KR100899438B1

KR100899438B1 - 형강 인쇄장치

Info

Publication number: KR100899438B1
Application number: KR1020070093153A
Authority: KR
Inventors: 박진석
Original assignee: 주식회사 에스에프에이
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2009-05-26
Also published as: KR20090027937A

Abstract

형강 인쇄장치가 개시된다. 본 발명의 형강 인쇄장치는, 지지프레임; 지지프레임에 상대회동 가능하게 결합되는 회동프레임; 회동프레임에 상대회동 가능하게 결합되며, 형강의 인쇄면에 소정의 패턴을 인쇄하는 프린터유닛을 지지하는 프린터유닛지지프레임; 및 형강의 인쇄면에 대해 프린터유닛을 정렬시키도록 회동프레임 및 프린터유닛지지프레임을 구동하는 얼라인구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 형강에 대한 정렬작업없이 다양한 형상 및 크기를 갖는 형강에 소정의 패턴을 정확히 인쇄할 수 있고, 안전사고 예방에 도움이 된다.

형강, 인쇄장치, 작업표시라인, 얼라인

Description

형강 인쇄장치{Marking Apparatus for Section Steel}

본 발명은, 형강 인쇄장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다양한 형강의 크기 및 각도에도 인쇄장치가 정렬될 수 있고, 전체 시스템을 간소화할 수 있으며, 또한 작업자가 보다 안전하게 작업할 수 있는 형강 인쇄장치에 관한 것이다.

일반적으로 형강이라 함은 구조용 압연 강재로서 철골 구조용의 보강부재로 사용된다. 이러한 형강은 단면 형상 또는 곡률 정도에 따라 등변 ㄱ 형강, H 형강, 곡(曲)형강 등으로 분류될 수 있다.

도 1은 일반적인 형강의 외형을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 형강은 단순히 판상의 평면적인 형상이 아닌 입체적 형상을 가지고, 주로 "ㄱ"자형 곡형강의 비중이 높다. 특히, 선박에 사용되는 형강은 선박의 선체에 대한 종방향, 횡방향의 구조를 보강하기 위해 적용되는데, 선체의 보강부재로 사용되기 위해서는 적절한 형상으로 절단하는 작업이 필요하고, 이런 절단 가공을 원활히 수행하기 위해 전 단계로서, 인쇄 공정이 선행되어야 한다.

인쇄 공정은 형강의 외면에 절단선 등을 표시하는 일련의 인쇄작업으로서, 절단 공정에 앞서 형강의 외면 상에 절단 공정을 용이하게 하는 일종의 작업표시라인(L)을 형성하는 작업이다. 이 때, 형강의 외면에 표시되는 작업표시라인(L)은, 배수 홀(Hole), 방수 홀 등 각종 홀의 형성 지점과, 곡률을 표시하기 위한 밴드라인과, 라벨(Label), 마킹 데이터 등이 될 수 있다.

도 2는 종래기술에 따른 형강 절단장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

종래 형강절단시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 형강을 절단장치로 이송하는 이송장치부(100)와, 이송된 형강에 대하여 각종 인쇄표시를 형성하는 인쇄장치부(200)와, 인쇄표시에 근거하여 실제 형강을 절단하는 절단장치부(300)와, 이를 제어하는 제어부(400)를 포함한다.

이러한 형강절단시스템의 이송장치부(100)에는, 인쇄장치부(200)를 통한 인쇄작업을 원활히 진행하기 위해 인쇄작업 전에 입체적인 형상의 형강을 정렬시키는 역할을 하는 가압수단(110)을 부가하고 있다. 형강이 대형 구조물임을 고려하여 가압수단(110)은 복수 개의 대형 실린더 등으로 마련된다. 이러한 가압수단(110)은 이송장치부(100) 상에 배치된 형강의 인쇄면을 2차원 상으로 배치시킨다.

가압수단(110)을 통해 정렬된 형강은, 이후 인쇄장치부(200)의 상하 및 좌우 방향의 2축 자유도(DOF, Degree of Freedom)를 가지는 인쇄유닛을 통해 형강의 외면에 직선 및 곡선의 밴드라인 등의 작업표시라인(L, 도1 참조)을 인쇄할 수 있게 된다. 이와 같이, 종래 형강 절단시스템의 인쇄장치부(200)에서는, 인쇄작업이 진행되기 전에 형강을 인쇄 장치에 적절히 배치시키는 정렬 작업이 필수적이었다.

그러나, 인쇄작업을 위해 입체적 형상의 형강을 정렬시키는 정렬작업을 수행하는 것은 몇가지 문제점이 있다. 우선, 형강을 정렬하기 위한 정렬장치 자체가 기구적으로 복잡하고 난해할 수 있어 전체 절단시스템이 복잡해진다. 즉, 형강의 크기 및 각도 등이 다양하므로 이에 적절히 호환되는 정렬장치의 제작이 어렵고, 또 이를 제작하기 위해서는 복잡한 설비가 요구되는 문제가 있었다.

또한 종래 절단시스템에서는 인쇄작업 진행 전에 진행되는 정렬작업 시 정렬의 대상을 대형 구조물인 형강의 배치를 변경시킴으로써 작업자의 안전사고의 위험을 가중시키는 측면이 있었다.

본 발명의 목적은, 형강에 대한 정렬작업없이 다양한 형상 및 크기를 갖는 형강에 소정의 패턴을 정확히 인쇄할 수 있고, 안전사고 예방에 도움이 되는 형강 인쇄장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 지지프레임; 상기 지지프레임에 상대회동 가능하게 결합되는 회동프레임; 상기 회동프레임에 상대회동 가능하게 결합되며, 형강의 인쇄면에 소정의 패턴을 인쇄하는 프린터유닛을 지지하는 프린터유닛지지프레임; 및 상기 형강의 인쇄면에 대해 상기 프린터유닛을 정렬시키도록 상기 회동프레임 및 상기 프린터유닛지지프레임을 구동하는 얼라인구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 형강 인쇄장치에 의해 달성된다.

상기 프린터유닛지지프레임은, 외부몸체; 상기 외부몸체에 대하여 상대이동 가능하게 상기 외부몸체의 내부에 결합되는 내부몸체; 상기 외부몸체에 결합되어 상기 프린터유닛의 정렬 시 상기 형강의 인쇄면에 접촉되는 인쇄면 접촉부재; 및 상기 내부몸체에 결합되어 상기 프린터유닛의 정렬 시 상기 형강의 인쇄면으로부터 절곡된 절곡면에 접촉되는 절곡면 접촉부재를 포함할 수 있다.

상기 인쇄면 접촉부재는 롤러 형상의 인쇄면 접촉롤러이고, 상기 절곡면 접촉부재는 롤러 형상의 절곡면 접촉롤러이며, 상기 인쇄면 접촉롤러 및 상기 절곡면 접촉롤러는 우레탄 재질인 것일 수 있다.

상기 얼라인구동부는, 일측이 상기 지지프레임에 피봇 지지된 상태에서 구동되어 상기 회동프레임을 상기 지지프레임에 대하여 상대적으로 회동시키는 제1 액추에이터; 및 일단이 상기 회동프레임과 연결되고 타단이 상기 외부몸체에 연결된 상태에서 구동되어 상기 프린터유닛지지프레임을 상기 회동프레임에 대하여 상대적으로 회동시키는 제2 액추에이터를 포함할 수 있다.

상기 얼라인구동부는, 상기 내부몸체를 상기 외부몸체에 대하여 상대적으로 이동시키는 제3 액추에이터를 더 포함할 수 있다.

상기 내부몸체와 상기 외부몸체 사이에는, 상기 내부몸체를 상기 외부몸체에 대해 슬라이딩 이동시키는 LM가이드가 마련될 수 있다.

상기 인쇄면 접촉부재는 롤러 형상의 인쇄면 접촉롤러이고, 상기 절곡면 접촉부재는 롤러 형상의 절곡면 접촉롤러이며, 상기 제1 및 제2 액추에이터는 순차적으로 동작하여 상기 인쇄면 접촉롤러가 상기 인쇄면에 평행하게 접촉시키고, 상기 제3 액추에이터는 상기 제1 및 제2 액추에이터의 동작이 완료된 후에 동작하여 상기 절곡면 접촉롤러를 상기 절곡면에 접촉시키는 것일 수 있다.

상기 제1 및 제2 액추에이터는 유압 액추에이터 또는 공압 액추에이터이며, 상기 제3 액추에이터는 공압 액추에이터일 수 있다.

상기 회동프레임은, 상기 지지프레임과 힌지결합되는 제1 연결부; 상기 제1 연결부로부터 절곡되어 연장되며, 상기 프린터유닛지지프레임에 힌지결합되는 제2 연결부; 및 상기 제2 연결부로부터 절곡되어 연장되며, 상기 제1 및 제2 액추에이터에 결합되는 제3 연결부를 포함할 수 있다.

상기 프린터유닛은 상기 프린터유닛지지프레임에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 형강에 대한 정렬작업없이 다양한 형상 및 크기를 갖는 형강에 소정의 패턴을 정확히 인쇄할 수 있고, 안전사고 예방에 도움이 된다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

설명에 앞서, 본 실시예의 형강 인쇄장치의 작업 대상은 “ㄱ”자형의 곡형강을 대상으로 한다. “ㄱ”자형의 곡형강은 선박의 선체에 주로 사용되는 형강으로서 선체의 선, 수미 곡외판의 보강재로 사용되며 전체 형강 물량의 대략 20% 이상의 비중을 가지므로 본 실시예에서의 형강 인쇄장치는 “ㄱ”자형 곡형강을 대상으로 하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 형강 인쇄장치의 정면도이고, 도 4는 도 3의 측면도이며, 도 5은 도 3의 형강 인쇄장치의 프린터유닛지지프레임을 도시한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 형강 인쇄장치는, 지지프레임(10)과, 지지프레임(10)에 상대회동 가능하게 결합되는 회동프레임(20)과, 형강의 인쇄면에 소정의 패턴을 인쇄하는 프린터유닛(미도시)을 지지하며, 회동프레임(20)에 상대회동 가능하게 결합되는 프린터유닛지지프레임(30)과, 형강의 인쇄면(B1)에 대해 프린터유닛(미도시)을 정렬시키도록 회동프레임(20) 및 프린터유닛지지프레임(30)을 구동하는 얼라인구동부(40)를 포함한다.

얼라인구동부(40)는 제1, 제2 및 제3 액추에이터(41, 44, 47)를 포함하며, 각 액추에이터(41, 44, 47)가 작동하여 인쇄장치가 형강에 올바르게 정렬되도록 회동프레임(20), 프린터유닛지지프레임(30) 및 프린터유닛지지프레임의 내부몸체(36)를 상대회동 또는 상대이동시키는 역할을 한다. 이에 대한 설명은 자세히 후술하기로 한다.

지지프레임(10)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 수평프레임부분(11) 과, 수평프레임부분(11)으로부터 상측으로 연장되는 제1 수직프레임부분(12)과, 수평프레임부분(11)으로부터 하측으로 연장되는 제2 수직프레임부분(13)을 구비한다.

제1 수직프레임부분(12)에는 제1 액추에이터(41)가 제1 수직프레임부분(12)과 피봇부(14)에 의해 결합되어, 회동가능하게 설치된다.

제2 수직프레임부분(13)의 단부에는 회동프레임(20)을 연결하는 제1 힌지부(23)가 마련된다. 이러한 제1 힌지부(23)를 통해 지지프레임(10)과 회동프레임(20)은 상대회동 가능하게 연결된다. 따라서 지지프레임(10)은, 제1 힌지부(23)를 회전중심으로 하여 회동프레임(20)이 회전할 수 있게 된다.

1차 얼라인 기준 설정작업은, 인쇄작업을 수행하는 형강 인쇄면(B1)의 각도에 대응되도록 인쇄장치를 정렬시키는 작업이다. 1차 얼라인 기준 설정작업을 수행하기 위해 회동프레임(20)과 프린터유닛지지프레임(30)이 회동하게 된다.

회동프레임(20)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 프린터유닛지지프레임(30)을 시계방향으로 또는 반시계방향으로 회전이 가능하도록 지지프레임(10)에 연결되는 부분이다. 회동프레임(20)은, 지지프레임(10)과 힌지결합되는 제1 연결부(25)와, 제1 연결부(25)로부터 절곡되어 연장되며, 프린터유닛지지프레임(30)에 힌지결합되는 제2 연결부(26)와, 제2 연결부(26)로부터 절곡되어 연장되며, 제1 및 제2 액추에이터(41, 44)에 결합되는 제3 연결부(27)를 포함한다.

제2 연결부(26)의 단부는 제2 힌지부(24)를 통해 프린터유닛지지프레임(30)과 결합된다. 그리고 제1 및 제2 연결부(25, 26)는 프린터유닛지지프레임(30)의 일면과 타면에 각각 마련되어 한쌍을 이룬다. 또한, 제3 연결부(27)는, 한 쌍의 제1 연결부(25) 및 제2 연결부(26)의 일측으로부터 각각 연장되며, 프린터유닛지지프레임(30)을 부분적으로 감싸는 것으로 대략 “ㄷ”자 형상로 형성된다.

회동프레임(20)은, 고정된 지지프레임(10)과 프린터유닛(미도시)이 장착되는 프린터유닛지지프레임(30)을 연결함으로써, 프린터유닛지지프레임(30)이 2개의 회전중심을 가지고 회동할 수 있게 된다. 즉, 회동프레임(20)은 제1 힌지부(23)를 회전중심으로 하여 지지프레임(10)에 대하여 상대회동할 수 있고, 프린터유닛지지프레임(30)은, 제2 힌지부(24)를 회전중심으로 하여 회동프레임(20)에 대하여 상대회동할 수 있게 된다. 이를 통해, 실제 인쇄작업이 진행되는 프린터유닛지지프레임(30)에는 회전축에 대한 상대회전의 2 자유도(DOF)를 부여할 수 있다.

회동프레임(20)을 통해 프린터유닛지지프레임(30)의 2 자유도(DOF)가 구현되는 것에 대해 상세 설명하면, 제1 힌지부(23)에 결합되어 있는 회동프레임(20)이 회전할 수 있어, 제1 힌지부(23)를 기준으로 한 회동프레임(20)의 회전 1 자유도(DOF)가 발생된다. 또한, 제2 힌지부(24)에 결합되어 있는 프린터유닛지지프레임(30)이 제2 힌지부(24)를 기준으로 회전할 수 있어 프린터유닛지지프레임(30)의 회전 1 자유도(DOF)가 발생된다. 따라서, 지지프레임(10)에 대한 프린터유닛지지프레임(30)의 자유도(DOF)는 제1 힌지부(23) 및 제2 힌지부(24)를 회전중심으로 하는 회전의 2 자유도(DOF)가 발생될 수 있게 된다.

이와 같이, 프린터유닛(미도시)이 직접 탈부착되는 프린터유닛지지프레임(30)에 회전의 2 자유도가 부여됨으로써, 인쇄장치에 다양한 크기 및 형상을 갖는 형강이 공급되더라도 프린터유닛지지프레임(30)이 이에 추종될 수 있어 형강의 배치를 별도로 정렬시킬 필요없이 이송 과정 그대로의 상태에서 형강의 경사면에 인쇄작업을 수행할 수 있다.

한편, 회동프레임(20)의 지지프레임(10)에 대한 상대회동과, 프린터유닛지지프레임(30)의 회동프레임(20)에 대한 상대회동을 구동하기 위해, 본 실시예의 형강 인쇄장치는 제1 및 제2 액추에이터(41, 44)를 구비한다. 이에 대한 설명은 얼라인구동부(40)에 대한 설명에서 후술하기로 한다.

프린터유닛지지프레임(30)은, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 실제 형강의 인쇄면(B1)에 인쇄작업을 수행하는 프린터유닛(미도시)의 지지체로서 기능한다. 프린터유닛지지프레임(30)은, 외부몸체(31)와, 외부몸체(31)에 대하여 상대이동 가능하게 결합되는 내부몸체(36)와, 외부몸체(31)에 결합되어 형강의 인쇄면(B1)에 접촉되는 인쇄면(B1) 접촉롤러(32)와, 내부몸체(36)에 연결되어 형강의 절곡면(B2)에 접촉되는 절곡면 접촉롤러(34)를 포함한다.

외부몸체(31)의 내부에는 소정의 프린터유닛(미도시)이 수용될 수 있는 수용공간이 형성된다.

인쇄면 접촉롤러(32)는 외부몸체(31)의 하단에 결합되며 형강의 인쇄면(B1)에 직접 접촉하여 1차 얼라인 기준 설정작업을 수행할 수 있다.

1차 얼라인 기준 설정작업은 형강의 인쇄면(B1)에 대한 각도 추종 작업으로 볼 수 있다. 즉, 인쇄면 접촉롤러(32)의 길이방향 전 영역이 형강의 인쇄면(B1)의 경사 각도에 완전히 구름접촉됨으로써 프린터유닛지지프레임(30)이 형강 인쇄면(B1)의 경사 각도를 추종할 수 있게 된다. 이를 통해 프린터유닛지지프레임(30) 이 형강의 인쇄면(B1)에 수직으로 정렬되어 프린터유닛지지프레임(30) 내부에 마련되는 프린터유닛(미도시)을 보다 간편하게 제어가능할 수 있다. 이는 프린터유닛(미도시)의 제어 차원에서 볼 때, 3차원 좌표 제어에서 2차원 좌표 제어로 자유도(DOF)를 줄이는 것이다.

본 실시예에서는 인쇄면 접촉롤러(32)의 재질을 우레탄 소재로 제작하여, 인쇄면 접촉롤러(32)가 형강의 인쇄면(B1)에 접촉되어 가압되더라도 가압력을 지지할 수 있게 한다. 다만, 인쇄면 접촉롤러(32)의 소재는 얼라인구동부(40)를 통해 가압되는 가압력을 지지할 수준의 탄성력을 가지는 소재라면 일반 다른 탄성부재를 사용하더라도 무방할 것이다.

내부몸체(36) 및 절곡면 접촉롤러(34)는, 프린터유닛(미도시)이 인쇄작업을 진행하는 형강의 길이방향의 수직방향에 대한 기준을 잡는 역할을 담당하는데, 이를 2차 얼라인 기준 설정작업이라 한다. 2차 얼라인 기준 설정작업은, 1차 얼라인 기준 설정작업을 통해 보다 용이해진 2차원 좌표 제어에 기초하여 2차원 좌표의 기준을 설정하기 위한 작업이다.

내부몸체(36)는 외부몸체(31) 내부에 삽입 설치되어, 외부몸체(31)에 대하여 상대이동 가능하게 마련된다. 내부몸체(36)가 상대이동됨으로써, 이에 형상맞춤되어 있는 프린터유닛(미도시)도 일체로 상대이동될 수 있다. 그리고 내부몸체(36)가 외부몸체(31)의 내부에서 상대이동 시 원활히 슬라이딩(sliding)될 수 있도록 복수개의 LM가이드(37)가 설치된다. LM가이드(37)는 내부몸체(36)와 외부몸체(31) 간에 상대이동 시 이동경로를 안내하는 역할을 수행한다. 본 실시예에서는 2개의 LM가이 드(37)가 프린터유닛지지프레임(30)의 길이방향으로 설치되어 슬라이딩될 때 마찰과 열손실을 차단하게 된다.

내부몸체(36)에는 절곡면 접촉롤러(34)가 설치된다. 절곡면 접촉롤러(34)는, 외부몸체(31)보다 상대적으로 돌출된 지지부(미도시)에 의해 지지된다. 본 실시예에서는 2개의 절곡면 접촉롤러(34)가 설치된다. 그리고 절곡면 접촉롤러(34)는 인쇄면 접촉롤러(32)와 마찬가지로 우레탄 재질로 제작되어 가압되더라도 탄성을 유지하도록 마련된다.

절곡면 접촉롤러(34)는 형강의 인쇄면(B1)에 대한 길이방향의 수직방향 즉, C방향으로 기준라인을 제공하는 역할을 한다. 다시 말해, 인쇄작업을 위해 C축 방향의 영점 조절하는 것과 같은 기능을 수행한다.

이러한 절곡면 접촉롤러(34)를 통한 2차 얼라인 기준 설정작업에 대해 설명하면, 프린터유닛지지프레임(30)의 각도가 1차 얼라인 기준 설정작업을 통해 형강의 인쇄면(B1)의 경사 각도로 유지된 다음, 프린터유닛지지프레임(30) 내부의 내부몸체(36)는 공압으로 구동되는 제 3액추에이터(47)를 통해 내부몸체(36)를 외부몸체(31)에 대하여 상대적으로 슬라이딩시키게 된다. 내부몸체(36)의 상대이동되는 거리는 형강의 절곡면(B2)이 절곡면 접촉롤러(34)에 구름접촉할 때까지 진행된다.

2차 얼라인 기준 설정작업이 완료되면, 프린터유닛(미도시)이 형강의 인쇄면(B1)에 대한 2차원적인 제어신호를 통해 실질적인 인쇄작업을 수행하게 된다.

이와 같이 프린터유닛지지프레임(30)의 외부몸체(31) 및 인쇄면 접촉롤러(32)를 통한 1차 얼라인 기준설정작업과, 내부몸체(36) 및 절곡면 접촉롤러(34) 를 통한 2차 얼라인 기준 설정작업이 수행되고, 이를 통해 형강의 인쇄면(B1)에 대한 프린터유닛(미도시)의 기준 위치가 파악될 수 있고 인쇄를 위한 정확한 인쇄작업이 수행될 수 있다. 또한, 종래 인쇄작업을 진행하기 위해 인쇄작업의 대상인 형강을 정렬시키는 비효율적인 작업을 수행한데 반해, 본 발명의 실시예에 따른 형강 인쇄장치는 프린터유닛(미도시)의 위치를 형강의 인쇄면(B1)에 대응되게 변경시킬 수 있어 보다 능동적이고 효율적으로 작업을 진행할 수 있다.

얼라인구동부(40)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 액추에이터(41)와, 제2 액추에이터(44)와, 제3 액추에이터(47)를 구비한다.

제1 액추에이터(41)에는, 실린더 형의 제1 몸체부(42)와, 제1 몸체부(42)로부터 길이가 신장 또는 축소되는 제1 로드부(43)가 마련된다. 그리고 제1 액추에이터(41)의 제1 몸체부(42)는 제1 수직프레임부분(12)과 피봇부(14)에 의해 결합되고 제1 액추에이터(41)의 제1 로드부(43)는 수평프레임부분(11)을 통과하여 회동프레임(20)에 결합된다. 이로써, 제1 액추에이터(41)의 로드부(43)의 길이 변화에 따라, 지지프레임(10)에 대한 회동프레임(20)의 상대회동 시 회전 각도 및 회전 각속도가 제어될 수 있고 회전 반경이 구속될 수 있다.

회동프레임(20)의 제3 연결부(26)의 상단에는 회동프레임(20)에 대하여 프린터유닛지지프레임(30)이 상대회동할 수 있도록 제2 액추에이터(44)가 마련되어 있다. 제2 액추에이터(44)의 제2 몸체부(45)의 단부는 회동프레임(20)의 상단에 결합되고 제2 액추에이터(44)의 제2 로드부(46)는 그 단부가 프린터유닛지지프레임(30)에 결합된다. 이를 통해 프린터유닛지지프레임(30)이 회동프레임(20)에 대하여 제2 힌지부(24)를 회전중심으로 하여 상대회동 시 회전 각도가 제어된다.

제3 액추에이터(47)는, 내부몸체(36)의 대략 중앙 영역을 관통하게 형성되어 내부몸체(36)가 외부몸체(31)에 대하여 상대이동 가능하게 연결된다. 내부몸체(36)에 일체로 결합되어 있는 절곡면 접촉롤러(34)가 형강의 절곡면(B2)에 구름접촉하게 될 때까지 제3 액추에이터(47)는 동작하게 된다.

전술한 제1,제2 및 제3 액추에이터(41, 44, 47)는, 도시하지는 않았지만, 외부의 유압 또는 공압 발생장치로부터 공급되는 유압 또는 공압에 의해 작동한다.

이러한 얼라인구동부(40) 중 제1 및 제2 액추에이터(41, 44)를 통해 회동프레임(20) 및 프린터유닛지지프레임(30)을 상대회동시키고, 제3 액추에이터(47)를 통해 외부몸체(31)에 대하여 내부몸체(36)를 상대이동시키는 정렬작업을 수행한다.

이로써 프린터유닛(미도시)이 형강의 경사진 인쇄면(B1)에 수직으로 배치될 수 있고, 인쇄작업 시 2차원 좌표 값을 제어할 수 있게 되며, C축방향에 대한 기준라인을 설정할 수 있어 효율적으로 인쇄작업을 진행할 수 있다.

또한, 종래 인쇄장치 전후 과정에서 요청되는 형강의 이송수단이 생략될 수 있어 인쇄장치가 간단히 마련될 수 있고 이로 인해 인쇄장치의 유지보수 시 편리할 수 있다.

종래 인쇄장치에서는 인쇄작업을 위해 정렬의 대상이 인쇄작업의 대상인 형강인데 반해, 본 실시예에서의 인쇄장치에서는 정렬의 대상을 프린터유닛으로 하여 보다 원활한 정렬작업을 수행할 수 있다. 또한 대형 구조물인 형강을 재배치시키는 등의 위험한 이송작업 대신에 인쇄장치에 고정 설치되는 인쇄장치의 정렬작업이 안 전사고의 예방에도 도움이 될 것이다.

이상 설명한 구성들을 갖는 형강 인쇄장치를 통하여 형강의 크기 및 각도에 따라 형강의 인쇄면(B1)에 형강 인쇄장치를 얼라인 하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 6a 내지 도 6d는 도 3의 형강 인쇄장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 작업표시라인(L)을 형성하고자 하는 형강이 이송장치를 통해 이송된다. 이송 단계 중에 형강의 절곡부가 허용오차범위 내로 이동시키는 작업인 예비 정렬단계를 수행할 수 있다.

형강이 이송되면, 도 6a에 도시된 바와 같이, 얼라인구동부(40)에 의한 인쇄장치의 정렬 작업이 수행되는데, 먼저 인쇄면 접촉롤러(32)와 형강의 인쇄면(B1)이 접촉하는 1차 얼라인 기준 작업이 진행된다. 1차 얼라인 기준 작업은 크게 두 단계로 구분되어 순차적으로 진행되는데, 인쇄면 접촉롤러(32)의 일측이 형강의 인쇄면(B1)에 시계방향으로 회전하여 형강의 인쇄면(B1)에 접촉하는 단계와, 인쇄면 접촉롤러(32)의 나머지 영역이 반시계방향으로 회전하며 인쇄면(B1)에 전체적으로 접촉하는 단계로 구분된다.

첫 번째 단계를 상세 설명하면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제1 액추에이터(41)가 구동되어 제1 액추에이터(41)의 제1 로드부(43)의 길이가 연장된다. 이와 동시에, 제2 액추에이터(44)도 구동되어 제2 로드부(46) 길이가 연장되는데, 이는 프린터유닛지지프레임(30)이 회동프레임의 제2 힌지부(24)를 회전축으로 하여 반시 계방향으로의 회전을 구속하는 한편 프린터유닛지지프레임(30)의 시계방향의 회전을 가속시키는 역할을 한다.

제1 액추에이터(41)의 길이가 연장되면, 제1 액추에이터(41)의 제1 로드부(43)에 힌지 결합되어 있는 회동프레임(20)이 제1 힌지부(23)를 회전축으로 하여 시계방향으로 회전하게 된다. 또한 제2 액추에이터(44)의 제2 로드부(46) 길이가 연장됨으로써, 회동프레임(20)과 제2 액추에이터(44)로 연결되어 있는 프린터유닛지지프레임(30)이 시계방향으로 회동하게 된다. 제1 힌지부(23)를 기점으로 한 회동프레임(20)의 시계방향 회전과, 제2 힌지부(24)를 기점으로 한 프린터유닛지지프레임(30)의 시계방향 회전이 누적됨으로써, 전체적으로 프린터유닛지지프레임(30)의 회전이 가속화되어 정렬작업에 소요되는 시간 손실을 줄인다. 이 회동은 프린터유닛지지프레임(30)의 하부 일측면에 구비되는 인쇄면 접촉롤러(32)의 일측이 형강의 인쇄면(B1)에 접촉할 때까지 진행된다.

그런 다음, 도 6c에 도시된 바와 같이, 1차 얼라인 기준 설정 작업의 두 번째 단계로서, 인쇄면 접촉롤러(32) 전체가 형강의 인쇄면(B1)에 완전히 밀착시키는 작업이 수행된다. 회동프레임(20)에 연결된 제2 액추에이터(44)를 주 구동시켜 제2 액추에이터(44)의 제2 로드부(46)의 길이를 축소시킨다. 그러면, 회동프레임(20) 상의 제2 힌지부(24)를 회전축으로 하여 회동프레임(20)에 대하여 프린터유닛지지프레임(30)이 반시계방향으로 회동하게 된다.

이 때, 제1 액추에이터(41)는 구동되어 길이가 연장된다. 이는 제1 액추에이터(41)의 동작과 제2 액추에이터(44)의 동작이 상호 보완적으로 작동되어 제1 액추 에이터(41)는 기구적인 간섭 및 파손이 방지될 수 있도록 하기 위함이다. 또한 제1 액추에어터(41)의 가압력을 가함으로써, 인쇄면 접촉롤러(32)가 형강의 인쇄면(B1)에 밀접하게 밀착되도록 하는 역할을 한다. 즉, 제 1 액추에이터(41)가 구동되어 제1 액추에어터(41)의 가압력이 프린터유닛지지프레임(30)에 가해지고, 이로 인해 제2 액추에이터(44)의 구동으로 인한 프린터유닛지지프레임(30)의 반시계방향의 회전의 회전중심이, 제2 힌지부(24)에서, 형강의 인쇄면(B1)의 접촉된 인쇄면 접촉롤러(32)로 이동하게 된다. 이와 같이 회전중심이 이동하게 되는 결과, 인쇄면 접촉롤러(32)가 완전히 형강의 인쇄면(B1)에 밀착할 수 있게 된다.

그 후, 도 6d에 도시된 바와 같이, 절곡면 접촉롤러(34)가 형강의 절곡면(B2)에 접촉하기 위한 2차 얼라인 기준 설정 작업이 진행된다. 이를 위해 내부몸체(36) 내에 관통되게 마련되는 제3 액추에이터(47)가 주 구동되어 외부몸체(31)에 대하여 내부몸체(36)를 상대이동시키게 된다.

그러면 내부몸체(36)가 외부몸체(31)에 대하여 상대이동하면서 경사진 형강의 인쇄면(B1)을 C축방향으로 슬라이딩하게 된다. 이 때 프린터유닛지지프레임(30)은 인쇄면 접촉롤러(32)에 의해 접촉되어 고정되어 있는 상태이고 프린터유닛지지프레임(30)의 내부의 내부몸체(36)가 이동하게 된다. 내부몸체(36)의 일측 하부에 결합된 절곡면 접촉롤러(34)의 외면이 형강의 절곡면(B2)에 구름접촉하게 되면 내부몸체(36)의 상대이동은 멈추게 된다. 이후 프린터유닛(미도시)에 의한 인쇄작업이 진행되게 된다.

이와 같이, 본 실시예에서의 인쇄장치에서는, 정렬의 대상을 프린터유닛으로 하여, 형강의 크기 및 기울어진 각도가 변화하더라도 능동적이고 원활하게 인쇄작업을 수행할 수 있다. 또한 종래기술에서 인쇄장치에 공급되기 전에 형강의 인쇄면(B1)을 수평상태로 배치시키는 전 공정 및 인쇄공정 이후 이송공정에 형강을 원위치 시키기 위한 후 공정과 이를 위한 설비가 생략될 수 있어, 장치의 간소화를 이룰 수 있고 장치의 유지보수에 드는 비용도 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 형강 인쇄장치에 의하면, 인쇄작업을 진행하기 위해 정렬작업을 수행할 때 종래 형강을 재배치하는 것이 아니라 인쇄장치의 위치를 형강의 지형 구조(Geometry)에 맞게 능동적으로 변경시킴으로써, 대형 구조물인 형강의 위치를 변경할 때 발생할 수 있는 안전사고를 예방할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 일반적인 형강의 외형을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 형강 인쇄장치의 정면도이다.

도 4는 도 3의 측면도이다.

도 5는 도 3의 형강 인쇄장치의 프린터유닛지지프레임을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 지지프레임 20 : 회동프레임

23 : 제1 힌지부 24 : 제2 힌지부

30 : 프린터유닛지지프레임 31 : 외부몸체

32 : 인쇄면 접촉롤러 34 : 절곡면 접촉롤러 36 : 내부몸체 41 : 제1 액추에이터 44 : 제2 액추에이터 47 : 제3 액추에이터

Claims

지지프레임;

상기 지지프레임에 상대회동 가능하게 결합되는 회동프레임;

상기 회동프레임에 상대회동 가능하게 결합되며, 형강의 인쇄면에 소정의 패턴을 인쇄하는 프린터유닛을 지지하는 프린터유닛지지프레임; 및

상기 형강의 인쇄면에 대해 상기 프린터유닛을 정렬시키도록 상기 회동프레임 및 상기 프린터유닛지지프레임을 구동하는 얼라인구동부를 포함하며,

상기 프린터유닛은 상기 프린터유닛지지프레임에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 형강 인쇄장치.
제1항에 있어서,

상기 프린터유닛지지프레임은,

외부몸체;

상기 외부몸체에 대하여 상대이동 가능하게 상기 외부몸체의 내부에 결합되는 내부몸체;

상기 외부몸체에 결합되어 상기 프린터유닛의 정렬 시 상기 형강의 인쇄면에 접촉되는 인쇄면 접촉부재; 및

상기 내부몸체에 결합되어 상기 프린터유닛의 정렬 시 상기 형강의 인쇄면으로부터 절곡된 절곡면에 접촉되는 절곡면 접촉부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 형강 인쇄장치.
제2항에 있어서,

상기 인쇄면 접촉부재는 롤러 형상의 인쇄면 접촉롤러이고,

상기 절곡면 접촉부재는 롤러 형상의 절곡면 접촉롤러이며,

상기 인쇄면 접촉롤러 및 상기 절곡면 접촉롤러는 우레탄 재질인 것을 특징으로 하는 형강 인쇄장치.
제2항에 있어서,

상기 얼라인구동부는,

일측이 상기 지지프레임에 피봇 지지된 상태에서 구동되어 상기 회동프레임을 상기 지지프레임에 대하여 상대적으로 회동시키는 제1 액추에이터; 및

일단이 상기 회동프레임과 연결되고 타단이 상기 외부몸체에 연결된 상태에서 구동되어 상기 프린터유닛지지프레임을 상기 회동프레임에 대하여 상대적으로 회동시키는 제2 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 형강 인쇄장치.
제4항에 있어서,

상기 얼라인구동부는,

상기 내부몸체를 상기 외부몸체에 대하여 상대적으로 이동시키는 제3 액추에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형강 인쇄장치.
제5항에 있어서,

상기 내부몸체와 상기 외부몸체 사이에는,

상기 내부몸체를 상기 외부몸체에 대해 슬라이딩 이동시키는 LM가이드가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 형강 인쇄장치.
제5항에 있어서,

상기 인쇄면 접촉부재는 롤러 형상의 인쇄면 접촉롤러이고,

상기 절곡면 접촉부재는 롤러 형상의 절곡면 접촉롤러이며,

상기 제1 및 제2 액추에이터는 순차적으로 동작하여 상기 인쇄면 접촉롤러가 상기 인쇄면에 평행하게 접촉시키고, 상기 제3 액추에이터는 상기 제1 및 제2 액추에이터의 동작이 완료된 후에 동작하여 상기 절곡면 접촉롤러를 상기 절곡면에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 형강 인쇄장치.
제5항에 있어서,

상기 제1 및 제2 액추에이터는 유압 액추에이터 또는 공압 액추에이터이며, 상기 제3 액추에이터는 공압 액추에이터인 것을 특징으로 하는 형강 인쇄장치.
제4항에 있어서,

상기 회동프레임은,

상기 지지프레임과 힌지결합되는 제1 연결부;

상기 제1 연결부로부터 절곡되어 연장되며, 상기 프린터유닛지지프레임에 힌지결합되는 제2 연결부; 및

상기 제2 연결부로부터 절곡되어 연장되며, 상기 제1 및 제2 액추에이터에 결합되는 제3 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 형강 인쇄장치.
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