KR20220031295A - 리프팅 암을 가지는 가진 턴오버 장치 - Google Patents

Abstract

리프팅 암을 가지는 턴오버 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 턴오버 장치는, 작업 대상이 되는 판재가 거치되고, 일측면에는 상기 일측면으로 개구된 작업용 홈이 타공된 테이블; 및 상기 판재를 부착하고 상기 작업용 홈을 통한 리프팅 동작 및 회전 동작을 통해 상기 판재를 반전 회전시키는 반전 장치를 포함할 수 있다.

Description

리프팅 암을 가지는 가진 턴오버 장치{Turnover apparatus with lifting arm}

본 발명은 턴오버 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리프팅 암을 가진 턴오버 장치에 관한 것이다.

선박 블록 제작 과정에서 가장 작은 소부재 단위의 철판은 큰 판재에서 가스, 플라즈마 등을 이용한 절단기로 절단되고 용접 작업을 거쳐 큰 블록 형태로 만들어진다.

절단된 소부재 철판은 모서리 부위가 날카롭다. 이 경우 후 공정인 도장 작업(Spray) 시 도료가 잘 묻지 않고 쉽게 부서지는 등의 이유로 모서리 사상(모따기 또는 필렛 형태로 가공) 작업을 실시하게 된다.

소부재 철판은 작게는 가로 x 세로가 100mm x 100mm ~ 1200mm x 1500mm 이상으로 크기가 다양하고 두께도 다양하여 작업자가 핸들링 가능할만큼 가벼운 것도 있는 반면 무거운 것도 상당히 많다.

따라서, 모서리 사상 작업이 용이하게 수행되도록 소부재 철판의 핸들링을 자동화해주는 장비 또는 치구의 개발이 필요한 실정이다.

한국등록특허 제10-1327750호 (2013.11.05. 등록) - 해상 구조물의 박판 조립 방법

본 발명은 사상 작업 대상물 중 작업자가 핸들링 불가능한 무게나 크기를 가지는 판재를 리프팅 암의 부착부와 테이블을 이용하여 반전시킴으로써 전면뿐만 아니라 후면에 대해서도 모서리 사상 작업이 가능하게 해주는 리프팅 암을 가지는 턴오버 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 작업 대상이 되는 판재가 거치되고, 일측면에는 상기 일측면으로 개구된 작업용 홈이 타공된 테이블; 및 상기 판재를 부착하고 상기 작업용 홈을 통한 리프팅 동작 및 회전 동작을 통해 상기 판재를 반전 회전시키는 반전 장치를 포함하는 턴오버 장치가 제공된다.

상기 반전 장치는, 상기 테이블의 일측면에 이격되어 배치되는 컬럼 테이블; 수평 상태를 유지하면서 상기 컬럼 테이블의 이동 가이드를 따라 상하로 이동하는 리프팅 암; 상기 리프팅 암의 끝단부에 설치되는 반전 힌지부; 및 상기 리프팅 암의 길이 방향에 수직한 수평 방향의 제1 회전축을 따라 힌지 회동 가능하게 결합되고, 부착면에 상기 판재를 부착시키는 부착부를 포함할 수 있다.

상기 부착부는 전원 공급 여부에 따라 자력 발생이 조절되는 전자석 혹은 펌프 동작 여부에 따라 상기 부착면에서의 음압 발생이 조절되는 진공 흡착 모듈일 수 있다.

상기 반전 힌지부는 상기 리프팅 암의 길이 방향에 평행한 수평 방향의 제2 회전축을 따라 자체 회전 가능할 수 있다.

상기 리프팅 암이 상기 테이블의 하부에 위치하는 단계; 상기 테이블 상에 상기 판재가 거치되는 단계; 상기 리프팅 암이 상승하여 상기 판재의 하면에 상기 부착부의 부착면이 부착되게 하는 단계; 상기 판재의 반전 회전 시 상기 테이블에 간섭되지 않는 높이까지 상기 리프팅 암을 상승시키는 단계; 상기 반전 힌지부에 대해 상기 부착부를 힌지 회동하거나 상기 반전 힌지부를 자체 회전시켜 상기 판재를 반전 회전시키는 단계; 상기 리프팅 암을 하강시켜 상기 테이블 상에 상기 판재가 거치되게 하는 단계; 및 상기 부착부의 부착력을 제거하고 상기 리프팅 암을 상승하는 단계를 포함하는 턴오버 방법을 수행할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 사상 작업 대상물 중 작업자가 핸들링 불가능한 무게나 크기를 가지는 판재를 리프팅 암의 부착부와 테이블을 이용하여 반전시킴으로써 전면뿐만 아니라 후면에 대해서도 모서리 사상 작업이 가능하게 해주는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리프팅 암을 가지는 턴오버 장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프팅 암을 가지는 턴오버 장치에서 반전 힌지의 동작을 나타낸 도면,
도 3 내지 도 6은 턴오버 과정을 나타낸 도면들.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리프팅 암을 가지는 턴오버 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프팅 암을 가지는 턴오버 장치에서 반전 힌지의 동작을 나타낸 도면이며, 도 3 내지 도 6은 턴오버 과정을 나타낸 도면들이다.

도 1 내지 도 6에는 턴오버 장치(100), 판재(10), 테이블(110), 작업용 홈(115), 반전 장치(120), 컬럼 프레임(130), 이동 가이드(135), 리프팅 암(140), 반전 힌지부(150), 부착부(160)가 도시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 리프팅 암을 가지는 턴오버 장치(100)는 리프팅 암의 흡착력을 이용하여 테이블 상의 판재를 들어올리고 반전시킨 후 다시 테이블 상에 내려놓음으로써 판재를 반전 회전시킬 수 있어 판재의 전면뿐만 아니라 후면에 대해서도 모서리 사상 작업이 가능하게 해주는 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 리프팅 암을 가지는 턴오버 장치(100)는 모서리 사상 작업을 위해 판재(10)가 거치될 수 있는 테이블(110)을 기본 골격으로 포함한다.

테이블(110)은 소정 길이를 가지는 복수의 다리(예를 들어, 4개의 다리)에 의해 안정적으로 지지되며, 수평 상태로 놓여져 판재(10)가 안정적으로 거치될 수 있는 상판을 포함한다.

상판에는 일측면으로 개구된 작업용 홈(115)이 형성될 수 있다. 작업용 홈(115)은 후술할 리프팅 암(140)의 리프팅 동작(상하 이동) 시 리프팅 암(140)에 간섭하지 않을 수 있는 길이와 폭을 가질 수 있다. 즉, 작업용 홈(115)의 폭은 리프팅 암(140)의 폭보다 크도록 형성되고, 작업용 홈(115)의 길이는 리프팅 암(140)의 끝단부의 위치가 작업용 홈(115) 내에 위치하기에 충분한 길이를 가져, 리프팅 암(140)이 원활히 작업용 홈(115)을 지나가게 할 수 있다.

턴오버 장치(100)는 반전 장치(120)를 포함한다.

반전 장치(120)는 수직으로 길게 세워진 형상의 컬럼 프레임(130)을 기본 골격으로 포함한다.

컬럼 프레임(130)은 바닥에 고정될 수 있다. 또는 작업환경에 따라 컬럼 프레임(130)은 하부에 휠이 설치되어 이동 가능한 타입으로 구성될 수도 있다. 이 경우 휠에는 브레이크가 구비되어 있어, 원하는 위치에서 컬럼 프레임(130)이 움직이지 않고 고정되게 할 수 있다. 컬럼 프레임(130)이 이동 가능한 경우, 리프팅 암(140)이 작업용 홈(115) 내에 위치하도록 위치 조정한 후 고정시킬 수도 있다.

반전 장치(120)는 컬럼 프레임(130)의 높이 방향으로 슬라이딩 이동되는 리프팅 암(140)을 더 포함한다.

리프팅 암(140)은 수평으로 길게 연장된 암(arm) 구조물이며, 수평 상태를 유지하고서 컬럼 프레임(130)을 따라 상하 이동할 수 있다.

리프팅 암(140)의 길이는 고정될 수 있다. 또는 리프팅 암(140)는 텔레스코픽 타입으로 구성되어, 필요에 따라 그 길이가 가변되게 할 수 있다. 텔레스코픽 타입 구조 및 길이 가변 동작은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자에게 자명한 사항인 바 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이를 위해 컬럼 프레임(130)에는 이동 가이드(135)가 형성되어 있고, 리프팅 암(140)의 일단부가 이동 가이드(135)를 따라 슬라이딩 이동할 수 있다. 도면에서는 이동 가이드(135)가 컬럼 프레임(130)이 테이블(110)을 향한 면(전면)에 형성된 것으로 도시되어 있지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 필요에 따라 컬럼 프레임(130)의 측면에 형성될 수도 있음은 물론이다.

리프팅 암(140)의 이동은 유압실린더를 이용한 액츄에이터 구동 혹은 모터와 볼스크류를 이용한 액츄에이터 구동에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 이동 가이드(135)와 리프팅 암(140)의 일단부 간의 결합 구조는 예를 들어 리니어 바 구조, 레일 구조 등과 같이 직선 왕복 운동이 가능하도록 하는 다양한 방식이 적용될 수 있으며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자에게 자명한 사항인 바 상세한 설명은 생략하기로 한다.

리프팅 암(140)의 타단부(끝단부)에는 반전 힌지부(150)에 의해 힌지 결합된 부착부(160)가 반전 장치(120)에 더 포함될 수 있다.

부착부(160)는 판재(10)의 일면에 부착하는 모듈이다. 즉, 반전 장치(120)의 입장에서는 판재(10)를 부착시켜 원하는 자세로 자세 변경시킬 수 있게 하는 모듈이다.

일례에서 부착부(160)는 전자석으로 이루어져, 전기 공급 여부에 따라 자력이 발생되거나 자력이 제거되어 자력에 반응하는 판재(10)가 부착면에 부착되거나 탈착되게 할 수 있다.

다른 예에서 부착부(160)는 진공 흡착 모듈로 이루어질 수 있다. 이 경우 펌프에 의해 부착부(160)의 부착면에 음압이 형성되면 판재(10)에 대한 흡착력이 형성되어 판재(10)가 부착면에 부착되게 하고, 음압이 제거되면 판재(10)에 대한 흡착력이 사라져 판재(10)가 탈착되게 할 수 있다.

반전 힌지부(150)는 리프팅 암(140)의 길이 방향에 수직한 제1 수평축(S1)을 중심으로 부착부(160)를 힌지 회동시킬 수 있다.

그리고 반전 힌지부(150) 자체는 리프팅 암(140)의 타단부에 대해 리프팅 암(140)의 길이 방향에 평행한 제2 수평축(S2)을 중심으로 회전 가능하게 결합될 수 있다.

따라서, 부착부(160)는 반전 힌지부(150)에 대해 제1 수평축(S1)을 중심으로 한 힌지 회동(제1축 회전)과, 리프팅 암(140)에 대한 반전 힌지부(150)의 제2 수평축(S2)를 중심으로 한 회전(제2축 회전)의 조합에 의해 3차원 상에서 2축 회전을 할 수 있다.

2축 회전을 통해 부착부(160)에 부착된 판재(10)가 원하는 자세를 가지도록 조절할 수 있다. 예를 들어, 판재(10)가 반전 회전하여 턴오버되게 할 수 있다.

도 3 내지 도 6을 참조하여, 턴오버 과정에 대해 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 반전 작업 대상이 되는 판재(10)를 테이블(110) 상에 위치시킨다. 이 경우 판재(10)의 거치 이전에 반전 장치(120)는 기본 자세로 미리 설정되어 있을 수 있다. 기본 자세라 함은 리프팅 암(140)이 테이블(110)의 상판보다 낮게 위치하고, 부착부(160)의 부착면이 상방을 향하도록 배치된 것일 수 있다.

리프팅 암(140)이 유압실린더를 통한 액츄에이터 구동 또는 모터와 볼스크류를 이용한 액츄에이터 구동에 의해 상승하고, 판재(10)의 하면에 가까이 위치하도록 한다.

부착부(160)의 부착면이 판재(10)의 하면에 근접 혹은 접촉하면, 센서(예를 들어, 근접센서 혹은 접촉센서)를 통해 근접 혹은 접촉을 센싱하고, 부착부(160)를 동작시켜 판재(10) 하면에 부착되게 할 수 있다.

부착부(160)가 전자석일 경우에는 전원을 공급하여 전자석이 턴온되게 할 수 있다. 부착부(160)가 진공 흡착 모듈일 경우에는 펌프를 동작시켜 부착면에 음압을 형성시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 하방을 향하는 판재(10)의 일면이 부착부(160)에 부착되면, 리프팅 암(140)이 상승하여 테이블(110)의 상부에 위치하도록 한다. 리프팅 암(140)이 상승하면, 부착부(160)에 부착된 판재(10) 역시 함께 상승하게 된다.

이 경우 테이블(110)에는 리프팅 암(140)의 이동 경로를 도피하기 위한 작업용 홈(115)이 타공되어 있을 수 있다. 작업용 홈(115) 내로 리프팅 암(140)이 이동하게 되어 간섭이 회피될 수 있다.

리프팅 암(140)의 상승 높이는 판재(10)의 반전 회전 시 테이블(110)에 의한 간섭이 발생하지 않도록 하는 회전 반경 이상일 수 있다.

도 5를 참조하면, 상승된 판재(10)는 부착부(160)에 부착된 상태에서 반전 힌지부(150)의 회전 구동에 의해 제2 수평축(S2)을 중심으로 180도 회전하여 반전될 수 있다. 반전 힌지부(150)의 회전 구동은 모터에 의해 이루어지거나 실린더 및 링크를 통해 이루어질 수 있다.

또는 상승된 판재(10)는 부착부(160)에 부착된 상태에서 반전 힌지부(150)에 대한 부착부(160)의 힌지 회동에 의해 제1 수평축(S1)을 중심으로 180도 회전하여 반전될 수도 있다.

이러한 반전 회전에 의해 부착부(160)에 부착된 판재(10)의 일면은 상방을 향하게 된다.

도 6을 참조하면, 반전이 완료된 후 판재(10)를 테이블(110) 상에 안착시키기 위해 리프팅 암(140)이 하강하고, 지정된 높이에서 부착부(160)의 부착을 해제할 수 있다.

그리고 반전 판재(10)에 대해 작업자가 추가 작업(예를 들어, 모서리 사상 작업)을 수행할 수 있도록 리프팅 암(140)은 상승하고, 추가 작업 이후 판재(10)를 취출될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 판재 100: 턴오버 장치
110: 테이블 115: 작업용 홈
120: 반전 장치 130: 컬럼 프레임
135: 이동 가이드 140: 리프팅 암
150: 반전 힌지부 160: 부착부

Claims (5)

1. 작업 대상이 되는 판재가 거치되고, 일측면에는 상기 일측면으로 개구된 작업용 홈이 타공된 테이블; 및
   상기 판재를 부착하고 상기 작업용 홈을 통한 리프팅 동작 및 회전 동작을 통해 상기 판재를 반전 회전시키는 반전 장치를 포함하는 턴오버 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 반전 장치는,
   상기 테이블의 일측면에 이격되어 배치되는 컬럼 테이블;
   수평 상태를 유지하면서 상기 컬럼 테이블의 이동 가이드를 따라 상하로 이동하는 리프팅 암;
   상기 리프팅 암의 끝단부에 설치되는 반전 힌지부; 및
   상기 리프팅 암의 길이 방향에 수직한 수평 방향의 제1 회전축을 따라 힌지 회동 가능하게 결합되고, 부착면에 상기 판재를 부착시키는 부착부를 포함하는 턴오버 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 부착부는 전원 공급 여부에 따라 자력 발생이 조절되는 전자석 혹은 펌프 동작 여부에 따라 상기 부착면에서의 음압 발생이 조절되는 진공 흡착 모듈인 턴오버 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 반전 힌지부는 상기 리프팅 암의 길이 방향에 평행한 수평 방향의 제2 회전축을 따라 자체 회전 가능한 턴오버 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 리프팅 암이 상기 테이블의 하부에 위치하는 단계;
   상기 테이블 상에 상기 판재가 거치되는 단계;
   상기 리프팅 암이 상승하여 상기 판재의 하면에 상기 부착부의 부착면이 부착되게 하는 단계;
   상기 판재의 반전 회전 시 상기 테이블에 간섭되지 않는 높이까지 상기 리프팅 암을 상승시키는 단계;
   상기 반전 힌지부에 대해 상기 부착부를 힌지 회동하거나 상기 반전 힌지부를 자체 회전시켜 상기 판재를 반전 회전시키는 단계;
   상기 리프팅 암을 하강시켜 상기 테이블 상에 상기 판재가 거치되게 하는 단계; 및
   상기 부착부의 부착력을 제거하고 상기 리프팅 암을 상승하는 단계를 포함하는 턴오버 방법을 수행하는 턴오버 장치.

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