KR101437277B1 - Device and method for orbital tig welding - Google Patents

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Abstract

Disclosed are an orbital TIG welding device and method that can remarkably increase the amount of welding within a unit time, without deflecting a bead, thereby improving the productivity. The orbital TIG welding device includes a rail installed on the outer peripheral surface of a pipe; a robot body provided to be able to move along the rail; a welding torch engaged to the robot body; a welding portion connected to the welding torch and having an interface; and a control unit for controlling operation of the robot body. The robot body has a first robot body and a second robot body. The first and second robot bodies move in opposite directions along the single rail. The robot bodies perform only vertical-down welding to maximize a welding current, without deflecting the bead. Since a feed rate of a wire and a welding speed are applied at the maximum speed as a heat input is increased, the productivity is remarkably increased. Also, two robot bodies can perform the welding quickly, without being overlapped with each other to lead in the collision.

Description

오비탈 TIG 용접 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR ORBITAL TIG WELDING}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an orbital TIG welding apparatus,
본 발명은 오비탈 TIG 용접 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파이프에 연결된 가이드 레일을 따라 용접 기구부가 이동하면서 TIG 용접을 수행하는 오비탈 TIG 용접 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an orbital TIG welding apparatus and method, and more particularly, to an orbital TIG welding apparatus and method for performing TIG welding while moving a welding apparatus along a guide rail connected to a pipe.
일반적으로, 대형 조선소 등에서는 근래에 들어 생산해야할 제품이 LNG-FPSO, LNG-FSRU, FPSO, RIG 등의 고급 해양 플랜트 제품이 많아지고 선박이 대형화됨에 따라 고급비철의 용접물량이 많아 지고 있는 추세이다. 이 경우, 비철 용접물량은 대부분 TIG 용접(Tungsten Insert-Gas arc welding)의 방법을 사용하여 수행되고 있다.Generally, in large shipyards and the like, the products to be produced in the recent years include high-grade offshore plant products such as LNG-FPSO, LNG-FSRU, FPSO and RIG, . In this case, the amount of non-ferrous weld is mostly performed by the method of TIG welding (Tungsten Insert-Gas arc welding).
종래의 오비탈 TIG 용접은 파이프 조인트 하나를 대상으로 1개의 레일을 설치하고, 상기 레일에 1개의 용접 장비를 설치하여 상기 용접 장비가 파이프의 외주면을 감싸도록 설치된 레일을 따라 가이드 되면서 360° 회전하면서 TIG 용접이 수행된다.In the conventional orbital TIG welding, one rail is installed for one pipe joint, one welding device is installed on the rail, and the welding equipment is guided along a rail installed to surround the outer circumferential surface of the pipe, Welding is performed.
즉, 종래의 오비탈 TIG 용접 장치는 로봇 제어기와 유저 패널로 구성된 제어부와, 용접기와 용접기 인터페이스로 구성된 용접기부와, 오비탈 장비 및 레일 등으로 구성되어 있다.That is, the conventional orbital TIG welding apparatus includes a control unit including a robot controller and a user panel, a welding base composed of a welder and a welder interface, and an orbital equipment and a rail.
하지만, 종래의 오비탈 TIG 용접 장치 및 방법은 TIG 용접 물량이 많이 않은 경우 1개의 용접 장비로 충분히 원하는 결과물을 얻을 수 있었으나, 전술한 바와 같이 고급 해양 플랜트 물량이 증가함에 따라 고급 용접사의 수급이 어려워지고 보다 생산성이 향상된 TIG 용접 장치 및 방법이 요구되고 있다.However, in the conventional orbital TIG welding apparatus and method, when a large amount of TIG welding quantity is not enough, a desired result can be obtained with a single welding apparatus. However, as described above, There is a demand for a TIG welding apparatus and method with improved productivity.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 비드의 처짐 현상 없이 단일 시간 내에 용접량을 획기적으로 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 오비탈 TIG 용접 장치 및 방법을 제공한다.In order to solve such conventional problems, the present invention provides an orbital TIG welding apparatus and method capable of drastically increasing a welding amount within a single time without deflecting beads, thereby improving productivity.
본 발명에 따른 오비탈 TIG 용접 장치는 파이프의 외주면을 따라 설치된 레일과, 상기 레일을 따라 이동 가능하게 구비된 로봇 본체와, 상기 로봇 본체에 결합된 용접 토치와, 상기 용접 토치와 연결되고 인터페이스로 구성된 용접부와, 상기 로봇 본체의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 로봇 본체는 제1 로봇 본체 및 제2 로봇 본체로 구성되고, 상기 제1 로봇 본체 및 제2 로봇 본체는 단일의 레일을 따라 반대 방향으로 이동한다.The orbital TIG welding apparatus according to the present invention comprises a rail provided along an outer peripheral surface of a pipe, a robot body movably provided along the rail, a welding torch coupled to the robot body, And a control unit for controlling the operation of the robot body, wherein the robot body is composed of a first robot body and a second robot body, and the first robot body and the second robot body are connected to each other along a single rail Direction.
한편, 본 발명에 따른 오비탈 TIG 용접 방법은 파이프의 외주면을 따라 설치된 레일과, 상기 레일을 따라 이동 가능하게 구비된 로봇 본체와, 상기 로봇 본체에 결합된 용접 토치와, 상기 용접 토치와 연결되고 인터페이스로 구성된 용접부와, 상기 로봇 본체의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 오비탈 TIG 용접 장치의 용접 방법으로서, 상기 로봇 본체는 제1 로봇 본체 및 제2 로봇 본체로 구성되고, 상기 제1 로봇 본체 및 제2 로봇 본체는 서로 시차를 갖고 반대 방향으로 이동된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an orbital TIG welding method comprising: a rail provided along an outer peripheral surface of a pipe; a robot body movably provided along the rail; a welding torch coupled to the robot body; And a control unit for controlling the operation of the robot body, wherein the robot body is composed of a first robot body and a second robot body, and the first robot body and the second robot body, 2 The robot bodies are moved in opposite directions with a parallax.
본 발명에 따른 오비탈 TIG 용접 장치 및 방법은 하진 용접으로만 용접을 수행하여 비드의 처짐현상이 없어 용접전류를 최대로 높일 수 있고, 입열량이 많아짐에 따라 최대 속도의 와이어 송급량 및 용접속도를 적용할 수 있기 때문에 생산성을 획기적으로 향상시킴과 아울러, 두 개의 로봇 본체가 서로 겹치지 않고 충돌 없이 신속하게 용접을 수행할 수 있는 매우 유용한 발명이다.The orbital TIG welding apparatus and method according to the present invention can maximize the welding current because there is no sagging phenomenon of the bead by performing the welding only by the bottom welding and the welding feed rate and the welding speed at the maximum speed can be increased So that productivity can be improved remarkably and the two robot bodies can be quickly welded without collision without colliding with each other.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오비탈 TIG 용접 장치의 개략적인 구성을 도시한 것이고,
도 2 내지 도 4들은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오비탈 TIG 용접 방법을 순서대로 도시한 것이다.
1 shows a schematic configuration of an orbital TIG welding apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIGS. 2 to 4 illustrate an Orbital TIG welding method according to an embodiment of the present invention in order.
이하 첨부된 도면에 따라서 오비탈 TIG 용접 장치 및 방법의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.The technical configuration of the orbital TIG welding apparatus and method will be described in detail as follows.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오비탈 TIG 용접 장치의 개략적인 구성을 도시한 것이다.FIG. 1 shows a schematic configuration of an orbital TIG welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 오비탈 TIG 용접 장치는 레일(10)과, 로봇 본체(20)(30)와, 용접 토치(21)(31)와, 용접부(70)와, 제어부(25)(35)를 포함한다.1, an orbital TIG welding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a rail 10, a robot body 20 and 30, a welding torch 21 and 31, a welding portion 70 And a control unit 25 (35).
레일(10)은 파이프(90)의 외주면을 따라 설치되며, 로봇 본체(20)(30)는 상기 레일(10)을 따라 이동 가능하게 구비된다. 상기 로봇 본체(20)(30)는 2개로 이루어지는 것으로서, 제1 로봇 본체(20) 및 제2 로봇 본체(30)로 구성된다. 아울러, 상기 제1 로봇 본체(20) 및 제2 로봇 본체(30)는 단일의 레일(10)을 따라 서로 다른 방향, 즉, 반대 방향으로 이동된다.The rail 10 is installed along the outer circumferential surface of the pipe 90 and the robot bodies 20 and 30 are provided to be movable along the rail 10. The robot main body 20 and the robot main body 30 are constituted by two robotic bodies 20 and 30, which are composed of a first robot body 20 and a second robot body 30. In addition, the first robot body 20 and the second robot body 30 are moved in different directions along the single rail 10, that is, in opposite directions.
이 경우, 상기 제1 로봇 본체(20) 및 제2 로봇 본체(30)는 모두 하진 용접만 수행하도록 이동된다. 이로 인해, 파이프 TIG 용접 수행 시 1대의 로봇 본체로 수행할 경우 상진 및 하진으로 구성된 기존의 전자세 용접과 비교하여 비드의 처짐현상이 없어 용접전류를 최대로 높일 수 있고, 입열량이 많아짐에 따라 최대 속도의 와이어 송급량 및 용접속도를 적용할 수 있다.In this case, both the first robot body 20 and the second robot body 30 are moved to perform only the bottom welding. As a result, when the pipe TIG welding is carried out with a single robot body, there is no bead sagging phenomenon as compared with the conventional electron welded welding composed of the upside and downside, so that the welding current can be maximized, The maximum wire feed rate and welding speed can be applied.
용접 토치(21)(31)는 제1 용접 토치(21) 및 제2 용접 토치(31)로 구성되며, 각각 제1 로봇 본체(20) 및 제2 로봇 본체(30)에 연결된다. 상기 제1 용접 토치(21) 및 제2 용접 토치(31)는 각각 파워 라인을 통해 후술할 용접부(70)에 연결된다. 아울러, 용접부(70)는 상기 용접 토치(21)(31)와 연결되고 인터페이스로 구성된다. The welding torches 21 and 31 are constituted by a first welding torch 21 and a second welding torch 31 and are connected to the first robot body 20 and the second robot body 30 respectively. The first welding torch 21 and the second welding torch 31 are respectively connected to a welding portion 70, which will be described later, through a power line. In addition, the welding portion 70 is connected to the welding torch 21 (31) and configured as an interface.
제어부(25)(35)는 상기 로봇 본체(20)(30)의 동작을 제어하는 것으로서, 제1 제어부(25) 및 제2 제어부(35)로 구성된다. 상기 제1 제어부(25)는 제1 로봇 컨트롤러(26) 및 제1 유저 패널(27)로 이루어지고, 상기 제2 제어부(35)는 제2 로봇 컨트롤러(36) 및 제2 유저 패널(37)로 이루어진다. 미설명된 부호 80은 용접 조인트를 나타낸다.The control units 25 and 35 control the operation of the robot main body 20 and 30 and include a first control unit 25 and a second control unit 35. The first controller 25 includes a first robot controller 26 and a first user panel 27. The second controller 35 includes a second robot controller 36 and a second user panel 37, . Reference numeral 80 denotes a welded joint.
또한, 상기 제1 로봇 본체(20) 및 제2 로봇 본체(30)는 각각 제1 리미트센서(22) 및 제2 리미트센서(32)를 구비하며, 서로 시차를 갖고 이동되어 용접을 수행하게 된다. 이로 인해, 두 개의 로봇 본체(20)(30)가 서로 겹치지 않고 충돌 없이 신속하게 용접을 수행할 수 있게 된다.The first robot main body 20 and the second robot main body 30 are provided with a first limit sensor 22 and a second limit sensor 32 and move with a parallax to perform welding . As a result, the two robot bodies 20 and 30 can quickly perform welding without colliding with each other without collision.
한편, 도 2 내지 도 4들은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오비탈 TIG 용접 방법을 순서대로 도시한 것이다.2 through 4 illustrate an orbital TIG welding method according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 오비탈 TIG 용접 방법은 제1 로봇 본체(20) 및 제2 로봇 본체(30)는 서로 시차를 갖고 반대 방향으로 이동되도록 구성된다.Referring to FIGS. 2 to 4, in the orbital TIG welding method according to an embodiment of the present invention, the first robot body 20 and the second robot body 30 are configured to move in opposite directions with a parallax.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 오비탈 TIG 용접 방법은 도 2에 도시된 것처럼 파이프(90)의 외주면에 설치된 레일(10)의 용접 시작점에 제1 로봇 본체(20)를 설치하는 단계를 수행한다. That is, in the orbital TIG welding method according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the first robot body 20 is installed at the welding start point of the rail 10 installed on the outer circumferential surface of the pipe 90 do.
이후에, 도 3에 도시된 것처럼 상기 제1 로봇 본체(20)가 파이프(90)를 중심으로 레일(10)을 따라 일 방향으로 일정 각도 회전 이동된 후 제2 로봇 본체(30)를 레일(10)의 용접 시작점에 설치하고, 레일(10)을 따라 타 방향으로 회전하여 용접을 시작하는 단계를 수행한다. 3, the first robot main body 20 is rotated around the pipe 90 in the first direction along the rail 10 at a predetermined angle, and then the second robot main body 30 is mounted on the rails 10 10, and rotates in the other direction along the rail 10 to start welding.
이후에, 도 4에 도시된 것처럼 상기 제1 로봇 본체(20)가 180°회전하여 용접을 수행한 후 용접을 종료하고 상기 용접 시작점으로 복귀하는 단계와, 상기 제2 로봇 본체(30)가 180°회전하여 용접을 종료하는 단계를 수행한다.4, after the first robot main body 20 rotates by 180 degrees, welding is completed and then welding is returned to the welding start point; and when the second robot main body 30 is rotated 180 degrees, ° to finish the welding.
지금까지 본 발명에 따른 오비탈 TIG 용접 장치 및 방법은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the orbital TIG welding apparatus and method according to the present invention have been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that they are merely illustrative and that various modifications and equivalent other embodiments are possible for those skilled in the art will be. Accordingly, the scope of the true technical protection should be determined by the technical idea of the appended claims.
10 : 레일 20 : 제1 로봇 본체
30 : 제2 로봇 본체 70 : 용접부
25 : 제1 제어부 35 : 제2 제어부
21 : 제1 용접토치 31 : 제2 용접 토치
22 : 제1 리미트센서 32 : 제2 리미트센서
90 : 파이프
10: rail 20: first robot body
30: second robot main body 70: welding portion
25: first control section 35: second control section
21: first welding torch 31: second welding torch
22: first limit sensor 32: second limit sensor
90: pipe

Claims (5)

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  4. 파이프(90)의 외주면을 따라 설치된 레일(10)과, 상기 레일(10)을 따라 이동 가능하게 구비된 로봇 본체와, 상기 로봇 본체에 결합된 용접 토치와, 상기 용접 토치와 연결되고 인터페이스로 구성된 용접부(70)와, 상기 로봇 본체의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 오비탈 TIG 용접 장치의 용접 방법으로서,
    상기 로봇 본체는 제1 로봇 본체(20) 및 제2 로봇 본체(30)로 구성되고, 상기 제1 로봇 본체(20) 및 제2 로봇 본체(30)는 서로 시차를 갖고 반대 방향으로 이동되며,
    파이프(90)의 외주면에 설치된 레일(10)의 용접 시작점에 제1 로봇 본체(20)를 설치하는 단계와; 상기 제1 로봇 본체(20)가 파이프(90)를 중심으로 레일(10)을 따라 일 방향으로 일정 각도 회전 이동된 후 제2 로봇 본체(30)를 레일(10)의 용접 시작점에 설치하고, 레일(10)을 따라 타 방향으로 회전하여 용접을 시작하는 단계와; 상기 제1 로봇 본체(20)가 180°회전하여 용접을 수행한 후 용접을 종료하고 상기 용접 시작점으로 복귀하는 단계와; 상기 제2 로봇 본체(30)가 180°회전하여 용접을 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오비탈 TIG 용접 방법.
    A rail 10 installed along the outer circumference of the pipe 90; a robot body movably provided along the rail 10; a welding torch coupled to the robot body; A welding method of an orbital TIG welding apparatus including a welding portion (70) and a control portion for controlling the operation of the robot body,
    The robot main body includes a first robot main body 20 and a second robot main body 30. The first robot main body 20 and the second robot main body 30 are moved in opposite directions with a parallax,
    Installing a first robot body (20) at a welding start point of a rail (10) provided on an outer peripheral surface of a pipe (90); The first robot main body 20 is rotated around the pipe 90 by a predetermined angle along the rail 10 in the first direction and then the second robot main body 30 is installed at the welding start point of the rail 10, Rotating in the other direction along the rail 10 to start welding; The first robot body 20 rotates by 180 ° to perform welding, then terminates welding and returns to the welding start point; And terminating the welding by rotating the second robot body (30) by 180 °.
  5. 삭제delete
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