KR20150125369A - 선박용접용 오토캐리지의 백래시 조정장치 - Google Patents

선박용접용 오토캐리지의 백래시 조정장치 Download PDF

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KR20150125369A
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Abstract

본 발명은 용접토치가 장착되어 용접작업을 수행하는 위빙감속기의 백래쉬를 간단한 구조와 간편한 조작으로 조정(調整)할 수 있게 함으로써 선박용접에 사용되는 오토캐리지의 작업효율성과 정밀도를 높일 수 있도록 한 선박용접용 오토캐리지의 백래쉬 조정장치에 관한 것이다.
본 발명은, 위빙모터(22)에 결합된 위빙감속기(24)의 토치클램프(52)에 용접토치(22)가 장착되고, 상기 위빙감속기(24)는 위빙모터(22)의 주동베벨기어(4)에 결합된 종동베벨기어(5)의 출력축(51)에 토치클램프(52)가 결합되는 선박용접용 오토캐리지(100)에 있어서, 상기 위빙감속기(24)의 종동베벨기어(5)를 백래쉬 조정볼트(1,1')로서 주동베벨기어(4)측으로 그 위치를 가변시켜 주동베벨기어(4)와 종동베벨기어(5) 간의 치형이 결합되는 지점이 정확하게 접촉되게 결합하고 치형 간 간격을 정확하게 조정할 수 있도록 선박용접용 오토캐리지의 백래쉬 조정장치를 구성한 것에 요지가 있다.

Description

선박용접용 오토캐리지의 백래시 조정장치{BACKLASH ADJUSTING DEVICE OF THE WELDING AUTO CARRIAGE FOR VESSEL WELDING WORK}
본 발명은 선박용접용 오토캐리지 백래쉬 조정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접토치가 장착되어 용접작업을 수행하는 위빙감속기의 백래쉬를 간단한 구조와 간편한 조작으로 조정(調整)할 수 있게 함으로써 선박용접에 사용되는 오토캐리지의 작업효율성과 정밀도를 높일 수 있도록 한 선박용접용 오토캐리지의 백래쉬 조정장치에 관한 것이다.
일반적으로 선박 건조공정에서는 여러 선체블록들의 용접을 자동으로 수행하기 위해 다양한 자동 용접장치의 개발이 이루어지고 있으며, 이들 자동 용접장치는 용접작업의 효율성 극대화를 기대할 수 있는 등의 장점을 제공한다.
즉, 자동 용접장치는, 주로 대형 선박, 철골 구조물의 용접에 있어서 자동화에 의한 용접장치로서 열악한 작업환경을 대신함으로써 작업안전성을 확보하고 반복성에 의한 고품질 용접부를 얻을 수 있는 등의 이익을 제공한다. 이러한 자동 용접장치는 대표적으로 참고문헌1 내지 참고문헌4 등에서 확인할 수 있다.
참고문헌1에, 레일을 따라 이동하는 본체에 회전결합부에의해 자세 변환이 가능한 토치클램프를 갖는 자세변환유닛과 토치클램프에 클램핑되는 용접토치를 포함하는 자동 용접장치가 개시되어 있으며, 참고문헌2에, 용접토치부가 위빙 폭 조절장치에 의해 좌우로 왕복운동함에 따라 위빙 폭을 용융지의 크기에 따라 용이하게 조절할 수 있는 사용 편의성을 제공하는 자동 용접장치가 개시되어 있다.
또, 참고문헌3에 용접구간을 따라 이동하는 주행대차에 장착되어 용접토치의 위치를 조절하는 용접토치 위치조절 모듈로서, 회전 슬라이더에 회전 가능하게 결합되는 링크부재에 회전 가능하게 결합되어 용접토치를 홀딩하는 토치홀딩부, 그리고 주행대차에 장착되며 회전 슬라이더를 용접구간 방향으로 안내하는 전후 슬라이더로 구성되어 용접부를 향하는 용접토치의 겨냥각을 조절하여 다양한 형태의 용접부에 대응하여 작업할 수 있도록 한 자동 용접장치가 개시되어 있다.
참고문헌4에는 캐리지를 주행하는 주행모터와 용접토치를 위빙시키는 위빙모터를 펄스신호에 의해 정확한 주행과 위빙 구현시키는 스테핑모터 적용으로 오차가 없는 용접시공이 가능한 자동 용접장치가 개시되어 있다.
이와 같이 자동 용접장치는 용접부를 따라 자동으로 이동하면서 두 개의 모재를 용접하는 것으로, 본 발명은 상기 자동 용접장치 중에서 특히 참고문헌4 에 개시된 위빙(Weaving)타입 자동 용접장치(이하, 오토캐리지라 함.)에 관련하는 것이며, 이를 도 1(도 1은 참고문헌4의 도면 2를 참고로 하였다.)을 통해 살펴본다.
오토캐리지(100)는, 본체(10)에 이동을 위한 이동바퀴(11), 주행모터(12), 주행 감속기(13) 및 용접대상물로부터 흡착 이송되도록 내부에 마그네트가 장착되고, 용접이송방향의 용접추적을 위한 가이드롤러부재(14)가 장착된다. 그리고 상기 본체(10) 상부의 지그(21), 용접토치(22)의 전/후진각을 조정하는 절연클램프(23), 위빙감속기(24)와 위빙모터(25) 그리고 용접토치(22)의 위빙을 구현하는 위빙기구부(20)와, 상기 본체(10)로부터 케이블(C)로 연결되어 전원을 포함하여 주행, 용접토치의 위빙조건을 제어하는 제어부(3)로 구성된다.
상기한 오토캐리지(10)는, 용접토치(22)가 결합되어 용접토치의 위빙을 담당하는 위빙모터(25)에 연결된 위빙감속기(24)는 AC모터 또는 고회전수 DC모터를 적용해야 함에 따라 고감속기를 사용하는 데 상기 위빙감속기(24)에는 용접토치의 위빙작동에 있어 백래쉬(Back lash)가 발생한다.
이러한 백래쉬는 용접부분의 위빙동작에 오차를 가져와 용접부분에 결함을 줄 뿐만 아니라 수직 필렛용접에 있어서 반복 정밀동작이 원활하게 이루어지지 않아 용접불량과 작업정밀도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.
상기 백래쉬의 정의와 그 문제점에 대해 도 2를 통해 보다 상세히 살펴본다.
상기 위빙모터(22)에 연결된 위빙감속기(24)는; 위빙모터(22)의 회전축에 결합된 주동베벨기어(4)와 상기 주동베벨기어(4)에 맞물려결합된 종동베벨기어(5), 그리고 종동베벨기어(5)의 동축선 상에 결합되어 종동베벨기어(5)의 회전력이 전달되는 출력축(51), 상기 출력축(51)을 회전지지하는 베어링(53)으로 이루어진다.
또 상기 위빙모터(22)의 주동베벨기어(4)에 맞물려 결합된 종동베벨기어(5)는 케이싱(6)내에서 베어링(61)으로 회전지지된다.
상기한 위빙감속기(24)는, 주동/종동베벨기어(4)(5)간의 치형이 결합되는 지점이 정확하게 접촉되지 못하여 발생되는 불균형과 치형간의 정확하지 못한 간격 발생, 즉 백래쉬가 작업의 정밀도에 악영향을 준다.
즉, 상기한 주동/종동베벨기어(4)(5)의 치형간 불균형한 결합(백래쉬)는 그 치형간의 결합지점에서 종동베벨기어(5)를 포함한 구성부품 전체로 확산되어 출력축(51)의 떨림을 가져오고 또 출력축(51)의 이러한 진동과 함께 편심회전을 일으켜 결국 출력축(51)의 토치클램프(52)에 장착된 용접토치(22)의 진동과 불안정한 클램핑으로 이어져 용접불량과 작업정밀도를 떨어뜨림으로써 용접 자동화기기로서 품질불량과 생산성 저하라는 심긱한 문제를 야기한다.
이러한 백래쉬를 방지하기 위해서는 시험작동을 통해 치형간의 불균형한 결합과 정확하지 못한 간격을 확인한 다음 이를 조정하기 위해 조립피스(7,7')를 풀어 케이싱(6)을 분해하고 백리시를 조정(調整)한 다음 이를 다시 재조립하는 불편한 과정을 반복적으로 행하여 양 베벨기어(4)(5)의 치형간 결합을 정확하게 하는 조정과정을 통해 백래쉬를 조정할 수 밖에 없다.
또한, 백래쉬가 정확하게 조정된 경우에도 작업시간이 경과함에 따라 최초 치형결합을 유지하지 못하고 백래쉬가 발생하는 경우에도 이를 바로 잡기 위해서는 전술한 바와 같이 케이싱(6)의 분해조립과정을 통한 불편한 조정 과정을 반복할 수 밖에 없었다.
이와 같이 기존에는 백래쉬의 조정에 많은 인력과 시간이 요구되어 용접작업에 지장을 초래할 수 밖에 없었고 또 백래쉬의 발생은 오토캐리지가 제 성능을 유지하지 못함으로써 생산성 저하의 요인되는 등의 문제가 있어 이를 해결할 수 하기 위한 백래쉬 조정장치의 개발이 요구되었다.
(참고문헌1) 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0110491호 (2010.10.13.) (참고문헌2) 대한민국 등록특허공보 제10-1216196호 (2012.12.28.) (참고문헌3) 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0051961호 (2011.05.18.) (참고문헌4) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0418906호 (2006.06.15.)
본 발명에서는 종동베벨기어가 장착되는 케이싱에 종동베벨기어를 회전지지하는 베어링 외측으로 백래쉬 조정볼트를 결합하여 상기 백래쉬 조정볼트로서 종동베벨기어의 위치를 가변시킬 수 있게 함으로써 오토캐리지의 위빙감속기에 발생되는 백래쉬를 조정할 수 있게 하고자 한다.
또, 본 발명은 위빙감속기의 백래쉬를 조정할 수 있는 백래쉬 조정장치를 간단한 구조와 간편한 작동성으로 구현하고자 한다.
상기 과제해결을 위한 본 발명은;
[청구항1]에 기재된 발명에 따르면; 위빙모터에 결합된 위빙감속기의 토치클램프에 용접토치가 장착되고, 상기 위빙감속기는 위빙모터의 주동베벨기어에 결합된 종동베벨기어의 출력축에 토치클램프가 결합되는 선박용접용 오토캐리지에 있어서, 상기 위빙감속기의 종동베벨기어를 백래쉬 조정볼트로서 주동베벨기어측으로 그 위치를 가변시켜 주동베벨기어와 종동베벨기어 간의 치형이 결합되는 지점이 정확하게 접촉되게 결합하고 치형 간 간격을 정확하게 조정할 수 있게 한 것에 특징이 있다.
[청구항2]에 기재된 발명에 따르면; 제1항에 있어서, 상기 백래쉬 조정볼트는; 위빙감속기의 케이싱에 암나사의 조절공을 형성하여 나사결합하고, 그 끝은 종동베벨기어를 출력축 방향으로 이동시켜 주동베벨기어와 종동베벨기어 간의 위치를 가변시킬 수 있도록 한 것에 특징으로 한다.
[청구항3]에 기재된 발명에 따르면; 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 백래쉬 조정볼트는 위빙감속기의 케이싱에 암나사의 조절공에 나사결합하고, 상기 종동베벨기어가 회전지되는 베어링과 케이싱 사이에는 출력축 방향으로 빈 공간의 조정 스페이스를 형성하며, 상기 백래쉬 조정볼트는 그 끝이 상기 조정 스페이스를 경유하여 종동베벨기어를 회전지지하는 베어링에 접촉되어 베어링을 축방향으로 이동시켜 베어링에 회전지지된 종동베벨기어의 위치를 가변시키도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 백래쉬 조정볼트로서 오토캐리지의 위빙감속기에 발생되는 백래쉬를 조정하여 백래쉬 발생으로 야기되는 제반 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 간단한 구조와 간편한 작동성으로 오토캐리지의 백래쉬 조정장치를 구현하여 저렴한 비용으로 백래쉬 조정장치를 제작할 수 있음은 물론 백래쉬 조정에 소요되는 인력과 시간 역시 최소화할 수 있으며, 용접불량을 방지하고 작업정밀도를 높여 작업신뢰도와 작업만족도를 크게 향상시킬 수 있는 이익과 효과 등을 기대할 수 있다.
도 1은 오토캐리지의 구성을 보인 사시도
도 2는 종래 위빙감속기의 요부 단면도
도 3은 본 발명의 일실시예를 보인 위빙감속기의 요부 단면도
도 4는 도 3의 일요부 발췌 확대 단면도
도 5는 도 4의 일요부 발췌 확대 단면도
도 6는 본 발명의 일실시예를 보인 위빙감속기의 측면도
본 발명은 주행모터와 주행 감속기에 설치된 이동바퀴와, 용접이송방향의 용접추적을 위한 가이드롤러부재가 장착된 본체와, 상기 본체 상의 위빙모터에 연결된 위빙감속기에 용접토치가 설치되어 자동으로 용접작업이 수행되는 오토캐리지에 있어서, 상기 위빙감속기를 구성하는 주동베벨기어와 종동베벨기어 간의 치형이 결합되는 지점이 정확하게 접촉되지 못하는 치형 간의 불균형과, 치형간의 정확하지 못한 간격의 발생, 즉 백래쉬를 조정하기 위한 백래쉬 조정장치를 구성한 것이다.
즉, 본 발명에 따른 백래쉬 조정장치는 주동베벨기어에 결합되는 종동베벨기어를 위치를 주동베벨기어 측으로 가변시킬 수 있도록 하여 주동베벨기어와 종동베벨기어 간의 치형이 결합되는 지점이 정확하게 접촉되게 하고, 치형 간을 정확한 간격으로 조정함으로써 백래쉬를 조정할 수 있는 백래쉬 조정장치를 구성한 것에 특징이 있다.
상기 백래쉬 조정장치는 케이싱에 백래쉬 조정볼트를 나사결합하여 종동베벨기어 위치를 주동베벨기어 측으로 가변시킴으로써 종동베벨기어와 주동베벨기어 간의 치형이 정확하게 접촉되어 결합되게 하고 또 정확한 간격으로 조정되게 한다.
상기 백래쉬 조정볼트는 케이싱의 조절공에 나사결합되어 종동베벨기어를 케이싱 내에서 회전지지하고 있는 베어링의 위치를 가변시켜 결과적으로 베어링 의해 회전지지된 종동베벨기어를 주동베벨기어 측으로 그 위치를 가변시켜 양 베벨기어간의 정확한 치형결합과 정확한 간격 조정으로 백래쉬를 조정토록 구성한다.
본 발명의 구체적인 실시내용을 첨부 도면과 함께 구체적으로 살펴본다.
도 3은 본 발명의 일실시예를 보인 위빙감속기의 요부 단면도, 도 4는 도 3의 일요부 발췌 확대 단면도, 도 5는 도 4의 일요부 발췌 확대 단면도, 도 6은 본 발명의 일실시예를 보인 위빙감속기의 측면도이다. 도 1, 도 2에서 도시한 종래기술(배경기술)과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하였다.
위빙모터(25)에 결합된 위빙감속기(24)는; 위빙모터(25)의 회전축에 결합된 주동베벨기어(4)에 맞물려결합된 종동베벨기어(5), 종동베벨기어(5)의 동축선 상에 결합되어 종동베벨기어(5)의 회전력이 전달되는 출력축(51), 상기 출력축(51)을 회전지지하는 베어링(53)으로 이루어진다. 그리고 상기 출력축(51)의 토치클램프(52)에는 용접토치(22)가 장착되어 용접작업을 자동으로 수행하도록 오토캐리지(100)가 구성된다.
이러한 오토캐리지(100)와, 오토캐리지(100)의 위빙감속기(24)의 구성 등은 공지이다.
본 발명은 상기 오토캐리지(100)에 있어서, 위빙감속기(24)의 종동베벨기어(5)의 위치를 주동베벨기어(4)측으로 가변시킴으로써 주동베벨기어(4)와 종동베벨기어(5) 간의 치형이 결합되는 지점이 정확하게 접촉되게 하고, 치형 간 간격을 정확하게 조정할 수 있는 백래쉬 조정장치를 구성한 것에 특징이 있다.
상기 백래쉬 조정장치는 위빙감속기(24)의 케이싱(6)에 암나사의 조절공(2,2')을 형성하고 상기 조절공(2,2')에 백래쉬 조정볼트(1,1')를 나사결합한다.
상기 케이싱(6)의 조절공(2,2')에 결합되는 백래쉬 조정볼트(1,1')에는 백래쉬 조정볼트(1,1')를 나사조임, 해리하기 위한 일(一)자, 십(十) 등의 머리부가 형성됨은 당연하다.
상기 케이싱(6)에는 내측에 종동베벨기어(5)를 회전지지하는 베어링(61)이 장착되는 데, 본 발명에서는 상기 베어링(61)의 위치를 가변시켜 베어링(61)에 회전지지된 종동베벨기어(5) 위치를 가변시켜 백래쉬를 조정한다.
따라서 상기 베어링(61)이 케이싱(6)내에서 출력축(51) 방향으로 이동할 수 있는 공간을 마련하기 위해 케이싱(6) 내측벽과 베어링(61) 사이에 빈 공간의 조정 스페이스(S)를 형성한다.
상기 위빙감속기(24)의 케이싱(6)에 형성된 조절공(2,2')에 나사결합되는 백래쉬 조정볼트(1,1')는 베어링(61)을 원주 방향에서 고르게 위치를 가변시킬 수 있도록 도 6에서와 같이 케이싱(6)의 상하좌우 사방에 조절공(2,2')을 형성하고 여기에 백래쉬 조정볼트(1,1')를 나사결합한다.
상기 조절공(2,2')을 통해 케이싱(6)에 결합된 백래쉬 조정볼트(1,1')는 그 끝이 조정 스페이스(S)를 경유하여 종동베벨기어(5)를 회전지지하는 베어링(61)에 접촉되게 한다. 정확하게는 베어링(61)의 하우징에 접촉되어 베어링(61)을 축방향으로 밀어 이동시킬 수 있게 한다.
상기와 같이 케이싱(6)의 조절공(2,2')에 나사결합된 백래쉬 조정볼트(1,1')는 베어링(61)과 함께 종동베벨기어(5)를 밀어 주동베벨기어(4) 측으로 그 위치를 이동시켜 종동베벨기어(5)의 위치를 가변시킴으로써 백래쉬 조정부(A)의 종동베벨기어(5)와 주동베벨기어(4) 간의 치형을 정확하게 접촉되게 결합하고 또 정확한 간격으로 조정한다.
이와 같이 상기 백래쉬 조정볼트(1,1')는 케이싱(6) 내에서 주동/종동베벨기어(4)(5)의 기어결합체 중 상기 종동베벨기어(24) 위치를 가변시키기 위해 상기한 바와 같이 고정위치의 케이싱(6)에 결합된 고정된 위치에서 조정 스페이스(S)를 통해 합체된 양 주동/종동베벨기어(4)(5)간 위치를 간섭하여 치형 간 정확한 접촉과 간격으로 결합시킴으로써 백래쉬 조정기능을 달성한다.
위에 덧붙여 상기 백래쉬 조정볼트(1,1')는 케이싱(6)의 조절공(2,2')에 결합된 상태에서 그 끝이 조정 스페이스(S)를 경유하여 종동베벨기어(5)를 회전지지하는 베어링(61)에 접촉된 상태에서 축방향으로 이동이 자유로워야 하고, 또 종동베벨기어(5)를 회전지지하는 베어링(61)은 케이싱(6)내에서 도 4, 도 5와 같이 백래쉬 조정볼트(1,1')의 축방향으로의 이동에 의해 강제되어 그 위치가 가변될 수 있도록 케이싱(6)내에 조립되어야 한다.
상기에서와 같이 본 발명은 케이싱(6)에 결합된 백래쉬 조정볼트(1,1')로 베어링(61)을 움직여(축방향으로 이동시켜) 베어링(61)에 회전지지되는 종동베벨기어(5)를 베어링(61)과 함께 주동베벨기어(4)에 대한 위치를 변화시켜 백래쉬 조정부(A)의 종동베벨기어(5)와 주동베벨기어(4) 간의 치형을 정확한 접촉으로 결합하고 정확한 간격으로 백래쉬를 조정한다.
따라서 본 발명은 최초 오토캐리지(100)의 설치시는 물론 작업 진행 도중 등에 위빙감속기(24)의 떨림(진동) 등이 발생하여 백래쉬 조정을 필요로 할 경우에 있어서, 케이싱(6)을 분해, 조립할 필요가 없이 케이싱(6)의 백래쉬 조정볼트(1,1')로 간편하고 신속하게 백래쉬 조정이 이루어짐으로써 작업의 신속성은 물론 작업효율성과 생산성 향상 등에 크게 기여할 수 있다.
본 발명의 실시내용을 구체적으로 설명하기 위해 첨부 도면에 사용한 부호에 대해 설명하면 하기와 같다.
1,1': 백래쉬(Back lash) 조정볼트 2,2':조절공
3:제어부 4:주동베벨기어
5:종동베벨기어
50:용접토치 클램프 51:출력축
52:용접토치클램프 53:베어링
6:케이싱 61:베어링
S: 조정 스페이스(Space) A:백래쉬 조정부
상기 부호에 사용된 용어를 포함하여 발명의 상세한 설명 전반에 걸쳐 사용된 용어는 본 발명을 쉽고 분명하게 이해하기 위하여 사용된 것이므로 각 용어의 정의는 사전적 의미에 한정되지 아니하고 발명 전체의 기술내용을 바탕으로 본 발명을 쉽고 분명하게 이해하는 방향으로 다양하게 해석되어져야 한다.

Claims (3)

  1. 위빙모터(22)에 결합된 위빙감속기(24)의 토치클램프(52)에 용접토치(22)가 장착되고, 상기 위빙감속기(24)는 위빙모터(22)의 주동베벨기어(4)에 결합된 종동베벨기어(5)의 출력축(51)에 토치클램프(52)가 결합되는 선박용접용 오토캐리지(100)에 있어서,
    상기 위빙감속기(24)의 종동베벨기어(5)를 백래쉬 조정볼트(1,1')로서 주동베벨기어(4)측으로 그 위치를 가변시켜 주동베벨기어(4)와 종동베벨기어(5) 간의 치형이 결합되는 지점이 정확하게 접촉되게 결합하고 치형 간 간격을 정확하게 조정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 선박용접용 오토캐리지의 백래쉬 조정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 백래쉬 조정볼트(1,1')는; 위빙감속기(24)의 케이싱(6)에 암나사의 조절공(2,2')을 형성하여 나사결합하고,
    그 끝은 종동베벨기어(5)을 출력축(51) 방향으로 이동시켜 주동베벨기어(4)와 종동베벨기어(5)간의 위치를 가변시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 선박용접용 오토캐리지의 백래쉬 조정장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 백래쉬 조정볼트(1,1')는 위빙감속기(24)의 케이싱(6)에 암나사의 조절공(2,2')에 나사결합하고,
    상기 종동베벨기어(5)가 회전지되는 베어링(61)과 케이싱(6) 사이에는 출력축(51) 방향으로 빈 공간의 조정 스페이스(S)를 형성하며,
    상기 백래쉬 조정볼트(1,1')는 그 끝이 상기 조정 스페이스(S)를 경유하여 종동베벨기어(5)를 회전지지하는 베어링(61)에 접촉되어 베어링(61)을 축방향으로 이동시켜 베어링(61)에 회전지지된 종동베벨기어(5)의 위치를 가변시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 선박용접용 오토캐리지의 백래쉬 조정장치.
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CN108274168A (zh) * 2017-12-11 2018-07-13 安徽宝辰机电设备科技有限公司 一种导向移动式焊枪夹持装置
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