KR100824206B1

KR100824206B1 - 3차원 곡률반경을 갖고 있는 파이프 레일을 주행용으로사용하는 캐리지의 구동장치

Info

Publication number: KR100824206B1
Application number: KR1020030095231A
Authority: KR
Inventors: 김종준; 권봉재; 류상훈; 박영진; 박승규
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2008-04-21
Also published as: KR20050063974A

Abstract

본 발명은 3차원 곡률반경을 갖고 있는 파이프 레일을 주행용으로 사용하는 캐리지의 동력전달 장치에 관한 것이며, 그 목적은 하나의 캐리지 동력전달 장치로 구형탱크의 내/외면 및 수직/수평상태 등의 3차원 곡률반경에 대응하여 사용할 수 있으며 이로 인해 초기의 제작비용을 줄이고, 정숙한 주행성능을 확보하여 3차원 곡면 구조물상에서 수행되는 작업의 생산성을 높이는 3차원 곡률반경을 갖고 있는 파이프 레일을 주행용으로 사용하는 캐리지의 동력전달 장치를 제공함에 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 3차원 곡면의 용접을 위한 자동 MIG용접기의 캐리지 구동장치에 있어서, 캐리지의 주행을 위한 회전력을 발생시키는 주행모터(10)와, 상기 주행모터(10)에 연결되어 회전력을 전달하는 웜기어(20) 및 웜휠(30)과, 상기 웜휠(30)에 연결되어 작업부재(101)에 설치되는 가이드레일을 따라 이동되는 구동부(40)와, 상기 구동부(40)와 체인으로 연결되어 연동되는 종동부(50)로 구성된 것을 그 기술적 요지로 한다.

3차원 곡률반경, 캐리지, 가이드레일, 구동부, 종동부, 정숙주행

Description

3차원 곡률반경을 갖고 있는 파이프 레일을 주행용으로 사용하는 캐리지의 구동장치{The power transmission structure of the carriage using a pipe rail that has 3-dimensional curve radius for travel motion}

도 1 은 본 발명이 적용되는 구형 탱크의 조립 과정을 나타낸 입체도

도 2 는 본 발명에 따른 작업부재위의 가이드레일의 수직설치 상태를 나타낸 측면도

도 3 은 본 발명에 따른 작업부재위에 가이드레일을 수평하게 설치한 상태를 나타낸 측면도

도 4 는 본 발명에 따른 캐리지 구동 시스템의 동력전달 장치의 구조를 나타낸 입체도

도 5 는 본 발명에 의한 캐리지의 동력전달 장치와 가이드레일이 부착된 상태를 나타낸 단면도

도 6 은 본 발명에 의한 캐리지 동력전달장치가 곡률반경을 갖고 있는 가이드레일에 부착된 상태를 나타낸 측면도

도 7 은 본 발명에 의한 캐리지 동력전달장치의 경사각도 조절 기능을 나타낸 측면 도

도 8 은 본 발명에 의한 캐리지가 주행하는 가이드레일의 설치상태를 나타낸 측면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 주행모터 (20) : 웜기어

(30) : 웜휠 (40) : 구동부

(41) : 구동축 (42) : 베벨기어

(43) : 롤러 (45) : 스프로켓 (46) : V롤러

삭제

(50) : 종동부 (60) : 체인

(70) : 이음부 (80) : 브래킷

(100) : 구형탱크 (100a)(100b)(100c) : 단위구성품

(101) : 작업부재 (102) : 외면용가이드레일

(103) : 내면용가이드레일 (104) : 외면용수평가이드레일

(105) : 내면용수평가이드레일 (106): 수직접합부

(107) 수평접합부

본 발명은 3차원 곡률반경을 갖고 있는 파이프 레일을 주행용으로 사용하는 캐리지의 동력전달 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구형탱크의 내면 및 외면과 수직 및 수평 상태로 3차원 곡면에 부착된 파이프 레일을 따라 주행하는 케리지의 구동장치를 하나의 시스템으로 제작하고 다양한 곡률변화에 자동적으로 대응하도록 한 3차원 곡률반경을 갖고 있는 파이프 레일을 주행용으로 사용하는 캐리지의 동력전달 장치에 관한 것이다.

일반적으로 구형탱크 등의 제작과정에서 수반되는 곡률반경을 갖고 있는 작업부재들의 연결을 위해서는 수직 및 수평 상태에서의 작업부재간의 취부 및 용접 그리고 용접부위의 개선면 가공을 위한 밀링 등의 작업이 필요하다.

이 과정에서 작업부재 위에서 상기의 작업을 수행하기 위해서는 주행기능을 갖고 있는 캐리지의 운전을 위한 가이드 레일을 작업부재에 부착시키고, 용접 및 밀링을 위한 시스템을 운전시켜야 한다. 그러나 구형탱크를 구성하는 작업부재는 다양한 3차원 곡률 반경의 변화를 갖고 있기 때문에 하나의 이동시스템으로는 모든 구형탱크의 곡률반경 변화에 대응 할 수 없다.

또한 구형탱크 등의 곡률반경의 변화에 대응하기 위해서 개별 시스템을 제작할 경우에는 이에 따른 초기의 제작비용이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출되는 것으로, 그 목적은 하나의 캐리지 동력전달 장치로 구형탱크의 내/외면 및 수직/수평상태 등의 3차원 곡률반경에 대응하여 사용할 수 있으며 이로 인해 초기의 제작비용을 줄이고, 정숙한 주행성능을 확보하여 3차원 곡면 구조물상에서 수행되는 작업의 생산성을 높이는 3차원 곡률반경을 갖고 있는 파이프 레일을 주행용으로 사용하는 캐리지의 구동장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 3차원 곡면의 용접을 위한 자동 MIG용접기의 캐리지 구동장치에 있어서, 캐리지의 주행을 위한 회전력을 발생시키는 주행모터와, 상기 주행모터에 연결되어 회전력을 전달하는 웜기어(20) 및 웜휠(30)을 구성하고,

웜휠에 연결되어 구동되며 일측 끝단에 스프로켓이 부착되어 있는 구동축과, 상기 구동축상에 체결되어 있는 베벨기어와, 상기 베벨기어의 하부에 부착되고 베벨기어의 회전시 연동되어 가이드레일 따라 회전하는 롤러와, 상기 롤러와 가이드레일이 떨어지지 않도록 클램핑 해주며 내부에 캐리지의 주행방향과 곡률반경의 차이 경사각도 만큼 회전이 가능하도록 자동 조심베어링이 삽입되어 있는 V롤러로 구성하며,

상기 구동부와 체인으로 연결되어 연동되는 종동부로 구성된 것을 특징으로 하는 3차원 곡률반경을 갖고 있는 파이프 레일을 주행용으로 사용하는 캐리지의 구동장치.

이하 본 발명의 실시예인 그 구성과 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 구형 탱크의 조립 과정을 나타낸 입체도로서, 구형 탱크(100)의 조립 과정을 보면, 먼저 원주방향으로 작업부재(101)를 조립하여 하나의 단위구성품(100c)을 구성하고, 상기 단위구성품(100c) 상에 작업부재의 조립으로 완성된 다른 하나의 단위구성품(100b)을 조립하고, 상기 단위구성품(100b)상에 최상부가 덮여지도록 단위구성품(100a)을 조립한다.

이와 같은 단위구성품(100a)(100b)(100c)은 최상부가 구형으로 형성되기 위해서 각각 다른 곡률반경을 가지게 된다.

여기서 단위구성품(100a)(100b)(100c)이 조립될 수 있도록 작업부재(101)간의 수직접합부(106)의 조립과정을 살펴보면 도 2 에서와 같이 작업부재(101)와 그 측면에 위치하는 작업부재(101) 수직방향으로 용접하기 위해 작업부재(101)의 내면과 외면에 내면용가이드레일(103)과 외면용가이드레일(102)이 필요하다.

상기 내면용가이드레일(103)과 외면용가이드레일(102)은 각각의 곡률반경을 가지게 되며. 이때 곡률반경의 변화는 구형 탱크(100)가 조립될 경우에 수직으로 접합되는 곳에서 동일하게 형성된다.

도 3 은 본 발명에 따른 작업부재위에 가이드레일을 수평하게 설치한 상태를 나타낸 측면도로서, 단위구성품(100c)과 그 상부에 차례대로 놓여지는 단위구성품(100b)(100a)간의 수평접합부(107)의 용접작업을 위해 단위구성품(100a)(100b)(100c)의 외부면에 외면용수평가이드레일(104)을 부착하고, 내측으로는 내면용수평가이드레일(105)을 부착된다.

이와 같은 외면용수평가이드레일(104)은 설치된 높이에 따라 서로 다른 곡률반경을 갖게 되며, 또한 내면용수평가이드레일(105)도 설치된 높이에 따라 다른 곡률반경을 가지게 되는 것을 알 수 있다.

이러한 곡률반경의 변화는 단위구성품(100a)(100b)(100c)의 구성 계획에 따라 다르게 제작될 수 있으나 수평접합부(107)의 용접연결을 위한 내·외면용수평가이드레일(104)(105)은 모두 상이한 곡률반경으로 제작되며, 이 부분에서 운전되는 캐리지의 동력전달 구조는 다양하게 변화하는 곡률반경을 가지고 있는 가이드레일에 적용하기 위해서는 후술되는 도 4와 같은 구조를 갖고 있어야 한다.

도 4 는 본 발명에 따른 캐리지 구동 시스템의 동력전달 장치의 구조를 나타낸 입체도이고, 도 5 는 본 발명에 의한 캐리지의 동력전달 장치와 가이드레일이 부착된 상태를 나타낸 단면도로서, 캐리지가 이동할 수 있도록 회전력을 발생시키는 주행모터(10)와, 상기 주행모터(10)에 연결되어 회전력을 전달하는 웜기어(20) 및 웜휠(30)과, 상기 웜휠(30)에 연결되어 작업부재(101)에 설치되는 가이드레일을 따라 이동되는 구동부(40)와, 상기 구동부(40)와 체인으로 연결되어 연동되는 종동부(50)로 구성된다.

상기 구동부(40)는 웜휠(30)에 연결되어 회전하며 일측 끝단에 구동축 스프로켓(45)이 부착되어 있는 구동축(41)과, 상기 구동축(41)상에 체결되어 있는 베벨기어(42)와, 상기 베벨기어(42)의 하부에 부착되고 베벨기어(42)의 회전시 연동되어 가이드레일 따라 회전하는 롤러(43)와, 상기 롤러(43)와 가이드레일이 떨어지지 않도록 클램핑 해주는 V롤러(46)로 구성되어 있다.

여기서 상기 종동부(50)는 스프로켓(45)에 체인(60)으로 연결되어 연동되며, 상기 구동부(40)와 대칭으로 형성되어 있다.

이와 같은 동력전달구조는 주행모터(10)의 가동으로 인한 구동부(40)의 구동축(41) 회전에 따라 생성된 동력이 체인(60)에 의해 종동부(50)로 전달되어 구동되며, 하나의 주행모터(10)로 구동부(40) 및 종동부(50)을 동시에 구동시켜 동력전달이 캐리지의 주행방향에 관계없이 전진 및 후진 방향에서 동일한 주행 특성을 확보할 수 있고, 가이드레일을 중심으로 롤러(43)와, V롤러(46)의 밀착상태가 유지되면 주행모터(10)에 의해 전달된 동력은 구동부(40)의 롤러(43)를 회전시키며, 상기 구동부(40)와 체인으로 연결된 종동부(50)가 연동되어 롤러가 회전된다. 이때 V롤러(46)는 구동력이 없는 상태에서 가이드레일과의 마찰력으로 구동된다.

도 6 은 본 발명에 의한 캐리지 동력전달장치가 곡률반경을 갖고 있는 가이드레일에 부착된 상태를 나타낸 측면도로서, 캐리지의 주행시 일정 곡률반경을 가지고 있는 외면용가이드레일(102)과 롤러(43)의 구동은 평면마찰을 유지하고, V롤러(46)는 캐리지의 주행방향에 따른 수직축과 곡률반경의 차이 경사각도 만큼 자유로운 회전이 가능하도록 그 내부에 자동조심 베어링(90)이 삽입되어 있다.

상기 자동조심 베어링(90)에 의해 V롤러(46)는 경사각도 설정이 자유로운 상태를 유지하여 캐리지의 주행시 주행저항을 발생시키지 않고 정숙한 주행성능을 발휘할 수 있다. 특히 도 7에서와 같이 내·외면용가이드레일(103)(102)의 내외면의 곡률반경 변화에 제한 없이 경사각도가 자유로이 조정되어 캐리지의 주행시 부드러운 회전이 가능하다.

한편 가이드레일은 설치시에 반드시 이음부가 존재하게 되며, 또한 가이드레일은 작업부재(101)의 결합에 의해 형성되는 단위구성품(100a)(100b)(100c)상에 브래킷(80)을 설치하고 상기 브래킷(80)에 연결되도록 설치되어 있기 때문에 브래킷의 설치시에 발생하는 작업부재(101)의 열변형 및 브래킷(80)의 가공오차 등에 의해서 이음부(70)의 정도 관리에 어려움이 따른다. 즉 도 8 에서와 같이 외면용가이드레일(102)을 설치할 경우 이음부(70)가 발생되며 이 이음부(70)은 완전히 밀착되는 경우도 발생할 수 있으며, 간격이 넓게 벌어지는 상태가 유지될 수도 있다. 만약 이음부(70)가 과도하게 넓게 벌어진 경우에는, 동력의 전달이 구동부(40) 또는 종동부(50)의 하나의 축에서만 롤러로 전달되는 캐리지는 동력이 전달되는 축의 구성품이 이음부(70)를 나중에 통과하는 주행방향에서는 롤러(43)와 구동축V롤러(46)가 이음부(70)에 끼어서 주행을 하지 못하는 경우가 발할 수 있으나, 본 발명에서는 체인(60)을 이용하여 구동부(40)와 종동부(50)를 연결하여 양쪽모두 동력이 전달되도록 하여 이음부(70)에 걸리지 않고 손쉽게 통과하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 서 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 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는, 하나의 캐리지 동력전달 장치로 구형탱크의 내/외면 및 수직/수평상태 등의 3차원 곡률반경에 대응하여 사용할 수 있으며 이로 인해 초기의 제작비용을 줄이고, 체인을 이용하여 구동부와 종동부를 동시에 연동시킴으로써 캐리지가 파이프 레일의 이음부위에 끼지 않고 정숙한 주행성능을 확보하여 작업함으로서 생산성을 높여주는 매우 유용한 발명이다.

Claims

3차원 곡면의 용접을 위한 자동 MIG용접기의 캐리지 구동장치에 있어서,

캐리지의 주행을 위한 회전력을 발생시키는 주행모터(10)와, 상기 주행모터(10)에 연결되어 회전력을 전달하는 웜기어(20) 및 웜휠(30)을 구성하고,

웜휠(30)에 연결되어 구동되며 일측 끝단에 스프로켓(45)이 부착되어 있는 구동축(41)과, 상기 구동축(41)상에 체결되어 있는 베벨기어(42)와, 상기 베벨기어(42)의 하부에 부착되고 베벨기어(42)의 회전시 연동되어 가이드레일 따라 회전하는 롤러(43)와, 상기 롤러(43)와 가이드레일이 떨어지지 않도록 클램핑 해주며 내부에 캐리지의 주행방향과 곡률반경의 차이 경사각도 만큼 회전이 가능하도록 자동 조심베어링(90)이 삽입되어 있는 V롤러(46)로 구성하며,

상기 구동부(40)와 체인(60)으로 연결되어 연동되는 종동부(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 3차원 곡률반경을 갖고 있는 파이프 레일을 주행용으로 사용하는 캐리지의 구동장치.
제 1 항에 있어서,

상기 종동부(50)는 구동부(40)의 구동축 스프로켓(45)에 체인(60)으로 연결되어 연동되며, 구동부(40)와 대칭형성된 것을 특징으로 하는 3차원 곡률반경을 갖 고 있는 파이프 레일을 주행용으로 사용하는 캐리지의 구동장치