KR102656383B1 - 도장 연마 보조장치 및 이를 이용한 센서 부착 방법 - Google Patents
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Abstract
강교의 표면(강판)에 변형률 게이지와 같은 부착형 센서를 부착하는 과정에서 강재 표면을 과도하게 넓은 면적을 연마함에 따라 발생하는 부식 및 보수도장 문제를 해결할 수 있는 도장 연마 보조장치 및 이를 이용한 센서 부착 방법에 관한 것으로서, 상기 도장 연마 보조장치는 개구부 중앙 쪽으로 경사진 테이퍼링부가 형성된 개구부가 형성된 판재; 및 상기 판재의 개구부를 기준으로 강재 표면에 형성된 센서 위치 표시선과 개구부의 중심이 서로 일치하도록 판재 표면에 형성되는 기준선; 를 포함하여, 상기 개구부만을 통해 노출된 강재 표면이 연마되도록 하게 된다.
Description
본 발명은 도장 연마 보조장치를 이용한 센서 부착 방법에 대한 것이다. 더욱 구체적으로 강교의 표면(강판)에 변형률 게이지와 같은 부착형 센서를 부착하는 과정에서 강재 표면을 과도하게 넓은 면적을 연마함에 따라 발생하는 부식 및 보수도장 문제를 해결할 수 있는 도장 연마 보조장치 및 이를 이용한 센서 부착 방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 강교의 손상유형과 유손상률(손상 발생빈도) 그래프 예시도 이다.
즉, 강교는 부식, 도장 손상, 변형, 용접결함, 볼트 결함, 체수/누수, 균열, 기타에 의한 손상유형이 발생하며, 특히 부식에 의한 유손상률이 가장 높게 나타나고 있음을 알 수 있다.
이에 현재 국내에서는 「시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법」에 따라 제1종 및 제2종 시설물에 해당하는 교량에 대해 주기적으로 정밀안전진단을 실시하고 있으며, 이러한 교량에 대한 정밀안전진단에는 공용내하력 평가를 위한 현장재하시험이 포함된다.
이러한 교량의 현장재하시험은 교량에 각종 센서(변형률 게이지, 처짐계, 가속도계 등)를 설치하고, 일정 중량을 갖는 트럭에 의해 유발되는 응답(변형률, 처짐, 가속도 등)을 측정하게 된다.
이때 상기 변형률 게이지(Strain Gauge, 변형계)는 교량의 변형률을 측정하는 센서이며, 변형률은 외력에 의한 물체의 변형으로 생긴 변형 전의 길이()에 대한 변형 후의 길이변화량()의 비()로 정의되며, 도 1d 및 도 1e에는 변형률 게이지를 교량의 표면에 부착시키고, 교량의 변형률을 측정하는 방법이 소개되어 있다.
도 1b는 종래 현장재하시험에 의한 강 교량 변형률 측정 과정 예시도 이다.
즉, 도 1b에 의하면, 계획을 수립하고, 변형률 게이지 부착 위치를 예컨대 십자선 형태로 강교 표면에 표시 한 후에, 변형률 게이지가 설치되는 부위의 강교 표면의 도막을 제거하기 위하여 그라인더를 이용하여 연마시키게 되며, 무도장 내후성 강교와 같이 도막이 형성되어 있지 않을 때도, 안정녹 제거를 위해 연마를 실시하게 된다.
이는 변형률 게이지의 정확한 위치 세팅 및 접착제 의한 부착 성능을 충분히 확보하여 정확한 변형률을 측정하기 위함이다.
도 1c는 종래 변형률 게이지의 예시도 이다.
즉, 변형률 게이지는 도 1c에 의하면, 리드선이 인출되는 직사각형 시트(11) 또는 원형 시트(12) 형태의 변형률 게이지이다. 변형률 게이지는 적용 대상과 용도 등에 따라 다양한 크기와 형태를 보이는데, 강교의 현장재하시험에 일반적으로 사용되는 직사각형 형태의 변형률 게이지 길이는 10mm, 폭은 3mm 정도이고, 원형 형태의 변형률 게이지 지름은 12mm 정도로 작은 크기의 센서임을 알 수 있으며,
강재 표면에 표시된 십자선에 맞추어 변형률 게이지의 부착 위치를 정확하게 세팅할 수 있도록 변형률 게이지에도 위치 마크(13)가 형성되어 있음을 알 수 있다.
또한, 강교의 도막두께는 일반 중방식 도장 기준으로 외부 215∼280μm, 내부 175∼375μm이다. 이러한 두께의 도막을 사포(Sand Paper)를 이용한 수작업으로 제거하기 어려우므로 전동공구인 그라인더(Grinder)가 이용하게 된다.
도 1d 및 도 1e는 종래 변형률 게이지 부착을 위한 도막 연마 및 보수도장 예시 사진이다.
즉, 도 1d와 도 1e를 참조하면 실제 교량에서 도막을 그라인더로 제거한 후 변형률 게이지를 부착한 사례를 확인할 수 있는데, 그라인더에 의한 연마 작업에 의해 예컨대 변형률 게이지 제원(3mm×10mm (W×L))에 비해, 강교 도막에 필요 이상의 연마 부위(A)가 형성되어 과도한 도장 손상이 발생하고 있음을 알 수 있다.
이는 현장재하시험을 위한 변형률 게이지 부착이 대부분 고소작업일 뿐만 아니라, 숙련된 작업자가 부족하므로, 작업의 편의를 위해 필요 이상의 과도한 도장 면적을 연마하기 때문이라 할 수 있다.
또한, 도 1e와 같이, 현장재하시험 종료 후 도막 제거부에 대해 래커 스프레이를 사용하여 보수 도장(14) 하는 것이 일반적인데, 시중에 유통되고 있는 래커 스프레이(15)는 수지(Resin)가 주원료이며, 희석제(아세트산 부틸 등), 추진제(프로페인 등) 및 색소가 보조재료로 사용된다.
하지만 래커 스프레이의 주원료인 수지는 중방식 도장의 하도(강재 표면에 직접 칠하는 작업)에 해당하는 징크리치 페인트에 비해 방청성이 현저히 낮을 뿐만 아니라, 강 교량 도장에 관한 시방서(KCS 14 31 30 : 2019) 규정을 만족하지 못하기 때문에, 래커 스프레이에 의한 보수도장은 임시방편적인 조치로서 중방식 도장의 품질기준을 기대할 수 없음에도 현재 많이 사용되고 있다는 문제점이 있었다.
즉, 현장재하시험을 실시하는 안전진단 전문업체에서 도장 손상부에 대해 KCS 14 31 30 : 2019 규정에 따라 부분 보수도장을 실시하는 것은 현실적으로 어렵기 때문에 도장 손상면적을 최소화할 필요가 있지만, 고소작업 특성, 숙련된 작업자의 부족 및 작업의 편의를 위해 과도한 도장 면적을 연마한 후 래커 스프레이에 의한 보수도장이 반복적으로 이루어지고 있는 실정이다.
이에 상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 교량 표면에 부착되는 부착형 센서의 크기에 비해 필요 이상의 과도한 연마 작업을 최소화할 수 있어, 보수도장도 효율적으로 가능하여 보다, 효율적이고 경제적인 강교 유지보수 관리가 가능한 도장 연마 보조장치 및 이를 이용한 센서 부착 방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 비숙련자라도 센서 위치 표시선과 도장 연마 보조장치를 이용하여 부착형 센서의 정확한 위치 세팅이 가능하도록 하면서, 도장 연마 보조장치의 부착 및 분리를 할 수 있게 하여 더욱 효율적인 부착형 센서 세팅이 가능한 도장 연마 보조장치 및 이를 이용한 센서 부착 방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 도장 연마 보조장치는, 경사진 테이퍼링부가 형성된 개구부가 형성된 판재; 및 상기 판재의 개구부를 기준으로 강재 표면에 형성된 센서 위치 표시선과 개구부의 중심이 서로 일치하도록 판재 표면에 형성되는 기준선;을 포함하여, 상기 개구부를 통해 노출된 강재 표면만이 연마되도록 하며, 상기 판재의 분리는 분리 수단을 이용하되, 상기 분리 수단은 판재에 형성된 분리 홈 또는 판재에 형성된 손잡이를 포함하는 게 된다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 도장 연마 보조장치를 이용한 센서 부착 방법은, (a) 강재 표면에 형성된 센서 위치 표시선에 상기 도장 연마 보조장치의 기준선을 서로 일치시켜 동일한 선상에 위치하도록 세팅하는 단계; (b) 도장 연마 보조장치의 개구부를 통해 노출된 강재 표면만을 연마시켜 연마 부위(A)를 형성시키는 단계; (c) 강재 표면에 부착된 도장 연마 보조장치를 분리하여 연마 부위(A)가 노출되도록 하는 단계; 및 (d) 노출된 연마 부위(A)에 위치 마크의 교차점과 부착형 센서에 형성되어 있는 위치 마크를 일치시키면서 센서 위치 표시선의 교차점(D1)에 부착형 센서를 부착시키는 단계;를 포함하도록 하게 된다.
본 발명에 의하면, 도장 연마 보조장치를 이용하여 필요 이상의 과도한 도장 면적의 연마로 손상이 발생하지 않도록 할 수 있고, 종래 래커 스프레이에 의한 보수도장 면적을 감소시킬 수 있어, 낮은 품질의 보수도장으로 인해 야기되는 문제를 최소화할 수 있는 도장 연마 보조장치 및 이를 이용한 센서 부착 방법 제공이 가능하게 된다.
본 발명에 의하면, 도장 연마 보조장치는 강판의 자성을 이용하여 부착시키고, 분리가 용이하면서도, 재사용이 가능하여, 더 신속하고 경제적인 부착형 센서 위치 세팅이 가능한 도장 연마 보조장치 및 이를 이용한 센서 부착 방법 제공이 가능하게 된다.
본 발명에 의하면, 도장 연마 보조장치에 형성된 기준선을 이용하여 부착형 센서와 같은 센서를 정확한 위치에 부착시킬 수 있어, 비숙련자라도 정밀한 교량의 변형률 측정이 가능한 도장 연마 보조장치 및 이를 이용한 센서 부착 방법 제공이 가능하게 된다.
도 1a는 종래 강교의 손상유형과 유손상률 그래프 예시도,
도 1b는 종래 현장재하시험에 의한 강 교량 변형률 측정 과정 예시도,
도 1c는 종래 변형률 게이지의 예시도,
도 1d 및 도 1e는 종래 변형률 게이지 부착을 위한 도막 연마 및 보수도장 예시 사진,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 도장 연마 보조장치 및 분리 예시도,
도 2c는 본 발명의 도장 연마 보조장치의 기준선 유무에 따른 설치 예시도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 도장 연마 보조장치를 이용한 센서 부착 방법의 순서도를 도시한 것이다.
도 1b는 종래 현장재하시험에 의한 강 교량 변형률 측정 과정 예시도,
도 1c는 종래 변형률 게이지의 예시도,
도 1d 및 도 1e는 종래 변형률 게이지 부착을 위한 도막 연마 및 보수도장 예시 사진,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 도장 연마 보조장치 및 분리 예시도,
도 2c는 본 발명의 도장 연마 보조장치의 기준선 유무에 따른 설치 예시도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 도장 연마 보조장치를 이용한 센서 부착 방법의 순서도를 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 도장 연마 보조장치(100) ]
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 도장 연마 보조장치(100) 및 분리 예시도, 도 2c는 본 발명의 도장 연마 보조장치(100)의 기준선 유무에 따른 설치 예시도를 도시한 것이다.
상기 도장 연마 보조장치(100)는 도 3d를 참조하면 교량 중 특히 강교의 플랜지, 복부와 같은 강재 표면(300)에 변형률 게이지를 포함하는 부착형 센서(200)와 접착제를 이용하여 정확한 위치에 고정하기 위한 연마 부위(A)를 최소화하기 위한 것이다.
이에 상기 도장 연마 보조장치(100)는 도 2a와 같이, 개구부(120)를 가진 판재(110) 형태로 형성시키게 되며, 상기 개구부(120)에 노출된 강재 표면(300)만을 연마시켜 연마 부위(A)를 최소화하게 된다.
이러한 상기 판재(110)는 강판을 이용하되 자성을 가지도록 하여 강재 표면(300)에 탈착할 수 있게 하게 된다.
연마 이후, 도장 연마 보조장치(100)를 강재 표면(300)으로부터 분리하고,
연마된 강재 표면(300)에 부착형 센서(200)를 고정하고, 변형률 등 필요한 데이터를 취득한 후,
부착형 센서(200)를 제거한 뒤, 보수도장을 강재 표면(300)의 연마 부위(A)에만 실시하게 된다.
이에 상기 도장 연마 보조장치(100)를 구체적으로 살펴보되, 강재 표면(300)은 강교(강 교량)의 플랜지, 복부와 같은 강재의 노출된 표면을 기준으로 하여 살펴보고, 부착형 센서(200)는 강재 표면(300)에 접착제를 이용하여 위치 고정되는 것으로서, 도 1c와 같은 변형률 게이지(11, 12)를 기준으로 살펴보기로 한다.
이에 상기 도장 연마 보조장치(100)는 도 2a 및 도 2b를 참조하면 판재(110), 개구부(120), 기준선(130), 분리 수단(140)을 포함하도록 형성시키게 된다.
상기 판재(110)는 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 중앙부에 형성된 개구부(120)를 통해 노출된 강재 표면(300)만을 그라인더에 의하여 연마시키기 위한 도장 부분 보호판 역할을 하게 되며, 자화된 강판을 이용하여 강재 표면(300)에 별도의 고정장치 없이 간단하게 부착시켜 고정할 수 있고, 본 발명에서는 일정한 두께를 가지는 사각 형태의 강판을 기준으로 살펴보기로 한다.
즉, 본 발명은 판재(110)에 형성된 개구부(120)를 부착형 센서(200) 부착 위치에 세팅하면 그라인더에 의한 연마 작업이 이루어지는 부위는 개구부(120)에 의해 노출되는 부위로 제한되고, 개구부(120)로 한정한 부위만 그라인더를 이용하여 연마하여 형성된 연마 부위(A)에 부착형 센서(200)를 부착시키면 되기 때문에, 연마 작업에 의한 강재 표면(300) 손상면적을 최소화할 수 있음을 알 수 있다.
구체적으로 살펴보아도, 도 1c를 참조하면, 1축 변형률 게이지(11)의 면적은 30㎟(=3mm×10mm (W×L)) 정도인데 직사각형 형태의 개구부(120) 면적을 84㎟(=6mm×14mm (W×L)) 정도로 2.8배 정도로만 형성시키고,
3축 변형률 게이지(12)의 면적은 113.1㎟(D=12mm) 정도이므로 원형 형태의 개구부(120) 면적을 201.1㎟(D=16mm) 정도로 1.8배 정도만 형성시켜, 개구부(120)로 한정한 부위만 연마할 경우, 연마 작업에 의한 도장 손상면적을 최소화할 수 있도록 하게 됨을 알 수 있고,
물론 현장이나 작업자에 따라 개구부(120)의 크기는 달리 정해진 것은 아니지만 보수도장을 최소화할 수 있고, 부착형 센서(200)의 크기보다는 조금 크게 형성시키면 된다.
이때 판재(110)의 재질은 탄소 함량이 0.4% 이상인 중 탄소강으로 하는 것이 바람직하며, 이와 같은 중 탄소강은 주로 기계 부품의 소재로 널리 사용되는 것으로서 내마모성 및 가공성이 우수하다는 장점이 있다.
즉, 탄소 함량 0.4% 이상의 중 탄소강을 사용함에 따라 일반 구조용 강재인 저탄소강(탄소 함량 약 0.2%)에 비해 내마모성이 우수하므로 개구부(120)를 통한 연마 작업 시 개구부(120) 주변의 판재(110) 손상을 최소화할 수 있도록 하게 한다.
나아가 판재(110)는 소성변형을 방지하기 위해 소요의 강성이 필요하다. 이에 개구부(120)를 갖는 판재(110)인 강판(70×70mm) 두께를 최소 3mm로 하면 외팔보 지지상태에서 집중하중 100N에 의한 최대 변형량은 0.46mm, 최대 응력은 86.4MPa이다.
예컨대, 중 탄소강인 SM45C로 제작된 강판의 항복강도는 열처리 방법에 따라 차이가 있지만 최소 343MPa(최대 응력 86.4MPa의 약 4배)이상이므로 최대 변형량 0.46mm는 탄성 범위에 해당하고, 탄성 범위에 해당하는 변형은 외력이 제거되면 최초의 상태로 복원될 수 있어, 최소 3mm 두께의 중 탄소강인 SM45C로 제작된 강판인 판재(110)는 충분한 현장 작업성을 확보할 수 있게 된다.
또한, 연마 작업 중 개구부(120)를 갖는 판재(110)는 강재 표면(300)과 충분한 부착성이 확보되어야 최초 부착 위치를 안정적으로 유지할 수 있다.
즉, 연마 작업은 그라인더 휠(Grinder Wheel)의 회전력에 의해 이루어지는데, 이 회전력에 의해 개구부를 갖는 판재(110)의 위치가 변동되면 연마 부위가 넓어져 원하는 결과를 얻을 수 없다.
이에 개구부(120)를 갖는 판재(110)와 강재 표면(300)이 모두 철이 주성분이라는 점에 착안하여 개구부(120)를 갖는 판재(110)에 자성(磁性)을 부여함으로써 부착성을 확보하게 된다.
이에 자성이 부여된 개구부(120)를 갖는 판재(110)는 자석처럼 자기력에 의해 강재 표면(300)에 부착 및 분리될 수 있다.
이때 개구부(120)를 갖는 판재(110)에 자성을 부여하기 위해 강판용 자화기(Magnetizer Machine)를 이용할 수 있으며, 개구부(120)를 갖는 판재(110)에 부여하는 자기력 크기는 연마 작업에 의해 위치가 변동되지 않는 수준으로 정하면 된다.
다음으로 상기 개구부(120)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 판재(110)에 형성되는 기준선(130)이 교차하는 부위를 기준으로 판재(110)를 관통시킨 홀이다.
이러한 개구부(120)를 통해 판재(110)가 자성으로 부착된 강재 표면(300)이 노출되며, 개구부(120)를 통해 노출된 강재 표면(300)을 통해 연마 작업이 이루어지도록 하여 연마 부위(A)가 최소화되도록 하는 역할을 하게 된다.
이러한 개구부(120)는 도 2a에 의하면 부착형 센서(200)에 따라 직사각형 또는 원형 형태로 형성시킬 수 있음을 알 수 있는데, 그 크기와 형태는 부착형 센서(200)가 개구부(120)의 내부에 위치하도록 하여 접착제 의한 부착 작업이 가능한 최소한의 크기로 형성시키면 된다.
앞서 살펴본 것과 같이, 1축 변형률 게이지(11)의 면적의 2.8배 정도, 3축 변형률 게이지(12)의 면적의 1.8배 정도만 형성시킬 수 있는데, 이는 도 1d 및 도 1e에 의한 종래 연마 부위(A)와 대비하여 상당히 작은 크기임을 알 수 있다.
또한, 도 3c를 참조하면, 상기 개구부(120)를 통해 강재 표면(300)을 연마하다 보면 그라인더 휠(Grinder Wheel)은 통상 원판 형태이기 때문에, 개구부(120)와 그라인더 휠(Grinder Wheel)이 서로 접하면서 개구부(120) 라인을 따라 함께 연마되는 등 파손이 발생할 수밖에 없다.
또한, 파손이 발생하게 되면 판재(110)의 강성에도 영향을 주기 때문에 연마 작업 시 개구부(120) 손상이 최소가 되도록, 개구부(120) 라인을 따라 개구부 중앙 쪽으로 경사진 테이퍼링부(121)를 추가 형성시키게 된다.
도 2a에 의하면, 상기 경사진 테이퍼링부(121)는 두께 3mm의 판재(110)에 대해 경사부 4mm, 높이 0.5mm로 형성시킬 수 있음을 알 수 있는데, 달리 한정된 것은 아니다.
이러한 경사진 테이퍼링부(121)에 의하여 강재 표면(300)과 그라인더 휠(Grinder Wheel)의 연마 각도를 최적화시켜 연마 작업도 최적화가 가능하며, 개구부(120)의 손상도 최소화가 가능하게 된다.
다음으로 상기 기준선(130)은 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 부착형 센서(200)의 부착 위치에 대응하여 세팅된 개구부(120)를 통해 연마 작업이 이루어질 수 있도록 하여 부착형 센서(200)의 부착 위치를 정확하게 세팅할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.
즉, 개구부(120)를 갖는 판재(110) 표면에 기준선(130)을 표시하여 기준선(130)이 교차하는 부위와 부착형 센서(200) 부착 위치가 일치되도록 하는 역할을 하게 된다.
이러한 기준선(130)은 판재(110)의 개구부(120)를 기준으로 십자선의 교차점(D1)과 개구부(120)의 중심이 서로 일치하도록 형성시키고 있음을 알 수 있다.
도 2c를 참조하면, 개구부(120)를 갖는 판재(110) 표면에 기준선(130)이 표시되지 않더라도 작업자의 경험치에 의해 개구부(120)를 갖는 판재(110)를 강재 표면(300)에 부착시킬 수는 있다.
하지만 도 2c와 같이 기준선(130)이 표시되어 있지 않을 경우, 최초 계획한 부착형 센서(200) 부착 위치에서 벗어난 부위에 개구부(120)가 세팅된 상태에서 연마할 수도 있어서,
판재(110)에 형성된 기준선(130)과 개구부(120)에 의하여 노출된 부착형 센서(200)의 위치 마크(210)를 서로 맞춘 상태에서, 연마 작업 이후, 판재(110)를 분리하고, 연마 부위(A) 중심에 부착형 센서(200) 부착시키게 되면 정확한 위치에 부착형 센서(200)의 위치 세팅이 가능하게 된다.
다음으로 상기 분리 수단(140)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 개구부(120)와 기준선(130)이 형성된 판재(110)는 자성을 가진 강판을 이용하게 되며, 연마 작업 중에도 최초의 부착 위치를 유지할 수 있도록 강한 자기력이 부여된 자성체로서, 판재는 폭에 비해 두께가 매우 얇은 형상이다.
이에 개구부(120)와 기준선(130)이 형성된 판재(110)의 자기 특성(Magnetic Properties)과 형상으로 인해 보조장치 없이 강판 자체만으로 강판을 정확한 위치에 부착하기 어려울 뿐만 아니라 작업 후 분리가 어려울 수 있다.
개구부를 갖는 판재(110)의 용이한 부착 및 분리를 위해 판재(110) 하면에 분리 수단(140)으로서, 직사각형의 분리 홈(141)을 형성시키거나, 판재(110) 상면에 손잡이(142)를 설치한다.
즉, 도 2b와 같이, 판재(110) 하면에 직사각형의 분리 홈(141)에 스크루 드라이버(screwdriver) 등과 같은 도구를 삽입하여 들어 올리는 방식으로 판재(110) 분리가 가능하며,
판재(110) 상면에 손잡이(142)를 들어 올리는 방식으로 역시 판재(110) 분리가 가능하게 된다. 또한 분리 수단(140)으로서 분리 홈(141)과 손잡이(142)를 조합하는 것도 가능하다.
[ 본 발명의 도장 연마 보조장치를 이용한 센서 부착 방법 ]
도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d, 도 3e 및 도 3f는 본 발명의 도장 연마 보조장치(100)를 이용한 센서 부착 방법의 순서도이다.
상기 도장 연마 보조장치(100)는 도 2a 및 도 2b를 참조하면 개구부(120)와 기준선(130) 및 분리 수단(140)이 형성된 판재(110)로서, 강판용 자화기(Magnetizer Machine)를 이용하여 자성을 가지도록 제작한 것이다.
이때 상기 판재(110)에 형성된 개구부(120)는 변형률 게이지인 부착형 센서(200)의 대략 2~3배 정도로 형성시키고, 기준선(130)은 판재(110)의 개구부(120)를 기준으로 십자선의 교차점과 개구부(120)의 중심이 서로 일치하도록 형성시키고, 상기 분리 수단(140)은 분리 홈(141)으로 형성된 경우임을 알 수 있다.
또한, 강재 표면(300)은 강교(강 교량)의 플랜지, 복부와 같은 강재의 노출된 표면이고, 센서는 부착형 센서(200)로서, 강재 표면(300)에 접착제를 이용하여 위치 고정되는 직사각 형태의 1축 변형률 게이지를 기준으로 살펴보기로 한다.
먼저, 도 3a와 같이, 강재 표면(300)에 형성된 센서 위치 표시선(310)으로서 십자선을 형성시키게 된다. (S110)
즉, 변형률 게이지에 형성되어 있는 위치 마크(210)와 센서 위치 표시선(310)을 일치시키는 과정에서 센서 위치 표시선(310)의 교차점(D1)에 부착형 센서(200)가 정확하게 세팅될 수 있도록 하는 역할을 할 수 있도록, 표시용 펜 등을 이용하여 센서 위치 표시선(310)을 강재 표면(300)에 십자선 형태로 형성시키고 있음을 알 수 있다.
다음으로는, 도 3b와 같이, 강재 표면(300)에 형성된 센서 위치 표시선(310)에 도장 연마 보조장치(100)의 기준선(130)을 서로 일치시켜 같은 선상에 위치하도록 세팅하게 된다. (S120)
상기 도장 연마 보조장치(100)는 도 2a 및 도 2b에서와 같이 개구부(120)와 기준선(130) 및 분리 수단(140)이 형성된 판재(110)를 포함하며,
상기 판재(110)는 강판용 자화기(Magnetizer Machine)를 이용하여 자성을 가지도록 제작한 것임은 살펴본 바와 같다.
이때 상기 판재(110)에 형성된 개구부(120)는 변형률 게이지인 부착형 센서(200)의 대략 2~3배 정도로 형성시킨 것이고, 상기 개구부(120) 라인을 따라 개구부 중앙 쪽으로 경사진 테이퍼링부(121)가 형성되어 있다.
상기 기준선(130)은 판재(110)의 개구부(120) 중심과 센서 위치 표시선(310)의 중심이 서로 일치된 같은 선상에 위치하도록 하여, 정확한 연마 부위(A)에 부착형 센서(200)를 부착시킬 수 있도록 하고 있음을 알 수 있다.
이때 도장 연마 보조장치(100)는 자성을 가지고 있어, 원하는 위치에 세팅함에 있어 분리에 의한 미세 위치 조정이 가능하게 되며 최종 위치에 안정적인 위치 세팅이 가능하게 하게 된다.
다음으로는, 도 3c와 같이, 도장 연마 보조장치(100)의 개구부(120)를 통해 노출된 강재 표면(300)만을 연마시켜 연마 부위(A)를 형성시키게 된다. (S130)
즉, 판재(110)에 형성된 개구부(120)는 개구부 중앙 쪽으로 경사진 테이퍼링부(121)가 형성되어 있으므로, 그라인더를 이용한 연마 작업 시 개구부(120) 손상이 최소가 될 수 있게 되며, 작업자는 노출된 강재 표면(300)만을 연마하면 되기 때문에, 비숙련자라도 센서 부착에 필요한 면적에 대한 연마 작업이 가능하게 된다.
또한 연마 작업 중에서도 자성이 부여된 개구부(120)를 갖는 판재(110)는 연마 작업에 의해 위치가 변동되지 않는 수준의 자기력이 도입되어 있어서 보다 안정적인 연마 작업이 가능하게 된다.
다음으로는, 도 3d와 같이, 강재 표면(300)에 부착된 도장 연마 보조장치(100)를 분리하여 연마 부위(A)가 노출되도록 하게 된다. (S140)
이때 상기 도장 연마 보조장치(100)는 기본적으로 강재 표면(300)의 연마를 위한 것이므로 부착형 센서(200) 부착을 위해서 연마 부위(A)를 포함한 강재 표면(300) 전체가 완전히 노출되도록 도장 연마 보조장치(100)를 분리하게 된다.
즉, 도장 연마 보조장치(100)는 판재(110) 하면의 직사각형 분리 홈에 스크루 드라이버(screwdriver) 등과 같은 도구를 삽입하여 들어 올리는 방식으로 판재(110) 분리가 가능하며, 판재(110) 상면의 손잡이(142)를 들어 올리는 방식으로 역시 판재(110) 분리가 가능하게 된다. 또한 분리 수단(140)으로써 분리 홈(141)과 손잡이(142)를 조합할 수 있음은 살펴본 바와 같다.
이에 도장 연마 보조장치(100)를 분리하게 되면, 강재 표면(300)에 형성되어 있는 위치 마크(210)의 교차점도 연마 과정에서 지워지는 등 없어진 상태임을 알 수 있고, 연마 부위(A)는 개구부(120)의 형태와 같은 형태와 크기로 형성됨을 알 수 있다.
다음으로는, 도 3e와 같이, 노출된 연마 부위(A)에서 연마 작업에 의해 함께 지워진 위치 마크(210)의 교차점을 보정하게 된다. (S150)
즉, 강재 표면(300)에 미리 형성된 위치 마크(210)의 교차점을 다시 보정하여 부착형 센서(200)의 위치를 정확하게 세팅시킬 수 있도록 한 것이다.
다음으로는, 도 3f와 같이, 노출된 연마 부위(A)에 보정된 위치 마크(210)의 교차점과 부착형 센서(200)에 형성되어 있는 위치 마크(210)를 일치시키면서 센서 위치 표시선(310)의 교차점(D1)에 부착형 센서(200)를 부착시키게 된다. (S160)
상기 부착형 센서(200)에 형성되어 있는 위치 마크(210)도 선 형태로 형성되어 있어서 노출된 연마 부위(A)에 보정된 위치 마크(210)의 교차점과 서로 일치시키면서 부착형 센서(200)의 대략 중앙부를 센서 위치 표시선(310)의 교차점(D1)에 위치시켜 접착제를 이용하여 부착시키게 되면, 신속하면서도 정확한 부착형 센서(200)의 부착이 가능하게 된다.
이에 부착된 부착형 센서(200)의 리드선에 유선, 무선 수단을 이용하여 원하는 교량의 변형률을 취득할 수 있게 되며, 최종 데이터를 취득한 이후에는 상기 부착형 센서(200)를 제거하고,
시중에 유통되고 있는 래커 스프레이의 주원료인 수지(Resin)를 이용하여 연마 부위(A)만을 보수 도장시켜 최종 강재 표면(300)을 마감시키게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시한 예들은 모든 면에서 예시적이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명된 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명된 구성 요소들도 결합한 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 도장 연마 보조장치
110: 판재
120: 개구부 121: 테이퍼링부
130: 기준선 140: 분리 수단
141: 분리 홈 142: 손잡이
200: 부착형 센서 210: 위치 마크
300: 강재 표면 310: 센서 위치 표시선
A: 연마 부위 D1: 교차점
110: 판재
120: 개구부 121: 테이퍼링부
130: 기준선 140: 분리 수단
141: 분리 홈 142: 손잡이
200: 부착형 센서 210: 위치 마크
300: 강재 표면 310: 센서 위치 표시선
A: 연마 부위 D1: 교차점
Claims (7)
- 경사진 테이퍼링부(121)가 형성된 개구부(120)가 형성된 판재(110); 및 상기 판재(110)의 개구부(120)를 기준으로 강재 표면(300)에 형성된 센서 위치 표시선(310)과 개구부(120)의 중심이 서로 일치하도록 판재(110) 표면에 형성되는 기준선(130);를 포함하여, 상기 개구부(120)를 통해 노출된 강재 표면(300)만이 연마되도록 하며, 상기 판재(110)의 분리는 분리 수단(140)을 이용하되, 상기 분리 수단(140)은 판재(110)에 형성된 분리 홈(141) 또는 판재(110)에 형성된 손잡이(142)를 포함하는 도장 연마 보조장치.
- 제1항에 있어서,
상기 판재(110)는 자화된 강판을 이용하여 강재 표면(300)에 별도의 고정장치 없이 부착 및 분리할 수 있도록 하는 도장 연마 보조장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 판재(110)에 형성된 기준선(130)과 개구부(120)에 의하여 노출된 부착형 센서(200)의 위치 마크(210)를 서로 맞춘 상태에서, 연마 작업 이후, 판재(110)를 분리하고, 연마 부위(A) 중심에 부착형 센서(200)를 부착시키며, 상기 부착형 센서(200)는 변형률 게이지를 포함하며, 연마 부위(A)에 접착제를 이용하여 강재 표면(300)에 부착되는 도장 연마 보조장치. - (a) 강재 표면(300)에 형성된 센서 위치 표시선(310)에 제1항의 도장 연마 보조장치(100)의 기준선(130)을 서로 일치시켜 같은 선상에 위치하도록 세팅하는 단계;
(b) 도장 연마 보조장치(100)의 개구부(120)를 통해 노출된 강재 표면(300)만을 연마시켜 연마 부위(A)를 형성시키는 단계;
(c) 강재 표면(300)에 부착된 도장 연마 보조장치(100)를 분리하여 연마 부위(A)가 노출되도록 하는 단계; 및
(d) 노출된 연마 부위(A)에 위치 마크(210)의 교차점과 부착형 센서(200)에 형성되어 있는 위치 마크(210)를 일치시키면서 센서 위치 표시선(310)의 교차점(D1)에 부착형 센서(200)를 부착시키는 단계;를 포함하는 도장 연마 보조장치를 이용한 센서 부착 방법. - 제5항에 있어서,
상기 (c) 단계와 (d) 단계 사이에, 노출된 연마 부위(A)에서 연마 작업에 의하여 함께 지워진 위치 마크(210)의 교차점을 보정하여, 부착형 센서(200)의 위치가 세팅될 수 있도록 하는 단계를 더 포함하는 도장 연마 보조장치를 이용한 센서 부착 방법. - 제5항에 있어서,
상기 (d) 단계 이후에, 부착된 부착형 센서(200)의 리드선에 유선, 무선 수단을 이용하여 교량의 변형률을 취득한 이후, 상기 부착형 센서(200)를 제거하고, 연마 부위(A)만을 보수 도장시키는 도장 연마 보조장치를 이용한 센서 부착 방법.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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