KR102483667B1 - 내진 박스 기둥 용접 장치 및 방법 - Google Patents

내진 박스 기둥 용접 장치 및 방법 Download PDF

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윤중석
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주식회사 동성중공업
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Abstract

본 발명은 내진 박스 기둥 안쪽의 용접이 용이한 내진 박스 기둥 용접 장치 및 방법에 관한 것으로, 제1판의 내면에 내벽의 일측을 용접하기 위한 제1용접부; 상기 제1판의 양측에 제2판의 일측과 제3판의 일측을 각각 용접하여, U자 기둥을 형성하기 위한 제2용접부; 상기 U자 기둥에서 개구된 부분에 제4판을 용접하여 내진 박스 기둥을 형성하기 위한 제3용접부; 및 상기 제2판의 다른 일측에 구비된 제1관통공, 상기 내벽의 다른 일측에 구비된 제2관통공, 상기 제3판의 다른 일측에 구비된 제3관통공을 통하여 상기 내벽과 상기 제4판을 용접하기 위한 제4용접부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

내진 박스 기둥 용접 장치 및 방법{Seismic box column welding device and method}
본 발명은 내진 박스 기둥 용접 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 내진 박스 기둥 안쪽의 용접이 용이한 내진 박스 기둥 용접 장치 및 방법에 관한 것이다.
건축물에 사용되는 내진 박스 기둥은, 박스 형상으로 이루어지고 내진 성능이 확보된 부재로서, 축하중과 휨모멘트를 함께 받을 뿐 아니라 1방향으로 모멘트를 받는 보와는 달리 2방향의 모멘트를 받게 되므로 매우 복잡한 응력 구조를 가진다.
한국등록특허 제10-1846501호(2018.04.02 등록)는 철근래티스 콘크리트 스틸합성 박스형 기둥 구조체에 관하여 기재되어 있으며, 개시된 기술에 따르면, 사각단면의 철근조립체와, 철근조립체의 각 외면에 부착되는 판상재로 이루어져 그 내부에 폐쇄공간이 형성되고 그 내부에 콘크리트가 타설되는 박스형 기둥에 있어서, 철근조립체는, 사각단면의 각 모서리에 위치한 수직주근과, 이웃하는 각 수직주근 사이에 설치되는 사재근이 포함되어 구성되고, 판상재의 한 쌍은 복부판의 양측단에서 내측으로 수직절곡된 모서리단부와 모서리단부에서 다시 복부판의 방향으로 절곡된 접합단부로 이루어지는 ㄷ단면형 접합리브가 형성되고, 접합단부가 수직주근에 용접 부착되면서 서로 대향되도록 배치되는 제1판상재이고, 다른 한 쌍은 복부판의 양측단에 내측으로 절곡된 접합단부로 이루어지는 ㄴ단면형 접합리브가 형성되어, 제1판상재의 ㄷ단면형 접합리브에 용접 접합되면서 서로 대향되도록 배치되는 제2판상재이며, 제1판상재의 ㄷ단면형 접합리브와 제2판상재의 ㄴ단면형 접합리브 사이에 트렌치 형상의 용접홈이 형성되도록 적어도 어느 하나의 접합단부는 경사지게 절곡되는 것을 특징으로 한다.
한국등록특허 제10-1734107호(2017.05.02 등록)는 강재보 접합용 다이아프램이 내장된 박스형 CFT 기둥 구조체 및 그의 제작방법에 관하여 기재되어 있다. 개시된 기술에 따르면, 내부에 콘크리트를 충진하여 강-콘크리트 합성기둥을 구축하기 위한 기둥 구조체에 있어서, 기둥 구조체의 길이방향으로 적어도 강재보의 상부플랜지가 접합되는 위치에 다이아프램이 설치되는 것으로서, 다이아프램은 ㄷ자 형상의 3면 다이아프램과 ㅡ자 형상의 1면 다이아프램이 용접으로 일체화되도록 구성되되, 1면 다이아프램은 3면 다이아프램보다 큰 폭으로 구성되고, 3면 다이아프램의 각 외측단에는 각기 개별적으로 제작된 전면판과 한 쌍의 측면판이 각각 부착되고, 1면 다이아프램의 외측단에는 수평슬릿이 구비된 후면판이 부착되되, 전면판과 측면판 및 후면판의 각 내면에는 길이방향으로 다수 개의 평철편과 한 개의 수직철근으로 구성되는 수직보강대의 다수 개가 병렬로 설치되고, 전면판과 측면판에 설치되는 수직보강대의 수직철근은 3면 다이아프램의 내측단쪽에 위치하여, 병렬로 설치된 다수 개의 수직보강대 내부에 3면 다이아프램이 삽입된 형태로 설치되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 종래에는, 철근 또는 철판을 용접하여 박스 형상의 기둥으로 제조하고 있으나, 철판의 안쪽으로는 용접이 어렵고 이로 인해 내구성이 떨어지는 단점이 있었다.
한국등록특허 제10-1846501호 한국등록특허 제10-1734107호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내진 박스 기둥 안쪽의 용접이 용이한 내진 박스 기둥 용접 장치 및 방법을 제공한다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 특징에 따르면, 제1판의 내면에 내벽의 일측을 용접하기 위한 제1용접부; 상기 제1판의 양측에 제2판의 일측과 제3판의 일측을 각각 용접하여, U자 기둥을 형성하기 위한 제2용접부; 상기 U자 기둥에서 개구된 부분에 제4판을 용접하여 내진 박스 기둥을 형성하기 위한 제3용접부; 및 상기 제2판의 다른 일측에 구비된 제1관통공, 상기 내벽의 다른 일측에 구비된 제2관통공, 상기 제3판의 다른 일측에 구비된 제3관통공을 통하여 상기 내벽과 상기 제4판을 용접하기 위한 제4용접부를 포함하는 내진 박스 기둥 용접 장치를 제공한다.
일 실시 예에서, 상기 U자 기둥과 상기 제4판을 고정하기 위한 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 고정부는, ‘┘’자 형상으로 이루어지며, 일측이 상기 제1판의 일측에 걸리는 제1지그; ‘└’자 형상으로 이루어지며, 일측이 상기 제1판의 다른 일측에 걸리는 제2지그; 상기 제1지그의 다른 일측과 상기 제2지그의 다른 일측을 연결하기 위한 제3지그; 상기 제1지그의 다른 일측과 상기 제3지그의 일측, 상기 제2지그의 일측과 상기 제3지그의 다른 일측을 고정하기 위한 고정수단; 및 상기 제4판과 상기 제3지그 사이에 형성되어, 상기 제4판을 가압하기 위한 가압수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 내진 박스 기둥을 상하 방향으로 90°의 각도로 회전시키기 위한 회전부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 내진 박스 기둥의 상부에 설치되는 레일부; 상기 레일부에 이동 가능하게 설치되는 본체부; 및 상기 본체부의 일측에 형성되어, 금속바를 상기 제1관통공, 상기 제2관통공, 상기 제3관통공으로 삽입하기 위한 삽입부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 제4용접부는, 상기 금속바를 가열하여 상기 내벽과 상기 제4판을 용접하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 내진 박스 기둥의 양측에 각각 형성되어, 상기 제1판과 상기 제4판을 가압하기 위한 가압부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 제4용접부에 의해 발생되는 용접비드를 연삭하기 위한 연삭부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 제1판과 상기 가압부 사이에 형성되어, 상기 제1판에 가해지는 제1압력값을 감지하기 위한 제1압력센서부; 상기 제4판과 상기 가압부 사이에 형성되어, 상기 제4판에 가해지는 제2압력값을 감지하기 위한 제2압력센서부; 상기 제1압력값과 상기 제2압력값의 차이값에 따라 알람을 발생시키기 위한 기준 차이값을 미리 설정하여 저장하는 메모리부; 상기 제1압력센서부로부터 전달받은 제1압력값과 상기 제2압력센서부로부터 전달받은 제2압력값의 차이값을 계산하며, 계산된 차이값이 상기 메모리부에 저장된 기준 차이값 이상인 경우에 경보신호를 생성시키기 위한 제어부; 및 상기 제어부로부터 경보신호를 전달받아 작업자에게 알려주기 위한 알림부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1용접부를 이용하여 제1판의 내면에 내벽의 일측을 용접하는 제1용접단계; 제2용접부를 이용하여 상기 제1판의 양측에 제2판의 일측과 제3판의 일측을 각각 용접하여, U자 기둥을 형성하는 제2용접단계; 제3용접부를 이용하여 상기 U자 기둥에서 개구된 부분에 제4판을 용접하여 내진 박스 기둥을 형성하는 제3용접단계; 및 제4용접부를 이용하여 상기 제2판의 다른 일측에 구비된 제1관통공, 상기 내벽의 다른 일측에 구비된 제2관통공, 상기 제3판의 다른 일측에 구비된 제3관통공을 통하여 상기 내벽과 상기 제4판을 용접하는 제4용접단계를 포함하는 내진 박스 기둥 용접 방법을 제공한다.
일 실시 예에서, 상기 제3용접단계 이전에, 고정부를 이용하여 상기 U자 기둥과 상기 제4판을 고정하는 고정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 제4용접단계 이전에, 회전부를 이용하여 상기 내진 박스 기둥을 상하 방향으로 90°의 각도로 회전시키는 회전단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 제4용접단계 이전에, 상기 내진 박스 기둥의 상부에 레일부를 설치하는 레일부 설치단계; 상기 레일부에 본체부를 설치하는 본체부 설치단계; 및 상기 본체부의 일측에 형성된 삽입부를 이용하여 금속바를 상기 제1관통공, 상기 제2관통공, 상기 제3관통공으로 삽입하는 삽입단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 제4용접단계 이전에, 가압부를 이용하여 상기 제1판과 상기 제4판을 가압하는 가압단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 제4용접단계 이후에, 연삭부를 이용하여 상기 제4용접단계에서 발생되는 용접비드를 연삭하는 연삭단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 내진 박스 기둥의 내부에 설치되는 내벽과 내진 박스 기둥 안쪽면의 용접 작업이 용이하고, 내구성 및 품질을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 방법을 설명하는 순서도이다.
도 9는 도 8에 있는 제1용접단계를 설명하는 도면이다.
도 10은 도 8에 있는 제2용접단계를 설명하는 도면이다.
도 11은 도 8에 있는 제3용접단계를 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 방법을 설명하는 순서도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 방법을 설명하는 순서도이다.
도 14는 도 13에 있는 회전단계를 설명하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 방법을 설명하는 순서도이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 방법을 설명하는 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 내진 박스 기둥 용접 장치는, 제1용접부(100), 제2용접부(200), 제3용접부(300), 제4용접부(400)를 포함한다.
제1용접부(100)는, 제1판(10)의 내면에 내벽(50)의 일측을 용접한다.
일 실시 예에서, 제1용접부(100)는, 두 개의 금속을 용접할 때 사용하는 용접기로써, 자동용접기, 수동용접기 등 다양한 수단으로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에서, 제1용접부(100)는, 제1판(10)의 내면에 일정 간격을 두고 복수개의 내벽(50) 일측을 각각 용접할 수 있다.
제2용접부(200)는, 제1판(10)의 양측에 제2판(20)의 일측과 제3판(30)의 일측을 각각 용접하여, 단면이 ‘U’자 형상으로 되는 U자 기둥을 형성한다.
일 실시 예에서, 제2용접부(200)는, 두 개의 금속을 용접할 때 사용하는 용접기로써, 자동용접기, 수동용접기 등 다양한 수단으로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에서, 제2용접부(200)는, 내벽(50)과 제2판(20) 사이 및 내벽(50)과 제3판(30) 사이도 용접할 수 있다.
제3용접부(300)는, U자 기둥에서 개구된 부분에 제4판(40)의 양측을 용접하여 내진 박스 기둥을 형성한다.
일 실시 예에서, 제1용접부(200)는, 두 개의 금속을 용접할 때 사용하는 용접기로써, 자동용접기, 수동용접기 등 다양한 수단으로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에서, 제3용접부(300)는, U자 기둥에서 개구된 부분에 제4판(40)의 양측 바깥쪽을 용접할 수 있다.
제4용접부(400)는, 제2판(20)의 다른 일측에 구비된 제1관통공(21), 내벽(50)의 다른 일측에 구비된 제2관통공(51), 제3판(30)의 다른 일측에 구비된 제3관통공(31)을 통하여 내벽(50)과 제4판(40)을 용접한다. 즉, 내벽(50)의 다른 일측과 제4판(40)의 내면을 용접할 수 있는 것이다.
일 실시 예에서, 제4용접부(400)는, 제1관통공(21), 제2관통공(51), 제3관통공(31)에 금속바(A)를 삽입한 후, 가열하여 금속바(A)를 녹여 용접할 수 있다.
여기서, 금속바(A)는, 철, 알루미늄, 구리 등 다양한 금속 재질로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에서, 제4용접부(400)는, 제2판(20) 일측에 구비된 제4관통공(22), 내벽(50)의 일측에 구비된 제5관통공(52), 제3판(30)의 일측에 구비된 제6관통공(32)을 통하여 내벽(50)의 일측과 제1판(10)의 내면을 용접할 수도 있다.
상술한 바와 같은 구성을 지닌 내진 박스 기둥 용접 장치는, 내진 박스 기둥의 내부에 설치되는 내벽과 내진 박스 기둥 안쪽면의 용접 작업이 용이하고, 내구성 및 품질을 대폭 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 정면도이다.
도 2를 참조하면, 내진 박스 기둥 용접 장치는, 제1용접부(100), 제2용접부(200), 제3용접부(300), 제4용접부(400), 고정부(500)를 포함한다. 여기서, 제1용접부(100), 제2용접부(200), 제3용접부(300), 제4용접부(400)는 도 1의 구성과 유사하므로 그 설명을 생략하고 다른 부분에 대해서만 아래에서 설명한다.
고정부(500)는, 제3용접부(300)에 의해 형성된 U자 기둥과 제4판(40)을 고정한다.
일 실시 예에서, 고정부(500)는, 제1지그(510), 제2지그(520), 제3지그(530), 고정수단(540), 가압수단(550)으로 이루어질 수 있다.
제1지그(510)는, 단면이 ‘┘’자 형상으로 이루어지며, 일측이 제1판(10)의 일측에 걸린다.
일 실시 예에서, 제1지그(510)는, 다른 일측에 복수개의 제1홀이 구비될 수 있다.
제2지그(520)는, 단면이 ‘└’자 형상으로 이루어지며, 일측이 제1판(10)의 다른 일측에 걸린다.
일 실시 예에서, 제2지그(520)는, 다른 일측에 복수개의 제2홀이 구비될 수 있다.
제3지그(530)는, 단면이 ‘ㅡ’자 형상으로 이루어지며, 제1지그(510)의 다른 일측과 제2지그(520)의 다른 일측을 연결한다.
일 실시 예에서, 제3지그(530)는, 양측에 복수개의 제3홀이 구비될 수 있다.
고정수단(540)은, 제1지그(510)의 다른 일측과 제3지그(530)의 일측 및 상기 제2지그(520)의 다른 일측과 제3지그(530)의 다른 일측을 고정한다.
일 실시 예에서, 고정수단(540)은, 볼트와 너트로써, 내진 박스 기둥의 크기에 따라, 제1지그(510)의 다른 일측에 구비된 복수개의 제1홀 중 하나와 제3지그(530)의 일측에 구비된 복수개의 제3홀 중 하나에 체결되고, 제2지그(520)의 다른 일측에 구비된 복수개의 제2홀 중 하나와 제3지그(530)의 다른 일측에 구비된 복수개의 제3홀 중 하나에 체결될 수 있다.
가압수단(550)은, 제4판(40)과 제3지그(530) 사이에 형성되어, 제4판(40)을 가압한다.
일 실시 예에서, 가압수단(550)은, 필요에 따라 하나 또는 그 이상의 개수로 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 가압수단(550)은, 제4판(40)을 가압하기 위해 유압잭 등 다양한 장치로 구성될 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같은 구성을 지닌 내진 박스 기둥 용접 장치는, 고정부(500)를 통해 U자 기둥과 제4판(40)을 고정시킨 상태에서 제3용접부(300)가 U자 기둥에서 개구된 부분에 제4판(40)의 양측을 용접할 수 있도록 함으로써, 정확한 용접 작업이 가능하여 용이하게 용접 작업을 수행할 수 있으며, 불량이 발생하지 않아 용접 작업의 생산성과 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 사시도이며, 도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 정면도이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 내진 박스 기둥 용접 장치는, 회전부(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음), 레일부(600), 본체부(700), 삽입부(800)를 더 포함한다.
회전부는, 제3용접부(300)에 의해 형성된 내진 박스 기둥을 상하 방향으로 90°의 각도로 회전시킨다. 이는 내벽(50)의 다른 일측에 구비된 ‘ㅡ’자 형태의 제2관통공(51) 또는 내벽(50)의 일측에 구비된 ‘ㅡ’자 형태의 제5관통공(52)을 세로 방향으로 세워 작업을 용이하게 하기 위함이다.
일 실시 예에서, 회전부는, 내진 박스 기둥을 들어 올려 회전시키기 위한 크레인 등의 장치일 수 있으며, 제2판(20)이 상부에 위치하도록 회전시키거나, 제3판(30)이 상부에 위치하도록 회전시킬 수 있다.
레일부(600)는, 내진 박스 기둥의 상부에 설치되며, 본체부(700)를 가이드한다.
일 실시 예에서, 레일부(600)는, 회전부에 의해 회전된 내진 박스 기둥의 상부, 즉, 제2판(20) 또는 제3판(30)의 외면에 설치될 수 있다.
본체부(700)는, 레일부(600)에 이동 가능하게 설치되며, 일측에 삽입부(800)가 설치되도록 한다.
삽입부(800)는, 본체부(700)의 일측에 형성되어, 금속바(A)를 제1관통공(21), 제2관통공(51), 제3관통공(31)으로 삽입한다.
일 실시 예에서, 삽입부(800)는, 내벽(50)에 제2관통공(51)과 제5관통공(52)이 둘 다 구비된 경우에는 본체부(700)의 양측에 각각 설치될 수 있다.
일 실시 예에서, 삽입부(800)는, 구동력을 발생시키기 위한 모터, 모터에서 발생시킨 구동력을 전달받아 회전하면서 금속바(A)를 이송시키기 위한 한 쌍의 롤러를 포함할 수 있다.
여기서, 삽입부(800)에 의해 금속바(A)가 제1관통공(21), 제2관통공(51), 제3관통공(31)으로 삽입되면, 제4용접부(400)가 금속바(A)를 가열하여 금속바(A)가 녹으면서 내벽(50)과 제4판(40)을 용접할 수 있는 것이다.
이때, 제4용접부(400)는 외부로부터 전원을 공급받아 약 200 ~ 1000℃의 온도로 가열되는 와이어를 포함할 수 있으며, 일렉트로 슬래그 용접(Eldctro slag welding)법으로 용접할 수 있다.
일렉트로 슬래그 용접이란, ESW 또는 CES 용접이라고도 하며, 용융슬래그 속에 용접봉을 연속으로 공급하고, 용접봉과 용융금속 속을 흐르는 전류에 의해 전기저항 발열로써 전극을 용융시키는 것이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 정면도이다.
도 5를 참조하면, 내진 박스 기둥 용접 장치는, 가압부(900)를 더 포함한다.
가압부(900)는, 내진 박스 기둥의 양측에 각각 형성되어, 제1판(10)과 제4판(40)을 안쪽 방향으로 가압한다.
일 실시 예에서, 가압부(900)는, 제1판(10)과 제4판(40)을 안쪽 방향으로 가압하기 위한 유압기 등의 장치일 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 지닌 내진 박스 기둥 용접 장치는, 가압부(900)를 통해 제1판(10)과 제4판(40)을 가압한 상태에서 제4용접부(400)가 내벽(50)과 제4판(40)을 용접할 수 있도록 함으로써, 정확한 용접 작업이 가능하여 용이하게 용접 작업을 수행할 수 있으며, 불량이 발생하지 않아 용접 작업의 생산성과 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 정면도이다.
도 6을 참조하면, 내진 박스 기둥 용접 장치는, 연삭부(1000)를 더 포함한다.
연삭부(1000)는, 제4용접부(400)에 의해 발생되는 용접비드를 연삭하여 제거한다.
일 실시 예에서, 연삭부(1000)는, 예를 들어, 그라인더일 수 있으며, 용접비드 표면을 연삭하여 용접 부위를 평탄하게 다듬질 작업할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 장치를 설명하는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 내진 박스 기둥 용접 장치는, 제1압력센서부(1100), 제2압력센서부(1200), 메모리부(1300), 제어부(1400), 알림부(1500)를 더 포함한다.
제1압력센서부(1100)는, 제1판(10)과 가압부(900) 사이에 형성되어, 제1판(10)에 가해지는 제1압력값을 감지하여 제어부(1400)로 전달한다.
제2압력센서부(1200)는, 제4판(40)과 가압부(900) 사이에 형성되어, 제4판(40)에 가해지는 제2압력값을 감지하여 제어부(1400)로 전달한다.
메모리부(1300)는, 제1압력값과 상기 제2압력값의 차이값에 따라 알람을 발생시키기 위한 기준 차이값을 미리 설정하여 저장한다.
일 실시 예에서, 메모리부(1300)는, 제1 압력값과 제2 압력값의 차이값이 기 설정된 값(예를 들어, 제1압력값과 제2압력값의 차이가 1% 이상) 이상이 되는 경우 비정상적인 상태로 판단할 수 있도록 기준 차이값을 저장할 수 있다.
제어부(1400)는, 제1압력센서부(1100)로부터 전달받은 제1압력값과 제2압력센서부(1200)로부터 전달받은 제2압력값의 차이값을 계산하며, 계산된 차이값이 메모리부(1300)에 저장된 기준 차이값 이상인 경우에 경보신호를 생성시킨다.
알림부(1500)는, 제어부(1400)로부터 경보신호를 전달받아 작업자에게 알려준다.
일 실시 예에서, 알림부(1500)는, 가압부(900)에 설치될 수 있으며, 제어부(1400)에서 생성시킨 경보 신호를 입력받아 경고음을 출력하기 위한 스피커 또는 발광하여 시각적으로 알려주기 위한 발광램프로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 지닌 내진 박스 기둥 용접 장치는, 제1판(10)에 가해지는 제1압력값과 제4판(40)에 가해지는 제2압력값의 차이값이 기준 차이값 이상인 경우 작업자에게 알려줌으로써, 가압부(900)를 조절하여 제1판(10)과 제4판(40)에 가해지는 압력값을 동일하게 맞추어줄 수 있도록 한다.
이에 따라, 제1판(10)과 제4판(40)에 동일한 압력을 가하여 용접 작업시, 어느 한쪽으로 치우치지 않도록 하며, 용접의 정확도 및 품질을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 방법을 설명하는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 내진 박스 기둥 용접 방법은, 제1용접단계(S100), 제2용접단계(S200), 제3용접단계(S300), 제4용접단계(S400)를 포함한다.
제1용접단계(S100)는, 제1용접부(100)를 이용하여 제1판(10)의 내면에 내벽(50)의 일측을 용접한다. 제1판(10)의 내면에 내벽(50)의 일측이 용접된 상태는 도 9에 잘 나타나 있다.
제2용접단계(S200)는, 제2용접부(200)를 이용하여 제1판(10)의 양측에 제2판(20)의 일측과 제3판(30)의 일측을 각각 용접하여, U자 기둥을 형성한다. U자 기둥이 형성된 상태는 도 10에 잘 나타나 있다.
이때, 내벽(50)과 제2판(20) 사이 및 내벽(50)과 제3판(30) 사이도 용접할 수 있다.
제3용접단계(S300)는, 제2용접단계(S200)에서 형성한 U자 기둥에서 개구된 부분에 제3용접부(300)를 이용하여 제4판(40)을 용접하여 내진 박스 기둥을 형성한다. 내진 박스 기둥이 형성된 상태는 도 11에 잘 나타나 있다.
제4용접단계(S400)는, 제4용접부(400)를 이용하여 제2판(20)의 다른 일측에 구비된 제1관통공(21), 내벽(50)의 다른 일측에 구비된 제2관통공(51), 제3판(30)의 다른 일측에 구비된 제3관통공(31)을 통하여 내벽(50)과 제4판(40)을 용접한다.
일 실시 예에서, 제4용접단계(S400)는, 제1관통공(21), 제2관통공(51), 제3관통공(31)에 금속바(A)를 삽입한 후, 가열하여 금속바(A)를 녹여 용접할 수 있다.
일 실시 예에서, 제4용접단계(S400)는, 제2판(20)의 일측에 구비된 제4관통공(22), 내벽(50)의 일측에 구비된 제5관통공(52), 제3판(30)의 일측에 구비된 제6관통공(32)을 통하여 내벽(50)의 일측과 제1판(10)의 내면을 용접할 수도 있다.
여기서, 제2관통공(51) 또는 제5관통공(52)은 내벽(50)에 미리 형성된 것이며, 제1관통공(21), 제3관통공(31), 제4관통공(22), 제6관통공(32)은 제2판(20) 또는 제4판(40)에 미리 형성된 것이거나, 제4용접단계(S400)에서 프레스기 등을 이용하여 관통 형성한 것일 수 있다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 방법을 설명하는 순서도이다.
도 12를 참조하면, 제1용접단계(S100), 제2용접단계(S200), 고정단계(S500), 제3용접단계(S300), 제4용접단계(S400)를 포함한다. 여기서, 제1용접단계(S100), 제2용접단계(S200), 제3용접단계(S300), 제4용접단계(S400)는 도 8의 구성과 유사하므로 그 설명을 생략하고 다른 부분에 대해서만 아래에서 설명한다.
고정단계(S500)는, 제3용접단계(S300) 이전에, 고정부(500)를 이용하여 U자 기둥과 제4판(40)을 고정한다.
일 실시 예에서, 고정단계(S500)는, 제1판(10)의 일측에 제1지그(510)의 일측을 걸고, 제1판(10)의 다른 일측에 제2지그(520)의 일측을 건 다음, 제1지그(510)의 다른 일측과 제2지그(520)의 다른 일측을 제3지그(530)로 연결하여, 고정수단(540)을 이용하여 고정시킨다. 그 다음 제4판(40)과 제3지그(530) 사이에 가압수단(550)을 배치하여 제4판(40)을 가압함으로써, U자 기둥과 제4판(40)을 고정할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 방법을 설명하는 순서도이다.
도 13을 참조하면, 내진 박스 기둥 용접 방법은, 회전단계(S600), 레일부 설치단계(S700), 본체부 설치단계(S800), 삽입단계(S900)를 더 포함한다.
회전단계(S600)는, 제4용접단계(S400) 이전에, 회전부를 이용하여 내진 박스 기둥을 상하 방향으로 90°의 각도만큼 회전시킨다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제2판(20)이 상부에 위치하도록 회전시키거나, 필요에 따라 제3판(30)이 상부에 위치하도록 회전시킬 수도 있다.
레일부 설치단계(S700)는, 회전단계(S600)에서 회전된 내진 박스 기둥의 상부에 레일부(600)를 설치한다.
일 실시 예에서, 레일부 설치단계(S700)는, 회전단계(S600)에서 회전된 내진 박스 기둥에 따라 제2판(20) 또는 제3판(30)의 외면에 레일부(600)를 설치할 수 있다.
본체부 설치단계(S800)는, 레일부(600)에 본체부(700)를 이동 가능하게 설치한다.
삽입단계(S900)는, 본체부(700)의 일측에 형성된 삽입부(800)를 이용하여 금속바(A)를 제1관통공(21), 제2관통공(51), 제3관통공(31)으로 삽입한다.
일 실시 예에서, 삽입단계(S900)는, 본체부(700)를 레일부(600) 상에서 슬라이드 이동시켜 금속바(A)가 제1관통공(21), 제2관통공(51), 제3관통공(31)에 대응되는 위치에 고정한 후, 삽입부(800)를 이용하여 금속바(A)를 제1관통공(21), 제2관통공(51), 제3관통공(31)으로 삽입할 수 있다.
일 실시 예에서, 삽입단계(S900)는, 본체부(700)의 다른 일측에 형성된 삽입부(800)를 이용하여 금속바(A)를 제4관통공(22), 제5관통공(52), 제6관통공(32)으로 삽입할 수 있다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 방법을 설명하는 순서도이다.
도 15를 참조하면, 내진 박스 기둥 용접 방법은, 가압단계(S1000)를 더 포함한다.
가압단계(S1000)는, 제4용접단계(S400) 이전에, 가압부(900)를 이용하여 제1판(10)과 제4판(40)을 가압한다.
일 실시 예에서, 가압단계(S1000)는, 내진 박스 기둥의 양측에 각각 형성되는 가압부(900)가 외부로부터 유압을 공급받아, 제1판(10)과 제4판(40)을 안쪽 방향으로 가압할 수 있다.
도 16은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 내진 박스 기둥 용접 방법을 설명하는 순서도이다.
도 16을 참조하면, 내진 박스 기둥 용접 방법은, 연삭단계(S1100)를 더 포함한다.
연삭단계(S1100)는, 제4용접단계(S400) 이후에, 연삭부(1000)를 이용하여 제4용접단계(S400)에서 발생되는 용접비드를 연삭한다.
일 실시 예에서, 연삭단계(S1100)는, 연삭부(1000)로 용접비드 표면을 연삭하여 용접 부위를 평탄하게 다듬질 작업할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 장치 및/또는 운용 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10 : 제1판
20 : 제2판
21 : 제1관통공
22 : 제4관통공
30 : 제3판
31 : 제3관통공
32 : 제6관통공
40 : 제4판
50 : 내벽
51 : 제2관통공
52 : 제5관통공
100 : 제1용접부
200 : 제2용접부
300 : 제3용접부
400 : 제4용접부
500 : 고정부
510 : 제1지그
520 : 제2지그
530 : 제3지그
540 : 고정수단
550 : 가압수단
600 : 레일부
700 : 본체부
800 : 삽입부
900 : 가압부
1000 : 연삭부
1100 : 제1압력센서부
1200 : 제2압력센서부
1300 : 메모리부
1400 : 제어부
1500 : 알림부
A : 금속바

Claims (5)

  1. 제1판의 내면에 내벽의 일측을 용접하기 위한 제1용접부;
    상기 제1판의 양측에 제2판의 일측과 제3판의 일측을 각각 용접하여, U자 기둥을 형성하기 위한 제2용접부;
    상기 U자 기둥에서 개구된 부분에 제4판을 용접하여 내진 박스 기둥을 형성하기 위한 제3용접부; 및
    상기 제2판의 다른 일측에 구비된 제1관통공, 상기 내벽의 다른 일측에 구비된 제2관통공, 상기 제3판의 다른 일측에 구비된 제3관통공을 통하여 상기 내벽과 상기 제4판을 용접하기 위한 제4용접부를 포함하며,
    상기 내진 박스 기둥을 상하 방향으로 90°의 각도로 회전시키기 위한 회전부;
    상기 내진 박스 기둥의 상부에 설치되는 레일부;
    상기 레일부에 이동 가능하게 설치되는 본체부; 및
    상기 본체부의 일측에 형성되어, 금속바를 상기 제1관통공, 상기 제2관통공, 상기 제3관통공으로 삽입하기 위한 삽입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내진 박스 기둥 용접 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 U자 기둥과 상기 제4판을 고정하기 위한 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내진 박스 기둥 용접 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1용접부를 이용하여 제1판의 내면에 내벽의 일측을 용접하는 제1용접단계;
    제2용접부를 이용하여 상기 제1판의 양측에 제2판의 일측과 제3판의 일측을 각각 용접하여, U자 기둥을 형성하는 제2용접단계;
    제3용접부를 이용하여 상기 U자 기둥에서 개구된 부분에 제4판을 용접하여 내진 박스 기둥을 형성하는 제3용접단계; 및
    제4용접부를 이용하여 상기 제2판의 다른 일측에 구비된 제1관통공, 상기 내벽의 다른 일측에 구비된 제2관통공, 상기 제3판의 다른 일측에 구비된 제3관통공을 통하여 상기 내벽과 상기 제4판을 용접하는 제4용접단계를 포함하며,
    상기 제4용접단계 이전에,
    회전부를 이용하여 상기 내진 박스 기둥을 상하 방향으로 90°의 각도로 회전시키는 회전단계;
    상기 내진 박스 기둥의 상부에 레일부를 설치하는 레일부 설치단계;
    상기 레일부에 본체부를 설치하는 본체부 설치단계; 및
    상기 본체부의 일측에 형성된 삽입부를 이용하여 금속바를 상기 제1관통공, 상기 제2관통공, 상기 제3관통공으로 삽입하는 삽입단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내진 박스 기둥 용접 방법.
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