KR101019177B1 - 비용접 구간을 최소화하는 론지 자동용접장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직부재인 론지(LONGI)를 주판에 자동으로 용접하되 자동용접장치의 구조상 용접헤드의 상,하 처짐 및 좌,우 벌어짐으로 인하여 발생하는 비용접 구간을 최소화 하기 위한 론지 자동용접장치 및 방법에 관한 것으로, 용접토치를 론지 및 주판을 따라 안내하는 다수개의 론지 가이드롤러 및 주판 가이드롤러를 구비하고 안내되는 론지의 곡에 대응하여 회동가능하도록 형성된 용접헤드를 포함하되 용접헤드의 상,하 처짐 및 좌,우 벌어짐으로 인하여 상기 론지 선,후단에서 비용접 구간을 갖는 론지 자동용접장치에 있어서, 상기 론지 선단에서 용접이 시작되고 상기 론지 후단에서 용접이 종료될수 있도록, 상기 용접토치가 위치하는 용접헤드 중앙부에 설치되어 상기 용접토치가 상기 론지 선단 또는 후단에 위치할 때 상기 용접헤드의 상,하 처짐을 방지하는 처짐방지 주판 가이드롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 비용접 구간을 최소화하는 론지 자동용접장치를 제공한다.

한편 a)최선단 론지 가이드롤러가 론지 선단에 위치하도록 용접헤드를 이동하는 단계; b)상기 용접헤드가 회동하지 않도록 임시고정하는 단계; c)처짐방지 주판 가이드롤러가 상기 론지 선단과 일치하는 용접시작위치에 위치하도록 상기 용접헤드를 이동시키는 단계; d)상기 최선단 론지 가이드롤러가 상기 론지 선단에 위치할 때까지 용접을 수행하는 단계; e)상기 최선단 론지 가이드롤러가 상기 론지 선단에 위치하면 용접헤드의 임시고정을 해제하는 단계; f)최후단 론지 가이드롤러가 상기 론지 후단에 위치할 때까지 용접을 수행하는 단계; g)최후단 론지 가이드롤러 가 상기 론지 후단에 위치하면 용접헤드가 회동하지 않도록 임시고정하는 단계; 및 h)상기 처짐방지 주판 가이드롤러가 상기 론지 후단과 일치하는 용접종료위치에 위치할 때 까지 용접을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비용접 구간을 최소화하는 론지 자동용접방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 용접토치가 위치하는 용접헤드 중앙부에 추가로 처짐방지 주판 가이드롤러를 설치하고 론지 선단에서 용접이 시작되어 론지 후단까지 용접이 마무리 될 수 있도록 용접헤드의 임시고정 또는 해제를 제어하기 때문에 수동 용접작업이 필요한 비용접 구간을 최소화하여 작업 생산성 및 생산원가를 절감 할 수 있는 이점이 있다.

자동용접장치. 론지, 용접헤드

Description

비용접 구간을 최소화하는 론지 자동용접장치 및 방법{Longi-auto-welding machine and the operating process for reducing non-welding line}

본 발명은 론지 자동용접장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 수직부재인 론지(LONGI)를 주판에 자동으로 용접하되 자동용접장치의 구조상 용접헤드의 상,하 처짐 및 좌,우 벌어짐으로 인하여 발생하는 비용접 구간을 최소화 하기 위한 론지 자동용접장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 선박을 건조함에 있어서는, 강판이나 형강 등과 같은 소재로 부품을 조립하고 이들 부품으로부터 블록을 조립한 후에 블록을 선대 위에 탑재하여 조립하는 블록건조방식이 널리 사용되고 있으며, 이런 선체의 조립에는 용접에 의한 접합이 대부분을 차지하고 있다.

선박 건조시의 용접작업 중에는, 예컨대 수직 또는 수평 격벽이나 선저 평판과 같은 주판에 이들의 강도를 보강하는 스티프너(stiffener)나 거더(girder) 등을 용접하는 작업과 같이, 기본 골격을 이루는 주판 위에 다수의 부재를 수직방향(또 는 약간의 경사를 가지는 수직방향)으로 용접하는 작업이 다량으로 존재하며, 이런 수직부재(LONGI:이하,"론지"라 한다)의 용접작업은, 동일 또는 유사한 다량의 용접작업을 반복적으로 수행하는 작업이기 때문에, 많은 경우에 있어서 일정한 장소에서 자동용접장치등을 사용하여 대량으로 수행된다.

도 1은 용접헤드의 좌,우 벌어짐을 나타내는 종래의 론지 자동용접장치의 용접헤드의 평면도이다.

도2 는 용접헤드의 상,하 처짐을 나타내는 종래의 론지 자동용접장치의 용접헤드의 측면도이다.

도 3은 비용접 구간을 나타내는 종래의 론지 자동용접장치의 용접헤드의 측면도이다.

종래의 론지 자동용접장치는 구조상 도 1및 도 2에서 도시한 바와 같이, 용접헤드(1)의 좌,우 벌어짐(C1)과 상,하 처짐(C2)으로 인하여 론지 선단(110)에서 용접을 시작하지 못한다. 또한 같은 이유로 론지 후단(미도시)에서도 용접을 마무리 하지 못한다.

용접헤드(1)의 좌,우 벌어짐(C1)은 용접헤드(1)의 아이들러(1a)에 기인한다.

일반적으로 상기 론지(100)가 길이방향으로 소정의 곡을 갖고 있기 때문에 상기 용접헤드(1)는 상기 론지(100)의 곡에 따라 유연하게 소정의 각으로 자유롭게 회동가능하여야 한다. 이에 상기 용접헤드(1)는 상기 아이들러(1a)가 구비된다.

하지만 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 용접토치(T)가 상기 론지 선단(110)에 위치하여 용접을 수행할 때에는 상기 용접헤드(1)의 후단에 위치한 론지 가이드롤러(2c,2d)들은 상기 론지(100)를 가이드하지만, 상기 용접헤드(1)의 선단에 위치한 론지 가이드롤러(2a,2b)들은 상기 론지 선단(110)을 가이드하지 못하기 때문에 도 1의 C1과 같은 용접헤드의 좌,우 벌어짐이 발생하고 이 상태로 용접이 수행되면 용접불량이 발생한다.

용접헤드의 상,하 처짐(C2)은 도 2에서 도시한 바와 같이 상기 용접토치(T)가 상기 론지 선단(110)에 위치하여 용접을 수행할 때 상기 용접헤드(1)의 후단에 위치한 주판 가이드롤러(3b)와 달리 상기 용접헤드(1)의 선단에 위치한 주판 가이드롤러(3a)는 주판(200)을 가이드하지 못하기 때문에 도 2의 C2와 같은 용접헤드의 상,하 처짐(C2)이 발생하고 이 상태로 용접이 수행되면 역시 용접불량이 발생한다.

따라서 도 3에서 도시한 바와 같이, 종래의 론지 자동용접장치 및 방법에서는 상기 론지(100)와 주판(200)이 상기 최선단 론지 가이드롤러(2a)및 상기 주판 가이드롤러(3a)에 의해 모두 가이드 되는 지점(S)에 상기 용접토치(T)가 위치하여 용접이 시작되기 때문에 도 3의 D와 같은 비용접 구간이 발생한다. 또한 같은 이유로 론지(100)의 후단 및 주판(200)의 후단에서도 비용접 구간이 발생한다.

이러한 비용접 구간은 자동용접후에 별도의 공정에서 작업자가 수동으로 용접해야 하기 때문에 작업 생산성 저하 및 생산원가 상승을 초래하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 종래의 론지 자동용접장치의 구조상 필연적으로 발생하는 비용접 구간을 최소화하여 작업자가 수행하는 별도의 수동 용접작업을 최대한 배제함으로써 작업 생산성을 높이고 생산원가를 절감시키는 론지 자동용접장치 및 방법을 제공하는데 있다.

위와 같은 과제는 용접토치를 론지 및 주판을 따라 안내하는 다수개의 론지 가이드롤러 및 주판 가이드롤러를 구비하고 안내되는 론지의 곡에 대응하여 회동가능하도록 형성된 용접헤드를 포함하되 용접헤드의 상,하 처짐 및 좌,우 벌어짐으로 인하여 상기 론지 선,후단에서 비용접 구간을 갖는 론지 자동용접장치에 있어서,

상기 론지 선단에서 용접이 시작되고 상기 론지 후단에서 용접이 종료될 수 있도록, 상기 용접토치가 위치하는 용접헤드 중앙부에 설치되어 상기 용접토치가 상기 론지 선단 또는 후단에 위치할 때 상기 용접헤드의 상,하 처짐을 방지하는 처짐방지 주판 가이드롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 비용접 구간을 최소화하는 론지 자동용접장치에 의해 실현된다.

바람직하게는 상기 다수개의 론지 가이드롤러중 최선단 또는 최후단 론지 가이드롤러가 론지를 가이드하지 못할 경우 용접헤드가 회동하지 않도록 임시고정시켜 상기 용접헤드의 좌,우 벌어짐을 방지하는 가압수단을 더 포함하는 것을 특징으 로 한다.

바람직하게는 상기 최선단 또는 최후단 론지 가이드롤러의 론지 가이드 위치정보를 감지하는 감지수단과 상기 감지수단에 감지한 론지 가이드 위치정보에 대응하여 상기 용접헤드의 임시고정 또는 해제를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 위와 같은 과제는 a)최선단 론지 가이드롤러가 론지 선단에 위치하도록 용접헤드를 이동하는 단계; b)상기 용접헤드가 회동하지 않도록 임시고정하는 단계; c)처짐방지 주판 가이드롤러가 상기 론지 선단과 일치하는 용접시작위치에 위치하도록 상기 용접헤드를 이동시키는 단계; d)상기 최선단 론지 가이드롤러가 상기 론지 선단에 위치할 때까지 용접을 수행하는 단계; e)상기 최선단 론지 가이드롤러가 상기 론지 선단에 위치하면 용접헤드의 임시고정을 해제하는 단계; f)최후단 론지 가이드롤러가 상기 론지 후단에 위치할 때까지 용접을 수행하는 단계; g)최후단 론지 가이드롤러가 상기 론지 후단에 위치하면 용접헤드가 회동하지 않도록 임시고정하는 단계; 및 h)상기 처짐방지 주판 가이드롤러가 상기 론지 후단과 일치하는 용접종료위치에 위치할 때까지 용접을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비용접 구간을 최소화하는 론지 자동용접방법에 의해 실현된다.

본 발명에 따른 비용접 구간을 최소화하는 론지 자동용접장치 및 방법은 용접토치가 위치하는 용접헤드 중앙부에 추가로 처짐방지 주판 가이드롤러를 설치하고 론지 선단에서 용접이 시작되어 론지 후단까지 용접이 마무리 될 수 있도록 용접헤드의 임시고정 또는 해제를 제어하기 때문에 수동 용접작업이 필요한 비용접 구간을 최소화하여 작업 생산성 및 생산원가를 절감 할 수 있는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 비용접 구간을 최소화하는 론지 자동용접장치의 일 실시예의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 5및 도 6은 도 4에서 도시한 일 실시예가 선단 비용접 구간을 용접하는 모습을 나타낸 측면도이다.

도 7및 도 8은 도 4에서 도시한 일 실시예가 후단 비용접 구간을 용접하는 모습을 나타낸 측면도이다.

도 9는 도 4에서 도시한 일 실시예를 사용한 용접작업의 순서를 나타낸 순서도이다.

일 실시예는 도 4에서 도시한 바와 같이, 용접헤드(10)의 선,후단에 설치된 기존의 주판 가이드롤러(31,32)와 별도로 용접토치(T)가 위치하는 용접헤드(10) 중앙부에 처짐방지 주판 가이드롤러(33)가 설치된다.

상기 처짐방지 주판 가이드롤러(33)는 도 6에서 도시한 바와 같이, 용접헤드(10) 중앙부에 위치한 용접토치(T)가 론지 선단(110)에 위치한 경우, 용접헤드(10)의 후단에 위치한 주판 가이드롤러(32)와 더불어 주판(200)에 밀착되어 상기 용접헤드(10)가 용접헤드(10)의 뒤쪽으로 처지지 않도록 한다.

한편, 도 8에서 도시한 바와 같이, 용접토치(T)가 론지 후단(120)에 위치한 경우도 용접헤드(10)의 선단에 위치한 주판 가이드롤러(31)와 더불어 주판(200)에 밀착되어 상기 용접헤드(10)가 용접헤드(10)의 앞쪽으로 처지지 않도록 한다.

한편, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 용접헤드(10)에는 론지(100)를 가이드하는 다수개의 론지 가이드롤러(20)가 설치된다. 이때 최선단 론지 가이드롤러는 도 4의 21에 해당하고 최후단 론지 가이드롤러는 도 4의 24에 해당한다.

또한 상기 용접헤드(10)의 선,후단에는 상기 최선단 또는 최후단 론지 가이드롤러(21,24)의 론지 가이드 위치정보를 감지하는 감지수단(40)이 설치된다.

상기 감지수단(40)으로 포토센서등을 사용할 수 있다.

상기 론지 가이드 위치정보라함은 최선단 또는 최후단 론지 가이드롤러(21,24)가 각각 론지 선단(110) 또는 론지 후단(120)을 지지할 때 용접헤드(10)의 위치정보를 말한다.

그리고 도 5내지 도 8에서 도시한 바와 같이 상기 감지수단(40)에서 감지한 론지 가이드 위치정보에 대응하여 상기 용접헤드(10)의 임시고정 또는 해제를 제어하는 제어부(50)가 마련된다.

상기 용접헤드(10)의 상부에는 여러가지의 가압수단이 구비된 자동용접장치 의 일반적인 구성을 갖는 토치부(60)가 마련된다.

상기 토치부(60)의 가압수단(61)으로 상기 용접헤드(10)의 아이들러(도 4의10a)를 임시고정 또는 해제하게 되는데 상기 토치부(60)의 구체적인 구성, 가압수단(61) 및 상기 용접헤드(10)의 아이들러(도 4의10a)의 임시고정 또는 해제의 구체적인 과정은 당해 기술분야의 공지된 부분으로 상세한 설명은 생략한다.

일 실시예의 경우, 상기 가압수단(61)이 상기 다수개의 론지 가이드롤러(20)중 최선단 또는 최후단 론지 가이드롤러(21,24)가 론지(100)를 가이드하지 못할 경우, 용접헤드(10)가 회동하지 않도록 상기 용접헤드(10)의 아이들러(도 4의10a)를 가압하여 임시고정시킴으로써 용접헤드(10)의 좌,우 벌어짐을 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(50)는 상기 감지수단(40)에서 감지한 론지 가이드 위치정보로부터 상기 최선단 또는 최후단 론지 가이드롤러(21,24)가 상기 론지(100)를 가이드하지 못하는 상태로 판단되면, 상기 토치부(60)의 가압수단(61)을 제어하여 상기 용접헤드(10)의 아이들러(도 4의10a)를 임시고정시킴으로써 상기 론지(100)가 처지는 것을 방지한다.

만약, 반대로 상기 최선단 및 최후단 론지 가이드롤러(21,24)가 론지(100)를 모두 가이드하는 상태로 판단되면, 상기 토치부(60)의 가압수단(61)을 제어하여 상기 용접헤드(10)의 아이들러(도 4의10a)를 해제하여 용접선을 따라 일 실시예가 유연하게 용접을 수행할 수 있도록 한다.

이에 대한 구체적인 방법은 이하, 본 발명에 따른 비용접 구간을 최소화하는 론지 자동용접방법의 일 실시예에서 살펴본다.

도 5는 본 발명의 일 실시예를 수행하기 위한 론지 자동용접장치의 세팅모습을 나타낸 것으로, 도 5및 도 9에서 도시한 바와 같이, 우선 상기 론지(100)및 주판(200)이 상기 최선단 론지 가이드롤러(21)와 주판 가이드롤러(31)에 모두 가이드되는 지점(도 5의A)에 용접토치(T)가 위치하도록 용접헤드(10)를 설정한다. 즉, 상기 최선단 론지 가이드롤러(21)가 상기 론지 선단(110)에 위치하도록 상기 용접헤드(10)를 이동한다.(S10)

이때 종래와 같이 도 5의 A 지점에서 상기 론지(100)의 후단방향으로 용접을 진행하면 도5의 D 같은 비용접 구간이 발생할 것이다.

하지만 일 실시예의 경우 상기 이전단계(S10)후 도 5의 A지점에서 상기 용접헤드(10)가 회동하지 못하도록 임시고정(S20)한 다음, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 처짐방지 주판 가이드롤러(33)가 상기 론지 선단(120)과 일치하는 용접시작위치(X)에 위치하도록 상기 용접헤드(10)를 이동시킨다.(S30)

본 단계(S30)에서는 도 6에서 도시한 바와 같이 상기 최선단 론지 가이드롤러(21)와 주판 가이드롤러(31)가 각각 상기 론지(100)및 주판(200)을 가이드하지 못하는 상태이지만, 상기 용접헤드(10)가 임시고정된 상태이고 상기 처짐방지 주판 가이드롤러(33)가 상기 주판(200)을 가이드하고 있기 때문에 용접헤드(10)의 상,하 처짐 및 좌,우 벌어짐이 발생하지 않는 상태이다.

상기 이전단계(S30)후, 본 단계(S40)에서는 도6의 화살표방향으로 종래의 비용접 구간에 대해서 용접을 수행한다.(S40)

도 5의 D와 같은 비용접 구간은 보통 250mm정도로 상기 론지(100)의 전체 용접구간에 비하면 짧기 때문에 상기 용접헤드(10)를 임시고정한 상태로 용접을 수행하여도 무방하다.

다만, 상기 최선단 론지 가이드롤러(21)가 상기 론지 선단(110)에 위치한 경우, 즉, 상기 용접토치(T)가 도6의 A지점에 있는 경우, 상기 이전단계(S40)를 종료하고 상기 용접헤드(10)의 임시고정을 해제한다.(S50,S60) 이는 상기 용접헤드(10)가 상기 비용접 구간(도 5의 D)이외의 상기 론지(100)의 용접구간을 유연하게 가이드하기 위해서이다.

상기 이전단계(S60)후 상기 용접헤드의 임시고정을 해제한 상태로 용접을 진행해 나간다.(S70)

상기 이전단계(S70)는 상기 최후단 론지 가이드롤러(24)가 상기 론지 후단(120)에 위치할 때까지 수행하고 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 최후단 론지 가이드롤러(24)가 상기 론지 후단(120)에 위치하면, 즉, 상기 용접토치(T)가 도 7의 B 지점에 위치하면 상기 용접헤드(10) 회동을 임시고정시킨다.(S80,S90)

종래에는 도 7의 B지점에서 용접이 종료되었고 이 때문에 도 7의 D와 같은 비용접 구간이 발생 할 것이다.

하지만, 일 실시예의 경우, 상기 이전단계(S90)후 상기 용접헤드(10)를 임시고정한 상태로 비용접 구간(도 7의 B)에 대한 용접을 수행한다.

그리고 상기 처짐방지 주판 가이드롤러(33)가 상기 론지 후단(120)과 일치하는 용접종료위치(Y)에 위치할 때까지 용접을 수행한다.(S100,S110)

본 단계(S100,S110)도 도 8에서 도시한 바와 같이 상기 최후단 론지 가이드롤러(24)와 주판 가이드롤러(32)가 각각 상기 론지(100)및 주판(200)을 가이드하지 못하는 상태이지만 상기 용접헤드(10)가 임시고정된 상태이고 상기 처짐방지 주판 가이드롤러(33)가 상기 주판(200)을 가이드하고 있기 때문에 용접헤드의 상,하 처짐 및 좌,우 벌어짐이 발생하지 않는 상태이고 이에 따라 상기 론지 후단(120)까지 용접을 수행하고 종료할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술 분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

도 1은 용접헤드의 좌,우 벌어짐을 나타내는 종래의 론지 자동용접장치의 용접헤드의 평면도이다.

도 2는 용접헤드의 상,하 처짐을 나타내는 종래의 론지 자동용접장치의 용접헤드의 측면도이다.

도 3은 비용접 구간을 나타내는 종래의 론지 자동용접장치의 용접헤드의 측면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 비용접 구간을 최소화하는 론지 자동용접장치의 일 실시예의 구성을 나타낸 평면도이다.

도 5및 도 6은 도 4에서 도시한 일 실시예가 선단 비용접 구간을 용접하는 모습을 나타낸 측면도이다.

도 7및 도 8은 도 4에서 도시한 일 실시예가 후단 비용접 구간을 용접하는 모습을 나타낸 측면도이다.

도 9는 도 4에서 도시한 일 실시예를 사용한 용접작업의 순서를 나타낸 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 용접헤드 20 : 론지 가이드롤러

30 : 주판 가이드롤러 33 : 처짐방지 주판 가이드롤러

40 : 감지수단 50 : 제어부

61 : 가압수단

Claims (4)

1. 대향하는 한 쌍의 아이들러에 각각 회동가능하게 결합되며, 양단에 론지에 접하여 회전하는 론지 가이드롤러 및 주판에 접하여 회전하는 주판 가이드롤러를 각각 구비하는 한 쌍의 용접헤드 및 상기 한 쌍의 용접헤드 사이에 위치하는 용접토치를 포함하되, 상기 용접헤드의 회동으로 인하여 상기 론지 선, 후단에서 비용접 구간을 갖는 론지 자동용접장치에 있어서,

   상기 용접헤드의 양단에 위치하는 상기 주판 가이드롤러 사이에 위치하되, 상기 주판 가이드롤러와 함께 상기 주판에 접하여 회전하도록 상기 용접헤드에 설치되는 처짐방지 주판 가이드롤러와;

   상기 용접헤드가 상기 아이들러에서 회동하지 않도록 상기 용접헤드를 임시고정하는 가압수단을 포함하는 비용접 구간을 최소화하는 론지 자동용접장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   최선단 또는 최후단 론지 가이드롤러의 론지 가이드 위치정보를 감지하는 감지수단;과

   상기 감지수단에서 감지한 론지 가이드 위치정보에 대응하여 상기 용접헤드의 임시고정 또는 해제를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비용접 구간을 최소화하는 론지 자동용접장치.
4. a)최선단 론지 가이드롤러가 론지 선단에 위치하도록 용접헤드를 이동하는 단계;

   b)상기 용접헤드가 회동하지 않도록 임시고정하는 단계;

   c)처짐방지 주판 가이드롤러가 상기 론지 선단과 일치하는 용접시작위치에 위치하도록 상기 용접헤드를 이동시키는 단계;

   d)상기 최선단 론지 가이드롤러가 상기 론지 선단에 위치할 때까지 용접을 수행하는 단계;

   e)상기 최선단 론지 가이드롤러가 상기 론지 선단에 위치하면 용접헤드의 임시고정을 해제하는 단계;

   f)최후단 론지 가이드롤러가 상기 론지 후단에 위치할 때까지 용접을 수행하는 단계;

   g)최후단 론지 가이드롤러가 상기 론지 후단에 위치하면 용접헤드가 회동하지 않도록 임시고정하는 단계; 및

   h)상기 처짐방지 주판 가이드롤러가 상기 론지 후단과 일치하는 용접종료위치에 위치할 때 까지 용접을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비용접 구간을 최소화하는 론지 자동용접방법.

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