KR20000042968A - 크롤러 주행형 자동 용접 장치 - Google Patents

Abstract

목적 : 본 발명은 용접 로봇 또는 용접수단이 크롤러 차체에 탑재된 채로 피용접 부위에 근접 이동되는 크롤러 주행형 자동 용접 장치를 제공함에 있다.

구성 : 본 발명은 크롤러 차체의 상면에서 진행 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 슬라이더와, 이 슬라이더의 상면에 선회 가능하게 탑재되고 일측의 자유단에는 승강패널을 갖춘 로터리 아암과, 상기 승강패널 상에서 피보트 회전 가능하게 설치되는 용접 수단으로 구성된다.

효과 : 본 발명은 크롤러 차체의 상방에서 로터리 아암이 용접 수단을 수평 이동시켜 주게 되고, 또 용접 수단의 상하 방향 이동은 승강 패널이 볼 스크루를 타고 이동하는 것에 의해 행해져서 피용접 부위로 용접 수단이 근접하게 되는 것이며, 용접 수단은 승강패널 상에서 피보트 회전을 통해 자세를 수정하면서 자동 용접을 행한다.

Description

크롤러 주행형 자동 용접 장치

본 발명은 자동 용접 장치에 관한 것으로서, 특히 2중 선저로 된 선박 등의 건조에서 장애물의 존재를 감지하고 이를 타고 넘어 이동하면서 용접을 행할 수 있는 크롤러 주행형 자동 용접 장치에 관한 것이다.

세계적으로 환경 규제가 엄격하게 적용되고 있는 추세에 따라 선박의 구조도 좌초 시에 유류 등이 유실되지 않도록 2중저를 보편적으로 채용하고 있다.

2중저 선체는 선저가 파손되어도 내저판(內底板)으로 침수를 막을 수 있고, 선저의 강도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 공간의 활용도도 좋고, 배의 중심도 낮아져 안정적으로 된다.

그러나 선저의 구조는 내저판을 지지하는 복잡한 골조를 가지고 있고, 이들 복잡한 구조물은 용접 로봇에 의한 용접 작업 시, 장애물로 작용하여 이를 활용하기 어렵게 하는 요인이 되고 있다.

용접 로봇은 통상적으로 자주 기능을 갖추고 있기 때문에 작업장이 평탄한 곳에서는 별 어려움 없이 활용할 수 있으나 2중저 선체 현장은 많은 장애물을 포함하고 있어서 자동 용접을 수행하기가 곤란하다. 이 때문에 2중저 선체의 용접은 작업자가 도크 천장에 설치된 크레인으로 상기 용접 로봇을 들어 올려 다음 용접 장소로 운반해 놓고 다시 작업을 행하도록 제어하는 방식으로 행하고 있다.

이와 같은 방법은 번거롭고 효율적이지 못하여 2중 선저의 자동 용접에 관한 개선책이 요구되고 있는 실정이다.

본 출원인은 장애물을 감지하고 이를 타고 넘어 주행하면서 용접을 행할 수 있는 장치로서 크롤러에 의존하여 위치 이동되게 한 자동 용접 장치를 제안한 바 있다. 이 장치는 도 4를 통해 도시한 바와 같이 크롤러(2)의 전면에 리프터(4)가 배치되고, 이 리프터(4)를 타고 승강하는 클리퍼(6)에 용접 로봇(8)이 타고 내릴 수 있게 설치된 구성을 포함하고 있다.

제안된 장치는 크롤러(2)가 장애물을 타고 넘어 용접해야 할 통로 상에 용접 로봇(8)을 내려놓으면, 상기 용접 로봇(8)이 자체 주행하여 피용접부위를 용접하게 되는 것이며, 용접이 끝나면 다시 클리퍼(6)에 탑승되어서 다음 통로로 이송된다.

이와 같은 구성의 장치는 크롤러에서 용접 로봇이 내려와야 하는 것이므로 각 구성부분은 개별 제어 및 통합 제어되어야 하고, 이 때문에 제어 프로그램이 복잡하게 되어 제작하기가 대단히 어렵고, 제어 과정에서 에러 요인이 많이 나타나는 단점이 있다.

용접 로봇 또는 용접수단은 피용접 부위로 근접될 수 있다면 크롤러로부터 분리되지 않아도 자동 용접을 수행할 수 있는 것이다.

본 발명은 크롤러와 용접 로봇 또는 용접수단이 일체를 이루는 상태에서 피용접 부위를 자동 용접할 수 있게 하여 상술한 문제점을 해결하고자 하는 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 용접 로봇 또는 용접수단이 크롤러에 탑재된 채 피용접 부위로 근접 이동될 수 있는 크롤러 주행형 자동 용접 장치를 제공함에 있다.

상기의 목적에 따라 본 발명은 크롤러 차체의 상면에서 진행 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 슬라이더와, 이 슬라이더의 상면에 선회 가능하게 탑재되고 일측의 자유단에는 승강패널을 갖춘 로터리 아암과, 상기 승강패널 상에서 피보트 회전 가능하게 설치되는 용접 수단을 포함한다.

더 구체적으로 본 발명의 장치에서 슬라이더는 밑면에 너트부를 보유하고, 이 너트부가 크롤러 차체 내부로 횡설된 스크루를 타고 추진됨에 따라 상기 차체 상면에서 왕복 이동 가능하게 배치된다.

또, 로터리 아암은 유성기어 조립체를 개재하여 상기 슬라이더와 연계된 회동 모터에 의해 선회되고, 자유단에는 상기 승강패널을 상하로 추진시키는 볼 스크루를 고정시켜 주기 위한 지지 프레임을 보유하며, 상기 볼 스크루도 정역 모터에 의해 연동하는 구성으로 된다.

그리고 용접 수단도 유성기어 조립체를 개재하여 승강 패널 상에 기립 배치됨으로써 피보트 회전 가능하게 설치된다.

이와 같은 구성의 본 발명은 크롤러 차체의 상방에서 로터리 아암이 용접 수단을 수평 이동시켜 주게 되고, 또 용접 수단의 상하 방향 이동은 승강 패널이 볼 스크루를 타고 이동하는 것에 의해 행해져서 피용접 부위로 용접 수단이 근접하게 되는 것이며, 용접 수단은 승강패널 상에서 피보트 회전을 통해 자세를 수정하면서 자동 용접을 행한다.

도 1은 본 발명에 관련된 크롤러 주행형 자동 용접 장치의 구성을 도시하는 사시도.

도 2는 도 1에 도시한 슬라이더의 리버스 주행을 가능케 하는 볼 스크루 추진 구조를 도시하는 일부 단면도.

도 3은 도 1에 도시한 로터리 아암의 회전 구동을 가능케 하는 축 연결부위의 조립 단면도.

도 4는 본 발명 장치에 의한 용접부의 수평 이동예를 나타내는 평면도.

도 5는 종래의 크롤러 주행형 자동 용접 장치의 일예를 도시하는 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

12 : 무한 궤도 14 : 크롤러 차체

16 : 안내 레일 18 : 슬라이더

20 : 너트 블록 24 : 스크루

26 : 로터리 아암 28 : 회동 모터

30 : 승강 패널 32 :지지 프레임

34 : 태양기어 36 : 유성기어

38 : 링기어 40 : 외향 플랜지

42 : 내향 플랜지 44 : 승강 모터

46 : 볼 스크루 48 : 용접 수단

50 : 터릿

이하, 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 관련된 크롤러 주행형 자동 용접 장치의 구성을 나타내는 사시도이며, 1쌍의 무한궤도(12)로 추진되는 크롤러 차체(14)의 상방에는 전체로서 도브 테일(dove tail) 형상을 이루도록 1쌍의 안내 레일(16)이 대향하는 위치로 부설되어 있고, 이 안내 레일(16)에는 하나 또는 1쌍의 슬라이더(18)가 도브테일 이음을 통해 활동 가능하게 연결되어 있다.

상기 슬라이더(18)는 도 2로 도시한 바와 같이 밑면에 너트 블록(20)을 갖추고 있고, 이 너트 블록(20)은 크롤러 차체(14)의 상면에 열려진 슬로트(22)를 통해 내부로 연장되어서 스크루(24)와 나삽됨에 따라 상기 크롤러 차체(14)의 진행 방향에 나란하게 왕복 추진 될 수 있다. 물론 상기 슬라이더(18)의 왕복 이동은 도 1에서 설명한 바와 같이 양 안내 레일(16)이 허용하는 방향으로만 행해진다.

또 상기 슬로트(24)에는 외부 이물이 침투하는 것을 막기 위하여 모헤어(mohair) 등을 첨부하여 두는 것이 바람직하다.

다시 슬라이더(18)의 상면에는 로터리 아암(26)이 축 연결되어서 크롤러 차체(14)의 주변으로 선회할 수 있게 되어 있다. 로터리 아암(26)의 축 연결지점에는 회동 모터(28)가 장착되어 있고, 또 자유단에는 승강패널(30)을 지지하여 주는 지지 프레임(32)이 형성되어 있다.

상기 로터리 아암(26)의 회동 모터(28)는 도 3의 도시와 같이 슬라이더(18)의 상면과 치차 연결되어 있다. 즉, 회동 모터(28)의 출력축에는 태양기어(34)가 장착되고, 그 주위에는 로터리 아암(26)에 축 지지된 유성기어(36)가 배열되어 상호 치합되어 있으며, 또 유성기어(36)는 슬라이더(18)의 상면에 일체로 설치된 링기어(38)와 치합되는 유성기어 조립체로 구성되어 있다. 그리고 상기 로터리 아암(26)은 링기어(38)의 상단에 형성된 외향 플랜지(40)에 걸려져 연계되도록 하측에 내향 플랜지(42)를 갖추고 있음에 따라 단면이 디귿자상으로 되어 있고, 이와 같이 슬라이더(18)와 로터리 아암(26) 사이에서 대응하는 마찰면에는 베어링 등이 개삽되어 원활하게 선회할 수 있는 구성으로 되어 있다.

다음에 로터리 아암(26)의 자유단으로 형성된 지지 프레임(32)에는 승강 모터(44)로 정역 추진되는 볼 스크루(46)가 수직으로 배치되어 있고, 이 볼 스크루(46)에는 상기 승강 패널(30)이 상하로 이동 가능하게 나삽되어 있다.

승강 모터(44)와 볼 스크루(46) 사이의 동력 연결은 피니온에 의한 기어 트레인 또는 체인 등을 매개체로 하여 이루어질 수 있고, 또 상기 승강 모터(44)의 출력이 감속기를 경유하여 볼 스크루(46)에 전달되도록 할 수도 있다.

상기 승강 패널30)의 상면에는 통상의 용접 수단(48)이 탑재된다. 이 용접 수단(48)은 하측에 터릿(50)을 갖추고 있어서 자유롭게 피보트 회전할 수 있는 구조로 된 것이다.

상기 용접 수단(48)의 피보트 회전은 로터리 아암(26)의 선회 구조와 마찬가지로 유성기어 조립체를 이용하여 행할 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 장치는 용접 현장에서 진로 상에 존재하는 장애물을 타고 넘어가는 작용은 종래의 크롤러와 마찬가지로 크롤러 차체(14)의 양측에 배치된 무한궤도(12)를 통해 행해진다.

다만, 크롤러 차체(14)는 용접 부위에 인접한 위치까지 이동하고, 그 위치에서 슬라이더(18)의 왕복 이동 및 로터리 아암(26)의 선회를 통해 용접 수단(48)은 피용접 부위로 근접하게 되고, 이렇게 근접된 위치에서 승강 패널(30)이 용접 수단(48)의 위치를 상하 방향으로 조절하여 준 다음에 용접 수단(48)이 작동되어 용접을 행하게 되는 것이다.

도 4는 슬라이더(18)가 크롤러 차체(14)의 상면 중심에 위치하였을 때에 로터리 아암(26)이 크롤러 차체(14)의 주위로 선회할 수 있는 범위를 나타내고 있으며, 도시된 로터리 아암(26)의 선회 범위는 슬라이더(18)의 이동으로 더욱 확장될 수 있는 것이다.

이러한 로터리 아암(26)의 선회 작동을 통하여 용접 수단(48)을 크롤러 차체(14)의 한쪽으로 위치시켜 두면 상기 크롤러 차체(14)의 다른쪽이 자유면으로 되어 좁은 장소에도 크롤러 차체(14)의 진입이 가능하게 되고, 또 용접 수단(48)의 이동 거리의 일부는 슬라이더(18)가 담당할 수 있어서 크롤러 차체(14)의 이동 거리가 단축된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 진로 상에 존재하는 장애물을 감지하고 이를 타고 넘어 이동하게 되어 있는 크롤러 타입의 장애물 승월 이송장치로서, 크롤러 차체의 상면에 적어도 하나 이상의 슬라이더를 왕복 가능하게 배치하고, 이 슬라이더에는 로터리 아암을 선회 가능하게 설치함과 동시에 상기 로터리 아암의 자유단으로 용접 로봇 또는 용접 수단이 탑재되는 승강 패널을 부설한 구성이므로 종래의 장치와는 다르게 용접 로봇은 크롤러 차체에서 용접 통로 상으로 내려지는 일이 없이, 슬라이더와 로터리 아암, 그리고 승강 패널의 작동을 통해 피용접 부위에 근접한 위치까지 이송될 수 있는 효과가 있다.

또 용접 수단은 종래의 용접 로봇과 같이 독자적으로 제어되어 피용접 부위로 접근하여 용접을 행하는 것이므로 본 발명 장치에 갖추어져야 하는 제어 프로그램은 크롤러 차체의 이동을 제어하는 프로그램과, 슬라이더와 로터리 아암의 작동을 제어하는 프로그램, 그리고 승강 모터를 제어하는 프로그램으로 국한되어 제작이 간단하게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 크롤러 차체의 상면에서 진행 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 슬라이더와;

   이 슬라이더의 상면에 선회 가능하게 탑재되고 일측의 자유단에는 승강패널을 갖춘 로터리 아암과;

   상기 승강패널 상에서 피보트 회전 가능하게 설치되는 용접 수단을 포함한 크롤러 주행형 자동 용접 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬라이더는 밑면에 너트부를 보유하고, 이 너트부가 크롤러 차체 내부로 횡설된 스크루를 타고 추진됨에 따라 상기 차체 상면에서 왕복 이동 가능하게 배치된 구성임을 특징으로 하는 크롤러 주행형 자동 용접 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 로터리 아암은 상기 슬라이더와 유성기어 조립체를 개재하여 연계된 회동 모터에 의해 선회되고, 자유단에는 상기 승강 패널을 상하로 추진시키는 볼 스크루를 고정시켜 주기 위한 지지 프레임을 보유하며, 상기 볼 스크루도 정역 가능한 승강 모터에 의해 연동하는 구성임을 특징으로 하는 크롤러 주행형 자동 용접 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 용접 수단은 하측의 터릿에 의해 승강패널 상에서 피보트 회전 가능하게 설치된 구성임을 특징으로 하는 크롤러 주행형 자동 용접 장치.