KR101292955B1 - 크롤러식 곡블럭 용접로봇장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크롤러식 곡블럭 용접로봇장치에 관한 것으로, 그 목적은 곡블럭의 하부를 이루는 모재 외판재와 용접되는 트랜스 부재(trans, 횡강재)와 론지 부재(longitudinal, 종강재)로 구분된 공간에서 자율주행하면서 별도의 균형유지를 위한 장치 수단없이 외판재와 트랜스 부재간의 경계부를 빠르게 용접하는 수단을 제공하는 데 있다.

본 발명의 구성은 곡블록 용접장치에 있어서, 곡블록 하부를 이루는 곡률로 이루어진 외판재를 자율 주행하는 크롤러식운반장치와; 상기 크롤러식운반장치 상부에 장치되어 용접작업을 수행하는 다관절용접로봇과; 상기 크롤러식운반장치 및 다관절용접로봇과 결합되어 하중을 지지하고 상부 일지점에서 워킹브리지와 로프로 연결되어 인양 및 이송하는 견인수단;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

곡블록,크롤러, 론지, 트랜스, 선박, 다관절용접로봇

Description

크롤러식 곡블럭 용접로봇장치{Apparatus of crawler type welding robot for Curved-block}

도 1은 본 발명에 따른 크롤러식 곡블럭 용접로봇장치의 구성을 보인 실시예도이고,

도 2는 본 발명에 따른 크롤러식 곡블럭 용접로봇장치의 구성을 보인 평면 실시예도이고,

도 3은 종래 곡블록의 용접을 수행하는 장치 구성을 보인 실시예도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 크롤러식운반장치 (2) : 다관절용접로봇

(3) : 견인수단 (4) : 로프

(31, 32) : 프레임

본 발명은 크롤러식 곡블럭 용접로봇장치에 관한 것으로, 자세하게는 곡블럭 의 하부를 이루는 모재 외판재와 용접되는 트랜스 부재(trans, 횡강재)와 론지 부재(longitudinal, 종강재)로 구획된 공간에서 자율주행하여 외판재와 트랜스 부재간의 경계부를 용접하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 배의 하단블록을 보면 뱃머리부 또는 선미부는 곡면상을 이루는 곡블록으로 구성되는데, 이러한 곡블록은 선박의 하부를 이루는 모재인 외판재(skin)와 이 외판재와 용접되는 다수의 트랜스 부재(trans, 횡강재)와 이 트랜스 부재간을 보강하는 론지 부재(longitudinal, 종강재)로 구성되어 있다.

하지만 이와 같은 곡블록은 각각의 부재가 이루는 구획이 서로 단절되어 용접장치를 이동하거나 정확한 용접위치에 위치시키는데 많은 어려움이 있어서 모재와 부재간의 용접이 어려웠다.

이와 같은 이유는 트랜스 부재의 높이가 높고, 트랜스 부재가 수평한 외판재 평면에 수직방향으로 형성된 것이 아니고 곡률을 이루는 외판재 곡면 일지점에 대하여 각각 수직하게 형성됨으로 인해 용접장치 또는 용접로봇의 자세를 수평하게 제어시 하부의 곡률면 때문에 용접장치가 수평(균형)을 잃을 가능성 크고, 이러한 균형을 잡기 위한 구성등이 트랜스부재의 경사진 형상 때문에 간섭을 받아 수평(균형)을 유지하면서 정확한 용접부위에 용접토치 또는 용접로봇을 이동시키기 어렵기 때문이다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 기술로 일본특허 출원 제 1994-93156호(출 원일 1994.05.02)(도 3참조)가 있는데, 그 주요구성을 개략적으로 살펴보면 곡률면을 이루는 외판재의 표면에서 센서 및 높이 조절장치에 의해 균형을 잡는 4개의 다리부재와, 이러한 다리부재의 상부에 설치되고 다관절 용접로봇 및 각종 센서 및 구동장치가 설치되는 기판과, 이 기판에 장착되어 용접을 수행하는 다관절 용접로봇과, 이러한 용접로봇이 장착되어 지지되는 기판 장치를 상하좌우 이송시켜 원하는 용접위치에 내려놓는 기판장치와 연결된 와이어로프를 전동체인블록 하부의 훅에 매달아 이송시키는 워킹브리지(Working bridge) 구성된다.

하지만 상기와 같은 종래의 용접로봇지지장치는 비록 용접장치가 넘어지지 않도록 정교한 자세유지가 되는 장점이 있으나 장치구성이 너무 복잡하고, 곡률면을 지지하는 다리 4개의 제어가 너무 복잡하여 수평을 맞추기 어렵고, 자율적으로 움직이지 못해 용접위치를 변경시 워킹브리지를 다시 이동하고 그때마다 다시 수평을 맞추는 등 용접작업 수행하는데 너무 많은 시간이 걸려 다수개의 트랜스 부재(trans, 횡강재)와 이 트랜스 부재간을 보강하는 론지 부재(longitudinal, 종강재)로 구성되어 용접 구획이 단절된 곡블록상에서 용접하기가 어렵다는 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 곡블럭의 하부를 이루는 모재 외판재와 용접되는 트랜스 부재(trans, 횡강재)와 론지 부 재(longitudinal, 종강재)로 구분된 공간에서 자율주행하면서 별도의 균형유지를 위한 장치 수단없이 외판재와 트랜스 부재간의 경계부를 빠르게 용접하는 수단을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 곡블록 용접장치에 있어서, 곡블록 하부를 이루는 곡률로 이루어진 외판재를 자율 주행하는 크롤러식운반장치와; 상기 크롤러식운반장치 상부에 장치되어 용접작업을 수행하는 다관절용접로봇과; 상기 크롤러식운반장치 및 다관절용접로봇과 결합되어 하중을 지지하고 상부 일지점에서 워킹브리지와 로프로 연결되어 인양 및 이송하는 견인수단;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

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

도 1은 본 발명에 따른 크롤러식 곡블럭 용접로봇장치의 구성을 보인 실시예도이고, 도 2는 본 발명에 따른 크롤러식 곡블럭 용접로봇장치의 구성을 보인 평면 실시예도인데, 도시된 바와 같이 본 발명의 장치구성은 다수의 트랜스 부재와 론지 부재로 보강된 곡률면을 가지는 외판재로 이루어진 곡블록 상에서 자율주행하면서 이동하여 균형을 잡아 용접을 수행하는 용접로봇장치로 구성된다.

보다 구체적으로 설명하자면, 곡블록 하부를 이루는 외판재의 곡률면에서 원 활한 주행이 가능하도록 하기 위한 장치로 크롤러식운반장치(1)를 구성하였다. 이와 같이 크롤러식으로 구성함으로써 곡률에 따른 미끄러짐 없이 원활하고 지속적인 동력 전달이 가능하게 된다. 즉, 곡륜의 외각에 씌워진 무한궤도로 인해 동력전달이 원활하고 동력전달이 지속적으로 전달되기 때문이다.

크롤러식운반장치 상부에는 다관절용접로봇(2)이 장치되는데, 이러한 다관절 로봇이 구성됨으로써 용접대상 부위까지 정교하게 용접토치가 접근하여 용접하게 된다. 여기서 다관절용접로봇이 용접부위를 추출하고 접근하여 용접하는 일련의 메카니즘은 종래 다관절용접로봇장치가 수행하는 메카니즘 중 어느 것을 사용해도 되는 것으로 본 발명에서는 이와 같은 용접로봇의 메카니즘 자체는 청구하지 않는다 즉, 비전센서나 초음파 센서 등을 사용하여 용접부위와의 거리 및 형상 등을 추출 후 접근하고, 용접하는 등의 메카니즘은 통상적인 것을 사용하면 되고, 이러한 작업을 수행하는 각종 센서나 용접장치 및 다관절 로봇의 구체적인 구성요소 또한 통상의 것 어느 것을 사용해도 되는 것으로 본 발명에서는 자율주행이 가능한 크롤러식운반장치에 다광절용접로봇을 구성하여 곡블록상에서 용접하는 것이 주된 청구 대상이다.

또한 본 발명의 상기 크롤러식운반장치(1) 및 다관절용접로봇(2)과 결합되어 수직 견인하도록 상부 일측이 워킹브리지(도시없음)와 로프(4)로 연결된 견인수단(3)으로 구성되는데, 이와 같은 견인수단은 크롤러식운반장치와 다관절용접로봇의 하중을 지지할 수 있도록 체결 구성한다. 즉, 크롤러식운반장치와 다관절용접로봇장치가 일체화되어 구성되면 다관절용접장치와 연결하여 전체 하중을 지지하도록 구성하고, 각각 별도로 구성되었으면 각각 연결되도록 크롤러식운반장치와 다관절용접로봇의 사이에 위치시켜 하중을 지지하도록 구성한다.

아울러 견인장치는 다관절용접로봇의 각각의 관절암 움직임에 방해되지 않도록 각 모서리에서 수직으로 설치된 4개의 기둥 또는 프레임(31)으로 구성하고 상부는 하나의 점에서 로프(4)가 체결되어 견인되도록 상기 4개의 기둥 또는 프레임과 연결된 프레임 또는 기둥이 사각뿔 형태로 모여지도록 4개의 프레임(32)을 한곳으로 모아 구성한다.

상기와 같이 구성된 본원 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

워킹브리지가 야적장에서 용접될 곡블록이 있는 장소로 다관절용접로봇을 이송 후 트랜스 부재와 론지 부재로 구획이 단절된 다수의 공간중에서 어느 한 공간으로 수직하강시킨다. 이때 다관절용접로봇은 견인수단에 의해 단단히 지지되어 있다. 이후 다관절용접로봇의 하부에 장치된 크롤러식운반장치가 곡률면인 외판재와 접촉하게 되면 하강을 멈추게 된다. 이때 워킹브리지와 여결된 로트는 견인력을 상실하게 풀어준다. 그렇지 않으면 다관절용접로봇이 자유롭게 자율주행하기 어렵기 때문이다. 또한 다관절용접로봇의 균형은 크롤러를 움직여 맞추면 된다. 또한 균형을 맞춘다는 것이 평행을 요구하는 것은 아니고 다관절 용접로봇의 용접 수행에 적합할 정도이면 족하다. 이후 용접을 수행하고 다른 구획으로 이동시에는 워킹브리지가 로프로 끌어올려 이와 연결된 견인수단이 수직상승하게 되고, 더불어 이와 결합된 다관절용접로봇 및 크롤러식운반장치가 인양되게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 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 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 본 발명은 선박 제조시 곡블럭의 하부를 이루는 모재 외판재와 용접되는 트랜스 부재(trans, 횡강재)와 론지 부재(longitudinal, 종강재)로 구분된 공간에서 용접장치가 균형을 잡기 위해 용접장치가 지지되는 지지판의 균형을 잡기 위한 지지부재 및 센서와 그 제어장치와 같은 복잡한 장치 구성없이도 간단하게 크롤러식운반장치를 구비한 다관절용접로봇을 하강 및 승강시켜 균형을 잡은 상태에서 빠르게 용접작업을 수행할 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 다수의 트랜스 부재와 론지 부재로 보강된 곡률면을 가지는 외판재로 이루어진 곡블록에서 상기 외판재와 트랜스 부재간의 경계부를 용접하는 장치에 있어서,

   곡블록 하부를 이루는 곡률로 이루어진 외판재를 자율 주행하는 크롤러식운반장치와; 상기 크롤러식운반장치 상부에 장치되어 용접작업을 수행하는 다관절용접로봇과; 상기 크롤러식운반장치 및 다관절용접로봇과 결합되어 하중을 지지하고 상부 일지점에서 워킹브리지와 로프로 연결되어 인양 및 이송하는 견인수단;으로 구성하되,

   상기 견인수단은 다관절용접로봇의 각각의 관절암 움직임에 방해되지 않도록 각 모서리에서 수직으로 설치된 4개의 프레임으로 구성하고, 상부는 하나의 점에서 로프가 체결되어 견인되도록 상기 4개의 프레임과 연결된 프레임이 사각뿔 형태로 모여지도록 4개의 프레임을 한곳으로 모아 구성한 것을 특징으로 하는 크롤러식 곡블럭 용접로봇장치.
2. 삭제

Images