KR20130017020A

KR20130017020A - 자동 가우징 장치

Info

Publication number: KR20130017020A
Application number: KR1020110079265A
Authority: KR
Inventors: 전완열; 박영진; 김무석
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2013-02-19
Also published as: KR101337647B1

Abstract

자동 가우징 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 가우징 장치는, 후판 위를 주행하는 주행부와, 주행부에 설치되며 내장된 복수의 가우징 봉을 배출하는 자동 배출부를 구비하여 후판의 가우징 작업선을 따라 후판에 가우징 봉을 근접시켜 아크를 발생시키고 압축 공기를 분사하여 가우징(gouging)을 수행하는 가우징 수행부와, 주행부와 가우징 수행부 사이에 설치되어 후판에 대한 가우징 봉의 위치와 각도를 조절하는 가우징 조절부를 포함한다.

Description

자동 가우징 장치 {AUTOMATIC GOUGING MACHINE}

본 발명은 자동 가우징 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작업자의 수작업을 대체할 수 있는 자동 가우징 장치에 관한 것이다.

후판을 이용한 조선, 교량, 철 구조물 등의 제작 시 양면용접이 널리 사용되고 있다. 양면용접은 철판의 앞면을 먼저 용접한 후 철판의 뒷면을 용접하는 것으로서, 편면용접에 비해 이음부의 건전성 확보가 용이하고, 용접 후 발생되는 변형을 사전에 최소화할 수 있다.

통상의 경우 앞면 용접 후 뒷면을 용접하기 전 용입불량 등의 결함을 방지하기 위하여 가우징(gouging) 작업을 시행하고 있다. 가우징 작업은 가우징 봉(탄소 봉)과 모재에 국부적으로 아크를 발생시킨 후 압축 공기로 불어내어 모재의 일부를 파내는(가우징 홈을 형성하는) 작업이다. 가우징 작업은 용접결함이 발생된 부위 또는 앞면 용접 후 변형이 생긴 부위를 제거하는데 적용된다.

가우징 봉은 막대형으로서 소모식이기 때문에 현재 가우징 작업은 작업자의 수작업으로 이루어지고 있다. 이로 인해 작업자의 피로도가 증가하고, 가우징 홈의 폭과 깊이가 일정하지 못하여 가우징 작업 품질이 저하되는 한계가 있다.

특허문헌 1: 일본공개특허 제1999-226782호 특허문헌 2: 일본공개특허 제1995-241693호 특허문헌 3: 일본등록특허 제2638733호 특허문헌 4: 한국등록특허 제1024273호

본 발명의 일 실시예는 작업자의 수작업을 대체하며 가우징 봉을 연속으로 공급하여 연속 가우징 작업을 자동으로 수행할 수 있는 자동 가우징 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동 가우징 장치는, 후판 위를 주행하는 주행부와, 주행부에 설치되며 내장된 복수의 가우징 봉을 배출하는 자동 배출부를 구비하여 후판의 가우징 작업선을 따라 후판에 가우징 봉을 근접시켜 아크를 발생시키고 압축 공기를 분사하여 가우징(gouging)을 수행하는 가우징 수행부와, 주행부와 가우징 수행부 사이에 설치되어 후판에 대한 가우징 봉의 위치와 각도를 조절하는 가우징 조절부를 포함한다.

주행부는 자석이 내장된 주행 본체와, 주행 본체에 설치되며 주행 모터에 의해 구동하는 구동 바퀴를 포함할 수 있다.

후판 위에 가우징 작업선과 나란한 가이드 레일이 설치되고, 주행부는 주행 본체의 전방과 후방에 각각 고정되며 가이드 레일을 향해 뻗은 제1 가이드 암 및 제2 가이드 암과, 제1 가이드 암 및 제2 가이드 암의 단부에 고정되며 가이드 레일과 접촉하는 한 쌍의 가이드 롤러를 포함할 수 있다. 제1 가이드 암의 길이는 제2 가이드 암의 길이보다 짧을 수 있다.

다른 한편으로, 후판 위에 가우징 작업선과 나란한 래크 및 래크를 지지하는 가이드 레일이 설치될 수 있다. 주행부는 주행 본체와, 주행 본체의 하측에 설치되고 래크와 맞물리며 구동 모터의 동력에 의해 회전하는 피니언 기어를 포함할 수 있다.

가이드 레일의 양 측면에 돌기가 형성될 수 있다. 주행부는 주행 본체를 지지하는 지지부와, 지지부에 설치되고 가이드 레일의 양 측면에서 돌기와 맞물려 회전하는 복수의 이동 가이드 롤을 포함할 수 있다.

가우징 조절부는 가우징 수행부의 높이를 조절하는 높이 조절 슬라이드와, 가우징 수행부의 좌우 위치를 조절하는 좌우 조절 슬라이드와, 가우징 수행부의 전진각과 후진각을 조절하는 전후진각 슬라이드와, 가우징 수행부의 좌측 틸팅각과 우측 틸팅각을 조절하는 좌우 틸팅각 슬라이드를 포함할 수 있다.

높이 조절 슬라이드는 주행부에 고정되고, 좌우 조절 슬라이드는 높이 조절 슬라이드의 단부에 결합될 수 있다. 전후진각 슬라이드는 좌우 조절 슬라이드의 단부에 결합되고, 좌우 틸팅각 슬라이드는 전후진각 슬라이드와 가우징 수행부 사이에 설치될 수 있다.

가우징 수행부는 가우징 봉 인출구와 압축 공기 배출구 및 보호 공기 배출구가 형성된 지지체와, 지지체와 자동 배출부를 내장하는 하우징을 포함할 수 있다.

압축 공기 배출구와 보호 공기 배출구는 하우징에 부착된 에어 호스를 통해 공기 공급원과 연결될 수 있다. 주행부는 에어 호스를 지지하는 에어 호스 홀더를 포함할 수 있다.

가우징 수행부는 하우징에 장착되어 가우징 봉의 위빙(weaving) 모션을 가능하게 하는 위빙 모터를 포함할 수 있다.

가우징 수행부는 지지체 내부에 설치되며 가우징 봉 인출구에 위치한 가우징 봉과 접촉하는 양극 접촉부와, 가우징 봉과 접촉하고 인출 모터의 구동에 의해 회전하여 가우징 봉을 가우징 봉 인출구의 외측으로 슬라이딩시키는 인출 롤러를 포함할 수 있다.

자동 배출부는 복수의 가우징 봉을 장착하기 위한 복수의 장착부를 원호 상으로 배열한 회전식 장착부와, 회전식 장착부의 중앙에 설치되며 회전 모터의 구동에 의해 회전하는 회전축을 포함할 수 있다.

복수의 장착부는 지지체의 뒷면에 가우징 봉 장착을 위한 개구부를 형성하고, 복수의 장착부 중 어느 하나는 가우징 봉 인출구와 동일 선상에 위치할 수 있다.

자동 배출부는 회전식 장착부에 내장된 복수의 가우징 봉 가운데 가우징 봉 인출구와 동일 선상에 배치된 가우징 봉과 접촉하며 회전에 의해 가우징 봉을 가우징 봉 인출구를 향해 슬라이딩시키는 이송 롤러와, 이송 롤러를 회전시키는 이송 모터를 포함할 수 있다.

자동 배출부는 이송 롤러와 인출 롤러 사이에 설치되어 가우징 봉의 위치를 감지하는 위치 센서를 포함하며, 위치 센서의 감지 신호에 따라 회전 모터와 이송 모터의 작동이 제어될 수 있다.

복수의 가우징 봉 각각은 일측 단부에 돌기를 형성하고, 반대측 단부에 돌기에 대응하는 홈을 형성하며, 이송 롤러에 의해 이동된 가우징 봉의 돌기는 사용 중인 가우징 봉의 홈에 끼워질 수 있다.

자동 가우징 장치는 후판에 대한 가우징 봉의 높이를 보정하는 자동 높이 조절부를 더 포함할 수 있다. 자동 높이 조절부는 가우징 수행부에 설치된 기울기 센서 및 거리 센서와, 높이 조절 슬라이드에 장착되고 기울기 센서와 거리 센서의 감지 신호에 따라 높이 조절 슬라이드의 작동을 제어하는 제어 모터를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 작업자의 수작업을 대체하여 가우징 작업을 자동으로 수행할 수 있고, 복수의 가우징 봉을 연속으로 인출할 수 있으므로 가우징 봉 소모에 따른 작업 중단 없이 가우징 작업을 연속으로 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 가우징 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 자동 가우징 장치의 우측면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 자동 가우징 장치의 평면도이다.
도 4a는 도 1에 도시한 가동 가우징 장치 중 주행부의 다른 실시예를 나타낸 배면도이다.
도 4b는 도 4a에 도시한 주행부의 우측면도이다.
도 5는 도 1에 도시한 가우징 수행부와 가우징 봉의 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시한 자동 가우징 장치 중 가우징 수행부의 저면도이다.
도 7은 도 1에 도시한 자동 가우징 장치 중 가우징 수행부의 내부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 도시한 자동 배출부의 배면도이다.
도 9는 도 7에 도시한 가우징 봉의 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 가우징 장치의 개략적인 사시도이다.

도 1을 참고하면, 자동 가우징 장치(100)는 후판 위를 주행하는 주행부(10)와, 주행부(10)에 설치되며 후판의 가우징 작업선(점선 참조)을 따라 가우징 봉(50)을 연속으로 배출함과 아울러 압축 공기를 분사하는 가우징 수행부(40)와, 주행부(10)와 가우징 수행부(40) 사이에 설치되어 후판에 대한 가우징 봉(50)의 위치와 각도를 조절하는 가우징 조절부(30)를 포함한다.

이때 가우징 수행부(40)는 복수의 가우징 봉(50)을 내장하면서 내장된 복수의 가우징 봉(50)을 하나씩 자동으로 연속 배출하는 자동 배출부(도시하지 않음)를 구비한다. 따라서 자동 가우징 장치(100)는 막대형의 소모식 가우징 봉(50)을 사용하면서도 중단 없이 가우징 작업을 연속으로 수행할 수 있다.

주행부(10)는 주행 본체(11)와, 주행 본체(11)에 설치된 구동 바퀴(12)와, 주행 본체(11)에 장착된 주행 모터(13)를 포함한다. 주행 본체(11)의 내부에는 내열성이 있는 영구자석(도시하지 않음)이 설치되어 후판과 작용하는 인력에 의해 주행부(10)의 이동을 안정화시킬 수 있다. 주행 모터(13)는 구동 바퀴(12)의 축을 회전시켜 주행부(10) 구동을 가능하게 한다. 도 1에는 2개의 구동 바퀴(12)만 도시되어 있지만, 반대편에 2개의 구동 바퀴(12)가 더 마련되어 있다. 여기서 구동 바퀴(12)의 개수는 한정되지 않는다.

주행부(10)는 후판에 설치된 가이드 레일을 따라 가우징 작업선을 추적 주행할 수 있다. 도 2는 도 1에 도시한 자동 가우징 장치의 우측면도이고, 도 3은 도 1에 도시한 자동 가우징 장치의 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 후판 위에 가우징 작업선과 나란하게 가이드 레일(20)이 설치된다. 후판의 가우징 작업선은 소정의 곡률로 휘어질 수 있으며, 가이드 레일(20)은 탄성이 있는 소재로 제작되어 가우징 작업선의 곡률을 따라 휘어진 형태의 곡선 레일을 형성할 수 있다.

가이드 레일(20)의 하부에는 복수의 스위치형 자석(21)이 설치될 수 있다. 스위치형 자석(21)은 레버를 이용하여 자력의 세기를 조절할 수 있는 자석이다. 따라서 가이드 레일(20)을 설치할 때 스위치형 자석(21)의 자력을 높여 후판 위에 가이드 레일(20)을 고정시키고, 가우징 작업이 완료된 후에는 스위치형 자석(21)의 자력을 낮추어 후판으로부터 가이드 레일(20)을 분리시킬 수 있다.

주행부(10)는 가이드 레일(20)을 따라 이동할 수 있도록 주행 본체(11)에 고정된 한 쌍의 가이드 암(14, 15)과, 한 쌍의 가이드 암(14, 15)의 단부에 각각 설치되며 가이드 레일(20)과 접촉하는 한 쌍의 가이드 롤러(16)를 포함한다.

한 쌍의 가이드 암(14, 15)은 주행 본체(11)의 전방(앞면)에 고정되는 제1 가이드 암(14)과, 주행 본체(11)의 후방(뒷면)에 고정되는 제2 가이드 암(15)을 포함한다. 제1 및 제2 가이드 암(14, 15)은 주행 본체(11)로부터 가이드 레일(20)을 향해 뻗어 있으며, 전방에 위치하는 제1 가이드 암(14)이 후방에 위치하는 제2 가이드 암(15)보다 짧은 길이로 형성된다(L1<L2)(도 3 참조). 가이드 롤러(16)는 제1 및 제2 가이드 암(14, 15)의 단부에 각각 고정되며 가이드 레일(20)과 접촉한다.

제1 가이드 암(14)이 제2 가이드 암(15)보다 짧은 길이로 형성됨에 따라 주행 본체(11)는 그 앞쪽이 가이드 레일(20)을 향해 기운 상태가 된다. 이로써 주행 모터(13)의 작동으로 구동 바퀴(12)가 회전하면, 주행 본체(11)는 제1 가이드 암(12)의 길이와 제2 가이드 암(15)의 길이 차이만큼 가이드 레일(20)을 향해 기울어져 주행하게 되므로, 가이드 레일(20)에서 떨어지지 않고 가이드 레일(20)과 평행한 궤적을 따라 이동하게 된다.

다른 한편으로, 주행부(10)는 구동 바퀴 없이 주행 본체(11)가 직접 래크가 설치된 가이드 레일을 타고 주행하는 형태로 이동할 수 있다. 도 4a는 주행부의 다른 실시예를 나타낸 자동 가우징 장치의 배면도이고, 도 4b는 도 4a에 도시한 주행부의 우측면도이다. 도 4a와 도 4b에서는 편의상 가우징 수행부와 가우징 조절부의 도시를 생략하였다.

도 4a와 도 4b를 참고하면, 후판 위에는 가우징 작업선과 나란한 래크(18) 및 래크(18)를 지지하는 가이드 레일(201)이 설치된다. 그리고 주행 본체(11)의 하측에는 구동 모터(22)에 의해 회전하며 래크(18)와 맞물리는 피니언 기어(23)가 설치된다. 구동 모터(22) 전체와 피니언 기어(23)의 일부는 주행 본체(11)의 내부에 수용된다. 피니언 기어(23)의 회전력과, 피니언 기어(23)와 래크(18)의 맞물림에 의해 주행 본체(11)는 래크(18)를 타고 주행한다.

주행부(10')는 지지부(24)와 복수의 이동 가이드 롤(25)을 포함할 수 있다. 지지부(24)는 주행 본체(11)의 하부에 설치되어 주행 본체(11)를 지지하며, 지지부(24) 아래에 복수의 이동 가이드 롤(25)이 회전 가능하게 설치된다. 가이드 레일(201)의 양 측면에는 돌기(26)가 형성된다. 한 쌍의 이동 가이드 롤(25)은 가이드 레일(201)의 양 측면에 배치되며, 돌기(26)를 수용하는 오목 홈부(251)를 형성한다.

주행 본체(11)가 이동할 때 한 쌍의 이동 가이드 롤(25)이 가이드 레일(201)의 양 측면에서 가이드 레일(201)과 맞물려 회전한다. 따라서 지지부(24)와 복수의 이동 가이드 롤(25)은 가이드 레일(201)에 대한 주행 본체(11)의 이탈을 방지하면서 주행 본체(11)의 좌우 균형을 유지시키는 기능을 한다. 주행 본체(11)의 이동 방향을 따라 한 쌍의 이동 가이드 롤(25)이 더 배치되어 이동 가이드 롤(25)은 4개 또는 그 이상의 개수로 구비될 수 있다.

다시 도 1을 참고하면, 가우징 조절부(30)는 주행 본체(11)와 가우징 수행부(40) 사이에 설치되어 가우징 수행부(40)의 위치와 각도를 조절한다. 가우징 조절부(30)는 후판에 대한 가우징 봉(50)의 위치와 각도를 제어하여 정밀한 가우징 작업을 가능하게 한다. 도 5는 도 1에 도시한 가우징 수행부와 가우징 봉의 개략적인 사시도이다.

도 1과 도 5를 참고하면, 가우징 조절부(30)는 가우징 수행부(40)의 높이를 조절하는 높이 조절 슬라이드(31)와, 가우징 수행부(40)의 좌우 위치를 조절하는 좌우 조절 슬라이드(32)와, 가우징 수행부(40)의 전진각과 후진각을 조절하는 전후진각 슬라이드(33)와, 가우징 수행부(40)의 좌측 틸팅각과 우측 틸팅각을 조절하는 좌우 틸팅각 슬라이드(34)를 포함한다.

높이 조절 슬라이드(31)는 주행 본체(11)에 고정되며, 좌우 조절 슬라이드(32)는 높이 조절 슬라이드(31)의 상단에 결합된다. 이로써 높이 조절 슬라이드(31)의 작용으로 좌우 조절 슬라이드(32)의 높이가 변한다.

전후진각 슬라이드(33)는 좌우 조절 슬라이드(32)의 단부에 결합되어 좌우 조절 슬라이드(32)의 작용으로 좌우 위치가 변한다. 전후진각 슬라이드(33)는 A 화살표 방향으로 회전하여 가우징 수행부(40)의 전진각과 후진각을 조절한다. 도 5 에서 θ₁이 가우징 수행부(40) 및 가우징 봉(50)의 전진각과 후진각을 나타낸다.

좌우 틸팅각 슬라이드(34)는 전후진각 슬라이드(33)에 결합되어 전후진각 슬라이드(33)와 함께 회전하면서 가우징 수행부(40)를 B 화살표 방향으로 회전시켜 가우징 수행부(40)의 좌우 틸팅각을 조절한다. 도 5에서 θ₂가 가우징 수행부(40) 및 가우징 봉(50)의 좌측 틸팅각과 우측 틸팅각을 나타낸다.

전술한 4개의 슬라이드(31~34)는 수동으로 조작되거나 4개의 슬라이드(31~34) 각각이 구동 모터(도시하지 않음)와 전자 제어부(도시하지 않음)를 구비하여 작업자가 입력한 신호에 의해 자동으로 조작될 수 있다.

도 6은 도 1에 도시한 자동 가우징 장치 중 가우징 수행부의 저면도이다.

도 1과 도 6을 참고하면, 가우징 수행부(40)는 가우징 봉(50)을 지지하며 이를 인출하는 지지체(41)와, 지지체(41)와 더불어 다음에 설명하는 자동 배출부(도시하지 않음)를 내장하는 하우징(42)을 포함한다. 하우징(42)은 좌우 틸팅각 슬라이드(34)에 결합되며, 가우징 조절부(30)에 의해 위치와 각도가 조절된다.

지지체(41)에는 가우징 봉 인출구(43)와 압축 공기 배출구(44)가 형성된다. 가우징 봉(50)은 가우징 봉 인출구(43)에 끼워지며, 지지체(41) 내부에서 슬라이딩하여 지지체(41) 외부로 서서히 인출된다. 압축 공기 배출구(44)는 가우징 작업시 용융된 금속으로 압축 공기를 분사하여 용융된 금속을 밀어내 모재의 일부를 파내는 역할을 한다. 압축 공기 배출구(44)는 가우징 봉 인출구(43)의 일측에 복수개로 구비될 수 있다.

지지체(41)에는 보호 공기 배출구(45)가 형성될 수 있다. 보호 공기 배출구(45)는 가우징 작업에 의해 생긴 금속 용융물로 보호 공기를 배출하여 금속 용융물을 자동 가우징 장치(100)의 바깥쪽으로 밀어내는 역할을 한다. 따라서 금속 용융물이 자동 가우징 장치(100) 쪽으로 날아와서 장치를 손상시키는 것을 방지할 수 있다. 보호 공기 배출구(45)는 가우징 봉 인출구(43)의 다른 일측에 막대 모양으로 형성될 수 있다.

지지체(41)에 형성된 압축 공기 배출구(44)와 보호 공기 배출구(45)는 하우징(42)에 부착된 에어 호스(46)와 연결되며, 에어 호스(46)를 통해 공기 공급원(도시하지 않음)과 연결된다. 이때 주행 본체(11)에는 에어 호스(46)를 지지하는 에어 호스 홀더(17)가 설치된다. 에어 호스 홀더(17)는 가우징 수행부(40)에 가해지는 에어 호스(46)의 무게를 경감시켜 에어 호스(46) 무게로 인한 가우징 수행부(40)의 위치 이탈을 방지하는 기능을 한다.

도 1에서 부호 47은 가우징 수행부(40)와 전기적으로 연결되어 가우징 수행부(40)의 동작을 제어하는 제어 장치를 나타낸다.

다음으로, 가우징 봉(50)의 연속 인출 기능에 대해 설명한다. 도 7은 도 1에 도시한 자동 가우징 장치 중 가우징 수행부의 내부를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7에 도시한 자동 배출부의 배면도이다.

도 7과 도 8을 참고하면, 가우징 수행부(40)는 지지체(41) 내부에 설치되며 가우징 봉(50)과 접촉하는 양극 접촉부(61)와, 가우징 봉(50)을 인출하기 위한 인출 롤러(62) 및 인출 모터(63)를 포함한다. 가우징 봉(50)은 양극 접촉부(61)와의 접촉에 의해 양극으로 통전되어 가우징 작업을 가능하게 한다.

인출 롤러(62)는 가우징 봉(50)과 접촉하며 인출 모터(63)의 구동으로 회전하여 가우징 봉(50)을 슬라이딩시킨다. 따라서 가우징 봉(50)은 인출 롤러(62)의 회전량만큼 가우징 봉 인출구(43)에서 슬라이딩하여 지지체(41) 외부로 배출된다. 이때 가우징 봉(50)은 막대형으로서 하나씩 사용되는 소모식이지만, 자동 배출부(70)에 의해 복수의 가우징 봉(50, 50')을 하나의 가우징 봉처럼 연결하여 연속으로 배출할 수 있다.

자동 배출부(70)는 가우징 봉(50') 장착을 위한 복수의 장착부(71)를 원호 상으로 배열한 회전식 장착부(72)를 포함한다. 회전식 장착부(72)의 중앙에는 회전축(73)이 설치되고, 회전축(73)은 회전 모터(74)와 결합하여 회전 모터(74)의 동력에 의해 회전한다. 복수의 장착부(71)는 회전축(73)을 중심으로 서로간 같은 거리를 두고 배치된다.

복수의 장착부(71)는 지지체(41)의 뒷면에서 개방되어 복수의 가우징 봉(50')이 각각의 장착부(71) 내부에 장착되도록 한다. 회전식 장착부(72)는 장착부(71)의 개수만큼 가우징 봉(50')을 미리 장착하여 복수의 가우징 봉(50')을 대기시킨다.

복수의 장착부(71) 중 어느 하나는 가우징 봉 인출구(43)와 동일 선상에 위치한다. 그리고 회전 모터(74)의 구동에 의해 회전축(73)이 회전하면 그 옆에 위치하는 장착부(71)가 가우징 봉 인출구(43)와 동일 선상에 위치한다. 즉, 복수의 장착부(71)는 회전에 의해 순서대로 가우징 봉 인출구(43)와 동일 선상에 위치한다.

편의상 회전식 장착부(72)에 장착된 복수의 가우징 봉(50') 가운데 가우징 봉 인출구(43)와 동일 선상에 위치하는 가우징 봉(50')을 '대기 위치'에 있는 가우징 봉이라 한다.

자동 배출부(70)는 대기 위치에 있는 가우징 봉(50')을 가우징 봉 인출구(43)로 이송하기 위한 이송 롤러(75) 및 이송 모터(76)와, 가우징 봉(50')의 위치를 감지하는 위치 센서(77)를 포함한다. 이송 롤러(75)는 대기 위치에 있는 가우징 봉(50')과 접촉하며, 이송 모터(76)의 구동으로 회전하여 가우징 봉(50')을 가우징 봉 인출구(43)를 향해 슬라이딩시킨다. 위치 센서(77)는 인출 롤러(62)와 이송 롤러(75) 사이에 위치할 수 있다.

가우징 수행부(40)의 위치 센서(77)는 제어 장치(47)와 전기적으로 연결되어 제어 장치(47)로 가우징 봉(50, 50')의 위치 정보를 전송한다. 인출 모터(63)와 회전 모터(74) 및 이송 모터(76) 또한 제어 장치(47)와 전기적으로 연결되며, 제어 장치(47)로부터 구동 신호를 인가받아 구동한다.

가우징 수행부(40)는 최초 작동시 자동 배출부(70)에 복수의 가우징 봉(50')을 미리 장착하고, 복수의 가우징 봉(50') 가운데 대기 위치에 있는 가우징 봉(50')을 이송 모터(76)와 이송 롤러(75)의 작동으로 가우징 봉 인출구(43)로 슬라이딩시킨다. 그리고 인출 모터(63)와 인출 롤러(62)의 작동으로 가우징 봉(50)을 서서히 인출하여 후판의 가우징 작업에 사용한다.

도 7에서는 편의상 사용 중인 가우징 봉의 도면 부호를 50으로 표시하고, 대기 중인 가우징 봉의 도면 부호를 50'로 표시하였다.

가우징 봉(50)의 인출은 위치 센서(77)에 의해 감지되며, 제어 장치(47)가 자동 배출부(70)에 장착된 가우징 봉(50')의 이송 시기를 판단한다. 제어 장치(47)에서 대기 중인 가우징 봉(50')의 이송 명령을 내리면, 회전 모터(74)의 구동으로 회전축(73)이 회전하여 이웃한 장착부(71)에 장착된 가우징 봉(50')이 대기 위치로 이동한다. 회전 모터(74)는 회전축(73)을 정해진 각도로 회전시키는 스텝핑 모터일 수 있다.

그리고 이송 모터(76)와 이송 롤러(75)의 작동으로 대기 위치에 있는 가우징 봉(50')을 가우징 봉 인출구(43)를 향해 이송시킨다. 그러면 이송된 가우징 봉(50')은 현재 사용 중인 가우징 봉(50)의 상부와 접촉한다. 도 9는 도 7에 도시한 가우징 봉(50, 50')의 사시도이다.

도 9를 참고하면, 가우징 봉(50, 50')은 돌기-홈 결합 구조를 형성하여 기구적으로 상호 조립될 수 있다. 예를 들어 가우징 봉(50, 50')의 하단에는 돌기(51)가 형성되고, 가우징 봉(50, 50')의 상단에는 돌기(51)에 대응하는 홈(52)이 형성될 수 있다. 도 9에서는 원기둥 모양의 돌기(51)와 이에 대응하는 홈(52)을 도시하였으나, 돌기(51)와 홈(52)의 모양은 도시한 예로 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다.

도 7 내지 도 9를 참고하면, 사용 중인 가우징 봉(50)과 대기 중인 가우징 봉(50')을 돌기-홈 결합 구조로 상호 조립함에 따라, 두 개의 가우징 봉(50, 50')을 하나의 가우징 봉처럼 연결하여 이들을 연속된 형태로 인출할 수 있다. 전술한 작업을 반복함으로써 대기 중인 가우징 봉(50')을 모두 연속으로 인출할 수 있다.

다시 도 6을 참고하면, 가우징 봉(50)을 이용하여 가우징 작업을 행할 때, 가우징 봉(50)을 좌우로 움직이며 가우징 작업을 수행할 필요가 생길 수 있다. 즉, 가우징 봉(50)의 위빙(weaving) 모션이 필요할 수 있다. 이를 위해 가우징 수행부(40)는 하우징(42)에 장착된 위빙 모터(48)를 포함한다.

위빙 모터(48)는 주행 본체(11)의 이동에 의해 하우징(42)과 가우징 봉(50)이 전진할 때 하우징(42)과 가우징 봉(50)을 전진 방향과 교차하는 좌우 방향으로 왕복 이동시킨다. 이로써 자동 가우징 장치(100)는 위빙 모터(48)를 이용하여 1회 주행시 보다 넓은 영역에 대해 가우징 작업을 수행할 수 있다. 위빙 모터(48)는 위빙 모션이 필요할 때에만 선택적으로 구동한다.

다시 도 1과 도 2를 참고하면, 전술한 자동 가우징 장치(100)는 가우징 작업선을 따라 주행 본체(11)를 이동시키면서 복수의 가우징 봉(50)을 연속으로 인출하여 연속 가우징 작업을 자동으로 수행할 수 있다. 이 과정에서 가이드 레일(20)을 따라 주행 본체(11)를 이동시킬 때 후판의 편평도 오차, 가이드 레일(20)과 후판의 곡률 오차 등으로 인해 가우징 봉(50)과 후판 사이의 간격(높이)이 변할 수 있다.

도 1과 도 6을 참고하면, 자동 가우징 장치(100)는 후판에 대한 가우징 봉(50)의 높이를 자동으로 보정하는 자동 높이 조절부(80)를 포함한다.

자동 높이 조절부(80)는 가우징 수행부(40)의 하우징(42)에 설치된 기울기 센서(81) 및 거리 센서(82)와, 높이 조절 슬라이드(31)에 장착된 제어 모터(83)를 포함한다. 기울기 센서(81)와 거리 센서(82) 및 제어 모터(83)는 제어 장치(47)와 전기적으로 연결된다.

기울기 센서(81)와 거리 센서(82)는 검출한 기울기 정보와 거리 정보를 제어 장치(47)로 전송한다. 제어 장치(47)는 입력받은 정보를 이용하여 오차 수정값을 연산하며, 연산된 오차 수정 정보를 제어 모터(83)로 출력하여 높이 조절 슬라이드(31)의 높이를 조절한다. 따라서 가우징 수행부(40) 및 여기에 장착된 가우징 봉(50)의 높이가 자동으로 조절되면서 간격 오차를 실시간으로 보정할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

100: 자동 가우징 장치 10, 10’주행부
11: 주행 본체 12: 구동 바퀴
13: 주행 모터 14, 15: 제1, 2 가이드 암
16: 가이드 롤러 20: 가이드 레일
21: 스위치형 자석 30: 가우징 조절부
31: 높이 조절 슬라이드 32: 좌우 조절 슬라이드
33: 전후진각 슬라이드 34: 좌우 틸팅각 슬라이드
40: 가우징 수행부 43: 가우징 봉 인출구
44: 압축 공기 배출구 45: 보호 공기 배출구
50, 50': 가우징 봉 70: 자동 배출부

Claims

후판 위를 주행하는 주행부;
상기 주행부에 설치되며, 내장된 복수의 가우징 봉을 배출하는 자동 배출부를 구비하여 상기 후판의 가우징 작업선을 따라 상기 후판에 상기 가우징 봉을 근접시켜 아크를 발생시키고 압축 공기를 분사하여 가우징(gouging)을 수행하는 가우징 수행부; 및
상기 주행부와 상기 가우징 수행부 사이에 설치되어 상기 후판에 대한 상기 가우징 봉의 위치와 각도를 조절하는 가우징 조절부
를 포함하는 자동 가우징 장치.
제1항에 있어서,
상기 주행부는,
자석이 내장된 주행 본체; 및
상기 주행 본체에 설치되며, 주행 모터에 의해 구동하는 구동 바퀴
를 포함하는 자동 가우징 장치.
제2항에 있어서,
상기 후판 위에 가우징 작업선과 나란한 가이드 레일이 설치되고,
상기 주행부는,
상기 주행 본체의 전방과 후방에 각각 고정되며 상기 가이드 레일을 향해 뻗은 제1 가이드 암과 제2 가이드 암; 및
상기 제1 가이드 암과 상기 제2 가이드 암의 단부에 고정되며 상기 가이드 레일과 접촉하는 한 쌍의 가이드 롤러
를 포함하고,
상기 제1 가이드 암의 길이가 상기 제2 가이드 암의 길이보다 짧은 자동 가우징 장치.
제1항에 있어서,
상기 후판 위에 가우징 작업선과 나란한 래크 및 상기 래크를 지지하는 가이드 레일이 설치되고,
상기 주행부는 주행 본체와, 상기 주행 본체의 하측에 설치되고 상기 래크와 맞물리며 구동 모터의 동력에 의해 회전하는 피니언 기어를 포함하는 자동 가우징 장치.
제4항에 있어서,
상기 가이드 레일의 양 측면에 돌기가 형성되고,
상기 주행부는 상기 주행 본체를 지지하는 지지부와, 상기 지지부에 설치되고 상기 가이드 레일의 양 측면에서 상기 돌기와 맞물려 회전하는 복수의 이동 가이드 롤을 포함하는 자동 가우징 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가우징 조절부는,
상기 가우징 수행부의 높이를 조절하는 높이 조절 슬라이드;
상기 가우징 수행부의 좌우 위치를 조절하는 좌우 조절 슬라이드;
상기 가우징 수행부의 전진각과 후진각을 조절하는 전후진각 슬라이드; 및
상기 가우징 수행부의 좌측 틸팅각과 우측 틸팅각을 조절하는 좌우 틸팅각 슬라이드
를 포함하는 자동 가우징 장치.
제6항에 있어서,
상기 높이 조절 슬라이드는 상기 주행부에 고정되고,
상기 좌우 조절 슬라이드는 상기 높이 조절 슬라이드의 단부에 결합되며,
상기 전후진각 슬라이드는 상기 좌우 조절 슬라이드의 단부에 결합되고,
상기 좌우 틸팅각 슬라이드는 상기 전후진각 슬라이드와 상기 가우징 수행부 사이에 설치되는 자동 가우징 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가우징 수행부는,
가우징 봉 인출구와 압축 공기 배출구 및 보호 공기 배출구가 형성된 지지체; 및
상기 지지체와 상기 자동 배출부를 내장하는 하우징
을 포함하는 자동 가우징 장치.
제8항에 있어서,
상기 압축 공기 배출구와 상기 보호 공기 배출구는 상기 하우징에 부착된 에어 호스를 통해 공기 공급원과 연결되고,
상기 주행부는 상기 에어 호스를 지지하는 에어 호스 홀더를 포함하는 자동 가우징 장치.
제8항에 있어서,
상기 가우징 수행부는 상기 하우징에 장착되어 상기 가우징 봉의 위빙(weaving) 모션을 가능하게 하는 위빙 모터를 포함하는 자동 가우징 장치.
제8항에 있어서,
상기 가우징 수행부는,
상기 지지체 내부에 설치되며, 상기 가우징 봉 인출구에 위치한 상기 가우징 봉과 접촉하는 양극 접촉부; 및
상기 가우징 봉과 접촉하고, 인출 모터의 구동에 의해 회전하여 상기 가우징 봉을 상기 가우징 봉 인출구의 외측으로 슬라이딩시키는 인출 롤러
를 포함하는 자동 가우징 장치.
제11항에 있어서,
상기 자동 배출부는,
복수의 가우징 봉을 장착하기 위한 복수의 장착부를 원호 상으로 배열한 회전식 장착부; 및
상기 회전식 장착부의 중앙에 설치되며, 회전 모터의 구동에 의해 회전하는 회전축
을 포함하는 자동 가우징 장치.
제12항에 있어서,
상기 복수의 장착부는 상기 지지체의 뒷면에 상기 가우징 봉 장착을 위한 개구부를 형성하고,
상기 복수의 장착부 중 어느 하나는 상기 가우징 봉 인출구와 동일 선상에 위치하는 자동 가우징 장치.
제13항에 있어서,
상기 자동 배출부는,
상기 회전식 장착부에 내장된 복수의 가우징 봉 가운데 상기 가우징 봉 인출구와 동일 선상에 배치된 가우징 봉과 접촉하며, 회전에 의해 가우징 봉을 상기 가우징 봉 인출구를 향해 슬라이딩시키는 이송 롤러; 및
상기 이송 롤러를 회전시키는 이송 모터
를 포함하는 자동 가우징 장치.
제14항에 있어서,
상기 자동 배출부는 상기 이송 롤러와 상기 인출 롤러 사이에 설치되어 상기 가우징 봉의 위치를 감지하는 위치 센서를 포함하며,
상기 위치 센서의 감지 신호에 따라 상기 회전 모터와 상기 이송 모터의 작동이 제어되는 자동 가우징 장치.
제14항에 있어서,
상기 복수의 가우징 봉 각각은 일측 단부에 돌기를 형성하고, 반대측 단부에 상기 돌기에 대응하는 홈을 형성하며,
상기 이송 롤러에 의해 이동된 가우징 봉의 돌기는 사용 중인 가우징 봉의 홈에 끼워지는 자동 가우징 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후판에 대한 상기 가우징 봉의 높이를 보정하는 자동 높이 조절부를 더포함하며,
상기 자동 높이 조절부는,
상기 가우징 수행부에 설치된 기울기 센서와 거리 센서; 및
상기 높이 조절 슬라이드에 장착되고, 상기 기울기 센서와 상기 거리 센서의 감지 신호에 따라 상기 높이 조절 슬라이드의 작동을 제어하는 제어 모터
를 포함하는 자동 가우징 장치.