KR200418906Y1 - 필렛 용접장치의 주행 및 위빙 제어구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 필렛 용접장치의 주행 및 위빙 제어구조에 관한 것으로서, 캐리지를 주행하는 주행모터와 용접토치를 위빙시키는 위빙모터를 펄스신호에 의해 정확한 주행과 위빙 구현시키는 스테핑모터 적용으로 오차가 없는 용접시공이 가능할 뿐만 아니라, 콘트롤박스를 주행 캐리지상에 탑재하여 주어지는 무선 리모콘으로서 이들을 각 원격 조정하여 줌으로써 특히 열악한 지역에서의 용접효율을 극대화 할 수 있는 효과가 제공된다.

필렛, 용접, 스테핑모터, 캐리지, 무선

Description

필렛 용접장치의 주행 및 위빙 제어구조{Traveling and weaving control structure of fillet welding machine}

도 1은 일반적인 필렛 용접부분을 설명하기 위한 선체의 일부분을 도시한 사시도,

도 2는 종래 필렛 용접장치를 도시한 사시도,

도 3은 본 고안에 따른 필렛 용접장치를 도시한 사시도,

도 4 및 도 5는 본 고안에 따른 캐리지의 용접실시상태를 예시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 캐리지 12: 주행모터

13: 주행 감속기 20:위빙기구부

22: 용접토치 24: 위빙감속기

25: 위빙모터 30: 콘트롤박스

40: 리모콘

본 고안은 필렛 용접장치의 주행 및 위빙 제어구조에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 수직이나 사면의 직각모서리부분을 이동과 동시에 해당부위를 용접하는 용접장치를 개선하여 용접 중 발생할 수 있는 오차를 미연에 방지하는 한편, 캐리지의 주행 및 용접토치의 위빙정도를 무선으로 제어 될 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 선박에서의 용접 공정은 전체 선박 건조 공정의 약 60%를 점유하는 중요한 공정중의 하나로서, 선박 생산은 여러 형상의 선체블록들을 독립적으로 제작한 다음 이들 블록들을 도크(Dock)에서 서로 합하는 방식으로 이루어진다. 즉 중,대형 선박 1척을 건조하는데 250∼400개의 선체블록들이 만들어지며, 선체블록 내부에는 용접셀이 약 200개(셀마다 수직 용접부 2개 존재) 정도가 존재하므로 1척의 선박을 건조하기 위해서는 무수히 많은 수직교차부들을 용접해야 한다.

그러나 용접작업은 열악한 작업환경(용접 Fume, Spatter, 용접열 등)으로 인하여 3D 기피 현상에 따른 숙련된 용접사의 구인난 및 작업자 고령화 추세에 효과적으로 대처하기 위해서 용접자동화는 반드시 필요하다.

이러한 점에서 대형 선박이나, 철골 구조물의 용접은 용접장치의 소형화하는 추세이며, 자동화하여 가동율 극대화에 의한 생산성을 향상시키고, 용접장치로서 열악한 작업환경을 대신함으로서 안전성 및 작업자의 건강유지에 기여하며, 정밀도 및 반복성에 의한 고품질 용접부를 얻을 수 있도록 하는데 사용되고 있다.

이러한 용접장치의 사용은 대형 철 구조물이나 선박의 제조공정에서 T형과 같이 부재가 직교하여 부착되어지는 경우가 많다.

일예로, 첨부된 도 1은 탱커선의 탑재조립을 위한 선체의 블록을 도시하는 사시도로서, 도면상에서 표시된 일점쇄선부위같이 긴 T형의 조인트 부분이 발생한 다. 이러한 부분은 수직이거나 경사를 형성하는 필렛 용접부위(A)로서 수동용접 시공의 한계성으로 자동으로 용접 가능한 용접장치를 제공함으로서 부재의 용접을 구현할 수 있다.

이러한 용접장치(100)는 첨부된 도 2에서 도시된 바와 같이, 각 양측에 대응되는 이동바퀴(11)의 설치와 함께 용접대상물로부터 흡착 이송되도록 내부에 전자석 제어에 의한 마그네트(도면에서 생략함)가 마련되고, 일측에 상기 이동바퀴(11)와 관련하여 주행모터(12)와 주행 감속기(13)가 설치되며, 양측에 용접이송방향의 용접추적을 위한 가이드롤러부재(14)가 장착된 캐리지(10)와; 상기 캐리지(10) 상부로부터 지그(21)에 의해 연결 설치되되, 용접토치(22)의 전/후진각을 조정하기 위한 절연클램프(23)로서 연결 설치되며, 위빙감속기(24)와 위빙모터(25)로서 설치되어 용 접토치(22)의 위빙을 구현하는 위빙기구부(20)와, 상기 캐리지(10)로부터 케이블(C)로서 설치되어 전원을 포함하는 캐리지의 주행, 용접토치의 위빙조건을 유선으로 제어하는 콘트롤박스(3)로 구성된다.

상기와 같은 종래의 용접장치에 있어, 상기 캐리지(10)의 이송을 담당하는 주행모터(12)와 용접토치(22)의 위빙을 담당하는 위빙모터(25)는 AC모터 혹은 고회전수 DC모터의 적용으로, 이에 따라 고감속기가 사용되어야 하는 이유에서 캐리지의 주행과 용접토치의 위빙작동에 있어 오차(백 러쉬(Back lash))를 발생된다. 이러한 오차는 용접부분의 결함을 줄 수 있는 것으로, 특히 수직 필렛용접에 있어서 반복 정밀동작이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

아울러, 종래의 필렛 용접장치는 유선으로 설치됨에 있어, 특히 용접대상물 로부터 수직 이송하는 캐리지에 있어, 유선의 장력문제로 인한 별도의 가이드시설이 부가 설치되어야 하는 단점이 있고, 별도로 연결된 콘트롤박스로부터 장치의 제어는 유선에 의존하기 때문에, 캐리지의 주행모터와 용접토치를 작동하는 위빙모터는 센서를 이용한 위빙제어방식이 되어 복잡한 센서 신호처리 및 모션제어를 필요로 하는 문제점이 있었다. 더욱이 이러한 용접장치는 콘트롤박스로부터 용접도중 제어가 원활하지 못한 반면에, 케이블로서 설치된 유선방식이므로 비교적 용접 길이가 짧은 구간에 제한되기 때문에 선박등과 같은 긴 구간을 가지는 필렛 용접에 적합하지 못한 단점이 있다.

또한, 유선을 통한 용접장치의 제어는 복잡하여 캐리지의 이동에 있어서도 상대적으로 불리한 단점이 지적되고 있으며, 이러한 제어에 의한 전원장치는 별도의 직류 전원장치 피더부착이 이루어져야 하기 때문에 용접장치를 가동하기 위한 제어장치가 더욱 복잡해지고 부피가 증가되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 수직이나 사면의 직각모서리부분을 이동과 동시에 해당부위를 용접하는 용접장치를 개선하여 용접 중 발생할 수 있는 오차를 미연에 방지하는 한편, 캐리지의 주행 및 용접토치의 위빙정도를 무선으로 제어 될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의하면, 양측에 대응되는 이동바퀴의 설치와 함께 용접대상물로부터 흡착 이송되도록 내부에 전자석 제어에 의한 마그네트가 마련되고, 일측에 상기 이동바퀴와 관련하여 주행모터와 주행 감속기가 설치 되며, 양측에 용접이송방향의 용접추적을 위한 가이드롤러부재가 장착된 캐리지와; 상기 캐리지 상부로부터 지그에 의해 연결 설치되되, 용접토치의 전/후진각을 조정하기 위한 절연클램프로서 연결 설치되며, 위빙감속기와 위빙모터로서 설치되어 용접토치의 위빙을 구현하는 위빙기구부와, 상기 캐리지의 주행, 용접토치의 위빙조건을 제어하는 콘트롤박스를 포함하여서 된 필렛 용접장치에 있어서,

상기 주행모터와 위빙모터는 펄스신호에 따라 캐리지의 주행 및 용접토치의 위빙동작을 구동하는 스테핑모터로 적용 설치되고, 상기 콘트롤박스는 캐리지 상에 탑재 설치되며, 콘트롤박스에 대한 무선제어 유니트가 적용된 리모콘에 의해 캐리지의 주행과 용접토치의 위빙동작이 무선으로 원격 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 필렛 용접장치의 주행 및 위빙 제어구조가 제공된다.

이하, 본 고안을 첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 3은 본 고안에 따른 필렛 용접장치를 도시한 사시도이고, 도 4 및 도 5는 본 고안에 따른 캐리지의 용접실시상태를 예시한 사시도이다.

양측에 대응되는 이동바퀴(11)의 설치와 함께 용접대상물(1,2)로부터 흡착 이송되도록 내부에 전자석 제어에 의한 마그네트가 마련되고, 일측에 상기 이동바퀴와 관련하여 주행모터(12)와 주행 감속기(13)가 설치되며, 양측에 용접이송방향의 용접추적을 위한 가이드롤러부재(14)가 장착된 캐리지(10)와; 상기 캐리지(10) 상부로부터 지그(21)에 의해 연결 설치되되, 용접토치(22)의 전/후진각을 조정하기 위한 절연클램프(23)로서 연결 설치되며, 위빙감속기(24)와 위빙모터(25)로서 설치되어 용접토치의 위빙을 구현하는 위빙기구부(20)와, 상기 캐리지(10)의 주행, 용접토치(22)의 위빙조건을 제어하는 콘트롤박스(30)를 포함하여서 된 필렛 용접장치(100)에 있어서,

상기 캐리지를 주행하기 위한 주행모터(12)와 용접토치의 위빙시키는 위빙모터(25)는 펄스신호에 따라 캐리지(10)의 주행 및 용접토치(22)의 위빙동작을 구동하는 스테핑모터로 적용 설치된다.

또한, 상기 콘트롤박스(30)는 캐리지(10) 상에 직접 소형화 하여 탑재 설치되며, 콘트롤박스(30)에 대한 무선제어 유니트가 적용된 리모콘(40)에 의해 캐리지(10)의 주행과 용접토치(22)의 위빙동작이 무선으로 원격 제어될 수 있는 구조로 구성된다.

이와 같은 구조로 된 본 고안에 필렛 용접장치의 용접 실시에 따른 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첨부된 도 4 및 도 5에서와 같이 T형으로 된 용접대상물(1,2)에 대하여 캐리지(10)의 수직상승의 동작, 용접대상물의 경사진 사면으로부터의 등판 주행을 하면서 용접대상물의 접합부 추적 주행(가이드롤러부재(14))과 동시에 용접을 실시하게 된다.

이는 주어진 무선 리모콘(40)의 원격제어에 의해 캐리지(10)의 구동 및 위빙기구부(20)의 위빙모터(25), 위빙감속기(24) 및 절련클램프(23), 용접토치(22)의 각각 동작 등을 각 무선으로 제어하여 용접을 실시하는 것으로, 캐리지(10)의 주행 을 담당하는 주행모터(12)와 상기 위빙기구부(20)의 위빙모터(25)는 스테핑모터의 특징인 주어진 펄스신호 만큼 정확한 주행과 용접토치의 위빙을 정확하게 동작시켜 오차가 없는 용접시공을 할 수 있게 된다.

상기 용접토치(22)의 위빙은 캐리지의 구동과 관련하여 위빙관련 일체, 위빙속도, 위빙 폭, 좌우 정지시간, 시작, 정지, 인칭을 무선 리모콘(40)으로서 콘트롤박스(30)측에 수신하여 제어할 수 있는 것으로, 유선 조종에 의한 종래의 필렛 용접장치에 비해 정밀도가 높고, 균일한 용접비드를 얻을 수 있으며, 무선제어인 만큼 용접구간을 길게 확보할 수 있다는 장점이 있다.

아울러, 상기와 같은 무선제어는 용접장치의 구동이전 설정된 값에 의해 장비를 자동으로 운영할 수 있다는 이점에서, 작업자는 용접장치의 운영과 함께 용접시공과정에서 아크관찰이 직접 가능하기 때문에 용접작업과 장비의 관리가 보다 간편해지는 이점이 제공된다.

이상에서와 같이 본 고안에 의한 필렛 용접장치는 캐리지를 주행하는 주행모터와 용접토치를 위빙시키는 위빙모터를 펄스신호에 의해 정확한 주행과 위빙 구현시키는 스테핑모터 적용으로 오차가 없는 용접시공이 가능할 뿐만 아니라, 콘트롤박스를 주행 캐리지상에 탑재하여 주어지는 무선 리모콘으로서 이들을 각 원격 조정하여 줌으로써 특히 열악한 지역에서의 용접효율을 극대화 할 수 있는 효과가 제공된다.

Claims (1)

1. 양측에 대응되는 이동바퀴의 설치와 함께 용접대상물로부터 흡착 이송되도록 내부에 전자석 제어에 의한 마그네트가 마련되고, 일측에 상기 이동바퀴와 관련하여 주행모터와 주행 감속기가 설치되며, 양측에 용접이송방향의 용접추적을 위한 가이드롤러부재가 장착된 캐리지와; 상기 캐리지 상부로부터 지그에 의해 연결 설치되되, 용접토치의 전/후진각을 조정하기 위한 절연클램프로서 연결 설치되며, 위빙감속기와 위빙모터로서 설치되어 용접토치의 위빙을 구현하는 위빙기구부와, 상기 캐리지의 주행, 용접토치의 위빙조건을 제어하는 콘트롤박스를 포함하여서 된 필렛 용접장치에 있어서,

   상기 주행모터와 위빙모터는 펄스신호에 따라 캐리지의 주행 및 용접토치의 위빙동작을 구동하는 스테핑모터로 적용 설치되고, 상기 콘트롤박스는 캐리지 상에 탑재 설치되며, 콘트롤박스에 대한 무선제어 유니트가 적용된 리모콘에 의해 캐리지의 주행과 용접토치의 위빙동작이 무선으로 원격 제어되도록 구성된 것을 특징으로 하는 필렛 용접장치의 주행 및 위빙 제어구조.

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