KR20220052613A

KR20220052613A - 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치

Info

Publication number: KR20220052613A
Application number: KR1020200136770A
Authority: KR
Inventors: 이정형; 주웅탁; 홍성범
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2022-04-28
Also published as: KR102412070B1

Abstract

본 발명은 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치의 및 이를 이용한 전처리방법에 관한 것으로서, 하나 이상의 노즐이 상하이동 및 좌우로 위빙되는 전처리 장비부, 전처리 장비부의 양측에 위치하여, 블록의 외판에 작업 영역을 표시하는 복수의 육안 가이드 센서, 및 전처리 장비부에 구비되며, 작업 영역에 대한 거리를 감지하는 거리센서를 포함하여, 복수의 육안 가이드 센서와 거리센서에 의해 블록의 외판에 전처리를 위한 상기 작업 영역을 안내 설정함으로써, 블록의 외판에 전처리를 위한 작업 영역을 용이하게 안내 설정할 수 있으므로, 기존 작업자들이 수작업으로 수행하는 전처리 작업보다 균일한 품질을 유지하면서도 빠른 속도로 전처리 작업을 수행할 수 있는 장점을 제공한다.

Description

센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치 및 이를 이용한 전처리방법{AUTOMATIC APPARATUS FOR PRE-TREATMENT OF OUTSIDE PLATE BLOCK CAPABLE OF MOUNTING WITH HYDRAULIC LIFT FOR VESSEL HAVING SENSOR ARRANGEMENT AND METHOD FOR PRE-TREATMENT USING THE SAME}

본 발명은 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박의 블록외판 전처리 작업성을 높이기 위한 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치 및 이를 이용한 전처리방법에 관한 것이다.

현재, 대형 조선소에서 제작되는 선박은 지상에서 각 선체 부분의 단위 블록으로 나뉘어져 제작된 후 각각의 블록을 조립 탑재하는 공법으로 제작된다.

각각의 단위 블록은 도장 작업 전에 도료 점착이 잘되도록 이물질 및 녹 등을 제거함과 동시에 블록 표면에 일정한 요철패턴을 생성하도록 그리트를 고압으로 분사하는 외판 전처리 작업을 수행하게 된다.

블록의 외판 전처리 작업은 작업자가 고소차 등을 타고 블라스팅 호스를 이용하여 수작업으로 진행하게 된다. 이러한 외판 전처리 작업은 작업 효율이 떨어져 생산성 저하 및 장시간 작업의 원인으로서, 작업자의 근골격계 질환 유발 등 열악한 작업 환경을 제공했다.

이러한 비효율성을 제거하기 위해 다양한 전처리 자동화 시도들이 진행되어 왔다. 수리 조선소의 경우에는 고소차에 작업자가 탑승하는 바스켓부를 전처리 전용 장비로 개조하여 전처리 작업을 수행할 수 있도록 해주는 방식의 장비가 개발되었으며, 이외에도 고소차 혹은 전용 리프팅 설비를 활용한 전처리 자동화 장비의 개발 시도는 많았다.

하지만 이러한 장비들은 작업 대상면에 근접한 상태로 전처리 작업을 수행하는 방식으로서, 수리조선소와 같이 전처리 대상면에 돌출부가 없는 작업 영역을 대상으로 하였으며, 다양한 형상 및 의장재 배관 등의 돌출부가 많은 단위 블록 외판 전처리에는 자동화를 이루지 못했다.

이로 인해 현재의 블록 외판 전처리 작업은, 주로 수작업으로 이루어지게 되므로, 작업 생산성 저하 및 장시간의 전처리 작업으로 인한 작업자 근골격계 질환 등의 요인으로 작용하며, 작업 환경 개선을 위한 블록 외판 전처리 자동화 장비의 개발이 절실히 요구되고 있다.

본 발명의 목적은, 거치형 전처리 자동화 장비를 적용함에 있어 기존 작업자들이 수작업으로 수행하는 전처리 작업보다 센서 배치들에 의해 작업 영역이 가이드되도록 하여 균일한 품질을 유지하면서도 빠른 속도로 전처리 작업을 수행할 수 있으며, 작업자가 고소차 바스켓의 위치만 이동시켜주면 작업 영역이 자동 설정되어 작업이 이루어지도록 하여 근골격계 질환 유발 가능성 제거뿐만 아니라 작업 능률 및 작업 안전성까지 충분히 확보할 수 있는 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치 및 이를 이용한 전처리방법를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치는, 하나 이상의 노즐이 상하이동 및 좌우로 위빙되는 전처리 장비부; 상기 전처리 장비부의 양측에 위치하여, 블록의 외판에 작업 영역을 표시하는 복수의 육안 가이드 센서; 및 상기 전처리 장비부에 구비되며, 상기 작업 영역에 대한 거리를 감지하는 거리센서를 포함하며, 상기 복수의 육안 가이드 센서와 상기 거리센서에 의해 상기 블록의 외판에 전처리를 위한 상기 작업 영역을 안내 설정한다.

또한, 상기 복수의 육안 가이드 센서는, 상기 전처리 장비부에서 상단부 양측과 하단부 양측에 각각 쌍으로 배치되며, 상기 작업 영역은, 상기 거리센서가 측정하는 상기 작업 영역에 대한 수평 거리를 기초로 상기 각각 쌍의 육안 가이드 센서가 조사하는 빔의 각도에 의해 상기 블록의 외판에 표시될 수 있다.

또한, 상기 전처리 장비부의 양측에 상하로 설치되며, 상기 육안 가이드 센서가 상단부와 하단부에 각각 결합되는 센서 구동부를 더 포함하며, 상기 센서 구동부는 상기 육안 가이드 센서를 좌우로 회전시켜 상기 작업 영역의 설정 범위를 조절할 수 있다.

또한, 상기 센서 구동부는, 상기 전처리 장비부에 상하로 설치되는 틸팅 바; 및 상기 틸팅 바를 좌우로 회전시키는 틸팅 모터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 전처리 장비부에 설치되는 충돌방지센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 전처리 장비부가 결합되며, 고소차 바스켓에 탈착 가능하게 설치되는 바스켓 탈착부; 및 상기 전처리 장비부와 상기 바스켓 탈착부를 연결하며, 상기 하나 이상의 노즐을 상기 바스켓 탈착부에 대해 틸팅시키는 틸팅 작동부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 전처리 장비부는, 상기 하나 이상의 노즐이 수평 방향으로 간격을 두고 설치되는 수평 받침대; 상기 수평 받침대가 설치되며, 상기 수평 받침대를 상하로 이동시키는 수직 구동부; 및 상기 수평 받침대에 구비되며, 상기 하나 이상의 노즐을 좌우로 위빙 동작시키는 위빙 구동부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 수직 구동부는, 한 쌍의 수직레일 프레임; 상기 한 쌍의 수직레일 프레임의 하단부에 결합되는 수평 프레임; 상기 수직레일 프레임에 회전 가능하게 마련되는 스크류 바와 상기 스크류 바에 나선 결합되어 상기 수평 받침대에 결합되는 암 스크류를 구비한 한 쌍의 암수 스크류; 및 상기 암수 스크류를 구동시키도록 상기 수평 프레임에 설치되는 수직구동모터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 수평 프레임 상에 결합되어 상기 수직레일 프레임의 측벽에 경사지게 결합되는 한 쌍의 보강대를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 위빙 구동부는, 상기 수평 받침대에서 상기 하나 이상의 노즐에 대응하여 배치되며, 상기 하나 이상의 노즐에 연결되는 회전축을 구비한 위빙 블록; 및 상기 회전축에 연결되어 상기 회전축을 회전시키는 위빙구동모터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 수평 받침대 상에 설치되되, 상기 하나 이상의 노즐을 고정시키기 위한 노즐 클램프를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 틸팅 작동부는, 상기 한 쌍의 수직레일 프레임에 결합되는 한 쌍의 제1 수직 프레임; 상기 한 쌍의 제1 수직 프레임과 이격되어 배치되는 한 쌍의 제2 수직 프레임; 상기 제1 수직 프레임에 일단부가 회전 가능하게 결합되며, 타단부가 상기 제2 수직 프레임에 결합되는 전후연결 프레임; 및 상기 한 쌍의 제2 수직 프레임을 수평으로 연결하는 수평연결 프레임을 포함하며, 상기 바스켓 탈착부가 상기 제2 수직 프레임의 상단부와 하단부에 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치의 센서배치를 이용한 전처리방법은, 하나 이상의 노즐이 상하이동 및 좌우로 위빙되는 전처리 장비부의 양측에 위치하는 복수의 육안 가이드 센서가 블록의 외판에 작업 영역을 표시하는 단계; 상기 전처리 장비부에 구비되는 거리센서가 작업 영역에 대한 작업 거리를 측정하는 단계; 및 상기 복수의 육안 가이드 센서와 상기 거리센서에 의해 상기 블록의 외판에 전처리를 위한 상기 작업 영역을 안내하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 블록의 외판에 전처리를 위한 상기 작업 영역을 안내하는 단계는, 상기 작업 영역은, 상기 거리센서가 측정하는 상기 작업 영역에 대한 수평 거리를 기초로, 상기 전처리 장비부의 상단부 양측과 하단부 양측에 각각 쌍으로 배치된 상기 육안 가이드 센서가 조사하는 빔의 각도에 의해 상기 블록의 외판에 표시될 수 있다.

또한, 작업자가 상기 노즐의 분사 각도를 상기 작업 영역에 대응 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 거리센서가 측정하는 상기 작업 영역에 대한 수평 거리를 기초로, 상기 복수의 육안 가이드 센서에 연결된 센서 구동부가 상기 육안 가이드 센서를 회전시켜 상기 작업 영역을 재설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 거치형 전처리 자동화 장비를 적용함에 있어 기존 작업자들이 수작업으로 수행하는 전처리 작업보다 센서 배치들에 의해 작업 영역이 가이드되도록 하여 균일한 품질을 유지하면서도 빠른 속도로 전처리 작업을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 작업자가 고소차 바스켓의 위치만 이동시켜주면 작업 영역이 자동 설정되어 작업이 이루어지도록 하여 근골격계 질환 유발 가능성 제거뿐만 아니라 작업 능률 및 작업 안전성까지 충분히 확보할 수 있는 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치 및 이를 이용한 전처리방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치가 고소차 바스켓에 설치된 입체도이다.
도 2는 도 1에서 일부 요소가 분리된 사시도이다.
도 3은 도 1의 우측면도이다.
도 4는 도 1에서 그리트 분사 상태도이다.
도 5는 도 4의 우측면도이다.
도 6은 도 4의 그리트 분사를 도시한 확대 평면도이다.
도 7은 도 1의 육안 가이드 센서 및 센서 구동부를 도시한 상세도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐들과 육안 가이드 센서의 관계를 표현하는 작업수치 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치의 센서들을 이용한 제1 작업 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치의 센서들을 이용한 제2 작업 순서도이다.

이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 발명의 다양한 실시예들을 설명한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치는, 전처리 장비부(100), 바스켓 탈착부(130), 틸팅 작동부(140), 블록의 외판에 전처리를 위한 작업 영역을 안내 설정하는 육안 가이드 센서(151) 및 거리 센서(152)를 주요 구성으로 포함한다.

이러한 본 실시 예에 따르면, 거치형 전처리 자동화 장비를 적용함에 있어 기존 작업자들이 수작업으로 수행하는 전처리 작업보다 센서 배치들에 의해 작업 영역이 가이드되도록 하여 균일한 품질을 유지하면서도 빠른 속도로 전처리 작업을 수행할 수 있으며, 작업자가 고소차 바스켓의 위치만 이동시켜주면 작업 영역이 자동 설정되어 작업이 이루어지게 된다.

전처리 장비부(100)는, 하나 이상의 노즐(105)이 상하이동 및 좌우 회전되는 위빙 동작이 수행되도록 마련된 것으로서, 블록의 외판에 요철패턴을 만들기 위한 전처리 작업을 수행하게 된다.

이러한 전처리 장비부(100)는 노즐(105)에서 고압으로 그리트 분사물(a)를 분사하도록 노즐(105)에 그리트 분사물(a)를 공급하는 그리트 공급라인이 연결되며, 그리트 분사물(a)을 구획되는 일정 작업 영역(30)에 분사하도록 상하로 이동되며, 곡면이나 경사진 영역에 유연하게 대응하도록 좌우로 위빙되며, 상하로 이동 및 틸팅되도록 구성된다.

전처리 장비부(100)는, 하나 이상의 노즐(105)이 수평 방향으로 간격을 두고 설치되는 수평 받침대(101), 수평 받침대(101)가 설치되며 수평 받침대(101)를 상하로 이동시키는 수직 구동부(110), 및 수평 받침대(101)에 구비되며 하나 이상의 노즐(105)을 좌우로 위빙 동작시키는 위빙 구동부(120)를 포함한다.

수평 받침대(101)는 수직 구동부(110)에 교차하게 수평으로 배치됨으로써 노즐(105)을 지지하는 것으로서, 수평 받침대(101) 상에는 하나 이상의 노즐(105)을 고정시키기 위한 노즐 클램프(102)가 설치된다. 일 실시예에 따르면, 복수의 노즐(105)과 노즐 클램프(102)는 수평 받침대(101) 상에 세 개가 간격을 두고 배치된다.

노즐(105)은 노즐 클램프(102)에서 조임 나사에 의해 조임되어 고정되며, 노즐 클램프(102)에는 노즐(105)을 파지하여 고정시키기 위한 클램프 부재(103)가 마련된다.

노즐 클램프(102)는 수평 받침대(101) 상에 수평부재가 결합되어 고정되며, 노즐(105)은 수평부재에 수직하는 수직부재의 상부에서 클램프 부재(103)에 의해 고정된다.

수직 구동부(110)는 수평 받침대(101)를 상하로 이동시켜 노즐(105)의 상하 위치를 조절하는 것으로서, 수평 받침대(101)를 상하로 이동시키기 위한 안내 요소 및 구동 요소를 포함한다.

수직 구동부(110)는 한 쌍의 수직레일 프레임(111), 한 쌍의 수직레일 프레임(111)의 하단부에 결합되는 수평 프레임(112), 수직레일 프레임(111)에 회전 가능하게 마련되는 스크류 바와 스크류 바에 나선 결합되어 수평 받침대(101)에 결합되는 암 스크류를 구비한 한 쌍의 암수 스크류(115), 및 암수 스크류(115)를 구동시키도록 수평 프레임(112)에 설치되는 수직구동모터(116)를 포함한다.

수직레일 프레임(111)과 수평 프레임(112)은 상부가 개방된 사각 형상의 프레임 구조를 이루며, 수평 받침대(101)가 양측 수직레일 프레임(111)에 연결됨으로써 안정된 구조의 사각 형상이 된다.

수직레일 프레임(111)은 상하 이동의 안내를 위한 선형 레일이 마련된 것으로서, 내부에는 암수 스크류(115)의 조합이 설치되며, 외부에 암수 스크류(115)의 암 스크류에 결합되어 선형 레일을 따라 이동되는 이동블럭이 배치된다. 이동블록(117)은 수평 받침대(101)에 결합되는 것이다.

수평 프레임(112)에는 수직구동모터(116)가 배치되며, 그 내부에는 암수 스크류(115)의 스크류 바에 결합되는 복수의 풀리 및 벨트(119) 조합이 설치된다.

수직구동모터(116)와 복수의 풀리 및 벨트(119)는 스크류 바를 회전시키도록 적절히 배치될 수 있다.

수직구동모터(116)는 벨트(119)에 의해 복수의 풀리를 회전시키며, 복수의 풀리에 대응하는 스크류 바가 회전됨에 따라 암 스크류와 함께 이동블록(117)이 상하 중 한 방향으로 이동되며, 수평 받침대(101)가 상하로 이동된다.

한편, 수평 프레임(112)과 수직레일 프레임(111)은 경사진 보강대(118)에 지지된다. 이러한 보강대(118)는 상부가 수직레일 프레임(111)의 측벽에 결합되며, 하부가 수평 프레임(112)에 결합됨으로써 수평 프레임(112)과 수직레일 프레임(111)의 고정 구조를 견고하게 만든다.

수평 받침대(101)에는 하나 이상의 노즐(105)을 좌우로 회전시키기 위한 위빙 구동부(120)가 설치된다.

위빙 구동부(120)는, 수평 받침대(101)에서 하나 이상의 노즐(105)에 대응하여 배치되며 하나 이상의 노즐(105)에 연결되는 회전축(122)을 구비한 위빙 블록(121), 및 회전축(122)에 연결되어 회전축(122)을 회전시키는 위빙구동모터(123)를 포함함이 적절하다.

위빙구동모터(123)와 회전축(122)은 연결 바로 연결되어 있으며, 위빙구동모터(123)의 정역회전에 의해 회전축(122)이 정역 회전되며, 회전축(122)에 결합되는 노즐 클램프(102)가 회전됨으로써 하나 이상의 노즐(105)이 좌우로 회전될 수 있다. 위빙 동작은 타이밍 벨트 풀리 방식 혹은 캠축 방식 모두 적용 가능하다.

바스켓 탈착부(130)는 고소차 바스켓(10)에 탈착 가능하게 설치되는 것으로서, 고소차에 설치되어 상하 좌우로 위치 이동되는 고소차 바스켓(10)의 바스켓 프레임의 상부에 있는 수평가이드레일(20)을 감싸서 고정되는 형상을 갖는다.

이러한 바스켓 탈착부(130)는, 둥근 형상의 수평가이드레일(20)을 잡고 고정되도록 개폐 가능한 원형 통로를 갖는 고정 브라켓(131)을 구비하며, 고정 브라켓(131)과 수평가이드레일(20)의 고정에는 고정 브라켓(131)의 분리된 상부와 하부를 관통하여 결합시키는 볼트와 너트가 사용될 수 있다.

틸팅 작동부(140)는 전처리 장비부(100)와 바스켓 탈착부(130)를 연결하며, 하나 이상의 노즐(105)을 바스켓 탈착부(130)에 대해 틸팅시키는 것으로서, 상하로 곡면을 이루거나 경사진 영역에 대응하여 노즐(105)의 분사각을 조절하게 된다.

틸팅 작동부(140)는 한 쌍의 수직레일 프레임(111)에 결합되는 한 쌍의 제1 수직 프레임(141), 한 쌍의 제1 수직 프레임(141)과 이격되어 배치되는 한 쌍의 제2 수직 프레임(142), 한 쌍의 제1 수직 프레임(141)과 제2 수직 프레임(142)에 양단부가 회전 가능하게 결합되는 틸팅 구동부를 포함한다. 이러한 틸팅 작동부(140)는 전처리 장비부(100)의 틸팅 수단으로 사용된다.

제2 수직 프레임(142)의 상단부와 하단부에 바스켓 탈착부(130)가 결합됨으로써 고소차 바스켓(10)에 본 실시예에 따른 장치가 고정 거치될 수 있다.

이러한 틸팅 구동부(145)는 제1 수직 프레임(141)에 일단부가 회전 가능하게 결합되며, 타단부가 제2 수직 프레임(142)에 결합되는 전후연결 프레임(146), 및 한 쌍의 제2 수직 프레임(142)을 수평으로 연결하는 수평연결 프레임(147)을 포함한다.

틸팅 작동부(140)는 틸팅 구동부(145)의 신축 동작에 의해 제1 수직 프레임(141)이 제2 수직 프레임(142)에 대해 하방으로 회전되는 작동 양상을 갖게 된다. 이에 따라 제1 수직 프레임(141)에 결합된 수직 구동부(110)가 상하로 회전되며, 수평 받침대(101) 상의 노즐(105)의 상하 분사 각도가 조절된다.

틸팅 구동부(145)는 길이 신축이 용이한 회전 링크 구조의 실린더로 마련될 수 있으며, 전후연결 프레임(146)은 제1 수직 프레임(141)의 회전 지지점을 제공한다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치는, 노즐의 상하, 좌우, 및 상하 각도 조절을 전기적 구동에 의해 자동으로 수행할 수 있으며, 센서들에 의해 구획되는 작업 영역에 의해 작업 효율성이 향상되며, 작업자의 피로도가 낮고, 작업자의 작업 환경을 충분히 개선하는 장점이 있다.

이하에서는, 작업자가 작업 영역(30)을 육안으로 관측하고, 작업 영역(30)을 설정 및 이동할 수 있도록 전처리 장비부(100)에 마련되는 센서들의 배치와 설치 구조 및 그 작동에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 전처리 장비부(100)는, 상부와 하부 양측에서 작업 영역을 표시하도록 복수의 육안 가이드 센서(151)가 설치된다. 또한 전처리 장비부(100)의 하부에는 작업 영역(30)에 대한 거리를 감지하는 거리센서(152)가 설치된다. 육안 가이드 센서(151)에는 좌우 틸팅 각도를 조절하는 센서 구동부(155)가 연결된다.

육안 가이드 센서(151)는 전처리 장비부(100)에서 블록의 외판에 대해 사각 형상의 투사된 작업 영역(30)을 표시하는 것으로서, 작업자는 육안 가이드 센서(151)로부터 투사된 영역을 관측하여 하나 이상의 노즐(105)의 위치와 회전 각도를 적절히 조절함으로써 투사된 작업 영역(30)에 대한 외판 전처리 작업을 수행할 수 있다.

센서 구동부(155)는 육안 가이드 센서(151)를 좌우로 움직이는 것으로서, 틸팅 모터(156)와 틸팅 바(157)를 포함한다. 틸팅 모터(156)는 전처리 장비부(100)에 상하로 배치되며 회전 가능하게 설치되는 틸팅 바(157)의 중앙부에 연결된다. 센서 구동부(155)는 육안 가이드 센서(151)를 좌우로 회전시켜 작업 영역의 설정 범위를 조절하는 역할을 한다.

작업자는 위빙 구동부(120) 및 수직 구동부(110)에 의해 일정 영역에 대한 전처리 작업이 완료되면, 고소차 바스켓(10)의 위치를 다음 전처리 위치로 이동시켜야 한다.

육안 가이드 센서(151)는 작업자가 다음 전처리 작업 영역(30)의 위치로 고소차 바스켓(10)의 위치를 빠르고 정확하게 이동시켜 줄 수 있도록 장비 본체의 양 측면에 구비된 것으로서, 고소차 바스켓(10)이 이동된 위치에서 이전 작업 영역에 이어진 작업 영역을 표시하여 준다.

육안 가이드 센서(151)는 거리센서(152)에 의해 측정되는 작업 대상물과 장치 간 거리에 연동하여 센서 구동부(155)를 쉽게 제어하도록 투사된 작업 영역(30)을 제공하는 것으로서, 유효 전처리 작업 면(작업 영역)의 위아래 및 좌우 방향으로 레이저(b) 빔을 작업 대상물에 투시하므로, 작업자가 다음 전처리 작업 위치로 고소차 바스켓(10)을 쉽고 빠르게 이동시킬 수 있게 만든다.

이러한 육안 가이드 센서(151)는 블록의 외판에 작업 영역(30)을 표시할 수 있는 색이 있는 레이저(b)를 조사하는 것으로서, 전처리 작업 방향에 따라 전처리 완료 면(작업 완료 영역)의 위 혹은 아래 방향을 가이드하여 주어야 하므로, 장치의 상하 위치에 모두 구비되어 있다.

육안 가이드 센서(151)는 크로스 라인 레이저의 센서 혹은 포인트 방식의 센서일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

고소차 바스켓(10)의 위치 이동에 의해 작업자가 미리 설정한 작업 영역(30)으로 육안 가이드 센서(151)의 투사 영역이 이동되며, 투사 영역을 작업 영역(30)로 일치시켜 외판 전처리 작업을 반복적으로 수행할 수 있다.

거리센서(152)는 작업영역과 장비 간 거리를 측정하도록 구비된 것으로서, 작업자는 이를 활용하여 거리센서(152)의 측정거리에 따른 노즐(105)의 분사각을 효율적으로 조절함으로써, 전처리 작업 효율성을 높일 수 있게 만든다.

전처리 장비부(100)에는 충돌방지센서(160)가 설치된다. 이러한 충돌방지센서(160)는 노즐(105)의 위빙 동작 시 양 측면부에 대해 작업자가 고소차 혹은 고소차 바스켓(10)의 위치를 이동시킬 경우에 미처 발견하지 못했거나 예상치 못한 장애물과의 충돌을 방지할 수 있도록 구비된 것이다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치의 센서배치를 이용한 전처리방법에 대해서 설명한다.

도 4 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치의 센서배치를 이용한 전처리방법은, 하나 이상의 노즐(105)이 상하이동 및 좌우로 위빙되는 전처리 장비부(100)의 양측에 위치하는 복수의 육안 가이드 센서(151)가 블록의 외판에 작업 영역을 표시하는 단계, 전처리 장비부(100)에 구비되는 거리센서(152)가 작업 영역에 대한 작업 거리를 측정하는 단계, 및 복수의 육안 가이드 센서(151)와 거리센서(152)에 의해 블록의 외판에 전처리를 위한 작업 영역을 안내하는 단계를 포함한다.

작업 영역은, 거리센서(152)가 측정하는 작업 영역에 대한 수평거리를 기초로, 복수의 육안 가이드 센서(151)가 조사하는 레이저(b) 빔의 각도에 의해 블록의 외판에 표시된다.

또한, 작업자가 노즐(105)의 분사 각도를 작업 영역에 대응 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

도 8을 참고하면, 노즐(105)과 작업 영역과의 거리, 노즐(105)들 각각에서 작업 영역 측으로 분사되는 그리트 분사물(a)의 분사 각도에 따른 폭, 육안 가이드 센서(151)의 레이저(b) 빔의 조사 각의 관계가 다음과 같은 수학식 1로 표현된다.

L1 : 블라스팅 노즐과 작업 대상면과의 거리(거리센서 피드백 값) [rad]

L2 : 블라스팅 노즐과 육안 가이드 센서 간 전후 방향 거리[㎜]

L3 : 블라스팅 노즐과 육안 가이드 센서 간 좌우 방향 거리[㎜]

1 : 블라스팅 노즐의 위빙 각도[rad]

2 : 가이드 센서 틸팅 각[rad]

W0 : 전처리 노즐 간 이격거리[㎜]

W1 : 노즐 위빙에 따른 전처리 노즐 기준 전처리 작업 면적의 수평 방향 거리[㎜]

W : 3 개의 노즐 기준, 노즐 위빙에 따른 전처리 총 면적의 수평 방향 거리[㎜]

본 실시 예에서는, 거리센서(152)의 작업 거리를 기초로, 복수의 육안 가이드 센서(151)에 연결된 센서 구동부(155)가 육안 가이드 센서(151)를 회전시켜 작업 영역을 재설정할 수 있다. 이때의 작업 영역은 고소차의 한번 정해진 위치에서 작업을 진행할 수 있는 직사각형의 단위 작업 영역(c)이다.

이러한 단위 작업 영역(c)은 거리센서(152)에 의해 감지되는 작업 거리를 기초로 육안 가이드 센서(151)의 조사 각도가 재설정되어 만들어지는 것이다. 이에 따라 블록의 곡면 영역에 대응한 일정한 작업 면적이 블록에 순차적으로 표시될 수 있다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 실시 예에서는, 노즐(105)이 복수로 배치됨에 따라 작업자가 복수의 육안 가이드 센서(151)에 의해 설정된 작업 영역을 노즐(105)의 위빙과 상하 이동에 의해 구획 반복 처리할 수 있다.

도 9를 참조하면, 노즐(105)들에서 분사되는 그리트 분사물(a)의 단위 작업 영역은 직사각형을 이루며, 하나의 완료된 단위 작업 영역(d)과 연결된 동일한 면적의 현재 단위 작업 영역(c)이 상하로 배치되어 순서대로 작업이 진행될 수 있다.

또한, 도 10을 참조하면, 복수의 단위 작업 영역으로 이루어진 일정 크기의 작업 영역(d)의 작업이 완료된 후에는, 고소차가 위치 이동되어 다음의 다른 일정한 크기의 작업 영역(c)에 대한 작업이 진행되며, 고소차의 순차적인 위치 이동에 의해 전체 작업 영역의 작업이 완료된다.

이상과 같이 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 본질적인 기술 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다.

a: 그리트 분사물 b: 레이저
10: 고소차 바스켓 20: 수평가드레일
30: 작업 영역
100: 전처리 장비부 101: 수평 받침대
102: 노즐 클램프 105: 노즐
103: 클램프 부재
110: 수직 구동부 111: 수직레일 프레임
112: 수평 프레임 115: 암수 스크류
116: 수직구동모터 117: 이동블록
118: 보강대 120: 위빙 구동부
121: 위빙 블록 122: 회전축
123: 위빙구동모터 130: 바스켓 탈착부
131: 고정 브라켓 140: 틸팅 작동부
141: 제1 수직 프레임 142: 제2 수직 프레임
145: 센서 구동부 146: 전후연결 프레임
147: 수평연결 프레임 151: 육안 가이드 센서
152: 거리센서 155: 센서 구동부
156: 틸팅 모터 157: 틸팅 바
160: 충돌방지센서

Claims

하나 이상의 노즐이 상하이동 및 좌우로 위빙되는 전처리 장비부;
상기 전처리 장비부의 양측에 위치하여, 블록의 외판에 작업 영역을 표시하는 복수의 육안 가이드 센서; 및
상기 전처리 장비부에 구비되며, 상기 작업 영역에 대한 거리를 감지하는 거리센서를 포함하며,
상기 복수의 육안 가이드 센서와 상기 거리센서에 의해 상기 블록의 외판에 전처리를 위한 상기 작업 영역을 안내 설정하는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 육안 가이드 센서는, 상기 전처리 장비부에서 상단부 양측과 하단부 양측에 각각 쌍으로 배치되며,
상기 작업 영역은, 상기 거리센서가 측정하는 상기 작업 영역에 대한 수평 거리를 기초로 상기 각각 쌍의 육안 가이드 센서가 조사하는 빔의 각도에 의해 상기 블록의 외판에 표시되는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 전처리 장비부의 양측에 상하로 설치되며, 상기 육안 가이드 센서가 상단부와 하단부에 각각 결합되는 센서 구동부를 더 포함하며,
상기 센서 구동부는 상기 육안 가이드 센서를 좌우로 회전시켜 상기 작업 영역의 설정 범위를 조절하는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 센서 구동부는,
상기 전처리 장비부에 상하로 설치되는 틸팅 바; 및
상기 틸팅 바를 좌우로 회전시키는 틸팅 모터를 포함하는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전처리 장비부에 설치되는 충돌방지센서를 더 포함하는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전처리 장비부가 결합되며, 고소차 바스켓에 탈착 가능하게 설치되는 바스켓 탈착부; 및
상기 전처리 장비부와 상기 바스켓 탈착부를 연결하며, 상기 하나 이상의 노즐을 상기 바스켓 탈착부에 대해 틸팅시키는 틸팅 작동부를 더 포함하는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 전처리 장비부는,
상기 하나 이상의 노즐이 수평 방향으로 간격을 두고 설치되는 수평 받침대;
상기 수평 받침대가 설치되며, 상기 수평 받침대를 상하로 이동시키는 수직 구동부; 및
상기 수평 받침대에 구비되며, 상기 하나 이상의 노즐을 좌우로 위빙 동작시키는 위빙 구동부를 포함하는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 수직 구동부는,
한 쌍의 수직레일 프레임;
상기 한 쌍의 수직레일 프레임의 하단부에 결합되는 수평 프레임;
상기 수직레일 프레임에 회전 가능하게 마련되는 스크류 바와 상기 스크류 바에 나선 결합되어 상기 수평 받침대에 결합되는 암 스크류를 구비한 한 쌍의 암수 스크류; 및
상기 암수 스크류를 구동시키도록 상기 수평 프레임에 설치되는 수직구동모터를 포함하는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 수평 프레임 상에 결합되어 상기 수직레일 프레임의 측벽에 경사지게 결합되는 한 쌍의 보강대를 더 포함하는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 위빙 구동부는,
상기 수평 받침대에서 상기 하나 이상의 노즐에 대응하여 배치되며, 상기 하나 이상의 노즐에 연결되는 회전축을 구비한 위빙 블록; 및
상기 회전축에 연결되어 상기 회전축을 회전시키는 위빙구동모터를 포함하는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 수평 받침대 상에 설치되되, 상기 하나 이상의 노즐을 고정시키기 위한 노즐 클램프를 더 포함하는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 틸팅 작동부는,
상기 한 쌍의 수직레일 프레임에 결합되는 한 쌍의 제1 수직 프레임;
상기 한 쌍의 제1 수직 프레임과 이격되어 배치되는 한 쌍의 제2 수직 프레임;
상기 제1 수직 프레임에 일단부가 회전 가능하게 결합되며, 타단부가 상기 제2 수직 프레임에 결합되는 전후연결 프레임; 및
상기 한 쌍의 제2 수직 프레임을 수평으로 연결하는 수평연결 프레임을 포함하며,
상기 바스켓 탈착부가 상기 제2 수직 프레임의 상단부와 하단부에 결합되는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치.
하나 이상의 노즐이 상하이동 및 좌우로 위빙되는 전처리 장비부의 양측에 위치하는 복수의 육안 가이드 센서가 블록의 외판에 작업 영역을 표시하는 단계;
상기 전처리 장비부에 구비되는 거리센서가 작업 영역에 대한 작업 거리를 측정하는 단계; 및
상기 복수의 육안 가이드 센서와 상기 거리센서에 의해 상기 블록의 외판에 전처리를 위한 상기 작업 영역을 안내하는 단계를 포함하는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치의 센서배치를 이용한 전처리방법.
제 13 항에 있어서,
상기 블록의 외판에 전처리를 위한 상기 작업 영역을 안내하는 단계는,
상기 작업 영역은, 상기 거리센서가 측정하는 상기 작업 영역에 대한 수평 거리를 기초로, 상기 전처리 장비부의 상단부 양측과 하단부 양측에 각각 쌍으로 배치된 상기 육안 가이드 센서가 조사하는 빔의 각도에 의해 상기 블록의 외판에 표시되는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치의 센서배치를 이용한 전처리방법.
제 14 항에 있어서,
작업자가 상기 노즐의 분사 각도를 상기 작업 영역에 대응 보정하는 단계를 더 포함하는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치의 센서배치를 이용한 전처리방법.
제 14 항에 있어서,
상기 거리센서가 측정하는 상기 작업 영역에 대한 수평 거리를 기초로, 상기 복수의 육안 가이드 센서에 연결된 센서 구동부가 상기 육안 가이드 센서를 회전시켜 상기 작업 영역을 재설정하는 단계를 더 포함하는, 센서배치를 갖는 선박의 고소차 거치형 블록외판 전처리 자동화 장치의 센서배치를 이용한 전처리방법.