KR20110040431A - 칼라플레이트의 용접장치 및 용접방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박 내부의 칼라플레이트(Coller Plate)를 플로어에 용접하는 용접장치 및 용접방법에 관한 것으로서, 칼라플레이트를 용접함에 있어 자동화할 수 있게 구성한 칼라플레이트의 용접장치 및 용접방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 칼라플레이트의 용접장치는 선박의 론지에 끼워진 상태로 플로어에 밀착된 칼라플레이트의 외주 둘레를 따라 설치되는 레일과, 상기 레일을 따라 이동하는 캐리지와, 캐리지에 장착되어 칼라플레이트와 플랜지의 둘레를 따라 용접하는 용접토치를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 칼라플레이트의 용접방법은 선박의 론지에 끼워진 상태로 플로어에 밀착된 칼라플레이트 외주 둘레를 따라 용접하는 것으로서, 칼라플레이트의 둘레에 레일을 장착하는 단계와, 용접토치가 구비된 캐리지를 레일에 장착하는 단계와, 레일을 따라 캐리지를 이동시키면서 상기 칼라플레이트의 하부에서 상부로 용접하는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

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Description

칼라플레이트의 용접장치 및 용접방법{Coller Plate Welding Apparatus and Welding Method}

본 발명은 선박 내부의 칼라플레이트(Coller Plate)를 플로어에 용접하는 용접장치 및 용접방법에 관한 것으로서, 특히 칼라플레이트를 용접함에 있어 자동화할 수 있게 구성한 것이다.

선박을 건조함에 있어서, 론지와 플로어가 교차하는 부위를 용접하기 위해서는, 플로어에 론지의 단면적 보다 큰 키홀을 형성하고 플로어를 론지의 단부에 위치한다. 그리고 플로어에 형성된 키홀에 론지를 끼우고 플로어를 이동시켜 정위치한 후 키홀에 의해 형성된 틈을 폐쇄하기 위해 용접한다.

도면에서 도 1은 칼라플레이트를 론지와 플로어에 용접 고정한 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 칼라플레이트를 용접하기 이전에 론지가 관통하도록 플로어에 형성된 키홀을 나타낸 정면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 선체 블록에는 평행하게 론지(10)들이 고정되고, 플로어(20)를 선체 내부에 고정함에 있어 플로어(20)의 일측에 론지(10)의 단면적 보다 큰 키홀(21)을 형성한다. 이와 같이 키홀(21)이 형성된 플로어(20)를 크레인으로 선체 내부에 위치함에 있어서 플로어(20)의 키홀(21)에 론지(10)를 끼우고 플로어(20)를 론지(10)의 길이방향으로 이동시키면서 플로어(20)를 정위치한다. 그리고 플로어(20)를 선체의 내측면에 용접 고정한다.

한편, 키홀(21)을 형성함에 있어서 플로어(20)를 론지(10)의 길이방향으로 이동시키기 때문에 유동에 따라 플로어(20)가 론지(10)의 플랜지(10F)와 간섭되는 것을 방지하도록 론지(10)의 플랜지(10F)에 대응하는 키홀(21)의 수평부(21H)는 론지(10)의 플랜지(10F) 두께 보다 훨씬 넓은 폭으로 형성하는데, 론지(10)의 웨브(10W)에 대응하는 키홀(21)의 수직부(21V) 폭보다 상대적으로 넓어 론지(10)의 플랜지(10F)와 키홀(21) 사이의 유격이 크게 형성한다.

플로어(20)를 정위치하고 이후에 론지(10)와 플로어(20) 사이에 형성된 유격을 폐쇄하기 위해 용접하는데, 론지(10)의 웨브(10W)와 키홀(21)의 수직부(21V) 사이의 유격은 넓지 않아 바로 용접하여 폐쇄 가능하지만, 론지(10)의 플랜지(10F)와 키홀(21)의 수평부(21H) 사이의 유격은 넓어 칼라플레이트(30)를 덧댄 상태에서 칼라플레이트(30)를 플로어(20) 및 론지(10)에 용접 고정한다.

타원형의 칼라플레이트(30)를 론지(10)에 장착하기 위해서는 플로어(20)의 키홀(21)과 같은 모양의 키홀을 형성하지만, 칼라플레이트(30)는 플로어에 비해 상대적으로 작은 면적이기 때문에, 론지(10)를 따라 용이하게 이동시킬 수 있어 론지(10)의 단면적과 거의 동일한 키홀을 형성하여도 용이하게 칼라플레이트(30)를 론지(10)를 따라 이동시킬 수 있다.

이와 같이 칼라플레이트(30)를 론지(10)를 따라 플로어(20)에 밀착시킨 상태에서, 타원형 칼라플레이트(30)의 외주면을 플로어(20)에 용접하고 칼라플레이트(30)의 키홀과 론지(10)를 용접하여 폐쇄한다.

종래에는 이와 같은 칼라플레이트의 용접을 수작업으로 수행하였다.

칼라플레이트의 외주면을 용접할 경우, 위보기 용접을 하는 부위가 있어 상당히 용접에 어려움이 따르며, 그에 따른 생산성 및 작업성이 떨어진다는 단점이 있다.

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 칼라플레이트의 외주면을 플로어에 용접하는 공정을 자동화하여 작업이 용이하도록 구성한 칼라플레이트의 용접장치 및 용접방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 칼라플레이트의 용접장치는 선박의 론지에 끼워진 상태로 플로어에 밀착된 칼라플레이트의 외주 둘레를 따라 설치되는 레일과, 상기 레일을 따라 이동하는 캐리지와, 캐리지에 장착되어 칼라플레이트와 플랜지의 둘레를 따라 용접하는 용접토치를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 레일에는 자석이 장착되어 레일이 플로어에 부착된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 레일은 하부가 개방된 구조로서, 개방부의 양측으로 하단 수평부가 위치하고, 하단 수평부의 바깥쪽에는 상향으로 만곡되어 올라가는 형태의 하부 만곡부가 형성되며, 하부 만곡부의 상단에는 상향 안쪽으로 만곡되어 올라가는 형태의 상부 만곡부가 형성되며, 양측의 상부 만곡부의 단부를 상단 수평부가 연결하는 구조이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하부 수평부와 하부 만곡부의 연결지점, 하부 만곡부와 상부 만곡부의 연결지점, 상부 만곡부와 상단 수평부의 연결지점 중에 어느 한 곳 이상에 감지센서가 장착되어 캐리지를 감지한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 감지센서에서 입력된 전기적신호에 따라 캐리지의 이동속도, 용접토치에 공급되는 와이어 및 용접전류량이 제어된다.

또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 칼라플레이트의 용접방법은 선박의 론지에 끼워진 상태로 플로어에 밀착된 칼라플레이트 외주 둘레를 따라 용접하는 것으로서, 칼라플레이트의 둘레에 레일을 장착하는 단계와, 용접토치가 구비된 캐리지를 레일에 장착하는 단계와, 레일을 따라 캐리지를 이동시키면서 상기 칼라플레이트의 하부에서 상부로 용접하는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 용접하는 단계에서, 칼라플레이트의 일측을 하부에서 상부로 용접한 후 캐리지를 레일에서 탈착한 후 칼라플레이트의 타측을 하부에서 상부로 용접할 수 있게 캐리지를 레일에 재장착하고 캐리지를 이동시키며 칼라플레이트의 타측을 용접한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 칼라플레이트의 둘레를 플로어에 용접 고정한 후 칼라플레이트와 론지 사이의 틈을 용접하여 폐쇄하는 단계를 더 포함한다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 칼라플레이트의 용접장치 및 용접방법은 칼라플레이트를 플로어에 용접함에 있어서 자동화하여 작업성을 향상시키면 인력 절감효과를 가져올 수 있다.

아래에서는 본 발명에 따른 칼라플레이트의 용접장치 및 용접방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 3은 본 발명에 따른 칼라플레이트의 용접장치를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 레일에 장착된 캐리지와 리모트 펜던트 및 용접기를 나타낸 개념도이다. 그리고 도 5는 도 3에 도시된 캐리어의 이동에 따른 용접순서를 나타낸 개략도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 칼라플레이트의 용접장치(100)는 칼라플레이트(30)의 외주면을 따라 설치된 레일(110)과, 용접토치(121)가 장착되며 상기 레일(110)을 따라 이동하는 캐리지(120)와, 레일(110)의 곡률반경 및 캐리지(120)의 주행방향이 변하는 부위에 장착된 감지센서(140) 및, 감지센서(140)에서 입력된 신호에 따라 용접전류량, 와이어 피딩속도 및 캐리지(120)의 이동속도를 제어하는 제어부(130)를 포함한다. 또한 캐리지(120)는 도 4에 도시된 바와 같이 리모트 펜던트(123)에 의해 이동이 제어되고, 캐리지(120)에 장착된 용접토치(121)에 연결된 와이어(125)는 와이어 피더(127)에서 공급되며, 와이어 피더(127)에는 용접기(129)가 장착되어 전원 및 보호가스를 공급한다.

아래에서는 이와 같이 구성된 칼라플레이트의 용접장치에 대해 구체적으로 설명한다.

레일(110)은 타원형 칼라플레이트(30)의 둘레를 따라 배치되는 형태로 하부는 개방되어 론지(10)의 플랜지(10F)를 감쌀 수 있게 구성된다. 이와 같은 레일(110)에는 자석이 장착되어 플레어(20)에 부착 고정되는 것이 바람직하며, 자석은 도면에 도시하지 않았으나 레일(110)의 저면에 고정된다.

작업자는 레일(110)의 하부에 형성된 개방부(111)를 통해 캐리지(120)를 레일(110)에 장착한 후 캐리지(120)에 장착된 용접토치(121)가 칼라플레이트(30)의 외주면과 플레어(20)를 용접할 수 있도록 용접토치(121)의 위치를 조절하고, 리모트 펜던트(123)를 조작하여 캐리지(120)를 이동시킨다.

한편, 타원형태의 레일(110)을 부위별로 살펴보면, 레일(110)의 일측에 형성된 개방부(111)의 양측으로 하단 수평부(113)가 위치하며, 하단 수평부(113)의 바깥쪽에는 상향으로 만곡되어 올라가는 형태의 하부 만곡부(115)와, 하부 만곡부(115)의 상단에 이어지는 상부 만곡부(117) 및, 양측 상부 만곡부(117)를 연결하는 상단 수평부(119)로 구분된다.

캐리지(120)가 레일(110)을 따라 이동하면서, 레일(110)의 곡률반경 및 캐리지(120)의 주행방향이 변하는 부위에 용접조건이 바뀌게 된다. 구체적으로 상단 수평부(119)에서는 아래보기 용접이 수행되고, 상부 만곡부(117)에서는 측부 아래보기 용접이 수행되며, 하부 만곡부(115)에서는 측부 위보기 용접이 수행되며, 하부 만곡부(115)에서는 위보기 용접이 수행된다. 이와 같이 용접을 수행하는 조건에 따라 각각 용접전류량, 와이어 피딩속도 및 캐리지의 이동속도가 달라진다.

따라서 이와 같이 조건이 변화하는 지점에 감지센서(140)를 각각 설치하고 레일(110)을 따라 이동하는 캐리지(120)를 감지함으로써, 감지센서(140)에서 출력되는 신호에 따라 적합한 용접 조건으로 용접전류량, 와이어 피딩속도 및 캐리지의 이동속도가 변경된다.

이와 같이 캐리지(120)의 이동에 따라 칼라플레이트(30)를 용접하는 지점에 맞게 용접 조건을 변화시킴으로써, 칼라플레이트(30) 용접을 자동화 할 수 있다.

아래에서는 칼라플레이트의 용접방법에 대해 설명한다.

칼라플레이트(30)의 키홀에 론지(10)를 끼우고 론지(10)를 따라 이동하여 칼라플레이트(30)를 플로어(20)에 밀착시킨 상태에서 칼라플레이트(30)를 플로어(20)에 가용접한다.

그리고 레일(110)이 칼라플레이트(30) 외주면 둘레에 위치하도록 레일(110)을 플로어(20)에 부착한다. 또한, 레일(110)에서 곡률반경이 변하는 지점과 방향이 전환되는 지점에 감지센서(140)를 설치한다.

이후에 캐리지(120)를 레일(110)의 개방부(111)를 통해 레일(110)에 장착하고, 용접토치(121)의 위치를 조절하여 용접토치(121)가 칼라플레이트(30)의 외주면을 용접할 수 있도록 한다. 그리고 리모트 펜던트(123)를 이용하여 캐리지(120)를 이동시킨다. 이때 와이어(125)를 피딩하고 용접 전압을 인가하면 캐리지(120)의 이동에 따라 용접이 수행된다.

캐리지(120)가 레일(110)의 하단 수평부(113)를 이동한 후 하단 만곡부(115)로 진입할 때에 감지센서(140)는 캐리지(120)의 진입을 감지하고, 그에 따른 신호를 제어부(130)로 입력한다. 제어부(130)는 캐리지(120)가 하단 만곡부(115)로 진 입하였음을 인식하고, 측부 위보기의 용접조건으로 용접전류량, 와이어 피딩속도 및 캐리지(120)의 이동속도를 제어한다.

이와 같이 제어된 용접전류량, 와이어 피딩속도 및 캐리지(120)의 이동속도에 따라 용접이 진행되고, 캐리지(120)가 상부 만곡부(117)로 진입할 시에 감지센서(140)에서 감지되어 전기적신호가 제어부(130)로 입력된다. 제어부(130)에서는 캐리지(120)가 상부 만곡부(117)에 진입하였음을 인식하고 측부 아래보기의 용접조건으로 용접전류량, 와이어 피딩속도 및 캐리지(120)의 이동속도를 제어한 후 칼라플레이트(30)를 용접한다.

이후 캐리지(120)가 상단 수평부(119)로 진입하면 감지센서(140)에서는 전기적신호를 제어부(130)로 입력하고, 제어부(130)에서는 아래보기 방식으로 용접조건을 변경한 후 아래보기 방식으로 칼라플레이트(30)를 용접 고정한다.

그리고 캐리지(120)는 아래보기 방식으로 레일(110)의 상단 수평부(119) 중간까지 용접이 이루어지면, 용접을 중지하고 캐리지(120)를 레일(110)에서 해체한다.

그리고 칼라플레이트(30)가 용접되지 않은 칼라플레이트(30)의 반대편을 용접하기 위해, 레일(110)의 개방부(111)를 통해 용접하지 않은 쪽의 레일(110) 단부에 캐리지(120)를 장착하고, 앞에서 설명한 방식과 동일하게 용접되지 않은 부위를 용접한다.

이와 같이 캐리지(120)를 이동시켜 용접하는 이유는 칼라플레이트(30)의 만곡부위를 용접함에 있어서 캐리지(120)가 상부에서 하향으로 이동하여 용접하는 것 보다 하부에서 상부로 이동하면서 용접하는 것이 용접용탕이 흘러내리지 않게 되어 용접성이 더 우수하기 때문이다.

한편, 론지(10)와 칼라플레이트(30)는 일반적인 수작업으로 용접하여 틈을 폐쇄한다.

그리고 감지센서(140)는 리미트 스위치 또는 광센서 등 다양한 센서로 구성할 수 있으며, 캐리지(120)의 위치에 따라 전기적신호를 발생한다.

도 1은 칼라플레이트를 론지와 플로어에 용접 고정한 상태를 나타낸 사시도이고,

도 2는 칼라플레이트를 용접하기 이전에 론지가 관통하도록 플로어에 형성된 키홀을 나타낸 정면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 칼라플레이트의 용접장치를 나타낸 사시도이고,

도 4는 도 3에 도시된 레일에 장착된 캐리지와 리모트 펜던트 및 용접기를 나타낸 개념도이며,

도 5는 도 3에 도시된 캐리어의 이동에 따른 용접순서를 나타낸 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 론지 10F : 플랜지

10W : 웨브 20 : 플로어

21 : 키홀 30 : 칼라플레이트

100 : 용접장치 110 : 레일

111 : 개방부 113 : 하단 수평부

115 : 하부 만곡부 117 : 상부 만곡부

119 : 상단 수평부 120 : 캐리어

121 : 용접토치 123 : 리모트 펜던트

125 : 와이어 127 : 와이어 피더

129 : 용접기 130 : 제어부

140 : 감지센서

Claims (8)

1. 선박의 론지에 끼워진 상태로 플로어에 밀착된 칼라플레이트의 외주 둘레를 따라 설치되는 레일과,

   상기 레일을 따라 이동하는 캐리지와,

   캐리지에 장착되어 칼라플레이트와 플랜지의 둘레를 따라 용접하는 용접토치를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라플레이트의 용접장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 레일에는 자석이 장착되어 레일이 플로어에 부착되는 것을 특징으로 하는 칼라플레이트의 용접장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   레일은 하부가 개방된 구조로서,

   개방부의 양측으로 하단 수평부가 위치하고, 하단 수평부의 바깥쪽에는 상향으로 만곡되어 올라가는 형태의 하부 만곡부가 형성되며, 하부 만곡부의 상단에는 상향 안쪽으로 만곡되어 올라가는 형태의 상부 만곡부가 형성되며, 양측의 상부 만곡부의 단부를 상단 수평부가 연결하는 구조인 것을 특징으로 하는 칼라플레이트의 용접장치.
4. 제3항에 있어서,

   하부 수평부와 하부 만곡부의 연결지점, 하부 만곡부와 상부 만곡부의 연결지점, 상부 만곡부와 상단 수평부의 연결지점 중에 어느 한 곳 이상에 감지센서가 장착되어 캐리지를 감지하는 것을 특징으로 하는 칼라플레이트의 용접장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 감지센서에서 입력된 전기적신호에 따라 캐리지의 이동속도, 용접토치에 공급되는 와이어 및 용접전류량이 제어되는 것을 특징으로 하는 칼라플레이트의 용접장치.
6. 선박의 론지에 끼워진 상태로 플로어에 밀착된 칼라플레이트 외주 둘레를 따라 용접하는 방법에 있어서,

   칼라플레이트의 둘레에 레일을 장착하는 단계와,

   용접토치가 구비된 캐리지를 레일에 장착하는 단계와,

   레일을 따라 캐리지를 이동시키면서 상기 칼라플레이트의 하부에서 상부로 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라플레이트의 용접방법.
7. 제6항에 있어서,

   용접하는 단계에서,

   칼라플레이트의 일측을 하부에서 상부로 용접한 후 캐리지를 레일에서 탈착 한 후 칼라플레이트의 타측을 하부에서 상부로 용접할 수 있게 캐리지를 레일에 재장착하고 캐리지를 이동시키며 칼라플레이트의 타측을 용접하는 것을 특징으로 하는 칼라플레이트의 용접방법.
8. 제7항에 있어서,

   칼라플레이트의 둘레를 플로어에 용접 고정한 후 칼라플레이트와 론지 사이의 틈을 용접하여 폐쇄하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라플레이트의 용접방법.

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