KR960016550B1

KR960016550B1 - 스티프너 가공방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR960016550B1
Application number: KR1019940000378A
Authority: KR
Inventors: 김기수; 성건표; 박성기; 김호구; 나까지마타다시; 마사미찌 가와가미; 미쯔노부 하뉴; 요시히로 스즈끼
Original assignee: 경주현; 삼성중공업주식회사; 아사노 마고또; 고이께 산소 고교가부시기가이샤
Priority date: 1994-01-12
Filing date: 1994-01-12
Publication date: 1996-12-14
Also published as: US5719375A; DE19500740A1; KR950023460A; DE19500740C2; JPH07204839A; JP3181177B2

Abstract

요약없음

Description

스티프너 가공방법 및 그 장치

제1도는 강판구조에서 스티프너의 기능을 보이는 단면도,

제2도 내지 제3도는 종래의 스티프너 가공 과정을 보이는 도면들로서,

제2도는 강판의 스트리핑 장치를 보이는 평면도,

제3도는 스트리핑된 스트립의 패턴 절단과정을 보이는 평면도,

제4도는 본 발명에 의한 스티프너 가공장치의 구성을 보이는 평면도,

제5도는 제4도의 장치의 제어과정을 보이는 흐름도,

제6도는 패턴절단 과정을 보이는 부분 확대 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스트리핑 캐리지(stripping carriage)11 : 스트리핑 토오치(torch)

20 : 패터닝(patterning) 캐리지21 : 패터닝 토오치

30 : 정반(定盤)40 : 안내레일(guide rail)

S : 스트립(strip)B : 플랫바(flat bar)

P : 강판(鋼板)

본 발명은 강판(鋼板) 구조의 제조에 관한 것으로, 특히 플랫바(flat bar) 제조에 적합한 시티프너(stiffener)의 가공방법과 이를 구현하는 장치에 관한 것이다.

선박이나 철구조물 각종 구조물은 판재로 된 다수의 구조부재가 서로 융접되어 구성된다. 이러한 구조부재는 휨강도나 전단강도등 전체적인 구조강도를 제공하는 강도부재와, 이들 강도부재를 국부적으로 보강하는 보강부재로 대별된다. 보강부재에 있어서도 절점(節點)강도를 증가시키거나 구조부재의 전도(turn-over)를 방지하는 브래킷(bracket), 국부적 변형이나 버클링(buckling) 또는 뒤틀림등을 방지하는 스티프너(stiffener), 기타 다이어프램(diaphragm)이나 스트러트(strut)등 매우 다양한 종류가 있다.

이중 제1도에 도시된 것은 스티프너의 일종인 플랫바(B)인데 선박의 데크(deck ; D)등에 설치된 거어더(grider ; G)등 주요강도부재의 보강에는 앵글(angle)형태등의 스티프너가 사용되나, 플랫바(B)는 주로 거어더(G)등 판재의 버클링(buckling)방지등 경(經)한 보강에 사용되고 있다. 도시한 바와 같이 플랫바(B)는 서로 평행한 두변을 가지나, 응력분산을 위해 경사된 변이나 인접부재의 용접선 통과나 응력분산등을 위한 스캘롭(scallop)등이 형성되어야 하므로 평행부재로 된 강제의 스트립(strip)을 소정의 패턴으로 절단하여 제조된다.

이에 따라 종래에는 이 플랫바(B)를 제2도 및 제3도와 같은 과정으로 제조하였다. 제2도에서 정반(30)의 양측에는 안내레일(40)이 설치되어 이 안내레일(40)상을 주행하는 캐리지(carriage ; 50)에는 복수의 절단토오치(51)가 평행하게 배열되어 스트리핑(stripping)장치가 구성되어 있다. 이러한 스트리핑장치는 정반(30)상에 강판(P)을 적재한 후 각 절단토오치(51)를 작동시킨채 캐리지(50)가 안내레일(40)을 따라 주행함으로써 강판(P)을 소정폭의 스트립(S)들로 절단해내게 된다.

절단된 스트립(S)들은 냉각이 완료되면 별도의 작업 위치로 반출되어 절단선을 마아킹(amrking)한 후 수동절단등으로 제3도와 같은 패턴으로 절단되어 플랫바(B)를 형성하게 된다. 이때 스트립(S)을 소정패턴으로 절단하는 작업은 로보트등 자동화가 가능하다.

그런데 이와 같은 플랫바(B)는 선박의 경우 1척당 수천개 이상이 사용되는 부재인 바, 수동절단의 경우에는 스트립(S)에 소요부재를 네스팅(nesting)한 후 절단선을 마아킹하고 부재번호를 라벨링(labeling)하고 수동토오치로 절단하는 번잡한 과정을 거쳐야 하므로 다대한 공수가 소요되며, 적절한 공정진행에 많은 문제가 있었다. 또한 넓은 작업면적이 필요하고 스트립(S)의 이동에 별도의 장치와 공수가 소요된다.

한편 스트립(S)의 패턴 절단에 로보트를 사용하는 경우에도 근본적인 문제점이 내제되어 있다. 즉 강판(P)을 스트리핑하는 과정에서 각 스트립(S)은 절단선의 외측으로 벌어지고자 하는 열변형을 일으키게 된다. 이때 각 스트립(S)은 서로 변형을 구속하고 있는 상태이므로 각 스트립(S)은 면외변형(面外變形)을 일으켜 절단이 완료된 상태에서는 상당히 뒤틀린 상태이다. 이와 같이 뒤틀린 스트립(S)을 자동으로 네스팅하고 자동절단하더라도 정확한 치수의 플랫바(B)의 제조는 기대할 수 없게 된다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 감안하여 정확한 치수의 스티프너, 특히 플랫바를 높은 생산성으로 제조해 낼 수 있는 스티프너의 가공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 이와 같은 방법을 구현할 수 있는 스티프너의 가공장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적의 달성을 위해 본 발명 스티프너 가공방법은 강판을 복수의 스트립으로 스트리핑한 뒤 이를 소정패턴으로 절단하여 스티프너를 제조하는 방법에 있어서, 스트리핑의 진행에 후속하여 절단된 스트립을 소요패턴으로 절단하는 과정이 동일포지션상에서 연속되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면 스트립의 변형이나 뒤틀림이 고정되기전에 소요패턴으로 절단하는 과정이 후속되며 스트립의 이송에 따른 추가적 변형도 없으므로 정확한 치수의 스티프너를 우수한 생산성으로 가공해 낼 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 한 특징에 의하면 강판이 반입되면 각 스트립의 폭과 각 스트립으로 제조될 스티프너의 패턴이 미리 저장 및 연산된 정보에 따라 자동으로 네스팅되어 절단이 수행된다.

한편 이와 같은 방법을 구현하는 본 발명 스티프너 가공장치는 가공될 강판이 적재될 정반(正盤)의 적어도 일측에 설치되는 안내레일과, 이 안내레일을 따라 주행하며 강판을 소요폭의스트립들로 절단하는 복수의 스트리핑 토오치를 구비하는 스프리핑 캐리지와, 이 스트리핑 캐리지에 후속하는 안내레일상을 주행하며 스트리핑 캐리지로 절단된 스트립들을 스티프너 소요형상으로 절단하도록 임의 패턴의 절단이 가능한 적어도 한 패터닝(patterning) 토오치를 구비하는 패터닝 캐리지를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면 스트리핑 토오치는 신호 또는 가스절단 토오치로 구성되고, 패터닝 토오치는 플라즈마 또는 레이저 절단 토오치로 구성된다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면 패터닝 토오치의 절단개시점 및 종단점은 패터닝될 스트립 내측에 위치하여, 인접스트립에 영향을 미치지 않게 된다.

본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

제4도에서, 본 발명에 의한 스티프너 가공장치는 강판(P)이 적재될 정반(30)의 양측에 설치된 안내레일(40)상을 주행하는 두 캐리지(10,20)를 구비한다.

스트리핑 캐리지(10)에는 상호간격의 조절(스페이싱 ; spacing)이 가능한 복수의 스트리핑 토오치(11)들이 구비되며, 이 스트리핑 캐리지(11)를 후속하는 패터닝 캐리지(20)에는 소정의 패턴절단이 가능한 적어도 한 패터닝 토오치(21)가 구비된다.

스트리핑 토오치(11)와 패너닝 토오치(21)는 각각 강판(P)을 절단하는 절단 토오치인데, 직선절단을 수행하는 스트리핑 토오치(11)는 산소 또는 가스절단 토오치로 충분하나, 패터닝 토오치(21)는 사선 또는 곡선 절단을 행해야 하므로 곡선절단 특성이 양호한 프라즈마 또는 레이저 절단토오치로 구성되는 것이 바람직하다.

패터닝 캐리지(20)는 스트리핑 캐리지(10)를 예를들어 1∼3m의 간격을 두고 후속하게 된다. 이 간격은 강판(P)의 두께나 스트립(S)의 폭등에 따라 조절할 수 있다. 여기서 두 캐리지(10,20)는 상호 일정한 간격으로 고정되거나, 한 캐리지상의 전후로 두 토오치(11,21)를 구비하는 방식으로 구성될 수도 있으나 두 토오치(11,21)의 절단특성이 다르고 전술한 바와 같이 간격의 조절이 가능한 구성이 바람직하므로 두 캐리지(10,20)는 분리되어 별도로 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 플랫바 가공장치는 적어도 입출력과 연산 및 기억이 가능한 하드웨어와 패턴처리가 가능한 CAD/CAM 프로그램등의 소프트웨어를 구비한 컴퓨터를 제어부로 하여 제어되는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 형태에 있어서, 본 발명 스티프너 가공장치는 제5도에 도시된 바와같이 부재입력, 네스팅, 그리고 절단의 세 과정으로 제어된다.

부재입력 과정에서는 먼저 해당패턴, 소위 마크로(macro)를 번호에 의해 어드레싱(addressing)하여 부재규격과 수량을 입력한 뒤 각 부재번호를 지정한다.

다음 네스팅 과정에서는 강판의 관리번호를 입력하면 해당번호, 예를들어 길이*폭(*두께)등이 호출되고, 이에 대해 CAM 프로그램등의 소프트웨어가 부재입력과정에서 입력된 각 부재패턴에 따라 각 부재를 자동으로 네스팅하게 된다. 이러한 네스팅 과정에서는 소프트웨어에 설정된 소정의 우선순위에 따라 최적의 네스팅이 이루어진다. 네스팅이 완료되면 해당 강판의 관리번호에 대해 네스팅된 패턴 정보가 파일로 저장된다.

다음 절단과정에서는 먼저 정반(30)상에 강판(P)을 배치하고 강판(P)의 관리번호를 입력하여 해당 파일을 호출한다. 다음 바람직하기로는 패터닝 토오치(21)등에 구비되는 센서로 강판(P)의 외단을 감지하여 영점(zero point)을 확임함으로써 강판(P)의 영점에 제어부 컴퓨터의 영점을 세팅(setting)한다. 다음 필요에 따라 강판(P)상의 해당 위치에 부재번호를 라벨링하는데, 이를 수행하는 라벨링 토오치는 임의 패턴으로 트레이싱(tracing) 가능한 패터닝 토오치(21)에 부가적으로 설치되는 것이 바람직하다. 라벨링이 완료되면 스트리핑 캐리지(10)의 각 스트리핑 토오치(11)간의 간격을 파일에 호출된 소정간격으로 자동스페이싱하는데 이를 위해 각 스트리핑 토오치(11)에는 서어보모터(servo motor)등 소정의 변위수단이 구비되는 것이 바람직하다. 다음 스트리핑 캐리지(10)의 주행을 시작하며 각 스트리핑 토오치(11)를 점화함으로써 강판(P)의 절단을 개시하여 이를 복수의 스트립(S)으로 절단하게 된다. 그러면 패터닝 캐리지(20)도 스트리핑 토오치(10)를 소정간격만큼 이격하여 추종(following)하면서 패터닝 토오치(21)로 스트립(P)를 네스팅된 스티프너의 소정패턴, 예를들어 플랫바(B)의 최종형상으로 절단하여 플랫바(B)의 스티프너를 완성하게 된다.

각 토오치(11,21)는 절단의 개시점과 종단점에서 강판(P)을 피어싱(priercing)하게 되는데 강판(P)을 스트립(S)으로 절단하는 스트리핑 토오치(11)의 개시점과 종단점은 강판(P)의 양단에만 형성되므로 별다른 문제가 없으나, 패터닝 토오치(21)의 절단선이 불연속되므로 그 개시점과 종단점이 적절히 선정되지 않으면 인접스트립(S)을 손상시키는 문제가 발생하게 된다.

이에 따라 본 발명에 따른 패터닝 토오치(21)의 절단 개시점과 종단점은 제5도에 도시된 바와 같이 절단 되는 스트립(S)의 내측에 위치하게 된다. 제5도에서, 도시된 세 스트립(S1,S2,S3)중 가운데 스트립(S2)에 대해 패터닝 토오치(21)가 소정패턴의 절단을 진행하게 된다.

패터닝 토오치(21)는 이 절단선(L)의 개시점(P1)에서 강판(P)을 피어싱한 뒤 절단선(L)을 따라 절단을 수행하고 종단점(P2)에서 절단을 종료하게 된다. 개시점(P1)가 종단점(P2)에는 그 중심으로부터 소정반경의 원을 그리는 용락부(溶落部 ; W)가 형성되는데, 바람직하기로 이 용락부(W)는 인접스트립(S1,S3)을 침범하지 않도록 하기 위해 그 외단이 스트리핑 토오치(11)에 의한 절단 커어프(kerf ; K)내에 존재한다. 이를 위해 패터닝 토오치(21)의 패턴 절단의 개시점(P1)과 종단점(P2)의 중심은 스트리핑 토오치(11)의 절단 커어프(K)의 외단으로부터 소정간격(D)만큼 내측으로 위치하게 된다. 이에 따라 한 스트립(S2)내의 패턴 절단에 의해 인접 스트립(S1,S3)이 열손상되는 문제가 해결된다.

이상에서 보인 바와 같이 본 발명에 의하면 한 작업포지션상에서 강판을 연속적으로 스트프너로 가공할 수 있으므로 종래에 비해 작은 작업면적을 소요할 뿐아니라 수배이상의 현저한 생산성의 증가를 기대할 수 있다. 또한 스트립이 변형되지 않은 변형되지 않은 상태에서 스티프너의 제조가 가능하게 된다.

또한 최적의 네스팅 상태로 스티프너가 제조되므로 강판의 스크립(scrap)발생량이 최소가 되고, 각 강판 및 스티프너에 관리번호를 라벨링하여 제어부에서 그 가공 및 관리를 중앙통제할 수 있으므로 생산관리의 합리화에도 크게 기여할수 있는 등 여러가지 유요한 효과가 있다.

Claims

강판을 복수의 스트립으로 절단한 뒤 상기 스트립을 소정패턴으로 절단하여 스티프너를 제조하는 스티프터 가공방법에 있어서, 상기 강판의 스트리핑 절단의 진행에 후속하여, 절단된 상기 스트립을 소요패턴으로 절단하는 과정이 동일작업포지션상에서 연속수행되는 것을 특징으로 하는 스티프너 가공방법.
제1항에 있어서, 상기 강판이 상기 작업포지션상에 반입되면 상기 스트립의 폭과 상기 스트립으로 제조될 스티프터의 패턴이, 미리 저장 및 연산된 정보에 따라 상기 강판상에 자동으로 네스팅되어 상기 절단이 수행되는 것을 특징으로 하는 스티프너 가공방법.
가공될 강판이 적재될 정반과, 상기 정반의 적어도 일측에 설치되는 안내레일과, 상기 안내레일을 따라 주행하며 상기 강판을 소요폭의 스트립들로 절단하는 복수의 스트리핑 토오치들을 가지는 스트리핑 캐리지와, 상기 스트리핑 캐리지에 후속하여 상기 안내레일상을 주행하며 상기 스트립들을 스티프너의 소요형상으로 절단하도록 임의 패턴의 절단이 가능한 적어도 한 패터닝 로오치를 가지는 패터닝 캐리지를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스트프너의 가공장치
제3항에 있어서, 상기 스트리핑 토오치가 산소 또는 가스절단 토오치로 구성되는 것을 특징으로 하는 스티프너 가공장치.
제3항에 있어서, 상기 패터닝 토오치가 플라즈마 또는 레이저 절단 토오치를 구비하는 것을 특징으로 하는 스티프너 가공장치.
제3항에 있어서, 상기 패터닝 토오치의 절단 개시점 및 종단점이 절단될 각 스트립의 외단 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 스티프너 가공장치.
제3항에 있어서, 상기 패터닝 토오치에 상기 강판의 외단을 감지하는 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 스티프너 가공장치.
제3항에 있어서, 상기 패터닝 토오치에 상기 강판의 각 스티프너로 절단될 해당위치에 부재번호를 라벨링하는 라벨링 토오치가 구비되는 것을 특징으로 하는 스티프너 가공장치.
제3항 내지 제8항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 정반상에 강판이 입력되면, 상기 센서에 의해 상기 강판의 외단을 감지하여 영점을 세팅하고, 상기 각 스트리핑 토오치를 소요 간격으로 스페이싱하고, 상기 스트리핑 토오치로 상기 강판을 복수의 스트립으로 절단하며, 이에 이어 상기 패터닝 토오치가 상기 절단된 스트립을 상기 각 스티프너의 패턴으로 절단하는 것을 특징으로 하는 스티프너 가공장치.