KR100519257B1 - 수직외판 자동곡직장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 제작에 있어 수직외판 자동곡직장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레일 상에 주행 가능하도록 모터와 회전부재가 구비된 대차와, 양 끝단에 좌우이동 가능하게 장착된 토치부를 포함하여 자력수단에 의해 용접대상물 이면을 주행하며 가열하는 장치에 있어서,

상기 대차는 수직외판(15)의 가이드레일(20) 상에 설치되는 상부 이송대차(30) 및 하부 이송대차(40)와, 상기 상.하부 이송대차(30,40)를 상.하 양 끝단으로 하며 승강레일(45)을 슬라이딩 축으로하여 상하 이동 가능하게 장착된 승강대차(50)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수직외판 자동곡직 장치이다. 기존의 곡직작업에서 발생한 문제점인 장시간 가열과 냉각 그리고 작업이동을 위해 고소차를 이동하는 등 작업시간이 오래 걸려서 생산성의 향상의 효과를 얻을 수가 없었던 점을 극복할 수 있게 되었으며, 근접 화기작업으로 외판 표면의 페인트가 날리면서 작업자의 피부에 접촉되어 발생하는 화상과 같은 안전사고를 방지할 수 있게 되었다.

Description

수직외판 자동곡직장치{Automatic merits apparatus for perpendicular outside deck}

본 발명은 선박의 제작에 있어 수직외판 자동곡직장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수직으로 일정한 간격으로 승강이 가능한 이송기구부에 가스토치를 승강대차를 중심으로 좌우측에 각각 1개씩 탑재할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박이나 플랜트 해양 구조물과 같은 외판은 구조보강을 위해 외판의 내부에 길이 방향으로 긴 내부재를 용접 시공한다. 이 경우 용접열에 의해 수축 변형이 필히 발생하며, 그 결과 외부 외판은 용접에 의한 판의 변형이 발생되는 바, 곡직의 개념을 설명하기 위한 도면인 도1에서 알 수 있듯이 내부재(1)와 내부재(1) 사이에 골(3)이 발생하게 되어 판을 평탄화 하기 위한 작업이 필요하다.

상기와 같은 작업을 곡직작업이라 하며, 곡직은 용접에 의한 판의 변형을 바로잡아 주기위한 것으로 상기 곡직의 개념을 설명하기 위한 도면인 도1에서 알 수 있듯이, 용접 되어진 용접부(5)의 반대 방향에 가스토치(10)로 열을 가하여 응력을 풀어주고, 역변형과 함께 적절히 냉각수로 냉각을 시켜주면 수축에 의해 부재가 평평하게 된다.

이러한 곡직작업은 선실 구조물과 같은 블록에서 거의 모든 구간에서 이루어진다. 기존의 곡직 작업방법은 작업자가 일일이 수작업으로 이루어지고 있으며 별도의 장치가 존재하지 않았다. 즉 기존의 방법은 가열토치로 곡직부를 가열하고 물로 식혀주는 반복적인 작업이 유일하였다.

그러나 상기의 기존의 곡직작업은 장시간 가열과 냉각 그리고, 작업이동을 위해 고소차를 이동하는 등 작업시간이 오래 걸려서 생산성의 향상의 효과를 얻을 수가 없었다.

그리고, 근접 화기작업으로 외판 표면의 페인트가 날리면서 작업자의 피부에 접촉되어 화상과 같은 안전사고 문제점이 발생하였다.

또한, 작업시 장척의 가스토치를 들고 장시간 가열작업을 하기 때문에 팔목과 목, 어깨에 통증을 불러오는 근골격계 질환의 원인이 되기도 하는 문제점이 있었다.

즉 곡직 작업에 있어 수직작업에 적용되어진 사례는 전무하였고 더욱이 수직외판의 작업이 고소작업이기 때문에 장비의 경량화문제 및 이러한 장비의 이송방법등이 요구되어 왔다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 수직 외판부의 곡직작업을 자동화함으로서 작업을 편하게 하고, 노동 강도를 줄여줌으로써 작업자의 안전작업이 이루어 질 수 있도록 하는 것이 본 발명의 목적이다.

그리고 본 발명의 또다른 목적은 자동 곡직 작업으로 작업 시간을 대폭 줄일 수 있도록 하여 곡직작업의 생산성 향상을 이루는 것이다.

상기 기술한 바와같은 목적을 달성하기 위하여, 레일 상에 주행 가능하도록 모터와 회전부재가 구비된 대차와, 양 끝단에 좌우이동 가능하게 장착된 토치부를 포함하여 자력수단에 의해 용접대상물 이면을 주행하며 가열하는 장치에 있어서, 상기 대차는 수직외판의 가이드레일 상에 설치되는 상부 이송대차 및 하부 이송대차와, 상기 상.하부 이송대차를 상.하 양 끝단으로 하며 승강레일을 슬라이딩 축으로하여 상하 이동 가능하게 장착된 승강대차를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수직외판 자동곡직 장치를 제공하고자 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 일 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도1은 용접에 의한 판의 변형 및 곡직의 개념을 설명하기 위한 도면이고, 도2는 본 발명의 수직외판 자동곡직장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도3a는 판과 판의 경계부를 개략적으로 도시한 도면이고, 도3b는 본 발명의 가이드레일의 구성을 개략적으로 도시한 측단면도이며, 도4는 본 발명의 작동구조를 개략적으로 도시한 도면이며, 도5는 본 발명의 수직외판 자동곡직장치가 부재에 부착된 상태를 도시한 측면도이고, 도6은 본 발명의 수직외판 자동곡직장치를 개략적으로 도시한 배면도이고, 도7은 본 발명의 구성을 도시한 도면이며, 도8a와 8b 및 8c는 본 발명의 작동상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

선박의 조타실과 선원의 거주구인 선실은 대부분 여러층의 블록으로 조립되어진다. 이때, 선실 블록의 외벽 내부에는 구조적인 문제로 수직으로 앵글이나, 플랫바등의 골재(이하 내부재)가 선종에 따라 상이하지만 약600~900mm 간격으로 용접으로 부착되어진다.

그 결과, 도 1에서와 같이 용접으로 인하여 내부재(1)와 내부재(1) 사이에서 외판이 볼록하게 패이며, 선실블록의 외판은 비교적 박판으로서 내부골재의 용접작업으로 골재와 골재 사이가 꺼지게 되어 블록의 조립 후 곡직작업이 필요하고 그에 따른 곡직작업은 주로 고소차를 이용하여 작업자가 수동으로 가스토치를 이용하여 왔으나, 상술한 바와 같은 문제점이 있음을 이미 기술한 바 있다.

본 발명에 있어 적용 부재는 본 발명을 개략적으로 도시한 사시도인 도2와 같이 수직으로 서 있는 철 구조물의 수직외판(15)이며, 첨부된 도3a는 그 일례로 여러개의 대형 블록이 조립되어질 때 발생하는 블록과 블록 이음부를 도시하였고, 도3b는 상기의 블록 이음부(17)의 상부에 자석(24)이 부착되어 있고 그 상부에 제1가이드 레일(20)이 장착되어 있는 구조를 도시하고 있다.

그리고 본 발명의 수직외판 자동곡직장치가 부재에 부착된 상태를 도시한 측면도인 도5와, 본 발명의 수직외판 자동곡직장치를 개략적으로 도시한 도7에서 알 수 있듯이, 곡직의 열원은 산소 가스 및 LPG를 사용하는 가스토치 가열방식으로 기존의 가열용 토치를 사용하였으며, 본 장치는 2개소의 곡직선을 가열할 수 있도록 승강대차(50)를 중심으로 하여 2개의 토치(10)와 수냉노즐(75)을 각각 설치하였다.

이러한 토치장치는 승강대차(50)의 양 끝단에 장착되어져 있으며, 상기 승강대차(50)는 원하는 작업 속도만큼 승, 하강 되어질 수 있도록 하였다. 2개소의 곡직작업이 완료되면 연속적으로 다음 구간으로 수평이동할 수 있도록 이미 설치된 가이드 레일(20)을 따라 상부 이송대차(30)가 움직일 수 있도록 하였다.

도4내지 도6에서 나타난 바와 같이 상기 가이드 레일(20)에 곡직장치의 상부 이송대차(30)에 부착되어진 2개의 제1가이드 롤러(25)가 부착되어 장비는 매달린 상태가 된다. 이때 장치의 상부 이송대차(30) 및 하부 이송대차(40)는 내부에 영구자석(35)을 설치하고 수직외판(15)과의 거리를 약 3mm로 이격시켜 상기 영구자석(35)의 흡착력만으로 장비가 가이드레일(20) 없이도 수직외판(15)에 부착되어질 수 있도록 하였다. 따라서 상기 가이드레일(20)은 본 발명에서는 장치의 평행 이송을 위한 가이드 및 안전장치로서의 역할을 하게 된다.

장치의 이송은 상부 이송대차(30)와 하부 이송대차(40)에 내장되어진 모터(33)의 구동으로 좌우 평행이동이 가능하며, 모터(33)가 없이도 간단히 밀어서 작업 위치로의 이동이 가능하다.

도7에 나타난 바와 같이, 승강대차(50)는 축(93)에 부착되어진 랙기어(95)와 이동가능하게 맞물리는 주롤러(85)가 상단에 부착되어 좌우로 이동할 수 있게 이송모터(80)가 장착되어 있으며, 축(93)과 연결된 승강레일(45)을 따라 상하로 이동할 수 있게 주행모터(90)가 장착되어 있고, 이와 대향되게 수평이동블럭(105)이 수평이동가이드(100)에 맞물려 있으며, 상기 승강대차(50)의 후단부에는 두 개의 제2가이드 롤러(55)를 설치하였다.

상기와 같은 구조의 승강대차(50)로 곡직작업중 토치를 미세하게 이송해야하는 경우 작업자가 원격으로 손쉽게 이송할 수 있도록 하였다.

가스토치(10)와 가스토치(10)의 간격조절 및 불꽃 길이조절은 상기 승강대차(50)의 양끝단에 설치되어진 리브(87)와 수냉노즐마운트(86)로 조절가능하며, 상기 수냉노즐마운트(86)와 수냉노즐(75)을 연결하여 가열과 동시에 가열부를 냉각 시켜줄수 있도록 하였다.

수직 곡직작업에 있어 곡직작업의 부위가 다량일 경우 장비이송중 토치불꽃을 꺼주고 장비를 곡직부에 위치한 후 다시 점화를 해야하는 번거로움을 없애기 위해 본 발명은 도7에 도시된 바와 같이, 고전압에 의해 스파크를 발생시켜주는 토치점화플러그(70)를 상기 승강대차(50)의 양끝단에 설치하여 순간순간의 토치점화와 소화가 용이하도록 구성하였다.

본 발명의 수직 외판 자동곡직장치의 작업방법은 본 발명의 구성을 도시한 도7과, 본 발명의 작동상태를 개략적으로 도시한 도8a와 8b 및 8c에서 알 수 있듯이, 가이드레일(20)을 수직외판(15)의 일정 개소에 길게 부착한다. 그리고, 본 발명의 상부 이송대차(30)에 부착된 제1가이드롤러(25)를 가이드레일(20)에 이동 가능하게 장착하고 상기 상부 이송대차(30)를 움직여 두개의 가열선 사이에 장비를 대략 위치시킨다.

모든 유틸리티(가스호스, 물, 전원; 기술하지 않았음)를 체결하고 토치부(60)를 움직여 각각 가열선에 정렬시키면 작업준비는 완료된다.

작업자는 토치를 원격으로 점화하고 점화와 동시에 승강대차(50)는 상승 이동한다. 상기 승강대차(50)가 승강레일(45)의 상단에 도달하면 정지하고 동시에 토치불꽃은 소화되어 지게 된다.

한 개소의 작업이 이루어지면 가이드레일(20)을 따라서 평행이동하여 곡직작업을 실시하게 되는 구조이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 장비의 이송방안 및 장치의 경량화를 위해 레일의 단순화에 중점을 두었으며, 장치의 이송은 상부 이송대차와 하부 이송대차에 내장되어진 모터의 구동으로 좌우 평행이송이 가능하며, 모터를 사용하지 않고도 간단히 밀어서 작업 위치로의 이동이 가능하다.

그리고 기존의 곡직작업에서 발생한 문제점인 장시간 가열과 냉각 그리고, 작업이동을 위해 고소차를 이용하는 등 작업시간이 오래 걸려서 생산성의 향상의 효과를 얻을 수가 없었던 점을 극복할 수 있게 되었으며, 근접 화기작업으로 외판 표면의 페인트가 날리면서 작업자의 피부에 접촉되어 발생하는 화상과 같은 안전사고를 방지할 수 있게 되었다.

또한 각각의 이송대차 하부에 영구자석을 설치하여 자석의 흡착력만으로 장비가 안정되게 수직 철판에 부착되어질 수 있도록 함으로써 작업의 효율성을 증대시키게 하였다.

도1은 용접에 의한 판의 변형 및 곡직의 개념을 설명하기 위한 배면도.

도2는 본 발명의 수직외판 자동곡직장치를 개략적으로 도시한 사시도.

도3a는 판과 판의 경계부를 개략적으로 도시한 도면.

도3b는 본 발명의 가이드레일의 구성을 개략적으로 도시한 측단면도.

도4는 본 발명의 작동구조를 개략적으로 도시한 도면.

도5는 본 발명의 수직외판 자동곡직장치가 수직외판에 부착된 상태를 도시한 측면도.

도6은 본 발명의 수직외판 자동곡직장치를 개략적으로 도시한 도면.

도7은 본 발명의 승강대차와 토치부의 구성을 도시한 도면.

도8a,8b,8c는 본 발명의 작동상태를 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 내부재 5 : 용접부

10 : 가스토치 15 : 수직외판

17 : 이음부 20 : 가이드레일

24 : 자석 25 : 제1가이드롤러

30 : 상부 이송대차 33 : 모터

35 : 영구자석 40 : 하부 이송대차

45 : 승강레일 50 : 승강대차

55 : 제2가이드롤러 60 : 토치부

70 : 토치점화 플러그 80 : 이송모터

85 : 주롤러 86 : 수냉노즐 마운트

87 : 리브 90 : 주행모터

93 : 축 95 : 랙기어

100 : 수평이동가이드 105 : 수평이동 블럭

Claims (4)

1. 레일 상에 주행 가능하도록 모터와 회전부재가 구비된 대차와, 양 끝단에 좌우이동 가능하게 장착된 토치부를 포함하여 자력수단에 의해 용접대상물 이면을 주행하며 가열하는 장치에 있어서,

   상기 대차는 수직외판(15)의 가이드레일(20) 상에 설치되는 상부 이송대차(30) 및 하부 이송대차(40)와, 상기 상.하부 이송대차(30,40)를 상.하 양 끝단으로 하며 승강레일(45)을 슬라이딩 축으로하여 상하 이동 가능하게 장착된 승강대차(50)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수직외판 자동곡직장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이송대차(30)는 상단 양측면에 상기 가이드 레일(20)을 따라 이동 가능하게 제1가이드 롤러(25)가 장착되어 있고, 내측에는 모터(33) 및 수직외판(15)과 3mm의 간격으로 이격된 영구자석(35)이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 수직외판 자동곡직장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 승강대차(50)는 후단부에 제2 가이드롤러(55)가 부착되고 랙기어(95)와 이동 가능하게 맞물리는 주롤러(85)가 상단에 부착되어 있는 이송모터(80)와 상기 이송모터(80)의 측면에는 주행모터(90)가 부착되며, 이와 대향되게 수평이동블럭(105)이 수평이동 가이드(100)에 맞물려 있는 구조를 특징으로 하는 수직외판 자동곡직장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 토치부(60)는 가스토치(10)와 토치점화 플러그(70) 그리고 리브(87) 및 수냉노즐 마운트(86)와 수냉노즐(75)로 구성됨을 특징으로 하는 수직외판 자동곡직장치.