KR101841257B1

KR101841257B1 - 플랜트 위치 조정장치

Info

Publication number: KR101841257B1
Application number: KR1020160127721A
Authority: KR
Inventors: 김동현
Original assignee: 주식회사 비티에이치
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2018-05-04

Abstract

고하중을 가지는 작업대상물의 작업위치를 조정하는 장치가 개시된다.
본 발명의 실시예에 다른 장치는 기저부의 상면에 상호 대향되도록 이격되는 위치에 고정되는 제1거치부 및 제2거치부를 포함하는 거치부, 상기 제1거치부 및 상기 제2거치부의 사이의 공간에 배치되며, 상기 거치부에 일단과 타단이 결합하여 상기 거치부의 길이방향과 직교하는 방향인 제1방향의 회전을 구현하는 제1회전유닛과, 상기 제1회전유닛 상에 배치되며, 상기 제1회전유닛의 표면을 중심으로 수평방향인 제2방향의 회전을 구현하는 제2회전유닛을 포함하는 회전부, 상기 거치부 상에 각각 배치되며, 상기 회전부를 지지한 상태로 상기 거치부의 길이방향의 수직이동을 구현하는 이송부, 상기 거치부 및 상기 회전부, 상기 이송부의 위치 이동을 제어하는 위치제어부를 포함하여 구성되는 위치 조정장치를 제공한다.

Description

플랜트 위치 조정장치{POSITION ADJUSTING DEVICE FOR PLANT}

본 발명은 대형 플랜트와 같은 작업대상물의 위치를 자유롭게 회전 및 이동을 통해 구현하여, 작업의 효율성을 증진하는 기술에 대한 것이다.

최근 대형 해양 플랜트 건조가 증가하면서 구조물 제작에 사용되는 부재의 두께가 두꺼워 용접 작업량이 많을 뿐만 아니라, 중량물로서 핸들링에도 많은 어려움이 발생되고 있다.

이러한 해양 플랜트들의 건조방식은 조립과 용접이 주를 이루게 되는데, 이러한 효율적인 공정을 위해서는 구조물을 자유롭게 회전 및 이송을 수행하면서 작업을 수행하여야 하나, 대형 구조물의 경우에는 쉽지가 않다.

특히, 대형 구조물들의 경우에는 정확한 조립 공정과 같은 작업을 위해 고정 정반(통상 '정반' 은 수평도를 정확하게 맞춘 평면을 가진 판을 의미함)에서 작업하게 된다. 이때 작업 방향에 따라 아래보기, 수평보기, 수직보기, 위보기 등의 다양한 작업 자세가 요구되며, 크레인을 이용하여 구조물을 턴오버하는 작업도 병행되기 때문에 효율이 떨어지 뿐만 아니라 대부분의 안전사고는 대형 구조물을 턴오버할 때 주로 발생하게 된다.

대형 구조물의 용접이나 조립작업을 수행하는 경우, 그 하중이 적게는 1톤에서 20톤을 상회하는 구조물이 많은데, 이러한 하중을 가지는 구조물을 작업대 위해 놓고 작업을 수행하는 경우, 대상물을 고정상태에서 작업자가 이동하며 작업을 해야 하는바, 안전사고의 위험이 커지게 됨은 물론, 작업효율도 떨어지게 된다.

이에, 종래에 공개된 기술로는 대형크레인을 이용하여 대형 플랜트를 들어올린 상태에서 조립공정을 수행하거나, 용접공정을 수행하는 방식을 수행하고 있으나, 안전사고의 위험과 함께 작업 능률이 크게 떨어지는 문제점이 있어 이에 대한 개선의 필요성이 대두되었다.

한국등록특허 제1245513호

본 발명의 실시예들은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고하중의 플랜트에 대한 작업시, 작업이 용이한 회전운동을 구현하기 위해 최적의 회전 무게중심을 회전부를 통해 조절하여, 고하중의 대상물의 경우에도 최소한의 힘으로 대상물에 대한 회전을 통해 최적의 작업위치를 설정할 수 있도록 하는 위치조절장치를 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는, 기저부와 상기 기저부의 상면에 상호 대향되도록 이격되는 위치에 고정되는 제1거치부 및 제2거치부를 포함하는 거치부, 상기 제1거치부 및 상기 제2거치부의 사이의 공간에 배치되며, 상기 거치부에 일단과 타단이 결합하여 상기 거치부의 길이방향과 직교하는 방향인 제1방향의 회전을 구현하는 제1회전유닛과, 상기 제1회전유닛 상에 배치되며, 상기 제1회전유닛의 표면을 중심으로 수평방향인 제2방향의 회전을 구현하는 제2회전유닛을 포함하는 회전부, 상기 거치부 상에 각각 배치되며, 상기 회전부를 지지한 상태로 상기 거치부의 길이방향의 수직이동을 구현하는 이송부, 상기 거치부 및 상기 회전부, 상기 이송부의 위치 이동을 제어하는 위치제어부를 포함하여 구성되는 위치 조정장치를 제공한다. 이 경우 특히 상기 회전부는, 실장되는 대상물의 하중에 따라 상기 1회전유닛의 설치위치를 상하로 이동시켜, 회전시 무게중심을 조절하는 무게중심조절유닛을 더 포함하여 구성될 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 고하중의 플랜트에 대한 작업시, 작업이 용이한 회전운동을 구현하기 위해 최적의 회전 무게중심을 회전부를 통해 조절하여, 수톤~10톤 이상의 고하중의 대상물의 경우에도 최소한의 힘으로 대상물에 대한 회전을 통해 최적의 작업위치를 설정할 수 있도록 한다.

또한, 다양한 형상을 가지는 작업대상물에 대응한 다양한 수용 지그형태를 자유롭게 장착이 가능하도록 하여, 하중 외에도 형상의 제한을 두지 않고도 최적의 작업환경을 구현할 수 있도록 하는 효과도 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 수 톤~수십 톤에 달하는 대형 플랜트의 하중을 양쪽으로 분산하여 효율적으로 지지할 수 있도록 한 쌍의 거치부(양측 기둥형)를 구현할 수 있도록 한다 이는 단일 형태의 거치부와 비교하여 대형 플렌트에서 인가되는 하중과 이에 따른 회전 모멘트의 값을 최소화하여 기계의 부담을 줄여 보다 신뢰성 있고 작은 사이즈의 장치로 구현할 수 있는 장점이 구현될 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 대형의 작업 대상에 대한 다양한 작업을 수행하는 경우, 작업자가 작업을 수행하기 편안한 자세로 작업 대상물을 위치시킬 수 있도록 표준설정자세를 자동으로 제어할 수 있도록 할 수 있어 작업 대상물의 용접품질이나 조립 품질이 향상되고, 작업시간이 대폭적으로 단축되어 대량 생산이 가능할 뿐만 아니라 별도의 크레인을 사용할 필요가 없어 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플랜트 위치조정장치의 구성 블록도이다.
도 2는 본 장치의 사시개념도이며, 도 3은 도 2의 정면 부분에서의 요부 단면개념도이다.
도 4 및 도 5는 본 장치의 무게주임조절유닛의 개념도이다.
도 6은 도 2의 x 방향에서의 개념도이며, 도 7 내지 도 9는 작용상태도이다.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 지그유닛의 다양한 실시예를 도시한 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플랜트 위치조정장치(이하, '본 장치'이라 한다.)의 구성 블록도이다. 도 2는 본 장치의 사시개념도이며, 도 3은 도 2의 정면 부분에서의 요부 단면개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 장치는 기저부(100)와 상기 기저부의 상면에 상호 대향되도록 이격되는 위치에 고정되는 제1거치부(200A) 및 제2거치부(200B)를 포함하는 거치부(200), 상기 제1거치부 및 상기 제2거치부의 사이의 공간에 배치되며, 상기 거치부에 일단과 타단이 결합하여 상기 거치부의 길이방향과 직교하는 방향인 제1방향의 회전을 구현하는 제1회전유닛(310)과, 상기 제1회전유닛(310) 상에 배치되며, 상기 제1회전유닛(310)의 표면을 중심으로 수평방향인 제2방향의 회전을 구현하는 제2회전유닛(320)을 포함하는 회전부(300), 상기 거치부(300) 상에 각각 배치되며, 상기 회전부(300)를 지지한 상태로 상기 거치부의 길이방향의 수직이동을 구현하는 이송부(400) 및 상기 거치부(200) 및 상기 회전부(300), 상기 이송부(400)의 위치 이동을 제어하는 위치제어부(500);를 포함하여 구성된다.

특히, 이 경우 상기 회전부(300)는, 실장되는 대상물의 하중에 따라 상기 제1회전유닛(310)의 설치 위치를 상하로 이동시켜, 회전시 무게중심을 조절하는 무게중심조절유닛(330)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 장치의 위 실시예에 따르면, 수톤에서 20톤에 이르는 다양한 하중과 크기를 가지는 플랜트(이하에서는, 해양플랜트나 조립대상물, 용접대상물 등을 포괄하여 '플랜트'라 정의한다.) 구조물을 안정적으로 지지 고정할 수 있으며, 상하, 좌우 회전을 통해 조립위치나 용접위치 등의 작업 위치를 용이하게 조절할 수 있도록 할 수 있어, 안전성과 작업효율성을 극대화할 수 있게 된다.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 세부 구성과 작용을 구체적으로 설명하기로 한다.

본 장치에서 기저부(100)은 도 1에 도시된 것과 같이, 지지부(200)를 지지할 수 있도록 장치 하부에 배치되는 베이스 플레이트의 역할을 수행한다. 아울러, 본 장치를 이송하기 위한 수단으로, 기저부(100)의 하부에는 바퀴와 같은 이송수단(미도시)이 추가로 구현될 수 있다.

본 장치에서의 기저부(100)의 일예로는 도 1, 도 2 및 도 9에 도시된 구조와 같이, 중앙에 수레와 같은 이동수단에 의해 조립되는 부품들이 위치될 경우 추후에 설명될 회전부(300)의 제1회전유닛(320)에 고정된 작업 대상물과 용접 및 조립을 가능하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 거치부(200)이 배치되는 베이스플레이트를 상호 연결하는 연결구조로 구현되는 "ㄷ"자 형상으로 형성될 수 있다.

특히, 도 9를 참조하면, 상기 기저부(100)는 양측에 한 쌍의 거치부(200)이 배치되고, 거치부가 배치되는 상단 영역에 상기 기저부가 연결되고, 한 쌍의 거치부(200) 사이의 공간은 비어 있게 되는 “ㄷ” 자형 구조로 구현될 수 있다. 이러한 구조는, 작업대상물을 대차에 싣고 "ㄷ"자형의 내측의 공간까지, 즉 테이블 아래까지 작업대상물의 운반이 가능하게 되어, 크레인 없이 장치 테이블에 작업대상물을 바로 클램핑 할 수 있게 하는 장점이 구현된다. 나아가 본 실시예에 따른 “ㄷ” 자형 구조의 기저부는, 본 장치를 활용한 용접이나 조립작업 중 냉각수 분사에 의한 물 떨어짐 또는 작업 중 발생되는 이물질 떨어짐이 발생할 수 있는데, 이때 "ㄷ"자 형으로 구현되는 기저부의 형상에서 내부의 공간에 이동형 받침(이물 받이)을 두면 작업장의 청결 유지가 용이해지고 장비의 부식 및 고장을 방지할 수 있게 하는 용도로 활용이 가능하다.

상기 기저부(100)는 테이블을 지지하는 서포터 기능을 수행하며, 회전축에서 가장 외각에 위치하게 되는데, 이는 모멘트의 하중에 영향을 받게 되는바, 생산제품 또는 작업제품의 하중에 의한 최대하중을 견딜 수 있도록 판재에 H 형강을 적용한 구조로 구현될 수 있다.

상기 거치부(200)는 상기 기저부의 상면에 상호 대향되도록 이격되는 위치에 고정되는 제1거치부(200A) 및 제2거치부(200B)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 장치의 바람직한 실시예로서는, 한 쌍의 거치부를 구현하는 구조로 구현될 수 있도록 한다. 이는 수톤에서 수십톤에 이르는 고하중의 플랜트에도 적용할 수 있도록 하기 위해, 하나의 거치부로 구현하는 외팔보 양식의 구조물로는 하중을 완벽하게 지지하기 어려우며, 회전과 이송시 장비가 전복되거나 무너지게 되어 구조적 취약성이 초래되기 때문이다.

즉, 본 장치의 거치부(200)는 도 2에 도시된 것과 같이, 기저부(100)의 양측에 상호 이격되는 위치로 배치되는 제1거치부(200A) 및 제2거치부(200B)로 구현될 수 있도록 하며, 상기 제1거치부(200A) 및 제2거치부(200B) 각각에는 플랜트(작업대상물)가 배치되는 제1회전유닛(310)의 양측 말단이 각각 결합될 수 있도록 한다. 이는 제1회전유닛(310)에 인가되는 플랜트의 고하중이 양측에 배치되는 제1거치부(200A) 및 제2거치부(200B)로 분산되어 걸리게 하여, 제1회전유닛(310)의 회전 시 회전모멘트를 감소시켜 장치에 가해지는 부하를 현저하게 절감할 수 있도록 하기 위함이다.

따라서, 본 장치의 제1거치부(200A) 및 제2거치부(200B)의 양쪽 배치 구조, 이를 바 양팔보 구성은 작업대상물을 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 구조에서 더 나아가, 회전운동을 하게 되는 경우, 하중을 양쪽으로 분산하여 고하중의 대상물의 회전을 안정적으로 뒷받침하여 효율적인 회전 기작이 가능하게 하게 된다.

또한, 본 장치는 후술하는, 도 1에 도시된 부분(X)에 배치되는 무게중심조절유닛(330; 도 1 및 도 4참조)을 구비할 수 있도록 하여, 작업대상물의 하중에 따라 회전축(311)의 결합위치를 변경할 수 있도록 하여, 제1회전유닛(310)의 회전의 안정성을 높일 수 있도록 할 수 있다. 이는, 작업대상물의 하중 또는 대상물의 크기가 커질수록, 무게 중심의 회전축이 중심에서 멀어질수록 구동을 위한 동력의 부담이 증가하게 되는데, 이 경우, 본 장치에서는, 무게중심을 조절하여 회전운동을 용이하게 구현하여 기계에 가해지는 부담을 줄일 수 있도록 할 수 있다. 이를 테면, 회전축의 결합높이를 아래로 설정하여 무게중심을 하부로 이동할 수 있도록 함으로써, 회전운동을 용이하게 구현할 수 있도록 한다.

상기 회전부(300)는 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 제1거치부 및 상기 제2거치부의 사이의 공간에 배치되며, 상기 거치부에 일단과 타단이 결합하여 상기 거치부의 길이방향과 직교하는 방향인 제1방향의 회전을 구현하는 제1회전유닛(310)과, 상기 제1회전유닛(310) 상에 배치되며, 상기 제1회전유닛(310)의 표면을 중심으로 수평방향인 제2방향의 회전을 구현하는 제2회전유닛(320)을 포함하는 하여 구성될 수 있도록 한다.

상기 제1회전유닛(310)은 베이스부(A)에서 연장되어 상부로 절곡되는 측면부(B)를 구비하는 형태로 구현될 수 있다. 상기 베이스부(A) 상에는 상기 제2회전유닛(320)이 배치된다.

아울러, 상기 측면부(B)의 바깥쪽에는 회전축이 결합하는 결합부가 배치되며, 본 장치에서는 이 결합부를 이용하여 회전 무게중심을 이동시킬 수 있는 무게중심조절유닛(330)으로 구현할 수 있도록 한다.

상기 무게중심조절유닛(330)은 실장되는 대상물의 하중에 따라 상기 제1회전유닛(310)의 설치위치를 상하로 이동시켜, 회전시 무게중심을 조절할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 회전축에 구동력을 인가하는 구동모터를 추가로 구비하여 회전력을 2배 이상으로 구현할 수 있다. 이 경우 추가적인 구동모터는, 회전부(300)을 구성하는 회전축의 양쪽 측면부에 장착할 수 있도록 구현할 수 있다.

도 4는 본 장치의 무게중심조절유닛(330)의 개념도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 무게중심조절유닛(330)은, 도 8에 도시된 것과 같이, 상기 제1회전유닛(310)의 측면상에 배치되는 측면부(A)인 고정플레이트(332)와 상기 고정플레이트(332))에 상하방향으로 배치되는 다수의 무게중심조절 홀(334)을 포함하여 구성될 수 있다.(상기 측면부(A)와 고정플레이트(332)는 일체로 구현되거나, 별개로 구현되어 결합될 수 있다. 이하에서는 측면부(A)와 고정플레이트(332) 일체로 구현되는 구조를 예로 들어 설명한다.)

즉, 절곡된 구조를 가지는 상기 제1회전유닛(330)은 상기 거치부(200)의 길이방향과 직교하는 방향인 제1방향(z-y방향)의 회전을 구현하는 동작을 수행하게 된다. 이 경우, 상기 제1회전유닛(330)은 양측의 측면부(B)의 바깥쪽 영역에 회전축(311)과 결합하는 결합부를 두고 결합하게 된다. 이 회전축(311)이 회전하여 제1방향으로 360°회전 가능하게 된다. 특히, 본 장치에서는 해양 플랜트와 같은 수십톤에 달하는 고하중의 작업대상물의 경우, 상술한 양측이 거치부를 구현하여 하중을 분산하여 회전의 안정성을 구현하는 것 외에, 상술한 것과 같이 상기 측면부(B)의 외측에 무게중심조절유닛(330)을 구현하여, 회전축의 결합위치를 상하로 이동하여 결합함으로써, 회전시 대상물의 무게중심을 이동할 수 있도록 한다.

또한, 도 4에 도시된 것과 같이, 무게중심조절홀(334)은 적어도 2개 이상으로 구현될 수 있다. 나아가, 상기 다수의 무게중심조절홀(334)은, 상기 고정플레이트(332)의 높이(d)를 기준으로, 상기 고정플레이트의 상단에서 2d/3 길이 내에 배치될 수 있도록 함이 바람직하다. 즉, 맨 하측에 배치되는 무게중심조절홀(334)의 위치는 전체 고정플레이트(332)의 높이(d)를 고려할 때, 전체 높이(d)의 2/3 지점 내에 배치될 수 있도록 한다. 이는 이 범위를 벗어나는 범위에 무게중심조절홀(334)이 배치되는 경우, 제1회전유닛(310)의 회전을 저해하게 되어, 장치의 회전운동을 원활하게 구현할 수 없게 된다.

즉, 도 5와 같이 무게중심조절홀(334)의 위치를 변경하여 회전축이 결합되게 되는 경우, 회전축이 상부 방향(a)이나 하부 방향(b)로 이동하게 되는 경우, 작업대상물의 회전시 무게중심이 이동할 수 있게 되어, 회전운동을 쉽게 구현할 수 있도록 하여, 기계에 주는 부담을 현저하게 절감할 수 있게 된다.

도 6은 도 2의 x 방향에서의 개념도이며, 도 7 내지 도 9는 작용상태도이다.

도 6 내지 도 9를 참조하여, 본 장치의 다른 구성의 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3의 본 장치의 구조를 중심으로하여, 도 6을 참조하면, 본 장치는 거치부(300) 상에 각각 배치되며, 상기 회전부(300)를 지지한 상태로 상기 거치부의 길이방향의 수직이동을 구현하는 이송부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 이송부(400)는 상기 제1회전유닛과 회전축을 매개로 결합되며, 플랜트의 하중을 상기 제1거치부와 상기 제2거치부에 분산하여 받을 수 있도록 상기 거치부 상에 각각 배치되는 지지블럭(420)과, 상기 지지블럭(420)을 내부에 수용하며, 상기 거치부(200)와 접촉하여 상기 제1회전유닛(310)의 위치는 상하로 이송하는 이동블럭(410)을 포함하여 구성된다.

이 경우, 상기 이동블럭(410)은 상기 거치부(200)의 전면에 배치되어 결합하며, 이후 거치부의 전면에 거치부의 길이방향으로 고정 설치되는 레일(210), 레일(210)을 따라 도 7에 도시된 것과 같이 상하 방향으로 이동할 수 있게 된다.

이 경우, 상기 이동블럭(410)의 상,하 이동을 제한할 수 있도록 이동부(400)의 상하 이동을 제한하는 제1센서부를 더 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로는 상기 제1센서부(220)은 상기 제1거치부(200A) 또는 상기 제2거치부(200B)의 상단 및 하단에 배치되어, 상기 이송블럭(410)의 위치를 감지하고, 후술하는 위치제어부를 통해 상기 이송블럭의 상하 이동을 제어할 수 있도록 한다.

아울러, 본 장치는 상기 기저부의 외측에 배치되어, 상기 플랜트 위치 조정장치에 접근하는 물체의 이동을 감지하여, 상기 위치제어부를 통해 구동 정지신호를 인가하도록 하는 제2센서부(110)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제2센서부는 적외선 센서를 이용하여 구성될 수 있다.

나아가 상기 제1센서부 또는 상기 제2센서부의 감지신호를 수신받아 구동을 인가 또는 정지하는 신호를 송출하는 센서신호입력부(550)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

도 8은 본 장치의 제1회전유닛(310)의 작동예를 도시한 작동상태도이다.

도 8에서와 같이, 상기 제1회전유닛(310)은 회전축(311)을 기준으로, 도 2에서의 y-z 방향으로 360°회전 가능하도록 작동하게 된다. 물론, 이 경우 일측의 지지블럭(410)은 거치부(200)의 전면을 따라 상하로 이동할 수 있도록 구동된다.

도 9는 도 3의 상부에서 바라본 본 장치의 평면도이다.

도 9에 도시된 것과 같이, 본 장치의 기저부(100)은 양측면이 상호 이격되며, 상부측은 연결되는 구조로 형성될 수 있다. 아울러 상기 기저부(100)의 중심부에 배치되는 제1회전유닛(310) 상에는 제2회전유닛(320)이 배치되게 된다.

상기 제2회전유닛(320)은 상기 제1회전유닛(310)의 표면을 중심으로 수평방향인 제2방향(x-z방향)의 회전을 구현하게 된다.

도 1의 본 발명의 전체 구성도를 참조하면, 상술한 도 2 내지 도 9에서 설명한 본 장치의 회전부, 이송부의 구동 동작은 각각의 구동동작을 제어하는 제어부인 위치제어부(500)를 통해 제어될 수 있다.

물론, 본 장치의 회전부(300)는 상술한 위치제어부의 제어에 의해 자동조작이 가능함은 물론, 수동 조작에 의해 좌우 방향으로 360°회전되는 것이 바람직하다. 이때 전술한 좌우 회전판(320)은 좌우 방향으로 회전시 별도의 스토퍼 작동에 의해서 30°간격으로 고정될 수 있도록 구현할 수도 있다. 그러나, 작업의 정밀도를 위해서 본 실시예에서는 위치제어부를 통해 자동으로 조작할 수 있는 기능을 설명하기로 한다.

상기 위치제어부(500)는 상기 제1회전유닛(310), 상기 제2회전유닛(320)의 회전각도를 설정하거나, 상기 이송부(330)의 상하이동의 입력신호를 입력하는 위치설정입력부(510)와 상기 위치설정입력부(510)의 입력신호에 연동하여 대상 구성을 구동시키는 신호를 인가하는 구동신호인가부(520), 상기 위치설정입력부(510)의 제어단계를 사용자인터페이스(GUI)로 제공하며, 실시간 이동상태를 디스플레이하는 디스플레이부(530)를 포함하여 구성될 수 있다.

이를 테면, 반자동으로 본 장치를 구동하는 경우, 상기 디스플레이부(530)을 터치스크린과 같은 디스플레이패널로 작동 제어화면을 인터페이스화한 후, 터치를 통해 각 구성의 이동과 회전각도를 제어할 수 있도록 한다. 또는, 이와는 달리, 사전에 작업에 효율적인 동작을 수행할 수 있는 표준화된 위치이동 및 회전각도를 설정하여 두고, 별도의 세부 조작없이 터치만으로 다양한 작업자세를 구현하도록 제어할 수도 있다.

이를위해, 상기 위치제어부(500)는, 작업대상물의 위치를 기설정하여 표준화하고, 아래보기 자세에 대응되는 제1회전유닛과 제2회전유닛의 회전각도를 설정하는 제1자세설정정보, 수평보기 자세에 대응되는 제1회전유닛과 제2회전유닛의 회전각도를 설정하는 제2자세설정정보, 수직보기 자세에 대응되는 제1회전유닛과 제2회전유닛의 회전각도를 설정하는 제3자세설정정보, 위보기 자세에 대응되는제1회전유닛과 제2회전유닛의 회전각도를 설정하는 제4자세설정정보를 표준 위치설정정보로 상기 디스플레이부 표시창에 디스플레이하는 표준위치구동부(540)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

일예로, 표준위치로 설정된 제1자세설정 메뉴를 클릭하거나 터치하는 경우, 제1회전유닛과 제2회전유닛의 위치를 거치부의 최하단으로 배치하여 사용자가 작업대상물을 아래보기자세로 바라보며 작업을 수행할 수 있게 할 수 있다.

이러한 표준화된 작업자세의 세팅은 사용자가 본 장치의 운전미숙으로 작업시간이 지연되지 않도록 함은 물론, 잦은 반복이 이루어지는 작업의 경우 동일한 조건에서 편리하고 빠르게 작업위치를 설정하여 작업시간을 단축시킬 수 있는 장점이 구현되게 된다.

아울러, 상술한 위치제어부(500)는 상기 제1센서부 또는 상기 제2센서부의 감지신호를 수신받아 구동을 인가 또는 정지하는 신호를 송출하는 센서신호입력부(550)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

나아가, 상기 센서신호입력부(550)의 입력신호와 연동하여 발광신호 또는 음향신호를 발신하는 경고신호발생유닛(560)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 경고신호발생유닛은 LED, 경고등 등의 조명신호와 경고음을 발신하는 음향장치로 구성될 수 있다. 이는 소음이 공존하는 작업공간에서 신속하게 시각과 청각을 동시에 자극하여 위험신호를 사전에 보냄으로써, 안전사고를 사전에 방지할 수 있는 장점이 구현된다.

이하에서는, 도 10 내지 도 14를 참조하여, 본 장치의 지그유닛의 다양한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에서 상술한 본 장치의 회전부(300)는 작업대상물의 수직방향 회전과 수평방향회전을 구현하는 기능을 수행할 수 있도록 한다. 이 경우, 본 장치의 상기 회전부(300)는 작업 대상물을 위치 고정시킬 수 있는 별도의 지그유닛(600)와 착탈 가능하게 결합될 수 있도록 할 수 있다.

상술한 작업 대상물을 위치 고정시킬 수 있는 별도의 지그유닛(600)은 작업 대상물에 따라 다양한 크기와 형상으로 제작될 수 있다.

도 10은 이러한 지그유닛의 일예를 도시한 것으로, 도시된 지그유닛(600A)은, 제2회전유닛(320)의 표면에 접촉하여 고정되는 지그본체를 포함하며, 상기 지그본체는 자성을 가지는 마그네트 테이블 구조(600A)로 구현될 수 있다. 상기 마그네트 테이블 구조는 금속재 제품의 안착시 보다 안정적인 장착구조를 구현할 수 있도록 할 수 있으며, 이는 별도의 고정장치나 클램프등의 설치 작업없이 마그네트 테이블에 작업대상물이 신속한 탈부착을 가능하게 할 수 있다. 이를 위해서는 마그네트 테이블의 자력 형성은 솔레노이드 타입으로 구현할 수 있다.

도 11 및 도 12는 지그유닛의 다른 실시예로, 고정유닛을 구비하는 구조로 구현할 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 지그유닛(600B)은, 상기 제2회전유닛(320) 상에 배치되는 지그본체(610)와, 상기 지그본체의 상면에 마련되는 고정슬릿(622), 상기 고정슬릿 내로 몸체부 일부가 삽입되며, 상기 고정슬릿을 따라 양쪽에서 작업대상물(M)을 고정하는 헤드부를 구비하는 고정유닛(620)을 포함하는 구조로 구현될 수 있다. 이 경우, 작업대상물(M)의 경우, 상기 지그유닛(600B)의 상부에 안착되고, 이 경우 지그유닛(600B)에 불특정 형상의 작업대상물(M)을 배치하고, 그 좌우에서 T홈 너트 구조의 고정유닛을 통해 도 12에 도시된 것과 같이 고정을 구현할 수 있다. 이러한 고정 구조는 보다 안정적인 고정력을 구현할 수 있게 할 수 있다.

도 13은 본 장치에 따른 지그유닛(600C)의 또 다른 형상으로, 특정한 제품에 맞춤형으로 구현될 수 있는 구조로 구현될 수 있으며, 도 14와 같이 수용부가 구현되는 버킷(bucket) 형태의 지그를 구현하여, 유동성이 있는 물체나, 고정이 어려운 물체를 담는 구조로 수용할 수 있도록 구현할 수도 있다. 이러한 고정구조는 불특정하고 다양한 작업대상품을 본 장치에 고정할 수 있도록 하는 범용성을 확보할 수 있다.

상술한 본 장치는 작업 대상물을 위치 고정시킨 상태에서 상하 방향으로 수직 이동될 수 있는 동시에 전후, 좌우 방향으로 자유롭게 회전될 수 있는 구조를 가짐으로써, 대형의 작업 대상물을 용접 및 조립 가공할 때 작업 대상물의 작업표면을 바닥 면에 근접하도록 위치시킬 수 있어 작업자의 자세를 편리하게 하며, 그에 따른 생산성 증대는 물론, 별도의 크레인을 사용하지 않아도 되므로 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 설치 공간을 최소화할 수 있게 된다.

특히, 고하중의 플랜트 구조물과 같은 작업대상물의 경우, 양측 거치부를 통해 하중을 분산시키며, 회전축의 결합위치를 조절하여 회전 대상물의 무게중심을 이동할 수 있도록 함으로써, 회전시 보다 효율적으로 회전운동이 구현될 수 있도록 할 수 있다.

아울러, 본 장치를 제어하는 위치제어부를 구성하는 구성에 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 기저부
200: 거치부
200A: 제1거치부, 200B: 제2거치부
300: 회전부, 310: 제1회전유닛
320: 제2회전유닛 330: 무게중심조절유닛
400: 이송부 410: 이동블럭
420: 지지블럭
500: 위치제어부 510:위치설정입력부
520: 구동신호인가부 530: 디스플레이부
540: 표준위치구동부 550: 센서신호입력부
560: 경고신호발생유닛
600: 지그유닛
610: 지그본체
620: 고정부

Claims

기저부(100);
상기 기저부의 상면에 상호 대향되도록 이격되는 위치에 고정되는 제1거치부(200A) 및 제2거치부(200B)를 포함하는 거치부(200);
상기 제1거치부 및 상기 제2거치부의 사이의 공간에 배치되며, 상기 거치부에 일단과 타단이 결합하여 상기 거치부의 길이방향과 직교하는 방향인 제1방향의 회전을 구현하는 제1회전유닛(310)과,
상기 제1회전유닛(310) 상에 배치되며, 상기 제1회전유닛(310)의 표면을 중심으로 수평방향인 제2방향의 회전을 구현하는 제2회전유닛(320)을 포함하는 회전부(300);
상기 거치부(200) 상에 각각 배치되며, 상기 회전부(300)를 지지한 상태로 상기 거치부의 길이방향의 수직이동을 구현하는 이송부(400);
상기 거치부(200) 및 상기 회전부(300), 상기 이송부(400)의 위치 이동을 제어하는 위치제어부(500);를 포함하며,
상기 회전부(300)는, 실장되는 대상물의 하중에 따라 상기 제1회전유닛(310)의 설치위치를 상하로 이동시켜, 회전시 무게중심을 조절하는 무게중심조절유닛(330);
을 더 포함하는 플랜트 위치 조정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 무게중심조절유닛(330)은,
상기 제1회전유닛(310)의 측면상에 배치되는 고정플레이트(332);와
상기 고정플레이트(332))에 상하방향으로 배치되는 다수의 무게중심조절 홀(334);
을 포함하여 구성되는 플랜트 위치 조정장치.
청구항 2에 있어서,
상기 다수의 무게중심조절홀(334)은,
상기 고정플레이트(332)의 높이(d)를 기준으로, 상기 고정플레이트의 상단에서 2d/3 길이 내에 배치되는,
플랜트 위치 조정장치.
청구항 2에 있어서,
상기 위치제어부(500)는,
상기 제1회전유닛(310), 상기 제2회전유닛(320)의 회전각도를 설정하거나, 상기 이송부(400)의 상하이동의 입력신호를 입력하는 위치설정입력부(510);
상기 위치설정입력부(510)의 입력신호에 연동하여 대상 구성을 구동시키는 신호를 인가하는 구동신호인가부(520);
상기 위치설정입력부(510)의 제어단계를 사용자인터페이스(GUI)로 제공하며, 실시간 이동상태를 디스플레이하는 디스플레이부(530);
를 포함하는 플랜트 위치 조정장치.
청구항 4에 있어서,
상기 위치제어부(500)는,
작업대상물의 위치를 기설정하여 표준화하고,
아래보기 자세에 대응되는 제1회전유닛과 제2회전유닛의 회전각도를 설정하는 제1자세설정정보,
수평보기 자세에 대응되는 제1회전유닛과 제2회전유닛의 회전각도를 설정하는 제2자세설정정보,
수직보기 자세에 대응되는 제1회전유닛과 제2회전유닛의 회전각도를 설정하는 제3자세설정정보,
위보기 자세에 대응되는제1회전유닛과 제2회전유닛의 회전각도를 설정하는 제4자세설정정보,
를 표준 위치설정정보로 상기 디스플레이부 표시창에 디스플레이하는 표준위치구동부(540)을 더 포함하는 플랜트 위치 조정장치.
청구항 5에 있어서,
상기 이송부(400)는,
상기 제1회전유닛과 회전축을 매개로 결합되며, 플랜트의 하중을 상기 제1거치부와 상기 제2거치부에 분산하여 받을 수 있도록 상기 거치부(200) 상에 각각 배치되는 지지블럭(420)과,
상기 지지블럭(420)을 내부에 수용하며, 상기 거치부(200)와 접촉하여 상기 제1회전유닛(310)의 위치는 상하로 이송하는 이동블럭(410);
을 포함하는 플랜트 위치 조정장치.
청구항 6에 있어서,
상기 플랜트 위치 조정장치는,
상기 제2회전유닛(320) 상에 장착되며, 작업대상물의 형상이나 하중, 재질에 따른 수용공간을 구현하는 지그유닛(600)을 더 포함하는 플랜트 위치 조정장치.
청구항 7에 있어서,
상기 지그유닛(600)은,
상기 제2회전유닛(320)의 표면에 접촉하여 고정되는 지그본체(610);를 포함하며,
상기 지그본체는 자성을 가지는 마그네트 테이블 구조인 플랜트 위치 조정장치.
청구항 7에 있어서,
상기 지그유닛(600)은,
상기 제2회전유닛(320) 상에 배치되는 지그본체(610)와,
상기 지그본체의 상면에 마련되는 고정슬릿(622),
상기 고정슬릿 내로 몸체부 일부가 삽입되며, 상기 고정슬릿을 따라 양쪽에서 작업대상물(M)을 고정하는 헤드부를 구비하는 고정유닛(620)
을 포함하는 플랜트 위치 조정장치.
청구항 6에 있어서,
상기 플랜트 위치 조정장치는,
상기 제1거치부 또는 상기 제2거치부의 상단 및 하단에 배치되어, 상기 이동블럭(410)의 위치를 감지하고, 상기 위치제어부를 통해 상기 이동블럭의 상하 이동을 제어하는 제1센서부;
를 더 포함하는 플랜트 위치 조정장치.
청구항 10에 있어서,
상기 플랜트 위치 조정장치는,
상기 기저부의 외측에 배치되어, 상기 플랜트 위치 조정장치에 접근하는 물체의 이동을 감지하여, 상기 위치제어부를 통해 구동 정지신호를 인가하도록 하는 제2센서부;
를 포함하는 플랜트 위치 조정장치.
청구항 11에 있어서,
상기 플랜트 위치 조정장치는,
상기 제1센서부 또는 상기 제2센서부의 감지신호를 수신받아 구동을 인가 또는 정지하는 신호를 송출하는 센서신호입력부(550);을 더 포함하는 플랜트 위치 조정장치.
청구항 12에 있어서,
상기 플랜트 위치 조정장치는,
상기 센서신호입력부(550)의 입력신호와 연동하여 발광신호 또는 음향신호를 발신하는 경고신호발생유닛(560);
을 더 포함하는 플랜트 위치 조정장치.