KR101270030B1 - 일체화된 통합제어 자동 용접 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파이프 회전장치와 용접장치를 일체화하여 통합제어하고 미리 저장된 용접조건에 따라 파이프를 자동으로 용접할 수 있는 파이프 자동 용접 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 고정된 파이프를 회전시키는 로테이터부, 상기 파이프의 용접선을 따라 용접하는 용접부, 상기 용접부를 승하강시키는 수직컬럼부, 상기 수직컬럼부에 설치되어 용접부를 좌우로 이동시키는 매니퓰레이터부 상기 파이프를 지지하여 용접을 용이하게 하는 서포트롤러부, 그리고 각 부분을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되어, 용접시간을 단축하되 용접품질을 향상되며, 동일한 용접조건으로 반복적인 용접조건이 가능하여 작업자의 숙련도에 상관없이 항상 균일한 용접품질을 제공할 수 있는 자동용접장치 및 그 제어방법을 제공한다.

Description

일체화된 통합제어 자동 용접 장치 및 그 제어방법{Integrated controled automatic pipe welding apparatus and control method thereof}
본 발명은 일체화된 통합제어 자동 용접 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파이프 회전장치와 용접장치를 일체화하여 통합제어하고 미리 저장된 용접조건에 따라 파이프를 자동으로 용접할 수 있는 일체화된 통합제어 자동 용접 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 용접은 금속재료를 서로 맞대고 가열, 용융하여 결합시키는 것으로서, 용접법에는 가스용접, 아크용접, 테르밋용접 등이 있다.
종래에는 가스/원유 플랜트 및 원자력 발전소의 설비에 사용되는 파이프를 시공하기 위하여 숙련된 작업자가 일일이 파이프를 용접하였다.
이러한 수동용접은 작업자의 숙련도에 따라 작업품질에 차이가 있으며, 시공에 많은 시간이 필요하여 생산성이 낮은 단점이 있었다.
이러한 수동용접의 단점을 해결하기 위해, 파이프 회전장치를 이용하여 파이프를 회전시키면서 작업자가 용접하는 반자동용접장치나, 파이프 회전장치와 자동용접장치를 작업자가 수동으로 조작하여 용접하는 준자동용접장치가 제시되었으나, 수동용접에 비하여 용접시간이 단축되어 생산성이 증가되기는 하나 여전히 작업자가 각각의 장치를 용접조건에 맞추어 준비하고 조작해야되는 문제점이 있었다.
본 발명은 위와 같은 종래의 용접장치가 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 파이프 회전장치와 용접장치를 일체화하여 통합제어하고 미리 저장된 용접조건에 따라 파이프를 자동으로 용접함으로써, 용접시간이 단축되고 용접품질이 향상되는 효과가 있는 자동용접장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일체화된 통합제어 자동 용접 장치는 용접되는 파이프의 일측 하부가 상부에 놓여지는 로테이터부, 상기 파이프의 일측 상부를 가압하는 수직컬럼부, 레일 상을 이동하며 상부에 상기 파이프의 타측이 놓여지는 서포트롤러부로 구성되어 상기 파이프를 원주방향으로 회전시키는 파이프 회전장치; X-Y 슬라이더, 레이저 비젼센서, 용접토치로 이루어진 용접부; 그리고 데이터베이스를 가지며, 프로그램을 통해 일괄 조종하는 제어부가 일체화된다.
또한, 상기 로테이터부는 상기 레일(900)의 일단에 설치되는 받침대(110)와, 상기 받침대(110)의 상면에 설치된 레일(180)의 일측에 고정설치되며 파이프의 일측을 지지하는 고정축(160)과, 상기 받침대(110)의 상면 레일(180)을 따라 이동되도록 설치되고 파이프의 또 다른 일측을 지지하는 구동축(170)과, 상기 고정축(160)과 구동축(170)의 일측에 설치되어 파이프를 회전시키는 롤러(130, 140)와, 상기 받침대(110)의 상면의 레일(180)과 열을 맞추어 LM가이드(150)가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서포트롤러부는 상기 레일(900)을 따라 이동되는 하부몸체(710)와, 상기 하부몸체(710) 상부에 설치되며 높이조절구(730)에 의해 승하강되는 상부몸체(720)와, 상기 상부몸체(720)의 상면에 설치된 레일(724)의 일측에 고정설치되며 파이프의 일측을 지지하는 고정축(723)과, 상기 하부몸체(710)의 상면 레일(724)을 따라 이동되도록 설치되고 파이프의 또 다른 일측을 지지하는 구동축(721)과, 상기 고정축(723)과 구동축(721)의 일측에 각각 설치되어 파이프를 회전시키는 롤러(722)가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수직컬럼부는 상기 로테이터부(100)의 LM가이드(150)를 따라 이동되도록 설치되고, 단부에 롤러(411)가 설치된 매니퓰에이터 서포터(410)가 승하강 되도록 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용접부는 상기 수직컬럼부(400)의 매니퓰레이터 서포터(410)에 결합되는 레일(220)이 하면에 형성되고 일단에 X-Y슬라이더(330)에 의해 이동되는 레이저 비젼센서(320)와 용접토치(310)로 구성된 용접부(300)가 설치된 바아(210)를 포함하여 구성되는 매니퓰레이터부(200) 가 더 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용접부는 상기 제어부의 데이터베이스에 저장된 용접조건에 의해
용접시의 위빙속도/위빙각/멈춤시간, 레이저 비젼 센서(320)의 게인이 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 집진기(530)와, 상기 집진기(530)의 일단에 연결된 호스(520)와 상기 호스(520)의 타단에 호퍼(510)가 형성된 집진부(500);와 와이어(610)가 감기는 와이어릴(620)과, 상기 와이어릴(620)이 샤프트에 의해 회전가능하도록 설치되는 와이어릴 지지대(630)와, 와이어릴 지지대(630) 일측에 서포트에 의해 연결·설치되어 와이어릴(620)의 회전을 제어하는 릴 브레이크와, 와이어릴 지지대(630)에 연결되어 와이어(610)의 잔류량을 검출하는 와이어 잔량검출기와, 와이어릴(620)에 감겨있는 와이어(610)를 용접부로 이송하는 와이어 송급모터를 포함하여 구성되는 와이어 송급부(600)를 더 포함하며, 상기 제어부의 데이터베이스에 저장된 용접조건에 의해 집진기의 동작시간/압력/유량과 와이어 송급부(600)의 와이어 배출 속도가 제어되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일체화된 통합제어 자동 용접 장치의 제어방법은 용접조건을 입력하여 데이터베이스를 형성하는 단계; 용접되는 파이프를 지지하는 로테이트부와 서포트롤러부의 롤러를 이격시키고, 수직컬럼부를 일측으로 이동하여 파이프의 거치를 용이하게 하여 용접을 준비하는 단계; 상기 로테이트부와 서포트롤러부 사이에 파이프를 고정시키는 단계; 상기 데이터베이스를 검색하여 미리 저장된 용접조건을 선택하는 단계; 상기 선택된 용접조건에 따라 용접을 수행하는 단계; 용접된 파이프를 탈거하는 단계;를 포함하여 구성되고, 각각의 단계들이 통합제어된다.
또한, 상기 용접을 준비하는 단계는, 수직컬럼부(400)의 수직컬럼(420)을 우측으로 이동시키는 단계; 매니퓰레이터부(200)의 바아(210)를 우측으로 이동시키는 단계; 매니퓰레이터 서포트(410)를 상승시키는 단계; 로테이터부(100)와 서포트롤러부(700)의 롤러 간격을 조정시키는 단계; 파이프를 로테이터부(100)에 내려 놓는 단계; 수직컬럼부(400)의 수직컬럼(420)을 하강시켜 파이프를 고정시키는 단계; 머니퓰레이터부(200)의 바아(210)를 좌측으로 이동시켜 용접 토치를 용접선에 위치시키는 단계; 로테이터부(100)와 서포트롤러부(700)의 롤러 간격을 조정하여 파이프를 고정시키는 단계; 레이저 비젼 센서(320)가 설치된 X-Y슬라이더(330)를 조정하여 용접토치를 용접선에 일치시키는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용접을 수행하는 단계는, 작업자의 실시간 입력에 의해 선택된 용접조건이 수정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 선택된 용접조건이 수정되는 단계 이후에, 상기 데이터베이스에 수정된 용접조건을 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용접조건은 로테이터부(100)의 롤러 회전속도, 공급되는 전력의 전압과 전류량, 용접시의 위빙속도/위빙각/멈춤시간, 와이어 송급부(600)의 와이어 배출 속도, 레이저 비젼 센서(320)의 게인, 용접가스 분배기의 동작시간/압력/유량, 수냉장치의 동작시간/압력/유량, 집진기의 동작시간/압력/유량 중의 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일체화된 통합제어 자동 용접 장치 및 그 제어방법은 용접시간을 단축하고 용접품질을 향상시킬 수 있으며, 동일한 용접조건으로 반복적인 용접조건이 가능하므로 작업자의 숙련도에 상관없이 항상 균일한 용접품질을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 일체화된 통합제어 자동 용접 장치의 실사용도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 로테이터부의 정면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 로테이터부의 측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 로테이터부의 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 매니퓰레이터부의 정면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 매니퓰레이터 서포터의 측면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 서포트롤러부의 정면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 서포트롤러부의 측면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 일체화된 통합제어 자동 용접 장치 제어방법의 흐름도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 일체화된 통합제어 자동 용접 장치 제어방법의 흐름도.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다. 이러한 실시예는 본 발명에 대하여 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범위를 예시하기 위해 제공되는 것이다. 본 발명은 이하에서의 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 특허청구범위가 제시하는 범위 내에서 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 일체화된 통합제어 자동 용접 장치의 실사용도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 로테이터부의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 로테이터부의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 로테이터부의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 매니퓰레이터부의 정면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 매니퓰레이터 서포터의 측면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 서포트롤러부의 정면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 서포트롤러부의 측면도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 의한 일체화된 통합제어 자동 용접 장치 제어방법의 흐름도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 일체화된 통합제어 자동 용접 장치 제어방법의 흐름도이다.
먼저 본 발명의 실시예에 의한 자동용접장치의 구조에 대해 설명한 후, 그 다음으로 용접장치의 제어방법에 대해 설명한다.
본 발명의 실시예에 의한 자동용접장치에 용접되는 용접물인 파이프(A, B)는 용접하려는 파이프의 서로 맞닿는 면을 가용접(스폿용접)하여 고정된 후 자동용접장치 상에 놓여지게 된다.
이와 같이 가용접을 하게되면 한 쌍의 파이프가 서로 고정되게 되므로 파이프(A, B) 지지장치와 회전장치를 파이프의 일측에 설치하는 것만으로도 가용접된 파이프(A, B) 전체를 회전시키는 것이 가능하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 자동용접장치는 상부에 놓여진 파이프(A,B)를 회전시키는 로테이터부(100); 상기 파이프(A,B)의 용접선을 따라 용접하는 용접부(300); 상기 용접부(300)를 승하강시키는 수직컬럼부(400); 상기 수직컬럼부(400)에 설치되어 용접부(300)를 좌우로 이동시키는 매니퓰레이터부(200); 상기 파이프(A,B)를 지지하여 용접을 용이하게 하는 서포트롤러부(700); 각 부분을 제어하는 제어부(800);를 포함하여 구성된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 로테이터부(100)는 레일(900)의 일단에 설치되는 받침대(110)와, 상기 받침대(110)의 상면에 설치된 레일의 일측에 고정설치되며 용접물의 일측을 지지하는 고정축(160)과, 상기 받침대(110)의 상면 레일을 따라 이동되도록 설치되고 용접물의 또 다른 일측을 지지하는 구동축(170)과, 상기 고정축(160)과 구동축(170)의 일측에 원형의 용접물을 회전시키는 구동롤러(130) 및 롤러(140)와, 상기 받침대(110)의 상면의 레일과 열을 맞추어 설치된 LM가이드(150)로 구성된다.
상기 받침대(110)는 레일(900)의 일측 바닥면에 설치되는 케이싱으로서, 내부에는 상부에 설치되는 구동롤러(130)와 구동축(170)을 동작시키기 위한 모터(111, 121), 모터(111)와 구동축(170)을 연결하는 체인(112)이 설치된다.
상기 받침대(110)의 상면에는 구동롤러(130)와 롤러(140) 사이의 간격을 조정하기 위한 구동축(170)이 결합하여 이동하기 위한 레일(180)과, 수직컬럼(420)의 하단이 결합되어 이동하기 위한 LM가이드(150)가 설치된다.
상기 구동축(170)은 제어부(800)의 신호에 의해 레일(180) 상을 이동하여 다양한 직경의 파이프(A)를 안정적으로 놓을 수 있게 하며, 구동축(170)의 일측에는 모터(121)에 의해 회전하는 구동롤러(130)가 설치되어 상부에 놓여지는 파이프(A)를 회전시킨다.
상기 LM가이드(150)는 레일(180)과 열을 맞추어 받침대(110)의 상면에 설치되며, 일측에는 수직컬럼(420)을 좌우로 이동시키기 위한 모터(151)가 설치되어 제어부(800)의 신호에 의해 수직컬럼(420)을 좌우로 이동시킨다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 수직컬럼부(400)는 로테이터부(100)의 받침대(110) 상면에 설치된 LM가이드(150)상에 설치되며 좌우로 이동하는 수직컬럼(420)과, 수직컬럼(420)에 결합되어 모터(421)에 의해 승하강하는 매니퓰레이터 서포터(410)로 구성된다.
상기 수직컬럼(420)의 측면에는 모터(421)에 의해 회전하는 스크류 회전축(422)이 길이방향으로 나란하게 설치되어, 수직컬럼(420)에 결합되는 매니퓰레이터 서포터(410)이 승하강되며, 하단은 모터(151)에 의해 회전하는 볼스크류(152)에 결합하여 LM가이드(150) 상을 이동한다.
또한, 매니퓰레이터 서포터(410)의 승하강시에 전선이 손상되는 것을 방지하는 케이블 케리어(430)를 수직컬럼(420)에 길이방향으로 설치하는 것이 바람직하다.
상기 매니퓰레이터 서포터(410)의 일단은 수직컬럼(420)의 스크류 회전축(422)에 결합되어 모터(421)에 의해 승하강하며, 타단의 하부에는 롤러(411)가 설치되어 하부에 놓여진 파이프(A)의 외주면을 가압한다.
이와 같이 파이프(A)는 외주면의 상부가 롤러(411)에 의해 가압되고, 외주면 하부는 구동롤러(130)와 롤러(140)에 의해 지지되어 회전되므로 안정적으로 회전이 되는 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 매니퓰레이터부(200)는 하면에 레일(220)이 형성된 바아(210)로서, 상부에는 와이어 송급부(600)와 집진기(530)가 설치되며, 일단에는 용접부(300)가 설치되며, 레일(220)에 결합되는 매니퓰레이터 서포터(410)에 지지되어 좌우로 이동한다.
상기 용접부(300)는 용접토치(310), 레이저 비젼 센서(Laser Vision Sensor)(320) 그리고 모터(331, 332)에 의해 용접토치(310)와 레이저 비젼센서(320)를 상하좌우로 구동하는 X-Y슬라이더(330)로 구성된다.
상기 레이저 비젼 센서(320)는 레이저 광원에 의해 가용접된 파이프(A, B)의 용접선을 검출한 후, 이 값을 제어부(800)로 전송하여, 용접토치(310)가 용접선을 따라 이동될 수 있도록 한다.
또한, 상기 용접부(300)에는 Nd/YAG와 같은 레이저를 이용한 비파괴검사 장치(미도시)를 설치하여 용접이 종료된 후에 용접이 성공되었는지를 자동으로 판단하게 하는 것도 가능하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 집진부(500)는 매니퓰레이터부(200)의 바아(210) 상에 위치하며, 용접토치(310)의 측면까지 연장 설치되어 용접시 발생하는 유해기체를 흡입하는 호퍼(510)와, 호퍼(510)와 집진기(530)를 연결하는 호스(520), 흡기된 유해기체에서 유해입자를 집진하는 집진기(530)로 구성된다.
상기 와이어 송급부(600)는 와이어(610)가 감기는 와이어릴(620)과, 상기 와이어릴(620)이 샤프트에 의해 회전가능하도록 설치되는 와이어릴 지지대(630)과, 와이어릴 지지대(630)의 일측에 서포트에 의해 연결·설치되어 와이어릴(620)의 회전을 제어하는 릴 브레이크(미도시)와, 와이어릴 지지대(630)에 연결되어 와이어(610)의 잔류량을 검출하는 와이어 잔량검출기(미도시)와, 와이어릴(620)에 감겨있는 와이어를 이송하는 와이어 송급모터(미도시)를 포함하여 구성되어, 용접토치(310) 움직임에 따라 와이어(610)를 송급하여 와이어의 손상을 방지한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 서포트롤러부(700)는 레일(900)을 따라 이동되는 하부몸체(710)와, 높이조절구(730)에 의해 승하강되는 상부몸체(720)와, 상기 상부몸체(720)의 상면에 설치된 레일(724)에 설치되는 고정축(723)과 구동축(721), 그리고 고정축(723)과 구동축(721)에 각각 설치되는 롤러(722)로 구성된다.
상기 하부몸체(710)는 레일(900) 상을 전후진 가능하게 설치된 대차로서, 바닥면에는 레일(900)을 이동 가능하도록 2쌍 이상의 바퀴(711)가 설치되며, 상면에는 상부에 설치되는 상부몸체(720)를 모터(712)에 의해 승하강 가능하도록 높이조절구(730)가 설치된다.
또한, 하부몸체의 하면에는 케이블 케리어(740)을 설치하여 서포트롤러부(700)가 레일(900) 상을 반복적으로 운동하더라도 전선의 손상을 방지하게 하는 것이 바람직하다.
상기 높이조절구(730)는 제어부(800)에 저장된 용접조건에 따라 소정의 높이가 되도록 상부몸체(720)를 승하강시킨다.
상기 상부몸체(720)는 높이조절구(730) 상에 위치하며, 상면에는 각각 롤러(722)가 설치된 고정축(723)과 구동축(721)이 결합되는 레일(724)이 설치된다.
상기 고정축(723)과 구동축(721) 간의 거리는 제어부(800)의 데이터베이스에 저장된 용접조건에 따라 모터(725)의해 조정되며, 로테이터부(100)의 고정축(160)과 구동축(170)간의 거리와 동일한 너비가 되도록 구동축(721)이 이동하여 상부에 놓여진 파이프(A)가 안정적으로 지지되는 것이다.
상기 서포트 롤러부(700)의 높이와 위치는 제어부(800)의 데이터베이스에 미리 정의된 용접조건에 조절되며, 놓여진 파이프(A)의 길이에 따라 둘 이상의 서포트 롤러부(700)를 설치하는 것도 가능하다.
상기 제어부(800)는 내부에 전력공급기, 용접가스 분배기, 수냉장치 등과 같은 용접에 필요한 장치들이 내장된 케이싱으로서, 파이프 자동 용접장치의 각 부분을 제어한다.
상기 제어부(800)에는 각 부분을 제어하는 로테이터부 제어모듈, 수직컬럼부 제어모듈, 서포트롤러부 제어모듈, 레이저 비젼센서 제어모듈, 데이터베이스 및 전원제어모듈이 포함될 수 있으며, 각각의 모듈을 하나의 마이크로컴퓨터 상에서 구현하는 것도 가능하다.
또한, 제어부(800)는 내부에 용접조건이 미리 정의된 데이터베이스를 가지며, 미리 저장된 용접조건에는 로테이터부(100)의 롤러 회전속도, 공급되는 전력의 전압과 전류량, 용접시의 위빙속도, 위빙각, 멈춤 시간 또는 와이어 송급부(600)의 와이어(610)배출 속도, 레이저 비젼 센서(320)의 게인, 용접가스 분배기의 동작/압력/유량, 수냉장치의 동작/압력/유량, 집진기의 동작/압력/유량 등이 포함될 수 있다.
또한, 상기 제어부(800)는 작업자의 스위치 조작에 의한 입력을 받아들이는 리모트 펜던트(810)가 설치되어, 용접조건을 실시간 조정하는 것도 가능하다.
그 다음으로 상기 일체화된 통합제어 자동 용접 장치의 동작과 제어방법에 대해 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 일체화된 통합제어 자동 용접 장치 제어방법은, 먼저 전력이 입력되면(S100) 자동용접장치는 수직컬럼부(400)의 수직컬럼(420)을 우측으로 이동시킨 후, 매니퓰레이터 서포터(410)를 상승시키고, 로테이터부(100)와 서포트롤러부(700)의 롤러 간격을 조정하여 각 부분을 초기화 한다(S200).
이와 같이 각 부분을 초기화하면 로테이터부(100)의 상부가 개방되어 파이프를 올려 놓기에 용이한 상태가 된다.
그 다음으로, 작업자가 가용접된 파이프를 로테이터부(100)에 올려 놓은 후, 매니퓰레이터 서포터(410)를 하강시켜 매니퓰레이터 서포터(410)의 롤러(411)가 파이프(A)의 상부를 압박하여 고정시키고, 수직컬럼(420)을 좌측으로 이동시켜 용접토치(310)를 용접선에 위치시킨 후, 로테이터부(100)와 서포트롤러부(700)의 롤러의 간격을 조정하여 파이프를 고정시키고, X-Y슬라이더(330)를 조정하여 용접토치(310)를 용접선에 일치시키면 자동용접을 하기 위한 준비(S300)가 끝난다.
이와 같이 준비가 완료되면 제어부(800)의 데이터베이스를 검색하여 용접조건이 저장되어 있는지 확인(S400)하여, 용접조건이 저장되어 있으면(S500) 선택하여(S600) 용접조건에 따라 용접을 시작하고(S700), 용접조건이 저장되어 있지 않으면 작업자의 용접조건의 입력을 대기(S610)(S620)한다.
그 다음으로 자동용접장치는 로테이터부(100)의 구동롤러(130)를 회전하여 파이프의 원주면을 따라 회전시키면서 용접토치(310)로 용접을 한다(S700).
이때, 자동용접장치는 레이저 비젼 센서(320)에서 검출한 용접선을 따라 용접을 진행하며, 용접도중 작업자가 리모트 펜던트(810)로 용접조건을 수정하면 이에 따라 용접조건을 실시간 조정한다(S800).
이와 같이 용접을 진행하여 파이프가 원주면을 따라 360도 회전하게 되면 용접이 종료된다(S900).
용접이 종료되면, 용접조건을 데이터베이스에 저장하고(S1000) 자동용접을 종료한다.
또한, 용접조건을 저장하기 전에 용접이 성공되었는지 판단하는 단계(S950)를 추가하여, 용접이 실패한 경우에 용접조건을 수정한 후 다시 용접을 하게 하는 것도 가능하다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 일체화된 통합제어 자동 용접 장치 제어방법은, 용접이 완료된 이후에 레이저에 의한 용접부 비파괴검사를 하여 용접성공여부를 판단하는 단계(S950)가 추가된 것으로서, 레이저를 이용한 비파괴 검사는 Nd/YAG과 같은 레이저를 이용하여 자동으로 수행될 수 있다.
또한, 상기 비파괴 검사는 작업자의 육안에 의한 검사와 별도의 측정장비에 의하여 수동으로 수행될 수도 있다.
용접성공여부를 판단하여, 용접이 성공되었으면 용접조건을 저장하고(S1000) 종료하게되며, 용접이 실패한 경우에는 작업자가 용접조건을 수정하여 입력하는 것을 대기한다(S610).
또한, 상기 용접조건저장 단계(S1000)에서 작업자가 용접조건을 실시간 수정하였는지 여부를 판단하여, 실시간 수정한 경우에만 데이터베이스에 저장하게 하여 작업능률을 향상시키는 것도 가능하다.
100: 로테이터부 110: 받침대
111: 모터 112: 체인
120:볼스크류 130: 구동롤러
140: 롤러 150: LM가이드
151: 모터 152: 볼스크류
160: 고정축 170: 구동축
180: 레일 200: 매니퓰레이터부
210: 바아 211: 모터
212: 모터 220: 레일
300: 용접부 310: 용접토치
320: 레이저 비젼 센서 330: X-Y슬라이더
331: 모터 332: 모터
340: 위버 350: 위버
400: 수직컬럼부 410: 매니퓰레이터 서포터
411: 롤러 420: 수직컬럼
421: 모터 422: 스크류 회전축
430: 케이블 케리어 500: 집진부
510: 호퍼 520: 호스
530: 집진기 600: 와이어 송급부
610: 와이어 620: 와이어릴
630: 와이어릴 지지대 700: 서포트롤러부
710: 하부몸체 711: 바퀴
712: 모터 720: 상부몸체
721: 구동축 722: 롤러
723: 고정축 724: 레일
725: 모터 730: 높이조절구
740: 케이블 케리어 800: 제어부
810: 리모트 펜던트 900: 레일
A, B: 파이프

Claims (12)

  1. 용접되는 파이프의 일측 하부가 상부에 놓여지는 로테이터부(100),
    상기 파이프의 일측 상부를 가압하는 수직컬럼부(400),
    레일(900) 상을 이동하며 상부에 상기 파이프의 타측이 놓여지는 서포트롤러부(700)로 구성되어 상기 파이프를 원주방향으로 회전시키는 파이프 회전장치;
    X-Y 슬라이더(330), 레이저 비젼센서(320), 용접토치(310)로 이루어진 용접부(300);를 포함하며,
    상기 수직컬럼부(400)는
    상기 로테이터부(100)의 LM가이드(150)를 따라 이동되도록 설치되고, 단부에 롤러(411)가 설치된 매니퓰에이터 서포터(410)가 승하강 되도록 설치되며,
    상기 용접부는
    상기 수직컬럼부(400)의 매니퓰레이터 서포터(410)에 결합되는 레일(220)이 하면에 형성되고 일단에 X-Y슬라이더(330)에 의해 이동되는 레이저 비젼센서(320)와 용접토치(310)로 구성된 용접부(300)가 설치된 바아(210)를 포함하여 구성되는 매니퓰레이터부(200) 가 더 결합되며,
    그리고 데이터베이스를 가지며, 프로그램을 통해 일괄 조종하는 제어부가 일체화된 통합제어 자동용접장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로테이터부는
    상기 레일(900)의 일단에 설치되는 받침대(110)와, 상기 받침대(110)의 상면에 설치된 레일(180)의 일측에 고정설치되며 파이프의 일측을 지지하는 고정축(160)과, 상기 받침대(110)의 상면 레일(180)을 따라 이동되도록 설치되고 파이프의 또 다른 일측을 지지하는 구동축(170)과, 상기 고정축(160)과 구동축(170)의 일측에 설치되어 파이프를 회전시키는 롤러(130, 140)와, 상기 받침대(110)의 상면의 레일(180)과 열을 맞추어 LM가이드(150)가 설치된 것을 특징으로 하는 일체화된 통합제어 자동용접장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서포트롤러부는
    상기 레일(900)을 따라 이동되는 하부몸체(710)와, 상기 하부몸체(710) 상부에 설치되며 높이조절구(730)에 의해 승하강되는 상부몸체(720)와, 상기 상부몸체(720)의 상면에 설치된 레일(724)의 일측에 고정설치되며 파이프의 일측을 지지하는 고정축(723)과, 상기 하부몸체(710)의 상면 레일(724)을 따라 이동되도록 설치되고 파이프의 또 다른 일측을 지지하는 구동축(721)과, 상기 고정축(723)과 구동축(721)의 일측에 각각 설치되어 파이프를 회전시키는 롤러(722)가 설치된 것을 특징으로 하는 일체화된 통합제어 자동용접장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 용접부는 상기 제어부의 데이터베이스에 저장된 용접조건에 의해
    용접시의 위빙속도/위빙각/멈춤시간, 레이저 비젼 센서(320)의 게인이 제어되는 것을 특징으로 하는 일체화된 통합제어 자동용접장치.
  7. 제1항에 있어서,
    집진기(530)와, 상기 집진기(530)의 일단에 연결된 호스(520)와 상기 호스(520)의 타단에 호퍼(510)가 형성된 집진부(500);와
    와이어(610)가 감기는 와이어릴(620)과, 상기 와이어릴(620)이 샤프트에 의해 회전가능하도록 설치되는 와이어릴 지지대(630)와, 와이어릴 지지대(630) 일측에 서포트에 의해 연결·설치되어 와이어릴(620)의 회전을 제어하는 릴 브레이크와, 와이어릴 지지대(630)에 연결되어 와이어(610)의 잔류량을 검출하는 와이어 잔량검출기와, 와이어릴(620)에 감겨있는 와이어(610)를 용접부로 이송하는 와이어 송급모터를 포함하여 구성되는 와이어 송급부(600)를 더 포함하며,
    상기 제어부의 데이터베이스에 저장된 용접조건에 의해 집진기의 동작시간/압력/유량과 와이어 송급부(600)의 와이어 배출 속도가 제어되는 것을 특징으로 하는 일체화된 통합제어 자동용접장치.
  8. 용접조건을 입력하여 데이터베이스를 형성하는 단계;
    용접되는 파이프를 지지하는 로테이트부와 서포트롤러부의 롤러를 이격시키고, 수직컬럼부를 일측으로 이동하여 파이프의 거치를 용이하게 하여 용접을 준비하는 단계;
    상기 로테이트부와 서포트롤러부 사이에 파이프를 고정시키는 단계;
    상기 데이터베이스를 검색하여 미리 저장된 용접조건을 선택하는 단계;
    상기 선택된 용접조건에 따라 용접을 수행하는 단계;
    용접된 파이프를 탈거하는 단계;를 포함하여 구성되고,
    상기 용접을 준비하는 단계는,
    수직컬럼부(400)의 수직컬럼(420)을 우측으로 이동시키는 단계;
    매니퓰레이터부(200)의 바아(210)를 우측으로 이동시키는 단계;
    매니퓰레이터 서포트(410)를 상승시키는 단계;
    로테이터부(100)와 서포트롤러부(700)의 롤러 간격을 조정시키는 단계;
    파이프를 로테이터부(100)에 내려 놓는 단계;
    수직컬럼부(400)의 수직컬럼(420)을 하강시켜 파이프를 고정시키는 단계;
    매니퓰레이터부(200)의 바아(210)를 좌측으로 이동시켜 용접 토치를 용접선에 위치시키는 단계;
    로테이터부(100)와 서포트롤러부(700)의 롤러 간격을 조정하여 파이프를 고정시키는 단계;
    레이저 비젼 센서(320)가 설치된 X-Y슬라이더(330)를 조정하여 용접토치를 용접선에 일치시키는 단계;를 포함하여 구성되며, 각각의 단계들이 통합제어되는 일체화된 통합제어 자동용접장치의 제어방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 용접을 수행하는 단계는,
    작업자의 실시간 입력에 의해 선택된 용접조건이 수정되는 것을 특징으로 하는 일체화된 통합제어 자동용접장치의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 선택된 용접조건이 수정되는 단계 이후에, 상기 데이터베이스에 수정된 용접조건을 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체화된 통합제어 자동용접장치의 제어방법.
  12. 제8항 및 제10항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 용접조건은 로테이터부(100)의 롤러 회전속도, 공급되는 전력의 전압과 전류량, 용접시의 위빙속도/위빙각/멈춤시간, 와이어 송급부(600)의 와이어 배출 속도, 레이저 비젼 센서(320)의 게인, 용접가스 분배기의 동작시간/압력/유량, 수냉장치의 동작시간/압력/유량, 집진기의 동작시간/압력/유량 중의 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체화된 통합제어 자동용접장치의 제어방법.
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