KR100572102B1 - 조선 판널의 보강재 자동 취부장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 선수 및 선미부 판널에 보강재를 자동 취부용접하기 위하여 단일장치에 2개의 보강재를 동시에 정렬 및 용접할 수 있게한 조선 판널의 보강재 자동 취부장치에 관한 것으로 상부에 거더(1)가 설치되고 하부에는 고정된 디스크 롤러(7)를 피해 격자정반 상하구동 실린더(41)에 의해 경사 가이드 블록(42)을 따라 승강하는 격자정반(8)을 설치하며 거더(1)의 양측 컬럼(3)(3')을 축으로 전열,후열 보강재 취부장치(10)(11)가 상하 구동되게 하고 후열 보강재 취부장치(11)는 리니어 레일(20)과 볼 스크류(21)에 의하여 양측면이 동기제어 및 개별제어가 가능케하고 거더(1)의 측면에는 2조의 보조 크레인(12)을 장착시키며 대차 새들(25)과 거더 새들(26)를 분리설치하고 중앙 힌지점을 중심으로 XY슬라이드(27)를 따라 일정거리 회전시키고 2열 거더부 새들 고정용 유압실린더(24)로 고정시키며 용접빔(2)에 8개의 용접대차(6)와 각 용접대차(6)에는 4개의 용접토치(34)가 구성되고 호이스트 크레인(37),보강재 정렬장치 대차(38) 및 이송용 마그네트(40)를 상하로 안내하는 사각 가이드바(39)로 구성된 보강재 정렬장치를 구비한 것을 특징으로 하는 조선 판널의 보강재 자동 취부장치.

선수 및 선미부 판널,전열 및 후열 보강재 취부장치,용접빔,격자정반,용접대차.

Description

조선 판널의 보강재 자동 취부장치{Automatic fit-up machine for stiffener of the panel in ship structure components}

도 1 은 본 발명의 전체구조를 도시한 정,측면구조도

도 2 는 본 발명에 적용되는 주판과 보강재의 취부형상 구조도

도 3 은 본 발명 용접빔의 조정장치 상세구조도

도 4 는 본 발명 2열 거더부의 회전장치도

도 5 는 본 발명의 용접대차 및 헤드장치 구조도

도 6 은 본 발명의 용접어스장치 구조도

도 7 은 본 발명의 보강재 정렬장치 구조도

도 8 은 본 발명의 격자정반장치 구조도

도 9 는 본 발명 격자정반장치의 상세하게 도시한 정,측면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) 거더 (2) 용접빔

(3)(3') 컬럼 (4) 유압탱크

(5) 제어반 (6) 용접대차

(7) 디스크 롤러 (8) 격자정반

(9) 용접 케이블 (10) 전열 보강재 취부장치

(11) 후열 보강재 취부장치 (12) 보조 크레인

(13) 조작반 (14) 케이블 베어

(15) 용접빔 상하구동 실린더 (16) 용접빔 좌우조정 실린더

(17)보강재 가압 실린더 (18) 상부 마그네트

(19) 하부 마그네트 (20) 리니어 레일

(21) 볼 스크류 (22) 용접빔 회전 실린더

(23) 슬루잉 기어 (24) 2열 거더부 새들 고정 유압실린더

(25) 대차 새들 (26) 거더 새들

(27) XY 슬라이드 (28) 용접대차 상하구동 실린더

(29) 가이드 바 (30) 용접대차 이송모터

(31) 용접대차 리니어 레일 (32) 토치 상하구동 실린더

(33) 가이드 롤러 (34) 용접토치

(35) 용접어스 상하구동 실린더 (36) 용접어스장치

(37) 호이스트 크레인 (38) 보강재 정렬장치 대차

(39) 사각 가이드 바 (40) 이송용 마그네트

(41) 격자정반 상하구동 실린더 (42) 경사 가이드 블록

(M) 주판 (S) 보강재

본 발명은 선박의 선수 및 선미부 판널에 보강재를 자동 취부용접하기 위하여 단일장치에 2개의 보강재를 동시에 정렬 및 용접할 수 있게한 조선 판널의 보강재 자동 취부장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 구조는 크게 선수부,선체중간부 및 선미부의 3부분으로 나누어지고,선체중간부는 규격화된 판널을 생산하기 때문에 단순 작업공정으로 대량생산 및 자동화가 용이하나 선수와 선미부는 불규칙한 형상으로 구성되어 있어 주판에 보강재를 취부용접시 취부선에 정확하게 취부시키고 직각도를 유지하여야 하며 보강재와 주판사이에 간격이 허용범위 내에 있어야 하므로 용접작업이 까다롭고 작업의 연속성이 어려워 자동화가 이루어 지지 않고 있는 실정이다.

종래에 선수와 선미부의 판널에 보강재를 취부용접시키는 작업은 수동작업에 의존하거나 일부 치공구를 사용하여 판널을 생산 하였다.

상기의 수동작업은 별도의 지그를 제작하여 지그와 보강재 사이에 망치로 쇄기를 박아 보강재를 주판에 밀착시키고 수동용접으로 취부시키는 방법과 지그 대신 진공패드와 유압장치를 사용하여 보강재를 주판에 취부용접시키는 방법을 사용하였다.

상기와 같은 종래의 방법은 보강재를 주판에 치공구,지그,진공패드 및 유압 장치 등을 사용하여 밀착시키는 작업으로 작업공수가 다량 투입되는 문제가 있고 보강재와 주판사이에 간격이 일정하게 허용범위의 틈새를 유지하기 어렵고 허용틈새 보다 넓어지면 용접결함이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 목적으로 창출된 것으로 선수 및 선미부와 같은 불규칙한 형상의 판널을 제작함에 있어 단일장치로 주판에 2개의 보강재를 동시 정렬하여 취부용접시킬 수 있게 하고 주판에 보강재를 취부선에 정확하게 취부시키고 주판과 보강재의 직각도를 유지하면서 주판과 보강재와의 사이에 발생되는 간격을 허용범위 내로 관리하면서 용접할수 있게하여 선수,선미부 판널의 생산성을 향상시키고 작업자가 용이하게 운용할 수 있는 자동 용접장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 자동 용접장치를 제공하기 위하여 거더의 양측 컬럼을 축으로 전열 및 후열 보강재 취부장치를 상하 구동시키고 거더의 측면에는 2조의 보조 크레인이 장착되고 주판과 보강재의 취부선을 정렬시키기 위하여 거더부 새들과 대차 새들을 분리설치하며 하나의 용접빔에 8개의 용접대차와 각 용접대차에는 4개의 용접토치로 구성시킨다.

상기 용접빔에는 상하구동 실린더,좌우조정 실린더,회전 실린더 및 슬루잉 기어에 의하여 용접빔과 보강재를 조정하고 용접빔의 하단에는 상,하부 마그네트와 보강재 가압실린더를 장착하였으며,2열 거더부에는 2열 거더부 새들고정 유압실린더를 사용하고 후열 용접빔은 전열과 후열거더 연결 프레임의 리니어 레일을 따라 서보모터의 작동으로 볼 스크류에 의해 양단의 동기제어 및 개별제어가 가능케 하였으며 용접대차는 상하구동 실린더,이송모터에 의해 구동 및 조정되게하고 용접헤드는 상하구동 실린더,가이드롤러 및 용접토치로 구성시킨다.

그리고 용접어스장치는 상하구동 실린더에 의해 승강하면서 용접전류를 통전시키고 보강재 정렬장치는 호이스트 크레인,대차,마그네트 및 가이드 바로 구성되어 있으며 격자정반은 상하구동 실린더에 의해 경사 가이드 블록 상에서 승강하는 구조와 3개의 영역으로 나누어 개별제어가 가능케 구성시켜 단일장치에 2개의 보강재를 동시 정렬 및 자동용접할 수 있는 용접장치를 제공할 수 있는 것이다.

이하 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 주판과 보강재의 형상을 도시한 것으로 불규칙한 형상의 주판(M)에 보강재(S)를 취부시키기 위하여 본 발명에서 주판(M)과 보강재(S)의 취부선을 정확하게 취부하고 직각도와 허용범위 내의 간격를 유지시키면서 용접결함의 발생없이 2열의 보강재(S)를 주판(M)에 동시자동 취부시키는 조선 판널의 보강재 자동 취부장치를 제공할 수 있게한 것이다.

도 1 은 본 발명의 전체구조를 도시한 정,측면구조도로서 단일장치에서 2개 의 보강재(S)를 동시에 정렬시키면서 자동용접할 수 있는 장치를 도시한 것이다.

상부에 거더(1)가 설치되고 하부에는 격자정반(8)이 설치되며 그 사이에 양측의 컬럼(3)(3')을 축으로 전열,후열 보강재 취부장치(10)(11)를 상하로 구동시키고 거더(1)의 상부에는 각종 제어반(5)과 유압탱크(4)가 탑제되어 있으며 거더(1)의 상부에서 용접빔(2)까지 용접에 필요한 전원을 공급하기 위하여 용접 케이블(9)이 설치되고 측면에는 부분적으로 보강재(S)를 자유롭게 이동시키기 위하여 2조의 보조 크레인(12)이 장착되어 있는 것이다.

그리고 본 발명 장치는 거더 새들(26)과 대차 새들(25) 부위가 분리되어 구성되며 대차 새들(25)상부에는 작업자가 전체장비를 조작하기 용이하게 조작반(13)이 설치되어 있다.

장비의 전원공급은 케이블 베어(14)를 통하여 공급되고 장비의 하부는 용접작업중 보강재(S)와 주판(M) 사이의 간격을 없애기 위하여 취부작업시 정반이 상승하는 격자정반(8)으로 구성되어 있으며 평상시 주판(M)이 이동할 때는 격자정반(8)이 하강하여 있다가 취부작업시에는 정반(8)이 상승 작동하여 취부작업을 수행하고 취부작업 완료 후에는 격자정반(8)이 하강하여 디스크 롤러(7)에 의해 주판(M)을 다음 작업공정으로 이송시킬 수 있게 되어 있다.

각 취부장치는 하나의 용접빔(2)에 8개의 용접대차(6)가 있으며 각 용접대차에는 4개의 용접토치(34)로 구성된다.

도 3 은 본 발명 용접빔의 조정장치 상세구조도로서 용접빔 상하구동 실린더(15)에 의해 용접빔(2) 전체를 상하 작동시키고 용접빔 좌우조정 실린더(16) 에 의하여 용접빔(2)을 좌우로 조정하여 기준선을 정렬시키며 용접빔 회전 실린더(22)로 용접빔(2)이 슬루인 기어(23)를 따라 회전하여서 경사진 보강재(S)를 취부 가능하게 조정할 수 있으며 상기 용접빔(2)의 하부에는 하부 마그네트(18)를 사용하여 보강재(S)를 마그네팅 할 수 있게 하고 보강재(S)의 높이가 높을때에는 상부 마그네트(19)를 사용하여 보강재(S)를 마그네팅 할 수 있으며 마그네팅된 보강재(S)를 주판(M)에 밀착시켜 사이의 간격을 제거하기 위하여 보강재 가압 실린더(17)를 사용하게 하였다.

도 4 는 본 발명 2열 거더부의 회전장치도로서 취부장치의 취부정렬 위치는 전 공정에서 공급되는 주판(M)의 취부선이 항상 장비의 용접빔(2)이 위치한 라인과 정확하게 일치되지는 않기 때문에 상기한 위치 기울기를 대응시키기 위하여 취부용접장치에 2열 거더부가 회전할 수 있는 기능을 추가하여 취부선이 경사진 경우 용접빔(2)을 취부선에 쉽게 일치시킬 수 있게 한 것으로 주요구성은 대차 새들(25)과 거더 새들(26)이 중앙 힌지점을 중심으로 XY슬라이드(27)를 따라 일정거리 만큼 회전할 수 있게 하였으며 도 3 에서와 같이 구조상 허용한계 이상 회전을 막고 견고하게 고정시키기 위하여 2열 거더부 새들 고정 유압실린더(24)를 사용하였다.

그밖에 후열 보강재 취부장치(11)는 전열과의 보강재(S) 간격을 맞추기 위한 기능으로 전열과 후열거더를 연결하는 프레임의 리니어 레일(20)을 따라 서보모터의 작동으로 볼 스크류(21)에 의해 양단이 동기제어 및 개별 제어되도록 구성 되었다.

도 5 는 본 발명의 용접대차 및 헤드장치 구조도로서 용접대차(6)에는 4개의 용접헤드부가 있으며 용접대차 상하구동 실린더(28)에 의하여 원형의 가이드바(29)에 안내되면서 상하로 구동되고 용접대차(6)는 이송모터(30)에 의해 용접대차 리니어 레일(31)을 따라 취부용접 길이 만큼 진행하게 되고 용접헤드는 토치 상하구동 실린더(32)에 의해 용접토치(34)가 상승 및 하강작동하게 되고 용접선을 추적하기 위한 가이드 롤러(33)와 용접토치(34)가 설치되어 있다.

도 6 은 본 발명의 용접어스장치 구조도로서 용접빔(2)의 측면 두 곳에 설치되어 있고 용접어스 상하구동 실린더(35)에 의해 상승 및 하강작동을 하며 취부작업시에는 하강작동을 하고 원형의 용접어스장치(36)에 의해 용접전류가 통전하게 된다.

도 7 은 본 발명의 보강재 정렬장치 구조도로서 주역할은 파렛트에 장착된 보강재(S)를 좌우로 이동시키는 역할을 하는 것으로 용접빔(2)의 좌우이동은 도 3 에 도시된 바와같이 한계가 있어서 파렛트에 정확한 위치에 적재되어 있지 않은 보강재(S)를 좌우로 이동시켜 정확한 취부개시선에 맞추어 주기 위한 것으로 보강재 정렬장치는 호이스트 크레인(37),보강재 정렬장치 대차(38),이송용 마그네트(40)를 상하로 안내해 주는 사각 가이드 바(39)로 구성되어 있다.

도 8,9 는 본 발명의 격자정반장치 상세구조도로서 고정된 디스크 롤러(7)를 피하기 위하여 격자모양의 형상으로 상부는 체크 플레이트를 씌워서 제작하였으며 격자정반(8)은 3개의 영역으로 나누어 개별제어가 가능케 하였고 필요한 영역만을 상승시켜 작업에 사용할 수 있게 하였으며 도 9 에서와 같이 격자정반 상하구동 실린더(41)에 의해 경사 가이드 블록(42) 상부를 슬라이딩되면서 격자정반(8)이 상승 및 하강하는 구조로 되어 있는 것이다.

본 발명의 제어부분은 용접빔(2) 하단 양측에 비젼 카메라를 설치하여 취부선에 보강재 정렬을 메인 조작반에서 모니터를 통하여 육안으로 관측하면서 조정할 수 있게하고 용접기 제어는 다수의 용접토치를 사용할 수 있고 전체 용접토치의 수량은 용접기의 4배이다.

용접기보다 몇 배수의 용접토치를 제어하기 위해서는 효율적인 장치의 구성이 필요하며 이를 위해 점자접촉기를 사용하여 하나의 용접기가 복수대의 용접토치를 제어하는 장치를 창출한 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

그러므로 본 발명은 선수 및 선미부와 같은 불규칙한 형상의 판널 제작시 단일장치로 주판에 2개의 보강재를 동시 정렬하여 취부용접시킬 수 있게하고 주판에 보강재를 취부선에 정확하게 취부시키고 주판과 보강재의 직각도를 유지하면서 주판과 보강재와의 사이에 발생되는 간격을 허용범위 내로 관리하면서 용접할수 있게하여 종래 수동작업에 의한 소음발생의 원인을 제거하고 반복작업에 따른 안전사 고를 미연에 방지할 뿐만아니라 작업환경을 쾌적하게 개선하였으며 2열거더방식을 채택하여 제작기간을 단축시켜 생산성을 향상시키는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 선박의 선수 및 선미부 판널을 취부함에 있어서,

   상부에 거더(1)가 설치되고 하부에는 고정된 디스크 롤러(7)를 피해 격자정반 상하구동 실린더(41)에 의해 경사 가이드 블록(42)을 따라 승강하는 격자정반(8)을 설치하며 거더(1)의 양측 컬럼(3)(3')을 축으로 전열,후열 보강재 취부장치(10)(11)가 상하 구동되게 하고 후열 보강재 취부장치(11)는 리니어 레일(20)과 볼 스크류(21)에 의하여 양측면이 동기제어 및 개별제어가 가능케하고 거더(1)의 측면에는 2조의 보조 크레인(12)을 장착시키며 대차 새들(25)과 거더 새들(26)를 분리설치하고 중앙 힌지점을 중심으로 XY슬라이드(27)를 따라 일정거리 회전시키고 2열 거더부 새들 고정용 유압실린더(24)로 고정시키며 용접빔(2)에 8개의 용접대차(6)와 각 용접대차(6)에는 4개의 용접토치(34)가 구성되고 호이스트 크레인(37),보강재 정렬장치 대차(38) 및 이송용 마그네트(40)를 상하로 안내하는 사각 가이드바(39)로 구성된 보강재 정렬장치를 구비한 것을 특징으로 하는 조선 판널의 보강재 자동 취부장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   용접빔(2)은 용접빔 상하구동 실린더(15),용접빔 좌우조정 실린더(16) 및 용접빔 회전 실린더(22)에 의한 슬루잉 기어(23)를 따라 조정되고 하단으로 상,하부 마그 네트(18)(19)와 보강재 가압 실린더(17)가 설치된 것을 특징으로 하는 조선 판널의 보강재 자동 취부장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   용접대차(6)는 용접대차 상하구동 실린더(28)에 의해 가이드 바(29)를 따라 상하작동되고 이송모터(30)에 의해 용접대차 리니어 레일(31)를 따라 길이조정이 되며 용접토치(34)는 토차 상하구동 실린더(32)에 의해 승강되고 가이드 롤러(33)에 의해 용접선을 추적하는 것을 특징으로 하는 조선 판널의 보강재 자동 취부장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   용접빔(2)의 양측에 용접어스 상하구동 실린더(35)에 의해 승강되는 용접어스장치(36)로 용접전류가 통전되는 것을 특징으로 하는 조선 판널의 보강재 자동 취부장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   용접빔(2)의 하단 양측 비젼 카메라를 장착하여 메인조작반에서 모니터로 조정할 수 있게한 것을 특징으로 하는 조선 판널의 보강재 자동 취부장치.

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