KR100440997B1

KR100440997B1 - 비 용접구간 용접수단을 갖는 용접장치

Info

Publication number: KR100440997B1
Application number: KR10-2002-0017464A
Authority: KR
Inventors: 조선묵
Original assignee: 주식회사 로보웰
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2004-07-21
Also published as: KR20030078425A

Abstract

본 발명은 비 용접구간 용접수단을 갖는 용접장치에 관한 것으로써, 상세하게는 자동용접작업 중 작업구간의 끝단에서 발생되는 비 용접구간의 마무리 용접 수행이 가능하도록 하여, 인력에 의한 수작업이 요구됨에 따른 인건비 지출을 배제시키고, 마무리 용접의 수행을 위한 동력발생수단을 단일의 것으로 하여 구조가 단순화되도록 함에 따른 제조원가 상의 이익을 얻을 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 작업될 선상을 구간이동하기 위해 내부에 몸체에 동력기구가 설치되고, 동력기구와 결합된 이동수단을 갖는 주행대차부와; 상기 주행대차부 상에 설치되어 토치를 홀딩고정하고, 주행대차부가 작업구간의 끝단부에 정지되면 토치를 유동시켜 작업구간의 끝단까지 비이드를 형성하여 용접작업하는 용접기구부로 이루어진 것을 특징으로 하는 비 용접구간 용접수단을 갖는 용접장치를 제공한다.

Description

비 용접구간 용접수단을 갖는 용접장치{Welding machine having means for welding a non-welding area}

일반적으로 용접은 철재의 모재와 모재를 결합시키기 위해 전극심재 및 모재에 고압의 전압을 공급하고, 심재 또는 모재의 일부를 녹여 비이드를 형성하며 모재와 모재가 견고히 결합되도록 하는 작업이다.

상기된 용접 중 특히, 선박이나 건축물 등의 대형 구조물 용접은, 용접작업되어야 할 구간이 대단히 길기 때문에 작업자가 긴 구간을 유동하며 용접작업을 수행하기가 대단히 어려워 자동화된 용접장치에 의한 작업이 요구된다.

이와 같은 용접장치는 도 1에서와 같이 작업구간(L)을 이동하기 위한 주행대차(1)와, 주행대차(1)에 탑재되어 용접작업될 라인에 비이드를 형성하며 모재를 접합하는 토치(T)가 장착된 토치부(2)로 구성된다.

상기 주행대차(1)는 몸체(3)의 내부에 동력발생수단 및 동력전달수단으로 된 동력기구(4)가 설치되며, 이 동력전달수단은 외부의 바퀴(5)(또는, 작업구간에 레일이 있을 경우 롤러가 설치됨)와 결합되어 주행대차(1)가 작업구간을 이동할 수 있도록 한다.

상기 토치부(2)는 몸체(3)의 일측(주로 상측)에 탑재되고, 탑재된 위치는 용접작업이 수행될 때의 균형을 유지하기 위해 주로 몸체(3)의 중앙에 설치된다.

이와 같이 구성된 용접장치는 작업구간(L)에 구비되어 토치(T)의 끝단부가 용접선상(L)에 일치되도록 위치된 상태에서 주행대차(1) 내부의 동력기구(4)가 구동됨에 의해 바퀴(5)가 회전되어 몸체(3)가 진행되고, 이와 동시에 토치(T)에서는 아크를 발생시켜 자동용접작업을 수행하게 된다.

상기와 같이 자동용접작업을 수행하던 도중, 주행대차(1)의 몸체(3) 일측에 설치된 리미트 스위치(6)가 벽체(L')에 접촉되면 용접장치의 일련의 작업이 완료된다.

상기된 것과 같은 종래의 용접장치는 토치부가 주행대차 몸체의 대략 중앙부에 설치되기 때문에 토치가 설치된 지점과, 주행대차의 끝단부에 리미트 스위치가 설치된 구간까지의 용접구간이 비 용접구간(통상, 비 용접장이라 지칭됨)으로 잔류하게 되며, 이 비 용접구간을 용접하기 위해서는 작업자가 직접 위치를 확인한 후 수작업에 의한 용접을 수행하여 작업을 완료하게 된다.

이와 같이 비 용접구간을 작업자가 직접 용접 수행하게 되면, 인건비의 지출과 더불어 인력의 낭비가 발생되고, 작업자가 비 용접구간을 직접 확인한 후 용접수행하게 되어 작업시간이 지연되는 문제점이 발생된다.

또한, 상기 작업자에 의한 작업이 용접장치에 의해 수행된 작업과 동일한 작업상태로 유지되기는 대단히 어려운 것으로, 이는 작업완료 후에 각 모재가 갖는 고정력의 차이에 의한 접합부의 균열이 발생되는 문제점이 노출된다.

이에, 용접장치의 토치부에 토치가 비 용접구간을 자동으로 용접할 수 있도록 한 수단을 제작하자는 노력이 있기는 하였지만, 이러한 노력의 결과들은 한결같이 복잡한 기구적인 구성 및 이 구성을 실현하기 위해 소모되는 고비용의 난관에 의해 실현되기 어렵다는 문제점이 발생된다.

이 문제점은 도 1의 일점쇄선도와 같이 토치가 비 용접구간 내에서 일단의 동력기구에 의해 회전되고, 회전에 의해 발생된 간격은 다른 동력기구에 의해 용접선상으로 이동되어야 하기 때문에, 2조의 동력기구를 구비함에 따른 그 구성의 복잡성과 비용이 높아진다는 사실에 기인한다.

따라서, 상기된 모든 문제점을 해소시키기 위해서는 보다 간단한 구성으로 토치가 비 용접구간의 용접선상을 진행할 수 있도록 한 수단이 요구되는 것이다.

본 발명은 상기된 요구에 부응하기 위해 창안된 것으로써, 단일 동력발생수단을 갖는 동력기구에 의해 토치가 회전 및 전진하는 구동상태가 실현되도록 하여 비 용접구간의 용접이 간단히 수행될 수 있도록 한 용접수단이 탑재된 용접장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 용접장치의 구동상태 예시도.

도 2는 본 발명에 의한 용접장치의 정면도.

도 3은 본 발명에 의한 용접장치의 일측면도.

도 4는 본 발명에 의한 용접장치의 평면도.

도 5는 본 발명에 의한 용접장치 토치 구동부 정면도.

도 6은 본 발명에 의한 용접장치 토치 구동부 일 측면도.

도 7은 본 발명에 의한 용접장치 토치 구동부 평면도.

도 8은 본 발명에 의한 용접장치 토치 구동부의 구동상태 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 주행대차부 20: 용접기구부

21: 프레임 22: 홀더

30: 홀더유동부 40: 구동링크부

50: 동력제공부 60: 구동가이드부

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래와 같은 특징의 구성을 갖는다.

본 발명은 작업될 선상을 구간이동하기 위해 내부에 몸체에 동력기구가 설치되고, 동력기구와 결합된 이동수단을 갖는 주행대차부와; 상기 주행대차부 상에 설치되어 토치를 홀딩고정하고, 주행대차부가 작업구간의 끝단부에 정지되면 토치를 유동시켜 작업구간의 끝단까지 비이드를 형성하여 용접작업하는 용접기구부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 용접기구부는 주행대차부의 몸체 상에 결합된 프레임과; 상기 프레임 상에 구비되어 토치를 홀딩하기 위한 홀더와; 상기 프레임에 설치되고 홀더와 결합되어, 작업구간의 최끝단부까지 토치를 이동시키기 위해 홀더를 유동시키는 홀더유동부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 홀더유동부는 프레임에 설치되고 일 끝단부가 홀더와 결합되어, 토치를 홀딩한 홀더가 이동될 수 있도록 하는 구동링크부와; 상기 프레임에 설치되고 구동링크부에 연결결합되어 구동링크부로 동력을 제공하는 동력제공부와; 상기 프레임에 설치되고 구동링크부와 결합되어, 홀더가 구간회전됨과 동시에 작업선상으로 슬라이드 이동되도록 하기 위해 구동링크부의 구동상태를 가이드 하는 구동가이드부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 상기 특징이 적용된 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 용접장치의 외관을 나타낸 정면도, 도 3은 도 2의 용접장치 일 측면도, 도 4는 도 2의 용접장치 평면도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 의한 용접장치는 작업구간을 이동하기 위한 주행대차부(10)와, 상기 주행대차부(10)에 탑재되어 작업구간을 이송하며 용접작업을 수행하는 용접기구부(20)로 구성된다.

상기 주행대차부(10)는 몸체(11)와, 몸체(11)의 내부에 설치되어 이동 동력을 발생시키는 동력기구(12) 및 몸체(11)의 외부에서 동력기구(12)와 결합된 이동수단인 바퀴(13)로 구성된다.

여기서, 상기 동력기구(12)는 주로 모터와 감속기어박스가 결합된 통상의 모터 구동장치가 사용되어지며, 상기 바퀴(13)는 주변에 가이드 장치를 설치하지 않은 상태로 작업구간을 진행할 때 구성되어지며, 상기 바퀴(13)는 작업구간에 가이드 레일이 설치된 경우에 몸체(11)가 레일에 안내되어 이동되도록 하기 위한 롤러의 형태로 구비된다.

도 5는 상기된 용접장치 중 토치유동부를 발췌한 정면도이고, 도 6은 도 5의 토치유동부 일 측면도이며, 도 7은 도 5의 토치유동부 평면도이다.

이들 도면을 참조하면, 상기 용접기구부(20)는 주행대차부(10)의 몸체(11) 상면에 결합된 프레임(21)과, 프레임(21)의 일측에 구비된 홀더(22)와, 홀더(22)와 결합되고 프레임(21)에 설치되는 홀더유동부(30)로 구성된다.

상기 홀더유동부(30)는 홀더(22)를 유동시키는 구동링크부(40), 구동링크부(40)에 동력을 제공하는 동력제공부(50), 상기 구동링크부(40)의 구동상태를 가이드하는 구동가이드부(60)로 구성된다.

상기 구동링크부(40)는 유동레버(41), 구동레버(42), 회전기구(43)로 구성되며, 상기 유동레버(41)는 일 끝단부에 홀더(22)가 결합되고 구동가이드부(60)와 회전가능하게 결합되고, 상기 구동레버(42)는 일 끝단부가 유동레버(41)의 홀더(22)가 결합된 단부의 타측단부에 힌지결합되며, 상기 회전기구(43)는 상기 구동레버(42)의 유동레버(41)와 힌지결합된 단부의 타측단부에 결합되고 프레임(21)의 사이에 설치된다.

여기서, 상기 유동레버(41)와 구동레버(42)는 상, 하로 겹쳐진 상태로 구비되며, 상기 회전기구(43)는 프레임(22) 상에 고정설치된 부시(44)와, 상기 부시(44)와 구동레버(42)에 양단이 결합된 회전부재(45)로 구성된다.

여기서, 상기 회전부재(45)는 부시(44)와 힌지결합되어 회전가능하게 결합되며, 구동레버(42)와는 고정결합되어 회전부재(43)의 회전에 따라 구동레버(42)가 회전될 수 있도록 한다.

상기 동력제공부(50)는 동력발생수단인 모터(51)와, 동력전달수단(52)으로 구성되며, 상기 모터(51)는 프레임(22)에 장착되고, 상기 동력전달수단(52)은 나사축(53)과 구동블록(54)으로 구성된다.

상기 나사축(53)은 프레임(22) 상에 양단이 지지되어 설치되고, 상기 모터(51)의 동력을 전달받아 회전되도록 하며, 상기 구동블록(54)은 나사축(53)에 끼워져 결합되고 일측이 구동링크부(40)의 회전기구(43)와 동력전달 가능하게 결합되어, 나사축(53)이 회전됨에 따라 나사축(53)의 길이방향으로 이동되어 구동링크부(40)를 구동시키도록 구성된다.

여기서, 상기 구동블록(54)과 회전기구(30)가 동력전달 가능하게 결합되기 위해서는 구동블록(54)의 회전기구(30)측 면에 래크기어(55)가 장착되고, 이와 대응되는 회전기구(43)의 회전부재(45)에는 스퍼기어(56)가 장착되어 구성된다.

또한, 상기 모터(51)와 나사축(53)은 프레임(22)의 일측으로 돌출된 모터(51)의 회전축과 이와 동일방향으로 돌출된 나사축(53)의 일측에 각각 풀리(57) 및 밸트(58)를 장착하여 동력전달 가능하게 하며, 상기 풀리(57)와 밸트(58)는 기어의 조합이나 스프로킷과 체인으로 치환설치 가능하다.

상기 구동가이드부(60)는 슬라이드 블록(61), 레일부재(62), 회전기구(63)로 구성되며, 상기 슬라이드 블록(61)은 구동링크부(40)와 결합되고, 상기 레일부재(62)는 슬라이드 블록(61)이 슬라이드 이동가능하게 결합되며, 상기 회전기구(63)는 프레임(22)에 설치되고 레일부재(62)가 회전가능하게 결합된다.

상기 회전기구(63)는 프레임(21) 상에 고정설치된 부시(64)와, 상기 부시(64)와 레일부재(62)에 양단이 결합된 회전부재(65)로 구성된다.

상기 구동링크부(40)의 회전기구(43)에는 프레임(22)에 장착된 메타(70)가 결합되는데, 이 메타(70)는 회전기구(43)의 회전정도 즉, 구동레버(42)가 회전됨으로 인해 홀더(22)가 유동되는 정도를 수치 등으로 표시하기 위해 회전기구(43)의 회전부재(45)에 결합된 스퍼기어(56)와 기어결합된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 용접장치는 토치(T)를 용접작업될 선상에 일치시켜 구비한 후, 주행대차부(10)의 동력기구(12)를 구동시키면 주행대차부(10)의 이동에 의해 토치(T)가 용접작업될 선상을 이동하며 아크를 발생시켜 용접선상에 비이드를 형성하여 용접작업이 수행된다.

이와 같이 용접작업을 수행도중, 상기 주행대차부(10)가 작업구간의 끝단부에 다다르면 몸체(11)의 끝단에 장착된 스위치(14)(상기 스위치는 몸체가 작업구간의 끝단부에 도착되었다는 신호를 발생시키기 위한 것이며, 스위치 외에도 접촉센서나 거리를 감지하기 위한 센서 등으로 치환가능하며, 나아가 수치제어에 따른 위치 감지장치를 적용할 수도 있는 것임)가 접촉되어 주행대차부(10)는 더 이상 진행되지 못하게 되며, 이로 인해 용접되지 못한 작업구간은 비 용접구간 용접수단인 토치 유동부(20)의 구동에 의해 마무리 용접작업이 수행된다.

도 8은 상기된 토치 유동부가 구동되는 상태 예시도이다.

도 8a는 상기 토치 유동부의 구동초기 상태를 나타내는 도면으로, 상기 스위치(14)의 접촉에 의한 신호가 인가된 경우 동력발생수단인 모터(51)가 구동을 시작하여 나사축(53)을 회전시키게 되고, 이에 따라 나사축(53)에 결합된 구동블록(54)이 나사축(53)의 나선에 밀려 일측으로 이동하게 된다.

이와 같이 구동블록(54)이 이동되면, 구동블록(54)에 장착된 래크(55)도 따라서 이동되고, 래크(55)의 이동에 의해 구동링크부(40)의 회전부재(43)에 장착된 스퍼기어(56)가 회전되며, 스퍼기어(56)의 회전에 의해 회전부재(45) 및 회전부재(45)와 고정결합된 구동레버(42)가 회전된다.

상기된 것과 같이 구동레버(42)가 회전되면, 상기 구동레버(42)와 힌지결합된 유동레버(41)가 유동되는데, 이 때, 상기된 구동레버(42)는 회전부재(45)와의 결합지점을 중심으로 하여 자전하는 구동상태를 가지며, 유동레버(41)는 구동가이드부(60)의 회전기구(64)에서 회전되는 회전부재(65)를 중심으로 하여 일정각도 회전된다.

이와 같은 상태는 회전부재(65)에 결합된 레일부재(62)와 슬라이드 블록(61)이 유동레버(41)와 함께 회전되는 상태이며, 이 때, 상기 유동레버(41)와 슬라이드 블록(61)은 도 8b에서와 같이 일정각도 회전됨과 동시에 레일부재(62) 상에서 작업구간 측으로 전진하게 되는데, 이는 구동레버(42)가 회전됨에 따라 구동레버(42)와 유동레버(41)가 힌지결합된 지점과 유동레버(41)가 회전되는 회전부재(65)의 회전지점이 점차 근접되어 그 거리차를 유지하기 위해 발생되는 필연적인 작용이다.

이와 같은 필연적인 작용에 의해 유동레버(41)와 결합된 홀더(22), 즉 토치(T)는 직선으로 된 작업선상에서 이탈되지 않고 작업지점의 끝까지 이동하며 비이드를 형성할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 토치(T)가 이동되는 구간은 주행대차부(10)의 몸체(11) 길이를 감안하여 미리 설정할 수 있으며, 그 구간을 주행대차부(10)의 몸체(11) 길이보다 더 연장된 긴 구간으로 확장하고자 한다면 프레임(21) 상에 토치(T)의 위치를 감지하는 감지센서를 장착하여 구성할 수 있게 된다.

이상에서 설명된 것과 같이 본 발명은, 비 용접구간의 용접이 가능하여 인건비 지출 및 인력의 낭비를 해소하고, 자동화된 용접수단에 의해 작업이 수행되어 작업시간의 단축에 따른 생산성 향상에 기여할 수 있으며, 이미 용접된 구간과 비 용접구간의 용접 상태가 균일하여 모재가 안정된 접합상태를 가질 수 있도록 하므로써 우수한 품질의 제품생산에 기여하는 효과를 얻게 된다.

또한, 본 발명은 단일의 동력기구에 의해 비 용접구간의 용접수단이 구성되어 구조가 간단화됨에 따른 낮은 제작비용으로도 제작이 가능하도록 하여 경제적으로 이익을 제공하는 효과를 얻게 된다.

Claims

작업될 선상을 구간이동하기 위해 내부에 몸체(11)에 동력기구(12)가 설치되고, 동력기구(12)와 결합된 이동수단(13)을 갖는 주행대차부(10)와;

상기 주행대차부(10) 상에 설치되어 토치(T)를 홀딩고정하고, 주행대차부(10)가 작업구간의 끝단부에 정지되면 토치(T)를 유동시켜 작업구간의 끝단까지 비이드를 형성하여 용접작업하는 용접기구부(20)로 이루어진 것을 특징으로 하는 비 용접구간 용접수단을 갖는 용접장치.
제 1 항에 있어서, 상기 용접기구부(20)는

주행대차부(10)의 몸체(11) 상에 결합된 프레임(21)과;

상기 프레임(21) 상에 구비되어 토치(T)를 홀딩하기 위한 홀더(22)와;

상기 프레임(21)에 설치되고 홀더(22)와 결합되어, 작업구간의 최끝단부까지 토치(T)를 이동시키기 위해 홀더(22)를 유동시키는 홀더유동부(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 비 용접구간 용접수단을 갖는 용접장치.
제 2 항에 있어서, 상기 홀더유동부(30)는

프레임(21)에 설치되고 일 끝단부가 홀더(22)와 결합되어, 토치(T)를 홀딩한 홀더(22)가 이동될 수 있도록 하는 구동링크부(40)와;

상기 프레임(21)에 설치되고 구동링크부(40)에 연결결합되어 구동링크부(40)로 동력을 제공하는 동력제공부(50)와;

상기 프레임(21)에 설치되고 구동링크부(40)와 결합되어, 홀더(22)가 구간회전됨과 동시에 작업선상으로 슬라이드 이동되도록 하기 위해 구동링크부(40)의 구동상태를 가이드 하는 구동가이드부(60)로 이루어진 것을 특징으로 하는 비 용접구간 용접수단을 갖는 용접장치.
제 3 항에 있어서, 상기 구동링크부(40)는

일 끝단부에 홀더(22)가 결합되고 구동가이드부(60)와 회전가능하게 결합된 유동레버(41)와;

일 끝단부가 유동레버(41)의 홀더(22)가 결합된 단부의 타측단부에 힌지결합되어 유동레버(41)에 동력을 전달하는 구동레버(42)와;

상기 구동레버(42)의 유동레버(41)와 힌지결합된 단부의 타측단부에 결합되고 프레임(21)의 사이에 설치되어, 동력제공부(50)의 동력을 전달받아 구동레버(42)를 회전시키는 회전기구(43)로 이루어진 것을 특징으로 하는 비 용접구간 용접수단을 갖는 용접장치.
제 3 항에 있어서, 상기 동력제공부(50)는

프레임(21)에 장착되어 회전동력을 발생시키는 동력발생수단(51)과;

상기 동력발생수단(51)의 동력을 구동링크부(40)로 전달하며, 전달되는 동력에 의한 구동속력이 감소되어 전달되도록 한 동력전달수단(52)으로 이루어진 것을특징으로 하는 비 용접구간 용접수단을 갖는 용접장치.
제 3 항에 있어서, 상기 구동가이드부(60)는

상기 구동링크부(40)와 결합된 슬라이드 블록(61)과;

상기 슬라이드 블록(61)과 결합되어 슬라이드 블록(61)이 이동되는 구간을 제공하는 레일부재(62)와;

상기 프레임(21)에 설치되고 레일부재(62)가 회전가능하게 결합되어, 레일부재(62)의 회전에 의해 홀더(22)가 회전되도록 하는 회전기구(63)로 이루어진 것을 특징으로 하는 비 용접구간 용접수단을 갖는 용접장치.
제 5 항에 있어서, 상기 동력전달수단(52)은

프레임(21) 상에 양단이 지지되어 설치되며, 동력발생수단(51)의 동력을 전달받아 회전되는 나사축(53)과;

상기 나사축(53)에 끼워져 결합되고 일측이 구동링크부(40)와 동력전달 가능하게 결합되어, 나사축(53)이 회전됨에 따라 나사축(53)의 길이방향으로 이동되어 구동링크부(40)를 구동시킬 수 있도록 한 구동블록(54)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비 용접구간 용접수단을 갖는 용접장치.
제 4 항에 있어서, 상기 구동링크부(40)는 홀더(22)가 유동되는 정도를 감지하여 표시하기 위해 회전기구(43)와 동력전달 가능하게 프레임(21) 상에 설치된 메타(70)를 갖추어서 된 것을 특징으로 하는 비 용접구간 용접수단을 갖는 용접장치.