KR100778275B1

KR100778275B1 - 강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치

Info

Publication number: KR100778275B1
Application number: KR1020060110022A
Authority: KR
Inventors: 이성식
Original assignee: 웰텍 주식회사
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2007-11-22

Abstract

본 발명에 따른 강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치는, 개방 및 폐쇄가 가능하도록 복수개로 분할되어 상호 연결된 상태로 구성되고, 강관의 둘레에 결합될 수 있도록 폐쇄시에 원형 구조를 갖는 원형 몸체와, 상기 원형 몸체의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되게 설치되는 용접기 주행 가이드와, 상기 주행 가이드에 장착되어 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 용접 로봇이 포함되어 구성되고, 상기 주행 가이드는 자성체가 부착될 수 있는 금속판재로 구성되며, 상기 용접 로봇은 상기 주행 가이드를 따라 이동할 수 있도록 이루어진 주행기와, 이 주행기에 장착되어 강관의 접속부를 자동 용접하는 용접기로 구성되되, 상기 주행기는 상기 주행 가이드에 자력에 의해 부착된 상태로 이동할 수 있도록 주행 바퀴가 자성체로 구성됨으로써, 용접 로봇을 주행 가이드에 간편하게 장착할 수 있고, 구동원에 의해 원하는 속도로 자동 주행시키면서 자동 용접을 실시할 수 있게 된다.

강관, 자동용접기, 용접 로봇, 전자석, 가이드 레일, 자성체

Description

강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치{Automatic driving apparatus of welding robot for welding outside of steel pipe}

도 1은 선행 기술의 강관 정형이음장치가 백호우에 장착된 상태를 보인 사시도,

도 2는 선행 기술의 강관 정형이음장치의 내부 구조를 보인 정면도,

도 3은 선행 기술의 강관 정형이음장치에 용접로봇이 부가되어 용접 상태를 보인 측면도,

도 4는 선행 기술의 강관 정형이음장치에 용접로봇이 부가된 상태의 정면도,

도 5는 본 발명에 따른 자동주행장치가 구비된 강관 외면자동용접기의 측면도 및 주요부 상세 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 자동주행장치가 구비된 강관 외면자동용접기의 정면도,

도 7은 본 발명에 따른 강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치가 도시된 정면 구성도,

도 8은 본 발명의 다른 실시예의 도면으로서, 강관 정형이음장치에 외면자동용접기가 부가되어 용접 상태를 보인 측면도,

도 9는 본 발명의 다른 실시예의 도면으로서, 강관 정형이음장치에 외면자동 용접기가 부가된 상태의 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 원형 몸체 55 : 상부 몸체

56, 57 : 쿼터형 몸체 60 : 연결 장치

70 : 개폐 장치 80 : 잠금 장치

90 : 정형 장치 99 : 주행 가이드

99a : 가이드 레일 100A, 100B : 정형기

125 : 정형 장치 130 : 견인 장치

135 : 개폐 장치 138 : 잠금 장치

140 : 연결 장치 200 : 자동 용접부

210 : 용접 로봇 220 : 주행기

221 : 바디 223 : 손잡이

225, 225D : 주행 바퀴 227 : 보조 자성체

229 : 콘트롤 박스 230 : 용접기

231 : 슬라이딩 조립체 237 : 위빙 구동체

239 : 토치 클램프

본 발명은 강관의 연결 시공 장비인 외면자동용접기에 관한 것으로서, 특히 주행 레일을 따라 자동용접기가 자동으로 이동하면서 용접을 실시할 수 있도록 이루어진 강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치에 관한 것이다.

본 출원인은 일반 토사구간이나 가시설 구간 등 모든 현장 조건에 대형 강관 시공시에 배관 및 용접을 자동으로 수행하여 시공성, 경제성, 안전성 확보와 용접 접합부의 품질을 높여 배관 시스템의 내구성을 극대화시키기 위한 기술 개발을 지속하고 있다.

이에 본 출원인은 이러한 연구 개발의 성과에 힘입어 "강관의 시공방법"(특허 제10-0440555호), "강관의 정형장치"(특허 제10-0440185호), "강관의 정형이음장치"(특허 제10-0598551호)를 특허 출원하여 특허된 바 있다.

도 1 내지 도 4는 위의 특허 발명 중 특허 제10-0598551호에 개시된 도면으로서, 이를 참조하여 강관의 정형이음장치에 대해 간략히 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와 같이 강관의 정형이음장치는 도 1에서와 같이 백호우(BH)의 작업용 암(R) 끝단에 설치되고 상기 백호우(BH)의 유압라인과 연결되어 제어되는 것이며, 강관(P)의 생산과정이라든가 시공현장까지 운송 내지 하적 등의 과정에서 변형된 강관(P)의 끝단부분을 소정의 진원도로 성형하고 삽입 연결하고 용접하기 위한 장비이다.

이러한 정형이음장치는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 크레인 또는 백호우(BH)의 작업용 암(R) 끝단과 연결할 수 있도록 마련된 연결몸체(40)와, 이 연결몸체(40)에 강관(P)을 정형할 수 있도록 2개가 한 쌍을 이루고 동심선상에서 슬 라이딩되게 마련되고 복수개로 분할된 호형몸체(11)가 힌지(13)를 중심으로 하여 개폐되도록 연결되어 폐쇄시 하나의 원을 이루며 상기 호형몸체(11)에 방사상으로 다수의 가압실린더(16)가 설치되고 잠금장치(15)가 구비된 정형기(10)와, 이 정형기(10)를 동심선상에서 상대적으로 이동시키도록 연결 설치된 견인기(20)로 구성된다.

여기서, 상기 정형기(10)의 호형몸체(11)는 상하로 양분된 상부반원형몸체(11a)와, 이 상부반원형몸체(11a)의 양단에 힌지(13)를 통해 연결되고 하부반원형몸체를 좌우로 양분한 쿼터원형몸체(11b)로 구성되고, 상기 상부반원형몸체(11a)에 대하여 쿼터원형몸체(11b)가 개폐되게 상부반원형몸체(11a) 및 쿼터원형몸체(11b)의 연결부분에 개폐실린더(14)가 연결되어 설치된다.

특히, 상기 정형기(10)의 호형몸체(11)에는 강관(P)의 외면 접합부를 용접하기 위한 용접로봇(30)이 마련된다.

이 용접로봇(30)은 정형기(10)인 호형몸체(11), 즉 상부반원형몸체(11a)와 쿼터원형몸체(11b) 한쪽에 하나의 원을 이루도록 호형의 가이드레일(32)이 마련되고 이 가이드레일(32)엔 트롤리(34)의 구동원에 의해 이동되면서 용접할 수 있는 용접기(33)가 설치된다.

그러나 상기한 바와 같은 특허 발명은 상하수도 배관 연결 시공시에 대형 강관을 자동으로 연결할 수 있는 상당한 이점이 있음에도 불구하고, 용접로봇(30) 등이 정형기(10)에 추가되어 구성되는 관계로, 보다 신속하고 정확한 시공을 수행하는 데는 한계가 발생되었다.

특히, 상기 특허 발명은 용접로봇(30)이 가이드레일(32)을 따라 이동할 수 있도록 구성되어 있으나, 상기 가이드레일(32)에 간편하게 장착하면서도 레일을 따라 보다 원활하게 주행하면서 용접을 실시할 수 있는 자동 주행 장치가 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전자석으로 이루어진 구동 바퀴가 가이드 레일에 부착된 상태에서 자동으로 주행할 수 있도록 구성함으로써 용접 로봇의 장착이 용이하면서도 보다 원활하게 주행하면서 자동 용접을 실시할 수 있도록 하는 강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치는, 개방 및 폐쇄가 가능하도록 복수개로 분할되어 상호 연결된 상태로 구성되고, 강관의 둘레에 결합될 수 있도록 폐쇄시에 원형 구조를 갖는 원형 몸체와, 상기 원형 몸체의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되게 설치되는 용접기 주행 가이드와, 상기 주행 가이드에 장착되어 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 용접 로봇이 포함되어 구성된 강관 외면 용접 로봇의 주행장치에 있어서, 상기 주행 가이드는 자성체가 부착될 수 있는 금속판재로 구성되고, 상기 용접 로봇은 상기 주 행 가이드를 따라 이동할 수 있도록 이루어진 주행기와, 이 주행기에 장착되어 강관의 접속부를 자동 용접하는 용접기로 구성되되, 상기 주행기는 상기 주행 가이드에 자력에 의해 부착된 상태로 이동할 수 있도록 주행 바퀴가 자성체로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 주행 가이드의 외면에는 상기 주행 바퀴가 결합되어 이동되도록 가이드 레일이 구비되고, 상기 주행 바퀴는 상기 가이드 레일이 결합되는 홈 구조의 결합부가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 주행기는 몸체를 이루는 바디와, 상기 바디의 상부에 탑재되어 용접 로봇을 제어할 수 있도록 각종 전장기구들이 설치되는 콘트롤 박스와, 상기 바디의 하부에 설치되어 상기 주행 가이드에 자력에 의해 부착된 상태로 이동할 수 있도록 자성체로 이루어지고 어느 하나의 구동원에 의해 구동되는 주행 바퀴와, 상기 바디의 주행 방향으로 앞쪽과 뒤쪽에 설치되어 상기 주행 가이드와 일정 간격 떨어진 상태에서 인력을 발생시키는 보조 자성체를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

상기 주행 바퀴는 전자석으로 이루어지고, 상기 보조 자성체는 영구 자석으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같은 용접 로봇의 자동주행장치는 상기 원형 몸체 하나를 갖는 강관 외면용접기에 설치되어 구성될 수 있다.

또한 상기 용접 로봇의 자동주행장치는 상기 원형 몸체로 이루어진 두 개의 정형기를 구비하고, 두 정형기 사이에 견인 장치가 구비된 강관 정형이음장치에 구비되어 구성될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 자동주행장치는 강관 외면자동용접기와 강관 정형이음장치에 설치되어 구성되는 바, 이하 설명될 본 발명의 실시예에서는 이를 구분하여 각각 설명한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 자동주행장치가 구비된 강관 외면자동용접기가 도시된 도면으로서, 도 5는 강관 외면자동용접기의 측면도 및 주요부 상세 단면도, 도 6은 강관 외면자동용접기의 정면도, 도 7은 자동주행장치 및 용접 로봇의 정면 구성도이다.

본 발명에 따른 강관의 외면자동용접기는, 도 5와 도 6을 주로 참조하면, 반원형 상부 몸체(55)와 이 상부 몸체(55)의 양쪽에 결합되는 쿼터형 몸체(56,57)로 이루어져, 강관(P)의 둘레에 결합될 수 있도록 폐쇄시에 원형 구조를 갖는 원형 몸체(50)와; 상기 상부 몸체(55)와 양쪽 쿼터형 몸체(56,57) 사이에 구비되어 상기 쿼터형 몸체(56,57)의 개폐 상태를 조절하는 개폐 장치(70)와; 상기 양쪽 쿼터형 몸체(56,57)가 상호 맞닿는 부분에 구비되어 벌어지는 것을 방지하는 잠금 장치(80)와; 상기 원형 몸체(50)에 복수개가 구비되어 강관이 표면에 밀착되면서 강관의 진원을 조정하는 정형 장치(90)와; 상기 원형 몸체(50)의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되게 설치되는 용접기 주행 가이드(99)와; 상기 주행 가이드(99)에 장착되어 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 용접 로봇(210)으로 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 외면자동용접기의 주요 구성 부분에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

강관(P)의 둘레를 파지할 수 있도록 폐쇄시 원형 구조를 갖는 원형 몸체(50)가 구비된다.

원형 몸체(50)는 도 5에서와 같이 전체적으로 양측 링형 플레이트(51,52) 사이에 본 장치를 구성하는데 필요한 여러 장치들이 설치되고, 두 플레이트(51,52) 사이에는 연결 부재(53)가 구비되어 간격 유지 및 상호 고정이 이루어지도록 구성된다.

특히 상기 원형 몸체(50)는 도 6에서와 같이 크게 반원형 구조를 가진 상부 몸체(55)와, 상기 상부 몸체(55)의 양단부에 회전 가능하게 각각 연결되고 양 끝단부가 서로 잠가질 수 있게 구성되는 쿼터형 몸체(56,57)로 이루어진다.

즉, 상기 상부 몸체(55)는 원형 구조에서 1/2의 크기로 분할되고, 쿼터형 몸체(56,57)는 1/4의 크기로 분할되어, 상호 조립됨으로써 강관의 둘레를 파지할 수 있도록 원형 구조를 이루게 된다.

다음, 상기 상부 몸체(55)의 상측에는 본 발명의 장치를 도 1에서와 같은 백호우(BH) 또는 크레인 등의 장비를 이용하여 인양하거나 이동시킬 수 있도록 연결 장치(60)가 구비된다.

이 연결 장치(60)는 도 6에서와 같이 상기 링형 플레이트(51,52)의 양쪽에 연결 플레이트(61)가 각각 고정되고, 두 연결 플레이트(61) 사이에 연결축(62)이 설치되며, 이 연결축(62)에 체인 등을 연결할 수 있는 연결 고리(63)가 구성된다. 물론 상기 연결 고리(63)는 상기 연결축(62)으로부터 어느 정도 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.

다음, 상기 상부 몸체(55)와 쿼터형 몸체(56,57)의 연결부분 사이에는 본 발명의 장치를 강관(P)의 둘레에 결합시킬 때, 쿼터형 몸체(56,57)를 벌린 상태에서 다시 모아지도록 하기 위한 개폐 장치(70)가 구비된다.

상기 개폐 장치(70)는 유압 실린더(71)로 구성되며, 상기 양쪽 쿼터형 몸체(56,57)에 각각 구비된다. 물론 상기 상부 몸체(55)와 쿼터형 몸체(56,57)의 연결부에는 힌지(58, 59)가 각각 구비된다.

다음, 상기 양쪽 쿼터형 몸체(56,57)의 상호 마주하는 끝단부에는 강관에 둘레에 결합될 때, 벌어지는 것을 방지할 수 있도록 잠금 실린더(81)로 이루어진 잠금 장치(80)가 구성된다.

다음, 상기 원형 몸체(50)에서 양쪽 링형 플레이트(51,52) 사이에는 강관(P)의 진원을 조정하고, 강관의 둘레에 본 발명의 장치를 안정적으로 고정하기 위한 복수의 정형 장치(90)가 구성된다.

상기 정형 장치(90)는 상기 원형 몸체(50)에서 복수개가 일정 간격마다 설치되는 것이 바람직한 바, 본 발명의 실시예에서는 8개가 설치된 구조를 예시하고 있다.

이러한 정형 장치(90)는 유압에 의해 작동하는 정형 실린더(91)가 구비되며, 실린더의 끝단부에 패드(92)가 부착되어 강관의 외면에 밀착된다.

도 5와 도 6에서 참조 번호 93은 상기 정형 실린더(91)에 유압 제공을 단속 하는 솔레노이드 밸브를 나타낸다. 이 솔레노이드 밸브(93)는 정형 실린더의 바로 옆에 부착되어 외부 제어에 따라 보다 신속하게 정형 실린더를 작동할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 장치는 원형 몸체(50)에, 연결 장치(60), 개폐 장치(70), 잠금 장치(80), 정형 장치(90) 등이 구성되는데, 이러한 기본적인 구성에 강관(P) 외면에 자동 용접을 실시할 수 있도록 자동 용접부(200)가 구성된다.

상기 자동 용접부(200)는 상기 원형 몸체(50)의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되는 주행 가이드(99)와, 이 주행 가이드(99)에 장착되어 구동 주행하면서 강관의 외면을 용접하는 용접 로봇(210)으로 이루어진다.

상기 주행 가이드(99)는 자성체가 부착될 수 있는 철판 등의 금속 재질로 이루어지고, 전체적으로 강관의 바깥쪽에 위치되게 원형 구조를 갖도록 구성된다.

이러한 주행 가이드(99)는 상기 용접 로봇(210)이 그 외면에서 주행할 수 있도록 형성되고, 외면에는 상기 용접 로봇(210)의 보다 정확한 주행을 위해 선형 구조로 돌출된 가이드 레일(99R)이 구성된다.

여기서 상기 주행 가이드(99) 및 가이드 레일(99R)은 상기 원형 몸체(50)에서 상부 몸체(55), 쿼터형 몸체(56,57)와 동일하게 나누어져 구성된다.

상기 용접 로봇(210)은 크게 상기 주행 가이드(99)를 따라 이동할 수 있도록 이루어진 주행기(220)와, 이 주행기(220)에 장착되어 강관의 접속부(PS)를 자동 용접하는 용접기(230)로 이루어진다.

상기 주행기(220)는 몸체를 이루는 바디(221)와, 상기 바디(221)의 상부에 탑재되어 용접 로봇(210)을 제어할 수 있도록 각종 전장기구들이 설치되는 콘트롤 박스(229)와, 상기 바디(221)의 하부에 설치되어 상기 주행 가이드(99)에 자력에 의해 부착된 상태로 이동할 수 있도록 자성체로 이루어진 주행 바퀴(225)와, 상기 바디(221)의 주행 방향으로 앞쪽과 뒤쪽에 상기 주행 가이드(99)와 일정 간격을 유지하도록 설치되어 자력을 발생시키는 보조 자성체(227)를 포함하여 구성된다.

상기 바디(221)는 대략 사각 통형 구조로 형성되고, 그 내부에 상기 주행 바퀴(225) 중 적어도 어느 하나를 구동할 수 있도록 구동원이 설치되는데, 구동원은 전기에 의해 회전력을 발생시키는 전동 모터 또는 유압에 의해 회전력을 발생시키는 유압 모터 등으로 구성될 수 있다. 이 중에서 전동 모터를 이용하는 것이 주행기(220)의 구성을 보다 간단히 할 수 있으므로, 전동 모터를 이용하는 것이 바람직하고, 상기 전동 모터는 앞쪽과 뒤쪽의 모든 바퀴(225)를 구동할 수 있도록 설치될 수 있다.

상기 주행 바퀴(225)는 상기 주행 가이드(99)에 설치된 가이드 레일(99R)에 결합될 수 있도록 둘레 방향으로 홈 구조를 갖는 결합부(225a)가 구성되는 것이 바람직하다.

이때 상기 주행 바퀴(225)의 결합부(225a)와 상기 가이드 레일(99R)은 보다 원활한 주행을 위해 톱니 구조로 상호 결합된 구조로 구성하는 것이 바람직하다.

이와는 달리 앞쪽과 뒤쪽에 각각 한 쌍의 주행 바퀴(225)를 각각 구성하여, 양쪽 주행 바퀴(225)가 상기 가이드 레일(99R)의 양쪽에 위치되게 구성할 수도 있 다.

상기 보조 자성체(227)는 'L'자형 블록으로 구성되어, 주행 가이드(99)와의 사이에 지속적으로 인력을 발생시킴으로써 상기 용접 로봇(210)이 상기 주행 가이드(99)에 보다 안정되게 부착된 상태에서 이동할 수 있도록 보조하는 역할을 하게 된다.

상기에서 주행 바퀴(225)는 상기 주행 가이드(99)에 장착할 때만 자력을 발생시키도록 전자석으로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 보조 자성체(227)는 영구 자석으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 하나의 설계 사양일 뿐 주행 바퀴(225)와 보조 자성체(227)를 모두 전자석으로 구성하거나 모두 영구 자석으로 구성할 수 있고, 반대로 주행 바퀴(225)를 영구 자석으로 하고, 보조 자성체(227)는 전자석으로 구성할 수도 있다.

한편, 상기 주행기(220)는 바디(221)의 앞쪽과 뒤쪽에 손잡이(223)가 구비되어 용접 로봇(210)을 간편하게 이동시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 용접기(230)는 상기 주행기(220)에 부착되어 용접 토치(T)가 X축 및 Y축으로 이동될 수 있도록 슬라이드 구조를 갖는 슬라이딩 조립체(231)와, 상기 슬라이딩 조립체(231)에 지지되어 설치되는 연결 바(235)와, 상기 연결 바(235)에 지지되어 용접 토치(T)를 위빙 구동시키는 위빙(weaving) 구동체(237)와, 상기 위빙 구동체(237)에 설치되고 용접 토치(T)가 장착되는 토치 클램프(239)로 구성된다.

참조 번호 232와 233은 상기 슬라이딩 조립체(231)에 구비되는 X 축 및 Y 축 슬라이딩 조절 레버를 나타낸다.

이러한 용접기(230)는 구성은 실시 조건에 따라 다양하게 구성하여, 상기 주행기(220)에 설치하여 이용할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 용접 로봇(210)은 강관 접속부(PS) 용접시에 외면자동용접기(230)의 주행 가이드(99)에 올려놓게 되면, 전자석인 주행 바퀴(225)와 보조 자성체(227)에 의해 주행 가이드(99)에 부착되며, 이와 같은 상태에서 주행 바퀴(225) 중 하나인 구동 바퀴(225D)를 구동하게 되면, 주행 가이드(99)의 가이드 레일(99R)을 따라 이동할 수 있게 된다.

이와 같은 용접 로봇(210)의 자동주행 상태에서 용접기(230)를 이용하여 강관 접속부(PS)를 용접하게 되면, 용접 로봇(210)의 안정된 주행 상태를 유지한 가운데 강관 접속부의 자동 용접을 실시할 수 있게 된다.

도 8 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예의 도면으로서, 강관 정형이음장치에 외면자동용접기가 부가된 구조를 보여주는 도면들로서, 도 8은 강관 정형이음장치의 측면도, 도 9는 강관 정형이음장치의 정면도이다.

도시된 바와 같은 강관 정형이음장치는 강관(P)을 각각 정형할 수 있도록 도 8에서와 같이 원형 몸체(111,112)로 이루어진 2개의 정형기(100A, 100B)가 나란히 배치되어 아래에서 설명될 견인 장치(130) 및 연결 장치(140)에 의해 하나의 세트로 연결되어 구성된다.

이러한 상기 각 정형기(100A)(100B)의 원형 몸체(111,112)는 도 9에서와 같이 반원형 구조의 상부 몸체(113)와, 이 상부 몸체(113)의 양쪽에 결합되어 개폐 및 잠금이 이루어지는 양쪽 쿼터형 몸체(114,115)가 상호 조립되어 구성된다.

즉, 상기 상부 몸체(113)는 원형 구조에서 1/2의 크기로 분할되고, 쿼터형 몸체(114,115)는 1/4의 크기로 분할되어, 상호 조립됨으로써 강관(P)의 둘레를 파지할 수 있도록 원형 구조를 이루게 된다.

상기 양쪽 쿼터형 몸체(114,115)는 상기 상부 몸체(113)에 회동축(137)을 통해 연결되어 정형기(100A, 100B) 폐쇄시에는 전체가 하나의 원을 이루도록 회전하고, 강관(P)의 둘레에 삽입될 때와 같이 개방시에는 양쪽으로 벌어지도록 구성된다.

이와 같이 구성된 상기 정형기(100A, 100B)에는 상기 각 원형 몸체(111,112)의 내부에 강관의 진원을 조정하고, 강관의 둘레에 본 발명의 장치를 안정적으로 고정하기 위한 복수의 정형 장치(125)가 구성된다.

이 정형 장치(125)는 각 원형 몸체(111,112)에 복수개가 방사상으로 일정 간격마다 설치되는데, 유압에 의해 작동하는 정형 실린더(126) 및 이 실린더의 끝단부에 패드(127)가 부착되어 강관(P)의 외면에 밀착되게 구성된다. 한편, 상기 정형 실린더(126)의 측면에는 유압을 단속하는 솔레노이드 밸브(128)가 바로 부착되어 구성된다.

다음, 상기 양쪽 원형 몸체(111,112) 사이에는 견인 장치(130)가 구비되는데, 이 견인 장치(130)는 상기 양쪽 강관(P)을 양쪽 정형기(100A, 100B)를 통해 각각 파지한 상태에서 양쪽 강관(P)이 상호 접속되어 이어지도록 한쪽 강관을 견인하여 연결시키기 위한 장치로서, 견인 실린더(131)를 작동하여 진원이 확보되는 강 관(P)에 정확하게 압입되도록 구성된다. 물론 견인 실린더(131)의 양측에는 양쪽 원형 몸체(111,112)를 서로 연결하는 견인 가이드봉(132)이 구비된다.

다음, 상기 상부 몸체(113)와 쿼터형 몸체(114,115)의 연결부분 사이에는 강관(P)의 둘레에 결합시킬 때, 쿼터형 몸체(114,115)를 벌린 상태에서 다시 모아지도록 하기 위한 유압 실린더(136)가 포함된 개폐 장치(135)가 구비된다.

다음, 상기 양쪽 쿼터형 몸체(114,115)의 상호 마주하는 끝단부에는 강관에 둘레에 결합될 때, 벌어지는 것을 방지할 수 있도록 잠금 장치(138)가 구성된다.

다음, 상기 양쪽 정형기(100A, 100B)의 상부에 크레인 또는 백호우 등의 인양장치를 연결할 수 있도록 연결 장치(140)가 구비된다.

상기 연결 장치(140)는 상기 양쪽 정형기(100A, 100B)의 간격 조정에 따라 접혀졌다 펴졌다 할 수 있도록 복수의 연결 링크(145, 150)로 구성되어 상기 양쪽 정형기(100A, 100B) 사이에 설치되고, 상기 연결 링크(145, 150)의 중앙부에 외부의 인양 장치가 연결될 수 있도록 연결 고리(160)가 구비되는 구성으로 이루어진다.

여기서 상기 복수의 연결 링크(145, 150)는 상기 양쪽 정형기(100A, 100B)에 고정된 링크 브래킷(141)에 연결되어 설치된다.

다음, 상기와 같은 강관 정형 이음장치의 한쪽 정형기(100A)의 외측면에, 강관(P) 외면에 자동 용접을 실시할 수 있도록 자동 용접부(200)가 구성된다.

여기서 상기 자동 용접부(200)의 구성은 전술한 본 발명의 실시예와 동일 유사하므로, 동일한 참조 번호를 부여하고, 간단하게 설명한다.

상기 강관 정형 이음장치에 구비되는 자동 용접부(200)도 상기 정형기(100A)의 외측면에 설치되는 주행 가이드(99)와, 이 주행 가이드(99)에 장착되는 용접 로봇(210)으로 이루어진다.

상기 용접 로봇(210)은 크게 주행기(220)와, 용접기(230)로 이루어지는 바, 주행기(220)는, 바디(221), 콘트롤 박스(229), 주행 바퀴(225), 보조 자성체(227), 손잡이(223) 등으로 구성되고, 상기 용접기(230)는 슬라이딩 조립체(231), 연결 바(235), 위빙 구동체(237), 토치 클램프(239)로 구성된다.

이와 같은 구성은 전술한 바와 같이 상기 외면자동용접기와 동일하므로, 보다 구체적인 설명은 생략한다.

다만, 상기와 같은 자동주행장치를 구비한 강관 정형이음장치를 이용한 강관 배관 시공은, 먼저 개폐 장치(135) 및 잠금 장치(138)를 작동하여 연결하고자 하는 양쪽 강관(P)을 파지하고, 정형 장치(125)를 이용하여 정형한 다음, 견인 장치(130)를 이용하여 한쪽 강관을 견인하여 상호 다른 쪽 강관에 삽입한다.

이후 도 8에서와 같이 양쪽 정형기(100A)(100B)를 접속된 강관의 한 쪽으로 이동시킨 다음, 상기한 바와 같은 자동 용접부(200)를 통해 강관의 접속부(PS) 외면을 자동 용접한다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치는, 자성체로 이루어진 구동 바퀴가 가이드 레일에 부착된 상태에서 자동 으로 주행하면서 용접을 실시할 수 있도록 구성되기 때문에 용접 로봇을 보다 용이하게 장착할 수 있고, 구동원에 의해 원하는 속도로 이동시키면서 자동 용접을 실시할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 주행기의 바디에 보조 자성체가 설치되기 때문에 충분한 부착력을 유지하면서 강관의 측면 또는 저면으로 이동하는 경우에도 이탈하지 않고 강관 주위를 주행하면서 강관을 용접할 수 있는 이점이 있다.

Claims

개방 및 폐쇄가 가능하도록 복수개로 분할되어 상호 연결된 상태로 구성되고, 강관의 둘레에 결합될 수 있도록 폐쇄시에 원형 구조를 갖는 원형 몸체와, 상기 원형 몸체의 한쪽 측면에서 원형 링 구조로 돌출되게 설치되는 용접기 주행 가이드와, 상기 주행 가이드에 장착되어 이동하면서 강관의 외면을 용접하는 용접 로봇이 포함되어 구성된 강관 외면 용접 로봇의 주행장치에 있어서,

상기 주행 가이드는 자성체가 부착될 수 있는 금속판재로 구성되고,

상기 용접 로봇은 상기 주행 가이드를 따라 이동할 수 있도록 이루어진 주행기와, 이 주행기에 장착되어 강관의 접속부를 자동 용접하는 용접기로 구성되되, 상기 주행기는 상기 주행 가이드에 자력에 의해 부착된 상태로 이동할 수 있도록 주행 바퀴가 자성체로 구성된 것을 특징으로 하는 강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치.
청구항 1에 있어서,

상기 주행 가이드의 외면에는 상기 주행 바퀴가 결합되어 이동되도록 가이드 레일이 구비되고, 상기 주행 바퀴는 상기 가이드 레일이 결합되는 홈 구조의 결합부가 형성된 것을 특징으로 하는 강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치.
청구항 1에 있어서,

상기 주행기는 몸체를 이루는 바디와, 상기 바디의 상부에 탑재되어 용접 로봇을 제어할 수 있도록 각종 전장기구들이 설치되는 콘트롤 박스와, 상기 바디의 하부에 설치되어 상기 주행 가이드에 자력에 의해 부착된 상태로 이동할 수 있도록 자성체로 이루어지고 어느 하나의 구동원에 의해 구동되는 주행 바퀴와, 상기 바디의 주행 방향으로 앞쪽과 뒤쪽에 설치되어 상기 주행 가이드와 일정 간격 떨어진 상태에서 인력을 발생시키는 보조 자성체를 포함한 것을 특징으로 하는 강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치.
청구항 3에 있어서,

상기 주행 바퀴는 전자석으로 이루어지고, 상기 보조 자성체는 영구 자석으로 이루어진 것을 특징으로 하는 강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 용접 로봇의 자동주행장치는 상기 원형 몸체 하나를 갖는 강관 외면용접기에 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 용접 로봇의 자동주행장치는 상기 원형 몸체로 이루어진 두 개의 정형기를 구비하고, 두 정형기 사이에 견인 장치가 구비된 강관 정형이음장치에 구비된 것을 특징으로 하는 강관 외면 용접 로봇의 자동주행장치.