KR20130035288A

KR20130035288A - 용접캐리지 어셈블리

Info

Publication number: KR20130035288A
Application number: KR1020110099454A
Authority: KR
Inventors: 전도형; 이주현; 이호중; 전미리; 전완열
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-09
Also published as: KR101280325B1

Abstract

용접캐리지 어셈블리가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 종방향 곡률을 가지는 곡면에 마련되는 용접선에 대응하도록 소정거리 이격된 위치에 설치되는 플렉서블가이드; 상기 플렉서블가이드에 장착 및 가이드되며, 상기 용접선을 따라 이동하면서 용접을 행하도록 설치되는 일면에 거리측정센서가 장착되는 용접캐리지; 및 상기 용접선의 횡방향 곡률과 동일한 곡률을 가지며, 상기 플렉서블가이드와 대향하는 위치에서 상기 용접선으로부터 소정거리 이격되어 설치되는 가이드판;을 포함하는 용접캐리지 어셈블리가 제공된다.

Description

용접캐리지 어셈블리{Welding carriage assembly}

본 발명은 용접캐리지 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휘어진 형태의 용접선을 자동으로 용접할 수 있는 용접캐리지 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 선박이나 플랜트의 제조에 있어서, 많은 용접량으로 인해 자동으로 용접을 수행하기 위해서 자동 용접 장치의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 자동 용접 장치는 두 개의 모재 사이에 위치하는 용접 부위를 따라 이동하면서 두 개의 모재를 용접하게 된다.

상술한 자동 용접 장치와 관련되어 특허문헌 1(한국공개특허 제2011-0051961호)이 개시된 바 있다. 상기 특허문헌 1에 개시된 자동 용접 장치는 용접구간을 따라 이동하는 주행대차에 장착되어 용접토치의 위치를 조절하는 용접토치 위치조절 모듈로, 회전 슬라이더와, 일단이 회전 슬라이더에 회전 가능하게 결합하는 링크부재와, 상기 링크부재의 타단에 회전 가능하게 결합되며, 용접토치를 홀딩하는 토치홀딩부, 및 주행대차에 장착되며 회전 슬라이더를 용접구간 방향으로 안내하는 전후 슬라이더를 포함하여 형성되어 다양한 형태의 용접부에 대응하여 용접을 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

그러나, 상술한 바와 같은 자동 용접 장치는 용접선이 직선으로 형성된 경우에는 적용할 수 있으나, 선박 등과 같이 휘어진 형태의 용접선에 용접을 행하는 경우에는 적용하기 어렵다는 문제가 있다.

따라서, 휘어진 형태의 용접선을 자동으로 용접하기 위한 자동 용접 장치가 강구되고 있는 바, 이와 관련되어 특허문헌 2(한국공개특허 제2010-0122675호)가 개시된 바 있다. 상기 특허문헌 2에 개시된 자동 용접 장치는 선박의 흘수마크의 배치 방향을 따라 직선경로 또는 곡선경로를 주행하는 용접캐리지와 용접토치, 상기 흘수마크를 형성하기 위한 플렉서블 레일과 상기 플렉서블 레일을 고정하기 위한 마그넷을 포함하여 형성되어 직선경로 또는 곡선경로의 용접선의 용접을 자동으로 가능하게 하는 자동 용접 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.

그러나, 상술한 바와 같은 자동 용접 장치는 오목 또는 볼록한 형상의 곡선경로(이하 '종방향 곡률')의 용접선에는 적용이 가능하나, 종방향 곡률을 구비하면서 동시에 그에 수직한 방향으로 곡률이 형성되는(이하, '횡방향 곡률') 용접선에는 적용이 어렵다는 문제가 있다.

특허문헌 1: 한국공개특허 제2011-0051961호 (2009년 11월 11일 출원) 특허문헌 2: 한국공개특허 제2010-0122675호 (2009년 5월 13일 출원)

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 종방향곡률을 구비하면서 동시에 횡방향 곡률을 구비하는 용접선에 용접을 자동으로 수행할 수 있는 용접캐리지 어셈블리를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 종방향 곡률을 가지는 곡면에 마련되는 용접선에 대응하도록 소정거리 이격된 위치에 설치되는 플렉서블가이드; 상기 플렉서블가이드에 장착 및 가이드되며, 상기 용접선을 따라 이동하면서 용접을 행하도록 설치되는 일면에 거리측정센서가 장착되는 용접캐리지; 및 상기 용접선의 횡방향 곡률과 동일한 곡률을 가지며, 상기 플렉서블가이드와 대향하는 위치에서 상기 용접선으로부터 소정거리 이격되어 설치되는 가이드판;을 포함하는 용접캐리지 어셈블리가 제공될 수 있다.

또한, 상기 플렉서블가이드는 스프링스틸로 제작될 수 있으며, 자성을 갖는 가이드고정부재에 의해 용접선 근처에 고정될 수 있다.

또한, 상기 플렉서블가이드는 가이드연결블록에 의해 복수개가 연결되어 사용되는 바, 상기 가이드연결블록은 두 개의 플렉서블가이드가 각각 결합되는 베이스블록과 상기 두 개의 플렉서블가이드가 직진을 유지할 수 있도록 하는 직진유지부로 구성될 수 있다.

가이드판은 스프링스틸 또는 MC나일론으로 제작될 수 있고, 자성을 갖는 가이드판고정부재에 의해 용접선 근처에 고정될 수 있다.

용접캐리지는 주행바퀴에 동력을 제공하는 구동모터; 회전슬라이더에 의해 회전움직임이 가능하도록 설치되는 용접토치; 상기 거리측정센서에 의해 측정된 거리값에 따라 전후 방향으로 이동을 행할 수 있도록 하는 전후슬라이더; 및 상기 전후슬라이더의 단부에 형성되는 가이드롤러;를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 간단한 구성을 추가하도록 하는 것에 의해 종방향 곡률을 구비하면서 동시에 횡방향 곡률을 가지는 용접선의 용접을 자동으로 수행할 수 있는 용접캐리지 어셈블리를 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예들은 선박 또는 플랜트의 용접작업시 발생할 수 있는 다양한 형상의 용접선의 용접을 자동으로 가능하게 한다는 점에 기술적 특징이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지 어셈블리를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 용접캐리지 어셈블리에서 플렉서블가이드가 설치된 모습을 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 플렉서블가이드의 연결부를 확대한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 용접캐리지 어셈블리에서 가이드판이 설치된 모습을 도시한다.
도 5는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지 어셈블리에서 용접캐리지를 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지 어셈블리의 구성에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지 어셈블리를 도시한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블가이드가 설치된 모습을 도시하며, 도 3은 도 2에 도시된 플렉서블가이드의 연결부를 확대한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드판이 설치된 모습을 도시한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지를 나타낸 도면이다.

도 1을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지 어셈블리를 설명하도록 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지 어셈블리는 용접캐리지(100)와 상기 용접캐리지(100)를 가이드하기 위해 설치되는 플렉서블가이드(300)와 상기 용접선(200)의 횡방향의 곡률에 대향하여 설치되는 가이드판(400)을 포함하여 구성될 수 있다. 보다 구체적으로 이를 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지 어셈블리는 오목 또는 볼록한 형상의 곡면, 즉 종방향 곡률에 마련되는 용접선(200)에 대응하여 설치되는 플렉서블가이드(300)와, 상기 플렉서블가이드(300)에 장착 및 가이드되며, 상기 용접선(200)을 따라 이동하면서 용접을 행하도록 설치되는 용접캐리지(100)와, 상기 용접선(200)의 상기 종방향 곡률과 수직한 방향의 곡률, 즉 횡방향 곡률과 동일한 곡률을 가지며, 상기 플렉서블가이드(300)와 대향하는 위치에 설치되는 가이드판(400)을 포함하여 형성될 수 있다. 한편, 상기 용접캐리지(100)는 일 면에 거리측정센서(150)를 설치하여 상기 가이드판(400)과의 거리를 측정하도록 하는 것에 의해 횡방향 곡률에 따른 거리 변화를 반영하여 용접선(200)에 적절한 용접을 수행할 수 있도록 한다.

따라서, 이러한 구성을 통하여, 본 발명에 따른 용접캐리지 어셈블리는 직선으로 마련되어 종방향 곡률만을 가지는 용접선(200) 뿐만 아니라 횡방향 곡률을 갖는 용접선(200)의 용접도 상기 용접캐리지(100)를 통해 자동으로 행하는 것이 가능하다. 한편, 이하에서는 상기 각각의 구성을 도면을 사용하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 도면을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블가이드(300)는 가이드고정부재(310)에 의해 선체 또는 플랜트의 용접선(200) 근처에 고정될 수 있다. 상기 가이드고정부재(310)는 상기 선체 또는 플랜트에 쉽게 고정부착할 수 있도록 하기 위해 자성을 갖는 재질로 제작할 수 있다. 또한, 상기 플렉서블가이드(300)는 종방향 곡률의 곡면에 마련되는 용접선(200)에 용접캐리지(100)가 용접을 원활하게 하도록 가이드를 행하는 역할을 한다는 점에서, 쉽게 구부러질 수 있는 재질로 제작하도록 한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서는 스프링스틸을 사용하여 상기 플렉서블가이드(300)를 제작하고 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 특징이 이에 한정되는 것은 아니고, 어느 정도 강성을 가지면서 쉽게 구부러질 수 있는 재질이 있다면 이를 사용하여 상기 플렉서블가이드(300)를 제작하는 것이 가능하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블가이드(300)는 상기 용접을 행하기 위해 마련되는 용접선(200)의 길이에 따라 복수개가 연결블록(320)을 이용해 연결되어 형성되는 것이 가능하다. 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결블록(320)의 한 실시예가 도시되어 있는 바 이를 참고하여 설명하도록 한다. 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 복수개의 플렉서블가이드(300)는 두 개의 플렉서블가이드(300)가 각각 결합되는 베이스블록(321a)과 상기 두 개의 플렉서블가이드(300)가 직진을 유지할 수 있도록 하는 직진유지부(321b)로 구성되는 가이드연결블록(321)에 의해 서로 연결될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 플렉서블가이드(300)의 각각의 단부에는 직진유지블록(322)이 설치되어 있는 바, 상기 각각의 플렉서블가이드(300)는 상기 가이드연결블록(321)의 베이스블록(321a)에 상기 플렉서블가이드(300)의 각각의 단부에 설치되는 직진유지블록(322)을 별도의 고정부재를 사용하여 결합시키고, 한편으로는 상기 가이드연결블록(321)의 단부에 형성되어 있는 직진유지부(321b)에 의해 상기 결합되는 두 개의 플렉서블가이드(300)의 직진도를 유지할 수 있도록 하는 것에 의해, 복수개의 플렉서블가이드(300)를 연결하여 사용하는 것을 가능하도록 한다.

한편, 상기 가이드연결블록(321)과 상기 직진유지블록(322)은 상기 플렉서블가이드(300)의 일 측면을 개방하는 상태로 제작하는 바, 이는 용접캐리지(100)의 가이드롤러(170)가 가이드되는 부분을 남겨두도록 하기 위함이다.

도 1과 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드판(400)은 상기 용접선(200)의 횡방향 곡률과 동일한 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 가이드판(400)은 가이드판고정부재(410)를 사용하여 상기 가이드판(400)을 상기 용접선(200)의 곡률과 동일한 곡률을 갖도록 선체 또는 플랜트에 설치하는 것이 가능하다. 또한, 상기 가이드판(400)은 쉽게 구부러질 수 있는 재질로 형성하도록 하는 바, 본 발명의 일 실시예에서는 스프링스틸 또는 MC나이론(mono cast nylon)을 사용하여 이를 제작하는 것이 가능하다. 상기 재질 중, MC나이론은 주원료인 나일론 모노머를 대기압 하에서 중합성형하는 것으로 나일론의 특성을 향상시켜 사출성형이나 압출성형품에는 없는 뛰어난 특성을 갖는다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 가이드판(400)의 재질은 상술한 바와 같은 재질로 한정되는 것은 아니고, 상기 서술한 바와 같이 쉽게 구부러질 수 있는 재질이라면 다른 재질을 사용하여 이를 제작하는 것도 가능하다. 또한, 상기 가이드판고정부재(410)는 상기 가이드판(400)을 선체 또는 플랜트의 외면에 손쉽게 탈부착 가능하도록 자성을 갖는 재질로 형성할 수 있다.

도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지 어셈블리에 사용되는 용접캐리지(100)가 도시되어 있는 바, 상기 도면을 참고하여 본 발명에 따른 용접캐리지(100)를 설명하도록 한다.

도면에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 용접캐리지(100)는 주행바퀴(180)에 동력을 제공하는 구동모터(130), 회전슬라이더(120)와 토치위빙부(112)에 의해 자유로운 움직임이 가능하도록 설치되는 용접토치(110), 거리측정센서(150)에 의해 측정된 거리값에 따라 전후 방향으로 이동을 행할 수 있도록 형성되는 전후슬라이더(160) 및 상기 전후슬라이더(160)의 단부에 형성되는 가이드롤러(170)를 포함하여 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지(100)는 거리측정센서(150)를 사용하여 가이드판(400)과의 거리를 측정하고, 이를 통해 상기 전후 슬라이더(160)를 구동하여 용접토치(110)가 정확하게 용접선(200)을 따라 용접을 행할 수 있도록 한다. 한편, 상기 거리측정센서(150)는 보다 정확하게 거리를 측정하도록 하기 위해 레이저 거리 센서(laser distance sensor)를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지(100)는 상기 전후 슬라이더(160)의 단부에 형성되는 가이드롤러(170)를 사용하여 플렉서블가이드(300)를 따라 이동할 수 있도록 형성한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지(100)는 가이드롤러(170)가 플렉서블가이드(300)를 따라 이동하는 것과 동시에, 상기 거리측정센서(150)와 가이드판(400)을 사용하여 측정된 거리값에 따라 상기 전후 슬라이더(160)의 구동을 통해 이동을 행하도록 함으로써, 상기 용접선(200)이 종방향의 곡률을 가지는 것과 동시에 횡방향의 곡률을 갖는 경우에도 원활하게 상기 용접선(200)을 따라 용접을 행할 수 있도록 한다.

한편, 상기 용접토치(110)는 토치홀딩부(111)에 의해 지지되며, 토치위빙부(112)와 회전슬라이더(120)의 움직임을 통해 어느 정도 자유도를 갖는 운동을 행할 수 있으며, 상기 용접토치(110)는 링크부재(121)에 의해 상기 회전슬라이더(120)에 결합되어 구성되어 있다. 또한 상기 용접캐리지(100)는 상부에 형성된 손잡이(140)에 의해 작업자가 이동을 행할 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 도면 및 상술한 바와 같은 설명에 의해 개시되고 있는 용접캐리지(100)는 본 발명의 기술적 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 특징이 상기 용접캐리지(100)로 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 상기 서술한 바와 같은 기술적 특징을 만족시킬 수 있다면 어떠한 구성을 갖는 용접캐리지를 사용하여 본 발명에 따른 용접캐리지 어셈블리를 제작하는 것이 가능하다.

한편, 상술한 바와 같은 기술적 특징을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지 어셈블리의 동작을 도 1을 참조하여 이를 설명하도록 한다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 용접캐리지 어셈블리의 용접캐리지(100)는 플렉시블가이드(300)에 가이드롤러(170)를 사용하여 종방향 곡률의 곡면을 따라 이동하도록 형성되어 있으며, 또한, 거리측정센서(150)를 사용하여 상기 가이드판(400)과의 거리를 측정한 후, 이를 통해 전후슬라이더(160)를 구동하여 상기 용접캐리지(100)를 전후 방향으로 슬라이딩하도록 함으로써, 상기 용접선(200)이 종방향 곡률의 곡면 뿐만 아니라, 횡방향 곡률이 형성되어 있는 경우에도, 상기 용접캐리지(100)를 통해 자동으로 용접을 행하는 것이 가능하도록 한다.

이를 위해, 상기 가이드판(400)은 상기 용접선(200)과 동일한 곡률을 갖도록 배치될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접캐리지 어셈블리는 상술한 바와 같이 용접캐리지(100)를 자동으로 구동하기 위해 제어부(미도시)를 설치하는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명에 따른 용접캐리지 어셈블리는 용접선(200)의 횡방향 곡률과 동일한 곡률을 갖는 가이드판(400)을 설치하도록 하는 것에 의해, 보다 단순한 구성으로 횡방향 곡률을 갖는 용접선(200)의 용접을 자동으로 수행하는 것이 가능하며, 또한 다양한 형상의 곡률을 갖는 용접선의 용접도 가능하다는 기술적 장점이 있다.

이상에서의 서술은 특정의 실시예와 관련한 것으로, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

100: 용접캐리지 110: 용접토치
120: 회전슬라이더 130: 구동모터
150: 거리측정센서 160: 전후슬라이더
170: 가이드롤러 180: 바퀴
200: 용접선 300: 플렉서블가이드
310: 가이드고정부재 320: 연결블록
400: 가이드판 410: 가이드판고정부재

Claims

종방향 곡률을 가지는 곡면에 마련되는 용접선에 대응하도록 상기 용접선으로부터 소정거리 이격된 위치에 설치되는 플렉서블가이드;
상기 플렉서블가이드에 의해 가이드되며, 상기 용접선을 따라 이동하면서 용접을 행하도록 일면에 거리측정센서가 장착되는 용접캐리지; 및
상기 용접선의 횡방향 곡률과 동일한 곡률을 가지며, 상기 플렉서블가이드와 대향하는 위치에서 상기 용접선으로부터 소정거리 이격되어 설치되는 가이드판;을 포함하는 용접캐리지 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 플렉서블가이드는 스프링스틸로 제작되는 용접캐리지 어셈블리.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 플렉서블가이드는 자성을 갖는 가이드고정부재에 의해 용접선 근처에 고정되는 용접캐리지 어셈블리.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 플렉서블가이드는 가이드연결블록에 의해 복수개가 연결되어 사용되는 용접캐리지 어셈블리.
청구항 4에 있어서,
상기 가이드연결블록은 두 개의 플렉서블가이드가 각각 결합되는 베이스블록과 상기 두 개의 플렉서블가이드가 직진을 유지할 수 있도록 하는 직진유지부로 구성되는 용접캐리지 어셈블리.
청구항 5에 있어서,
상기 플렉서블가이드의 상부면에는 상기 가이드연결블록의 직진유지부에 대응하도록 형성되어, 상기 플렉서블가이드가 직진이동을 행하도록 하는 직진유지블록이 설치되는 용접캐리지 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드판은 스프링스틸 또는 MC나일론으로 제작되는 용접캐리지 어셈블리.
청구항 7에 있어서,
상기 가이드판은 자성을 갖는 가이드판고정부재에 의해 용접선 근처에 고정되는 용접캐리지 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 용접캐리지는,
주행바퀴에 동력을 제공하는 구동모터;
회전슬라이더에 의해 회전움직임이 가능하도록 설치되는 용접토치;
상기 거리측정센서에 의해 측정된 거리값에 따라 전후 방향으로 이동을 행할 수 있도록 하는 전후슬라이더; 및
상기 전후슬라이더의 단부에 형성되는 가이드롤러;를 포함하는 용접캐리지 어셈블리.