KR20070097964A - 레일형 무선 수직 필렛 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레일형 무선 수직 필렛 용접장치에 관한 것으로서, 선체를 형성하기 위해 용접되는 용접대상물과 선체의 보텀플레이트를 잇는 론지에 가이드레일 상에 용접수단이 적용되고 원격으로 제어되며, 론지와 용접대상물과 접하는 직각면에 자석지그로서 용접장치를 간단하게 부착 설치함으로써, 수작업으로서 열악한 환경에서 행하는 용접작업에 따라 발생되는 작업자의 건강문제를 해결할 수 있고, 무선으로 용접수단을 운영하여 양질의 용접품질제공과 함께 작업시간을 현저히 단축시키는 등의 효과를 얻을 수 있다.

필렛, 용접, 가이드레일, 캐리지, 무선, 리모콘

Description

레일형 무선 수직 필렛 용접장치{Rail type vertical fillet welding machine}

도 1은 일반적인 필렛 용접부분을 설명하기 위한 선체를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명인 필렛 용접장치를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 필렛 용접장치를 도시한 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 필렛 용접장치를 용접대상물에 위치시킨 평면도,

도 5는 본 발명에 따른 용접장치의 용접실시상태를 예시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 용접대상물 2: 론지

10: 가이드레일 20: 자석지그

30: 용접수단 32: 캐리지

34: 위빙기구 40: 리모콘

본 발명은 필렛 용접장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 이중 선체의 블록 조립에 있어 L형의 형강이나 T 형의 바아(bar)와 수직 프레임과의 조립시 발 생되는 비교적 짧은 수직 필렛 용접부(용접장치의 투입이 불가능한 곳)에 필렛 용접장치의 유용한 설치와 함께 용접시공의 진행을 보다 효과적으로 하여 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 레일형 무선 수직 필렛 용접장치에 관한 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 선박의 선체 구조를 형성하기 위한 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 대체적인 적용분야는 선박의 제조공정에서 T형과 같이 부재가 직교하여 부착되어지는 경우가 많다.

일예로, 첨부된 도 1은 이중 선체의 블록이 조립된 상태를 나타낸 것으로서, 도면상에서 표시된 일점쇄선부위같이 긴 짧은 구간의 T형의 조인트 부분(이하, 이를 "론지"라 함)이 발생한다. 이러한 론지(2)와 용접대상물(1)의 프레임 부분에 대한 용접은 구조상 로봇의 투입이 어렵다.

가령, 용접장치나 로봇을 투입 설치한다 하더라도, 선체의 보텀플레이트(3) 및 론지(2)에 설치하기 위해서는 별도의 보조장비들이 수반되어야 하기 때문에 설치와 해체시간의 문제로 기피하고 있는 실정이다. 이로 인해 이러한 상기와 같은 이중선체의 론지부분의 필렛 용접실시는 작업자가 수작업으로서 열악한 환경조건에서 실시되고 있다.

따라서 용접사에 의해 진행되는 용접인 만큼, 향후 작업자의 건강문제는 물론, 용접의 균일성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 이중 선체의 블록 조립에 있어 L형의 형강이나 T 형의 바아(bar)와 수직 프레임과의 조립시 발생되는 비교적 짧은 수직 필렛 용접부(용접장치의 투입이 불가능한 곳)에 필렛 용접장치의 유용한 설치와 함께 용접시공의 진행을 보다 효과적으로 하여 작업성을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 용접 대상물이 직교하는 선체의 론지로부터 용접을 실시하는 필렛 용접장치에 있어서,

용접대상물에 대한 론지의 높이에 맞게 대응되면서 수직으로 평행되며, 상하부에 일정간격을 유지시켜 고정하는 고정마운트가 설치된 가이드레일과; 상기 가이 드레일에 설치되어 수직으로 직교되는 용접대상물에 가이드레일을 부착하기 위한 복수개의 자석지그와; 상기 가이드레일 상으로부터 승,하강 가능하게 설치되어 용접을 실시하는 용접수단과; 상기 용접수단을 무선으로 원격 제어하는 리모콘;으로 구성된 레일형 무선 수직 필렛 용접장치가 제공된다.

이하, 본 발명을 첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 2는 본 발명인 필렛 용접장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 필렛 용접장치를 도시한 측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 필렛 용접장치를 용접대상물에 위치시킨 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 용접장치의 용접실시상태를 예시한 사시도이다.

본 발명은 용접 대상물(1)이 직교하는 선체의 론지(2)로부터 용접을 실시하는 필렛 용접장치(100)에 있어서, 용접대상물(1)에 대한 론지(2)의 높이에 맞게 대응되면서 수직으로 평행되며, 상하부에 일정간격을 유지시켜 고정하는 고정마운트(11)가 설치된 가이드레일(10)과; 상기 가이드레일(10)에 설치되어 수직으로 직교되는 용접대상물에 가이드레일을 부착하기 위한 복수개의 자석지그(20)와; 상기 가이드레일(10) 상으로부터 승,하강 가능하게 설치되어 용접을 실시하는 용접수단(30)과; 상기 용접수단(30)을 무선으로 원격 제어하는 리모콘(40);으로 구성된다.

상기 가이드레일(10)에 설치되는 자석지그(20)는 4개로서, 평행하는 가이드 레일(10)상으로부터 경사지게 설치되어 용접대상물(1)과 론지(2)의 조립에 의해 직교하는 직각 대응 면에 부착되도록 구성한다.

상기 용접수단(30)은 가이드레일(10) 상으로부터 승,하강 가능하게 설치되는 캐리지(32)와, 상기 캐리지(32)의 후면 상에 위빙모터(34-1)와 위빙감속기(34-2)의 설치로서 용접토치(34-3)를 위빙시켜 용접하는 위빙기구(34)와, 상기 캐리지(32) 전면상에 설치되어 전원, 캐리지, 위빙기구를 제어하기 위한 콘트롤박스(36)로 구성된다.

상기 위빙모터(34-1)는 펄스 신호값에 의해 회전동작되는 스테핑 모터로 채용하여 용접토치(34-3)의 위빙동작을 제어하도록 한 것이다.

한편, 상기 나란히 평행하는 가이드레일(10) 중 어느 하나의 가이드레일의 상부에 캐리지(32)의 최대상승을 제어하는 감지스토퍼(12)가 설치되고, 캐리지(32)에는 감지스토퍼(12)를 감지하는 근접센서(32-1)가 수직되는 위치선상에 설치된다.

도면중 미설명 부호 3은 선체의 보텀플레이트를 나타낸다.

이와 같은 구성된 본 발명에 필렛 용접장치의 용접 실시에 따른 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

이중 선체의 블록으로 구성된 선박을 조선함에 있어, 그 내부에 수직벽체에 해당하는 용접대상물(1)과 론지(2)부위는 비교적 짧은 구간(300mm~1000mm)의 수직되는 필렛 용접부위에 본 발명에 따른 필렛 용접장치(100)를 설치한다.

상기 필렛 용접장치(100)의 가이드레일(10)은 용접대상물(1)과 론지(2)사이에서 45도 경사각도로 위치시키되, 고정마운트(11)에 의해 평행하게 설치된 가이드 레일(10)의 후방으로 각 설치된 자석지그(20)를 이용하여 상호 직교되는 용접대상물(1)과 론지(2)의 직각 면에 부착시켜 준다. 이때 후방측 위빙기구(34)의 용접토치(34-3)는 용접대상물(1)과 론지(2)가 접하는 모서리에 위치되는 상태이다.

즉, 본 발명에 따른 필렛 용접장치(100)는 4개의 자석지그(20)를 용접대상물(1)과 론지(2)측의 수직면에 부착하는 정도로서 설치가 매우 간편하게 이루어진다. 이러한 점은 향후 용접실시 이후 용접장치를 해체한 상태에서 다음 용접장소의 이동조건에도 유리함이 따른다.

상기 가이드레일(10)상으로부터 설치된 용접수단(30)은 주어진 리모콘(40)의 원격조정에 의해 무선으로서 가이드레일(10)상으로부터 상승 동작시킴과 동시에, 위빙기구(34)측의 위빙모터(34-1)를 구동시켜 위빙감속기(34-2)를 통해 용접토치(34-3)의 위빙동작을 구현하면서 상기 용접대상물(1)과 론지(2)의 직각모서리가 되는 부위를 용접 실시한다. 상기 용접토치(34-3)의 위빙동작은 스테핑 모터를 이용한 것으로 캐리지(32)의 상승조건과 비례하여 주어진 위빙동작을 정확히 하여 균일한 비드형성으로 양질의 용접을 구현할 수 있다.

리모콘(40)의 무선제어에 의한 용접실시는 보통 1인의 작업자가 2대이상의 용접장치를 손쉽게 제어할 수 있기 때문에 작업성이 좋고, 용접 도중 용접 품질상태(아크발생조건)를 확인하면서 원격 조정할 수 있기 때문에, 용접 중의 오차발생을 현저히 줄 줄일 수 있고 작업자의 체크가 바로 가능하여 균일한 용접비드를 얻을 수 있다.

이와 같은 용접장치는 첨부된 도 5에서 도시된 바와 같이 용접대상물(1)에 대한 론지(2)의 양측에서 동일조건하에 설치되어 용접이 실시되는 것으로, 가이드레일(10)상으로 상승 주행하면서 용접이 실시되며, 설정된 용접부위에 맞게 가이드레일(10) 상에 설치된 감지스토퍼(12)까지 상승되고, 이때의 캐리지(32)측의 근접센서(32-1)는 상기 감지스토퍼(12)의 상한위치에서 감지 제한되어 캐리지(32)의 최대상승에서 더 이상의 용접운영을 실시하지 않는 상태로서 작동 제어된다.

상기와 같이 상승되어 용접을 마친 캐리지는 가이드레일로부터 하강시켜 다음 용접작업구간으로 이동시켜 상술한 바와 같은 동작으로서 용접을 실시할 수 있게 한다.

따라서 본 발명에 따른 필렛 용접장치는 이중 선체의 블록 조립에 있어 L형의 형강이나 T 형의 바아(bar)로 조합되는 론지와 같이 비교적 짧은 수직 용접구간에 손쉽게 투입이 가능하고, 설치상태에서 리모콘으로 원격제어가 가능한 이유에서 효율적인 용접작업을 구현할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의한 필렛 용접장치는 이중 선체를 형성하기 위해 용접되는 용접대상물과 선체의 보텀플레이트를 잇는 론지에 가이드레일 상에 용접수단이 적용되고 원격으로 제어되며, 론지와 용접대상물과 접하는 직각면에 자석지그로서 용접장치를 간단하게 부착 설치함으로써, 수작업으로서 열악한 환경에서 행하는 용접작업에 따라 발생되는 작업자의 건강문제를 해결할 수 있고, 무선으로 용접수단을 운영하여 양질의 용접품질제공과 함께 작업시간을 현저히 단축시키는 등의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 용접 대상물이 직교하는 선체의 론지로부터 용접을 실시하는 필렛 용접장치에 있어서,

   용접대상물에 대한 론지의 높이에 맞게 대응되면서 수직으로 평행되며, 상하부에 일정간격을 유지시켜 고정하는 고정마운트가 설치된 가이드레일과;

   상기 가이드레일에 설치되어 수직으로 직교되는 용접대상물에 가이드레일을 부착하기 위한 복수개의 자석지그와;

   상기 가이드레일 상으로부터 승,하강 가능하게 설치되어 용접을 실시하는 용접수단과;

   상기 용접수단을 무선으로 원격 제어하는 리모콘;으로 구성된 것을 특징으로 하는 레일형 무선 수직 필렛 용접장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 용접수단은 가이드레일 상으로부터 승하강 가능하게 설치되는 캐리지와, 상기 캐리지의 후면상에 위빙모터와 위빙감속기의 설치로서 용접토치를 위빙시켜 용접하는 위빙기구와, 상기 캐리지 전면상에 설치되어 전원, 캐리지, 위빙기구를 제어하기 위한 콘트롤박스로 구성된 것을 특징으로 하는 레일형 무선 수직 필렛 용접장치.
3. 제1항 또한 제2항에 있어서, 상기 가이드레일 중 어느 하나의 가이드레일의 상부에 캐리지의 최대상승을 제어하는 감지스토퍼가 설치되고, 캐리지에는 감지스토퍼를 감지하는 근접센서가 수직되는 위치선상에 설치된 것을 특징으로 하는 레일형 무선 수직 필렛 용접장치.

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