KR101279036B1 - 필렛 전용 용접 캐리지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평 또는 곡선 형상으로 배향된 제1모재와, 상기 제1모재에 대하여 수직으로 배향된 제2모재 사이의 이음매 부위를 용접할 때 이용하고자 하는 필렛 전용 용접 캐리지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 필렛 전용 용접 캐리지는 베이스프레임; 상기 베이스프레임의 하부에, 상호 반대 방향으로 이동 가능하게 장착되며, 상기 제2모재의 양 측면상에서 구동되는 복수의 구동휠(driving wheels)과 각각의 상기 구동휠을 구동시키기 위한 구동모터를 포함하는 구동부; 및 상기 제1모재의 평면상에서 구동되는 복수의 캐스터가 각각 구비되어 있는 한 쌍의 구동프레임; 각각의 상기 구동프레임에 각각 장착되되, 상기 이음매 부위로부터 일정 간격 이격되게 장착되어 상기 이음매 부위를 용접하는 복수의 용접용 토오치(Torch)가 구비되어 있는 용접부; 및 상기 베이스프레임에 장착되어, 상기 용접부에 의한 용접과 상기 구동프레임의 구동을 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

필렛 전용 용접 캐리지 {Welding carriage for exclusively welding fillet}

본 발명은 필렛(fillet) 전용 용접 캐리지(carriage)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 수평 또는 곡선 형상으로 배향된 제1모재와 상기 제1모재에 대하여 수직으로 배향된 제2모재 사이의 이음매 부위를 용접할 때 용접 대상 이음매 부위의 양측을 설정된 속도로 이동하면서 한꺼번에 균등한 치수로 또는 다른 치수로 선택적으로 용접할 수 있는 필렛 전용 용접 캐리지에 관한 것이다.

일반적으로 선박에서의 용접 공정은 전체 선박 건조 공정의 절반 이상을 차지하는 중요한 공정 중의 하나이다. 선박의 제작과정은 여러 형상의 선체 블록들을 독립적으로 제작한 후, 이들 선체 블록들을 도크에서 서로 결합하는 방식으로 이루어진다.

그러나, 선박 제작 과정 중에 필수적인 용접 작업은 열악한 작업환경(용접 Fume, Spatter, 용접열 등)으로 인하여 3D 기피 현상에 따른 숙련된 용접사의 구인난 및 작업자 고령화 추세에 효과적으로 대처하기 위해서 용접자동화는 반드시 필요하다.

특히, 선박 제작 과정 중에 요구되는 용접 작업은 대체로 수평으로 배향된 모재(제1모재)와 그 위에서 대체로 수직으로 배향된 모재(제2모재) 사이의 이음매 부분, 즉, T형과 같이 부재가 직교하는 부분에 대한 용접이 필수적으로 요구된다.

그러나, 현재까지의 공지된 필렛 전용 용접 캐리지는 그 구동이 대체로 수직으로 배향된 모재의 상면 또는 대체로 수평으로 배향된 모재 상에서 이루어지므로 용접 부위에 대한 정확한 타켓화가 이루어지지 않고 있다(특허문헌 1 참조)

뿐만 아니라 현재까지의 공지된 필렛 전용 용접 캐리지는 수평으로 배향된 모재가 그 형상을 달리할 때, 즉, 원호 형상일 때에는 작업하기가 곤란한 한계가 있었다(특허문헌 1 내지 3 참조).

한국등록실용신안 제20-0175956호 (2000년 1월 12일 등록, 고안의 명칭 "수평 또는 수직 이동식 자동 용접장치용 보조장치", 특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1060004호 (2011년 8월 22일 등록, 발명의 명칭 "캐리지 및 이를 구비한 자동용접장치", 특허문헌 2) 한국등록실용신안 제20-0418906호 (2006년 6월 8일 등록, 고안의 명칭 "필렛 용접장치의 주행 및 위빙 제어구조", 특허문헌 3)

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 대체로 수평으로 배향된 제1모재와 상기 제1모재에 대하여 대체로 수직으로 배향된 모재 사이의 이음매 부위를 용접할 때 용접 대상 이음매 부위의 양측을 설정된 속도로 이동하면서 한꺼번에 균등한 치수로 또는 다른 치수로 선택적으로 용접할 수 있는 필렛 전용 용접 캐리지를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 수평 또는 곡선 형상으로 배향된 제1모재와 상기 제1모재에 대하여 수직으로 배향된 제2모재 사이의 이음매 부위를 용접할 때 상기 제1모재의 경사각에 순응하여 용접 대상 이음매 부위의 양측을 설정된 속도로 이동하면서 한꺼번에 균등한 치수로 또는 다른 치수로 선택적으로 용접할 수 있는 필렛 전용 용접 캐리지를 제공하는 데에 있다.

상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

수평 또는 곡선 형상으로 배향된 제1모재와, 상기 제1모재에 대하여 수직으로 배향된 제2모재 사이의 이음매 부위를 용접할 때 이용하고자 하는 필렛 전용 용접 캐리지로서,

베이스프레임;

상기 베이스프레임의 하부에, 상호 반대 방향으로 이동 가능하게 장착되며, 상기 제2모재의 양 측면상에서 구동되는 복수의 구동휠(driving wheels)과 각각의 상기 구동휠을 구동시키기 위한 구동모터를 포함하는 구동부; 및 상기 제1모재의 평면상에서 구동되는 복수의 캐스터가 각각 구비되어 있는 한 쌍의 구동프레임;

각각의 상기 구동프레임에 각각 장착되되, 상기 이음매 부위로부터 일정 간격 이격되게 장착되어 상기 이음매 부위를 용접하는 복수의 용접용 토오치(Torch)가 구비되어 있는 용접부; 및

상기 베이스프레임에 장착되어, 상기 용접부에 의한 용접과 상기 구동프레임의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 필렛 전용 용접 캐리지를 제공한다.

각각의 상기 구동프레임의 상부에는 상호 반대 방향으로 나사산이 형성되어 있고 상기 베이스프레임에는 상기 구동프레임측 나사산의 일부 또는 전부와 나사산 결합되는 구동샤프트가 장착되어 있어, 상기 구동샤프트의 일방향 회전에 의해 각각의 상기 구동프레임이 서로에 대하여 가까워지는 방향 또는 서로에 대하여 멀어지는 방향으로 이동한다.

각각의 상기 구동휠은 각각의 상기 구동프레임이 서로에 대하여 가까워지는 방향으로 이동 및 가압됨으로써 상기 제2모재의 양 측면상에 가압된 상태로 접촉하여 구동한다.

각각의 상기 구동휠에는 구동축으로 높이가 다르게 체인기어가 각각 구비되어 있고, 각각의 상기 체인기어는 체인에 의해 구동모터와 연결되어 구동한다.

상기 베이스프레임의 상부에는 콘트롤박스 수납 프레임이 형성되어 있고, 상기 콘트롤박스 수납 프레임에는 상기 제어부에서의 제어를 위한 콘트롤박스가 수납된다.

상기 콘트롤박스 수납 프레임의 상부에는, 상기 용접용 와이어를 상기 용접부로 연속적으로 공급하기 위한 용접 와이어 스풀(welding wire spool)이 교체 가능하게 장착된다.

상기 용접부는 용접 와이어, 토오치 및 상기 토오치의 각도와 위치를 조정하기 위한 토오치 각도 및 위치 조정구를 포함하며, 상기 토오치 각도 및 위치 조정구는, 상기 구동프레임에 대하여 수평 방향으로 이동 가능하게 장착되어 있는 토오치 거리 조절 블록과; 상기 토오치 거리 조절 블록에 대하여 수직으로 이동 가능하게 장착되어 있는 토오치 높이 조절 블록과; 상기 토오치 높이 조절 블록에 결합되어 상기 토오치를 상기 이음매 부위로 배향되게 고정시키는 토오치 클램프를 포함하여 이루어진다.

상기 토오치 거리 조절 블록은, 상기 구동프레임에 장착되는 X축 하우징 블록과; 상기 X축 하우징 블록에 대하여 수평으로 슬라이딩 가능하게 장착되어 있는 X축 슬라이드 블록을 포함하여 이루어지고, 상기 토오치 높이 조절 블록은, 상기 X축 슬라이드 블록에 장착되는 Y축 하우징 블록과; 상기 Y축 하우징 블록에 대하여 수직으로 슬라이딩 가능하게 장착되어 있는 Y축 슬라이드 블록을 포함하여 이루어지며, 상기 토오치 클램프는 상기 Y축 슬라이드 블록에 대하여 각도 조정이 가능하게 장착된다.

각각의 상기 구동프레임의 하부에는, 상기 캐스터 보다 외곽에 상기 용접 캐리지의 전체적인 균형을 맞추기 위해 각각이 높이 조절이 가능하도록 구성된 복수의 슬라이드 캐스터가 구비된다.

각각의 상기 슬라이드 캐스터는, 상기 구동프레임의 하부에 장착되어 있는 Y축 슬라이드 블록과; 상기 Y축 슬라이드 블록에 대하여 수직으로 슬라이딩 가능하게 장착되어 있는 Y축 하우징 블록을 포함하여 이루어진 높이조절부재를 포함하며, 상기 하우징 블록의 하부에 바퀴가 장착된다.

또한, 각각의 상기 슬라이드 캐스터의 사방 중의 일부 또는 전부에는 상기 Y축 슬라이드 블록에 대한 상기 Y축 하우징 블록의 높이를 표시하는 표시수단이 구비된다.

상기 슬라이드 캐스터는 슬라이드 브라켓의 도움으로 상기 구동프레임의 하부에 장착된다.

본 발명에 의하면, 수평 또는 곡선 형상으로 배향된 제1모재와 수직으로 배향된 제2모재 사이의 이음매 부위, 즉, 대체로 수직으로 배향된 제2모재의 양 이음매 부위를 한꺼번에 용접할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 제2모재의 양 측면상에서 구동휠에 의한 전후진 구동이 이루어지게 되므로 대체로 상기 제모재의 경사각에 무관하게 상기한 모재들 사이의 이음매 부위를 신뢰성 있게 용접할 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 의하면, 상기 제2모재의 양 측면상에서 구동되는 구동휠에 더하여 캐스터가 설치되는 부위의 외곽으로 높이 조절이 가능하게 슬라이드 캐스터가 장착되므로 상기한 구동휠과 더불어 또는 단독으로 본 발명에 따른 필렛 전용 용접 캐리지의 균형을 맞출 수 있어 보다 상기한 모재들 사이의 이음매 부위를 보다 신뢰성 있게 용접할 수 있는 효과가 있다. 즉, 상기한 슬라이드 캐스터에 의해 상기 제1모재의 경사각, 예를 들어 단면 형상이 원호 형상이거나 타원형 형상 중의 일부 형상을 가지더라도 그 형상에 구애받지 않으면서 상기한 모재들 사이의 이음매 부위를 보다 신뢰성 있게 용접할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 필렛 전용 용접 캐리지의 후면 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 필렛 전용 용접 캐리지의 일부 구성을 생략한 프레임 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 필렛 전용 용접 캐리지의 우측면 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 필렛 전용 용접 캐리지의 일부 구성을 생략한 프레임 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 필렛 전용 용접 캐리지에서 베이스프레임에 대한 구동프레임의 작동 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에서 사용되는 우측 구동부를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 구동휠의 단면을 나타낸 도면으로, 특히 도 7의 (a)는 도 6의 A-A 단면도(선행 구동휠)이고, 도 7의 (b)는 도 6의 B-B 단면도(후행 구동휠)이다.
도 8은 도 6에 도시된 구동부에서 각각의 구동휠과 모터 그리고 체인의 도움으로 상기 모터에 의해 구동되는 구동휠의 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 필렛 전용 용접 캐리지의 용접부에서 사용되는 토오치 각도 및 위치 조정구를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 토오치 각도 및 위치 조정구를 다른 각도에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 9 및 도 10에 도시된 토오치 각도 및 위치 조정구에서 X축 슬라이드 블록에 대하여 X축 하우징 블록 또는 Y축 슬라이드 블록에 대하여 Y축 하우징이 고정되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 필렛 전용 용접 캐리지에서 이의 균형을 맞추기 위해 사용되는 슬라이드 캐스터를 나타낸 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 슬라이드 캐스터를 다른 각도에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 14는 도 12 및 도 13에 도시된 슬라이드 캐스터에서 Y축 슬라이드 블록에 대하여 Y축 하우징 블록이 고정되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 필렛 전용 용접 캐리지에서 상기 슬라이드 캐스터의 안쪽에 설치되는 캐스터를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1에는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 필렛 전용 용접 캐리지의 후면 모습이 개략적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 필렛 전용 용접 캐리지의 일부 구성을 생략한 프레임 구성이 개략적으로 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1에 도시된 필렛 전용 용접 캐리지의 우측면 모습이 개략적으로 도시되어 있고, 도 4에는 도 3에 도시된 필렛 전용 용접 캐리지의 일부 구성을 생략한 프레임 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 이상 및 이하에서, 필렛 전용 용접 캐리지의 전체를 언급하면서 함께 사용되는 표현 중 전면 또는 전방, 후면 또는 후방, 우측면 또는 우측방, 좌측면 또는 좌측방은 이 기기의 진행 방향을 기준으로 한 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 용접 캐리지의 후면이라 함은 그 후면의 반대편으로 용접 캐리지가 전진하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 필렛 전용 용접 캐리지는 베이스프레임(10), 한 쌍의 구동프레임(30), 용접부(50) 그리고 제어부를 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 중 "제1모재"는 대체로 수평으로 배향되거나 곡선 형상으로 배향된 모재를 의미하고, "제2모재"는 상기 제1모재에 대하여 대체로 수직으로 배향된 모재를 의미한다. 즉, 도 1에서와 같이 일점쇄선으로 도시된 곡선 형상의 면 또는 그 위에 실선으로 도시된 직사각형 모양의 모재가 제1모재가 되는 것이고, 실선으로 도시된 직사각형 모양의 모재에 대하여 수직으로 배향되어 있는 일점쇄선으로 도시되어 있는 모재가 제2모재가 되는 것이다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어 제1모재는 달리 명시하지 않는 한 수평으로 배향된 모재와 곡선 형상으로 배향된 모재 둘 모두를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 따른 필렛 전용 용접 캐리지는 제1모재와 제2모재 사이의 이음매 부위를 용접의 대상으로 한다.

다시 도 1 내지 도 4를 참조하여, 베이스프레임(10)의 하부에는 도시된 바와 같이 한 쌍의 구동프레임(30)이 장착된다. 이때, 각각의 구동프레임(30a, 30b 또는 30)은 베이스프레임(10)의 도면상 우측에 장착되어 있는 핸들(12) 조작에 의해 서로에 대하여 가까워지는 방향 또는 멀어지는 방향으로 구동되게 장착된다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술된다.

또한, 각각의 구동프레임(30)에는 도시된 바와 같이 상기한 제2모재의 양 측면상에서 구동되는 4개의 구동휠(32a, 32b 또는 32)이 장착된다. 이 중에서 2개의 구동휠(32a)은 각각의 구동프레임(30)의 전방에 상호 대칭되는 위치에 장착되고, 나머지 2개의 구동휠(32b)은 각각의 구동프레임(30)의 후방에 상호 대칭되는 위치에 각각 장착된다.

이러한 구동휠(32)은 상기한 핸들(12)의 조작에 의해 각각의 구동프레임(30)이 서로에 대하여 가까워지는 방향으로 이동하게 되면 제2모재의 양 측면에 밀착되어 대체로 수직으로 배향된 제2모재의 측면에 대한 마찰력에 의해 용접 캐리지가 전방 또는 후방으로 구동되게 한다. 이러한 구동휠(32)에 의해서는 각각의 구동프레임(30)이 서로에 대하여 최대로 가까워지는 거리가 제한되고, 이와 함께 상호간에 대칭적으로 밀착되는 그 힘과 용접 캐리지 자체의 하중에 의해 수평으로 배향되지 않은, 예를 들어 곡선 형상으로 배향된 제1모재의 경우에도 제1모재와 제2모재 사이의 이음매 부위에 대한 후술되는 토오치의 거리를 일정하게 유지시킨 상태에서 그 이음매 부위를 용접할 수 있게 한다.

또한, 각각의 구동프레임(30)에는 도시된 바와 같이 각각 2개씩, 총 4개의 토오치(52)를 구비한 용접부(50)가 장착된다. 여기서, 토오치(52)들은 각각 선택적으로 조작될 수 있게 구성된다. 즉, 토오치(52)들은 대체로 수직으로 배향된 제2모재의 양 이음매 부위 중의 어느 한 이음매 부위, 또는 양 이음매 부위 모두를 이동하면서 선택적으로 또는 양편에서 한꺼번에 용접할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 제1모재와 제2모재 사이의 이음매 부위 중 도면상 우측의 이음매 부위만을 용접하고자 할 때에는 도면상 우측의 구동프레임(30a)에 장착되어 있는 토오치(52) 중의 하나 또는 둘 모두를 작동시켜 그 이음매 부위를 용접한다. 이러한 용접부(50)에서의 토오치 경사각 및 그 위치 조정에 대한 방식은 후술된다.

또한, 각각의 구동프레임(30)의 하부에는 도면부호 62로 도시되어 있는 캐스터가 전방 및 후방에 각각 1개씩 장착되고, 도면부호 64로 도시되어 있는 높이 조절이 가능한 슬라이드 캐스터가 상기한 캐스터(62)의 외곽으로 전방 및 후방에 각각 1개씩 장착된다. 후자의 슬라이드 캐스터(62)에 대한 높이 조절 구조 및 그 방법에 상세한 설명은 대해서는 후술된다.

베이스프레임(10)의 상부에는 콘트롤박스 수납 프레임(70)이 설치되고, 그 콘트롤박스 수납 프레임(70)에는 상기한 구동휠(32), 용접부(50)의 전체적인 조작을 위한 제어부로서의 콘트롤박스(72)가 장착된다.

콘트롤박스 수납 프레임(70)의 상부에는 특히 도 3에 도시된 바와 같이 용접용 와이어를 상기한 용접부(50)로 연속적으로 공급하기 위한 용접 와이어 스풀(welding wire spool)이 교체 가능하게 장착된다. 이를 위해 도면부호 90으로 도시되어 있는 와이어 스풀 브라켓이 콘트롤박스 수납 프레임(70)의 양편에 각각 2개씩 장착된다. 즉, 도면을 볼 때, 도 3 및 도 4에 도시된 각각의 용접 와이어 스풀(92)에 용접 와이어가 감겨있고, 그 용접 와이어 스풀(92)에 감겨있는 용접 와이어가 도 1에 도면부호 51로 도시되어 있는 연결부의 내부를 통해 각각의 토오치(52)의 끝단까지 공급되는 구조인 것으로 보아야 할 것이다.

이하에서는, 상기한 각 구성들의 세부적인 구성의 예와 그 작동 또는 조작 방법이 도 5 내지 도 15를 참조하여 상술된다.

먼저, 도 5에는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 필렛 전용 용접 캐리지에서 베이스프레임에 대한 구동프레임의 작동 모습이 개략적으로 도시되어 있다. 이 도면에서 각각의 구동프레임(30a, 30b 또는 30)의 전체 모습은 이점쇄선으로 도시되어 있고, 베이스프레임(10)에 실질적으로 장착되는 구동프레임(30) 부분은 이점쇄선 내의 실선으로 표시하였다. 또한, 이 도면에서는 구성들간의 중첩으로 인한 복잡성을 피하기 위하여 베이스프레임(10)의 세부적인 모습은 생략되어 있다.

도 1 내지 4와 함께 도 5를 참조하면, 베이스프레임(10)에는 도시된 바와 같이 메인샤프트(14)가 구비되고, 상기 메인샤프트(14)의 양 측면으로 가이드샤프트(18)가 각각 구비되어 있다. 구체적으로 도시되어 있지는 않지만, 상기 메인샤프트(14)의 도면상 좌측 부분과 도면상 우측 부분은 상호 반대 방향으로 나사산이 형성된다. 이들 메인샤프트(14)와 가이드샤프트(18)의 양 끝단은 베어링 지지체(16a, 16b)(19a, 19b)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 메인샤프트(14)의 회전 조작은 도면부호 12로 도시되어 있는 핸들에 의해 수동으로 이루어진다. 물론, 본 명세서를 완벽하게 숙지한 당업자라면 핸들(12) 대신에 모터에 의해 자동으로 조작되게 할 수 있을 것이다.

상기 메인샤프트(14)에 축 이동 가능하게 장착되는 구동프레임(30) 부분에는 도시되어 있지는 않지만 상기 메인샤프트(14)에 형성된 나사산과 같은 방향으로 나사산이 형성된 너트 조립체가 구비된다. 즉, 메인샤프트(14)에 결합되는 각각의 구동프레임(30a, 30b) 부분에는 서로 반대 방향으로 나사산이 형성된 너트 조립체가 구비되어 메인샤프트(14)의 회전에 따라 서로에 대하여 가까워지는 방향으로 또는 서로에 대하여 멀어지는 방향으로 각각의 구동프레임(30a, 30b)이 이동하게 되는 것이다. 또한, 구동프레임(30a, 30b)은 베이스프레임(10)에 구비되어 있는 가이드샤프트(18)에 의해 그 이동이 틀어짐 없이 안정적으로 이루어지게 된다. 이를 위해, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 가이드샤프트(18)에 장착되는 구동프레임(30a, 30b) 부분에는 가이드공이 구비된다.

이와 같은 구성에 의해 각각의 구동프레임(30a, 30b)이 핸들(12)의 회전 조작에 의해 상호 가까워지는 방향으로 구동되고, 이와 같은 구동프레임(30)의 구동에 의해 상기한 복수의 구동휠(32)이 대체로 수직으로 배향된 제2모재의 양 측면상에 밀착 및 가압되어 전진 또는 후진 구동하게 되는 것이다.

도 6에는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 필렛 전용 용접 캐리지에 적용되어 있는 우측 구동부가 개략적으로 도시되어 있으며, 도 7에는 도 6의 선행 구동휠과 후행 구동휠의 단면이 개략적으로 도시되어 있고, 도 8에는 도 6에 도시된 구동부에서 각각의 구동휠과 모터 그리고 체인의 도움으로 상기 모터에 의해 구동되는 구동휠의 모습이 도시되어 있다. 이들 도면에는 구성의 복잡성을 피하기 위하여 우측 구동부만이 일례로 도시되어 있지만, 사실상 이와 대칭되는 구성으로 좌측 구동부도 형성되어 있다고 여겨져야 할 것이다.

도 1과 함께 도 6 내지 도 8을 참조하면, 각각의 구동휠(32a, 32b 또는 32)은 구동모터(M)의 구동에 의해 각각 구동된다. 선행하는 구동휠(32a)과 후행하는 구동휠(32b) 사이에는 용접할 때 금속 입자가 튀지 못하도록 스패터 커버(spatter cover)가 장착된다.

선행하는 구동휠(32a)은 도 7의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 후행하는 구동휠(32b) 보다 상대적으로 낮은 위치에 체인기어(34a)를 갖는다. 반대로, 후행하는 구동휠(32b)은 선행하는 구동휠(32a) 보다 상대적으로 높은 위치에 체인기어(34b)를 갖는다. 선행하는 구동휠(32a)에는 도면상 위아래로 바퀴 부분을 가지며, 후행하는 구동휠(32b)에는 도면상 윗부분만 바퀴 부분을 갖는다. 각각의 바퀴 부분은 각각의 체인기어(34a, 34b)에 의한 축 회전에 의해 함께 회전하게 된다.

선행하는 구동휠(32a)은 도 8에 도시된 바와 같이 상대적으로 낮은 위치에 구비되어 있는 체인기어(34a)의 도움으로 구동모터(M)와 상대적으로 낮은 위치의 구동축 연결 부분과 체인(36a)에 의해 동력 연결되어 구동되고, 후행하는 구동휠(32b)은 상대적으로 높은 위치에 구비되어 있는 체인기어(34b)의 도움으로 구동모터(M)와 상대적으로 높은 위치의 구동축 연결 부분과 체인(36a)에 의해 동력 연결되어 구동된다. 즉, 1개의 구동모터(M)에 의해 선행하는 구동휠(32a)과 후행하는 구동휠(32b) 모두가 구동되는 것이다. 이때, 구동모터(M)와 후행하는 구동휠(32b)을 동력 연결하는 체인(36b)은 도 8에 도시된 바와 같이 방향전환용 휠(35a, 35b)에 의해 그 방향이 전환되어 동력 전달이 이루어지게 한다. 구동모터(M)와 구동휠(32)을 동력 연결하는 체인(36)은 도시된 바와 같은 텐셔너(38a, 38b 또는 38)에 의해 그 인장력이 유지된다.

이상에서는 우측 구동부만이 도시되고 설명되었으나, 좌측 구동부는 우측 구동부와 대칭되는 구성되어 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. 또한, 이와 같이 구성된 구동부는 제어부에 의해 제어되어 구동된다.

도 9에는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 필렛 전용 용접 캐리지의 용접부에서 사용되는 토오치 각도 및 위치 조정구가 개략적으로 도시되어 있고, 도 10에는 도 9에 도시된 토오치 각도 및 위치 조정구를 다른 각도에서 바라본 모습이 개략적으로 도시되어 있으며, 도 11에는 도 9 및 도 10에 도시된 토오치 각도 및 위치 조정구에서 X축으로 또는 Y축으로 슬라이드 블록에 대하여 하우징 블록이, 또는 하우징 블록에 대하여 슬라이드 블록이 고정되는 모습이 도시되어 있다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기한 용접부에는 토오치의 각도와 그 위치를 조정할 수 있는 토오치 각도 및 위치 조정구(50)가 구비된다. 이러한 토오치 각도 및 위치 조정구(50)는 구동프레임(30)의 측면에 장착된다.

이러한 토오치 각도 및 위치 조정구(54)는 구동프레임(30)에 대하여 X축으로 용접 대상 이음매 부위로 거리를 조정할 수 있는 토오치 거리 조절 블록(56)과 상기한 거리 조절 블록(56)에 대하여 Y축으로 높이를 조정할 수 있는 토오치 높이 조절 블록(58)을 갖는다. 상기한 높이 조절 블록(58)에 대하여는 토오치(52)를 클램핑하면서 토오치(52)의 각도를 조정할 수 있는 토오치 클램프(60)가 Y축상에서 각도 조절이 가능하게 장착된다.

토오치 거리 조절 블록(56)은 도시된 바와 같이 X축 하우징 블록(56b)이 브라켓(55)의 도움으로 구동프레임(30)에 고정 결합된다. 본 실시예에서는 브라켓(55)로부터 연장 결합되어 있는 원형의 연장부(55a)와 토오치 거리 조절 블록(56)에 형성된 너트부(56c)의 결합에 의해 구동프레임(30)에 결합되어 있으나, 본 명세서를 완벽하게 숙지한 당업자라면 이의 다양한 결합 방식을 고려할 수 있을 것이다.

상기 토오치 거리 조절 블록(56)에 구비되어 있는 X축 하우징 블록(56b)에는 도시된 바와 같이 손잡이와 함께 스크루(56d)가 회전 가능하게 결합된다.

한편, 상기한 토오치 높이 조절 블록(58)에는 도시된 바와 같이 Y축 하우징 블록(58b)이 구비되고, 그 내부에는 스크루(58d)가 손잡이와 함께 회전 가능하게 결합된다. 상기 토오치 높이 조절 블록(58)에 구비되어 있는 Y축 하우징 블록(58d)에는 X축 하우징 블록(56b)의 내부에 구비되어 있는 스크루(56d)의 회전에 의해 X축 하우징 블록(56b)의 내부에서 X축으로 이동 가능한 X축 슬라이드 블록(56a)이 결합된다.

즉, 토오치 거리 조절 블록(56)에 구비되어 있는 스크루(58d)의 회전 조작에 의해 상기 스크루(58d)와 회전 가능하게 결합되어 있는 X축 슬라이드 블록(56a)이 X축을 따라 이동하게 되고, 이로써 X축 슬라이드 블록(56a)에 결합되어 있는 높이 조절 블록(58) 전체가 X축 상에서 이동하게 되는 것이다.

토오치 높이 조절 블록(56)의 Y축 하우징 블록(58b)의 내부에 구비되어 있는 스크루(58d)는 도시된 바와 같이 상기 스크루(58d)의 회전 방향에 따라 상하 방향으로 이동하는 Y축 슬라이드 블록(58a)이 구비된다. 상기 Y축 슬라이드 블록(58a)에는 특히 도 10에 도시된 바와 같이 도면부호 60d로 도시되어 있는 브라켓의 도움으로 토오치 클램프(60)가 결합된다. 토오치 클램프(60)는 도면부호 60d에 형성되어 있는 원통형의 연결부재(50c)와 토오치 클램프(60)에 형성되어 있는 너트부(60c)의 회전 가능한 결합에 의해 Y축 선상에서 각도 조절이 가능하게 구성된다. 토오치(52)는 나사 조립에 의한 클램프 부재(60a, 60b)에 의해 클램핑된다.

상기한 토오치 거리 조절 블록(56)과 토오치 높이 조절 블록(58)에 마련되어 있는 X축 하우징 블록(56b)과 X축 슬라이드 블록(50a), Y축 하우징 블록(58b)과 Y축 슬라이드 블록(58a)은 도 11에 도시된 바와 같이 볼트(56f, 58f)와 너트(56g, 58g)의 조립 그리고 이들에 의한 슬라이드 라이너(56e, 58e)의 강제 압박에 의해 그 고정이 완결되어 토오치(52)의 거리 및 높이 조절이 완료된다.

도 12에는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 필렛 전용 용접 캐리지에서 이의 균형을 맞추기 위해 사용되는 슬라이드 캐스터가 개략적으로 도시되어 있고, 도 13에는 도 12에 도시된 슬라이드 캐스터를 다른 각도에서 바라본 모습이 도시되어 있으며, 도 14에는 도 12 및 도 13에 도시된 슬라이드 캐스터에서 Y축 슬라이드 블록에 대하여 Y축 하우징 블록이 고정되는 모습이 도시되어 있다.

도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 필렛 전용 용접 캐리지의 구동프레임(30)에 장착되는 슬라이드 캐스터(64)는 상기한 바와 같이 용접 캐리지의 전체적인 균형을 맞추기 위해 각각 높이 조절이 가능하게 사방으로 4개가 장착된다. 본 실시예에서는 4개의 슬라이드 캐스터(64)가 하나의 세트로 구동프레임(30)에 장착되어 있지만, 이동 방향을 기준으로 적어도 하나씩 총 2개의 슬라이드 캐스터(64)로도 그 기능을 수행할 수 있음은 물론이다.

이러한 슬라이드 캐스터(64)는 특히 도 12에 도시된 바와 같이 실질적으로 구동프레임(64c)에 장착되는 브라켓(64c)의 도움으로 구동프레임(30)에 전체가 장착된다. 슬라이드 캐스터(64)는 화살표로 도시된 바와 같이 상하로 높이 조절이 가능하게 하는 높이조절부재를 포함한다.

높이조절부재는 도면부호 64a로 도시되어 있는 Y축 하우징 블록과 상기 브라켓(64c)에 결합되어 고정되어 있는 Y축 슬라이드 블록(64b)을 포함한다. 도면부호 64로 도시되어 있는 Y축 하우징 블록의 내부에는 특히 도 13에 도시된 바와 같이 상기 Y축 하우징 블록(64a)의 내부에서 회전 가능한 스크루(64e)가 배치되고, 상기 스크루(64e)는 특히 도 12에 도시된 바와 같이 상기 Y축 슬라이드 블록(64b)에 회전 가능하게 결합된다. 이러한 결합 모습은 도 14에 잘 나타나 있다. 보다 구체적으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 도면부호 64a로 도시되어 있는 부품이 Y축 하우징 블록이고, 도면부호 64e로 도시되어 있는 부품이 그 안에서 회전 가능하게 배치되는 스크루이며, 스크루(64e)에 대하여 회전 가능하게 결합되어 있는 도면부호 64b의 부품이 도 12에서 확인되는 Y축 슬라이드 블록인 것이다. 즉, 본 발명에서 사용되는 슬라이드 캐스터(64)는 도 12 및 도 13에 도시된 손잡이 부분에 의한 회전 조작에 의해 스크루(64e)가 회전하게 되고, 그에 따라 브라켓(64c)에 고정 설치되어 있는 Y축 술라이드 블록(64b)에 대하여 도면부호 64a로 도시되어 있는 Y축 하우징 블록이 화살표와 같이 상하 방향으로 이동하게 되는 것이다.

이때, Y축 슬라이드 블록(64b)과 Y축 하우징 블록(64a)은 도 14에 도시된 바와 같이 볼트(64f)와 너트(64g)의 조립 그리고 이들에 의한 슬라이드 라이너(64h)의 강제 압박에 의해 그 고정이 완결되어 슬라이드 캐스터(64)의 높이 조절이 견고하게 이루어지게 된다.

비록, 도면에는 표시되어 있지 않지만, 바람직하게는 상기 슬라이드 캐스터(64)의 사방 중의 일부 또는 전부에는 상기 Y축 슬라이드 블록(64b)에 대한 상기 Y축 하우징 블록(64a)의 높이를 표시하는 표시수단이 부착된다. 이러한 표시 수단의 예로 Y축 하우징 블록(64a)에는 통상의 자를 수직으로 부착하고, Y축 슬라이드 블록(64a)에는 그 기준선이 마련되는 형태로 제공될 수도 있다.

도 15에는 본 발명에서 사용될 수 있는 캐스터(62)의 모습이 도시되어 있다. 이러한 캐스터(62)는 다양할 수 있으며, 통상의 것이어도 무방할 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 베이스프레임
12 : 핸들
14 : 메인샤프트
16a, 16b, 19a, 19b : 베어링 지지체
18 : 가이드샤프트
30, 30a, 30b : 구동프레임
32, 32a, 32b : 구동휠
34a, 34b : 체인기어
35a, 35b : 방향전환용 휠
36a, 36b : 체인
38a, 38b 또는 38 : 텐셔너
50 : 용접부
52 : 토오치 클램프
54 : 토오치 각도 및 위치 조정구
55 : 브라켓
56 : 토오치 거리 조절 블록
56a : X축 슬라이드 블록
56b : X축 하우징 블록
56d : 스크루
56e : 슬라이드 라이너
58 : 높이 조절 블록
58a : Y축 슬라이드 블록
58b : Y축 하우징 블록
58d : 스크루
58e : 슬라이드 라이너
60 : 토오치 클램프
60a, 60b : 클램프 부재
62 : 캐스터
64 : 슬라이드 캐스터
64a : Y축 하우징 블록
64b : Y축 슬라이드 블록
64c : 브라켓
64e : 스크루
64f : 볼트
64g : 너트
64h : 슬라이드 라이너
70 : 콘트롤박스 수납 프레임
72 : 콘트롤박스
90 : 와이어 스풀 브라켓
92 : 용접 와이어 스풀

Claims (13)

1. 수평 또는 곡선 형상으로 배향된 제1모재와, 상기 제1모재에 대하여 수직으로 배향된 제2모재 사이의 이음매 부위를 용접할 때 이용하고자 하는 필렛 전용 용접 캐리지로서,
   베이스프레임;
   상기 베이스프레임의 하부에, 상호 반대 방향으로 이동 가능하게 장착되며, 상기 제2모재의 양 측면상에서 구동되는 복수의 구동휠(driving wheels)과 각각의 상기 구동휠을 구동시키기 위한 구동모터를 포함하는 구동부; 및 상기 제1모재의 평면상에서 구동되는 복수의 캐스터가 각각 구비되어 있는 한 쌍의 구동프레임;
   각각의 상기 구동프레임에 각각 장착되되, 상기 이음매 부위로부터 일정 간격 이격되게 장착되어 상기 이음매 부위를 용접하는 복수의 용접용 토오치(Torch)가 구비되어 있는 용접부; 및
   상기 베이스프레임에 장착되어, 상기 용접부에 의한 용접과 상기 구동프레임의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지되,
   각각의 상기 구동프레임의 하부에는, 상기 캐스터 보다 외곽에 상기 용접 캐리지의 전체적인 균형을 맞추기 위해 각각이 높이 조절이 가능하도록 구성된 복수의 슬라이드 캐스터가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 필렛 전용 용접 캐리지.
2. 청구항 1에 있어서,
   각각의 상기 구동프레임의 상부에는 상호 반대 방향으로 나사산이 형성되어 있고,
   상기 베이스프레임에는 상기 구동프레임측 나사산의 일부 또는 전부와 나사산 결합되는 구동샤프트가 장착되어 있어,
   상기 구동샤프트의 일방향 회전에 의해 각각의 상기 구동프레임이 서로에 대하여 가까워지는 방향 또는 서로에 대하여 멀어지는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 필렛 전용 용접 캐리지.
3. 청구항 1에 있어서,
   각각의 상기 구동휠은 각각의 상기 구동프레임이 서로에 대하여 가까워지는 방향으로 이동 및 가압됨으로써 상기 제2모재의 양 측면상에 가압된 상태로 접촉하여 구동하는 것을 특징으로 하는 필렛 전용 용접 캐리지.
4. 청구항 3에 있어서,
   각각의 상기 구동휠에는 구동축으로 높이가 다르게 체인기어가 각각 구비되어 있고, 각각의 상기 체인기어는 체인에 의해 구동모터와 연결되어 구동하는 것을 특징으로 하는 필렛 전용 용접 캐리지.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 베이스프레임의 상부에는 콘트롤박스 수납 프레임이 형성되어 있고, 상기 콘트롤박스 수납 프레임에는 상기 제어부에서의 제어를 위한 콘트롤박스가 수납되어 있는 것을 특징으로 하는 필렛 전용 용접 캐리지.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 콘트롤박스 수납 프레임의 상부에는, 상기 용접용 와이어를 상기 용접부로 연속적으로 공급하기 위한 용접 와이어 스풀(welding wire spool)이 교체 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 필렛 전용 용접 캐리지.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 용접부는 용접 와이어, 토오치 및 상기 토오치의 각도와 위치를 조정하기 위한 토오치 각도 및 위치 조정구를 포함하는 것을 특징으로 하는 필렛 전용 용접 캐리지.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 토오치 각도 및 위치 조정구는,
   상기 구동프레임에 대하여 수평 방향으로 이동 가능하게 장착되어 있는 토오치 거리 조절 블록과;
   상기 토오치 거리 조절 블록에 대하여 수직으로 이동 가능하게 장착되어 있는 토오치 높이 조절 블록과;
   상기 토오치 높이 조절 블록에 결합되어 상기 토오치를 상기 이음매 부위로 배향되게 고정시키는 토오치 클램프를 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 필렛 전용 용접 캐리지.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 토오치 거리 조절 블록은,
   상기 구동프레임에 장착되는 X축 하우징 블록과;
   상기 X축 하우징 블록에 대하여 수평으로 슬라이딩 가능하게 장착되어 있는 X축 슬라이드 블록을 포함하여 이루어지고,
   상기 토오치 높이 조절 블록은,
   상기 X축 슬라이드 블록에 장착되는 Y축 하우징 블록과;
   상기 Y축 하우징 블록에 대하여 수직으로 슬라이딩 가능하게 장착되어 있는 Y축 슬라이드 블록을 포함하여 이루어지며,
   상기 토오치 클램프는 상기 Y축 슬라이드 블록에 대하여 각도 조정이 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 필렛 전용 용접 캐리지.
10. 삭제
11. 청구항 1에 있어서,
    각각의 상기 슬라이드 캐스터는,
    상기 구동프레임의 하부에 장착되어 있는 Y축 슬라이드 블록과; 상기 Y축 슬라이드 블록에 대하여 수직으로 슬라이딩 가능하게 장착되어 있는 Y축 하우징 블록을 포함하여 이루어진 높이조절부재를 포함하며,
    상기 Y축 하우징 블록의 하부에 바퀴가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 필렛 전용 용접 캐리지.
12. 청구항 11에 있어서,
    각각의 상기 슬라이드 캐스터의 사방 중의 일부 또는 전부에는 상기 Y축 슬라이드 블록에 대한 상기 Y축 하우징 블록의 높이를 표시하는 표시수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 필렛 전용 용접 캐리지.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬라이드 캐스터는 슬라이드 브라켓의 도움으로 상기 구동프레임의 하부에 장착되는 것을 특징으로 하는 필렛 전용 용접 캐리지.

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