KR20200086135A - Non Rail Electro Gas Welding Apparatus for Horizontal Butt Welding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스용접 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 수평 맞대기 일렉트로 가스용접의 연장선상에서 레일 없이 용접을 수행하기 위한 무레일 수평 맞대기 일렉트로 가스용접 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gas welding apparatus, and more particularly, to a railless butt-free electro gas welding apparatus for performing welding without rails on an extension line of a horizontal butt electro gas welding.
일반적으로 선박 건조 현장에서 블록과 블록이 조립되는 부분의 수평 개선부는 선체 안으로 개선각을 구성하여 내부에서 일렉트로 가스용접(EGW) 방식으로 수동용접을 수행한다. 통상적으로 EGW는 레일을 사용하는 방식이다. 레일은 사전에 용접부의 상부에 일정간격으로 4개~20개를 부착한다. 철판에 레일이 장착되면 캐리지를 레일에 부착하여 작업을 수행한다.In general, the horizontal improvement part of the block and the part where the block is assembled at the ship construction site constructs an improvement angle into the hull and performs manual welding by an electro-gas welding (EGW) method. In general, EGW is a method using a rail. Four to twenty rails are attached to the upper part of the rail at regular intervals in advance. When the rail is mounted on the iron plate, the carriage is attached to the rail to perform the work.
그러나, 레일을 부착할 경우 일일이 고소작업용차 등을 이용하여 임의의 발판까지 운반해야 한다. 레일은 무게가 10kg을 상회하여 고소작업이 불가피하여 위험이 따른다. 레일은 매우 고가이며 수선유지를 위한 시수도 필요하다.However, when the rail is attached, it must be transported to any scaffold by using a aerial work vehicle. The rail weighs more than 10kg, and high-altitude work is inevitable, which carries a risk. The rails are very expensive and need water for maintenance.
이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2009-0026542호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1161548호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.Korean Patent Publication No. 2009-0026542 (Preceding Document 1), Korean Registered Patent Publication No. 111648 (Preceding Document 2), etc. are known as prior art documents that can be referred to in this regard.
선행문헌 1은 본체의 상부에 설치되어 용접을 수행하는 용접부; 본체의 일측에 설치되고, 직선 또는 곡선용접부위를 연속적으로 주행할 수 있는 입체형 가이드 롤러; 본체의 하부에 설치되고, 강자성체 금속의 외륜이 구비된 다수의 구동바퀴;를 포함한다. 이에, 직선과 곡선을 부드럽게 연속적으로 주행하며 안정적인 용접을 수행하는 효과를 기대한다.Prior Document 1 is installed on the upper portion of the main body to perform welding; A three-dimensional guide roller installed on one side of the main body and capable of continuously running a straight or curved welding portion; It is installed on the lower portion of the body, a plurality of drive wheels are provided with a ferromagnetic metal outer ring. Accordingly, it is expected that the effect of performing a stable welding while continuously running the straight line and the curve smoothly.
선행문헌 2는 이동 바퀴, 주행 모터를 구비한 주행 대차, 위빙 모터와 용접 토치를 구비한 위빙 기구부, 조작 패널부를 포함하는 용접 캐리지에 있어서, 조작 패널부는 용접 토치의 작업각을 원하는 값으로 설정하도록 용접 토치의 중심 회전 기능을 구비한다. 이에, 다양한 수평 용접 이음의 형성 높이 변화에 대응하는 자동용접으로 생산성 향상을 기대한다.Prior Art Document 2 is a welding carriage including a moving wheel, a traveling bogie having a traveling motor, a weaving mechanism portion having a weaving motor and a welding torch, and an operation panel portion, so that the operation panel portion sets the working angle of the welding torch to a desired value. It has the function of rotating the center of the welding torch. Accordingly, it is expected that productivity will be improved by automatic welding corresponding to changes in the height of formation of various horizontal welding joints.
그러나 상기한 선행문헌에 의하면 LNGC와 같은 대형 선박의 상하 블록간 수평 맞대기 용접에 적용하기 미흡하여 개선의 여지를 보이고 있다.However, according to the above-mentioned prior literature, it is insufficient to be applied to horizontal butt welding between upper and lower blocks of a large ship such as LNGC, showing room for improvement.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 수평 맞대기 이음부의 무레일로 주행을 기반으로 각종 용접이 가능하도록 하여 용접능률과 생산성 향상을 도모하는 무레일 수평 맞대기 일렉트로 가스용접 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for improving the conventional problems as described above is to provide a railless buttock electro-gas welding device for improving welding efficiency and productivity by enabling various welding based on driving with a railless butt joint. To have.
또한, 무레일과 장비의 경량화를 기반으로 선체 내부의 수평용접을 수행할 수 있는 무레일 수평 맞대기 일렉트로 가스용접 장치를 제공하는 데 있다.In addition, the present invention is to provide a railless butt-less electro-gas welding device capable of performing horizontal welding inside a hull based on weightlessness of rails and equipment.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 무레일 방식으로 수평 맞대기 일렉트로 가스용접을 수행하는 장치에 있어서: 주행휠, 자석, 토치를 탑재하고, 용접 개선을 따라 주행하여 용접 가능한 대차; 상기 대차의 전면에 자세변동 가능하게 설치되고, 주행중에 용접 개선과 접촉 상태의 유지가 가능한 가이드롤러; 대차의 주행과 용접 상태를 검출하도록 탑재되는 검출수단; 및 상기 검출수단의 신호 입력에 대응하여 설정된 출력을 발생하는 제어기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is an apparatus for performing horizontal butt electro-gas welding in a railless manner: a traveling wheel, a magnet, a torch, and a vehicle capable of welding by traveling along welding improvement; A guide roller installed on the front surface of the cart to be able to change posture and to improve welding and maintain contact state while driving; Detection means mounted to detect traveling and welding conditions of the bogie; And a controller that generates a set output in response to the signal input from the detection means.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 대차와 가이드롤러는 1~10도의 경사각을 갖는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the bogie and the guide roller are characterized by having an inclination angle of 1 to 10 degrees.
본 발명의 변형예로서, 상기 가이드롤러는 지지대의 단부에 연결된 회동기를 개재하여 상하운동 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.As a modification of the present invention, the guide roller is characterized in that it is configured to be able to move up and down through a rotor connected to the end of the support.
본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 대차는 전기적 신호에 의하여 자력을 변동하는 자력조절기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.As another modified example of the present invention, the bogie is further characterized by further comprising a magnetic force regulator that fluctuates magnetic force by an electrical signal.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 대차는 토치와 동담금의 위치 변동을 각각 유발하는 이송기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the bogie is further characterized in that it further includes a torch and a feeder that causes the position fluctuations of the copper alloy, respectively.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검출수단은 주행과 용접 상태를 검출하는 영상검출기, 용접 개선에 대응한 대차의 각도를 검출하는 각도검출기, 토치와 동담금의 위치 변동을 검출하는 위치검출기를 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the detection means includes an image detector for detecting driving and welding conditions, an angle detector for detecting the angle of the cart corresponding to the welding improvement, and a position detector for detecting a positional change between the torch and the copper alloy. It is characterized by.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 대형 선박의 상하 블록간 수평 맞대기 용접에 있어서 고가의 레일에 대한 투자가 필요 없고 레일 이동 및 부착 철거 시간을 줄이며 전체 장비가 간소화되어 내부 용접도 가능한 효과가 있다.According to the present invention as described above, in the horizontal butt welding between the upper and lower blocks of a large ship, there is no need to invest in expensive rails, reduce rail movement and attaching and demolition time, and simplify the entire equipment, thereby enabling internal welding.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 전체적 구조를 나타내는 모식도
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 장치의 주행 상태를 나타내는 모식도
도 4는 본 발명에 따른 장치의 주요 작동을 나타내는 모식도
도 5는 본 발명에 따른 장치의 용접 작업을 나타내는 모식도1 is a schematic diagram showing the overall structure of a device according to the present invention
2 and 3 is a schematic view showing the running state of the device according to the present invention
Figure 4 is a schematic diagram showing the main operation of the device according to the present invention
5 is a schematic view showing a welding operation of the device according to the present invention
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 무레일 방식으로 수평 맞대기 일렉트로 가스용접을 수행하는 장치에 관하여 제안한다. LNGC와 같은 대형 선박의 건조 현장에서 상하 블록을 용접으로 결합하기 위해 고가의 레일을 수십개씩 보유하고 있어야 하고 이러한 레일을 고소차나 리프트카에 실어서 설치하는 공정이 필요하다. 본 발명은 이러한 고가의 레일을 배제하여 설치 및 해체 작업 없이 용접이 가능한 무레일 방식을 요체로 하며, 선체의 외벽에서 수행되는 수평 맞대기 일렉트로 가스용접을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.The present invention proposes an apparatus for performing horizontal butt-electro gas welding in a railless manner. In order to weld the upper and lower blocks by welding at the construction site of a large ship such as LNGC, dozens of expensive rails must be possessed and a process of installing these rails on a truck or lift car is required. The present invention excludes such an expensive rail and uses a railless method that can be welded without installation and disassembly, and is targeted at a horizontal butt electrogas welding performed on the outer wall of the hull, but is not limited thereto.
본 발명에 따르면 용접 개선을 따라 주행하여 용접 가능한 대차(10)가 주행휠(11), 자석(12), 토치(14)를 탑재하는 구조를 이루고 있다. 대차(10)는 선체의 외벽에 대한 부착력 약화를 방지하는 측면에서 가로/세로 길이를 증가시키더라도 높이를 낮게 유지한다. 주행휠(11)은 환형의 자석(12)을 기반으로 외면에 우레탄 수지를 부가하여 형성하는 것이 좋다. 대차(10)의 내부에서 바닥면과 대향하도록 GMAW 토치(14)와 동담금(16)을 탑재한다. 이외에 토치(14)에 위빙기구부를 부착하여 EGW 용접이 가능토록 하고, 표면 비드를 만들기 위해 토치(14)를 교체할 수 있도록 구성한다.According to the present invention, the
이때, 주행휠(11)에 설치되는 자석(12)은 매그스위치 방식으로 자력을 온오프하는 구성이 선호된다.At this time, the
한편, 도 1처럼 전후방 주행휠(11)의 일측에는 주행기(30)를 연결하고 전후방 주행휠(11)은 벨트나 체인으로 연결한다. 주행기(30)는 정역 구동 가능한 주행모터와 더불어 감속기어, 링크 등을 구비할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, the
또한, 본 발명에 따르면, 주행중에 용접 개선과 접촉 상태의 유지가 가능한 가이드롤러(20)가 상기 대차(10)의 전면에 자세변동 가능하게 설치되는 구조를 이룬다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 하나의 가이드롤러(20)가 지지대(22)를 개재하여 대차(10)에 연결된 상태를 예시한다. 가이드롤러(20)는 회전 가능하게 지지되고, 용접 개선의 상측면과 접촉부(44)를 유지하고 있다. 가이드롤러(20)의 자세변동은 대차(10)에 대한 상대적인 위치 변동을 의미한다.In addition, according to the present invention, a
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 대차(10)와 가이드롤러(20)는 1~10도의 경사각을 갖는 것을 특징으로 한다. 대차(10)가 용접선을 따라 주행하는 동안 주행휠(11)의 미소한 슬립이 발생되므로 가이드롤러(20)는 대차(10)에 대하여 1~10도의 경사각을 유지함이 바람직하다. 물론 이러한 경사각은 용접 환경에 대응하여 가변되는 것이 좋다.As a detailed configuration of the present invention, the
본 발명의 변형예로서, 상기 가이드롤러(20)는 지지대(22)의 단부에 연결된 회동기(32)를 개재하여 상하운동 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 가이드롤러(20)가 대차(10)의 전면에서 용접선을 따라 이동하는 구조상 용접의 행정단에서 미용접 구간이 발생한다. 회동기(32)는 힌지를 개재하여 연결된 지지대(22)의 단부를 회동시켜 가이드롤러(20)의 상하운동을 유발하므로 미용접 구간을 최소한으로 축소할 수 있다.As a modification of the present invention, the
한편, 도시에는 생략하지만 가이드롤러(20)는 대차(10)에 대응하여 좌우로 회전되는 구성을 더 구비할 수 있다. 회동기(32)에 의한 상하방향과 직교하는 방향으로 가이드롤러(20)의 자세를 조절한다.On the other hand, although not shown in the figure, the
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 대차(10)는 토치(14)와 동담금(16)의 위치 변동을 각각 유발하는 이송기(24)(26)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 1에서 토치(14)의 이송기(24)는 좌우로 회전하는 구조로 예시하고, 동담금(16)의 이송기(26)는 가이드레일 상에서 좌우로 이동하는 구조로 예시한다. 물론 작업 환경에 따라 이송기(24)(26)의 구조는 다양한 조합으로 선택될 수 있다.As a detailed configuration of the present invention, the bogie (10) is further characterized in that it further comprises a transporter (24) (26) that causes a change in the position of the torch (14) and the copper alloy (16), respectively. In Figure 1, the
본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 대차(10)는 전기적 신호에 의하여 자력을 변동하는 자력조절기(38)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 선체 외벽의 상태, 기상 상태 등에 따라 주행휠(11)의 미끄럼 마찰력에 변화가 유발되므로 자력조절기(38)를 이용하여 자력을 증감하는 것이 좋다. 자력조절기(38)는 전자석 구조로 형성되고 대차(10) 상의 적절한 위치에 1~4개소로 설치한다.As another modification of the present invention, the
또한, 본 발명에 따르면, 검출수단이 대차(10)의 주행과 용접 상태를 검출하도록 탑재되는 구조이다. 대차(10)는 용접선의 개선을 따라 주행하면서 다수 패스의 용접비드(42)를 형성한다. 선체의 외벽을 주행하면서 용접되는 상태는 검출수단을 통하여 실시간으로 생성한다.In addition, according to the present invention, it is a structure in which the detection means is mounted to detect the traveling and welding state of the
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검출수단은 주행과 용접 상태를 검출하는 영상검출기(34), 용접 개선에 대응한 대차(10)의 각도를 검출하는 각도검출기(35), 토치(14)와 동담금(16)의 위치 변동을 검출하는 위치검출기(36)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 영상검출기(34)는 레이저 비전센서, CCD 카메라 등을 복합적으로 설치하여 구성함이 선호된다. 대차(10)의 전방으로 개선 위치를 검출하는 동시에 후방으로 용접비드(42)의 상태도 검출한다. 각도검출기(35)는 기울기센서, 자이로센서, GPS 중에서 선택하여 구성한다. 도 3과 같이 대차(10)가 용접선을 따라 주행하는 동안 주행휠(11)의 미소한 슬립이 발생되기에 대차(10)가 적절한 지향각도(46)를 유지하는 것이 중요하다. 위치검출기(36)는 이송기(24)(26)에 설치되어 토치(14)와 동담금(16)의 변동되는 위치를 검출한다.As a detailed configuration of the present invention, the detection means is the same as the
또한, 본 발명에 따르면, 제어기(40)가 상기 검출수단의 신호 입력에 대응하여 설정된 출력을 발생하는 구조이다. 제어기(40)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력 인터페이스를 갖춘 마이컴 회로로 구성한다. 입력 인터페이스에 검출수단의 영상검출기(34), 각도검출기(35), 위치검출기(36)가 연결된다. 출력 인터페이스에 이송기(24)(26), 주행기(30), 자력조절기(38) 등이 연결된다. 대차(10)의 주행 및 용접 알고리즘은 메모리에 프로그램 및 데이터 형태로 저장되고 실행된다.In addition, according to the present invention, the
작업의 일예로서, 도 2와 같이 대차(10)의 자석(12)을 이용하여 선체의 외벽에 부착하고, 사전에 검출된 용접선의 경사각을 기준으로 대차(10)의 경사각을 설정하고, 가이드롤러(20)를 이용하여 용접 개선에 접촉부(44)를 유지한 상태에서 가동을 개시하고, 대차(10)를 용접선으로 주행시키면서 토치(14)와 동담금(16)을 가동한다. 용접선의 단부에 이르면 가이드롤러(20)를 상승시키고 영상검출기(34)의 신호를 이용하여 마무리 용접을 수행할 수 있다. 도 5(a)와 같이 용접비드(42)의 90% 이상이 자동용접으로 처리되고, 가이드롤러(20)의 영향을 받는 미용접 구간은 도 5(b)와 같이 수동비드(48)를 형성한다.As an example of the operation, as shown in FIG. 2, the
이와 같은 방식으로 수평 맞대기 이음 용접을 무레일로 가능하며, EGW는 물론 일반 GMAW(FCAW 포함) 용접도 동일한 방식으로 구현된다.In this way, horizontal butt joint welding is possible with a rail, and EGW as well as general GMAW (including FCAW) welding are implemented in the same way.
그리고, 선체의 외판에 대한 수평용접을 설명하였지만 론지(Longi BHD) 등 선체 내부에서 수평용접을 수행할 수도 있다.In addition, although the horizontal welding of the outer shell of the hull has been described, it is also possible to perform horizontal welding inside the hull such as Longi BHD.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It is obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and can be variously modified and modified without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or modifications will have to belong to the claims of the present invention.
10: 대차
11: 주행휠
12: 자석
14: 토치
20: 가이드롤러
22: 지지대
24, 26: 이송기
30: 주행기
32: 회동기
34: 영상검출기
35: 각도검출기
36: 위치검출기
38: 자력조절기
40: 제어기
42: 용접비드
44: 접촉부
46: 지향각도
48: 수동비드10: bogie 11: driving wheel
12: magnet 14: torch
20: guide roller 22: support
24, 26: transport 30: travel
32: rotary machine 34: image detector
35: angle detector 36: position detector
38: magnetic regulator 40: controller
42: welding bead 44: contact
46: Directing angle 48: Passive bead
Claims (6)
주행휠(11), 자석(12), 토치(14)를 탑재하고, 용접 개선을 따라 주행하여 용접 가능한 대차(10);
상기 대차(10)의 전면에 자세변동 가능하게 설치되고, 주행중에 용접 개선과 접촉 상태의 유지가 가능한 가이드롤러(20);
대차(10)의 주행과 용접 상태를 검출하도록 탑재되는 검출수단; 및
상기 검출수단의 신호 입력에 대응하여 설정된 출력을 발생하는 제어기(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무레일 수평 맞대기 일렉트로 가스용접 장치.Apparatus for performing horizontal butt electro-gas welding in a railless manner:
A traveling wheel 11, a magnet 12, a torch 14 mounted, a vehicle 10 that can be welded by traveling along the welding improvement;
A guide roller (20) installed on the front surface of the truck (10) to be capable of postural movement and improving welding and maintaining contact while driving;
Detection means mounted to detect the traveling and welding state of the bogie 10; And
Non-rail horizontal butt electro-gas welding apparatus comprising a; controller 40 for generating a set output corresponding to the signal input of the detection means.
상기 대차(10)와 가이드롤러(20)는 1~10도의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 무레일 수평 맞대기 일렉트로 가스용접 장치. The method according to claim 1,
The bogie (10) and guide roller (20) are railless butt electrogas welding devices, which have an inclination angle of 1 to 10 degrees.
상기 가이드롤러(20)는 지지대(22)의 단부에 연결된 회동기(32)를 개재하여 상하운동 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무레일 수평 맞대기 일렉트로 가스용접 장치.The method according to claim 1,
The guide roller 20 is a railless butt electro-gas welding apparatus, characterized in that it is configured to be able to move up and down through a rotor 32 connected to an end of the support 22.
상기 대차(10)는 전기적 신호에 의하여 자력을 변동하는 자력조절기(38)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무레일 수평 맞대기 일렉트로 가스용접 장치.The method according to claim 1,
The bogie (10) further comprises a magnetic force regulator (38) that changes magnetic force by an electrical signal.
상기 대차(10)는 토치(14)와 동담금(16)의 위치 변동을 각각 유발하는 이송기(24)(26)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무레일 수평 맞대기 일렉트로 가스용접 장치.The method according to claim 1,
The bogie (10) is a railless butt electro-gas welding device further comprising a transporter (24) (26) that induces a positional change of the torch (14) and copper alloy (16), respectively.
상기 검출수단은 주행과 용접 상태를 검출하는 영상검출기(34), 용접 개선에 대응한 대차(10)의 각도를 검출하는 각도검출기(35), 토치(14)와 동담금(16)의 위치 변동을 검출하는 위치검출기(36)를 구비하는 것을 특징으로 하는 무레일 수평 맞대기 일렉트로 가스용접 장치.The method according to claim 1,
The detection means includes an image detector 34 for detecting driving and welding conditions, an angle detector 35 for detecting the angle of the bogie 10 corresponding to welding improvement, a position change of the torch 14 and the copper alloy 16 It characterized in that it comprises a position detector (36) for detecting a railless butt electro-gas welding apparatus.
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Cited By (4)
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KR20240045642A (en) | 2022-09-30 | 2024-04-08 | 한화오션 주식회사 | Railless welding apparatus with light and fume collecting structure |
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