KR101321118B1 - 오버레이 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 오버레이 용접장치는, 기단부에 수직방향으로 마련되어 피가공물의 하중을 지지하며, 상기 기단부와 평행되게 형성되는 제1 회전축을 기준으로 피가공물을 회전시키는 한 쌍의 제1 프레임과 상기 제1 프레임 상부에 마련되어, 일측방향으로 이동 가능한 이동부와 상기 이동부에 마련되며, 피가공물의 표면을 용접하는 용접장치가 마련되는 지그와 상기 제1 프레임 일측에 마련되며, 피가공물을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 제1 구동장치와 상기 제1 프레임 타측에 마련되며, 상기 제1 구동장치로부터 동력을 전달받아 상기 제1 회전축을 기준으로 회전하는 제1 회전기어와 상기 제1 프레임 일측에 직교되게 설치되며, 상기 제1 회전축과 직교되어 형성되는 제2 회전축을 기준으로 피가공물을 회전시키는 한 쌍의 제2 프레임과 상기 제2 프레임의 일측에 각각 마련되며, 피가공물을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 제2 구동장치와 상기 제2 구동장치 일측에 마련되며, 상기 제2 구동장치로부터 동력을 전달받아 상기 제2 회전축을 기준으로 회전하는 제2 회전기어 및 상기 제2 회전기어 일측에 구비되어 피가공물의 일측을 지지하는 척을 포함하여 구성되는 오버레이 용접장치에 관한 것.

Description

오버레이 용접장치{OVERLAY WELDING EQUIPMENT}

본 발명은 오버레이 용접장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 곡면을 가지는 피가공물의 중심축선을 따라 용접하는 장치에 관한 것이다.

통상적으로 다각형의 판의 용접 체결은 기계화 및 자동화로 이루어진다.

반면, 구조적 특징에 의해 필요한 관, 원형단부 및 구형을 가지는 구조물에서는 작업자가 곡선을 따라 용접 작업을 진행하거나, 기계용접을 실시하였다.

하지만, 곡면을 가지는 가공물의 용접 작업시 작업자에 의한 용접은 많은 작업시간이 소요되며 용접품질 또한 일정하지 않고, 기계용접 작업시에는 곡면의 중심축선을 따라 가공물이 일정하게 회전하지 못하여 용접두께가 일정하게 형성되지 못하는 문제점이 있었다.

이에 관련하여, 내부식성의 엘보의 제조장치에 관한 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0111390호와 같이 개시되어 있으나, 피가공물의 고정시 수개의 볼트와 너트로 고정하여 소형의 피가공물을 용접하고, 피가공물을 360°회전하면서 그 외면을 균일하게 용접하지 못하는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제 10-2001-0111390호 (2001.12.17)

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해서 안출된 것으로, 곡면을 가지는 피가공물의 표면을 용접할 때 곡면의 중심축선과 동일한 위치로 용접할 수 있는 용접장치를 제공하는데 그 목적이 있다

또한, 회전 장치를 마련하여 360°모든 방향에서 곡면의 중심축선과 동일한 위치로 용접할 수 있는 용접장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 복수개의 용접장치를 설치하여, 피가공물의 용접조건에 맞는 용접장치를 선택적으로 사용하여 용접하는 용접장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 오버레이 용접장치는, 본 발명에 따른 오버레이 용접장치는, 기단부에 수직방향으로 마련되어 피가공물의 하중을 지지하며, 상기 기단부와 평행되게 형성되는 제1 회전축을 기준으로 피가공물을 회전시키는 한 쌍의 제1 프레임과 상기 제1 프레임 상부에 마련되어, 일측방향으로 이동 가능한 이동부와 상기 이동부에 마련되며, 피가공물의 표면을 용접하는 용접장치가 마련되는 지그와 상기 제1 프레임 일측에 마련되며, 피가공물을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 제1 구동장치와 상기 제1 프레임 타측에 마련되며, 상기 제1 구동장치로부터 동력을 전달받아 상기 제1 회전축을 기준으로 회전하는 제1 회전기어와 상기 제1 프레임 일측에 직교되게 설치되며, 상기 제1 회전축과 직교되어 형성되는 제2 회전축을 기준으로 피가공물을 회전시키는 한 쌍의 제2 프레임과 상기 제2 프레임의 일측에 각각 마련되며, 피가공물을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 제2 구동장치와 상기 제2 구동장치 일측에 마련되며, 상기 제2 구동장치로부터 동력을 전달받아 상기 제2 회전축을 기준으로 회전하는 제2 회전기어 및 상기 제2 회전기어 일측에 구비되어 피가공물의 일측을 지지하는 척을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 지그는, TIG용접장치, Strip용접장치, MIG용접장치 및 절단장치 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 프레임 상단에는, 상기 이동부를 상하방향으로 높이 조절을 하는 제3 구동장치가 각각 더 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 프레임에는, 피가공물의 크기에 따라 상기 제2 프레임 사이의 간격을 조절할 수 있는 제4 구동장치가 더 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명에 따른 오버레이 용접장치는, 곡면을 가지는 피가공물의 중심축선과 동일한 위치에 용접함으로써 균일한 용접두께로 용접이 가능하여 피가공물의 내구성이 증가하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 오버레이 용접장치는, 수직 및 수평방향으로 회전하는 회전기어를 설치하여 피가공물을 360°모든 방향으로 회전하면서 균일한 용접두께로 용접이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 오버레이 용접장치는, 복수개의 용접장치를 마련하여, 피가공물의 용접조건에 따라 용접장치를 교체하여 용접함으로써 용접품질을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 오버레이 용접장치의 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 오버레이 용접장치의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 오버레이 용접장치의 측면도.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 일실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명인 오버레이 용접장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명인 오버레이 용접장치의 하중을 받쳐주는 기단부(10)와, 상기 기단부에 수직방향으로 마련되는 제1 프레임(100)과, 상기 제1 프레임(100) 일측에 직교되며 마련되는 제2 프레임(200)과, 피가공물을 용접할 수 있는 지그(500)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 본 발명인 오버레이 용접장치에는, 기단부(10)가 마련된다. 상기 기단부(10)는, 용접장치의 하단부에 마련되어 용접장치의 모든 하중을 받쳐주고, 상기 기단부(10) 하단에는 이동 가능한 롤러 또는 작업시 발생하는 진동을 감쇄시키는 고무패드 등이 마련된다.

상기 기단부(10)의 상단에는, 제1 프레임(100)이 마련된다. 상기 제1 프레임(100)은, 상기 기단부(10)에 수직방향으로 한 쌍이 마련되어 피가공물의 하중을 지지하며, 상기 기단부와 평행되게 형성되는 제1 회전축(140)을 기준으로 피가공물을 회전시킨다. 즉, 상기 제1 프레임(100)의 양측에는, 힌지가 마련되여, 각각의 힌지를 연결하는 가상선이 제1 회전축(140)이 되며, 상기 제1 회전축(140)을 기준으로 피가공물이 회전하게 된다.

상기 제1 프레임(100) 일측에는, 제1 구동장치(110)가 마련된다. 상기 제1 구동장치(110)는, 상기 제1 프레임(100) 일측에 마련되어, 아래에서 설명될 제1 회전기어(120)를 회전시키기 위한 동력을 발생한다. 또한, 상기 제1 구동장치(110)는, 상기 제1 프레임(100)에 각각 또는 일측에만 형성될 수 있다.

상기 제1 프레임(100) 타측에는, 제1 회전기어(120)가 마련된다. 상기 제1 회전기어(120)는, 상기 제1 프레임(100)에 형성되는 힌지와 결합되어 설치되며, 상기 제1 구동장치(110)의 일측에 형성되는 기어와 맞물리도록 형성된다. 즉, 상기 제1 회전기어(120)는, 상기 제1 구동장치(110)의 동력을 전달받아 상기 제1 프레임(100)의 제1 회전축(140)을 기준으로 회전하게 된다. 또한, 상기 제1 회전기어(120)는, 상기 제1 프레임(100) 타측에 각각 또는 일측에만 형성될 수 있다.

상기 제1 프레임(100) 일측에는, 제2 프레임(200)이 마련된다. 상기 제2 프레임(200)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 프레임(100)의 일측에 직교되어 한 쌍이 설치되어, 피가공물의 하중을 지지하고, 상기 제1 회전축(140)과 직교되어 형성되는 제2 회전축(240)을 기준으로 피가공물을 회전시키게 된다. 또한, 상기 제2 프레임(200)은, 상기 제1 회전기어(120)에 결합되어 형성된다. 즉, 상기 제2 프레임(200)은, 상기 제1 프레임(100)에 형성되는 상기 제1 회전기어(120)와 함께 제1 회전축(140)을 기준으로 회전하게 된다.

상기 제2 프레임(200) 일측에는, 제2 구동장치(210)가 마련된다. 상기 제2 구동장치(210)는, 상기 제2 프레임(200)의 일측에 마련되어 피가공물을 회전시키기 위한 동력을 발생한다. 또한, 상기 제2 구동장치(210)는, 상기 제2 프레임(200)에 각각 또는 일측에만 형성될 수 있다.

상기 제2 구동장치(210) 일측에는, 제2 회전기어(220)가 마련된다. 상기 제2 회전기어(220)는, 상기 제2 프레임(200)에 형성되는 힌지와 결합되어 설치되며, 상기 제2 구동장치(210)의 일측에 형성되는 기어와 맞물리도록 형성된다. 즉, 상기 제2 회전기어(220)는, 상기 제2 구동장치(210)의 동력을 전달받아 상기 제2 프레임(200)에 형성되는 제2 회전축(240)을 기준으로 회전하게 된다. 또한, 상기 제2 회전기어(220)는, 상기 제2 프레임(200)에 각각 또는 일측에만 형성될 수 있다.

상기 제2 회전기어(220) 일측에는, 척(300)이 각각 마련된다. 상기 척(300)은, 제2 회전기어(220)와 결합되어 형성되며, 일측이 다단으로 형성된 복수개의 조(jaw)에 의해 피가공물의 일측을 지지하게 된다. 또한, 상기 척(300)의 후단에는, 척 모터(310)가 마련된다. 상기 척 모터(310)는, 상기 척(300)에 마련되는 조(jaw)의 간격을 조절하는 동력을 발생하여 다양한 크기의 피가공물을 고정하게 된다. 즉, 상기 척(300)은, 상기 척 모터(310)의 구동에 의해 피가공물의 일측을 지지한 상태에서 상기 제2 프레임(200)에 형성되는 제2 회전축(240)을 기준으로 상기 제2 회전기어(220)와 결합되어 회전하게 된다. 또한, 상기 척(300)과 척 모터(310)는, 상기 제2 프레임(100)에 각각 또는 일측에만 형성되어 상술한 내용을 구동하게 된다.

상기 제1 프레임(100) 상부에는, 이동부(400)가 마련된다. 상기 이동부(400)는, 한 쌍의 상기 제1 프레임(100) 사이를 연결하는 바 형태의 밸트 또는 체인 등으로 형성된다. 또한 상기 이동부(400)에는, 아래에서 설명될 지그(500)가 위치하게 된다.

상기 이동부(400)의 일측에는, 이동모터(410)가 마련된다. 상기 이동모터(410)는, 상기 이동부(400)의 밸트 또는 체인에 설치되는 상기 지그(500)를 좌우방향(도 1에서)으로 이동시키는 동력을 발생한다. 즉, 상기 이동부(400)와 이동모터(410)는, 피가공물의 용접조건에 따라 상기 이동모터(400)를 구동시켜 용접조건에 적합한 상기 지그(500)를 좌우방향(도 1에서)으로 이동시켜 사용하고자 하는 상기 지그(500) 위치를 조정하게 된다.

상기 이동부(400)에는, 지그(500)가 마련된다. 상기 지그(500)는, 피가공물의 표면을 용접하는 용접장치가 마련된다. 상기 지그(500)는, TIG용접장치, Strip용접장치, MIG용접장치 및 절단장치 중 적어도 어느 하나 이상으로 구성되어 피가공물의 용접조건에 따라 상기 이동부(400)를 작동시켜 용접조건에 맞는 용접방법을 적용할 수 있다. 즉, 상기 지그(500)는, 복수개의 용접장치 및 절단장치가 마련되어, 용접조건이 달라졌을 때, 용접장치를 분해 후 다른 용접장비로 체결하여 사용하지 않고, 상기 이동모터(410)의 구동에 의해 상기 이동부(400)를 좌우방향(도1에서)으로 이동하여 상기 지그(500)를 구성하는 용접장치 중 용접조건에 맞는 용접장치를 선택하여 사용할 수 있다.

상기 제1 프레임(100) 상단에는, 제3 구동장치(130)가 마련된다. 상기 제3 구동장치(130)는, 상기 제1 프레임(100) 상단과 이동부(400) 하단 사이에 설치되어, 상기 이동부(400)를 상하방향 높이를 조절하는 역할을 한다. 즉, 제3 구동장치(130)는, 상기 이동부(400)의 상하방향 높이를 제어함으로써, 곡면을 가지면서 회동하는 피가공물의 표면과 용접토치의 전단과 의 간격을 일정하게 유지하여 균일한 품질을 가지는 제품을 생산하는 효과가 있다.

상기 제2 프레임(200)에는, 제4 구동장치(230)가 마련된다. 상기 제4 구동장치(230)는, 피가공물의 크기에 따라 상기 제2 프레임(200)의 간격을 조절하는 역할을 한다. 즉, 상기 제4 구동장치(230)는, 피가공물의 크기에 따라, 상기 제2 프레임(200) 사이의 간격을 조절하여 상기 척(300)이 피가공물의 일측에 체결될 수 있도록 한다.

이하, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 오버레이 용접장치의 작용을 상세히 설명한다.

먼저, 상기 제4 구동장치(230)를 작동하여 상기 제2 프레임(200) 사이의 간격을 피가공물이 위치할 수 있는 간격만큼 넓혀준다. 그리고, 상기 제2 프레임(200) 사이에 위치한 피가공물을 상기 척(300)을 이용하여 피가공물의 일측 또는 양쪽을 고정한다.

상기 척(300)에 의해서 고정된 곡면을 가지는 피가공물을 용접하려는 경우에는, 상기 지그(500)를 사용하여 용접한다. 즉, 복수개의 용접장치가 구비된 상기 지그(500)는, 좌우방향(도 1에서)으로 움직이는 상기 이동부(400)에 의해 용접조건에 맞는 용접장치를 피가공물의 중심축선으로 이동시켜 용접을 하게 된다. 반면, 용접작업이 아닌 절단작업을 할 때는 상기 지그(500)에 마련된 절단장치를 상기 이동부(400)를 이동시켜 절단장치를 상술한 내용과 같이 피가공물의 중심축선으로 이동시켜 절단할 수도 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 상기 제1 회전축(140)을 기준으로 회전하는 피가공물의 용접작업을 할 때는, 피가공물이 상기 척(300)에 의해 고정된 상태에서 상기 제2 회전기어(220)를 구동시켜 용접 작업위치까지 피가공물을 제2 회전축(240)을 중심으로 회전시키고, 상기 제1 회전기어(120)를 구동시키면서 상기 제1 회전축(140)을 중심으로 회전시키면서 용접작업을 진행한다. 이때, 곡면을 가지는 피가공물의 표면은 그 높이가 일정하지 않을 때는, 상기 제3 구동장치(130)를 구동시켜 피가공물 표면과 상기 지그(500)와의 간격을 일정하게 유지하면서 용접작업을 하게 된다.

또한, 상기 제2 회전축(240)을 따라 회전하는 피가공물의 용접작업을 할 때는, 상기 제1 회전기어(120)를 구동시켜 용접 작업위치까지 피가공물을 상기 제1 회전축(140)을 중심으로 회전시키고, 상기 제2 회전기어(220)를 구동시키면서 상기 제2 회전축(240)을 중심으로 회전시키면서 용접작업을 진행한다. 이때, 곡면을 가지는 피가공물의 표면은 그 높이가 일정하지 않을 때는, 상기 제3 구동장치(130)를 구동시켜 피가공물 표면과 상기 지그(500)와의 간격을 일정하게 유지하면서 용접작업을 하게 된다.

즉, 곡면을 가지는 피가공물의 용접 작업시 피가공물의 중심축선을 따라 상기 지그(500)와 동일한 간격과 속도로 용접해야 함으로, 상기 제1 회전기어(120)와 제2 회전기어(220)의 회전 및 상기 제3 구동장치(130)의 상하높이 조절에 의해 상기 지그(500)와 피가공물 사이의 간격과 회전속도를 동일하게 하면서 용접할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 오버레이 용접장치는, 곡면을 가지는 피가공물의 전면이 모두 용접이 가능한 용접장치 구성이다. 즉, 곡면을 가지는 피가공물을 360°전방향으로 동일한 용접작업이 가능한 효과가 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 기단부
100 : 제1 프레임 110 : 제1 구동장치
120 : 제1 회전기어 130 : 제3 구동장치
140 : 제1 회전축
200 : 제2 프레임 210 : 제2 구동장치
220 : 제2 회전기어 230 : 제4 구동장치
240 : 제2 회전축
300 : 척 310 : 척 모터
400 : 이동부 410 : 이동모터
500 : 지그

Claims (4)

1. 기단부에 수직방향으로 마련되어 피가공물의 하중을 지지하며, 상기 기단부와 평행되게 형성되는 제1 회전축을 기준으로 피가공물을 회전시키는 한 쌍의 제1 프레임;
   상기 제1 프레임 상부에 마련되어, 일측방향으로 이동 가능한 이동부;
   상기 이동부에 마련되며, 피가공물의 표면을 용접하는 용접장치가 마련되는 지그;
   상기 제1 프레임 일측에 마련되며, 피가공물을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 제1 구동장치;
   상기 제1 프레임 타측에 마련되며, 상기 제1 구동장치로부터 동력을 전달받아 상기 제1 회전축을 기준으로 회전하는 제1 회전기어;
   상기 제1 프레임 일측에 직교되게 설치되며, 상기 제1 회전축과 직교되어 형성되는 제2 회전축을 기준으로 피가공물을 회전시키는 한 쌍의 제2 프레임;
   상기 제2 프레임의 일측에 각각 마련되며, 피가공물을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 제2 구동장치;
   상기 제2 구동장치 일측에 마련되며, 상기 제2 구동장치로부터 동력을 전달받아 상기 제2 회전축을 기준으로 회전하는 제2 회전기어; 및
   상기 제2 회전기어 일측에 구비되어 피가공물의 일측을 지지하는 척;을
   포함하여 구성되는 오버레이 용접장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 지그는, TIG용접장치, Strip용접장치, MIG용접장치 및 절단장치 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 오버레이 용접장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 프레임 상단에는, 상기 이동부를 상하방향으로 높이 조절을 하는 제3 구동장치가 각각 더 마련되는 것을 특징으로 하는 오버레이 용접장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 프레임에는, 피가공물의 크기에 따라 상기 제2 프레임 사이의 간격을 조절할 수 있는 제4 구동장치가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 오버레이 용접장치.

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