KR20130094479A

KR20130094479A - 접근 홀 메공 용접장치

Info

Publication number: KR20130094479A
Application number: KR1020120015748A
Authority: KR
Inventors: 김영주; 조한진; 허만주
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-08-26

Abstract

본 발명은 조선 선체 블록 내부 작업 시 작업자 및 공구 진출입을 위한 폐곡선형 접근 홀의 메공을 위해 고품질 자동 용접을 수행할 수 있도록 하는 접근 홀 메공 용접 장치에 관한 것으로,
상기 메공 용접 장치는, 직선렉기어(31a)와 곡선렉기어(31b)로 구성되는 렉기어(31)가 외측면에 장착되는 가이드레일부(110);와, 상기 직선렉기어(31a)와 맞물리는 직선스퍼기어(52a)와 상기 곡선렉기어(31b)와 맞물리는 곡선스퍼기어(52b)가 구비되어 상기 폐곡선형 가이드레일부(110)를 따라 주행하는 주행기구부(130);와, 상기 주행기구부(130)에 장착되어 상기 주행기구부(130)를 따라 이송되면서 에 접근 홀(12)과 메공용 덮개(2)를 용접하는 용접기구부(150);를 포함하고, 상기 직선렉기어(31a)와 직선스퍼기어(52a)의 피치비와 상기 곡선렉기어(31b)와 맞물리는 곡선스퍼기어(52b)의 피치비가 상기 용접기구부(150)의 직선주행속력과 곡선주행 시의 곡선 주행 선속력을 일정 오차 범위 내에서 일치시키는 피치비를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

접근 홀 메공 용접장치{WELDING APPARATUS FOR STOPPING ACCESS HOLE}

본 발명은 조선 선체 블록 내부 작업 시 작업자 및 공구 진출입을 위한 폐곡선형 접근 홀의 메공을 위해 고품질 자동 용접을 수행할 수 있도록 하는 접근 홀 메공 용접 장치에 관한 것이다.

조선 선체 제작 과정에서 선체 블록 내부 작업 시 작업자 및 공구 진출입을 위한 임시 이동 통로가 존재하게 되는데, 이 이동 통로는 도 1과 같은 타원, 원형 등의 폐곡선 형 접근 홀(12)로 형성된다.

선체 내부 작업이 완료되고 선박을 진수하기 위해서는 상기 임시 이동 통로와 같은 형상의 덮개를 덮고 메공하여야 하는데, 상기 임시 이동 통로의 형상이 폐곡선형이라서, 일반적인 용접 캐리지를 적용하여 곡선과 직선 용접을 함께 수행하기 어려워 현재는 전량 수동용접을 수행하고 있는 실정이다.

상기 임시 이동 통로의 메공 용접 작업은 척당 약 160개, 연간 10,000개(63척 기준)의 과대한 물량으로 진수 시점의 지연을 초래하며, 고기량 용접사가 투입되어 2인 1조로 일일 약 2~4개의 수동 메공 용접을 수행하므로 인건비 및 작업 시간이 과다하게 소요되는 문제점을 가진다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 조선 선체 블록 내부 작업 시 작업자 및 공구 진출임을 위한 폐곡선형 접근 홀의 메공을 위한 고품질 자동 용접을 수행할 수 있도록 하는 접근 홀 메공 용접 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 접근 홀 메공 용접 장치(100)(이하, '메공 용접 장치(100)'라 함)는, 직선렉기어(31a)와 곡선렉기어(31b)로 구성되는 렉기어(31)가 외측면에 장착되는 가이드레일부(110);와, 상기 직선렉기어(31a)와 맞물리는 직선스퍼기어(52a)와 상기 곡선렉기어(31b)와 맞물리는 곡선스퍼기어(52b)가 구비되어 상기 폐곡선형 가이드레일부(110)를 따라 주행하는 주행기구부(130);와, 상기 주행기구부(130)에 장착되어 상기 주행기구부(130)를 따라 이송되면서 에 접근 홀(12)과 메공용 덮개(2)를 용접하는 용접기구부(150);를 포함하고, 상기 직선렉기어(31a)와 직선스퍼기어(52a)의 피치비와 상기 곡선렉기어(31b)와 맞물리는 곡선스퍼기어(52b)의 피치비가 상기 용접기구부(150)의 직선주행속력과 곡선주행 시의 곡선 주행 선속력을 일정 오차 범위 내에서 일치시키는 피치비를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 주행기구부(130)는, 상기 직선스퍼기어(52a)와 상기 곡선스퍼기어(52b)와 적층되어 모터축에 결합되는 주행모터(51)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 직선렉기어(31a)는 상기 직선스퍼기어(52a)와 맞물리는 위치의 높이를 가지도록 상기 가이드레일부(110)에 장착되고, 상기 곡선렉기어(31b)는 상기 직선스퍼기어(31a)와 맞물리는 위치의 높이를 가지도록 상기 가이드레일부(110)에 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드레일부는, 또한, 서로 연결되어 상기 폐곡선형 가이드레일부를 형성하도록 분할된 복수의 분할레일(210, 210a);과, 상기 복수의 분할레일(210, 210a)의 단부를 연결하는 복수의 연결레일관(230)을 포함하여, 서로 다른 크기의 접근 홀에 대한 자동 용접을 수행할 수 있도록 길이 및 형상이 가변되는 조립식레일로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 분할레일(210, 210a) 및 상기 연결레일관(230)은 곡선 또는 직선 형으로 제작되며, 곡선 또는 직선형에 따라 분할레일렉기어(211)와 연결레일관렉기어(231)가 상기 주행기구부(130)의 모터축에 적층 결합된 직선스퍼기어(52a)와 곡선스퍼기어(52b) 각각과 맞물리는 위치에 형성되고, 상기 분할레일(210, 210a)의 분할레일렉기어(211)와 상기 연결레일관(230)의 연결레일관렉기어(231)는 서로 동일한 돌출 높이를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성을 가지는 본 발명의 접근 홀 메공 용접 장치는 폐곡선형 접근 홀 메공 용접을 자동으로 수행하므로, 접근 홀의 메공을 위한 용접을 수동 용접 시에 비하여 신속하고 용이하며, 안정적으로 수행할 수 있도록 함으로써, 용접 품질을 향상시키고, 생산성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.

이에 따라, 본 발명의 접근 홀 메공 용접 장치는 과대한 물량이 함께 걸리는 진수 단계에서의 탑재 공정 지연에 대한 문제 발생을 해소하는 효과를 제공한다.

또한, 저기량 용접사를 투입하여 고품질 용접이 구현 가능하므로 인건비 절감 및 용접 품질 확보를 가능하게 하는 효과를 제공한다.

또한, 접근 홀을 자동 용접으로 메공하는 것에 의해 작업자의 근골격계 질환 등의 상해를 예방하는 효과를 제공한다.

도 1은 선박의 접근 홀(12)을 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 접근 홀(12) 메공 용접장치(100)의 사시도,
도 3은 상기 메공 용접 장치(100)의 직선스퍼기어(52a)와 곡선스퍼기어(52b)가 모터축에 적층 결합된 주행모터(51)의 측면도,
도 4는 도 2의 메공 용접 장치(100)의 전체 장치 구성도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따르는 조립식레일(200)의 사시도,
도 6은 도 5의 연결레일관(230)과 분할레일(210)의 결합된 위치에서의 서로 동일 높이를 가지도록 형성되는 연결레일관렉기어(231)와 분할레일렉기어(211)를 나타내는 도면,
도 7은 4분할된 다른 실시예의 조립식레일(200a)의 개략적인 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 접근 홀(12) 메공 용접장치(100)의 사시도이고, 도 3은 상기 메공 용접 장치(100)의 직선스퍼기어(52a)와 곡선스퍼기어(52b)가 모터축에 적층 결합된 주행모터(51)의 측면도이다.

도 2와 같이 상기 메공 용접 장치(100)는, 가이드레일부(110);와, 가이드레일을 따라 주행하는 주행기구부(130);와, 주행기구부(130)에 장착된 용접기구부(150)를 포함하여 구성된다.

상기 구성에서 상기 가이드레일부(110)는 선체(11) 등에 형성되는 접근 홀(12)의 내경 형상에 대응하는 직선 및 곡선을 포함하는 폐곡선을 형성하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 주행기구부(130)가 폐곡선을 따라 주행할 수 있도록 직선레일의 부위에는 직선렉기어(31a)가 장착되고 곡선레일 부위에는 곡선렉기어(31b)가 장착되어 형성되는 렉기어(31)가 장착된다. 이때 직선렉기어(31a)와 곡선렉기어(31b)는 주행모터(51)의 모터축에 적층 결합된 직선스퍼기어(52a)와 곡선스퍼기어(52b) 각각과 서로 간섭 없이 결합될 수 있도록 직선스퍼기어(52a)와 곡선스퍼기어(52b)의 위치에 대응하는 위치로 분할형성된다. 또한, 상기 직선렉기어(31a)와 직선스퍼기어(52a)의 피치비와 상기 곡선렉기어(31b)와 곡선스퍼기어(52b)의 피치비는, 주행기구부(130)가 가이드레일(3)을 따라 이송되는 경우 상기 용접기구부(150)의 직선주행속력과 곡선주행 시의 곡선 주행 선속력을 일정 오차 범위 내에서 일치시키는 피치비를 가지도록 형성된다. 상기 피치비는 수평길이조절슬라이더(8)의 길이와 접근 홀(12)의 곡선 부위의 곡률의 함수로 계산될 수 있고, 상기 일정 오차 범위는 메공용 덮개와 접근 홀(12)의 사이의 규정 용접 품질을 만족시키는 오차 범위를 말하며, 재질에 따라 변경될 수 있다.

상술한 구성을 가지는 가이드레일부(110)는 매그스위치(4)에 의해 메공 용 덮개(2)의 상부에 고정 설치된다.

상기 주행기구부(130)는 도 3과 같이 주행모터(51)와 모터축에 적층 결합되는 직선스퍼기어(52a)와 곡선스퍼기어(52b)를 포함하여 구성되어, 직선레일의 부위에서는 직선스퍼기어(52a)가 가이드레일부(110)의 직선렉기어(31a)와 맞물리어 주행기구부(130)를 주행시키고, 곡선레일 부위에서는 곡선스퍼기어(52b)가 가이드레일부(110)의 곡선렉기어(31b)와 맞물리어 주행기구부(130)를 주행시키는 것에 의해 용접기구부(150)의 직선 주행 속력 및 곡선 주행 속력이 오차 범위 내에서 항상 일정하도록 가이드레일부(110)를 따라 주행한다.

상기 용접기구부(150)는 상기 주행기구부(130)에 장착되는 수평길이조절슬라이더(8)와, 수평길이조절슬라이더(8)에 장착되어 수직높이를 조절하는 수직높이조절슬라이더(7)와, 수평길이조절슬라이더(8)에 장착되는 용접토치(6)를 포함하여 구성된다. 상기 구성의 용접기구부(150)는 주행기구부(130)의 주행에 따라 용접을 수행하는 용접토치(6)가 항상 접근 홀(12)과 메공 덮개(2)의 용접 위치에 대응하는 위치에 위치하도록 높이와 수평 길이를 조절하게 된다.

도 4는 상기 도 2의 메공 용접 장치(100)의 전체 장치 구성도이다.

상술한 구성을 가지는 상기 메공 용접 장치(100)는 도 4와 같이, 용접와이어피더(93)를 통해 용접토치(6)로 용접와이어를 공급하고, 용접기(94)를 통해 용접 전력을 공급받는 상태에서 주행기구부(130)가 가이드레일부(110)를 따라 주행함에 따라 용접토치(6)에서 아크가 발생하여 접근 홀(12)과 메공 용 덮개(2)를 용접하게 된다.

이 과정에서 주행기구부(130)가 직선레일 부위를 따라 주행하는 경우에는 직선렉기어(31a)와 직선스퍼기어(52a)가 맞물리어 주행기구부(130)를 주행시키고, 곡선레일 부위를 따라 주행하는 경우에는 곡선렉기어(31b)와 곡선스퍼기어(52b)가 맞물리어 주행기구부(130)를 주행시키게 된다. 이때 직선렉기어(31a)와 직선스퍼기어(52a)의 피치비와 곡선렉기어(31b)와 곡선스퍼기어(52b)의 피치비는 용접기구부(150)의 직선 주행 속력과 곡선 주행 시의 선 속력을 일정 오차 범위 내에서 일치시키는 피치비를 가지도록 형성된다. 이에 따라 용접기구부(150)는 주행기구부(130)가 직선레일을 따라 주행하는 경우에나 곡선레일을 따라 주행하는 경우에는 접근 홀(12)과 메공 덮개(2)의 용접면 상에서 일정한 속력으로 이동하게 되므로 균일한 용접이 수행되어 용접 품질의 안정성 및 신뢰성을 보장한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따르는 조립식레일(200)의 사시도이고, 도 6은 도 5의 연결레일관(230)과 분할레일(210)의 결합된 위치에서의 서로 동일 높이를 가지도록 형성되는 연결레일관렉기어(231)와 분할레일렉기어(211)를 나타내는 도면이다.

본 발명의 가이드레일부는 서로 다른 크기와 형상을 가지는 접근 홀(12)의 자동 용접을 수행하기 위하여 가이드레일의 형상 및 크기를 가변시킬 수 있도록 조집되어 일체형의 가이드레일부를 형성하는 조립식레일(200)로 제작될 수 있다.

상기 조립식레일(200)은 서로 다른 형상의 접근 홀의 메공 용접에 적용될 수 있도록 서로 연결되어 접근 홀(12)의 내경 형상에 대응하는 가이드레일부를 형성하도록 분할된 복수의 분할레일(210);과, 상기 복수의 분할레일(210)의 단부를 연결하는 연결레일관(230)을 포함하여 구성된다.

상기 분할레일(210) 및 상기 연결레일관(230)에는 곡선 또는 직선형에 따라 분할레일렉기어(211)와 연결레일관렉기어(231)가 도 2 및 도 4와 같이 상기 주행기구부(130)의 모터축에 적층 결합된 직선스퍼기어(52a)와 곡선스퍼기어(52b) 각각과 맞물리는 위치 각각에 형성된다. 그리고 연결 부위에서의 원활한 주행을 위하여 상기 분할레일(210)의 분할레일렉기어(211)와 상기 연결레일관(230)의 연결레일관렉기어(231)는 서로 동일한 돌출 높이를 가지도록 형성된다.

상술한 구성에의 의해 상기 조립식레일(200)은 서로 다른 크기 및 형상의 접근홀에 대응하는 형상을 가지는 가이드레일부로 조립 결합되어 주행기구부(130)를 주행시킬 수 있게 되므로, 서로 다른 크기 및 형상의 접근 홀에 대응하는 가이드레일을 별도로 제작함이 없이 모든 형상의 접근 홀(12)에 대하여 하나의 조립식레일(200)에 의해 자동 용접을 수행할 수 있도록 한다.

도 7은 4분할된 다른 실시예의 조립식레일(200a)의 개략적인 도면으로서, 상기 조립식레일(200a)은 도 6의 2단 분리형 이외에 도 7과 같이 4단 분할레일(210a)을 구성하는 등으로 다양하게 분할 제작될 수 있다.

2: 메공 용 덮개, 11: 선체, 12: 접근 홀
100: 메공 용접 장치
110: 가이드레일부
3: 가이드레일, 31: 렉기어, 31a: 직선렉기어, 31b: 곡선렉기어,
130: 주행기구부
51: 주행모터, 52: 스퍼기어, 52a: 직선스퍼기어, 52b: 곡선스퍼기어
150: 용접기구부
6: 용접토치, 7: 수직높이조절슬라이더, 8: 수평길이조절슬라이더
200, 200a: 조립식레일
210, 210a: 분할레일, 211: 분할레일렉기어
230: 연결레일관, 231: 연결레일관렉기어

Claims

직선렉기어(31a)와 곡선렉기어(31b)로 구성되는 렉기어(31)가 외측면에 장착되는 가이드레일부(110);와,
상기 직선렉기어(31a)와 맞물리는 직선스퍼기어(52a)와 상기 곡선렉기어(31b)와 맞물리는 곡선스퍼기어(52b)가 구비되어 상기 폐곡선형 가이드레일부(110)를 따라 주행하는 주행기구부(130);와,
상기 주행기구부(130)에 장착되어 상기 주행기구부(130)를 따라 이송되면서 에 접근 홀(12)과 메공용 덮개(2)를 용접하는 용접기구부(150);를 포함하고,
상기 직선렉기어(31a)와 직선스퍼기어(52a)의 피치비와 상기 곡선렉기어(31b)와 맞물리는 곡선스퍼기어(52b)의 피치비가 상기 용접기구부(150)의 직선주행속력과 곡선주행 시의 곡선 주행 선속력을 일정 오차 범위 내에서 일치시키는 피치비를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 접근 홀 메공 용접 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 주행기구부(130)는,
상기 직선스퍼기어(52a)와 상기 곡선스퍼기어(52b)가 모터축에 적층된 주행모터(51)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접근 홀 메공 용접 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 직선렉기어(31a)는 상기 직선스퍼기어(52a)와 맞물리는 위치의 높이를 가지도록 상기 가이드레일부(110)에 장착되고,
상기 곡선렉기어(31b)는 상기 직선스퍼기어(31a)와 맞물리는 위치의 높이를 가지도록 상기 가이드레일부(110)에 장착되는 것을 특징으로 하는 접근 홀 메공 용접 장치.