KR100736236B1 - 용접장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

용접장치 및 방법에 있어서, 구석부의 용접가능범위를 확대하여 작업효율의 향상을 도모한다. 주행대차(11)에 경사진 상태로 용접토치(12)를 탑재하고, 이 탑재 토치(12)를 요동아암(79)에 의해 용접방향으로 요동이 가능하게 지지함과 아울러, 회동아암(81)에 의해 용접방향에 교차하는 방향으로 회동가능하게 지지하고, 주행 요동용 구동모터(13)의 구동력을 요동 아암(79) 또는 회동 아암(81)에 선택적으로 전달함으로써, 주행대차(11)를 주행가능하게 함과 아울러 용접토치(12)를 요동이 가능하게 하고, 회동용 구동모터(14)의 구동력을 회동아암(81)에 전달함으로써 용접토치(12)를 회동가능하게 하고, 아크 센서제어장치(15)가 주행대차(11)의 이동위치에 따라 각 구동모터(13, 14)를 구동하여 용접토치(12)의 선단부를 소정위치로 제어한다.

용접장치, 요동아암, 아크, 주행대차, 용접토치

Description

용접장치 및 방법{WELDING DEVICE AND WELDING METHOD}

본 발명은 두 개의 판재(板材)가 교차하도록 조립된 그 구석부를 따라 모살용접을 행하는 용접장치 및 방법에 관한 것이다.

도 14는 종래의 아크(Arc) 용접장치의 개략도이다. 종래의 아크용접장치에 있어서, 도 14에 도시하는 바와 같이 주행대차(走行台車, 001)는 복수의 주행차륜(002)을 가져서 자주(自走)가 가능하며, 주행방향으로 교차하는 전후이동대(前後移動台, 003) 및 상하승강대(上下昇降台, 004)를 갖고 있어, 각각 구동모터(005, 006)에 의하여 이동 조정이 가능하게 되어 있다. 그리고, 상하승강대(004)에는 용접토치(Torch, 007)가 경사진 상태로 장착되어 있고, 오실레이터(Oscillator, 008)에 의하여 진동이 가능하게 되어 있다.

주행대차(001)의 근방에는 와이어 공급장치(009)가 설치되어 있고, 용접 와이어나 실드가스(Shield Gas)를 공급하는 도관 케이블(Conduit Cable, 010)을 통하여 용접토치(007)의 기단부(基端部)에 연결되어 있다. 또한, 와이어 공급장치(009)에 인접하여 용접전원(011), 아크 센서제어장치(012), 구동모터 드라이버(Driver, 013), 오실레이터 드라이버(014), 실드가스 봄베(Bomb, 015)가 설치되어 있고, 각각 와이어 공급장치(009), 구동모터(005, 006), 용접토치(007)에 연결되어 있다. 한편, 016은 전류센서이며, 017은 접지선, 018은 차광박스이다.

따라서, 주행대차(001)를 주행한 상태에서, 용접토치(007)의 선단부로부터 와이어를 송출하고, 실드가스를 공급함과 아울러, 전압을 부가하면, 와이어 선단과 구석부와의 사이에서 아크가 발생하여, 피용접물(A, B)의 구석부에 대하여 용접을 행할 수 있다.

한편, 이러한 아크용접장치로서 이하의 특허문헌1에 기재된 것이 있다.

특허문헌1 : 일본 특개평06-015449호 공보

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그런데, 바닥판(低板)에 대하여 입판(立板)을 직교하도록 조립시킴과 아울러, 횡판(橫板)을 직교하도록 조립시켜서 되(升)모양으로 하여 그 구석부를 용접하는 경우가 있다. 그러나, 상술한 종래의 용접장치에 있어서는 용접토치(007)가 주행대차(001)의 주행방향에서의 거의 중간부에 탑재되어, 용접방향으로 거의 직행하는 방향을 향하고 있다. 그 때문에, 세 개의 판이 교차하는 구석부까지 용접토치(007)의 선단부를 이동할 수 없어, 자동에 의한 구석부의 용접을 도중에 그만두고, 그 후, 발생한 미용접부를 수동에 의하여 용접하지 않으면 안되어 용접작업이 번거롭게 됨과 아울러, 작업에 장시간을 필요로 하여, 작업효율이 저하하여 버리는 문제가 있다.

또한, 전술한 용접작업에서는 아크가 발생하여 용접이 가능하게 되는 것이지만, 이 아크로부터는 작업자가 직접 보기가 불가능한 강렬한 빛을 발생함과 아울러, 용융금속의 불꽃(火粉)이나 증발 금속 및 그 산화물이 비산하여 작업환경을 악화시켜버린다. 그 때문에, 용접토치(007)에 차광 박스(018)를 장착하여 용접작업을 행하고 있다. 그런데, 용접토치(OO7)는 용접 정밀도를 높이기 위하여 진동하면서 이동하기 때문에, 용접토치(007)의 진동동작에 차광 박스(018)을 추종시키는 것이 곤란하게 되어 버린다.

본 발명은 이러한 문제를 해결함으로써, 구석부의 용접가능범위를 확대하여 작업효율의 향상을 도모한 용접장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

상술한 목적을 달성하기 위한 청구항1의 발명의 용접장치는, 복수의 판재가 교차하도록 조립된 그 구석부를 따라 용접을 행하는 용접장치에 있어서, 용접방향을 따라 주행가능한 주행대차와, 그 주행대차를 주행시키는 대차(台車)주행수단과, 상기 주행대차에 소정각도 경사진 상태로 탑재된 용접토치와, 그 용접토치를 용접방향을 따라 요동(搖動)이 가능한 토치요동수단과, 상기 용접토치를 용접방향에 교차하는 방향으로 이동가능한 토치이동수단과, 상기 주행대차의 이동위치에 따라 상기 토치요동수단 및 상기 토치이동수단을 구동하여 상기 용접토치의 선단부의 위치를 소정위치로 제어하는 용접제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항2의 발명의 용접장치에서는, 상기 용접토치는 중간부를 지점으로 하여 요동이 가능하게 지지되어 내부에 용접 와이어가 삽입 통과되는 진동자와, 그 진동자의 기단부에 설치된 한 쌍의 자성금속과, 그 한 쌍의 자성금속의 외측에 대향하여 설치된 한 쌍의 전자코일을 갖고, 그 전자코일에 교대로 전압을 인가함으로써 상기 한 쌍의 자성금속을 통하여 상기 진동자를 요동시킬 수 있는 것을 특징으로 하고 있다.

청구항3에 기재한 용접장치에서는, 진동자는 통(筒)형상을 이루는 토치본체내에 요동이 가능하게 지지되고, 그 토치본체의 선단부에 아크 차폐후드(Hood)가 설치된 것을 특징으로 하고 있다.

청구항4의 발명의 용접장치에서는, 상기 용접토치는 기단부측이 상기 주행대차에 그 주행방향과 거의 직교하는 요동축에 의해 요동이 가능하게 지지되어, 상기 토치요동수단이 상기 요동축을 회동함으로써 상기 용접토치를 요동시킬 수 있는 것을 특징으로 하고 있다.

청구항5의 발명의 용접장치에서는, 상기 대차주행수단 및 상기 토치요동수단은 공통의 구동모터를 갖고, 그 구동모터의 구동력을 상기 요동축 또는 상기 주행대차의 주행차륜으로 전달하는 구동력 전달수단과, 상기 주행대차의 주행상태에 근거하여 상기 구동력 전달수단에 의한 구동력의 전달처를 상기 요동축 또는 상기 주행차륜으로 전환하는 구동력 전환수단을 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항6의 발명의 용접장치에서는, 상기 구동력 전환수단에 의하여 선택되지 않은 상기 요동축 또는 상기 주행차륜의 어느 쪽인가 한 쪽의 구동계를 정지하는 스토퍼(Stopper)수단이 설치된 것을 특징으로 하고 있다.

청구항7의 발명의 용접장치에서는, 상기 용접토치는 거의 평행을 이루어 배치된 회동아암(Arm)에 연결되어, 그 회동아암의 일단부가 상기 주행대차에 힌지식으로 부착되고, 타단부에 상기 토치이동수단이 연결된 것을 특징으로 하고 있다.

청구항8의 발명의 용접장치에서는, 상기 주행대차에 그 주행방향과 거의 직교하는 방향을 따른 요동축이 회전이 자유롭게 지지되고, 그 요동축의 기단부에 상기 토치요동수단이 연결되는 한편, 상기 요동축의 선단부에 요동아암이 연결되고 그 요동아암의 선단부에 상기 주행대차의 주행방향을 따른 연결축을 통하여 회동아암의 기단부가 회동이 자유롭게 지지되며, 그 회동아암에 상기 용접토치가 연결됨과 아울러, 상기 요동축과 동심상으로 회동구동축이 배치되고, 그 회동구동축의 기단부에 상기 토치이동수단이 연결되는 한편, 상기 회동구동축의 선단부에 상기 회동아암의 선단부가 연결된 것을 특징으로 하고 있다.

청구항9의 발명의 용접장치에서는, 상기 주행대차를 용접방향을 따라 주행시키는 종동(從動)수단이 설치된 것을 특징으로 하고 있다.

청구항10의 발명의 용접방법은, 용접토치가 소정각도 경사진 상태로 탑재된 주행대차를 주행하고, 상기 용접토치의 선단부를 두 개의 판재가 교차하도록 조립된 그 구석부를 따라 이동시키면서 그 구석부의 용접을 행하고, 소정의 위치에서 상기 주행대차의 주행을 정지함과 동시에, 상기 용접토치를 용접방향 전방을 향하여 요동하고, 또한, 그 용접토치를 용접방향에 교차하는 방향을 따라 선단부가 상기 구석부에 접근하도록 이동함으로써, 상기 용접토치의 선단부가 거의 직선상으로 연속하여 상기 구석부를 따라 이동하면서 용접을 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항11의 발명의 용접방법에서는, 상기 주행대차의 주행속도에 따라 설정되는 상기 용접토치의 선단부의 이동속도와, 상기 용접토치의 요동동작 및 접근동작에 따라 설정되는 상기 용접토치의 선단부의 이동속도를 거의 같은 속도로 설정한 것을 특징으로 하고 있다.

발명의 효과

청구항1의 발명의 용접장치에 의하면, 주행대차를 대차주행수단에 의하여 용접방향을 따라 주행가능하게 하여 이 주행대차에 용접토치를 소정각도 경사진 상태로 탑재하고, 이 용접토치를 용접방향을 따라 요동이 가능한 토치요동수단과, 용접토치를 용접방향에 교차하는 방향으로 이동가능한 토치이동수단을 설치하고, 용접제어수단에 의하여 주행대차의 이동위치에 따라 토치요동수단 및 토치이동수단을 구동하여 용접토치의 선단부의 위치를 소정위치로 제어하도록 하였으므로, 장애물에 의하여 주행대차를 주행할 수 없는 부위에 대하여, 용접토치의 요동동작 및 이동동작에 의하여 용접토치의 선단부를 이동시켜서 모살용접을 행할 수 있어, 구석부의 용접가능범위를 확대함으로써, 용접작업의 작업효율을 향상시킬 수 있다.

청구항2의 발명의 용접장치에 의하면, 용접토치를, 중간부를 지점으로 하여 요동이 가능하게 지지되어 내부에 용접 와이어가 삽입 통과되는 진동자와, 진동자의 기단부에 설치된 한 쌍의 자성금속과, 한 쌍의 자성금속의 외측에 대향하여 설치된 한 쌍의 전자코일로 구성하고, 전자코일에 교대로 전압을 인가함으로써 한 쌍의 자성금속을 통하여 진동자를 요동가능하게 하였으므로, 아크를 고속으로 요동함으로써 용접작업의 고효율화를 달성할 수 있고, 또한, 요동기구를 간소화할 수 있음과 아울러, 자성금속과 및 전자코일을 진동자의 기단부측에 배치함으로써, 가열을 방지하고, 또한, 진폭 폭의 치수정밀도를 향상시킬 수 있다.

청구항3에 기재한 용접장치에 의하면, 진동자를 통형상의 토치본체 내에 요동이 가능하게 지지하고, 이 토치본체의 선단부에 아크 차폐후드를 설치하였으므로, 진동자가 요동하여도 아크 차광 후드가 요동하는 일은 없어 원활한 용접작업을 행할 수 있다.

청구항4의 발명의 용접장치에 의하면, 용접토치의 기단부측을 주행대차에 그 주행방향과 거의 직교하는 요동축에 의해 요동이 가능하게 지지하고, 토치요동수단이 요동축을 회동함으로써 용접토치를 요동가능하게 하였으므로, 경사진 용접토치를 간단한 구성으로 확실하게 요동시킬 수 있다.

청구항5의 발명의 용접장치에 의하면, 대차주행수단 및 토치요동수단을 공통의 구동모터로 하여 구동모터의 구동력을 요동축 또는 주행대차의 주행차륜으로 전달하는 구동력 전달수단과, 주행대차의 주행상태에 근거하여 구동력 전달수단에 의한 구동력의 전달처를 요동축 또는 주행차륜으로 전환하는 구동력 전환수단을 설치하였으므로, 대차주행수단 및 토치요동수단의 구동 감소를 공통화함으로써, 장치의 소형화, 저가격화에 기여할 수 있다.

청구항6의 발명의 용접장치에 의하면, 구동력 전환수단에 의하여 선택되지 않은 요동축 또는 주행차륜의 어느 쪽인가 한 쪽의 구동계를 정지하는 스토퍼수단을 설치하였으므로, 요동축 또는 주행차륜의 정지 상태를 확실하게 유지할 수 있어 안정한 용접작업을 행할 수 있다.

청구항7의 발명의 용접장치에 의하면, 용접토치를 거의 평행한 회동아암에 연결하고, 회동아암의 일단부를 주행대차에 힌지식으로 부착하고, 타단부를 토치이동수단에 연결하였으므로, 경사진 용접토치를 간단한 구성으로 확실하게 회동시킬 수 있다.

청구항8의 발명의 용접장치에 의하면, 주행대차에 그 주행방향과 거의 직교하는 방향을 따른 요동축을 회전이 자유롭게 지지하고, 요동축의 기단부에 토치요동수단을 연결하는 한편, 요동축의 선단부에 요동아암을 연결하고, 요동아암의 선단부에 연결축을 통하여 회동아암의 기단부를 회동이 자유롭게 지지하고, 회동아암에 용접토치를 연결함과 아울러, 요동축과 동심상으로 회동구동축을 배치하고, 회동구동축의 기단부에 토치이동수단을 연결하는 한편, 회동구동축의 선단부에 회동아암의 선단부를 연결하였으므로, 용접토치의 요동중심으로 되는 요동축과 동심상으로 용접아암을 회동시키는 회동구동축을 배치하는 것으로 되어, 용접토치의 요동동작과 회동동작을 원활하게 동기(同期)시킬 수 있다.

청구항9의 발명의 용접장치에 의하면, 주행대차를 용접방향을 따라 주행시키는 종동수단을 설치하였으므로, 주행대차의 주행을 원활하게 행함으로써 용접작업에서의 높은 작업 정밀도를 확보할 수 있다.

청구항10의 발명의 용접방법에 의하면, 용접토치가 소정각도 경사진 상태로 탑재된 주행대차를 주행하고, 용접토치의 선단부를 두 개의 판재가 교차하도록 조립된 그 구석부를 따라 이동시키면서 이 구석부의 용접을 행하고, 소정의 위치에서 주행대차의 주행을 정지함과 동시에, 용접토치를 용접방향 전방을 향하여 요동하고, 또한, 용접토치를 용접방향에 교차하는 방향을 따라 선단부가 구석부에 접근하도록 이동함으로써, 용접토치의 선단부가 거의 직선상으로 연속하여 구석부를 따라 이동하면서 용접을 행하도록 하였으므로, 장애물에 의하여 주행대차를 주행할 수 없는 부위에 대하여, 용접토치의 요동동작 및 이동동작에 의하여 용접토치의 선단부를 이동시켜 모살용접을 행할 수 있고, 구석부의 용접가능범위를 확대함으로써, 용접작업의 작업효율을 향상할 수 있다.

청구항11의 발명의 용접방법에 의하면, 주행대차의 주행속도에 의하여 설정되는 용접토치의 선단부의 이동속도와, 용접토치의 요동동작 및 접근동작에 의하여 설정되는 용접토치의 선단부의 이동속도를 거의 같은 속도로 설정하였으므로, 주행대차의 주행시에서의 용접품질과, 용접토치의 요동동작 및 접근동작에서의 용접품질을 변화시킴이 없이 일정한 용접품질을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 용접장치의 전체 구성을 나타내는 개략도이다.

도 2는 실시예 1의 용접장치에서의 용접토치의 단면도이다.

도 3은 실시예 1의 용접장치의 일부 절결 측면도이다.

도 4는 실시예 1의 용접장치의 평면도이다.

도 5는 실시예 1의 용접장치의 정면도이다.

도 6은 실시예 1의 용접장치의 내부구조를 나타내는 정면도이다.

도 7은 실시예 1의 용접장치에서의 주행대차의 내부구조를 나타내는 단면도이다.

도 8은 실시예 1의 용접장치의 작용을 나타내는 정면도이다.

도 9는 실시예 1의 용접장치에서의 용접토치의 요동 회동동작의 설명도이다.

도 10은 도 9에서의 D'면을 나타내는 개략도이다.

도 11은 본 발명의 실시예 2에 의한 용접장치의 평면도이다.

도 12는 실시예 2의 용접장치의 작용을 나타내는 평면도이다.

도 13은 본 발명의 실시예 3에 의한 용접장치의 평면도이다.

도 14는 종래의 아크용접장치의 개략도이다.

부호의 설명

11 : 주행대차

12 : 용접토치

13 : 주행용 요동(搖動) 구동모터(대차구동수단, 토치요동수단)

14 : 회동용 모터(토치이동수단)

15 : 아크 센서제어장치(용접제어수단)

21 : 구동륜(驅動輪)

23 : 아크 차광 후드

26 : 종동롤러(종동수단)

27 : 종동자석(종동수단)

28 : 오실레이트 드라이버

30 : 모터 드라이버

41 : 토치본체

42 : 진동자

43: 지지축

49 : 자성금속

50 : 전자코일

63 : 요동축(요동축)

65 : 요동대(搖動台)

71, 72 : 브레이크 슈(Brake Shoe, 스토퍼수단)

73 : 전환용 전자 솔레노이드(구동력 전환수단)

79 : 요동아암

81 : 회동아암

82 : 회동구동축

91 : 연결축(종동수단)

102, 102 : 구동륜

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에, 본 발명에 의한 용접장치 및 방법의 실시예를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 한편, 본 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 용접장치의 전체 구성을 나타내는 개략도, 도 2는 실시예 1의 용접장치에서의 용접토치의 단면도, 도 3은 실시예 1의 용 접장치의 일부 절결 측면도, 도 4는 실시예 1의 용접장치의 평면도, 도 5는 실시예 1의 용접장치의 정면도, 도 6은 실시예 1의 용접장치의 내부구조를 나타내는 정면도, 도 7은 실시예 1의 용접장치에서의 주행대차의 내부구조를 나타내는 단면도, 도 8은 실시예 1의 용접장치의 작용을 나타내는 정면도, 도 9는 실시예 1의 용접장치에서의 용접토치의 요동 회동동작의 설명도, 도 10은 도 9에서의 D'면을 나타내는 개략도이다.

실시예 1의 용접장치는 도 1에 도시하는 바와 같이 입판(A), 바닥판(B)의 두 개의 판재가 거의 직교하도록 조립된 피용접물의 구석부를 따라 용접을 행하는 것이며, 특히, 입판(A)과 바닥판(B)이 직교하여 조립된 구석부로부터, 입판(A)과 바닥판(B)과 횡판(C)이 직교하여 조립된 모서리부(角部)까지 연속하여 용접을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

그리고, 본 실시예의 용접장치는 용접방향을 따라 주행가능한 주행대차(11)와, 이 주행대차(11)에 소정각도 경사진 상태로 탑재된 용접토치(12)와, 이 주행대차(11)를 주행시키는 대차주행수단 및 용접토치(12)를 용접방향을 따라 요동이 가능한 토치요동수단으로서의 주행 요동용 구동모터(13)와, 용접토치(12)를 용접방향에 교차하는 방향으로 이동가능한 토치이동수단으로서의 회동용 구동모터(14)와, 주행대차(11)의 이동위치에 따라 각 구동모터(13, 14)를 구동하여 용접토치(12)의 선단부의 위치를 소정위치로 제어하는 용접제어수단으로서의 아크 센서제어장치(15)로 구성되어 있다.

즉, 도 1에 도시하는 바와 같이 주행대차(11)는 상자형 형상을 이루고, 내부 에 전술한 각 구동모터(13, 14)를 탑재하고 있고, 네 개의 구동륜(21)에 의하여 바닥판(B)위를 주행 가능하게 되어 있다. 이 주행대차(11)의 한 쪽의 측부(側部)에는 전후 한 쌍의 지지아암(22)을 통하여 아크 차광 후드(23)가 고정되어 있고, 이 아크 차광 후드(23)에 용접토치(12)가 소정각도로 경사진 상태로 고정되어 있다. 이 아크 차광 후드(23)는 도 3 내지 도 5에 상세하게 도시하는 바와 같이, 상자형을 이루고 경사면에 사각형상의 개구부(24)가 형성되어, 용접토치(12)의 선단부가 윗쪽에서 이 개구부(24)를 통하여 아크 차광 후드(23)의 내부에 삽입되어 있고, 용접토치(12)와 아크 차광 후드(23)와의 사이에는 주름상자형의 커버(25)가 설치되어 있다.

또한, 아크 차광 후드(23)의 상부에는 전후 한 쌍의 종동롤러(26)가 회전이 자유롭게 지지되어, 입판(B)의 평면부상을 전동(轉動)이 가능하게 되어 있다. 그리고, 아크 차광 후드(23)의 상부에는 각각 종동롤러(26)의 사이에 위치하여 종동자석(27)이 고정되어 있어, 입판(B)에 흡착이 가능하게 되어 있다. 본 실시예에서는 종동롤러(26) 및 종동자석(27)에 의하여 종동수단이 구성되어 있고, 입판(B)에 대한 종동자석(27)의 흡착력에 의하여, 종동롤러(26)가 입판(B)의 평면부상을 전동 함으로써, 주행대차(11)를 용접방향을 따라 모방하여 주행시킬 수 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 28은 오실레이트 드라이버이며, 케이블(29)을 통하여 용접토치(12)에 접속되어 있다. 30은 모터 드라이버이며, 케이블(31)을 통하여 주행대차(11) 내의 각 구동모터(13, 14)에 접속되어 있다. 32는 용접전원이며, 캡 타이어(Cap Tire, 33)를 통하여 와이어 공급장치(34)에 접속됨과 아울러, 접지선(35)을 통하여 바닥판(A)에 접속되어 있고, 캡 타이어(33)에는 전류검출센서(36)가 장착되어 있다. 37은 실드가스를 저장하는 가스 봄베이며, 가스관(38)을 통하여 와이어 공급장치(34)에 연결되어 있고, 용접 와이어 및 실드가스는 도관 케이블(39) 내를 통하여 용접토치(12)에 공급이 가능하게 되어 있다.

여기에서, 용접토치(12)에 대하여 상세하게 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 토치본체(41)는 원통형상을 이루고, 전술한 바와 같이 외주부에 아크 차폐후드(23)를 설치할 수 있는 한편, 내부에 소정 틈을 두어서 진동자(42)가 배치되어, 길이방향의 중간부가 지지축(43)에 의하여 요동이 가능하게 지지되어 있다. 이 진동자(42)는 내부에 용접 와이어(W)의 삽입통과구멍(44)이 형성되고, 하단부 (선단부)에 전력공급(給電) 팁(Tip, 45)이 설치되어 있고, 이 전력공급 팁(45)으로부터 용접 와이어(W)를 돌출가능하게 되어 있다. 토치본체(41)의 상단부에는 상기 도전통(導電筒, 46)이 형성되고, 스프링 라이너(Spring Liner, 47)를 통하여 용접 와이어(W)를 지지 가능하게 되어 있다. 이 도전통(46)은 하단부가 진동자(42) 내로 침입하여, 편동선(編銅線)으로 이루어지는 가요성 도전체(可撓性導電體, 48)를 통하여 진동자(42)에 연결되어 있다. 또한, 진동자(42)의 기단부 외주에는 한 쌍의 자성금속(49)이 고정되는 한편, 토치본체(41)의 기단부 내주에는 한 쌍의 자성금속(49)에 대향하여 한 쌍의 전자코일(50)이 고정되어 있고, 이 전자코일(50)에 전술한 케이블(29)이 접속되어 있다.

따라서, 도관 케이블(39)을 통하여 용접 와이어(W) 및 실드가스(G)가 용접토치(12)에 공급되면, 용접 와이어(W)는 상기 도전통(46)으로부터 진동자(42)의 삽입 통과구멍(44)을 통하여 전력공급 팁(45)의 선단부로부터 송출하고, 실드가스(G)는 상기 도전통(46)로부터 가요성 도전체(48)의 그물망을 빠져나가서 진동자(42)의 외측으로 삽입 통과하여, 전력공급 팁(45)의 외측을 통하여 공급할 수 있다. 그리고, 전력을 도관 케이블(39)로부터 용접토치(12)로 공급하면, 상기 도전통(46), 가요성 도전체(48), 진동자(42), 전력공급 팁(45)을 통하여 용접 와이어(W)에 전력공급되어, 아크를 발생시켜 용접을 행할 수 있다. 또한, 오실레이트 드라이버(28)에 의하여 한 쌍의 전자코일(50)에 교대로 전압을 인가하면, 한 쌍의 자성금속(49)이 교대로 흡착되는 것으로 되고, 진동자(42)를 요동시켜 진동용접을 실행할 수 있다.

주행대차(11)에 있어서, 도 3 내지 도 7에 도시하는 바와 같이, 내부의 저면에는 좌우 한 쌍의 베어링(51)을 통하여 차축(52)이 회전이 자유롭게 지지되고, 이 차축(52)의 좌우 단부에는 구동륜(21)이 연결되어 있고, 중간부에 종동기어(53)가 장착되어 있다. 내부의 저면에는 고정대(54)를 통하여 지지대(55)가 고정되어 있고, 이 지지대(55)에는 요동대(65)가 차축(52)의 축방향을 따라 소정거리 이동이 가능하게 지지되고, 요동대(65)에는 차축(52)과 평행을 이루는 중간축(57)이 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 이 중간축(57)에는 구동용 기어(58), 요동용 기어(59), 전달용 기어(60)가 장착되어 있고, 구동용 기어(58)는 베어링(61)에 회전이 자유롭게 지지된 중간기어(62)와 선택적으로 맞물림이 가능하고, 이 중간기어(62)는 종동기어(53)와 맞물리고 있다.

한편, 주행대차(11) 내의 상부에는, 좌우 한 쌍의 요동축(63)이 주행대차(11)의 주행방향과 거의 직교하는 수평방향을 따라 배치되고, 각각 베어링(64)을 통하여 주행대차(11)에 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 요동대(65)는 좌우 단부가 각각 각 요동축(63)에 연결되고, 아랫쪽으로의 하향수직아암(66)이 일체로 형성되고, 이 하향수직아암(66)의 하단부에는 요동대(65)와 동심상을 이루는 부채형 기어(67)가 장착되어 있고, 이 부채형 기어(67)는 요동용 기어(59)와 선택적으로 맞물릴 수 있게 되어 있다. 그리고, 지지대(55)에는 주행 요동용 구동모터(13)가 탑재되어, 구동기어(68)가 전달용 기어(60)와 항시 맞물리고 있다.

또한, 중간기어(62)와 부채형 기어(67)의 측면에는 브레이크 패드(Break Pad, 69, 70)가 고정되는 한편, 중간축(57)에는 각 브레이크 패드(69, 70)에 대향하여 브레이크 슈(71, 72)가 설치되어 있다. 그리고, 지지대(55)에는 전환용 전자 솔레노이드(73)가 탑재되며, 솔레노이드 유동자(遊動子, 74)가 요동대(65)에 연결되어 있다. 또한, 주행대차(11)의 전단부 및 후단부에는 제1, 제2 리미트 스위치(Limit Switch, 75, 76)가 장착되어 있고, 주행대차(11)이 횡판(C)에 접촉하여 각리미트 스위치(75, 76)가 온(ON)됨으로써, 주행대차(11)의 이동위치를 검출할 수 있다. 또한, 주행대차(11)의 내부에는 제3 리미트 스위치(77)가 장착되어 있고, 이 제3 리미트 스위치(77)가 요동대(65)의 검출부(78)를 검출함으로써, 요동대(65)의 요동위치를 검출할 수 있다.

따라서, 도 7에 실선으로 나타내는 상태는, 요동대(65)가 한 쪽 방향(도 7에서 왼쪽 방향)으로 이동하여, 구동용 기어(58)가 중간기어(62)에 맞물려, 브레이크 슈(71)가 브레이크 패드(69)로부터 이간되는 한편, 요동 기어(59)가 부채형 기어(67)로부터 빠지고, 브레이크 슈(72)가 브레이크 패드(70)에 밀착된 상태이다. 그 때문에, 구동모터(13)의 구동력은 구동기어(68), 전달용 기어(60), 중간축(57), 구동용 기어(58), 중간기어(62), 종동기어(53)를 통하여 차축(52)으로 전달되는 것으로 되어, 구동륜(21)을 회전 구동하여 주행대차(11)를 주행시킬 수 있다. 한편, 요동대(65)는 브레이크 슈(72)에 의하여 요동하지 않도록 그 위치를 유지할 수 있다.

한편, 도 7에 실선으로 나타내는 상태로부터 전환용 전자 솔레노이드(73)로 통전(通電)하면, 유동자(74)가 끌어 들여져서 요동대(65)를 다른 쪽 방향(도 7에서 오른쪽 방향)으로 이동하여, 도 7에 이점쇄선으로 표시하는 바와 같이 요동용 기어(59)가 부채형 기어(67)에 맞물려, 브레이크 슈(72)가 브레이크 패드(70)로부터 이간되는 한편, 구동기어(58)가 중간기어(62)로부터 빠지고, 브레이크 슈(71)가 브레이크 패드(69)에 밀착된 상태이다. 그 때문에, 구동모터(13)의 구동력은 구동기어(68), 전달용 기어(60), 중간축(57), 요동용 기어(59), 부채형 기어(67), 요동대(65)를 통하여 요동축(63)으로 전달되는 것으로 되어, 후술하는 요동아암(79) 및 회동아암(81) 등을 통하여 용접토치(12)를 요동시킬 수 있다. 한편, 차축(52)은 브레이크 슈(71)에 의하여 회전하지 않도록 그 위치를 유지할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 전달용 기어(60), 중간축(57), 구동용 기어(58), 중간기어(62), 종동기어(53), 요동용 기어(59), 부채형 기어(67) 등에 의하여 구동력 전달수단이 구성되어 있다. 또한, 요동대(65), 전환용 전자 솔레노이드(73) 등에 의하여 구동력 전환수단이 구성되고, 주행대차(11)의 주행상태는 각 리미트 스위치(75, 76, 77)에 의하여 검출된다. 또한, 브레이크 패드(69, 70) 및 브레이크 슈 (71, 72)에 의하여 스토퍼수단이 구성되어 있다.

또한, 한 쪽의 요동축(63)의 선단부는 주행대차(11)의 바깥쪽으로 돌출하여, 요동아암(79)의 기단부가 연결되고, 이 요동아암(79)의 선단부에는 주행대차(11)의 주행방향을 따른 연결축(80)을 통하여 회동아암(81)의 기단부가 회동이 가능하게 연결되어 있다. 그리고, 이 회동아암(81)의 중간부에 연결부재를 통하여 용접토치(12)가 설치되어 있다. 한편, 용접토치(12)와 요동아암(79)과 회동아암(81)은 거의 같은 경사각도로써 지지되어 있다. 또한, 한 쪽의 요동축(63)에는 그 동심상으로 회동구동축(82)이 관통하여 회동이 가능하게 되어 있고, 요동대(65)에 탑재된 회동용 구동모터(14)의 구동축(83)이 연결부재(84)를 통하여 이 회동구동축(82)의 기단부에 연결되어 있다. 회동구동축(82)의 선단부는 주행대차(11)의 바깥쪽으로 돌출하여, 회동용 나사부(85)에 연결구(86)가 나사 결합되어 있고, 이 연결구(86)는 회동아암(81)의 사이에 침입하고, 양측에 돌출한 연결핀(87)이 회동아암(81)의 선단부에 형성된 긴 구멍(88)에 결합되어 있다.

따라서, 회동용 구동모터(14)를 구동하면, 그 구동력이 구동축(83) 및 연결부재(84)를 통하여 회동구동축(82)으로 전달되어 회전하고, 회동용 나사부(85)에 의하여 연결구(86)를 회동구동축(82)의 축방향을 따라 이동하고, 이 연결구(86)에 연결핀(87) 및 긴 구멍(88)을 통하여 연결된 회동아암(81)을 연결축(80)을 지점으로 하여 회동하여, 용접토치(12)를 회동할 수 있다.

그런데, 본 실시예의 용접장치는 도 8에 도시하는 바와 같이, 입판(A)에 바닥판(B)이 조립됨과 아울러 그 양측에 횡판(C)이 조립된 되 모양의 내측의 구석부 를 용접하는 것이다. 즉, 용접토치(12)가 수직한 기준위치에 정지한 상태에서, 주행대차(11)를 각 횡판(C)에 접촉하는 제1 이동위치(12a)로부터 제2 이동위치(12b)까지 주행시킴으로써 영역(L)을 용접할 수 있다. 또한, 주행대차(11)를 제1 이동위치(11a)에 정지한 상태에서, 용접토치(12)를 기준위치(12)로부터 제1 요동위치(12a)로 요동시킴으로써 영역(La)을 용접할 수 있다. 또한, 주행대차(11)를 제2 이동위치(11b)에 정지한 상태에서, 용접토치(12)를 기준위치(12)로부터 제2 요동위치(12b)로 요동시킴으로써 영역(Lb)을 용접할 수 있다.

이 경우, 용접장치는 영역(La, L, Lb)을 연속하여 용접하는 것이므로, 모든 영역의 용접품질을 균일하게 유지할 필요가 있고, 각 영역(La, L, Lb)을 용접하는 용접속도, 즉, 용접토치(12)의 선단부의 이동속도를 대략 일정하게 유지하지 않으면 안되는, 본 실시예의 용접장치에서, 도 7에 도시하는 바와 같이 요동축심(요동搖動軸芯)으로서의 요동축(63)의 중심으로부터 바닥판(B)의 표면까지의 높이를 h1, 요동축(63)의 중심으로부터 부채형 기어(67)의 톱니 선단까지의 거리를 h2, 요동용 기어(59)의 반경을 r1, 구동용 기어(58)의 반경을 r2, 종동기어(53)의 반경을 r3, 구동륜(21)의 반경을 r4, 요동용 기어(59) 및 구동용 기어(58)의 회전속도를 ω이라고 하면, 주행대차(11)의 주행속도(V1)와, 요동시에서의 용접토치(12)의 선단부의 이동속도(V2)는 이하의 수식에 의하여 구할 수 있다.

V1 = ω·r2·r4/r3

V2 = ω·h1·r1/h2

따라서, 요동용 기어(59)의 반경 r1과 구동용 기어(58)의 반경 r2를 동일하 게 하고, r4/r3 = r1/h2라고 하면, V1 = V2로 되고, 주행대차(11)의 주행동작만에 의한 용접토치(12)의 선단부의 이동속도와, 용접토치(12)의 요동동작만에 의한 용접토치(12)의 선단부의 이동속도를 같은 속도로 하여 모든 영역(La, L, Lb)에서의 용접속도를 거의 일정하게 균일한 용접품질을 확보할 수 있다.

또한, 주행대차(11)가 각 이동위치(11a, 11b)에 정지한 상태에서, 용접토치(12)를 기준위치(12)와 요동위치(12a)와의 사이에서 요동시킬 때, 용접토치(12)의 선단부의 위치와 피용접위치(입판(A)과 바닥판(B)의 구석부)와의 거리가 변화되어버려, 균일한 용접품질을 확보할 수 없다. 그래서, 본 실시예의 용접장치에서는, 용접토치(12)의 요동동작에 따라 용접장치를 회동함으로써 용접토치의 선단부를 상하 이동하여, 용접토치(12)의 선단부 피용접위치와의 거리를 거의 일정하게 되도록 보정하고 있다.

도 9에 도시하는 바와 같이 주행대차(11)가 횡판(C)에 접촉한 제1 이동위치(11a)에서 정지한 상태에 있을 때, 기준위치에 용접토치(12)를, 주행 요동용 구동모터(13)에 의하여 요동축(O, 요동축(63)의 축심)을 지점으로 한 제1 요동위치(12a)까지 요동시킨 경우를 고려한다. 이 때의 용접토치(12)의 경사각도는 δ이며, 통상, 45∼55도가 적정하다. 또한, 용접토치(12)의 요동각도는 ω이며, 주행대차(11)의 전체 길이(주행방향 길이), 노즐직경, 아크의 지향성(指向性) 등을 고려하면, 30도 정도가 바람직하다.

모살용접은 입판(A)과 바닥판(B)과의 교차선상에서 행하여지기 때문에, 주행대차(11)가 횡판(C)에 접촉한 제1 이동위치(11a)에서 정지한 상태에서, 용접토치 (12)의 아크점은 P에 있다. 그리고, 여기에서 용접토치(12)가 요동축(O)을 지점으로 하여 요동각도(ω)만큼 요동하여, 제1 요동위치(12a)로 이동하면 아크점은 Q로 되어, 입판(A)의 표면상으로 이동하여 전부 용접할 수 있는 상태로는 되지 않게 된다. 정상(正常)의 아크점(S)을 갖는 용접토치(12)는 적정위치(12c)로 이동할 필요가 있고, 용접토치(12)를 현재의 아크점(Q)으로부터 정상의 아크점(S)으로 복귀하는 데는 △Z, △X의 수정이 필요하게 된다. 본 실시예에서는 용접토치(12)를 전술한 회동용 모터(14) 및 회동아암(81)을 이용하여 수정하도록 하고 있다.

도 10은 도 9의 D'면을 나타내는 것이다. 이 도 10에 도시하는 바와 같이, 용접토치(12)를 제1 요동위치(12a, 아크점(Q))로부터 적정위치(12c, 아크점(S))으로 수정하는 경우, 예컨대, 용접토치(12)상의 지점(N)을 중심으로 하여 아래쪽으로 회동함으로써, 토치 중심선이 적정한 아크점(S)을 겨누도록 한 위치(12d)로 이동하는 것이 고려된다. 그러나, 회동위치(12d)에서는 용접토치(12)의 선단부로부터 아크점(S)까지의 거리가 길어져, 아크의 불안정화나, 실드가스 부족에 의한 블로우 홀(Blow Hole) 발생 등, 용접불량을 발생시켜 버린다. 그래서, 본 실시예에서는 소정의 높이로 회동아암(81)의 회동중심(연결축(80))을 설정함으로써, 이 회동아암(81)을 소정각도(θ) 회동함으로써, 용접토치(12)를 적정위치(12c)의 자세에 가까운 요동 회동위치(12e)로 이동할 수 있어, 확실하게 아크점(S)를 확보할 수 있다.

여기에서, 상술한 본 실시예의 용접위치에 의한 모살용접작업에 대하여 설명한다.

도 1, 도 3, 도 8에 도시하는 바와 같이, 먼저, 주행대차(11)의 주행속도나 요동각도 등의 용접조건을 설정하고, 주행대차(11)를 횡판(C)에 접촉한 제1 이동위치(11a)에서 정지시킴과 아울러, 용접토치(12)를 제1 요동위치(12a, 도 10의 요동 회동위치(12e))로 요동시킨 상태로 하여, 이 상태로부터 용접을 시작한다. 즉, 아크 센서제어장치(15)는 용접토치(12)의 선단부에서 용접 와이어(W) 및 실드가스(G)을 송출하여 전력공급함으로써, 아크를 발생시킴과 아울러, 전자코일(50)에 교대로 전압을 인가하여 진동자(42)를 요동시킴으로써 진동시킨다. 그리고, 이 상태에서, 주행 요동용 구동모터(13)의 구동력을 요동대(65)로 전달하고, 요동아암(79)을 요동시켜 용접토치(12)를 수직한 기준위치로 요동시킴과 동시에, 회동용 구동모터(14)에 의하여 회동아암(81)을 회동하고, 용접토치(12)를 회동하여 선단부를 상승시킨다. 그러면, 용접토치(12)의 선단부가 입판(A)과 바닥판(B)과 횡판(C)의 모서리부로부터 입판(A)과 바닥판(B)의 구석부를 따라, 소정간격을 유지하면서 이동하여, 모살용접을 실행할 수 있다.

그리고, 요동아암(79)의 요동동작에 의하여 용접토치(12)가 기준위치까지 요동하면, 제3 리미트 스위치(77)가 요동대(65)의 검출부(78)를 검출하여 전환용 전자 솔레노이드(73)로 전류가 통전하여, 주행 요동용 구동모터(13)의 구동력 전달계를 요동대(65)측으로부터 차축(52)측으로 전환한다. 그러면, 요동아암(79)의 요동동작이 중단하여 기준위치에서 정지하고, 주행 요동용 구동모터(13)의 구동력이 차축(52)으로부터 각 구동륜(21)으로 전달되어, 주행대차(11)가 주행을 시작함으로써, 용접토치(12)는 입판(A)과 바닥판(B)의 구석부를 따라 이동하여, 모살용접을 계속할 수 있다. 이 때, 아크 센서제어장치(15)는, 오실레이트 드라이버(28)는 전 류센서(36)가 검출한 전류값에 근거하여 모터 드라이버(30)를 제어하고, 진동 양단위치에서의 전류값이 같아지도록, wmr, 용접토치(12)의 선단부가 입판(A)과 바닥판(B)의 구석부를 겨누도록 회동용 구동모터(14)에 의하여 회동아암(81)을 회동하여 위치 보정한다.

용접토치(12)에 의한 입판(A)과 바닥판(B)의 구석부의 용접이 계속되어, 주행대차(11)가 횡판(C)에 접촉하여 제2 이동위치까지 오면, 리미트 스위치(75)가 이것을 검출하여 전환용 전자 솔레노이드(73)로의 통전을 정지하고, 주행 요동용 구동모터(13)의 구동력 전달계를 차축(52)측으로부터 요동대(65)측으로 전환한다. 그러면, 주행대차(11)의 주행이 중단하여 제2 이동위치(12b)에서 정지하고, 주행 요동용 구동모터(13)의 구동력이 요동대(65)로부터 요동아암(79)으로 전달되어, 용접토치(12)의 요동이 시작된다. 즉, 요동아암(79)이 요동하여 용접토치(12)를 기준위치부터 제2 요동위치(12b)까지 요동함과 동시에, 회동아암(81)이 회동하여 선단부를 하강시킨다. 그러면, 용접토치(12)의 선단부가 입판(A)과 바닥판(B)의 구석부를 따라 이동하여, 모살용접을 계속할 수 있다. 그리고, 용접토치(12)가 제2 요동위치(12b)까지 요동하면, 각 구동모터(13, 14)를 정지하여 용접작업을 종료한다.

이와 같이, 실시예 1의 용접장치에 있어서는, 용접방향을 따라 주행가능한 주행대차(11)에 소정각도 경사진 상태로 용접토치(12)를 탑재하고, 이 용접토치(12)를 요동아암(79)에 의하여 용접방향을 따라 요동이 가능하게 지지함과 아울러, 회동아암(81)에 의하여 용접방향에 교차하는 방향으로 이동가능하게 지지하고, 주 행 요동용 구동모터(13)의 구동력을 구동륜(21) 또는 요동아암(79)에 선택적으로 전달함으로써, 주행대차(11)를 주행 가능하게 함과 아울러 용접토치(12)를 요동가능하게 하고, 회동용 구동모터(14)의 구동력을 회동아암(81)에 전달함으로써 용접토치(12)를 회동가능하게 하고, 아크 센서제어장치(15)가 주행대차(11)의 이동위치에 따라 각 구동모터(13, 14)를 구동하여 용접토치(12)의 선단부를 소정위치로 제어하도록 하고 있다.

따라서, 입판(A)과 바닥판(B)과 횡판(C)이 교차하도록 조립된 되 모양의 모서리부 등, 주행대차(11)가 주행할 수 없는 피용접부에 대하여, 용접토치(12)의 요동동작 및 회동동작에 의하여 용접토치(12)의 선단부를 이동시킴으로써, 모살용접을 적정하게 행할 수 있어, 구석부의 용접가능범위를 확대하여 용접작업의 작업효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 토치본체(41) 내 진동자(42)의 중간부를 요동이 가능하게 지지하고, 진동자(42)의 기단부에 자성금속(49)을 고정하는 한편, 대향하는 토치본체(41)에 전자코일(50)을 장착하여 용접토치(12)를 구성하고, 전자코일(50)에 교대로 전압을 인가함으로써, 한 쌍의 자성금속(49)을 통하여 진동자(42)를 요동이 가능하게 하고 있다. 따라서, 아크를 고속으로 요동함으로써 용접작업의 고효율화를 달성할 수 있고, 또한, 요동기구를 간소화할 수 있음과 아울러, 자성금속(49)과 전자코일(50)을 진동자(42)의 기단부측에 배치함으로써, 가열을 방지하고, 또한, 진폭 폭의 치수정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 도전통(46)과 진동자(42)를 편동선으로 이루어지는 가요성 도전체(48)를 통하여 연결하고, 이것 을 실드가스에 의하여 냉각 가능하게 함으로써, 과열을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 통형상의 토치본체(41) 내에 진동자(42)를 요동이 가능하게 지지하고, 이 토치본체(41)의 선단부에 아크 차폐후드(23)를 장착하고 있고, 진동자(42)가 요동하여도 아크 차광 후드(23)가 요동하는 일은 없이, 아크로부터 발생하는 강렬한 빛을 차단할 수 있음과 아울러, 용융금속의 불꽃이나 증발 금속 및 그 산화물이 비산하는 것을 방지하여, 양호한 작업환경을 확보할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 주행 요동용 구동모터(13)의 구동력을 전환용 전자 솔레노이드(73)에 의하여 구동륜(21) 또는 요동아암(79)으로 선택적으로 전달 할 수 있게 하여, 하나의 구동원으로부터 주행대차(11)의 주행과 용접토치(12)의 요동을 가능하게 함으로써, 장치의 소형화, 저가격화에 기여할 수 있다. 그리고, 선택되지 않은 측의 구동계를 브레이크 슈(71, 72)에 의하여 정지 가능하게 함으로써, 구동륜(21) 또는 요동아암(79)의 정지상태를 확실하게 유지할 수 있어, 안정한 용접작업을 행할 수 있다.

또한, 주행대차(11)에 요동축(63)을 통하여 요동아암(79)을 요동이 가능하게 지지하고, 이 요동아암(79)의 선단부에 연결축(80)을 통하여 회동아암(81)의 기단부를 회동이 자유롭게 지지하고, 또한, 요동축(63)과 동심상으로 회동구동축(82)을 회전이 자유롭게 지지하고, 이 회동구동축(82)의 선단부에 회동아암(81)의 선단부를 연결하고 있다. 따라서, 용접토치(12)의 요동중심으로 되는 요동축(63)과 동심상으로 용접아암(79)을 회동시키는 회동구동축(82)을 배치하는 것으로 되어, 용접토치(12)의 요동동작과 회동동작을 원활하게 동기시킬 수 있다. 또한, 용접토치 (12)의 선단부의 위치 보정을 두 개의 축으로서의 요동축(63)과 회동축(연결축(80))에 의하여 실행할 수 있어, 장치의 간소화 및 소형화에 기여할 수 있다.

또한, 주행대차(11)를 용접방향을 따라 주행시키는 종동롤러(26) 및 종동자석(27)을 설치하고 있어, 주행대차(11)의 주행을 원활하게 행함으로써 용접작업에서의 높은 작업 정밀도를 확보할 수 있다.

실시예 2

도 11은 본 발명의 실시예 2에 의한 용접장치의 평면도, 도 12은 실시예 2의 용접장치의 작용을 나타내는 평면도이다. 한편, 전술한 실시예에서 설명한 것과 마찬가지의 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙여서 중복하는 설명은 생략한다.

실시예 2의 용접장치에 있어서, 도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이 주행대차(101)의 측부에는 연직(鉛直)된 연결축(91)을 통하여 지지아암(22)이 연결되어 있다. 따라서, 도 11에 도시하는 바와 같이 주행대차(11)가 같은 도면의 아래쪽을 향하여 주행할 때에는, 이 주행대차(11)의 전단부를 입판(A)측으로 소정각도 경사진 상태로 주행시킴으로써, 각 종동롤러(26)가 입판(A)의 표면에 눌려지면서 전동하는 것으로 되고, 용접토치(12)를 입판(A)과 바닥판(B)가 조립된 구석부를 따라 이동하여, 적정한 구석부 용접을 행할 수 있다. 한편, 도 12에 도시하는 바와 같이, 주행대차(11)가 같은 도면의 위쪽을 향하여 주행할 때에는, 이 주행대차(11)의 전단부를 입판(A)측으로 소정각도 경사진 상태로 주행시킴으로써, 각 종동롤러(26)가 입판(A)의 표면에 눌려지면서 전동하는 것으로 되고, 용접토치(12)를 입판(A)과 바닥판(B)이 조립된 구석부를 따라 이동하여, 적정한 구석부 용접을 행할 수 있다.

이와 같이, 실시예 2의 용접장치에 있어서는, 주행대차(101)의 측부에 연결축(91)을 이용하여 지지아암(22)이 연결되고, 이 지지아암(22)에 장착된 아크 차광 후드(23)에 용접토치(12)를 장착하고, 주행대차(11)의 전단부를 입판(A)측으로 소정각도 경사진 상태로 주행시킴으로써, 종동수단을 구성하고 있다. 따라서, 자석 등을 채용할 필요가 없어 저비용화를 가능하게 할 수 있다.

실시예 3

도 13은 본 발명의 실시예 3에 의한 용접장치의 개략평면도이다. 한편, 전술한 실시에서 설명한 것과 마찬가지의 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙여서 중복하는 설명은 생략한다.

실시예 3의 용접장치에 있어서, 도 13에 도시하는 바와 같이, 주행대차(11)에는 전후의 차축(52)이 회전이 가능하게 지지되어, 각차축(52)의 입판(A)측에는 소경(小徑)의 구동륜(101)이 장착되고, 반대측에는 대경(大徑)의 구동륜(102)이 장착되어 있다. 따라서, 주행대차(11)는 입판(A)측의 구동륜(101)이 소경이기 때문에, 입판(A)측으로 회동하면서 전진하는 것으로 되고, 각 종동롤러(26)가 입판(A)의 표면에 눌려지면서 전동하고, 용접토치(12)를 입판(A)과 바닥판(B)이 조립된 구석부를 따라 이동하여, 적정한 구석부 용접을 행할 수 있다.

이와 같이, 실시예 3의 용접장치에 있어서는, 주행대차(11)의 구동륜에 있어, 입판(A)측에 소경의 구동륜(101)을 장착하고, 반대측에 대경의 구동륜(102)을 장착함으로써, 종동수단을 구성하고 있다. 따라서, 자석 등을 채용할 필요가 없어 져 저가격화를 가능하게 할 수 있다.

한편, 상술한 실시예에서는, 주행대차(11)가 횡판(C)에 접촉하기 위하여 되 모양의 모서리부까지 모살용접할 수 있기 때문에 , 용접토치(12)를 요동함과 아울러 회동하여 상기문제를 해결하도록 하였지만, 적용범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 장애물에 의하여 용접할 수 없는 부위에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 용접장치 및 방법은 주행대차(11)의 이동위치나 용접상태에 따라 용접토치(12)를 요동 및 회동하여 선단부를 소정위치로 제어하는 것이며, 용접토치(12)의 지지구조가 실시예의 것에 한정되는 것은 아니고, 또한, 진동제어를 실시하지 않아도 좋은 것이다.

본 발명에 의한 용접장치 및 방법은 주행대차의 이동위치에 따라 용접토치(12)의 자세를 제어함으로써, 용접위치를 적정 위치에 유지하도록 한 것이며, 일반적인 아크용접장치에 유용하다.

Claims (11)

1. 복수의 판재가 교차하도록 조립된 그 구석부를 따라 용접을 행하는 용접장치에 있어서, 용접방향을 따라 주행가능한 주행대차와, 그 주행대차를 주행시키는 대차(台車)주행수단과, 상기 주행대차에 소정각도 경사진 상태로 탑재된 용접토치와, 그 용접토치를 용접방향을 따라 요동(搖動)이 가능한 토치요동수단과, 상기 용접토치를 용접방향에 교차하는 방향으로 이동가능한 토치이동수단과, 상기 주행대차의 이동위치에 따라 상기 토치요동수단 및 상기 토치이동수단을 구동하여 상기 용접토치의 선단부의 위치를 소정위치로 제어하는 용접제어수단을 구비하고,

   상기 용접토치는 중간부를 지점으로 하여 요동이 가능하게 지지되어 내부에 용접 와이어가 삽입 통과되는 진동자와, 그 진동자의 기단부에 설치된 한 쌍의 자성금속과, 그 한 쌍의 자성금속의 외측에 대향하여 설치된 한 쌍의 전자코일을 갖고, 그 전자코일에 교대로 전압을 인가함으로써 상기 한 쌍의 자성금속을 통하여 상기 진동자를 요동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 용접장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   진동자는 통(筒)형상을 이루는 토치본체내에 요동이 가능하게 지지되고, 그 토치본체의 선단부에 아크 차폐후드(Hood)가 설치된 것을 특징으로 하는 용접장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 용접토치는 기단부측이 상기 주행대차에 그 주행방향과 거의 직교하는 요동축에 의해 요동이 가능하게 지지되어, 상기 토치요동수단이 상기 요동축을 회동함으로써 상기 용접토치를 요동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 용접장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 대차주행수단 및 상기 토치요동수단은 공통의 구동모터를 갖고, 그 구동모터의 구동력을 상기 요동축 또는 상기 주행대차의 주행차륜으로 전달하는 구동력 전달수단과, 상기 주행대차의 주행상태에 근거하여 상기 구동력 전달수단에 의한 구동력의 전달처를 상기 요동축 또는 상기 주행차륜으로 전환하는 구동력 전환수단을 설치한 것을 특징으로 하는 용접장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 용접장치에는,

   상기 구동력 전환수단에 의하여 전환되지 않은 상기 요동축 또는 상기 주행차륜 중 한쪽의 구동계를 정지하는 스토퍼(Stopper)수단이 더 설치된 것을 특징으로 하는 용접장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 용접토치는 거의 평행을 이루어 배치된 회동아암(Arm)에 연결되어, 그 회동아암의 일단부가 상기 주행대차에 힌지식으로 부착되고, 타단부에 상기 토치이동수단이 연결된 것을 특징으로 하는 용접장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 주행대차는 상기 주행대차에 그 주행방향과 거의 직교하는 방향을 따른 요동축이 회전이 자유롭게 지지되고, 그 요동축의 기단부에 상기 토치요동수단이 연결되는 한편, 상기 요동축의 선단부에 요동아암이 연결되고 그 요동아암의 선단부에 상기 주행대차의 주행방향을 따른 연결축을 통하여 회동아암의 기단부가 회동이 자유롭게 지지되며, 그 회동아암에 상기 용접토치가 연결됨과 아울러, 상기 요동축과 동심상으로 회동구동축이 배치되고, 그 회동구동축의 기단부에 상기 토치이동수단이 연결되는 한편, 상기 회동구동축의 선단부에 상기 회동아암의 선단부가 연결된 것을 특징으로 하는 용접장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 용접장치에는,

   상기 주행대차를 용접방향을 따라 주행시키는 종동수단이 설치된 것을 특징으로 하는 용접장치.
10. 용접토치가 소정각도 경사진 상태로 탑재된 주행대차를 주행하고, 상기 용접토치의 선단부를 두 개의 판재가 교차하도록 조립된 그 구석부를 따라 이동시키면 서 그 구석부의 용접을 행하고, 소정의 위치에서 상기 주행대차의 주행을 정지함과 동시에, 상기 용접토치를 용접방향 전방을 향하여 요동하고, 또한, 그 용접토치를 용접방향에 교차하는 방향을 따라 선단부가 상기 구석부에 접근하도록 이동함으로써, 상기 용접토치의 선단부가 거의 직선상으로 연속하여 상기 구석부를 따라 이동하면서 용접을 행하는 것을 특징으로 하는 용접방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 용접토치의 선단부를 두 개의 판재가 교차하도록 조립된 그 구석부를 따라 이동시키면서 그 구석부의 용접을 행하는 단계에서, 상기 용접토치의 선단부의 이동 속도는 상기 주행대차의 주행속도에 따라 설정되는 상기 용접토치의 선단부의 이동속도와, 상기 용접토치의 요동동작 및 접근동작에 따라 설정되는 상기 용접토치의 선단부의 이동속도를 같은 속도로 설정한 것을 특징으로 하는 하는 용접방법.

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