KR100767157B1 - 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록맞대기 이음부 자동용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치에 관한 것으로, 그 목적은 경사각이 연속적으로 변화하는 철판의 맞대기 이음부를 일렉트로 가스 용접에 의해 1 패스 1런으로 자동용접할 수 있는 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 주행 레일을 따라 이동되는 자동용접 캐리지와, 상기 캐리지에 연결하여 용접토치를 상하좌우 이동시키고 작업각을 조절하는 토치 조절슬라이드부 및, 상기 토치 조절슬라이드부에 연결설치되어 동담금을 가압하는 동담금 가압슬라이드를 구비하는 일렉트로 가스용접장치에 있어서; 상기 토치 조절슬라이드부에 토치를 전후방향으로 이동시키는 전후방향 슬라이드 및 토치를 진행방향으로 회전시켜 진행각을 조절하는 진행각방향 슬라이드가 설치되고, 상기 주행레일에 경사접촉면을 구비하는 가이드 블록이 설치되며, 상기 주행레일의 가이드블록에 접촉되는 클램핑유닛이 캐리지의 하단에 연결설치됨과 동시에, 상기 캐리지는 랙피니언에 의해 주행레일을 따라 이동되도록 구성되어 있다.

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Description

일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치{The automatic welding device for a curved block at vertical butt joint with a electro gas welding method}

도 1 는 선체블록의 경사각 변화에 대응한 토치 각도조절을 보인 예시도

도 2 는 본 발명에 따른 토치 조절슬라이드부의 구성을 보인 예시도

도 3 은 본 발명의 구성을 보인 평면예시도

도 4 는 도 3 의 A 부 상세도

도 5 는 본 발명에 따른 개념도

도 6 은 도 5 의 B 부 상세도

도 7 은 도 5 의 C 부 상세도

도 8 은 도 5 의 D 부 상세도

도 9 는 본 발명에 따른 진행각 조절슬라이드의 구성을 보인 예시도

도 10 은 본 발명에 따른 가이드블록이 설치된 주행레일을 보인 예시도

도 11 은 본 발명에 따른 클램핑 유닛과 주행레일의 결합상태를 보인 예시도

도 12 는 본 발명에 따른 토치 진행각 조절상태를 보인 예시도

도 13 은 일렉트로 가스용접장치의 구성을 보인 예시도

도 14 는 선체의 단면구조를 보인 예시도

도 15 는 선체 블록의 단면의 맞대기 이음부가 갖고 있는 단면상의 각도와 곡률의 변화를 보인 예시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(100) : 주행레일 (110) : 제 1 가이드블록

(120) : 제 2 가이드블록 (130) : 제 3 가이드블록

(111,112,121,131) : 경사접촉면 (140) : 랙기어

(200) : 캐리지 (210) : 클램핑 유닛

(211) : 로울러 (212) : 지지브래킷

(220) : 피니언기어 (300) : 토치

(400) : 토치 조절슬라이드 (410) : 전후방향 슬라이드

(411) : 하우징 (412) : 조절스크류

(413) : 핸들 (414) : 이동블록

(420) : 좌우방향 슬라이드 (430) : 상하방향 슬라이드

(440) : 작업각방향 슬라이드 (450) : 진행각방향 슬라이드

(451) : 고정플레이트 (452) : 랙기어레일

(453) : 가이드레일 (454) : 피니언기어

(455) : 가이드로울러 (456) : 이동플레이트

(457) : 기어박스 (457a) : 기어박스 하우징

(457b) : 구동축 (457c) : 연결축

(457d) : 헬리커리어 (458) : 핸들

(500) : 동담금 가압슬라이드 (510) : 동담금

(600) : 발란싱 가압슬라이드 (610) : 몸통

(611) : 가이드홈 (620) : 가압블록

(621) : 가이드홈 (630) : 조절스크류

(640) : 제 1 가이드돌기 (650) : 핸들

(660) : 작동블록 (661) : 가압대

(670) : 스프링 (680) : 제 2 가이드돌기

(700) : 용접부재(철판)

본 발명은 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치에 관한 것으로, 일렉트로 가스 용접기법을 이용하여 선체 외판의 직선 수직부 뿐만이 아니라 곡면으로 형성되어 경사각이 수시로 바뀌는 부분에 대해서도 적용이 가능한 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치에 관한 것이다.

일반적으로, 일렉트로 가스 용접 기법은 통상 EGW(Electro Gas Welding)로 약칭되며, 철판 맞대기 이음부의 수직 입향 자세에서 널리 활용되고 있는 용접기법 으로써, 철판의 전/후면에 용융풀의 흐름을 막아 줄 수 있는 백킹재나 동담금 등을 설치하고, 탄산가스를 보호가스로 공급하며, 용접 와이어를 송급시켜서, 두께가 두꺼운 철판의 맞대기 이음부를 1 패스 1 런으로 용접이 가능한 매우 생산성이 높은 기법이다.

상기와 같은 EGW 기법은 맞대기 이음부 전/후면에 백킹재와 동담금을 설치하여 용착금속의 처짐을 방지할 수 있으므로, 한번에 용착금속을 형성하여 1 패스 1런으로 용접을 마칠 수 있다.

이러한 EGW 기법이 적용된 자동용접 시스템은 도 13 에 도시된 바와 같이, 자동용접 캐리지(10)와 주행레일(20) 그리고 용접기(30), 보조제어기(40), 용접와이어 송급장치(50), 전류검출장치(60), 주제어기(70), 냉각수펌프(80), 보호가스(90), 동담금 등의 용접 주변 시스템으로 구성되어 있으며, 상기 캐리지에 연결하여 용접토치를 상하좌우 이동시키고 작업각을 조절하는 조절 슬라이드부로 이루어져 있다. 또한, 상기 조절슬라이드부는 캐리지와 연결되어 용접토오치를 좌우방향으로 직선이동시키는 좌우방향 슬라이드와, 상기 좌우방향 슬라이드에 연결되어 용접토치를 상하방향으로 직선이동시키는 상하방향 슬라이드와, 상기 상하방향 슬라이드에 연결되고 용접토오치가 클램핑되며 용접토오치의 작업각을 회전운동에 의해 조절하는 작업각 조절슬라이드로 이루어져 있다.

그러나, 상기와 같은 일렉트로 가스용접기법이 적용된 자동용접 시스템은 현재까지 직선부위에만 국한적으로 적용되고 있는 실정이다. 곡면에 적용이 제한되는 이유는 곡면형상에 맞도록 유연한 주행레일을 제작하는 것이 어렵고, 그 곡면 형상 의 곡률이 선체의 경우는 수시로 바뀌며, 또한 대부분 경사각을 갖고 있어서 정형화된 유연한 레일이 아니라 수시로 변화되는 곡면 형상을 추종하도록 제작되어야 하기 때문이며, 그 유연한 레일상을 안정적으로 주행하는 캐리지의 주행시스템에 대한 구성 역시 어렵기 때문이다.

또한, 곡면용접의 경우, 용접에서 그 기법 적용이 어려운 위보기 자세를 형성하고 있는 부분이 대부분이기 때문에 EGW 기법의 필수적인 동담금과 용접 토치의 자세 변화를 능동적으로 또한 시시각각으로 변화시키는 장비의 개발이 어렵기 때문이다.

즉, 선체는 전체 길이를 형성하기 위해 다수개의 블록이 연결되며, 이러한 단위 블록들은 도 14 에 도시된 바와 같은 다양한 단면 형상을 갖고 있다. 즉, 선체의 입체 구조상 물위에서의 운행 저항을 줄이기 위해 유연한 곡면부 형태가 주종을 이루며, 이러한 형상의 변화는 단면 형상의 변화를 발생시키며, 정형화되어 있지 않은 블록의 단면끼리의 연결을 의미한다. 또한, 도 15 는 선체 블록의 단면의 맞대기 이음부가 갖고 있는 단면상의 각도와 곡률의 변화를 도시한 것으로, 연속적으로 수치가 변화됨을 알 수 있고, 이러한 각도와 곡률의 변화부위를 자동용접하기 위해서는 상기와 같이 구성된 종래의 직선레일용 EGW 장비는 적용할 수 없다.

상기와 같은 연유로 인하여, 종래는 이러한 곡면부에 대한 EGW 기법을 적용하여, 자동용접을 전혀 수행 할 수 없었으며, 이로 인해 곡면부에 대한 용접시에는 전적으로 수작업에 의존하여 작업자가 용접토치를 운봉하여 용접하는 수작업으로 다층용접을 수행하여야 하므로, 작업시간이 과다하게 소요되고, 용접부의 품질이 균일하지 못하기 때문에 결함이 발생할 소지가 있으며, 궁극적으로는 생산성 향상을 이룰 수 없는 등 여러가지 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 경사각이 연속적으로 변화하는 철판의 맞대기 이음부를 일렉트로 가스 용접에 의해 1 패스 1런으로 자동용접할 수 있는 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 선체 외판등과 같은 곡면부를 자동용접하여 생산성과 작업성 및 용접품질을 향상시키고, 작업시간을 단축시키며, 수작업으로 인한 작업자의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 일렉트로 가스용접장치에 있어서; 진행방향에 대한 토치의 각도조절 및 용접라인 방향에 대한 토치의 전후이동을 가능하도록 하고, 곡률에 대응할 수 있는 유연성을 구비하는 주행레일을 설치하여, 블록곡면의 경사각 변화에 대응할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 도 1 은 블록의 경사각 변화에 대응한 토치 각도조절을 보인 예시도를 도시한 것으로, 수직 입향자세에서는 중력방향과 캐리지의 주행방향이 반대로 형성 되며, 동담금과 토치의 캐리지 주행 방향으로의 치수 상관관계가 명확히 결정되고, 용접중 미세조정하는 기능이 불필요하다. 그러나 블록의 경사각이 변경되어 위보기 자세나 아래보기 자세로 바뀌는 경우는 동담금에 갖혀져 있는 용접 용융풀이 중력방향으로 퍼지게 되므로, 동담금상의 용접 용융풀의 위치와 단면적이 바뀌게 된다.

이때, 용접토치의 자세는 원활한 용접을 실시하기 위해서 토치의 진행각을 조절해야 한다. 즉, 위보기 자세가 형성되는 각도에서는 토치를 철판 방향으로 회전시켜 주어야 하며, 아래보기 자세가 형성되는 각도에서는 토치를 철판방향에서 멀어지는 방향으로 회전시켜 주어야 하며, 이러한 회전기능과 동시에 동담금과 토치사이의 캐리지 주행방향으로의 치수상관관계도 변경되어야 용융풀과 토치가 이루는 진행각도 변경될 수 있다.

본 발명이 적용되는 부위는 대부분 곡면 부재로써, 직선부재는 일정한 경사각이 형성되면 동일한 경사각과 토치 및 동담금의 상관관계가 결정되어 조정이 불필요하나, 곡면부재는 경사각이 연속적으로 바뀌므로, 용접중 토치의 작업각과 토치 조절슬라이드부의 캐리지 주행방향으로의 조정을 지속적이며 연속적으로 미세하게 조정해줄 필요가 있다.

본 발명의 토치 조절슬라이드부는 도 2 에서와 같이 5개의 수동 슬라이드로 구성되어 있으며, 기존의 EGW 장비가 갖고 있지 않았던 미세조정 기능인 캐리지 주행방향으로의 전후방향 슬라이드와 진행각방향 슬라이드(곡 슬라이드) 기능을 구현할 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 발명의 적용 대상이 되는 철판의 곡률은 크게는 수백 미터에서 작 게는 수 미터까지 다양하게 변화하는데 이러한 다양한 곡률 반경을 만족시키기 위해서는 유연성을 구비하는 주행레일이 필요하다. 이러한 유연성 주행레일 하나로 다양한 곡률 반경에 적용하기 위해서는 오목, 볼록 등의 형상에 유연하게 대응하고, 부착 이후 제거 시 원상 복귀되는 기능을 구비하여야 한다.

따라서 본 발명에서는 수 미리미터의 금속제 박판을 유연성 주행레일의 재질로 사용하였으며, 캐리지의 정숙주행을 위해 유연성 주행레일 일측면에 랙기어를 가공하고, 캐리지에는 피니언기어를 설치하여 랙피니언 방식에 의해 주행하도록 하였다.

또한, 캐리지가 유연성 주행레일을 따라서 주행시 마찰부하를 경감시키기 위해서 유연성 주행레일 양측면 상하부면에 경사접촉면을 구비하는 가이드블록을 설치하였으며, 이러한 가이드블록은 유연성 주행레일의 탄성 변형에 맞추어 동일하게 변형되도록 엔지니어링 플라스틱을 재질로 사용하였으며, 지속적인 사용에 의하여 마모되는 경우에 대비하여 유연성 주행레일과 분리되는 구조로 하였다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 연계하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 용접부재(철판)방향으로의 이동을 상하방향(ｚ축방향), 용접라인과 평행한 방향 즉, 용접진행방향을 따라 이동되는 것을 전후방향(ｘ축방향), 용접라인에 직교하는 방향으로의 이동을 좌우방향(ｙ축방향), 용접라인 방향으로 토치를 회전시키는 것을 진행각방향(ｚ-ｘ), 용접라인을 중심으로 토치의 각도조절을 작업각방향(ｚ-ｙ)으로 설정하여 설명한다.

도 3 은 본 발명의 구성을 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 개념도를, 도 12 는 본 발명에 따른 토치 진행각 조절상태를 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 주행 레일(100)을 따라 이동되는 자동용접 캐리지(200)와, 상기 캐리지(200)에 연결하여 토치(300)를 상하좌우 이동시키고 작업각을 조절하는 토치 조절슬라이드부(400) 및, 상기 토치 조절슬라이드부(400)에 연결설치되어 동담금(510)을 가압하는 동담금 가압슬라이드(500)를 구비하는 일렉트로 가스용접장치에 있어서; 상기 토치 조절슬라이드부(400)에 토치(300)를 전후방향으로 이동시키는 전후방향 슬라이드(410) 및 토치(300)를 용접진행방향으로 회전시켜 진행각을 조절하는 진행각방향 슬라이드(450)가 설치되고, 상기 주행레일(100)에 경사접촉면(111,112,121,131)을 구비하는 가이드 블록(110,120,130)이 설치되며, 상기 주행레일의 가이드블록(110,120,130)에 접촉되는 클램핑유닛(210)이 캐리지(200)의 하단에 연결설치됨과 동시에, 상기 캐리지(200)는 랙피니언에 의해 주행레일(100)을 따라 이동되도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 캐리지(200)의 일측단 즉, 동담금 가압슬라이드(500)의 위치에 대응하도록 캐리지의 일측단에 발란싱 가압슬라이드(600)가 더 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 랙피니언에 의해 주행레일에 설치된 가이드블록의 경사접촉면에 클램핑 유닛이 접촉되면서 캐리지가 주행레일을 따라 이동되고, 진행각방향 슬라이드에 의해 토치의 진행각이 조절되며, 전후방향 슬라이드에 의해 토치가 전후방향으로 이동된다.

상기 전후방향 슬라이드(410)는 스크류 방식에 의한 직선운동에 의해 토치를 전후방향으로 이동시키는 것으로, 도 3 에 도시된 바와 같이, 좌우방향 슬라이드(420)와 연결되는 하우징(411)과, 상기 하우징(411)내에 위치하고 베어링 지지되며 나사산을 구비하는 조절스크류(412)와, 상기 하우징(411) 외측에 위치하고 조절스크류(412)의 끝단에 일체형으로 연결되는 핸들(413)과, 상기 하우징(411)내에 위치하고 조절스크류(412)에 나사결합되며 상하방향 슬라이드(430)와 연결되는 이동블록(414)으로 구성되어 있다.

즉, 상기 전후방향 슬라이드(410)는 상하방향 슬라이드(430)와 좌우방향 슬라이드(420) 사이에 위치하도록 설치되어 있으며, 핸들(413)의 회전에 의해 조절스크류(412)가 작동되고, 상기 조절스크류(412)의 작동에 의해 이동블록(414)이 조절스크류(412)를 따라 상하이동되도록 되어 있다. 또한, 상기 하우징(411)내에는 가이드 봉 또는 가이드 레일(도시없음)이 더 설치되어 있으며, 상기 이동블록은 조절스크류에 의한 전후이동시 가이드봉 또는 LM 가이드 등을 따라 하우징내에서 전후이동된다. 이와 같은 가이드봉 또는 LM 가이드를 이용한 이동은 공지된 구성이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 진행각방향 슬라이드(450)는 토치의 진행각을 조절하는 것으로, 도 3, 도 4, 도 6 및 도 9 에 도시된 바와 같이, 상하방향 슬라이드(430)와 연결설치되는 고정플레이트(451)와, 상기 고정플레이트(451)의 일측면에 설치되는 랙기어레 일(452)과, 상기 고정플레이트(451)의 일측면에 설치되고 랙기어레일(452) 하단에 위치하도록 설치되며, 랙기어레일(452)과 동일곡률을 구비하는 가이드레일(453)과, 상기 랙기어레일(452)에 치합되는 피니언기어(454)와, 상기 가이드레일(453)의 상하부에 접촉되는 다수개의 가이드 로울러(455)와, 상기 가이드 로울러(455)가 연결설치되고 토치 작업각방향 슬라이드(440)와 연결되는 이동플레이트(456)와, 상기 이동플레이트(456)에 연결설치되고 피니언기어(454)를 구동시키는 기어박스(457)와, 상기 기어박스(457)와 연결되는 핸들(458)로 구성되어 있다.

상기 기어박스(457)는 핸들(458)의 조작력을 피니언기어(454)에 전달하는 것으로, 도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이, 피니언기어(454)의 중심과 연결되고 기어박스 하우징(457a)에 베어링 지지되는 구동축(457b)과, 상기 구동축(457b) 및 핸들(458)과 연결된 연결축(457c)에 연결설치되는 헬리컬기어(457d)로 이루어져 있다. 즉, 상기 기어박스(457)는 핸들(458)의 조작력이 연결축(457c) 및 헬리컬기어(457d)를 통해 구동축(457b)에 전달되고, 구동축(457b)의 회전에 의해 피니언기어(454)가 회전되도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 진행각방향 슬라이드는 핸들에 의한 구동력이 기어박스를 통해 피니언기어에 전달되고, 피니언기어가 랙기어레일를 따라 이동됨에 따라 토치의 진행각이 조절된다. 이때, 피니언 기어가 랙기어레일을 따라 이동될 시, 가이드 로울러 역시 가이드레일을 따라 접촉이동되어 이동플레이트를 지지하게 된다.

즉, 본 발명은 캐리지(200)와 연결되어 토치를 좌우방향으로 직선이동시키는 좌우방향 슬라이드(420)와, 상기 좌우방향 슬라이드에 연결되어 토치를 상하방향으로 직선이동시키는 상하방향 슬라이드(430)와, 상기 상하방향 슬라이드에 연결되고 토치가 클램핑되며 토치의 작업각을 회전운동에 의해 조절하는 작업각 조절슬라이드(440)를 구비하는 일렉트로 가스용접장치의 토치 조절슬라이드부(400)에, 좌우방향 슬라이드(420)와 상하방향 슬라이드(430) 사이에 전후방향 슬라이드(410)가 위치하도록 설치되고, 작업각방향 슬라이드(440)와 상하방향 슬라이드(430) 사이에 진행각방향 슬라이드(450)가 위치하도록 설치되어 있다.

상기 주행레일(100)은 용접부재 즉 용접라인을 따라 선체 외판의 곡면부에 설치되는 것으로, 도 5, 도 7 및, 도 11 에 도시된 바와 같이, 일측단에 캐리지의 피니언기어(220)에 치합되는 랙기어(140)가 형성되고 양측 상하부면에 가이드블록(110,120,130)이 볼트/너트 등의 고정수단에 의해 연결설치되어 있다.

상기 가이드 블록은 주행레일의 양측에 위치하도록 설치되는 것으로, 랙기어(140)가 형성되지 않은 일측단에 결합되는 제 1 가이드블록(110)과, 상기 랙기어가 형성된 주행레일의 일측 상부면에 설치되는 제 2 가이드블록(120)과, 상기 주행레일을 중심으로 제 2 가이드블록(120)과 대응되도록 일측 하부면에 설치되는 제 3 가이드 블록(130)으로 이루어져 있으며, 상기 제 1,2,3 가이드 블록(110,120,130)은 클램핑 유닛의 로울러(211)에 접촉되는 경사면(111,112,121,131)을 구비한다.

즉, 상기 제 1 가이드블록(110)은 랙기어가 형성되지 않은 주행레일(200)의 일측단이 삽입되어 설치되고, 상하부면에 서로 대칭되는 기울기를 구비하는 경사접촉면(111,112)을 구비하며, 제 2,3 가이드블록(120,130)은 랙기어가 형성된 주행레일의 일측 상하부면에 각각 설치되고 서로 대칭되는 경사접촉면(121,131)을 구비한다. 또한, 상기 제 1 가이드블록(110)의 경사접촉면(111,112)과 제 2,3 가이드블록(120,130)의 경사접촉면(121,131)은 서로 대칭되는 형상을 구비하도록 주행레일에 각각 설치된다.

이와 같이 가이드블록(110,120,130)이 설치된 주행레일(100)은 일측단에 제 1 가이드블록(110)이 위치하고, 타측단에 랙기어(140)가 형성되어 있으며, 상기 제 1 가이드블록(110)과 랙기어(140) 사이에 위치하도록 또한 랙기어(140)에 근접하도록 주행레일 일측 상하부면에 제 2,3 가이드블록(120,130)이 설치되어 있다.

상기 클램핑 유닛(210)은 캐리지(200)의 하부에 설치되어 주행레일(100)과 접촉회전되고 캐리지(200)와 주행레일(100)을 연결하는 것으로, 도 5, 도 7 및 도 11 에 도시된 바와 같이, 주행레일(100)에 일체형으로 부착된 제 1,2,3 가이드블록의 경사접촉면(111,112,121,131)에 접촉되는 다수개의 로울러(211)와, 상기 로울러(211)를 지지하고 캐리지(200)에 고정설치되는 지지브래킷(212)으로 구성되어 있다. 즉, 상기 지지브래킷(212)은 일측단이 캐리지(200)에 고정되고 타측단에 2개의 로울러(211)가 1조를 이루며 소정각도를 구비하도록 또한 서로 대칭되도록 설치되어 있다.

상기와 같이 제 1,2,3 가이드블록이 설치된 주행레일은 양측단 상하부에 가 이드블록의 경사접촉면이 위치하게 되고, 상기 상하부에 위치하는 경사접촉면에는 클램핑 유닛의 지지브래킷 끝단에 설치된 2개의 로울러가 각각 접촉되게 된다.

이와 같이 구성된 클램핑 유닛(210)은 주행모터(도시없음)의 구동에 의해 캐리지의 피니언기어(220)가 회전되어 주행레일의 랙기어(140)를 따라 이동될 시, 클램핑 유닛의 로울러(211)가 주행레일에 연결설치된 가이드블록의 경사접촉면(111,112,121,131)에 접촉되면서 이동되며, 선체외판의 경사각 변화시에도 경사각에 대응하여 회전가능하게 된다. 상기 주행모터의 구동에 따른 피니언기어의 작동은 널리 공지된 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 주행레일의 랙기어에 치합되는 피니언기어는 곡면부를 따라 설치되는 주행레일의 곡률변화에 관계없이 랙기어에 치합될 수 있도록 소정의 두께를 구비한다. 즉, 유연성 주행레일 일측면에 설치된 랙기어와 맞물리는 캐리지의 피니언 기어는 곡률반경이 바뀌는 경우, 물리는 위치가 변동되게 되므로, 피니언 기어는 곡률 변화에 대응가능한 충분한 높이를 갖도록 구성되어 있다.

상기와 같이 본 발명은 캐리지의 로울러가 주행레일의 상하부면에 경사지게 접촉되도록 설치되어 있어, 주행레일이 소정의 곡률을 구비한다 하더라도 로울러와 주행레일의 간섭이 발생되지 않는다.

상기 발란싱 가압슬라이드(600)는 동담금(510)의 밀착성을 증대시키기 위하여 설치되는 것으로, 동담금이 철판(용접부재)과 밀착되지 않는 경우에는 용착 금 속이 응고되기 직전에 동담금 주변으로 이탈되어 용락되며 이러한 경우 EGW 기법이 원활히 적용될 수 없다. 따라서 가급적 동담금의 밀착성을 증대시켜야 하며, 이를 위해서 동담금 가압 슬라이드가 설치되어 있으나 지속적으로 동담금 가압 슬라이드를 조작하여 밀착하는 경우, 캐리지 자체에 대하여 자세 변화가 발생된다.

본 발명은 이와 같은 캐리지 자세변화를 방지하기 위해 동담금의 반대편에 동담금 밀착에서 발생하는 반발력을 흡수할 수 있는 발란싱 가압슬라이드(600)가 설치되어 있다.

상기 발란싱 가압슬라이드(600)는 도 5 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 캐리지(200)에 고정설치되고 일측에 가이드홈(611)을 구비하고 하부가 개방된 몸통(610)과, 상기 개방된 몸통 하부를 통해 몸통내로 삽입되고 하부가 개방된 가압블록(620)과, 상기 가압블록(620)의 상부를 관통하여 나사결합되는 조절스크류(630)와, 상기 몸통에 형성된 가이드홈(611)을 통해 가압블록(620)에 결합되는 제 1 가이드돌기(640)와, 상기 몸통 외측에 위치하고 조절스크류(630)의 상단에 연결되며 몸통 상부에 지지되는 핸들(650)과, 상기 개방된 하부를 통해 가압블록(620)내로 상부가 삽입되고 하부에 용접부재(철판)에 밀착접촉되는 가압대(661)가 설치된 작동블록(660)과, 상기 가압블록(620)내로 삽입된 작동블록(660)에 일측단이 접촉되고 타측단이 가압블록(620)에 접촉되도록 가압블록내에 설치되는 스프링(670)과, 상기 가압블록의 일측면에 형성된 가이드홈(621)을 통해 작동블록(660)에 결합되는 제 2 가이드돌기(680)로 이루어져 있다.

상기와 같이 구성된 발란싱 가압슬라이드(600)는 핸들(650)의 작동에 의해 조절스크류(630)가 회전되고, 상기 조절스크류(630)의 회전에 의해 가압블록(620)이 용접부재(철판)방향으로 이동되며, 가압블록(620)이 이동에 의해 스프링(670)이 압축됨과 동시에, 스프링의 탄력에 의해 작동블록(660)이 용접부재(철판)에 밀착되게 접촉된다.

이때, 상기 가압블록(620) 및 작동블록(660)에 설치된 제 1,2 가이드돌기(640,680)는 몸통 및 가압블록의 일측면에 각각 형성된 가이드홈(611,621)을 따라 이동되므로, 조절스크류(630)의 회전시 가압블록(620)이 회전되지 않고 직선이동되게 된다.

또한, 상기와 같은 발란싱 가압슬라이드(600)는 내부에 조절스크류와 스프링이 설치되어 일정한 가압이후는 충격을 흡수할 수 있는 숏 업서버 기능이 구현된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 주행레일의 경사접촉면에 클램핑 유닛의 로울러가 접촉되어 이동되면서, 캐리지가 주행레일을 따라 랙피니언 방식에 의해 주행되고, 좌우방향 슬라이드, 전후방향 슬라이드, 상하방향 슬라이드, 진행각방향 슬라이드, 작업각방향 슬라이드에 의해 토치의 각도 및 위치가 조절되며, 동담금 가압슬라이드의 가압작동시 동담금 밀착에서 발생하는 반발력을 발란싱 가압슬라이드가 흡수하도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 기타 용접에 필요한 보호가스라인, 토치라인, 와이어 송급기 등은 종래의 기술구성과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 수동 작업에 의존했던 선체 외판 등의 곡블럭 입향 맞대기 이음부의 EGW 자동용접을 수행할 수 있으므로, 수동 용접시 발생할 수 있는 용접 품질의 불균일함을 해소하고, 수동 용접에서 발생하는 용접결함을 방지하여 작업의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 직선부위와 곡선부위가 혼재된 블록에서도 하나의 장비를 사용하여 연속적으로 EGW 용접이 가능하도록 하여 용접 시간을 획기적으로 절감할 수 있다.

또한 작업자의 수작업에서 수반되는 노동강도를 자동화하여 작업자의 근골격계질환을 예방할 수 있는 등 많은 효과가 있다.

Claims (10)

1. 주행 레일을 따라 이동되는 자동용접 캐리지와, 상기 캐리지에 연결하여 용접토치를 상하좌우 이동시키고 작업각을 조절하는 토치 조절슬라이드부 및, 상기 토치 조절슬라이드부에 연결설치되어 동담금을 가압하는 동담금 가압슬라이드를 구비하는 일렉트로 가스용접장치에 있어서;

   상기 주행레일은 유연한 금속재 박판의 재질로 이루어지고, 일측단에 캐리지의 피니언기어에 치합되는 랙기어가 구비되고,

   양측 상하부면에 경사접촉면을 구비하고 주행레일의 탄성변형에 맞추어 동일하게 변형되도록 엔지니어링 플라스틱 재질로 이루어진 가이드블록이 부착되며,

   상기 토치 조절슬라이드부에 토치를 전후방향으로 이동시키는 전후방향 슬라이드 및 토치를 진행방향으로 회전시켜 진행각을 조절하는 진행각방향 슬라이드를 구비하도록 한 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서

   상기 캐리지의 하단에는 주행레일의 가이드블록에 접촉되는 클램핑유닛과 랙기어에 맞물리는 피니언기어가 연결 설치되어 랙피니언에 의해 주행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치.
4. 제 1 항에 있어서;

   상기 가이드 블록은 랙기어가 형성되지 않은 주행레일의 또다른 일측단에 결합되는 제 1 가이드블록과,

   상기 랙기어가 형성된 주행레일의 일측 상부면에 설치되는 제 2 가이드블록과,

   상기 주행레일을 중심으로 제 2 가이드블록과 대응되도록 일측 하부면에 설치되는 제 3 가이드 블록을 포함하여 구성되고,

   상기 제 1,2,3 가이드 블록은 로울러에 접촉되는 경사접촉면을 구비하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서;

   상기 전후방향 슬라이드는 좌우방향 슬라이드와 연결되는 하우징과,

   상기 하우징내에 위치하고 베어링 지지되며 나사산을 구비하는 조절스크류와,

   상기 하우징 외측에 위치하고 조절스크류의 끝단에 일체형으로 연결되는 핸들과,

   상기 하우징내에 위치하고 조절스크류에 나사결합되며 상하방향 슬라이드와 연결되는 이동블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치.
7. 제 1 항에 있어서;

   상기 진행각방향 슬라이드는 상하방향 슬라이드와 연결설치되는 고정플레이트와,

   상기 고정플레이트의 일측면에 설치되는 랙기어레일과,

   상기 고정플레이트의 일측면에 설치되고 랙기어레일 하단에 위치하도록 설치되며, 랙기어레일과 동일곡률을 구비하는 가이드레일과,

   상기 랙기어레일에 치합되는 피니언기어와,

   상기 가이드레일의 상하부에 접촉되는 다수개의 가이드 로울러와,

   상기 가이드 로울러가 연결설치되고 토치 작업각방향 슬라이드와 연결되는 이동플레이트와,

   상기 이동플레이트에 연결설치되고 피니언기어를 구동시키는 기어박스와,

   상기 기어박스와 연결되어 피니언기어를 작동시키는 핸들을 포함하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치.
8. 제 3 항에 있어서;

   상기 클램핑 유닛은 주행레일에 일체형으로 부착된 제 1,2,3 가이드블록의 경사접촉면에 접촉되는 다수개의 로울러와, 상기 로울러를 지지하고 캐리지에 고정설치되는 지지브래킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치.
9. 제 1 항에 있어서;

   상기 자동용접장치에는 동담금 가압슬라이드의 위치에 대응하도록 캐리지의 일측단에 발란싱 가압슬라이드가 더 설치된 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치.
10. 제 9 항에 있어서;

    상기 발란싱 가압슬라이드는 캐리지에 고정설치되고 일측에 가이드홈을 구비하고 하부가 개방된 몸통과,

    상기 개방된 몸통 하부를 통해 몸통내로 삽입되고 하부가 개방된 가압블록과,

    상기 가압블록의 상부를 관통하여 나사결합되는 조절스크류와,

    상기 몸통에 형성된 가이드홈을 통해 가압블록에 결합되는 제 1 가이드돌기와,

    상기 몸통 외측에 위치하고 조절스크류의 상단에 연결되며 몸통 상부에 지지되는 핸들과,

    상기 개방된 하부를 통해 가압블록 내로 상부가 삽입되고 하부에 용접부재(철판)에 밀착접촉되는 가압대가 설치된 작동블록과,

    상기 가압블록내로 삽입된 작동블록에 일측단이 접촉되고 타측단이 가압블록에 접촉되도록 가압블록내에 설치되는 스프링과,

    상기 가압블록의 일측면에 형성된 가이드홈을 통해 작동블록에 결합되는 제 2 가이드돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 가스 용접기법을 이용한 입향자세 곡면부 블록 맞대기 이음부 자동용접장치.

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