KR100951041B1 - 선체 블록 내부재 자동 용접 장치를 이용한 자동 용접 방법 - Google Patents

선체 블록 내부재 자동 용접 장치를 이용한 자동 용접 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선체 블록의 조립 과정에 있어서 수평 용접부의 Start Point 및 End Point를 비용접부로 남기지 아니하고 자동으로 용접하는 한편 수평 용접부 및 수직 용접부를 연결하여 계속적으로 용접할 수 있도록 하는 선체 블록 내부재 자동 용접 장치를 이용한 자동 용접 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치는 헤드부 모터(1), 용접 헤드(3), 용접 토치(4), 캐리지(2) 및 캐리지 가이드(5)를 포함하여 이루어지는 바, 수평 용접부의 Start Point 및 End Point에서 용접 토치(4)가 회전을 하여도 Pushing & turning slide 메커니즘에 의해 Stick-out이 변하지 않고 용접 토치(4) 끝이 원호가 아닌 직선 상태로 이동하도록 함으로써, 캐리지(2)가 주행하면서 용접하는 것과 동일한 용접 결과를 얻을 수 있도록 한 것이다.
선체 블록, 자동 용접 장치, 수평 용접부, 수직 용접부, 비용접 구간

Description

선체 블록 내부재 자동 용접 장치를 이용한 자동 용접 방법{Auto-Welding Method using Device for Auto-Welding Work in Block of Hull}
본 발명은 선체 블록 내부재의 자동 용접 장치를 이용한 자동 용접 방법에 관한 것이다.
현재 선체 블록 조립 공정에서 주판의 론지 및 Trans Floor가 조립될 때에는 수평(Horizontal) 용접부와 수직(Vertical) 용접부가 서로 연결되어 형성된다. 이렇게 형성된 수평 용접부와 수직 용접부에는 수평 캐리지 및 수직 캐리지가 적용되어 자동 용접이 이루어지고 있다.
이때, 기존의 일반 용접 장치를 사용하는 경우에는, 용접 토치의 회전 메커니즘 상의 한계로 인하여 수평 용접부의 Start Point 및 End Point가 비용접부로 남게 되므로 이 부분을 작업자가 직접 용접하여야 하는 문제가 발생한다.
그리고 수평 용접부 및 수직 용접부에는 서로 다른 별개의 캐리지가 적용되어 각각의 캐리지의 이동이나 레일을 이용한 방법으로 용접을 하게 되므로 이중 작업으로 인한 작업량의 증가를 초래하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 선체 블록의 조립 과정에 있어서 수평 용접부의 Start Point 및 End Point를 비용접부로 남기지 아니하고 자동으로 용접하는 한편 수평 용접부 및 수직 용접부를 연결하여 계속적으로 용접할 수 있는 자동 용접 장치 및 이를 이용한 자동 용접 방법을 제공함으로써, 작업자의 작업량 감소 및 작업시간 단축의 효과를 유도해 내는 것을 목적으로 한다.
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.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
용접 상황에 맞도록 모터가 구동함으로써 용접 헤드(3)를 전후 방향으로 직선 운동 및 상하 또는 좌우 방향으로 회전 운동시키는 헤드부 모터(1);
상기 헤드부 모터(1)와 축 결합으로 연결된 상태에서 용접 토치(4)를 지지하는 한편, 상기 헤드부 모터(1)의 구동에 따라 직선 운동 및 회전 운동을 하면서 용접 토치(4)의 회전속도 및 전진거리를 제어하는 용접 헤드(3);
상기 용접 헤드(3)와 연결된 상태에서 용접 와이어 및 아크를 공급하여 용접부의 용접을 수행하되, 상기 용접 헤드(3)의 직선 운동 및 회전 운동에 의하여 회전속도 및 전진거리가 제어되는 결과로 용접부와는 항상 일정한 속도 및 간격을 유지한 상태에서 용접을 수행하는 용접 토치(4);
상기 헤드부 모터(1), 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)를 탑재한 상태에서 용접시 용접 진행 상황에 맞도록 이동하는 장비로서 작업자가 미리 세팅한 바에 맞추어 속도, 방향 등이 제어되는 캐리지(2); 및
상기 캐리지(2)에 장착된 상태에서 상기 캐리지(2)의 몸체 외부로 돌출되어 있으며, 용접시 용접부와 접촉하여 상기 캐리지(2)가 용접부와 일정한 간격을 유지하면서 이동할 수 있도록 유도하는 캐리지 가이드(5)
를 포함하는 선체 블록 내부재 자동 용접 장치를 이용한 자동 용접 방법에 있어서,
상기 용접 헤드(3)는,
수평 용접부의 좌측에서 우측 방향으로 용접을 진행하는 경우에는,
좌측 끝단인 용접 시작점(Start Point) 부근에서 용접 시작점을 향하여 회전함과 동시에 전(前) 방향으로 전진하여 나옴으로써 이 상태에서 상기 용접 토치(4)가 용접을 시작할 수 있도록 하였다가,
점점 후(後) 방향으로 후진하여 들어감과 동시에 이와 병행하여 우(右) 방향으로 회전하여 상기 용접 토치(4)의 끝단이 원호가 아닌 직선 상태로 이동하도록 함으로써 상기 용접 토치(4)가 용접부와 일정한 간격을 유지한 상태에서 용접을 계속 할 수 있도록 한 후,
상기 용접 토치(4)가 용접부와 수직을 이룬 상태에서는 더 이상의 직선 운동이나 회전 운동을 하지 아니하다가,
우측 끝단인 용접 종료점(End Point) 부근에서 점점 전(前) 방향으로 전진하여 나옴과 동시에 이와 병행하여 우(右) 방향으로 회전하여 상기 용접 토치(4)의 끝단이 원호가 아닌 직선 상태로 이동하도록 함으로써 상기 용접 토치(4)가 용접부와 일정한 간격을 유지한 상태에서 용접을 계속 할 수 있도록 하다가 최종적으로는 용접 종료점에서 용접을 종료하도록 하며,
수평 용접부의 우측에서 좌측 방향으로 용접을 진행하는 경우에는,
상기 용접 헤드(3)가 수평 용접부의 좌측에서 우측 방향으로 용접을 진행하는 경우와 반대의 과정을 거치면서 용접을 진행하도록 하는 것을 특징으로 하는 선체 블록 내부재 자동 용접 장치를 이용한 자동 용접 방법을 제시한다.
본 발명에 따르면, 수평 용접부의 용접에 있어서 Start Point 및 End Point의 비용접부가 발생하지 않으며, 수평 용접부와 수직 용접부가 이어진 용접 구간에서도 캐리지의 이동이나 레일이 필요 없이 용접 헤드와 용접 토치의 이동만으로 용접을 할 수 있으며 이 경우에도 비용접부가 발생함이 없이 연속으로 용접이 가능하며, 캐리지 가이드의 간섭에 따른 용접 토치의 회전 및 이동상의 제약이 없으며, 수평 용접부 용접시 레이저 변위 센서를 통한 Hole detecting으로 연속적인 용접 작업이 가능한 것과 같은 유리한 효과가 발생한다.
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.
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.
본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치는 헤드부 모터(1), 용접 헤드(3), 용접 토치(4), 캐리지(2) 및 캐리지 가이드(5)를 포함하여 이루어지는 바(도 1 내지 도 3 참조), 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치의 핵심적 특징은, 새로이 개발된 Pushing & turning slide 메커니즘을 이용하여 캐리지(2)의 전후 캐리지 가이드(5) 간격만큼 발생하던 종래의 비용접부를 제로화한 데 있다. 즉, 수평 용접부의 Start Point 및 End Point에서 용접 토치(4)가 회전을 하여도 Pushing & turning slide 메커니즘에 의해 Stick-out이 변하지 않고 용접 토치(4) 끝이 원호가 아닌 직선 상태로 이동하도록 함으로써, 캐리지(2)가 주행하면서 용접하는 것과 동일한 용접 결과를 얻을 수 있도록 한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치는 Micro-Processor에 의해 장치의 모든 동작이 제어되며, 작업자가 자동 용접 장치와의 인터페이스에 의하여 용접 조건을 리모컨으로 조정할 수 있을 뿐만 아니라 위빙 조건을 자유롭게 선택할 수 있도록 고안되었다.
이하, 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치 및 이를 이용한 자동 용접 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
삭제
헤드부 모터(1)는 자체의 모터가 용접 상황에 맞도록 구동함으로써 용접 헤드(3)를 전후 방향으로 직선 운동 및 상하 또는 좌우 방향으로 회전 운동시키는 역할을 한다.
용접 헤드(3)는 헤드부 모터(1)와 축 결합으로 연결된 상태에서 용접 토치(4)를 지지하는 한편, 헤드부 모터(1)의 구동에 따라 직선 운동 및 회전 운동을 하면서 용접 토치(4)의 회전속도 및 전진거리를 제어하는 역할을 한다.
용접 토치(4)는 용접 헤드(3)와 연결된 상태에서 용접 와이어 및 아크를 공급하여 용접부의 용접을 수행하되, 용접 헤드(3)의 직선 운동 및 회전 운동에 의하여 회전속도 및 전진거리가 제어되는 결과로 용접부와는 항상 일정한 속도 및 간격을 유지한 상태에서 용접을 수행하게 된다.
일반적으로 선체 블록 조립 공정에서 주판의 론지 및 Trans Floor가 조립될 때에는 수평(Horizontal) 용접부와 수직(Vertical) 용접부가 서로 연결되어 형성되는 데, 이때 기존의 일반 용접 장치를 사용하는 경우에는, 용접 토치의 회전 메커니즘 상의 한계로 인하여 수평 용접부의 Start Point 및 End Point가 비용접부로 남게 되므로 이 부분을 작업자가 직접 용접하여야 하는 문제가 발생한다.
즉, 캐리지의 직선 이동으로 수평 용접을 실시할 때에는 용접 토치의 회전이 필요 없으므로 용접 토치는 용접부에 대하여 일정한 간격을 유지한 상태에서 용접을 진행할 수 있다. 그러나 수평 용접부의 양끝 부분에는 캐리지 가이드 길이만큼 캐리지가 이동할 수 없는 구간이 형성되므로 용접 토치 자체의 이동이 없이는 용접이 불가능하게 되는데, 이 경우 용접 토치가 회전하면서 용접하는 경우를 상정해 볼 수 있으나, 용접 토치의 회전 반경이 고정되어 있는 경우에는 용접 토치가 회전하면서 용접 토치의 끝단이 용접부와 간섭되거나 용접부로부터 멀리 이격됨으로 인하여 용접이 제대로 이루어지지 않는 문제가 발생하게 된다. 즉, 용접 토치가 회전하는 과정에서 용접부와 용접 토치가 서로 일정한 간격을 유지하지 못하므로 결국 수평 용접부의 양끝 부분은 비용접부가 되고 마는 것이다.
이에 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치는 Pusing & Turning slide 메커니즘을 도입하여, 상기한 바와 같은 비용접부의 용접시 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)가 직선 운동 및 상하 또는 좌우 방향으로의 회전 운동을 병행하여 하도록 함으로써, 캐리지의 직선 이동시의 용접과 마찬가지로 용접 토치(4)와 비용접부 사이의 간격이 일정하게 유지되는 상태에서 용접이 이루어질 수 있게 한다.
이에 대하여는 도 4를 참조하여 아래에서 보다 구체적으로 설명한다. 도 4에는 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치가 수평 용접부의 좌측에서 우측 방향으로 용접을 진행하는 경우에 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)가 이루는 동작이 나타나 있다.
본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치가 수평 용접부의 좌측에서 우측 방향으로 용접을 진행하는 경우에 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)는 다음과 같은 단계에 따라 구동하게 된다.
(a) 용접 헤드(3)는 수평 용접부의 좌측 끝단인 용접 시작점(Start Point) 부근에서 용접 시작점을 향하여 회전함과 동시에 전(前) 방향으로 전진하여 나옴으로써 이 상태에서 용접 토치(4)가 용접 시작점의 용접을 시작할 수 있도록 한다.
(b) 용접 헤드(3)는 점점 후(後) 방향으로 후진하여 들어감과 동시에 이와 병행하여 우(右) 방향으로 회전하여 용접 토치(4)의 끝단이 원호가 아닌 직선 상태로 이동하도록 함으로써 용접 토치(4)가 용접부와 일정한 간격을 유지한 상태에서 용접을 계속 할 수 있도록 한다.
(c) 용접 헤드(3)는 용접 토치(4)가 용접부와 수직을 이룬 상태에서는 더 이상의 직선 운동이나 회전 운동을 하지 아니한다(이는 캐리지(2)의 직선 이동으로 수평 용접을 실시하므로 용접 토치(4)의 회전이 필요 없으며 용접 토치(4)는 용접부에 대하여 일정한 간격을 유지한 상태에서 계속적으로 용접을 진행할 수 있는 경우이다).
(d) 용접 헤드(3)는 수평 용접부의 우측 끝단인 용접 종료점(End Point) 부근에서 점점 전(前) 방향으로 전진하여 나옴과 동시에 이와 병행하여 우(右) 방향으로 회전하여 용접 토치(4)의 끝단이 원호가 아닌 직선 상태로 이동하도록 함으로써 용접 토치(4)가 용접부와 일정한 간격을 유지한 상태에서 용접을 계속 할 수 있도록 한다.
(e) 용접 헤드(3)는 수평 용접부의 우측 끝단인 용접 종료점에서 회전을 멈 춤과 동시에 전(前) 방향으로 전진하여 나온 상태에서 용접 토치(4)가 용접 종료점의 용접을 종료할 수 있도록 한다.
만약, 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치가 수평 용접부의 우측에서 좌측 방향으로 용접을 진행하는 경우에는, 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)는 상기한 바와는 반대의 단계를 거치면서 구동하게 된다.
한편, 수평 용접부의 용접 시작점(Start Point) 또는 용접 종료점(End Point) 부근에서 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)가 좌우 방향으로 회전하게 되는 경우에, 용접 헤드(3)는 용접 토치(4)가 용접부와 이루는 각도를 실시간으로 검출하여 삼각함수의 연산 결과에 따라 용접 토치(4)의 회전속도를 증가 또는 감소시킴으로써, 용접 토치(4) 끝의 선속도가 용접 토치(4)가 용접부와 수직을 이룬 상태에서 용접을 진행하는 경우의 속도(이하, “캐리지(2)의 직선 이동시 용접속도”라 함. 이는 도 4의 (c) 구간에 대응하는 용접속도로서, 캐리지(2)의 직선 이동으로 수평 용접을 실시하므로 용접 토치(4)의 회전이 필요 없는 경우의 용접속도이다)와 동일하게 유지될 수 있도록 제어한다.
이로써 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치를 이용한 자동 용접 방법에 의하면 수평 용접부의 비용접부를 포함한 용접 구간 전체에 걸쳐 균일한 용접속도로써 용접을 실시할 수 있으며, 그 결과 종래의 경우보다 향상된 품질의 용접 결과를 도출하게 된다.
용접 토치(4)의 회전속도 제어에 대하여는 도 5를 참조하여 아래에서 보다 구체적으로 설명한다. 도 5에는 수평 용접부의 용접 시작점(Start Point) 또는 용 접 종료점(End Point) 부근에서 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)가 좌우 방향으로 회전하는 경우에 용접 토치(4)의 회전속도가 제어되는 수학적 모듈이 나타나 있다.
이때, 용접 토치(4)가 용접부와 이루는 각도를 θ, 용접 토치(4) 끝의 선속도를 V, 용접 토치(4)의 회전속도를 R이라고 하면, 용접 토치(4) 끝의 선속도(V)와 용접 토치(4)의 회전속도(R)의 관계는 “R = Vcosθ” 가 된다. 이 경우, 용접 토치(4) 끝의 선속도(V)는 캐리지(2)의 직선 이동시 용접속도와 동일한 값이 되어야 하며, 캐리지(2)의 직선 이동시 용접속도는 용접 상황에 맞추어 미리 세팅되어 있는 정해진 값이므로, 결국 용접 토치(4)의 회전속도(R)는 용접 토치(4)가 용접부와 이루는 각도(θ)의 변화에 따라 증가하거나 감소하는 변화를 보이게 되는 것이다.
한편, 수평 용접부의 용접 시작점(Start Point) 또는 용접 종료점(End Point) 부근에서 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)가 좌우 방향으로 회전하게 되는 경우에, 용접 헤드(3)는 용접 토치(4)가 용접부와 이루는 각도를 실시간으로 검출하여 삼각함수의 연산 결과에 따라 용접 토치(4)의 전진거리를 증가 또는 감소시킴으로써, 용접 토치(4)의 끝단과 용접부가 이루는 거리가 용접 토치(4)가 용접부와 수직을 이룬 상태에서 용접을 진행하는 경우의 해당 거리(이는 도 4의 (c) 구간에 대응하는 용접시 용접 토치(4)의 끝단과 용접부가 이루는 거리로서, 캐리지(2)의 직선 이동으로 수평 용접을 실시하므로 용접 토치(4)의 회전이 필요 없는 경우의 거리이다)와 동일하게 유지될 수 있도록 제어한다.
이로써 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치는 수평 용접부의 비용접부 용접시 용접 토치(4)의 끝단이 원호가 아닌 직선 상태로 이동하도록 함으로써 수평 용접부의 비용접부를 포함한 용접 구간 전체에 걸쳐 용접 토치(4)의 끝단과 용접부 사이에 일정한 거리가 유지되는 상태에서 용접이 이루어지도록 하며, 그 결과 종래의 경우보다 향상된 품질의 용접 결과를 도출하게 된다.
용접 토치(4)의 전진거리 제어에 대하여는 도 6을 참조하여 아래에서 보다 구체적으로 설명한다. 도 6에는 수평 용접부의 용접 시작점(Start Point) 또는 용접 종료점(End Point) 부근에서 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)가 좌우 방향으로 회전하는 경우에 용접 토치(4)의 전진거리가 제어되는 수학적 모듈이 나타나 있다.
이때, 용접 토치(4)가 용접부와 이루는 각도를 θ, 용접 토치(4)의 전진거리를 L, 용접 토치(4)의 회전반경을 r이라고 하면, 용접 토치(4)의 전진거리(L)와 용접 토치(4)의 회전반경(r)의 관계는 “L = r/cosθ - r” 가 된다. 이 경우, 용접 토치(4)의 회전반경(r)은 이미 정해진 고정값이므로, 결국 용접 토치(4)의 전진거리(L)는 용접 토치(4)가 용접부와 이루는 각도(θ)의 변화에 따라 증가하거나 감소하는 변화를 보이게 되는 것이다.
종래에는 수직 용접부 캐리지와 수평 용접부 캐리지 두 종류의 캐리지를 이용하여 용접 작업을 하였다. 즉, 수직 용접부는 가이드 롤러가 있는 수직부 전용 캐리지를 이용하여 작업자가 직접 용접을 하였으며, 수평 용접부는 캐리지 지지대 등을 이용하여 캐리지가 이동하면서 자동으로 용접을 실시하였던 것이다. 그 결과 수직 및 수평 용접부를 별개로 용접하는 이중 작업으로 인한 작업량의 증가가 초래 되었으며, 특히 수평 용접부에는 비용접 구간이 발생하여 작업 완료 후 작업자가 다시 비용접 구간을 손수 용접하여야 했으므로 작업시간이 상당히 증가할 수밖에 없었다.
이에 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치는, 이러한 비용접 구간의 문제를 해소함(이에 대해서는 상술하였음)과 동시에 수평 및 수직 캐리지를 하나의 캐리지로 접목하여 작업의 간소화를 도모하고 있다.
즉, 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치는 수평 용접부와 수직 용접부가 연이어진 부분을 용접하는 경우에도 용접의 흐름이 끊어지지 아니하고 계속적으로 연이어지는 용접을 수행할 수 있는 것이다. 이때, 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치에 의하여 수평 용접부에 연이어 수직 용접부를 용접하는 경우에, 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)는 좌우 방향의 회전 운동(수평 용접부)에서 상하 방향의 회전 운동(수직 용접부)으로 회전 운동의 방향을 바꾸게 되며, 이 경우 수직 방향의 회전 운동의 메커니즘은 상술한 바와 같은 수평 방향의 회전 운동의 메커니즘과 동일하게 이루어진다.
캐리지(2)는 헤드부 모터(1), 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)를 탑재한 상태에서 용접시 용접 진행 상황에 맞도록 이동하는 장비로서, 작업자가 미리 세팅한 바에 맞추어 속도, 방향 등이 제어된다.
이때, 캐리지(2)는 몸체에 장착된 레이저 변위 센서(8)(도 3 참조)를 이용하여 수평 용접부의 Drain Hole이나 Air Hole을 실시간으로 Detecting 함으로써 연속적인 용접 작업이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
캐리지 가이드(5)는 캐리지(2)에 장착된 상태에서 캐리지(2)의 몸체 외부로 돌출되어 있으며, 용접시 용접부와 접촉하여 캐리지(2)가 용접부와 일정한 간격을 유지하면서 이동할 수 있도록 유도하는 역할을 한다.
이때, 캐리지 가이드(5)는 캐리지(2)에 대하여 출입(出入)이 가능하게 함으로써, 용접 토치(4)가 상하 또는 좌우 방향으로 회전하는 경우에는 캐리지 가이드(5)를 캐리지(2)의 몸체 내부로 인입(引入)하여 용접 토치(4)와의 간섭을 피할 수 있도록 하는 것이 바람직하다(도 1 및 도 2 참조).
만약, 캐리지 가이드(5)가 캐리지(2)에 대하여 출입(出入)이 가능하지 못하고 고정되어 있으면, 용접 토치(4)는 좌우 회전시 캐리지 가이드(5)의 간섭에 의하여 제한된 회전반경을 가질 수밖에 없다. 이 경우 수평 용접부의 좌우 끝단에 위치한 비용접부를 용접하기 위해 용접 토치(4)는 상기한 바와 같은 충분한 회전을 하여야 하나 캐리지 가이드(5)의 간섭에 의하여 회전의 한계가 생기면 비용접부의 용접은 불가능하게 된다. 그리고 용접 토치(4)가 수평 용접부와 수직 용접부가 연이어진 부분을 용접하기 위해 상하 방향으로 회전하는 경우에도, 용접 토치(4)가 캐리지 가이드(5)의 간섭에 의하여 충분히 회전할 수 없게 되면 이러한 수직 용접부의 용접 또한 불가능하게 된다. 따라서, 이러한 문제가 발생하지 않도록 용접 토치(4)가 상하 또는 좌우 방향으로 회전하는 경우에는 캐리지 가이드(5)를 캐리지(2)의 몸체 내부로 인입(引入)하여 용접 토치(4)와의 간섭을 피할 수 있도록 할 필요가 있는 것이다.
캐리지 가이드(5)의 출입(出入)은 가이드 모터(6) 및 볼 스크류(7)의 조합적인 구동에 의하여 실현될 수 있다.
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.
도 1은 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치의 구성 및 작동 원리를 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치의 구성 및 작동 원리를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치의 구성 및 작동 원리를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 선체 블록 내부재 자동 용접 장치가 수평 용접부의 좌측에서 우측 방향으로 용접을 진행하는 경우에 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)가 이루는 동작이 나타내고 있다.
도 5는 수평 용접부의 용접 시작점(Start Point) 또는 용접 종료점(End Point) 부근에서 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)가 좌우 방향으로 회전하는 경우에 용접 토치(4)의 회전속도가 제어되는 수학적 모듈을 나타내고 있다.
도 6은 수평 용접부의 용접 시작점(Start Point) 또는 용접 종료점(End Point) 부근에서 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)가 좌우 방향으로 회전하는 경우에 용접 토치(4)의 전진거리가 제어되는 수학적 모듈을 나타내고 있다.
<도면의 주요부호에 대한 설명>
1 : 헤드부 모터
2 : 캐리지
3 : 용접 헤드
4 : 용접 토치
5 : 캐리지 가이드
6 : 가이드 모터
7 : 볼 스크류
8 : 레이저 변위 센서

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 용접 상황에 맞도록 모터가 구동함으로써 용접 헤드(3)를 전후 방향으로 직선 운동 및 상하 또는 좌우 방향으로 회전 운동시키는 헤드부 모터(1);
    상기 헤드부 모터(1)와 축 결합으로 연결된 상태에서 용접 토치(4)를 지지하는 한편, 상기 헤드부 모터(1)의 구동에 따라 직선 운동 및 회전 운동을 하면서 용접 토치(4)의 회전속도 및 전진거리를 제어하는 용접 헤드(3);
    상기 용접 헤드(3)와 연결된 상태에서 용접 와이어 및 아크를 공급하여 용접부의 용접을 수행하되, 상기 용접 헤드(3)의 직선 운동 및 회전 운동에 의하여 회전속도 및 전진거리가 제어되는 결과로 용접부와는 항상 일정한 속도 및 간격을 유지한 상태에서 용접을 수행하는 용접 토치(4);
    상기 헤드부 모터(1), 용접 헤드(3) 및 용접 토치(4)를 탑재한 상태에서 용접시 용접 진행 상황에 맞도록 이동하는 장비로서 작업자가 미리 세팅한 바에 맞추어 속도, 방향 등이 제어되는 캐리지(2); 및
    상기 캐리지(2)에 장착된 상태에서 상기 캐리지(2)의 몸체 외부로 돌출되어 있으며, 용접시 용접부와 접촉하여 상기 캐리지(2)가 용접부와 일정한 간격을 유지하면서 이동할 수 있도록 유도하는 캐리지 가이드(5)
    를 포함하는 선체 블록 내부재 자동 용접 장치를 이용한 자동 용접 방법에 있어서,
    상기 용접 헤드(3)는,
    수평 용접부의 좌측에서 우측 방향으로 용접을 진행하는 경우에는,
    좌측 끝단인 용접 시작점(Start Point) 부근에서 용접 시작점을 향하여 회전함과 동시에 전(前) 방향으로 전진하여 나옴으로써 이 상태에서 상기 용접 토치(4)가 용접을 시작할 수 있도록 하였다가,
    점점 후(後) 방향으로 후진하여 들어감과 동시에 이와 병행하여 우(右) 방향으로 회전하여 상기 용접 토치(4)의 끝단이 원호가 아닌 직선 상태로 이동하도록 함으로써 상기 용접 토치(4)가 용접부와 일정한 간격을 유지한 상태에서 용접을 계속 할 수 있도록 한 후,
    상기 용접 토치(4)가 용접부와 수직을 이룬 상태에서는 더 이상의 직선 운동이나 회전 운동을 하지 아니하다가,
    우측 끝단인 용접 종료점(End Point) 부근에서 점점 전(前) 방향으로 전진하여 나옴과 동시에 이와 병행하여 우(右) 방향으로 회전하여 상기 용접 토치(4)의 끝단이 원호가 아닌 직선 상태로 이동하도록 함으로써 상기 용접 토치(4)가 용접부와 일정한 간격을 유지한 상태에서 용접을 계속 할 수 있도록 하다가 최종적으로는 용접 종료점에서 용접을 종료하도록 하며,
    수평 용접부의 우측에서 좌측 방향으로 용접을 진행하는 경우에는,
    상기 용접 헤드(3)가 수평 용접부의 좌측에서 우측 방향으로 용접을 진행하는 경우와 반대의 과정을 거치면서 용접을 진행하도록 하는 것을 특징으로 하는 선체 블록 내부재 자동 용접 장치를 이용한 자동 용접 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 용접 헤드(3)는,
    수평 용접부의 용접 시작점(Start Point) 또는 용접 종료점(End Point) 부근에서 좌우 방향으로 회전하게 되는 경우에, 상기 용접 토치(4)가 용접부와 이루는 각도를 실시간으로 검출하여 삼각함수의 연산 결과에 따라 상기 용접 토치(4)의 회전속도를 증가 또는 감소시킴으로써, 상기 용접 토치(4) 끝의 선속도가 상기 용접 토치(4)가 용접부와 수직을 이룬 상태에서 용접을 진행하는 속도와 동일하게 유지될 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 선체 블록 내부재 자동 용접 장치를 이용한 자동 용접 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 용접 헤드(3)는,
    수평 용접부의 용접 시작점(Start Point) 또는 용접 종료점(End Point) 부근에서 좌우 방향으로 회전하게 되는 경우에, 상기 용접 토치(4)가 용접부와 이루는 각도를 실시간으로 검출하여 삼각함수의 연산 결과에 따라 상기 용접 토치(4)의 전진거리를 증가 또는 감소시킴으로써, 상기 용접 토치(4)의 끝단과 용접부가 이루는 거리가 상기 용접 토치(4)가 용접부와 수직을 이룬 상태에서 용접을 진행하는 경우의 해당 거리와 동일하게 유지될 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 선체 블록 내부재 자동 용접 장치를 이용한 자동 용접 방법.
  5. 삭제
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐리지 가이드(5)는,
    상기 캐리지(2)에 대하여 출입(出入)이 가능한 바, 상기 용접 토치(4)가 상하 또는 좌우 방향으로 회전하는 경우에는 상기 캐리지(2)의 몸체 내부로 인입(引入)함으로써 상기 용접 토치(4)와의 간섭을 피하는 것을 특징으로 하는 선체 블록 내부재 자동 용접 장치를 이용한 자동 용접 방법.
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