KR101986107B1

KR101986107B1 - 정렬장치가 구비된 철골구조물의 접합 시스템

Info

Publication number: KR101986107B1
Application number: KR1020190058049A
Authority: KR
Inventors: 배정진
Original assignee: 배정진
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2019-09-03

Abstract

본 발명은 정렬장치가 구비된 철골구조물의 접합 시스템에 관한 것으로, 컨베이어를 따라 이송되는 철골부재의 일부분에 구멍 형태의 홀을 형성하는 천공장치; 상기 천공장치의 일측에 마련되고, 상기 철골부재에 형성된 상기 홀 부분을 연마하는 그라인딩장치; 상기 그라인딩장치의 일측에 마련되고, 상기 철골부재를 설정된 길이로 절단하며, 상기 철골부재의 일단에 설정된 각도의 절단면이 형성되도록, 상기 철골부재의 일단을 경사지게 절단하는 절단장치; 상기 절단장치의 일측에 마련되고, 상기 철골부재와 다른 상기 철골부재의 상기 절단면이 서로 정합 상태를 이루도록 배치시키는 정렬장치; 및 상기 정렬장치의 일측에 마련되고, 상기 정렬장치에 의해 한 쌍을 이루는 상기 철골부재를 이음 용접하는 용접장치;를 포함하여 구성된다. 본 발명에 의하면, 한 쌍을 이루는 철골구조물을 서로 정합된 상태로 배치시킬 수 있고, 이를 용이하게 이음 용접하여 일체화시킬 수 있다.

Description

정렬장치가 구비된 철골구조물의 접합 시스템{SYSTEM FOR JOINING OF STEEL STRUCTURE WITH THE ALIGNMENT DEVICE}

본 발명은 정렬장치가 구비된 철골구조물의 접합 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 한 쌍을 이루는 철골부재들을 일체적으로 접합시킬 수 있는 정렬장치가 구비된 철골구조물의 접합 시스템에 관한 것이다.

철골구조물은 건물이나 공장의 건축시 주로 사용되는 건축 구조물 중의 하나이다. 이와 같은, 철골구조물은 별도의 용접장치를 이용한 용접접합을 통해 복수의 철골 부재가 서로 이음 연결되어 건물의 형태를 갖춘다.

이러한, 철골구조물과 관련된 종래의 선행기술로 등록특허공보 제10-1365817호(2014.02.14.) "공장 건물의 뼈대 구조 및 그 시공 방법"이 개시되어 있다. 선행기술에 따른 공장 건물의 뼈대 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 건물의 양측면을 형성하는 외측 기둥, 지붕을 형성하는 지붕 구조용 빔 및 외측 기둥과 이격된 외측 기둥을 연결하는 인장재로 구성된다.

여기서, 공장의 지붕은 동일한 폭과 두께 및 형상을 갖는 한 쌍의 지붕 구조용 빔을 (∧)와 같은 형태로 서로 이음 용접하여 제작한다. 이와 같이, 한 쌍의 지붕 구조용 빔을 공장의 지붕 형태(∧)로 제작하기 위하여, 하나의 지붕 구조용 빔을 바닥면에 대하여 수평상태로 배치시키고, 숙련된 작업자가 크레인을 이용하여 다른 하나의 지붕 구조용 빔을 소정의 각도로 들어올리면서 폭과 기울기를 조절한 상태에서, 소정의 각도로 절단된 일단면을 서로 밀착시키는 작업 과정을 거친 후, 밀착부위를 이음 용접하여 일체적으로 연결한다.

그러나, 종래에는 한 쌍의 지붕 구조용 빔을 서로 이음 용접하기 위하여, 크레인을 이용하여 전술한 바와 같은 작업 과정을 수행해야하는데, 크레인에 구비된 와이어의 장길이에 의해 조그만 각도의 흔들림에도 지붕 구조용 빔이 배치된 하부에서의 위치 오차가 상당하기 때문에 크레인을 통한 세밀한 위치 이송이 어려워 지붕 구조용 빔 간의 세밀한 정합 조절이 상당히 어려운 문제점이 있었다. 즉, 이와 같은 작업 과정을 일반인이 수행하기에는 매우 적합하지 않기 때문에 크레인을 전문적으로 조종할 수 있는 숙련된 전문가를 반드시 필요로 하는 문제점이 있었다.

그리고, 한 쌍의 지붕 구조용 빔을 서로 접합시키기 위하여, 작업자가 매번 수작업으로 지붕 구조용 빔을 조립을 위한 위치로 안내하여야 하고, 육안으로 조립 위치를 확인하여 이음 용접을 하여야 하기 때문에 이와 같은 이송과정에서 작업자의 안전 사고 발생 가능성으로 인한 인명 상해 위험성 증대 및 작업 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

한국등록특허 제10-1365817호(2014.02.14.) "공장 건물의 뼈대 구조 및 그 시공 방법"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 한 쌍을 이루는 지붕 구조용 빔의 접합시, 안정적으로 위치 확보를 가능하게 함으로써, 지붕 구조용 빔의 이음 용접작업이 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 정렬장치가 구비된 철골구조물의 접합 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 정렬장치가 구비된 철골구조물의 접합 시스템은 컨베이어를 따라 이송되는 철골부재의 일부분에 구멍 형태의 홀을 형성하는 천공장치; 상기 천공장치의 일측에 마련되고, 상기 철골부재에 형성된 상기 홀 부분을 연마하는 그라인딩장치; 상기 그라인딩장치의 일측에 마련되고, 상기 철골부재를 설정된 길이로 절단하며, 상기 철골부재의 일단에 설정된 각도의 절단면이 형성되도록, 상기 철골부재의 일단을 경사지게 절단하는 절단장치; 상기 절단장치의 일측에 마련되고, 상기 철골부재와 다른 상기 철골부재의 상기 절단면이 서로 정합 상태를 이루도록 배치시키는 정렬장치; 및 상기 정렬장치의 일측에 마련되고, 상기 정렬장치에 의해 한 쌍을 이루는 상기 철골부재를 이음 용접하는 용접장치;를 포함하여 달성할 수 있다.

전술한, 상기 정렬장치는, 중앙에 상부로 개방된 구멍 형태의 홀더가 마련된 하우징; 신축 가능한 로드가 마련되고, 상기 로드의 끝단에 설치되는 상기 하우징을 승강시키는 제1 승강부; 상기 하우징의 양측으로부터 일정간격을 두고 마련되고, 일측방향에서 진입하는 상기 철골부재 및 타측방향에서 진입하는 다른 상기 철골부재를 제각기 상기 하우징의 중앙을 향해 이송시키는 다수의 이송부; 상기 하우징의 양측 끝단에 제각기 마련되고, 상기 이송부를 통해 이송되는 상기 철골부재를 감지하여 발생되는 제1 신호를 제어부로 전달하는 제1 감지부; 상기 이송부에 의해 이송되는 상기 철골부재가 설정된 위치에 머무르도록, 상기 하우징의 상기 홀더에 승강가능하게 설치되고, 상기 제1 감지부와 연동하여 상기 하우징의 상부로 노출된 상태로 배치되면서 상기 철골부재의 이송경로를 차단하는 스토퍼; 상기 스토퍼에 걸림되는 상기 철골부재의 상기 절단면 끝단이 상기 하우징의 길이방향에 대하여 수직하게 마련되는 중앙선에 정렬된 상태로 배치되도록, 상기 중앙선을 기준으로 상기 중앙선을 따라 양측에 돌출되게 배치된 상태에서, 제각기 승강가능하게 마련되는 복수의 제1 정렬부; 상기 이송부 마다 설치되고, 신축 가능한 로드가 마련되며, 상기 로드의 끝단에 상기 이송부가 설치되고, 상기 제1 정렬부에 의해 정렬된 상기 철골부재가 설정된 각도로 틸팅되도록, 상기 이송부 중 어느 하나를 승강시키는 제2 승강부; 상기 이송부 마다 설치되고, 상기 철골부재의 일측면을 밀어 상기 철골부재를 상기 이송부의 일측면에 밀착시키면서 상기 철골부재 및 다른 상기 철골부재가 이루는 폭을 정렬시키는 제2 정렬부;를 포함한다.

전술한, 상기 이송부는 상기 제2 승강부의 로드 끝단에 수평하게 설치되는 수평판과 상기 수평판의 양측에 수직하게 설치되는 수직판을 갖는 연결브라켓; 상기 수직판의 일측에 설치되는 제1 회전모터; 및 양측 끝단이 상기 수직판에 관통 상태로 설치되고, 일단이 상기 제1 회전모터에 연결된 상태로 상기 제1 회전모터의 회전구동력을 전달받아 회전하면서 안착된 상기 철골부재를 일측방향으로 이동시키는 봉 형태의 회전롤러;를 포함한다.

전술한, 상기 제2 정렬부는 상기 수직판의 일측에 설치되는 제2 회전모터; 양측 끝단이 상기 수직판에 관통 상태로 설치되고, 일단이 상기 제2 회전모터에 연결되어 상기 제2 회전모터의 회전구동력을 전달받아 회전하는 리드스크류; 및 상기 회전롤러 및 상기 리드스크류가 관통되게 구비되되, 상기 리드스크류와 나사체결된 상태를 이루고, 상기 제2 회전모터에 의해 상기 리드스크류의 길이방향을 따라 이동하면서 상기 회전롤러에 안착된 상기 철골부재를 일측방향으로 밀어 정렬시키는 정렬판;을 포함한다.

전술한, 상기 스토퍼는 소정의 길이를 갖게 형성되고, 상기 하우징의 상기 홀더에 대응하는 직경을 이루는 반원 형태를 이루며, 일측에 상기 철골부재의 절단면 끝단이 걸리는 평평한 걸림면이 마련되는 걸림부재; 상기 걸림면의 일측에 마련되고, 상기 철골부재의 절단면을 감지하여 발생되는 제2 신호를 상기 제어부로 전달하는 제2 감지부; 신축 가능한 로드가 마련되고, 상기 로드의 끝단에 설치되는 상기 걸림부재를 승강시키는 제3 승강부; 및 상기 걸림부재가 상기 홀더의 원주방향을 따라 회전하도록, 상기 제3 승강부를 회전시키는 제3 회전모터;를 포함한다.

여기서, 상기 걸림부재는 상기 철골부재가 상기 제1 감지부 중 어느 하나에 감지된 경우 상기 제3 승강부에 의해 상기 하우징의 상부로 노출되고, 상기 제3 회전모터에 의해 상기 걸림면이 상기 철골부재를 감지한 상기 제1 감지부가 마련된 방향을 마주하게 회전되며, 틸딩되는 상기 철골부재의 절단면이 상기 제2 감지부에 의해 감지된 경우, 상기 제3 승강부에 의해 상기 홀더의 내부로 하강될 수 있다.

전술한, 상기 제1 정렬부는 상기 하우징의 상기 중앙선을 기준으로, 상기 중앙선을 따라 상기 하우징의 양측에 지그재그 형태로 제각기 함몰형성된 다수의 정렬홈; 삼각 형태를 이루고, 경사면이 상기 철골부재의 진입방향으로 배치되며, 상기 경사면으로부터 연장되는 수직면이 상기 중앙선과 평행하게 배치된 상태로, 상기 정렬홈에 제각기 승강가능하게 구비되는 다수의 정렬부재; 및 상기 정렬홈의 내측에 제각기 구비되어 상기 정렬부재가 상기 하우징의 상부에 노출된 상태를 이루도록, 상기 정렬부재를 탄력적으로 지지하는 다수의 탄성체;를 포함한다.

여기서, 상기 정렬부재는 상기 경사면과 마주하는 방향에서 진입하는 상기 철골부재가 상기 하우징의 중앙으로 이동될 경우, 상기 철골부재의 절단면 끝단이 상기 경사면을 따라 이동하면서 가해지는 외압에 의해 상기 정렬홈의 내측으로 하강하고, 상기 수직면과 마주하는 방향에서 진입하는 상기 철골부재가 상기 하우징의 중앙으로 이동될 경우, 상기 수직면을 통해 상기 철골부재의 절단면 끝단이 상기 하우징의 상기 중앙선에 일치하도록 지지하여 정렬시킬 수 있다.

한편, 상기 철골부재가 상기 제2 승강부에 의해 설정된 각도로 틸팅된 후, 다른 상기 철골부재가 대향되게 배치되면서 각각의 상기 철골부재의 상기 절단면이 서로 마주하는 상태로 정합된 한 쌍을 이루는 철골부재들을 서로 밀착시켜 정합된 상태가 유지되도록 하기 위하여, 상기 하우징의 양측에 제각기 설치되고, 공급받는 에어를 통해 팽창하며, 상기 철골부재의 하부를 제각기 지지하는 상태로 밀어내면서 상기 철골부재들을 서로 밀착시켜 고정하는 고정부;를 더 포함할 수 있다.

전술한, 상기 고정부는 상기 하우징의 내측에 관통형성되는 내부공간을 밀폐시키고, 제공받는 압축공기에 의해 팽찰되는 팽창부재; 및 상기 하우징의 내부공간과 연통되는 호스를 통해 상기 하우징의 내부공간으로 압축공기를 제공하는 에어펌프;를 포함한다.

전술한, 상기 제1 정렬부는 상기 철골부재의 절단면 끝단이 상기 하우징의 중앙선상에 정렬된 경우, 상기 이송부의 동작이 해제되도록, 상기 철골부재에 의해 상기 정렬홈의 내측으로 하강한 상기 절렬부재의 하부면과 접촉되면서 발생되는 제3 신호를 상기 제어부모듈로 전달하는 제3 감지부;를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 철골부재 및 다른 상기 철골부재의 정합 상태를 확인하기 위하여, 상기 하우징의 일측에 마련되고, 상기 철골부재 및 다른 상기 철골부재의 정합된 상기 절단면 측면을 촬영하는 검사수단;을 더 포함할 수 있다.

전술한, 상기 검사수단은 상기 철골부재 및 다른 상기 철골부재의 정합된 상기 절단면이 상기 중앙선상에 일치하는지 여부를 검사하는 제1 구획부; 및 상기 철골부재 및 다른 상기 철골부재의 정합된 상기 절단면 상부에 마련되되, 양측 끝단이 상기 철골부재들의 일측면에 제각기 접촉된 상태로 수평하게 배치되는 제1 강성보강판이 상기 하우징의 상부면에 대하여 수평 상태를 이루는지 여부를 검사하는 제2 구획부;를 포함한다.

전술한, 상기 검사수단은 상기 철골구조물들과 상기 제1 강성보강판 사이의 형태를 촬영한 제3 영상신호를 상기 제어부로 전달할 수 있다.

본 발명에 따른 정렬장치가 구비된 철골구조물의 접합 시스템에 의하면, 이송부를 통해 지붕 구조용 빔 즉, 철골부재를 양측에서 설정된 위치로 용이하게 이송시킬 수 있다. 즉, 기존과 달리 크레인이 아닌 회전롤러를 통해 철골부재를 이송시키기 때문에 기존 크레인을 이용함에 따른 안전사고의 위험으로부터 벗어날 수 있다.

그리고, 스토퍼, 제2 승강부, 제1 정렬부 및 제2 정렬부를 통해 일측방향으로부터 이송되는 철골부재 및 타측방향에서 이송되는 다른 철골부재를 설정된 위치에 서로 정합 상태로 배치시킬 수 있다. 즉, 기존과 달리 작업자의 수작업이 아닌 전술한 구성을 이용하는 자동화시스템을 통해 철골부재와 다른 철골부재를 정렬시킬 수 있기 때문에 기존 수작업에 의한 철골부재들의 정렬오차 범위보다 정렬오차 범위를 현저하게 줄일 수 있고, 이로 인한 작업자의 편의성을 향상시킬 수 있다.

또한, 검사수단을 통해 철골부재와 다른 철골부재가 서로 정합된 상태를 확인할 수 있기 때문에 철골부재와 다른 철골부재의 용접시 불량발생율을 현저히 줄일 수 있다. 즉, 지붕 구조용 빔의 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 철골구조물 접합 시스템의 전체 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 정렬장치의 전체 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 일부분의 단면 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 스토퍼의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 제1 정렬부의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 15는 본 발명에 따른 철골부재들의 정렬과정을 나타낸 실시예이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에 사용된 용어가 당해 용어의 일반적 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 시스템은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성소요들을 나타낸다.

본 발명에 따른 정렬장치가 구비된 철골구조물의 접합 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 천공장치(11), 그라인딩장치(13), 절단장치(15), 정렬장치(100) 및 용접장치(17)를 포함한다.

천공장치(11)는 지붕 구조용 빔을 이루는 철골부재(1)들의 일부분에 홀더(111)를 형성하는 구성으로, 컨베이어(2)를 따라 이송되는 철골부재(1)의 일부분에 드릴을 이용하여 구멍 형태의 홀을 형성하는 통상적인 기계장치로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

그라인딩장치(13)는 전술한 철골부재(1)에 형성된 홀더(111) 부분에 잔존하는 팁을 제거하는 구성으로, 전술한 천공장치(11)의 일측에 마련되고, 천공장치(11)를 거친 후 컨베이어(2)를 따라 이송되는 철골부재(1)에 형성된 홀더(111) 부분을 그라인더를 이용하여 연마하는 통상적인 기계장치로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

절단장치(15)는 전술한 철골부재(1)를 설정된 길이로 절단하는 구성으로, 전술한 그라인딩장치(13)의 일측에 마련되고, 그라인딩장치(13)를 거친 후 컨베이어(2)를 따라 이송되는 철골부재(1)를 톱날을 이용하여 설정된 길이로 절단하는 통상적인 기계장치로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

여기서, 절단장치(15)는 철골부재(1)를 설정된 길이로 절단한 후, 철골부재(1)의 일단을 경사지게 절단하여 절단면(1a)을 형성할 수 있다. 이는, 절단면(1a)을 갖는 한 쌍의 철골부재(1)들을 서로 일체화시켜 건물의 지붕 형태를 이루도록 하기 위함이다.

한편, 본 발명에서는 전술한 천공장치(11), 그라인딩장치(13) 및 절단장치(15)를 거친 철골부재(1)가 별도의 컨베이어(2)를 통해 후술할 정렬장치(100)로 이송될 수 있는데, 이때 절단장치(15)의 양측에 마련될 컨베이어(2)를 통해 정렬장치(100)의 양측으로부터 정렬장치(100)의 중앙을 향해 제각기 진입되는 것이 바람직하다. 이는, 정렬장치(100)를 통해 한 쌍의 철골부재(1)가 설정된 형태 즉, 건물의 지붕 형태를 이루도록 배치하기 위함이다. 이러한, 정렬장치(100)에 대하여 설명하면 다음과 같다.

정렬장치(100)는 전술한 철골부재(1)를 설정된 형태로 정렬시켜 배치하는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(110), 제1 승강부(120), 이송부(130), 제1 센서부, 스토퍼(150), 제1 정렬부(160), 제2 승강부(170) 및 제2 정렬부(180)를 포함한다.

하우징(110)은 후술할 제1 센서부, 스토퍼(150), 제2 정렬부(180)가 마련되는 구성으로, 전술한 절단장치(15)의 일측에 마련될 수 있다. 이러한, 하우징(110)은 중앙에 상부로 개방된 구멍 형태의 홀더(111)가 마련되는 함체 형태를 이룰 수 있고, 홀더(111)를 중심으로 길이방향에 대하여 수직하게 중앙선(C)이 마련될 수 있다.

제1 승강부(120)는 전술한 하우징(110)을 승강시키는 구성으로, 신축가능한 로드가 마련되는 에어실린더로 구성될 수 있고, 후술할 제어부와 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 이러한, 제1 승강부(120)는 하우징(110)의 하부에 배치된 상태로, 로드 끝단이 하우징(110)의 하부를 지지하게 설치됨에 따라 하우징(110)을 바닥면에 대하여 수직하게 승강시킬 수 있다.

이송부(130)는 전술한 절단장치(15)를 거친 철골부재(1)를 하우징(110)의 중앙선(C)을 향해 이송시키는 구성으로, 하우징(110)의 양측으로부터 일정간격을 두고 다수개 마련될 수 있다. 여기서, 이송부(130)는 절단장치(15)를 거쳐 이송되는 철골부재(1) 중, 하우징(110)의 중앙선(C)을 기준으로, 일측방향에서 진입하는 철골부재(1)를 전달받아 하우징(110)의 중앙으로 이송시키고, 타측방향에서 진입하는 철골부재(1)를 전달받아 하우징(110)의 중앙으로 이송시킬 수 있다. 이러한, 이송부(130)는 연결브라켓(131), 제1 회전모터(133) 및 회전롤러(135)를 포함한다.

연결브라켓(131)은 후술할 제1 회전모터(133) 및 회전롤러(135)가 설치되는 구성으로, 후술할 제2 승강부(170)의 로드 끝단에 끝단면에 대하여 수평하게 설치되는 수평판(131b)과 수평판(131b)의 양측에 수직하게 설치되는 수직판(131a)으로 이루어질 수 있다.

제1 회전모터(133)는 후술할 회전롤러(135)를 회전시키는 구성으로, 인가받은 전원에 의해 발생되는 회전구동력을 통해 연결되는 회전축 즉, 후술할 회전롤러(135)를 일측 또는 타측방향으로 회전시킬 수 있고, 후술할 제어부와 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 이러한, 제1 회전모터(133)는 전술한 수직판(131a) 중 어느 하나의 일측면에 설치될 수 있다.

여기서, 제1 회전모터(133)는 후술할 제어부에 의해 작동될 수 있는데, 예컨대, 후술할 제4 감지부(137)의 제4 신호를 전달받은 제어부에 의해 작동될 수 있고, 제3 감지부(167)의 제3 신호를 전달받은 제어부에 의해 작동이 중지될 수 있다. 이러한, 제1 회전모터(133)의 동작은 제어부에 의해 순차적으로 진행될 수 있다.

회전롤러(135)는 철골부재(1)를 이송시키는 구성으로, 양측 끝단이 전술한 수직판(131a)의 일측에 관통 상태로 설치되되, 수평판(131b)에 대하여 평행하게 배치되어 폭방향으로 회전가능하게 설치되는 봉 형태를 이룰 수 있다. 이러한, 회전롤러(135)는 일단이 전술한 제1 회전모터(133)에 연결된 상태로, 제1 회전모터(133)에 의해 발생되는 회전구동력을 전달받아 회전되면서, 안착된 철골부재(1)를 전술한 하우징(110)의 중앙으로 이송시킬 수 있다.

한편, 이송부(130)는 제4 감지부(137)를 더 포함할 수 있다.

제4 감지부(137)는 전술한 이송부(130)의 회전롤러(135)에 안착된 철골부재(1)를 감지하는 구성으로, 이송부(130)의 수직판(131a) 중 어느 하나의 내측에 설치되는 위치감지센서로 구성될 수 있고, 후술할 제어부와 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 이러한, 제4 감지부(137)는 이송부(130) 마다 마련될 수 있고, 철골부재(1)를 감지하여 발생되는 제4 신호를 후술할 제어부로 전달할 수 있다.

여기서, 제4 감지부(137)의 제4 신호는 전술한 이송부(130)를 작동시키거나 후술할 제2 승강부(170)를 작동시키기 위한 제어신호로, 제4 신호를 전달받은 후술할 제어부를 통해 이송부(130)의 제1 회전모터(133)가 작동되도록 하거나 제2 승강부(170) 중 어느 하나가 상승되도록 할 수 있다.

제1 감지부(140)는 하우징(110)으로 진입되는 철골부재(1)를 감지하는 구성으로, 하우징(110)의 양측 끝단에 제각기 설치되는 위치감지센서로 구성될 수 있고, 후술할 제어부와 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 이러한, 제1 감지부(140)는 철골부재(1)를 감지하여 발생되는 제1 신호를 후술할 제어부로 전달할 수 있다.

여기서, 제1 감지부(140)의 제1 신호는 후술할 스토퍼(150)를 작동시키기 위한 제어신호로, 제1 신호를 전달받은 후술할 제어부에 의해 스토퍼(150)가 작동되도록 할 수 있다.

스토퍼(150)는 전술한 이송부(130)에 의해 이송되는 철골부재(1)를 하우징(110)의 설정된 위치에 머무르도록 하는 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 홀더(111)에 승강가능하게 설치된 상태에서, 전술한 제1 감지부(140)와 연동하여 하우징(110)의 상부로 노출된 상태로 배치되면서, 철골부재(1)의 이송경로를 차단할 수 있다. 이러한, 스토퍼(150)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 걸림부재(151), 제2 감지부(153), 제3 승강부(155), 및 제3 회전모터(157)를 포함한다.

걸림부재(151)는 전술한 이송부(130)에 의해 이송되는 철골부재(1)의 이송경로를 차단하는 구성으로, 전술한 하우징(110)의 홀더(111)에 대응하는 직경을 이루는 반원 형태로, 소정의 길이를 갖게 형성될 수 있고, 이의 일측에 철골부재(1)의 절단면(1a) 끝단이 걸리는 평평한 걸림면(151a)이 마련될 수 있다.

여기서, 걸림부재(151)는 평상시 하우징(110)의 홀더(111) 내부에 배치되고, 하우징(110)의 일측 또는 타측으로 진입되는 철골부재(1)가 제1 감지부(140) 중 어느 하나에 감지된 경우 후술할 제3 승강부(155)에 의해 하우징(110)의 상부로 노출되고, 제3 회전모터(157)에 의해 걸림면(151a)이 철골부재(1)를 감지한 제1 감지부(140)가 마련된 방향을 마주하게 회전되며, 틸팅되는 철골부재(1)의 절단면(1a)이 후술할 제2 감지부(153)에 의해 감지된 경우 제3 승강부(155)에 의해 홀더(111)의 내부로 하강될 수 있다.

제2 감지부(153)는 철골부재(1)의 절단면(1a)을 감지하는 구성으로, 전술한 걸림부재(151)의 걸림면(151a) 일측에 설치되는 압전센서로 구성될 수 있는데, 후술할 제어부와 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 감지부(153)는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 걸림면(151a)의 내측에 함몰형성된 수용공간의 내부에 구비된 제2 탄성체(153c) 및 제2 탄성체(153c)에 탄력적으로 지지되는 이동부재(153a)를 더 포함하여 구성될 수 있고, 이동부재(153a)가 철골부재(1)의 절단면(1a)에 지지된 상태로 수용공간의 내부로 이동되면서 수용공간의 내측면에 마련된 압전센서를 가압함에 따라 압전센서로부터 발생되는 전술한 바와 같은 제2 신호를 제어부로 전달하는 구조를 이룰 수 있다.

여기서, 제2 감지부(153)의 제2 신호는 후술할 제2 승강부(170)의 작동을 중지시키기 위한 제어신호로, 제2 신호를 전달받은 후술할 제어부에 의해 제2 승강부(170)의 작동이 중지되도록 할 수 있고, 제2 정렬부(180)의 제2 회전모터(181)가 작동되도록 할 수 있다.

제3 승강부(155)는 전술한 걸림부재(151)를 승강시키는 구성으로, 신축가능한 로드가 마련되는 에어실린더로 구성될 수 있고, 후술할 제어부와 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 이러한, 제3 승강부(155)는 하우징(110)의 홀더(111) 내부에 배치된 상태로, 로드 끝단이 걸림부재(151)의 하부를 지지하게 설치됨에 따라 걸림부재(151)를 하우징(110)의 상부로 상승시킬 수 있다.

여기서, 제3 승강부(155)는 전술한 제1 신호를 전달받은 제어부에 의해 걸림부재(151)를 상승시키는데, 본 발명에서는 제1 감지부(140) 중, 어느 하나의 제1 신호가 제어부로 전달된 경우에만 상승시킬 수 있고, 예컨대, 제1 감지부(140) 모두로부터 제1 신호가 제어모둘로 전달된 경우에는 상승시키지 않는 것이 바람직하다. 이는, 한 쌍을 이루는 철골부재(1)를 정렬시키기 위한 것으로, 후술한 정렬과정을 통해 자세히 설명한다.

그리고, 제3 승강부(155)는 전술한 제2 신호를 전달받은 제어부에 의해서 걸리부재를 하강시킬 수 있다.

제3 회전모터(157)는 전술한 걸림부재(151)를 회전시키는 구성으로, 인가받은 전원에 의해 발생되는 회전구동력을 통해 연결되는 회전축 즉, 전술한 제3 승강부(155)를 일측 또는 타측방향으로 회전시킬 수 있고, 후술할 제어부와 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 이러한, 제3 회전모터(157)는 전술한 하우징(110)의 홀더(111) 내부에 설치될 수 있다.

여기서, 제3 회전모터(157)는 전술한 제1 신호를 전달받은 제어부에 의해 작동되는데, 본 발명에서는 하우징(110)의 양측에 마련되는 제1 감지부(140) 중, 철골부재(1)를 감지한 제1 감지부(140)가 마련되는 방향으로 회전될 수 있다. 이는, 걸림부재(151)의 걸림면(151a)을 하우징(110)으로 진입하는 철골부재(1)의 절단면(1a) 끝단과 마주하게 배치시키기 위함이다. 예컨대, 제3 회전모터(157)는 제어부에 의해 작동되면서, 설정된 회전수만큼 제3 승강부(155)를 회전시켜 걸림면(151a)이 설정된 방향으로 배치되도록 할 수 있고, 제3 승강부(155)를 회전시키는 과정에서 걸림면(151a)에 설치될 수 있는 별도의 위치감지센서와 제1 신호를 발생한 제1 감지부(140)와의 거리가 사전에 입력된 입력값의 범위에 해당될 경우, 별도의 위치감지센서로부터 전달되는 위치신호를 전달받은 제어부에 의해 작동이 중지되면서 걸림면(151a)이 설정된 방향으로 배치되도록 할 수도 있다.

제1 정렬부(160)는 철골부재(1)의 절단면(1a) 끝단을 하우징(110)의 중앙선(C)에 일치하도록 정렬시키는 구성으로, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 정렬홈(161), 정렬부재(163) 및 제1 탄성체(165)를 포함한다.

정렬홈(161)은 후술할 정렬부재(163)가 승강되는 통로를 제공하는 구성으로, 하우징(110)의 일측에 함몰형성되는 구멍 형태를 이룰 수 있다. 이러한, 정렬홈(161)은 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 중앙선(C)을 기준으로, 중앙선(C)을 따라 하우징(110)의 양측에 지그재그 형태로 다수개 마련될 수 있다.

정렬부재(163)는 하우징(110)으로 진입하는 철골부재(1)의 절단면(1a) 끝단을 하우징(110)의 중앙선(C)상에 정렬시키는 구성으로, 일측에 마련되는 경사면(163a)이 철골부재(1)의 진입방향으로 배치되고, 타측에 경사면(163a)으로부터 연장되는 수직면(163b)이 하우징(110)의 중앙선(C)과 평행하게 배치된 상태로, 정렬홈(161)에 제각기 구비될 수 있다. 즉, 정렬부재(163)는 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 중앙선(C)을 기준으로 대칭되게 배치될 수 있다.

여기서, 정렬부재(163)는 정렬홈(161)에 구비되는 후술할 제1 탄성체(165)에 의해 탄력적으로 지지되는데, 평상시 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 정렬홈(161)의 외측에 노출된 상태로 배치될 수 있고, 철골부재(1)가 하우징(110)의 중앙으로 이동시 철골부재(1)로 인한 가압력에 의해 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 정렬홈(161)의 내부에 수용된 상태로 배치될 수 있다.

한편, 정렬부재(163)는 전술한 바와 같이 평상시 정렬홈(161)의 외측에 노출된 상태를 이룬다고 설명하였으나, 경사면(163a) 및 수직면(163b)의 일부분만이 정렬홈(161)의 외측으로 노출될 수 있고, 경사면(163a)으로부터 수직면(163b)에 대하여 평행하게 연장되는 지지면(163d)과 수직면(163b)의 일부분이 정렬홈(161)의 내측으로 수용된 상태를 이룰 수 있다. 여기서, 지지면(163d)과 수직면(163b) 사이의 폭은 정렬홈(161)이 이루는 폭은 정렬홈(161)이 이루는 폭보다 작거나 같을 수 있다. 이는, 정렬부재(163)의 경사면(163a) 방향으로 진입하는 철골부재(1)에 의해 정렬홈(161)의 내측으로 수용되는 정렬부재(163)의 접촉돌기(163c)가 후술할 제3 감지부(167)에 의해 감지하도록 하기 위함이고, 정렬부재(163)의 수직면(163b) 방향으로 진입하는 철골부재(1)의 절단면(1a) 끝단이 수직면(163b)에 걸릴 때, 지지면(163d)이 정렬홈(161)의 내측면에 지지되도록 하여 철골부재(1)의 이동을 멈추도록 하기 위함이다.

제1 탄성체(165)는 전술한 정렬부재(163)를 탄력적으로 지지하는 구성으로, 탄성복원력을 갖는 스프링으로 구성될 수 있다. 이러한, 제1 탄성체(165)는 정렬홈(161)의 내측에 제각기 구비될 수 있다.

여기서, 제1 탄성체(165)는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 철골부재(1)를 통해 정렬부재(163)에 가해지는 가압력이 발생될 경우, 압축된 상태를 이룰 수 있고, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 철골부재(1)를 통해 정렬부재(163)에 가해지는 가압력이 해제될 경우, 탄성복원력에 의해 원상태로 복원될 수 있다.

제3 감지부(167)는 정렬홈(161)의 내측으로 이동되는 정렬부재(163)를 감지하는 구성으로, 정렬홈(161)의 내측면에 제각기 설치되는 압전센서로 구성될 수 있는데, 후술할 제어부와 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 이러한, 제3 감지부(167)는 정렬홈(161)의 내측으로 이동되는 정렬부재(163)의 하부에 돌출된 접촉돌기(163c)에 의해 가해지는 가압력이 발생됨에 따라 제3 신호를 후술할 제어부로 전달할 수 있다.

여기서, 제3 감지부(167)의 제3 신호는 전술한 이송부(130)의 작동을 중지시키기 위한 제어신호로, 제3 신호를 전달받은 후술할 제어부에 의해 이송부(130)의 제1 회전모터(133)가 작동 중지되도록 할 수 있다.

제2 승강부(170)는 전술한 이송부(130)를 승강시키는 구성으로, 신축가능한 로드가 마련되는 에어실린더로 구성될 수 있고, 후술할 제어부와 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 이러한, 제2 승강부(170)는 이송부(130) 마다 설치될 수 있고, 이송부(130)의 하부에 배치된 상태로, 로드 끝단이 이송부(130)의 수평판(131b) 하부를 지지하도록 설치됨에 따라 이송부(130)를 바닥면에 대하여 수직하게 승강시킬 수 있다.

여기서, 제2 승강부(170)는 제4 감지부(137)의 제4 신호를 전달받은 제어부에 의해 선택적으로 작동될 수 있는데, 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이 두개의 제4 감지부(137)가 철골부재(1)를 감지하여 제각기 제4 신호를 제어부로 전달한 경우, 두개의 제4 감지부(137) 중, 하우징(110)으로부터 가장 먼 위치에 배치된 제4 감지부(137)가 마련된 이송부(130)에 설치되는 제2 승강부(170)만이 작동되면서 이에 설치된 이송부(130)를 상승시킬 수 있다. 그리고, 제2 승강부(170)는 제2 감지부(153)의 제2 신호를 전달받은 제어부에 의해 작동이 중지될 수 있다.

제2 정렬부(180)는 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들의 폭을 정렬시키는 구성으로, 제2 회전모터(181), 리드스크류(183) 및 정렬판(185)을 포함한다.

제2 회전모터(181)는 후술할 리드스크류(183)를 회전시키는 구성으로, 전술한 인가받은 전원에 의해 발생되는 회전구동력을 통해 연결되는 회전축 즉, 리드스크류(183)를 일측 또는 타측방향으로 회전시킬 수 있고, 후술할 제어부와 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 이러한, 제2 회전모터(181)는 전술한 수직판(131a) 중 어느 하나의 일측면에 설치될 수 있다.

여기서, 제2 회전모터(181)는 전술한 제2 감지부(153)의 제2 신호를 전달받은 제어부에 의해 작동될 수 있다. 이러한, 제2 회전모터(181)는 제어부에 의해 설정된 시간동안 작동되거나 별도의 센서를 통해 작동유무가 결정될 수도 있다.

리드스크류(183)는 후술할 정렬판(185)을 이동시키는 구성으로, 양측 끝단이 전술한 수직판(131a)의 일측에 관통 상태로 설치되되, 수평판(131b)에 대하여 평행하게 배치되어 폭방향으로 회전가능하게 설치될 수 있다. 이러한, 리드스크류(183)는 일단이 전술한 제2 회전모터(181)에 연결된 상태로, 제2 회전모터(181)에 의해 발생되는 회전구동력을 전달받아 회전되면서, 후술할 정렬판(185)을 길이방향을 따라 일측 또는 타측방향으로 이동시킬 수 있다.

정렬판(185)은 철골부재(1)를 밀어내는 구성으로, 판재 형태를 이루고, 내측으로 전술한 회전롤러(135) 및 리드스크류(183)가 관통되게 구비되되, 리드스크류(183)와 나사체결된 상태를 이룰 수 있다. 이러한, 정렬판(185)은 전술한 제2 회전모터(181)에 의해 발생되는 회전구동력을 전달받은 리드스크류(183)의 회전방향에 따라 리드스크류(183)의 길이방향 일측 또는 타측방향으로 이동될 수 있다.

여기서, 정렬판(185)은 제2 회전모터(181)에 의해 일측방향으로 이동되면서 이송부(130)의 회전롤러(135)에 안착된 철골부재(1)의 일측면을 지지하는 상태로, 일측방향으로 밀어 정렬시킬 수 있다.

용접장치(17)는 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들을 서로 일체화시키는 구성으로, 전술한 정렬장치(100)의 일측에 마련되는 용접기로 구성될 수 있다. 이러한, 용접장치(17)는 후술할 철골부재(1)의 정렬과정을 통해 설정된 형태로 배치되어 고정되는 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들의 절단면(1a) 상부, 측부 및 하부를 이음 용접하여 일체화시킬 수 있다.

여기서, 용접은 금속 재료를 여러 가지 방법으로 녹여 접합시키는 통상적인 가공 방법으로, 예컨대, 아크 용접, 가스 용접, 저항 용접, 특수 용접 등의 방식이 이용될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 철골구조물 접합 시스템(10)은 제어부(미도시, 이하 생략) 및 비교부(미도시, 이하 생략)를 더 포함할 수 있다.

제어부는 전술한 컨베이어(2), 천공장치(11), 그라인딩장치(13), 절단장치(15), 정렬장치(100), 용접장치(17) 등을 제어할 수 있는 구성으로, 전술한 구성들 중 어느 하나의 일측에 별도로 마련되는 컨트롤박스나 컨트롤러의 내부에 설치되는 PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD)기판에 실장될 수 있다. 이러한, 제어부는 전술한 각 구성과 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있고, 후술할 고정부(200) 및 감시수단(210)과도 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있다.

여기서, 제어부는 전술한 각 구성을 시간의 흐름이나 사전에 설정된 순서에 따라 자동적으로 작동되도록 할 수 있고, 작업자에 의해 수동적으로 작동되도록 할 수도 있다.

비교부는 후술할 검사수단(210)을 통해 전달받은 제1 및 제2 영상신호와 설정된 각각의 데이터신호를 비교하는 구성으로, 별도로 마련되는 컨트롤박스나 컨트롤러의 내부에 설치되는 PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD)기판에 실장될 수 있다. 이러한, 비교부는 전술한 제어부와 PCB기판을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서, 비교부는 후술할 제1 영상신호 또는 제2 영상신호와 설정된 데이터 중 하나를 비교하여 일치여부를 별도의 스크린이나 음성출력장치 등을 통해 출력할 수 있다.

다른 한편, 본 발명에 따른 철골구조물 접합 시스템(10)은 고정부(200) 및 검사수단(210)을 더 포함할 수 있다.

고정부(200)는 전술한 구성들을 통해 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들이 도 13에 도시된 바와 같은 형태로 배치된 경우, 철골부재(1)들의 절단면(1a)이 서로 밀착된 상태로 고정되도록 하는 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이 팽창부재(201) 및 에어펌프(203)를 포함한다.

팽창부재(201)는 철골부재(1)를 지지하는 구성으로, 전술한 하우징(110)의 내측에 함몰형성되는 내부공간(113)을 밀폐시키도록, 내부공간(113)의 개방된 개구를 밀폐시키는 상태로 설치될 수 있다. 예컨대, 팽창부재(201)는 탄성 변형가능한 고무재질로 구성될 수 있는 것으로, 접착 등을 통해 하우징(110)의 내부공간(113)에 고정될 수 있다.

여기서, 팽창부재(201)는 후술할 에어펌프(203)로부터 공급되는 압축공기가 하우징(110)의 내부공간(113)으로 지속적으로 유입됨에 따라 팽창하게 되는데, 이러한 팽창작용에 의해 탄성변형되면서 하우징(110)의 내부공간(113) 외측으로 부풀려질 수 있다. 이때, 팽창부재(201)는 도 14에 도시된 바와 같이 팽창되면서, 철골부재(1)에 접촉되는 일부분이 철골부재(1)의 접촉된 형태에 대응되는 형태로 탄성변형될 수 있다. 이에 따라, 팽창부재(201)는 접촉되는 철골부재(1)의 일부분을 지지하는 상태로 고정할 수 있다.

에어펌프(203)는 전술한 팽창부재(201)를 팽창시키는 구성으로, 예컨대, 압축공기를 분사하는 에어컴프레서(air-compressor)로 구성될 수 있다. 이러한, 에어펌프(203)는 제2 승강부(170) 사이에 설치될 수 있고, 주변의 다른 위치에 별도로 마련될 수도 있다.

여기서, 에어펌프(203)는 구비되는 에어호스가 하우징(110)의 내부공간(113)에 연통되도록 설치된 상태에서, 압축공기를 하우징(110)의 내부공간(113)으로 제공할 수 있다.

다른 한편, 본 발명에 따른 철골구조물 접합 시스템(10)은 검사수단(210)을 더 포함할 수 있다.

검사수단(210)은 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들의 정합 상태를 확인하기 위한 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 일측에 마련되는 촬영장치, 예컨대, 카메라 등으로 구성될 수 있다. 이러한, 검사수단(210)은 제1 구획부(211) 및 제2 구획부(213)로 나뉘어 구성될 수 있다.

제1 구획부(211)는 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들의 정합된 절단면(1a)이 하우징(110)의 중앙선(C)상에 일치하는지 여부를 검사하는 구성으로, 검사수단(210)의 하부에 위치하는, 별도의 촬영수단, 예컨대, 카메라 등으로 구성될 수 있고, 전술한 제어부와 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 이러한, 제1 구획부(211)는 도 14에 도시된 바와 같이 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들의 접촉면이 정합된 상태에서, 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들의 측면을 촬영하여 발생되는 제1 영상신호를 전술한 제어부로 전달할 수 있다. 이에 따라, 제1 구획부(211)의 제1 영상신호를 통해 철골부재(1)들의 정합된 절단면(1a)이 하우징(110)의 중앙선(C)상에 일치하는지 여부를 용이하게 검사할 수 있다.

제2 구획부(213)는 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들 사이에 별도로 마련되는 제1 강성보강판(3)의 배치상태를 검사하는 구성으로, 검사수단(210)의 상부에 위치하는, 별도의 촬영수단, 예컨대, 카메라 등으로 구성될 수 있고, 전술한 제어부와 유/무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 이러한, 제2 구획부(213)는 도 15에 도시된 바와 같이 제1 강성보강판(3)의 양측 끝단이 철골부재(1)들의 일측면에 제각기 접촉된 상태에서, 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들의 측면을 촬영하여 발생되는 제2 영상신호를 전술한 제어부로 전달할 수 있다. 이에 따라, 제2 구획부(213)의 제2 영상신호를 통해 제1 강성보강판(3)이 하우징(110)의 상부면에 대하여 수평상태로 배치되는지 여부를 용이하게 검사할 수 있다.

그리고, 검사수단(210)은 제3 영상신호를 더 포함할 수 있다.

제3 영상신호는 별도로 마련될 제2 강성보강판(4)의 형태를 제공하는 구성으로, 도 15에 도시된 바와 같이 제1 강성보강판(3)이 배치된 상태에서, 제1 구획부(211) 및 제2 구획부(213)에 의해 전반적으로 촬영된 영상으로, 전술한 제어부 또는 이와 연결된 별도의 스크린 등으로 전달될 수 있다. 이에 따라, 전달받은 제3 영상신호를 바탕으로, 별도의 제조장치를 통해 철골부재(1)들과 제1 강성보강판(3) 사이의 형태에 대응되는 형태를 갖는 제2 강성보강판(4)이 용이하게 제조되도록 할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 정렬장치(100)를 이용하여 한 쌍을 이루는 철골부재(1)의 정렬과정을 도 6 내지 도 15를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 컨베이어(2)를 따라 이송되는 철골부재(1)가 전술한 천공장치(11), 그라인딩장치(13), 절단장치(15)를 거친 후, 일측에 마련된 컨베이어(2)를 통해 도 6에 도시된 바와 같은 상태를 이루는 정렬장치(100)의 일측으로 이송된다.

다음, 컨베이어(2)를 통해 이송되는 철골부재(1)의 일측 끝단이 이송부(130)의 회전롤러(135)에 안착될 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 이송부(130)에 의해 철골부재(1)가 하우징(110)의 중앙을 향해 이송된다. 이때, 작동 중인 제4 감지부(137)에 의해 철골부재(1)가 감지됨에 따라 제4 신호가 제어부로 전달되고, 이후, 제1 감지부(140)에 의해 철골부재(1)가 감지됨에 따라 제1 신호가 제어부로 전달된다.

여기서, 제어부는 제1 신호를 전달받은 후, 천공장치(11), 그라인딩장치(13), 절단장치(15) 및 컨베이어(2)의 작동을 중지시킬 수 있다. 이는, 우선적으로 이송된 철골부재(1)를 설정된 위치에 정렬시킨 후, 다른 철골부재(1)를 이에 정합시키기 위함이다.

다음, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 신호를 전달받은 제어부에 의해 스토퍼(150)가 작동된다. 자세하게는, 제1 신호를 전달받은 제어부에 의해 제3 승강부(155)의 로드가 신장되면서 걸림부재(151)가 상승되고, 제3 회전모터(157)가 회전되면서 걸림부재(151)의 걸림면(151a)이 제1 신호를 전달한 제1 감지부(140)가 배치된 방향으로 회전된다.

다음, 도 8에 도시된 바와 같이 철골부재(1)의 절단면(1a) 끝단이 하우징(110)의 중앙선(C)에 일치하게 정렬된 상태로 배치된다. 자세하게는, 철골부재(1)가 하우징(110)의 중앙을 향해 이송되는 과정 중, 제1 정렬부(160)에 의해 제3 신호가 제어부로 전달됨에 따라 이송부(130)의 작동이 중지되면서 철골부재(1)의 이송이 중지되고, 이때 철골부재(1)의 절단면(1a) 끝단이 걸림부재(151)의 걸림면(151a)에 걸린 상태로, 중앙선(C)에 일치하게 배치된 정렬부재(163)의 수직면(163b)에 지지됨에 따라 철골부재(1)의 절단면(1a) 끝단이 중앙선(C)에 일치하게 정렬된 상태로 배치된다.

다음, 도 9에 도시된 바와 같이 철골부재(1)가 제어부에 의해 작동되는 제2 정렬부(180)의 정렬판(185)에 의해 하우징(110)의 일측면으로 밀착되게 정렬된 상태로 배치된다.

다음, 도 10에 도시된 바와 같이 제4 신호를 전달받은 제어부에 의해 제2 승강부(170)의 로드가 신장된다. 자세하게는, 철골부재(1)를 감지한 제4 감지부(137) 중, 하우징(110)으로부터 가장 먼 위치에 존재하는 제4 감지부(137)가 마련된 제2 승강부(170)의 로드만이 신장된다. 이에 따라, 철골부재(1)는 절단면(1a) 끝단을 기준으로 틸딩되면서, 절단면(1a)이 걸림면(151a)에 접촉된 상태로 배치된다. 이때, 철골부재(1)의 절단면(1a)이 걸림부재(151)의 걸림면(151a)에 접촉됨과 동시에 제2 감지부(153)의 제2 센서로부터 발생되는 제2 신호가 제어부로 전달된다.

여기서, 제어부는 제2 신호를 전달받은 후, 승강중인 제2 승강부(170)의 작동을 중지시킬 수 있다. 이는, 제2 신호를 통해 철골부재(1)가 설정된 각도로 틸팅이 완료된 것을 의미함에 따라 철골부재(1)의 틸팅된 상태를 유지하기 위함이고, 철골부재(1)와 걸림부재(151) 간에 발생될 수 있는 충격이나 외력에 의한 파손을 방지하기 위함이다.

그리고, 제어부는 제2 신호를 전달받은 후, 제3 승강부(155)의 로드를 축소시켜 하우징(110)의 상부로 노출된 걸림부재(151)를 홀더(111)의 내부로 다시 수용시킨다. 이는, 후술할 다른 철골부재(1)가 하우징(110)의 중앙으로 자연스럽게 이송되도록 하기 위함이다.

아울러, 제어부는 제2 신호를 전달받은 후, 천공장치(11), 그라인딩장치(13), 절단장치(15) 및 컨베이어(2)를 다시 작동시킬 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이 우선적으로 이송된 철골부재(1)가 설정된 위치에 정렬된 후, 다른 철골부재(1)를 이에 정합시키기 위함이다.

다음, 컨베이어(2)를 따라 이송되는 다른 철골부재(1)가 전술한 천공장치(11), 그라인딩장치(13), 절단장치(15)를 거친 후, 일측에 마련된 다른 컨베이어(2)를 통해 정렬장치(100)의 타측으로 이송되어 도 11에 도시된 바와 같이 정렬된 상태로 배치된다. 이는, 전술한 철골부재(1)가 정렬된 바와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다. 다만, 후술할 다른 철골부재(1)가 이송되는 과정 중, 하우징(110)의 타측에 마련된 제1 감지부(140)에 의해 발생된 제1 신호가 제어부로 전달되더라도, 이때 스토퍼(150)는 전술한 바와 같이 작동되지 않는데, 이는, 하우징(110)의 양측에 마련된 제1 감지부(140) 모두에 의해 감지된 상태이기 때문이다. 이로 인해, 다른 철골부재(1)는 하우징(110)의 중앙으로 자연스럽게 이송될 수 있고, 이후, 다른 철골부재(1)의 절단면(1a) 끝단이 전술한 바와 같이 정렬된 철골부재(1)의 절단면(1a) 끝단에 접촉되면서 하우징(110)의 중앙선(C)에 정렬된 상태로 배치된다.

다음, 도 12에 도시된 바와 같이 철골부재(1)가 제어부에 의해 작동되는 제2 정렬부(180)의 정렬판(185)에 의해 하우징(110)의 일측면으로 밀착되게 정렬된 상태로 배치된다.

다음, 도 13에 도시된 바와 같이 제4 신호를 전달받은 제어부에 의해 제2 승강부(170)의 로드가 신장된다. 이는, 전술한 철골부재(1)가 틸팅된 바와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다. 이에 따라, 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들은 도시된 바와 같이 서로 정합된 상태로 배치될 수 있다.

다음, 제어부에 의해 작동되는 에어펌프(203)로부터 공급되는 압축공기가 하우징(110)의 내부공간(113)으로 유입되고, 이로 인해 팽창부재(201)가 팽창되면서 도 14에 도시된 바와 같이 철골부재(1)들의 하부면을 지지하는 상태로 양측에서 제각기 밀어 철골부재(1)들의 접촉된 절단면(1a)을 서로 밀착시킨다. 이에 따라, 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들의 절단면(1a)이 정합된 상태를 유지할 수 있다.

다음, 검사수단(210)의 제1 구획부(211)에 의해 촬영된 제1 영상신호가 제어부로 전달되고, 이를 별도의 스크린이나 음성출력장치를 통해 출력한다.

이와 같이, 정렬장치(100)를 이용한 철골부재(1)의 정렬과정을 통해 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들을 서로 정합된 상태로 배치시킬 수 있다.

한편, 전술한 철골부재(1)의 정렬과정 후, 한 쌍의 철골부재(1)를 서로 일체적으로 고정하기 위한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 15에 도시된 바와 같은 상태에서, 검사수단(210)의 제1 구획부(211)에 의한 검사가 완료된 경우, 용접장치(17)를 이용하여 한 쌍을 이루는 철골부재(1)들의 절단면(1a) 상부와 측부를 이음 용접하여 고정한다.

다음, 도 15에 도시된 바와 같이 철골부재(1)들의 절단면(1a) 상부에 제1 강성보강판(3)을 배치시킨다. 예컨대, 제1 강성보강판(3)은 작업자에 의해 수동적으로 배치될 수 있는데, 이때, 검사수단(210)의 제2 구획부(213)에 의해 촬영된 제2 영상신호가 제어부로 전달되고, 이를 통해 별도의 스크린이나 음성출력장치를 통해 출력되는 정보를 바탕으로, 하우징(110)의 상부면에 대하여 수평 상태로 배치시킬 수 있다.

다음, 제1 승강부(120)의 로드를 축소시킨 상태에서, 용접장치(17)를 이용하여 철골부재(1)들의 절단면(1a) 하부를 이음 용접하여 고정한 후, 제1 강성보강판(3)의 양끝단과 철골부재(1)의 접촉부분을 이음 용접하여 고정한다.

다음, 제1 구획부(211) 및 제2 구획부(213)에 의해 촬영된 제3 영상신호를 제어부로 전달하고, 이를 통해 제작된 제2 강성보강판(4)을 철골부재(1)들과 제1 강성보강판(3) 사이에 배치시킨 후, 용접장치(17)를 이용하여 이음 용접하여 고정한다. 이에 따라, 한 쌍의 철골부재(1)들은 서로 일체를 이루는 지붕 구조용 빔으로 용이하게 제조된다.

1: 철골부재 2 : 컨베이어
3 : 제1 강성보강판 4 : 제2 강성보강판
10 : 정렬장치가 구비된 철골구조물의 접합 시스템 11 : 천공장치
13 : 그라인딩장치 15 : 절단장치
17 : 용접장치 100 : 정렬장치
110 : 하우징 120 : 제1 승강부
130 : 이송부 131 : 연결브라켓
133 : 제1 회전모터 135 : 회전롤러
137 : 제4 감지부 140 : 제1 감지부
150 : 스토퍼 151 : 걸림부재
153 : 제2 감지부 155 : 제3 승강부
157 : 제3 회전모터 160 : 제1 정렬부
161 : 정렬홈 163 : 정렬부재
165 : 제1 탄성체 167 : 제3 감지부
170 : 제2 승강부 180 : 제2 정렬부
181 : 제2 회전모터 183 : 리드스크류
185 : 정렬판 200 : 고정부
210 : 검사수단

Claims

컨베이어를 따라 이송되는 철골부재의 일부분에 구멍 형태의 홀을 형성하는 천공장치;
상기 천공장치의 일측에 마련되고, 상기 철골부재에 형성된 상기 홀 부분을 연마하는 그라인딩장치;
상기 그라인딩장치의 일측에 마련되고, 상기 철골부재를 설정된 길이로 절단하며, 상기 철골부재의 일단에 설정된 각도의 절단면이 형성되도록, 상기 철골부재의 일단을 경사지게 절단하는 절단장치;
상기 절단장치의 일측에 마련되고, 상기 철골부재와 다른 상기 철골부재의 상기 절단면이 서로 정합 상태를 이루도록 배치시키는 정렬장치; 및
상기 정렬장치의 일측에 마련되고, 상기 정렬장치에 의해 한 쌍을 이루는 상기 철골부재를 이음 용접하는 용접장치;를 포함하고,
상기 정렬장치는,
중앙에 상부로 개방된 구멍 형태의 홀더가 마련된 하우징;
신축 가능한 로드가 마련되고, 상기 로드의 끝단에 설치되는 상기 하우징을 승강시키는 제1 승강부;
상기 하우징의 양측으로부터 일정간격을 두고 마련되고, 일측방향에서 진입하는 상기 철골부재 및 타측방향에서 진입하는 다른 상기 철골부재를 제각기 상기 하우징의 중앙을 향해 이송시키는 다수의 이송부;
상기 하우징의 양측 끝단에 제각기 마련되고, 상기 이송부를 통해 이송되는 상기 철골부재를 감지하여 발생되는 제1 신호를 제어부로 전달하는 제1 감지부;
상기 이송부에 의해 이송되는 상기 철골부재가 설정된 위치에 머무르도록, 상기 하우징의 상기 홀더에 승강가능하게 설치되고, 상기 제1 감지부와 연동하여 상기 하우징의 상부로 노출된 상태로 배치되면서 상기 철골부재의 이송경로를 차단하는 스토퍼;
상기 스토퍼에 걸림되는 상기 철골부재의 상기 절단면 끝단이 상기 하우징의 길이방향에 대하여 수직하게 마련되는 중앙선에 정렬된 상태로 배치되도록, 상기 중앙선을 기준으로 상기 중앙선을 따라 양측에 돌출되게 배치된 상태에서, 제각기 승강가능하게 마련되는 복수의 제1 정렬부;
상기 이송부 마다 설치되고, 신축 가능한 로드가 마련되며, 상기 로드의 끝단에 상기 이송부가 설치되고, 상기 제1 정렬부에 의해 정렬된 상기 철골부재가 설정된 각도로 틸팅되도록, 상기 이송부 중 어느 하나를 승강시키는 제2 승강부;
상기 이송부 마다 설치되고, 상기 철골부재의 일측면을 밀어 상기 철골부재를 상기 이송부의 일측면에 밀착시키면서 상기 철골부재 및 다른 상기 철골부재가 이루는 폭을 정렬시키는 제2 정렬부;를 포함하며,
상기 스토퍼는,
소정의 길이를 갖게 형성되고, 상기 하우징의 상기 홀더에 대응하는 직경을 이루는 반원 형태를 이루며, 일측에 상기 철골부재의 절단면 끝단이 걸리는 평평한 걸림면이 마련되는 걸림부재;
상기 걸림면의 일측에 마련되고, 상기 철골부재의 절단면을 감지하여 발생되는 제2 신호를 상기 제어부로 전달하는 제2 감지부;
신축 가능한 로드가 마련되고, 상기 로드의 끝단에 설치되는 상기 걸림부재를 승강시키는 제3 승강부; 및
상기 걸림부재가 상기 홀더의 원주방향을 따라 회전하도록, 상기 제3 승강부를 회전시키는 제3 회전모터;를 포함하고,
상기 걸림부재는,
상기 철골부재가 상기 제1 감지부 중 어느 하나에 감지된 경우 상기 제3 승강부에 의해 상기 하우징의 상부로 노출되고, 상기 제3 회전모터에 의해 상기 걸림면이 상기 철골부재를 감지한 상기 제1 감지부가 마련된 방향을 마주하게 회전되며, 틸딩되는 상기 철골부재의 절단면이 상기 제2 감지부에 의해 감지된 경우, 상기 제3 승강부에 의해 상기 홀더의 내부로 하강하는 것을 특징으로 하는 정렬장치가 구비된 철골구조물의 접합 시스템.