KR101933764B1 - 다관절 연속회전 클래딩 장치 및 클래딩 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속회전으로 자동 용접이 가능한 용접장치를 다관절 매니퓰레이터를 통해 이동시킴으로써 한 번의 설치만으로 다수의 클래딩 용접이 가능한 클래딩 장치 및 클래딩 방법에 관한 것으로, 복수의 홀을 클래딩(Cladding)하기 위한 클래딩 장치에 있어서, 클래딩 용접을 위한 용접부와, 상기 용접부를 홀에 결합하기 위한 결합부 및 상기 용접부와 결합부 사이에 설치되며, 상기 용접부를 이동시키기 위한 다관절의 이동부를 포함하는 다관절 연속회전 클래딩 장치를 제공한다.

Description

다관절 연속회전 클래딩 장치 및 클래딩 방법 {Cladding apparatus in continuous rotation having multi-joint manipulator and Method of cladding}

본 발명은 다관절 연속회전 클래딩 장치 및 클래딩 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속회전으로 자동 용접이 가능한 용접장치를 다관절 매니퓰레이터를 통해 이동시킴으로써 한 번의 설치만으로 다수의 클래딩 용접이 가능한 클래딩 장치 및 클래딩 방법에 관한 것이다.

클래딩(Cladding)이란 기지금속 표면에 내마모성, 내식성 및 내열성 등의 필요한 성질을 부여하기 위하여 서로 다른 특성의 이종금속을 표면상에 첨가시켜 서로 용융 접합시킴으로써 기지금속 자체의 기본적인 강인성을 유지하면서 외부의 격렬한 환경에 견딜 수 있는 표면층을 형성하는 것이다.

일반적으로 복수 개의 홀을 구비한 부품을 클래딩(Cladding : 강의 양면 또는 한 면에 다른 금속을 접합하는 용접)하기 위해서는 용접장치가 사용된다.

예를 들어, 원자로 상부 셀의 상단부에는 복수 개의 스터드 홀(Stud hole)이 구비되어 있으며, 스터드 홀 상부에 부식을 방지하기 위하여 스테인레스 클래딩 용접을 수행할 수 있다.

또한, 원자력발전소의 주 기기인 증기발생기의 헤드에는 원자로와 냉각펌프와 연결되어 열교환을 위한 냉각수가 출입하는 입구 및 출구 노즐이 부착되어 있고, 각 노즐의 상면부는 내식성을 갖도록 하기 위해 인코넬(inconel) 재질의 클래딩(cladding)이 요구될 수 있다.

그리고, 상기 용접장치의 용접작업을 좀 더 용이하고 원활하게 도울 수 있도록 지그(Jig : 기계가공에서 가공 위치를 쉽고 정확하게 정하기 위한 보조용 기구)가 많이 개발되어 있다.

그러나, 종래의 용접장치용 지그는 용접장치를 견고하게 고정할 수 없을 뿐만 아니라 위치조절을 정확하게 할 수 없기 때문에 용접포인트인 부품의 홀 중앙에 용접부의 중심을 정확하게 위치시키기 어려워 용접작업의 정확도가 떨어지며 용접품질 향상을 이룰 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 하나의 용접작업이 끝난 뒤 다음 용접포인트의 클래딩을 진행하기 위해서는 지그를 분리하여 다음 용접 위치로 옮겨 다시 설치해야하기 때문에 작업자의 피로감을 가중시키고 작업속도가 저하되는 문제점이 있다.

더욱이, 상기와 같이 용접장치의 분리 및 설치가 반복됨에 따라 용접장치가 제대로 고정되지 않을 수 있고, 이에 따라 용접작업 시 외부의 간섭이 발생하게 되면 흔들림이 발생하거나 이탈로 인해 용접불량이 발생할 수 있어 수정작업 또는 재작업을 해야하기 때문에 생산성이 떨어지고 안전사고가 유발될 수 있다.

또한, 종래에는 이 용접을 수동 SMAW 용접법을 이용하여 용접을 수행하였으나, 협소구간 용접과 예열조건으로 인하여 작업환경이 열악하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연속회전으로 자동 용접이 가능한 용접장치를 다관절 매니퓰레이터를 통해 이동시킴으로써 한 번의 설치만으로 다수의 클래딩 용접이 가능한 클래딩 장치 및 클래딩 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 복수의 홀을 클래딩(Cladding)하기 위한 클래딩 장치에 있어서, 클래딩 용접을 위한 용접부와, 상기 용접부를 홀에 결합하기 위한 결합부와, 상기 용접부와 결합부 사이에 설치되며, 상기 용접부를 이동시키기 위한 다관절의 이동부 및 상기 용접부를 용접이 이루어지는 홀의 중앙에 설정하기 위한 셋팅부를 포함하는 다관절 연속회전 클래딩 장치를 제공한다.
이때, 상기 용접부는 360°회전 가능한 용접토치부와, 상기 용접토치부를 회전 가능하게 지지하며, 상기 이동부와 연결되는 토치 지지부 및 상기 용접토치부의 회전을 구동시키는 구동부를 포함할 수 있다.

상기 용접부는 연속회전에 의해 자동 용접이 가능한 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 이동부는 상기 용접부를 상기 복수의 홀이 형성된 축과 평행하게 이동시키기 위한 제1 이동부 및 상기 용접부를 상기 제1 이동부에 의해 이동되는 방향과 수직으로 이동시키기 위한 제2 이동부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 토치 지지부는 상기 제2 이동부와 연결될 수 있다.

상기 이동부는 상기 결합부에 회전 가능하게 연결되는 제1 암 및 상기 제1 암에 회전 가능하게 연결되는 제2 암을 포함할 수 있다.

상기 제1 암과 제2 암은 힌지(hinge) 결합되는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 용접되어야 할 홀의 위치 및 용접 완료 여부에 따라 상기 용접부의 위치를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 복수의 홀을 클래딩(Cladding)하기 위한 클래딩 방법에 있어서, 클래딩 용접을 위한 용접부를 홀 내부에 설치하는 단계와, 다관절의 이동부를 이용하여 용접되어야 할 홀에 상기 용접부를 셋팅하는 단계와, 상기 용접부가 360° 회전을 통해 클래딩하는 단계 및 다관절의 이동부를 이용하여 다음 용접되어야 할 홀에 상기 용접부를 다시 셋팅하는 단계를 포함하는 클래딩 방법을 제공한다.

상기 셋팅하는 단계는 상기 용접부를 상기 용접되어야 할 홀의 중앙에 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 클래딩하는 단계는 상기 용접부가 상기 용접되어야 할 홀의 내부로 하강하는 단계 및 상기 용접부가 360°회전 후 상기 홀의 외부로 상승하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 다른 실시예에 따르면 상기 클래딩하는 단계는 상기 용접부가 상기 용접되어야 할 홀의 내부로 상승하는 단계 및 상기 용접부가 360°회전 후 상기 홀의 외부로 하강하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 다관절 연속회전 클래딩 장치 및 클래딩 방법에 따르면, 다관절의 이동부를 포함하여 클래딩 용접을 위한 용접부를 이동 가능하게 함으로써, 복수의 홀의 클래딩 작업 시 각각의 홀마다 클래딩 장치를 설치할 필요 없이 한 번의 설치만으로 여러 개의 홀의 클래딩 용접 작업을 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기 용접부는 연속회전으로 인해 자동 무한 용접이 가능하므로 협소한 공간에서도 용이하게 클래딩 용접 작업이 이루어질 수 있다.

이에 따라, 작업자의 피로도가 감소될 수 있을 뿐만 아니라 안전사고의 발생율을 감소시킬 수 있으며, 설치시간의 축소로 작업속도가 빨라져 생산성이 향상된다는 효과가 있다.

또한, 셋팅부를 포함하여 클래딩 장치, 특히 용접부를 용접포인트인 부품의 홀 중앙에 정확하게 설정할 수 있어, 용접작업의 정확도가 향상되며 용접품질 또한 향상될 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 클래딩 장치의 일부 구성이 부품에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 용접부를 장착한 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2를 정면에서 바라본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 클래딩 장치의 일부 구성이 부품에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클래딩 방법을 단계적으로 도시한 개략도이다.
도 6은 도 2에서 클래딩 작업을 진행하는 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 클래딩 작업 완료 후 클래딩 장치를 부품의 다른 위치에 다시 설치하는 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명의 다관절 연속회전 클래딩 장치 및 클래딩 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 클래딩 장치의 일부 구성이 부품에 설치된 상태를 도시한 사시도, 도 2는 도 1에 용접부를 장착한 상태를 도시한 사시도, 도 3은 도 2를 정면에서 바라본 단면도, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 클래딩 장치의 일부 구성이 부품에 설치된 상태를 도시한 사시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클래딩 방법을 단계적으로 도시한 개략도, 도 6은 도 2에서 클래딩 작업을 진행하는 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 7은 도 6의 클래딩 작업 완료 후 클래딩 장치를 부품의 다른 위치에 다시 설치하는 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

본 발명의 클래딩 장치 및 클래딩 방법은 복수의 홀을 포함하는 부품의 클래딩(Cladding) 작업을 위해 적용될 수 있으며, 특히 홀 내경의 클래딩 용접 시 사용될 수 있다.

예를 들어, 원자로 상부셀의 상단부에 형성된 여러 개의 스터드 홀의 상부(내경)에 부식을 방지하기 위하여 스테인레스 클래딩 용접을 수행하는데 사용될 수 있다.

우선, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 클래딩 장치를 설명하도록 한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 클래딩 장치는 크게 결합부(100), 이동부(200), 용접부(300), 셋팅부 및 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 결합부(100)는 클래딩 용접을 위한 용접부(300)를 복수의 홀을 포함하는 부품(10)에 결합시키기 위한 것으로, 후술할 이동부(200)에 의해 상기 용접부(300)가 이동될 때 홀에 고정되는 기준점을 마련하는 역할을 한다.

이에 따라, 상기 용접부(300)가 상기 결합부(100)에 의해 결합된 홀을 기준으로 주위에 배치된 다수의 홀을 향해 이동할 수 있게 된다.

상기 결합부(100)는 용접부(300)가 부품에 견고하게 탑재, 고정될 수 있도록 홀의 내부에 견고하게 고정된다. 예를 들어, 상기 결합부(100)의 일부가 홀의 내부에 삽입된 후 고정 핀 또는 볼트에 의해 결합될 수 있다.

이에 따라, 클래딩 작업 시 외부의 간섭이 발생하더라도 결합부가 흔들리거나 부품으로부터 이탈되는 것을 방지하여 용접불량과 안전사고 등을 예방할 수 있다.

이때, 상기 용접부(300)는 연속회전에 의해 자동 용접이 가능하며, 이에 따라 협소한 공간에서도 용이하게 클래딩 용접 작업이 이루어질 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 용접부(300)는 360°회전 가능한 용접토치부(310)와, 상기 용접토치부(310)를 회전 및 슬라이드 가능하게 지지하며, 상기 이동부(200)와 연결되는 토치 지지부(320) 및 상기 용접토치부(310)의 회전 및 슬라이드 이동을 구동시키는 구동부(330)를 포함할 수 있다.

상기 용접토치부(310)는 360°회전 가능하므로, 홀의 내부를 전체적으로 균일하게 클래딩(용접)할 수 있다. 상기 용접토치부(310)는 토치 지지부(320)의 내부에 삽입되어 회전 및 슬라이드 가능하게 지지될 수 있다.

상기 용접토치부(310)와 토치 지지부(320) 사이에는 회전 또는 슬라이드 이동을 원활하게 이루어지게 하기 위한 바퀴 또는 구름 베어링과 같은 수단이 형성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 구동부(330)에 의해 용접토치부(310)의 회전 또는 슬라이드 이동이 구동될 시 상기 용접토치부(310)가 토치 지지부(320)에 대해 용이하게 회전 또는 슬라이드할 수 있어 작업이 빠르고 정확하게 이루어질 수 있다.

상기 구동부(330)는 액추에이터 또는 기어박스 등으로 이루어질 수 있으며, 상기 용접토치부(310)와 연결되어 용접토치부(310)의 회전 및 슬라이드 이동을 구동시킬 수 있다.

상기 이동부(200)는 상기 결합부(100)와 용접부(300) 사이에 설치되며, 상기 용접부(300)를 이동시키는 역할을 한다. 상기 이동부(200)는 다관절의 매니퓰레이터로 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 용접부(300)를 다양한 방향으로 이동시킬 수 있게 된다.

본 일 실시예에서는, 상기 용접부(300) 자체에 의해 용접토치부(310)의 회전 및 상, 하의 슬라이드 이동이 가능한 바, 상기 이동부(200)에 의해서는 수평방향, 즉 복수의 홀이 형성되는 축과 평행한 방향으로 움직이도록 하는 것을 목적으로 한다.

이에 따라, 상기 이동부(200)는 상기 결합부(100)에 회전 가능하게 연결되는 제1 암(210) 및 상기 제1 암(210)에 회전 가능하게 연결되는 제2 암(220)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 암(210)과 제2 암(220)은 힌지(hinge) 결합되는 것이 바람직하다.

상기 제1 암(210)의 일측은 상기 결합부(100)와 연결되기 위해 홀이 형성될 수 있고, 상기 홀에 결합부(100)의 기둥이 삽입되어 상기 제1 암(210)을 회전 가능하게 지지할 수 있다. 이때, 상기 제1 암(210)이 상기 결합부(100)의 외면에서 회전 가능하게 연결될 수도 있고, 상기 제1 암(210)이 연결된 결합부(100)의 일부가 일체로 회전할 수도 있다.

상기 제2 암(220)의 제1 암(210)과 연결되는 측의 반대측은 상기 토치 지지부(320)와 연결될 수 있도록 토치 지지부(320)가 삽입되기 위한 홀이 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 암(210)은 상기 결합부(100)와 수직인 면에서 회전 가능하도록 설치되고, 상기 제2 암(220)은 제1 암(210)과 동일한 면에서 회전 가능하도록 결합되어 서로 간의 각도를 조절함으로써 상기 용접부(300)의 위치를 조절할 수 있다. 즉, 상기 제1 암(210)과 제2 암(220)이 이루는 각도가 작아질수록 상기 결합부(100)와 가까운 위치에 배치되며, 각도가 커질수록 상기 결합부(100)와 먼 위치에 배치될 수 있다.

이에 따라, 복수 개의 홀을 구비한 부품의 각 홀의 클래딩 작업 시 어느 하나의 홀에 클래딩 작업이 완료되면 다음 홀로 신속하고 용이하게 이동할 수 있다. 상기와 같이 각 홀의 클래딩 작업 시 각각의 홀에 클래딩 장치를 설치(셋업)할 필요없이 한 번의 설치 후 이동부(200)에 의해 용접부(300)가 원활하고 간편하게 다음 홀로 이동할 수 있어 클래딩 작업을 용이하게 함과 동시에 설치시간의 축소로 작업속도가 빨라져 생산성이 향상된다는 효과가 있다.

상기 이동부(200)에 의해 상기 용접부(300)가 이동될 수 있는 거리에 따라 한 번의 설치만으로 클래딩 용접이 이루어질 수 있는 홀의 개수는 상이해질 수 있으나, 상기 이동부(200)가 너무 길어지게 되면 상기 용접부(300)의 무게에 의해 휨이 발생할 수 있기 때문에 한 번의 설치로 용접이 이루어질 수 있는 홀의 개수는 좌우 6개 이하인 것이 바람직하다.

더욱이, 클래딩 장치의 분리 및 설치 작업의 반복이 줄어들어 작업자의 피로도가 감소될 수 있을 뿐만 아니라 안전사고의 발생율을 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 용접부(300)를 용접이 이루어지는 홀의 중앙에 설정하기 위한 셋팅(setting)부를 더 포함할 수 있다.

상기 셋팅부는 상기 용접부(300)의 중심, 특히 용접토치부(310)의 중심과 용접이 이루어지는 홀의 중앙을 맞추기 위한 것이며, 이를 위해 상기 셋팅부는 별도의 센서로 이루어질 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 용접부(300)의 중심을 홀의 센터에 맞추기 위한 장치라면 어느 것이라도 무관하다.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 부품의 각 홀이 중앙부의 깊이가 가장 깊게 형성된 때에는 각 홀의 깊이를 측정할 수 있는 센서를 포함하여 용접부(300)의 중심을 각 홀의 중앙부에 맞출 수 있다.

상기와 같이 셋팅부를 포함하여 클래딩 장치, 특히 용접부(300)를 용접포인트인 부품의 홀 중앙에 정확하게 설정할 수 있어, 용접작업의 정확도가 향상되며 용접품질 또한 향상될 수 있다.

또한, 용접되어야 할 홀의 위치 및 용접 완료 여부에 따라 상기 용접부(300)의 위치를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부는 용접되어야 할 홀의 위치에 따라 상기 이동부(200)를 제어하여 용접부(300)의 위치를 용접되어야 할 홀에 배치할 수 있다.

이에 따라 배치된 상기 용접부(300)가 회전을 통해 홀의 내부의 클래딩 용접을 완료하고 나면, 상기 제어부가 다음으로 용접되어야 할 홀의 위치에 따라 상기 이동부(200)를 제어하여 다시 용접부(300)의 위치를 적절하게 배치할 수 있다.

상기 제어부의 제어 작동과정은 아래의 클래딩 방법에서 더욱 자세히 설명하도록 한다.

다음으로, 도 4를 참고하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 클래딩 장치를 설명하도록 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 클래딩 장치는 상기의 제1 실시예에 따른 클래딩 장치와 이동부 및 용접부의 구성만 상이할 뿐 다른 구성은 동일하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략하며 상이한 부분을 중심으로 설명하도록 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 클래딩 장치는 크게 결합부(100), 이동부(1200), 용접부, 셋팅부 및 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.

이때, 상기 용접부는 연속회전에 의해 자동 용접이 가능하며, 이에 따라 협소한 공간에서도 용이하게 클래딩 용접 작업이 이루어질 수 있다.

상기 용접부는 360°회전 가능한 용접토치부와, 상기 용접토치부를 회전 가능하게 지지하며, 상기 이동부와 연결되는 토치 지지부 및 상기 용접토치부의 회전을 구동시키는 구동부를 포함할 수 있다.

이는 상기의 제1 실시예에 따른 클래딩 장치의 용접부(300)에 있어서 토치 지지부(320)가 용접토치부(310)를 회전 및 슬라이드 가능하게 지지하는 반면에, 제2 실시예에 따른 클래딩 장치의 용접부는 토치 지지부가 상기 용접토치부를 회전만 가능하게 지지한다는 차이만 있을 뿐 나머지의 구성은 동일하다.

상기 이동부(1200)는 상기 결합부(100)와 용접부 사이에 설치되며, 상기 용접부를 이동시키는 역할을 한다. 상기 이동부(1200)는 다관절의 매니퓰레이터로 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 용접부를 다양한 방향으로 이동시킬 수 있게 된다.

본 일 실시예에서는, 상기 용접부 자체에 의해 용접토치부의 회전만 가능하므로, 상기 이동부(1200)에 의해서 수평방향, 즉 복수의 홀이 형성되는 축과 평행한 방향으로 움직이는 것뿐만 아니라, 상, 하의 수직방향으로도 움직이도록 하는 것을 목적으로 한다.

이에 따라, 상기 이동부(1200)는 상기 용접부를 상기 복수의 홀이 형성된 축과 평행하게 이동시키기 위한 제1 이동부 및 상기 용접부를 상기 제1 이동부에 의해 이동되는 방향과 수직으로 이동시키기 위한 제2 이동부(1230)를 포함할 수 있다.

상기 제1 이동부는 상기 결합부(100)에 회전 가능하게 연결되는 제1 암(1210) 및 상기 제1 암(1210)에 회전 가능하게 연결되는 제2 암(1220)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 암(1210)과 제2 암(1220)은 힌지(hinge) 결합되는 것이 바람직하다. 이는 상기의 제1 실시예에 따른 클래딩 장치에 있어서, 제1 암(210) 및 제2 암(220)과 동일하게 형성될 수 있다.

즉, 상기 제1 암(1210)은 상기 결합부(100)와 수직인 면에서 회전 가능하도록 설치되고, 상기 제2 암(1220)은 제1 암(1210)과 동일한 면에서 회전 가능하도록 결합되어 서로 간의 각도를 조절함으로써 상기 용접부의 위치를 조절할 수 있다. 즉, 상기 제1 암(1210)과 제2 암(1220)이 이루는 각도가 작아질수록 상기 결합부(100)와 가까운 위치에 배치되며, 각도가 커질수록 상기 결합부(100)와 먼 위치에 배치될 수 있다.

또한, 상기 제2 이동부(1230)는 상기 용접부가 길이방향을 따라 상, 하 이동할 수 있도록 하기 위한 것으로, 이에 따라 상기 용접부, 특히 용접토치부가 각 홀의 내부와 외부로 상, 하 운동하여 위치 선택을 자유롭게 할 수 있다. 이는 홀 내부의 클래딩 용접을 위해서는 용접토치부가 홀의 내부로 하강해야 하며, 클래딩 용접을 완료한 후에는 다른 위치(홀)로 이동되어야 하기 때문에 홀의 외부로 상승하여야 하므로 필요하다.

본 일 실시예에 따르면, 상기 제2 이동부(1230)는 파이프 형상의 기둥으로 형성되어 상기 제2 암(1220)의 끝단에 형성되는 홀에 슬라이드 가능하게 삽입될 수 있다.

하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 용접부의 상, 하 이동을 위한 구조라면 어느 것이어도 무관하다. 예를 들어, 상기 제2 암(1220)이 상기 제1 암(1210)에 회전 가능하게 결합될 뿐만 아니라 높이 조절, 즉 수직방향의 운동도 가능하도록 결합될 수 있다.

다음으로, 도 5 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 클래딩 방법을 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 클래딩 방법은 개략적으로 클래딩 용접을 위한 용접부를 홀 내부에 설치하는 단계(S1000)와, 다관절의 이동부를 이용하여 용접되어야 할 홀에 상기 용접부를 셋팅하는 단계(S2000)와, 상기 용접부가 회전을 통해 클래딩하는 단계(S3000) 및 다관절의 이동부를 이용하여 다음 용접되어야 할 홀에 상기 용접부를 다시 셋팅하는 단계(S4000)를 포함하여 이루어질 수 있다.

우선, 결합부를 이용하여 클래딩 용접을 위한 용접부를 홀 내부에 설치할 수 있다(S1000). 이에 따라, 상기 용접부가 후술할 바와 같이 복수의 홀을 갖는 부품(10)에 고정되어 다관절의 이동부에 의해 이동될 수 있는 기준점이 마련된다.

다음, 상기 용접부는 다관절의 이동부에 의해 용접되어야 할 홀에 셋팅될 수 있다(S2000). 이때, 별도의 제어부는 용접되어야 할 홀의 위치에 따라 상기 이동부를 제어하여 용접부의 위치를 용접되어야 할 홀에 배치할 수 있다. 상기 다관절의 이동부는 상기 클래딩 장치에 개시된 이동부와 같이 힌지 결합되는 제1 암 및 제2 암으로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 암과 제2 암 간의 각도를 조절함으로써 상기 용접부의 위치를 조절할 수 있다.

이때, 상기 용접부를 셋팅하는 단계(S2000)는 상기 용접부를 용접되어야 할 홀의 중앙에 설정하도록 할 수 있으며, 이에 따라 상기 용접부의 중심이 홀의 중앙과 일치할 수 있어 용접의 정확도 및 품질이 향상될 수 있다. 이는 상기 클래딩 장치에 개시된 셋팅부와 같이 별도의 센서 등에 의해 이루어질 수 있다.

상기와 같이 용접부의 셋팅이 완료되면 상기 용접부가 회전을 통해 클래딩 용접을 진행하게 된다(S3000).

상기 클래딩하는 단계(S3000)는 상기 용접부가 상기 용접되어야 할 홀의 내부로 하강하는 단계(S3100) 및 상기 용접부가 360° 회전 후 상기 홀의 외부로 상승하는 단계(S3200)를 포함할 수 있다.

즉, 용접이 이루어지는 복수의 홀이 상기 용접부의 아래쪽에 위치할 때, 상기 용접부를 셋팅하는 단계(S2000)에 의해 상기 용접부가 용접되어야 할 홀의 중앙에 셋팅되면 상기 용접부가 클래딩 용접을 위해 홀의 내부로 하강하게 되고, 하강 후 홀의 내부에서 360° 회전, 바람직하게는 1회전을 통해 클래딩 용접을 한 후 다음 용접 위치로 이동하기 위해 다시 홀의 외부로 상승하게 된다.

이에 따라, 하나의 홀의 클래딩 용접 작업이 완료되면 상기 용접부는 다음으로 용접되어야 할 홀의 위치로 다시 셋팅될 수 있다(S4000).

상기의 각 단계는 용접되어야 할 홀의 위치 및 각 용접 작업의 완료 여부에 따라 별도의 제어부에 의해 이루어질 수 있다.

상기와 같이 클래딩하는 단계(S3000) 및 상기 용접부를 다시 셋팅하는 단계(S4000)는 도 6에 도시된 바와 같이 다관절의 이동부에 의해 상기 용접부가 이동될 수 있는 범위에 있는 홀의 개수만큼 반복하여 이루어질 수 있으며, 이에 따라 클래딩 장치의 한 번의 설치만으로 여러 홀의 클래딩 용접 작업을 용이하게 할 수 있다.

또한, 용접이 이루어지는 복수의 홀이 상기 용접부의 상측에 위치하는 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 클래딩하는 단계는 상기 용접부가 상기 용접되어야 할 홀의 내부로 상승하는 단계 및 상기 용접부가 360°회전 후 상기 홀의 외부로 하강하는 단계를 포함할 수 있다.

즉, 용접이 이루어지는 복수의 홀이 상기 용접부의 위쪽에 위치할 때, 상기 용접부를 셋팅하는 단계(S2000)에 의해 상기 용접부가 용접되어야 할 홀의 중앙에 셋팅되면 상기 용접부가 클래딩 용접을 위해 홀의 내부로 상승하게 되고, 상승 후 홀의 내부에서 360° 회전, 바람직하게는 1회전을 통해 클래딩 용접을 한 후 다음 용접 위치로 이동하기 위해 다시 홀의 외부로 하강하게 된다.

이에 따라, 마찬가지로 하나의 홀의 클래딩 용접 작업이 완료되면 상기 용접부는 다음으로 용접되어야 할 홀의 위치로 다시 셋팅될 수 있다.

마지막으로, 상기 다관절의 이동부에 의해 상기 용접부가 이동 가능한 범위 내에 있는 복수의 홀에 대해 클래딩 작업을 모두 완료하게 되면, 상기 용접부(전체의 클래딩 장치)를 기존에 설치되었던 홀 내부로부터 분리하여 다른 위치에 있는 홀 내부에 다시 설치함으로써(S5000), 상기 용접부가 새로 설치된 홀 주위에 배치된 복수의 홀에 대해 클래딩 작업을 진행할 수 있다.

결과적으로 본 발명의 클래딩 장치 및 클래딩 방법에 따르면, 다관절의 이동부를 포함하여 클래딩 용접을 위한 용접부를 이동 가능하게 함으로써, 복수의 홀의 클래딩 작업 시 각각의 홀마다 클래딩 장치를 설치할 필요 없이 한 번의 설치만으로 여러 개의 홀의 클래딩 용접 작업을 용이하게 할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

10 : 부품
100 : 결합부 200, 1200 : 이동부
210, 1210 : 제1 암 220, 1220 : 제2 암
1230 : 제2 이동부 300 : 용접부
310 : 용접토치부 320 : 토치 지지부
330 : 구동부

Claims (13)

1. 복수의 홀을 클래딩(Cladding)하기 위한 클래딩 장치에 있어서,
   클래딩 용접을 위한 용접부;
   상기 복수의 홀 중 어느 하나의 홀의 내부에 설치되는 결합부;
   상기 용접부와 결합부 사이에 설치되며, 상기 용접부를 이동시키기 위한 다관절의 이동부; 및
   상기 용접부를 용접이 이루어지는 홀의 중앙에 설정하기 위한 셋팅부;를 포함하며,
   상기 용접부는,
   360°회전 가능한 용접토치부;
   상기 용접토치부를 회전 가능하게 지지하며, 상기 이동부와 연결되는 토치 지지부; 및
   상기 용접토치부의 회전을 구동시키는 구동부;를 포함하고,
   상기 이동부는,
   상기 용접부를 상기 복수의 홀이 형성된 축과 평행하게 이동시키기 위한 제1 이동부; 및
   상기 용접부를 상기 제1 이동부에 의해 이동되는 방향과 수직으로 이동시키기 위한 제2 이동부;를 포함하되,
   상기 제1 이동부는,
   상기 결합부에 회전 가능하게 연결되는 제1 암; 및
   상기 제1 암에 회전 가능하게 연결되는 제2 암;을 포함하며,
   상기 토치 지지부는 상기 제2 이동부와 연결되고,
   상기 용접부는 연속회전에 의해 자동 용접이 가능한 것을 특징으로 하는 다관절 연속회전 클래딩 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 암과 제2 암은 힌지(hinge) 결합되는 것을 특징으로 하는 다관절 연속회전 클래딩 장치.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   용접되어야 할 홀의 위치 및 용접 완료 여부에 따라 상기 용접부의 위치를 제어하는 제어부;
   를 더 포함하는 다관절 연속회전 클래딩 장치.
10. 복수의 홀을 클래딩(Cladding)하기 위한 클래딩 방법에 있어서,
    클래딩 용접을 위한 용접부를 상기 복수의 홀 중 어느 하나의 홀 내부에 설치하는 단계;
    다관절의 이동부를 이용하여 용접되어야 할 홀에 상기 용접부를 셋팅하는 단계;
    상기 용접부가 360° 회전을 통해 클래딩하는 단계; 및
    다관절의 이동부를 이용하여 다음 용접되어야 할 홀에 상기 용접부를 다시 셋팅하는 단계;를 포함하며,
    상기 셋팅하는 단계는, 상기 용접부를 상기 용접되어야 할 홀의 중앙에 설정하는 것을 특징으로 하고,
    상기 클래딩하는 단계는,
    상기 용접부가 상기 용접되어야 할 홀의 내부로 하강하는 단계; 및
    상기 용접부가 360°회전 후 상기 홀의 외부로 상승하는 단계;
    를 포함하는 클래딩 방법.
    
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제

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