KR20150144409A - Automatic Welding Device - Google Patents

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KR20150144409A
KR20150144409A KR1020140072896A KR20140072896A KR20150144409A KR 20150144409 A KR20150144409 A KR 20150144409A KR 1020140072896 A KR1020140072896 A KR 1020140072896A KR 20140072896 A KR20140072896 A KR 20140072896A KR 20150144409 A KR20150144409 A KR 20150144409A
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welding
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welding torch
automatic welding
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김륜한
구연백
최준태
유상훈
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현대중공업 주식회사
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Abstract

According to the present invention, an automatic welding device comprises: a carriage configured to reciprocate along a guide rail; a welding torch mounted on the carriage; and a torch rotation unit configured to adjust a tilt angle of the welding torch with respect to a movement direction of the carriage. The purpose of the present invention is to provide the automatic welding device capable of obtaining a constant welding quality.

Description

자동 용접 장치{Automatic Welding Device}[0001] Automatic Welding Device [0002]

본 발명은 용접각도를 자동으로 변환하며 용접부위를 용접하는 자동 용접 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic welding apparatus for automatically changing a welding angle and welding a welding site.

용접작업은 철재 구조물의 접합공정에서 많이 이용된다. 예를 들어, 선박의 일 부분을 형성하는 블록 구조물은 다수의 철재는 연결하는 용접작업에 의해 일체로 형성된다.Welding is widely used in the joining process of steel structures. For example, a block structure forming part of a ship is integrally formed by a welding operation in which a plurality of steel members are connected.

대형 선박의 블록 구조물은 상당한 두께를 갖는 판재로 이루어지므로, 반복 용접작업이 필요하다. 일 예로, 70 ㎜ 이상의 두께를 갖는 판재를 접합하기 위해서는 맞대지 용접작업을 수차례 반복해야 하는 번거로움이 있다.  Since the block structure of a large ship is made of a plate material having a considerable thickness, repeated welding work is required. For example, in the case of joining a plate material having a thickness of 70 mm or more, it is troublesome to repeat the in-situ welding work several times.

그런데 이러한 반복용접 작업은 작업자의 피로를 누적시킬 뿐만 아니라 용접품질을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해소하고자 최근에는 일정 구간을 반복하여 용접작업할 수 있는 자동 용접 장치가 개발되었다.However, such a repeated welding operation not only accumulates fatigue of a worker but also deteriorates the welding quality. In order to solve this problem, an automatic welding apparatus capable of welding work by repeating a predetermined section has recently been developed.

그러나 기존의 자동 용접 장치는 용접 토치가 일정한 각도로 고정되어 있어 진행방향이 변경되는 경우에 대응을 하지 못하기 때문에 용융 금속이 선행하여 스패터가 발생하고, 아크 입열이 모재로 직접 전달되지 않아 용입불량 결함이 발생할 수 있다.However, since the welding torch of the existing automatic welding apparatus is fixed at a fixed angle, it can not cope with the case where the traveling direction is changed, so molten metal precedes the spatter and the arc heat is not directly transferred to the base material, Defective defects may occur.

참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 특허문헌 1이 있다. For reference, Patent Document 1 is a prior art related to the present invention.

KRKR 2014-00105562014-0010556 AA

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 일정한 용접품질을 얻을 수 있는 자동 용접 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an automatic welding apparatus capable of obtaining a constant welding quality.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 용접 장치는 안내 레일을 따라 왕복 이동 운동을 하도록 구성된 캐리지; 상기 캐리지에 장착되는 용접 토치; 및 상기 캐리지의 이동 방향에 대한 상기 용접 토치의 경사각을 조정하도록 구성되는 토치 회전 유닛;을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an automatic welding apparatus comprising: a carriage configured to reciprocate along a guide rail; A welding torch mounted on the carriage; And a torch rotating unit configured to adjust an inclination angle of the welding torch with respect to a moving direction of the carriage.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 용접 장치는 상기 캐리지에 장착되고, 상기 용접 토치의 높이를 조절하도록 구성되는 높이 조절 유닛을 포함할 수 있다.The automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention may include a height adjusting unit mounted on the carriage and configured to adjust the height of the welding torch.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 용접 장치는 상기 캐리지가 상기 안내 레일의 일 단 또는 타 단에 위치된 상태를 감지하여 전기신호를 송출하는 감지센서를 포함할 수 있다.The automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention may include a detection sensor for sensing a state where the carriage is positioned at one end or the other end of the guide rail and transmitting an electric signal.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 용접 장치는 상기 감지센서의 전기신호에 따라 상기 용접 토치의 경사각을 변경하도록 제어하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.The automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention may include a control unit for controlling the inclination angle of the welding torch to be changed according to an electric signal of the detection sensor.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 용접 장치에서 상기 용접 토치의 경사각은 상기 캐리지의 진행방향에 대해 80 ~ 89도로 설정될 수 있다.In the automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the inclination angle of the welding torch may be set to 80 to 89 degrees with respect to the traveling direction of the carriage.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 용접 장치에서 상기 용접 토치의 경사각은 상기 캐리지의 진행방향에 대해 85도로 설정될 수 있다.In an automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the inclination angle of the welding torch may be set to 85 degrees with respect to the traveling direction of the carriage.

본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 용접 장치에서 상기 제어 유닛은 상기 감지센서의 전기신호에 따라 상기 안내 레일에 대한 상기 캐리지의 이동방향이 변경되도록 제어할 수 있다.In the automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention, the control unit may control the movement direction of the carriage to the guide rail to be changed in accordance with an electrical signal of the detection sensor.

본 발명은 안내 레일을 따라 왕복 운동하는 용접 토치에 의해 용접작업이 이루어지므로 용접부위에 대한 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the welding operation is performed by the reciprocating welding torch along the guide rails, so that the reliability of welding on the welded portion can be improved.

아울러, 본 발명은 용접 진행 방향에 따라 용접 토치의 용접각도가 자동으로 변환되므로 일정한 형상의 용접 비드를 형성할 수 있고 이를 통해 용접품질을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, since the welding angle of the welding torch is automatically changed according to the direction of the welding progress, it is possible to form the welding bead having a certain shape, thereby improving the welding quality.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 용접 장치의 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 자동 용접 장치의 측면도이고,
도 3은 도 1에 도시된 자동 용접 장치의 정면도이고,
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 자동 용접 장치의 사용 상태도이다.1 is a perspective view of an automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a side view of the automatic welding apparatus shown in Fig. 1,
Fig. 3 is a front view of the automatic welding apparatus shown in Fig. 1,
Figs. 4 and 5 are use state diagrams of the automatic welding apparatus shown in Fig. 1. Fig.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.In describing the present invention, it is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing the present invention only and is not intended to limit the technical scope of the present invention.

아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, throughout the specification, a configuration is referred to as being 'connected' to another configuration, including not only when the configurations are directly connected but also when they are indirectly connected with each other . Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 용접 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 자동 용접 장치의 측면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 자동 용접 장치의 정면도이고, 도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 자동 용접 장치의 사용 상태도이다.
FIG. 1 is a perspective view of an automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the automatic welding apparatus shown in FIG. 1, FIG. 3 is a front view of the automatic welding apparatus shown in FIG. 1, And Fig. 5 is a state of use of the automatic welding apparatus shown in Fig.

도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 용접 장치를 설명한다.An automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

자동 용접 장치(100)는 캐리지(110), 안내 레일(120), 용접 토치(130), 토치 회전 유닛(140)을 포함한다.
The automatic welding apparatus 100 includes a carriage 110, a guide rail 120, a welding torch 130, and a torch rotating unit 140.

도 2 및 도 3을 참조하여 자동 용접 장치(100)의 측면 구성을 설명한다.The side construction of the automatic welding apparatus 100 will be described with reference to Figs. 2 and 3. Fig.

자동 용접 장치(100)는 전술된 구성 외에 높이 조절 유닛(150), 복수의 감지 센서(160, 162), 제어 유닛(170)을 더 포함한다. 이와 같이 구성된 자동 용접 장치(100)는 용접 토치(130)의 높이 조절과 용접 토치(130)의 각도 조절이 가능하므로 용접품질을 향상시킬 수 있다.The automatic welding apparatus 100 further includes a height adjustment unit 150, a plurality of detection sensors 160 and 162, and a control unit 170 in addition to the above-described configuration. The automatic welding apparatus 100 configured as described above can adjust the height of the welding torch 130 and adjust the angle of the welding torch 130, thereby improving the welding quality.

아래에서 자동 용접 장치(100)의 개별 구성을 설명한다.The individual constitution of the automatic welding apparatus 100 will be described below.

캐리지(110)는 안내 레일(120)을 따라 왕복 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 캐리지(110)는 안내 레일(120)을 따라 구름 운동하는 복수의 롤러(112)를 포함한다. 아울러, 캐리지(110)는 도시되어 있지 않으나 상기 복수의 롤러(112) 중 적어도 하나를 구동시키는 구동 수단을 포함한다. 예를 들어, 캐리지(110)는 모터를 포함할 수 있다.The carriage 110 may be configured to reciprocate along the guide rail 120. For example, the carriage 110 includes a plurality of rollers 112 that roll along the guide rails 120. In addition, the carriage 110 includes driving means for driving at least one of the plurality of rollers 112 although not shown. For example, the carriage 110 may include a motor.

안내 레일(120)은 일 방향을 따라 길게 연장되며 소정의 길이를 갖는다. 예를 들어, 안내 레일(120)은 캐리지(100)가 용접 부위를 따라 이동할 수 있도록 충분한 길이를 가질 수 있다. 안내 레일(120)은 다수의 받침대를 포함한다. 예를 들어, 안내 레일(120)은 용접 부재에 안정적으로 장착될 있도록 다수의 흡착판 등을 포함할 수 있다.The guide rail 120 is elongated along one direction and has a predetermined length. For example, the guide rails 120 may have a length sufficient to allow the carriage 100 to move along the welded portion. The guide rail 120 includes a plurality of pedestals. For example, the guide rails 120 may include a plurality of suction plates or the like so as to be stably mounted on the welding member.

용접 토치(130)는 캐리지(110)에 장착된다. 부연 설명하면, 용접 토치(130)는 토치 회전 유닛(140)을 매개로 캐리지(110)에 장착된다. 이와 같이 구성된 용접 토치(130)는 캐리지(110)에 의해 안내 레일(120)을 따라 이동하면서 용접 부위를 용접한다. 참고로, 도시되어 있지 않으나, 용접 토치(130)는 캐리지(110) 또는 기타 외부로부터 용접에 필요한 가스와 용접재를 공급받을 수 있다.The welding torch 130 is mounted on the carriage 110. In other words, the welding torch 130 is mounted on the carriage 110 via the torch rotating unit 140. [ The welding torch 130 thus configured is moved along the guide rail 120 by the carriage 110 to weld the welding portion. For reference, although not shown, the welding torch 130 can be supplied with the gas and the welding material necessary for welding from the carriage 110 or the outside.

토치 회전 유닛(140)은 캐리지(110)에 장착된다. 부연 설명하면, 토치 회전 유닛(140)은 높이 조절 유닛(150)을 매개로 캐리지(110)에 장착된다. 바람직하게는, 토치 회전 유닛(140)은 회전 축(142)을 매개로 높이 조절 유닛(150)과 결합하여, 회전 축(142)을 중심으로 회전한다. 예를 들어, 토치 회전 유닛(140)은 회전 축(142)을 중심으로 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 회전할 수 있다. 이와 같이 구성된 토치 회전 유닛(140)은 일정한 형태의 용접 비드가 형성되도록 용접 모재에 대해 용접 토치(130)를 소정의 각도로 유지시킬 수 있다.The torch rotating unit 140 is mounted on the carriage 110. In other words, the torch rotating unit 140 is mounted on the carriage 110 via the height adjusting unit 150. Preferably, the torch rotating unit 140 rotates about the rotational axis 142, in combination with the height adjusting unit 150, via the rotational axis 142. For example, the torch rotating unit 140 may rotate clockwise or counterclockwise about the rotational axis 142. [ The thus constructed torch rotating unit 140 can maintain the welding torch 130 at a predetermined angle with respect to the welding base material so that a certain type of welding bead is formed.

높이 조절 유닛(150)은 캐리지(110)에 장착된다. 부연 설명하면, 높이 조절 유닛(150)은 캐리지(110)에 대한 장착 높이가 조절 가능하도록 구성된다. 예를 들어, 높이 조절 유닛(150)은 하나 이상의 피스톤을 매개로 하방으로 이동하거나 또는 상방으로 이동할 수 있다(도 2 기준 방향임). 이와 같이 구성된 높이 조절 유닛(150)은 상하 운동을 통해 용접 토치(130)와 용접 모재 사이의 거리를 조정 가능케 한다.The height adjusting unit 150 is mounted on the carriage 110. [ In other words, the height adjusting unit 150 is configured such that the mounting height with respect to the carriage 110 is adjustable. For example, the height adjustment unit 150 may move downward or upward (via the one or more pistons) (FIG. 2 reference direction). The height adjustment unit 150 configured as described above adjusts the distance between the welding torch 130 and the welding base material through the vertical movement.

도 3을 참조하여 감지 센서(160, 162)를 설명한다.The sensing sensors 160 and 162 will be described with reference to FIG.

감지 센서(160, 162)는 캐리지(110)에 장착된다. 부연 설명하면, 제1감지 센서(160)는 캐리지(110)의 일 측에 형성되고, 제2감지 센서(162)는 캐리지(110)의 타 측에 형성된다. 감지 센서(160, 162)는 안내 레일(120)에서의 캐리지(110) 위치를 감지하여 전기신호를 송출할 수 있다. 예를 들어, 안내 레일(120)의 일 단에 캐리지(110)가 위치되면 제1감지 센서(160)가 제1전기신호를 송출하고, 안내 레일(120)의 타 단에 캐리지(110)가 위치되면 제2감지 센서(162)가 제2전기신호를 송출할 수 있다. 이와 같이 구성된 감지 센서(160, 162)는 안내 레일(120)을 벗어나지 않는 범위에서 캐리지(110)의 지속적인 왕복 운동을 가능케 할 수 있다.The sensing sensors 160 and 162 are mounted on the carriage 110. In addition, the first sensing sensor 160 is formed on one side of the carriage 110, and the second sensing sensor 162 is formed on the other side of the carriage 110. The sensing sensors 160 and 162 can sense the position of the carriage 110 on the guide rail 120 and transmit an electric signal. For example, when the carriage 110 is positioned at one end of the guide rail 120, the first sensing sensor 160 transmits the first electrical signal, and the carriage 110 is mounted on the other end of the guide rail 120 The second sensing sensor 162 can transmit the second electric signal. The sensing sensors 160 and 162 configured as described above may enable continuous reciprocating movement of the carriage 110 without departing from the guide rail 120.

다시 도 2를 참조하여 제어 유닛(170)을 설명한다.Referring again to Fig. 2, the control unit 170 will be described.

제어 유닛(170)은 캐리지(110)의 구동 수단, 높이 조절 유닛(150), 토치 회전 유닛(140), 감지 센서(160, 162)와 연결된다. 부연 설명하면, 제어 유닛(170)은 전술된 구성들과 연결되어 이들 구성들의 작동을 제어한다. 예를 들어, 제어 유닛(170)은 감지 센서(160, 162)로부터 수신되는 전기신호의 유형에 따라 캐리지(110)의 이동 방향을 설정할 수 있다. 또한, 제어 유닛(170)은 감지 센서9160, 162)로부터 수신되는 전기신호의 유형에 따라 토치 회전 유닛(140)의 회전 방향을 설정할 수 있다. 이와 같이 구성된 제어 유닛(170)은 캐리지(110)의 이동방향과 용접 토치(130)의 경사각도를 제어하여 용접품질을 향상시킬 수 있다.
The control unit 170 is connected to the driving means of the carriage 110, the height adjusting unit 150, the torch rotating unit 140, and the sensors 160 and 162. In addition, the control unit 170 is connected to the above-described configurations to control the operation of these configurations. For example, the control unit 170 can set the moving direction of the carriage 110 according to the type of electric signal received from the sensing sensors 160 and 162. [ Further, the control unit 170 can set the rotation direction of the torch rotation unit 140 according to the type of electric signal received from the detection sensors 9160 and 162. [ The control unit 170 configured as described above can improve the welding quality by controlling the moving direction of the carriage 110 and the inclination angle of the welding torch 130.

다음에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 자동 용접 장치(100)의 사용 상태를 설명한다.Next, the use state of the automatic welding apparatus 100 will be described with reference to Figs. 4 and 5. Fig.

자동 용접 장치(100)는 용접 방향에 따라 용접 토치(130)의 경사각을 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 캐리지(110)가 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하며 용접을 수행하는 경우에는 용접 토치(130)가 용접 모재(200)에 대해 반 시계 방향으로 소정의 각도(θ)로 경사지도록 설정할 수 있다(도 4 참조). 이와 달리 캐리지(110)가 오른쪽에서 왼쪽으로 이동하며 용접을 수행하는 경우에는 용접 토치(130)가 용접 모재(200)에 대해 시계 방향으로 소정의 각도(θ)로 경사지도록 설정할 수 있다(도 5 참조). 참고로, 상기 각도(θ)는 75 ~ 89도 사이에서 결정될 수 있다. 바람직하게는 상기 각도(θ)는 85일 수 있다.
The automatic welding apparatus 100 can set the inclination angle of the welding torch 130 differently according to the welding direction. For example, when the carriage 110 moves from left to right and performs welding, the welding torch 130 may be set to be inclined at a predetermined angle? In a counterclockwise direction with respect to the welding base material 200 (See Fig. 4). Alternatively, when the carriage 110 moves from right to left and performs welding, the welding torch 130 can be set to be inclined at a predetermined angle? With respect to the welding base material 200 in the clockwise direction Reference). For reference, the angle? May be determined between 75 and 89 degrees. Preferably, the angle? May be 85 degrees.

본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions And various modifications may be made. For example, various features described in the foregoing embodiments can be applied in combination with other embodiments unless the description to the contrary is explicitly stated.

100 자동 용접 장치
110 캐리지
112 롤러
120 안내 레일
130 용접 토치
140 토치 회전 유닛
142 축
150 높이 조절 유닛
160, 162 감지 센서
170 제어 유닛100 Automatic welding equipment
110 carriage
112 Roller
120 guide rails
130 welding torch
140 Torch rotation unit
142 Axis
150 height adjustment unit
160, 162 Detection sensor
170 control unit

Claims (7)

안내 레일을 따라 왕복 이동 운동을 하도록 구성된 캐리지;
상기 캐리지에 장착되는 용접 토치; 및
상기 캐리지의 이동 방향에 대한 상기 용접 토치의 경사각을 조정하도록 구성되는 토치 회전 유닛;
을 포함하는 자동 용접 장치.A carriage configured to reciprocate along a guide rail;
A welding torch mounted on the carriage; And
A torch rotating unit configured to adjust an inclination angle of the welding torch with respect to a moving direction of the carriage;
And an automatic welding device. 제1항에 있어서,
상기 캐리지에 장착되고, 상기 용접 토치의 높이를 조절하도록 구성되는 높이 조절 유닛을 포함하는 자동 용접 장치.The method according to claim 1,
And a height adjustment unit mounted to the carriage and configured to adjust the height of the welding torch. 제1항에 있어서,
상기 캐리지가 상기 안내 레일의 일 단 또는 타 단에 위치된 상태를 감지하여 전기신호를 송출하는 감지센서를 포함하는 자동 용접 장치.The method according to claim 1,
And a sensing sensor for sensing the state that the carriage is positioned at one or the other end of the guide rail and transmitting an electric signal. 제3항에 있어서,
상기 감지센서의 전기신호에 따라 상기 용접 토치의 경사각을 변경하도록 제어하는 제어 유닛을 포함하는 자동 용접 장치.The method of claim 3,
And a control unit for controlling to change the inclination angle of the welding torch in accordance with an electric signal of the detection sensor. 제4항에 있어서,
상기 용접 토치의 경사각은 상기 캐리지의 진행방향에 대해 80 ~ 89도로 설정되는 자동 용접 장치.5. The method of claim 4,
Wherein an inclination angle of the welding torch is set to 80 to 89 degrees with respect to a traveling direction of the carriage. 제4항에 있어서,
상기 용접 토치의 경사각은 상기 캐리지의 진행방향에 대해 85도로 설정되는 자동 용접 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the inclination angle of the welding torch is set to 85 degrees with respect to the advancing direction of the carriage. 제4항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 감지센서의 전기신호에 따라 상기 안내 레일에 대한 상기 캐리지의 이동방향이 변경되도록 제어하는 자동 용접 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the control unit controls the moving direction of the carriage relative to the guide rail to be changed in accordance with an electrical signal of the detection sensor.
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