KR101399965B1

KR101399965B1 - 용접 장치

Info

Publication number: KR101399965B1
Application number: KR1020120098651A
Authority: KR
Inventors: 이주현; 박영진; 전도형; 박순욱
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2014-05-27
Also published as: KR20140032150A

Abstract

용접 장치가 개시된다. 본 발명의 용접 장치는, 외측벽에 장애물이 설치된 제1 용접모재를 제2 용접모재와 용접시키는 장치로서, 제2 용접모재의 외측벽에 흡착되어 주행하는 주행유닛; 및 주행유닛과 연결되어 주행유닛을 따라 이동되며, 제1 용접모재와 제2 용접모재를 용접하는 용접유닛을 포함한다.

Description

용접 장치{Welding apparatus}

본 발명은 용접 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 용접모재에 설치된 장애물을 회피하며 용접 작업을 수행할 수 있는 용접 장치에 관한 것이다.

일반적으로 용접은 약 1천 년 전부터 사용되었으나, 실제 그 적용에 있어선 제1차 및 제2차 세계대전 후부터 급속히 발전하여 자동차, 차량, 조선, 건축, 전기기기, 산업기계, 금속가공 등 많은 분야에서 활용되고 있으며, 특히 금속가공기술에서 중요한 위치를 차지하고 있다.

특히 선박 또는 해양 구조물은, 보통 후판(thick plate)이나 형강(shape steel) 등의 강재 또는 스테인레스(SUS) 재질의 비자성 금속으로 제작된다.

또한 이러한 선박 또는 해양 구조물은, 다양한 크기의 용접모재가 용접작업에 의해 용접되어 건조되는 것이 일반적이다.

용접모재에는, 선박 또는 해양 구조물의 기능과 작업의 편의성을 위해 다양한 형상의 부속물이 설치되며, 이러한 부속물은 조립과정에서 용접 작업의 장애물이 될 수 있다.

즉 용접모재의 용접면과 가까운 위치에 장애물이 위치하기 때문에, 작업자가 장애물을 회피하며 용접 작업을 수행함으로써 작업시간이 늦어진다. 또한 작업자가 무거운 용접 장치를 들고 작업을 수행해야 하므로 작업자의 피로가 증가하고 이로 인하여 용접 품질이 떨어진다.

또한, 용접모재의 장애물로 인해 용접작업을 자동화할 수 없어 생산성을 향상시키기 어려운 문제점이 있다.

따라서 용접모재에 설치된 장애물을 회피하며 용접 작업을 수행하는 용접 장치가 필요하다.

특히 용접모재가 스테인레스(SUS) 재질의 비자성 금속재질로 설치되는 경우, 용접모재에서 이탈되지 않으며 용접 작업을 수행할 수 있는 용접 장치, 즉 금속 또는 비금속 재질의 용접모재에 모두 사용 가능한 용접 장치의 개발이 필요하다.

한국특허공개공보 제10-1994-0006712(현대중공업 주식회사), 1994.04.25

따라서 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 용접모재에 설치된 장애물을 회피하며 용접 작업을 수행할 수 있는 용접 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 외측벽에 장애물이 설치된 제1 용접모재를 제2 용접모재와 용접시키는 장치로서, 상기 제2 용접모재의 외측벽에 흡착되어 주행하는 주행유닛; 및 상기 주행유닛과 연결되어 상기 주행유닛을 따라 이동되며, 상기 제1 용접모재와 상기 제2 용접모재를 용접하는 용접유닛을 포함하는 용접 장치가 제공될 수 있다.

상기 주행유닛은, 상기 주행유닛을 상기 제2 용접모재에 흡착하는 흡착 모듈; 및 상기 주행유닛을 이동시키는 주행유닛 이동 모듈을 포함할 수 있다.

상기 흡착 모듈은, 상기 제2 용접모재의 외측벽에 진공 흡착되는 흡착 패드; 및 상기 흡착 패드와 연결되어 상기 흡착 패드에 부압을 형성하는 진공 이젝터를 포함할 수 있다.

상기 흡착 패드는, 고리모양의 단면을 갖는 컵(cup) 형태의 패드 몸체부; 및 상기 패드 몸체부에서 연장되어 마련되며, 상기 제2 용접모재의 외측벽에서 이격되는 방향으로 절곡되는 절곡부를 포함할 수 있다.

상기 주행유닛 이동 모듈은, 구동 모터; 및 상기 구동 모터와 연결되어 구동력을 전달받아 상기 제2 용접모재의 외측벽에서 구름 운동하는 복수의 주행바퀴를 포함할 수 있다.

상기 주행유닛에 연결되며, 상기 제2 용접모재를 따라 이동되어 상기 주행유닛의 이동의 안내하는 가이드유닛을 더 포함하고, 상기 가이드유닛은, 상기 주행유닛과 미리 결정된 거리만큼 이격되어 배치되며, 상기 제2 용접모재의 말단부에서 구름 운동하는 한 쌍의 주행유닛 가이드 롤러; 및 상기 주행유닛 가이드 롤러가 회전가능하게 결합되며, 상기 주행유닛에 결합되는 주행유닛 가이드 롤러 지지부재를 포함할 수 있다.

상기 주행유닛 가이드 롤러는, 상기 주행유닛의 이동방향을 기준으로 앞쪽에 배치되는 제1 주행유닛 가이드 롤러와 뒤쪽에 배치되는 제2 주행유닛 가이드 롤러를 포함하며, 상기 제1 주행유닛 가이드 롤러와 상기 주행유닛과의 이격거리는, 상기 제2 주행유닛 가이드 롤러와 상기 주행유닛과의 이격거리보다 클 수 있다.

상기 용접유닛은, 용접 토치가 장착되는 장착 모듈; 및 상기 주행유닛과 결합되며, 상기 장착 모듈을 지지하는 지지 모듈을 포함할 수 있다.

상기 장착 모듈은, 상기 용접 토치를 클램핑하는 클램핑부; 상기 지지 모듈에 연결되며, 상기 지지 모듈에 지지되는 장착 모듈 본체부; 상기 장착 모듈 본체부에 업/다운 가능하게 결합되는 제1 이동부; 상기 제1 이동부에 상기 제1 용접모재에 대하여 접근 또는 이격되는 방향으로 이동 가능하게 결합되는 제2 이동부; 및 상기 제2 이동부에 결합되며, 상기 클램핑부를 상기 주행유닛의 주행방향을 가상의 회전 축심으로 하여 회전시키는 위빙부를 포함할 수 있다.

상기 장착 모듈은, 상기 제1 용접모재의 말단부에서 구름 운동하는 용접유닛 가이드 롤러; 및 상기 제1 이동부에 결합되며, 상기 용접 유닛가이드 롤러가 회전가능하게 결합되는 용접유닛 가이드 롤러 지지부재를 더 포함할 수 있다.

상기 지지 모듈은, 상기 용접유닛 가이드 롤러가 상기 제1 용접모재의 말단부에 밀착되도록, 상기 장착 모듈 본체부를 가압하는 가압부를 더 포함할 수 있다.

상기 가압부는, 상기 제1 용접모재의 말단부에에 대해 접근 또는 이격되는 방향으로 마련되며, 상기 장착 모듈 본체부가 이동 가능하게 결합되는 가이드 레일; 및 상기 장착 모듈 본체를 상기 제1 용접모재의 말단부에 접근하는 방향으로 탄성바이어스하는 탄성체를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 주행유닛이 제1 용접모재와 겹쳐지는 제2 용접모재의 외측벽에 흡착되어 주행함으로써, 제1 용접모재의 외측벽에 설치된 장애물을 회피할 수 있고, 그에 따라 용접 작업을 자동화할 수 있어 용접 작업의 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치치가 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1의 용접 장치를 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 3은 도 1의 용접 장치가 도시된 사시도이다.
도 4는 도 3의 용접 장치를 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 5는 도 3의 주행유닛이 도시된 사시도이다.
도 6은 도 3의 흡착 패드가 도시된 사시도이다.
도 7은 도 5의 주행유닛이 도시된 평면도이다.
도 8은 도 3의 용접유닛이 도시된 사시도이다.
도 9는 도 8의 용접유닛을 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 10은 도 7의 주행유닛의 주행과정이 도시된 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치치가 개략적으로 도시된 사시도이며, 도 2는 도 1의 용접 장치를 다른 방향에서 바라본 사시도이고, 도 3은 도 1의 용접 장치가 도시된 사시도이며, 도 4는 도 3의 용접 장치를 다른 방향에서 바라본 사시도이고, 도 5는 도 3의 주행유닛이 도시된 사시도이며, 도 6은 도 3의 흡착 패드가 도시된 사시도이고, 도 7은 도 5의 주행유닛이 도시된 평면도이며, 도 8은 도 3의 용접유닛이 도시된 사시도이고, 도 9는 도 8의 용접유닛을 다른 방향에서 바라본 사시도이며, 도 10은 도 7의 주행유닛의 주행과정이 도시된 도면이다. 한편 도 7 및 도 10의 이격거리는 설명의 편의를 위해 과장되게 도시되었다.

도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치는, 외측벽에 장애물(S)이 설치된 제1 용접모재(W1)를 제2 용접모재(W2)와 용접시키는 장치로서, 상기 제2 용접모재(W2)의 외측벽에 흡착되어 주행하는 주행유닛(110)과, 상기 주행유닛(110)과 연결되어 상기 주행유닛(110)을 따라 이동되며, 상기 제1 용접모재(W1)와 상기 제2 용접모재(W2)를 용접하는 용접유닛(120)을 포함한다.

제1 용접모재(W1)의 외측벽에는 보강 리브와 같은 장애물(S)이 설치된다. 이러한 장애물(S)은 용접 작업이 수행되는 제1 용접모재(W1)의 말단부 부근에 위치한다,

본 실시예에서 제2 용접모재(W2)가 제1 용접모재(W1)의 아래쪽에 배치되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 좌우방향으로 배치(제1 용접모재(W1)와 제2 용접모재(W2)가 도 1에서 90도 회전되어 세워진 상태)된 경우에도 본 실시예의 용접 장치가 사용될 수 있다.

주행유닛(110)은, 제1 용접모재(W1)의 외측벽에 설치된 장애물(S)을 회피하기 위해 제1 용접모재(W1)와 겹쳐지는 제2 용접모재(W2)의 외측벽에 흡착되어 주행한다.

이러한 주행유닛(110)은, 주행유닛(110)을 제2 용접모재(W2)에 흡착하는 흡착 모듈(111)과, 주행유닛(110)을 이동시키는 주행유닛 이동 모듈(112)을 포함한다.

흡착 모듈(111)은 주행유닛(110)을 제2 용접모재(W2)에 흡착하는데, 이러한 흡착 모듈(111)은, 제2 용접모재(W2)의 외측벽에 진공 흡착되는 흡착 패드(113)와, 흡착 패드(113)와 연결되어 흡착 패드(113)에 부압을 형성하는 진공 이젝터(vecuum ejector,미도시)를 포함한다.

진공 이젝터에 의해 형성되는 부압에 의해 흡착 패드(113)가 제2 용접모재(W2)의 외측벽 흡착됨으로써, 주행유닛(110)이 제2 용접모재(W2)에서 이탈되지 않는다.

흡착 패드(113)는, 고리모양의 단면을 갖는 컵(cup) 형태의 패드 몸체부(113a)와, 패드 몸체부(113a)에서 연장되어 마련되며, 제2 용접모재(W2)의 외측벽에서 이격되는 방향으로 절곡되는 절곡부(113b)를 포함한다.

이러한 절곡부(113b)는, 주행유닛(110)의 이동에 의해 흡착 패드(113)의 흡착력이 저하되는 것을 방지한다.

즉 주행유닛(110)이 이동에 의해 흡착 패드(113)도 제2 용접 모재의 외측벽에 접촉된 상태로 이동되며, 이러한 이동에 의해 흡착 패드(113)의 전진방향(주행유닛(110)의 전진방향)쪽 부분이 뒤로 밀리면서 흡착력이 저하될 수 있는데, 절곡부(113b)가 이러한 밀림을 방지한다.

주행유닛 이동 모듈(112)은 주행유닛(110)을 이동시킨다. 이러한 주행유닛 이동 모듈(112)은, 구동 모터(미도시)와, 구동 모터와 연결되어 구동력을 전달받아 제2 용접모재(W2)의 외측벽에서 구름 운동하는 복수의 주행바퀴(114)를 포함한다.

본 실시예에서 주행바퀴(114)는 4개로 마련되며, 이러한 주행바퀴(114)는 동력전달수단(미도시)을 통해 구동 모터와 연결된다.

한편 주행유닛(110)은, 주행유닛(110)의 진행방향을 기준으로 전후 양측에 각각 마련되며, 제2 용접모재(W2)에 마련되는 용접 구간 표시를 인식하는 감지센서(115)를 더 포함한다.

본 실시예에서 감지센서(115)는 포토센서(Photosensor)가 사용되며, 포토센서가 용접 구간 표시를 인식하여 감지신호를 송신한다.

한편 본 실시예에 따른 용접 장치는, 주행유닛(110)에 연결되며, 제2 용접모재(W2)를 따라 이동되어 주행유닛(110)의 이동의 안내하는 가이드유닛(130)을 더 포함한다.

이러한 가이드유닛(130)은, 주행유닛(110)과 미리 결정된 거리만큼 이격되어 배치되며, 제2 용접모재(W2)의 말단부에서 구름 운동하는 한 쌍의 주행유닛 가이드 롤러(131,132)와, 주행유닛 가이드 롤러(131,132)가 회전가능하게 결합되며, 주행유닛(110)에 결합되는 주행유닛 가이드 롤러 지지부재(133)를 포함한다.

주행유닛 가이드 롤러(131,132)는, 주행유닛(110)의 이동방향을 기준으로 앞쪽에 배치되는 제1 주행유닛 가이드 롤러(131)와, 뒤쪽에 배치되는 제2 주행유닛 가이드 롤러(132)를 포함한다.

본 실시예에서 제1 주행유닛 가이드 롤러(131)와 주행유닛(110)과의 이격거리(D1)와 제2 주행유닛 가이드 롤러(132)와 주행유닛(110)과의 이격거리는 차이가 있다. 즉 제1 주행유닛 가이드 롤러(131)와 주행유닛(110)과의 이격거리(D1)는, 제2 주행유닛 가이드 롤러(132)와 주행유닛(110)과의 이격거리(D2)보다 크게 마련된다.

이러한 이격거리의 차이는, 주행유닛(110)의 주행과정에서 주행유닛 가이드 롤러(131,132)가 제2 용접모재(W2)의 말단부에서 이탈하는 것을 방지하며, 그에 따라 주행유닛(110)이 주행과정에서 제2 용접모재(W2)에서 이탈하는 것을 방지한다.

결국 주행유닛(110)은, 제2 용접모재(W2)의 말단부에 접촉된 과 제1 및 제2 주행유닛 가이드 롤러(131,132)에 의해 도 1의 진행방향(화살표 방향)에 대해 왼쪽방향으로 치우쳐서 이동되지 않으며, 이격거리(D1,D2)의 차이에 의해 도 1의 진행방향(화살표 방향)에 대해 오른쪽방향으로 치우쳐서 이동되지 않고 제2 용접모재(W2)의 말단부의 방향을 따라 이동된다.
이를 도 7 및 도 10을 위주로 자세히 설명한다. 도 7 및 도 10에서 이격거리(D1,D2)의 차이는 설명의 편의를 위해 과장되어 도시된 것으로 이격거리(D1,D2)의 차이는 수 밀리미터(mm) 정도이다.
주행유닛(110)의 주행방향에 대하여 상대적으로 앞쪽에 배치되는 제1 주행유닛 가이드 롤러(131)의 이격거리(D1)가 주행유닛(110)의 주행방향에 대하여 상대적으로 뒤쪽에 배치되는 제2 주행유닛 가이드 롤러(132)의 이격거리(D2)보다 크므로, 주행유닛(110)은 도 10에 도시된 바와 같이 제2 용접모재(W2)의 말단부에 대하여 왼쪽으로 미세한 각도로 회전된 상태로 배치된다.(물론 도 10에서 주행유닛(110)의 회전각도는 설명의 편의를 위해 과장되어 도시됨)
이러한 주행유닛(110)은, 제2 용접모재(W2)의 말단부에 대하여 왼쪽으로 미세한 각도로 회전된 상태로 전진하므로, 제2 용접모재(W2)의 말단부에 대하여 오른쪽방향으로 치우쳐서(제2 용접모재(W2)의 말단부에 대하여 오른쪽으로 기울어진 사선방향으로) 주행할 수 없다.
다만 이러한 주행유닛(110)은, 제2 용접모재(W2)의 말단부에 대하여 왼쪽으로 미세한 각도로 회전된 상태로 배치되므로, 주행과정에서 제2 용접모재(W2)의 말단부에 대하여 왼쪽으로 치우쳐서(제2 용접모재(W2)의 말단부에 대하여 왼쪽으로 기울어진 사선방향으로) 주행하려고 하지만, 제1 주행유닛 가이드 롤러(131) 및 제2 주행유닛 가이드 롤러(132)가 제2 용접모재(W2)의 말단부에 지지되므로 제2 용접모재(W2)의 말단부에 대하여 사선방향으로 주행할 수 없고 제2 용접모재(W2)의 말단부를 따라 주행한다.
물론, 주행유닛(110)의 배치방향(제2 용접모재(W2)의 말단부에 대하여 왼쪽으로 미세한 각도로 회전된 상태)과 주행유닛(110)의 주행방향(제2 용접모재(W2)의 말단부의 방향)이 서로 일치하지 않아 주행바퀴(114)에 슬립(slip)이 발생될 수는 있지만, 앞서 설명한 바와 같이 이격거리(D1,D2)의 차이는 수 밀리미터(mm) 정도이므로 주행유닛(110)의 배치방향과 주행유닛(110)의 주행방향이 거의 일치하므로 주행바퀴(114)의 슬립현상은 주행유닛(110)의 주행에 큰 영향을 미치지 않는다.
따라서 주행유닛(110)은, 주행유닛(110)에 대한 제1 및 제2 주행유닛 가이드 롤러(131, 132)의 이격거리(D1,D2)의 차이에 의해 제2 용접모재(W2)의 말단부에 대하여 왼쪽으로 미세한 각도로 회전된 상태로 배치됨으로써, 주행과정에서 제2 용접모재(W2)의 말단부에 대하여 오른쪽방향으로 치우쳐서 주행할 수 없다.
또한, 주행유닛(110)은, 제2 용접모재(W2)의 말단부에 지지되는 제1 주행유닛 가이드 롤러(131) 및 제2 주행유닛 가이드 롤러(132)에 의해 제2 용접모재(W2)의 말단부에 대하여 왼쪽방향으로 치우쳐서 주행할 수 없고 제2 용접모재(W2)의 말단부의 방향을 따라 주행한다.

한편 용접유닛(120)은, 제1 용접모재(W1)와 제2 용접모재(W2)를 용접한다. 이러한 용접유닛(120)은, 용접 토치(T)가 장착되는 장착 모듈(121)과, 주행유닛(110)과 결합되며 장착 모듈(121)을 지지하는 지지 모듈(122)을 포함한다.

장착 모듈(121)은, 용접 토치(T)를 클램핑하는 클램핑부(123)와, 지지 모듈(122)에 연결되며, 지지 모듈(122)에 지지되는 장착 모듈 본체부(124)와, 장착 모듈 본체부(124)에 업/다운 가능하게 결합되는 제1 이동부(125)와, 제1 이동부(125)에 제1 용접모재(W1)에 대하여 접근 또는 이격되는 방향으로 이동 가능하게 결합되는 제2 이동부(126)와, 제2 이동부(126)에 결합되며, 클램핑부(123)를 주행유닛(110)의 주행방향을 가상의 회전 축심으로 하여 회전시키는 위빙부(127)를 포함한다.

클램핑부(123)는 용접 토치(T)를 파지하는 툴 홀더(123a)와, 툴 홀더(123a)의 파지력을 조절하는 홀더 조작레버(123b)를 포함한다.

장착 모듈 본체부(124)는, 제1 이동부(125)의 업/다운(up/down)을 위해, 제1 이동부(125)와 결합되며 업/다운(up/down) 가능한 제1 엠엘 블록(LM block, 124a)과, 제1 엘엠 블록(124a)의 이동을 가이드하는 제1 엘엠 가이드(LM guide, 124b)와, 제1 엘엠 블록(124a)을 이동시키는 제1 엘엠 블록 구동부(124c)를 포함한다.

제1 이동부(125)는, 제2 이동부(126)의 이동을 위해, 제2 이동부(126)와 결합되며 이동가능한 제2 엠엘 블록(LM block, 125a)과, 제2 엘엠 블록(125a)의 이동을 가이드하는 제2 엘엠 가이드(LM guide,125b)와, 제2 엘엠 블록(125a)을 이동시키는 제2 엘엠 블록 구동부(125c)를 포함한다.

위빙부(127)는, 클램핑부(123)가 결합되는 회전축(127b)과, 회전축(127b)을 회전시키는 웜 휠(worm wheel,미도시)과, 웜 휠과 치합되는 웜(worm, 미도시)과, 웜을 구동하는 웜 구동부(127c)를 포함한다.

한편 본 실시예에서 장착 모듈(121)은, 제1 용접모재(W1)의 말단부에서 구름 운동하는 용접유닛 가이드 롤러(128a)와, 제1 이동부(125)에 결합되며, 용접유닛 가이드 롤러(128a)가 회전가능하게 결합되는 용접유닛 가이드 롤러 지지부재(128b)를 더 포함한다.

본 실시예에서 용접유닛 가이드 롤러(128a)는, 제1 용접모재(W1)의 말단부에 접촉됨으로써 주행유닛(110)의 주행에 따른 용접유닛(120)의 이동 시 용접 토치(T)의 흔들림 등을 방지한다.

한편 본 실시예에서 지지 모듈(122)은 주행유닛(110)과 결합되어 장착 모듈(121)을 지지한다. 이러한 지지 모듈(122)은, 용접유닛 가이드 롤러(128a)가 제1 용접모재(W1)의 말단부에 밀착되도록, 장착 모듈 본체부(124)를 가압하는 가압부(129a,129b)를 더 포함한다.

가압부는, 제1 용접모재(W1)의 말단부에 대해 접근 또는 이격되는 방향으로 마련되며, 장착 모듈 본체부(124)가 이동 가능하게 결합되는 가이드 레일(129a)과, 장착 모듈 본체를 제1 용접모재(W1)의 말단부에 접근하는 방향으로 탄성바이어스하는 탄성체(129b)를 포함한다.

즉 탄성체(129b)는 탄성력에 의해 장착 모듈 본체를 제1 용접모재(W1)의 말단부로 가압하고, 그에 따라 용접유닛 가이드 롤러(128a)는 제1 용접모재(W1)의 말단부에서 이탈되지 않는다.

이하에서 본 실시예에 따른 용접 장치의 동작을 설명한다.

먼저 주행유닛(110)을 제2 용접모재(W2)의 외측벽에 배치시킨 후, 진공 이젝터를 작동시켜 흡착 패드(113)를 제2 용접모재(W2)의 외측벽에 흡착시킨다.
흡착 모듈(111)은, 흡착 패드(113)에 형성되는 진공압을 통해 용접 장치가 자체 하중에 의해 중력방향으로 낙하하는 것을 방지하며, 주행바퀴(114)를 제2 용접모재(W2)의 하부면에 밀착시킨다.
이때, 흡착 패드(113)에 형성되는 진공압은 용접 장치의 하중을 극복할 수 있을 정도의 크기이다.

이때 제1 및 제2 주행유닛 가이드 롤러(131,132)는 제2 용접모재(W2)의 말단부에 배치된다.

다음 제1 이동부(125), 제2 이동부(126) 또는 위빙부(127) 중 적어도 어느 하나를 작동시켜 용접 토치(T)를 용접 위치에 정위치시킨다.

이후 구동모터(미도시)의 작동에 의해 주행유닛(110)이 이동하고, 그에 따라 용접 토치(T)의 작동에 의해 제1 용접모재(W1)와 제2 용접모재(W2)가 용접된다.
한편 주행유닛(110)의 주행과정을 설명하면, 주행바퀴(114)에 전달되는 구동모터(미도시)의 구동력에 의해 주행유닛(110)이 주행한다.
이때, 이동 모듈(112)의 구동모터(미도시)는 흡착 패드(113)에 형성되는 진공압보다 큰 구동력을 주행바퀴(114)에 전달하므로, 주행유닛(110)은 제2 용접모재(W2)의 하부면에 흡착된 상태에서 주행할 수 있다.
또한 앞서 설명한 바와 같이, 흡착 패드(113)에 형성된 진공압에 의해 주행바퀴(114)가 제2 용접모재(W2)의 하부면에 밀착되고, 그에 따라 주행바퀴(114)와 제2 용접모재(W2)의 접지상태가 양호하므로, 주행바퀴(114)는 헛돌지 않고 제2 용접모재(W2)의 하부면을 따라 구름운동할 수 있다.
결론적으로, 본원발명에서 흡착 패드(113)에 형성되는 진공압은 용접 장치가 자체 하중에 의해 중력방향으로 낙하하는 것을 방지할 수 있을 정도의 크기이고, 이동 모듈(112)의 구동모터(미도시)는 이러한 흡착 패드(113)에 형성되는 진공압을 극복할 수 있는 크기의 구동력을 주행바퀴(114)에 전달함으로써, 주행유닛(110)은 제2 용접모재(W2)의 하부면에 흡착된 상태로 주행할 수 있다.
또한 주행유닛(110)은, 제2 용접모재(W2)의 말단부에 대하여 왼쪽으로 미세한 각도로 회전되게 배치되며 제2 용접모재(W2)의 말단부에 지지되는 제1 주행유닛 가이드 롤러(131) 및 제2 주행유닛 가이드 롤러(132)에 의해 안내됨으로써, 제2 용접모재(W2)를 따라 주행한다.

이와 같이 본 실시예에 따른 용접 장치는, 주행유닛(110)이 제1 용접모재(W1)와 겹쳐지는 제2 용접모재(W2)의 외측벽에 흡착되어 주행함으로써, 제1 용접모재(W1)의 외측벽에 설치된 장애물(S)을 회피할 수 있고, 그에 따라 용접 작업을 자동화할 수 있어 용접 작업의 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

110: 주행유닛 111: 흡착 모듈
112: 주행유닛 이동 모듈 113: 흡착 패드
113a: 패드 몸체부 113b: 절곡부
114: 주행바퀴 115: 감지센서
120: 용접유닛 121: 장착 모듈
122: 지지 모듈 123: 클램핑부
123a: 툴 홀더 123b: 홀더 조작레버
124: 장착 모듈 본체부 125: 제1 이동부
126: 제2 이동부 127: 위빙부
128a: 용접유닛 가이드 롤러
128b: 용접유닛 가이드 롤러 지지부재
129a: 가이드 레일 129b: 탄성체
130: 가이드유닛 131,132: 주행유닛 가이드 롤러
133: 주행유닛 가이드 롤러 지지부재
W1: 제1 용접모재 W2: 제2 용접모재
S: 장애물 T: 용접 토치

Claims

외측벽에 장애물이 설치된 제1 용접모재를 제2 용접모재와 용접시키는 장치로서,
상기 제2 용접모재의 외측벽에 흡착되어 주행하는 주행유닛;
상기 주행유닛과 연결되어 상기 주행유닛을 따라 이동되며, 상기 제1 용접모재와 상기 제2 용접모재를 용접하는 용접유닛; 및
상기 주행유닛에 연결되며, 상기 제2 용접모재를 따라 이동되어 상기 주행유닛의 이동의 안내하는 가이드유닛을 포함하며,
상기 가이드유닛은,
상기 주행유닛과 미리 결정된 거리만큼 이격되어 배치되며, 상기 제2 용접모재의 말단부에서 구름 운동하는 한 쌍의 주행유닛 가이드 롤러; 및
상기 주행유닛 가이드 롤러가 회전가능하게 결합되며, 상기 주행유닛에 결합되는 주행유닛 가이드 롤러 지지부재를 포함하고,
상기 주행유닛 가이드 롤러는,
상기 주행유닛의 이동방향을 기준으로 앞쪽에 배치되는 제1 주행유닛 가이드 롤러와 뒤쪽에 배치되는 제2 주행유닛 가이드 롤러를 포함하며,
상기 제1 주행유닛 가이드 롤러와 상기 주행유닛과의 이격거리는, 상기 제2 주행유닛 가이드 롤러와 상기 주행유닛과의 이격거리보다 큰 용접 장치.
제1항에 있어서,
상기 주행유닛은,
상기 주행유닛을 상기 제2 용접모재에 흡착하는 흡착 모듈; 및
상기 주행유닛을 이동시키는 주행유닛 이동 모듈을 포함하는 용접 장치.
제2항에 있어서,
상기 흡착 모듈은,
상기 제2 용접모재의 외측벽에 진공 흡착되는 흡착 패드; 및
상기 흡착 패드와 연결되어 상기 흡착 패드에 부압을 형성하는 진공 이젝터를 포함하는 용접 장치.
제3항에 있어서,
상기 흡착 패드는,
고리모양의 단면을 갖는 컵(cup) 형태의 패드 몸체부; 및
상기 패드 몸체부에서 연장되어 마련되며, 상기 제2 용접모재의 외측벽에서 이격되는 방향으로 절곡되는 절곡부를 포함하는 용접 장치.
제2항에 있어서,
상기 주행유닛 이동 모듈은,
구동 모터; 및
상기 구동 모터와 연결되어 구동력을 전달받아 상기 제2 용접모재의 외측벽에서 구름 운동하는 복수의 주행바퀴를 포함하는 용접 장치.
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제1항에 있어서,
상기 용접유닛은,
용접 토치가 장착되는 장착 모듈; 및
상기 주행유닛과 결합되며, 상기 장착 모듈을 지지하는 지지 모듈을 포함하는 용접 장치.
제8항에 있어서,
상기 장착 모듈은,
상기 용접 토치를 클램핑하는 클램핑부;
상기 지지 모듈에 연결되며, 상기 지지 모듈에 지지되는 장착 모듈 본체부;
상기 장착 모듈 본체부에 업/다운 가능하게 결합되는 제1 이동부;
상기 제1 이동부에 상기 제1 용접모재에 대하여 접근 또는 이격되는 방향으로 이동 가능하게 결합되는 제2 이동부; 및
상기 제2 이동부에 결합되며, 상기 클램핑부를 상기 주행유닛의 주행방향을 가상의 회전 축심으로 하여 회전시키는 위빙부를 포함하는 용접 장치.
제9항에 있어서,
상기 장착 모듈은,
상기 제1 용접모재의 말단부에서 구름 운동하는 용접유닛 가이드 롤러; 및
상기 제1 이동부에 결합되며, 상기 용접 유닛가이드 롤러가 회전가능하게 결합되는 용접유닛 가이드 롤러 지지부재를 더 포함하는 용접 장치.
제10항에 있어서,
상기 지지 모듈은,
상기 용접유닛 가이드 롤러가 상기 제1 용접모재의 말단부에 밀착되도록, 상기 장착 모듈 본체부를 가압하는 가압부를 더 포함하는 용접 장치.
제11항에 있어서,
상기 가압부는,
상기 제1 용접모재의 말단부에에 대해 접근 또는 이격되는 방향으로 마련되며, 상기 장착 모듈 본체부가 이동 가능하게 결합되는 가이드 레일; 및
상기 장착 모듈 본체를 상기 제1 용접모재의 말단부에 접근하는 방향으로 탄성바이어스하는 탄성체를 포함하는 용접 장치.