KR102340605B1 - 원통형 블록 조립을 위한 정렬지그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 원통형 블록을 조립하기 위한 정렬지그 장치에 있어서: 블록의 반경 방향으로 클램핑되는 한 쌍의 고정대(21) 상에 가동대(25)를 위치변동 가능하게 연결한 중심측정기(20); 상측 및 하측의 블록에 중심측정기(20)를 X자로 교차시켜 중심공(27)을 중첩한 상태에서 상하 중심측정기(20)의 중심공(27)을 텔레스코픽바(31)와 중심봉(33)으로 연결한 편심측정기(30); 및 상기 중심측정기(20)와 편심측정기(30)의 변위를 검출하도록 탑재되고, 제어기(48)를 통하여 상측 및 하측 블록을 동심으로 유도하는 제어수단(40);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 선박의 선미에서 추진축을 지지하는 스턴보스를 시공할 때 상측과 하측의 원통형 블록에 지그를 부착하여 간단한 위치 조정만으로 중심 확인이 가능하고, 현장의 상태와 무관하게 신속하고 정확한 측정 및 위치 확인이 가능한 효과가 있다.

Description

원통형 블록 조립을 위한 정렬지그 장치 {Alignment jig apparatus for assembling cylindrical block}
본 발명은 원통형 블록 조립 장치구에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박의 추진축이 조립되는 선미부의 스턴보스를 시공하기 위한 원통형 블록 조립을 위한 정렬지그 장치에 관한 것이다.
선박 건조 과정에서 스턴보스 블록(Stern Boss Block)과 같이 원통 정렬이 필요한 경우에 베이스가 되는 블록의 원통 하단에 측정을 통해 원통의 중심을 찾은 다음 원통에 교차되도록 피아노 줄을 설치한다. 그리고 조립될 블록 원통 상단의 중심을 측정하여 수직방향으로 추를 내려서 상, 하단 블록의 원통 중심을 맞추며 블록을 조립한다.
그러나, 설치 시 시간이 많이 소요되며 설치 후에 외부에서 발생되는 요인으로 정확한 중심 표현이 어렵다.
이와 관련하여 한국 등록실용신안공보 제0169938호(선행문헌 1), 한국 등록실용신안공보 제0471054호(선행문헌 2) 등의 선행문헌을 참조할 수 있다.
선행문헌 1은 일정 길이를 갖는 본체의 중심에 중심홀을 형성하고 중심홀을 기준으로 본체의 양단부에 자석 고정용 홀을 다수 형성하며, 중심홀과 동일선상에는 자석 고정용 홀에 볼트 고정되어 있는 자석의 중심위치를 확인할 수 있는 중심 확인용 홀을 다수 형성한다. 이에, 스턴 보스와 스턴 파이프 용접시 센터링 정도를 향상하는 효과를 기대한다.
선행문헌 2는 중심에 센터홀이 형성되는 타겟몸체; 타겟몸체 외주면에서 하측 방향으로 연장되어 타겟몸체를 지지하는 메인지지고정대; 및 타겟몸체에 일단이 고정되는 내측봉과, 일단이 내측봉에 결합되고 타단이 선체면에 거치될 수 있는 외측봉을 구비하는 보조고정지지대를 포함한다. 이에, 선체의 용접이나 재도장이 필요 없어 제작비용 감소의 효과를 기대한다.
그러나, 상기한 선행문헌은 스턴보스 시공에 관련되기는 하지만 상하로 결합되는 스턴보스 블록의 정렬에 적용하기에 한계성을 드러낸다.
한국 등록실용신안공보 제0169938호 "스턴 보스 센터링 지그" (공개일자 : 1999.11.23.) 한국 등록실용신안공보 제0471054호 "스턴 튜브 센터 맞춤용 지그" (공개일자 : 2014.01.28.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 선박의 선미에서 추진축을 지지하는 스턴보스를 시공할 때 상측과 하측의 원통형 블록이 동심으로 결합되도록 정확하게 안내하는 원통형 블록 조립을 위한 정렬지그 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수의 원통형 블록을 조립하기 위한 정렬지그 장치에 있어서: 블록의 반경 방향으로 클램핑되는 한 쌍의 고정대 상에 가동대를 위치변동 가능하게 연결한 중심측정기; 상측 및 하측의 블록에 중심측정기를 X자로 교차시켜 중심공을 중첩한 상태에서 상하 중심측정기의 중심공을 텔레스코픽바와 중심봉으로 연결한 편심측정기; 및 상기 중심측정기와 편심측정기의 변위를 검출하도록 탑재되고, 제어기를 통하여 상측 및 하측 블록을 동심으로 유도하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 중심측정기의 가동대는 중앙에 중심공을 구비하고 일측 및 타측의 고정대에 동시에 슬라이딩 또는 위치고정 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 중심측정기와 편심측정기는 볼조인트를 개재하여 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 가동대의 일측과 타측에 장착되어 가동대의 위치변동을 검출하는 제1거리검출기, 텔레스코픽바에 장착되어 텔레스코픽바의 길이변동을 검출하는 제2거리검출기, 텔레스코픽바에 장착되어 텔레스코픽바의 각도변동을 검출하는 자세검출기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어기는 수평면 상에서 일측 블록의 중심에 대한 타측 블록의 중심의 좌표를 산출하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 선박의 선미에서 추진축을 지지하는 스턴보스를 시공할 때 상측과 하측의 원통형 블록에 지그를 부착하여 간단한 위치 조정만으로 중심 확인이 가능하고, 현장의 상태와 무관하게 신속하고 정확한 측정 및 위치 확인이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 중심측정기를 나타내는 구성도
도 2는 도 1의 중심측정기를 정면에서 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 편심측정기를 나타내는 구성도
도 4는 본 발명에 따른 장치의 사용 상태를 나타내는 모식도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 복수의 원통형 블록을 조립하기 위한 정렬지그 장치에 관하여 제안한다. 선박의 스턴보스 블록(Stern Boss Block) 조립 시 원통형 블록의 정렬을 쉽게 가능하도록 하는 전용의 지그에 관련된다. 도시에서 복수의 대상 블록(10)은 2개로 예시되지만 3개 이상도 가능하다.
본 발명에 따르면 중심측정기(20)가 블록의 반경 방향으로 클램핑되는 한 쌍의 고정대(21) 상에 가동대(25)를 위치변동 가능하게 연결한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 중심측정기(20)를 구성하는 고정대(21)와 가동대(25)가 나타난다. 일측의 고정대(21)는 클램프(22)를 이용하여 블록의 일측에 고정되고, 타측의 고정대(21)는 클램프(22)를 이용하여 블록의 타측에 고정된다. 클램프(22)는 블록의 두께와 무관하게 고정대(21)를 긴밀하게 고정시킨다. 한 쌍의 고정대(21)는 가동대(25)를 이용하여 일직선 상으로 연결된다. 중심측정기(20)는 고정대(21)와 가동대(25)의 일체 구조를 이용하여 원통형 대상 블록(10)의 반경 방향으로 고정할 수 있다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 중심측정기(20)의 가동대(25)는 중앙에 중심공(27)을 구비하고 일측 및 타측의 고정대(21)에 동시에 슬라이딩 또는 위치고정 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
도 1 및 도 2에서, 가동대(25)는 안내부(23)를 개재하여 한 쌍의 고정대(21) 상으로 왕복 슬라이딩되고, 고정대(21) 상의 특정 위치에서 조임부(28)를 이용하여 가동대(25)의 슬라이딩을 구속하여 위치고정할 수 있다. 가동대(25)는 그 중심에 디스크(26)와 중심공(27)을 구비한다. 대상 블록(10)의 직경이나 두께가 변동되어도 동일한 중심측정기(20)를 적용할 수 있다. 가동대(25)의 일단이 일측 클램프(22)와 이루는 거리 및 가동대(25)의 타단이 타측 클램프(22)와 이루는 거리가 동일하면 중심공(27)은 블록의 중심에 놓일 수 있다. 가동대(25)의 단부와 클램프(22) 간의 거리는 수동 또는 자동으로 검출 가능하다.
이와 같이 원통형 대상 블록(10)의 중심을 측정하기 위한 별도의 장비가 없더라도 고정대(21) 상에서 가동대(25)를 슬라이딩시키며 양단의 거리를 동일하게 조절하여 블록의 중심을 맞출 수 있다. 종래의 추를 사용하는 방식에 비하여 설치 및 해체가 쉽고, 측정이 간편하며, 외부 환경의 영향을 거의 받지 않는다.
또한, 본 발명에 따르면 편심측정기(30)가 상측 및 하측의 블록에 중심측정기(20)를 X자로 교차시켜 중심공(27)을 중첩한 상태에서 상하 중심측정기(20)의 중심공(27)을 텔레스코픽바(31)와 중심봉(33)으로 연결한다.
도 3을 참조하면, 상하의 대상 블록(10)에 X자형으로 2개의 중심측정기(20)를 교차시키고 각각의 중심공(27)에 편심측정기(30)를 연결한 상태를 나타낸다. 편심측정기(30)는 텔레스코픽바(31), 중심봉(33) 등으로 구성된다. 텔레스코픽바(31)는 안테나처럼 길이 조절이 가능하므로 상하 블록의 간격에 관련 없이 측정하여 정렬하기 용이하다. 중심봉(33)은 X자형으로 교차된 중심측정기(20)의 중심공(27)에 각각 상대운동 가능하게 결합된다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 중심측정기(20)와 편심측정기(30)는 볼조인트를 개재하여 결합되는 것을 특징으로 한다.
도시에는 생략하나, 편심측정기(30)의 중심봉(33)이 중심측정기(20)의 중심공(27)과 볼조인트 방식으로 연결되는 것이 바람직하다. X자형으로 교차시킨 중심측정기(20)에서 디스크(26)와 중심공(27)도 중첩된다. 상하의 대상 블록(10)이 정렬되는 동안 중심공(27)과 중심봉(33)의 긴밀한 연결 상태가 유지되도록 볼조인트를 개재시킨다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 중심측정기(20)와 편심측정기(30)의 변위를 검출하도록 탑재되는 제어수단(40)이 제어기(48)를 통하여 상측 및 하측 블록을 동심으로 유도하는 구조를 이루고 있다.
도 1에서, 제어수단(40)은 제어기(48)를 통하여 중심측정기(20) 및 편심측정기(30)와 연결된다. 제어기(48)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 갖춘 마이컴 회로로 구성된다. 중심측정기(20)의 가동대(25)의 슬라이딩 변위, 편심측정기(30)의 텔레스코픽바(31)의 길이와 각도 변위는 제어기(48)를 통하여 전기적인 검출 및 제어가 가능하다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(40)은 가동대(25)의 일측과 타측에 장착되어 가동대(25)의 위치변동을 검출하는 제1거리검출기(42), 텔레스코픽바(31)에 장착되어 텔레스코픽바(31)의 길이변동을 검출하는 제2거리검출기(44), 텔레스코픽바(31)에 장착되어 텔레스코픽바(31)의 각도변동을 검출하는 자세검출기(46)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1 및 도 3에서, 제어수단(40)을 구성하는 제1거리검출기(42), 제2거리검출기(44), 자세검출기(46) 등이 나타난다. 제1거리검출기(42)는 중심측정기(20)의 가동대(25)의 양단에 레이저 센서 등의 방식으로 설치되며, 클램프(22)에 설치된 타겟(도시 생략)으로 발신하고 수신하여 거리(위치)의 변동을 측정한다. 제2거리검출기(44)는 편심측정기(30)의 텔레스코픽바(31)의 일단에 하우징(35)을 이용하여 레이저 센서 등의 방식으로 설치되며, 텔레스코픽바(31)의 타단에 설치된 타겟(37)으로 발신하고 수신하여 거리(길이)의 변동을 측정한다. 자세검출기(46)는 텔레스코픽바(31)의 하우징(35)에 카메라, 경사센서 등의 방식으로 설치되며, 텔레스코픽바(31)가 수직선에 대하여 이루는 각도의 변동을 측정한다.
도 4를 참조하여 하측의 블록(10A)을 기준으로 상측의 블록(10B)을 이동시켜 중심을 정렬하는 것으로 가정하고 작업을 순차적으로 설명한다. 기준 블록(10A)의 상단에 중심측정기(20)를 X자형으로 설치하고, 가동대(25)를 이동시키며 제1거리검출기(42)로 중심공(27)의 센터를 일치시킨후 조임부(28)로 고정하고, 이동 블록(10B)에도 동일한 방식으로 중심측정기(20)를 X자형으로 설치하고, 상하의 중심공(27)에 텔레스코픽바(31)를 연결하고, 제2거리검출기(44) 및 자세검출기(46)의 신호를 제어기(48)로 전송하여 중심의 편차를 산출한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어기(48)는 수평면 상에서 일측 블록의 중심에 대한 타측 블록의 중심의 좌표(ΔX. ΔY)를 산출하는 것을 특징으로 한다.
도 4에서, 기준 블록(10A)에 대하여 이동 블록(10B)이 X축 방향으로 ΔX, Y축 방향으로 ΔY만큼 편차를 이루는 상태를 나타낸다. 제어기(48)는 하측의 블록의 중심(PA)에 대한 상측 블록의 중심(PB)의 위치를 계산하여 이동 블록(10B)의 이동이 필요 좌표값을 작업자에게 전송하여 블록의 정렬을 유도한다.
한편, 자세검출기(46)로서 3D Disto 같은 레이저 장비를 병용하는 경우 레이저가 하측 블록의 중심에 투영되는 위치를 확인하면서 두 개의 원통형 블록을 정렬하여 블록의 조립이 가능하다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 대상 블록 20: 중심측정기
21: 고정대 22: 클램프
23: 안내부 25: 가동대
26: 디스크 27: 중심공
28: 조임부 30: 편심측정기
31: 텔레스코픽바 33: 중심봉
35: 하우징 37: 타겟
40: 제어수단 42: 제1거리검출기
44: 제2거리검출기 46; 자세검출기
48: 제어기

Claims (5)

  1. 복수의 원통형 블록을 조립하기 위한 정렬지그 장치에 있어서:
    블록의 반경 방향으로 클램핑되는 한 쌍의 고정대(21) 상에 가동대(25)를 위치변동 가능하게 연결한 중심측정기(20);
    상측 및 하측의 블록에 중심측정기(20)를 X자로 교차시켜 중심공(27)을 중첩한 상태에서 상하 중심측정기(20)의 중심공(27)을 텔레스코픽바(31)와 중심봉(33)으로 연결한 편심측정기(30); 및
    상기 중심측정기(20)와 편심측정기(30)의 변위를 검출하도록 탑재되고, 제어기(48)를 통하여 상측 및 하측 블록을 동심으로 유도하는 제어수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원통형 블록 조립을 위한 정렬지그 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중심측정기(20)의 가동대(25)는 중앙에 중심공(27)을 구비하고 일측 및 타측의 고정대(21)에 동시에 슬라이딩 또는 위치고정 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 원통형 블록 조립을 위한 정렬지그 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 중심측정기(20)와 편심측정기(30)는 볼조인트를 개재하여 결합되는 것을 특징으로 하는 원통형 블록 조립을 위한 정렬지그 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어수단(40)은 가동대(25)의 일측과 타측에 장착되어 가동대(25)의 위치변동을 검출하는 제1거리검출기(42), 텔레스코픽바(31)에 장착되어 텔레스코픽바(31)의 길이변동을 검출하는 제2거리검출기(44), 텔레스코픽바(31)에 장착되어 텔레스코픽바(31)의 각도변동을 검출하는 자세검출기(46)를 구비하는 것을 특징으로 하는 원통형 블록 조립을 위한 정렬지그 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기(48)는 수평면 상에서 일측 블록의 중심에 대한 타측 블록의 중심의 좌표(ΔX. ΔY)를 산출하는 것을 특징으로 하는 원통형 블록 조립을 위한 정렬지그 장치.
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