KR200185072Y1

KR200185072Y1 - 선박용 철판과 보강재의 용접장치

Info

Publication number: KR200185072Y1
Application number: KR2019990024937U
Authority: KR
Inventors: 류득룡
Original assignee: 주식회사솔텍
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2000-06-15

Abstract

선박용 철판과 보강재의 용접장치로서 호이스트(10)에의한 승강작용, 캐리지(13)에의한 전후운동, 수평회전장치(8)에 의한 좌우수평 회전운동, 마그네틱프레임(7)(7')에 의한 좌우 작동 및 텔레스코프장치(29)에 의한 좌우 신축운동을 하면서 마그네트 유니트(3)의 마그네트(9)에의한 론지(1)의 직립이동과 동시에 핏업헤드장치(42)의 회전푸싱롤러(34)로 론지(1)를 푸싱하고 좌우에서는 가이드롤러 (18)로 지지하면서 에어실린더(23)에 의해 웰딩토치유니트(40)를 이동시켜 용접하므로서 장치의 상하 좌우 이동 및 회전작동이 가능하여 짧은시간에 많은 양의 용접을 균일하고 정확하게 할 수 있는 장점이 있는 장치인 것이다.

Description

선박용 철판과 보강재의 용접 장치{Installation for welding panels for the vessel and armatures}

본 고안은 선박건조용 철판(Panel)에 앵글, 티바(T Bar), 또는 평바(Flat Bar)등의 보강재(Lon-gi)를 직립, 정열 및 용접공정을 일괄 처리하는 장치에 관한 것이다.

종래에는 선박건조용 철판에 앵글, 티바 또는 플랫바 등의 보강재(부재)를 용접하기 위하여는 마구 흐트러진 앵글, 티바 또는 플랫바와 같은 보강재(부재)(Lon-gi)를 도12에 도시된 바와같은 일정 간격으로 홈이 형성된 정열대(Pallet)(4a)에 크레인으로 일일이 옮겨 꽂아서 정열시킨 다음 별도의 자석(6)이 암 단부에 부착된 보강재 홀더용 아암(도11)이 부착된 장치를 이용하여 상기 파레트를 용접할 정위치로 옮겨서 직립되게 지지하면서 용접하도록 구성되어 있어서 론지를 정열, 이송, 배열, 지지 및 용접하는장치 및 공정등이 모두 별개로 이루어져 있어서 작업공간을 많이 차지하는 데다가 각 장치가 별개로 구성되거나 운송방법이 원시적이어서 작업시간이 많이 걸리게 되고 기계장치도 일괄공정이 아닌 여러 공정이어서 기계시설 비용 또한 고가로 소요되는등 인력, 시간 및 공간등이 많이 소요되어 결국 작업이 비능률적이면서도 작업비용은 많이 소요되는 결점이 있었다.

또한 상기와 같은 종래 선박 건조용 보강재의 용접 장치 및 공정의 결함을 배제하기 위하여 보강재(Lon-gi)의 직립, 정돈, 이송, 배치, 지지 및 용접 공정이 일괄적으로 이루어지면서 장치가 간편하여 장치 설치를 위한 장소도 좁게 차지하도록 개선한 선박용 철판에 부재 즉 보강재(Lon-gi)를 일괄용접하는 장치를 본 고안 출원인에 의하여 1997. 12. 06.자에 출원번호 제97-66504호로 출원한바 있는데 그 장치의 요지를 요약하면,

도 10에서 참조되는 바와같이, 상하 승강실린더 장치(21)에 의해 상하 승강되고, 실린더 로드(20)에 의해 좌우 수평운동을하며, 랙과 피니언기어(24)에 의해 작동되어 베어링으로 가이드되는 LM레일(23)에 의해 전후 운동을 하는 장치본체(7)하단에 유압장치(25)(도11(C)참조)나 기어장치(3)(도11(b)참조)에 의하여 축(4)를 중심으로 좌우로 왕복 원추운동을 하는 아암(5)의 하단에 일정각도로 절곡(Skewing)가능한 자석(6)을 부착하여 그 자석(6)의 자력으로 보강재를 집어서 상기 아암(5)의 원추운동범위내에 위치한 용접 토치(Welding Torch)장치(10)로 이동시킨 다음 상기 용접 토치(10)사이의 상부에 위치한 실린더 로드(19)로 부재(l')(보강재)를 눌러줌과 동시에 상기 실린더 로드(19)직하의 상기 용접토치(10)의 하단 근처에서 수평이동되는 실린더 로드(14)(14')(14')로 부재(1')(보강재)를 잡고 랙(28)과 피니언(29)기어로 토치(10)를 좌우수평회전시키면서 용접위치에 일치시킨후 용접작업을 하므로써 좁은 작업공간에서도 간편하게 용접을 행할 수 있는 장치로 구성되어 있다.

그러나 이 장치는 상하 승강장치인 승강실린더장치(21), 좌우수평이동장치인 실린더 로드(20), 유입장치(25)나 기어장치(3)에의해 좌우 왕복 원추운동을 하는 아암(5), 용접토치(10), 보강재(1')를 눌러 주는 실린더로드(19), 보강재(1')를 잡아서 지지해 주는 실린더(14)(14')(14'''), 용접토치(10)를 회전 시켜주는 랙(28)과 피니언기어(29)가 각각 설치되어 있어서 부재(1')를 선박용 패널(철판)에 용접하려면 상기 각 장치들을 각각 따로 움직여서 보강재(부재)(1')들을 직립 이동, 배치, 지지 및 용접하여야 하므로 작업능률이 저하 될 뿐 아니라 정확성이 결여되는 결점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 결점을 해소하기 위하여 선박용 철판(페널)과 보강제(부재)의 용접에 필수적으로 사용되는 마그네트 유니트를 승강동작, 전후 좌우 수평 동작 및 회전동작을 하는 장치를 하나의 장치인 직립정열 일괄처리장치 즉 핏업머신(Fit up machine)에 장착하여 승강 및 전후좌우 수평동작과 회전동작을 하나의 장치에서 동시 다발적으로 일으킬 수 있도록 하므로써 페널(주판)위에 보강제(Lon-gi:론지)를 용접하기 위하여 보강제를 적치장에서 철판(페널)을 직립시켜 이송 후 정렬하는 공정을 간편하고 정확하며 신속하게 할 수 있도록하고 또한 핏업머신의 마그네트 유니트에 의해 일정간격으로 페널상에 정열된 론지(Lon-gi)를 위에서 눌러주고 동시에 페널을 위로 당겨주면서 좌우에서도 론지를 지지해주는 핏업헤드장치(Fit up Head)와 용접토치에 의해서 용접하는 용접 장치를 동시에 전후좌우 상하 직선운동 및 수평회전운동을 차례로 바꾸어가면서 작동하도록 장착하여 론지를 지지하면서 용접하는 공정을 일관성이 있고 정확하면서 신속하게 하도록하여 작업의 능률을 향상시키고져한 것으로서 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안에 따른 장치중 보강재(Lon-gi) 핏업(Fit up)장치의

측면도.

도 2 는 본 고안에 따른 장치중 보강재(Lon-gi) 핏업(Fit up)장치의

정면도.

도 3 은 본 고안에 따른 장치중 보강재(Lon-gi) 핏업(Fit up)장치의 요부

확대 측면도.

도 4 는 본 고안에 따른 장치중 보강재(Lon-gi) 핏업(Fit up)장치에 의한

보강재 배열 측면 상태도.

도 5 는 본 고안에 따른 장치중 보강재 누름용 핏업헤드(Fit up Head) 및

용접장치(Welding Torch)의 정면도.

도 6 은 도 5의 측면도.

도 7 은 본 고안에 따른 장치중 보강재의 지지장치.

도 8 은 본 고안에 따른 장치중 보강재 용접장치(토치)의 확대 측면도.

도 9 는 본 고안에 따른 장치중 보강재 용접장치의 확대 정면도.

도 10 은 종래의 철판 보강재 일괄 용접장치의 전체 단면도.

도 11(a) 는 종래의 철판 보강재 일괄 용접장치중 보강재 운반용 자석이

부착된 아암의 장착 단면도.

도 11(b) 및 (c)는 종래의 철판 보강재 일괄 용접장치중 보강재 운반용

자석이 부착된 아암의 작동 상태의 다른예를 나타낸 단면도.

* 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명*

A ; 론지 직립 정열 일괄처리장치(Fit up machine)

1 ; 론지(보강재 ; Lon-gi) 2 ; 팔레트(Pallet)

3 ; 마그네트유니트 3a ; 마그네트 지지바

4,4' ; 엘엠레일(Linear Motion Rail)

5 ; 랙과 피니언기어(Rack & Pinion Gear) 6 ; 서보모터(Servo motor)

7,7' ; 마그네틱 프레임(Frame) 8 ; 수평회전장치

8a ; 상부프레임

8b ; 하부프레임 8c ; 중앙고정장치

8d ; 슬루윙 기어(Slewing Gear)(수평회전 기어)

9 ; 마그네트(Magnet) 10 ; 호이스트(Hoist)

10' ; 크레인 11 ; 승강가이드 바(Guide Bar)

12 ; 승강가이드 롤러(Guide Roller)

13 ; 좌우이동 캐리지(Carriage)

13' ; 캐리지 본체 13a ; 레일

13b ; 휠 14,14' ; 유압 실린더

14a,14a' ; 모터 15 ; 엘엠(LM)레일

16 ; 스크류 17 ; 모터

18 ; 가이드 롤러 18a ; 가이드롤러 조정 스크류

19 ; 누름실린더 20 ; 패널당김 마그네트

23 ; 에어 실린더 24 ; 모터

25 ; 엘엠(LM) 레일 26 ; 스크류

27 ; 엘엠(LM)레일 28 ; 전후 이동장치

29 ; 텔레스코프 장치 30 ; 마그네트 붐(Magnet boom)

31 ; 모터 32 ; 스크류

33 ; 너트 33a ; 승강 봉

34 ; 푸싱롤러 35 ; 패널(철판)

36 ; 승강실린더 38 ; 복귀실린더

39 ; 웰딩토치 40 ; 웰딩토치유니트

41 ; 팔레트 홈 42 ; 핏업헤드장치

모터(M)에의해 작동되는 중앙의 승강 호이스트(10), 캐리지 본체(13')에 의해 지지 되면서 승강가이드 롤러(12)를 타고 승강되는 좌우양측의 승강가이드바 (11)로 구성되는 승강장치 및 상기 승강장치의 좌우 양하단에 장착되어 좌우이동 작동을 하는 레일(13a)과 휠(13b)도 구성되는 좌우이동캐리지(13), 상기 호이스트(10)의 하단크레인(10')에 중앙상단이 고정되고 상기 가이드바(11)의 양측 하단에 양측 상단이 고정된 상부프레임(8a)과 그 상부 프레임(8a)과 상하 연결된 하부프레임(8b)및 상기 상,하프레임(8a)(8b)이 외접되어 슬루윙기어(Slewing Gear)(8d)에 의해서 좌우수평으로 회전되도록된 원통형 중앙고정장치(8c)로 구성되는 수평회전장치(8), 상기 수평회전장치(8)의 하부프레임(8b)의 하단 중앙에 장착되어 서보모터(6)에의해 구동되는 랙과 피니언기어(5), 상기 하부프레임(8b)의 하단 양측에 장착되어 상기 랙과 피니언기어(5)의 작동으로 상기 하부프레임(8b)의 하부에 장착된 전체 장치를 전후 직선이동을 시켜주는 마그네틱프레임 (7)(7')상의 LM레일(4)(4')로 구성되는 전후 이동장치(28), 상기 마그네틱 프레임(7)(7')의 좌우에 장착되어 좌우모터(14a)(14a')로 작동되는 유압 실린더(14)(14')에 의하여 좌우로 직선 운동을 하는 마그네트 지지바(3a), 상기 마그네트 지지바(3a) 아래의 마그네틱 붐(Magnetic Boom)(30)에 좌우 일정간격으로 고정된 다수개의 마그네트(9)및 패널(35)상의 가장자리에 배열된 론지(보강재)의 위치에 상기 마그네트(9)를 맞추기위한 상기 마그네트 지지바(3a)좌우양단의 안테나 타입 신축형 텔레스코프 장치(29)로 구성된 마그네틱 유니트(3)로 이루어진 론지직립정열 일괄장치(Fit up머신)와; 상기 핏업머신과는 별도로 도5에 도시된 바와같이 모터(31)에 의해서 작동되는 스크류 (32), 상기 스크류의 동작으로 승강되는 너트(33), 상기 너트(33)의 승강에 따라 승강되는 승강봉(33a), 상기 승강봉 하단의 누름 실린더(19), 상기 누름실린더로 눌러서 길이가 각기 다른 론지(1)의 직립된 상단을 푸싱하면서 복귀실린더(38)에 의해 좌우로 이동가능한 푸싱롤러(34), 하단의 패널당김 마그네트(20)의 승강을 조절하는 승강 실린더(36), 모터(17)에 의해서 상기 푸싱롤러(34)및 승강실린더(36)를 전후 작동하는 스크류(16), 패널 당김 마그네트 좌우이동 LM레일(27)및 론지(1)를 전후에서 조정스크류(18a)에 의해 지지하는 가이드롤러(18)로 구성되는 핏업 해드장치(Fit up Head)(42)와; 모터(24)와 LM레일(25)및 스크류(26)에의해 좌우로 이동하면서 웰딩토치(39)를 적정위치로 이동시켜 고정하는 에어실린더(23)로 구성되는 선박용 철판(패널)에 보강제(부재; Lon-gi)(1)를 용접하는 웰딩토치유니트(40)로 구성된다.

이상과 같이 구성되는 본 고안 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

론지를 철판(PANEL)에 취부하기 위하여 먼저 철판정열대인 팔레트(2)의 홈(41)에 크레인을 이용하여 론지(1)를 직접 꽂아준 다음 핏업 머신(A)가까운 지점까지 상기 팔레트(2)를 크레인으로 이동한다.

론지(1)가 꽂힌 팔레트(2)가 임의의 위치에 놓여지면 모터에 대해서 움직이는 랙과 피니언기어나 레일(13a)과 휠(13b)에 의해서 움직이는 핏업머신(A)전체가 상기 론지(1)가 꽂힌 팔레트(2)지점까지 이동하게 되고 이때 핏업머신에 장착된 초음파 센서(미도시)에 의해 론지를 감지하게되면, 핏업머신은 정지하게 된다.

핏업머신이 정지후, 케리지(13)하부에 설치된 서보모터(6)의 작동으로 움직이는 랙과 피니언기어(5)이 작동되면 좌우의 엘엠레일(4)(4')을 타고 전후이동하는 마그네틱 프레임(7)(7')하부에 장착되어 마그네트 지지바(3a)와 하부 마그네트 붐(30)에 일정간격으로 장착된 마그네트(9)로 구성된 론지의 마그네트를 위해 일정간격의 피치별로 배열하게 되는데 이때 패널 가장자리에 위치한 피치의 론지(1)와 마그네트(9)의 위치를 조절하기 위해서는 마그네트 지지바 양단에 설치된 텔레스코프장치(29)의 좌우신축 작동으로 위치를 조절하면된다.

이상과 같이 마그네틱 유니트(3)배열이 끝나면 론지(1)의 마그네트을 위해 모터에 의해 승강되는 케리지(13)상에서 지지되는 호이스트(10)와 가이드 롤러(12)를 타고 승강되는 가이드바(11)에의해 마그네트유니트(3)가 마그네트(9)에 의해서 각각의 론지(5)를 마그네트하게되고, 마그네틱이 끝나면 핏업머신(Fit up machine)전체가 론지를 취부할 위치까지 이동하게된다.

취부할 위치 인식은 엔코드와 센서에 의해 이루어지며 연산은 패널에 설치된 피엘씨(Programing Load Controller)에 의해 이루어진다.

취부할 위치에 핏업머신이 정지하게되면 론지(1)가 마그네틱된 마그네틱 유니트전체가 호이스트에 의해 하감하게된다.(도4참조)

하강하면서 론지와 패널 엔드 부위가 일치 하여야 하므로 다음과 같은 장치에 의해서 이루어진다.

본 장비의 조작자는 1명이므로 작업자가 오른쪽 왼쪽을 번갈아 가면서 확인할 수 없으므로 패널 가장 자리의 론지 위치 부위인 엔드(END)부위에 설치된 CCTV와 CCD카메라에 의해 확인한다.(미도시)

END부위가 일치 하지 않을 시에는 마그네틱유니트(3)상부에 설치된 유압 실린더(14)와 마그네틱유니트(3)에의해 좌우로 움직여 End에 론지를 맞추도록 조절하면되고 론지와 패널상에 마크한 론지 배열 위치의 홀더 라인(HOLD LINE)각이 일치 하지 않을 경우에는 수평회전장치(8)의 슬루윙 기어(8d)를 좌우로 회전시켜 일치시키면 된다.

*이와같이 마그네트에 의해 론지가 패널의 마크라인(mark line hold line)선상에 일치 해 있을때 핏업해드(43)가 론지(1)가 있는 위치로 전진하게 되는데 상기 핏업해드(42)는 론지 4개를 동시에 취부하기 위해 4개로 구성되어 있으며 핏업해드(43)가 론지(1) 가까이에 접근하면 각 론지(1)의 피치에 일치되게 해드(43)를 조절하기 위해서 모터(17)에 의해 스크류(16)를 작동시켜 엘엠레일(15)을 타고 이동되게한 다음 모터(31)와 스크류(32)에 의해 누름실린더(19)를 작동시켜 상하로 높이를 조절하면서 푸싱롤러(34)로 론지(1)의 상단을 눌러주게 된다.

이때 론지를 직각으로 유지하기 위해 양 측면에 설치된 4개의 가이드 롤러(18)로 론지(1)를 지지해 준다. 이와같이 론지(1)가 직각으로 눌리면서 유지된 상태에서 론지(1)의 하단을 패널에 단단하게 밀착시키기 위하여 마그네트 승강용 에어 실린더(36)를 작동시켜 패널 담김마그네트(20)를 패널(35)에 밀착시켜 위로 잡아당기게하면 누름실린더(19)에의한 푸싱롤러(34)의 누르는 힘과 마그네트(20)의 당기는 힘의 반작용에 의한 반력에 의하여 론지(1)는 완벽하게 패널(35)상에 직립밀착되게 된다.

누름실린더(19)에 의해 론지(1)와 패널(35)이 밀착되면 용접을 위해 웰딩 토치 유니트(40)가 에어실린더(23)에 의해 론지(1)가까이로 전진한다. 전진이 완료되면 아크발생과 동시에 용접이 행하여 지는데, 이때 용접시간을 단축시키기 위하여 도5와 같이 캐리지(13)전체가 레일(13a)과 휠(13b)에 의해 론지(1)의 길이 방향으로 전진함과 동시에 웰딩토치유니트가 거기에 장착된 모터(24), LM레일(25)및 스크류(26)에 의해 동시에 좌우이동하므로 용접시간을 단축 시킬 수 있다.

캐리지(13)가 좌우전진하게 되면 패널당김 마그네트(20)도 마그네트 상부에 설치된 마그네트 이동LM 레일(27)에 의해 무구동으로 움직이게 된다.

위와같은 행정이 반복 동작되면서 용접하게 된다.

본 고안(패널)에 보강재(론지)를 용접하는 장치는 상하 좌우 수직 직선 이동 및 좌우회전운동을 하게 되므로 짧은 시간에 가장 효과적으로 대량을 완벽하고 효과적으로 용접할 수 있는 효과가 있다.

Claims

모터(M)에의해 작동되는 중앙의 승강 호이스트(10), 캐리지 본체(3')에 의해 지지 되면서 승강가이드 롤러(12)를 타고 승강되는 좌우양측의 가이드바(11)로 구성되는 승강장치 및 상기 승강장치의 좌우 양하단에 장착되어 좌우이동 작동을 하는 레일(13a)과 휠(13b)도 구성되는 좌우이동캐리지(13), 상기 호이스트(10)의 하단크레인(10')에 중앙상단이 고정되고 상기 가이드바(11)의 양측 하단에 양측 상단이 고정된 상부프레임(8a)과 그 상부 프레임(8a)과 상하 연결된 하부프레임(8b)및 상기 상,하프레임(8a)(8b)이 외접되어 슬루윙기어(Slewing Gear)(8d)에 의해서 좌우수평으로 회전되도록된 중앙고정장치(8c)로 구성되는 수평회전장치(8), 상기 수평회전장치(8)의 하부프레임(8b)의 하단 중앙에 장착되어 서보모터(6)에의해 구동되는 랙과 피니언기어(5), 상기 하부프레임(8b)의 하단 양측에 장착되어 상기 랙과 피니언기어(5)의 작동으로 상기 하부프레임(8b)의 하부에 장착된 전체 장치를 전후 직선이동을 시켜주는 마그네틱프레임 (7)(7')상의 LM레일(4)(4')로 구성되는 전후 이동장치(28), 상기 마그네틱 프레임(7)(7')의 좌우에 장착되어 좌우모터(14a)(14a')로 작동되는 실린더(14)(14')에 의하여 좌우로 직선 운동을 하는 마그네트 지지바(3a), 상기 마그네트 지지바(3a) 아래의 마그네틱 붐(Magnetic Boom)(30)에 좌우 일정간격으로 고정된 다수개의 마그네트(9)및 패널(35)상의 가장자리에 배열된 론지(보강재)의 위치에 상기 마그네트(9)를 맞추기위한 상기 마그네트 지지바(3a)좌우양단의 안테나 타입 신축형 텔레스코프 장치(29)로 구성된 마그네틱 유니트(3)로 이루어진 론지직립정열 일괄장치(Fit up머신)와; 상기 핏업머신과는 별도로 도5에 도시된 바와같이 모터(31)에 의해서 작동되는 스크류 (32), 상기 스크류의 동작으로 승강되는 너트(33), 상기 너트(33)의 승강에 따라 승강되는 승강봉(33a), 상기 승강봉 하단의 누름 실린더(19), 상기 누름실린더로 눌러서 길이가 각기 다른 론지(1)의 직립된 상단을 푸싱하면서 좌우로 이동가능한 푸싱롤러(34), 하단의 패널당김 마그네트(20)의 승강을 조절하는 승강 실린더(36), 모터(17)에 의해서 상기 푸싱롤러(34)및 승강실린더(36)를 전후 작동하는 스크류(16), 패널 당김 마그네트 좌우이동 LM레일(27)및 론지(1)를 전후에서 지지하는 가이드롤러(18)로 구성되는 핏업 해드장치(Fit up Head)(42)와; 웰딩토치(39)를 적정위치에 고정하는 에어실린더(23)로 구성되는 선박용 철판(패널)에 보강제(부재; Lon-gi)(1)를 용접하는 웰딩토치유니트(40)로 구성됨을 특징으로 하는 선박용 철판과 보강재의 용접 장치.