KR101973114B1 - 거더 내부 용접용 용접 장치 - Google Patents

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Abstract

거더 내부 용접용 용접 장치가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 거더 내부 용접용 용접 장치는 투입 가이드 유닛, 투입 가이드 유닛에 연결되고, 투입 가이드 유닛에 대하여 전후방향으로 이동 가능하게 구비되는 캐리지, 캐리지와 선택적으로 연결되고, 용접 작업의 수행을 위한 용접 로봇 및 캐리지와 용접 로봇의 연결 상태를 선택적으로 해제하는 연결 부재를 포함하고, 투입 가이드 유닛은, 캐리지 및 용접 로봇이 거더(girder)의 외부에서 내부로 투입되는 것을 가이드하기 위해 적어도 일부가 거더의 내부에 배치되고, 나머지는 거더의 외부로 노출된다.

Description

거더 내부 용접용 용접 장치{APPARATUS FOR WELDING INTERNAL GIRDER}
본 발명은 거더 내부 용접용 용접 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박 건조시, 선체의 조립은 대부분 용접 작업을 통하여 수행되고 있다.
종래에는 이러한 용접 작업을 위해 작업자가 직접 용접 장치를 들고 용접 작업을 수행하는 방식이 이용되었다. 하지만, 이러한 방식은 작업자가 직접 용접 장치를 들고 용접 작업을 수행해야 하기 때문에, 용접 작업에 소요되는 노동력 및 시간이 낭비될 뿐만 아니라, 작업 환경이 열악하여 작업 피로도가 증가하고, 안전사고에 대한 위험이 있었다.
이러한 점들을 고려하여, 최근에는 용접 로봇을 이용하여 용접 작업을 자동으로 수행할 수 있는 자동 용접 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
하지만, 자동 용접 장치를 이용하여 거더(girder)의 내부에서 용접 작업을 수행하기 위해서는, 용접 로봇을 거더의 내부로 투입시켜야 하는데, 종래의 용접 로봇은 그 중량이 상당하므로, 용접 로봇을 거더의 내부로 투입시키는 것이 매우 어렵다는 문제점이 있다.
국내 등록특허공보 10-0965298호 (2010.06.14. 등록)
본 발명의 실시예들은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점에 착안하여 제안되는 것으로서, 용접 작업에 필요한 노동력 및 시간이 절감될 수 있고, 별도의 장치 없이도 고중량의 용접 로봇이 거더 내부로 안정적으로 투입되어 용접 작업의 효율성이 향상될 수 있는 거더 내부 용접용 용접 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 투입 가이드 유닛, 상기 투입 가이드 유닛에 연결되고, 상기 투입 가이드 유닛에 대하여 전후방향으로 이동 가능하게 구비되는 캐리지 및 상기 캐리지와 선택적으로 연결되고, 용접 작업의 수행을 위한 용접 로봇 및 상기 캐리지와 상기 용접 로봇의 연결 상태를 선택적으로 해제하는 연결 부재를 포함하고, 상기 투입 가이드 유닛은, 상기 캐리지 및 상기 용접 로봇이 거더(girder)의 외부에서 내부로 투입되는 것을 가이드하기 위해 적어도 일부가 상기 거더의 내부에 배치되고, 나머지는 상기 거더의 외부로 노출되는 거더 내부 용접용 용접 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 캐리지는, 캐리지 본체 및 상기 캐리지 본체에 연결되고, 상기 용접 로봇을 상기 거더의 내부 저면에 대하여 상하방향으로 이동시키는 이동 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 유닛은, 상기 용접 로봇의 상하방향 이동을 가이드하는 상하방향 이동용 가이드부를 포함하고, 상기 상하방향 이동용 가이드부는, 상기 캐리지 본체에 구비되는 상하방향 이동용 가이드 레일 및 상기 상하방향 이동용 가이드 레일에 계합되는 상하방향 이동용 가이드 블록을 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 유닛은, 상기 상하방향 이동용 가이드 블록을 상하방향으로 이동시키는 조작부를 더 포함하고, 상기 조작부는, 상기 캐리지 본체에 브라켓을 매개로 설치되는 나사 부재, 상기 나사 부재를 회전시키는 구동부 및 상기 나사 부재에 체결되고, 상기 나사 부재의 회전에 따라 상하방향으로 이동되는 너트 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동 유닛은, 상기 연결 부재와 체결되고, 적어도 하나 이상의 매개 플레이트를 매개로 상기 상하방향 이동용 가이드 블록 및 상기 너트 부재와 연결되는 이동 플레이트를 더 포함하고, 상기 이동 플레이트는, 상기 상하방향 이동용 가이드 블록 및 상기 너트 부재와 함께 이동되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 투입 가이드 유닛은, 상기 거더 내부의 일 격벽에 설치되는 메인 프레임 및 상기 캐리지의 전후방향 이동을 가이드하는 전후방향 이동용 가이드부를 포함하고, 상기 전후방향 이동용 가이드부는, 상기 메인 프레임과 연결되는 전후방향 이동용 가이드 레일 및 상기 전후방향 이동용 가이드 레일에 계합되도록 상기 캐리지 본체에 연결되는 전후방향 이동용 가이드 블록을 포함할 수 있다.
또한, 상기 거더 내부의 상기 일 격벽에는 상기 캐리지 및 상기 용접 로봇이 통과할 수 있는 홀이 형성되고, 상기 메인 프레임의 양단부는 상기 홀의 반경방향 외측에 고정될 수 있다.
또한, 상기 거더 내부의 상기 일 격벽과 전후방향으로 인접하는 다른 격벽에는 상기 캐리지 및 상기 용접 로봇이 통과할 수 있는 홀이 형성되고, 상기 투입 가이드 유닛은, 상기 홀의 반경방향 외측에 설치되는 보조 프레임을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따른 거더 내부 용접용 용접 장치는 용접 작업에 필요한 노동력 및 시간을 절감할 수 있고, 별도의 장치 없이도 고중량의 용접 로봇을 거더 내부로 안정적으로 투입시키므로, 용접 작업의 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 거더 내부 용접용 용접 장치가 거더에 설치된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치를 나타내는 측면도이다.
도 3은 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치의 투입 가이드 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치의 투입 가이드 유닛이 거더 내부에 설치된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치의 캐리지를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치의 캐리지를 나타내는 분해 사시도이다.
도 7은 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치의 캐리지를 나타내는 측면도이다.
도 8 내지 도 13은 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치가 거더의 내부로 투입되어 거더의 내부 저면에 안착되는 모습을 나타내는 동작도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로서 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 거더 내부 용접용 용접 장치(10)에 대하여 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명하겠다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 거더 내부 용접용 용접 장치가 거더에 설치된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치를 나타내는 측면도이며, 도 3은 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치의 투입 가이드 유닛을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치의 투입 가이드 유닛이 거더 내부에 설치된 상태를 나타내는 평면도이며, 도 5는 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치의 캐리지를 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치의 캐리지를 나타내는 분해 사시도이며, 도 7은 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치의 캐리지를 나타내는 측면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 거더 내부 용접용 용접 장치(10)는 투입 가이드 유닛(100), 캐리지(200), 용접 로봇(300) 및 연결 부재(400)를 포함할 수 있다.
한편, 이하에서는 설명의 편의를 위해, "전후방향"을 도 1의 z축 방향으로 설명하고, "상하방향"을 도 1의 y축 방향으로 설명하겠다.
투입 가이드 유닛(100)은 캐리지(200) 및 용접 로봇(300)이 거더(20)의 내부로 투입되는 것을 가이드할 수 있다. 이러한 투입 가이드 유닛(100)의 적어도 일부는 거더(20)의 내부에 배치될 수 있고, 나머지는 거더(20)의 외부로 노출될 수 있다.
투입 가이드 유닛(100)은 메인 프레임(110), 고정부(120), 전후방향 이동용 가이드부(130) 및 보조 프레임(140)을 포함할 수 있다.
메인 프레임(110)은 거더(20)의 내부로 투입되는 캐리지(200) 및 용접 로봇(300)의 투입 높이를 결정할 수 있다. 이러한 메인 프레임(110)은 캐리지(200) 및 용접 로봇(300)의 투입 높이를 고려하여 거더(20) 내부에 구비된 격벽(21)에 고정될 수 있다. 여기서, "투입 높이"는 캐리지(200) 및 용접 로봇(300)이 거더(20)의 내부 저면으로부터 높이방향으로 이격된 정도를 의미하고, "높이 방향"은 도 1의 y축 방향을 의미한다.
구체적으로, 메인 프레임(110)은 메인 프레임 본체(111), 절개부(112) 및 삽입부(113)를 포함할 수 있다.
메인 프레임 본체(111)는 양단부가 거더(20) 내부의 격벽(21)에 형성된 홀(23)의 반경방향 외측에 고정되도록 구성될 수 있다. 이때, 홀(23)의 반경방향 외측에 고정된 메인 프레임 본체(111)의 양단부는 고정부(120)와 연결될 수 있다. 이러한 메인 프레임 본체(111)는 일 예로, 빔 형상으로 제공될 수 있다.
또한, 고정부(120)가 연결된 메인 프레임 본체(111)의 양단부에는, 후술할 캐리지(200) 및 용접 로봇(300)의 투입을 위한 전후방향 이동용 가이드 레일(131)이 연결될 수 있도록, 메인 프레임 본체(111)의 양단부 보다 상측으로 돌출된 돌출 부분이 마련될 수 있다. 이로써, 메인 프레임 본체(111)의 양단부에 마련된 돌출 부분에 전후방향 이동용 가이드 레일(131)이 연결되는 높이가 캐리지(200) 및 용접 로봇(300)의 투입 높이가 될 수 있다.
한편, 상술한 바에 있어서는 메인 프레임 본체(111)가 하나의 부재로 구성되는 경우를 일 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 메인 프레임 본체(111)는 두 개 이상의 부재가 서로 체결되도록 구성될 수도 있다.
절개부(112)는 후술할 구속 부재(122)가 관통될 수 있는 관통로 역할을 수행할 수 있다. 이때, 절개부(112)는 후술할 전자석 부재(121)와 접촉된 메인 프레임 본체(111)의 양단부에 마련될 수 있으며, 일 예로, 적어도 일부가 절개된 형상을 가질 수 있다.
삽입부(113)는 후술할 전후방향 이동용 가이드 레일(131)이 삽입되는 부분으로, 이러한 삽입부(113)는 고정부(120)가 연결되는 메인 프레임 본체(111)의 양단부의 내측에 마련된 돌출 부분에 제공될 수 있다. 일 예로, 삽입부(113)는 메인 프레임 본체(111)의 양단부의 내측에서 전방을 향해 돌출 형성된 원기둥 형상으로 이루어질 수 있다.
고정부(120)는 메인 프레임 본체(111)의 양단부를 격벽(21)에 구비된 홀(23)의 반경방향 외측에 고정시킬 수 있고, 후술할 보조 프레임 본체(141)를 격벽(21)과 전후방향으로 인접하는 다른 격벽(22)에 구비된 홀(24)의 반경방향 외측에 고정시킬 수 있다. 이러한 고정부(120)는 전자석 부재(121) 및 구속 부재(122)로 이루어질 수 있다.
전자석 부재(121)는 별도의 제어 유닛(미도시)에 의해 온오프됨으로써, 메인 프레임 본체(111)의 양단부를 홀(23)의 반경방향 외측에 선택적으로 고정시킬 수 있다. 이러한 전자석 부재(121)는 메인 프레임 본체(111)의 양단부에 선택적으로 접촉될 수 있다.
구속 부재(122)는 전자석 부재(121)가 제어 유닛에 의해 오프될 때, 메인 프레임 본체(111)가 격벽(21)으로부터 이탈되는 것을 구속할 수 있다. 예를 들어, 전자석 부재(121)가 제어 유닛에 의해 오프되어 메인 프레임 본체(111)가 격벽(21)에 대한 고정력을 상실하더라도, 구속 부재(122)가 메인 프레임 본체(111)의 절개부(112)에 걸림으로써, 메인 프레임 본체(111)가 거더(20)의 내부 저면에 낙하될 염려가 없다.
전후방향 이동용 가이드부(130)는 캐리지(200)의 전후방향 이동을 가이드할 수 있다.
구체적으로, 전후방향 이동용 가이드부(130)는 전후방향 이동용 가이드 레일(131) 및 전후방향 이동용 가이드 블록(132)을 포함할 수 있다.
전후방향 이동용 가이드 레일(131)은 메인 프레임(110)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 전후방향 이동용 가이드 레일(131)은 메인 프레임(110)의 삽입부(113)에 삽입되어 고정될 수 있으며, 일 예로 중공의 사각 기둥 형상으로 구성될 수 있다. 이와 같이, 전후방향 이동용 가이드 레일(131)의 일단부는 삽입부(113)에 삽입되어 거더(20)의 내부에 배치될 수 있고, 전후방향 이동용 가이드 레일(131)의 타단부는 거더(20)의 외부로 노출될 수 있다.
전후방향 이동용 가이드 블록(132)은 전후방향 이동용 가이드 레일(131)에 계합되어 전후방향으로 이동 가능하게 구비될 수 있다. 이러한 전후방향 이동용 가이드 블록(132)은 후술할 캐리지(200)의 캐리지 본체(210)에 구비될 수 있다. 이에 대해서는 캐리지(200)와 함께 후술하겠다.
보조 프레임(140)은 다른 격벽(22)에 고정되어 전후방향 이동용 가이드 레일(131)을 다른 격벽(22)에 고정시키는 역할을 수행할 수 있다.
이때, 보조 프레임(140)은 보조 프레임 본체(141), 안착부(142) 및 절개부(143)를 포함할 수 있다.
보조 프레임 본체(141)는 다른 격벽(22)에 구비된 홀(24)의 반경방향 외측에 고정될 수 있다. 이때, 보조 프레임 본체(141)는 캐리지(200) 및 용접 로봇(300)의 전후방향 이동을 방해하지 않도록 다른 격벽(22)에 구비된 홀(24)의 반경방향 외측에 서로 대향하는 한쌍으로 구비될 수 있다. 다만, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니고, 보조 프레임 본체(141)의 설치 개수는 캐리지(200) 및 용접 로봇(300)의 중량 등을 고려하여 적절하게 변경될 수 있다.
안착부(142)는 전후방향 이동용 가이드 레일(131)이 안착되어 전후방향 이동용 가이드 레일(131)을 지지하는 부분으로, 보조 프레임 본체(141)의 외측면에 전후방향 이동용 가이드 레일(131)의 형상에 대응되는 형상으로 함몰 형성될 수 있다.
절개부(143)는 구속 부재(122)가 관통될 수 있는 관통로 역할을 수행할 수 있다. 이때, 절개부(143)는 전자석 부재(121)와 연결된 보조 프레임 본체(141)의 일단부에 마련될 수 있으며, 일 예로 적어도 일부가 절개된 형상을 가질 수 있다.
캐리지(200)는 용접 로봇(300)을 전후방향으로 이동시켜서 거더(20)의 내부로 투입시킬 수 있으며, 거더(20) 내부에서 용접 로봇(300)을 거더(20)의 내부 저면에 안착시킬 수 있다.
구체적으로, 캐리지(200)는 캐리지 본체(210) 및 이동 유닛(220)을 포함할 수 있다.
캐리지 본체(210)는 용접 로봇(300)과 함께 전후방향으로 이동되면서, 용접 로봇(300)을 거더(20)의 내부로 투입시킬 수 있다. 일 예로, 캐리지 본체(210)는 사각 플레이트 형상으로 이루어질 수 있다.
한편, 캐리지 본체(210)는 캐리지 본체(210)의 폭방향 양단부에 구비된 브라켓(211)에 체결되는 전후방향 이동용 가이드 블록(132)이 전후방향 이동용 가이드 레일(131)에 계합됨으로써, 전후방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 전후방향 이동용 가이드 블록(132)은 전후방향 이동용 가이드 레일(131)의 형상에 대응되는 형상을 갖는 홈이 구비된 바퀴 형상으로 이루어질 수 있다. 이때, "캐리지 본체(210)의 폭방향"은 도 5의 x축 방향을 의미한다.
또한, 브라켓(211) 사이에는 손잡이 부재(212)가 구비될 수 있다. 이러한 손잡이 부재(212)는 작업자에 의해 파지되어 전후방향으로 외력을 받음에 따라, 캐리지(200)를 전후방향으로 이동시킬 수 있다.
이동 유닛(220)은 용접 로봇(300)을 거더(20)의 내부 저면에 대하여 상하방향으로 이동시킬 수 있다.
이러한 이동 유닛(220)은 캐리지 본체(210)와 연결될 수 있으며, 상하방향 이동용 가이드부(221), 조작부(222), 매개 플레이트(223), 이동 플레이트(224) 및 체결 플레이트(225)를 포함할 수 있다.
상하방향 이동용 가이드부(221)는 용접 로봇(300)의 상하방향 이동을 가이드할 수 있다.
상하방향 이동용 가이드부(221)는 상하방향 이동용 가이드 레일(221a) 및 상하방향 이동용 가이드 블록(221b)을 포함할 수 있다.
상하방향 이동용 가이드 레일(221a)은 캐리지 본체(210)에 체결될 수 있으며, 상하방향으로 연장 형성될 수 있다.
이러한 상하방향 이동용 가이드 레일(221a)에는 상하방향 이동용 가이드 블록(221b)이 계합되어 상하방향으로 이동되도록 구성될 수 있다.
이때, 상하방향 이동용 가이드 블록(221b)이 상하방향으로 이동되기 위해서는, 상하방향 이동용 가이드 블록(221b)을 상하방향으로 이동시키기 위한 조작부(222)가 필요하다.
조작부(222)는 상하방향 이동용 가이드 블록(221b)을 상하방향으로 이동시키기 위해, 나사 부재(222a), 구동부(222b), 너트 부재(222c), 풀리(222d) 및 벨트(222e)로 구성될 수 있다.
나사 부재(222a)는 구동부(222b)에 의해 회전 운동됨으로써, 너트 부재(222c)를 상하 운동시킬 수 있다. 이러한 나사 부재(222a)는 캐리지 본체(210)의 길이방향 양단부에 설치된 브라켓(213)을 매개로 캐리지 본체(210)에 체결될 수 있으며, 일 예로 외주연에 나사산이 형성된 TM 나사일 수 있다. 이때, "캐리지 본체(210)의 길이방향"은 도 5의 y축 방향을 의미한다.
구동부(222b)는 나사 부재(222a)를 회전시키기 위해 구비될 수 있다. 이러한 구동부(222b)는 캐리지 본체(210)에서 나사 부재(222a)가 체결된 측의 반대측에 구비될 수 있다.
한편, 구동부(222b)는 일 예로 구동 모터일 수 있다. 구동부(222b)는 제어 유닛에 의해 회전됨으로써 구동력을 발생시키고, 구동부(222b)의 구동력은 나사 부재(222b)의 일단부 및 구동부(222b)의 일단부에 제공되는 풀리(222d)와 이러한 풀리(222d)의 외주연을 둘러싸도록 제공되는 벨트(222e)에 의해 나사 부재(222b)에 전달될 수 있다.
다만, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 나사 부재(222a)는 제어 유닛에 의해 독립적으로 회전될 수도 있다. 이 경우, 제어 유닛은 나사 부재(222a)를 회전시키기 위한 구동부를 내장하고 있거나, 구동부(222b)로부터 나사 부재(222a)에 인가되는 전원(또는 동력)을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.
너트 부재(222c)는 나사 부재(222a)에 체결되어 나사 부재(222a)의 회전에 따라 상하방향으로 이동되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 너트 부재(222c)는 TM 너트일 수 있다.
이동 플레이트(224)는 상하방향 이동용 가이드 블록(221b) 및 너트 부재(222c)와 함께 상하방향으로 이동될 수 있다. 이러한 이동 플레이트(224)는 적어도 하나 이상의 매개 플레이트(223)를 매개로 상하방향 이동용 가이드 블록(221b) 및 너트 부재(222c)와 연결될 수 있다.
이때, 매개 플레이트(223)는 상하방향 이동용 가이드 블록(221b) 및 너트 부재(222c)의 외측면에 체결되는 제 1 매개 플레이트(223a)와, 제 1 매개 플레이트(223a)의 외측면에 체결되는 제 2 매개 플레이트(223b)로 구성될 수 있다.
제 1 매개 플레이트(223a)는 상하방향 이동용 가이드 블록(221b)의 표면과 너트 부재(222c)의 표면을 일치시키기 위해 제공되는 매개 플레이트일 수 있으며, 제 2 매개 플레이트(223b)는 이동 플레이트(224)와의 체결을 위한 매개 플레이트일 수 있다.
또한, 이동 플레이트(224)는 제 1 이동 플레이트(224a) 및 제 2 이동 플레이트(224b)로 구성될 수 있다.
제 1 이동 플레이트(224a)는 제 2 매개 플레이트(223b)와 체결될 수 있으며, 제 2 이동 플레이트(224b)는 제 1 이동 플레이트(224a)와 체결될 수 있다. 이때, 제 2 이동 플레이트(224b)에는 연결 부재(400)의 적어도 일부가 삽입된 상태로 체결될 수 있으며, 이를 위해, 제 2 이동 플레이트(224b)에는 체결홀(H)이 구비될 수 있다.
이와 같이, 이동 플레이트(224)는 적어도 하나 이상의 매개 플레이트(223a, 223b)를 매개로 상하방향 이동용 가이드 블록(221b) 및 너트 부재(222c)과 연결되므로, 상하방향 이동용 가이드 블록(221b) 및 너트 부재(222c)와 함께 상하방향으로 이동될 수 있는 것이다.
연결 부재(400)는 캐리지(200)와 용접 로봇(300)의 연결 상태를 선택적으로 해제할 수 있다. 이러한 연결 부재(400)는 체결 플레이트(225)를 매개로 제 2 이동 플레이트(224b)의 체결홀(H)에 적어도 일부가 삽입될 수 있으며, 일 예로 공압으로 온오프되는 자석 부재일 수 있다. 예를 들어, 이동 플레이트(224)가 하방으로 이동되는 경우, 연결 부재(400)는 용접 로봇(300)에 구비된 스틸 플레이트(미도시)와 접촉되면서, 자력에 의해 캐리지(200)와 용접 로봇(300)이 연결될 수 있다.
이와는 반대로, 이동 플레이트(224)가 상방으로 이동되는 경우, 연결 부재(400)가 용접 로봇(300)의 스틸 플레이트로부터 승강되어 연결 부재(400)와 용접 로봇(300)의 스틸 플레이트의 접촉이 해제됨으로써, 캐리지(200)와 용접 로봇(300)의 연결 상태가 해제될 수 있다. 이에 따라, 용접 로봇(300)은 거더(20)의 내부 저면에 안착될 수 있으며, 거더(20)의 내부 저면에서 용접 작업을 수행할 수 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 용접 로봇(300)의 저면에는 센서 부재가 구비될 수 있으며, 일 예로 센서 부재는 근접 센서, 접촉 센서 중 어느 하나일 수 있다. 이에 따라, 센서 부재의 센서값은 용접 로봇(300)이 거더(20)의 내부 저면에 안착이 완료된 시점에서 제어 유닛으로 전달되어, 제어 유닛이 조작부(222)의 구동을 정지시키는데 사용될 수 있다.
이하에서는, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 거더 내부 용접용 용접 장치(10)의 작용 및 효과에 대하여 도 8 내지 도 13을 참조하여 설명하겠다. 도 8 내지 도 13은 도 1의 거더 내부 용접용 용접 장치가 거더의 내부로 투입되어 거더의 내부 저면에 안착되는 모습을 나타내는 동작도들이다.
도 8 내지 도 13을 참조하면, 먼저, 거더(20) 내부의 격벽(21)에 구비된 홀(23)의 치수 및 높이 등을 고려하여, 캐리지(200) 및 용접 로봇(300)이 거더(20)의 내부로 투입되는 투입 높이를 결정한다.
캐리지(200) 및 용접 로봇(300)의 투입 높이가 결정되면, 전자석 부재(121)를 온(ON) 시켜서 메인 프레임 본체(111)의 양단부를 격벽(21)에 구비된 홀(23)의 반경방향 외측에 고정시킨다.
그 후, 홀(23)의 반경방향 외측에 고정된 메인 프레임 본체(111)에 전후방향 이동용 가이드 레일(131)을 연결한다.
구체적으로, 메인 프레임 본체(111)의 삽입부(113)에 전후방향 이동용 가이드 레일(131)에 일단부를 삽입 고정시켜서 전후방향 이동용 가이드 레일(131)의 적어도 일부를 거더(20)의 내부에 위치시키고, 전후방향 이동용 가이드 레일(131)의 나머지는 거더(20)의 외부로 노출시킨다.
이때, 격벽(21)과 전후방향으로 인접하는 다른 격벽(22)에 구비된 홀(24)의 반경방향 외측에 보조 프레임(140)을 설치하여 전후방향 이동용 가이드 레일(131)을 추가적으로 고정시킨다.
거더(20)에 투입 가이드 유닛(100)의 설치가 완료되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 크레인(미도시)를 이용하여 거더(20)의 외부로 노출된 전후방향 이동용 가이드 레일(131)에 캐리지(200)를 연결하는 단계가 수행된다.
구체적으로, 전후방향 이동용 가이드 레일(131)에 캐리지 본체(210)에 구비된 전후방향 이동용 가이드 블록(132)을 계합시킴으로써, 전후방향 이동용 가이드 레일(131)과 캐리지(20)의 연결이 완료된다.
이어서, 캐리지(200)가 투입 가이드 유닛(100)과 연결되면, 캐리지(200)에 용접 로봇(300)을 연결한다. 예를 들어, 크레인을 이용하여 용접 로봇(300)을 캐리지(200) 측으로 이동시킨 다음, 캐리지(200)의 연결 부재(400)와 용접 로봇(300)의 스틸 플레이트를 접촉시켜서 캐리지(200)와 용접 로봇(300)을 연결시킨다. 다만, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니고, 크레인을 이용하여 용접 로봇(300)을 공중에 위치시킨 상태에서, 캐리지(200)를 용접 로봇(300) 측으로 이동시킴으로써, 캐리지(200)와 용접 로봇(300)을 연결시키는 것도 가능하다.
캐리지(200)와 용접 로봇(300)이 연결되면, 도 10에 도시된 바와 같이, 용접 로봇(300)과 연결된 캐리지(200)를 전방으로 밀어서 캐리지(200)와 용접 로봇(300)을 함께 거더(20)의 내부로 이동시킨다.
그리고, 캐리지(200) 및 용접 로봇(300)이 목표 위치에 도달하면, 도 11에 도시된 바와 같이, 제어 유닛을 통해 조작부(222)를 구동시켜서 용접 로봇(300)을 하강시킨다. 그리고, 용접 로봇(300)이 거더(20)의 내부 저면에 안착되면, 제어 유닛을 통해 조작부(222)의 구동을 중지하고, 연결 부재(400)를 오프시켜서 캐리지(200)와 용접 로봇(300)의 연결 관계를 해제시킨다.
용접 로봇(300)이 거더(20)의 내부 저면에 안착된 후, 도 12에 도시된 바와 같이, 제어 유닛을 통해 조작부(222)를 재구동시켜서 이동 플레이트(224)를 거더(20)의 내부 저면으로부터 승강시킴으로써, 이동 플레이트(224)를 제어 유닛에 기설정된 초기 위치로 복귀시킨다.
이동 플레이트(224)가 초기 위치로 복귀되면, 도 13에 도시된 바와 같이, 캐리지(200)를 후방으로 밀어서 거더(20)의 외부로 배출하고, 크레인을 이용하여 투입 가이드 유닛(100)으로부터 캐리지(200)를 제거한다.
상술한 바와 같은 본 실시예에 따른 거더 내부 용접용 용접 장치(10)에 따르면, 투입 가이드 유닛(100)에 의해 캐리지(200)와 용접 로봇(300)이 연결된 상태로 거더(20)의 내부에 투입되고, 거더(20)의 내부에서 캐리지(200)와 용접 로봇(300)의 연결 상태가 해제되므로, 별도의 장치 없이도, 용접 로봇(300)이 거더(20)의 내부로 용이하게 투입될 수 있고, 거더(20)의 내부 저면에 안정적으로 안착될 수 있다. 이에 따라, 작업자가 직접 용접 작업을 수행하던 종래에 비하여 용접 작업에 필요한 노동력 및 시간이 절감될 수 있고, 용접 작업의 효율성이 향상될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 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. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로서 한정적인 것으로서 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
10: 거더 내부 용접용 용접 장 20: 거더
21, 22: 격벽 23, 24: 홀
100: 투입 가이드 유닛 110: 메인 프레임
111: 메인 프레임 본체 112, 143: 절개부
113: 삽입부 120: 고정부
121: 전자석 부재 122: 구속 부재
130: 전후방향 이동용 가이드부 131: 전후방향 이동용 가이드 레일
132: 전후방향 이동용 가이드 블록 140: 보조 프레임
141: 보조 프레임 본체 142: 안착부
200: 캐리지 210: 캐리지 본체
211, 213: 브라켓 212: 손잡이 부재
220: 이동 유닛 221: 상하방향 이동용 가이드부
221a: 상하방향 이동용 가이드 레일 221b: 상하방향 이동용 가이드 블록
222: 조작부 222a: 나사 부재
222b: 구동부 222c: 너트 부재
222d: 풀리 222e: 벨트
223: 매개 플레이트 223a: 제 1 매개 플레이트
223b: 제 2 매개 플레이트 224: 이동 플레이트
224a: 제 1 이동 플레이트 224b: 제 2 이동 플레이트
225: 체결 플레이트 300: 용접 로봇
400: 연결 부재

Claims (8)

  1. 투입 가이드 유닛;
    상기 투입 가이드 유닛에 연결되고, 상기 투입 가이드 유닛에 대하여 전후방향으로 이동 가능하게 구비되는 캐리지;
    상기 캐리지와 선택적으로 연결되고, 용접 작업의 수행을 위한 용접 로봇; 및
    상기 캐리지와 상기 용접 로봇의 연결 상태를 선택적으로 해제하는 연결 부재를 포함하고,
    상기 투입 가이드 유닛은,
    상기 캐리지 및 상기 용접 로봇이 거더(girder)의 외부에서 내부로 투입되는 것을 가이드하기 위해 적어도 일부가 상기 거더의 내부에 배치되고, 나머지는 상기 거더의 외부로 노출되고,
    상기 거더 내부의 상기 일 격벽에는 상기 캐리지 및 상기 용접 로봇이 통과할 수 있는 홀이 형성되고,
    상기 투입 가이드 유닛은,
    상기 거더 내부의 일 격벽에 설치되는 메인 프레임; 및
    상기 메인 프레임의 양단부를 상기 홀의 반경방향 외측에 고정시키는 고정부를 포함하고,
    상기 고정부는,
    온오프 가능하게 제공되고, 상기 메인 프레임의 양단부에 선택적으로 접촉되어 상기 홀의 반경방향 외측에 고정시키는 전자석 부재; 및
    상기 전자석 부재가 오프될 때 상기 메인 프레임이 상기 일 격벽으로부터 이탈되는 것을 구속하는 구속 부재를 포함하는,
    거더 내부 용접용 용접 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐리지는,
    캐리지 본체; 및
    상기 캐리지 본체에 연결되고, 상기 용접 로봇을 상기 거더의 내부 저면에 대하여 상하방향으로 이동시키는 이동 유닛을 포함하는,
    거더 내부 용접용 용접 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 유닛은,
    상기 용접 로봇의 상하방향 이동을 가이드하는 상하방향 이동용 가이드부를 포함하고,
    상기 상하방향 이동용 가이드부는,
    상기 캐리지 본체에 구비되는 상하방향 이동용 가이드 레일; 및
    상기 상하방향 이동용 가이드 레일에 계합되는 상하방향 이동용 가이드 블록을 포함하는,
    거더 내부 용접용 용접 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동 유닛은,
    상기 상하방향 이동용 가이드 블록을 상하방향으로 이동시키는 조작부를 더 포함하고,
    상기 조작부는,
    상기 캐리지 본체에 브라켓을 매개로 설치되는 나사 부재;
    상기 나사 부재를 회전시키는 구동부; 및
    상기 나사 부재에 체결되고, 상기 나사 부재의 회전에 따라 상하방향으로 이동되는 너트 부재를 포함하는,
    거더 내부 용접용 용접 장치.
  5. 투입 가이드 유닛;
    상기 투입 가이드 유닛에 연결되고, 상기 투입 가이드 유닛에 대하여 전후방향으로 이동 가능하게 구비되는 캐리지;
    상기 캐리지와 선택적으로 연결되고, 용접 작업의 수행을 위한 용접 로봇; 및
    상기 캐리지와 상기 용접 로봇의 연결 상태를 선택적으로 해제하는 연결 부재를 포함하고,
    상기 투입 가이드 유닛은,
    상기 캐리지 및 상기 용접 로봇이 거더(girder)의 외부에서 내부로 투입되는 것을 가이드하기 위해 적어도 일부가 상기 거더의 내부에 배치되고, 나머지는 상기 거더의 외부로 노출되고,
    상기 캐리지는,
    캐리지 본체; 및
    상기 캐리지 본체에 연결되고, 상기 용접 로봇을 상기 거더의 내부 저면에 대하여 상하방향으로 이동시키는 이동 유닛을 포함하고,
    상기 이동 유닛은,
    상기 용접 로봇의 상하방향 이동을 가이드하는 상하방향 이동용 가이드부; 및
    상하방향 이동용 가이드 블록을 상하방향으로 이동시키는 조작부를 포함하고,
    상기 조작부는,
    상기 캐리지 본체에 브라켓을 매개로 설치되는 나사 부재;
    상기 나사 부재를 회전시키는 구동부; 및
    상기 나사 부재에 체결되고, 상기 나사 부재의 회전에 따라 상하방향으로 이동되는 너트 부재를 포함하고,
    상기 상하방향 이동용 가이드부는,
    상기 캐리지 본체에 구비되는 상하방향 이동용 가이드 레일; 및
    상기 상하방향 이동용 가이드 레일에 계합되는 상하방향 이동용 가이드 블록을 포함하고,
    상기 이동 유닛은,
    상기 연결 부재와 체결되고, 적어도 하나 이상의 매개 플레이트를 매개로 상기 상하방향 이동용 가이드 블록 및 상기 너트 부재와 연결되는 이동 플레이트를 더 포함하고,
    상기 이동 플레이트는,
    상기 상하방향 이동용 가이드 블록 및 상기 너트 부재와 함께 이동되도록 구성되는,
    거더 내부 용접용 용접 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 투입 가이드 유닛은,
    상기 캐리지의 전후방향 이동을 가이드하는 전후방향 이동용 가이드부를 더 포함하고,
    상기 전후방향 이동용 가이드부는,
    상기 메인 프레임과 연결되는 전후방향 이동용 가이드 레일; 및
    상기 전후방향 이동용 가이드 레일에 계합되도록 상기 캐리지 본체에 연결되는 전후방향 이동용 가이드 블록을 포함하는,
    거더 내부 용접용 용접 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 거더 내부의 상기 일 격벽과 전후방향으로 인접하는 다른 격벽에는 상기 캐리지 및 상기 용접 로봇이 통과할 수 있는 홀이 형성되고,
    상기 투입 가이드 유닛은,
    상기 홀의 반경방향 외측에 설치되는 보조 프레임을 더 포함하는,
    거더 내부 용접용 용접 장치.
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