KR0166202B1 - 각부재의 모서리 성형방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각부재의 모서리 가공방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 선박의 종강도 부재인 빌트-업 형강재등 사각부재의 모서리를 라운딩가공하여 페인트의 접착성을 향상시키거나 여타의 목적을 달성하기 위한 모서리 가공방법 및 그 장치에 관한 것이다. 종래에는 각부재의 모서리를 연삭기, 밀링등의 공작기계를 이용하여 1차가공하고, 이때 생긴 버(burr)를 줄이나 샌드 페이퍼등으로 제거하는 2차가공을 거쳐 모서리를 성형하였다. 종래의 방법에는 소음, 분진이 많이 발생되고 작업효율도 떨어지며 가공완료후에도 그 상태가 완전치 못하였다. 본 발명에 따른 모서리 성형방법 및 그 장치는 가공하고자 하는 모양이 외주면에 형성되어 있는 성형롤러로 부재의 모서리를 가압하여 모서리를 곡면모양으로 성형할 수 있도록 해준다. 본 발명의 방법 및 그 장치는 4각부재등의 모서리를 부드러운 곡면모양으로 성형하는데 이용된다.

Description

각부재의 모서리 성형방법 및 그 장치

제1도는 페인팅된 각부재의 도막의 두께를 설명하기 위한 도면.

제2도는 종래의 모서리 가공과정을 설명하기 위한 도면.

제3도는 본 발명에 따른 모서리 성형장치의 구성을 설명하기 위한 도면.

제4도는 제3도장치 양측에 컨베이어가 설치된 상태를 나타낸 도면.

제5도는 제3도장치에 설치되는 성형롤러의 형상을 설명하기 위한 도면.

제6도는 본 발명에 따른 모서리 성형방법 및 그 장치를 이용한 성형 작업과정을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 모서리 성형장치 110 : 몸체

120 : 하단 성형롤러 설치부재 130 : 상단 성형롤러 설치부재

140 : 수직유압실린더 150 : 수평유압실린더

160 : 안내기구 161 : 안내롤러

170, 170a, 170b : 성형롤러 171a, 171b : 만곡부

172a, 172b : 단턱 181 : 제1감지센서

182 : 제2감지센서 191 : 로딩 컨베이어

192 : 언로딩 컨베이어 200 : 성형부재

201 : 모서리

본 발명은 각부재의 모서리 가공방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 선박의 종강도 부재인 빌트-업 형강재등 사각부재의 모서리를 라운딩가공하여 페인트의 접착성을 향상시키거나 여타의 목적을 달성하기 위한 모서리 가공방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장에 사용되는 대부분의 부재에는 예리한 모서리가 있다. 특히, 4각형의 단면모양을 갖는 부재가 조선소등 산업현장에 많이 사용되는데 4각부재에는 4개의 모서리가 있다. 이러한 모서리들은 안전사고의 원인이 되고, 특히 페인트를 칠할경우 문제가 된다. 그 일예는 제1도를 참조하여 설명한다.

제1도는 페인팅된 각부재의 도막의 두께를 설명하기 위한 도면이다. 제1도에서 4각단면모양의 플렌지(flange)(10)에는 웨브(web)(20)가 필렛용접되어 있다. 제1도에 도시된 바와같은 부재는 선체의 종강도부재로 많이 사용된다. 제1도에 도시된 바와같은 플렌지(10)에는 4개의 모서리(11)가 있다. 이 모서리(11)들은 여타의 부분에 비해 예리하다. 이에 따라 페인트 등을 칠하는 경우 4모서리(11)는 여타의 부분에 비해 도막(12)의 두께가 매우 얇게 된다. 이러한 제1도부재를 선체의 종골재로 사용하면 해수에 접촉시 모서리(11)부분은 여타의 부분에 비해 부식이 빨리 진행되게 된다. 이러한 문제점을 해소하기 위하여 모서리를 라운딩(rounding)처리하여 별도로 부드럽게 가공하여 주어야 된다.

제2도는 종래의 모서리 가공과정을 설명하기 위한 도면으로, 가공과정에 따라 제2(a)도 내지 제2(c)도에 각각 나타내었다. 제2(a)도에 도시된 바와같이 먼저 숫돌(31)에 설치되어 있는 연삭기(30)등을 사용하여 플렌지(10)의 4모서리(11)를 가공한다. 물론, 연삭기 대신 밀링등의 공작기계를 사용하는 경우도 있다. 이 경우 모서리(11) 부분이 직선 가공되기 때문에 가공전 보다는 덜 예리하지만 8개의 새로운 모서리가 발생되게 된다. 이와같은 가공상태를 거친 부재가 제2(b)도에 도시되어 있다. 제2(b)도에 도시된 바와같이 제1도 과정을 거쳐 가공된 플렌지(10)의 모서리(11)에는 버(burr)(12)가 형성되어 있다. 이 버(12)는 숫돌(31) 또는 커터등이 마모시 심하게 발생된다. 이 버(12)는 외관상 보기 싫을 뿐 아니라 안전사고의 원인이 되며 페인트의 접착성을 나쁘게 하므로 반드시 제거하여 주어야 된다. 이 버(12)는 제2(c)도에 도시된 바와같은 줄(40) 또는 샌드 페이퍼로 제거하여 주어야 된다.

이상, 제1도와 제2도를 통하여 설명한 바와같은 종래의 모서리 가공 작업은 소음과 분진이 심하게 발생되며 작업 또한 힘들기 때문에 3-D작업으로 인식되어 작업이 기피되는 현상이 있었다. 뿐만아니라, 종래에는 모서리가 직선적으로 가공되어 가공완료후에도 페인팅시 도막이 여타의 부분에 비해 얇게 형성되는 부분이 존재한다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 소정 각부재의 모서리를 부드러운 곡면으로 가공하여 페인팅시 도막이 균일하게 형성될 수 있도록 하고 작업이 용이할 뿐만아니라 작업효율도 뛰어난 소정 각부재의 모서리 성형방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 방법을 구현하기 위한 소정 각부재의 모서리 성형장치를 제공하는데 있다.

이와같은 본 발명의 목적은 모서리를 갖는 각부재의 상기 모서리를 필요한 모양으로 성형하기 위한 모서리 성형방법에 있어서, 상기 모서리의 성형하고자 하는 모양이 외주면에 형성되어 있는 성형롤러를 준비하는 단계, 상기 각부재를 소정 경로를 따라 공급하는 안내단계, 상기 성형롤러를 회전시키는 단계 및 상기 성형롤러를 상기 각부재의 모서리에 접촉시켜 압력을 가하여 상기 모서리를 원하는 모양으로 성형하는 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모서리 성형방법에 의해 달성 가능하다.

본 발명의 다른 목적은 모서리를 갖는 각부재의 상기 모서리를 필요한 모양으로 성형하기 위한 모서리 성형장치에 있어서, 상기 모서리 부재의 이동 경로를 정확하게 안내하기 위한 안내기구, 상기 모서리 부재의 이동 경로 근방에 상ㆍ하 또는 좌ㆍ우로 간격조정 가능하게 설치되고 상기 모서리의 성형하고자 하는 모양이 원주면에 형성되어 있는 성형롤러를 구비하는 성형기구, 상기 성형롤러를 회전 구동하기 위한 모터 및 상기 성형롤러에 힘을 가하기 위한 가압기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 모서리 성형장치에 의해 달성 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

제3도는 본 발명에 따른 모서리 성형장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 제4도는 제3도장치 양측에 컨베이어가 설치된 상태를 나타낸 도면이다. 제3도에는 본 발명에 따른 모서리 성형장치(100)를 앞에서 본 모양과 위에서 본 모양이 제3(a)도와 제3(b)도에 각각 도시되어 있다. 제3도 장치는 몸체(110)를 구비하고 있다. 이 몸체(110) 상에는 2개의 하단 성형롤러 설치부재(120)가 소정 간격을 두고 좌ㆍ우 유동 가능하게 설치되어 있다. 이 하단 성형롤러 설치부재(120)는 동일 높이로 설치되어 있기 때문에 제3(a)도에서 1개만 나타나 있다. 하단 성형롤러 설치부재(120) 위쪽에는 2개의 상단 성형롤러 설치부재(130)가 설치되어 있다. 이는 제3(b)도를 보면 알 수 있다. 이 상단 성형롤러 설치부재(130)는 수직유압실린더(140)에 의해 하단 성형롤러 설치부재(120)와 간격조정할 수 있게 설치되어 있다. 수직유압실린더(140)로는 모서리 성형시 큰 힘을 필요하므로 용량이 큰 것이 사용되며 제3(b)도에 도시된 바와같이 4개정도가 적당하다. 물론, 여타의 전동실린더등이 사용될 수도 있다. 여기서 좌ㆍ우측의 상단 성형롤러 설치부재(130)는 상ㆍ하유동 가능하게 하단 성형롤러 설치부재(120)와 일체로 연결되어 있으며 수평유압실린더(150)에 의해 좌ㆍ우간격을 조절할 수 있다. 수평유압실린더(150)는 하단 성형롤러 설치부재(120)의 양측에 각각 1개씩 2개 설치하는 것이 좋다. 이 수평유압실린더(150)는 내부의 압력이 일정 크기이상되면 그 작동을 멈추게 되어 있다. 즉, 상ㆍ하단 성형롤러 설치부재(120, 130)는 수평유압실린더(150)에 의해 상호간의 좌ㆍ우간격이 조정 가능하고, 수직유압실린더(140)에 의해 상호간의 상ㆍ하간격이 조정 가능하다. 제3도 장치에는 수평유압실린더(150)에 의해 좌ㆍ우간격이 조정되고 공급되는 각부재를 정확한 경로로 안내하기 위한 안내기구(160)가 설치되어 있다. 이 안내기구(160)는 하단 성형롤러 설치부재(120)에 마주보고 롤러(161)를 설치하거나 아니면 다른 형태를 취할 수도 있다. 이와같은 안내기구(160)는 소정 간격을 두고 공급측과 배출측에 각각 1개씩 2개정도 설치하는 것이 적당하다.

4개의 상ㆍ하단 성형롤러 설치부재(120, 130)에는 각각 2개씩 총 8개의 성형롤러(170)들이 설치되어 있다. 이 성형롤러(170)의 형상에 관해서는 제5도 설명시 상세히 설명된다. 이 성형롤러(170)들은 상ㆍ하단 성형롤러 설치부재(120, 130)에 각각 2개씩 설치된 총 8개의 모터(180)에 의해 각각 회전 가능하다. 이와같은 모서리 성형장치(100)에는 모서리를 성형하기 위해 공급되는 부재를 감지하여 안내기구(160) 및 성형롤러(170)의 간격을 조정할 수 있도록 해주는 제1감지센서(181)와 부재의 끝단을 감지하여 가공온료 시기를 알 수 있도록 해주는 제2감지센서(182)를 설치해 두는 것이 좋다.

제3도와 같은 구성을 갖는 모서리 성형장치(100)의 양측면에는 제4도에 도시된 바와같이 로딩 컨베이어(loading conveyor)(191)와 언로딩 컨베이어(unloading conveyor)(192)를 배치해 두면 모서리 성형작업이 매우 편리하다.

제5도는 제3도장치에 설치되는 성형롤러의 형상을 설명하기 위한 도면으로, 종류에 따라 제5(a)도와 제5(b)도에 각각 나타내었다. 제5(a)도는 성형하기 위한 부재가 공급되는쪽에서 볼때 앞쪽에 설치된 성형롤러(170a)의 측면모양을 나타낸 것이고, 제5(b)도는 제5(a)도 성형롤러 뒷쪽에 설치되는 성형롤러(170b)의 측면모양을 나타낸 도면이다. 제5도에서 알 수 있는 바와같이 성형롤러(170a, 170b)는 만곡부(171a, 171b)를 갖는 단턱(172a, 172b)이 형성되어 있는데 제5(a)도의 성형롤러(170a)는 성형하고자 하는 모양의 약 70%정도를 성형할 수 있는 만곡부(171a)가 형성되어 있고, 제5(b)도의 성형롤러(170b)는 모서리를 완성된 형태로 완전히 성형할 수 있는 만곡부(171b)가 형성되어 있다. 즉, 제5(a)도에 도시된 바와같은 성형롤러(170a)로 1차성형하고, 그런다음 제5(b)도에 도시된 바와같은 성형롤러(170b)로 마무리 성형을 한다. 이렇게 하는 이유는 한꺼번에 모서리를 성형하면 본 발명의 장치와 성형되는 각부재의 모서리 부분에 무리가 가기 때문이다. 물론, 경우에 따라서는 제5(b)도에 도시된 바와같은 성형롤러(170b)을 사용하여 모서리를 성형할 수도 있다.

제6도는 본 발명에 따른 모서리 성형방법 및 그 장치를 이용한 성형 작업과정을 설명하기 위한 도면으로, 작업의 진행과정에 따라 제6(a)도 내지 제6(e)도에 차례대로 나타내었다. 먼저, 제6(a)도에 도시된 바와같이 로딩 컨베이어(191)를 통해 모서리(201)를 가공하고자 하는 성형부재(200)를 공급한다. 그러면 제1감지센서(181)는 성형부재(200)를 감지하여 안내기구의 롤러(161)가 일정한 압력으로 성형부재(200)를 안내 및 밀착토록 조정한다. 이에 따라 안내기구의 롤러(161)는 제6(b)도에 도시된 바와같이 간격이 조정되고 성형부재(200)를 정확한 경로로 안내한다. 성형부재(200)가 일정위치에 도달되면 제6(c)도에 도시된 바와같이 성형롤러(170)를 회전시키고 상ㆍ하로 배치된 앞쪽의 성형롤러(170a) 사이에 성형부재(200)가 들어오면 일정한 압력으로 힘을 가하여 앞쪽 성형롤러(170a)에 의해 성형부재(200)의 모서리(201)가 1차성형 되도록 한다. 앞쪽 성형롤러(170a)에 의해 1차성형을 거친부분은 계속 전진하면서 제6(d)도에서와 같이 뒷쪽 성형롤러(170b)에 의해 2차성형되어 성형부재(200)의 모서리(201)는 완전한 형태로 성형된다. 이와같은 과정을 거친 성형부재(200)는 언로딩 컨베이어(192)에 의해 제6(e)도에서와 같이 필요한 곳으로 이송된다. 이때, 제2감지센서(182)는 부재의 끝단을 감지하여 가공이 완료되었음을 인지하여 성형롤러(170a, 170b)와 안내기구의 롤러(161)의 간격을 넓힌다. 즉, 성형부재(200)의 4모서리는 동시에 성형이 완료되어 필요한 곳으로 공급된다.

이상, 제3도 내지 제6도를 통하여 설명한 바와같은 본 발명에 따른 모서리 성형방법 및 그 장치를 이용하면 소음, 분진등이 거의 발생되지 않고 모서리 가공작업이 용이할 뿐만아니라 동시에 4모서리를 가공할 수 있으므로 작업속도도 매우 빠르다. 또한, 본 발명에 따른 모서리 성형방법 및 그 장치를 이용하면 모서리를 완전한 곡면형태로 성형할 수 있어 페인팅시 균일한 두께의 도막을 얻을 수 있게 해주고, 더불어 종래에 형성되던 버(burr)도 발생되지 않아 버를 제거하기 위한 별도의 작업을 할 필요도 없다.

Claims (10)

1. 모서리를 갖는 각부재의 상기 모서리를 필요한 모양으로 성형하기 위한 모서리 성형장치에 있어서, 상기 각부재를 이동 경로로 정확하게 안내하기 위한 안내기구(160); 상기 각부재의 이동경로 근방에 간격조정 가능하게 설치되고, 상기 각부재 모서리의 성형 모양이 원주면에 형성된 성형롤러(170)를 구비한 성형기구; 상기 성형기구의 성형롤러(170)를 회전구동하기 위하여 상기 성형기구에 부설한 모터(180); 및 상기 성형롤러(170)에 힘을 가하기 위하여 상기 성형기구의 수직,수평방향에 설치된 가압기구(140)(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모서리 성형장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 안내기구(160)는 상기 가압기구(150)에 의하여 수평간격이 조절되는 안내롤러(161)를 구비하는 것을 특징으로 하는 모서리 성형장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 안내기구(160)는 상기 성형기구의 전ㆍ후방에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 모서리 성형장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 성형기구는, 각부재의 1차 모서리 성형용 곡면을 형성한 제1, 제2성형롤러(170a)와, 상기 1차 모서리 성형용 곡면을 형성하면서 상기 제1, 제2성형롤러(170a)와는 상ㆍ하간격이 조절가능한 제3, 제4성형롤러(170a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 모서리 성형장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 성형기구는, 상기 1차 모서리 성형용 곡면을 형성한 상기 제1, 제2, 제3, 제4성형롤러(170a)과 동일 형태로 배치되고, 2차 모서리 성형용 곡면을 형성한 제5, 제6, 제7, 제8성형롤러(170b)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모서리 성형장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 안내기구(160)의 앞ㆍ뒤쪽 어느 일측에 상기 각부재의 이송을 위한 컨베이어(191)(192)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 모서리 성형장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 안내기구(160)로 공급되는 상기 각부재의 폭을 감지하기 위한 감지센서(181)(182)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모서리 성형장치.
8. 모서리를 갖는 각부재(200)의 상기 모서리를 필요한 모양으로 성형하기 위한 모서리 성형방법에 있어서, 상기 모서리의 성형하고자 하는 모양이 외주면에 형성되어 있는 성형롤러(170)를 준비하는 단계; 상기 각부재(200)를 소정 경로를 따라 공급하는 안내단계; 상기 성형롤러(170)를 상기 각부재(200)의 모서리에 접촉시켜 압력을 가하여 상기 모서리를 원하는 모양으로 성형하는 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모서리 성형방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 성형단계는 상기 각부재의 모서리를 부분 성형하는 1차성형단계와, 상기 각부재의 모서리를 완전 성형하는 2차성형단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모서리 성형 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 성형단계에는 상기 각부재의 4모서리를 동시에 성형하는 것을 특징으로 하는 모서리 성형방법.