PHC 파일 두부정리 자동화 장비 개선에 관한 실험적 연구

Experimental Study for the Improvement of an Automated PHC Pile Head Cutter

최근 국내 $\cdot$ 외의 경우 기성 콘크리트 파일(PHC) 두부정리 작업의 생산성, 안전성 및 품질 향상을 위해 자동화 장비를 개발중에 있다. 그러나 기존에 개발된 두부정리 자동화 장비는 두부정리 전 작업과정 중 파일 파쇄만을 자동화 대상 작업으로 하고 있고, 파일 파쇄를 위한 말단장치(end-effector) 설계의 오류로 종 방향 균열을 발생시키는 등 문제점이 있는 것으로 분석되었다. 기존 두부정리 자동화 장비가 PHC 파일에 종 방향 균열을 발생시키는 원인은 PHC 파일의 물리적 특성을 고려한 자동화 장비 말단장치의 설계 및 제작, 배치가 제대로 이루어지지 못했기 때문인 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구의 목적은 최근 국내에서 개발 중인 PHC 파일 두부정리 자동화 장비의 파일롯타입(pilot type)을 대상으로 다양한 형태의 말단장치를 설계 및 제작하고, 실험실 실험을 통해 최적의 말단장치 조합을 제안함으로써 종 방향 균열 없이 PHC 파일 두부를 효과적으로 그라인딩하고 파쇄할 수 있도록 하는 자동화 장비의 프로토타입을 제시하는 것이다. 본 연구를 통해 제시된 PHC 파일 두부정리 자동화 장비가 개발되어 현장에 적용될 경우, 기존 두부정리 작업의 생력화를 통한 품질, 안전성, 생산성 향상 및 이를 통한 경제성 확보가 가능할 것으로 기대된다.

Several advanced countries have been continually developed PHC pile cutting automation machines for improving productivity, safety and quality of the conventional PHC pile cutting work. However, the target work of the previously developed PHC pile cutting automation machines is only crushing the head of PHC pile. Dangerous grinding work is still performed by workers with seven inch hand grinder. In domestic construction industry, the PHC pile cutting work is usually performed by a crusher and three to four skilled workers. Recent analysis results of the PHC pile cutting work reveal that it frequently makes a lot of cracks which significantly reduce the strength of the pile and is labor-intensive work. The primary objective of this study is to propose the end-effector which can effectively break PHC pile without any longitudinal cracks and to develop an automated pile cutting machine having unified grinder and crusher parts through a wide variety of laboratory and field tests. It is anticipated that the development of the automated pile cutting machine would be able to bring improvements in safety, productivity, quality as well as cost saving.