KR100227035B1 - 벽강관 제조라인에서의 행거공급 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벽강관 제조라인에서의 행거공급 용접장치에 관한 것으로서, 벽강관 제조라인에 있어서 상기 벽강관에 행거를 용접하려 할 때에 상기 행거를 상기 벽강관의 소정 위치에 운송 공급하여 용접하기 위해, 상기 벽강관의 상측에서 길이방향으로 주행 가능한 메인대차와, 상기 메인대차에 매달린 승강 프레임과, 상기 승강 프레임에 설치된 팔렛, 핸들링 암, 용접보봇 등으로 구성되어 상기 핸들링 암은 선단부에 걸림핀을 갖춤과 동시에 상기 승강 프레임 내 팔렛과 용접로봇과의 사이에 설치되어 종행대차에 승강 가능하게 지지된 벽강관 제조라인에서의 행거공급 용접장치를 제공한다.

Description

벽강관 제조라인에서의 행거공급 용접장치.

본 발명은 벽강관 제조라인에서 사용하고 있는 강관에 이음쇠가 부착된 후에, 벽강관에 길이방향 및 외주방향의 소정의 위치에 행거를 공급하여 용접하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 벽강관은 제품의 운반성의 개선을 위해 벽강관의 표면에 행거를 용접할 필요가 있다. 그러나, 행거는 그 형상이 여러 가지이며 벽강관의 크기나 중량 등에 의해서 그 부착위치 및 수량이 변동한다고 하는 문제가 있다. 또, 행거 자체의 중량이 1㎏ 내지 3.5㎏에 상당의 중량물이므로 자동화가 어렵기 때문에 수작업으로 행하고 있다.

즉, 벽강관의 외표면에 행거를 부착할 때에는, 이음쇠가 부착될 위치를 모관에 표시하는 동안에, 이음쇠의 원주상 및 길이방향의 상대위치로부터 동시에 표시하는 작업을 한다. 모관에 이음쇠를 용접한 후에, 롤러에 벽강관을 올려놓고 그 표시위치가 상부에 오도록 하여 벽강관을 회전시키며, 호이스트로 행거를 그 위치까지 운반한 다음에, 작업자가 강관상에 올려진 상태에서 가용접을 행하며, 가고정후에 벽강관을 약간 회전시켜서 양호한 자세로한 후에 본 용접을 행하게 된다. 따라서, 직경이 크고 대중량의 벽강관인 경우에는 대중량의 행거를 운반 또는 정지시키는 작업 자세가 불안전하며, 또 수작업으로 인해 행거를 1개씩 공급해야 함으로 작업 능률이 저하되는 등이 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 여러종류의 대형 벽강관에 대해서, 각각의 크기에 맞는 홀더를 벽강관상의 소정의 위치로 공급하고, 행거의 공급과 용접을 연속화하여 그 작업을 자동화할 수 있도록 함과 동시에 작업능률을 높일 수 있도록 한 벽강관 행거 공급 용접장치를 제공하는데 있다.

제1도는 본 발명에 따른 벽강관 제조라인에서의 행거공급 용접장치에서 행거의 용접 공급장치의 실시예를 도시한 전체 측면도이고,

제2도의 (a),(b),(c)는 본 발명에 따른 벽강관 제조라인에서의 행거공급 용접 장치에서 행거를 적재하는 팔렛의 수납상태와 소형 평판상의 행거 형상을 도시한 개략도이며,

제3도의 (a),(b),(c)는 행거가 대형인 경우 립이 취부된 경우를 도시한 개략도이고,

제4도의 (a),(b)는 본 발명에 따른 장치의 승강 프레임 내의 팔렛을 수납 적재하는 부분의 확대단면도이며,

제5도의 (a),(b),(c)는 본 발명에 따른 벽강관 제조라인에서의 행거공급 용접장치에서 행거를 들어 올리고 위치 결정을 행하는 핸들링 암부의 상세 측면도이고,

제6도는 제1도에서 행거 공급 부분을 도시한 것으로, 크기가 큰 벽강관을 매달아 올린 상태를 도시한 횡방향 측면도이며,

제7도는 제6도와 동일하며 크기가 작은 벽강관을 도시한 측면도이고,

제8도의 (a),(b),(c)는 본 발명에 따른 벽강관 제조라인에서의 행거공급 용접장치에서 용접로봇을 포함한 행거 공급 용접장치의 전체 조립도 및 그 동작 순서를 도시한 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 벽강관 5 : 이음쇠

10 : 롤러 15 : 행거

20 : 용접로봇 40 : 팔렛

42 : 팔렛 탑재대 50 : 메인대차

52 : 지지 프레임 60 : 승강 프레임

62 : 승강잭 70 : 핸들링 암

상기와 같은 목적을 실행하기 위하여 본 발명은, 롤러에 놓여 있는 벽강관의 상부에 매달려 상기 벽강관의 길이방향으로 주행가능한 메인대차와, 상기 메인대차에 승강 가능하도록 매달린 승강 프레임과, 상기 승강 프레임에 상기 병강관의 길이방향에 차례로 배열된 행거를 수납하는 팔렛과, 상기 승강 프레임에서 승강되어 상기 행거를 이동시키는 핸들링 암과, 상기 승강 프레임에 설치되어 상기 행거를 상기 벽강관에 부착되도록 용접하는 용접로봇을 포함하여 이루어진 벽강관 제조라인에서의 행거공급 용접장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 제시된 도면을 참조하여 설명하며, 도면에서 종래와 동일한 부분은 동일한 부호를 부여한다.

제1도은 본 발명의 일실시예를 나타내는 행거용접장치를 갖춘 벽강관제조라인의 측면도이다. 롤러(10) 위에 놓여진 벽강관(3)의 상방에는 강관의 길이방향으로 주행하여 위치조정이 가능한 메인대차(50)가 설치되어 있다. 상기 메인대차(50)는 강관의 길이방향 상방에 설치된 거더(girder) 위를 메인대차(50) 내에 설치된 구동모터(미도시)에 의해 주행할 수 있다. 또, 측부에서 벽강관(3)상의 메인대차(50)의 정지 기준위치 조정을 용이하게 하기 위해서, 후술하는 핸들링 암(handling arm)(70)이 주행후에 행거(15)를 벽강관(3)에 압착하고, 행거(15)의 부착위치에 해당하는 위치의 메인대차(50)상에 레이저 마커(laser marker)(미도시)를 설치하여 벽강관(3)상에 조사해서 식별하는 방법이 좋다.

상기 메인대차(50)의 하부에는 아래방향으로 연장되어 설치된 지지 프레임(52)을 개재하여 강관의 길이방향으로 연장된 승강 프레임(60)이 매달려 있고, 지지 프레임(52)을 따라서 메인대차(50)상의 승강잭(62)에 의해서 승강 프래임(60)을 승강시킨다. 승강 프레임(60)상에는 강관의 길이방향을 따라 차례대로 팔렛(pallet)(40), 핸들링 암(70), 용접로봇(20)이 배치되어 설치된다.

팔렛(40)은 제4도에 도시한 바와 같이, 승강 프레임(60)으로부터 하방으로 연장되어 부착된 팔렛 탑재대(42)내에 탑재된다. 상기 팔렛 탑재대(42)에는 수직 가이드 롤러(48)와, 수평 가이드 롤러(49)와, 가이드 핀(81)이 설치되어 있어, 이것에 의해서 팔렛(40)의 측면과 저면을 안내하면서 승강 프레임(60)내에 탑재된다. 상기 팔렛(40)은 행거(15)를 수납하는 것으로, 제2도 및 제3도에 도시한 바와 같이 각종 행거의 종류에 따라 각기 다른 다수의 치수를 갖고 있으나, 팔렛의 외형은 공통의 형상 및 구조로 되어 있다. 이것은 상기 팔렛 탑재대(42)로의 탑재를 용이하게 하기 위한 것이다.

제2도가 소형 평판의 행거용 팔렛이고, 제3도가 립이 부착된 대형 행거용 팔렛이다. 상기 팔렛(4)은 행거(3)를 수납할 수 있는 것이라면 어느것이라도 좋으나, 걸림공(18)을 갖는 행거(15)는 상기 걸림공(18)의 평면이 벽강관(3)의 길이방향과 평행하게 되는 상태로 경사시켜 팔렛(40)상에 배치하는 것이 바람직하다. 따라서, 팔렛(40)은 저면이 강관 길이방향의 수평면에 대해서 완만한 경사를 가지며, 행거(15) 1개마다 경사진 계단부(34)로 되어 있다. 이와 같이 배치함으로써, 행거(15)의 위치가 어긋나게 되는 것을 방지한다. 또, 팔렛(40) 내에서는 강관의 길이방향 및 폭방향에 칸막이 판(30)이 다수 설치된다. 또, 팔렛(40) 내에서는 강관의 길이방향 및 폭방향에 칸막이 판(30)이 다수 설치된다. 상기 칸막이 판(30)과 인접하는 폭방향의 칸막이 판(30)과의 사이 간격에는 홈부(32)가 형성된다. 이로써, 상기 행거(15)는 상기 홈부(32)에 삽입됨으로서 용이하게 정렬 배치된다. 상기 홈부(32)의 길이 방향 및 폭방향의 위치는 상기 행거(15)의 크기별로 적절하게 정하면 좋다. 상기 행거(15)의 크기가 정하는 것에 의해 평면 배치에서의 종횡 및 높이 방향에서의 행거 위치가 명확해진다.

한편, 상기 팔렛(40)은 상기 행거(15)를 격납한 상태에서 제4도에 도시되지 않은 핸드 포크 리프터에 의해, 승강 프레임(60)의 하부에 취부된 팔렛 탑재대(42)에 설치된 수직 가이드 롤러(48)의 상측에서 옆으로 당기는 상태로 적재되며, 상기 팔렛 탑재대(42) 상측의 엔드 스토퍼(44)에 의해 고정 위치가 결정된다. 상기 팔렛 탑재대(42)의 상측에는 좌우 한 쌍의 위치결정 실린더(46) 및 가이드 핀(81)이 설치되고, 대응되는 상기 팔렛(40)의 측면에는 가이드 구멍(82)(제2도, 제3도 참조)이 형성되며, 이때 상기 가이드 핀(81)을 위치결정 실린더(46)의 작동에 의해 강제로 상기 가이드 구멍(82)에 삽입하도록 하여 정화하게 승강 프레임(60) 상측에서 팔렛(40)의 상대적 위치를 결정하도록 행하는 것이 바람직하다.

상기 팔렛(40)과 용접로봇(20) 사이에는 핸들링 암(70)이 설치되는 바, 상기 핸들링 암(70)은 이중 대차 구졸 이루어짐으로써 단독으로 강관 외경 방향으로 승강 및 길이방향의 주행뿐만 아니라, 강관의 길이방향과 직각 방향으로의 횡 이동이 가능한 것이다. 상기 핸들링 암(70)은 제5(a)도에 도시된 바와 같이, 핸들링 암 지지부(71)와 상기 핸들링 암 지지부(71) 하단에 벽강관(3)의 길이방향과 직각 방향으로 취부된 갈고리부(72)로 구성된다. 제5도(b)(c)에 도시된 바와 같이 상기 핸들링 암 지지부(71)는 승강 프레임(60) 위에 설치한 이중 대차 구조의 상부대차에 설치되고, 이것에 의해 벽강관(3)의 길이방향 및 길이방향과 직각방향, 즉 폭방향으로 이동 가능하도록 되어 있다. 즉, 승강 프레임(60)에는 길이방향에 종행 리니어 가이드(95)가 설치되고, 종행대차(96)가 탑재되어 있다. 더구나, 상기 종행대차(96)의 위에 강관 길이방향과 직각 방향에 횡행 리니어 가이드(97)가 설치되고, 횡행대차(98)가 탑재된다. 상기 종행대차(96)는 강관 길이방향으로, 상기 횡행대차(98)는 강관 길이방향과 직각 방향으로, 즉 폭방향으로 이동이 가능한 것이다. 그리고, 상기 횡행대차(98)에는 승강 구동부가 탑재된다. 상기 승강 구동부는 상기 횡행대차(98)의 프레임 위의 서보모터(16)의 회전에 의해 승강 가능한 스크류 잭(85)을 끼우고 핸들링 암 지지부(71)를 매달아 구성된 것으로, 이것에 의해 핸들링 암(70)이 승강하게 된다.

한편, 상기 횡행대차(98)에서는 횡행 구동모터(87)가 설치되고, 종행대차(96) 위의 랙 피니언(88) 구조에 의해 횡행 구동모터(87)의 회전은 횡행 직선 운동으로 변환되며, 이로써 상기 횡행대차(98)는 종행대차(96)의 위의 횡행 리니어 가이드(97) 위를 이동하게 되는 것이다. 상기 종행대차(96)는 승강 프레임(60) 상부에 설치된 종행 리니어 가이드(95)에 탑재하고, 승강 프레임(60)에 설치된 서보모터(20)의 회전으로 연결된 체인(91)에 의해 상기 종행 리니어 가이드(95) 상부에서 주행 가능하게 된다. 이것에 의해 핸들링 암(70)은 종행대차(96), 횡행대차(98) 및 승강 구동부에 의해 3측방향으로 자유자재로 이동이 가능하다. 또, 상기 핸들링 암(70)의 선단측의 갈고리부(72)를 핸들링 암 지지부(71)와 분리하여 선단측의 갈고리부(72)와 핸들링 암 지지부(71)와의 사이에 에어 실린더(미도시) 등을 설치, 선단부의 갈고리부(72)만 단독으로 수직 방향으로 이동하여 압동할 수 있는 분리 압동 구조이며, 이때 서보모터(16)는 정위치에서 정지한 채로 에어 실린더의 동작만으로 행거(15)의 취부가 가능하게 된다.

제5도(a)에 도시된 바와 같이, 핸들링 암(70)의 갈고리부(72) 선단부분에는 행거(15)의 걸림공(18)에 꽂아 넣고 행거(15)를 매달기 위한 걸림핀(74)을 구비하고 있다. 상기 걸림핀(74)의 방향을 팔렛(40)에 배치시켜 행거(15)의 걸림공(18)방향과 일치하게 한다. 즉, 상기 걸림핀(74)은 강관의 길이방향과 직각 방향을 향하고 있게 된다. 상기 걸림핀(74)의 외경은 걸림공(18)보다 작은 바, 통상

30 정도이다. 상기 걸림핀(74)에는 걸림공(18)을 감지하는 검출단(미도시)을 내장하고 있다. 핸들링 암 갈고리부(72)의 선단에서 걸림핀(74)의 취부면에는 강관의 길이방향과 평행한 가이드면(78)이 갖추어져 있다. 또, 핸들링 암 지지부(71)에는 핸들링 암 갈고리부(72)에 근접하여 선회 실린더(94)와, 이것에 의해 상하 방향에 선회 개폐 동작을 하는 누름판(76)이 설치된다. 상기 가이드면(78)에는 리미트 스위치(미도시)가 설치되어, 행거(15)와 핸들링 암(70)의 선단 가이드면(78)과의 접촉을 검지하게 된다. 또, 누름판(76)의 행거(15)에 접촉하는 부분은 접촉시 미끄러짐을 방지하기 위한 구형상이 바람직하다.

한편, 상기 용접로봇(20)은 승강 프레임(60)에 팔렛(40) 탑재측과 반대측에, 천정에 매단 상태에서 고정시키고 있다. 상기 용접로봇(20)은 범용의 6축 정도의 것으로 구비함이 바람직하다. 용접장치의 티칭 프로그램(teaching program) 보정으로써 터치 센서 기능을 구비하고 있는 것이면 더욱 바람직하다.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 장치를 이용하여 벽강관에 행거를 취부하는 경우의 동작을 자세히 기재한다.

제2도 및 제3도는 행거의 형상 및 팔렛의 수납상태를 도시하고 있다. 모든 행거(15)는 와이어에 관통되어 고정되도록

40 이상의 걸림공(18)이 뚫려 있다. 또, 강관 중량에 대응하여 걸림공(18)의 개수를 2∼4로 변환할 수 있다. 상기 행거(15)가 경량재인 경우에는 평판상이고, 중량재인 경우에는 평판의 양측에 립이 붙여진 형상으로 되어 있다.

제1도는 본 발명에 따른 행거 용접장치를 설치한 벽강관 제조라인에서 강관의 길이방향에서의 전체 측면도를 도시하고 있고, 핸들링 암이 행거를 롤러위의 벽강관에 취부시키는 동작 상태를 나타낸다.

제6도 및 제7도는 제1도에서 행거 공급부분의 횡단면을 도시하고 있지만, 제6도는 벽강관의 지름이 큰 경우에 립이 취부된 대 중량용 행거가 팔렛에 적재된 상태를 도시하고 있으며, 제7도는 벽강관의 지름이 작은 경우에 경량용 행거를 상기 벽강관에 취부시키는 상태를 도시하고 있다. 벽강관(3)은 도시되지 않은 운반장치에 의해 이음쇠(5)가 부착된 상태로 롤러(10) 상측에 운반된다. 행거(15)가 정열되어 적재된 팔렛(40)은 주행 가능하도록 된 메인대차(50)의 강관경에 대응하여 승강되는 승강 프레임(60) 하측에 설치된 팔렛 탑재대(42)에 사전에 탑재시킨다. 상기 승강 프레임(60)은 벽강관(3)의 외경에 대응되어 높이를 설정하게 된다.

한편, 승강 프레인(60) 상부에는 핸들링 암(70)이 설치되어 있는 바, 상기 핸들링 암(70)은 승강과 주행, 횡행이 가능하도록 되어 있다. 그리고, 상기 승강 프레임(60)에는 범용의 용접로봇(20)이 상기 핸들링 암(70) 및 팔렛(40)이 설치된 반대쪽에 고정되어 있다.

작업자는 롤러(10)를 회전시켜 행거(15)를 설치하기 위한 위치가 상측으로 오도록 벽강관(3)의 위치를 조절함과 동시에, 메인대차(5)를 주행시켜 상기 벽강관(3)의 길이방향에서의 행거(15) 부착 위치까지 이동시킨다. 이때, 핸들링 암(70)은 벽강관(3)에 대한 전진 한계 위치까지 주행할 수 있도록 하고, 행거(15)를 이동시켜 부착하도록 된 벽강관(3)의 일정 위치에 메인대차(50)에 설치된 레이저 마커(미도시)의 투사광이 표적으로하여 상기 메인대차(50)의 위치를 조정하게 된다.

승강 프레임(60) 상측의 동일 프레임의 직선상에 차례로 배치된 팔렛(40)과 핸들링 암(70)과 용접로봇(20)의 위치 관계를 살펴보면 제4도에 도시된 바와 같이, 팔렛(40)이 가이드 핀(81)에 의해 팔렛 탑재대(42) 상측에 고정되고, 상기 팔렛(40) 상면에 적재된 행거(15)를 끝에서 차례로 매달아 올릴 수 있게 되어 있다. 여기서, 제4(a)도는 팔렛 탑재대의 평면배치를 나타낸 것이고, 제4(b)는 팔렛과 팔렛 탑재대의 설치상태를 나타낸 것이다.

제5도는 핸들링 암의 동작 상태를 도시한 것으로서, 핸들링 암(70)은 길이방향으로 주행하여 행거(15)의 구멍에 상기 핸들링 암(7)의 걸림핀(74)을 일치시키도록 하고, 횡방향으로는 팔렛(40) 폭방향의 가장자리로 이동함에 따라 아래로 하강하게 된다.

횡행대차(98)에 설치된 서보모터(16)의 회전에 의해 스크류 잭(85)이 하강하고, 이때 행거(15) 크기에 대응한 목표 높이까지 핸드링 암(70)을 하강시킨 후 정지시키게 된다. 이 상태에서 걸림핀(74)에 내장된 검출단이 일단 행거(15)를 검출하고, 상기 핸들링 암(7)의 정지시에 행거(15)의 걸림공(18) 위치에서 횡행 이동시 장애가 없는지 확인한다. 그리고, 횡행 구도모터(87)의 회전으로 랙 피니언(88)에 의해 횡행 운동(Y축)으로 바꾸어 횡행대차(98)가 횡행 리니어 가이드(97) 위를 이동하게 된다. 상기 핸들링 암(70)은 행거(15)쪽으로 이동되면서 상기 행거(15)의 걸림공(18)에 상기 핸들링 암(70)의 단부에 형성된 걸림핀(74)을 삽입한다. 그리고, 상기 핸들링 암(70)은 상기 걸림핀(74)이 취부된 측면의 가이드면(78)에 설치된 리미트 스위치에 의해 상기 행거(15)와의 접촉을 검지하여 횡방향 이동을 정지하게 된다. 행거(15)의 구멍에 걸림핀(74)을 삽입시키고 상방이 열린 상태로 형성된 누름판(76)을 선회 실린더(94)에 의해 닫으면서 동시에 상기 핸들링 암(70)을 상승시킨다. 이로써, 걸림핀(74)이 행거(15)의 걸림공(18)에 확실히 삽입되고, 행거(15)는 핸들링 암(7)에서의 수직 위치를 결정한다.

상기 행거(15)를 매단 상태인 상기 핸들링 암(70)은 정위치 상승 후에 다시 횡방향으로 이동하고, 상기 벽강관(3) 상부의 팔렛(40) 상측에서 대기하게 된다. 레이저 마커에 의해 메인대차(50)의 위치 결정을 완료하게 되면, 승강 프레임(60)에 고정시킨 서보모터(20)의 회전으로서 체인(91)을 구동시켜 종행대차(96)가 종행 리니어 가이드(95)에서 이동, 정지함에 따라 핸들링 암(70)이 종행대차(96)의 용접로봇(20)측의 단독 주행 전진 한계, 즉 메인대차(50)의 레이저 마커에 나타낸 행거(15)의 용접 위치와 동일한 수직 위치로 이동하여 정지하게 된다. 이 전진 위치에서 핸들링 암(70)은 행거(15)를 매단 상태에서 하강하고, 벽강관(3)의 외형에 대응되어 승강 프레임(60)의 높이가 설정되어 있기 때문에, 상기 핸들링 암(70)은 소정의 높이에서 감속하고 서보모터(16)의 하강 부하 전류가 일정치가 되면 강제로 누른 상태로 정지하게 된다. 벽강관(3)의 구부러진 곳이나 휨에 의해 하강측의 정지위치는 일정치 않지만, 감속 후 꽉 누르면 압동 정지 제어는 가능하다.

행거(15)는 누름판(76)과 가이드면(78) 사이에서 클램프 상태로 되어 있지만, 클램프면이 구형이고 그곳에 있는 걸림핀(74)을 걸어 잡아 주고 있을 뿐이며, 수직 방향은 그 상태에서 하강하고 압동시에는 벽강관(3)에 모방한 상태로 압동시킨다. 이상의 경우 행거(15)의 걸림공(18)에 걸림핀(74)을 걸어 운반하기 때문에, 중량을 비교할 때 용이하게 행거(15)의 공급 위치를 결정할 수 있게 된다.

제8도는 용접로봇을 포함한 공급 용접장치의 동작순서를 도시한 측면도로서, 제8(a)는 팔렛에서 핸들링 암이 행거를 매달아 올린 상태, 제8(b)는 벽강관의 취부 위치에 행거를 위치시킨 상태, 제도8(c)는 행거를 용접로봇으로 가용접 동작을 행하는 상태를 도시한 것이다.

핸들링 암(7), 팔렛(40) 및 용접로봇(20)은 공통의 승강 프레임(60) 위에 배치하고 있기 때문에, 벽강관(3)의 외경 반경에 대하여 적정 높이로 승강 프레임(60)을 위치시킴에 따라 용접로봇(20)과 핸들링 암(70)의 상대적 위치는 일정하게 수직 방향만 변경되면서 동일한 위치에 용접을 할 수 있게 된다. 용접로봇(20)은 정해진 행거(15) 형상에 대응한 용접 프로그램을 인식하고 있다. 핸들링 암(70)이 행거(15)를 벽강관(3) 일소에서 꽉 누르고 있는 상태에서 용접로봇(20)은 벽강관(3)과 행거(15)의 맞대는 부분을 향해 이동하고, 소정의 위치의 앞에서 일반적으로 하는 일인 토치 센싱(torch sensing)의 저속 동작을 행하게 된다. 벽강관(3)과 행거(15)를 수개의 토치 센싱하는 데 있어서 미리 인식하고 있는 용접 프로그램에서의 상하 방향을 주체로하여 평면 방향도 포함하여 보정한다. 그 후 용접로봇(20)은 좌표 변환을 행하여 프로그램이 실행되는 바 그대로 행거(15)의 양측을 스풋(spot) 용접하여 가용접을 행한다. 행거(15)의 가용접이 종료된 후 용접로봇(20)은 중간 위치까지 후퇴하고, 이 상태에서 핸들링 암(70)은 누름판(76)을 개방하며, 상기 핸들링 암(70)이 가지는 유격량에 의해 2㎜정도 상승한 후 걸림핀(74)이 행거(15)의 구멍으로부터 빠진 양만큼 횡행 구동모터(87)가 회전하여 횡방향으로 이동하고 그 후 상승한 서보모터(16)의 회전에 의해 상승하게 된다. 핸들링 암(70)이 상한까지 후퇴한 시점에서 중간 위치까지 후퇴한 용접로봇(20)은 최초의 토치 센싱 정보에 기초하여 보정한 후 인지한 프로그램에 의해 근접하고, 행거(15)를 벽강관(3)에 대하여 본 용접을 실행한다. 이때에는 행거(15) 주변에 간섭물이 없기 때문에 용접로봇(20)의 용접 자세에 제약이 없는 자유 자세에서 용접할 수 있게 된다.

용접로봇(20)이 행거(15)의 용접을 실행하고 있는 사이에 핸들링 암(70)은 다음의 행거(15)를 팔렛(40)에서 취하기 위해 서보모터(20)의 회전에 의해 다음의 행거(15) 위치를 선정하여 물러나게 된다. 다음의 행거(15)의 위치는 행거의 종류에 대응하여 팔렛(40)의 배치가 결정되어 있기 때문에 핸들링 암(70)이 폭방향에 배열된 행거(15)의 일열이 없어지기까지는 동일 주행 방향의 행거 걸림공(18) 위치에 있으면 양호하고, 일열이 없어진 경우에 순서대로 다음의 행거 걸림공(18) 위치에 이동하고 동일한 형태로 끝에서부터 순서대로 횡행하여 취부하게 되면 양호하며, 상기 걸림공(18)의 길이방향과 폭방향의 거리와 개수를 사전에 프로그래밍하여 놓아두면 좋다. 다음의 행거 위치에 후퇴 정지한 핸들링 암(70)은 동일한 움직임으로 하강하여 이동하고, 걸림핀(74)에 내장된 검출기에 의해 행거(15)의 걸림공(18)을 검지하여 행거(15)를 매달아 올리기 전에 상기 서술된 동작과 동일한 형태로 벽강관(3)의 바로 위에서 대기한다.

최초 행거(15)의 용접이 완료된 다음의 동작은 행거(15)의 취부 위치의 조합에 따라 동작 순서가 다르지만, 동일 원주상에 다시금 행거(15)를 설치하는 경우는 롤러(10)를 회전시켜 다음의 부착 위치로 벽강관(3)을 회전시킨다. 동일 원주상에 없는 벽강관(3)의 길이방향에 행거(15)의 부착이 필요한 경우에는 메인대차(50)를 벽강관(3)의 길이방향에 주행시켜 위치를 결정하게 된다. 행거(15)의 벽강관(3)에 대한 부착 정밀도는 엄격하지 않은 ±20㎜ 정도의 정밀도에서 취부하면 좋기 때문에, 회전의 위치 결정에 대해서는 모관의 외경을 알고 있으므로 롤러(10)의 구동부에 펄스 제너레이터(puls generator)를 설치하고, 모관에 접촉하는 형태에서 메저링 롤(measuring roll)을 설치하여 회전 각도를 제어하면 좋다. 길이방향의 경우는 행거 부착 위치가 길이방향과 동일 위치이기 때문에 회전시킬 필요는 없고, 메인대차(50)의 주행부분의 레일에 랙(미도시)을 설치하며, 메인대차(50) 측면에 피니언(미도시)을 설치하여 주행시에 동반 피니언의 회전에 의해 용이하게 기준 위치에서의 거리를 제어할 수 있다. 이하 상기의 요령으로 복수개의 행거(15)를 벽강관(3)의 소정 위치에 자동적으로 용접할 수 있게 된다.

하나의 벽강관(3)에 대해 소정량의 행거(15)가 용접 완료되면 승강 프레임(60)은 벽강관(3) 반출에 간섭하지 않는 높이로 상승하여 정지하고, 그리고 최초 위치 결정을 행한 정지 위치까지 메인대차(50)의 주행에 의해 되돌아 오게 된다. 이 사이에 행거(15)의 용접이 완료된 벽강관(3)은 이송장치에 의해 반출되고 새로운 벽강관(3)이 반입된다. 따라서, 벽강관(3)의 일측 단부에 부착될 행거(15)의 위치 결정을 레이저 마커에 의해 위치 결정을 하게 되면, 행거(15)의 크기, 수량, 취부되는 길이 방향의 위치 및 원주 방향의 위치는 사전에 설정 가능하기 때문에 이후는 전부 자동으로 행거(15)의 용접을 실행할 수 있다. 다음에, 팔렛(40)내에 적재된 행거(15)가 없는 경우에는 팔렛(40)과 함께 일괄적으로 교환 보충을 행하는 것만으로 충분하다.

상기 설명에 의하면 핸들링 암(70)은 전부의 횡방향 이동 기능을 가질 수 있지만 행거(15) 구멍에 걸림핀(74)의 삽입 및 후퇴가 가능하면 좋고, 팔렛(40)은 팔렛 탑재대(42) 상측에 위치 결정된 상태에서 폭방향 이동이 가능한 구조로써, 팔렛(40)을 단독으로 폭방향으로 위치 제어하면서 이동시킴으로 핸드링 암(70)에 의해 행거(15)를 매다는 구조로 이루어지면 핸들링 암(70)의 폭방향에의 스트로크의 삭감 및 제어의 간이화가 가능하게 된다. 또, 용접로봇(20)의 용접전원 및 제어장치는 메인대차(50) 상부에 탑재하는 형태로 구성되기 때문에, 용접의 접지선은 승가 프레임(60)의 용접 위치에 가까운 근방의 에어 실린더 등에 의해 벽강관(3) 상부에 접촉하는 접지점에 설치할 필요가 있게 된다.

한편, 메인대차(5)는 벽강관(3)을 길이방향에 대해 직각으로 반송시킨다는 전제하에 천정에 매다는 구조로 하고 있지만, 강관 길이방향에 컨베이어 벨트에 사용되는 롤러 등으로 반출입시키는 경우에는 지상 주행방식을 사용할 수도 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 행거를 팔렛에 적재한 대차가 핸들링 암과 용접로봇을 일체로 위치를 결정하고, 다종류 형상을 가진 행거를 벽강관에 취부시켜 용접하게 되고, 용접중에 다음의 행거를 공급하기 위한 준비를 하게 되어 있기 때문에, 작업자의 안전이 도모됨과 동시에 효율적으로 작업 인원을 줄이고 자동화를 달성할 수 있다는 잇점이 있다.

상기에서 본 발명은 하나의 실시예 만을 설명하였으나, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 변형이 가능하고, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다는 것을 이해할 것이다.

Claims (2)

1. 롤러(10)에 놓여 있는 벽강관(3)의 상부에 매달려 상기 벽강관(3)의 길이방향으로 주행가능한 메인대차(50)와,

   상기 메인대차(50)에 승강 가능하도록 매달린 승강 프레임(60)과,

   상기 승강 프레임(60)에 상기 벽강관(3)의 길이방향에 차례로 배열된 행거(15)를 수납하는 팔렛(40)과,

   상기 승강 프레임(60)에서 승강되어 상기 행거(15)를 이동시키는 핸들링 암(70)과,

   상기 승가 프레임(60)에 설치되어 상기 행거(15)가 상기 벽강관(3)에 부착되도록 용접하는 용접로봇(20)을 포함하여 이루어진 벽강관 제조라인에서의 행거공급 용접장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 팔렛(40)은 상기 행거(15)의 길이방향 크기에 대응하는 위치에서 길이방향에 경사진 밑면을 감춤과 동시에 상기 행거(15)를 수직으로 수납하기 위한 간극이 일정 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 벽강관 제조라인에서의 행거공급 용접장치.

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