KR20140099021A

KR20140099021A - 3차원 곡면 용접장치

Info

Publication number: KR20140099021A
Application number: KR1020130011700A
Authority: KR
Inventors: 박철성; 한주호; 전재승; 오종인
Original assignee: 주식회사 한진중공업; 주식회사 한진중티엠에스
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2014-08-11
Also published as: KR101464857B1

Abstract

본 발명은, 3차원 곡면 용접부의 경사도에 따라 실시간으로 최적의 용접조건이 선택되어, 그 선택된 용접조건에 따라 3차원 곡면 용접부에 대한 용접이 자동으로 행해지는 3차원 곡면 용접장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 3차원 곡면 용접장치는, 3차원 곡면 용접부 근방에 배치하는 원형 봉 모양의 가이드레일과, 일단부가 3차원 곡면 용접부 근방의 모재 표면에 부착되고 타단부가 가이드레일에 결합되는 복수의 고정구로 이루어진 가이드부; 및 가이드레일을 따라 이동하면서 3차원 곡면 용접부에 대한 용접을 자동으로 수행하는 용접기;로 구성된다. 그 중, 용접기는, 토치 높이를 조정하는 상하조절부와, 토치를 용접 진행방향에 대해 양 옆으로 번갈아 이동시키는 위빙부와, 토치 경사각을 조정하는 각도조절부와, 3차원 곡면 용접부의 경사도를 실시간으로 검출하는 각도센서와, 각도센서의 검출 값에 따라 상하조절부와 각도조절부의 작동을 제어하여 토치 경사각과 토치 높이를 자동으로 조절함과 아울러 용접 전류와 전압, 속도 등을 적절히 제어하는 제어부로 구성되어 있다. 이 제어부의 메모리에는, 3차원 곡면 용접부의 경사도에 따른 최적의 용접조건이 미리 기억ㆍ저장되어 있어, 각도센서에 의해 검출된 경사도에 대응하는 최적의 조건이 제어부에 의해 호출되어 용접기의 각부를 제어하는 데에 이용된다.

Description

3차원 곡면 용접장치{3D CURVED WELDING APPARATUS WITH AUTO CHANGING FUNCTION FOR WELDING CONDITIONS AS PER SLOPE ANGLE}

본 발명은 3차원 곡면 용접장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 3차원 곡면 용접부의 경사도에 따라 실시간으로 최적의 용접조건이 선택되어, 그 선택된 용접조건에 따라 3차원 곡면 용접부에 대한 용접작업이 자동으로 행해지는, 3차원 곡면 용접부의 경사도에 따라 용접조건이 자동으로 변경되는 3차원 곡면 용접장치에 관한 것이다.

조선소에서 건조되는 선박의 대부분은 기능과 성능을 만족시키기 위해, 일반적으로, 선체가 유선형으로 제작된다.

이 때문에, 선박의 선수와 선미에는, 다양한 3차원 곡면을 가진 블록(「곡블록」이라 한다)이 많이 사용되고 있는데, 이러한 3차원 곡면을 가진 곡블록들은 조립단계에서 맞대기 이음 용접(Butt joint welding)에 의해 선체 일부를 구성한다.

따라서 3차원 곡면을 가진 곡블록을 맞대기 이음 용접할 때, 평면이나 2차원 곡면 용접부를 용접하기에 알맞도록 개발된 종래의 자동 용접장치들은 사용할 수가 없어, 거의 수동용접에 의존하고 있다.

특허문헌 1을 포함한 몇몇 문헌에, 곡블록의 맞대기 이음 용접을 자동화하기 위한 기술이 제안되어 있지만, 이들 선행기술은 다음과 같은 문제점이 있다.

(1) 특허문헌 1을 포함한 대부분의 문헌에 개시된 선행기술은, 2차원 곡면 용접이나 필릿 이음 용접(Fillet joint welding)시, 2차원 곡면 용접부의 경사도에 따라 토치의 경사각만 조절하도록 된 방식이기 때문에, 이들 선행기술에 의해 제안된 용접장치로 3차원 곡면 용접부를 용접할 경우, 고품질의 용접비드를 얻을 수 없다는 단점이 있다.

(2) 또한, 다층(多層) 용접시, 용접부의 경사도에 따라, 용접 전류 및 전압, 속도, 토치 경사각 등을 다르게 설정해 주어야만 동일한 용접횟수로 작업을 마칠 수 있는데, 선행기술들은 토치 경사각만 조절하는 방식이어서, 일정하게 유지되어야 할 아크 포인트와 용접 속도가 용접부의 경사도에 따라 달라지는 단점이 있고, 용접기를 안내하는 가이드레일도 평판이나 사각형 봉 모양이어서, 평면이나 2차원 곡면에는 사용 가능하더라도, 3차원 곡면의 프로파일에 맞춰 가이드레일을 구부릴 경우에는 단면(斷面)의 변형과 뒤틀림이 생겨 3차원 곡면 용접에 사용할 수 없는 단점이 있다.

공개특허공보 공개번호 10-2011-0078351

본 발명은, 이러한 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 3차원 곡면 용접부의 용접품질이 양호하게 유지될 수 있도록, 용접부의 경사도에 따라 실시간으로 최적화의 용접조건이 선택되어, 그 선택된 용접조건에 따라, 자동으로 용접작업이 진행되며, 2차원 곡면과 3차원 곡면 모두에 대해, 자동 용접이 가능하게 구성된 3차원 곡면 용접장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 과제가 해결 가능하도록 구성된 본 발명의 특징은 다음과 같다.

첫째, 평면과 2차원 곡면뿐 아니라 3차원 곡면에 대해서도 자동 용접이 행해질 수 있도록, 용접기를 정확한 이동경로로 안내하는 가이드레일로서 원형 봉 모양의 가이드레일을 사용하여, 3차원 곡면 용접부의 경사도에 맞춰 이 가이드레일을 3차원 곡면 용접부 근방에 설치할 수 있도록 하였다.

둘째, 용접부의 경사도에 따라, 실시간으로 용접기의 각부(各部)가 제어부에 의해 제어되어, 최적 조건(예를 들면 용접 전류와 전압, 용접 속도, 토치 경사각, 위빙 조건 등) 하에 용접작업이 이루어지게 함으로써, 3차원 곡면 용접부의 용접품질이 고품질을 유지하도록 하였다. 일 예로서, 3차원 곡면 용접부의 경사도에 따라 토치 경사각이 변화될 때 토치 높이도 자동으로 조정되도록 하여, 용융 푸울에 대한 용접 와이어의 돌출길이와 아크 포인트의 생성위치가 일정하게 유지되도록 하였다.

셋째, 상기 특징에 더해, 다층(예컨대, 초층, 중간층, 마무리층) 용접시, 각 층별 용접조건이 기억ㆍ저장된 메모리로부터 최적 용접조건이 제어부에 의해 호출되어, 그 호출된 용접조건에 따라, 용접기의 각부가 제어부에 의해 제어되어, 최적조건 하에 다층 용접이 자동으로 진행되도록 하였다.

선행기술은, 평판이나 사각형 봉 모양의 가이드레일을 3차원 곡면 용접부 근방에 설치하기 위해 구부릴 경우, 용접기의 주행에 지장을 초래하는 단면(斷面) 변형과 뒤틀림이 생기기 때문에, 3차원 곡면 용접부의 용접작업을 자동화하는 데에는 사용할 수 없었다.

그에 반해, 본 발명의 첫 번째 특징에 따르면, 3차원 곡면 용접부의 형상에 맞춰 구부려도 단면 변형과 뒤틀림이 생기지 않는 원형 봉 모양의 가이드레일을 사용하므로, 3차원 곡면 용접부의 용접작업을 자동화할 수 있는 효과가 발휘된다.

다음으로, 선행기술은 용접부의 경사도에 따라 토치 경사각만 조절될 뿐 토치 높이는 조정되지 않아, 용접작업 중에 아크 포인트의 생성위치가 계속해서 바뀌는 문제가 있다. 따라서 3차원 곡면의 용접에 선행기술을 적용하는 경우, 고품질의 용접비드를 얻는 것은 불가능하다고 할 수 있다.

이에 대해, 본 발명의 두 번째 특징에 따르면, 토치 경사각이 변할 때 토치 높이도 함께 조정되므로, 용접 푸울에 대한 아크 포인트의 생성위치가 일정하게 유지되어, 용접품질이 양호하게 유지될 수 있는 작용효과가 발휘된다.

다음으로, 선행기술에 따른 용접장치는, 다층 용접시, 용접기의 제어부에 마련된 입력수단을 통해, 작업자(예컨대, 용접사)가 현장에서 각 층별 용접조건을 직접 입력ㆍ설정하도록 되어 있기 때문에, 사용하기에 불편하다.

이에 반해, 본 발명의 세 번째 특징에 따르면, 각 층별 용접조건이 제어부의 메모리에 미리 저장되어 있는바, 용접작업의 개시시나 용접작업의 진행 중에, 제어부가 메모리로부터 최적의 용접조건을 호출해서 그 호출된 용접조건에 따라 용접기 각부를 제어하므로, 최적의 다층 용접이 자동으로 진행되는 작용효과가 발휘된다.

그러므로 본 발명이 제안하는 3차원 곡면 용접장치에 의하면, 선행기술의 문제점이 모두 해결될 수 있고, 또한, 상술한 작용효과에 의해 현장 용접사가 용이하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 3차원 곡면 용접장치의 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 3차원 곡면 용접장치의 정면도.
도 3은 도 1에 도시된 3차원 곡면 용접장치의 좌측면도.
도 4는 도 1에 도시된 3차원 곡면 용접장치의 우측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 원형 봉 모양의 가이드레일이 3차원 곡면 용접부 근방에 설치된 상태도.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 3차원 곡면 용접장치에서 토치 경사각과 토치 높이가 동시에 조정된 상태를 나타낸 사진.
도 7은 도 6에 대응되는 사진으로서, 종래의 2차원 곡면 용접장치에서 토치 경사각만 조정된 상태를 나타낸 사진.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 3차원 곡면 용접장치의 구성을 첨부도면에 의거하여 설명한다.

도 1 내지 5에 예시된 것처럼, 본 발명의 일 실시형태에 따른 3차원 곡면 용접장치는, 용접기와 가이드부로 구성되어 있다.

가이드부(100)는 도 1, 3, 5에 도시된 바와 같이, 3차원 곡면 용접부의 경사도에 맞춰 구부린 형태로 용접부 근방에 배치되는 원형 봉 모양의 가이드레일(110)과, 자석을 구비한 일단부가 용접부 근방의 모재(900) 표면에 부착됨과 아울러 타단부가 가이드레일(110)에 결합된 복수의 고정구(120)로 이루어져 있다. 이들 고정구(120)는 가이드레일(110)의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 배치되어 있다.

원형 봉 모양의 가이드레일(110)을 따라 이동하면서 3차원 곡면 용접부에 대한 용접을 자동으로 수행하는 용접기는, 주행부(200) 및 이 주행부(200) 상에 설치하는 용접작업유닛과 각도센서(700)와 제어부(600)로 구성되어 있다.

그 중 주행부(200)는, 캐리지(210)와, 캐리지(210)가 모재(900) 표면을 따라 이동할 수 있도록 캐리지(210)의 전후측에 하나씩 배치된 회전축의 양단에 회전 자유롭게 결합된 주행바퀴(220)와, 이들 주행바퀴가 동시에 회전하도록 두 회전축 사이를 연결하는 전동수단과, 주행바퀴(220)를 회전구동하는 주행용 모터(230)와, 캐리지(210) 측에 일단부가 고정되고 원형 봉 모양의 가이드레일(110)에 타단부가 슬라이드이동 가능하게 결합되는 커넥팅 아암(240)과, 이 커넥팅 아암의 타단부에 설치되는 이동안내수단(241)과, 용접기 전체를 운반하기 위해 캐리지(210) 상에 마련한 운반손잡이(250)로 이루어져 있다. 상기 전동수단으로서, 본 실시형태에서는 도 2에 예시된 체인 전동수단(스프로킷과 체인의 조합)을 사용했지만, 전동수단이 이 유형으로 한정되는 것은 아니고, 통상의 벨트 전동수단이어도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는 이동안내수단(241)으로서, 도 1에 예시된 것처럼, 한 쌍의 롤러를 사용했지만, 원형 봉 모양의 가이드레일(110)을 따라 슬라이드이동이 가능하고 이동 중에 이 가이드레일로부터 이탈하지 않는 것이라면 어떤 것이라도 채용 가능하다. 또한, 주행용 모터(230)의 구동상태를 실시간으로 검출할 수 있는 엔코더를 더 구비함으로써, 엔코더의 검출 값에 따라 제어부가 주행용 모터(230)의 구동상태를 피드백 제어할 수 있도록 하는 바람직하다.

다음으로, 각도센서(700)는 도 4와 도 5에 예시하는 바와 같이, 용접부 근방의 모재(900) 표면을 따라 캐리지(210)가 이동할 때 용접부의 경사도를 실시간으로 측정해서 후술하는 제어부에 전달할 수 있도록, 캐리지(210) 상에 탑재시킨 주행용 모터(230)의 근방에 설치되어 있다.

다음으로, 캐리지(210)에 탑재하는 용접작업유닛은, 토치를 통해 노출된 용접 와이어 끝과 3차원 곡면 용접부 사이의 최적거리가 설정거리를 유지하도록 토치를 캐리지(210)의 연직방향으로 승강시키는 상하조절부(300)와, 3차원 곡면 용접부의 용접개선의 폭 범위 내에서 용접 와이어 끝이 용접 진행방향에 대해 양옆으로 번갈아 움직이게 하는 위빙부(400)와, 3차원 곡면 용접부의 경사도에 맞춰 토치 경사각을 조정하는 각도조절부(500)로 구성되어 있다.

더 구체적으로, 상하조절부(300)는 도 2에 예시하는 바와 같이, 캐리지(210) 상에 수직으로 고정ㆍ설치된 프레임에 회전 가능하게 구비되는 승강용 스크류(310)와, 승강용 스크류(310)의 회전축선방향인 캐리지(210)의 연직방향을 따라 이 승강용 스크류의 회전에 연동하여 상하이동이 가능하도록 승강용 스크류(310)에 구비되는 승강용 블록(320)과, 승강용 스크류(310)를 시계방향이나 반시계방향으로 회전시킴으로써 승강용 스크류의 길이방향을 따라 승강용 블록(320)을 상하로 승강시키는 승강용 모터(330)로 구성되어 있다. 또, 승강용 모터(330)의 구동상태를 실시간으로 검출할 수 있는 엔코더가 구비되는 경우, 제어부(600)가 엔코더의 검출 값에 따라 승강용 모터(230)의 구동상태를 피드백 제어할 수 있으므로 더 바람직하다.

용접작업유닛의 또 다른 주요 부분인 위빙부(400)는, 도 1 및 도 3에 예시된 바와 같이, 캐리지(210)에 탑재한 위빙용 모터(420)와, 이 위빙용 모터의 정역회전에 연동(連動)하여 토치를 위빙시키도록 상하조절부(300)의 승강용 블록(320)에 조립한 위빙동작수단(410)으로 구성되어 있다. 이 위빙부에도, 위빙용 모터(420)의 구동상태를 검출할 수 있는 엔코더를 구비시킴으로써, 엔코더의 검출 값에 따라 제어부(600)가 위빙용 모터(420)의 구동상태를 피드백 제어하도록 하는 것이 바람직하다.

도 3에서 위빙동작수단(410)의 오른쪽 끝(自由端)에 장착되어 있는 각도조절부(500)는, 각도조절용 모터(520)와, 각도조절용 모터(520)의 정역회전에 연동하여 각도회전을 하며 일측에는 토치 고정 클램프(800)가 구비된 각도회전수단(510)으로 구성되어 있다. 각도조절부(500)도 각도조절용 모터(520)에 대한 피드백 제어가 가능하도록, 각도조절용 모터(520)의 구동상태를 실시간으로 검출하는 엔코더를 구비하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서, 제어부(600)는 각도센서(700)와 각(各) 엔코더로부터의 검출 값에 따라, 주행용 모터(230)와 승강용 모터(330)와 위빙용 모터(420)와 각도조절용 모터(520)와 용접 와이어로의 전원공급상태를 각각 독립적으로 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 제어부(600)는 3차원 곡면 용접부의 경사도에 따라 전류, 전압, 속도, 토치 경사각과 토치 높이 등의 용접조건을 자동으로 변경함과 아울러 각각의 엔코더에 의해 실시간으로 검출된 모터 구동상태 검출 값에 따라 제어부(600)가 각 모터(230, 330, 420, 520)의 구동상태를 피드백 제어할 수 있게 구성되어 있는 것이다. 더 구체적으로, 주행부(200)의 캐리지(210) 상에 탑재되는 제어부(600)는, 컴퓨터나 마이크로프로세서와 유사하게, 메모리와 입력수단과 작업처리수단으로 구성되어 있다. 이 메모리에는, 다층 용접시의 각 층별 및 3차원 곡면 용접부의 경사도에 따른 용접조건들이 기억ㆍ저장되는데, 이들 용접조건은 필드 테스트를 통하여 얻어진 최상의 용접조건들이다. 각 층별 및 경사도에 따른 용접조건을 메모리에 입력하기 위한 입력수단의 예로서, 키보드와, USB 포트와 같은 데이터 입력포트를 들 수 있다. 작업처리수단은, 각각의 엔코더와 각도센서(700)로부터 검출 값을 전송받을 수 있게 이들(엔코더와 각도센서)과 연결되어 있으며, 또한, 메모리에서 읽어들인 용접조건에 따라 각각의 모터(230, 330, 420, 520)와 용접 와이어로의 전원공급상태를 독립적으로 제어할 수 있게 전원공급부(도시하지 않음)와도 연결되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 3차원 곡면 용접장치는, 경사도에 따른 용접조건과 다층 용접시의 각 층별 용접조건(예를 들면, 초층, 중간층, 마무리층의 용접조건)이 제어부(600)의 메모리에 기억ㆍ저장되어 있어, 용접부의 경사도와 각각의 용접패스에 맞는 용접조건이 제어부(600)에 의해 자동으로 호출 가능하다.

작업의 예로서, 3차원 곡면 맞대기 이음 용접의 경우에는, 단층 용접(Single pass welding)보다 다층 용접(Multi pass welding)이 주로 행해져 왔는데, 지금까지는 용접사가 현장에서 용접조건을 직접 조작하는 수동식이었으나, 본 발명의 경우는 용접을 행하기 전 각각의 조건에 맞춰 초층, 중간층, 마무리층 용접을 지정하면, 지정된 조건과 용접부의 경사도에 따른 최적의 용접조건이 제어부에 의해 메모리로부터 호출되어 자동으로 설정되므로 누구나 우수한 품질의 용접결과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에서는 토치 경사각만 조절함으로써 발생하던 종래의 문제점을 해결하기 위해, 용접부의 경사도에 따라 토치 경사각을 조절할 때, 이 경사각의 크기에 따라 토치의 높낮이를 상하조절부(300)에 의해 자동으로 조정함으로써, 토치 경사각의 변화에 불구하고 용접 와이어의 끝과 용접부 사이의 최적거리가 설정거리를 유지하도록 해서 용접 푸울에 대한 아크 포인트의 생성위치가 늘 일정하게 유지되도록 하였다. 아크가 발생하는 위치를 일정하게 함으로써, 아크의 안정성이 향상되어 용접품질이 양호하게 유지될 수 있는 작용효과가 발휘된다.

더 구체적으로, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 토치 경사각(θ)이 변할 때, 토치의 힌지 연결부와 아크 포인트 사이의 거리(L) 및 토치 경사각(θ)의 크기에 따라, 토치를 통해 노출된 용접 와이어의 끝에서 모재(900) 표면까지의 수직거리, 즉, 토치의 높낮이가 아래 식으로 구한 보정높이(X)만큼 자동으로 변하도록 하였다.

X = L×(1-cosθ)

상기 식과 도 6 및 도 7로부터 알 수 있듯이, 토치 경사각(θ)이 커지면 토치 높이는 보정높이(X)만큼 내려가야 하고, 토치 경사각(θ)이 줄어들면 토치 높이는 보정높이(X)만큼 올라가야 하는데, 이와 같은 토치 높이의 조정은, 제어부(600)가 승강용 모터(330)의 구동을 제어함으로써 달성된다.

100...가이드부
110....원형 봉 모양의 가이드레일
120...고정구
200...주행부
210...캐리지
220...주행바퀴
230...주행용 모터
240...커넥팅 아암
241...이동안내수단(롤러)
250...운반손잡이
300...상하조절부
310...승강용 스크류
320...승강용 블록
330...승강용 모터
400...위빙부
410...위빙동작수단
420...위빙용 모터
500...각도조절부
510...각도회전수단
520...각도조절용 모터
600...제어부
700...각도센서
800...토치 고정 클램프
900...모재
θ...토치 경사각
Ｌ...토치의 힌지 연결부와 아크 포인트 사이의 거리
Ｘ...토치의 보정높이

Claims

3차원 곡면 용접부를 자동으로 용접할 수 있는 3차원 곡면 용접장치로서,
3차원 곡면 용접부의 경사도에 맞춰 구부린 형태로 3차원 곡면 용접부 근방에 배치하는 원형 봉 모양의 가이드레일과, 자석이 구비된 일단부가 3차원 곡면 용접부 근방의 모재 표면에 부착되고 타단부가 가이드레일에 결합되는 복수의 고정구로 이루어진 가이드부; 및
원형 봉 모양의 가이드레일을 따라 이동하면서 3차원 곡면 용접부에 대한 용접을 자동으로 수행하는 용접기;
로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 용접기는,
3차원 곡면 용접부의 경사도에 맞춰 용접 토치의 각도를 조정하는 각도조절부와, 용접 토치를 통해 노출된 용접 와이어의 끝과 3차원 곡면 용접부 사이의 최적거리가 설정거리를 유지하도록 상기 용접기의 연직방향으로 용접 토치를 승강시켜 용접 토치의 높낮이를 조정하는 상하조절부를 구비한 용접작업유닛;
상기 용접작업유닛이 탑재되는 캐리지와, 캐리지에 일단부가 고정되고 원형 봉 모양의 가이드레일에 타단부가 결합되는 커넥팅 아암과, 커넥팅 아암의 타단부에 설치되는 이동안내수단을 구비한 주행부;
주행부의 캐리지에 설치되어 실시간으로 3차원 곡면 용접부의 경사도를 측정하는 각도센서; 및
주행부의 캐리지에 탑재되며, 각도센서의 검출 값에 따라 상기 용접작업유닛의 각도조절부와 상하조절부의 작동을 제어하여 용접 토치의 각도와 높낮이를 조정하는 제어부;
로 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 용접장치.
제2항에 있어서,
상기 용접작업유닛은,
3차원 곡면 용접부의 용접개선의 폭 범위 내에서, 용접 와이어의 끝이 용접 진행방향에 대해 양 옆으로 번갈아 움직이게 하는 위빙부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 용접장치.
제3항에 있어서,
주행부는, 캐리지가 3차원 곡면 용접부 근방의 모재 표면을 이동할 수 있도록 하는 복수의 주행바퀴와 하나의 주행용 모터를 캐리지에 구비하며, 복수의 주행바퀴는 하나의 주행용 모터에 의해 동시에 회전되도록 전동(傳動)수단에 의해 서로 연결되어 있고, 커넥팅 아암의 타단부에 설치된 이동안내수단은 원형 봉 모양의 가이드레일의 지름방향 양측으로부터 가이드레일에 접촉하는 한 쌍의 롤러를 구비하며,
상하조절부는, 캐리지 상에 수직으로 고정ㆍ설치된 프레임에 회전 가능하게 구비되는 승강용 스크류와, 승강용 스크류의 회전축선방향인 캐리지의 연직방향을 따라 승강용 스크류의 회전에 연동하여 상하이동이 가능하도록 승강용 스크류에 구비되는 승강용 블록과, 승강용 스크류를 정역(正逆)회전시키는 승강용 모터로 구성되며,
위빙부는, 캐리지 상에 탑재하는 위빙용 모터와, 위빙용 모터의 정역회전에 연동(連動)하여 토치를 위빙시키도록 상하조절부의 승강용 블록에 조립시키는 위빙동작수단으로 구성되며,
각도조절부는, 캐리지 상에 탑재하는 각도조절용 모터와, 일측에 구비된 토치 고정 클램프에 토치가 결합된 상태에서 각도조절용 모터의 정역회전에 연동하여 토치와 함께 각도회전을 하는 각도회전수단으로 구성되며,
제어부는, 각도센서로부터의 검출 값에 따라, 주행용 모터와 승강용 모터와 위빙용 모터와 각도조절용 모터의 구동상태를 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 용접장치.
제4항에 있어서,
주행용 모터와 승강용 모터와 위빙용 모터와 각도조절용 모터의 구동상태를 검출하기 위한 엔코더가 각각 더 구비되며,
각각의 엔코더는, 모터 구동상태 검출 값이 제어부에 전달될 수 있도록 제어부와 통신연결되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 용접장치.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
제어부는, 메모리와, 3차원 곡면 용접부의 경사도에 따른 용접조건을 메모리에 입력하기 위한 입력수단과, 각도센서로부터의 실시간 검출 값에 대응하는 용접조건을 메모리로부터 호출하고 그 호출된 용접조건에 따라 주행용 모터와 승강용 모터와 위빙용 모터와 각도조절용 모터와 용접 와이어로의 전원공급상태를 각각 제어하여 현행 용접작업이 호출된 용접조건에 따라 자동으로 행해지도록 하는 작업처리수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 용접장치.
제6항에 있어서,
제어부는, 각각의 엔코더로부터 실시간으로 전달되는 모터 구동상태 검출 값에 따라 주행용 모터와 승강용 모터와 위빙용 모터와 각도조절용 모터와 용접 와이어로의 전원공급상태를 피드백 제어하는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 용접장치.
제6항에 있어서,
제어부는, 다층 용접시의 각 층별 및 3차원 곡면 용접부의 경사도에 따른 용접조건이 메모리에 기억ㆍ저장되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 용접장치.