KR20000045558A - 대형 구조물 용접장치 - Google Patents

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Abstract

개시된 내용은 선박용엔진블럭과 같은 대형 구조물의 용접위치를 자유롭게 설정해주기 위한 위치설정수단을 구비한 용접장치로서,
주행레일(140)상에서 제 1방향이동가능하며, 동시에 수직방향 및 좌우방향의 이동가능한 3자유도겐츄리(110)를 구비하고, 이 겐츄리(110)의 단말부에는 토치(130)를 구비한 6축수직다관절로봇(120)을 구비한 용접부(100); 및 상기 주행레일(140)의 소정의 위치에 지면하방으로 소정의 용접실(210)을 형성하고, 이 용접실(230)에는 상기 용접부 토치(130)가 소정의 용접작동이 가능하도록 용접부재를 다방향으로 위치를 잡아주기 위한 포지셔너(210)(220)를 구비한 용접물 지지부(200)로 이루어진다.
이 용접장치는 선박용 엔진블럭과 같이 대형 중량물의 구조물인 경우에 자유롭게 그 용접위치를 제공한다.

Description

대형 구조물 용접장치
본 발명은 선박용 엔진블럭과 같은 대형 구조물의 용접장치에 관한 것이다.
상세하게는 평면적이지 않은 선박엔진블럭등의 대형구조물(이하 라함)의 용접을 위하여 기존 평면적인 용접대상에 적용된 용접시스템을 응용하여 소정의 1차 이동구간내에 설정된 정지위치에서 용접부재를 자유롭게 용접작업 가능하도록 한 대형구조물 용접장치에 관한 것이다.
종래의 선박엔진블럭과 같은 대형 구조물의 용접방법은 바닥이나 정반에 고정용 틀을 놓고 천정크레인을 이용하여 지정된 위치로 이동한 뒤 용접을 하게 되므로 1차 용접이 끝나면 다시 크레인을 이용하여 뒤집어놓고 다시 용접해야 하는 과정이 반복된다.
이와같은 용접과정에서 천정크레인을 이용하여 구조물을 뒤집기 때문에 작업시간이 과다함은 물론 안전사고의 위험성이 상존하였으며, 용접하기 위한 구조물의 종류가 바뀔 때 마다 바닥의 고정툴을 일일이 바꾸어주어야 하는 문제점이 있었다.
따라서 천정크레인과 같은 고가장비로 용접위치를 설정한 상태에서 작업자가 일일이 용접위치를 찾아 용접함에 따르는 여러가지 문제점을 개선함이 필요하다.
본 발명은 알려진 3자유도갠트리이동수단과 6축다관절로봇을 이용하여 용접위치설정이 어려운 대형 용접구조물을 자유롭게 용접할 수 있는 대형 구조물의 용접장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명 선박엔진블럭등 대형구조물의 용접장치의 평면개략도
도 2는 본 발명 선박엔진블럭등 대형구조물의 용접장치의 측면개략도
도 3a는 본 발명 대형구조물의 용접장치에 적용된 구조물중 파이프부분을 갖는 구조물의 척킹상태를 나타내는 개략측면도이고, 도 3b는 도 3a의 평면도이다.
도 4는 본 발명 대형구조물의 용접장치에 사용된 척킹수단의 평면도
도 5는 본 발명 대형구조물 용접장치의 척킹수단의 다른 실시예의 측단면도
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100:용접부.....................................110:3자유도겐트리
120:6축수직다관절로봇..........................140:주행레일
200:용접위치설정부.............................210:고정포지셔너
211:콘.........................................214:구동모터
220:이동포지셔너...............................221:가이드레일
223:슬라이딩부재...............................224:구동모터
225:이동틀체...................................226:구동모터
227:볼스크류바.................................230:용접챔버
240:척킹수단...................................241:서보모터
242:콘.........................................243:LM가이드
244:볼스크류...................................250:척킹수단
251:유압실린더.................................252:하우징
253:밀대.......................................254:스프링
255:힌지점.....................................256:조임레그
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 대형구조물 용접장치에 있어서, 주행레일상에서 제 1방향이동가능하며, 동시에 수직방향 및 좌우방향의 이동가능한 3자유도겐츄리를 구비하고, 이 겐츄리의 단말부에는 토치를 구비한 6축수직다관절로봇을 구비한 용접부, 상기 주행레일의 소정의 위치에 지면하방으로 소정의 용접챔버를 형성하고, 이 용접챔버에는 상기 용접부 토치가 소정의 용접작동이 가능하도록 용접부재를 다방향으로 위치를 잡아주기 위하여 선단부에 척킹수단을 구비한 고정 포지셔너 및 이동포지셔너를 구비한 용접장치로서 달성된다.
상기한 고정 및 이동포지셔너의 척킹수단은 소정의 서보모터로서 조절가능한 콘과, 이 콘의 이동을 안내하는 소정의 LM가이드로 이루어져 용접부재의 파이프형 지지점에 적당한 복수의 간격 조절가능한 콘형 지지수단으로 함이 바람직하다.
또한, 상기 고정 및 이동포지셔너의 척킹수단이 각각 유압실린더로서 전후진되는 밀대와, 이 밀대의 전후진에 따라 힌지점을 기준으로 회전하므로서 벌리거나 오므리는 조임레그와, 상기 밀대와 조임레그를 작동가능하게 감싸는 하우징으로 이루어지는 장치로도 실시가능하다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 구체적으로 설명한다.
첨부 도면중 도 1은 본 발명 선박엔진블럭등 대형구조물의 용접장치의 평면개략도이고, 도 2는 본 발명 선박엔진블럭등 대형구조물의 용접장치의 측면개략도이며, 도 3a는 본 발명 대형구조물의 용접장치에 적용된 구조물중 파이프부분을 갖는 구조물의 척킹상태를 나타내는 개략측면도이고, 도 3b는 도 3a의 평면도이다. 도 4는 본 발명 대형구조물의 용접장치에 사용된 척킹수단의 평면도이다.
본 발명은 크게 용접부(100)와, 용접위치설정부(200)로 구분된다.
먼저 용접부(100)는 이미 알려진대로 주행레일(140)상에서 제 1방향이동가능하며, 동시에 수직방향 및 좌우방향 이동가능한 3자유도겐츄리(110)를 구비하고, 이 겐츄리(110)의 단말부에는 토치를 구비한 6축수직다관절로봇(120)을 구비하여서 된다.
용접위치설정부(200)는 상기 주행레일(140)의 소정의 위치에 지면하방으로 소정의 용접챔버(230)를 형성하고, 이 용접챔버(230)에는 상기 용접부 토치(130)가 소정의 용접작동이 가능하도록 용접부재를 다방향으로 위치를 잡아주기 위한 이동포지셔너(220)를 구비한다. 이 이동포지셔너(220)에 대응하는 고정포지셔너(210)는 지면상에 설치된다. 이 포지셔너(210)(220)들은 각각 척킹수단(240)을 구비한 상태에서 마주보게 설치된다. 각각의 포지셔너(210)(220)는 소정의 구동모터(214)(224)를 갖추어 독립적으로 회동가능한 구조를 이룬다. 이동포지셔너(220)는 상기한 용접공간(230)의 바닥측으로 가이드레일(221)을 형성하고 이 레일상에 슬라이딩부재(223)로서 미끄럼 이동가능한 이동틀체(225)를 위치시킨다. 이동틀체(225)는 다시 정역회전하는 구동모터(226)의 축과 연결되어 전후진 되는 볼스크류바(ball screw bar)(227)를 구비하므로서 구동모터(226)의 당기거나 미는 작동으로 상기 이동틀체(225)를 상기 용접물에 접근시켜 지지하게 된다.
즉, 고정포지셔너의 척킹수단측에 일측을 위치시킨 상태에서 이동포지셔너의 척킹수단을 전후진 이동시켜 대응 척킹시켜 1차 용접물의 용접위치를 잡아주고 이어서 1차 용접이 진행된후 2차 용접을 하기 위하여 용접물을 회전시켜 용접위치를 설정하게 된다. 이와같은 반복된 위치설정과정을 통하여 소정의 용접이 진행된다. 물론 용접이 끝난 용접부재의 분리는 상기 순서의 역순으로 이루어진다.
첨부 도면 도 3a, 도 3b 및 도 4는 본 발명이 적용한 척킹수단의 일예를 도시한다. 이 도면에 따르는 척킹수단(240)은 소정의 서보모터(241)로서 조절가능한 콘(242)과, 이 콘(242)의 이동을 안내하는 소정의 LM가이드(243)로 이루어진다. 따라서 서보모터(241)에 의하여 볼스크류(244)가 회동하므로서 콘(242)의 내부에 위치한 나선부에 의하여 콘(241)의 간격이 조절되어 용접물의 지지점 간격에 대응한다.
첨부 도면 도 5는 상기 고정 및 이동포지셔너의 척킹수단(250)은 각각 유압실린더(251)로서 전후진되는 밀대(253)와, 이 밀대(253)의 전후진에 따라 힌지점(255)을 기준으로 회전하므로서 벌리거나 오므리는 조임레그(256)와, 상기 밀대(253)와 조임레그(256)를 작동가능하게 감싸는 하우징(252)으로 이루어진 예를 나타낸다. 상기 조임레그(256)의 후단은 소정의 스프링(254)을 사이에 두고 설치되어 탄력을 받는다.
즉, 유압실린더(251)를 전진시키므로서 밀대(263)가 조임레그(256)의 후단을 접촉밀어주므로서 조임레그(256)는 힌지점(255)을 축으로 소정의 벌림 작동이 일어난다. 따라서 소정의 중공형 공간으로 이루어진 용접물의 지지점내에서 소정의 지지작동이 이루어진다.
척깅수단(240)(250)의 실시구조는 상기한 바와같은 콘형 및 척킹형만으로 한정되지 않는다.
본 발명은 상기한 용접장치와 용접위치설정구조로 인해 천정크레인과 같은 고가장비로 용접위치를 설정한 상태에서 작업자가 일일이 용접위치를 찾아 용접함에 따르는 여러가지 문제점을 개선하여 대형 용접구조물을 자유롭게 위치를 조절해가면서 로봇용접할 수 있는 대형 구조물의 용접장치를 제공하게 되었다.

Claims (5)

  1. 대형구조물 용접장치에 있어서,
    주행레일상에서 제 1방향이동가능하며, 동시에 수직방향 및 좌우방향의 이동가능한 3자유도겐츄리를 구비하고, 이 겐츄리의 단말부에는 토치를 구비한 6축수직다관절로봇을 구비한 용접부; 및
    상기 주행레일의 소정의 위치에 지면하방으로 소정의 용접실을 형성하고, 이 용접실에는 상기 용접부 토치가 소정의 용접작동이 가능하도록 용접부재를 다방향으로 위치를 잡아주기 위한 포지셔너를 구비한 용접위치설정부를 포함하는 용접장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 용접위치설정부는,
    고정포지셔너와, 이 고정포지셔너에 대응하는 방향에서 레일위를 전후진 이동가능한 이동포지셔너로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 고정 및 이동포지셔너의 선단부는 척킹수단을 가지는 것을 특징으로 하는 용접장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 고정 및 이동포지셔너의 척킹수단이 소정의 서보모터로서 조절가능한 콘과, 이 콘의 이동을 안내하는 소정의 LM가이드로 이루어져 용접부재의 파이프형 지지점에 적당한 복수의 간격 조절가능한 콘형 지지수단인 것을 특징으로 하는 용접장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 고정 및 이동포지셔너의 척킹수단이 각각 유압실린더로서 전후진되는 밀대와, 이 밀대의 전후진에 따라 힌지점을 기준으로 회전하므로서 벌리거나 오므리는 조임레그와, 상기 밀대와 조임레그를 작동가능하게 감싸는 하우징으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접장치.
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