KR20230033897A

KR20230033897A - 론지 용접로봇의 고정장치 및 상기 고정장치를 이용한 상기 론지 용접로봇의 설치방법

Info

Publication number: KR20230033897A
Application number: KR1020210116854A
Authority: KR
Inventors: 김정민; 강성원; 이지형; 안준수; 박제욱; 이정우; 이동준
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2021-09-02
Filing date: 2021-09-02
Publication date: 2023-03-09

Abstract

본 발명은 도크 상에 이웃하는 탑재블록의 내부재인 론지를 용접으로 연결하기 위해 사용되는 론지 용접로봇을 고정하기 위한 장치에 관한 것으로, 상부에 상기 론지 용접로봇이 회전 가능하게 결합되는 베이스부; 상기 베이스부의 하부 일측에 설치되어 상기 탑재블록의 론지 페이스 상면에 상기 베이스부를 부착하기 위한 부착부재; 및 상기 베이스부의 타측에서 상기 베이스부의 저면으로 꺽어지게 연장 형성되는 걸림지지부를 포함한다.

Description

론지 용접로봇의 고정장치 및 상기 고정장치를 이용한 상기 론지 용접로봇의 설치방법{FIXING APPARATUS OF LONGI WELDING ROBOT AND INSTALLATION METHOD OF THE LONGI WELDING ROBOT USING THE SAME}

본 발명은, 론지 용접시스템에 관한 것으로, 도크 상에 탑재되어 이웃하는 탑재블록의 내부재인 론지를 용접으로 연결함에 있어서, 탑재블록 내 론지위치에 상관없이 다관절 구조의 용접로봇을 안정적으로 고정하여 용접작업의 편의성 및 자동화 구현이 가능할 수 있는 론지 용접로봇의 고정장치 및 상기 고정장치를 이용한 상기 론지 용접로봇의 설치방법에 관한 것이다.

선박에 대한 환경오염 규제 기준이 강화됨으로 인해, 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 또는, 액화석유가스(LPG; Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 친환경 고효율의 액화가스 연료에 대한 관심이 증가하고 있다.

액화천연가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판과 부탄을 주성분으로 하는 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다.

특히, 액화천연가스(이하, ‘LNG’라 함)는 천연가스를 극저온(약 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

액화가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액체 상태로 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다.

LNG 등의 액화가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 액화가스를 하역하기 위한 LNG 운반선이나, LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNG RV(Regasification Vessel)에는 LNG의 극저온에 견딜 수 있는 액화가스 저장탱크(흔히, ‘화물창’이라 함)가 마련된다.

이러한 액화가스 저장탱크는 단열재에 화물의 하중이 직접적으로 작용하는지 여부에 따라 멤브레인형(Membrane Type)과 독립형(Independent Type)으로 분류할 수 있다.

멤브레인형 저장탱크는 No 96형과 Mark III형으로 나눠지고, 독립형 저장탱크는 국제 해사 기구(IMO; International Maritime Organization)의 규정에 따라서 Type A, Type B, Type C로 나뉘며, 그 중 Type B 독립형 저장탱크는 구형(Spherical type)의 MOSS 탱크와 각형(Prismatic type)의 SPB 탱크가 있다.

최근에는 액화가스를 화물로서 운반하는 액화가스 운반선뿐만 아니라, 컨테이너선이나 탱커선 등 더욱 다양한 선종에 대해 친환경 연료인 LNG를 연료로 하는 LFS(LFS; LNG Fueled Ship)에 대한 수요가 증가하고 있다.

전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

대한민국 등록특허공보 제10-1465116호 “이동식 소형 용접로봇 장치”

이러한 선박을 건조함에 있어서, 선체를 복수개의 블록(Block)으로 제작한 다음 도크(Dock)에서 각 블록을 서로 용접 연결하여 선체를 완성하는 조선 탑재공정을 거치게 된다.

이 공정에서 서로 다른 블록의 내부재인 론지(T-Bar, Angle)를 용접으로 연결하는 작업이 필요하게 되는데, 좁고 밀폐된 이중선체 블록 내부에서 작업이 이루어지므로 용접 열기와 용접 과정에서 발생되는 가스 또는 먼지 등으로 인해 작업환경이 매우 열악하여 용접장치 또는 로봇을 이용한 공정 자동화가 필요하였다.

그러나, 론지는, 도 1에 도시된 바와 같이, 이중선체 블록의 바닥(Bottom), 천정(Ceiling), 벽면(Wall)에 각각 설치되어 있어 해당 위치에 용접로봇을 설치하는 것이 어렵고 위험한 상황이므로 이에 대한 개선책이 요구된다.

본 발명은, 소형 및 경량화된 다관절 구조의 용접로봇을 마련하고, 탑재블록 내 론지위치에 상관없이 상기 용접로봇을 안정적으로 고정하여 조선 탑재공정에서 블록 용접작업의 편의성 및 자동화 구현이 가능한 론지 용접로봇의 고정장치 및 상기 고정장치를 이용한 상기 론지 용접로봇의 설치방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도크 상에 이웃하는 탑재블록의 내부재인 론지를 용접으로 연결하기 위해 상기 사용되는 론지 용접로봇의 고정장치로서, 상부에 상기 론지 용접로봇이 회전 가능하게 결합되는 베이스부; 상기 베이스부의 하부 일측에 설치되어 상기 탑재블록의 론지 페이스 상면에 상기 베이스부를 부착하기 위한 부착부재; 및 상기 베이스부의 타측에서 상기 베이스부의 저면으로 꺽어지게 연장 형성되는 걸림지지부를 포함하는 론지 용접로봇의 고정장치가 제공될 수 있다.

상기 걸림지지부의 높낮이를 조절하기 위한 높이조정 노브를 더 포함하고, 상기 걸림지지부는, 상기 높이조정 노브에 의해 상기 베이스부의 타측에 결합된 지지블록 상에 상하방향 이동가능하게 결합될 수 있다.

또한, 상기 높이조정 노브는, 회전에 의해 상기 걸림지지부가 승강 또는 하강되도록 상기 지지블록에 삽입 설치될 수 있다.

또한, 상기 부착부재는 별도의 레버에 의해 자력이 온오프되는 하나 이상의 영구자석을 포함할 수 있다.

또한, 상기 부착부재는 상기 론지 페이스의 상면에 진공 흡착되는 하나 이상의 진공패드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스부는, 작업자의 파지를 위한 하나 이상의 손잡이; 및 상면에 상기 론지 용접로봇이 회전 가능하게 결합되는 암 결합부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스부는, 상기 론지 페이스 상에 초기 설치 시 상기 걸림지지부가 간섭되지 않도록 상기 베이스부의 초기 설치위치를 가이드하기 위한 가이드부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 론지 용접로봇의 정위치를 세팅하기 위하여 상기 베이스부에 설치되며, 상기 론지 페이스 상에 라인 형태의 레이저를 조사하는 라인 레이저 조사부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 론지 용접로봇의 고정장치를 이용하여 상기 론지 용접로봇을 설치하기 위한 방법으로서, 상기 부착부재를 통해 상기 론지 페이스 상면에 상기 베이스부를 부착시키는 단계; 상기 베이스부의 저면과 상기 걸림지지부의 말단 사이에 상기 론지 페이스가 위치되게 상기 베이스부를 이동시키는 단계; 및 상기 베이스부에 대한 상기 걸림지지부의 높낮이를 조절하여 상기 론지 페이스 상에 상기 베이스부의 저면을 밀착되게 고정시키는 단계를 포함하는 론지 용접로봇의 설치방법이 제공될 수 있다.

상기 론지 페이스 상면에 상기 베이스부를 부착시키는 단계에서, 상기 베이스부의 일측에 마련된 가이드부재의 절곡부위가 상기 론지 페이스의 일 측면에 맞닿게 한 다음, 상기 론지 페이스의 타측 상면에 상기 부착부재를 부착시킬 수 있다.

또한, 상기 베이스부를 이동시키는 단계에서, 상기 걸림지지부의 말단이 론지 웹에 맞닿을 수 있도록 상기 론지 페이스의 상면에 상기 베이스부를 평행 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 베이스부의 저면을 밀착되게 고정시키는 단계 이전에는, 상기 베이스부에 설치된 라인 레이저 조사부를 이용하여 상기 론지 페이스 상에 라인 형태의 레이저를 조사하는 단계; 및 상기 론지 페이스 상에 조사된 라인 형태의 레이저가 이웃하는 탑재블록의 론지 페이스와 만나 형성된 용접선을 향하도록 상기 베이스부의 위치를 조정하여 상기 론지 용접로봇의 정위치를 세팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 도크 상에 탑재되어 이웃하는 탑재블록의 내부재인 론지를 용접으로 연결하기 위한 조선 탑재블록의 론지 용접시스템으로서, 용접기와 로봇제어기를 구비하는 로봇카트; 상기 탑재블록의 론지 페이스 상에 설치되는 론지 용접로봇: 상기 론지 용접로봇으로 와이어를 공급하기 위한 와이어 피더; 및 상기 론지 용접로봇의 자세를 무선으로 교시하는 티칭펜던트를 포함하는 조선 탑재블록의 론지 용접시스템이 제공될 수 있다.

상기 와이어 피더는 상기 탑재블록 내부의 용접작업 위치에 설치되고, 상기 로봇카트는 상기 탑재블록의 외부에 배치될 수 있다.

또한, 상기 로봇카트는, 상기 로봇제어기와 상기 론지 용접로봇을 연결하는 로봇 통합케이블; 및 상기 로봇 통합케이블과 별도로 상기 와이어 피더에 연결되는 용접기 싱글케이블을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 론지 용접로봇은, 상기 론지 페이스 상에 놓여지는 베이스부; 상기 베이스부에 결합되며 복수의 관절로 이루어지는 로봇암부; 및 상기 로봇암부의 단부에 연결되어 용접을 수행하는 용접헤드부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스부의 일측 하부에 설치되어 상기 론지 페이스의 상면에 부착되는 부착부재; 상기 베이스부의 타측에서 상기 베이스부의 저면으로 꺽어지게 연장 형성되는 걸림지지부; 및 상기 걸림지지부의 높낮이를 조절하기 위한 높이조정 노브를 포함할 수 있다.

또한, 상기 높이조정 노브는 상기 베이스부의 타측에 결합되는 지지블록에 삽입 설치되며, 상기 걸림지지부는 상기 높이조정 노브의 회전방향에 따라 승강 또는 하강될 수 있다.

또한, 상기 베이스부에 설치되어 상기 론지 페이스 상에 라인 형태의 레이저를 조사하는 라인 레이저 조사부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스부는, 상기 론지 페이스 상에 초기 설치 시 상기 걸림지지부가 간섭되지 않도록 상기 베이스부의 설치 위치를 가이드하기 위한 가이드부재를 구비할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 도크 상에 탑재되어 이웃하는 탑재블록의 내부재인 론지를 용접으로 연결하기 위한 조선 탑재블록의 론지 용접방법으로서, 론지 용접로봇을 론지 페이스에 설치하는 로봇 설치단계; 상기 론지 용접로봇을 구동시켜 용접작업을 시작하기 위한 로봇 작업 시작단계; 및 상기 론지 용접로봇의 자세를 무선으로 교시하는 티칭펜던트를 이용하여 상기 론지 용접로봇의 자동용접을 수행하는 로봇 용접 시작단계를 포함하는 조선 탑재블록의 론지 용접방법이 제공될 수 있다.

상기 로봇 설치단계에는, 로봇 통합케이블을 이용하여 용접기와 로봇제어기를 구비하는 로봇카트와 상기 론지 용접로봇을 연결하고, 상기 로봇 통합케이블과는 별도의 용접기 싱클 케이블을 이용하여 상기 로봇카트와 와이어 피더를 연결하며, 상기 와이어 피더는 상기 탑재블록의 내부의 용접작업 위치에 설치되고, 상기 로봇카트는 상기 탑재블록의 외부에 배치될 수 있다.

또한, 상기 로봇 용접 시작단계 이전에는, 상기 론지 페이스 또는 론지 웹의 위치를 인식하는 론지 위치 인식단계; 및 상기 론지 페이스 또는 상기 론지 웹 상의 용접선에 맞춰 상기 론지 용접로봇의 거리를 세팅하고 용접 위치를 결정하는 용접 위치 결정단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 로봇 작업 시작단계 이전에는, 상기 론지의 치수 정보를 입력하는 론지 정보 입력단계; 입력된 정보를 이용하여 상기 론지 페이스와 론지 웹의 용접 경로를 결정하는 용접 경로 계산단계; 및 상기 론지 용접로봇의 자동용접을 수행하기 위한 잡 프로그램을 생성하는 로봇 프로그램 생성단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 용접기와 로봇제어기 등을 구비하는 로봇카트는 작업이 이루어지는 탑재블록의 외부에 배치하고, 다관절 구조의 론지 용접로봇과 와이어 피더만을 탑재블록 내부에 배치함으로써, 작업과정에서 위치 이동에 따른 중량의 로봇카트를 함께 이동시켜야 하는 번거로움 없이 소형 및 경량의 론지 용접로봇만을 이동시켜 용접작업을 수행할 수 있으므로, 작업의 편의성이 향상되는 효과를 가질 수 있다.

또한, 조선 탑재공정에서 이웃하는 탑재블록 내 론지를 서로 용접 연결함에 있어서, 론지 용접로봇에 구비되는 고정수단을 통해 탑재블록 내 바닥뿐만 아니라 탑재블록의 벽면이나 천정에도 론지 용접로봇을 안정적이면서도 용이하게 고정 설치할 수 있으며, 탑재블록 내 위치와 관계없이 용접 자동화의 구현이 가능해짐으로써 품질 및 생산성 향상을 기대할 수 있다.

또한, 이웃하는 탑재블록의 론지가 만나 형성된 용접선을 향해 라인 형태의 레이저를 조사하는 라인 레이저 조사부를 구비하여, 론지 용접로봇의 위치를 정확하면서도 용이하게 세팅할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

도 1은 조선 탑재블록의 형태를 예시로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조선 탑재블록의 론지 용접시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 론지 용접로봇이 론지 페이스에 고정되는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 론지 용접로봇의 주요부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 분해 사시도이다.
도 6은 탑재블록의 벽면과 천정 각각에 론지 용접로봇이 설치되는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 탑재블록의 바닥과 벽면, 그리고 천정 각각에서 본 실시예의 론지 용접로봇이 설치되는 과정을 일부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 조선 탑재블록의 론지 용접시스템에서 론지 용접로봇을 이용하여 이웃하는 탑재블록의 론지 웹을 용접 연결하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 실시예의 론지 용접로봇을 이용한 용접작업 순서를 도시한 순서도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조선 탑재블록의 론지 용접시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 론지 용접로봇이 론지 페이스에 고정되는 것을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4 내지 도 5는 도 3에 도시된 론지 용접로봇의 주요부를 도시한 도면이다.

도 6은 탑재블록의 벽면과 천정 각각에 론지 용접로봇이 설치되는 것을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 탑재블록의 바닥과 벽면, 그리고 천정 각각에서 본 실시예의 론지 용접로봇이 설치되는 과정을 일부를 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 조선 탑재블록의 론지 용접시스템에서 론지 용접로봇을 이용하여 이웃하는 탑재블록의 론지 웹을 용접 연결하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조선 탑재블록의 론지 용접시스템은, 탑재블록의 외부에 배치되는 로봇카트(100)와, 로봇카트(100)에 연결되며 탑재블록의 론지 페이스(10) 또는 론지 웹(20)을 용접하는 론지 용접로봇(200)과, 로봇카트(100)와 론지 용접로봇(200)의 사이에서 와이어를 공급하는 와이어 피더(300)와, 작업자가 용접 로봇(200)을 무선으로 구동시켜 용접 작업을 수행하는 티칭펜던트(400)를 포함할 수 있다.

로봇카트(100)는, 용접이 이루어지는 탑재블록의 외부, 보다 상세하게는 이웃하는 블록의 하부 또는 데크 위에 배치되는 것으로, 용접기, 로봇제어기, 터치센서 등이 구비될 수 있다.

본 실시예에서, 로봇카트(100)의 로봇제어기(미도시)는 론지 용접로봇의 자세 또는 경로 등의 제어를 수행할 수 있다.

본 실시예의 로봇카트(100)는, 로봇제어기와 론지 용접로봇(200)을 연결하는 로봇 통합케이블(110)과, 로봇 통합케이블(110)과는 별도로 와이어 피더(300)에 연결되는 용접기 싱글케이블(120)과, 유틸리티 호스 등이 더 구비될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 로봇카트(100)는 약 300㎏의 중량을 갖게 되는데, 로봇 통합케이블(110) 및 용접기 싱글케이블(120) 등의 길이를 50m 내외로 길게 마련하여 로봇카트(100)의 이동을 최소화하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 본 실시예의 로봇카트(100)는, 도면에 도시되진 않았으나, 현장 적용 시 옥외용으로 설계 및 제작되는 것이 바람직할 수 있다.

론지 용접로봇(200)은, 탑재블록의 내부에 배치되어 이웃하는 블록의 론지 페이스(10, longi face)와 론지 웹(20, longi web)을 용접 연결하기 위한 것으로, 협소한 작업공간에서 작업자가 직접 들고 이동할 수 있도록 소형 및 경량화된 구조를 가질 수 있다.

이러한 론지 용접로봇(200)의 구체적인 구성에 대해서는 후술하도록 한다.

와이어 피더(300)는 론지 용접로봇(200)으로 와이어를 공급하기 위하여 탑재블록 내부의 용접작업 위치에 설치될 수 있으며, 론지 용접로봇(200)에 상대적으로 가까이 위치될 수 있다.

티칭펜던트(400)는, 작업현장에서 론지 용접로봇(200)의 제어를 위해 마련되는 것으로, 론지 용접로봇(200)과 무선으로 연결되어 론지 용접로봇(200)의 용접속도 또는 자세 등을 교시(Teach)하거나 장비 상태를 실시간으로 모니터링 하기 위해 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 조선 탑재블록의 론지 용접시스템의 론지 용접로봇(200)에 대해 자세히 설명하도록 한다.

론지 용접로봇(200)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 론지 페이스(10) 상에 놓여지는 베이스부(210)와, 베이스부(210)에 결합되며 복수의 관절로 이루어지는 로봇암부(220)와, 로봇암부(220)의 단부에 연결되는 용접헤드부(230)를 포함할 수 있다.

베이스부(210)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 작업자의 파지를 위한 하나 이상의 손잡이(211)가 구비될 수 있으며, 상면에 로봇암부(220)가 회전 가능하게 결합되는 암 결합부(212)가 마련될 수 있다.

로봇암부(220)는, 베이스부(210)의 암 결합부(212)에 회전 및 탈착 가능하게 결합되고, 힌지 회전 또는 상호 절첩 가능하게 연결되는 복수개의 링크부재(미부호)로 이루어질 수 있다.

본 실시예의 로봇암부(220)는, 각 링크부재 간 회전 또는 절첩을 통해 협소한 공간에서의 작업 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이러한 로봇암부(220)의 관절구조는, 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0122055호 등에 주지된 기술 사항으로서, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

용접헤드부(230)는, 로봇암부(220)의 단부에 설치되며, 와이어 피더(300)로부터 와이어를 공급받아 용접을 수행할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 조선 탑재블록의 론지 용접시스템은, 탑재블록의 론지 페이스(10) 상에 론지 용접로봇(200)을 고정시키기 위한 고정수단을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 고정수단은, 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스부(210)의 일측 하부에 설치되어 론지 페이스(10)의 상면에 부착되는 부착부재(250)와, 베이스부(210)의 타측에서 베이스부(210)의 저면으로 꺽어지게 연장 형성되어 론지 페이스(10)에 걸림 지지되는 걸림지지부(240)와, 걸림지지부(240)의 높낮이를 조절하기 위한 높이조정 노브(260)를 포함할 수 있다.

본 발명을 설명함에 있어서, 걸림지지부(240)의 구성에 대해 먼저 설명하고 부착부재(250)의 구성에 대해서는 후술하도록 한다.

걸림지지부(240)는, 베이스부(210)의 타측에 결합되는 지지블록(241) 상에 상하방향 이동가능하게 결합되되 말단이 베이스부(210)의 저면과 마주보게 형성되어 후크(Hook) 형태를 가질 수 있다.

본 실시예의 걸림지지부(240)는, 후술하는 높이조정 노브(260)를 통해 지지블록(241)에 대한 상대적인 상하방향 이동이 가능할 수 있으며, 베이스부(210)의 저면에서 높낮이(또는, 수직거리)가 조절될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 걸림지지부(240)는 베이스부(210)의 타측에서 하나 이상 설치될 수 있으며, 론지 페이스(10) 상에 안정적인 고정이 가능할 수 있도록 베이스부(210)의 타측에 두개 이상 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

부착부재(250)는, 베이스부(210)의 일측 하부에 설치되며, 베이스부(210)의 저면을 기준으로 걸림지지부(240)와 대향되게 위치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 부착부재(250)는 론지 페이스(10) 상에 부착 및 고정시킬 수 있도록 자성을 갖는 영구자석으로 마련될 수 있으며, 이 경우에는 자력을 온오프 시킬 수 있는 별도의 레버가 구비되는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 본 실시예의 부착부재(250)는, 용접작업이 이루어지는 탑재블록이 비자성체 재질, 예를 들어 고망간강 블록의 경우에는 전술한 자석 대신에 론지 페이스(10) 상면에 진공 흡착되는 진공패드(Suction pad)로 마련될 수도 있다.

본 실시예에 있어서, 부착부재(250)는, 걸림지지부(240)와 유사하게, 두개 이상 설치되는 것이 바람직할 수 있다.

높이조정 노브(260)는, 베이스부(210)에 대한 걸림지지부(240)의 높낮이를 조절하기 위한 것으로, 베이스부(210)의 타측에 결합된 지지블록(241)에 회전 가능하게 삽입될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 걸림지지부(240)는 지지블록(241)의 일측(또는, 상면)에 삽입 설치된 높이조정 노브(260)의 회전방향에 따라 승강 또는 하강되게 구성될 수 있다.

도 6은 탑재블록의 벽면과 천정 각각에 론지 용접로봇이 설치되는 것을 개략적으로 도시한 도면으로서, 도 6의 (a)는 본 실시예의 론지 용접로봇이 탑재블록의 벽면에 설치되어 있는 것을 도시한 도면이고, 도 6의 (b)는 탑재블록의 천정에 론지 용접로봇이 설치되어 있는 것을 도시한 도면이다.

또한, 도 7은 본 실시예의 론지 용접로봇이 설치되는 과정을 일부를 나타낸 도면으로서, 도 7의 (a)는 탑재블록의 바닥에 론지 용접로봇의 설치과정 일부를 나타낸 도면이고, 도 7의 (b)는 탑재블록의 벽면과에서 론지 용접로봇의 설치과정 일부를 나타낸 도면이며, 도 7의 (c)는 탑재블록의 천정에서 론지 용접로봇의 설치과정 일부를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 론지 용접로봇(200)은, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 탑재블록의 바닥뿐만 아니라 벽면이나 천정 등에 안정적이고 편리하게 장착될 수 있다.

본 실시예의 걸림지지부(240)는, 베이스부(210)의 대략 중앙에 말단이 위치되게 형성될 수 있으며, 론지 용접로봇(200)의 설치과정에서 말단이 론지 웹(20)에 맞닿을 있도록 세팅될 수 있다.

이때, 베이스부(210)에는 론지 페이스(10) 상에 초기 설치 시 걸림지지부(240)가 간섭되지 않도록 초기 설치위치를 가이드하기 위한 가이드부재(213)가 더 구비될 수 있다.

가이드부재(213)는, 베이스부(210)의 측면에 수직되게 돌출 형성되거나 베이스부(210)의 일측에 별도로 결합되어 구비될 수 있다.

본 실시예의 가이드부재(213)는, 상기 베이스부(210)의 일측으로부터 멀리 위치되는 말단 근처, 보다 상세하게는 베이스부(210)의 중심에서부터 소정거리만큼 멀어진 위치에서 하부방향으로 절곡되게 구비될 수 있다.

본 실시예에서, 걸림지지부(240)의 말단이 베이스부(210)의 대략 중앙에 위치되는 경우, 가이드부재(213)의 절곡되는 지점으로부터 베이스부(210)의 중심까지의 거리는 론지 페이스(10)의 상면 폭과 동일하거나 유사한 것이 바람직할 수 있다.

즉, 론지 용접로봇(200)의 초기 설치 시, 론지 페이스(10)의 일 측면에 가이드부재(213)의 절곡부위가 맞닿은 상태에서 론지 페이스(10)의 타측 상면에 부착부재(250)가 부착됨으로써, 베이스부(210)의 하부에 위치되는 걸림지지부(240)의 말단이 간섭되지 않을 수 있다.

도 7을 참조하면, 론지 용접로봇(200)의 초기 설치 시, 베이스부(210)의 저면과 걸림지지부(240)의 말단 사이에는 론지 페이스(10)가 위치되지 않는 것을 알 수 있다.

또한, 본 실시예의 론지 용접로봇(200)을 탑재블록의 벽면(또는, 측면)에 위치하는 론지 페이스(10)에 설치하는 경우, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 론지 페이스(10)의 양측면 중 상대적으로 하부에 위치하는 측면(도 7(b)에 도시된 론지 페이스(10)의 하단부에 해당)에 가이드부재(213)의 절곡부위를 맞닿게 하고, 론지 페이스(10)의 타측 상면(도 7(b)에 도시된 론지 페이스(10)의 상단부 측면에 해당)에 부착부재(250)가 부착될 수 있다.

여기에서, 베이스부(210)의 저면으로 꺽어지게 형성된 걸림지지부(240)의 말단이 하부방향을 향하도록 위치될 수 있으며, 이러한 상태에서 베이스부(210)를 하부방향으로 이동시키게 되면, 론지 용접로봇(200)은 중력(도 7의 도면부호 ‘g’ 참조)이 작용하더라도 후크 형태의 걸림지지부(240)를 통해 론지 페이스(10)에 걸림 지지될 수 있다.

한편, 탑재블록의 천정에 위치하는 론지 페이스(10)에 론지 용접로봇(200)을 설치하고자 하는 경우에는, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 론지 페이스(10)의 양측면 중 어느 하나에 가이드부재(213)의 절곡부위를 맞닿게 한 다음, 론지 페이스(10)의 타측에 부착부재(250)를 부착시킬 수 있다.

그런 다음, 걸림지지부(240)의 말단이 론지 웹(20)에 맞닿을 수 있도록 베이스부(210)를 평행 이동시키게 되면, 론지 용접로봇(200)은 중력이 작용하더라도 후크 형태의 걸림지지부(240)를 통해 론지 페이스(10)에 걸림 지지될 수 있다.

본 실시예의 론지 용접로봇(200)은, 베이스부(210)의 일측 하부에 결합된 부착부재(250)를 통해 론지 페이스(10) 상에 부착될 수 있으며, 베이스부(210)의 저면과 걸림지지부(240)의 말단 사이에 론지 페이스(10)가 위치되게 론지 용접로봇(200)을 이동시킨 다음, 높이조정 노브(260)를 회전시켜 걸림지지부(240)의 높이를 조절함으로써 베이스부(210) 저면이 론지 페이스(10) 상에 밀착되게 고정시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조선 탑재블록의 론지 용접시스템은, 걸림지지부(240) 및 부착부재(250)를 구비하는 고정수단에 의해 탑재블록의 바닥이나 천정, 벽면 등 론지 위치에 상관없이 론지 용접로봇(200)을 안정적으로 고정하여 조선 탑재공정에서 블록 용접작업의 편의성 및 자동화 구현이 가능할 수 있다.

다시, 도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 론지 용접로봇(200)은, 베이스부(210)에 설치되어 론지 페이스(10) 상에 라인 형태의 레이저를 조사하는 라인 레이저 조사부(270)를 더 포함할 수 있다.

라인 레이저 조사부(270)는, 도크 상에 이웃하는 탑재블록의 론지 페이스(10)가 만나는 용접선을 향해 라인 형태의 레이저를 조사하도록 구성될 수 있다(도 3 및 도 6(a)의 도면부호 “Wl” 참조).

본 발명의 일 실시예에 따른 조선 탑재블록의 론지 용접시스템은, 라인 레이저 조사부(270)를 통해 론지 페이스(10) 상에 론지 용접로봇(200)의 정위치 세팅 및 용접선에 대한 론지 용접로봇(200)의 앞뒤 거리를 정확하면서도 용이하게 세팅할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 라인 레이저 조사부(270)는 베이스부(210)와 일체 형성될 수도 있고, 베이스부(210)에 착탈 가능하게 구성되어 론지 용접로봇(200) 초기 설치과정에서만 사용될 수도 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 론지 용접로봇(200)의 설치방법에 대해 간략히 설명하자면, 부착부재(250)를 통해 론지 페이스(10) 사면에 베이스부(210)를 부착시키는 단계와, 베이스부(210)의 저면과 걸림지지부(240)의 말단 사이에 론지 페이스(10)가 위치되게 베이스부(210)를 이동시키는 단계와, 베이스부(210)에 대한 걸림지지부(240)의 높낮이를 조절하여 론지 페이스(10) 상에 베이스부(210)의 저면을 밀착되게 고정시키는 단계를 포함할 수 있다.

론지 페이스(10) 상면에 베이스부(210)를 부착시키는 단계에서, 베이스부(210)의 일측에 마련된 가이드부재(213)의 절곡부위가 론지 페이스(10)의 일 측면에 맞닿게 한 다음, 론지 페이스(10)의 타측 상면에 부착부재(250)를 부착시킬 수 있다.

그런 다음, 베이스부(210)를 이동시키는 단계에서, 걸림지지부(213)의 말단이 론지 웹(20)에 맞닿을 수 있도록 론지 페이스(10)의 상면에 베이스부(210)를 평행 이동시킬 수 있다.

베이스부(210)의 저면을 밀착되게 고정시키는 단계 이전에는, 베이스부(210)에 설치된 라인 레이저 조사부(270)를 이용하여 론지 페이스(10) 상에 라인 형태의 레이저를 조사하는 단계와, 론지 페이스(10) 상에 조사된 라인 형태의 레이저가 이웃하는 탑재블록의 론지 페이스와 만나 형성된 용접선(Wl)을 향하도록 베이스부(210)의 위치를 조정하여 론지 용접로봇(200)의 정위치를 세팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.

론지 용접로봇(200)의 정위치를 세팅하는 단계에서, 라인 레이저 조사부(270)는 베이스부(210)의 전면 또는 후면에 마련되어, 라인 레이저 조사부(270)로부터 조사되는 라인 형태의 레이저는 용접선과 평행하게 조사될 수 있으며, 용접선(Wl) 상에 레이저가 조사될 수 있도록 베이스부(210)의 위치를 조정할 수 있다.

한편, 이웃하는 탑재블록의 론지 웹(20)을 용접 연결 시에는, 이웃하는 탑재블록의 론지 웹(20)을 연결 시에는 론지 용접로봇(200)으로부터 멀리 위치되는 부위에서부터 론지 용접로봇(200)을 향하도록 용접을 수행하는 것이 바람직할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 조선 탑재블록의 론지 용접시스템에서 론지 용접로봇을 이용하여 이웃하는 탑재블록의 론지 웹을 용접 연결하는 것을 개략적으로 도시한 도면으로, 론지 웹(20)이 탑재블록의 바닥과 맞닿는 부위에서 용접을 시작하여 론지 웹(20)이 론지 페이스(10)와 맞닿는 부위까지 용접을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조선 탑재블록의 론지 용접시스템은, 이웃하는 탑재블록의 론지를 서로 용접 연결함에 있어서, 론지 웹(10)과 론지 페이스(20)를 연속적으로 용접하도록 론지 용접로봇(20)을 제어하는 것이 바람직할 수 있다.

도 9는 본 실시예의 론지 용접로봇(200)을 이용한 조선 탑재블록의 론지 용접방법의 공정순서를 나타낸 도면이다.

본 실시예의 론지 용접방법은, 론지 용접로봇(200)을 론지 페이스(10)에 설치하는 로봇 설치단계(S10)와, 론지 용접로봇(200)을 구동시켜 용접작업을 시작하기 위한 로봇 작업 시작단계(S30)와, 론지 용접로봇(200)을 통해 자동용접을 수행하는 로봇 용접 시작단계(S50)를 포함할 수 있다.

로봇 설치단계(S10)에는, 베이스부(210)의 일측 하부에 결합된 부착부재(250)를 통해 론지 페이스(10) 상에 론지 용접로봇(200)을 부착하는 단계와, 베이스부(210)와 걸림지지부(240)의 말단 사이에 론지 페이스(10)가 위치되게 론지 용접로봇(200)을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 베이스부(210)의 일측 하부에 결합된 부착부재(250)는 영구자석 또는 진공패드로 마련되므로, 작업자는 소형 및 경량화된 론지 용접로봇(200)을 들고 이동하여 탑재블록의 바닥뿐만 아니라 벽면이나 천정의 론지 페이스(10) 상에 용이하게 부착시킬 수 있다.

또한, 베이스부(210)의 저면과 걸림지지부(240)의 말단 사이에 론지 페이스(10)가 위치되게 론지 용접로봇(200)을 이동시켜 탑재블록의 벽면이나 천정의 론지 페이스(10)에 걸림 지지될 수 있다.

본 실시예의 로봇 설치단계(S10)에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 걸림지지부(240)의 말단이 론지 웹(20)에 맞닿을 있도록 세팅할 수 있다.

특히, 탑재블록의 벽면의 론지 페이스(10)에 론지 용접로봇(200)을 설치하는 경우, 베이스부(210)의 타측이 상부방향을 향하도록 설치되는 것이 바람직할 수 있다(도 7의 (b) 참조).

다시 말해, 탑재블록의 벽면의 론지 페이스(10)에 론지 용접로봇(200)을 설치 시, 베이스부(210)의 타측에 설치된 걸림지지부(240)를 통해 중력(도 7의 도면부호 ‘g’ 참조)으로 인한 론지 용접로봇(200)의 이탈을 미연에 방지할 수 있다.

본 실시예의 로봇 설치단계(S10)는, 높이조정 노브(260)를 조절하여 론지 페이스(10)의 두께에 대응되게 걸림지지부(240)의 높이를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

즉, 본 실시예의 로봇 설치단계(S10)에서, 론지 용접로봇(200)은 베이스부(210)의 일측 하부에 결합된 부착부재(250)를 통해 론지 페이스(10) 상에 부착될 수 있으며, 베이스부(210)의 저면과 걸림지지부(240)의 말단 사이에 론지 페이스(10)가 위치되게 론지 용접로봇(200)을 이동시킨 다음, 높이조정 노브(260)를 회전시켜 걸림지지부(240)의 높이를 조절함으로써 베이스부(210) 저면이 론지 페이스(10) 상에 밀착되게 고정시킬 수 있다.

이러한 걸림지지부(240)의 높이 조정은, 론지 페이스(10) 상에 론지 용접로봇(200)을 부착시키는 단계 이전에 수행될 수도 있고, 론지 페이스(10) 상에 부착된 상태에서 론지 용접로봇(200)을 이동시키는 단계 이전에 수행될 수도 있으며, 작업과정에서 작업자의 편의에 따라 선택 적용될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 로봇 설치단계는, 로봇 통합케이블(110)을 이용하여 로봇카트(100)와 론지 용접로봇(200)을 연결하고, 용접기 싱글 케이블(130)을 이용하여 로봇카트(200)와 와이어 피더(300)를 연결할 수 있다.

전술한 바와 같이, 로봇카트(100)는 탑재블록의 외부에 배치될 수 있으며, 와이어 피더(300)는 탑재블록의 내부의 용접작업 위치에 설치(또는, 배치)될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 탑재블록 내 용접작업을 처음으로 수행하는 경우, 즉 이웃하는 탑재블록의 복수개의 론지 중 론지 용접로봇(200)이 최초로 설치되는 첫번째 론지인 경우에는, 론지 용접로봇(200)의 자동용접을 위한 로봇 프로그램을 생성할 필요가 있다.

구체적으로, 본 실시예의 론지 용접방법은, 로봇 작업 시작단계(S30) 이전에 론지 페이스(10)와 론지 웹(20)의 폭과 두께, 그리고 론지 페이스(10) 상하부의 메공 홀 또는 스캘럽의 높이 등 론지의 치수 정보를 입력하는 론지 정보 입력단계(S21)와, 입력된 정보를 이용하여 론지 페이스(10)와 론지 웹(20)의 용접 경로를 결정하는 용접 경로 계산단계(S23)와, 론지정보 및 용접경로를 통해 자동용접을 수행하기 위한 잡(Job) 프로그램을 생성하는 로봇 프로그램 생성단계(S25)를 더 포함할 수 있다.

이러한 론지 정보 입력단계(S21)와 용접 경로 계산단계(S23) 및 로봇 프로그램 생성단계(S25)는 탑재블록 내 용접작업의 첫 수행 시에만 이루어지고, 그 이후 부터는 생략이 가능할 수 있다.

로봇 용접 시작단계(S50)에는 로봇 프로그램을 통해 이웃하는 탑재블록의 론지 페이스(10) 및 론지 웹(20)의 자동용접을 수행할 수 있는데, 로봇 용접 시작단계(S50) 이전에는, 론지 페이스(10) 또는 론지 웹(20)의 위치를 인식하는 론지 위치 인식단계(S41)와, 론지 페이스(10) 또는 론지 웹(10) 상의 용접선에 맞춰 론지 용접로봇(200)의 앞뒤 거리를 세팅하고 용접 위치를 결정하는 용접 위치 결정단계(S43)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조선 탑재블록의 론지 용접방법은, 탑재블록의 론지 페이스(10) 상에 론지 용접로봇(200)을 설치하고, 론지 용접로봇(200)이 설치되면, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 론지 페이스(10) 또는 론지 웹(20) 부분의 센싱을 수행하고 잡 프로그램을 자동으로 생성하여 용접작업을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조선 탑재블록의 론지 용접시스템은, 다관절 구조의 론지 용접로봇에 의해 론지 페이스 또는 론지 웹의 용접이 이루어지므로 작업 효율, 용접 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 탑재블록의 벽면이나 천정에도 안정적인 설치가 가능할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 로봇카트
110: 통합케이블
120: 싱글케이블
200: 론지 용접로봇
210: 베이스부
211: 손잡이
212: 암 결합부
231: 가이드부재
220: 로봇암부
230: 용접헤드부
240: 걸림지지부
241: 지지블록
250: 부착부재
260: 높이조정 노브
270: 라인 레이저 조사부
300: 와이어 피더
400: 티칭펜던트
10: 론지 페이스
20: 론지 웹

Claims

도크 상에 이웃하는 탑재블록의 내부재인 론지를 용접으로 연결하기 위해 사용되는 론지 용접로봇을 고정하기 위한 장치로서,
상부에 상기 론지 용접로봇이 회전 가능하게 결합되는 베이스부;
상기 베이스부의 하부 일측에 설치되어 상기 탑재블록의 론지 페이스 상면에 상기 베이스부를 부착하기 위한 부착부재; 및
상기 베이스부의 타측에서 상기 베이스부의 저면으로 꺽어지게 연장 형성되는 걸림지지부를 포함하는 론지 용접로봇의 고정장치.
제 1항에 있어서,
상기 걸림지지부의 높낮이를 조절하기 위한 높이조정 노브를 더 포함하고,
상기 걸림지지부는, 상기 높이조정 노브에 의해 상기 베이스부의 타측에 결합된 지지블록 상에 상하방향 이동가능하게 결합되는 론지 용접로봇의 고정장치.
제 2항에 있어서,
상기 높이조정 노브는, 회전에 의해 상기 걸림지지부가 승강 또는 하강되도록 상기 지지블록에 삽입 설치되는 론지 용접로봇의 고정장치.
제 1항에 있어서,
상기 부착부재는 별도의 레버에 의해 자력이 온오프되는 하나 이상의 영구자석을 포함하는 론지 용접로봇의 고정장치.
제 1항에 있어서,
상기 부착부재는 상기 론지 페이스의 상면에 진공 흡착되는 하나 이상의 진공패드를 포함하는 론지 용접로봇의 고정장치.
제 1항에 있어서,
상기 베이스부는,
작업자의 파지를 위한 하나 이상의 손잡이; 및
상면에 상기 론지 용접로봇이 회전 가능하게 결합되는 암 결합부를 포함하는 론지 용접로봇의 고정장치.
제 1항에 있어서,
상기 베이스부는,
상기 론지 페이스 상에 초기 설치 시 상기 걸림지지부가 간섭되지 않도록 상기 베이스부의 초기 설치위치를 가이드하기 위한 가이드부재를 더 포함하는 론지 용접로봇의 고정장치.
제 1항에 있어서,
상기 론지 용접로봇의 정위치를 세팅하기 위하여 상기 베이스부에 설치되며, 상기 론지 페이스 상에 라인 형태의 레이저를 조사하는 라인 레이저 조사부를 더 포함하는 론지 용접로봇의 고정장치.
제 1항에 따른 론지 용접로봇의 고정장치를 이용하여 상기 론지 용접로봇을 설치하기 위한 방법으로서,
상기 부착부재를 통해 상기 론지 페이스 상면에 상기 베이스부를 부착시키는 단계;
상기 베이스부의 저면과 상기 걸림지지부의 말단 사이에 상기 론지 페이스가 위치되게 상기 베이스부를 이동시키는 단계; 및
상기 베이스부에 대한 상기 걸림지지부의 높낮이를 조절하여 상기 론지 페이스 상에 상기 베이스부의 저면을 밀착되게 고정시키는 단계를 포함하는 론지 용접로봇의 설치방법.
제 9항에 있어서,
상기 론지 페이스 상면에 상기 베이스부를 부착시키는 단계에서,
상기 베이스부의 일측에 마련된 가이드부재의 절곡부위가 상기 론지 페이스의 일 측면에 맞닿게 한 다음, 상기 론지 페이스의 타측 상면에 상기 부착부재를 부착시키는 론지 용접로봇의 설치방법.
제 9항에 있어서,
상기 베이스부를 이동시키는 단계에서,
상기 걸림지지부의 말단이 론지 웹에 맞닿을 수 있도록 상기 론지 페이스의 상면에 상기 베이스부를 평행 이동시키는 론지 용접로봇의 설치방법.
제 9항에 있어서,
상기 베이스부의 저면을 밀착되게 고정시키는 단계 이전에는,
상기 베이스부에 설치된 라인 레이저 조사부를 이용하여 상기 론지 페이스 상에 라인 형태의 레이저를 조사하는 단계; 및
상기 론지 페이스 상에 조사된 라인 형태의 레이저가 이웃하는 탑재블록의 론지 페이스와 만나 형성된 용접선을 향하도록 상기 베이스부의 위치를 조정하여 상기 론지 용접로봇의 정위치를 세팅하는 단계를 더 포함하는 론지 용접로봇의 설치방법.