KR20190072721A - 3차원 제어를 이용한 이동형 절삭 및 사상장치 - Google Patents

Abstract

대형구조물에 적합하도록 이동이 자유롭게 이루어지고, 또한, 3차원 형상의 굴곡진 면에서도 깨끗한 절삭이 이루어지도록 하는 3차원제어 절삭 및 사상장치를 제공하는데 그 목적이 있으며, 이를 위해 본 발명은, 이동가능한 구동수단이 구비된 이동본체(100)와; 상기 이동본체(100)의 일단에 연결되어 상하 승하강이 이루어지는 승하강부(200)와; 상기 승하강부의 단부에 연결되고, 골격을 유지하는 메인프레임(300a)와, 지지대상물에 고정되는 지지부재(320)가 메인프레임(300a) 상하 모서리에 구비되고, 상기 메인프레임(300a)의 중앙부위에 위치한 절삭기(310)가 구비된 절삭부(300):와 상기 메인프레임(300a)의 전후 방향 및 좌우 방향의 조정이 이루어지도록 하는 축구동부(400): 그리고 이동 및 움직임을 포함한 구동을 위한 제어부:로 이루어져, 지지대상물의 상태에 따라 x-축,y-축 및 z-축의 3-축제어를 통하여 절삭이 이루어지도록 하는 3차원 제어를 이용한 이동형 절삭 및 사상장치를 제공하는데 그 기술적 특징이 있다. 따라서 이동형으로 구성되어 대형구조물의 높낮이에 상관없이 절삭이 이루어질 수 있으므로 작업의 효율성을 도모할 수 있으며, 구조물의 3차원 형상을 고려하여 작업이 이루어지므로 보다 정확하게 절삭이 이루어질 수 있는 다른 효과도 있다.

Description

3차원 제어를 이용한 이동형 절삭 및 사상장치{Movemrnt cutting appratus using three dimentions control }

본 발명은 절삭 및 사상 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특히 선박이나 교량 설치 작업 등에서 대형 구조물의 이동을 위해 사용되는 리프팅 러그나 선박의 블록간 조립 시 구조물의 단차 및 용접 작업 시에 생기는 열변형을 막기 위해 사용되는 피스를 절삭하거나 사상 처리를 하되 표면요철 등의 요소를 고려한 3차원 제어를 이용하여 보다 깔금하게 절삭할 수 있는 장치에 관한 것이다

일반적으로, 조선 산업에서 선박을 건조할 때 선박 전체를 여러 개의 대형블록으로 나누어 제작한 후 이를 쌓고 연결하면서 선박을 완성하게 된다. 이와 같이 블록들을 쌓고 연결하는 과정을 탑재라고 하며, 탑재를 위해서는 블록을 들어올리거나 이동시키는 대형 크레인이 반드시 이용된다. 이때, 크레인의 훅을 블록에 연결하기 위해서는 별도로 제작된 다수의 러그(lug)가 설치된다. 전술한 러그는 탑재과정에서는 매우 유용하고 필요하지만 탑재과정이 완료되면 다시 제거해야 하는데, 이를 위해서 먼저 용접된 러그의 밑면으로부터 소정의 위치에 절단선을 표시한 다음 별도의 산소 용접기 등을 이용하여 표시된 절단선을 따라 절단한다. 또한 러그가 절단되고 남은 나머지 부분은 별도의 공작기계를 이용하여 블록의 바닥면과 동일한 높이를 가지도록 가공한 후 페인트를 도포하여 작업을 완료한다.

그런데, 전술한 러그 제거 방법은 하나의 러그를 제거하기 위한 작업시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 숙련된 작업자를 필요하기 때문에 작업공정에 따른 비용이 상승하는 문제점이 있다. 이러한 문제점으로 인하여 사람의 수작업 대신에 그라인드가 구비된 절삭장치를 이용하여 작업의 효율성을 도모하고 있다. 이러한 일예로, 국내실용신안등록 제0396864호에 "핸드 디스크 그라인더용 홀딩장치"가 개시되어 있다. 구성을 살펴보면 핸드 디스크 그라인더를 그립 클램프에 고정한 상태에서 철판을 이동시켜 절단하거나 철판을 베이스에 고정한 상태에서 그립 클램프에 장착된 핸드 디스크 그라인더를 이동시켜 철판을 일직선으로 절단할 수가 있다. 그렇지만, 상술한 바와 같은 핸드 디스크 그라인더용 홀딩장치는 선박이나 교량 설치 작업에서대형 구조물의 이동을 위해 사용되는 리프팅 러그(Lifting Lug)나 선박의 블록간 조립 시 구조물의 단차 및 용접 작업 시에 생기는 열변형을 막기 위해 사용되는 피스(Piece)를 절단하기에는 적합하지 않은 문제점이 있다.

왜냐하면 보통 러그나 피스는 대형 구조물에 용접되어 부착되어 있어서 상기 절단 대상물인 철판과 같이 이동이 불가능하고 홀딩장치에 고정되어 있는 핸드 그라인더의 위치 또한 절단 대상물에 근접시킬 수가 없기 때문이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 장치의소형화 및 경량화를 통해 이동형으로 이용할 수있는 절삭장치가 국내등록특허공보 제10-1123758호에 "절삭 및 사상장치"로 개시되어 있다. 본 발명은 경량화 및 소형화 되어 이동이 가능하나 점차 선박이 대형화 되는 추세에 있어서 사람이 접근할 수 없는 높은 지역에서 작업이 곤란할 뿐만 아니라 베이스부가 자석으로 밀착됨으로 인하여 평면상의 작업은 쉽게 이루어 질수 있으나, 곡면형상의 3차원 구조의 대응이 되지 못하는 문제점이 있다.

한국등록특허 공보 제 10-1123758호 " 절삭 및 사상장치" 한국실용신안등록 제0396864호에 "핸드 디스크 그라인더용 홀딩장치"

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대형구조물에 적합하도록 이동이 자유롭게 이루어지고, 또한, 3차원 형상의 굴곡진 면에서도 깨끗한 절삭이 이루어지도록 하는 3차원제어 절삭 및 사상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동가능한 구동수단이 구비된 이동본체(100)와; 상기 이동본체(100)의 일단에 연결되어 상하 승하강이 이루어지는 승하강부(200)와; 상기 승하강부의 단부에 연결되고, 골격을 유지하는 메인프레임(300a)와, 지지대상물에 고정되는 지지부재(320)가 메인프레임(300a) 상하 모서리에 구비되고, 상기 메인프레임(300a)의 중앙부위에 위치한 절삭기(310)가 구비된 절삭부(300):와 상기 메인프레임(300a)의 전후 방향 및 좌우 방향의 조정이 이루어지도록 하는 축구동부(400): 그리고 이동 및 움직임을 포함한 구동을 위한 제어부:로 이루어져, 지지대상물의 상태에 따라 x-축,y-축 및 z-축의 3-축제어를 통하여 절삭이 이루어지도록 하는 3차원 제어를 이용한 이동형 절삭 및 사상장치를 제공하는데 그 기술적 특징이 있다.

그리고 바람직하기로는, 승하강부(200)는, 상하 방향으로 이동이 이루어지는 메인바디(210)와, 상기 메인바디(210)의 단부와 연결되고 경사방향으로 상하 이동이 이루어지는 조절바디(220)으로 이루어져 z-축 방향의 움직임이 제어된다. 상기 절삭부(300)는, 상기 축구동부(400)에 의해 메인프레임(300a)이 x-축 및 y-축 움직임이 이루이지고, 상기 지지부재(320)은 전자석 또는 고무흡판으로 이루어져 지지대상물에 고정접착이 이루어지도록 한다.

더욱 바람직 하기로는 상기 절삭부(300)에는 카메라 또는/및 거리를 감지하는 센서가 더 구비되고, 상기 제어부는 카메라 또는/및 센서에 의해 감지되는 값들을 연산처리하여 3-축(x-축,y-축 및 z-축)제어가 이루어지도록 한다.

이동형으로 구성되어 대형구조물의 높낮이에 상관없이 절삭이 이루어질 수 있으므로 작업의 효율성을 도모할 수 있다.

한편, 본 발명은 구조물의 3차원 형상을 고려하여 작업이 이루어지므로 보다 정확하게 절삭이 이루어질 수 있는 다른 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 의한 이동형 절삭장치의 사시도
도 2는 본 발명에 의한 이동형 절삭장치의 시스텝 블럭도

이하 도시한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 의한 이동형 절삭장치의 개념사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 이동형 절삭장치의 시스텝 블럭도를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명은, 크게 이동본체(100) 승하강부(200), 절삭부(300) 축구동부(400) 및 제어부(미도시)로 구성되어 있음을 알 수 있다.

먼저, 이동본체(100)을 설명하기로 한다. 도시된 바와 같이, 이동본체(100)는 전체 절삭장치의 이동을 위한 것으로 케터필러 방식을 이용한 양측 회전기구를 통하여 이동이 가능하도록 하고 있다. 이러한 이동으로 인하여 대형선박 등 구조물에서 절삭을 필요로 하는 위치로 이동이 가능하도록 하며, 이러한 구동제어는 제어부(미도시)를 통하여 외부에서 제어가 가능하도록 하면 족할 것이다.

다음, 승하강부(200)를 설명하기로 한다. 승하강부(200)의 일단부는 이동본체(100)에 연결되고, 타단부는 후술할 절삭부(300)와 연결되도록 하여 승하강부의 작동에 의해 절삭부(300)가 상하방향의 높이 조절이 이루어지도록 하고 있다. 즉, 메인바디(210)의 움직임에 의해 상하이동이 이루어지고, 메인바디(210)의 단부에 결합된 조절바디(220)는 메인바디의 수직축 단부를 회동중심으로 하고 일정각도상으로 상하움직임이 가증하도록 하고 있다. 물론 이러한 움직임은 유압 또는 공압에 의해 충분히 달성되며, 상하 높이의 조절 역시 제어부에 의해 제저되도록 하면 족할 것이다. 그리고 이러한 승하강부(200)의 상하 방향 높이 조절은 z-축 방향으로 의 방향설정으로 나타내기로 한다.

절삭부(300)를 설명하기로 한다. 절삭부(300)는 러그 또는 이형물을 절삭하기 위한 것으로로서 중앙부분에 절삭기(310)가 구비되어 있으며, 이러한 절삭기의 구동 및 제어는 제어부에서 이루어짐을 자명하다. 그리고 메인프레임(300a)의 각 모서리 부분에는 지지부재(320)가 구비되어 있다. 이러한 지지부재(320)는 메인프레임(300a)이 지지대상물에 고정될 수 있도록 하기 위한 것으로 원활한 고정을 위하여 여러가지로 구성할 수 있을 것이다. 일예를 들어 전자석으로 으로 이루어지도록 하여 지지대상물은 통상적으로 철판이므로 접촉후 전원을 인가하여 자석의 밀착되도록 할 수 있으며, 또한, 중앙부분이 약간 움푹패인 고무재질로 이루어지도록 하여 흡착방식으로 고정되도록 할 수도 있다.

이러한 절삭기(310)의 구동이나 지지부재(320)의 구동 역시 제어부에서 제어되도록 하면 족할 것이다.

다음 축구동부(400)을 설명하기로 한다. 축 구동부(400)는 x-축, y-축 및 z-축의 3축으로 움직임이 가능하도록 함으로써 절삭기(310)의 절삭작업의 원활성을 도모하는 한편, 지지대상물이 굴곡진 경우 좌우 경사면 또는 상하 경사면 등 완전한 평면이 아닌 경우에도 지지부재(320)의 밀착성을 도모하기 위한 것이다. 절삭기(310)의 단부와 조절바디(220)의 사이에 형성되도록 하고, 이러한 축구동부는(400)는 서버모터의 제어에 의해 절삭부(300)자체를 제어하거나 또는 절삭기(310)의 개별구동을 제어하도록 하면 족할 것이다. 즉, 절삭부(300)자체를 제어하기 위해서는 메인프레임(300a)의 좌우 움직임을 x-축 방향으로 설정하고, 앞뒷 방향움직임을 y-축 방향으로 설정하여 움직임이 가능하도록 하면 족할 것이다. 한편, 상하방향의 z-축 방향의 움직임은 상술한 바와 같이 승하강부(200)의 움직임에 의해 제어되면 족할 것이다. 따라서 이러한 3축제어가 가능함에 따라 메인프레임(300a)은 지지대상물의 굴곡진 면 상하 또는 좌우의 경사면에도 정확하게 밀착 고정지지될 수 있게 된다.

한편, 절삭기(310)자체 역시 회전축을 중심으로 360도 회전 또는 전후 좌우 방향으로 제어가 가능하도록 함으로써 러그의 굴곡진 면의 절삭이 이루어 지도록 하면 족할 것이다.

이러한 3-축 제어를 위해서는 지지대상물의 정확한 상태플 판별 할 수 있어야 하므로 여러가지 센서를 이용할 수 있다. 일예로 도시된 바와 같이, 카메라(410)를 메인프레임(300a)의 상하면에 각각 설치하여 카메라로 인식되는 화면을 통하여 전체면의 상태를 살피거나 또는 거리센서(미도시)를 지지부재(320)가 위치된 각각 모서리 부분에 설치하여 움직임에 따른 거리를 계산하거나 또는 적외선 센서등을 설치하여 카메라 (420) 및 각 센서에서 감지한 값을 제어부에서 처리하여 경사값 및 거리 등을 계산하여 3-축제어를 수행하면 족할 것이다.

다음, 도시한 도2를 참조하여 본 발명의 3차원 제어를 이용한 이동형 절삭 및 사상장치의 구동과정을 간략히 설명하기로 한다.

먼저, 절삭장치가 작업이 필요로 하는 장소로 이동한다. 이러한 이동은 이동본체(100)의 움직임에 의해 절삭장치 전체가 이동되며, 이러한 이동은 사람의 조작 또는 제어부에 의한 제어로 이루어질 수 있다.

이동후, 지지대상물의 위치에 이르도록 먼저 승하강부(200)를 조절하여 메인바디(210) 및 조절바디(220)을 제어하여 적당한 위치에 이르도록 한다. 이후, 카메라 및 각 센서를 작동시켜 지지대상물의 상태 및 절삭이 필요한 러그의 상태 등을 화면으로 인식하고 위치 등을 종합하여 이송속도 및 이동거리를 판별하고 이에 따라 x-축 및 y-축 움직임을 제어하여 메인프레임(300a)이 지지대상물에 부착되도록 한다. 물론 이 경우 메인프레임(300a)이 지지대상물에 부착시 지지부재(320)의 밀착을 위하여 전자석일 경우 작동시켜 단단히 고정되록 한다.

이후, 절삭기(310)를 구동시켜 러그를 절단하도록 한다. 이때 절삭기의 구동은 유암펌프의 작동 및 솔레노이드밸브의 작동 등 종래와 동일하게 이루어지면 족할 것이다. 다만, 정밀한 작업을 위해 절삭기(310)자체의 x,y-축 제어가 이루어지도록 함으로써 굴곡진 러그의 절삭이 보다 편리하게 이루어질 수 있음은 자명하다. 이러한 작업이 수행되는 동안은 제어부에서 모든 제어가 이루어질 수 있지만, 카메라(410)를 통해 작업장면이 외부에서 인식가능하도록 하여 작업자가 확인가능하도록 하면 더욱 좋을 것이다.

한편, 긴급한 사태등으로 인하여 작업의 수행이 불가능할 경우 비상버튼을 별도로 구비하도록 하여 이를 제어함으로써 불의 의 사고를 예방할 수도 있다.

이상 본 발명의 일 실시예에 따른 설명을 하였으나, 본 발명은 실시예에 국한되는 것이 아니라 발명의 사상내에 모든 영역에 미친다고 할 것이다.

100 : 이동본체 200 : 승하강부
210 : 메인바디 220 : 조절바디
300 : 절삭부 310 : 절삭기
320 : 지지부재 400 : 축구동부
410 : 카메라

Claims (5)

1. 이동가능한 구동수단이 구비된 이동본체(100)와;
   상기 이동본체(100)의 일단에 연결되어 상하 승하강이 이루어지는 승하강부(200)와;
   상기 승하강부의 단부에 연결되고, 골격을 유지하는 메인프레임(300a)와, 지지대상물에 고정되는 지지부재(320)가 메인프레임(300a) 상하 모서리에 구비되고, 상기 메인프레임(300a)의 중앙부위에 위치한 절삭기(310)가 구비된 절삭부(300):와
   상기 메인프레임(300a)의 전후 방향 및 좌우 방향의 조정이 이루어지도록 하는 축구동부(400): 그리고
   이동 및 움직임을 포함한 구동을 위한 제어부:로 이루어져,
   지지대상물의 상태에 따라 x-축,y-축 및 z-축의 3-축제어를 통하여 절삭이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 3차원 제어를 이용한 이동형 절삭 및 사상장치.
2. 제 1항에 있어서, 승하강부(200)는,
   상하 방향으로 이동이 이루어지는 메인바디(210)와, 상기 메인바디(210)의 단부와 연결되고 경사방향으로 상하 이동이 이루어지는 조절바디(220)으로 이루어져 z-축 방향의 움직임이 제어되는 것을 특징으로 하는 3차원 제어를 이용한 이동형 절삭 및 사상장치.
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절삭부(300)는,
   상기 축구동부(400)에 의해 메인프레임(300a)이 x-축 및 y-축 움직임이 이루이지고, 상기 지지부재(320)은 전자석 또는 고무흡판으로 이루어져 지지대상물에 고정접착이 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 제어를 이용한 이동형 절삭 및 사상장치.
4. 제 1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 절삭부(300)에는 카메라 또는/및 거리를 감지하는 센서가 더 구비됨을 특징으로 하는 3차원 제어를 이용한 이동형 절삭 및 사상장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 카메라 또는/및 센서에 의해 감지되는 값들을 연산처리하여 3-축(x-축,y-축 및 z-축)제어가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 3차원 제어를 이용한 이동형 절삭 및 사상장치.
   

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