KR100730886B1 - Lettering welding equipment - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 선박외판 문자 자동 용접장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a ship shell character automatic welding device according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 선박외판 문자 자동 용접장치의 평면도 및 정면도를 함께 도시한 도면이다.Figure 2 is a view showing a plan view and a front view together with the automatic vessel shell character welding apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명상의 X축 방향 레일(110)이 X축 구동몸체(120)의 폭에 해당하는 길이만큼만 설치되어 있는 상태를 도시한 도면이다.3 is a view showing a state in which the
<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
100: X축 구동부100: X axis drive part
110: X축 방향 레일110: X-axis rail
120: X축 구동몸체120: X axis drive body
130: X축 구동롤러130: X axis drive roller
140: 텐션장치140: tension device
200: Y축 구동부200: Y axis drive unit
210: Y축 가이드210: Y axis guide
220: Y축 구동몸체220: Y axis drive body
300: Z축 구동부300: Z axis drive unit
310: Z축 가이드310: Z axis guide
320: 용접토치320: welding torch
330: 자동 토치 높이 제어장치330: automatic torch height control
340: 크로스형 레이저 다이오드340: cross laser diode
400: 제어부400: control unit
본 발명은 선박 외판상의 문자 용접부를 자동으로 용접하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for automatically welding character welds on a ship shell.
현재 선박 외판상의 각종 마크와 문자 및 숫자(이하, ‘문자’라고 함)는 작업자가 수동으로 위치를 마킹하고 외곽 라인을 펀칭한 후 용접 작업을 행하여 만들고 있다.Currently, various marks, letters and numbers (hereinafter referred to as 'letters') on the ship's outer shell are made by the operator marking the position manually, punching the outer line, and then performing welding work.
그런데, 이러한 현 작업 체제에서는 연속되는 마킹 및 펀칭 작업으로 인하여 작업자의 안전이 위협받을 수 있으며, 작업자의 기량에만 의존하는 수동 작업이므로 품질이 균형을 이루지 못하거나 저하될 뿐만 아니라, 작업 시간이 길어져 해당 라인의 전체 작업 스케쥴이 지연될 우려가 있다. 또한, 용접 장비가 대부분 무겁기 때문에 아래보기 용접 정도가 가능할 뿐 위보기, 수직 등 전자세 용접이 힘들며, 특히 곡면부의 용접이 난해한 문제가 발생한다.However, in the current work system, the safety of the worker may be threatened by the continuous marking and punching work, and because the manual work relies only on the skill of the worker, the quality may not be balanced or degraded, and the working time may be longer. There is a risk of delaying the overall work schedule of the line. In addition, since most of the welding equipment is heavy, only the bottom view welding is possible, but the electric field welding such as the top view and the vertical is difficult, and particularly, the welding of the curved portion is difficult.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 장비의 경량 화로 인하여 작업 현장간의 이동성이 뛰어난 한편, 선박 외판 상에서 아래보기, 수평, 수직, 위보기 등의 전자세 용접을 가능하게 함과 동시에 곡면부의 용접부에도 적용 가능한 선박외판 문자 자동 용접장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, while excellent in mobility between work sites due to the light weight of the equipment, while enabling the electric field welding of the bottom view, horizontal, vertical, top view, etc. on the vessel shell and At the same time, an object of the present invention is to provide an automatic welding device for ship shell letters applicable to welded portions of curved surfaces.
본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.Other objects and advantages of the present invention will be described below, which are not limited to the matters set forth in the claims and the disclosure of the embodiments thereof, but also to the broader ranges by means and combinations within the range readily recited therefrom. Add that it will be included.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 선박 외판상의 문자 용접부를 자동으로 용접하기 위한 장치에 있어서, X축 방향의 구동을 유도하는 X축 방향 레일(110)과, 구동을 위한 랙 피니언 기어 및 모터를 구비한 X축 구동몸체(120)와, 상부에 상기 X축 구동몸체(120)를 장착한 상태에서 상기 X축 방향 레일(110) 위를 구동하는 X축 구동롤러(130)를 포함하여 이루어지는 X축 구동부(100); 빔 형상의 Y축 가이드(210)와, 상기 X축 구동몸체(120)의 상부에 장착된 상태에서 상기 Y축 가이드(210)와 결합하며 상기 Y축 가이드(210)를 회전운동 시키는 웜 기어 및 마이크로 스테핑 모터를 구비함과 동시에 상기 Y축 가이드(210)를 직선왕복운동 시키는 랙 피니언 기어 및 마이크로 스테핑 모터를 구비한 Y축 구동몸체(220)를 포함하여 이루어지는 Y축 구동부(200); 상기 Y축 가이드(210)의 끝단에서 Z 방향으로 장착되는 빔 형상의 가이드로서 몸체 표면에는 Z축 방향의 구동을 유도하는 Z축 방향 레일(미도시)을 구비하고 있는 Z축 가이드(310)와, 상기 Z축 가이드(310)에 부착된 상태에서 상기 Z축 방향 레일(미도시) 위를 상하 운동하면서 용접을 행하는 용접토치(320)와, 상기 Z축 가이드(310)에 부착되며 상기 용접토치(320)가 용접면과 항상 일정한 거리를 유지할 수 있도록 하는 자동 토치 높이 제어장치(330)를 포함하여 이루어지는 Z축 구동부(300); 및 상기 X축 구동부(100), Y축 구동부(200) 및 Z축 구동부(300)의 동작을 전기적으로 제어하는 제어부(400)를 포함하는 선박외판 문자 자동 용접장치를 제시한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the device for automatically welding the character welding portion on the ship shell,
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.
도 1은 본 발명에 따른 선박외판 문자 자동 용접장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 선박외판 문자 자동 용접장치의 평면도 및 정면도를 함께 도시한 도면이다.1 is a perspective view of a ship shell character automatic welding device according to the present invention, Figure 2 is a view showing a plan view and a front view of the ship shell character automatic welding device according to the present invention.
X축 구동부(100)는 X축 방향 레일(110)과, X축 구동몸체(120)와, X축 구동롤러(130)를 포함하여 이루어진다. 여기서, X축 방향은 특별히 한정된 방향을 지칭하는 것은 아니며, 선박 외판의 수평면 상의 임의의 한 방향을 정한 것이다.The
X축 방향 레일(110)은 선박 외판 상에서 X축 방향으로 설치되는 통상적으로 사용되는 레일로서, 본 발명에 따른 선박외판 문자 자동 용접장치의 X축 방향의 구동을 유도하는 역할을 한다.
이러한 X축 방향 레일(110)은 그 길이를 작업 환경에 맞도록 임의로 조절하여 설치할 수 있다. 즉, 선박외판의 평판부에 위치한 문자를 용접하는 경우에는 X축 방향 레일(110)의 길이를 선박 외판상의 문자 용접부의 길이만큼 늘어지게 설치할 수 있는데, 이 경우 본 발명에 따른 선박외판 문자 자동 용접장치는 선박 외판상의 문자 용접부의 구간 전체를 자동으로 옮겨 다니면서 용접할 수 있게 된다. 한편, 선박외판의 곡면부나 간섭부재가 있는 곳에 위치한 문자를 용접하는 경우에는 사실상 문자의 크기만큼의 X축 방향 레일(110)을 설치하는 것이 불가능한데, 이 경우에는, 도 3에 도시된 바와 같이, X축 구동몸체(120)의 폭에 해당하는 길이만큼의 X축 방향 레일(110)만을 설치하고 그 위에 X축 구동몸체(120)를 부착하여 고정시킨 후 후술하는 Y축 가이드(210)의 회전 운동과 직선 운동만을 이용하여 X축 방향으로의 구동 없이 문자를 용접할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The
X축 구동몸체(120)는 본 발명에 따른 선박외판 문자 자동 용접장치가 X축 방향 레일(110) 위를 움직일 수 있도록 하는 동력을 제공하는 바, 이러한 X축 구동몸체(120)는 구동을 위한 랙 피니언 기어 및 모터를 구비하게 된다.X-axis
X축 구동롤러(130)는 상부에 X축 구동몸체(120)를 장착한 상태에서 X축 방향 레일(110) 위를 구동하게 된다. 즉, X축 구동롤러(130)는 X축 구동몸체(120)의 모터와 연계하여 랙 피니언 기어가 작동하면 이에 따라 X축 방향 레일(110) 위를 전진 또는 후진하면서 구동하게 되는 것이다.The X-axis
이때, X축 구동몸체(120)와 X축 구동롤러(130) 사이에는 텐션장치(140)를 장착하여 X축 구동롤러(130)가 X축 구동몸체(120)를 견고하게 잡아줄 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 텐션장치(140)에 의하여 X축 구동몸체(120)는 X축 방향 레일(110) 상을 이탈하지 않을 뿐만 아니라 X축 방향 레일(110) 위를 흔들리지 않고 구동할 수 있게 된다.At this time, the
X축 구동부(100)가 X축 방향으로 전진 또는 후진 구동하면 선박 외판상의 문자 용접부에는 후술하는 용접토치(320)에 의하여 X축 직선 방향으로의 용접이 이루어지게 된다.When the X-axis
Y축 구동부(200)는 Y축 가이드(210)와, Y축 구동몸체(220)를 포함하여 이루어진다. 여기서, Y축 방향은 선박 외판의 수평면 상에서 X축 방향과 직교하는 방향을 의미한다.The Y-
Y축 가이드(210)는 빔 형상의 축으로서 후술하는 Y축 구동몸체(220)에 의하여 X축 구동몸체(120)의 상부에서 직선왕복운동 또는 회전운동을 하게 된다.The Y-
Y축 구동몸체(220)는 X축 구동몸체(120)의 상부에 장착되며 Y축 가이드(210)와 결합하여 일체를 이룬다. 이러한 Y축 구동몸체(220)는 Y축 가이드(210)를 회전 운동 시키는 웜 기어 및 마이크로 스테핑 모터를 구비함과 동시에 Y축 가이드(210)를 직선왕복운동 시키는 랙 피니언 기어 및 마이크로 스테핑 모터를 구비하게 된다.The Y-axis driving
Y축 구동몸체(220)가 Y축 가이드(210)를 직선 방향으로 밀거나 끌어당기면 선박 외판상의 문자 용접부에는 후술하는 용접토치(320)에 의하여 Y축 직선 방향으로의 용접이 이루어지게 된다. 이때, Y축 구동몸체(220)가 Y축 가이드(210)를 직선 방향으로 밀거나 끌어당기는 동작과 X축 구동부(100)가 X축 방향으로 전진 또는 후진 구동하는 동작이 결합하게 되면 선박 외판상의 문자 용접부에는 후술하는 용접토치(320)에 의하여 XY 평면의 사선 방향 또는 곡선 형태의 용접이 이루어지게 된다. 한편, Y축 구동몸체(220)가 Y축 가이드(210)를 회전운동 시키면 선박 외판상의 문자 용접부에는 후술하는 용접토치(320)에 의하여 원 형태의 용접이 이루어지게 된다.When the Y-axis
Z축 구동부(300)는 Z축 가이드(310)와, 용접토치(320)와, 자동 토치 높이 제어장치(330)를 포함하여 이루어진다. 여기서, Z축 방향은 선박 외판의 수평면과 직교하는 방향을 의미한다.The Z-
Z축 가이드(310)는 Y축 가이드(210)의 끝단에서 Z 방향으로 장착되는 빔 형상의 가이드로서 몸체 표면에는 Z축 방향의 구동을 유도하는 Z축 방향 레일(미도시)을 구비하고 있다.The Z-
용접토치(320)는 Z축 가이드(310)에 부착된 상태에서 Z축 방향 레일(미도시) 위를 상하 운동하면서 용접을 행하게 된다. 이때, 용접토치(320)는 롤러 또는 볼베어링에 의하여 Z축 방향 레일(미도시) 위를 상하 방향으로 구동하도록 할 수 있다.The
자동 토치 높이 제어장치(330)는 Z축 가이드(310)에 부착되어 있는데 이러한 자동 토치 높이 제어장치(330)는 용접토치(320)가 용접면과 항상 일정한 거리를 유지할 수 있도록 자동으로 제어한다.The automatic torch
만약 본 발명에 따른 선박외판 문자 자동 용접장치가 선박외판의 곡면 상을 용접하는 경우 용접토치(320)는 자동 토치 높이 제어장치(330)의 제어에 따라 선박외판의 볼록 곡면 상에서 Z축 방향 레일(미도시) 위를 서서히 상승하다가 다시 하강하면서 용접하거나 또는 선박외판의 오목 곡면 상에서 Z축 방향 레일(미도시) 위를 서서히 하강하다가 다시 상승하면서 용접하게 된다.If the automatic shell shell welding device according to the present invention welds on the curved surface of the vessel
한편, Z축 구동부(300)는 자동 토치 높이 제어장치(330)에 부착되어 선박외판의 용접면 상의 용접 가이드 선과 용접토치(320)의 진행 방향을 일치시키는 크로스형 레이저 다이오드(340)를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.On the other hand, the Z-
크로스형 레이저 다이오드(340)는 선박외판의 용접면 상의 용접 가이드 선을 실시간으로 읽어 들이는데, Y축 구동몸체(220)는 이러한 크로스형 레이저 다이오드(340)의 정보에 따라 Y축 가이드(210)의 구동 상태를 계속적으로 변화시키게 된다.The
또한, Z축 구동부(300)는 출력 전류와 전압을 측정하는 센서에서 발생하는 신호를 수집하고 분석한 결과로써 용접부의 용접 상태를 실시간으로 평가하고 용접 불량 시에는 경보를 울리는 용접 품질 모니터링 장치(미도시)를 추가로 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 만약 용접 품질 모니터링 장치(미도시)가 경보를 울리면 용접토치(320)는 자동으로 용접 작업을 중단하게 되는데, 이 경우 작업자는 본 발명에 따른 선박외판 문자 자동 용접장치의 오작동 여부나 선박외판의 용접면 상태 등을 체크하여 용접 작업이 다시 정상적으로 진행되도록 조치할 수 있다. 이로써 선박외판 용접부는 고품질의 용접 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.In addition, the Z-
제어부(400)는 X축 구동부(100), Y축 구동부(200) 및 Z축 구동부(300)의 동작을 전기적으로 제어하는 역할을 한다.The
제어부(400)는 컴퓨팅 기능을 수행하는 리모우트 컨트롤러 형태로 존재할 수 있는데, 이러한 제어부(400)는 문자 정보 및 용접 조건 등의 작업 데이터를 전송하며, 용접 작업 상태를 DB화 시켜 작업 일보를 스스로 생성하는 한편 현재의 작업 상황을 실시간으로 표시하게 된다. 그 결과 작업자는 제어부(400)를 통하여 현재의 용접 진행 상황을 수시로 파악함으로써 작업을 보다 빠르고 쉽게 진행할 수 있게 되는 것이다.The
한편, 본 발명은, 선박외판의 곡면부나 간섭부재가 있는 곳에 위치한 문자를 용접하는 경우에는 사실상 문자의 크기만큼의 X축 방향 레일(110)을 길게 설치하는 것이 불가능한 문제를 해결하기 위하여, X축 방향으로의 구동은 별도로 하지 않고 고정된 상태에서 Y축 구동부(200) 및 Z축 구동부(300)의 동작만으로 용접을 할 수 있는 장치를 추가로 제시한다. 즉, 본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 선 박 외판상의 문자 용접부를 자동으로 용접하기 위한 장치에 있어서, 선박 외판상에 설치되는 X축 방향 레일(110)과, 상기 X축 방향 레일(110)에 장착되어 고정되는 X축 구동몸체(120)를 포함하여 이루어지는 X축 구동부(100); 빔 형상의 Y축 가이드(210)와, 상기 X축 구동몸체(120)의 상부에 장착된 상태에서 상기 Y축 가이드(210)와 결합하며 상기 Y축 가이드(210)를 회전운동 시키는 웜 기어 및 마이크로 스테핑 모터를 구비함과 동시에 상기 Y축 가이드(210)를 직선왕복운동 시키는 랙 피니언 기어 및 마이크로 스테핑 모터를 구비한 Y축 구동몸체(220)를 포함하여 이루어지는 Y축 구동부(200); 상기 Y축 가이드(210)의 끝단에서 Z 방향으로 장착되는 빔 형상의 가이드로서 몸체 표면에는 Z축 방향의 구동을 유도하는 Z축 방향 레일(미도시)을 구비하고 있는 Z축 가이드(310)와, 상기 Z축 가이드(310)에 부착된 상태에서 상기 Z축 방향 레일(미도시) 위를 상하 운동하면서 용접을 행하는 용접토치(320)와, 상기 Z축 가이드(310)에 부착되며 상기 용접토치(320)가 용접면과 항상 일정한 거리를 유지할 수 있도록 하는 자동 토치 높이 제어장치(330)를 포함하여 이루어지는 Z축 구동부(300); 및 상기 X축 구동부(100), Y축 구동부(200) 및 Z축 구동부(300)의 동작을 전기적으로 제어하는 제어부(400)를 포함하는 선박외판 문자 자동 용접장치를 제시한다.On the other hand, the present invention, in order to solve the problem that it is impossible to install the
이때, X축 구동부(100)는 X축 구동몸체(120)와 X축 방향 레일(110) 사이에 장착되어 X축 방향 레일(110)이 X축 구동몸체(120)를 견고하게 잡아줄 수 있도록 하는 텐션장치(140)를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, X축 방향 레 일(110)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 선박 외판 상에 X축 구동몸체(120)의 폭에 해당하는 길이만큼만 설치되는 것이 바람직하다.At this time, the
기타 다른 구성요소에 대한 설명은 상술한 바와 같으므로 이하에서는 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.Description of the other components is as described above, so the detailed description thereof will be omitted below.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 선박 외판상의 문자 용접부를 용접함에 있어서, 경량화된 용접 장치를 이용함으로써 작업 현장간의 신속한 이동이 가능해지며, 선박 외판 상에서 아래보기, 수평, 수직, 위보기 등의 전자세 자동 용접 및 곡면부의 자동 용접이 가능해진다. 또한, 용접 작업의 고품질을 유도할 수 있을 뿐만 아니라 품질의 균질화를 유도할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, when welding the character welding portion on the ship's outer shell, it is possible to move quickly between work sites by using a lightweight welding device, such as bottom view, horizontal, vertical, upper view, etc. Full automatic welding and automatic welding of the curved portion are possible. In addition, it is possible not only to induce high quality of the welding operation but also to induce homogenization of quality.
본 발명의 다른 효과는, 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.Other effects of the present invention, as well as those described in the above-described embodiments and claims of the present invention, as well as potential effects that may occur within the range that can be easily estimated therefrom and potential advantages that contribute to industrial development It will be added that it will be covered by a wider scope.
Claims (13)
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KR1020060069929A KR100730886B1 (en) | 2006-07-25 | 2006-07-25 | Lettering welding equipment |
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