KR100330547B1 - 흘수 마크 용접장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박을 건조하는 경우 블록으로 사용되는 철판의 상부에 숫자를 마킹하고 그 마킹된 부분에 용접을 시행하는 장치에 관한 것으로, 수평 몸체; 수직 몸체; 하부 지지대; 수평 몸체와 하부 지지부의 하부에 설치되고, 바퀴 고정체와 바퀴 고정장치를 설치한 이동용 바퀴; 수평 몸체의 상부에 설치되고, 전원 스위치 및 용접 전류/전압 조정을 하는 스위치 및 다이얼; 수평 몸체의 상부에 설치되고, 작업 글자 및 명령어를 표시하는 화면표시장치; 수평 몸체의 상부에 설치되고, 작업할 숫자를 입력하고 입력된 숫자를 수정하며, 초기 용접토치를 작업시작점으로 이동시키는 작업숫자 및 미소위치이동용 키패드; 수직 몸체의 상부에 설치되어 이동 몸체의 가이드 역할을 하는 LM 가이드; LM 가이드를 설치한 상부에 일측을 수평 몸체의 측면에 타측을 이동몸체 구동모터에 결합시키며, 이동 몸체를 전,후방으로 이동시키는 볼 나사; LM 가이드와 볼 나사에 가이드 슈로 결합되어 전,후방으로 이동하는 이동 몸체; 및 이동 몸체의 상부에 설치되어 좌,우 방향으로 이동하고 용접 작업을 시행하는 Z축 미세 조정장치로 구성한다.

Description

흘수 마크 용접장치{Draft mark welding machine for ship}
본 발명은 선박을 건조하는 경우 블록으로 사용되는 철판의 상부에 숫자를 마킹하고 그 마킹된 부분에 용접을 시행하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 글자체의 형상을 기억하는 기계장치를 개발하여 위치 마킹 이후의 모든 공정을 자동화하여 생산성 향상, 안정성 확보 및 정도 향상을 얻고자 하는 흘수(吃水) 마크 용접장치에 관한 것이다.
일반적으로 철판 상부에 흘수 마크(Draft mark)를 하는 경우 전공정이 수동으로 이루어지는데, 흘수 마크의 내구성을 위해 글자 외곽을 용접 비드로 만든 후 내부에 페인트칠을 한다. 상기 흘수 마크의 작업공정은 철판의 사우에 글자위치를 마킹하고, 숫자판을 이용하여 작업자들이 직접 글자를 쓰며, 글자가 적힌 그 부분을 펀칭하고, 용접작업을 시행한다.
도 1은 종래의 철판 상부에 흘수 마크를 하는 상태를 나타내는 도면으로서, 전체적으로는 4단계로 구성되는데 도면상 간단하게 3단계로 설명하였다.
블록으로 제작되는 철판(10)의 상부에는 작업자들이 줄자(12)를 사용하여 기준 수직선(14)을 마킹하고 상기 기준 수직선(14)에는 수평으로 1M 간격마다 기준 수직선(14)을 기준으로 하여 수평선(16))을 마킹한다.
상기 철판(10)에 대한 기준 수직선 및 수평선의 마킹작업이 완료되면, 각 위치마다 숫자판(18)을 이용하여 작업자들은 숫자를 마킹한다. 이때, 상기 숫자판(18)은 다양한 종류로 영문 및 아라비아 숫자 등이 사용된다.
상기 숫자에 대한 마킹작업이 완료되면, 각 숫자에 대한 펀칭작업을 실시하고, 상기 펀칭작업이 완료되면 수동으로 CO2용접을 시행한다.
상기 모든 작업은 수동으로 진행되는 관계로 2 ~ 5명을 기준으로 2 ~ 4시간 작업이 계속되며, 특히 펜으로 철판 상부에 글자를 마킹하는 관계로 글자가 잘 보이지 않게되어 펀치로 강하게 펀칭을 하는 것이며, 상기 펀칭 작업은 글자의 외곽선을 따라 연속적으로 실시하는게 보통이다.
종래와 같이 흘수(吃水) 마크를 시행하는 경우 용접량에 비해 전체 작업시간이 길어 공정지연의 문제가 발생되고 작업자들의 계속된 펀치작업으로 인하여 안전사고의 위험성도 내포되고 있으며, 상기와 같이 모든작업이 수동으로 시행되는 관계로 작업의 효율성 및 생산성 향상에 대한 많은 문제점을 안고 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 글자체의 형상을 기억하는 기계장치를 개발하여 철판에 대한 위치 마킹 이후의 모든 공정을 자동화하여 생산성 향상, 안전성 확보 및 정도 향상을 이룰 수 있도록 하는 흘수(吃水) 마크 용접장치를 제공하고자 하는 것을 그 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 수동작업에 의해 글자 위치마킹, 숫자판/글자판을 이용한 숫자/글자 마킹, 펀칭 및 용접 작업을 순차적으로 시행하는 흘수를 마킹하는 장치에 있어서, 수평 몸체; 수직 몸체; 하부 지지대; 수평 몸체와 하부 지지부의 하부에 설치되고, 바퀴 고정체와 바퀴 고정장치를 설치한 이동용 바퀴; 수평 몸체의 상부에 설치되고, 전원 스위치 및 용접 전류/전압 조정을 하는 스위치 및 다이얼; 수평 몸체의 상부에 설치되고, 작업 글자 및 명령어를 표시하는 화면표시장치; 수평 몸체의 상부에 설치되고, 작업할 숫자를 입력하고 입력된 숫자를 수정하며, 초기 용접토치를 작업시작점으로 이동시키는 작업숫자 및 미소위치이동용 키패드; 수직 몸체의 상부에 설치되어 이동 몸체의 가이드 역할을 하는 LM 가이드; LM 가이드를 설치한 상부에 일측을 수평 몸체의 측면에 타측을 이동몸체 구동모터에 결합시키며, 이동 몸체를 전,후방으로 이동시키는 볼 나사; LM 가이드와 볼 나사에 가이드 슈로 결합되어 전,후방으로 이동하는 이동 몸체; 및 이동 몸체의 상부에 설치되어 좌,우 방향으로 이동하고 용접 작업을 시행하는 Z축 미세 조정장치로 구성한 흘수 마크 용접장치를 제공한다.
도 1은 종래의 철판 상부에 흘수 마크를 하는 상태를 나타내는 도면.
도 2는 본 고안에 의한 철판 상부에 흘수 마크를 하는 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 고안에 대한 철판 상부에 형성되는 흘수 규격을 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
30: 흘수 마킹 고정장치 32: 수평 몸체
34,36: 수직 몸체 38: 하부 지지부
40: 스위치 및 다이얼 42: 화면표시장치
44: 작업숫자 및 미소위치이동용 키패드
46: 전원라인 48,54,76: LM 가이드
50: 돌출부 52,74: 볼 나사(Ball Screw)
56: 이동몸체 구동모터 58: 바퀴 고정체
60: 이동용 바퀴 62: 바퀴고정장치
64: 이동 몸체 66,70,80: 가이드 슈
68: 볼나사 고정대 72: 스테핑 모터
78: Z축 미세 조정장치 82: 용접 토치
84: 용접토치 조정 핸들
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대한 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 고안에 의한 철판 상부에 흘수(吃水) 마크를 하는 상태를 나타내는 도면으로서, 흘수 마킹 용접장치(30)는 몸통부를 수평 몸체(32), 수직 몸체(34)(36) 및 하부 지지부(38)로 형성되고, 상기 몸통부에는 다수의 장비들이 위치된다. 즉, 상기 흘수 마킹 용접장치(30)는 수평 몸체(32), 수직 몸체(34)(36) 및 하부 지지부(38)가 일체로 결합되어 직사각형 형상을 하고 내부가 비어있는 박스 스타일로 결합되는 구조라 할 수 있다.
특히, 상기 하부 지지부(38)는 수직 몸체(34)(36)에 일체로 연결되는 부분으로 설명상 하부 지지부라 칭한다.
상기 수평 몸체(32)에는 다수의 스위치 및 다이얼(40), 화면 표시장치(42) 및 작업숫자 및 미소위치이동용 키패드(44)가 형성되는데, 상기 스위치 및 다이얼(40)은 전원 스위치 및 용접시 전류와 전압을 조정하는 다이얼을 말하고, 상기 화면표시장치(42)는 작업 글자 및 명령어 표시부를 말하며, 상기 작업숫자 및 미소위치 이동용 키패드(44)는 작업할 숫자를 입력하고 입력된 수자의 수정을 위한 방향키이며, 특히 작업숫자 및 미소위치 이동용 키패드(44)는 초기 토치를 작업 시작점으로 이동하기 위한 방향키 등의 역할을 한다.
상기 수평 몸체(32)의 스위치 및 다이얼(40)에 설치된 부품들을 설명하면, 제일 좌측에 전압을 나타내는 장치가 설치되고 그 옆으로 용접 속도를 조절하는 다이얼이 설치되며, 그 옆으로 상측에서 부터 순서되로 전원 스위치, 원위치 스위치, 용접 시작 스위치 및 용접 정지 스위치가 설치된다.
상기 수직 몸체(34)(36)는 2개로 형성되는데, 좌측(도면 표시상 좌측)의 수직 몸체(34)에는 돌출부(50)를 가지는 LM 가이드(48)이 설치되고, 우측(도면 표시상 우측)의 수직 몸체(36)에는 그 상부에 볼 나사(Ball screw)(52)와 LM 가이드(54)가 설치된다. 상기 볼 나사(52)는 모터에서 발생하는 회전운동을 직선운동으로 전환하고, 상기 LM 가이드(54)는 외부의 용접 토치의 운동에 필요한 하중의 지지와 직선 운동을 보장하는 장치이다. 상기 수직 몸체(36)에는 이동용 바퀴(60)를 설치한 상측에 이동 몸체 구동모터(56)가 설치된다.
상기 수평 몸체(32)와 수직 몸체(34)(36)에는 그 직하부 일측에 이동용 바퀴(60)와 바퀴 고정장치(62)가 설치된다. 상기 바퀴 고정장치(62)는 바퀴 고정체(58)에 결합되고, 상기 바퀴 고정체(58)에는 이동용 바퀴(60)가 결합된다. 상기 바퀴 고정장치(62)는 흘수 마킹 고정장치(30)를 이동 완료후 바닥에 고정시키는 장치로, 상기 바퀴 고정장치(62)는 하중 지지방식으로 이동시에는 공중으로 들어올려져 있고 고정시에는 이동식 바퀴(60)보다 2~3mm 정도 더 내려와 흘수 마킹 고정장치(30)의 하중을 지지하게 된다. 상기 이동용 바퀴(60)는 흘수 마킹 고정장치(30)를 이동시키는 장치로, 한 장소에서 용접작업을 시행한 후 다음의 용접작업을 위해 이동되며, 특히 상기 이동용 바퀴(60)는 무방향식 바퀴이고 절연을 위해 우레탄 코팅이 되어 있다.
상기 수직 몸체(34)(36)에는 그 직상부에 수직으로 가로지르는 이동 몸체(64)를 설치한다. 상기 이동 몸체(64)는 하부 일측에 수직 몸체(34)의 가이드 레일(48)과 결합되도록 가이드 슈(66)를 형성하고 그 직상부에 볼 나사 고정대(68)를 형성한다. 또한, 상기 이동 몸체(64)는 하부 타측에 수직 몸체(36)의 볼 나사(52)와 LM 가이드(54)에 결합되는 가이드 슈(70)를 형성하며 그 직상부에는 스테핑 모터(72)를 설치한다. 상기 스테핑 모터(72)에는 수평 몸체(32)에 연결된 전원 라인(46)이 연결되어 콘트롤러의 지령을 받아 글자를 쓰기 위한 동력을 제공받음과 동시에 용이한 제어를 실시하게 된다.
상기 이동 몸체(64)에는 직상부에 볼 나사 고정대(68)와 스테핑 모터(72)에결합되는 볼 나사(74)가 설치되고, 또한 상기 이동 몸체(64)에는 직상부에 LM 가이드(76)가 2개 설치된다.
상기 이동 몸체(64)의 볼 나사(74)와 LM 가이드(76)에는 그 상부에서 결합되는 Z축 미세 조정장치(78)가 설치되는데, 상기 Z축 미세 조정장치(78)는 하부에 가이드 슈(80)를 3개 설치하여 볼 나사(74)와 LM 가이드(76)에 결합시키고 일측 전방에 용접 토치(82)를 설치한다. 상기 용접 토치(82)에는 용접토치 조정핸들(84)이 설치되어 모재와 용접 토치(82)의 간격을 조절하게 된다.
상기 Z축 미세 조정장치(78)는 초기 용접토치의 돌출되어 나오는 정도를 수동으로 조절하고 용접시 용접 속도에 맞는 용접 전류와 전압을 조정해야 하며, 이에따라 용접토치와 모재와의 거리도 조정할 필요가 있을때 사용되는 장치이다.
상기 용접 토치(82)는 별도의 용접기에서 용접 와이어를 송급받고, 상기 용접 토치(82)의 용접 단속은 수평 몸체에 설치된 스위치 및 다이얼(40)에서 제어하게 된다.
도 3은 본 고안에 대한 철판 상부에 형성되는 흘수 규격을 나타내는 도면으로서, 흘수 규격을 살펴보면 다음과 같다.
흘수의 글자 크기는 가로 80mm × 세로 100mm이고, 글자의 간격은 100mm이며, 흘수의 범위는 VLCC 기준 3M~24M이다. 특히, VLCC 기준으로 하여 선종, 호선마다 다르나 이 범위를 벗어나지 않는다.
또한, 흘수의 구성은 각 미터마다 'M'을 붙이고 그 사이에 20cm의 간격마다 2,4,6,8을 표기하며 글자 위치는 글자 밑단이 기준이 된다. 글자 형태는 글자의 테두리를 용접비드로 만들고 안쪽에 페인트로 칠하며 테두리 용접비드는 폭 3~6mm ×높이 2mm 이내로 형성한다.
상기 흘수 마크 용접장치(30)의 작업 방법을 순서대로 설명하면 다음과 같다.
첫째, 작업할 철판에 기준 수직선을 마킹한 후 상기 기준 수직선을 기준으로 수평선을 1m 간격마다 마킹한다.
둘째, 레이저 포인터(도면상 미도시)를 이용하여 흘수 마크 용접장치(30)를 기준 수직선에 일치시킨다.
셋째, 흘수 마크 용접장치(30)의 바퀴 고정장치(62)를 이용하여 그 장치를 고정한다.
넷째, 흘수 마크 용접장치(30)의 기준점 이동 버튼을 누른다.
다섯째, 흘수 마크 용접장치(30)의 Z축 미세 조정장치(64)를 이용하여 용접 토치(82)를 기준점에 정확히 일치시킨다.
여섯째, 흘수 마크 용접장치(30)의 작업숫자 및 미소위치이동용 키패드(44)를 이용하여 용접할 글자를 입력한다.
일곱째, 흘수 마크 용접장치(30)의 스위치 및 다이얼(40)을 이용하여 전류와 전압을 조정한다.
여덜째, 용접 시작 스위치를 눌러 용접을 시행한다.
흘수 마크 용접장치(30)는 용접이 시작되면 입력된 글자를 용접한 뒤 자동으로 다음 글자로 이동하여 용접하고 입력된 글자를 완전히 작업한 후 정지한다.
아홉째, 흘수 마크 용접장치(30)의 용접 토치(82)에 의해서 용접이 끝나면 바퀴 고정장치(62)를 해제한 후 다음 작업지점으로 이동한다.
열째, 둘째부터 아홉째의 작업을 반복으로 시행한다.
상기와 같이, 하나에서 열까지 순서되로 작업을 반복하면서 철판에 흘수를 마킹하고 용접하는 작업을 연속적으로 시행한다.
전술한 구성과 작용에 따른 본 발명의 효과를 설명하면, 본 발명에 의한 흘수 마크 용접장치는 글자의 형상을 기억하는 작업숫자 및 미소위치이동용 키 패드를 개발하여 기준 수직선 및 수평선을 마킹한 이후의 모든 공정을 자동화하므로 생산성 향상을 도모할 수 있고, 작업자들의 펀칭 작업이 없어지는 관계로 안전성 확보 및 정도 향상을 도모할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

  1. 수동작업에 의해 글자 위치마킹, 숫자판/글자판을 이용한 숫자/글자 마킹, 펀칭 및 용접 작업을 순차적으로 시행하는 흘수를 마킹하는 장치에 있어서, 수평 몸체(32); 수직 몸체(34)(36); 하부 지지대(38); 수평 몸체와 하부 지지부의 하부에 설치되고, 바퀴 고정체(58)와 바퀴 고정장치(62)를 설치한 이동용 바퀴(60); 수평 몸체의 상부에 설치되고, 전원 스위치 및 용접 전류/전압 조정을 하는 스위치 및 다이얼(40); 수평 몸체의 상부에 설치되고, 작업 글자 및 명령어를 표시하는 화면표시장치(42); 수평 몸체의 상부에 설치되고, 작업할 숫자를 입력하고 입력된 숫자를 수정하며, 초기 용접토치(82)를 작업시작점으로 이동시키는 작업숫자 및 미소위치이동용 키패드(44); 수직 몸체(34)(36)의 상부에 설치되어 이동 몸체(64)의 가이드 역할을 하는 LM 가이드(48)(54); LM 가이드(54)를 설치한 상부에 일측을 수평 몸체(32)의 측면에 타측을 이동몸체 구동모터(56)에 결합시키며, 이동 몸체(64)를 전,후방으로 이동시키는 볼 나사(52); LM 가이드(48)(54)와 볼 나사(52)에 가이드 슈(66)(70)(80)로 결합되어 전,후방으로 이동하는 이동 몸체(64); 및 이동 몸체의 상부에 설치되어 좌,우 방향으로 이동하고 용접 작업을 시행하는 Z축 미세 조정장치(78)로 구성한 흘수 마크 용접장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이동 몸체(64)는, 수직 몸체(34)(36)에 설치된 LM 가이드(48)(54)와 볼 나사(52)에 하부로 형성시킨 가이드 슈(66)(70)에 의해 결합되고, 상부로 설치된 나사 고정대(68)와 스테핑 모터(72)에 볼 나사(74)를 결합하며, 스테핑 모터(72)의 측면과 수평 몸체(32)에 설치된 컨트롤러에 전원라인(46)을 연결하여 볼 나사(74)와 LM 가이드(76)에 가이드 슈(80)로 결합되는 Z축 미세 조정장치(78)를 좌,우 방향으로 이동시키며 철판에 대한 용접 작업을 시행하는 것을 특징으로 하는 흘수 마크 용접장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 Z축 미세 조정장치(78)는, 이동 몸체(64)의 상부에 설치되는 볼 나사(74)와 LM 가이드(76)에 가이드 슈(80)로 결합되고, 후방에 용접토치 조정핸들(84)을 설치하여 전방으로 설치되는 용접 토치(82)와 철판과의 간격을 조정하며, 용접 토치(82)에 별도의 용접기에서 용접 와이어를 송급시키고 컨트롤러에서 용접 단속을 제어받도록 설치한 것을 특징으로 하는 흘수 마크 용접장치.
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