KR20010103332A - 강교구조물의 보강재 용접장치 - Google Patents

Abstract

교량의 시공에 이용되는 박스형상의 구조물은 구조적 강도를 보강하기 위하여 구조물의 내측으로 보강재 즉, 횡리브 및 종리브들을 용접하여 부착하게 되는데, 상기 횡리브 및 종리브의 용접작업을 단일라인에서 병행하여 실시할 수 있도록 한 강교구조물의 보강재 용접장치를 제공하는데 있다.

이러한 강교구조물의 보강재 용접장치는, 일정 간격으로 이격되어 설치되는 이동레일을 구비하고 수평으로 배치되는 고정프레임과, 상기 고정프레임의 상측에 구비된 이동레일에 의해 이동하는 이동프레임과, 상기 이동프레임 일측에 각각 결합되고 일방향으로 이동하기 위한 제1 이송레일을 구비한 제1 이송수단과, 상기 제1 이송수단에 직교하는 방향으로 배치되고 상기 이동 프레임의 일측으로 더욱 연장하여 형성되는 보조 레일과 제1 이송수단에 구비된 가이드 로드에 의해 가이드 되어 이동하며 상측으로는 상기 제1 이송레일에 직교하는 방향으로 설치된 제2 이송레일을 구비한 제2 이송수단과, 상기 제1, 제2 이송수단의 제1 ,제2 이송레일을 타고 이동하는 용접부와, 상기 제1 이송수단의 선단부 일측에 위치되어 상기 용접부의 이동방향을 바꾸어주는 방향전환수단이 구비되어 이루어지는 강교구조물의 보강재 용접장치를 제공한다.

Description

강교구조물의 보강재 용접장치{A WELDING SYSTEM OF A STIFFENER FOR BRIDGE STRUCTURE}

본 발명은 강교구조물의 보강재 용접장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 교량 시공에 이용되는 박스형상의 구조물의 플레이트에 결합하는 보강재 즉, 횡리브 및 종리브의 용접작업을 단일 용접라인에서 병행하여 행할 수 있도록 함으로써, 작업공정의 단축 및 인건비 등의 절감을 가져오게 되어 작업효율을 증대시킬 수 있도록 한 강교구조물의 보강재 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 교량 시공 등에 이용되는 박스형 구조물은 교량에 설치되었을 때 상당한 하중을 받게된다.

이에 따라, 구조적으로 강도를 보강하기 위하여 상기 구조물 내부에 넓은 판상의 플레이트로부터 소정의 띠상으로 절단되어 형성되는 리브들이 각각 용접되어 구조물 자체의 내구력을 확보하고 있다.

그리고 상기 리브들은 구조물의 플레이트에 일정간격으로 이격되어 횡방향 으로 용접되고 보다 큰 구조적 강도를 이룰 수 있도록 하기 위해서 상기 횡방향으로 용접되는 리브와 직교하는 방향 즉, 종 방향으로 각각 용접되어 형성된다.

그러나, 상기 종리브 및 횡리브의 용접작업은 각기 다른 용접방향을 이루게 되어 실제 상기 횡리브 및 종리브의 작업방향을 수용할 수 있는 각각의 용접장치가 요구되어 공정의 중복이 따르게 되고 추가적인 작업인원의 투입이 불가피하게되어매우 비능률적으로 용접 작업을 행하게 되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 종방향 및 횡방향의 용접을 병행할 수 있는 구조로 이루어져 있어서 별도의 용접공정의 추가 제작에 따라 소요되는 비용의 절감을 가져오고 특히, 작업공정이 단축되므로써 보다 효율적으로 리브의 용접작업을 행할 수 있도록 한 강교구조물의 보강재 용접장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 일정 간격으로 이격되어 설치되는 이동레일을 구비하고 수평으로 배치되는 고정프레임과, 상기 고정프레임의 상측에 구비된 이동레일에 의해 이동하는 이동프레임과, 상기 이동프레임 일측에 각각 결합되고 일방향으로 이동하기 위한 제1 이송레일을 구비한 제1 이송수단과, 상기 제1 이송수단에 직교하는 방향으로 배치되고 상기 이동 프레임의 일측으로 더욱 연장하여 형성되는 보조 레일과 제1 이송수단에 구비된 가이드 로드에 의해 가이드 되어 이동하며 상측으로는 상기 제1 이송레일에 직교하는 방향으로 설치된 제2 이송레일을 구비한 제2 이송수단과, 상기 제1, 제2 이송수단의 제1 ,제2 이송레일을 타고 이동하는 용접부와, 상기 제1 이송수단의 선단부 일측에 위치되어 상기 용접부의 이동방향을 바꾸어주는 방향전환수단이 구비되어 이루어지는 강교구조물의 보강재 용접장치를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 강교구조물의 보강재 용접장치의 전체사시도.

도 2는 본 발명에 따른 이동프레임의 작동구조를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 제2 이송수단의 제1 로울러부를 절개하여 도시한 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 강교구조물의 보강재 용접장치의 용접부를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 강교구조물의 보강재 용접장치의 방향전환수단을 도시한 평면도.

도 6은 도 5의 A-A선 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 강교구조물의 보강재 용접장치의 종방향 용접작업을 도시한 사시도.

도 8은 본 발명에 따른 강교구조물의 보강재 용접장치의 용접부의 방향전환 상태를 도시한 사시도.

도 9는 본 발명에 따른 강교구조물의 보강재 용접장치의 횡방향 용접작업을 도시한 사시도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 강교구조물의 보강재 용접장치는, 일정 간격으로 이격되어 설치되는 이동레일을 구비하고 수평으로 배치되는 고정프레임(2)과, 상기 고정프레임(2)의 상측에 구비된 이동레일에 의해 이동하는 이동프레임(4)과, 상기 이동프레임(4) 일측에 각각 결합되고 일방향으로 이동하기 위한 제1 이송레일을 구비한 제1 이송수단(6)과, 상기 제1 이송수단(6)에 직교하는 방향으로 배치되고 상기 이동 프레임(4)의 일측으로 더욱 연장하여 형성되는 보조 레일과 제1 이송수단(6)에 구비된 가이드 로드에 의해 가이드 되어 이동하며 상측으로는 상기 제1 이송레일에 직교하는 방향으로 설치되는 제2 이송레일을 구비한 제2 이송수단(8)과, 상기 제1, 제2 이송수단(6),(8)의 제1 ,제2 이송레일을 타고 이동하는 용접부(10)를 포함하며, 상기 제1 이송수단(6)의 선단부 일측에는 방향전환수단(9)이 구비되어 이루어진다.

상기 고정 프레임(2)은 바닥면에 배치되어 구조물의 플레이트(P)가 얹혀진 상태에서 리브(R)를 용접을 할 수 있도록 한 일종의 테이블 역할을 하는 것으로써, 다수의 프레임(12)이 교차하는 구조로 형성되어 있으며, 상기 고정프레임(2)의 상측에는 한 쌍의 이동레일(14)이 폭 방향으로 이격되어 설치된다.

상기 고정 프레임(2)의 이동레일(14)에는 이동프레임(4)이 설치되는데, 상기 이동 프레임(4)은, 고정프레임(2)의 이동레일(14)에 안내되어 이동하는 한 쌍의 대차(16)와, 상기 대차(16)의 일측에 고정 결합되고 더욱 연장하여 하측으로 보조 로울러(18)가 구비되는 보조 프레임(20)과, 상기 보조프레임의 상측에 제1 이송수단(6)과 대향하는 방향으로 결합하는 보조레일(22)로 이루어진다.

상기 대차(16)의 상측에는 일방향으로 이동하기 위한 제1 이송수단(6)이 고정 결합된다.

상기 제1 이송수단(6)은, 일정간격 이격되어 제공되는 대차의 상측에 고정 결합하는 제1 지지프레임(24)과, 상기 제1 지지프레임(24)의 상측에 결합하여 상기 제1 지지프레임(24)의 길이방향으로 이동하기 위한 제1 이송레일(26)과, 상기 제1 지지프레임(24)의 내측으로는 상기 보조 프레임(20)의 상측에 결합된 보조 레일(22)과 대응하는 가이드 로드(28)가 결합되어 이루어진다.

상기 대차(16)는 고정 프레임(2)의 이동레일(14)에서 구름수단을 구비하고 별도의 구동원에 의해 이동할 수 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 구동모터의 동력에 의해 대차를 이동시킬 수 있는 구조로 이루어져 있으며, 도2 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 대차(16)의 상측으로 구동모터(30)와 감속기(32)가 결합되고 하측에 구비되는 구름수단 즉, 로울러(34)의 동축상에는 피동기어(36)가 결합되고 상기 대차(16)의 일측면에는 상기 구동 모터(30)에서 발생하는 동력을 로울러(34)와 결합된 피동기어(36)에 전달하기 위한 구동기어(38)가 결합된다.

그리고, 상기 구동기어(38)의 동축상에는 피동 스프라켓(40)이 고정 결합되어 있어서 상기 구동모터(30)의 구동축에 고정 결합되는 구동 스프라켓(42)과 체인(44)에 의해 연결되어 구동모터(30)에서 발생하는 동력에 의해 대차(16)의 로울러(34)가 회전하여 이동프레임(4)이 고정프레임(2)의 이동레일(14)을 따라 전, 후로 이동 할 수 있도록 하고 있으며 감속기(32)의 조절에 따라 이송속도 등을 제어할 수 있는 것이다.

상기 제1 이송수단(6)의 제1 이송레일(26)과 직교하는 방향으로 제 2 이송수단(8)이 결합하여 이루어진다.

상기 제2 이송수단(8)은, 제1 이송수단(6)과 직교하는 방향으로 배치되는 제2 지지프레임(46)과, 상기 제2 지지프레임(46)의 상측에 설치되어 상기 제2 지지프레임(46)의 길이방향으로 이동하기 위한 제2 이송레일(48)과, 상기 제2 지지프레임(46)의 일측에 결합하여 제1 이송수단(6)의 가이드 로드(28)에 안내 및 지지되도록 결합하는 제1 로울러부(50)와, 상기 제1 로울러부(50) 타측면에는 보조 지지프레임(20)의 상측에 결합된 보조레일(22)에 안내되어 이송하기 위한 제2 로울러부(52)로 이루어진다.

그리고 상기 제1 로울러부(50)는, 제1 이송수단(6)의 가이드 로드(28)에 제2 이송수단(8)이 안정적으로 지지 및 가이드 되기 위한 것으로써, 도3에서 도시한 바와 같이, 가이드로드(28)를 중심으로 상측과 하측으로 각각 2개 이상의 로울러(54)가 회전 가능하게 결합된다.

그리고 제1 이송레일(26) 및 제2 이송레일(48)을 따라 안내되어 구조물의 플레이트(P)에 결합되는 종리브(R1) 및 횡리브(R2)를 용접하기 위한 용접장치는 통상의 CO2 용접기가 사용되고 이는 일반적으로 널리 사용되는 것으로서 도4 에서와 같이 본 발명에 의한 용접기는 2개의 토치부재로 이루어져 리브의 양측면에서 접합부에 고르게 용접이 이루어질 수 있도록 한 것에 특징이 있는 것으로써, 그 구조를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

용접부(10)는, 제1 이송수단(6) 및 제2 이송수단(8)의 레일에 안내되어 이동할 수 있도록 상기 레일에 대응하는 구름부재(56)를 구비하고 통상의 직사각형상의 함체로 이루어지는 대차(58)와, 상기 대차(58)의 상측에서 회전 가능하게 결합하는 회전부재(60)와, 상기 회전부재(60)의 일측에 결합하는 수평부재(62)와, 상기 수평부재(62)의 하측으로 위치하는 홀더(64)에 의해 결합되는 토치부재(66)로 이루어진다.

그리고 상기 대차(58)의 상측에 회전 가능하게 결합하는 회전부재(60)는 용접부(10)가 방향전환시 즉, 제1 이송레일(26)에서 제2 이송레일(48)로 방향을 전환할 때 수평부재(62)에 결합된 홀더(64)와 토치부재(66)가 대차(58)로부터 방향을 변환하여 횡방향 또는 종방향의 용접을 원활히 행할 수 있도록 하기 위한 것이다.

따라서, 도면에서는 도시하고 있지는 않지만 대차(58)와 회전부재(60)가 접촉하여 회전하는 회전부에 축방향 하중을 수용할 수 있는 트러스트 베어링 등을 적용하여 실시하는 것이 가능하고, 이외에도 발명의 목적을 만족하는 것이면 모두 적용하여 실시하는 것이 가능하다.

그리고 도5 및 도6에서 도시한 바와 같이, 상기 방향전환수단(9)은 용접부(10)가 제1 이송레일(26) 또는 제2 이송레일(48)상에서 서로 직교하는 방향으로 전환하여 횡방향 또는 종방향으로 용접작업을 행하기 위한 것으로써,

그러한 방향전환수단(9)은, 제1 이송수단(6)의 제1 지지프레임(24)의 선단부 일측에 고정 결합되고 하측으로 회전축(68)이 구비된 회전 플레이트(70)와, 상기 회전 플레이트(70) 상측에 결합되고 용접부(10)를 제1 이송레일(26) 또는 제2 이송레일(48)에서 회전 플레이트(70)의 상측으로 안내하기 위한 연장레일(72)과, 제1 지지프레임(24)의 일측으로 결합하여 회전플레이트(70)를 회전시키기 위한 스탭 모터(74)로 이루어진다.

상기 스탭모터(74)의 구동축에는 구동기어(76)를 결합하고, 회전플레이트(70)의 회전축(68)에는 상기 스탭모터(74)의 구동기어(76)와 치합하는 피동기어(78)를 결합하여 상기 스탭모터(74)가 세팅된 각도에 의해 회전하게 되면 각각의 기어가 치합하여 소정의 각도로 회전하게 되어 회전 플레이트(70)의 연장레일(72)이 제1 이송레일(26) 또는 제2 이송레일(48)과 일치되도록 하여 용접부(10)의 토치부재(66)가 종방향 또는 횡방향으로 전환할 수 있는 것이다.

상기에서는 방향전환수단(9)의 구동원을 스탭모터(74)를 적용하여 실시하는 것으로 설명하고 있지만 이에 한정되는 것이 아니라, 이외에도 소정의 스트로크를 갖는 실린더부재 와 링크부재 등을 결합하여 실시하는 것이 가능하고 본 발명의 목적을 만족하는 것이면 모두 포함한다.

그리고, 상기에서 모터부재와 같이 이송 또는 방향전환을 위해 구비되는 별도의 구동원을 제어하기 위한 전기적 연결구조는 통상의 지식을 가진자라면 용이하게 실시할 수 있는 것으로써, 상세한 설명은 생략한다.

이에 따라, 상기와 같이 이루어 본 발명에 의한 강교구조물의 보강재 용접장치는,

우선, 종리브(R1) 및 횡리브(R2)가 강교 구조물의 플레이트(P)에 가용접된 상태로 고정프레임(2)에 수평으로 놓여지면 도7에서 도시한 바와 같이, 용접부(10)의 대차(58)에 구비된 구름부재(56)를 이용하여 제1 이송수단(6)의 제1 이송레일(26)을 따라 종방향으로 이동하면서 토치부재(66)를 이용하여 종리브(R1)와 플레이트(P)의 접촉부 양측으로 용접을 실시한다.

첫 번째 종리브(R1)의 용접이 완료되면 용접부(10)가 제1 이송레일(26)을 타고 최초 작업 위치로 복귀하고 두 번째 종리브(R1)를 용접하기 위한 대기상태에 들어간다.

그러면, 작업자는 별도의 콘트롤러(미 도시)를 작동시켜서 상기 이동 프레임(4)의 대차(16)에 설치된 구동모터(30)에 전원을 인가하여 이동프레임(4)이 두 번째 종리브(R1)를 용접할 수 있도록 소정의 위치로 이동시킨다.

상기 동작에 의해 용접부(9)가 다음작업을 행할 수 있는 위치에 도달하면 구동모터(30)에 전원을 차단하여 이동프레임(4)이 정지하게 되면, 상기 첫 번째 종리브(R1)의 용접방법과 동일하게 토치부재(66)를 이용하여 두 번째 종리브(R1)에 용접을 행하게 되는 것이며, 연속하여 가용접 상태에서 대기중인 종리브(R1)들은 상기의 작업방법을 동일하게 적용하게 용접을 행하게 되는 것이다.

그리고, 상기 종리브(R1)의 용접작업이 완료되면 도8에서와 같이 용접부(10)를 방향전환수단(9) 즉, 회전플레이트(70)의 연장레일(72)에 위치하도록 이동시킨다.

그 다음, 회전 플레이트(70)의 방향을 전환시키기 위해 스탭모터(74)에 전원을 인가하여 용접부(10)의 대차(58)가 구름부재(56)에 의해 제2 이송수단(8)의 제2 이송레일(48)을 타고 이동할 수 있도록 회전플레이트(70)를 회전시켜서연장레일(72)이 제2 이송레일(48)과 일치하도록 회전시킨다.

이때, 상기 용접부(10)의 대차(58)에 회전 가능하게 결합된 회전부재(60)를 회전플레이트(70)의 회전방향과 반대 방향으로 회전시킴으로써, 상기 회전부재(60)에 결합된 수평부재(62)가 대차(58)의 이송방향과 직교하는 수직방향을 갖게 되어 횡리브(R2)를 용접하기 위한 방향전환이 완료되는 것이다.

따라서, 상기의 방향전환을 통해 토치부재(66)의 방향전환이 완료되면 도9에서 도시한 바와 같이, 용접부(10)를 제2 이송수단(8)의 제2 지지프레임(46)의 양측 선단부에 형성된 로울러부(50)(52)를 통하여 보조 이송레일(22)과 제1 이송수단(6)의 내측으로 구비된 가이드로드(28)의 안내에 따라 토치부재(66)를 횡리브(R2)의 용접작업 위치로 이동시킨 후, 제2 이송레일(48)을 타고 이송하면서 횡방향으로 용접작업을 행하게 되는 것이다.

그리고, 상기 첫 번째 횡리브(R1)의 용접작업이 완료되면 용접부(10)가 제2 이송레일(48)을 타고 최초 작업위치로 복귀하고, 두 번째 횡리브(R2)를 용접하기 위한 대기상태에 들어간다.

그러면 작업자는 별도의 콘트롤러(미 도시)를 작동시켜서 상기 이동 프레임(4)의 대차(16)에 설치된 구동모터(30)에 전원을 인가하여 이동프레임(4)이 두 번째 횡리브(R2)를 용접할 수 있도록 소정의 위치로 이동시킨다.

상기 동작에 의해 용접부(10)가 다음작업을 행할 수 있는 위치에 도달하면 구동(30)모터에 전원을 차단하여 이동프레임(4)이 정지하게 되면 상기 첫 번째 횡리브(R2)의 용접방법과 동일하게 토치부재(66)를 이용하여 두 번째 횡리브(R2)에용접을 행하게 되는 것이며, 연속하여 가용접 상태에서 대기중인 횡리브(R2)들은 상기의 작업방법을 동일하게 적용하게 용접을 행하게 되는 것이다.

그리고 상기에서는 구조물의 플레이트(P)에 가용접된 종리브(R1)의 용접작업을 완료하고 나서 횡리브(R2)를 용접하는 것으로 설명하고 있지만, 이와는 반대로 횡리브(R2)를 먼저 용접하고, 이후에 종리브(R1)의 용접을 행할 수 있으며, 구조물의 플레이트(P)에 가용접된 종리브(R1) 및 횡리브(R2)의 배치에 따라 다양하게 작업순서를 정하여 편리하게 작업을 행할 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명에 의한 강교구조물의 보강재 용접장치는, 횡방향 용접 및 종방향 용접을 단일라인에서 병행하여 실시함으로써 보다 효율적으로 용접작업을 행할 수 있으며, 더욱이 중복되는 작업라인의 증설 및 이에 따른 인원의 추가배치가 불필요하여 원가의 절감을 가져올 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 일정 간격으로 이격되어 설치되는 이동레일을 구비하고 수평으로 배치되는 고정프레임과, 상기 고정프레임의 상측에 구비된 이동레일에 의해 이동하는 이동프레임과, 상기 이동프레임 일측에 각각 결합되고 일방향으로 이동하기 위한 제1 이송레일을 구비한 제1 이송수단과, 상기 제1 이송수단에 직교하는 방향으로 배치되고 상기 이동 프레임의 일측으로 더욱 연장하여 형성되는 보조 레일과 제1 이송수단에 구비된 가이드 로드에 의해 가이드 되어 이동하며 상측으로는 상기 제1 이송레일에 직교하는 방향으로 설치된 제2 이송레일을 구비한 제2 이송수단과, 상기 제1, 제2 이송수단의 제1 ,제2 이송레일을 타고 이동하는 용접부와, 상기 제1 이송수단의 일측에 위치되어 상기 용접부의 이동방향을 바꾸어주는 방향전환수단을 포함하는 강교구조물의 보강재 용접장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이동 프레임은, 고정프레임의 이동레일에 안내되어 이동하는 한 쌍의 대차와, 상기 대차의 일측에 각각 고정 결합되며 타측으로 연장부를 형성하여 하부에 보조 로울러가 구비되는 보조 프레임과, 상기 보조프레임의 상측에 설치되어 제2 이송수단을 이동시키기 위한 보조 레일로 이루어지는 강교구조물의 보강재 용접장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 이송수단은, 이동프레임의 대차 상측에 각각 고정결합하는 제1 지지프레임과, 상기 제1 지지프레임의 상측에 결합하여 상기 제1 지지프레임의 길이방향으로 이동하기 위한 제1 이송레일과, 상기 제1 지지프레임의 내측으로는 상기 이동프레임의 보조 프레임 상측에 결합된 보조 레일과 대응하는 가이드 로드가 결합되어 이루어지는 강교구조물의 보강재 용접장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2 이송수단은, 상기 제 1 이송수단과 직교하는 방향으로 배치되는 제2 지지프레임과, 상기 제2 지지프레임의 길이방향으로 이동하기 위한 제2 이송레일과, 상기 제2 지지프레임의 일측에 결합하여 제1 이송수단의 가이드 로드에 안내 및 지지되도록 결합하는 제1 로울러부와, 상기 제1 로울러부 타측면에는 보조 지지프레임의 상측에 결합된 보조레일에 안내되어 이동하기 위한 제2 로울러부로 이루어지는 강교구조물의 보강재 용접장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 방향전환수단은, 제1 이송수단의 제1 지지프레임의 선단부 일측에 고정 결합되고 하측으로 회전축이 구비된 회전 플레이트와, 상기 회전 플레이트 상측에 결합되고 용접부를 제1 이송레일 또는 제2 이송레일에서 회전 플레이트 상측에 안내하기 위한 연장레일과, 제1 지지프레임의 일측으로 결합하여 회전플레이트를 회전시키기 위한 모터부재로 이루어지는 강교구조물의 보강재 용접장치.