KR100959514B1 - 용접용 형강 지그장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박 건조시 형강과 모재판을 용이하게 용접하기 위해 고정플레이트가 형강의 측면을 고정할 때 발생될 수 있는 형강의 외표면 손상을 방지하도록 한 용접용 형강 지그장치를 개시한다. 본 발명의 구성은 프레임에 일단이 고정되고 타단에 결합부가 마련된 브라켓; 상기 브라켓의 결합부에 회동가능하게 고정되는 제1부재와, 상기 제1부재와 탄성부재를 매개로 결합되어 일정간격만큼 승하강이 가능하고 상기 형강을 밀착시키기 위한 밀착수단이 설치된 제2부재로 구성된 고정플레이트; 및 상기 브라켓에 일단이 고정되고 타단이 상기 고정플레이트에 고정되어 상기 고정플레이트를 일정각도로 회동시키는 실린더를 포함하여 구성된다.

선박, 용접, 지그, 스프링, 밀착수단, 형강

Description

용접용 형강 지그장치{JIG FOR WELDING SHAPE STEEL}

본 발명은 용접용 형강 지그장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박 건조시 형강과 모재판을 용이하게 용접하기 위해 고정플레이트가 형강의 측면을 고정할 때 발생될 수 있는 형강의 외표면 손상을 방지하도록 한 용접용 형강 지그장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박의 건조시 평판 위에 T형강, L형강, 스트레이트 강판과 같은 각종 형강재를 올려 놓고 용접하기 위해서는 다음과 같은 공정을 거치게 된다.

우선 피트-업 장치(fit-up device) 또는 크레인과 같은 기구를 사용하여 형강재를 평판 위에 표시되어 있는 취부 위치로 리프팅 하여 이동시킨다.

이어 취부 위치로 이동된 구조물을 평판 상의 표시 지점에 정확히 올려놓은 후 가용접(tack welding)을 하여 평판위에 형강재를 고정시킨다. 평판과 형강재가 가용접에 의해 고정된 후, 형강재에서 크레인을 제거하고, 형강재를 완전히 용접 고정하는 일련을 공정을 갖는다.

한편, 이와 같은 일련의 작업이 진행되기 위해서는 가용접 작업이 끝날 때 까지 형강재가 움직이지 않도록 고정해야 하는데, 이때 형강재는 크레인에 의해 매 달려 있으나, 위치를 선정하고 선정된 위치에 이러한 형강재를 고정하는 것은 작업자들의 인력에 전적으로 의존하였다.

그러나 T-형강와 같은 형강재는 크레인으로 이동시켜야할 정도로 상당한 무게를 갖는 구성요소로서 평판 위에서의 위치 선정과 고정 작업을 인력에 의존하기 위해서는 많은 인원을 필요로 함은 물론, 안전 사고의 위험성도 매우 높은 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하고자, 종래에는 형강재를 고정하기 위한 전용 지그가 개시되어 있다. 이러한 전용 지그 중 선박용 T형강 고정지그는 통상적으로 실린더와 고정수단(예컨데, 전자석)을 통해 T형강의 중간 일측면을 전자석으로 고정시킴으로써 T형강이 좌우로 쓰러지지 않도록 지지하는 기능을 수행하였다.

이와 같은 기능을 하는 선박용 T형강 고정지그는 많은 인력을 필요치 않고 기구적으로 안전하게 형강재를 고정시킬 수 있었다. 즉, 선박의 건조시 운반되는 T형강을 전용 지그로 고정한 상태에서 용접이 이루어짐으로써 종래에 발생되었던 안전사고를 미연에 방지하고 전체적인 작업효율도 향상시키는 장점이 있었다.

그러나, 이와 같은 종래의 선박용 T형강 고정지그는 운반되는 T형강의 하부양측면을 전자석이 설치된 고정판이 밀착됨으로써 고정이 이루어지는데, 이때 T형강과 용접 모재판의 밀착(T형강의 수직도 향상)을 위해 T형강의 상부면을 가압장치로 가압시키게 된다.

한편, 상기와 같이 T형강의 상부면을 가압하면 고정판에 의해 밀착된 상태에서 T형강의 양측면은 하방으로 일정 길이만큼 미끌리게 된다. 이와 같이 전자석에 의해 밀착된 상태에서 하부로 T형강이 미끌리게 되면 T형강의 양측면에는 고정판에 의해 스크래치(흠집)가 발생하게 됨으로써 제품을 손상시키는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 선박용 T형강 고정지그의 밀착수단으로써 흡착패드가 채용된 것들이 있으나, 이도 마찬가지로 상술한 바와 같은 형강의 미끌림에 의해 흡착력이 저하되어 고정이 풀리는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 필요에 의해 창안된 것으로서, 선박 건조시 형강과 모재판을 용이하게 용접하기 위해, 고정플레이트가 형강의 측면을 고정할 때 발생될 수 있는 형강의 외표면 손상을 방지하도록 한 용접용 형강 지그장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 형태에 따르면, 선박 건조시 형강을 모재판에 용이하게 용접하도록 형강을 고정하기 위한 용접용 형강 지그장치로서, 프레임에 일단이 고정되고 타단에 결합부가 마련된 브라켓; 상기 브라켓의 결합부에 회동가능하게 고정되는 제1부재와, 상기 제1부재와 탄성부재를 매개로 결합되어 일정간격만큼 승하강이 가능하고 상기 형강을 밀착시키기 위한 밀착수단이 설치된 제2부재로 구성된 고정플레이트; 및 상기 브라켓에 일단이 고정되고 타단이 상기 고정플레이트에 고정되어 상기 고정플레이트를 일정각도로 회동시키는 실린더를 포함한 용접용 형강 지그장치가 제공된다.

상기 고정플레이트의 제1부재는 단면이 'ㄴ'자 형상이고, 상기 제2부재는 단면이 'ㄱ'자 형상이며, 상기 탄성부재는 스프링으로서 상기 제1부재와 상기 제2부재 사이에 적어도 하나가 설치된 것일 수 있다.

상기 브라켓의 결합부는 복수개로 이루어지고, 각각의 상기 결합부에는 일정길이를 갖는 장공이 형성되며, 상기 고정플레이트에는 상기 장공 내에서 유동가능 하게 결합된 연결부가 형성된 것일 수 있다.

상기 실린더는 상기 브라켓에 일단이 고정된 실린더 본체, 및 상기 실린더 본체에 수용되어 인입 및 인출되며 상기 고정플레이트에 회동가능하게 고정된 로드로 구성되며, 상기 로드의 단부에는 상기 고정플레이트의 연결부가 유동가능하게 결합되도록 일정길이를 갖는 장공이 형성되고, 상기 장공 내에는 탄성지지된 상태로 상기 연결부를 가압하는 가압편이 설치된 것일 수 있다.

상기 밀착수단은 전자석 또는 흡착패드 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 형강을 고정시킨 상태에서 형강이 하부로 미끌려 밀착면에 위상차가 발생되는 것을 서로 탄성지지되도록 설치된 별도의 플레이트를 통해 보상시킴으로써, 밀착수단의 밀착력이 저하되어 고정이 해체되는 것을 방지할 수 있다. 또한 밀착수단으로서 전자석이 설치된 경우에는 형강의 외표면이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 브라켓의 결합부 양측에 형성된 장공을 통해 형강의 좌우 기울임에 따른 보정이 가능하여 밀착수단의 밀착성능을 보장할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 실린더의 로드 내에 탄성지지된 가압편을 통해 고정플레이트에서 전달되는 상하방향 충격을 완충시켜 작동시 안정감을 제공할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 개략적인 구성을 나타내는 측면 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 개략적인 구성을 나타내는 정면 구성도이다.

도 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치는, 프레임(10), 브라켓(20), 고정플레이트(30), 및 실린더(40)로 크게 구성된다.

상기 프레임(10)은 상하좌우로 이송가능하게 설치된 통상의 레일 구조물의 일부분으로써 형강을 고정하기 위한 위치까지 이송시키는 기능을 수행한다. 이는 작업공간에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있으므로 전체적인 형태는 도시하진 않는다.

도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 브라켓의 구성을 나타내는 측면도이고, 도 3b는 3a의 평면도이다.

도 3a 및 도 3b와 같이, 브라켓(20)은 일장각도로 구부려진 형태로 결합부(25)가 양측에 각각 형성된다. 이 결합부(25)에는 일정길이를 갖는 장공(23)이 각각 형성된다. 즉, 도 3b와 같이 브라켓(20)의 하부에는 한쌍의 결합부(25a,25b)가 각각 연장형성되고, 이 결합부(25a,25b)에는 장공(23a,23b)이 각각 형성된다. 이 장공(23a,23b)에는 상기 고정플레이트(30)의 제1연결부(33a,33b; 도 7)가 고정 된다. 한편, 브라켓(20)의 상부에는 실린더(40)가 고정되기 위한 실린더 고정부(21)가 돌출형성된다.

도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 일구성인 고정플레이트의 구성을 나타내는 단면 구성도이고, 도 4b는 도 4a의 고정플레이트의 제2부재가 하강된 상태를 나타내는 단면 구성도이다.

도 4a 및 도 4b와 같이, 고정플레이트(30)는 제1부재(32), 제2부재(34), 및 스프링(35)으로 구성된다. 상기 제1부재(32)는 단면이 'ㄴ'자 형상을 갖도록 장방향 평판이 서로 연결되어 이루어진다. 한편, 상기 제2부재(34)는 단면이 'ㄱ'자 형상을 갖도록 연결되어, 제1부재(32) 서로 교호적으로 결합되어 직사각형을 이룬다. 여기서 제1부재(32)와 제2부재(34)의 사이에는 샤프트(36)가 설치되고, 이 샤프트(36)에는 스프링(35)이 결합된다. 특히 스프링(35)은 제1부재(32)가 제2부재(34)에 일정간격 이격된 상태에서 상하방향으로 서로를 탄성지지한다.

제1부재(32)의 일측면에는 제1연결부(33a,33b; 도 7)가 형성된다. 이 제1연결부(33a,33b)는 브라켓(20)의 결합부(25a,25b)에 형성된 장공(23a,23b)에 핀(P1,P2)을 매개로 회동가능하게 고정될 수 있다. 제2부재(34)의 전면에는 형강을 밀착고정하기 위한 고정수단이 마련된다. 고정수단은 통상적으로 전자석이나 흡착패드가 채용되는데 본 발명의 실시예에서는 흡착패드(31)가 설치된 것을 예를 들어 설명하기로 한다. 즉, 흡착패드(31)는 흡입구(39)를 통해 강제흡입하여 형강의 외표면에 흡착패드(31)를 밀착시킴으로써 형강을 고정플레이트(30)에 고정시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 실린더의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 6은 도 5의 실린더의 로드에 대한 단면의 구성을 나타내는 부분 단면도이다.

도 5 및 도 6과 같이, 실린더(40)는 브라켓(20)에 일단이 고정된 실린더 본체(41)와 실린더 본체(41)에 수용되어 인입 및 인출되는 로드(42)로 구성된다. 이때 실린더 본체(41)의 일단에는 브라켓(20)의 실린더 고정부(21)에 연결되도록 관통공(48)이 형성된다. 또한 로드(42)의 단부에는 고정플레이트(30)의 제2연결부(33)가 유동가능하게 결합되도록 일정길이를 갖는 장공(47)이 형성된다.

한편, 장공(47) 내에는 스프링(45)에 의해 탄성지지된 상태로 제2연결부(33)를 가압하는 가압편(43)이 구성된다. 즉 제2연결부(33)가 고정된 고정핀(P3)은 상기 장공(47)에서 일정폭만큼 유동될 수 있으며, 가압편(43)에 의해서 고정핀(P3)의 유동충격을 흡수하게 된다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 사용상태에 대해 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 브라켓에 형성된 장공의 작용을 나타내는 사용 상태도이고, 도 8a는 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 고정플레이트가 형강에 밀착된 상태를 나타내는 사용 상태도, 및 도 8b는 도 8a의 상태에서 형강이 하부로 미끌릴 경우 고정플레이트의 작동상태를 나타내는 사용 상태도이다.

우선, 브라켓(20)의 결합부(25; 도 3a)에 형성된 장공(23)은 다음과 같은 작 용을 한다. 브라켓(20)의 장공(23a,23b)에 각각 핀(P1,P2)을 통해 결합된 고정플레이트(30)는 형강(100; 도 8a 참조)의 좌우유동에 대한 각도 보정이 가능하다.

즉, 브라켓(20)의 결합부(25a,25b)에 형성된 장공(23a,23b)은 고정플레이트(30)의 제1연결부(33a,33b)와 핀(P1,P2)을 통해 결합되어 있다. 이에 따라 형성된 장공(23a,23b)의 크기 내에서 핀(P1,P2)은 일정한 유동폭을 갖는다.

이와 같이 장공(23a,23b) 내에서 핀(P1,P2)이 유동됨으로써 고정플레이트(30)는 형강(100)이 흡착패드(31)의 흡착면(형강의 일측면)과 평행하지 않게 놓여져도 고정플레이트(30)는 일정각도(θ1,θ2,θ3)로 기울어져 형강(100)에 평행한 상태로 밀착될 수 있다. 이와 같은 고정플레이트(30)의 각도보정은 밀착수단의 밀착력을 유지시키는 작용을 한다.

도 8a와 같이, 운송된 형강(100)은 지그장치에 의해 고정이 이루어진다. 이때 형강(100)과 용접모재판(300) 사이에 수직도향상 및 밀착성을 높이도록 형강(100)의 상부를 가압하게 된다. 이때 가압수단으로서는 가압구(200)가 설치된 고정장치가 채용된다.

상기와 같이, 가압구(200)가 형강(100)의 상부를 가압하면 형강(100)은 일정폭만큼 하강되고, 형강(100)의 측면에 고정된 고정플레이트(30) 중 제2부재(34)는 도 8b와 같이 형강(100)을 따라서 하강된다.

즉, 고정플레이트(30) 중 흡착수단(흡착패드(31))이 설치된 제2부재(34)가 스프링(35)에 의해서 제1부재(32)에 탄성지지된 상태를 유지한 상태로 하강된다. 이에 따라 형강(100)에 밀착된 상태에서 제2부재(34)가 형강(100)이 하강된 폭만큼 하부로 스프링(35)을 압축하면서 하강하므로, 제2부재(34)에 설치된 흡착패드(31)는 형강(100)과 밀착된 상태를 유지하면서 하부로 이동될 수 있다.

한편, 실린더(20)의 로드(42)에 핀(P3)으로 연결된 제2연결부(33)도 상술한 바와 같이 형강(100)이 하강되면 그 이동 충격이 전달된다. 즉, 형강(100)의 하강시 충격은 실린더(40)의 로드(42)까지 전달되는 것이다. 이에 따라 도 5 및 도 6과 같이, 로드(42)의 단부에는 고정플레이트(30)의 제2연결부(33)가 유동가능하게 결합되도록 일정길이를 갖는 장공(47)이 형성되는 한편, 장공(47) 내에는 스프링(45)에 의해 탄성지지된 상태로 제2연결부(33)를 가압하는 가압편(43)이 구성된 것이다.

이에 따라 제2연결부(33)가 고정된 고정핀(P3)은 상기 장공(47)에서 일정폭만큼 유동될 수 있으며, 가압편(43)은 형강(200)의 하강시 발생되는 이동충격을 완충시켜 충격이 실린더(40)까지 전달되는 것을 방지하게 된다.

상술한 바와 같이, 흡착패드(31)가 마련된 고정플레이트(30)는 형강(100)이 가압되면서 발생되는 위상차를 제1부재(32)에 탄성지지된 상태로 설치된 제2부재(34)를 통해 보정시켜 흡착패드(31)의 밀착력이 저하되어 고정이 해체되는 것을 방지할 수 있다. 이때 고정수단으로서 전자석이 설치된 경우에는 형강(100)의 외표면이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도 7과 같이, 브라켓(20)의 결합부(25) 양측에 형성된 장공(23)을 통해 형강(100)의 좌우 기울임에 따른 보정이 가능하여 밀착성능을 향상시킬 수 있다.

아울러, 실린더(40)의 로드(42) 내에 탄성지지된 가압편(43)을 통해 고정플레이트(30)의 상하방향 충격을 완충시키는 부가적인 작용을 한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 개략적인 구성을 나타내는 측면 구성도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 개략적인 구성을 나타내는 정면 구성도,

도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 브라켓의 구성을 나타내는 측면도,

도 3b는 3a의 평면도,

도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 일구성인 고정플레이트의 구성을 나타내는 단면 구성도,

도 4b는 도 4a의 고정플레이트의 제2부재가 하강된 상태를 나타내는 단면 구성도,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 실린더의 구성을 나타내는 평면도,

도 6은 도 5의 실린더의 로드에 대한 단면의 구성을 나타내는 부분 단면도,

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 브라켓에 형성된 장공의 작용을 나타내는 사용 상태도,

도 8a는 본 발명의 일실시예에 따른 용접용 형강 지그장치의 고정플레이트가 형강에 밀착된 상태를 나타내는 사용 상태도, 및

도 8b는 도 8a의 상태에서 형강이 하부로 미끌릴 경우 고정플레이트의 작동 상태를 나타내는 사용 상태도이다.

<주요도면부호의 간단한 설명>

10: 프레임 20: 브라켓

21: 실린더 고정부 23: 장공

30: 고정플레이트 32: 제1부재

34: 제2부재 35: 스프링

40: 실린더 42: 로드

Claims (5)

1. 선박 건조시 형강을 모재판에 용이하게 용접하도록 형강을 고정하기 위한 용접용 형강 지그장치로서,

   프레임에 일단이 고정되고 타단에 결합부가 마련된 브라켓;

   상기 브라켓의 결합부에 회동가능하게 고정되는 제1부재와, 상기 제1부재와 탄성부재를 매개로 결합되어 일정간격만큼 승하강이 가능하고 상기 형강을 밀착시키기 위한 밀착수단이 설치된 제2부재로 구성된 고정플레이트; 및

   상기 브라켓에 일단이 고정되고 타단이 상기 고정플레이트에 고정되어 상기 고정플레이트를 일정각도로 회동시키는 실린더를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 용접용 형강 지그장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1부재는 단면이 'ㄴ'자 형상이고,

   상기 제2부재는 단면이 'ㄱ'자 형상이며,

   상기 탄성부재는 스프링으로서 상기 제1부재와 상기 제2부재 사이에 적어도 하나가 설치된 것을 특징으로 하는 용접용 형강 지그장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 브라켓의 결합부는 복수개로 이루어지고,

   상기 결합부의 각각에는 일정길이를 갖는 장공이 형성되며,

   상기 고정플레이트에는 상기 장공 내에서 유동가능하게 결합된 연결부가 형성된 것을 특징으로 하는 용접용 형강 지그장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 실린더는 상기 브라켓에 일단이 고정된 실린더 본체, 및

   상기 실린더 본체에 수용되어 인입 및 인출되며 상기 고정플레이트에 회동가능하게 고정된 로드로 구성되며,

   상기 로드의 단부에는 상기 고정플레이트의 연결부가 유동가능하게 결합되도록 일정길이를 갖는 장공이 형성되고, 상기 장공 내에는 탄성지지된 상태로 상기 연결부를 가압하는 가압편이 설치된 것을 특징으로 하는 용접용 형강 지그장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 밀착수단은 전자석 또는 흡착패드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 용접용 형강 지그장치.

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