KR101815109B1 - 용접부절삭장치 - Google Patents

Abstract

용접부 형상에 대응하여 보다 효과적으로 용접부를 자동 절삭하는 용접부절삭장치가 제공된다. 용접부절삭장치는, 용접부를 따라 연장된 주행가이드, 주행가이드에 주행가이드의 연장방향으로 이동 가능하게 결합된 주행모듈, 용접부를 절삭하는 절삭날이 형성되고 주행모듈에 슬라이딩 가능하게 결합되어 용접부와의 거리가 변경되는 절삭모듈, 절삭모듈을 슬라이딩 이동시켜 용접부와의 거리를 조정하는 거리조정부, 및 주행모듈의 위치 변화에 따라 스위칭되어 거리조정부의 동작을 제어하는 스위칭모듈을 포함한다.

Description

용접부절삭장치{Apparatus for cutting weldment}

본 발명은 용접부절삭장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용접부 형상에 대응하여 보다 효과적으로 용접부를 자동 절삭하는 용접부절삭장치에 관한 것이다.

판재나 골재 또는 그 밖의 여러 자재들은 다양한 방식으로 상호 결합된다. 결합시 나사 등 별도의 결합부재가 사용될 수도 있고 자재를 변형하거나 홈 등을 형성하여 끼움 방식으로 조립될 수도 있다. 또한 보다 견고하게 결합하기 위해서 용접방식을 사용할 수도 있다.

용접방식은 부재를 서로 맞대어 고열에 의해 접합하므로 접합부위가 용융되어 부재들이 보다 견고히 결합된다. 그러나 금속재 등으로 적용대상이 한정되는 단점이 있고 상황에 따라 적용이 어려운 경우도 있다. 또한, 용융되어 형성된 용접부가 접합부위를 따라서 비드(bead)를 형성하므로 이를 제거해 주어야 하는 문제도 가지고 있다.

종래에는 절삭용구 등을 이용하여 용접부의 비드를 수동으로 절삭하는 작업이 수행되었다. 그러나 용접작업과 이러한 후속작업이 반복되면서 작업자의 피로가 누적되어 이에 대한 개선이 요구되고 있다. 또한, 부재가 곡면을 포함하고 있거나 용접부가 곡면을 따라 형성된 경우에는 종래의 절삭용구로 원활하게 제거하기 매우 곤란하므로 이를 해소할 수 있는 방안이 필요하였다. 또한, 모재 표면에서 돌출된 용접부를 깨끗하게 제거하기 어려워 이에 대한 개선이 필요하였다.

대한민국공개특허공보 제10-2003-0081209호, (2003.10.17)

본 발명의 기술적 과제는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 용접부 형상에 대응하여 보다 효과적으로 용접부를 자동 절삭하는 용접부절삭장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 용접부절삭장치는, 용접부를 따라 연장된 주행가이드; 상기 주행가이드에 상기 주행가이드의 연장방향으로 이동 가능하게 결합된 주행모듈; 상기 용접부를 절삭하는 절삭날이 형성되고 상기 주행모듈에 슬라이딩 가능하게 결합되어 상기 용접부와의 거리가 변경되는 절삭모듈; 상기 절삭모듈을 슬라이딩 이동시켜 상기 용접부와의 거리를 조정하는 거리조정부; 및 상기 주행모듈의 위치 변화에 따라 스위칭되어 상기 거리조정부의 동작을 제어하는 스위칭모듈을 포함한다.

상기 절삭모듈은 상기 스위칭모듈이 스위칭 될 때마다 상기 용접부를 향해 이동될 수 있다.

상기 용접부는 곡면 위에 형성된 곡면용접부이고, 상기 주행가이드는 상기 곡면용접부를 따라 굴절된 곡면 형상일 수 있다.

상기 주행모듈은 상기 스위칭모듈의 스위칭 동작에 따라 이동방향이 변경될 수 있다.

상기 주행가이드에 상기 스위칭모듈과 접촉되어 상기 스위칭모듈을 기계적으로 스위칭하는 스위칭돌기를 더 포함할 수 있다.

상기 스위칭돌기는 상기 주행가이드의 단부에 배치되고, 상기 스위칭모듈은 상기 주행모듈의 상기 스위칭돌기와 대향하는 위치에 배치될 수 있다.

상기 스위칭모듈은 상기 스위칭돌기를 향해 돌출된 접점부를 포함하는 리미트스위치로 형성될 수 있다.

상기 거리조정부는, 상기 주행모듈 및 상기 절삭모듈 중 어느 하나에 회전 가능하게 고정되고 다른 하나에 나사 결합되어 상기 주행모듈과 상기 절삭모듈의 상대적인 위치를 변경하는 조절나사, 및 상기 조절나사에 회전력을 전달하는 토크전달부를 포함할 수 있다.

상기 토크전달부는, 상기 조절나사의 헤드 둘레에 형성된 복수 개의 래칫기어, 및 상기 래칫기어 일 측에 배치되어 상기 스위칭모듈의 스위칭 동작에 따라 신축되며 상기 래칫기어와 접촉하여 상기 래칫기어를 회전시키는 핑거를 포함할 수 있다.

상기 절삭모듈 및 상기 주행모듈 중 어느 하나에 고정되고 일 측이 상기 핑거에 결합되어 신축되는 구동실린더를 더 포함할 수 있다.

상기 핑거는 상기 핑거의 신축방향과 교차하는 방향으로 탄성적으로 굴절되는 굴절부를 포함할 수 있다.

상기 주행가이드는, 상기 주행가이드의 연장방향을 따라 형성된 레일부, 및 상기 주행가이드의 연장방향을 따라 상기 레일부와 나란히 형성된 랙기어부를 포함하고, 상기 주행모듈은, 상기 레일부에 밀착되어 구름 접촉하는 복수 개의 주행롤러, 및 상기 랙기어부에 치합되고 동력장치에 의해 회전하여 상기 주행모듈을 이동시키는 주행기어를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 용접부 형상에 대응하여 보다 효과적으로, 편리하게, 용접부를 자동으로 절삭하여 제거할 수 있다. 특히, 곡면에 형성된 곡면용접부 등에 본 발명을 적용하여 용접부를 매우 편리하고 깨끗하게 제거할 수 있다. 또한 작업자의 인력에 의하지 않고 자동으로 용접부를 제거할 수 있는바 작업자의 피로를 크게 감소시켜 안전사고 등도 미연에 방지하는 유용한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 용접부절삭장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 용접부절삭장치의 정면도이다.
도 3은 도 1의 용접부절삭장치의 측면도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 용접부절삭장치의 거리조정부와 절삭모듈의 작동도이다.
도 6은 도 1의 용접부절삭장치의 주행모듈 내부구조를 도시한 단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 1의 용접부절삭장치 전체의 동작을 도시한 사용상태도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 용접부절삭장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 용접부절삭장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 용접부절삭장치의 정면도이고, 도 3은 도 1의 용접부절삭장치의 측면도이다. 도 1에는 용접부절삭장치와 용접부가 형성된 절삭대상이 함께 도시되었으며, 도 1의 (a)와 (b)는 동일한 대상의 서로 다른 방향에서 바라본 모습이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 용접부절삭장치(1)는 용접부를 따라 연장된 주행가이드(100), 주행가이드(100)에 주행가이드(100)의 연장방향으로 이동 가능하게 결합된 주행모듈(200), 용접부를 절삭하는 절삭날(310)이 형성되고 주행모듈(200)에 슬라이딩 가능하게 결합되어 용접부와의 거리가 변경되는 절삭모듈(300), 절삭모듈(300)을 슬라이딩 이동시켜 용접부와의 거리를 조정하는 거리조정부(400), 및 주행모듈(200)의 위치 변화에 따라 스위칭되어 거리조정부(400)의 동작을 제어하는 스위칭모듈(500)을 포함한다. 용접부절삭장치(1)는 스위칭모듈(500)이 스위칭 될 때마다 절삭모듈(300)이 용접부(도 1의 A참조)를 향해 이동되며 용접부의 용접비드가 깨끗이 절삭된다.

또한, 용접부절삭장치(1)는 절삭모듈(300)이 주행가이드(100)를 따라 주행하며 용접부 전체가 자동으로 절삭된다. 스위칭모듈(500)의 스위칭 동작에 의해 절삭모듈(300)의 이동방향이 변경되며 용접부 전체가 반복적으로 절삭된다. 특히, 용접부는 곡면 위에 형성된 곡면용접부로 주행가이드(100)는 이러한 곡면용접부를 따라 굴절된 곡면 형상으로 형성되어 절삭모듈(300)은 곡면 위의 용접부도 매우 용이하게 절삭할 수 있다. 또한 전술한 바와 같이 스위칭모듈(500)의 스위칭 동작에 의해 절삭모듈(300)이 용접부로 접근하며 반복적으로 절삭하는 구조인바 용접부를 그 형상에 대응하여 매우 깨끗하게 제거할 수 있다.

이하, 이러한 특징을 갖는 본 발명의 용접부절삭장치(1)에 대해 각 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 이하 설명을 통해서 본 발명의 다른 특징들도 명확하게 파악될 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 주행가이드(100)는 용접부를 따라서 연장 형성된다. 주행가이드(100)는 용접부와 밀착될 필요는 없으며 용접부의 형상에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 주행가이드(100)는 용접부를 따라 형성된 이동경로를 제공하여 절삭모듈(300)이 용접부를 따라 이동하도록 가이드 한다. 특히, 용접부(도 1의 A참조)는 곡면 위에 형성된 곡면용접부이고 주행가이드(100)는 곡면용접부를 따라 굴절된 곡면의 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 구조를 통해서 곡면을 따라 움직이며 용접부를 용이하게 절삭 가능한 구조가 구현된다.

주행가이드(100)는 도 2에 도시된 바와 같은 반원 형상의 구조일 수 있으나 반드시 이와 같이 한정될 필요는 없다. 용접된 자재 또는 부재의 형상, 자재 또는 부재에 포함된 곡면의 형상, 곡면에 형성된 용접부의 형상 및 연장방향 등에 대응하여 그에 대응하는 적절한 형태의 주행가이드(100)를 적용할 수 있다. 주행가이드(100)는 용접부의 형상에 대응하는 형상으로 다양하게 변형될 수 있다. 주행가이드(100)에는 적어도 하나의 고정유닛(140)이 형성되어 절삭대상(용접부가 형성된 자재 등)에 견고하게 고정될 수 있다. 고정유닛(140)은 용접부가 형성된 자재나 부재 등에 자기력으로 부착되는 것일 수 있다.

주행가이드(100)는 주행가이드(100)의 연장방향을 따라 형성된 레일부(110), 및 주행가이드(100)의 연장방향을 따라 레일부(110)와 나란히 형성된 랙기어부(120)를 포함한다. 레일부(110)와 랙기어부(120)는 도시된 바와 같이 주행가이드(100)에 쌍을 이루어 나란히 형성된다. 주행가이드(100)는 이를 이용하여 주행모듈(200)을 보다 정밀하게 가이드 할 수 있다. 레일부(110)는 주행모듈(200)의 주행롤러(220)와 밀착되며 랙기어부(120)는 주행모듈(200)의 주행기어(230)와 치합된다. 이로 인해 주행가이드(100)와 주행모듈(200)이 서로 안정적으로 결합되어 움직일 수 있다. 주행롤러(220)와 주행기어(230)의 배치구조에 대해서는 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.

주행모듈(200)은 주행가이드(100)에 주행가이드(100)의 연장방향으로 이동 가능하게 결합된다. 주행모듈(200)은 주행가이드(100)를 내측에 수용하는 몸체(210)를 포함하며 몸체(210)에 형성된 주행롤러(220)와 주행기어(230)가 전술한 주행가이드(100)의 레일부(110)와 랙기어부(120)에 각각 결합된다. 전술한 바와 같이 주행롤러(220)와 주행기어(230)의 동작에 의해 주행모듈(200)이 주행가이드(100)를 따라서 용이하게 주행할 수 있다. 주행모듈(200)에는 주행기어(230)와 연결되어 주행기어(230)를 동작시키는 동력장치(모터 등으로 형성될 수 있다)가 배치될 수 있다.

주행모듈(200)에는 전술한 절삭모듈(300)이 슬라이딩 가능하게 결합된다. 또한, 주행모듈(200)에는 절삭모듈(300)을 슬라이딩 이동시켜 용접부와의 거리를 조정하는 거리조정부(400)가 형성된다. 또한, 주행모듈(200)에는 주행모듈(200)의 위치 변화에 따라 스위칭되어 거리조정부(400)의 동작을 제어하는 스위칭모듈(500)이 형성된다. 주행모듈(200)은 절삭모듈(300), 거리조정부(400), 스위칭모듈(500)이 결합된 구조로 이루어져 주행가이드(100)를 따라 움직이며 이들을 함께 이동시킨다. 이하, 절삭모듈(300), 거리조정부(400), 스위칭모듈(500)의 배치구조에 대해서 보다 상세히 설명한다.

절삭모듈(300)은 주행모듈(200)의 일 측에 슬라이딩 이동이 가능하게 결합된다. 절삭모듈(300)은 도 3에 도시된 바와 같이 주행모듈(200)에 형성된 슬라이딩 레일(200b)에 결합되어 슬라이딩 이동이 가능하게 형성될 수 있다. 주행모듈(200)의 한정된 공간을 보다 효율적으로 활용하기 위해 예를 들어, 몸체(210) 전면에는 절삭모듈(300)이 배치되고 반대편 후면에는 전술한 동력장치(240)가 배치될 수 있다. 또한, 절삭모듈(300)과 동력장치(240) 사이의 몸체(210) 상면과 측면 등을 활용하여 거리조정부(400)가 형성될 수 있다. 슬라이딩 레일(200b)는 용접부를 향하는 방향으로 연장 형성된다.

절삭모듈(300)은 용접부를 절삭하는 절삭날(310)을 포함한다. 절삭날(310)의 용접부를 향하는 절삭면에는 정밀 가공된 칼날이 형성될 수 있다. 절삭날(310)은 하나의 형태로 한정되지 않으며 필요에 따라 다양한 형태로 교체하여 사용할 수 있다. 절삭날(310)은 회전 가능하게 형성되어 회전하며 용접부를 절삭할 수 있다. 절삭모듈(300)에는 절삭날(310)을 회전 구동하는 구동유닛(320)이 형성되며 구동유닛(320)은 주입관(321)으로 주입된 유체 압력으로 절삭날(310)을 회전시킬 수 있다. 구동유닛(320)은 예를 들어, 공압으로 회전력을 생성하여 절삭날(310)을 회전시킬 수 있다.

거리조정부(400)는 절삭모듈(300)을 슬라이딩 이동시켜 주행모듈(200)과의 상대적인 위치를 변경한다. 거리조정부(400)는 이를 통해 절삭모듈(300)과 용접부 사이의 거리를 조정한다. 거리조정부(400)는 특히, 주행모듈(200) 및 절삭모듈(300) 중 어느 하나에 회전 가능하게 고정되고 다른 하나에 나사 결합되어 주행모듈(200)과 절삭모듈(300)의 상대적인 위치를 변경하는 조절나사(410), 및 조절나사(410)에 회전력을 전달하는 토크전달부(이하, 토크전달부는 411, 420, 430으로 표기함)를 포함하는 구조로 형성된다. 거리조정부(400)는 조절나사(410)를 회전시켜 절삭모듈(300)의 위치를 정밀하게 조정하도록 형성된다.

또한, 토크전달부(411, 420, 430)는 조절나사(410)의 헤드 둘레에 형성된 복수 개의 래칫기어(411), 및 래칫기어(411) 일 측에 배치되어 스위칭모듈(500)의 스위칭 동작에 따라 신축되며 래칫기어(411)와 접촉하여 래칫기어(411)를 회전시키는 핑거(420)를 포함하는 구조로 형성된다. 핑거(420)는 구동실린더(430)에 의해 구동될 수 있다. 즉, 조절나사(410)에 형성된 래칫기어(411)를 스위칭모듈(500)의 스위칭 동작에 따라 작동하는 토크전달부(411, 420, 430)로 회전시켜 조절나사(410)의 회전량을 적절히 조절할 수 있다. 이러한 구조를 이용하여 스위칭모듈(500)의 스위칭 동작에 대응하여 절삭모듈(300)의 위치를 보다 정밀하게 조정할 수 있다. 거리조정부(400)의 구조와 동작에 대해서는 후술하여 보다 상세히 설명한다.

스위칭모듈(500)은 주행모듈(200)의 몸체(210) 양 측에 형성된다. 스위칭모듈(500)은 주행모듈(200)의 위치 변화에 따라 스위칭되어 거리조정부(400)의 동작을 제어한다. 또한, 스위칭모듈(500)은 스위칭 동작에 의해서 주행모듈(200)의 이동방향도 변경시킬 수 있다. 즉, 스위칭모듈(500)의 스위칭동작에 의해 거리조정부(400)가 제어되어 절삭모듈(300)의 위치가 바뀌거나, 주행모듈(200)의 주행방향이 변경될 수 있다. 스위칭모듈(500)은 예를 들어, 주행모듈(200)의 동력장치(240)와 전기적으로 결선될 수 있고, 전술한 토크전달부(411, 420, 430)의 구동실린더(430)를 제어하는 솔레노이드 밸브(미도시) 등과도 전기적으로 결선될 수 있다. 이를 통해 스위칭 동작에 대응하는 제어신호를 전송하여 거리조정부(400) 및 주행모듈(200)의 동작을 제어할 수 있다. 필요에 따라 스위칭모듈(500)의 제어신호를 유선 또는 무선으로 전송하여 거리조정부(400)와 주행모듈(200)의 동작을 제어하도록 구성할 수 있다.

스위칭모듈(500)은 주행가이드(100)에 형성된 스위칭돌기(130)에 의해 기계적으로 스위칭 될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 주행가이드(100)에 스위칭모듈(500)과 접촉되어 스위칭모듈(500)을 스위칭하는 스위칭돌기(130)를 형성할 수 있다. 스위칭돌기(130)는 주행가이드(100)의 단부에 배치될 수 있고, 스위칭모듈(500)은 주행모듈(200)의 스위칭돌기(130)와 대향하는 위치에 배치될 수 있다. 스위칭돌기(130)는 주행모듈(200)이 이동하는 경로 상에 돌출된 형태로 형성되어 스위칭모듈(500)과 용이하게 접촉될 수 있다. 스위칭모듈(500)은 스위칭모듈(500)을 향해 돌출된 접점부(510)를 포함하는 리미트스위치로 형성될 수 있다. 스위칭돌기(130)는 주행가이드(100)의 양 단부에 배치되어 주행가이드(100)를 지지하는 역할도 할 수 있다.

특히, 주행가이드(100)의 양 단부에 스위칭돌기(130)를 형성하고 주행모듈(200)의 양 측에 스위칭모듈(500)을 배치하여 주행모듈(200)이 주행가이드(100)의 양 단부에서 이동방향을 바꾸는 동시에 절삭모듈(300)이 용접부를 향해 이동하도록 형성할 수 있다. 즉, 주행가이드(100)의 양 단부 사이를 주행모듈(200)이 왕복하도록 구성하고 주행모듈(200)이 이동방향을 바꿀 때마다 주행모듈(200)에 결합된 절삭모듈(300)도 용접부를 향해 반복적으로 이동하도록 구성할 수 있다. 이를 통해 용접부 전체를 반복적으로, 매번 보다 깊이 절삭하여 깨끗하게 제거할 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 거리조정부의 구조와 동작, 이로 인한 절삭모듈의 동작, 주행모듈의 내부구조 등에 대해서 좀 더 상세히 설명한다.

도 4 및 도 5는 도 1의 용접부절삭장치의 거리조정부와 절삭모듈의 작동도이다. 도 4 및 도 5의 (a), (b)는 동일 상태를 평면도 및 측면도로 함께 도시한 것이다.

거리조정부(400)는 전술한 바와 같이 주행모듈(200) 및 절삭모듈(300) 중 어느 하나에 회전 가능하게 고정되고 다른 하나에 나사 결합되는 조절나사(410)를 포함한다. 조절나사(410)는 예를 들어, 주행모듈(200)에 형성된 나사결합부(도 2의 200a참조)와 절삭모듈(300)에 형성된 나사결합부(도 2의 300a참조)를 관통하여 결합될 수 있다. 예를 들어, 주행모듈(200) 측의 나사결합부(200a) 내측에는 나사산 없이 조절나사(410)가 자유롭게 회전하도록 결합하고, 절삭모듈(300) 측의 나사결합부(300a) 내측에는 조절나사(410)와 치합되는 나사산을 형성하여 조절나사(410)와 나사 결합할 수 있다.

따라서 조절나사(410)가 회전하면 조절나사(410)의 나사산과 이에 치합된 나사산에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 주행모듈(200)과 절삭모듈(300) 상호간 위치가 정밀하게 조정된다. 조절나사(410)의 진행방향은 절삭모듈(300)의 슬라이딩 방향과 평행한 방향이며 조절나사(410)의 회전면은 이와 수직한 평면 상에 형성된다. 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 조절나사(410)의 헤드 둘레에는 조절나사(410)의 회전면 상에 배열된 복수 개의 래칫기어(411)가 형성된다. 이때 조절나사(410)의 헤드는 조절나사(410)의 나사산이 형성되지 않은 노출된 부분을 말한다. 래칫기어(411)의 일 측에는 스위칭모듈(500)의 동작에 따라 신축되며 래칫기어(411)와 접촉하는 핑거(420)가 배치된다. 핑거(420)는 예를 들어, 주행모듈(200)에 고정되고 일 측이 핑거(420)에 결합되어 신축되는 구동실린더(430)에 의해 구동될 수 있다.

구동실린더(430)는 일 측에 형성된 주입구(431)로 유체가 주입되어 유체 압력에 의해 신축되며 핑거(420)를 이동시킬 수 있다. 도시되지 않았지만 주입구(도 4 (a)의 431참조) 측에 유체 주입관(미도시)을 연결하고 유체 주입관에 전술한 솔레노이드 밸브(미도시) 등을 연결하여 구동실린더(430)를 제어할 수 있다. 전술한 바와 같이 솔레노이드 밸브는 스위칭모듈(500)과 전기적으로 결선되는 등의 방식으로 제어신호를 전달받고 구동실린더(430)의 동작을 제어할 수 있다. 따라서 구동실린더(430)에 결합된 핑거(420) 역시 스위칭모듈(500)의 동작에 따라 신축된다. 구동실린더(430)는 예를 들어, 공압으로 작동될 수 있다.

즉, 핑거(420)는 스위칭모듈(500)의 스위칭 동작에 따라 신축되며 래칫기어(411)와 접촉한다. 핑거(420)는 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 래칫기어(411)를 가압하여 회전시키며 이로 인해 래칫기어(411)가 형성된 조절나사(410) 역시 회전된다. 따라서 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 절삭모듈(300)과 주행모듈(200) 상호간의 위치가 정밀하게 변경되고 절삭모듈(300)은 용접부를 향하는 방향(도면상의 하방)으로 이동된다. 이러한 동작은 스위칭모듈(500)이 스위칭돌기(도 4 (a)의 130참조)와 접촉되어 스위칭되는 때 진행된다.

스위칭돌기(130)는 전술한 바와 같이 주행가이드(100)의 단부에 형성되고 스위칭모듈(500)은 주행모듈(200)의 대향되는 위치에 형성된다. 따라서 스위칭돌기(130)는 주행가이드(100)의 단부에 도달할 때마다 스위칭돌기(130)와 접촉하여 스위칭 동작을 반복하게 된다. 이로 인해 스위칭 동작에 의해 작동하는 핑거(420)가 래칫기어(411)를 회전시키고, 조절나사(410)가 회전하여 절삭모듈(300)이 용접부를 향하는 방향으로 반복적으로 이동된다. 따라서 절삭모듈(300)은 주행모듈(200)이 주행가이드(100)를 왕복하는 동안 반복적으로 용접부를 향해 이동하며 용접부를 깨끗하게 절삭할 수 있다.

한편, 핑거(420)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 적어도 일부가 탄력적으로 굴절되며 래칫기어(411)와 접촉한다. 핑거(420)는 핑거(420)의 신축방향(핑거와 인접하게 도시된 화살표 참조)과 교차하는 방향으로 탄성적으로 굴절되는 굴절부(421)를 포함할 수 있다. 굴절부(421)는 예를 들어, 핑거(420) 일 측에 형성된 관절부(421a)와 관절부(421a)의 사이를 탄성적으로 연결하는 스프링(421b)으로 구성될 수 있다. 이로 인해 핑거(420)는 래칫기어(411)를 가압하는 동안에도 유동적으로 굴절되며 래칫기어(411)를 용이하게 가압할 수 있다.

즉, 핑거(420)는 래칫기어(411)와 접촉된 상태에서 적어도 일부가 래칫기어(411)의 회전경로를 따라 탄력적으로 굴절되며 회전력을 전달한다. 핑거(420)에 형성된 굴절부(421)를 이용하여 이러한 구조를 매우 용이하게 구현할 수 있다. 이를 통해 핑거(420)의 신축구조를 유지하면서도 회전하는 래칫기어(411)에 회전력을 매우 용이하게 전달할 수 있다. 뿐만 아니라 핑거(420)와 래칫기어(411)의 접촉점에서도 래칫기어(411)의 회전을 방해하지 ?方? 래칫기어(411)의 원활한 회전을 유도할 수 있다. 굴절부(421)는 관절부(421a)와 스프링(421b)의 구조로 한정될 필요는 없으며 탄성적으로 굴절 가능한 또 다른 형태로 변형될 수도 있다. 또한, 필요에 따라서 핑거(420)에 하나 이상의 관절부(421a)를 형성할 수도 있다.

이와 같이, 스위칭모듈(500)의 스위칭 동작에 의해 핑거(420)가 이동하고 래칫기어(411)가 회전하고 조절나사(410)가 회전되어 주행모듈(200)과 절삭모듈(300)의 상대적인 위치가 정밀하게 변경된다. 스위칭모듈(500)의 스위칭 동작이 해제되면 핑거(420)는 도 5에 도시된 바와 같이 즉시 원위치로 이동되며 탄성력에 의해 원래 형상으로 복원된다. 절삭모듈(300)은 변경된 위치를 그대로 유지한다. 이러한 상태로 스위칭모듈(500)의 스위칭 동작에 의해 주행모듈(200)의 주행방향이 변경되므로 주행모듈(200)은 주행가이드(100)를 따라 다시 반대 방향으로 이동하게 된다. 이와 같은 동작을 스위칭모듈(500)과 스위칭돌기(130)가 접촉하는 지점에서 반복하여 주행모듈(200)에 형성된 절삭모듈(300)로 용접부를 매우 깨끗하게 제거할 수 있다.

이하, 도 6을 참조하여 주행모듈을 구조에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

도 6은 도 1의 용접부절삭장치의 주행모듈 내부구조를 도시한 단면도이다. 도 6의 (a), (b)는 주행모듈의 주행가이드 방향의 단면도 및 그와 수직한 방향의 단면도이다.

주행모듈(200)은 전술한 바와 같이 몸체(210) 내부에 주행롤러(220) 및 주행기어(230)가 회전 가능하게 결합된 형태로 형성된다. 주행모듈(200)은 주행가이드(100)의 레일부(도 1 내지 도 3의 110참조)에 밀착되어 구름 접촉하는 복수 개의 주행롤러(220)와 주행가이드(100)의 랙기어부(도 1 내지 도 3의 120참조)에 치합되고 동력장치(240)에 의해 회전하여 주행모듈(200)을 이동시키는 주행기어(230)를 포함한다. 몸체(210)는 주행가이드(100)를 내측에 수용할 수 있도록 내부에 공간이 마련된 형태로 형성된다.

주행롤러(220)는 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 것처럼 복수 개가 주행가이드(100)의 서로 다른 단부에 밀착되도록 유기적으로 배치된다. 주행롤러(220)는 적어도 일부가 회전중심을 이동시켜 주행가이드(100) 측에 밀착시킬 수 있도록 형성된다. 주행롤러(220)는 예를 들어, 회전중심을 변경할 수 있는 편심 조정형 캠 팔로워(cam follower) 등으로 형성될 수 있다. 따라서 주행롤러(220)의 위치를 적절히 조정하여 주행가이드(100) 특히, 주행롤러(220)가 구름 접촉하는 주행가이드(100)의 레일부(110)와 긴밀하게 접촉시킬 수 있다.

이로 인해 주행모듈(200)은 주행가이드(100)에 결합되어 매우 안정적으로 이동된다. 주행기어(230)는 동력장치(240)에 연결되어 회전하며 주행가이드(100)의 랙기어부(120)에 치합되어 주행모듈(200)의 위치를 변경시킨다. 주행롤러(220)가 레일부(110)와 긴밀하게 접촉하여 주행모듈(200)을 고정하므로 주행모듈(200)에 형성된 주행기어(230) 역시 랙기어부(120)와 매우 긴밀하게 접촉된다. 따라서 보다 효율적으로 구동력이 전달되어 주행모듈(200)이 보다 안정적으로, 용이하게 주행가이드(100)를 따라서 이동할 수 있다.

이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 용접부절삭장치의 작동과정에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

도 7 및 도 8은 도 1의 용접부절삭장치 전체의 동작을 도시한 사용상태도이다.

용접부절삭장치(1)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 용접부(A)가 형성된 부재 등에 고정된다. 전술한 바와 같이 주행가이드(100)에 형성된 고정유닛(140)등을 이용하여 용접부절삭장치(1)를 견고하게 고정할 수 있다. 주행가이드(100)는 곡면 위에 형성된 용접부(A)를 따라 연장된 곡면의 형태로 형성되어 용접부(A)를 따라 이동 가능한 곡선상의 이동경로를 제공한다. 주행모듈(200)은 도 7에 도시된 바와 같이 주행가이드(100)의 연장방향을 따라서 이동한다.

주행모듈(200)이 이동하는 동안 절삭모듈(300)의 절삭날(310)이 회전하며 용접부(A)를 절삭한다. 전술한 바와 같이 절삭모듈(300)은 주입관(321) 등을 통해 유체(압축공기일 수 있다)를 제공받고 유체압력에 의해 절삭날(310)을 회전시킬 수 있다. 도시된 바와 같이 절삭모듈(300)은 주행모듈(200)과 함께 주행가이드(100)를 따라 곡면을 이동하면서 곡면 위에 형성된 용접부(A)를 매우 용이하게 절삭한다. 주행모듈(200)이 주행가이드(100)의 단부에 도달하면 스위칭모듈(500)이 스위칭되며 절삭모듈(300)과 용접부(A)와의 거리는 변경된다.

절삭모듈(300)은 전술한 바와 같은 거리조정부(400)의 동작에 의해 용접부(A)와의 거리가 변경된다. 특히, 전술한 바와 같이 거리조정부(400)의 조절나사(410)에 형성된 래칫기어(411)가 핑거(420)에 의해 회전되며 조절나사(410)의 나사산에 의해 절삭모듈(300)과 주행모듈(200)의 위치가 정밀하게 변경된다. 따라서 절삭모듈(300)은 용접부(A)를 향해 이동되고, 또한 스위칭 동작에 의해 주행모듈(200)은 이동방향이 변경되어 주행가이드(100)의 단부를 반대방향으로 이탈하게 된다.

즉, 주행모듈(200)은 도 7에 도시된 바와 같이 주행가이드(100)의 단부에서 절삭모듈(300)과의 상대적인 위치가 조정됨과 동시에 이동방향이 반전된다. 따라서 도 8에 도시된 바와 같이 주행모듈(200)이 반대방향으로 이동하며 주행모듈(200)에 결합된 절삭모듈(300)이 용접부(A)를 재차 절삭한다. 절삭모듈(300)은 조절나사(410)에 의해 용접부(A)를 향해 정밀하게 이동된 상태이므로 용접부(A)는 재차 절삭되며 매우 깨끗이 제거된다. 이러한 과정을 필요한 만큼 반복하여 자동으로 수행할 수 있다.

따라서, 곡면 위에 형성된 용접부(A) 등도 본 발명의 용접부절삭장치(1)를 이용하여 매우 용이하게 자동으로 절삭할 수 있다. 예를 들어, 용접부절삭장치(1) 내 간단한 제어모듈(미도시)을 설치하여 스위칭모듈(500)의 스위칭 회수를 인식하고 적절한 시점에 용접부절삭장치(1)의 동작이 종료하도록 설정할 수 있다. 또한, 조절나사(410)의 형상, 래칫기어(411)의 배치, 스위칭 시 핑거(420)의 신축길이와 신축회수 등을 조절하여 조절나사(410)의 회전각과 이동거리를 바꾸고 절삭모듈(300)과 주행모듈(200)의 거리가 변경되는 정도도 적절히 조정할 수 있다. 이와 같이 다양한 방식으로 본 발명의 용접부절삭장치(1)를 이용하여 용접부(A)를 매우 효과적으로 제거할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 용접부절삭장치 100: 주행가이드
110: 레일부 120: 랙기어부
130: 스위칭돌기 140: 고정유닛
200: 주행모듈 200a, 300a: 나사결합부
200b: 슬라이딩 레일 210: 몸체
220: 주행롤러 230: 주행기어
240: 동력장치 300: 절삭모듈
310: 절삭날 320: 구동유닛
321: 주입관 400: 거리조정부
410: 조절나사 411: 래칫기어
420: 핑거 421: 굴절부
421a: 관절부 421b: 스프링
430: 구동실린더 431: 주입구
500: 스위칭모듈 510: 접점
A: 용접부

Claims (12)

1. 용접부를 따라 연장된 주행가이드;
   상기 주행가이드에 상기 주행가이드의 연장방향으로 이동 가능하게 결합된 주행모듈;
   상기 용접부를 절삭하는 절삭날이 형성되고 상기 주행모듈에 슬라이딩 가능하게 결합되어 상기 용접부와의 거리가 변경되는 절삭모듈;
   상기 절삭모듈을 슬라이딩 이동시켜 상기 용접부와의 거리를 조정하는 거리조정부; 및
   상기 주행모듈의 위치 변화에 따라 스위칭되어 상기 거리조정부의 동작을 제어하는 스위칭모듈을 포함하되,
   상기 거리조정부는,
   상기 주행모듈 및 상기 절삭모듈 중 어느 하나에 회전 가능하게 고정되고 다른 하나에 나사 결합되어 상기 주행모듈과 상기 절삭모듈의 상대적인 위치를 변경하는 조절나사, 및 상기 조절나사에 회전력을 전달하는 토크전달부를 포함하고,
   상기 토크전달부는,
   상기 조절나사의 헤드 둘레에 형성된 복수 개의 래칫기어, 및 상기 래칫기어 일 측에 배치되어 상기 스위칭모듈의 스위칭 동작에 따라 신축되며 상기 래칫기어와 접촉하여 상기 래칫기어를 회전시키는 핑거를 포함하는 용접부절삭장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 절삭모듈은 상기 스위칭모듈이 스위칭 될 때마다 상기 용접부를 향해 이동되는 용접부절삭장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 용접부는 곡면 위에 형성된 곡면용접부이고,
   상기 주행가이드는 상기 곡면용접부를 따라 굴절된 곡면 형상인 용접부절삭장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 주행모듈은 상기 스위칭모듈의 스위칭 동작에 따라 이동방향이 변경되는 용접부절삭장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 주행가이드에 상기 스위칭모듈과 접촉되어 상기 스위칭모듈을 기계적으로 스위칭하는 스위칭돌기를 더 포함하는 용접부절삭장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 스위칭돌기는 상기 주행가이드의 단부에 배치되고, 상기 스위칭모듈은 상기 주행모듈의 상기 스위칭돌기와 대향하는 위치에 배치된 용접부절삭장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 스위칭모듈은 상기 스위칭돌기를 향해 돌출된 접점부를 포함하는 리미트스위치로 형성된 용접부절삭장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제1항에 있어서, 상기 절삭모듈 및 상기 주행모듈 중 어느 하나에 고정되고 일 측이 상기 핑거에 결합되어 신축되는 구동실린더를 더 포함하는 용접부절삭장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 핑거는 상기 핑거의 신축방향과 교차하는 방향으로 탄성적으로 굴절되는 굴절부를 포함하는 용접부절삭장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 주행가이드는,
    상기 주행가이드의 연장방향을 따라 형성된 레일부, 및 상기 주행가이드의 연장방향을 따라 상기 레일부와 나란히 형성된 랙기어부를 포함하고,
    상기 주행모듈은,
    상기 레일부에 밀착되어 구름 접촉하는 복수 개의 주행롤러, 및 상기 랙기어부에 치합되고 동력장치에 의해 회전하여 상기 주행모듈을 이동시키는 주행기어를 포함하는 용접부절삭장치.
    

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