KR101251820B1 - 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치 및 이를 이용한 용접 방법 - Google Patents

자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치 및 이를 이용한 용접 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박의 흘수 마크를 자동으로 용접하기 위해 용접 캐리지이 장착된 용접 장치에 있어서, 선박의 선체 외판에 부착되어, 흘수 마크를 용접시킬 작업영역을 찾아, 상기 선체 외판의 평면 또는 곡면 형상을 따라 상·하, 좌·우로 자율적으로 이동하면서, 자동으로 용접을 수행하는 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치 및 이를 이용한 용접 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 선박의 선체 외판 형상이 평면 또는 곡면에 부착되고, 상기 용접 장치의 용접 캐리지와 지지결합되어, 용접 캐리지가 상·하로 레일이동되게하는 자율주행 플렉시블 유닛; 상기 자율주행 플렉시블 유닛과 용접 캐리지와 송·수신하여, 자율주행 플렉시블 유닛의 이동 거리와 방향을 제어하고, 용접 캐리지가 용접을 수행되게 제어하는 제어유닛;으로 구성된다.

Description

자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치 및 이를 이용한 용접 방법{draft mark autonomous automatic welding device and method of using the device}
본 발명은 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치 및 이를 이용한 용접 방법에 관한 것이다.
상세하게 본 발명은, 선박의 흘수 마크를 자동으로 용접하기 위해 용접 캐리지가 장착된 용접 장치에 있어서, 선박의 선체 외판에 부착되어, 흘수 마크를 용접시킬 작업영역을 찾아, 상기 선체 외판의 평면 또는 곡면 형상을 따라 상·하, 좌·우로 자율적으로 이동하면서, 자동으로 용접을 수행하는 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치 및 이를 이용한 용접 방법에 관한 것이다.
흘수 마크(draft mark)는 선체가 얼마나 물속에 잠겨있는가를 외부에서 인식하기 위하여 선수 및 선미 외판에 나타내는 표시이다. 선박이 항해하는 계절과 대양에 따라 같은 무게라도 물속에 잠기는 깊이 차이가 발생하기 때문에 선체 외판에 각각 계절별, 대양별로 흘수 마크를 아라비아 숫자 또는 로마자로 표시하며, 이것은 선박의 안전을 위해 어떠한 경우라도 표시된 흘수 마크를 초과해서 화물을 적재하거나 인원을 탑승시키면 안 된다는 의미이다.
흘수 마크를 선박의 선체 외판에 형성시키는 방식은 수동 용접 방식이 많이 사용된다. CAD 도면에 흘수 마크 형상을 작도하고, CAD 도면에 작도된 흘수 마크 형상대로 NC 공작기계를 사용해서 강재를 절단하고, 용접 작업자가 사다리나 비계같은 기구를 사용해서 선박의 선체 외판 근처까지 접근한 다음 절단된 흘수 마크 강재를 수동으로 용접하는 방식이다.
상기 방식은 오래된 방식이지만, CAD 도면 작성 시간과 강재 절단 시간이 소요되고, 작업영역이 넓어지면 위치이동으로 인해 사다리나 비계를 재설치하는 시간이 추가적으로 소요될 뿐만 아니라, 별도의 강재가 필요하기 때문에 강재 비용도 추가된다. 또한, 흘수 마크의 위치상 고소 작업이 이루어지므로 안전문제와 함께 불안정한 자세에서 연속 작업으로 인해 용접 작업자에게 근골격계 질환이 발생할 우려가 있다.
또한, 상기 방식은 선박이 오래 항해할수록 부식성이 있는 바닷물이나 바닷바람에 의해 침식되거나, 노후화로 인해 흘수 마크가 파손되거나 떨어지는 경우가 발생한다.
종래의 선행기술을 살펴보면, 마크 자동 용접 장치(출원번호 10-2005-0127777)가 상기 수동 방식의 문제점을 해결하기 위해 발명되었다.
도 1은 상기 마크 자동 용접 장치를 나타낸 사시도이고, 마크 자동 용접 장치는 진공흡착 방식의 고정식 레일을 이용한 자동 용접 장치로써 하나의 레일에 복수개의 진공 흡착판이 부착되어 작업할 외판에 상기 레일이 부착된 후 자동용접이 수행된다.
하지만, 상기 마크 자동 용접 장치는 길게 연속된 마크 또는 멀리 떨어져 있는 복수 개의 마크를 작업할 때에는 부착과 탈착을 반복해야 하고, 선체 외판이 곡면일 경우에는 부착이 어렵고, 용접토치의 높이가 달라져 별도의 높이 축이 필요하게 되어, 고소 작업에서의 작업자 피로 증가 및 안전상의 문제가 남아있고, 작업시간도 증가하게 된다.
또 다른 종래의 선행기술을 살펴보면, 선박의 흘수 마크 형성 장치 및 방법(출원번호 10-2009-0041688)이 있다.
도 2는 상기 선박의 흘수 마크 형성 장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 상기의 기술 중 중요한 구성인 용접 캐리지를 나타낸 사시도이다. 상기 장치는 영구자석 방식의 고정식 레일을 이용한 자동 용접 장치로써 하나의 플렉시블 레일에 복수개의 영구 자석이 부착되어 작업할 선체의 외판에 상기 플렉시블 레일을 부착시킨 후 자동으로 용접을 수행한다.
상기 장치의 용접 캐리지는 X,Y,Z 3축 이동이 가능하고, 플렉시블 레일은 선체 외판의 형상이 평면뿐만 아니라 곡면일 경우에도 유연하게 부착되는 구성이라 상기 장치는 제한된 작업영역에서의 흘수 마크를 용접할 때는 효과적이다. 하지만, 상기 장치는 길게 연속된 흘수 마크를 용접해야 할 때에는 복수 개의 레일을 연결해야하고, 배치 간격이 넓은 복수 개의 흘수 마크를 용접할 때에는 상기 장치를 각각의 흘수 마크 위치까지 수동으로 이동시킨 후 부착과 탈착을 반복해야 하는 단점이 있어, 이로 인해 상기 장치의 탈부착에 의한 작업시간 증가 및 고소에서의 작업으로 인한 작업자의 안전문제 등의 남아있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것이다.
이에 본 발명은, 선박의 흘수 마크를 자동으로 용접하기 위해 용접 캐리지가 장착된 용접 장치에 있어서, 선박의 선체 외판에 부착되어, 흘수 마크를 용접시킬 작업영역을 찾아, 상기 선체 외판의 평면 또는 곡면 형상을 따라 상·하, 좌·우로 자율적으로 이동하면서, 자동으로 용접을 수행하는 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치 및 이를 이용한 용접 방법에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.
본 발명은, 선박의 흘수 마크를 자동으로 용접하기 위해 용접 캐리지가 장착된 용접 장치에 있어서, 선박의 선체 외판 형상이 평면 또는 곡면에 부착되고, 상기 용접 장치의 용접 캐리지와 지지결합되어, 용접 캐리지가 상·하로 레일이동되게하는 자율주행 플렉시블 유닛; 상기 자율주행 플렉시블 유닛과 용접 캐리지와 송·수신하여, 자율주행 플렉시블 유닛의 이동 거리와 방향을 제어하고, 용접 캐리지가 용접을 수행되게 제어하는 제어유닛;으로 구성된다.
여기서, 상기 자율주행 플렉시블 유닛은 용접 캐리지와 상·하로 레일이동되게 가이드 결합되고, 임의의 곡률로 휘어지는 가요성과 본래의 형상으로 복귀하는 탄성을 가진 일정 길이의 레일로 구성된 플렉시블 레일; 다수가 일정간격으로 상기 플렉시블 레일을 지지결합하고, 플렉시블 레일을 상·하, 좌·우로 이동시키는 주행유닛;을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 주행유닛은 플렉시블 레일과 지지결합되고, 주행유닛의 구성요소들을 수용하고 보호하기 위해 내측에 공간이 형성되고, 주행을 위한 휠과 관통 결합이 가능하도록 외측 양면에 홀이 형성된 본체부; 상기 본체부의 외측 양면에 형성된 홀을 관통해서 결합되고, 상·하, 좌·우로 주행하는 주행휠부; 상기 본체부의 외면에 설치되고, 자율주행 플렉시블 유닛을 고정지지하면서, 선체의 외판에 부착 또는 탈착되는 제어자석부;를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 주행휠부는 주행휠부를 주행시키는 동력을 발생시키는 동력원; 상기 동력원에서 발생시킨 동력을 전달받아 상·하, 좌·우로 주행되는 휠; 상기 제어유닛과의 송·수신에 의해, 휠의 이동 거리와 방향을 제어하는 동력원을 제어하는 주행 컨트롤러;를 포함하여 구성된다.
또한, 제어자석부는 상기 선체의 외판에 부착 또는 탈착되고, 자력의 강·약이 조절되어지는 자석; 상기 자석과 연결되고, 제어유닛과의 송·수신에 의해, 상기 자석의 자력을 조절하는 자석 컨트롤러;를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제어유닛은 제어유닛에 저장된 정보와 자율주행 플렉시블 유닛과 용접 캐리지로부터 송·수신된 정보에 따라, 상기 자율주행 플렉시블 유닛과 용접 캐리지를 제어하는 중앙처리장치; 상기 용접 장치가 용접 작업을 수행하는데 필요한 정보를 작업자가 입력하는 입력부; 상기 입력부에서 입력된 정보를 저장하고, 제어를 위해 상기 중앙처리장치에 저장된 정보를 제공하는 저장부; 상기 용접장치의 자율주행 플렉시블 유닛과 용접 캐리지와 송·수신하고, 제어를 위해 상기 중앙처리장치에 송·수신된 정보를 제공하는 통신부; 상기 용접 장치의 관련 정보를 화면에 출력해서, 작업자에게 제공하는 디스플레이부; 작업자가 상기 용접 장치를 수동으로 제어하는 조종부;를 포함하여 구성된다.
상기 흘수 마크 자동용접장치를 이용하기 위해 본 발명은, 선체 외판에 용접 장치가 부착되는 설치 단계와; 상기 용접 장치가 자율적으로 작업영역으로 이동하는 자율 이동 단계; 상기 용접 장치가 용접 캐리지를 이용하여 자동으로 용접을 수행해서 흘수 마크를 형성하는 자동 용접 단계; 상기 용접 장치가 작업영역을 벗어나서 존재하는 흘수 마크의 유·무를 확인해서 작업 수행 여부를 판단하는 마크 확인 단계; 상기 마크 확인 단계에서 형성시킬 흘수 마크가 없을 경우, 상기 용접 장치가 작업을 종료하고, 해제를 위한 위치로 이동하는 종료 단계; 선체 외판에서 상기 용접 장치가 탈착되는 해제 단계;를 수행한다.
여기서, 상기 자율 이동 단계는 용접 장치의 제어유닛과의 송·수신에 의해, 자율주행 플렉시블 유닛이 상·하, 좌·우로 이동해서 흘수 마크가 형성될 위치의 작업영역을 찾아 이동되도록 한다.
또한, 상기 자동 용접 단계는 용접 장치의 제어유닛과의 송·수신에 의해, 용접 캐리지가 상·하, 좌·우, 전·후 이동하면서 용접을 수행하는 것에 의해 흘수 마크가 형성되도록 한다.
여기서, 상기 마크 확인 단계는 현재 작업영역에서 형성시킬 흘수 마크가 없을 경우, 다른 작업영역으로 자율주행을 시도한 후 자동 용접 단계를 반복해서 수행한다.
이상에서와 같이 본 발명은, 선박의 흘수 마크를 자동으로 용접하기 위해 용접 캐리지이 장착된 용접 장치에 있어서, 선박의 선체 외판에 부착되어, 흘수 마크를 용접시킬 작업영역을 찾아, 상기 선체 외판의 평면 또는 곡면 형상을 따라 상·하, 좌·우로 자율적으로 이동하면서, 자동으로 용접을 수행하기 때문에 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상기 용접 장치는 흘수 마크를 형성시키기 위해 선박의 선체 외판에 한번 부착이 되면 작업이 종료되기 전까지는 탈착되지 않기 때문에, 종래 기술과 같은 위치이동으로 인한 탈부착 작업이 필요없고, 자동으로 용접이 수행되기 때문에 전체적인 작업시간이 크게 감소된다.
둘째, 상기 용접 장치는 선박의 선체 외판 형상이 평면뿐만 아니라 곡면에도 부착되고, 흘수 마크가 형성될 위치를 찾아 자율 주행이동하고, 작업이 종료되면 해체되기 쉬운 위치로 이동하기 때문에, 작업 편리성이 증가한다.
셋째, 상기와 같은 작업 편리성으로 인해 작업자는 직접 고소에서 관련 작업을 수행하지 않아도 되기 때문에 추락과 같은 안전사고가 발생하지 않는다.
넷째, 상기 용접 장치는 자동으로 용접을 수행해서 흘수 마크를 형성시키므로, 작업자가 직접 용접 작업을 수행하지 않아도 되기 때문에 용접 작업과 관련된 사고 또는 질병을 예방하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술인 마크 자동 용접 장치의 사시도
도 2는 종래 기술인 선박의 흘수 마크 형성 장치의 사시도
도 3은 종래 기술인 선박의 흘수 마크 형성 장치의 용접 캐리지의 사시도
도 4a는 본 발명에 의한 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치의 정면 사시도
도 4b는 본 발명에 의한 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치의 배면 사시도
도 5는 본 발명에 의한 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치의 자율주행 플렉시블 유닛의 부품도
도 6a는 본 발명에 의한 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치의 자율주행 플렉시블 유닛의 주행휠부의 부품도
도 6b는 본 발명에 의한 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치의 자율주행 플렉시블 유닛의 제어자석부의 부품도
도 7은 본 발명에 의한 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치의 블록도
도 8은 본 발명에 의한 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치를 이용한 용접 방법을 나타낸 순서도
도 9는 본 발명의 실시예의 개념도
상기와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 종래 기술인 마크 자동 용접 장치의 사시도이고, 도 2와 3은 종래 기술인 선박의 흘수 마크 형성 장치의 사시도와 용접 캐리지의 사시도이다.
또한, 도 4a와 4b는 본 발명에 의한 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치의 정면과 배면 사시도이고, 도 5는 본 발명에 의한 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치의 자율주행 플렉시블 유닛의 부품도이고, 도 6a와 6b는 본 발명에 의한 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치의 자율주행 플렉시블 유닛의 주행휠부와 자석제어부의 부품도이다.
도 7은 본 발명에 의한 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치의 블록도이고, 도 8은 본 발명에 의한 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치를 이용한 용접 방법을 나타낸 순서도이고, 도 9는 본 발명의 실시예의 개념도이다.
도면을 참조하면, 선박의 흘수 마크를 자동으로 용접하기 위해 용접 캐리지가 장착된 용접 장치에 있어서, 자율주행 플렉시블 유닛(100)과 제어유닛(200)으로 구성된다.
여기서, 자율주행 플렉시블 유닛(100)은 선박의 선체 외판(10) 형상이 평면 또는 곡면에 부착되고, 상기 용접 장치(20)의 용접 캐리지(300)와 지지결합되어, 용접 캐리지(300)가 상·하로 레일이동되게 한다.
상기 제어유닛(200)은 상기 자율주행 플렉시블 유닛(100)과 용접 캐리지(300)와 송·수신하여, 자율주행 플렉시블 유닛(100)의 이동 거리와 방향을 제어하고, 용접 캐리지(300)가 용접을 수행되게 제어한다.
또한, 상기 자율주행 플렉시블 유닛(100)은 플렉시블 레일(110)과 주행유닛(120)으로 구성된다.
상기 플렉시블 레일(110)은 용접 캐리지(200)와 상·하로 레일이동되게 가이드 결합되고, 임의의 곡률로 휘어지는 가요성과 본래의 형상으로 복귀하는 탄성을 가진 일정 길이의 레일로 구성되기 때문에, 여기서는 기계적성질이 우수한 스프링 강판 또는 이에 준하는 금속을 적용하는 것을 예시한다.
상기 주행유닛(120)은 다수가 일정간격으로 상기 플렉시블 레일(110)을 지지결합하고, 플렉시블 레일(110)을 상·하, 좌·우로 이동시키는데, 설치 수량은 작업자의 필요에 따라 자유롭게 정할 수 있다.
또한, 상기 주행유닛(120)은 본체부(121)와 주행휠부(122), 제어자석부(123)로 구성된다.
상기 본체부(121)는 플렉시블 레일(110)과 지지결합되고, 주행유닛(120)의 구성요소들을 수용하고 보호하기 위해 내측에 공간이 형성되고, 주행을 위한 휠과 관통 결합이 가능하도록 외측 양면에 홀이 형성되기 때문에, 여기서는 본체부(121)의 재질은 경량이면서도 기계적 성질이 우수한 합성수지 또는 금속재질을 적용하는 것을 예시한다.
여기서, 상기 주행휠부(122)는 본체부(121)의 외측 양면에 형성된 홀을 관통해서 결합되고, 상·하, 좌·우로 주행하며, 동력원(1221)과 휠(1222)과 주행 컨트롤러(1223)로 구성된다.
상기 동력원(1221)은 주행휠부(122)를 주행시키는 동력을 발생시키는데, 여기서는 모터를 사용하는 것을 예시한다.
상기 휠(1222)은 동력원(1221)에서 발생시킨 동력을 전달받아 상·하, 좌·우로 주행되는데, 여기서는 조향장치 없이 상·하, 좌·우 이동이 가능한 메카넘 휠(macanum wheel)을 적용하는 것을 예시한다.
상기 주행 컨트롤러(1223)는 제어유닛(200)과의 송·수신에 의해, 휠(1222)의 이동 거리와 방향을 제어하는 동력원(1221)을 제어한다.
또한, 상기 모터와 메카넘 휠을 적용하면, 모터 1개와 메카넘 휠 1개, 컨트롤러 1개가 연결되어 구동되므로, 1개의 주행유닛(120)은 각 2개의 모터와 2개의 메카넘 휠과 2개의 컨트롤러가 사용된다.
여기서, 상기 제어자석부(123)는 본체부(121)의 외면에 설치되고, 자율주행 플렉시블 유닛(100)을 고정지지하면서, 선체의 외판(10)에 부착 또는 탈착되며, 상기 선체의 외판(10)에 부착 또는 탈착되고, 자력의 강·약이 조절되어지는 자석(1231)과 상기 자석(1231)과 연결되고, 제어유닛(200)과의 송·수신에 의해, 상기 자석(1231)의 자력을 조절하는 자석 컨트롤러(1232)로 구성된다.
여기서, 상기 자석(1231)은 스위쳐블 마그넷(switch-able magnet)을 적용하는 것을 예시한다. 상기 스위쳐블 마그넷은 온오프 스위치(on-off switch) 작동에 의해 자력의 세기가 조절가능한 구조를 가지고 있기 때문에, 상기 용접 장치(20)의 자율주행 플렉시블 유닛(100)이 상·하, 좌·우로 이동할 때, 제어유닛(200)과의 송·수신에 의해, 선체 외판(10)에 부착되어 상기 자율주행 플렉시블 유닛(100)을 지지결합하고 있는 상기 자석(1231)의 자력을 조절해서, 이동을 용이하게 하기 위함이다.
상기 제어유닛(200)은 중앙처리장치(210), 입력부(220), 저장부(230), 통신부(240), 디스플레이부(250), 조종부(260)로 구성된다.
도 7을 참조하면, 상기 중앙처리장치(210)는 제어유닛(200)에 저장된 정보와 자율주행 플렉시블 유닛(100)과 용접 캐리지(300)로부터 송·수신된 정보에 따라, 상기 자율주행 플렉시블 유닛(100)과 용접 캐리지(300)를 제어한다.
상기 입력부(220)는 용접 장치(20)가 용접 작업을 수행하는데 필요한 정보를 작업자가 입력한다.
상기 저장부(230)는 입력부(220)에서 입력된 정보를 저장하고, 제어를 위해 상기 중앙처리장치(210)에 저장된 정보를 제공한다.
상기 통신부(240)는 용접장치(20)의 자율주행 플렉시블 유닛(100)과 용접 캐리지(300)와 송·수신하고, 제어를 위해 상기 중앙처리장치(210)에 송·수신된 정보를 제공한다.
상기 디스플레이부(250)는 용접 장치(10)의 관련 정보를 화면에 출력해서, 작업자에게 제공한다.
상기 조종부(260)는 작업자가 상기 용접 장치(20)를 수동으로 제어하며, 작업자의 필요에 의해 상기 용접 장치(20)를 언제든지 비상정지 또는 수동 조종이 가능하다.
여기서, 상기 제어유닛(200)은 노트북 컴퓨터와 같은 휴대성인 좋은 컴퓨터를 이용해서 구성하는 것을 예시한다.
상기 입력부(220)는 키보드, 마우스를 비롯한 입력장치뿐만 아니라, 시디(CD), 디브이디(DVD), 유에스비(USB), 랜(Lan)을 연결할 수 있는 드라이브(Drive)와 포트(Port)를 구비해서, 작업자가 작업에 필요한 정보를 입력하기 쉽게 한다. 일반적인 노트북 컴퓨터는 상기 구성을 모두 갖추고 있다.
상기 통신부(240)는 자율주행 플렉시블 유닛(100)과 용접 캐리지(300)로부터 수신된 정보를 중앙처리장치(210)에 보내고, 상기 중앙처리장치(210)의 제어신호를 자율주행 플렉시블 유닛(100)과 용접 캐리지(300)에 송신한다. 유선 또는 무선 통신 방식을 모두 쓸 수 있는데, 여기서는 무선 통신 방식을 적용하는 것을 예시한다.
상기 조종부(260)는 작업자가 상기 용접 장치(20)를 수동으로 제어해야 하는 경우 사용되며, 안전을 위해 비상정지 스위치(emergency swithc)와 수동 조종이 가능하도록 핸들이나 조종대(joystic)를 추가한다.
도 8은 본 발명에 의한 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치를 이용한 용접 방법을 나타낸 순서도이다.
도면을 참조하면, 상기 흘수 마크 자동용접장치를 이용하기 위해서는 다음 단계들이 순서적으로 수행된다.
설치 단계(S10)는 작업자가 상기 용접 장치(20)를 선체 외판(10)에 부착하는 단계이다. 상기 용접 장치(20)는 자석(1231)을 포함하고 있기 때문에 작업자는 선체 외판(10)에 용접 장치(20)를 부착하면 된다. 또한, 상기 용접 장치(20)는 자율 주행 이동이 가능하기 때문에 작업자는 종래의 기술처럼 고소에서 부착하지 않고, 상기 선체 외판(10)의 밑부분에 용접 장치(20)를 부착하면 된다.
자율 이동 단계(S20)는 상기 용접 장치(20)가 작업영역을 찾아 이동하는 단계로서, 상기 제어유닛(200)의 제어신호에 의해 용접 장치(20)의 자율주행 플렉시블 유닛(100)의 주행유닛(120)이 이 상·하, 좌·우로 움직이면서 작업영역까지 이동한다. 상기 주행유닛(120)의 휠(1222)은 조향장치 없이도 상·하, 좌·우로 움직이는 메카넘 휠이고, 자석(1231)은 자력의 세기 조절이 가능한 스위쳐블 마그넷이기 때문에, 자율 이동 단계(S20)에서 상기 자석(1231)은 자력의 세기가 약하게 조절되어, 자율주행 플렉시블 유닛(100)의 이동을 돕는다.
자동 용접 단계(S30)는 상기 자율 이동 단계(S20)에서 작업영역까지 이동해서 위치한 상기 용접 장치(20)가 용접을 수행하는 단계이다. 상기 제어유닛(200)의 제어신호에 의해 용접 장치(20)의 용접 캐리지(200)가 상·하, 좌·우, 전·후 이동하는 것에 의해 자동으로 용접을 수행해서 흘수 마크를 형성한다. 흘수 마크의 형상은 상기 제어유닛(200)에 입력된 정보에 의해 용접 캐리지(200)에 전달되어 형성된다.
마크 확인 단계(S40)는 상기 용접 장치(20)가 자동 용접 단계(S30)에서 용접을 수행해서 흘수 마크를 형성시킨 후, 현재 작업영역에서 형성시킬 흘수 마크가 없을 경우, 다른 작업영역으로 자율주행을 시도한 후 자동 용접 단계(S30)를 반복하는 단계이다.
종료 단계(S50)는 상기 마크 확인 단계(S40)에서 형성시킬 흘수 마크가 없을 경우, 상기 용접 장치(20)가 작업을 종료하고, 해제를 위한 위치로 이동하는 단계이다. 위치 선정은 작업자가 상기 제어유닛(200)에 입력해서 지정할 수 있고, 작업자가 조종부(260)를 사용해서 수동으로 이동시킬 수 있다.
해제 단계(S60)는 작업자가 상기 선체 외판(10)에서 용접 장치(20)를 탈착시키는 단계이다.

10 : 선체 외판 20 : 용접 장치
100 : 자율주행 플렉시블 유닛 110 : 플렉시블 레일
120 : 주행유닛 121 : 본체부
122 : 주행휠부 1221: 동력원
1222: 휠 1223: 주행 컨트롤러
123 : 제어자석부 1231: 자석
1232: 자석 컨트롤러 200 : 제어유닛
210 : 중앙처리장치 220 : 입력부
230 : 저장부 240 : 통신부
250 : 디스플레이부 260 : 조종부
300 : 용접 캐리지

Claims (10)

  1. 선박의 흘수 마크를 자동으로 용접하기 위해 용접 캐리지가 장착된 용접 장치에 있어서,
    선박의 선체 외판(10) 형상이 평면 또는 곡면에 부착되고, 상기 용접 장치(20)의 용접 캐리지(300)와 지지결합되어, 용접 캐리지(300)가 상·하로 레일이동되게하는 자율주행 플렉시블 유닛(100)과;
    상기 자율주행 플렉시블 유닛(100)과 용접 캐리지(300)와 송·수신하여, 자율주행 플렉시블 유닛(100)의 이동 거리와 방향을 제어하고, 용접 캐리지(300)가 용접을 수행되게 제어하는 제어유닛(200);을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 자율주행 플렉시블 유닛(100)은
    용접 캐리지(200)와 상·하로 레일이동되게 가이드 결합되고, 임의의 곡률로 휘어지는 가요성과 본래의 형상으로 복귀하는 탄성을 가진 일정 길이의 레일로 구성된 플렉시블 레일(110)과;
    다수가 일정간격으로 상기 플렉시블 레일(110)을 지지결합하고, 플렉시블 레일(110)을 상·하, 좌·우로 이동시키는 주행유닛(120);을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 주행유닛(120)은
    플렉시블 레일(110)과 지지결합되고, 주행유닛(120)의 구성요소들을 수용하고 보호하기 위해 내측에 공간이 형성되고, 주행을 위한 휠과 관통 결합이 가능하도록 외측 양면에 홀이 형성된 본체부(121)와;
    상기 본체부(121)의 외측 양면에 형성된 홀을 관통해서 결합되고, 상·하, 좌·우로 주행하는 주행휠부(122)와;
    상기 본체부(121)의 외면에 설치되고, 자율주행 플렉시블 유닛(100)을 고정지지하면서, 선체의 외판(10)에 부착 또는 탈착되는 제어자석부(123);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 주행휠부(122)는
    주행휠부(122)를 주행시키는 동력을 발생시키는 동력원(1221)과;
    상기 동력원(1221)에서 발생시킨 동력을 전달받아 상·하, 좌·우로 주행되는 휠(1222)과;
    상기 제어유닛(200)과의 송·수신에 의해, 휠(1222)의 이동 거리와 방향을 제어하는 동력원(1221)을 제어하는 주행 컨트롤러(1223);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제어자석부(123)는
    상기 선체의 외판(10)에 부착 또는 탈착되고, 자력의 강·약이 조절되어지는 자석(1231)과;
    상기 자석(1231)과 연결되고, 제어유닛(200)과의 송·수신에 의해, 상기 자석(1231)의 자력을 조절하는 자석 컨트롤러(1232);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제어유닛(200)은
    제어유닛(200)에 저장된 정보와 자율주행 플렉시블 유닛(100)과 용접 캐리지(300)로부터 송·수신된 정보에 따라, 상기 자율주행 플렉시블 유닛(100)과 용접 캐리지(300)를 제어하는 중앙처리장치(210)와;
    상기 용접 장치(20)가 용접 작업을 수행하는데 필요한 정보를 작업자가 입력하는 입력부(220)와;
    상기 입력부(220)에서 입력된 정보를 저장하고, 제어를 위해 상기 중앙처리장치(210)에 저장된 정보를 제공하는 저장부(230)와;
    상기 용접장치(20)의 자율주행 플렉시블 유닛(100)과 용접 캐리지(300)와 송·수신하고, 제어를 위해 상기 중앙처리장치(210)에 송·수신된 정보를 제공하는 통신부(240)와;
    상기 용접 장치(10)의 관련 정보를 화면에 출력해서, 작업자에게 제공하는 디스플레이부(250)와;
    작업자가 상기 용접 장치(20)를 수동으로 제어하는 조종부(260);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치.
  7. 선체 외판(10)에 용접 장치(20)가 부착되는 설치 단계와;
    상기 용접 장치(20)가 자율적으로 작업영역으로 이동하는 자율 이동 단계와;
    상기 용접 장치(20)가 용접 캐리지(200)를 이용하여 자동으로 용접을 수행해서 흘수 마크를 형성하는 자동 용접 단계와;
    상기 용접 장치(20)가 작업영역을 벗어나서 존재하는 흘수 마크의 존재 유·무를 확인해서 작업 수행 여부를 판단하는 마크 확인 단계와;
    상기 마크 확인 단계에서 형성시킬 흘수 마크가 없을 경우, 상기 용접 장치(20)가 작업을 종료하고, 해제를 위한 위치로 이동하는 종료 단계와;
    선체 외판(10)에서 상기 용접 장치(20)가 탈착되는 해제 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치를 이용한 용접 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 자율 이동 단계는
    용접 장치(20)의 제어유닛(200)과의 송·수신에 의해, 자율주행 플렉시블 유닛(100)이 상·하, 좌·우로 이동해서 흘수 마크가 형성될 위치의 작업영역을 찾아이동하는 것을 특징으로 하는 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치를 이용한 용접 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 자동 용접 단계는
    용접 장치(20)의 제어유닛(200)과의 송·수신에 의해, 용접 캐리지(200)가 상·하, 좌·우, 전·후 이동하면서 용접을 수행하는 것에 의해 흘수 마크가 형성되는 것을 특징으로 하는 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치를 이용한 용접 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 마크 확인 단계는
    현재 작업영역에서 형성시킬 흘수 마크가 없을 경우, 다른 작업영역으로 자율주행을 시도한 후 자동 용접 단계를 반복해서 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행이 가능한 흘수 마크 자동용접장치를 이용한 용접 방법.
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