KR102450229B1 - 원격 제어 용접이 가능한 탱크 용접 장치 - Google Patents

Abstract

탱크 용접 장치를 개시한다. 탱크 용접 장치는 바퀴가 마련되는 본체와, 상기 본체에 설치되는 구동암과, 상기 구동암의 일단에 결합되는 짐벌 및 상기 짐벌에 고정되고, 탱크를 용접하는 용접건을 포함하고, 상기 짐벌은 상기 용접건의 팁의 위치가 용접지점에 대응되도록 상기 용접건을 기울인다.

Description

원격 제어 용접이 가능한 탱크 용접 장치 {TANK WELDING APPARATUS WITH REMOTE CONTROL}

본 발명은 탱크 용접 장치에 관한 것으로, 상세하게는 원격 제어 용접이 가능한 탱크 용접 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 용접은 접합하는 위치에 국부적으로 열을 가해 재료의 일부를 용융상태로 만든 후 냉각시켜서 굳히는 금속재료 접합 방법이며, 용접 장치는 상기한 용접을 수행하는 장치를 의미한다.

상기 용접　장치는 사용 용도나 목적에 따라 다양한 구조로 제공되며, 이러한 다양한 구조의　용접　장치 중 매니플레이터형　용접　장치는 압력용기나 각종 탱크(tank) 및 대구경 파이프 등을 자동으로 직선　용접하거나 원주　용접을 수행할 수 있도록 한 장치이다.

상기　매니플레이터형　용접　장치는 일반적으로 수직하게 세워진 상태로 설치된 수직프레임과, 수평하게 눕혀진 상태로 설치되는 수평프레임 및 상기 수평프레임의 어느 한 끝단에 설치되면서 작업 부위에　용접을 수행하는　용접 토치부를 포함하여 구성되며, 이에 관련하여는 국내 공개특허공보 제10-2007-066061호, 국내 공개특허공보 제10-2009-006915호 등(이하, 종래기술)에 개시된 바와 같다.

하지만, 전술한 종래기술에 따른 매니플레이터형 용접 장치는 그 부피가 거대하여 설치 또는 보관을 위한 장소 역시 커야만 하는 불편함이 발생하며, 설치 비용 역시 상당히 비싸므로 사용자에게 큰 부담을 주는 상황이었다.

본 발명은 설치 및 유지가 용이하고 경제적인 탱크 용접 장치를 제공한다.

본 발명은 높이가 낮아 높이가 높은 공간을 필요로 하지 않는 탱크 용접 장치를 제공한다.

본 발명은 뛰어난 품질로 용접 작업을 수행할 수 있는 탱크 용접 장치를 제공한다.

본 발명의 일 사상에 따르면, 바퀴가 마련되는 본체; 상기 본체에 설치되는 구동암; 상기 구동암의 일단에 결합되는 짐벌; 및 상기 짐벌에 고정되고, 탱크를 용접하는 용접건;을 포함하고, 상기 짐벌은 상기 용접건의 팁의 위치가 용접지점에 대응되도록 상기 용접건을 기울일 수 있다.

상기 바퀴가 맞물려 이동되도록 탱크의 외부 또는 내부에 가설되는 레일;을 더 포함할 수 있다.

상기 용접건은 팁이 용접지점에 위치된 상태로 유지되고, 탱크가 탱크 롤러에 의하여 탱크의 중심축을 중심으로 회동됨에 따라 둘레 방향으로 탱크를 용접할 수 있다.

상기 짐벌은 상기 레일을 따라 이동되는 상기 본체의 이동 거리 오차 발생에 따른 용접지점과 상기 용접건의 팁 사이의 거리 오차를 보정할 수 있다.

상기 본체는 상기 구동암의 일단을 회전시키는 구동암구동모터; 상기 구동암과 상기 구동암구동모터를 승하강시키는 리프트; 및 상기 구동암과 상기 구동암구동모터의 상하 방향 이동을 안내하는 리니어 가이드;를 포함할 수 있다.

상기 레일은 적어도 일부가 탱크의 내부에 배치될 수 있고, 탱크의 내면 상에 배치되고 탱크의 중심축을 따라 연장되는 실린더 형상을 가지며 탱크가 탱크 롤러에 의하여 회전될 때 회전되는 지지롤러를 포함할 수 있다.

상기 구동암의 일단에 결합되는 카메라; 상기 구동암에 배치되는 자이로 센서 및 가속도 센서; 상기 바퀴를 구동하는 바퀴구동모터; 및 입력부, 출력부, 및 제어부를 포함하고, 상기 짐벌, 상기 카메라, 상기 바퀴구동모터, 상기 구동암구동모터, 및 상기 리프트를 제어 가능한 컨트롤 모듈;을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 카메라를 통해 획득된 영상을 상기 출력부를 통하여 사용자에게 제공하고, 상기 입력부를 통해 입력되는 사용자 명령에 기초하여 상기 바퀴구동모터를 작동시켜 상기 본체를 상기 레일 상에서 이동시키고, 상기 입력부를 통해 입력되는 사용자 명령에 기초하여 상기 구동암구동모터 및 상기 리프트를 작동시켜 상기 용접건의 팁이 용접지점에 대응되도록 상기 구동암을 이동시키고, 상기 입력부를 통해 입력되는 사용자 명령에 기초하여 상기 용접건을 작동시켜 탱크 용접을 진행시키고, 상기 자이로 센서의 출력값 및 상기 가속도 센서의 출력값에 기초하여 상기 용접건의 팁이 용접지점에 위치될 시의 상기 본체 및 상기 구동암의 위치인 정위치로부터 상기 본체 및 상기 구동암이 이탈한 것으로 판단되면 상기 용접건의 팁이 용접지점에 대응되게 상기 용접건을 기울이도록 상기 짐벌을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 사상에 따르면, 탱크 용접 시스템은 탱크의 하부에 배치되어 탱크를 지지하며, 탱크를 회전시키는 탱크 롤러; 및 탱크 롤러에 의하여 회전되는 탱크를 용접하는 탱크 용접 장치;를 포함하고, 상기 탱크 용접 장치는 본체; 상기 본체가 주행하는 레일; 상기 본체의 전방에 배치되고, 용접건이 결합되는 구동암; 상기 본체를 상기 레일 상에서 이동시키는 주행 메커니즘부; 및 상기 본체의 내부에 배치되고, 상기 구동암을 회동시킴과 동시에 상기 구동암을 상하 방향으로 이동시키는 구동 메커니즘부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 사상에 따르면, 용접 장치는 본체; 상기 본체가 놓이는 레일; 금속부재를 용접하도록 마련되는 용접건; 상기 본체와 결합되고, 상기 용접건을 지지하는 구동암; 상기 용접건을 상기 구동암에 결합시키고, 상기 용접건의 기울기를 조절 가능한 짐벌; 바퀴와 바퀴구동모터를 포함하고, 상기 본체를 상기 레일 상에서 이동시키는 주행 메커니즘부; 및 상기 구동암을 구동시키는 구동 메커니즘부로서, 상기 구동암의 상단에 결합되어 상기 구동암을 회전시키는 구동암구동모터와, 상기 구동암구동모터가 고정되고 상기 구동암구동모터를 커버하여 보호하는 모터케이스와, 상기 구동암구동모터가 배치된 상태의 상기 모터케이스를 상하 방향으로 이동시키는 리프트와, 상기 리프트에 의한 상기 모터케이스의 상하 방향 움직임을 가이드하는 리니어 가이드를 포함하는 구동 메커니즘부;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 탱크 용접 장치의 본체는 수평하게 설치되는 레일 위를 따라 움직이며 용접을 수행하고 수직하게 세워져 설치되는 수직프레임을 필요로 하지 않으므로, 높이가 높은 공간을 필요로 하지 않는다.

본 발명에 따르면, 탱크 용접 장치의 레일은 용접 작업을 위하여 가설되거나 용접 작업이 완료된 후 복수 개의 세그먼트로 분리되어 보관될 수 있으므로, 탱크 용접 장치의 설치 및 보관이 용이하고 설치 및 보관에 큰 공간이 할애되지 않는다.

본 발명에 따르면, 탱크 용접 장치는 용접건의 요동이나 위치이탈을 보정할 수 있는 짐벌을 포함하므로, 탱크 용접 장치를 이용한 용접 작업은 균일하고 고품질로 수행될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탱크 용접 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 탱크 용접 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 탱크 용접 장치의 일부분을 분해하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 탱크 용접 장치를 이용하여 탱크의 외주면을 용접하는 상태를 도시한 사용상태도이다.
도 5 내지 6은 도 1에 도시된 탱크 용접 장치를 이용하여 탱크의 내주면을 용접하는 상태를 도시한 사용상태도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탱크 용접 장치의 일부 구성을 도시한 블록도이다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장된 것일 수 있다.

본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.

본 명세서에서 사용한 “제1”, “제2”등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는”이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

이하에서 사용되는 용어 "상단", "하단", "좌측", "우측" 등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.

처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로 그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 적어도 하나의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구 성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부' 들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탱크 용접 시스템을 도시한 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 탱크 용접 장치를 도시한 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 탱크 용접 장치의 일부분을 분해하여 도시한 도면이다.

도 1 내지 3을 참조할 때, 탱크 용접 시스템(1)은 탱크(T)의 하부에 배치되어 탱크(T)를 지지하며 탱크(T)를 탱크(T)의 중심축을 중심으로 자전시키는 탱크 롤러(2), 및 탱크 롤러(2)에 의하여 회전되는 탱크(T)를 용접하는 탱크 용접 장치(10) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 탱크(T)는 용접을 통해 서로 길이 방향으로 연결되도록 마련되는 제1 탱크와, 제2 탱크를 포함할 수 있다. 탱크(T)는 대략 실린더 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 탱크 용접 장치는 반드시 탱크를 용접하기 위하여 사용될 필요는 없다. 탱크 용접 장치는 파이프, 판재 등 다양한 금속부재를 용접하기 위하여 사용될 수 있다. 탱크 용접 장치는 "용접 장치"로 지칭될 수 있다.

탱크 용접 장치(10)는 제1 탱크와 제2 탱크를 용접으로 연결할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 탱크 용접 장치(10)는 탱크(T)의 다양한 부분을 다양한 목적을 위하여 용접할 수 있다.

탱크 용접 장치(10)는 본체(100), 레일(200), 컨트롤 모듈(300), 구동암(400), 용접건(500), 및 짐벌(600) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

레일(200)은 탱크(T)의 외부 또는 내부에 가설(또는, 설치)될 수 있다. 본체(100)는 레일(200) 상에서 레일(200)을 따라 주행(또는, 이동)할 수 있다. 레일(200)(또는, 레일프레임(210))은 서로 분리 가능하게 결합되는 복수의 세그먼트로 형성될 수 있으며, 용접이 끝난 후 레일(200)은 세그먼트 단위로 분리된 후 철거될 수 있다.

컨트롤 모듈(300)은 본체(100)와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 컨트롤 모듈(300)은 탱크(T)의 외부에 배치될 수 있다. 컨트롤 모듈(300)은 다양한 사용자 명령을 입력 받아서 탱크 용접 장치(10)를 제어할 수 있다. 컨트롤 모듈(300)은 본체(100)와 별도로 마련되는 장치로 구비될 수 있다. 컨트롤 모듈(300)은 외부 콘센트로부터 전력을 공급받을 수 있다.

본체(100)는 외관을 형성하고 내부에 공간이 형성되는 하우징(110)과, 하우징(110)의 하단부에 결합되고 레일(200) 상에서 본체(100)를 이동시키는 주행 메커니즘부(120)와, 구동암(400)이 결합되고 구동암(400)을 움직이는 구동 메커니즘부(130)를 포함할 수 있다. 한편 본체(100)는 사용자가 직접 파지하여 본체(100)를 밀거나 당길 수 있도록 하우징(110)의 후면에 마련되는 견인손잡이(140)를 더 포함할 수 있다.

주행 메커니즘부(120)는 하우징(110)의 하단부에 회전 가능하게 결합되는 바퀴(121)와, 바퀴(121)를 구동하는 바퀴구동모터를 포함할 수 있다. 바퀴(121)는 복수의 바퀴를 포함할 수 있고, 바퀴구동모터는 복수의 바퀴구동모터를 포함할 수 있다. 바퀴(121)는 레일(200)에 대응 및 결합될 수 있고, 레일(200) 상에서 주행(또는, 이동)될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 주행 메커니즘부(120)는 본체(100)(예: 하우징(110))를 전후방으로 주행시킬 수 있는 다양한 메커니즘을 포함할 수 있다.

구동 메커니즘부(130)는 하우징(110)의 내부에 배치될 수 있다. 구동 메커니즘부(130)는 하우징(110)의 전단부에 배치될 수 있다.

하우징(110)의 전면에는 상하 방향으로 연장되고 하우징(110)의 전면을 관통하여 하우징(110)의 내부의 적어도 일부를 외부에 노출시키는 절개구(111)가 형성될 수 있고, 구동 메커니즘부(130)의 일단은 절개부(111)를 통하여 하우징(110)의 외부에 노출될 수 있다. 절개부(111)를 통하여 전방을 향하여 외부에 노출된 구동 메커니즘부(130)의 일단(예: 구동암구동모터(131)의 회전축)에 구동암(400)이 연결될 수 있다.

구동 메커니즘부(130)는 구동암(400)을 상하 방향으로 병진 운동시킬 수 있다. 구동 메커니즘부(130)는 구동암(400)의 일단(예: 상단)을 중심으로 회동시킬 수 있다. 달리 말하면, 구동 메커니즘부(130)는 구동암(400)을 스윙시킬 수 있다.

구동 메커니즘부(130)는 구동암구동모터(131), 모터케이스(132), 리프트(133), 및 리니어 가이드(134) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

구동암구동모터(131)는 스텝 모터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 종류의 모터를 포함할 수 있다. 구동암구동모터(131)는 모터케이스(132)의 내부에 고정될 수 있다.

모터케이스(132)는 구동암구동모터(131)를 커버하여 구동암구동모터(131)를 보호할 수 있다. 모터케이스(132)는 대략 박스(box) 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다. 모터케이스(132)의 전면은 구동암구동모터(131)의 전단 및/또는 구동암구동모터(131)의 회전축에 의하여 관통될 수 있다. 구동암구동모터(131)의 전단부는 모터케이스(132)의 외부에 배치될 수 있다. 구동암구동모터(131)의 전단부는 모터케이스(132)의 전방에 배치될 수 있다. 모터케이스(132)의 전방으로 노출된 구동암구동모터(131)의 전단부 및/또는 구동암구동모터(131)의 회전축은 절개구(111)를 통하여 본체(100)(또는, 하우징(110)) 외부에 노출될 수 있으며, 구동암구동모터(131)의 회전축에 구동암(400)이 결합될 수 있다. 구동암구동모터(131)는 결합된 구동암(400)을 회동(또는, 스윙)시킬 수 있다.

리프트(133)는 구동암구동모터(131) 및/또는 모터케이스(132)의 하부에 배치될 수 있다. 리프트(133)는 하우징(110)의 내측면(예: 바닥면) 상에 배치될 수 있다.

리프트(133)는 구동암구동모터(131) 및/또는 모터케이스(132)를 승하강시킬 수 있다. 리프트(133)는 유압실린더나 시져스리프트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 리프트(133)가 구동암구동모터(131) 및/또는 모터케이스(132)를 상하 방향으로 이동시킬 때, 이들과 결합된 구동암(400) 역시 상하 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 구동암(400)과 구동암구동모터(131)가 연결되는 부분(예: 구동암구동모터(131)의 회전축)은 상하 방향으로 연장되는 절개구(111) 내측에서 상하 방향으로 이동될 수 있다. 리프트(133)는 구동암구동모터(131)와 독립적으로 작동될 수 있다.

리니어 가이드(134)는 리프트(133)에 의한 구동암구동모터(131)(및/또는 모터케이스(132))의 상하 방향 이동을 안내할 수 있다. 리니어 가이드(134)는 서로 슬라이드 가능하게 결합되는 가이드돌기(134a)와 가이드레일(134b)을 포함할 수 있다. 가이드돌기(134a)는 복수의 가이드돌기를 포함할 수 있고, 가이드레일(134b)은 복수의 가이드레일을 포함할 수 있다.

가이드돌기(134a)는 모터케이스(132)의 일면(예: 좌측면 및/또는 우측면)에 고정될 수 있다. 가이드돌기(134a)는 모터케이스(132)의 일면(예: 좌측면 및/또는 우측면)에서 좌우 방향으로 돌출(및/또는 연장)될 수 있다. 가이드레일(134b)은 상하 방향으로 연장될 수 있고 하우징(110)의 내측면에 고정될 수 있다. 예를 들어, 가이드레일(134b)은 하단이 하우징(110)의 바닥면에 고정될 수도 있고, 상단이 하우징(110)의 상면에 고정될 수도 있다.

모터케이스(132)(및/또는 구동암구동모터(131))가 상하 방향으로 이동될 때, 모터케이스(132)와 함께 가이드돌기(134a)도 가이드레일(134b)을 따라 상하 방향으로 이동될 수 있다.

구동암(400)은 상하 방향으로 연장될 수 있으며, 구동암(400)의 상단부는 구동암구동모터(131)의 회전축에 결합될 수 있다.

구동암(400)은 구동암(400)의 일단에 고정되는 용접건(500)을 탱크(T)를 향해 이동시킬 수 있다. 구동암(400)은 구동암(400)의 일단에 고정되는 용접건(500)을 탱크(T)에 인접하게 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 구동암(400)이 구동암구동모터(131)에 의하여 회동됨에 따라 용접건(500) 역시 구동암(400)과 함께 구동암구동모터(131)의 회전축을 중심으로 회동(또는, 공전)될 수 있다. 구동암(400)이 리프트(133)에 의하여 승하강됨에 따라 용접건(500) 역시 구동암(400)과 함께 상하 방향으로 승하강될 수 있다.

용접건(500)은 용접건(500)의 일단에 해당되는 팁(510)(또는, "노즐")을 포함할 수 있고, 팁(510)은 용접 작업에 필요한 고온의 기체, 플라즈마 등을 토출할 수 있다. 팁(510)은 아크(arc)를 발생시킬 수 있다. 용접건(500)은 당업자에게 통상적인 구성이므로 이에 대한 설명은 생략한다. 한편, 탱크 용접 장치(10)는 용접건(500)에 전력을 공급하는 전력공급부(520, 도 7 참조)와, 용접건(500)에 기체(예: 헬륨, 아르곤 등의 비활성기체)를 공급하는 기체탱크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전력공급부(520) 및/또는 기체탱크는 하우징(110)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 전력공급부(520)는 배터리를 포함할 수 있다. 전력공급부(520)는 외부 콘센트로부터 전력을 공급받을 수 있다. 전력공급부(520)는 전선으로 용접건(500)과 연결될 수 있다.

짐벌(600)은 용접건(500)을 지지 및/또는 고정할 수 있다. 짐벌(600)은 용접건(500)의 상단을 지지할 수 있으며, 용접건(500)의 팁(510)의 위치가 용접지점에 대응되도록 용접건(500)을 수직하게 세우거나 경사지게 기울일 수 있다. 짐벌(600)은 용접건(500)의 기울기를 조절할 수 있다. 짐벌(600)은 레일(200)을 따라 이동되는 본체(100)의 이동 거리 오차에 따라 발생되는 용접지점과 용접건(500)의 팁(510) 사이의 거리 오차를 보정할 수 있다. 한편, 상기 용접지점은 사용자가 용접 작업을 수행하고자 하는 탱크(T) 표면(예: 내측면 또는 외측면)의 일 지점을 의미할 수 있다.

짐벌(600)은 구동암(400)의 하단에 결합될 수 있다. 짐벌(600)의 일단(예: 후단)은 구동암(400)의 전면 하단에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 짐벌(600)은 구동암(400)의 전방에 배치될 수 있다. 짐벌(600)은 용접건(500)과 구동암(400)을 연결할 수 있다.

짐벌(600)은 구동암구동모터(131)에 의하여 회동되는 구동암(400)과 함께 구동암구동모터(131)의 회전축을 중심으로 회동(또는, 공전)될 수 있다. 짐벌(600)은 리프트(133)에 의하여 승하강되는 구동암(400)과 함께 승하강될 수 있다(또는, 상하 방향으로 이동될 수 있다).

짐벌(600)은 제1 짐벌암(610), 제2 짐벌암(620), 제3 짐벌암(630), 제1 축모터(640)(또는, "롤축모터"), 제2 축모터(650)(또는, "요축모터"), 제3 축모터(660)(또는, "피치축모터"), 및 홀더(670) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 짐벌암(610)은 전후 방향으로 연장될 수 있고, 제2,3 짐벌암(620,630)은 좌우 방향으로 연장될 수 있다. 제2 짐벌암(620)은 하방을 향해 개방된 ㄷ 자 형상을 가질 수 있다.

한편, 이하에서 제1 내지 3 축모터(640,650,660)는 본체와 회전축을 포함할 수 있으며, 모터(640,650,660)의 본체(예: 제1 축모터의 본체)라 함은 고정자가 마련되어 회전되지 않는 부분을 지칭할 수 있으며, 모터(640,650,660)의 회전축이라 함은 모터의 본체에 대하여 상대적으로 회전 운동하는 샤프트를 지칭할 수 있다. 제1 내지 3 축모터(640,650,660)는 스텝 모터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 종류의 모터를 포함할 수 있다. 제1 내지 3 축모터(640,650,660)는 독립적으로 동작될 수 있으며, 회전 방향의 전환이 가능할 수 있다.

제1 짐벌암(610)의 일단은 구동암(400)의 일단에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제1 축모터(640)의 본체는 구동암(400)의 일단(예: 전면 하단)에 고정될 수 있고, 제1 짐벌암(610)의 일단(예: 후단)은 제1 축모터(640)의 회전축에 결합될 수 있다. 제1 축모터(640)의 회전축은 롤(roll) 방향으로 회전될 수 있다. 제1 축모터(640)는 롤축을 형성할 수 있다. 이에 따라, 제1 짐벌암(610)은 롤축을 중심으로 구동암(400)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다.

제1 짐벌암(610)의 타단은 제2 짐벌암(620)과 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제2 축모터(650)의 본체는 제1 짐벌암(610)의 타단(예: 전단)에 고정될 수 있고, 제2 짐벌암(620)의 일부(예: 상면 중앙부)는 제2 축모터(650)의 회전축에 결합될 수 있다. 제2 축모터(650)의 회전축은 요(yaw) 방향으로 회전될 수 있다. 제2 축모터(650)는 요축을 형성할 수 있다. 이에 따라, 제2 짐벌암(620)은 요축을 중심으로 제1 짐벌암(610)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다.

제2 짐벌암(620)의 일단은 제3 짐벌암(630)과 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제3 축모터(660)의 본체는 제2 짐벌암(620)의 일단(예: 하단)에 고정될 수 있고, 제3 짐벌암(630)의 일단은 제3 축모터(660)의 회전축에 결합될 수 있다. 제3 짐벌암(630)의 타단에는 용접건(500)의 상단부에 결합되고 용접건(500)을 지지하며 제3 짐벌암(630)과 회전되는 홀더(670)가 고정될 수 있다. 한편, 짐벌(600)은 제3 짐벌암(630)과 대칭되고 일단이 제2 짐벌암(620)의 일단(예: 하단)에 회전가능하게 결합되며 타단이 홀더(670)에 결합되어 홀더(670)의 회전을 지지하는 지지바(680)를 더 포함할 수 있다. 제3 축모터(660)의 회전축 및 제3 짐벌암(630) 및 지지바(680)는 피치(pitch) 방향으로 회전될 수 있다. 제3 축모터(660)는 피치축을 형성할 수 있다. 이에 따라, 제3 짐벌암(630)은 피치축을 중심으로 제2 짐벌암(620)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다.

제1 축모터(640)에 의하여 제1 내지 3 짐벌암(610,620,630), 제2 내지 3 축모터(650,660), 홀더(670), 지지바(680), 및 용접건(500)은 함께 회동될 수 있다. 제2 축모터(650)에 의하여 제2 내지 3 짐벌암(620,630), 제3 축모터(660), 홀더(670), 지지바(680), 및 용접건(500)은 함께 회동될 수 있다. 제3 축모터(660)에 의하여 제3 짐벌암(630), 홀더(670), 지지바(680), 및 용접건(500)은 함께 회동될 수 있다.

이와 같이, 탱크 용접 장치(10)는 주행 메커니즘부(120)(예: 바퀴(121)), 구동암(400) 및/또는 구동 메커니즘부(130), 짐벌(600)을 이용하여 용접건(500)을 용접지점에 대응되게 위치시킬 수 있다. 또한, 레일(200)을 따라 이동되는 본체(100)의 이동 거리 오차 발생에 따른 용접지점과 용접건(500)의 팁(510) 사이의 거리 오차를 보정할 수 있다. 상기 이동 거리 오차는 용접건(500)의 팁(510)이 용접지점에 위치될 시의 본체(100)(및/또는 구동암(400))의 위치인 정위치와 실제로 레일(200)을 따라 이동된 본체(100)가 배치된 위치인 실제위치 사이의 거리 차이를 의미할 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 탱크 용접 장치를 이용하여 탱크의 외주면을 용접하는 상태를 도시한 사용상태도이다.

도 4를 참조할 때, 레일(200)은 용접하고자 하는 탱크(T)의 외측에 가설(또는, 설치)될 수 있고, 본체(100)는 레일(200) 위를 주행할 수 있다.

탱크 용접 장치(10)는 용접건(500)의 팁(510)이 탱크(T)의 외주면 상의 일 지점인 용접지점에 대응되도록 구동암(400)의 하단부가 일측 상방(예: 우측 상방)을 향하도록 회동시킬 수 있다. 탱크 용접 장치(10)는 용접건(500)의 팁(510)이 탱크(T)의 외주면 상의 일 지점인 용접지점에 대응되도록 구동암(400)을 상방으로 승강시킬 수 있다. 이 상태에서, 용접건(500)은 용접 작업을 수행할 수 있으며, 탱크 롤러(2)에 의하여 탱크(T)가 회전됨에 따라 탱크(T)의 둘레를 따라 용접 작업이 수행될 수 있다.

한편, 용접건(500)을 지지하는 구동암(400)과 짐벌(600)을 회전 없이 고정한 상태에서 레일(200)을 따라 본체(100)를 전후 방향으로 움직임으로써 탱크의 외주면 상에 직선 용접이 가능함은 물론이다.

도 5 내지 6은 도 1에 도시된 탱크 용접 장치를 이용하여 탱크의 내주면을 용접하는 상태를 도시한 사용상태도이다.

도 5 내지 6을 참조할 때, 레일(200)은 용접하고자 하는 탱크(T)의 내부에 가설(또는, 설치)될 수 있고, 본체(100)는 레일(200) 위를 주행할 수 있다.

이때, 레일(200)은 바퀴(121)와 결합되고 바퀴(121)를 지지하며 탱크(T)의 길이 방향으로 연장되는 레일프레임(210)과, 레일프레임(210)의 하면에 회전 가능하게 결합되고 탱크(T)의 내부에 배치되어 레일프레임(210)을 지지하는 지지롤러(220)와, 설치면 상에 배치되어 레일프레임(210)을 지지하는 지지대(230) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 지지롤러(220)는 탱크(T)의 내면 상에 배치될 수 있으며, 탱크(T)의 내면과 접촉될 수 있다. 지지롤러(220)는 탱크 롤러(2)에 의하여 탱크(T)가 회전될 때 회전될 수 있다.

지지롤러(220)는 탱크(T)의 중심축을 따라(또는, 탱크(T)의 길이 방향으로) 연장되는 실린더 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 지지롤러(220)에 의하여 레일(200)은 안정적으로 탱크(T)의 내부에 배치될 수 있고, 탱크(T)가 회전되더라도 탱크(T)와 함께 회전되지 않고 원래 위치를 유지할 수 있다.

한편, 레일(200)은 설치면에 상에 배치되고 레일(200)의 요동을 방지하는 웨이트(240)를 더 포함할 수 있다. 웨이트(240)는 지지대(230)를 기준으로 탱크 내부에 배치되고 지지롤러(220)가 마련되는 레일프레임(210)의 일측과 반대되는 레일프레임(210)의 타측에 고정될 수 있다. 웨이트(240)가 고정되는 레일프레임(210)의 타측은 탱크(T)의 외부에 배치될 수 있다.

탱크 용접 장치(10)는 용접건(500)의 팁(510)이 탱크(T)의 내주면 상의 일 지점인 용접지점에 대응되도록 구동암(400)의 하단부가 하방을 향하도록 회동시킬 수 있다. 탱크 용접 장치(10)는 용접건(500)의 팁(510)이 탱크의 내주면 상의 일 지점인 용접지점에 대응되도록 구동암(400)을 하방으로 하강시킬 수 있다. 이 상태에서, 용접건(500)은 용접 작업을 수행할 수 있으며, 탱크 롤러(2)에 의하여 탱크(T)가 회전됨에 따라 탱크(T)의 둘레를 따라 용접 작업이 수행될 수 있다.

한편, 용접건(500)을 지지하는 구동암(400)과 짐벌(600)을 회전 없이 고정한 상태에서 레일(200)을 따라 본체(100)를 전후 방향으로 움직임으로써 탱크의 내주면 상에 직선 용접이 가능함은 물론이다.

한편, 용접지점에 해당하는 탱크(T)의 내주면은 레일(200)(예: 레일프레임(210) 및 지지롤러(220))의 하부에 위치하므로 탱크(T)의 내주면을 용접할 때 구동암(400)은 리프트(133)에 의하여 용접건(500)의 팁(510)이 레일(200)의 하부에 위치되도록 하강될 수 있고, 본체(100)가 레일(200) 위를 주행할 때는 용접건(500)과 레일(200)의 충돌을 방지하기 위하여 구동암(400)은 리프트(133)에 의하여 용접건(500)의 팁(510)이 레일(200)의 상부에 위치하도록 승강될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탱크 용접 장치의 일부 구성을 도시한 블록도이다.

도 7을 참조할 때, 탱크 용접 장치(10)(또는, "용접 장치")는 제1 탱크와 제2 탱크를 용접으로 연결할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 탱크 용접 장치(10)는 탱크(T)의 다양한 부분을 다양한 목적을 위하여 용접할 수 있다.

탱크 용접 장치(10)는 본체(100), 레일(200), 컨트롤 모듈(300), 구동암(400), 용접건(500), 및 짐벌(600) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

레일(200)은 탱크(T)의 외부 또는 내부에 가설(또는, 설치)될 수 있다. 본체(100)는 레일(200) 상에서 레일(200)을 따라 주행(또는, 이동)할 수 있다. 레일(200)(또는, 레일프레임(210))은 서로 분리 가능하게 결합되는 복수의 세그먼트로 형성될 수 있으며, 용접이 끝난 후 레일(200)은 세그먼트 단위로 분리된 후 철거될 수 있다.

컨트롤 모듈(300)은 본체(100)와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 컨트롤 모듈(300)은 탱크(T)의 외부에 배치될 수 있다. 컨트롤 모듈(300)은 다양한 사용자 명령을 입력 받아서 탱크 용접 장치(10)를 제어할 수 있다. 컨트롤 모듈(300)은 본체(100)와 별도로 마련되는 장치로 구비될 수 있다. 컨트롤 모듈(300)은 외부 콘센트로부터 전력을 공급받을 수 있다.

본체(100)는 외관을 형성하고 내부에 공간이 형성되는 하우징(110)과, 하우징(110)의 하단부에 결합되고 레일(200) 상에서 본체(100)를 이동시키는 주행 메커니즘부(120)와, 구동암(400)이 결합되고 구동암(400)을 움직이는 구동 메커니즘부(130)를 포함할 수 있다. 한편 본체(100)는 사용자가 직접 파지하여 본체(100)를 밀거나 당길 수 있도록 하우징(110)의 후면에 마련되는 견인손잡이(140)를 더 포함할 수 있다.

주행 메커니즘부(120)는 하우징(110)의 하단부에 회전 가능하게 결합되는 바퀴(121)와, 바퀴(121)를 구동하는 바퀴구동모터를 포함할 수 있다. 바퀴(121)는 복수의 바퀴를 포함할 수 있고, 바퀴구동모터는 복수의 바퀴구동모터를 포함할 수 있다. 바퀴(121)는 레일(200)에 대응 및 결합될 수 있고, 레일(200) 상에서 주행(또는, 이동)될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 주행 메커니즘부(120)는 본체(100)(예: 하우징(110))를 전후방으로 주행시킬 수 있는 다양한 메커니즘을 포함할 수 있다.

구동 메커니즘부(130)는 하우징(110)의 내부에 배치될 수 있다. 구동 메커니즘부(130)는 하우징(110)의 전단부에 배치될 수 있다. 구동 메커니즘부(130)는 구동암(400)을 상하 방향으로 병진 운동시킬 수 있다. 구동 메커니즘부(130)는 구동암(400)의 일단(예: 상단)을 중심으로 회동시킬 수 있다. 달리 말하면, 구동 메커니즘부(130)는 구동암(400)을 스윙시킬 수 있다.

구동 메커니즘부(130)는 구동암구동모터(131), 모터케이스(132), 리프트(133), 및 리니어 가이드(134) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

구동암구동모터(131)는 스텝 모터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 종류의 모터를 포함할 수 있다. 구동암구동모터(131)는 모터케이스(132)의 내부에 고정될 수 있다.

리프트(133)는 구동암구동모터(131) 및/또는 모터케이스(132)의 하부에 배치될 수 있다. 리프트(133)는 하우징(110)의 내측면(예: 바닥면) 상에 배치될 수 있다.

리프트(133)는 구동암구동모터(131) 및/또는 모터케이스(132)를 승하강시킬 수 있다. 리프트(133)는 유압실린더나 시져스리프트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

리니어 가이드(134)는 리프트(133)에 의한 구동암구동모터(131)(및/또는 모터케이스(132))의 상하 방향 이동을 안내할 수 있다. 리니어 가이드(134)는 서로 슬라이드 가능하게 결합되는 가이드돌기(134a)와 가이드레일(134b)을 포함할 수 있다. 가이드돌기(134a)는 복수의 가이드돌기를 포함할 수 있고, 가이드레일(134b)은 복수의 가이드레일을 포함할 수 있다.

구동암(400)은 구동암(400)의 일단에 고정되는 용접건(500)을 탱크(T)를 향해 이동시킬 수 있다. 구동암(400)은 구동암(400)의 일단에 고정되는 용접건(500)을 탱크(T)에 인접하게 이동시킬 수 있다.

용접건(500)은 용접건(500)의 일단에 해당되는 팁(510)(또는, "노즐")을 포함할 수 있고, 팁(510)은 용접 작업에 필요한 고온의 기체, 플라즈마 등을 토출할 수 있다. 팁(510)은 아크(arc)를 발생시킬 수 있다. 용접건(500)은 당업자에게 통상적인 구성이므로 이에 대한 설명은 생략한다. 한편, 탱크 용접 장치(10)는 용접건(500)에 전력을 공급하는 전력공급부(520)와, 용접건(500)에 기체(예: 헬륨, 아르곤 등의 비활성기체)를 공급하는 기체탱크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전력공급부(520) 및/또는 기체탱크는 하우징(110)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 전력공급부(520)는 배터리를 포함할 수 있다. 전력공급부(520)는 외부 콘센트로부터 전력을 공급받을 수 있다. 전력공급부(520)는 전선으로 용접건(500)과 연결될 수 있다.

짐벌(600)은 용접건(500)을 지지 및/또는 고정할 수 있다. 짐벌(600)은 용접건(500)의 상단을 지지할 수 있으며, 용접건(500)의 팁(510)의 위치가 용접지점에 대응되도록 용접건(500)을 수직하게 세우거나 경사지게 기울일 수 있다. 짐벌(600)은 용접건(500)의 기울기를 조절할 수 있다. 짐벌(600)은 레일(200)을 따라 이동되는 본체(100)의 이동 거리 오차에 따라 발생되는 용접지점과 용접건(500)의 팁(510) 사이의 거리 오차를 보정할 수 있다. 한편, 상기 용접지점은 사용자가 용접 작업을 수행하고자 하는 탱크(T) 표면(예: 내측면 또는 외측면)의 일 지점을 의미할 수 있다.

이와 같이, 도 7에 도시된 탱크 용접 장치(10)는 도 1 내지 6에 도시된 탱크 용접 장치(10)의 구성들을 적어도 하나 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 탱크 용접 장치(10)는 도 1 내지 6에 도시된 탱크 용접 장치(10)의 구성 모두를 포함할 수 있다. 도 1 내지 6에 도시된 탱크 용접 장치(10)에 관한 모든 설명은 도 7을 참조하여 서술하는 이하의 내용에도 그대로 적용될 수 있다. 도 7에 도시된 탱크 용접 장치는 도 1의 탱크 용접 시스템(1)에 적용될 수 있다.

탱크 용접 장치(10)는 카메라(700), 자이로 센서(800), 및 가속도 센서(900) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

카메라(700)는 구동암(400)의 일단(예: 하단)에 결합될 수 있다. 카메라(700)는 용접건(500)과 그 일대의 외부 환경에 대한 영상을 촬영할 수 있다.

자이로 센서(800) 및 가속도 센서(900)는 본체(100)의 내부 및/또는 구동암(400)의 내부에 배치될 수 있다. 자이로 센서(800)는 각가속도를 측정할 수 있고, 가속도 센서(900)는 가속도를 측정할 수 있다.

컨트롤 모듈(300)은 사용자 명령을 입력 받는 입력부(310)(예: 키보드, 스위치, 터치패널 등)와, 사용자에게 정보를 제공하는 출력부(320)(예: 디스플레이, 스피커 등)와, 입력부(310)와 출력부(320)를 제어하는 제어부(330)를 포함할 수 있다.

제어부(330)는 적어도 하나의 프로세서, 메모리 및 저장 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서는 메모리 및/또는 저장 장치에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리와 저장 장치는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)로 구성될 수 있다.

컨트롤 모듈(300)은 주행 메커니즘부(120)(예: 바퀴구동모터), 구동 메커니즘부(130)(예: 구동암구동모터(131) 및 리프트(133)), 전력공급부(520), 짐벌(600)(예: 제1 내지 3 축모터(640,650,660)), 카메라(700), 자이로 센서(800), 및 가속도 센서(900) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.

컨트롤 모듈(300)(예: 제어부(330))은 주행 메커니즘부(120)(예: 바퀴구동모터), 구동 메커니즘부(130)(예: 구동암구동모터(131) 및 리프트(133)), 전력공급부(520), 짐벌(600)(예: 제1 내지 3 축모터(640,650,660)), 카메라(700), 자이로 센서(800), 및 가속도 센서(900) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 컨트롤 모듈(300)(예: 제어부(330))은 탱크 롤러(2)의 온오프, 회전속도, 및 회전방향 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

컨트롤 모듈(300)(예: 제어부(330))은 주행 메커니즘부(120)(예: 바퀴구동모터), 구동 메커니즘부(130)(예: 구동암구동모터(131) 및 리프트(133)), 전력공급부(520), 짐벌(600)(예: 제1 내지 3 축모터(640,650,660)), 카메라(700), 자이로 센서(800), 및 가속도 센서(900) 중 적어도 하나와 정보 및/또는 신호를 송수신할 수 있다. 컨트롤 모듈(300)은 사용자 단말이라고 지칭될 수 있다.

제어부(330)는 카메라(700)를 통해 획득된 영상을 출력부(320)를 통하여 사용자에게 제공할 수 있다. 사용자는 출력부(320)에서 제공되는 영상을 참조하여 용접지점을 향해 본체(100)를 이동시킬 수도 있고, 용접건(500)의 팁(510)이 용접지점에 대응되도록 구동암(400) 및/또는 짐벌(600)을 구동시킬 수도 있다.

제어부(330)는 입력부(310)를 통해 입력되는 사용자 명령에 기초하여 바퀴구동모터를 작동시켜 본체(100)를 레일(200) 상에서 이동시킬 수 있다.

제어부(330)는 입력부(310)를 통해 입력되는 사용자 명령에 기초하여 구동암구동모터(131) 및/또는 리프트(133)를 작동시킬 수 있고, 이를 통해 용접건(500)의 팁(510)이 용접지점에 대응되도록 구동암(400)을 이동시킬 수 있다.

제어부(330)는 입력부(310)를 통해 입력되는 사용자 명령에 기초하여 전력공급부(520)를 매개로 용접건(500)을 작동시켜 탱크(T) 용접을 진행시킬 수 있다. 이와 함께, 제어부(330)는 탱크(T)가 일정한 속도로 회전되도록 탱크 롤러(2)를 작동시킬 수 있다.

사용자는 카메라(700)를 통해 획득되고 출력부(320)를 통해 출력되는 영상을 참조하여 용접지점을 지정할 수 있다. 제어부(330)는 용접지점을 지정하는 사용자 명령에 기초하여 용접건(500)의 팁(510)이 위치되어야 하는 용접지점을 인식할 수 있다.

제어부(330)는 자이로 센서(800)의 출력값 및/또는 가속도 센서(900)의 출력값에 기초하여 정위치로부터 본체(100) 및/또는 구동암(400)이 이탈한 것으로 판단되면 용접건(500)의 팁(510)이 용접지점 상에 위치되게 용접건(500)을 기울이도록 짐벌(600)(예: 제1 내지 3 축모터)을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(330)는 용접건(500)을 기움임과 함께 용접건(500)의 팁(510)이 용접지점 상에 위치되게 용접건(500)을 회동 및/또는 하강시키도록 구동 메커니즘부(130)(예: 구동암구동모터(131) 및/또는 리프트(133))를 제어할 수 있다. 용접건(500)의 팁(510)이 용접지점에 정합되게 배치된 상태에서 본체(100) 및/또는 구동암(400)에 요동, 위치변화 등이 발생하면 자이로 센서(800) 및 가속도 센서(900)에 의하여 요동이나 위치변화가 측정될 수 있고, 제어부(330)는 자이로 센서(800)의 출력값 및 가속도 센서(900)의 출력값을 통하여 정위치로부터의 위치의 변화량(또는, 변위)을 계산(또는, 인식)할 수 있다. 상기 정위치는 용접건(500)의 팁(510)이 용접지점에 위치될 시의 본체(100) 및/또는 구동암(400)의 위치로 정의될 수 있다.

예를 들어, 본체(100)가 정위치로부터 전방으로 이탈하면 용접건(500)의 팁(510)은 용접지점의 전방으로 이탈되게 된다. 제어부(330)는 가속도 센서(900)의 출력값으로부터 본체(100)가 정위치로부터 전방으로 이탈한 거리 및/또는 용접건(500)의 팁(510)이 용접지점으로부터 전방으로 이탈한 거리를 계산할 수 있고, 그에 대응하여 제어부(330)는 피치축을 중심으로 용접건(500)을 회동시켜 용접건(500)의 팁(510)이 후방을 향하도록 배치시킬 수 있고, 용접건(500)의 팁(510)은 용접지점에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

예를 들어, 본체(100)가 정위치로부터 후방으로 이탈하면 본체(100)와 함께 용접건(500)의 팁(510)은 용접지점의 후방으로 이탈되게 된다. 제어부(330)는 가속도 센서(900)의 출력값으로부터 본체(100)가 정위치로부터 전방으로 이탈한 거리 및/또는 용접건(500)의 팁(510)이 용접지점으로부터 전방으로 이탈한 거리를 계산할 수 있고, 그에 대응하여 제어부(330)는 피치축을 중심으로 용접건(500)을 회동시켜 용접건(500)의 팁(510)이 전방을 향하도록 배치시킬 수 있고, 용접건(500)의 팁(510)은 용접지점에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

예를 들어, 탱크(T) 내부에 설치된 레일(200)이 탱크(T)의 회전으로 인하여 좌우로 스윙되는 요동이 발생되는 경우 레일(200) 위의 본체(100)는 좌측 또는 우측 방향으로 스윙되어 정위치로부터 좌측 또는 우측을 향해 기울어질 수 있으며, 이때 본체(100)와 함께 용접건(500)의 팁(510)은 용접지점 측방으로 이탈되게 된다. 제어부(330)는 자이로 센서(800)의 출력값으로부터 본체(100)가 정위치로부터 이탈하여 측방으로 회동된 각도 및/또는 용접건(500)의 팁(510)이 용접지점으로부터 이탈하여 회동된 각도를 계산할 수 있고, 그에 대응하여 제어부(330)는 롤축을 중심으로 용접건(500)을 회동시켜 용접건(500)의 팁(510)을 용접지점에 대응되는 위치에 배치할 수 있다.

이와 같이, 사용자의 조작 미숙, 용접 작업 중의 사용자의 오작동, 탱크 내측면의 용접 중 탱크의 회전에 따른 레일의 흔들림 등으로 인하여 탱크 용접 장치의 흔들림이 있더라도 용접건의 팁은 정확하게 용접지점에 대응되게 위치된 상태로 유지될 수 있으므로, 균일하고 뛰어난 품질의 탱크 용접이 이루어질 수 있다.

도 7에 도시된 탱크 용접 장치(10)(또는, "용접 장치")의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.

실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

1; 탱크 용접 시스템
2; 탱크 롤러
T; 탱크
10; 탱크 용접 장치
100; 본체
110; 하우징
120; 주행 메커니즘부
130; 구동 메커니즘부
140; 견인손잡이
200; 레일
210; 레일프레임
220; 지지롤러
230; 지지대
300; 컨트롤 모듈
400; 구동암
500; 용접건
600; 짐벌
610; 제1 짐벌암
620; 제2 짐벌암
630; 제3 짐벌암

Claims (9)

1. 바퀴가 마련되는 본체;
   상기 본체에 설치되는 구동암;
   상기 구동암의 일단에 결합되는 짐벌;
   상기 짐벌에 고정되고, 탱크를 용접하는 용접건; 및
   상기 바퀴가 맞물려 이동되도록 탱크의 내부에 가설되는 레일;을 포함하고,
   상기 짐벌은
   상기 용접건의 팁의 위치가 용접지점에 대응되도록 상기 용접건을 기울이고,
   상기 용접건은
   팁이 용접지점에 위치된 상태로 유지되고, 탱크가 탱크 롤러에 의하여 탱크의 중심축을 중심으로 회동됨에 따라 둘레 방향으로 탱크를 용접하고,
   상기 레일은
   상기 바퀴와 결합되고 상기 바퀴를 지지하며 탱크의 길이 방향으로 연장되는 레일프레임;
   상기 레일프레임의 하면에 회전 가능하게 결합되고, 탱크의 내면 상에 배치되어 상기 레일프레임을 지지하며, 탱크가 탱크 롤러에 의하여 회전될 때 회전되는 지지롤러;
   설치면 상에 배치되어 상기 레일프레임을 지지하는 지지대; 및
   설치면 상에 배치되어 레일의 요동을 방지하도록 마련되고, 상기 지지대를 기준으로 상기 지지롤러가 마련되는 상기 레일프레임의 일측과 반대되고 탱크의 외부에 배치되는 상기 레일프레임의 타측에 고정되는 웨이트;를 포함하는 탱크 용접 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 레일은
   용접이 끝난 후 세그먼트 단위로 분리되어 철거 가능한 탱크 용접 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   사용자가 직접 파지하여 상기 본체를 밀거나 당길 수 있도록 마련되는 견인손잡이;를 더 포함하는 탱크 용접 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 짐벌은
   상기 레일을 따라 이동되는 상기 본체의 이동 거리 오차 발생에 따른 용접지점과 상기 용접건의 팁 사이의 거리 오차를 보정하는 탱크 용접 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 본체는
   상기 구동암의 일단을 회전시키는 구동암구동모터;
   상기 구동암과 상기 구동암구동모터를 승하강시키는 리프트; 및
   상기 구동암과 상기 구동암구동모터의 상하 방향 이동을 안내하는 리니어 가이드;를 포함하는 탱크 용접 장치.
   
   
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 구동암의 일단에 결합되는 카메라;
   상기 구동암에 배치되는 자이로 센서 및 가속도 센서;
   상기 바퀴를 구동하는 바퀴구동모터; 및
   입력부, 출력부, 및 제어부를 포함하고, 상기 짐벌, 상기 카메라, 상기 바퀴구동모터, 상기 구동암구동모터, 및 상기 리프트를 제어 가능한 컨트롤 모듈;을 더 포함하고,
   상기 제어부는
   상기 카메라를 통해 획득된 영상을 상기 출력부를 통하여 사용자에게 제공하고,
   상기 입력부를 통해 입력되는 사용자 명령에 기초하여 상기 바퀴구동모터를 작동시켜 상기 본체를 상기 레일 상에서 이동시키고,
   상기 입력부를 통해 입력되는 사용자 명령에 기초하여 상기 구동암구동모터 및 상기 리프트를 작동시켜 상기 용접건의 팁이 용접지점에 대응되도록 상기 구동암을 이동시키고,
   상기 입력부를 통해 입력되는 사용자 명령에 기초하여 상기 용접건을 작동시켜 탱크 용접을 진행시키고,
   상기 자이로 센서의 출력값 및 상기 가속도 센서의 출력값에 기초하여 상기 용접건의 팁이 용접지점에 위치될 시의 상기 본체 및 상기 구동암의 위치인 정위치로부터 상기 본체 및 상기 구동암이 이탈한 것으로 판단되면 상기 용접건의 팁이 용접지점에 대응되게 상기 용접건을 기울이도록 상기 짐벌을 제어하는 탱크 용접 장치.
   
8. 탱크의 하부에 배치되어 탱크를 지지하며, 탱크를 회전시키는 탱크 롤러; 및
   탱크 롤러에 의하여 회전되는 탱크를 용접하는 탱크 용접 장치;를 포함하고,
   상기 탱크 용접 장치는
   본체;
   상기 본체가 주행하도록 탱크 내부에 가설되는 레일;
   상기 본체의 전방에 배치되고, 용접건이 결합되는 구동암;
   상기 본체를 상기 레일 상에서 이동시키는 주행 메커니즘부로서, 바퀴 및 상기 바퀴를 구동하는 바퀴구동모터를 포함하는 주행 메커니즘부; 및
   상기 본체의 내부에 배치되고, 상기 구동암을 회동시킴과 동시에 상기 구동암을 상하 방향으로 이동시키는 구동 메커니즘부;를 포함하고,
   상기 레일은
   상기 바퀴와 결합되고 상기 바퀴를 지지하며 탱크의 길이 방향으로 연장되는 레일프레임;
   상기 레일프레임의 하면에 회전 가능하게 결합되고, 탱크의 내면 상에 배치되어 상기 레일프레임을 지지하며, 탱크가 탱크 롤러에 의하여 회전될 때 회전되는 지지롤러;
   설치면 상에 배치되어 상기 레일프레임을 지지하는 지지대; 및
   설치면 상에 배치되어 레일의 요동을 방지하도록 마련되고, 상기 지지대를 기준으로 상기 지지롤러가 마련되는 상기 레일프레임의 일측과 반대되고 탱크의 외부에 배치되는 상기 레일프레임의 타측에 고정되는 웨이트;를 포함하는 탱크 용접 시스템.
   
9. 본체;
   상기 본체가 놓이고 탱크 내부에 배치되는 레일;
   금속부재를 용접하도록 마련되는 용접건;
   상기 본체와 결합되고, 상기 용접건을 지지하는 구동암;
   상기 용접건을 상기 구동암에 결합시키고, 상기 용접건의 기울기를 조절 가능한 짐벌;
   바퀴와 바퀴구동모터를 포함하고, 상기 본체를 상기 레일 상에서 이동시키는 주행 메커니즘부; 및
   상기 구동암을 구동시키는 구동 메커니즘부로서, 상기 구동암의 상단에 결합되어 상기 구동암을 회전시키는 구동암구동모터와, 상기 구동암구동모터가 고정되고 상기 구동암구동모터를 커버하여 보호하는 모터케이스와, 상기 구동암구동모터가 배치된 상태의 상기 모터케이스를 상하 방향으로 이동시키는 리프트와, 상기 리프트에 의한 상기 모터케이스의 상하 방향 움직임을 가이드하는 리니어 가이드를 포함하는 구동 메커니즘부;를 포함하고,
   상기 레일은
   상기 바퀴와 결합되고 상기 바퀴를 지지하며 탱크의 길이 방향으로 연장되는 레일프레임;
   상기 레일프레임의 하면에 회전 가능하게 결합되고, 탱크의 내면 상에 배치되어 상기 레일프레임을 지지하며, 탱크가 탱크 롤러에 의하여 회전될 때 회전되는 지지롤러;
   설치면 상에 배치되어 상기 레일프레임을 지지하는 지지대; 및
   설치면 상에 배치되어 레일의 요동을 방지하도록 마련되고, 상기 지지대를 기준으로 상기 지지롤러가 마련되는 상기 레일프레임의 일측과 반대되고 탱크의 외부에 배치되는 상기 레일프레임의 타측에 고정되는 웨이트;를 포함하는 용접 장치.
   

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