KR100483767B1 - 위치센서를 이용한 작업선 기억형 드레인홀 사상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박 도장 작업전에 드레인홀의 모서리면을 절삭하는 사상작업을 작업 궤적을 생성해내는 위치센서를 이용하여 정확한 절삭라인의 자동화로 생산성과 작업성을 높일 수 있게한 드레인홀 사상장치에 관한 것으로,

종래에는 드레인홀의 모서리사상 작업이 수작업으로 이루어지므로써 작업 공수가 상당히 소요되고, 그 작업 또한 힘이 들어 장시간 작업을 요하게 되는 작업자에게 근-골격계 질환 등을 유발하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 하나의 기구적인 메카니즘을 통해 자동적으로 가공할 수 있도록 드레인홀(12)이 가공된 형강(10)을 이송하는 콘베이어(20), 상기 드레인홀(12)의 위치감지 및 콘베이어(20)의 이송을 제어하는 위치센서(30), 드레인홀(12)의 모서리를 절삭하는 공구(42)가 구비되는 공구대(40), 상기 공구대를 X, Y ,Z축 방향으로 이동시키는 NC기구부(50), 상기 NC기구부(50)는 위치센서(30)와 연결된 콘트롤러(60)에 의해 구동되는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

위치센서를 이용한 작업선 기억형 드레인홀 사상장치{drain hall drilling machine}

본 발명은 선박 도장 작업전에 드레인홀의 모서리면 절삭 가공이 작업 궤적을 생성해내는 위치센서와 제어부를 이용한 정확한 절삭라인을 제공하여 자동화가 가능하게 함으로써 생산성과 작업 효율을 크게 높일 수 있는 위치센서를 이용한 작업선 기억형 드레인홀 사상장치에 관한 것이다.

선박의 경우 구조재의 내부나 위부에 고인 유체를 배출시키기 위해 소망하는 크기로 되는 드레인홀(drain hall)을 설치하고 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이 형강(10)에 형성되는 드레인홀(12)은 드릴 또는 전용절단기 등을 이용하여 일정한 형태와 모양으로 되는 구멍을 뚫게 되었다.

드레인홀(12)이 뚫려지는 부위 특히, 모서리면(13)은 매끄럽지 않고 그 면이 다소 거칠어 그대로 도장을 실시하면 도장 불량 요인이 되기도 한다.

그러므로 이들 부위는 도 2에 나타낸 바와 같이 도장 작업전에 연마기 또는 전용 공구(A)를 이용하여 그 모서리면(13)을 보다 매끄럽게 면취 가공하는 별도의 사상작업이 요구되었다.

하지만 드레인홀의 도장 불량으로 인한 각종 문제점을 해소하고자 실시하는 모서리면 사상작업이 매우 까다롭고 번거러움에 불구하고 그 대상은 점차 확대되는 추세이다.

종래에는 모서리면 사상작업이 작업자에 의존한 수작업 즉, R-3 정도의 형상을 갖는 전용공구를 직접 조작하는 방법으로 모서리면을 절삭 가공하게 되므로 그일이 힘이 들고, 드레인홀의 크기가 작거나 공구 진입이 불가능한 경우에는 별도의 베이비 그라인더를 이용하게 되는 번거러움이 있었다.

이처럼 종래에는 드레인홀의 모서리면 사상작업이 수작업을 통해 이루어지므로써 작업 공수가 상당히 소요되고, 그 작업 또한 힘이 들어 장시간 작업을 진행하게 되는 경우 작업자에게 근/골격계 질환 등을 유발하는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점은 드레인홀의 모서리사상 작업이 작업자에 의존한 수작업으로 이루어지므로써 비롯되었던 것이다.

이에 본 발명은 도장의 품질을 저하시키는 것을 예방하기 위해서 도장전에 실시하는 드레인홀 사상작업이 간결한 구조를 갖는 기구장치를 이용하여 보다 신속하게 절삭 가공할 수 있는 드레인홀 사상장치를 제공하고자 함을 그 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명에서는 절삭속도를 높일 수 있도록 미리 기억된 작업 궤적을 생성해내는 위치센서와 제어부에 의해 정확한 절삭라인을 제공하여 생산성과 작업성을 높일 수 있는 드레인홀 사상장치를 제공함에 있는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참고하여 그 구성 및 작용 효과 등을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명이 적용된 드레인홀 사상장치의 예시도이고, 도 4는 공구에 의해 절삭되는 드레인홀의 구성을 나타낸 요부 단면도이고, 도 5는 드레인 홀 사상장치를 설명하기 위한 참고도를 각각 도시하고 있다.

도시된 바와 같이 본 발명은, 도장전에 드레인홀(12)의 모서리면(13)을 사상하도록 구성된 것에 있어서, 드레인홀(12)이 형성된 형강(10), 상기 형강(10)을 간헐적으로 이송시키는 콘베이어(20), 상기 콘베이어(20)를 따라 이송되는 형강(10)의 드레인홀(12)의 위치를 감지하여 콘베이어(20)의 이송을 제어하는 위치센서(30), 드레인홀(12)의 모서리면을 절삭 가공하는 공구(42)가 구비되는 공구대(40), 상기 공구대(40)를 X축, Y축 ,Z축 방향으로 작업 동작을 구현하는 NC기구부(50), 상기 NC기구부(50)는 위치센서(30)의 감지 신호에 따라 각축을 미리 정해진 규격의 궤적운동을 따라 이동할 수 있도록 제어하는 콘트롤러(PLC:60)에 연결되어 상기 콘트롤러(60)에 의해 동작하도록 구성됨을 특징으로 하고 있다.

상기한 구성에 있어, NC기구부(50)는 그 선단으로 결합되는 공구대(40)를 X축 방향(가로방향)으로 이동시키는 위치제어모터(53)가 구비된 X축이송부재(52), 상기 X축이송부재(52)를 Y축 방향(세로방향)으로 이동시키는 위치제어모터(55)가 구비된 Y축이송부재(54), 상기 Y축이송부재(54)를 Z축 방향(길이방향)으로 이동시키는 위치제어모터(57)가 구비된 Z축이송부재(56)로 구성되어 상기 공구대(40)에 설치한 공구(42)가 이들 각각의 이송부재(52,54,56)에 의해 3축방향(X,Y,Z축방향)을 따라 미리 세팅된 회전궤적을 따라 이동하면서 드레인홀(12)의 모서리면을 절삭 가공하도록 되어 있다.

이송부재(52,54,56)를 제어하는 각각의 위치제어모터(53,55,57)는 콘트롤러(60)와 연결되어 상기 콘트롤러(60)가 이들을 제어하게 하고, 상기 콘트롤러(60)는 미리 정해진 궤도 운동(드레인홀의 크기에 상응하는 궤적) 하도록 사전에 세팅되어 있다.

그리고 공구대(40)와 상기 공구대(40)가 결합되는 X축이송부재(52)의 선단에는 스프링과 같은 탄성부재(45)를 개제하여 상기 탄성부재(45)가 신축과 이완을 반복하는 완충작용을 가지도록 구성하여 드레인홀(12)의 모서리면에 당접되게 되는 공구(42)는 항상 일정이상의 압력이 작용하도록 하고 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이 공구대(40)는 그 내측에 탈,장착되는 공구(42)를 회전 운동시킬 수 있도록 구동장치가 내설되며, 공구대(40)의 저면에 회전베어링 (46)이 장착되어 상기 회전베어링(46)이 드레인홀(12)의 절삭면에 당접되는 공구(42)와의 접촉거리를 제어하여 절삭 깊이를 조정함과 동시에 공구대(40) 이송이 보다 원할하게 이루어질 수 있게 유도하고 있다.

그리고 공구(42)를 회전시키는 구동장치는 비교적 느린 회전 감속비에 의해 회전 운동하게 하여 보다 균일한 사상이 될 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성 결합된 본 발명은 도 5에 나타낸 바와 같이 형강(10)의 드레인홀(12)을 절삭하는 공구(42)가 조립되는 공구대(42)를 NC기구부(50)와 연결된 콘트롤러를 이용하여 작업 위치로 이동시키고, 위치센서(30)는 형강(10)을 이동시키는 콘베이어(20)의 일측면에 위치하게 하여 드레인홀(12)의 위치를 감지할 수 있도록 배치한다.

이처럼 세팅이 모두 끝났으면 콘베이어(20)를 작동시켜 형강(10)을 한쪽방향으로 서서히 이동시키면 형강(10)에 뚫려진 드레인홀(12)의 위치를 위치센서(30)가 이를 감지하여 콘베이어(20)를 정지시킨 후, 위치센서(30)에 의해 파악된 위치로 NC구동부(50)의 X축이송부재(52)를 동작시켜 파악된 위치로 공구(42)를 이동시키고, 콘트롤러(60)는 또 다시 Z축이송부재(56)를 동작시켜 공구(42)가 형강의 드레인홀(12)에 닿을 때까지 진입시키면 공구(42)는 X축이송부재(52)와 연결되는 연결부에 부설되는 탄성부재(45)에 의해 절삭면에 일정한 압력을 가하면서 맞닿게 된다.

이 상태에서 NC구동부(50)가 작동하여 미리 세팅된 규격으로 궤도 운동시키면 공구(42)는 드레인홀(12)의 모서리면(13)을 균일하게 절삭 가공하게 된다. 이때 공구대(40)의 저면에 부설되는 회전베어링(46)은 드레인홀(12) 주위 즉 형강의 상면으로 미끄러지듯이 구름 운동하게 되어 드레인홀(12)의 절단면에 대한 공구(42)와의 접촉거리(절삭깊이)는 하단의 회전베어링(46)에 의해 미리 결정되게 된다.

이러한 방법을 통해 형강의 드레인홀(12)의 한쪽 모서리면(13) 사상작업이 완료되면 Z축이송부재(56)를 이용하여 이제까지 드레인홀(12) 절삭을 위해 전진하였던 공구(42)를 후퇴시킨 후 그 반대쪽면도 마저 가공할 수 있도록 작업물을 뒤집은 후 앞서 설명한 바와 같은 동일한 방법으로 드레인홀(12)의 반대쪽을 마저 절삭하는 작업을 반복하게 한다.

이와 같은 방법으로 드레인홀(12)의 사상 작업을 모두 끝마친 후에는 Z축이송부재(56)를 이용하여 공구대(40)를 일정 높이 이상으로 들어올리면 콘트롤러는 위치센서에 신호를 보내 이제까지 정지 상태에 있던 콘베이어(20)를 작동시켜 또 다른 드레인홀(12)이 있는 형강(10)을 이송 공급하는 것을 반복하게 된다.

이처럼 본 발명은 위치센서와 공구대를 제어하는 제어부에 의해 정확한 절삭라인과 미리 기억된 작업궤적을 제공함으로써 고속도 사상 공정 구현도 가능하게 되는 이점이 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 드레인홀(drain hall)의 모서리면의 절삭을 위해 실시하는 도장전 드레인홀 사상작업이 작업 궤적을 생성해내는 위치센서와 제어부를 이용하여 정확한 절삭라인을 제공함으로써 드레인홀 사상작업이 간편하면서도 신속하게 이루어질 수 있게 된다.

또한 그 작업이 수작업이 아닌 기구적인 구성을 통해 자동으로 이루어지므로써 균일한 가공에 따른 생산성과 작업성도 크게 증대되고, 작업자가 힘들여 작업하지 않아도 되므로 종래와 같은 근/골격계 질환 등을 미연에 방지할 수 있게되는 등의 작용 효과를 가지는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 작업 대상인 드레인홀의 모서리면 절삭 가공전의 단면도,

도 2는 작업 대상인 드레인홀의 모서리면 절삭 가공후의 단면도,

도 3은 본 발명이 적용된 도장전 드레인홀 사상장치의 구성을 나타낸 예시도이고,

도 4는 공구를 이용하여 드레인홀을 절삭하는 상태를 나타낸 요부 상세단면도,

도 5는 본 발명에 따른 드레인홀 사상장치의 작동관계를 설명하기 위한 참고도,

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 형강 12: 드레인홀

20 : 콘베이어 30 : 위치센서

40 : 공구대 42 : 공구

45 : 탄성부재 50 : NC기구부

53,55,57: 위치제어모터 52 : X축이송부재

54 : Y축이송부재 56 : Z축이송부재

60 : 콘트롤러

Claims (3)

1. 삭제
2. 도장전에 드레인홀(12)의 모서리면(13)을 사상하는 장치에 있어서,

   드레인홀(12)이 가공된 형강(10)을 이송하는 콘베이어(20)와, 상기 콘베이어(20)에 의해 이송되는 드레인홀(12)의 위치 감지 및 콘베이어(20)의 이송을 제어하는 위치센서(30)와, 드레인홀(12)의 모서리를 절삭하는 공구(42)가 구비되는 공구대(40)와, 상기 공구대(40)를 X, Y ,Z축 작업방향으로 이동시키는 NC기구부(50)와, 상기 NC기구부(50)에 연결되어 위치센서(30)의 감지 신호에 따라 각축을 미리 정해진 규격의 궤적운동을 이루도록 제어하는 콘트롤러(60)를 포함하되,

   상기 NC기구부(50)는 공구대(40)를 X축 방향으로 이동시키는 위치제어모터(53)가 구비된 X축이송부재(52)와, 상기 X축이송부재(52)를 Y축 방향으로 이동시키는 위치제어모터(55)가 구비된 Y축이송부재(54)와, 상기 Y축이송부재(54)를 Z축 방향으로 이동시키는 위치제어모터(57)가 구비된 Z축이송부재(56)로 구성되는 것을 특징으로 하는 위치센서를 이용한 작업선 기억형 드레인홀 사상장치.
3. 제2항에 있어서, 공구대(40)와 상기 공구대(40)를 연결하는 X축이송부재(52) 사이에 탄성부재(45)가 개제되어 드레인홀(12)에 접촉되는 공구(42)에 일정이상의 압력이 작용하게 하고, 공구대(40)의 저부에는 회전베어링(46)이 설치되어 상기 회전베어링(46)이 형강의 상면과 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위치센서를 이용한 작업선 기억형 드레인홀 사상장치.