KR20100106661A - 레일 주행방식의 자동 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레일주행방식의 자동용접장치에 관한 것으로, 용접 토치의 위치를 조정하는 위치조절수단과 주행모터의 구동에 의하여 회전되는 가이드 롤러 및 조작판넬을 캐리지 본체에 구비하여 상기 구동모터의 회전에 의하여 주행레일을 따라 전/후방으로 이동하면서 용접작업을 수행하는 캐리지에 있어서, 상기 캐리지 본체의 일측에 토치 위빙장치를 포함한 토치 회전수단이 캐리지 전/후 방향으로 회전가능하도록 구비되어 있는 것을 특징으로 하고 있으며, 이에 따라 본 발명은 장치의 소형 경량화에 따른 협소 공간용 맞대기 용접 장치의 적용으로 용접의 시작 및 종단부에 용접 잔류부가 남지 않도록 함과 동시에 용접결함을 방지하고, 용접 시간의 단축과 준비시간 감소, 용접 패스 수 감소, 수동 용접을 간이 자동화 장치로 대체 함으로써 용접 생산성 향상과 더불어 장시간 수동용접에 따른 작업자 근골격계 질환을 예방하는데 획기적인 효과가 있다.

레일 주행방식, 맞대기 용접, 토치, 곡형토치, 협소부, 잔여부

Description

레일 주행방식의 자동 용접장치{The Automatic Welding Apparatus of a Way of Rail Traveling}

본 발명은 레일 주행방식의 자동 용접장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘테이너선의 상갑판 V개선 맞대기 용접부와 같이 용접 길이가 비교적 짧고, 용접부 양쪽 끝단이 막혀 있는 구조에서 막힘부 끝단의 용접 잔류부를 남기지 않고 용접작업을 수행할 수 있도록 케리지에 토치 회전수단을 구비함으로써, 크레인 등의 사용을 배제시켜 용접능률을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 레일 주행방식의 자동용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 기존의 서브 머지드 아크 용접(SAW)방법은 용접 캐리지 크기(길이 600mm)가 크고 토치 기구부에 상/하 조정 슬라이드와 와이어 가압장치, 와이어 송급 모터 등이 탑재되어 있어 그에 따라 부피가 크고, 벽과의 간섭으로 구석부 까지 용접 토치의 선단부를 이동할 수 없기 때문에 양쪽 끝단에 약 250mm 정도의 용접 잔류부가 발생하게 된다.

상기와 같은 막힘부 끝단의 용접을 수행하기 위하여는 통상적으로 자동에 의한 구석부의 용접을 도중에 그만두고, 그 후, 발생한 미 용접부를 수동작업에 의하여 용접을 완료하거나, 아니면 용접부 주변 의장품을 해체/조립하여 자동용접을 진행하게 되는바, 이에 따른 2중 작업으로 작업이 번거롭고 장시간을 필요로 하며, 특히, 용접부 주변 의장품을 해체/조립할 경우에는 장치 이동시 크레인 사용에 따른 대기시간의 발생 등 용접능률이 크게 저하되는 문제점이 발생하게 되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 콘테이너선의 상갑판 V개선 맞대기 용접부와 같이 용접 길이가 비교적 짧고, 용접부 양쪽 끝단이 막혀 있는 구조에서 막힘부 끝단의 용접 잔류부를 남기지 않고 용접을 할 수 있도록 케리지에 토치 회전수단을 구비함으로써, 크레인 등의 사용을 배제시켜 용접능률을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 레일 주행방식의 자동 용접장치를 제공하는 것이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 추구하는 기술적 과제는 용접 토치의 위치를 조정하는 위치조절수단과 주행모터의 구동에 의하여 회전되는 가이드 롤러 및 조작 판넬을 캐리지 본체에 구비하여 상기 구동모터의 회전에 의하여 주행레일을 따라 전/후방으로 이동하면서 용접작업을 수행하는 캐리지에 있어서, 상기 캐리지 본체의 일측에 토치 위빙장치를 포함한 토치회전수단이 캐리지 전/후 방향으로 회전가능하도록 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 주행방식의 자동용접장치를 제시한다.

또한 , 본 발명은 상기 캐리지 본체에 구비된 조작 판넬은 스텝 모터와 고정밀 유성기어를 적용한 토치 위빙장치의 위빙상태 및 용접조건을 디지털로 표시하는 디지털 표시장치와, 캐리지의 무선 리모콘 조작을 가능하게 하는 제어기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레일 주행방식의 자동 용접장치를 제시한다.

그리고, 본 발명은 상기 캐리지 본체의 일측에 회전가능하도록 설치된 토치 회전수단은 용접 토치와 상기 용접 토치를 위빙하는 토치 위빙장치를 포함하며 회전축에 의하여 캐리지 전/후 방향으로 회전가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 주행방식의 자동 용접장치를 제시한다.

본 발명은 장치의 소형 경량화에 따른 협소 공간용 맞대기 용접 장치의 적용으로 용접의 시작 및 종단부에 용접 잔류부가 남지 않도록 함과 동시에 용접결함을 방지하고, 용접 시간의 단축과 준비시간 감소, 용접 패스 수 감소, 수동 용접을 간이 자동화 장치로 대체함으로써 용접 생산성 향상과 더불어 장시간 수동용접에 따른 작업자 근골격계 질환을 예방하는데 획기적인 효과가 있다.

이하 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 레일 주행방식 자동 용접장치의 정면개략도이고, 도 2의 (a)는 본 발명에 따른 레일 주행방식 자동 용접장치의 평면 개략도이며, (b)는 회전축 부분의 구성을 예시한 도면이다. 그리고, 도 3은 본 발명에 따른 레일 주행방식 자동 용접장치의 실시상태를 예시한 도면이다.

본 발명은 전체적인 구성부를 크게 나누어 보면, 먼저 장치 전체가 설치되며 주행레일을 따라 이동하는 캐리지 본체(10)와, 상기 캐리지 본체(10)에 회전가능하게 설치되며 용접 토치(20)와 토치 위빙장치(30)를 포함하는 토치 회전수단(40)과, 상기 토치 회전수단(40)에 구비된 용접 토치(20)의 위치를 조절하는 토 치 수평 및 수직조정 슬라이드(50)(51), 그리고, 이들을 제어하는 제어 판넬(60)로 구성되게 된다.

본 발명을 설명함에 있어서, 주행모터의 구동에 의하여 상기 주행레일을 따라 이동할 수 있도록 구성된 상기 캐리지 본체나 상기 캐리지 본체 위에 설치되어 용접 토치를 위빙하는 토치 위빙장치 등에 대한 구성과 작용은 이미 공지된 기술이므로 구체적인 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불분명하게 흐릴 수 있다고 판단되어 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 캐리지 본체(10)는 스텝 모터와 감속기로 구성되는 주행 모터(11)의 구동으로 고정식 레일 가이드 롤러(12)와 이동식 가압형 레일 가이드 롤러(13)가 회전하고 상기 가이드 롤러(12)(13)의 안내에 의하여 주행 레일(14)을 따라 전/후로 이동하는 구조로 되어 있는 한편, 상기 캐리지 본체(10)의 저면에는 스위치에 의하여 온/오프할 수 있도록 구성된 전자석(15)이 설치되어 있는데, 상기 전자석(15)은 캐리지 본체(10)가 용접대상물을 따라 주행할 때 캐리지 본체(10)를 자력에 의하여 견고히 유지될 수 있도록 함으로써, 캐리지 본체(10)가 그 주행경로를 이탈하는 것을 방지하는 작용을 하게 된다.

상기 캐리지 본체(10)의 일측에는 토치 회전수단(40)이 구비되어 있는데, 상기 캐리지 본체(10)의 일측에 회전가능하도록 설치된 토치 회전수단(40)은 용접 토치(20)와 상기 용접 토치를 위빙하는 토치 위빙장치(30)를 포함하며 회전축(41)에 의하여 캐리지의 전/후 방향으로 회전가능하도록 구성되어 있다.

또한, 상기 캐리지 본체(10)의 토치 회전수단(40)에 구비된 용접 토치(20) 는 토치 바디(21)를 구부려 상기 토치 바디(21)의 끝단에 결합된 토치 노즐(22)이 토치 바디(21)의 수직부에 대하여 15-45도 기울기를 갖도록 구성함으로써, 용융지 선행화에 따른 용접결함을 방지할 수 있도록 하는 한편, 상기 용접 토치(20)의 끝단은 캐리지 본체(10)로부터 주행방향으로 150-200mm 거리를 두고 위치하도록 구성함으로써, 용접 끝단부 주변에 부착된 핸드 레일(16)과 캐리지 본체(10) 간 간섭이 없는 상태에서 핸드 레일(16) 사이로 용접 토치를 넣어 끝단에 용접 토치(20)를 셋팅할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 캐리지 본체(10)의 상부에는 상기 용접 토치(20)의 위치를 조절하는 토치 수평 및 수직조정 슬라이드(50)(51)가 구비되어 있는데, 여기서 상기 용접토치 수평 및 수직조정 슬라이드(50)(51)는 수직조정 슬라이드(51)에 의한 토치 상/하 방향 미세조정을 통하여 용접 아크의 길이를 조정할 수 있도록 하는 한편, 수평조정 슬라이드(50)에 의한 토치 좌/우 방향 미세조정에 의하여 용접 와이어 끝단을 용접선에 맞출 수 있도록 하는 역활을 하게 된다.

또한, 상기 캐리지 본체(10)에 구비된 조작 판넬(60)은 스텝 모터와 고정밀 유성기어(도시하지 않음)를 적용한 토치 위빙장치(30)의 위빙상태 및 용접조건을 디지털로 표시하는 디지털 표시장치와 후술하는 캐리지의 무선 리모콘(70) 조작을 가능하게 하는 제어기를 포함하고 있고, 상기 제어기와 무선 리모콘(70)에 의하여 용접조건을 원격에서 조정할 수 있도록 구성되어 있다.

따라서, 도 4에 도시한 바와 같은 상기 무선 리모콘(70)에 의하여 용접 On/Off,용접속도, 토치 위빙속도, 위빙 폭, 중심이동, 좌/우 멈춤시간,주행방향 선 택, 용접/비용접 선택 등의 용접조건을 제어할 수 있도록 함으로써, 용접에 필요한 전체적인 요소장치의 간소화와 사용의 편의성을 증대시킬 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 레일주행방식 자동용접장치의 실시상태를 예시한 도면이다. 본 발명은 상기 도면에서 알 수 있는 바와 같이 주행모터(11)의 구동으로 고정식 레일 가이드 롤러(12)와 이동식 가압형 레일 가이드 롤러(13)가 회전하고 상기 가이드 롤러(12)(13)의 안내에 의하여 주행 레일(14)을 따라 캐리지 본체(10)가 전/후로 이동하면서 용접작업을 수행하게 되는데, 이때, 상기 용접 토치(20) 수평 및 수직조정 슬라이드(50)(51)는 수직조정 슬라이드(51)에 의한 토치 상/하 방향 미세조정을 통하여 용접 아크의 길이를 조정할 수 있도록 하는 한편, 수평조정 슬라이드(50)에 의한 토치 좌/우 방향 미세조정에 의하여 용접 와이어 끝단을 용접선에 맞출 수 있도록 하는 역활을 수행하게 된다.

시작 및 종단부의 용접 잔류부를 남기지 않도록 하기 위한 용접은 도 3과 같이 주행 레일(14)과 캐리지를 용접부에 설치한 다음에 토치(20)를 회전시켜 용접부 한쪽 끝단에 셋팅을 하고 반대 방향으로 캐리지 주행과 함께 용접을 시작한다. 용접 종료지점은 전체 용접 길이의 중간 지점에서 종료시키거나 더 진행 한 다음 적당한 지점에서 종료를 시키고, 토치 회전수단(40)과 회전축(41)을 사용하여 토치(20)를 반대 방향으로 회전시킨 다음 캐리지를 반대 쪽 끝단 용접 시작점으로 이동시키고 캐리지 주행과 함께 용접을 시작하여 처음 용접한 용접 비드의 종료지점까지 용접을 진행시키고 용접을 종료한다. 이와 같이 용접 시작점을 용접부 양쪽 끝단에서 시작하여 용접 길이의 중간부분에 종료를 시키면 용접 보류부를 없앨 수 있다. 이때 용접 토치의 위빙은 용접부 상황에 맞추어 적용 여부를 판단하고, 적용을 할 경우는 위빙 폭과 위빙 속도, 멈춤 시간을 조정하여 적용하면 된다

여기서, 상기 캐리지 본체(10)에 회전가능하도록 회전축(41)에 의하여 설치된 토치 회전수단(40)에 의하여 용접 방향에 따라서 캐리지의 전/후 방향으로 용접 토치(20)를 회전시킴으로써, 협소 공간에서의 용접작업을 가능하게 하는 한편, 상기 토치 회전수단(40)에 구비된 용접 토치(20)는 용접 토치(20)의 끝단 가스 노즐(22)이 상기 토치 바디(21)의 수직부에 대하여 20-45도의 경사를 갖도록 상기 토치 바디(21)가 구부러진 형태로 구성되어 있기 때문에 용융지 선행화에 따른 용접결함을 방지하고 브라켓 간섭부 즉, 시작 및 종단부에 용접 잔류부가 남지 않도록 용접을 가능하게 한다.

이상과 같은 본 발명은 장치의 소형 경량화에 따른 협소 공간용 맞대기 용접 장치의 적용으로 용접결함을 방지하고 용접 시간의 단축과 준비시간 감소, 용접 패스 수 감소, 수동 용접을 간이 자동화 장치로 대체함으로써 용접 생산성 향상과 더불어 장시간 수동용접에 따른 작업자 근골격계 질환을 예방하는데 획기적인 효과가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예로서 레일주행방식의 자동용접장치에 대하여 설명하였으나, 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 기술적 범위 내에 포함 된다 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 레일주행방식 자동용접장치의 정면개략도

도 2의 (a)는 본 발명에 따른 레일주행방식 자동용접장치의 평면개략도이고, (b)는 회전축 부분의 구성을 예시한 도면

도 3은 본 발명에 따른 레일주행방식 자동용접장치의 실시상태를 예시한 도면

도 4는 본 발명에 따른 무선리모콘의 평면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10: 캐리지 본체 11: 주행모터

12: 고정식 레일가이드롤러 13: 가압형 레일가이드롤러

14: 주행레일 15: 전자석

20: 용접토치 21: 토치바디

22: 토치노즐 30: 토치위빙장치

40: 토치회전수단 41: 회전축

50: 토치 수평조정슬라이드 51: 토치 수직조정슬라이드

60: 제어판넬 70: 무선리모콘

Claims (7)

1. 용접 토치의 위치를 조정하는 위치조절수단과 주행 모터의 구동에 의하여 회전되는 가이드 롤러 및 조작 판넬을 캐리지 본체에 구비하여 상기 구동 모터의 회전에 의하여 주행 레일을 따라 전/후방으로 이동하면서 용접작업을 수행하는 캐리지에 있어서,

   상기 캐리지 본체의 일측에 토치 위빙장치를 포함한 토치 회전수단이 캐리지 전/후 방향으로 회전가능하도록 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 주행방식의 자동 용접장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 캐리지 본체에 구비된 조작 판넬은 스텝 모터와 고정밀 유성기어를 적용한 토치 위빙장치의 위빙 상태 및 용접조건을 디지털로 표시하는 디지털 표시장치와, 캐리지의 무선 리모콘 조작을 가능하게 하는 제어기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레일 주행방식의 자동용접장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 캐리지 본체의 일측에 회전가능하도록 설치된 토치 회전수단은 용접 토 치와 상기 용접 토치를 위빙하는 토치 위빙장치를 포함하며 회전축에 의하여 캐리지 전/후 방향으로 회전가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 주행방식의 자동 용접장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 캐리지 본체의 일측에 회전가능하도록 설치된 토치 회전수단에 구비된 용접 토치의 끝단은 캐리지 본체로부터 주행방향으로 150-200mm 거리를 두고 위치하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 레일 주행방식의 자동 용접장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 캐리지 본체의 일측에 회전가능하도록 설치된 토치 회전수단에 구비된 용접 토치는 끝단을 15-45도 기울기를 갖도록 구성함으로써, 용융지 선행화에 따른 용접결함을 방지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 레일 주행방식의 자동 용접장치.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 캐리지 본체에 구비된 조작 판넬은 캐리지의 무선 리모콘 조작을 가능하게 하는 제어기를 포함하고 있고, 상기 제어기에 의하여 용접조건을 원격에서 조정할 수 있도록 하는 무선 리모콘을 구비하여 캐리지 운용에 필요한 요소장치의 간소화와 사용의 편의성을 증대시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 레일 주행방식의 자동 용접장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 무선리모콘에 의하여 제어되는 용접조건은 용접 On/Off,용접속도, 토치 위빙속도, 위빙 폭, 중심이동, 좌/우 멈춤 시간, 주행방향 선택, 용접/비용접 선택을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 주행방식의 자동용접장치.

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