구현할 수 있다.

용접장치(100)는 어느 일측의 배관에 연결되며, 배관(P)과 배관(P) 사이에 개재된 용가재(W)에 용접부(40)가 위치하게 된다. 이때, 용접부(40)는 불티비산 방지를 위한 커버부(45)가 주위에 형성되어 있어, 용접이 진행되는 동안 불티가 비산되지 않을 수 있다. 또한, 용접장치(100)는 연결된 배관을 중심으로 회전하게 되면서 일정한 속도로 용접을 진행하여 보다 완벽한 용접 품질을 구현할 수 있다. 특히, 용접부(40)는 용가재(W)를 향하는 방향으로 전후 이동이 가능하여, 용가재(W)와 일정거리를 지속적으로 유지할 수 있다. 이에 따라, 용접부(40)와 용가재(W) 사이의 최적의 거리가 유지되면서 용접이 이루어져 배관의 내외면에 균일한 용접비드가 형성될 수 있다.

도 3은 도 1에 나타낸 용접장치를 활용하여 복수의 배관을 용접하는 상태를 나타낸 도면이다.

도 3을 참고하면, 반도체공장과 같이 면적이 큰 공간에는 복수의 배관(P)이 설치된다. 복수의 배관(P)은 서로 연결되어 수십 내지 수백미터로 형성된다. 따라서, 복수의 용접장치(100)를 통해 복수의 배관(P)을 한 번에 연결할 수 있어, 작업시간을 크게 단축시킬 수 있다. 또한, 용접불티의 비산을 방지하여 화재와 같은 사고를 방지할 수 있으며, 제어장치(60)에 의해 조작할 수 있어 작업자의 수를 줄일 수 있다. 또한, 용접장치(100)를 통해 배관(P)과 배관(P)사이의 균일한 용접의 품질을 구현하여, 수십 내지 수백미터로 연결되는 배관(P)의 전체 품질을 크게 향상시킬 수 있다.

예를 들면, 배관(P)의 1본의 길이는 약 6m 이며 천정에 연결된 행거(H)에 의해 거치될 수 있다. 배관(P)과 인접한 배관(P) 사이를 복수의 용접장치(100)를 통해 용접할 수 있다. 각각의 용접장치(100)는 조작프로그램이 설치된 제어장치(60)에 의해 작동이 제어될 수 있다. 다른 예로, 복수개의 용접장치(100)는 용접장치(100)에 연결된 조작부(50, 도 5참고)를 통해 작동이 제어될 수 있다. 따라서, 작업자는 용접장치(100)의 제어부(50)를 통해 배관(P)과 배관(P) 사이의 상태를 확인하고, 용접장치(100)를 작동시켜 용접을 시작할 수 도 있고, 제어장치(60)를 통해 용접장치(100)를 각각 또는 동시에 작동시킬 수 있다.

도 4는 도 1에 나타낸 용접장치의 사시도이고, 도 5는 도 1에 나타낸 용접장치의 분리사시도이다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 용접장치(100)는 하우징(10), 롤링부(20), 가압부(30) 및 용접부(40)를 포함할 수 있다.

먼저, 하우징(10)은 일측이 개방된 형태로 이루어질 수 있다. 하우징(10)의 내부에는 배관(P)이 끼워지는 용접홀(10a)이 형성될 수 있다. 즉, 배관(P)에 하우징(10)을 끼우고, 후술할 가압부(30)를 통해 하우징(10)을 배관(P)에 단단히 연결시킬 수 있다.

제어부(50)는 하우징(10)에 연결되어 롤링부(20) 및 용접부(40)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제어부(50)는 직사각형으로 형성되며, 하우징(10)의 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12) 사이에 연결될 수 있다. 제어부(50)를 통해 용접장치(100)의 작동을 제어할 수 있다.

도 6은 도 5에 나타낸 하우징의 일 실시예를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 5에 나타낸 롤러부의 일 실시예를 나타낸 도면이다.

도 5 내지 도 7을 참고하면, 하우징(10)은 상부플레이트(11), 하부플레이트(12), 하우징바(13) 및 케이스(14)를 포함할 수 있다. 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12)는 형상이 동일할 수 있다. 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12) 사이로 하우징바(13)가 위치하여 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12) 사이에 하우징공간(10b)을 형성할 수 있다. 케이스(14)는 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12)의 외면을 따라서 연결되며, 하우징의 일측을 밀폐한다.

롤링부(20)는 하우징(10) 내부에 연결되며, 배관(P)에 지지하여 하우징(10)을 회전시킬 수 있다. 롤링부(20)는 내부프레임(21), 회전부(22) 및 모터부(23)를 포함할 수 있다.

내부프레임(21)은 하우징(10)에 연결되며, 하우징공간(10b)에서 용접홀(10a) 주위로 형성된다. 내부프레임(21)은 하우징(10)과 단단히 연결되어 있으며, 용접홀(10a)을 따라 만곡지게 형성되어 있다. 내부프레임(21)이 케이스(14)를 향하는 방향으로 용접부(40)가 위치하게 되므로, 용접부(40)가 위치하는 부근에도 만곡지게 형성하여 용접부(40)가 설치될 공간이 확보될 수 있다.

회전부(22)는 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12)를 관통하고, 용접홀(10a)을 향해 배관(P)과 접촉할 수 있다. 즉, 회전부(22)의 회전을 통해 하우징(10)은 배관 표면을 배관의 원주방향으로 회전할 수 있다.

회전부(22)는 회전샤프트(221), 롤러부(222) 및 제1 벨트부(223)를 포함할 수 있다. 회전샤프트(221)는 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12)를 관통하여 위치하고, 각각 베어링을 매개로 회전가능한 상태로 연결된다. 회전샤프트(221) 양단에는 롤러부(222)가 연결되며, 롤러부(222)는 배관(P)의 표면에 밀착하게 된다. 예를 들면, 롤러부(222)는 배관(P)과 맞닿는 면에 접촉저항이 큰 고무패드가 결합될 수 있다. 롤러부(222)의 회전을 통해, 용접장치(100)는 배관(P)의 원주방향으로 일정한 속도로 회전할 수 있다.

내부프레임(21)에는 회전샤프트(221)와 제1 벨트부(223)를 매개로 연결되는 모터부(23)가 위치할 수 있다. 모터부(23)의 동력으로 롤러부(222)가 연결된 회전샤프트(221)가 회전하게 된다. 모터부(23)의 동력은 제1 벨트부(223)를 통해 회전샤프트(221)에 전달될 수 있다.

모터부(23)는 서보모터(231), 감속기(232) 및 풀리(233)를 포함할 수 있다.

서보모터(231)는 동력을 발생하여, 용접장치(100)가 배관(P)의 원주방향으로 회전할 수 있게 한다. 서보모터(231)는 내부프레임(21) 전단에 위치하고 있으며, 동력을 감속기(232)에 전달할 수 있다. 예를 들면, 서보모터(231)과 감속기(232)는 제2 벨트부(224)를 매개로 연결될 수 있다. 제2 벨트부(224)는 서보모터(231)의 동력을 감속기(232)에 전달하게 된다. 서보모터(231)의 동력은 1.5 ~ 3:1 의 비율로 감속되어 감속기(232)에 입력될 수 있다. 예를 들면, 서보모터(231)는 제2 벨트부(224)를 회전시키며 감속된 동력을 감속기(232)에 입력하게 된다. 구체적으로, 입력비율이 2:1 일 경우, 서보모터(231)가 1,000rpm 이라면 제2 벨트부(224)에 연결된 감속기(232)에 500rpm이 입력될 수 있다. 다음으로 감속기(232)의 감속비는 90 ~ 120:1이다. 예를 들어, 감속비율이 100:1일 경우 입력된 500rm 은 감속기(232)에 의해 변환되어, 5rpm으로 출력이 될 수 있다. 풀리(233)는 감속기(232)에 연결되며 제1 벨트부(223)에 연결될 수 있다. 풀리(233)는 감속기(232)와 0.5:1의 입력비율일 수 있다. 즉, 감속기(232)에 의해 출력되는 5rpm은 풀리(233)에 의해 또 한 번 감속되어 2.5rpm 으로 회전부(22)에 전달될 수 있다. 풀리(233)는 제1 벨트부(223)를 통해 회전부(22)를 보다 정확하게 제어할 수 있다.

본 발명의 용접장치(100)의 용접에 있어서 회전속도 및 회전량 제어는 매우 중요하다. 용가재(W)의 재질에 따라, 또는 용접비드의 두께에 따라, 용접장치(100)의 회전량 등은 자동 또는 수동으로 설정되어야 한다. 예를 들어, 현장에서 용접비드의 두께를 보다 두껍게 형성해야 할 필요가 있을 경우, 회전부(22)의 회전을 느리게 설정하면서도, 회전이 일정하게 유지되도록 설정해야 한다. 구체적으로, 감속기(232)를 통해 고속의 회전수를 감속비율로 줄이고, 풀리(233)를 통해 제1 벨트부(223)를 매개로 회전부(22)를 제어함으로써, 서보모터(231)의 회전력이 회전부(22)에 직접 연결됨으로써, 회전이 빨라 용접비드가 부족해지는 문제와 배관표면에 이물질 등이 있거나 진원이 아닐 경우, 회전속도가 일정하지 못한 문제를 방지할 수 있다. 또한, 배관(P) 표면의 이물질이 있거나 및 배관(P)이 진원이 아닐 경우에도 회전속도를 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다. 결국, 이를 통해 보다 두께가 균일한 용접비드를 형성할 수 있으며, 배관(P) 용접의 품질을 향상시킬 수 있다.

감속기(232)는 예를 들면, 제1 벨트부(223)는 내부프레임(21)과 상부플레이트(11) 사이에 위치하게 되고, 회전샤프트(221)에 연결될 수 있다. 모터부(23)의 회전력은 제1 벨트부(223)를 통해 회전샤프트(221)에 전달될 수 있다.

회전부(22)는 용접부(40)를 가운데 두고 양측으로 배치될 수 있다. 즉, 상부플레이트(11)에 연결되는 용접부(40)를 중심으로 회전부(22)가 위치하게 되므로, 용접부(40) 주위로, 상부플레이트(11) 및 하부플레이트(12)에 각각 롤러부(222)가 위치하게 된다. 즉, 용접부(40)의 용접기(44)가 배관(P)을 용접하게 될 때, 보다 안정적으로 용접부(40)를 회전시킬 수 있다. 이를 통해 일정한 회전속도를 지속적으로 유지함으로써 배관(P) 내외부에서 보다 균일한 용접비드를 형성할 수 있다.

도 8은 도 5에 나타낸 가압부의 일 실시예를 나타낸 도면이고, 도 9는 도 5에 나타낸 용접부의 일 실시예를 나타낸 도면이다.

도 5, 도 8 및 도 9를 참고하면, 가압부(30)는 로드(33), 제1 가압프레임(31), 제2 가압프레임(32) 및 가압조절부(34)를 포함할 수 있다. 로드(33)는 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12)에 연결될 수 있다.

제1 가압프레임(31)은 로드(33)에 회전가능하도록 연결될 수 있다. 제1 가압프레임(31)은 내부에 제2 가압프레임(32)이 연결될 수 있으며, 가압조절부(34)에 의해 강제적으로 가압되는 제2 가압프레임(32)의 회전을 가이드 하게 된다. 제2 가압프레임(32)은 제1 가압프레임(31)의 단부에 연결되고, 배관(P)의 표면에 접촉되는 복수의 롤러(32a)를 포함할 수 있다. 이를 통해, 제2 가압프레임(32)이 배관(P)의 표면에 수직하게 위치하여 가압함으로써 용접장치(100)가 용접을 하면서 배관(P)을 회전하게 될 때, 용접장치(100)가 배관(P)으로부터 미끄러지지 않도록 지지하며, 롤러(32a)에 의해 배관(P)의 표면을 따라 배관(P)의 원주방향으로 회전할 수 있게 된다.

가압조절부(34)는, 고정로드(341), 제1 가압로드(341a). 제2 가압로드(341b), 조절부(342) 및 스프링부(343)를 포함할 수 있다.

고정로드(341)는 조절부(342) 내부에 위치하며, 조절부(342)를 관통하여, 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12) 사이를 연결할 수 있다. 즉, 조절부(342)는 고정로드(341)를 기준으로 회전하면서 제2 가압프레임(32)을 가압할 수 있게 된다.

조절부(342)는 고정로드(341)에 회전가능하도록 연결될 수 있다. 예를 들면, 조절부(242)와 고정로드(341) 사이에는 베어링을 매개로 연결될 수 있다. 조절부(342)는 케이스(14)를 관통하고, 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12)에 연결된 고정로드(341)와 베어링 등을 매개로 회전가능하도록 연결된다.

조절부(342)는 제1 가압로드(341a) 및 제2 가압로드(341b)를 매개로, 제2 가압프레임(32)과 연결될 수 있다. 이를 통해, 조절부(342)를 회전시킴으로써 제2 가압부(30)의 회전반경 만큼 제2 가압프레임(32)을 압축 또는 해제할 수 있다.

조절부(342)는 하우징(10)의 외면을 따라 형성될 수 있다. 예를 들면, 조절부(342)는 고정로드(341)와 연결되는 제1 조절로드(342a) 및 제1 조절로드(342a)에서 연결되어 하우징(10) 외면을 따라 형성되는 제2 조절로드(342b)를 포함할 수 있다. 제2 조절로드(342b)는 모터부(23)의 근처까지 연장될 수 있다. 이에 따라, 작업자는 제2 조절로드(342b)를 손잡이로 하여, 조절부(342)를 하우징(10)으로부터 시킴으로써, 제2 가압로드(341b)를 통해 제2 가압프레임(32)을 배관을 향해 가압시킬 수 있다.

제1 가압로드(341a)는 조절부(342) 내부에 고정로드와 이격되어 형성된다. 예를 들면, 제1 가압로드(341a)는 고정로드(341)와 평행하게 형성하되, 조절부(342)를 관통하지 않고 조절부(342)내부에 연결될 수 있다.

제2 가압로드(341b)는 조절부(342)에 가압연결부(341c)를 매개로 연결될 수 있다. 제2 가압로드(341b)는 제1 가압로드(341a)와 수직하게 연결되며, 가압연결부(341c)에 의해 제1 가압로드(341a)로부터 이탈되지 않을 수 있다. 또한, 가압연결부(341c)는 제1 가압로드의 외주면을 따라 각도가 변화할 수 있어, 제2 가압로드(341b)가 제2 가압프레임(32)을 수직하게 가압시킬 수 있다.

스프링부(343)는 조절부(342)에 끼워지고, 고정로드(341)와 제2 가압프레임(32) 사이에 위치하게 된다. 즉, 조절부(342)는 회전함으로써 고정로드(341)를 기준으로 신축하게 된다. 예를 들면, 롤러부(222)에 의해 용접장치(100)가 배관(P)에 밀착되어 회전하게 된다. 배관(P)은 제조 공차로 인해 완전한 진원은 아니다. 따라서 스프링부(343)는 고정로드(341)에 지지되어 제2 가압프레임(32)에 탄성력을 제공하여 배관(P)의 편심 또는 이물질이 있을 경우도 제2 가압프레임(32)은 배관(P)에 보다 안정적으로 밀착하게 될 수 있다. 이를 통해, 배관(P)의 편심이나 이물질이 있을 경우에도, 제2 가압프레임(32)은 마치 버퍼와 같이 충격을 흡수하는 역할을 할 수 있어, 롤러부(222)에 의한 안정적이고 일정한 속도의 회전을 가능케 할 수 있다. 이러한 구성은 용접장치(100)의 우수한 용접품질을 제공할 수 있다.

용접부(40)는, 제1 조절부(41), 몸체부(43), 제2 조절부(42) 및 용접기(44)를 포함할 수 있다.

제1 조절부(41)는 엑츄에이터 또는 리니어모터일 수 있다. 제1 조절부(41)는 하우징공간(10b)에 위치하고, 상부플레이트(11)와 하부플레이트(12)에 수직하게 연결될 수 있다. 즉, 제1 조절부(41)는 하우징(10)에 수직한 방향, 즉 배관(P)의 길이방향으로 움직일 수 있다.

제1 조절부(41)는 몸체부(43)와 받침플레이트(46) 및 회전가이드(47)를 매개로 연결될 수 있다. 받침플레이트(46)는 제1 조절부(41)에 연결되며 용접홀(10a)을 바라보는 면에 만곡진면이 형성될 수 있다.

회전가이드(47)는 받침플레이트(46)에 연결되며, 배관(P)의 표면을 따라 곡선으로 형성될 수 있다. 회전가이드(47)에 몸체부(43)의 회전롤러(43a)가 끼워지며 결합될 수 있다. 회전롤러(43a)는 복수개가 형성될 수 있다. 예를 들면, 배관(P)을 향하는 방향으로 회전롤러(43a)는 1개가 형성되고, 회전가이드(47) 뒤로 2개가 형성될 수 있다. 이를 통해 몸체부(43)는 회전가이드(47)에 안정적으로 지지되고, 회전가이드(47)를 따라 안정적으로 회전할 수 있다.

용접기(44)는 회전가이드(47)에 의해 용접면에 대해 각도가 유지될 수 있다. 예를 들면, 용접기(44)는 회전가이드(47)를 따라, 복수 단계로 나누어 각도가 형성될 수 있다. 예를 들면, 용접기(44)는 회전가이드(47)를 따라 4 ~ 8등분되어 각도가 설정될 수 있다. 이 경우, 용접기(44)는 회전가이드(47)를 따라 22.5 ~ 45도씩 각도가 변형될 수 있다. 즉, 4등분일 경우, 180을 4등분한 45도씩 각도가 변형될 수 있다. 8등분일 경우엔, 22.5도씩 각도가 변형될 수 있다. 회전가이드(47)는 배관(P)과 배관(P) 사이, 즉 용접면을 향해 형성되므로, 용접기(44)는 용접면에 대해 경사진 각도를 유지하면서 용접하게 된다. 이를 통해 위빙비드(WB), 직선비드를 형성할 수 있다. 용접면에 대해 70 ~ 90도로 용접기를 위치시키면 직선비드가 형성될 수 있다. 용접면에 대해 경사지게 형성할 경우엔 위빙비드(WB)를 형성할 수 있다.

몸체부(43)는 제1 조절부(41)에 의해 배관(P)의 길이방향으로 이동이 가능하다. 이를 통해, 용접장치(100)가 용접이 이루어지는 부분과 다소 떨어져 설치되더라도 제1 조절부(41)에 의해 용접부(40)를 용접이 이루어지는 부분에 정확하게 위치시킬 수 있다.

몸체부(43)에는 제2 조절부(42)가 연결될 수 있다. 제2 조절부(42)는 엑츄에이터 또는 리니어모터일 수 있다. 제2 조절부(42)는 제1 조절부(41)와 수직한 방향으로 설치될 수 있다. 즉, 제2 조절부(42)는 배관(P)의 반경방향 즉, 하우징(10)의 용접홀(10a)을 향하는 방향으로 설치될 수 있다. 제2 조절부(42)에는 용접기(44)가 설치될 수 있다. 이를 통해, 용접기(44)를 배관의 반경방향으로 이동시킴으로써 용가재(W)와 용접기(44) 사이의 위치를 조절할 수 있다. 예를 들면, 전술한 바와 같이 원형배관(P)은 구경이 클수록 제조 공차가 많이 발생되게 된다. 배관(P)의 표면을 따라 원주방향으로 회전하게 될 때, 용접기(44)와 용가재(W) 사이의 거리가 조금씩 변할 수 있다. 이때, 제2 조절부(42)는 용접기(44)와 용가재(W) 사이의 거리를 지속적으로 유지시킬 수 있다.

용접부(40)는, 용접기(44) 외측으로 형성된 커버부(45)를 포함할 수 있다. 구체적으로 커버부(45)는 용접기(44)를 내측 가운데에 두고 몸체부(43)에 연결될 수 있다. 커버부(45)는 용접기(44)에서 용접이 진행될 때, 불티가 주변으로 비산되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 용접부(40)는 배관의 형상에 대응되도록 용접기(44) 외측이 더 길게 형성되며 내면이 만곡져있다. 이를 통해 배관 주위를 회전하게 될 때, 배관(P)과 용접기(44) 주위를 보다 완전하게 차단함으로써 불티가 비산되는 것을 방지할 수 있다.

도 10은 도 5에 나타낸 조작부의 일 실시예를 나타낸 도면이다.

도 10을 참고하면, 제어부(50)는 제어판(51), 제1 위치조작부(52), 제2 위치조작부(53) 및 용접기조작부(54)를 포함할 수 있다.

제어판(51)은 제어장치(60)와 전기적으로 연결되며, 제어판(51)에 연결된 스위치의 신호를 제어장치(60)에 전달할 수 있다. 예를 들면, 제어판(51)은 제어장치(60)의 신호를 받아 용접장치(100)를 작동시킬 수 있다. 또한, 작업자가 제어부(50)를 통해 용접장치(100)를 직접제어할 수 도 있다.

제1 위치조작부(52) 및 제2 위치조작부(53)는 용접장치(100)를 배관의 표면을 따라 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 용접장치(100)는 배관(P)이 지면을 향하는 방향에서 용접이 시작될 수 있다. 이를 위해, 제1 위치조작부(52)는 용접장치(100)를 배관(P)의 표면을 따라 시계방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 제1 위치조작부(52)는 서보모터(231)를 용접장치(100)가 시계방향으로 이동될 수 있도록 작동시킬 수 있다. 제2 위치조작부(53)는 제1 위치조작부(52)와 반대방향으로 용접장치(100)를 이동시킬 수 있다. 즉, 제1 위치조작부(52)와 제2 위치조작부(53)는 제어판(51)을 매개로 서보모터(231)와 전기적으로 연결되며, 서보모터(231)의 회전을 제어할 수 있다.

가속부(55)는 서보모터(231)의 회전을 제어할 수 있다. 즉, 제1 위치조작부(52)와 제2 위치조작부(53)를 통해 용접장치(100)가 사이즈가 큰 배관(P)의 표면을 따라 회전하게 된 경우, 이동속도가 매우 느릴 수 있다. 따라서, 가속부(55)를 통해 용접장치(100)가 보다 빠르게 배관(P)의 표면을 따라 이송될 수 있도록 조절할 수 있다.

용접기조작부(54)는 제어판(51)을 매개로 용접기(44)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 용접기조작부(54)를 통해 용접기(44)를 작동시킬 수 있다. 이때, 용접기조작부(54)는 용접기(44)의 원점을 설정하는 기능을 할 수 있다. 예를 들면, 용접기(44)는 배관(P)의 일면을 용접하고, 다시 용접이 시작한 원위치로 돌아와 다시 반대방향으로 용접을 하게 된다. 이는, 용가재(W)가 녹으면서 형성되는 용접비드가 자중에 의해 그 모양이 위치에 따라 변형되는 것을 방지하기 위함이다. 따라서, 용접장치(100)는 용접할 때, 배관(P)은 바닥을 향하는 저면에서 시작해서 천정을 향하는 고점에서 용접이 멈추고, 다시 용접장치(100)를 이동시켜, 배관(P)이 바닥을 향하는 저면에서 시작해서, 천정을 향하는 고점까지 반대방향으로 용접장치(100)가 이동되면서 용접이 완성되게 된다.

작동부(56)는 용접기조작부(54)가 눌렸을 때, 실제적으로 용접기(44)가 작동시킬 수 있다. 즉, 용접기조작부(54)가 눌린상태에서 작동부(56)를 한 번 더 눌러야지 용접장치(100)는 작동될 수 있다. 이를 통해, 용접장치(100)의 오작동을 방지하여, 현장에서 작업자의 부주의에 의한 용접을 방지하고, 이를 통해 용접의 품질을 크게 향상시킬 수 있다.

비상버튼(57)은 용접기조작부(54)의 인근에 위치하며, 용접장치(100)의 용접기(44) 작동을 중지할 수 있다. 예를 들면, 용접장치(100)의 오작동이 있을 경우, 더 큰 피해가 발생되는 것을 방지하기 위해, 작업자는 비상버튼(57)을 통해 용접장치(100)의 작동을 즉각 멈출 수 있다.

도 11은 도 1에 나타낸 용접장치로 용접했을 때 위빙비드가 형성된 상태를 나타낸 사진이다.

도 11을 참고하면, 배관(P)과 배관(P)사이의 용접비드가 형성된다. 회전가이드(47)에 의해 용접기(44)가 각도가 형성되며, 용접이 된다. 이에 따라, 마치 물결무늬, 실을 꼬아놓은 것과 같은 형태인 위빙비드(WB)가 형성될 수 있다. 따라서, 배관과 배관 사이의 갭이 넓은 경우, 또는 배관의 두께가 두꺼운 경우, 비드의 폭을 넓게 형성하면서 위빙비드(WB)를 형성하면서 용접할 수 있다. 따라서, 균일하면서도 보다 향상된 품질의 용접이 가능하다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100: 용접장치 10: 하우징
11: 상부플레이트 12: 하부플레이트
13: 하우징바 10a:용접홀
10b: 하우징공간 14: 케이스
20: 롤링부 21: 내부프레임
22: 회전부 221: 회전샤프트
222: 롤러부 223: 제1 벨트부
224: 제2 벨트부
23: 모터부 231: 서보모터
232: 감속기 233: 풀리
30: 가압부 31: 제1 가압프레임
32: 제2 가압프레임 32a: 롤러
33: 로드 34: 가압조절부
341: 고정로드 341a: 제1 가압로드
341b: 제2 가압로드 341c: 가압연결부
342: 조절부 342a: 제1 조절로드
342b: 제2 조절로드
343: 스프링부 40: 용접부
41: 제1 조절부 42: 제2 조절부
43: 몸체부 43a: 회전롤러
44: 용접기 45: 커버부
46: 받침플레이트 47: 회전가이드
50: 제어부
51: 제어판 52: 제1 위치조작부
53: 제2 위치조작부 54: 용접기조작부
55: 가속부 56: 작동부
57: 비상버튼 60: 제어장치
P, P1, P2: 배관 W: 용가재
H: 행거 WB: 위빙비드

Claims (9)

1. 배관이 끼워지도록 일측이 개방되고 내부에 용접홀이 형성된 하우징;
   상기 하우징 내부에 연결되며, 상기 용접홀에 끼워진 상기 배관의 원주방향으로 상기 하우징을 회전시키는 롤링부;
   상기 하우징을 관통하고 상기 배관을 향해 돌출되며, 상기 하우징을 상기 배관에 밀착시키는 가압부; 및
   상기 하우징에 연결되며, 상기 배관의 원주방향으로 이동이 가능한 용접부를 포함하는 용접장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 용접부가 연결되는 상부플레이트;
   상기 상부플레이트와 대응되는 형상으로 형성되는 하부플레이트;
   상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트를 연결하며 하우징공간을 형성하는 하우징바; 및
   상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트의 외측 둘레를 따라 연결되어 상기 하우징의 외측면을 막는 케이스를 포함하는 케이스를 포함하는 용접장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 롤링부는,
   상기 하우징공간에서 상기 용접홀의 주변으로 형성된 내부프레임;
   상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트를 관통하고, 상기 용접홀을 향해 돌출되어 상기 배관에 접촉하는 회전부; 및
   상기 내부프레임에 위치하고, 상기 회전부에 연결되어 회전력을 전달하는 모터부를 포함하는 용접장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 회전부는,
   상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트를 관통하는 회전샤프트;
   상기 회전샤프트에 연결되고 상기 배관의 표면을 따라 롤링하여 상기 하우징을 회전시키는 롤러부; 및
   상기 하우징공간에서 상기 모터부와 연결되는 제1 벨트부를 포함하는 용접장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 회전부는,
   상기 용접부를 가운데 두고 양측으로 배치되는 용접장치.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 가압부는,
   상기 하우징공간에서 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트에 연결된 로드;
   상기 로드에 연결되어 상기 로드를 중심으로 상기 용접홀을 향해 회전하는 제1 가압프레임;
   상기 제1 가압프레임에 연결되고 상기 배관의 표면에 접촉되는 복수의 롤러가 연결된 제2 가압프레임; 및
   상기 제2 가압프레임을 상기 배관을 향해 가압하는 가압조절부를 포함하는 용접장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 가압조절부는,
   상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트에 고정된 고정로드;
   상기 고정로드에 회전가능하도록 연결되고, 상기 하우징의 외면을 따라 형성되는 조절부;
   상기 조절부 내부에 연결되며 상기 고정로드와 이격된 제1 가압로드; 및
   상기 제1 가입로드에 연결되어 상기 조절부의 회전에 의해 상기 제2 가압프레임을 상기 배관을 향해 가압하고, 외주면에 스프링부가 연결되는 제2 가압로드를 포함하는 용접장치.
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 용접부는,
   상기 하우징공간에 위치하고 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트 사이를 수직하게 이동하는 제1 조절부;
   상기 제1 조절부와 연결되는 받침플레이트;
   상기 받침플레이트에 연결되며, 상기 배관의 외면을 따라 만곡지게 형성된 회전가이드;
   상기 회전가이드에 복수의 회전롤러를 매개로 연결되는 몸체부;
   상기 몸체부에 연결되어 상기 용접홀을 향해 이동하는 제2 조절부; 및
   상기 제2 조절부에 연결된 용접기를 포함하는 용접장치.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 몸체부는,
   상기 용접기를 내측 가운데에 두고 상기 몸체부에 연결되어, 상기 용접기에서 발생되는 불티의 비산을 방지하는 커버부를 포함하는 용접장치.