KR20080030183A - 트윈 토치장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트윈 토치장치에 관한 것으로, 그 목적은 하나의 용접로봇에 2개의 용접토치가 설치되되, 어느 한 개의 토치를 회전가능하게 구성함으로써, 2개의 용접토치를 이용해 소부재를 신속하게 용접할 수 있도록 함과 더불어 터치 센싱기능도 활용할 수 있게 하는 트윈 토치장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 회전구동부가 구비되어 용접로봇의 핸드부에 장착되는 토치본체; 상기 토치본체의 일측면으로 돌출되어 외측방향으로 연장되는 고정축; 상기 토치본체의 타측면으로 돌출되어 외측방향으로 연장되며, 상기 회전구동부와 연결되어 소정의 각도로 회전하는 회전축; 상기 고정축에 설치되어 용접부재의 일면에 대한 필렛 용접을 수행하는 제1 용접토치; 및 상기 회전축에 설치되어 용접부재의 타면에 대한 필렛 용접을 수행함과 더불어 제1 용접토치에 의한 터치 센싱공정시에는 회전축의 회전에 의해 용접부재로부터 멀어지는 제2 용접토치;를 구비하는 트윈 토치장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

토치본체, 고정축, 회전축, 터치 센싱

Description

트윈 토치장치{twin torch apparatus}

도 1 은 본 발명에 따른 트윈 토치장치가 설치된 갠트리형 용접장치의 정면도,

도 2 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 트윈 토치장치의 정면도,

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 트윈 토치장치의 평면도,

도 4 는 제2 용접토치가 회전되었을 때의 상태를 나타낸 트윈 토치장치의 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(100) : 토치장치　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (110) : 토치본체

(120) : 고정축　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (130) : 회전축

(140) : 제1 용접토치　　　　　　　　　　　　　　　　 (150) : 제2 용접토치

(160) : 회전구동부　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (161) : 구동모터

(162) : 피니언기어　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (163) : 랙기어

(164) : 레버

본 발명은 토치장치에 관한 것으로, 특히 두개의 토치가 대칭되는 구조로 배치되어 판넬상에 수직하게 설치되는 보강재의 양측에서 동시에 팔렛용접을 수행할 수 있도록 함과 더불어 터치 센싱작업이 가능하도록 두 토치들 중 어느 하나의 토치가 회전 가능하게 구성된 트윈 토치장치에 관한 것이다.

일반적으로 대형선박은 수많은 부재들이 결합되어 이루어지므로, 대형선박을 건조할 경우에는 효율적인 작업을 위하여 선박을 여러개의 블록으로 나누어 각각 제작한 뒤, 도크(dock) 안에서 탑재 및 조립하여 한척의 선박을 건조하게 된다. 이때 상기 각각의 블록이 제조되는 공정을 살펴보면, 블록을 구성하는 각각의 부재를 선체의 해당부위에 따라 적절한 모양으로 절단 및 성형하여 판형부재 및 소부재를 준비하고, 이처럼 준비된 판형부재와 소부재들을 소조립하여 작은 단위의 구조물을 제작하며, 소조립된 구조물 여러개를 중조립하여 보다 큰 구조물을 형성한 다음, 중조립된 구조물을 여러개 용접하여 결합하는 대조립단계를 거침으로써 하나의 블록을 제작하게 된다.

한편 상기 소조립공정에서 하나의 판형부재에는 많은 수의 소부재들이 결합되어 판형부재의 강도를 보강하게 되며, 이때 각각의 소부재들은 필렛용접을 통해 판형부재에 용접결합된다. 한편 상기와 같은 소조립공정의 작업성 및 생산성의 향상을 위하여 갠트리형 용접장치를 이용하여 소부재들을 판형부재에 용접하고 있다.

그러나 통상적으로 갠트리 용접장치에는 하나의 용접로봇만이 설치되어 필렛 용접을 수행하게 되므로, 소부재의 양쪽면을 용접하기 위해서는 많은 시간이 소요되는 문제점이 있고, 이를 해결하기 위하여 하나의 용접로봇에 2개의 용접토치를 설치할 경우에는 자동용접공정에 있어서 용접 와이어를 용접부재에 접속시켜 그 위치를 검출하는 터치 센싱기능을 활용할 수 없는 문제점이 있으며, 2개의 용접로봇을 갠트리 용접장치에 설치할 경우에는 설비비가 증가함과 더불어 2개의 로봇을 동시에 제어하는데 많은 어려움이 따르는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 하나의 용접로봇에 2개의 용접토치가 설치되되, 어느 한개의 토치를 회전가능하게 구성함으로써, 2개의 용접토치를 이용해 소부재를 신속하게 용접할 수 있도록 함과 더불어 터치 센싱기능도 활용할 수 있게 하는 트윈 토치장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 회전구동부가 구비되어 용접로봇의 핸드부에 장착되는 토치본체;

상기 토치본체의 일측면으로 돌출되어 외측방향으로 연장되는 고정축;

상기 토치본체의 타측면으로 돌출되어 외측방향으로 연장되며, 상기 회전구 동부와 연결되어 소정의 각도로 회전하는 회전축;

상기 고정축에 설치되어 용접부재의 일면에 대한 필렛 용접을 수행하는 제1 용접토치; 및

상기 회전축에 설치되어 용접부재의 타면에 대한 필렛 용접을 수행함과 더불어 제1 용접토치에 의한 터치 센싱공정시에는 회전축의 회전에 의해 용접부재로부터 멀어지는 제2 용접토치;를 구비하는 트윈 토치장치를 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 트윈 토치장치가 설치된 갠트리형 용접장치의 정면도를 도시하고 있고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 트윈 토치장치의 정면도를 도시하고 있으며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 트윈 토치장치의 평면도를 도시하고 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 트윈 토치장치(100)는 토치본체(110)와, 고정축(120)과, 회전축(130)과, 제1 용접토치(140)와, 제2 용접토치(150)로 구성된다. 이러한 트윈 토치장치(100)는 하나의 용접로봇(20)에 두개의 용접토치가 설치되되, 어느 하나의 용접토치가 회전가능하게 구성되어 터치 센싱이 요구될 경우 하나의 용접토치가 회전됨으로서 종래의 단점을 보완하도록 구성된 것으로, 각각의 구성요소에 대해 구체적 으로 설명하면 다음과 같다.

상기 갠트리형 용접장치(10)는 주지된 바와 같이, 지면에 설치된 한쌍의 평행한 레일(11,12)을 따라 주행하며 용접작업을 수행하는 것으로, 한쌍의 레일(11,12) 상에 각각 설치되어 이동하는 지지각(13,14)과, 상기 지지각(13,14)을 상호 연결하며 용접로봇(20)을 지지하는 거더(15)로 구성된다.

상기 토치본체(110)는 용접로봇(20)의 핸드부에 장착되는 것으로, 하우징(111)의 내부에 회전구동부(160)가 구비된 것으로 구성된다. 여기서 상기 회전구동부(160)는 토치본체(110)의 측면으로 돌출되는 회전축(130)의 회전을 위한 동력을 제공하는 것으로,구동모터(161)와, 상기 구동모터(161)의 회전축에 설치되어 회전하는 피니언기어(162)와, 상기 피니언기어(162)와 치합되어 이동하는 랙기어(163)와, 상기 이동하는 랙기어(163)와 접촉하여 위치가 변동되도록 회전축(130)의 끝단에 돌출되게 설치된 레버(164)로 구성된다.

상기 고정축(120)은 토치본체(110)의 일측면으로 돌출되게 설치되어 제1 용접토치(140)를 지지하도록 구성된다. 한편 상기 고정축(120)에는 상호 일정한 간격을 갖는 다수개의 체결공(121)이 형성되어 있어 용접부재(S)의 두께에 따라 제1 용접토치(140)가 고정될 체결공(121)을 선택한 뒤, 볼트(B)를 체결공(121)에 체결함으로써 제1 용접토치(140)를 고정축(120)에 고정하게 된다.

상기 회전축(130)은 토치본체(110)의 타측면으로 돌출됨과 더불어 회전가능하게 설치되어 제2 용접토치(150)를 지지하도록 구성된다. 이때 토치본체(110)의 내측에 위치하는 회전축(130)의 끝단에는 레버(164)가 일체형으로 형성되어 이동하 는 랙기어(163)가 레버(164)를 이동시키는 것에 의해 회전하게 된다. 또한 상기 회전축(130)에는 고정축(120)과 마찬가지로 다수개의 체결공(131)이 구비되어 있어 용접부재(S)의 두께에 따라 제2 용접토치(150)의 위치를 조절할 수 있도록 구성된다.

상기 제1 용접토치(140)는 고정축(120)에 설치되어 용접부재(S)의 일면에 대한 필렛용접을 수행하도록 구성된다.

상기 제2 용접토치(150)는 회전축(130)에 설치되어 용접부재(S)의 타면에 대한 필렛용접을 수행하도록 구성된다. 바람직하게는 제1 용접토치(140)와 제2 용접토치(150)를 상호 대칭구조를 갖도록 설치된다.

상기와 같이 구성된 트윈 토치장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 4는 제2 용접토치가 회전되었을 때의 상태를 나타낸 트윈 토치장치의 정면도를 도시하고 있다. 도 4를 참조하면, 제1,2 용접토치(140,150)가 설치된 토치본체(110)를 용접로봇(20)의 핸드부에 장착하고, 용접될 용접부재(S)의 두께를 고려하여 제1,2 용접토치(140,150)의 사이거리를 조정한다. 이때 고정축(120)과 회전축(130)에 형성된 다수개의 체결공(121,131)들 중 용접부재(S)의 두께에 따라 선택된 체결공(121,131)에 볼트를 체결함으로써 제1,2 용접토치(140,150)를 해당위치에 고정하게 된다.

상기와 같이 설치가 완료되면, 갠트리형 용접장치(10)의 이동 및 용접로봇(20)의 작동에 의해 제1,2 용접토치(140,150)가 용접위치로 이동하여 용접작업을 수행하게 되며, 이러한 용접작업 중 용접위치 검출을 위한 터치 센싱이 요구되면, 회전구동부(160)가 작동하여 회전축(130)을 회전시킴으로써, 제2 용접토치(150)를 용접위치로부터 이탈시키게 된다. 보다 구체적으로 설명하면, 구동모터(161)가 작동하여 피니언기어(162)를 회전시키게 되고, 이때 피니언기어(162)와 치합된 랙기어(163)가 하향 이동하여 레버(164)를 밀어내게 되며, 레버(164)의 이동에 의해 회전축(130)이 회전됨으로써 제2 용접토치(150)가 들어올려져 용접위치로부터 멀어지게 된다. 따라서 터치 센싱은 용접위치에 있는 제1 용접토치(140)에 의해 이루어지게 된다.

상기와 같이 제1 용접토치(140)에 의해 터치 센싱이 완료되면, 구동모터(161)가 역방향으로 구동하여 랙기어(163)를 상향 이동시키게 되면, 제2 용접토치(150)의 중량에 의해 회전축(130)이 역방향으로 회전하여 제2 용접토치(150)를 용접위치로 복원하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같이 하나의 용접로봇에 2개의 용접토치를 설치하되, 터치 센싱이 요구될 경우, 어느 하나의 용접토치가 회전하여 용접위치로부터 멀어지도록 구성되어 하나의 용접로봇에 2개의 용접토치가 설치될 경우에도 터치 센싱기능을 사용할 수 있게 되었다.

Claims (3)

1. 회전구동부(160)가 구비되며 용접로봇(20)의 핸드부에 장착되는 토치본체(110);

   상기 토치본체(110)의 일측면으로 돌출되어 외측방향으로 연장되는 고정축(120);

   상기 토치본체(110)의 타측면으로 돌출되어 외측방향으로 연장되며, 상기 회전구동부(160)와 연결되어 소정의 각도로 회전하는 회전축(130);

   상기 고정축(120)에 설치되어 용접부재의 일면에 대한 필렛 용접을 수행하는 제1 용접토치(140); 및

   상기 회전축(130)에 설치되어 용접부재의 타면에 대한 필렛 용접을 수행함과 더불어 제1 용접토치(140)에 의한 터치 센싱공정시에는 회전축(130)의 회전에 의해 용접부재로부터 멀어지는 제2 용접토치(150);를 구비하는 것을 특징으로 하는 트윈 토치장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전구동부(160)는,

   상기 토치본체(110)에 설치된 구동모터(161);

   상기 구동모터(161)에 연결되어 회전하는 피니언기어(162);

   상기 피니언기어(162)와 치합되어 이동하는 랙기어(163); 및

   상기 회전축(130)의 일측 끝단으로부터 돌출되게 형성되며, 상기 랙기어(163)의 이동에 의해 위치가 변동되어 회전축(130)을 회전시키는 레버(164);로 구성된 것을 특징으로 하는 트윈 토치장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 고정축(120)과 회전축(130)에는 상호 일정한 간격을 갖는 다수개의 체결공(121,131)이 형성되어 용접부재의 두께에 따라 상기 제1 용접토치(140)와 제2 용접토치(150)가 고정되는 위치를 조절가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 트윈 토치장치.

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