KR102253960B1 - 방화문의 자동조립 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물에 설치되는 방화문의 자동조립 방법에 관한 것으로서, 로봇을 이용하여 방화문의 전판과 후판을 자동으로 조립함으로써, 인건비를 대폭 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 자동 펀칭 및 벤딩가공을 통해 가공된 전판과 후판을 방화문 제조라인에 자동으로 연속 투입하고 보강대를 삽입하는 로딩 공정(S10); 2축 로봇을 이용하여 보강대에 전판과 후판을 각각 자동 본딩하는 자동 본딩 공정(S20); 실린더와 힌지를 포함하는 이너 프레임 부품을 전판과 후판 사이에 세팅한 후 볼팅 체결하는 이너 프레임 조립 공정(S40); 전판과 후판 사이에 충전재를 투입하고 보강판을 부착하는 충전재 및 보강판 조립 공정(S50); 전판과 후판을 자동으로 조립하고 볼팅하여 방화문의 외형을 완성하는 전후판 조립 공정(S60); 핫 프레스를 이용하여 조립된 방화문을 강제 건조하는 건조 공정(S70); 건조가 완료된 방화문을 언로딩한 후 연속으로 자동 적재하는 언로딩 및 자동 적재 공정(S90);을 포함하고, 상기 각각의 공정은 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

방화문의 자동조립 방법{Automatic Assembling Method of Fire Door}

본 발명은 방화문의 자동조립 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 로봇을 이용하여 방화문의 전판과 후판을 자동으로 조립함으로써, 인건비를 대폭 절감하여 원가 경쟁력을 확보함과 아울러 수동 조립방식에 비해 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 방화문의 자동조립 방법에 관한 것이다.

아파트 또는 대형 빌딩 등과 같이 대중이 이용하는 건축물에는, 화재의 발생시 연기 및 화염의 확산을 방지하기 위해 일정 장소에 방화문을 설치하여야 한다.

상기한 방화문은 건물의 면적 및 용도에 따라 그 설치장소가 정해져 있으며, 일반적으로 방화벽의 개구부, 피난계단 출입구, 옥외피난계단 출입구 등에 설치되고 있다.

상기한 방화문은, 항상 닫힌 구조를 유지하거나, 화재로 인한 연기, 온도, 불꽃을 가장 신속하게 감지하여 자동적으로 닫히는 구조로 설치된다.

상기한 방화문의 재질로는, 일반적으로 스틸 재질이 사용되지만, 샌드위치 패널 방화문 등 다양한 구조의 방화문도 사용되고 있다.

이러한 방화문 중 스틸 재질의 방화문은, 방화문의 전면을 구성하는 전판과 방화문의 배면을 구성하는 후판을 조립하여 형성하게 되는데, 대부분 작업자들에 의한 수작업에 의해 조립된다.

즉 종래의 방화문 조립방법은, 전판과 후판에 이너 프레임(Inner Frame)과 실린더 하우징(Cylinder Housing) 등을 수작업으로 조립하는 이너 프레임 조립 공정; 수작업을 통해 전판과 후판을 본딩(Bonding)하는 본딩 공정; 전판과 후판 사이에 수작업으로 충전재를 채우는 충전재 조립 공정; 수작업을 통해 전판과 후판 사이의 구성요소들을 볼팅(Bolting) 및 용접하여 방화문을 만드는 전후판 조립공정; 및 핫 프레스(Hot Press)를 이용하여 조립된 방화문을 강제 건조시키는 건조 공정;을 포함하여 이루어지고 있다.

그런데 상기한 종래의 방화문 조립방법은, 방화문의 전판과 후판을 조립하는 공정의 대부분이 수작업으로 이루어져 있어, 약 24명 정도의 작업자가 필요하고, 이로 인해 인건비가 대폭 증가하고 생산성 또한 높지 않은 문제점이 있다.

한편, 국내 공개실용신안 20-1998-0065952호에는 '방화문 조립 구조'가 개시되어 있는데, 이는 방화문 전면 중앙에는 무늬 모양을 갖는 판넬이 대응되며 그 양측으로는 커버를 설치시킨 후 이음부에 몰딩처리 하고, 배면 중앙에는 무모양의 판넬을 대응시키되 그 양측으로 커버를 설치하여 몰딩 처리하여 방화문을 제조한다.

또한, 국내 공개특허 제10-2003-0062408호에는 '방화문 및 조립방법'이 개시되어 있는데, 이는 수지결합 박리질석으로 형성된 코어, 세로대들 및 가로대들을 구비하고, 코어는 세로대들 및 가로대들의 밀도를 초과하는 밀도를 가지며, 세로대들 및 가로대들의 노출모서리들의 일부 또는 전부에 형성된 팽창성재료를 더 가지도록 하여 방화문을 제조한다.

또한, 국내 등록특허 제10-1187803호에는 '조립식 방화문 및 조립방법'이 개시되어 있는데, 이는 방화문의 전면을 구성하는 전면판과 후면을 구성하는 후면판을 용접 없이 조립할 수 있도록, 전면판과 후면판을 측방향으로 서로 끼워준 후 상하측에서 고정이 이루어지도록 함으로써 조립식 방화문을 제조한다.

또한, 국내 등록특허 제10-1611549호에는 '조립식 방화문'이 개시되어 있는데, 전면판의 측면은 후방으로 절곡한 후 그 선단에는 내측으로 꺽이는 끼움홈을 형성하고, 상기 끼움홈에는 형태의 인너 프레임에 형성된 돌기부가 끼워지게 하며, 상기 인너 프레임의 외측으로 박스 형태의 후면판이 끼워지게 한 후 상기 후면판의 측면에서 인너 프레임과 리벳으로 결합되게 하여 조립식 방화문을 제조한다.

1): 국내 공개실용신안 제20-1998-0065952호(1998. 12. 05. 공개) 2): 국내 공개특허 제10-2003-0062408호(2003. 07. 25. 공개) 3): 국내 등록특허 제10-1187803호(2012. 09. 25. 공고) 4): 국내 등록특허 제10-1611549호(2016. 04. 05. 공고)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방화문의 전판과 후판을 조립하는 주요 공정을 자동화함으로써, 인건비를 절감하여 원가 경쟁력을 확보함과 아울러 생산성을 대폭 증가시킬 수 있도록 한 방화문의 자동조립 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 로봇을 이용한 자동 조립 공정이 원활하게 이루어지도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 방화문의 제조시 후공정을 추가함으로써 방화문의 설치시 추가 작업을 필요로 하지 않도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전기아연도금강판을 사용하여 방화문을 제조할 때 자동 펀칭 및 벤딩가공을 통해 자동으로 가공된 전판과 후판을 조립하여 방화문을 만드는 방화문의 조립방법에 있어서, 자동 펀칭 및 벤딩가공을 통해 가공된 전판과 후판을 라인에 자동으로 연속 투입하고 보강대를 삽입하는 로딩 공정; 2축 로봇을 이용하여 보강대에 전판과 후판을 각각 자동 본딩하는 자동 본딩 공정; 실린더와 힌지를 포함하는 이너 프레임 부품을 전판과 후판 사이에 세팅한 후 볼팅 체결하는 이너 프레임 조립 공정; 전판과 후판 사이에 충전재를 투입하고 보강판을 부착하는 충전재 및 보강판 조립 공정; 전판과 후판을 자동으로 조립하고 볼팅하여 방화문의 외형을 완성하는 전후판 조립 공정; 핫 프레스를 이용하여 조립된 방화문을 강제 건조하는 건조 공정; 건조가 완료된 방화문을 언로딩한 후 연속으로 자동 적재하는 언로딩 및 자동 적재 공정;을 포함하고, 각각의 공정은 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 자동 본딩 공정과 이너 프레임 조립 공정 사이에, 리프팅 컨베이어를 이용하여 전판과 후판을 각각 독립적으로 이송하는 리프팅 공정이 더 포함되고, 상기 리프팅 공정에서, 전판은 상부 컨베이어 경로를 따라 이송되고, 하판은 하부 컨베이어 경로를 따라 이송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 충전재 및 보강판 조립 공정에서 사용되는 충전재는 미네랄울인 것을 특징으로 한다.

또한, 건조 공정과 언로딩 및 자동 적재 공정 사이에 조립이 완료된 방화문의 품질을 육안으로 검사하는 비전 검사 공정이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 전후판 조립 공정에서는 하부의 후판이 상측에 위치하도록 반전된 상태에서 조립이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 적재된 방화문은 패킹, 힌지 및 보호판 부착을 포함하는 후공정을 거친 후 포장 및 출하되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 방화문을 구성하는 전판과 후판 및 이너 프레임 등의 구성요소를 조립하는 전 과정이 로봇에 의해 자동으로 이루어지도록 함으로써, 인력이 최소화되는 스마트 팩토리를 실현할 수 있는 효과가 있다.

즉 작업인원을 약 24명에서 9명으로 감소시킬 수 있으므로, 인건비를 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 로봇에 의한 자동 조립방식을 이용함에 따라, 기존의 수작업 조립방식에 비해 생산성이 약 40% 정도 향상되는 효과가 있다.

또한, 자동 본딩된 전판과 하판이 별개의 경로를 통해 이너 프레임 조립 공정으로 이송되도록 함에 따라, 로봇의 이동경로가 최적화되는 효과가 있다.

또한, 방화문의 조립 및 건조가 완료된 후 비전검사를 통해 방화문의 이상 여부를 확인하게 되므로, 불량품을 사전에 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전후판 조립시 하판이 상측에 위치하도록 반전시킨 상태에서 자동 조립 및 볼팅이 이루어짐에 따라, 로봇의 이동 경로가 최적화되는 효과가 있다.

또한, 조립이 완료되어 적재된 방화문에 후공정을 수행함에 따라, 방화문 설치시 별도의 조립작업을 생략하여 설치시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 방화문 조립 과정을 개략적으로 나타낸 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 방화문의 자동조립 방법을 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 방화문의 자동조립 방법의 적용을 위한 라인 배치도.
도 4는 본 발명에 적용되는 소재의 단면 설명을 위한 참고도.
도 5는 본 발명에 따른 방화문 조립 라인의 모습과 배치 구조를 나타낸 도면.

이하, 본 발명에 따른 방화문의 자동조립 방법의 바람직한 실시예를 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 방화문의 자동조립 방법은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 자동 펀칭(Punching) 및 벤딩(Bending)가공을 통해 가공된 전판과 후판을 라인에 자동으로 연속 투입하고 보강대를 삽입하는 로딩(Loading) 공정(S10), 2축 로봇을 이용하여 보강대에 전판과 후판을 각각 자동 본딩(Bonding)하는 자동 본딩 공정(S20), 리프팅 컨베이어(Lifting Conveyor)를 이용하여 전판과 후판을 각각 독립적으로 이송하는 리프팅 공정(S30), 실린더(Cylinder)와 힌지(Hinge)를 포함하는 이너 프레임(Inner Frame) 부품을 전판과 후판 사이에 세팅한 후 볼팅(Bolting) 체결하는 이너 프레임 조립 공정(S40), 전판과 후판 사이에 충전재를 투입하고 보강판을 부착하는 충전재 및 보강판 조립 공정(S50), 전판과 후판을 자동으로 조립하고 볼팅하여 방화문의 외형을 완성하는 전후판 조립 공정(S60), 핫 프레스(Hot Press)를 이용하여 조립된 방화문을 강제 건조하는 건조 공정(S70), 조립이 완료된 방화문의 품질을 육안으로 검사하는 비전(Vision) 검사 공정(S80), 건조가 완료된 방화문을 언로딩(Unloading)한 후 연속으로 자동 적재하는 언로딩 및 자동 적재 공정(S90);을 포함한다.

여기서, 상기 로딩 공정(S10)과 자동 본딩 공정(S20), 리프팅 공정(S30), 이너 프레임 조립 공정(S40), 충전재 및 보강판 조립 공정(S50), 전후판 조립 공정(S60), 건조 공정(S70) 및 언로딩 및 자동 적재 공정(S90)은, 로봇(Robot)에 의해 자동으로 이루어지도록 구성된다.

상기 전판과 후판은, 전기아연도금강판에 도막처리를 한 것으로, 기존의 컬러 강판에 비해 소재비가 대략 30% 정도 절감된다.

상기한 전판과 후판 소재는, 도 4에 도시된 바와 같이, 스틸 강판(11)에 전기아연도금을 실시하여 아연도금층(12)을 형성한 후, 표면을 도장하는 후처리 공정을 통해 아연도금층(12)의 외측에 도막(13)이 형성되도록 한 것이다.

상기한 소재를 사용함으로써 실크스크린 인쇄가 가능하게 되므로, 방화문에 대한 자체 디자인을 인쇄하여 생산할 수가 있다.

이에 따라, 방화문의 제조비용와 디자인 인쇄에 따르는 운송비용을 절감할 수가 있다.

또한, 상기 전판과 후판은 자동 펀칭 및 벤딩기계에 의해 가공되는 것이 바람직하다. 이로써 무인화 시스템을 통해 제조 인건비를 절감할 수가 있다.

상기 로딩 공정(S10)은, 자동 펀칭 및 벤딩가공에 의해 가공된 각종 소재, 즉 전판과 후판을 자동으로 라인에 공급함과 아울러, 전판과 후판 사이에 위치되는 보강대를 자동으로 삽입하는 공정이다.

상기 자동 본딩 공정(S20)은, X축과 Y축을 따라 이동되는 2축 로봇을 이용하여 본딩 라인을 따라 이송 중인 전판과 후판을 각각 보강대에 본딩하는 공정으로, 상기 전판과 후판은 각기 다른 보강대에 본딩된다.

상기 리프팅 공정(S30)은, 보강대가 본딩된 전판과 후판을 이너 프레임 조립라인으로 이송하는 공정이다.

여기서 상기 상기 리프팅 공정을 수행하기 위한 리프팅 라인은, 상기 전판과 후판이 독립적으로 이송되도록, 전판은 상부 컨베이어 경로를 따라 이송되고, 하판은 하부 컨베이어 경로를 따라 이송되도록 구성된다.

상기 이너 프레임 조립 공정(S40)은, 전판과 후판 사이에 실린더 하우징과 힌지 등의 이너 프레임 부재를 삽입하여 설치하는 공정으로, 전판과 후판 사이에 이너 프레임 부재를 세팅한 후 볼팅하는 작업이 자동으로 이루어지도록 구성된다.

상기 충전재 및 보강판 조립 공정(S50)은, 전판과 후판 사이의 공간에 충전재를 투입하고 보강판을 부착하는 공정으로, 충전재의 투입과 보강판의 부착 작업이 모두 자동으로 이루어지도록 구성된다.

이때, 상기 충전재로는 미네랄울(Mineral Wool)을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 전후판 조립 공정(S60)은, 전판과 후판을 자동으로 조립하고 볼팅하여 방화문의 외형을 완성하는 공정으로, 하부의 후판이 상측에 위치하도록 반전된 상태에서 조립이 이루어지도록 한다.

이에 따라, 로봇을 이용한 조립 및 볼팅 작업이 원활하게 이루어지고, 로봇의 이동 경로를 최적화시킬 수 있게 된다.

상기 건조 공정(S70)은, 8단의 핫 프레스를 이용하여 조립이 완료된 방화문을 강제 건조시키는 공정으로, 핫 프레스 건조라인은 방화문이 핫 프레스에 자동으로 공급됨과 아울러 건조가 완료된 방화문이 자동으로 배출되도록 구성된다.

상기 비전 검사 공정(S30)은, 조립 및 건조가 완료된 방화문의 품질을 육안으로 검사하는 공정으로, 방화문의 뒤틀림 등을 검사하여 불량품을 사전에 제거할 수 있도록 한다.

상기 언로딩 및 자동 적재 공정(S90)은, 검사가 완료된 방화문을 자동으로 배출하여 적재하는 공정으로, 전판과 후판 2개가 한 세트로 이루어져 적재되도록 한다.

그리고 적재된 방화문은, 패킹, 힌지 및 보호판 부착을 포함하는 후공정을 거친 후에 포장 및 출하된다.

이에 따라, 방화문의 설치 현장에서 별도의 추가 작업을 실시하지 않고 방화문을 그대로 설치할 수 있으므로, 방화문의 설치에 따르는 시간을 대폭 단축할 수가 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

11 : 스틸(Steel) 강판
12 : 아연도금층
13 : 도막

Claims (6)

1. 건축물에 설치되는 방화문을 조립하는 방법에 있어서,
   자동 펀칭 및 벤딩가공을 통해 가공된 전판과 후판을 방화문 제조라인에 자동으로 연속 투입하고 보강대를 삽입하는 로딩 공정(S10);
   X축과 Y축을 따라 이동되는 2축 로봇을 이용하여 전판과 후판을 각각 다른 보강대에 본딩하는 자동 본딩 공정(S20);
   리프팅 컨베이어를 이용하여 보강대가 본딩된 전판과 후판을 이너 프레임 조립라인으로 이송하는 리프팅 공정(S30);
   실린더와 힌지를 포함하는 이너 프레임 부품을 전판과 후판 사이에 세팅한 후 볼팅 체결하는 이너 프레임 조립 공정(S40);
   전판과 후판 사이에 충전재를 투입하고 보강판을 부착하는 충전재 및 보강판 조립 공정(S50);
   전판과 후판을 자동으로 조립하고 볼팅하여 방화문의 외형을 완성하는 전후판 조립 공정(S60);
   핫 프레스를 이용하여 조립된 방화문을 강제 건조하는 건조 공정(S70);
   조립이 완료된 방화문의 품질을 육안으로 검사하는 비전 검사 공정(S80);
   검사가 완료된 방화문을 자동으로 배출하여 적재하는 언로딩 및 자동 적재 공정(S90);을 포함하고,
   상기 각각의 공정은 자동으로 이루어지며
   상기 로딩 공정(S10)에 투입되는 전판과 후판 소재는,
   스틸 강판(11)에 전기아연도금을 실시하여 아연도금층(12)을 형성한 후, 표면을 도장하는 후처리 공정에 의해 도막(13)을 형성하여 실크스크린 인쇄가 가능하도록 하고,
   상기 리프팅 공정(S30)에서,
   상기 전판과 후판이 독립적으로 이송되도록, 전판은 상부 컨베이어 경로를 따라 이송되고, 하판은 하부 컨베이어 경로를 따라 이송되며,
   상기 충전재 및 보강판 조립 공정(S50)에서 사용되는 충전재는 미네랄울(Mineral Wool)이고,
   상기 전후판 조립 공정(S60)에서,
   하부의 후판이 상측에 위치하도록 반전된 상태에서 로봇에 의해 조립 및 볼팅작업이 이루어지고,
   상기 언로딩 및 자동 적재 공정(S90)에서 적재된 방화문은, 패킹, 힌지 및 보호판 부착을 포함하는 후공정을 거친 후에 포장 및 출하되는 것을 특징으로 하는 방화문의 자동조립 방법.
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