KR100683838B1 - 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치 - Google Patents

마크 자동용접로봇의 핸들링 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치에 관한 것으로, 특히 마크 자동용접로봇에 부가적으로 설치되어 작업자가 고소차 상에서 쉽게 이를 핸들링할 수 있도록 하는 핸들링 장치에 관한 것이다.
본 발명의 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치는 제2축, 제3축, 제4축 및 제5축을 지지하고, 제1축을 따라 상하로 움직이는 지그 베이스; 상기 제2축을 중심으로 수평 회전하는 제1암; 상기 제3축을 중심으로 상기 제1암과 연결되어 수평 회전하는 제2암; 상기 제4축을 중심으로 상기 제2암과 연결되어 수평 회전하는 제3암; 경사축을 중심으로 하여 상기 제3암과 연결된 경사 프레임; 상기 제5축을 중심으로 회전함으로써, 워엄축을 회전시키는 풀리; 상기 경사 프레임에 연결되어 회전 베이스를 중심으로 회전하는 클램프 베이스; 및 상기 클램프 베이스에 연결되어, 클램프 레버의 회전에 의해 직선운동하고, 상기 직선운동에 의해 마크 자동용접로봇의 레일로부터 핸들링 장치를 탈착시키기 위한 토글 클램프를 포함하는 푸시 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
지그 베이스, 암, 경사 프레임, 풀리, 클램프 베이스

Description

마크 자동용접로봇의 핸들링 장치{The handling device of mark automatic welding robot}
도 1은 본 발명의 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치가 고소차에 구비된 상태의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치의 동작방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치에 관한 것으로, 특히 마크 자동용접로봇에 부가적으로 설치되어 작업자가 고소차 상에서 쉽게 이를 핸들링할 수 있도록 하는 핸들링 장치에 관한 것이다.
일반적인 마크 용접은 대형의 로고나 문자 등을 목적으로 하는 대상물을 형성하기 위한 준비 작업이다. 상기 마크 용접은 선박이나 건축물 등의 대형 대상물상에 로고나 문자가 쉽게 지워지거나 손상되는 경우를 방지하기 위해, 그 외곽선을 따라 표면에서 일정 높이로 돌출되는 비드(bead)를 형성하기 위한 작업을 의미한다.
상기 마크 용접이 수행된 후, 대상물의 내측에 목적하는 색채의 도료를 도포하거나, 대형의 스티커 등이 부착되어 전체적인 로고나 문자의 형성 작업이 완료된다. 상기 마크 용접은 주로 유조선, 액화 석유 가스(LPG) 운반선 및 화물선 등의 대형 선박에서 필수적으로 요구되는 작업이다.
여기서, 상기 대형 선박의 마크 용접 수행 지점은 선체의 높이를 감안할 때 대략 10m 이상의 높이에 위치되기 때문에, 선체의 전단부 및 후단부가 되는 선수 및 선미(이들을 통합하여 “선수미”라 칭함)와 선수미 내측 구간인 모체 부분을 각각 구분하여 용접 작업을 수행하게 된다.
상기 몸체상의 마크 용접은 몸체와 선수미가 조립되기 이전에 다수의 작업자가 목적하는 지점에 기준선 및 로고나 문자의 외곽선을 먹줄로 표시하고, 그 외곽 라인에 일정한 간격으로 펀칭을 수행한 후, 수동 용접하여 완료하게 된다.
상기 작업은 주로 선체의 몸체 부분에 대한 마크 용접 과정을 나타낸 것이며, 선수미 마크 용접의 경우에 선수와 선미는 몸체에 비해 보다 많은 굴곡으로 형성되기 때문에 몸체와의 조립 전에 용접을 수행하기 불가능하여 선박의 건조 후 작업이 수행된다.
상기 마크 용접 작업 시 고도로 숙련된 마크 용접의 작업자는 도크 마스터(용접에 요구되는 용접 장비가 탑재된 크래인)에 탑승하여 일정 높이를 유지한 상태에서 목적하는 지점에 기준선, 로고 및 문자의 외곽선을 먹줄로 표시한다. 이 후에 작업자는 상기 외곽선에 일정한 간격으로 펀칭을 수행하고, 수동으로 용접하여 작업을 완료시킬 수 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 마크 자동용접로봇은 선체의 외판에 흡착되어 용접을 수행하기 때문에 지상에서 마크가 있는 위치까지 자동용접로봇을 이동시켜 선체의 외판에 붙을 수 있도록 하기 위해서는 작업자가 크래인에 탑승한 상태에서 장비를 핸들링해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 고소차 상에 장착되어 고소차가 이동될 때에도 마크 자동용접로봇을 흔들리지 않게 고정시키고, 작업대상의 위치에 고소차를 정지시켜 곡면의 형상을 가진 선체의 외판에 로봇을 정확히 부착시킬 수 있게 하는 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 제2축, 제3축, 제4축 및 제5축을 지지하고, 제1축을 따라 상하로 움직이는 지그 베이스; 상기 제2축을 중심으로 수평 회전하는 제1암; 상기 제3축을 중심으로 상기 제1암과 연결되어 수평 회전하는 제2암; 상기 제4축을 중심으로 상기 제2암과 연결되어 수평 회전하는 제3암; 경사축을 중심으로 하여 상기 제3암과 연결된 경사 프레임; 상기 제5축을 중심으로 회전함으로써, 워엄축을 회전시키는 풀리; 상기 경사 프레임에 연결되어 회전 베이스를 중심으로 회전하는 클램프 베이스; 및 상기 클램프 베이스에 연결되어, 클램프 레버의 회전에 의해 직선운동하고, 상기 직선운동에 의해 마크 자동용접로봇의 레일로부터 핸들링 장치를 탈착시키기 위한 토글 클램프를 포함하는 푸시 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치를 제시한다.
이하, 본 발명을 도면을 통하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치의 측면도이며, 도 4는 본 발명의 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치가 고소차에 구비된 상태의 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치는 하기와 같이 제1축(the first axis, 100), 제2축(the second axis, 110), 제3축(the third axis, 120), 제4축(the fourth axis, 130) 또는 제5축(the fifth axis, 140)을 따라 이동 또는 회전하도록 구성되어 있는데, 이들 각각의 구성에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
지그 베이스(jig base, 370)는 제2축(110), 제3축(120), 제4축(130) 및 제5축(140)을 지지하고, 제1축(100)을 따라 상하로 움직인다. 상기 제1축(100)은 원통 형 모양의 가이드(guide, 490)의 중심축으로써, 지그 베이스(370)는 지그 프레임(jig frame, 520)을 들어올리는 리프팅 핸들(lifting handle, 500)과 상기 리프팅 핸들의 중심을 상하로 이동시키는 시저즈 잭(scissors jack, 480)을 이용하여 제1축(100)을 따라 상하로 움직인다.
제1암(the first arm, 360)은 이를 고정하는 스윙 프레임(swing frame, 470)에 고정된 상기 제2축(110)을 중심으로 수평 회전하고, 제2암(the second arm, 350)은 상기 제3축(120)을 중심으로 상기 제1암(360)과 연결되어 수평 회전한다. 그리고, 제3암(the three arm, 340)은 상기 제4축(130)을 중심으로 상기 제2암(350)과 연결되어 수평 회전한다.
경사 프레임(tilting frame, 530)은 너트(nut, 320)에 의해 고정된 경사축(tilting axis, 330)을 중심으로 하여 상기 제3암(340)과 연결되어 있다.
풀리(pulley, 380)는 핸들축(handle axis, 400)과 경사 핸들(tilting handle, 390)을 이용하여 상기 제5축(140)을 중심으로 회전함으로써, 워엄축(worm axis, 450)을 회전시킨다. 상기 풀리(380)는 핸들축(400)에 의해 고정되고, 경사 핸들(390)의 중앙부는 핸들축(400)에 연결되어 있다. 경사 핸들(390)이 회전하게 되면, 타이밍 벨트로 둘러싸인 풀리(380)가 회전하게 된다.
클램프 베이스(clamp base, 540)는 상기 경사 프레임(530)에 연결되어 회전 베이스(rotating base, 420)를 중심으로 회전한다.
푸시 가이드(push guide, 410)는 상기 클램프 베이스(clamp base, 540)에 연결되어, 클램프 레버(clamp lever, 310)의 회전에 의해 직선운동하고, 상기 직선운 동에 의해 마크 자동용접로봇의 레일(rail)로부터 핸들링 장치를 탈착시키기 위한 토글 클램프(toggle clamp, 430)를 포함한다.
상기 제2축(110), 제3축(120) 및 제4축(130)은, 각각 제1암(360), 제2암(350) 또는 제3암(340) 중에서 어느 하나의 암을 회전할 수 있게 하는 스윙핀(swing fin, 460)으로 고정되어 있다. 작업자가 스윙핀(460)을 회전시켜 풀어주면, 제2축(110), 제3축(120) 또는 제4축(130)을 중심으로 하여 제1암(360), 제2암(350) 또는 제3암(340) 중에서 어느 하나의 암이 원활히 회전할 수 있게 됨으로써, 마그네트(magnet) 또는 진공 패드(vaccum pad)로 구성된 마크 자동용접로봇의 흡착부를 작업대상 면에 정확하게 위치시킬 수 있다. 즉, 제2축(110)을 중심으로 지그 베이스(370)와 제1암(360)이 연결되어 있고, 제3축(120)을 중심으로 제1암(360) 및 제2암(350)이 연결되어 있으며, 제4축(130)을 중심으로 제2암(350) 및 제3암(340)이 연결되어 있기 때문에, 작업자가 제2축(110), 제3축(120) 또는 제4축(130)에 각각 고정된 스윙핀(460)을 회전시키면, 상기 제2축(110), 제3축(120) 및 제4축(130)을 중심으로 서로 연결된 지그 베이스(37), 제1암(360), 제2암(350) 또는 제3암(340)이 원활히 회전할 수 있게 한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 핸들링 장치(240)는 U자 모양의 클램프(510)가 이용되어, 마크 자동용접로봇을 작업위치로 이동시키는 고소차(260)에 장착될 수 있는데, 고소차(260)의 전면에서 지그 프레임(jig frame, 520)을 고정시킬 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 경사 프레임(530)에 연결된 클램프 베이스(540)는 회전 베이스(420)를 중심으로 회전할 수 있는데, 고정핀(440)에 의해 고정되어 있기 때문에 고정핀(440)이 조작되면 원활하게 회전할 수 있다. 클램프 베이스(540)에 고정된 푸시 가이드(push guide, 410)는 클램프 레버(clamp lever, 310)에 의해 직선운동하고, 토글 클램프(toggle clamp, 430)를 마크 자동용접로봇의 레일(rail, 300)로부터 탈착시킴으로써 마크 자동용접로봇을 핸들링 장치(240)로부터 탈착시킬 수 있다. 이때, 상기 레일(300)은 핸들링 장치(240)의 U자 모양의 클램프에 의해 고정되어 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 고소차(260)에는 와이어 피더(230), 제어기(220), 펜던트(210), 핸들링 장치(240) 및 마크 자동용접로봇(200)이 구비된다. 고소차(260)의 전면에서 마크 자동용접로봇(200)이 고소차(260)에 장착될 수 있도록 하기 위해서는, 핸들링 장치(240)에 U자 모양의 클램프(510)가 구비되어 마크 자동용접로봇의 지그 프레임(520)을 고정시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치의 동작방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5를 도 1 내지 도 4와 함께 살펴보면, 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치(240)의 동작방법은 다음과 같다.
먼저, 핸들링 장치(240)의 U자 모양의 클램프(510)를 이용하여 마크 자동용접로봇을 고소차(260)에 장착한다(S100). 이때, 핸들링 장치(240)의 U자 모양의 클램프(510)가 이용되어 지그 프레임(520)이 고정됨으로써 마크 자동용접로봇(200)이 고소차(260)의 전면에서 고소차(260)에 장착된다.
다음으로, 핸들링 장치(240)의 U자 모양의 클램프를 이용하여 마크 자동용접 로봇(200)의 레일(300)을 고소차(260)에 고정한다(S200).
다음으로, 마크 자동용접로봇이 장착된 고소차(260)를 작업하고자 하는 위치로 이동시킨다(S300).
다음으로, 제2축(110), 제3축(120) 및 제4축(130)을 고정하고 있는 스윙핀(460)을 회전시켜 풀어줌으로써 제1암(360), 제2암(350) 또는 제3암(340)이 원활히 회전할 수 있게 한다(S400).
다음으로, 마크 자동용접로봇을 작업대상 면에 정확하게 위치시킨다(S500).
다음으로, 마그네트(magnet) 또는 진공 패드(vaccum pad)로 구성된 마크 자동용접로봇의 흡착부를 작업대상 면에 흡착시킨다(S600).
작업자는 상기와 같이 고소차(260) 상에서 선체 외판 상의 작업하고자 하는 위치에 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치(240)를 위치시킴으로써 작업대상을 용이하게 용접할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
본 발명의 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치는 고소차 상에 장착되어 고소차 가 이동될 때에도 마크 자동용접로봇을 흔들리지 않게 고정시키고, 작업대상의 위치에 고소차를 정지시켜 곡면의 형상을 가진 선체의 외판에 로봇을 정확히 부착시킬 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 제2축, 제3축, 제4축 및 제5축을 지지하고, 제1축을 따라 상하로 움직이는 지그 베이스;
    상기 제2축을 중심으로 수평 회전하는 제1암;
    상기 제3축을 중심으로 상기 제1암과 연결되어 수평 회전하는 제2암;
    상기 제4축을 중심으로 상기 제2암과 연결되어 수평 회전하는 제3암;
    경사축을 중심으로 하여 상기 제3암과 연결된 경사 프레임;
    상기 제5축을 중심으로 회전함으로써, 워엄축을 회전시키는 풀리;
    상기 경사 프레임에 연결되어 회전 베이스를 중심으로 회전하는 클램프 베이스; 및
    상기 클램프 베이스에 연결되어, 클램프 레버의 회전에 의해 직선운동하고, 상기 직선운동에 의해 마크 자동용접로봇의 레일로부터 핸들링 장치를 탈착시키기 위한 토글 클램프를 포함하는 푸시 가이드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지그 베이스는 지그 프레임을 들어올리는 리프팅 핸들과 상기 리프팅 핸들의 중심을 상하로 이동시키는 시저즈 잭을 이용하여 제1축을 따라 상하로 움직 이는 것을 특징으로 하는 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1암은 이를 고정하는 스윙 프레임에 고정된 상기 제2축을 중심으로 수평 회전하는 것을 특징으로 하는 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 풀리는 이를 고정하는 핸들 축과 중앙이 핸들축에 연결된 경사 핸들을 이용하여 상기 제5축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1암, 제2암 또는 제3암 중에서 어느 하나의 암은, 상기 어느 하나의 암을 회전할 수 있게 하는 스윙핀에 의해, 상기 제2축, 제3축 또는 제4축 중에서 어느 하나의 축에 고정된 것을 특징으로 하는 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 클램프 베이스는 고정핀에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 지그 프레임은 U자 모양의 클램프가 이용되어, 마크 자동용접로봇을 작업위치로 이동시키는 고소차에 고정되는 것을 특징으로 하는 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 푸시 가이드는 상기 경사 프레임에 연결된 클램프 베이스에 고정된 것을 특징으로 하는 마크 자동용접로봇의 핸들링 장치.
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