KR100705096B1 - 신축 이동형 작업 유닛 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업공간 내에 평행하게 배열된 복수의 장애물들을 넘어 작업 유닛을 이송시킬 수 있는 이송장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이송장치는, 평행하게 배열된 한 쌍의 장애물(2a, 2b)들 위를 횡으로 가로지르도록 수평방향으로 배치되는 상부몸체(10)와, 상부몸체(10)의 하부에 수평방향으로 직선이동 가능하게 결합되는 하부몸체(20)와, 상부몸체(10)의 좌우 양단부에 수직방향으로 승강 가능하게 결합되어 장애물(2a, 2b)들의 상면에 각각 선택적으로 접촉하는 한 쌍의 승강아암(30)과, 하부몸체(20)의 좌우 양단부에 수평방향으로 신축 가능하게 결합되며 각각의 단부는 장애물(2a, 2b)들의 상면에 지지되는 한 쌍의 신축아암(40)을 구비한다. 이러한 이송장치는, 승강아암(30)에 의하여 장애물(2a, 2b)들 위에 이격되어 지지된 상태에서, 상부몸체(10)와 하부몸체(20)가 서로 상대적으로 수평방향으로 직선이동하고, 하부몸체(20)에 대하여 신축아암(40)이 신장 또는 수축함으로써, 장애물(2a, 2b)들을 가로지르면서 수평방향으로 이동하게 된다.

신축, 이송장치, 용접, 로봇, 이중선체

Description

신축 이동형 작업 유닛 이송장치{Telescopic Transportation Apparatus for Operation Unit}

도 1a는 이중 선체 구조를 구성하는 오픈 타입 이너 버텀 블록(open type inner bottom block)의 사시도이다.

도 1b는 도 1a의 A부분의 확대도이다.

도 2는 이중 선체 구조를 구성하는 더블 버텀 블록(double bottom block)의 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 작업 유닛 이송장치의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 이송장치가 신장된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 5는 본 발명의 이송장치가 이중 선체 구조의 론지 위에 안착된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 6은 본 발명의 이송장치에서 상부몸체의 내부를 나타낸 분해 사시도이다.

도 7은 도 6의 상부몸체의 결합상태 횡단면도이다.

도 8은 본 발명의 이송장치의 하부몸체를 나타낸 사시도이다.

도 9는 본 발명의 이송장치에서 상부몸체와 하부몸체의 결합관계를 나타낸 일부 사시도이다.

도 10은 도 8의 하부몸체를 아래에서 바라본 상태를 나타내는 분해 사시도이다.

도 11은 본 발명의 이송장치의 승강암을 나타낸 분해 사시도이다.

도 12는 도 11의 승강암의 결합상태 측면도이다.

도 13 내지 도 21은 본 발명에 따른 이송장치의 동작을 순차적으로 나타낸 도면들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2a, 2b, 2c : 론지 10 : 상부몸체

11 : 제1모터 12 : 구동 피니언기어

13 : 종동 피니언기어 20 : 하부몸체

21 : 랙기어 30 : 승강아암

33 : 제3모터 35 : 볼스크류

37 : 볼너트 40 : 신축아암

41 : 아암부재 42 : 지지부재(42)

43 : 제2모터 45 : 볼스크류

46 : 볼너트 50 : 지지프레임

51 : 제5모터 52 : 양방향 볼스크류

54 : 볼너트 61 : 바퀴

64 : 제4모터

본 발명은 선박과 같은 구조물을 건조할 때 사용되는 각종 작업 유닛을 이송하는 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 선박의 제조 시 선박 내부의 장애물을 통과하면서 용접 등의 작업을 할 수 있도록 작업 유닛을 이송하는 이송장치에 관한 것이다.

선박에 있어 이중 선체(double hull) 구조는 선저 또는 선측 부분이 파괴되는 경우에 있어서, 선저 내부로의 침수를 막을 수 있고, 선저의 강도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 공간 활용도도 좋고 배의 중심이 낮아져 선체 안정성이 증가하는 등의 이점을 가지고 있다.

이러한 이중 선체 구조의 장점 때문에, 최근 이중 선체 구조를 가지는 선박의 건조 물량이 증가하고 있다. 그러나, 이중 선체의 선저부는 복잡한 골조 구조를 가지기 때문에, 그 제작 과정을 자동화하는 데에는 여러 가지 어려움이 있게 된다.

도 1a에는 이중 선체 구조를 구성하는 이너 버텀 블록(inner bottom block)의 사시도가 도시되어 있다.

도 1a에 도시된 것과 같이, 이중 선체 구조를 구성하는 이너 버텀 블록(1)은, 넓은 철판으로 이루어진 하판(bottom plate)(3) 상에 T자 형의 단면형상을 가지는 복수 개의 론지(longi)(2)가 소정의 간격으로 서로 평행하게 용접 설치되는 구조를 가진다. 여기에 철판으로 이루어진 웹 플로어(web floor)(4) 및 거더(girder)(5)가 상기 하판(3) 상에 수직하게 설치됨으로써, 도 1a에 도시된 것과 같은 이너 버텀 블록(1)이 완성된다.

이러한 이너 버텀 블록(1)을 제작함에 있어서는, 먼저 상기 하판(3), 론지(2), 웹 플로어(4) 및 거더(5)들을 서로 가용접하여 전체적인 형태를 만든 다음, 주용접을 실시하는 방식으로 제작하는 것이 일반적이다.

즉, 가용접에 의해 이너 버텀 블록(1)의 형태를 완성한 후, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 론지(2)와 웹 플로어(4) 사이의 수직용접부(6)와, 상기 하판(3)과 웹 플로어(4) 사이의 수평용접부(7)를 주용접함으로써 이너 버텀 블록(1)을 완성한다.

주용접을 위하여, 도 1a에 도시된 바와 같이 상면이 개방된 이너 버텀 블록(1)의 경우, 종래에는 크레인을 이용하여 자동 용접장치를 용접 위치(A)에 가까이 위치시킨 후 용접 작업을 수행하였다. 그리고, 한 부분의 용접 작업이 마무리되면, 다시 크레인을 사용하여 자동 용접장치를 해당 론지(2) 너머의 다른 용접 위치로 이동시킨 후 용접 작업을 수행하였다. 그러나, 이러한 방식으로 이너 버텀 블록(1)의 용접을 수행하기 위해서는 별도의 크레인이 필요하고 작업자의 일손이 많이 필요하다는 단점이 있다.

한편, 도 2에는 도 1a에 도시된 이너 버텀 블록에 상판이 결합된 형태의 더블 버텀 블록(Double Bottom Block)의 사시도가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 것과 같이, 더블 버텀 블록(8)은 상하좌우가 모두 폐쇄되어 있다. 따라서, 더블 버텀 블록(8)에 대해서는 크레인을 사용하여 용접작업을 수행하는 것이 불가능하다. 이러한 문제 때문에, 현재는 작업자가 직접 더블 버텀 블록(8)의 내부로 들어가서 용접 작업을 수작업으로 수행하고 있다.

그러나, 더블 버텀 블록(8) 내부의 공간은 매우 어둡고, 막힌 공간 내에서 용접 작업이 이루어지므로 용접 열기와 용접 과정에서 발생되는 가스로 인해 작업자가 작업하기에 열악하다.

한편, 이중 선체 구조를 제작하는 과정에서는 상기 이너 버텀 블록(1) 및 더블 버텀 블록(8)에 대한 용접 이외에도, 그라인딩, 블라스팅, 또는 도장 등의 작업이 수행되어야 한다.

종래에는 이러한 작업에 필요한 각종 장비를 크레인을 이용하여 상기 이너 버텀 블록(1) 내부로 투입하여야 하는 불편함이 있었다. 그리고, 상기 더블 버텀 블록(8) 내부로는 크레인을 사용하여 장비들을 투입할 수 없기 때문에 작업자가 상기 개구부를 통하여 직접 장비를 투입하고, 작업자가 직접 내부에 들어가서 수작업으로 각종 작업들을 수행할 수밖에 없었다. 그러나, 그라인딩, 블라스팅, 그리고 도장 작업에서 발생하는 각종 먼지, 가스, 냄새 등으로 인해 내부의 작업공간은 매우 열악하여 작업자의 건강을 해치기 쉽다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 이너 버텀 블록(1)은 물론 더블 버텀 블록(8) 내에서, 용접 작업, 그라인딩, 블라스팅, 그리고 도장 작업을 위한 각종 장비들이 자동으로 이동하면서 필요한 작업을 행할 수 있도록, 작업 유닛을 이송하는 장치의 개발 필요성이 대두되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 이중 선체 구조와 같이 내부에 장애물이 설치된 공간 내에서 장애물들 사이를 통과하면서 용접 등의 작업을 할 수 있도록 작업 유닛을 이송하는 이송장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 작업공간 내에 평행하게 배열된 복수의 장애물들을 넘어 작업 유닛을 이송시키는 이송장치로서, 평행하게 배열된 한 쌍의 장애물들 위를 횡으로 가로지르도록 수평방향으로 배치되는 상부몸체와, 상기 상부몸체의 하부에 수평방향으로 직선이동 가능하게 결합되는 하부몸체와, 상기 상부몸체의 좌우 양단부에 수직방향으로 승강 가능하게 결합되어 상기 장애물들의 상면에 각각 선택적으로 접촉하는 한 쌍의 승강아암과, 상기 하부몸체의 좌우 양단부에 수평방향으로 신축 가능하게 결합되며 각각의 단부는 상기 장애물들의 상면에 지지되는 한 쌍의 신축아암을 포함하는 작업 유닛의 이송장치를 제공함으로써 달성된다. 이러한 이송장치는, 상기 승강아암에 의하여 상기 장애물들 위에 이격되어 지지된 상태에서, 상기 상부몸체와 하부몸체가 서로 상대적으로 수평방향으로 직선이동하고, 상기 하부몸체에 대하여 상기 신축아암이 신장 또는 수축함으로써, 장애물들을 가로지르면서 수평방향으로 이동하게 된다.

본 발명의 이송장치는, 상기 하부몸체의 직선이동을 위하여, 상기 상부몸체는 제1모터와, 상기 제1모터에 의해 회전 구동되는 구동 피니언기어를 구비하며, 상기 하부몸체는 수평방향으로 연장되며 상기 구동 피니언기어와 맞물리는 랙기어를 구비한다. 아울러, 상기 상부몸체는, 상기 구동 피니언기어와 수평방향으로 간격을 두고 나란하게 연동하여 회전 가능하도록 설치되며 상기 랙기어와 맞물리는 종동 피니언기어를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 각 신축아암은, 상기 하부몸체에 수평방향으로 직선이동 가능하게 설치되는 아암부재와, 상기 아암부재의 일단에 결합되어 상기 장애물의 상면에 접촉하여 지지되는 지지부재와, 상기 하부몸체의 내부에 수평방향으로 연장된 볼스크류와, 상기 볼스크류에 나사 결합되는 볼너트와, 상기 볼스크류를 회전 구동하는 제2모터를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 아암부재는 그 타단이 상기 볼너트에 결합되어 상기 볼스크류의 회전에 따라 상기 볼너트와 함께 수평방향으로 이동함으로써, 상기 하부몸체에 대하여 신장 또는 수축하게 된다.

또한, 본 발명의 이송장치는, 상기 승강아암의 승강을 위하여, 상기 상부몸체의 좌우 양단부에 수직방향으로 연장되어 설치되는 볼스크류와, 상기 볼스크류를 회전 구동하는 제3모터와, 상기 승강아암의 상단에 설치되며 상기 볼스크류에 나사 결합되는 볼너트를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 승강아암의 하단에 회전 가능하게 설치되어, 상기 승강아암의 하강시 상기 장애물의 상면에 구름 접촉하는 바퀴와, 상기 바퀴를 회전 구동하는 제4모터를 더 포함할 수도 있다.

한편, 본 발명의 이송장치는, 상기 상부몸체의 양단부에 서로 반대방향으로 직선이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 지지프레임을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 승강아암들은 상기 각 지지프레임들의 측면에 승강 가능하게 설치됨으로써, 그들 사이의 간격이 조절될 수 있다.

상기 지지프레임들의 직선이동을 위하여, 본 발명의 이송장치는, 수평방향으로 연장되며, 그 양단부에 서로 다른 나선방향을 가지는 나선이 각각 형성된 양방향 볼스크류와, 상기 양방향 볼스크류를 회전 구동하는 제5모터와, 상기 양방향 볼스크류의 양단부에 각각 대응하는 나선 구조를 가지며 나사 결합되는 한 쌍의 볼너트를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 지지프레임들은 상기 볼너트들에 각각 결합되어, 상기 양방향 볼스크류의 회전에 따라 서로 가까워지거나 멀어지도록 직선 이동하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이송장치는, 상부몸체(10)와, 상부몸체(10)의 하부에 수평방향(X축 방향)으로 직선이동 가능하게 결합되는 하부몸체(20)와, 상부몸체(10)의 좌우 양단부에 수직방향(Z축 방향)으로 승강 가능하게 결합되는 한 쌍의 승강아암(30)과, 하부몸체(20)의 좌우 양단부에 수평방향으로 신축 가능하게 결합되는 한 쌍의 신축아암(40)을 구비한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이송장치는, 신축아암(40)들의 선단부가 각각 한 쌍의 론지(2a, 2b) 위에 안착됨으로써, 론지(2a, 2b)들을 횡으로 가로지른 상태로 지지된다. 그리고, 이 상태에서 상부몸체(10)와 하부몸체(20)가 서로 상대적으로 수평방향으로 직선이동하고, 하부몸체(20)에 대하여 신축아암(40)이 신장 또는 수축함으로써, 론지(2a, 2b, 2c)들을 가로지르면서 수평방향으로 이동하게 된다.

도면에 도시하지는 않았지만, 상부몸체(10) 또는 하부몸체(20)에는 작업 유닛으로서 용접유닛이 설치될 수 있다. 용접유닛은 본 발명의 이송장치가 한 쌍의 론지(2a, 2b) 사이에 안착된 상태에서, 도 1b에 도시된 바와 같은 론지(2a, 2b)와 웹 플로어(4) 사이의 수직용접부(6)와, 하판(3)과 웹 플로어(4) 사이의 수평용접부(7)를 따라 이동하면서 용접 작업을 수행하게 된다. 한 쌍의 론지(2a, 2b) 사이에서의 용접유닛에 의한 작업이 완료되면, 다른 작업공간에서의 용접작업을 위하여 이송장치가 다른 론지(2c)를 향하여 수평방향으로 한 칸 이동함으로써 용접유닛을 이송하게 된다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상부몸체(10)는 단면이 대략 'ㄷ'자 형상을 가지는 박스형의 케이싱(110)을 구비한다. 상부몸체(10)의 케이싱(110) 내부에는, 하부몸체(20)의 직선이동을 위한 제1모터(11)가 설치된다. 그리고, 케이싱(110)의 하면(112) 아래에는 제1모터(11)에 의해 회전 구동되는 구동 피니언기어(12)와, 구동 피니언기어(12)와 수평방향으로 간격을 두고 나란하게 설치되며 연동하여 회전하는 종동 피니언기어(13)가 설치된다. 구동 피니언기어(12)와 종동 피니언기어(13)는 케이싱 하면(112)의 상부에 위치하는 벨트(14)에 의해 서로 연동하여 회전하도록 연결된다.

구동 피니언기어(12)와 종동 피니언기어(13)는 후술할 하부몸체(20)의 랙기어(21)와 맞물림으로써, 하부몸체(20)가 직선이동 하도록 한다(도 8 및 도 9 참조). 아울러, 케이싱 하면(112) 아래에는 피니언기어(12, 13)들과 폭방향으로 간격을 두고 2열의 가이드롤러(16, 17)들이 수평방향을 따라 설치된다. 일측 열의 가이드롤러(16)들은 후술할 하부몸체(20)의 랙기어(21)의 기어이빨이 형성되지 않은 측면에 접촉하고, 타측 열의 가이드롤러(17)들은 하부몸체(20)의 가이드레일(22)과 구름 접촉함으로써, 하무몸체(20)의 직선이동을 안내한다.

구체적으로, 제1모터(11)로부터 구동 피니언기어(12)로의 동력 전달은 기어박스(18)를 통하여 이루어진다. 도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만, 제1모터(11)의 회전력이 90도 방향 전환되어 구동 피니언기어(12)로 전달되도록, 기어박스(18)에는 제1모터(11)의 출력축으로부터 구동 피니언기어(12)를 연결하는 다수의 베벨기어가 설치될 수 있다.

상부몸체(10)의 길이방향(수평방향) 양단부에는 한 쌍의 지지프레임(50)이 서로 직선이동 가능하게 설치된다. 지지프레임(50)의 직선이동을 위하여, 상부몸체(10) 내부에는 제5모터(51)와, 제5모터(51)에 의하여 회전되는 양방향 볼스크류(52)와, 제5모터(51)로부터 양방향 볼스크류(52)로 동력을 전달하는 벨트(53)가 구비된다. 그리고, 각 지지프레임(50)에는 양방향 볼스크류(52)의 단부에 결합되는 볼너트(54)가 구비된다. 양방향 볼스크류(52)의 양 단부에는 서로 다른 나선방향을 가지도록 나선이 형성되어 있고, 각 지지프레임(50)의 볼너트(54)는 그에 대응하는 구조를 가짐으로써, 제5모터(51)에 의해 양방향 볼스크류(52)가 회전하면, 한 쌍의 지지프레임(50)들은 서로 가까워지거나 멀어지도록 직선 이동하게 된다. 지지프레임(50)들의 직선이동을 안내하기 위하여 케이싱(110)의 상면(111) 위에는 수평방향으로 연장된 한 쌍의 가이드 레일(113)이 설치된다.

후술하는 바와 같이, 지지프레임(50)에는 승강아암(30)들이 수직방향으로 승강 가능하게 결합된다(도 11 참조). 따라서, 지지프레임(50)의 직선이동에 따라 승강아암(30)들도 서로 가까워지거나 멀어지도록 직선 이동함으로써 그들 사이의 간격이 조절될 수 있다. 한편, 승강아암(30)의 승강 이동을 안내하기 위하여 지지프레임(50)의 측면에는 수직방향으로 연장된 가이드홈(55)이 형성된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 하부몸체(20)는 상부몸체(10)의 케이싱(110)과 서로 맞물리도록 凸 형상을 가지는 케이싱(120)을 구비한다. 케이싱(120)의 상면에는 상술한 바와 같이, 상부몸체(10)의 피니언기어(12, 13)들과 맞물리는 랙기어(21)가 수평방향으로 연장하여 설치된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 랙기어(21)의 기어이빨이 형성된 부분에는 상부몸체(10)의 피니언기어(12, 13)들이 각각 맞물리며, 그 반대쪽 면에는 상부몸체(10)의 일측 열의 가이드롤러(16)들이 구름 접촉한다. 제1모터(11)의 구동에 의하여 피니언기어(12, 13)들이 연동하여 회전하면, 그에 따라 랙기어(21)가 수평방향으로 이동하게 됨으로써, 하부몸체(20) 전체가 수평방향으로 이동하게 된다.

한편, 하부몸체(20) 케이싱(120)의 상면에는 랙기어(21)와 나란하게 가이드레일(22)이 수평방향으로 연장하여 설치된다. 상기 가이드레일(22)에는 상부몸체(10)의 타측 열의 가이드롤러(17)들이 구름 접촉하여 하부몸체(20)의 직선이동을 안내한다.

아울러, 하부몸체(20) 케이싱(120)의 상면에는 한 쌍의 가이드홈(121)이 수평방향으로 연장하여 형성된다. 가이드홈(121)에는 한 쌍의 신축아암(40)의 가이드바(48)들이 이동 가능하게 삽입되어, 신축아암(40)들의 신축 운동을 안내한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 각 신축아암(40)은 수평방향으로 연장된 파이프 형상의 아암부재(41)와, 아암부재(41)의 일단에 결합되어 론지(2a, 2b)의 상면에 접촉하여 지지되도록 대략 역(逆) T자 형상을 가지는 지지부재(42)를 구비한다. 하부몸체(20)의 케이싱(120) 내부에는 각 신축아암(40)의 신축 운동을 위한 구성요소로서, 제2모터(43)와, 제2모터(43)에 의해 회전 구동되는 볼스크류(45)가 설치된다. 볼스크류(45)에는 아암부재(41)의 타단이 연결되는 볼너트(46)가 결합된다. 제2모터(43)에 의하여 볼스크류(45)가 회전하면, 볼너트(46)가 볼스크류(45)의 길이방향을 따라 직선이동하고, 그에 따라 아암부재(41)가 하부몸체(20)의 외부로 신장되거나 하부몸체(20) 내부로 수축함으로써, 신축아암(40)의 신축 운동이 이루어지게 된다. 볼스크류(45)는 아암부재(41)의 이동에 따라 상대적으로 아암부재(41)의 내부로 삽입된다. 아암부재(41)는 볼스크류(45)가 간섭 없이 삽입될 수 있는 충분한 크기의 직경을 가진다.

도 11에 도시된 바와 같이, 각 승강아암(30)은, 지지프레임(50)에 수직방향으로 승강 가능하게 결합된다. 승강아암(30)은 대략 'ㄷ'자 모양으로 이루어지며, 그 양측벽 내측에는 지지프레임(50)의 가이드홈(55)에 삽입되어 승강 운동을 안내하는 가이드돌기(32)가 수직방향으로 연장하여 형성되어 있다. 승강아암(30)의 승 강 운동을 위하여, 지지프레임(50)에는 제3모터(33)가 설치되며, 제3모터(33)에는 수직방향으로 연장된 볼스크류(35)가 연결된다. 볼스크류(35)는 승강아암(30) 상단의 볼너트(37)에 결합된다. 따라서, 제3모터(33)의 구동에 의해 볼스크류(36)가 회전하면, 승강아암(30)의 볼너트(37)가 볼스크류(36)를 따라 승강함으로써, 승강아암(30) 전체가 수직방향으로 승강하게 된다.

아울러, 승강아암(30)의 양측벽 하단에는 하강시 론지(2a, 2b) 상면에 구름 접촉하도록 바퀴(61)들이 설치된다. 바퀴(61)들은 제4모터(64)에 의하여 회전 구동된다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 바퀴(61)들은 다수의 벨트(65a∼65f)와 풀리(67a, 67b)들에 의하여 연결되어 제4모터(64)의 구동에 따라 연동하여 회전한다. 바퀴(61)의 회전에 따라 본 발명의 이송장치 전체가 론지(2a, 2b) 상면에서 론지(2a, 2b)의 길이방향(도 3 및 도 5에서 y축 방향)을 따라 주행할 수 있게 된다.

한편, 승강아암(30)은 최대로 상승한 상태에서 바퀴(61)들의 하단이 신축아암(40)의 지지부재(42) 하단보다 위쪽에 위치하여 론지(2a, 2b)의 상면으로부터 이격되는 높이를 가진다(도 13 참조).

이상과 같은 구성을 가지는 이송장치는, 하나의 작업공간, 즉 한쌍의 론지(2a, 2b) 사이의 공간에서 작업이 완료되면, 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)의 상대적 이동과, 신축아암(40)의 신축운동, 및 승강아암(30)의 승강운동들이 조합되어, 론지(2a, 2b)를 횡으로 가로질러 다음의 작업공간으로 이동하게 된다.

이하, 도 13 내지 도 21을 참조하여, 본 발명에 따른 이송장치가 다른 작업 공간으로 이동하는 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 한 쌍의 론지(2a, 2b) 사이의 작업공간에서의 작업(예로서, 용접 작업)이 완료되면, 다음의 작업공간(론지 2b 및 2c 사이)으로 이동하기 위하여, 도 13에서와 같이 승강아암(30)의 바퀴(61)는 론지(2a, 2b) 상면으로부터 이격되고 신축아암(40)의 지지부재(42)는 론지(2a, 2b) 위에 안착된 상태에서, 제3모터(33)들의 구동에 따라 볼스크류(35)들이 승강아암(30)들을 하강시키는 방향으로 회전한다. 승강아암(30)들이 어느 정도 하강하면 바퀴(61)들이 론지(2a, 2b) 위에 안착되기 때문에, 그 상태에서 승강아암(30)들을 더 하강시키도록 제3모터(33)들의 구동이 계속되면, 도 14에 도시된 바와 같이 상부몸체(10) 및 하부몸체(20)가 상대적으로 수직방향으로 상승하게 되며, 그에 따라 신축아암(40)도 상승하여 론지(2a, 2b)의 상면으로부터 이격된다.

다음으로, 제1모터(53)의 구동에 의하여 구동 및 종동 피니언기어(12, 13)들이 회전하면(도 9 참조), 도 15에 도시된 바와 같이, 하부몸체(20)는 그 중앙부가 다음의 작업공간 쪽의 론지(2b) 상에 위치할 때까지 수평방향으로 이동한다.

그 상태에서, 제2모터(43)들의 구동에 의하여 볼스크류(43)들이 회전하면(도 10 참조), 도 16에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 신축아암(40)들은 하부몸체(20)로부터 돌출되어 각각의 지지부재(42)가 두개의 작업공간 외측의 론지(2a, 2c)들 상면에 위치할 때까지 신장된다.

신축아암(40)들이 최대한 신장된 이후, 제3모터(33)들이 도 14에서와 역방향으로 구동되면, 도 17에 도시된 바와 같이, 상부몸체(10), 하부몸체(20), 및 신축 아암(40)들이 하강함으로써, 신축아암(40)들의 지지부재(42)가 론지(2a, 2c)들 상면에 안착된다. 이후 제3모터(33)들의 구동이 계속되면 승강아암(30)들은 상승되어 바퀴(61)들이 론지(2a, 2b)로부터 이격된다.

다음으로, 제1모터(53)가 도 15에서와 역방향으로 구동되면, 도 18에 도시된 바와 같이, 하부몸체(20)는 정지해 있는 상태에서 상부몸체(10)와 승강아암(30)들은 새로운 론지(2c)를 향하여 다음의 작업공간 쪽으로 이동하게 된다.

상부몸체(10)와 승강아암(30)들의 이동이 완료되면, 다시 제3모터(33)들이 도 14에서와 같은 방향으로 구동되면, 도 19에 도시된 바와 같이, 승강아암(30)들이 하강하여 바퀴(61)들이 론지(2b, 2c) 상면에 안착되고, 상부몸체(10), 하부몸체(20), 및 신축아암(40)들은 상승하게 된다.

이후, 제2모터(43)들이 도 16에서와 역방향으로 구동되고, 그에 따라 도 20에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 신축아암(40)들은 수축되어 하부몸체(20) 내부로 수납된다.

이 상태에서, 다시 제1모터(53)가 도 15에서와 같은 방향으로 구동되면, 도 21에 도시된 와 같이, 하부몸체(20)가 새로운 론지(2c) 쪽으로 이동함으로써, 이송장치의 수평방향 이동이 완료된다.

한편, 이상에서는 이송장치가 작업유닛으로서 용접유닛 구비함으로써, 용접로봇으로 이용되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 다른 작업 유닛들을 설치함으로써 이송장치를 용접 와이어 운반로봇, 도장로봇, 또는 검사로봇 등으로 이용하는 것도 가능할 것이다.

그리고, 위에서 구체적으로 언급하지는 않았으나, 이송장치를 유선 또는 무선 통신을 이용하여 원격 조정되도록 구성하거나, 소정의 작업 패턴을 미리 프로그램화 하여 그에 따라 작업 유닛이 이송장치에 의하여 작업공간 내부를 이동하면서 반복적인 작업을 수행하도록 구성하는 것도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 이중 선체 구조와 같이 내부에 장애물들이 있는 작업공간에서, 상부몸체와 하부몸체가 상대적으로 직선이동하고, 신축아암이 하부몸체에 대하여 신축운동을 하면서 장애물들 위에서 수평방향으로 이동함으로써, 작업 유닛을 원하는 위치로 이송하여 용접 등의 작업을 수행할 수 있다.

따라서, 용접, 도장 및 검사 등과 같은 여러 가지 작업을 수행하기 위하여 소요되는 인력과 시간을 절약할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 작업공간이 밀폐되어 있어 작업자가 접근하기 어렵거나 작업 위험성이 높은 경우에도, 작업자 없이 이송장치를 이용하여 자동으로 작업이 가능하다는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (9)

1. 작업공간 내에 평행하게 배열된 복수의 장애물들을 넘어 작업 유닛을 이송시키는 이송장치로서,

   평행하게 배열된 한 쌍의 장애물(2a, 2b)들 위를 횡으로 가로지르도록 수평방향으로 배치되는 상부몸체(10);

   상기 상부몸체(10)의 하부에 수평방향으로 직선이동 가능하게 결합되는 하부몸체(20);

   상기 상부몸체(10)의 좌우 양단부에 수직방향으로 승강 가능하게 결합되어 상기 장애물들의 상면에 각각 선택적으로 접촉하는 한 쌍의 승강아암(30); 및

   상기 하부몸체(20)의 좌우 양단부에 수평방향으로 신축 가능하게 결합되며 각각의 단부는 상기 장애물들의 상면에 지지되는 한 쌍의 신축아암(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 유닛의 이송장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부몸체(10)는, 제1모터(11)와, 상기 제1모터(11)에 의해 회전 구동되는 구동 피니언기어(12)를 구비하며,

   상기 하부몸체(20)는, 수평방향으로 연장되며 상기 구동 피니언기어(12)와 맞물리는 랙기어(21)를 구비하는 것을 특징으로 하는 작업 유닛의 이송장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 상부몸체(10)는, 상기 구동 피니언기어(12)와 수평방향으로 간격을 두고 나란하게 연동하여 회전 가능하도록 설치되며 상기 랙기어(21)와 맞물리는 종동 피니언기어(13)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 작업 유닛의 이송장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 신축아암(40)은,

   상기 하부몸체(20)에 수평방향으로 직선이동 가능하게 설치되는 아암부재(41);

   상기 아암부재(41)의 일단에 결합되어 상기 장애물의 상면에 접촉하여 지지되는 지지부재(42);

   상기 하부몸체(20)의 내부에 수평방향으로 연장된 볼스크류(45);

   상기 볼스크류(45)에 나사 결합되는 볼너트(46); 및

   상기 볼스크류(45)를 회전 구동하는 제2모터(43)를 구비하며,

   상기 아암부재(41)는 그 타단이 상기 볼너트(46)에 결합되어 상기 볼스크류(45)의 회전에 따라 상기 볼너트(46)와 함께 수평방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 작업 유닛의 이송장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부몸체(10)의 좌우 양단부에 수직방향으로 연장되어 설치되는 볼스크류(35);

   상기 볼스크류(35)를 회전 구동하는 제3모터(33); 및

   상기 승강아암(30)의 상단에 설치되며 상기 볼스크류(35)에 나사 결합되는 볼너트(37)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 유닛의 이송장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 승강아암(30)의 하단에 회전 가능하게 설치되어, 상기 승강아암(30)의 하강시 상기 장애물의 상면에 구름 접촉하는 바퀴(61)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 유닛의 이송장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 바퀴(61)를 회전 구동하는 제4모터(64)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 유닛의 이송장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부몸체(10)의 양단부에 서로 반대방향으로 직선이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 지지프레임(50)을 더 포함하며,

   상기 승강아암(30)들은 상기 지지프레임(50)들의 측면에 각각 승강 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 작업 유닛의 이송장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   수평방향으로 연장되며, 그 양단부에 서로 다른 나선방향을 가지는 나선이 각각 형성된 양방향 볼스크류(52);

   상기 양방향 볼스크류(52)를 회전 구동하는 제5모터(51); 및

   상기 양방향 볼스크류(52)의 양단부에 각각 대응하는 나선 구조를 가지며 나사 결합되는 한 쌍의 볼너트(54)를 더 포함하며,

   상기 지지프레임(50)들은 상기 볼너트(54)들에 각각 결합되어, 상기 양방향 볼스크류(52)의 회전에 따라 서로 가까워지거나 멀어지도록 직선 이동하는 것을 특징으로 하는 작업 유닛의 이송장치.

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