KR20180040008A - 보온핀 용접위치 유도 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보온핀이 용접되는 위치를 유도하는 장치에 있어서: 프리즘(22)을 탑재하는 용접건(20); 및 상기 용접건(20)의 프리즘(22)으로 신호를 출력하고, 입력된 신호를 이용하여 현재좌표를 산출하며, 이를 기준좌표와 대비하여 결과를 안내하는 3차원측정기(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 보온핀을 용접하는 위치를 실시간으로 측정하여 보온핀 용접건으로 전송함에 따라, 보온핀의 시공과 관련된 작업의 정확성을 높이면서 시수를 절감하고 고소부위 작업시 안전성을 확보하는 효과가 있다.

Description

보온핀 용접위치 유도 장치{Apparatus for guiding welding position of insulation pin}

본 발명은 선박의 보온핀 시공용 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박 건조시 보온재를 지지하는 보온핀을 시공하기 위한 보온핀 용접위치 유도 장치에 관한 것이다.

통상적으로 선박 내부의 거주구, 엔진룸 등을 비롯한 특정한 영역에는 보냉, 보온을 위한 단열벽체가 설치된다. 단열벽체는 다수의 보온핀을 이용하여 긴밀하게 지지되며, 보온핀은 용접건을 이용하여 설정된 간격으로 시공된다. 이 과정에서 보온핀의 용접위치를 결정하기 위해 줄자 또는 지그를 이용하여 용접위치를 마킹하는 작업을 수행한다.

이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 공개실용신안공보 제2014-0000807호(선행문헌 1), 한국 공개특허공보 제2014-0115485호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 마킹 팬이 장착되는 마킹부와, 상기 마킹부의 일 측에서 회전 가능하게 결합하는 회전수단과, 상기 마킹부의 전방에 배치되며 일 측이 상기 회전수단을 지지하는 지지부 및 상기 마킹부와 상기 지지부 사이에서 상기 마킹부에 탄성력을 제공하는 탄성제공부를 포함한다. 이에, 표면의 변형부위에도 보온핀의 마킹위치를 정확하고 신속하게 마킹하는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 보온핀을 용접하는 용접기와, 상기 선체에 보온핀의 용접위치가 표시되도록 다수의 레이저빔을 조사하는 수평레이저부와, 상기 용접기에 연결설치되고, 슬라이딩 가능하여 보온핀의 거리간격을 설정하는 복수의 간격눈금자가 설치된 거리조절기를 포함한다. 이에, 선체에 별도의 마킹작업 없이도 보온핀을 일정간격으로 정확한 위치에 용접하는 효과를 기대한다.

그러나, 선행문헌 1에 의하면 보온핀의 수동적 마킹에 소요되는 시수를 절감하기에 한계성을 나타내고, 선행문헌 2에 의하면 수광레이저부와 거리조절기를 설치하는 불편함과 레이저광 마킹의 부정확성이 우려된다.

1. 한국 공개실용신안공보 제2014-0000807호 "보온핀 위치 마킹용 지그" (공개일자 : 2014.02.06.) 2. 한국 공개특허공보 제2014-0115485호 "보온핀 용접장치와 이를 이용한 보온핀 용접방법" (공개일자 : 2014.10.01.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 선박 건조시 보온재를 지지하는 보온핀의 시공에 있어서 보온핀 용접건에 위치송신기 또는 반사프리즘을 부착하고 보온핀을 용접하는 위치를 실시간으로 측정하여 전송하는 보온핀 용접위치 유도 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 보온핀이 용접되는 위치를 유도하는 장치에 있어서: 프리즘을 탑재하는 용접건; 및 상기 용접건의 프리즘으로 신호를 출력하고, 입력된 신호를 이용하여 현재좌표를 산출하며, 이를 기준좌표와 대비하여 결과를 안내하는 3차원측정기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 용접건은 3차원측정기의 결과를 로컬에서 확인하기 위한 모니터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 3차원측정기는 위치 결정과 관련된 정보의 송수신을 처리하는 통신부, 위치 결정을 위하여 설정된 알고리즘을 실행하는 제어부, 정위치 이탈 여부를 시청각적으로 표출하는 경보부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제어부는 설계값과 편차의 입력 및 기준좌표의 설정을 거친 후에, 현재좌표와 기준좌표가 편차 범위에 들어오는지 실시간으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 용접건이 복수로 투입되는 경우에 상호간을 식별하도록 태그와 리더를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 보온핀을 용접하는 위치를 실시간으로 측정하여 보온핀 용접건으로 전송함에 따라, 보온핀의 시공과 관련된 작업의 정확성을 높이면서 시수를 절감하고 고소부위 작업시 안전성을 확보하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 전체적으로 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 장치의 회로적 연결을 나타내는 블록도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 작동예를 나타내는 플로우차트

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 보온핀이 용접되는 위치를 유도하는 장치에 관하여 제안한다. 도 1에서 다수의 보온핀(10)이 판재(벽체) 상에 일정한 간격으로 배치된 상태를 예시한다. 선박의 벽체 상에 단열재를 지지하는 보온핀(10)의 시공을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명에 따르면 용접건(20)이 프리즘(22)을 탑재하는 구조이다. 용접건(20)은 전기력을 이용하여 보온핀(10)을 압접하는 수단으로서 후술하는 3차원측정기(30)와 연계되는 프리즘(22)을 구비한다. 프리즘(22)은 3차원측정기(30)에서 조사된 광의 반사된 위치에 대응하여 서로 다른 위상으로 진행하도록 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 용접건(20)은 3차원측정기(30)의 결과를 로컬에서 확인하기 위한 모니터(25)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 모니터(25)는 3차원측정기(30)와 유선 또는 무선으로 연결되며, 출력 기능 외에 입력 기능을 부가하도록 터치스크린을 사용할 수 있다. 이에, 작업자는 모니터(25)로 출력되는 결과를 보면서 설정된 용접 위치에 보온핀을 부착하기 용이하다.

또, 본 발명에 따르면 3차원측정기(30)가 상기 용접건(20)의 프리즘(22)으로 신호를 출력하고, 입력된 신호를 이용하여 현재좌표를 산출하며, 이를 기준좌표와 대비하여 결과를 안내하는 것을 특징으로 한다. 3차원측정기(30)는 레이저 광을 출력하는 발광부(31), 반사된 레이저 광을 입력하는 수광부(32)를 구비한다. 레이저 광 신호의 입출력과 관련된 지향 범위를 변동하도록 3차원측정기(30) 상에 발광부(31)와 수광부(32)의 자세조절을 위한 구성(도시 생략)을 부가할 수 있다. 3차원측정기(30)의 알고리즘은 작업중 이동되는 용접건(20)의 현재좌표와 기 입력된 설계값인 기준좌표의 차이를 산출하고 결과를 이용하여 신속하고 정확한 작업을 유도함을 요체로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 3차원측정기(30)는 위치 결정과 관련된 정보의 송수신을 처리하는 통신부(33), 위치 결정을 위하여 설정된 알고리즘을 실행하는 제어부(35), 정위치 이탈 여부를 시청각적으로 표출하는 경보부(38)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 통신부(33)는 측정되는 데이터, 연산된 결과 데이터 등을 바람직하게는 무선으로 모니터(25)에 전송한다. 제어부(35)는 보온핀의 위치좌표값(설계값)을 저장하고, 보온핀이 용접되는 벽체의 좌표(x,y,z)를 설정한다. 제어부(35) 상에는 신호의 입출력을 수행하는 터치스크린(36)이 구비된다. 경보부(38)는 램프 발광 및 소리음 발생을 구현하여 위치 결정에 과정에서 작업자의 신속하고 정확한 보정을 유도한다.

이때, 상기 제어부(35)는 설계값과 편차의 입력 및 기준좌표의 설정을 거친 후에, 현재좌표와 기준좌표가 편차 범위에 들어오는지 실시간으로 판단하는 것을 특징으로 한다. 도 3은 본 발명에 따른 주요 알고리즘의 일예를 나타낸다. 설계값은 USB와 같은 저장매체 또는 유무선 통신을 통하여 입력되고 저장된다. 도 1은 작업자가 터치스크린(36)을 통하여 설계값과 편차를 입력하는 상태를 예시한다. 기준좌표는 작업 대상인 벽체의 특정 위치에 3차원측정기(30)에서 인식 가능한 포인트를 설치하여 설정한다. 현재좌표와 기준좌표의 차이에 대한 연산과 실시간 판단은 제어부(35)에서 실행된다.

작동의 일예로서, 편차가 5㎜로 설정된 경우 용접건(20)의 제1위치에서 편차가 6㎜라면 경보를 발생하고 3㎜라면 모니터(25)로 용접을 지시하며, 이후 용접건(20)이 설정된 제2위치, 제3위치 등으로 이동하는 상황에 맞추어 순차적이고 반복적으로 알고리즘을 수행한다. 작업자는 보온핀(10)의 부착 위치를 마킹할 필요가 없을뿐더러 실시간으로 용접건(20)의 자세를 보정하면서 용접을 수행할 수 있다.

본 발명의 변형예로서, 상기 용접건(20)이 복수로 투입되는 경우에 상호간을 식별하도록 태그(41)와 리더(42)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 2개 이상의 용접건(20)으로 작업하는 경우 상호 식별을 거쳐 각각의 설정된 경로로 작업이 진행되도록 유도한다. 태그(41)는 용접건(20)에 설치되고, 리더(42)는 3차원측정기(30)에 인접하게 설치된다.

한편, 본 발명의 또 다른 변형예로서, 용접건(20)의 프리즘(22)에 인접하여 렌즈(45)를 더 구비할 수도 있다. 렌즈(45)는 프리즘(22)으로 통과되는 레이저 광의 물성 변동을 유발한다. 3차원측정기(30)는 각기 다른 용접건(20)에서 입력되는 신호를 구분하여 각각을 독립적으로 제어한다.

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: 보온핀 20: 용접건
22: 프리즘 25: 모니터
30: 3차원측정기 31: 발광부
32: 수광부 33: 통신부
35: 제어부 36: 터치스크린
38: 경보부 41: 태그
42: 리더 45: 렌즈

Claims (5)

1. 보온핀이 용접되는 위치를 유도하는 장치에 있어서:
   프리즘(22)을 탑재하는 용접건(20); 및
   상기 용접건(20)의 프리즘(22)으로 신호를 출력하고, 입력된 신호를 이용하여 현재좌표를 산출하며, 이를 기준좌표와 대비하여 결과를 안내하는 3차원측정기(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보온핀 용접위치 유도 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 용접건(20)은 3차원측정기(30)의 결과를 로컬에서 확인하기 위한 모니터(25)를 구비하는 것을 특징으로 하는 보온핀 용접위치 유도 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 3차원측정기(30)는 위치 결정과 관련된 정보의 송수신을 처리하는 통신부(33), 위치 결정을 위하여 설정된 알고리즘을 실행하는 제어부(35), 정위치 이탈 여부를 시청각적으로 표출하는 경보부(38)를 구비하는 것을 특징으로 하는 보온핀 용접위치 유도 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제어부(35)는 설계값과 편차의 입력 및 기준좌표의 설정을 거친 후에, 현재좌표와 기준좌표가 편차 범위에 들어오는지 실시간으로 판단하는 것을 특징으로 하는 보온핀 용접위치 유도 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 용접건(20)이 복수로 투입되는 경우에 상호간을 식별하도록 태그(41)와 리더(42)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보온핀 용접위치 유도 장치.

Images