KR100910090B1 - 용접이면의 변형량 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용접이면의 변형량 측정장치에 관한 것으로, 이는 마주보는 한쌍의 레일(11)과, 이들 레일(11)에 연결된 한쌍의 접이식 가로대(12)로 이루어진 접이식 프레임(10)과; 적어도 한쌍의 휠(21)을 갖추어 레일(11) 위를 이동할 수 있도록 된 횡단부재(20); 다수의 롤러(31)와 모터(32) 및 레이저 센서(33)를 갖추고서 횡단부재(20) 위를 이동할 수 있는 주행대차(30); 레이저 센서(33)와 접속되어 측정된 변형량을 실시간으로 저장하고 디스플레이할 수 있는 변형량 저장장치(40);를 구비하여서, 용접에 의한 변형량의 측정시 오차 없이 정확한 측정데이터를 얻고, 각 측정구간으로의 이동이 간편하며 측정자의 편의성을 높이도록 되어 있다.

Description

용접이면의 변형량 측정장치{Apparatus for measuring welding-deformations at the welded part}
도 1은 본 발명에 따른 변형량 측정장치의 전체를 도시한 사시도이다.
도 2a는 접이식 프레임을 펼쳐 놓고 횡단부재를 올려놓은 것을 도시한 사시도이다.
도 2b는 접이식 프레임을 접어놓았을 때의 사시도이다.
도 3은 주행대차를 확대하여 도시한 사시도이다.
본 발명은 용접에 의한 휨 또는 처짐과 같은 변형량의 측정시 오차 없이 정확한 측정데이터를 얻고, 각 측정구간으로의 이동이 간편하며 측정자의 편의성을 높이도록 된 용접이면의 변형량 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 선박의 데크 등에는 주 판재에다 가로와 세로방향으로 일정한 간격으로 보강재들을 설치하는데, 이때 보강재와 보강재 사이에서는 용접변형에 의해 주 판재에 휨 또는 처짐이 발생하게 된다.
이렇게 발생된 변형을 측정하기 위해서, 종래에는 보강재들이 설치된 주 판재의 이면에서 보강재 설치방향과 직각으로 실을 펼쳐 고정한 후 이를 최대한 팽팽하게 당겨 시작점과 끝점의 높이를 동일하게 맞춘 다음, 실과 주판 사이의 간격을 자로 측정하여 비교하는 방법을 이용하였다.
그러나 이러한 종래의 측정방법은, 자를 이용하여 육안으로 측정하는 과정에서 눈금을 읽는 데에 오차가 발생하여 정밀한 측정이 불가능하였고, 2명 이상의 측정자가 필요하게 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 측정시 오차 없이 정확한 측정데이터를 얻음과 더불어, 각 측정구간으로의 이동이 간편하며 측정자의 편의성을 높이도록 되어 있어 1명의 측정자로도 측정할 수 있는 용접이면의 변형량 측정장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
이 목적을 성취하기 위한 본 발명은, 마주보는 한쌍의 레일과, 이들 레일에 연결되고서 적어도 하나의 힌지를 갖춘 한쌍의 가로대로 이루어진 접이식 프레임과; 적어도 한쌍의 휠을 갖추고 접이식 프레임을 가로질러 놓여 레일 위를 이동할 수 있도록 된 횡단부재; 다수의 롤러와 모터 및 레이저 센서를 갖추고서 횡단부재 위를 이동할 수 있도록 된 주행대차 및; 레이저 센서와 접속되어 측정된 변형량을 실시간으로 저장하고 디스플레이할 수 있는 변형량 저장장치;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 전, 후, 좌, 우, 상, 하 등의 방위를 나타내는 표현은 본 발명의 바람직한 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 사용하는 것으로, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아님을 미리 밝혀둔다. 즉, 단순히 방향 또는 방위를 바꾸어 본 발명을 변형하더라도, 이러한 변형예 또한 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 간주한다.
도 1은 본 발명에 따른 변형량 측정장치의 전체를 도시한 사시도이고, 도 2a는 접이식 프레임을 펼쳐 놓고 횡단부재를 올려놓은 것을 도시한 사시도이며, 도 2b는 접이식 프레임을 접어놓았을 때의 사시도, 도 3은 주행대차를 확대하여 도시한 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 마주보는 한쌍의 레일(11)과, 이들 레일(11)의 안쪽에 연결되고서 적어도 하나의 힌지(13)를 갖춘 한쌍의 가로대(12)로 이루어진 접이식 프레임(10)과; 적어도 한쌍의 휠(21)을 갖추고 접이식 프레임(10)을 가로질러 놓여 레일(11) 위를 이동할 수 있도록 된 횡단부재(20); 다수의 롤러(31)와 모터(32) 및 레이저 센서(33)를 갖추고서 횡단부재(20) 위를 이동할 수 있도록 된 주행대차(30); 레이저 센서(33)와 접속되어 이 센서를 통해 측정된 변형량을 실시간으로 저장하고 디스플레이할 수 있는 변형량 저장장치(40);를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 주 판재의 측정면에서 설치된 접이식 프레임(10) 위를 이동가능한 주행대차(30)에 레이저 센서(33)를 부착하여서, 주행대차(30)를 유선으로 조종하면서 용접변형에 의한 주 판재의 변형량을 오차 없이 정밀히 측정할 수 있도록 하는 것을 주요 특징으로 한다.
본 발명에 따른 변형량 측정장치의 접이식 프레임(10)은 예컨대 알루미늄 등과 같은 가벼운 금속으로 만들어지며, 레일(11)은 횡단부재(20) 및 이에 장착된 주행대차(30)가 앞뒤로 이동할 수 있는 안내부로 작용하는 한편, 가로대(12)는 바람직하기로 3개(중앙에 1개, 양끝부에 2개)의 힌지(13)를 갖추어서, 접으면 이동할 때의 편의를 도모하고, 펼치면 레일(11) 사이의 간격을 조절할 수 있게 된다. 상기 레일(11)의 상단에는 눈금을 표시해서 횡단부재(20)가 정밀하게 이동할 수 있도록 할 수도 있으며, 횡단부재(20)의 휠(21)과 만나는 접촉면의 편평도를 향상시키기 위해서는 연삭가공되는 것이 바람직하다. 또한, 안정적이고 정밀한 기준을 제시할 수 있게 직진성을 유지하도록, 레일(11)에 수평한 보강판(14:도 1 참조)이 구비될 수 있다. 더구나, 접이식 프레임(10)의 설치 후 주행대차(30)의 이동에 대한 접이식 프레임(10) 전체의 요동을 억제하기 위해, 각 레일(11)의 양끝부분에는 높이조절나사(15)가 설치될 수 있다.
횡단부재(20) 또한 예컨대 알루미늄 등과 같은 가벼운 금속으로 만들어지며, 바람직하기로 양끝 밑면에 각각 2개의 휠(21)을 갖추어, 전술한 바와 같이 레일(11) 위에서 앞뒤로 이동할 수 있음과 동시에, 이에 장착된 주행대차(30)가 좌우로 이동할 수 있는 안내부로 작용하게 된다. 상기 휠(21)을 보유지지하는 브라켓(22:도 3 참조)에는 휠(21)과 평행하게 조임나사(도시되지 않음)가 설치되어서, 횡단부재(20)가 적소에 위치된 후 조임나사가 레일(11)에 대해 조여져서 그 위치가 고정되게 하는 것이 바람직하다.
주행대차(30)도 예컨대 알루미늄 등과 같은 가벼운 금속으로 만들어져, 장치 전체의 경량화를 꾀하는 것이 바람직하며, 다수의 롤러(31)와 모터(32)를 갖추고서 상기 횡단부재(20)를 좌우(횡단부재(20)의 길이방향)로 이동할 수 있음과 더불어, 이에 장착된 레이저 센서(33)의 지지부로 작용하게 된다. 상기 롤러(31) 중 일부는 주행대차(30)의 안쪽에 설치하거나, 아래쪽에 설치하거나, 진행방향의 전후로 설치하는 것이 좋다. 또, 이들 롤러(31)는 이동할 때 미끄러지지 않도록 하기 위해 고무링을 그 외주에 갖출 수 있다. 상기 모터(32)는 주행대차(30)에 구동력을 공급하기 위한 것으로, 일정한 속도로 주행대차(30)를 이동시킬 수 있어야 한다. 이 모터(32)는 유선으로 연결된 제어장치(34)가 구비되어 원격으로 순방향과 역방향 구동 및 멈춤이 조정될 수 있는데, 모터(32)가 사용되지 않는 수동측정시 모터(32)와 제어장치(34)는 생략될 수 있다.
변형량을 실시간으로 측정하는 측정수단으로서 본 발명에서는 레이저 센서(33)가 높이조절나사를 갖춘 브라켓(35)을 매개로 하여 주행대차(30)에 분리가능하게 장착되는바, 이 레이저 센서(33)는 1/1000mm 까지 측정가능한 것으로, 예컨대 RS 232 포트를 이용한 통신을 통해 변형량 저장장치(40)에다 데이터를 저장하고, 측정과 동시에 실시간으로 디스플레이할 수 있다. 변형량 저장장치(40)로는 예컨대 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 등을 사용한다.
이하, 본 발명에 따른 변형량 측정장치의 작동에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 휨 또는 처짐이 발생된 시편이나 주 판재의 측정면 위에 접이식 프레임(10)을 설치한다. 즉, 레일(11)과 가로대(12)를 펼쳐 놓고, 각 가로대(12)의 힌지(13)를 움직이지 않도록 고정하여 대략 사각형의 접이식 프레임(10)을 형성한 후, 각 레일(11)의 양끝부분에 있는 높이조절나사(15)를 조절하여 접이식 프레임(10)이 어느 한쪽으로 기울거나 요동하지 않게 자세를 잡는다.
이어서, 접이식 프레임(10)을 가로질러 레일(11) 위에 횡단부재(20)가 이동할 수 있게 올려놓은 다음, 다수의 롤러(31)와 모터(32) 및 레이저 센서(33)를 갖춘 주행대차(30)를 횡단부재(20) 위에 장착한다. 이때, 모터(32)는 제어장치(34)에 연결하고, 레이저 센서(33)는 변형량 저장장치(40)에 예컨대 RS 232 포트를 매개로 접속하고 나서, 전원을 인가한다.
설치가 완료된 후, 측정자는 횡단부재(20)를 한쪽 가로대(12)에서부터 반대쪽 가로대(12)를 향해 소정 거리(레일(11)에 표시된 눈금)만큼 수동으로 이동시키고 조임나사(도시되지 않음)를 매개로 그 위치를 고정한 다음, 제어장치(34)를 조정하여 주행대차(30)를 이동시키면서 레이저 센서(33)를 통해 측정면의 변형량을 실시간으로 조사하게 된다. 주행대차(30)의 이동 및 레이저 센서(33)의 측정과 동시에 변형량 저장장치(40)는 실시간으로 데이터를 저장하고 그 결과를 그래프 또는 수치로 디스플레이하게 된다.
따라서, 본 발명은 주행대차에 부착된 레이저센서에 의해 측정자가 힘들이지 않고 용접변형에 의한 주 판재의 변형량을 정확히 측정할 수 있게 되는 것이다. 특히, 보강재가 용접된 주 판재의 이면에서 2차원 평면을 대상으로 변형량을 측정하되, 제어장치를 통해 주행대차가 일정한 속도로 주행하여 측정하고, 더구나 실시간으로 데이터를 저장하고 디스플레이할 수 있으며, 전체 장치의 경량화로 각 측정구 간으로의 이동이 간편하여서, 측정자의 편의성을 크게 향상시키게 된다.
이상으로, 본 발명의 바람직한 실시예가 설명되고 도시되었으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 범주로부터 벗어남 없이 당해 분야의 숙련자라면 다양하게 변형시켜 실시할 수 있음은 물론이다. 또, 본 발명은 용접이면의 변형량을 측정하는 것에 대해 중점적으로 설명하였지만, 실제로 휨 또는 처짐이 발생하는 다른 분야에서도 적절하게 변경하여 사용할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 이동과 설치 및 측정을 1명의 측정자가 수행할 수 있으며, 제어장치의 간단한 조작만으로 측정값을 읽고 데이터의 저장이 가능하여서 측정시간이 절약되게 된다. 특히, 측정을 위한 특정 지점의 값뿐 아니라 주행대차가 이동하는 구간의 전체적인 측정값을 실시간으로 기록할 수 있으며, 간단한 조작으로 한번에 측정이 가능하게 되는 효과가 있게 되어서, 궁극적으로 해당 공정의 품질을 우수하게 유지할 수 있게 된다.

Claims (2)

  1. 서로 평행하게 배열된 한쌍의 레일(11)과, 상기 한쌍의 레일(11) 사이로 뻗고 하나 이상의 힌지(13)를 갖춘 한쌍의 가로대(12)로 형성된 접이식 프레임(10)과;
    상기 접이식 프레임(10)을 가로질러 놓여 상기 레일(11) 위로 이동할 수 있도록 한쌍의 휠(21)을 구비한 횡단부재(20);
    다수의 롤러(31)와 모터(32) 및 레이저 센서(33)를 장착하여 상기 횡단부재(20)를 따라 왕복이동하는 주행대차(30) 및;
    상기 레이저 센서(33)와 접속된 변형량 저장장치(40);로 이루어지고,
    상기 접이식 프레임(10)은 힌지(13)를 수단으로 하여 접혀지는 것을 특징으로 하는 용접이면의 변형량 측정장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모터(32)는 유선으로 연결된 제어장치(34)가 구비되어 원격으로 조정될 수 있는 변형량 측정장치.
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