KR101422729B1 - 파이프 가공 캐리지 - Google Patents

Abstract

파이프 가공 캐리지가 개시된다. 본 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지는, 파이프의 원주방향을 따라 이동하는 로봇본체와; 상기 파이프를 둘러싸는 형태로 배치되어 상기 로봇본체를 상기 파이프에 지지시키는 가이드유닛과; 상기 가이드유닛이 둘러싸는 둘레의 길이를 조절하여 상기 파이프를 감싸는 조임력을 제공하는 장력 조절부; 및 상기 로봇본체에 결합되어 상기 파이프를 가공하는 가공유닛을 포함하고, 상기 로봇본체는, 상기 가이드유닛과 맞물려 회전 가능하게 배치되는 지지스프라켓을 포함하며, 상기 가이드유닛은, 상기 파이프의 둘레와 상기 지지스프라켓을 감싸는 폐루프 형태로 배치될 수 있다.

Description

파이프 가공 캐리지{Carriage for processing pipe}

본 발명은 각종 파이프를 가공하는데 사용되는 파이프 가공 캐리지에 관한 것이다.

파이프 배관 작업은, 배관 형태에 따라 파이프를 절단하고 개선 및 용접작업을 실시하여 파이프 배관을 위한 최소 단위인 스풀(spool)를 만들고 이러한 스풀을 시설물에서 연결하여 배관 작업이 이루어진다.

특히, 대형 선박의 제조에 있어서는 선체를 블록 단위로 분할하여 제작한 후 도크(dock)에서 블록을 서로 결합하여 선체를 구성하게 되는데, 블록과 블록 사이의 파이프들의 얼라인(align)이 맞지 않아 파이프의 얼라인을 맞추기 위한 작업이 필요하게 된다.

이러한 파이프의 얼라인을 위해서는 파이프의 절단, 용접을 위한 개선, 용접 등 파이프의 가공이 이루워져야 하는데, 작업공간이 협소하고 열악하여 일반적인 가공장비의 사용이 어려워 작업자가 수동으로 가공하고 있다.

최근에 파이프의 용접 작업에 있어서 용접의 열악한 작업환경, 숙련된 용접인력의 감소, 인건비의 증가에 따라 용접공정의 무인화를 위한 파이프 자동용접장치가 개발되고 있다.

이러한 파이프 자동용접장치는 작업자가 파이프의 둘레에 가이드링을 설치하고, 설치된 가이드링을 따라 자동용접장치가 파이프 둘레를 이동하면서 용접하게 된다.

그러나 이러한 가이드링을 설치하는 경우에는 파이프의 직경 별로 각각의 가이드링을 준비하여야 하고, 작업자가 가이드링을 설치시 정확한 세팅위치를 조절해야 할 필요가 있게 된다.

또한, 파이프의 직경이 커질수록 가이드링의 사이즈도 커지게 되므로 무게 증가에 따라 작업현장에서 사용되기에는 무리가 있게 된다.

본 실시 예는 파이프의 직경에 따른 별도의 가이드레일을 구비하지 않더라도 다양한 직경의 파이프의 가공에 적용될 수 있는 파이프 가공 캐리지를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 파이프의 원주방향을 따라 이동하는 로봇본체와; 상기 파이프를 둘러싸는 형태로 배치되어 상기 로봇본체를 상기 파이프에 지지시키는 가이드유닛과; 상기 가이드유닛이 둘러싸는 둘레의 길이를 조절하여 상기 파이프를 감싸는 조임력을 제공하는 장력 조절부; 및 상기 로봇본체에 결합되어 상기 파이프를 가공하는 가공유닛을 포함하고, 상기 로봇본체는, 상기 가이드유닛과 맞물려 회전 가능하게 배치되는 지지스프라켓을 포함하며, 상기 가이드유닛은, 상기 파이프의 둘레와 상기 지지스프라켓을 감싸는 폐루프 형태로 배치되는 것인, 파이프 가공 캐리지가 제공된다.

상기 장력 조절부는, 상기 지지스프라켓과 상기 파이프 사이에 위치하는 상기 가이드유닛의 마주하는 사이 간격을 조절하도록 설정될 수 있다.

상기 가이드유닛은, 상기 파이프 외면과 접촉하는 제1부분과, 상기 지지스프라켓과 접촉하는 제2부분과, 상기 제1부분과 상기 제2부분 사이에 위치하며 상기 장력 조절부와 접촉하며 서로 마주하는 제3부분을 포함하고, 상기 장력 조절부는, 서로 마주하는 상기 제3부분 사이 거리를 좁힘에 따라 상기 가이드유닛에 조임력을 제공할 수 있다.

상기 장력 조절부는, 서로 마주하는 상기 제3부분의 외측 각각에 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 아이들 스프라켓과; 상기 한 쌍의 아이들 스프라켓을 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 상대적으로 직선 이동시키는 이송유닛을 포함할 수 있다.

상기 이송유닛은, 상기 로봇본체에 회전 가능하게 설치되며 양측에 서로 반대되는 나사산을 갖는 스크류 축과; 상기 스크류 축의 양측에 치합되며 상기 한 쌍의 아이들 스프라켓이 각각 연결된 한 쌍의 이동블록; 및 상기 한 쌍의 이동블록이 이동될 때 회전되지 않도록 상기 이동블록의 이동을 가이드하는 가이드부를 포함할 수 있다.

상기 가이드부는, 상기 로봇본체에 결합된 가이드레일과; 상기 가이드레일에 슬라이딩 가능하게 결합되며 상기 한 쌍의 아이들 스프라켓과 각각 연결된 한 쌍의 슬라이더를 포함할 수 있다.

상기 이송유닛은, 상기 로봇본체에 회전 가능하게 설치되며 나사산을 갖는 스크류 축과; 상기 스크류 축을 따라 이동하도록 상기 나산산에 치합되며 상기 이동 스프라켓이 연결되는 이동블록 및 상기 이동블록의 이동시 회전되지 않도록 상기 이동블록의 이동을 가이드하는 가이드부를 포함할 수 있다.

상기 가공유닛은, 상기 파이프를 용접하는 용접유닛 또는 상기 파이프를 절단하거나 개선(beveling)하는 절삭유닛 중 어느 하나일 수 있다.

상기 용접유닛은, 상기 로봇본체의 일측에 결합되는 토치 설치부와; 상기 토치 설치부에 결합되어 상기 파이프를 용접하는 용접토치를 포함할 수 있다.

상기 절삭유닛은, 상기 로봇본체의 일측에 결합되는 가이드 몸체와, 상기 파이프의 중심을 향하여 배치되며 단부가 상기 가이드 몸체에 회전가능하게 결합되는 스크류 바를 구비하는 이송가이드부와; 상기 스크류 바에 치합되어 상기 스크류 바의 회전에 따라 상기 스크류 바를 따라 이동하는 이동브라켓과; 상기 이동브라켓에 결합되는 절삭부; 및 상기 스크류 바의 단부에 결합되어 상기 스크류 바를 회전시키는 회전레버를 포함할 수 있다.

상기 절삭부는, 절삭휠과; 상기 절삭휠의 외주연이 상기 파이프를 향하여 노출되도록 수용홈이 형성되며, 상기 이동브라켓에 결합되는 절삭커버와; 상기 절삭휠을 회전시키는 절삭구동부를 포함할 수 있다.

상기 가이드 몸체에는, 상기 스크류 바의 길이방향을 따라 가이드홈이 형성되고, 상기 이동브라켓에는, 상기 가이드홈에 슬라이딩되도록 결합되는 가이드돌부가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지는 다양한 직경의 파이프의 가공에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 로봇본체 내부의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 아이들 스프라켓을 이동시키는 이송유닛을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 장력 조절부가 동작되는 상태를 나타낸 상태도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 장력 조절부의 변형례를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 절삭유닛의 분해 사시도.

본 발명은 다양한 변환을 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 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 파이프 가공 캐리지의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 로봇본체 내부의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 아이들 스프라켓을 이동시키는 이송유닛을 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지는, 파이프(10)의 둘레를 따라 이동하는 로봇본체(20)와, 로봇본체(20)를 파이프(10) 외면에 밀착시켜 이동을 안내하는 가이드유닛과, 로봇본체(20)에 결합되어 파이프(10)를 가공하는 가공유닛을 포함한다.

가이드유닛은 로봇본체(20)가 파이프(10) 외면을 따라 이동하는 것을 안내하는 것으로, 체인 또는 벨트 등이 사용될 수 있다.

가공유닛은 로봇본체(20)에 부착되어 파이프(10)를 가공하기 위한 것으로, 파이프(10)를 용접하는 용접유닛 또는 파이프(10)를 절단하거나 개선(beveling)하는 절삭유닛이 로봇본체(20)에 탈부착될 수 있다.

본 실시예에서는 가이드유닛으로 체인(30)을 사용한 형태와 가공유닛으로 용접유닛을 사용한 형태를 중심으로 설명하기로 한다.

로봇본체(20)는 용접을 위한 각종 장비가 설치되는 하우징(21)을 구비한다.

하우징(21)의 일측에는 용접을 위한 와이어(wire)를 공급하는 와이어 피더부(23)가 설치되고, 하우징(21)의 타측에는 파이프(10)의 용접을 위한 용접토치(24)가 설치된다. 와이어 피더부(23)에서 공급되는 와이어는 스풀(23a)을 통해 연속적으로 용접부에 공급된다.

하우징(21)의 하측에는 체인(30)을 따라 이동시 파이프(10)의 외면과 접촉하여 구름 운동하도록 구동원(40)에 의해 구동되는 구동휠(22)이 마련될 수 있다. 구동휠(22)의 외주면에는 파이프(10)의 외주면과 접촉하여 이동하는 경우 슬립을 방지하기 위한 마찰패드(미도시)가 마련될 수 있다.

구동원(40)은 하우징(21)에 설치되는 구동모터(41)와, 구동모터(41)의 축에 결합되는 구동풀리(42)와, 구동휠(22)에 연결된 종동풀리(43)와, 구동풀리(42)의 회전력을 종동풀리(43)에 전달하는 벨트(44)를 포함한다.

용접토치(24)는 하우징(21)의 측면에서 전후방향 또는 상하방향으로 이동 가능하게 설치되는 토치 설치부(26)에 장착되고, 토치 설치부(26)에는 용접선 추적 또는 용접부의 비드 확인을 위한 장치가 마련될 수 있다.

로봇본체(20)는 체인(30)에 의해 파이프(20)의 외면에 지지된 상태로 체인(30)을 따라 이동하도록 마련될 수 있다. 이를 위해, 로봇본체(20)의 하우징(21) 상측에는 하우징(21)의 폭방향을 가로지르도록 설치되는 회전축(52)을 구비하고, 회전축(52)의 양측에는 체인(30)의 상측을 지지하도록 체인(30)에 맞물려 회전되는 한 쌍의 지지스프라켓(50)이 마련된다.

회전축(52)은 양단이 베어링(미도시)에 의해 지지되어 하우징(21)에서 회전 가능하게 지지된 상태에 있게 된다.

체인(30)은 다수의 체인링크(35)를 각각 링크 연결핀(36)으로 연결하여 지지스프라켓(50)의 톱니부(51)와 체결되는 홈을 갖는 중공형 체인으로 구성될 수 있다.

체인(30)의 길이는 파이프(10)의 둘레와 지지스프라켓(50)의 둘레를 무리 없이 감아 돌릴 수 있을 정도로 설정된다. 이러한 체인(30)은 서로 연결된 체인링크(35)의 일부가 분리된 상태에서 파이프(10)의 둘레와 지지스프라켓(50)의 둘레를 감싸도록 배치된 후 링크 연결핀(36)을 체결함으로써 폐루프(closed loop)의 형태로 마련된다.

즉, 체인(30)은 도 2에 도시한 바와 같이 파이프(10)의 외면과 접촉하는 제1부분(30a)과, 지지스프라켓(50)의 톱니부(51)와 체결되어 접촉하는 제2부분(30b)과, 제1부분(30a)과 제2부분(30b) 사이에 서로 마주하도록 위치되며 지지스프라켓(50) 및 파이프(10)와 이격되는 제3부분(30c)으로 구성된 폐루프로 이루어지게 된다.

그리고, 로봇본체(20)의 하우징(21) 내에는 파이프(10)와 지지스프라켓(50)을 감싸는 체인(30)에 소정의 조임력을 제공하기 위한 장력 조절부(60)가 마련된다.

장력 조절부(60)는 체인(30)의 서로 마주보는 제3부분(30c) 사이의 거리를 좁혀 체인(30)을 파이프(10)와 지지스프라켓(50)을 조이는 방향으로 당김으로써 체인(30)에 조임력을 제공하도록 마련될 수 있다.

이러한 장력 조절부(60)는 서로 마주하는 체인(30)의 제3부분(30c) 외측에 서로 마주보도록 각각 배치되는 한 쌍의 아이들 스프라켓(61)과, 한 쌍의 아이들 스프라켓(61)을 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 상대적으로 직선 이동시키는 이송유닛(70)을 포함한다.

여기서, 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 상대적으로 직선 이동시킨다는 의미는, 한 쌍의 아이들 스프라켓(61) 중 어느 하나의 아이들 스프라켓(61)은 고정되어 있고 이에 대해서 나머지 아이들 스프라켓(61)이 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 직선 이동하거나, 한 쌍의 아이들 스프라켓(61) 각각이 독립적으로 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 직선 이동한다는 의미이다.

본 실시예에서는 한 쌍의 아이들 스프라켓(61)이 독립적으로 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 직선 이동하도록 구성된 형태를 제시한다. 이를 위해, 이송유닛(70)은, 하우징(21)의 전후방향을 가로지르도록 배치되어 회전 가능하게 설치되며 양측에 서로 반대되는 나사산(71a, 71b)을 갖는 스크류 축(71)과, 스크류 축(71)의 양측에 치합되며 한 쌍의 아이들 스프라켓이 각각 연결된 한 쌍의 이동블록(72)과, 한 쌍의 이동블록(72)의 이동을 가이드 하기 위한 가이드부(80)를 포함한다.

한 쌍의 아이들 스프라켓(61)은 이송유닛(70)에 의해 하우징(21)의 전후 방향으로 직선 왕복이동을 하게 되고, 서로 가까워지는 방향으로 이동하는 경우 대응하는 체인(30)의 제3부분(30c)과 치합되는 톱니부(61a)를 구비한다.

스크류 축(71)은 중앙부분을 기준으로 양측에 서로 반대되는 방향으로 형성된 나사산(71a, 71b)을 구비하고, 한 쌍의 이동블록(72)은 대응하는 나사산(71a, 71b)과 치합되는 스크류 너트가 마련된다.

즉, 나사산(71a, 71b)은 일측이 시계 방향으로 감겨지는 나사산으로 이루어진 경우 타측은 반시계 방향으로 감겨지는 나사산으로 형성된다.

스크류 축(71)의 일단부는 정, 역회전이 가능한 모터 등으로 이루어진 스크류 구동부(73)와 연결되어 동력을 전달받아 회전되고, 타단부는 베어링에 의하여 회전 가능하게 지지된다.

스크류 구동부(73)에 의해 스크류 축(71)이 일방향으로 회전시에는 한 쌍의 이동블록(72)은 서로 스크류 축(71)을 따라 서로 가까워지는 방향으로 이동하고, 일방향과 반대되는 타방향으로 회전시에는 한 쌍의 이동블록(72)은 스크류 축(71)을 따라 서로 멀어지는 방향으로 이동된다.

한편, 도시하지는 않았으나 한 쌍의 이동블록(72)이 서로 가까워지는 방향으로 이동하는 경우 체인(30)의 조임력을 조절하기 위해 스크류 구동부(73)에는 토크 리미터(torque limiter)가 구비될 수 있다.

가이드부(80)는 한 쌍의 이동블록(72)이 스크류 축(71)을 따라 이동될 때 회전되지 않고 안정적 선형 이동이 가능하도록 안내하는 기능을 수행한다.

이러한 가이드부(80)는 로봇본체(20)의 하우징(21) 측면에 결합되는 가이드레일(81)과, 가이드레일(81)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이더(82)를 포함한다.

슬라이더(82)는 연결축(83)을 통하여 이동블록(72)과 고정되고, 연결축(83)에는 아이들 스프라켓(61)이 연결축(83)을 중심으로 회전 가능하게 설치된다.

한편, 본 실시예에서는 구동원(40)에 의해 구동휠(22)을 회전시켜 로봇본체(10)가 체인(30)을 따라 이동하는 형태를 제시하고 있으나, 양측에 한 쌍의 지지스프라켓(50)이 고정된 회전축(52)을 회전시켜 체인(30)에 맞물려 있는 한 쌍의 지지스프라켓(50)의 회전력으로 로봇본체(10)가 체인(30)을 따라 이동하도록 구성하는 것도 가능하다.

이하에서는 본 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 작동에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 장력 조절부가 동작되는 상태를 나타낸 상태도이다.

먼저, 파이프 가공 캐리지를 용접하고자 하는 피대상물에 설치하는 경우 도 2에 도시한 바와 같이 분리 가능하게 마련된 체인(30)을 파이프(10)의 외주면과 지지스프라켓(50)의 둘레를 감싸도록 배치하고, 분리된 체인링크(35) 부분을 링크 연결핀(36)을 통해 연결시킨다.

이에 따라 파이프(10)와 지지스프라켓(50)의 둘레를 감싸도록 배치되는 체인(30)은 상측이 지지스프라켓(50)의 톱니부(51)와 체결된 상태로 걸려 지지되고, 하측이 파이프(10)의 외주면 둘레를 감싸는 폐루프의 형태로 마련된다.

그리고, 장력 조절부(60)를 동작시키면 도 4에 도시한 바와 같이 체인(30)의 제3부분(30c) 외측에 배치되는 한 쌍의 아이들 스프라켓(61)이 서로 가까워지는 방향으로 이동하여 체인(30)의 제3부분(30c) 사이의 거리를 좁히도록 이동된다.

이에 따라, 파이프(10)와 접촉하는 체인(30)의 제1부분(30a)과 구동 스프라켓(50)과 접촉하는 체인(30)의 제2부분(30b)은 소정의 장력을 가진 상태로 대응하는 그 외면을 조이게 됨과 아울러 로봇본체(20)의 구동휠(22)은 파이프(10)의 외면에 밀착되어 가압된 상태에 있게 된다.

그리고, 구동원(40)에 의해 구동휠(22)이 회전하면 로봇본체(20)는 파이프(10)의 외주면을 이동하게 되고, 지지스프라켓(50) 및 한 쌍의 아이들 스프라켓(61)은 체인(30)에 순차적으로 감기게 되어 로봇본체(20)는 체인(30)을 따라 파이프(10)의 원주방향을 따라 주행하면서 용접작업을 수행하게 된다.

따라서, 본 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지는 파이프(10) 외면에 설치되는 가이드링 대신에 체인(30)을 이용하여 파이프(10)에 거치되게 되므로 파이프(10)의 직경별로 별도의 가이드링을 구비할 필요가 없게 된다. 즉, 하나의 체인(30)을 길이 조절을 통하여 사용할 수 있게 되므로 공용성이 향상되게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 장력 조절부의 변형례를 설명하기 위한 도면으로서, 이하에서는 도 5를 참조하여 상술한 장력 조절부의 변형례를 설명하기로 한다.

상술한 장력 조절부(60)는 한 쌍의 아이들 스프라켓이 독립적으로 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 직선 이동하도록 구성된 형태이나, 본 변형례는 한 쌍의 아이들 스프라켓 중 어느 하나의 아이들 스프라켓(61a)은 고정되어 있고 이에 대해서 나머지 아이들 스프라켓(61b)이 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 직선 이동되도록 구성한 형태이다.

고정된 아이들 스프라켓(61a)은 하우징(21)의 전후 방향으로 이동하지 않도록 하우징(21)의 폭 방향을 가로지르도록 설치되는 샤프트 상에 회전 가능하게 설치되고, 직선 이동되는 아이들 스프라켓(61b)은 스크류 축(71)의 일측에 형성된 나사산(71a)에 치합되어 스크류 축(71)을 따라 이동하는 이동블록(72)에 연결되는 연결축(83)에 회전 가능하게 설치되고, 연결축(83)은 하우징(21)에 설치된 가이드레일(81)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이더(82)와 연결된다.

즉, 직선 이동되는 아이들 스프라켓(61b)만이 이송유닛(70)에 의해 하우징(21)의 전후 방향으로 이동되도록 구성함으로써 체인(30)의 제3부분(30c)의 마주하는 사이 거리를 가변시키도록 구성할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 절삭유닛의 분해 사시도이다.

본 실시예은 상기의 일 실시예의 파이프 가공 캐리지에 있어서 로봇본체(20)에서 용접유닛을 분리하고 로봇본체(20)에 절삭유닛(83)을 결합한 형태이다.

절삭유닛(83)은 로봇본체(20)에 결합되어 파이프(10)의 외주에 설치된 가이드유닛을 따라 이동하면서 파이프(10)를 절단하거나 파이프(10)에 용접을 위한 개선(beveling) 작업을 수행한다.

본 실시예에 따른 절삭유닛(83)은, 로봇본체(20)의 일측에 결합되는 가이드 몸체(86)와, 파이프(10)의 중심을 향하여 배치되며 단부가 가이드 몸체(86)에 회전가능하게 결합되는 스크류 바(88)를 구비하는 이송가이드부(84)와; 스크류 바(88)에 치합되어 상기 스크류 바(88)의 회전에 따라 상기 스크류 바(88)를 따라 이동하는 이동브라켓(92)과; 상기 이동브라켓(92)에 결합되는 절삭부와; 상기 스크류 바(88)의 단부에 결합되어 상기 스크류 바(88)를 회전시키는 회전레버(110)를 포함한다.

가이드 몸체(86)는 로봇본체(20)를 구성하는 하우징의 일측에 결합된다. 가이드 몸체(86)에는 스크류 바(88)의 길이방향을 따라 가이드홈(90)에 형성되어 있고, 이동브라켓(92)에는 가이드홈(90)에 슬라이딩되도록 결합되는 가이드돌부(98)가 형성되어 있다. 이에 따라 스크류 바(88)의 회전에 따라 이동브라켓(92)은 가이드몸체(86)의 슬라이딩되면서 결합된다.

도 8을 참조하면, 가이드 몸체(86)의 하단에서 상단 방향으로 가이드 몸체(86)의 양측벽에 가이드홈(90)을 형성하고, 이동브라켓(92)의 이동블럭(94)의 양측단에는 이에 상응하는 가이드돌부(98)를 형성하여 이동블록의 가이드돌부가 가이드몸체(86)의 가이드홈(90)에 삽입되도록 가이드 몸체(86)의 하단에서 이동브라켓(92)을 결합한다.

이 때, 스크류 바(88)는 이동블럭(94)의 스크류 너트(96)에 결합되어 스크류 바(88)의 회전에 따라 이동브라켓(92)이 가이드 몸체(86)에 슬라이딩되면서 결합되고, 스크류 바(88)의 정, 역회전에 따라 가이드돌부(98)가 가이드홈(90)에 가이드되면서 이동브라켓(92)이 상하로 이동하게 된다.

스크류 바(88)는 파이프(10)의 중심을 향하여 배치되며 단부가 가이드 몸체(86)에 회전가능하게 결합된다.

이동브라켓(92)은 스크류 바(88)에 치합되어 나사결합되며, 스크류 바(88)의 정, 역회전에 따라 가이드돌부가 가이드홈(90)에 가이드되면서 스크류 바(88)의 길이방향으로 상하로 이동하게 된다.

가이드 몸체(86)의 외측으로 돌출되는 스크류 바(88)의 단부에는 회전레버(110)가 구비되어 작업자가 회전레버(110)를 회전시킴에 따라 스크류 바(88)가 회전되면서 이동브라켓(92)을 상하로 이동시키게 된다.

절삭부는, 이동브라켓(92)에 결합되어 회전레버(110)의 회전에 따라 스크류 바(88)의 길이방향으로 상하로 이동되는데, 파이프(10)의 절단이나 개선작업 시에 회전레버(110)를 회전시켜 절삭부를 파이프(10)의 외주에 접촉시켜 파이프(10)를 가공하게 된다.

절삭부는, 절삭휠(102)과; 절삭휠(102)의 외주연이 파이프(10)를 향하여 노출되도록 절삭휠(102)을 수용하는 수용홈(104)이 형성되며, 이동브라켓(92)에 결합되는 절삭커버(106)와; 절삭휠(102)을 회전시키는 절삭구동부(108)를 포함한다.

절삭휠(102)은 그 외주연이 파이프(10)를 향하여 노출되도록 절삭커버(106)에 결합되며 회전에 따라 파이프(10)를 절단하거나 파이프(10)에 개선을 형성한다. 파이프(10)를 절단하기 위한 절삭휠과 파이프(10)에 개선을 형성하기 위한 절삭휠을 별도 구비하여 두고 파이프(10)의 가공형태에 따라 절삭휠을 교체할 수 있다.

절삭구동부(108)는 절삭휠(102)에 결합되어 절삭휠(102)을 회전시킨다. 절삭하고자 하는 파이프(10)의 규격에 따라 회전력을 달리할 필요가 있는 경우 절삭구동부(108)로서 전기 모터, 유압 모터 등을 병행하여 사용할 수 있다.

절삭커버(106)는 절삭휠(102)을 커버하면서 이동브라켓(92)의 결합판(100)에 결합되어 이동브라켓(92)과 함께 스크류 바(88)의 길이방향으로 상하로 이동되며, 파이프(10) 가공 과정에 발생하는 버(burr)나 불꽃이 비산되는 것을 방지한다.

본 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지의 작동 과정을 설명하면, 상술한 바와 같이 장력 조절부를 이용하여 본 실시예에 따른 파이프 가공 캐리지를 파이프(10)의 외주에 설치한 상태에서 회전레버(110)를 회전시켜 절삭휠(102)이 파이프(10)의 외주에 접하도록 한다. 다음에, 절삭구동부(108)를 작동시켜 절삭휠(102)를 회전시키고 구동원에 의해 구동휠(22)을 회전시키면 파이프 가공 캐리지가 체인(30)을 따라 파이프(10)의 원주방향을 따라 주행하면서 파이프(10)의 절삭작업을 수행하게 된다.

상기에서는 본 발명의 특정의 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.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

10: 파이프 20: 로봇본체
30: 체인 30a: 제1부분
30b: 제2부분 30c: 제3부분
40: 구동원 50: 지지스프라켓
60: 체인조임부 61: 아이들 스프라켓
70: 이송유닛 71: 스크류 축
72: 이동블록 80: 가이드부
81: 가이드레일 82: 슬라이더
83: 절삭유닛 84: 이송가이드부
86: 가이드 몸체 88: 스크류바
90: 가이드홈 92: 이동브라켓
94: 이동블럭 96: 스크류 너트
98: 가이드돌부 100: 결합판
102: 절삭휠 104: 수용홈
106: 절삭커버 108: 절삭구동부
110: 회전레버

Claims (12)

1. 파이프의 원주방향을 따라 이동하는 로봇본체와;
   상기 파이프를 둘러싸는 형태로 배치되어 상기 로봇본체를 상기 파이프에 지지시키는 가이드유닛과;
   상기 가이드유닛이 둘러싸는 둘레의 길이를 조절하여 상기 파이프를 감싸는 조임력을 제공하는 장력 조절부; 및
   상기 로봇본체에 결합되어 상기 파이프를 가공하는 가공유닛을 포함하고,
   상기 로봇본체는,
   상기 가이드유닛과 맞물려 회전 가능하게 배치되는 지지스프라켓을 포함하며,
   상기 가이드유닛은,
   상기 파이프의 둘레와 상기 지지스프라켓을 감싸는 폐루프 형태로 배치되고, 상기 파이프 외면과 접촉하는 제1부분과, 상기 지지스프라켓과 접촉하는 제2부분과, 상기 제1부분과 상기 제2부분 사이에 위치하며 상기 장력 조절부와 접촉하며 서로 마주하는 제3부분을 포함하고,
   상기 장력 조절부는,
   서로 마주하는 상기 제3부분의 외측 각각에 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 아이들 스프라켓과;
   상기 제2부분이 상기 지지 스프라켓의 톱니부와 체결된 상태로 걸려 지지되고 상기 제3부분이 상기 한 쌍의 아이들 스프라켓 사이에서 중력방향을 향해 놓여져 있는 경우, 상기 제3부분이 위치한 지점을 향해 상기 한 쌍의 아이들 스프라켓 중 적어도 하나를 서로 가까워지는 방향으로 직선 이동하거나, 상기 제3부분이 위치한 지점을 기준으로 하여 상기 한 쌍의 아이들 스프라켓 중 적어도 하나를 서로 멀어지는 방향으로 직선 이동시키는 이송유닛을 포함하는, 파이프 가공 캐리지.
2. 제1항에 있어서,
   상기 장력 조절부는,
   상기 지지스프라켓과 상기 파이프 사이에 위치하는 상기 가이드유닛의 마주하는 사이 간격을 조절하도록 설정되는, 파이프 가공 캐리지.
3. 제2항에 있어서,
   상기 장력 조절부는,
   서로 마주하는 상기 제3부분 사이 거리를 좁힘에 따라 상기 가이드유닛에 조임력을 제공하는, 파이프 가공 캐리지.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 이송유닛은,
   상기 로봇본체에 회전 가능하게 설치되며 양측에 서로 반대되는 나사산을 갖는 스크류 축과;
   상기 스크류 축의 양측에 치합되며 상기 한 쌍의 아이들 스프라켓 중 이동하는 적어도 하나와 연결된 이동블록; 및
   상기 이동블록이 이동될 때 회전되지 않도록 상기 이동블록의 이동을 가이드하는 가이드부를 포함하는, 파이프 가공 캐리지.
6. 제5항에 있어서,
   상기 가이드부는,
   상기 로봇본체에 결합된 가이드레일과;
   상기 가이드레일에 슬라이딩 가능하게 결합되며 상기 한 쌍의 아이들 스프라켓과 각각 연결된 한 쌍의 슬라이더를 포함하는, 파이프 가공 캐리지.
7. 제1항에 있어서
   상기 이송유닛은,
   상기 로봇본체에 회전 가능하게 설치되며 나사산을 갖는 스크류 축과;
   상기 스크류 축을 따라 이동하도록 상기 나산산에 치합되며 상기 이동 스프라켓이 연결되는 이동블록과;
   상기 이동블록의 이동시 회전되지 않도록 상기 이동블록의 이동을 가이드하는 가이드부를 포함하는, 파이프 가공 캐리지.
8. 제1항에 있어서,
   상기 가공유닛은,
   상기 파이프를 용접하는 용접유닛 또는 상기 파이프를 절단하거나 개선(beveling)하는 절삭유닛 중 어느 하나인, 파이프 가공 캐리지.
9. 제8항에 있어서,
   상기 용접유닛은,
   상기 로봇본체의 일측에 결합되는 토치 설치부와;
   상기 토치 설치부에 결합되어 상기 파이프를 용접하는 용접토치를 포함하는, 파이프 가공 캐리지.
10. 제8항에 있어서,
    상기 절삭유닛은,
    상기 로봇본체의 일측에 결합되는 가이드 몸체와, 상기 파이프의 중심을 향하여 배치되며 단부가 상기 가이드 몸체에 회전가능하게 결합되는 스크류 바를 구비하는 이송가이드부와;
    상기 스크류 바에 치합되어 상기 스크류 바의 회전에 따라 상기 스크류 바를 따라 이동하는 이동브라켓과;
    상기 이동브라켓에 결합되는 절삭부; 및
    상기 스크류 바의 단부에 결합되어 상기 스크류 바를 회전시키는 회전레버를 포함하는, 파이프 가공 캐리지.
11. 제10항에 있어서,
    상기 절삭부는,
    절삭휠과;
    상기 절삭휠의 외주연이 상기 파이프를 향하여 노출되도록 수용홈이 형성되며, 상기 이동브라켓에 결합되는 절삭커버와;
    상기 절삭휠을 회전시키는 절삭구동부를 포함하는, 파이프 가공 캐리지.
12. 제10항에 있어서,
    상기 가이드 몸체에는 상기 스크류 바의 길이방향을 따라 가이드홈이 형성되고,
    상기 이동브라켓에는 상기 가이드홈에 슬라이딩되도록 결합되는 가이드돌부가 형성되는, 파이프 가공 캐리지.

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