KR101996861B1

KR101996861B1 - 스마트 배관 제조방법

Info

Publication number: KR101996861B1
Application number: KR1020180107787A
Authority: KR
Inventors: 이유철
Original assignee: 클래드코리아포항 주식회사; 클래드코리아원주 주식회사; 씨알에이파이핑코리아 주식회사
Priority date: 2018-09-10
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2019-07-05

Abstract

본 발명은 띠 형상의 강판을 구부리거나 접어서 파이프 형상으로 성형된 성형강판에서 선형으로 형성되는 이음매를 안정되게 용접하기 위한 스마트 배관 제조방법에 관한 것이다.
이를 위해 스마트 배관 제조방법은 띠 모양의 강판을 구부리거나 접어서 파이프 형상으로 성형된 성형강판을 맨드릴장치를 통해 정위치에 고정하는 배관정위치 단계, 배관파지유닛으로 이음매의 용접 방향에 대응하여 이음매가 선형으로 정위치되도록 성형강판을 파지하는 단계, 용접장치가 성형강판의 길이 방향을 따라 이동하면서 성형강판에서 선형으로 형성된 이음매를 용접하는 배관용접 단계, 성형강판과 끼움 결합되는 배관안착유닛을 이용하여 성형강판의 내부에서 이음매를 향해 쉴드가스를 분사하는 단계, 상기 배관안착유닛으로부터 이음매를 향해 쉴드가스가 분사되도록 쉴드유닛을 이용하여 상기 배관안착유닛에 쉴드가스를 공급하는 단계, 및 냉각유닛을 이용하여 용접되는 상기 성형강판의 이음매를 향해 냉각가스를 분사함으로써 용접부위를 냉각시키는 배관냉각 단계를 포함한다.

Description

스마트 배관 제조방법{SMART PIPING MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 스마트 배관 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 띠 형상의 강판을 구부리거나 접어서 파이프 형상으로 성형된 성형강판에서 선형으로 형성되는 이음매를 안정되게 용접하기 위한 스마트 배관 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 용접 강관(welded steel pipe)은 띠 모양의 강판을 성형롤을 이용하여 파이프 형상으로 성형하고, 파이프 형상으로 길이방향을 따라 성형된 강판의 이음매를 용접함으로써 제작되는 파이프를 의미한다.

파이프가 강뿐 아니라 알루미늄 또는 스테인리스강 등으로 이루어지는 판재(plate material)로부터 성형되는 경우, 판재는 티그(TIG; tungsten insert gas) 방식으로 용접된다. 티그 용접은 용융점이 가장 높은 텅스텐 전극봉과 판재 사이에 아크를 일으켜서 용접하고, 용접 중 이음매에 대응하도록 형성되는 용접부위의 산화와 질화를 막기 위하여 불활성 기체(inert gas)(예를 들어, 아르곤, 헬륨 등)를 용접 부위로 분사하는 용접 방식이다. 이러한 티그 용접은 용접 작업과 용접 부위에 대하여 높은 품질과 신뢰도가 요구되는 용접 구조물의 용접 방법으로 널리 사용되고 있다.

한편, 불활성 기체는 용접 부위에 분사된 이후에, 파이프의 외부로 비산되기도 하고, 파이프의 내부로 유입되어 파이프를 따라 유동한다. 이로 인해, 용접이 이루어질 때, 불활성 기체는 용접 부위에 대하여 지속적으로 분사되어야 한다. 따라서, 판재로부터 파이프를 제작하기 위한 용접에 있어, 불활성 기체는 지속적으로 소모되어야 하는 실정이다.

그런데, 용접장치를 이용하여 파이프의 이음매를 용접하는 과정에서 외력에 의해 파이프가 유동됨에 따라 용접불량이 일어나는 문제가 있었다. 파이프의 용접불량에 의해 파이프 제품의 품질이 저하되어 장기간 사용 시 파이프 내부에서 흐르는 유체가 이음매를 통해 새어나가는 등의 문제가 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1820633호 (발명의 명칭 : 파이프 용접 장치, 2018. 01. 19. 공고)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 띠 형상의 강판을 구부리거나 접어서 파이프 형상으로 성형된 성형강판에서 선형으로 형성되는 이음매를 안정되게 용접하기 위한 스마트 배관 제조방법을 제공함에 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 스마트 배관 제조방법은 띠 모양의 강판을 구부리거나 접어서 파이프 형상으로 성형된 성형강판을 맨드릴장치를 통해 정위치에 고정하는 배관정위치 단계, 배관파지유닛으로 이음매의 용접 방향에 대응하여 이음매가 선형으로 정위치되도록 성형강판을 파지하는 단계, 용접장치가 성형강판의 길이 방향을 따라 이동하면서 성형강판에서 선형으로 형성된 이음매를 용접하는 배관용접 단계, 성형강판과 끼움 결합되는 배관안착유닛을 이용하여 성형강판의 내부에서 이음매를 향해 쉴드가스를 분사하는 단계, 상기 배관안착유닛으로부터 이음매를 향해 쉴드가스가 분사되도록 쉴드유닛을 이용하여 상기 배관안착유닛에 쉴드가스를 공급하는 단계, 및 냉각유닛을 이용하여 용접되는 상기 성형강판의 이음매를 향해 냉각가스를 분사함으로써 용접부위를 냉각시키는 배관냉각 단계를 포함한다.

상기 성형강판 파지단계에서, 상기 배관파지유닛은 상기 쉴드유닛과 함께 동작되어 이음매의 용접 방향을 따라 용접구간별로 순차적으로 성형강판을 파지할 수 있다.

상기 배관용접 단계에서, 용접 작업 시 용접제어유닛을 이용하여 쉴드가스의 공급 여부 제어와, 이음매의 용접 방향에 대응하여 용접구간별로 성형강판의 파지 여부 제어, 및 상기 냉각유닛을 이용하여 이음매의 용접 방향에 대응하여 용접구간별로 냉각가스의 공급 여부를 제어하는 용접제어 단계를 더 포함한다.

상기 용접제어 단계에서, 이음매의 용접 방향에 대응하여 각 용접구간의 시작점 또는 각 용접구간의 시작점 이전에 둘 이상의 쉴드구간감지부가 배치되어 용접장치를 감지하는 단계, 쉴드신호입력부를 이용하여 상기 쉴드구간감지부의 감지신호를 수신하는 단계, 및 쉴드제어부를 통해 이음매의 용접 방향에 대응하여 상기 용접장치가 이음매를 용접하기 전에 용접이 시작되는 용접구간에 쉴드가스가 공급되도록 상기 쉴드신호입력부의 감지신호에 따라 쉴드유닛을 제어하는 단계를 포함한다.

상기 용접제어 단계에서, 파지제어부를 이용하여 이음매의 용접이 종료되고 이음매의 냉각이 완료됨에 따라 배관파지유닛이 성형강판으로부터 이격되도록 배관파지유닛을 제어할 수 있다.

상기 배관용접 단계에서, 이음매의 용접 방향을 따라 이음매의 시작점부터 용접을 실시하기 위해 용접장치를 이음매의 시작점으로 이동시키는 용접개시단계, 및 용접복귀부를 통해 용접을 마친 용접장치를 초기 위치로 복귀시키는 용접복귀단계를 포함한다.

상기 배관용접 단계에서, 이음매의 용접이 완료된 성형강판을 배관안착유닛으로부터 분리하는 배관배출단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 스마트 배관 제조방법에 따르면, 띠 형상의 강판을 구부리거나 접어서 파이프 형상으로 성형된 성형강판에서 선형으로 형성되는 이음매를 안정되게 용접할 수 있다.

또한, 본 발명은 성형강판의 용접 이음매를 보다 효과적으로 용접함으로써 용접품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 배관의 용접작업 시 효율적인 용접 제어를 통해 제작되는 배관의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 배관안착유닛에서 성형강판을 정위치시키고, 용접시 배관안착유닛에서 성형배관이 유동되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 쉴드유닛에서 공급되는 쉴드가스와 냉각유닛에서 공급되는 냉각가스를 이음매의 용접 방향을 따라 균일하게 분해하여 이음매에 쉴드가스와 냉각가스를 분산 배출시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 배관안착유닛에 결합된 성형강판을 파지를 간편하게 하고, 파지날개모듈의 피벗 운동을 원활하게 하여 파지날개모듈이 성형강판을 안정되게 파지하도록 한다.

또한, 본 발명은 성형강판의 파지 해제를 간편하게 하고, 성형강판의 파지 해제에 따른 충격을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 용접구간의 구획과 더불어 쉴드가스와 냉각가스의 공급을 제어함으로써, 용접시 소모되는 쉴드가스와 냉각가스를 절약함은 물론, 용접 속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 용접구간에 대응하여 배관파지유닛이 순차적으로 동작됨에 따라 용접에 따른 열변형을 극복하여 이음매의 직진성을 향상시키고, 용접 효율을 극대화시키며, 용접된 이음매의 불량을 최소화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조방법의 공정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조시스템을 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조시스템에서 배관안착유닛의 탈착지지모듈을 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조시스템에서 배관안착유닛의 탈착지지모듈이 수평 이동된 상태를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조시스템에서 배관안착유닛의 공급슈모듈을 도시한 정단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조시스템에서 배관안착유닛의 배관지지모듈과 공급슈모듈의 결합 상태를 도시한 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조시스템에서 배관파지유닛을 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조시스템에서 배관파지유닛이 성형강판을 파지한 상태를 도시한 측면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조시스템에서 배관파지유닛의 파지날개모듈이 구간별로 배치된 상태를 도시한 평면 분해도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조시스템에서 쉴드유닛과, 냉각유닛과, 용접제어유닛의 구간별 배치 상태를 도시한 평면 배치도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조시스템에서 용접제어유닛의 세부 구성을 도시한 블럭도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 스마트 배관 제조방법의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조방법의 공정을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조방법은 배관정위치 단계(S1), 성형강판 파지단계(S2), 배관용접 단계(S3), 쉴드가스 분사단계(S4), 쉴드가스 공급단계(S5), 및 배관냉각 단계(S6)를 포함한다.

상기 배관정위치 단계(S1)는 띠 모양의 강판을 구부리거나 접어서 파이프 형상으로 성형된 성형강판을 맨드릴장치를 통해 정위치에 고정하는 과정이다.

상기 성형강판 파지단계(S2)는 배관파지유닛으로 이음매의 용접 방향에 대응하여 이음매가 선형으로 정위치되도록 성형강판을 파지하는 과정이다.

상기 배관용접 단계(S3)는 용접장치가 성형강판의 길이 방향을 따라 이동하면서 성형강판에서 선형으로 형성된 이음매를 용접하는 과정이다.

상기 쉴드가스 분사단계(S4)는 성형강판과 끼움 결합되는 배관안착유닛을 이용하여 성형강판의 내부에서 이음매를 향해 쉴드가스를 분사하는 과정이다.

상기 쉴드가스 공급단계(S5)는 상기 배관안착유닛으로부터 이음매를 향해 쉴드가스가 분사되도록 쉴드유닛을 이용하여 상기 배관안착유닛에 쉴드가스를 공급하는 과정이다.

상기 배관냉각 단계(S6)는 냉각유닛을 이용하여 용접되는 상기 성형강판의 이음매를 향해 냉각가스를 분사함으로써 용접부위를 냉각시키는 과정이다.

또한, 상기 성형강판 파지단계에서, 상기 배관파지유닛은 상기 쉴드유닛과 함께 동작되어 이음매의 용접 방향을 따라 용접구간별로 순차적으로 성형강판을 파지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 배관용접 단계(S3)는, 용접 작업 시 용접제어유닛을 이용하여 쉴드가스의 공급 여부 제어와, 이음매의 용접 방향에 대응하여 용접구간별로 성형강판의 파지 여부 제어, 및 상기 냉각유닛을 이용하여 이음매의 용접 방향에 대응하여 용접구간별로 냉각가스의 공급 여부를 제어하는 용접제어 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 용접제어 단계에서, 이음매의 용접 방향에 대응하여 각 용접구간의 시작점 또는 각 용접구간의 시작점 이전에 둘 이상의 쉴드구간감지부가 배치되어 용접장치를 감지하는 단계, 쉴드신호입력부를 이용하여 상기 쉴드구간감지부의 감지신호를 수신하는 단계, 및 쉴드제어부를 통해 이음매의 용접 방향에 대응하여 상기 용접장치가 이음매를 용접하기 전에 용접이 시작되는 용접구간에 쉴드가스가 공급되도록 상기 쉴드신호입력부의 감지신호에 따라 쉴드유닛을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 배관용접 단계(S3)는, 이음매의 용접 방향을 따라 이음매의 시작점부터 용접을 실시하기 위해 용접장치를 이음매의 시작점으로 이동시키는 용접개시단계, 및 용접복귀부를 통해 용접을 마친 용접장치를 초기 위치로 복귀시키는 용접복귀단계를 포함할 수 있다.

상기 배관용접 단계(S3)에서, 이음매의 용접이 완료된 성형강판을 배관안착유닛으로부터 분리하는 배관배출단계를 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조방법을 통해 배관을 정위치시키고, 정위치된 성형강판을 파지하며, 배관의 용접을 진행하고, 이 과정에서 쉴드가스를 분사 및 공급한 후, 용접된 배관을 냉각시킴으로써 스마트 배관을 제작할 수 있다.

도 2 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조장치는 띠 모양의 강판을 구부리거나 접어서 파이프 형상으로 성형된 성형강판(P)이 정위치에 고정되는 맨드릴장치(10)와, 성형강판(P)의 길이 방향을 따라 이동하면서 성형강판(P)에서 선형으로 형성된 이음매를 용접하는 용접장치(20)를 포함한다.

맨드릴장치(10)는 성형강판(P)과 끼움 결합되고 성형강판(P)의 내부에서 이음매를 향해 쉴드가스가 분사되는 배관안착유닛(100)과, 이음매의 용접 방향에 대응하여 이음매가 선형으로 정위치되도록 성형강판(P)을 파지하는 배관파지유닛(200)과, 배관안착유닛(100)으로부터 이음매를 향해 쉴드가스가 분사되도록 배관안착유닛(100)에 쉴드가스를 공급하는 쉴드유닛(300)를 포함할 수 있다.

이때, 이음매는 용접 방향을 따라 둘 이상의 용접구간으로 구획된다. 본 발명의 일 실시예에서 용접구간은 5개의 구간(A1, A2, A3, A4, A5)으로 구획되는 것을 도시하였으나, 여기에 한정하는 것은 아니고, 다양한 형태를 통해 이음매를 구획할 수 있다.

그러면, 쉴드유닛(300)은 이음매의 용접 시작점으로부터 이음매의 용접 방향을 따라 용접구간별로 순차 공급되도록 한다. 또한, 배관파지유닛(200)은 용접구간에 대응하여 둘 이상으로 구획되고, 쉴드유닛(300)과 함께 동작되어 이음매의 용접 시작점으로부터 이음매의 용접 방향을 따라 용접구간별로 순차적으로 성형강판(P)을 파지할 수 있다.

좀더 자세하게, 배관안착유닛(100)은 성형강판(P)에 삽입되도록 바닥으로부터 이격 배치되는 배관지지모듈(110)과, 배관지지모듈(110)의 일단부를 바닥으로부터 이격시키는 고정지지모듈(120)과, 배관지지모듈(110)의 타단부를 바닥으로부터 이격시키는 탈착지지모듈(130)과, 쉴드유닛(300)에서 공급되는 쉴드가스를 이음매를 향해 분사하는 둘 이상의 공급슈모듈(140)을 포함할 수 있다.

배관지지모듈(110)의 상단부에는 성형강판(P)의 길이 방향에 대응하여 슈고정홈(113)이 길게 함몰 형성된다. 슈고정홈(113)은 배관지지모듈(110)의 상단부가 개구되도록 형성되고, 슈고정홈(113)의 입구에는 이음매가 길이 방향으로 길게 형성되도록 한다.

슈고정홈(113)에는 쉴드유닛(300)에서 공급되는 쉴드가스가 배출되는 쉴드연결홀(111)과, 냉각유닛(400)에서 공급되는 공급가스가 배출되는 냉각연결홀(112)이 구비될 수 있다. 쉴드연결홀(111)과 냉각연결홀(112)은 각각 용접구간별로 구비되도록 한다. 쉴드연결홀(111)과 냉각연결홀(112)은 슈고정홈(113)에서 상호 이격된 것으로 도시되었으나, 여기에 한정하는 것은 아니고, 슈고정홈(113)에 하나의 연결홀로 구비되고, 배관지지모듈(110)의 내부에서 쉴드유닛(300)과 냉각유닛(400)에 대응하여 분기될 수 있다.

이때, 슈고정홈(113)에 공급슈모듈(140)이 삽입되는 경우, 슈고정홈(113)에는 공급슈모듈(140)의 상측으로 버퍼공간(114)이 형성되도록 할 수 있다. 버퍼공간(114)을 배관지지모듈(110)에 안착되는 성형강판(P)의 이음매가 공급슈모듈(140)의 상부 또는 공급슈모듈(140)의 가스배출홀(143)로부터 이격시켜 버퍼공간(114)에 공급되는 쉴드가스 또는 냉각가스를 균일하게 분산시킬 수 있다.

배관지지모듈(110)의 타단부에는 탈착지지모듈(130)과의 탈부착 결합을 위한 탈착돌부(115)가 돌출 형성되도록 한다.

고정지지모듈(120)은 배관지지모듈(110)의 일단부가 고정된다. 고정지지모듈(120)에는 쉴드유닛(300)과 냉각유닛(400)과 용접제어유닛(500) 중 적어도 어느 하나가 수납될 수 있다.

탈착지지모듈(130)은 배관지지모듈(110)의 타단부에 탈부착 가능하게 결합된다. 탈착지지모듈(130)은 배관지지모듈(110)과 교차되도록 바닥에 배치되는 왕복레일(131)과, 왕복레일(131)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 왕복바디(132)와, 왕복바디(132)에 구비되어 왕복레일(131)에서 왕복바디(132)를 슬라이드 이동시키는 왕복구동부(134)와, 왕복바디(132)에 승강 가능하게 결합되는 승강바디(135)와, 승강바디(135)에 구비되어 배관지지모듈(110)과 배관파지유닛(200)을 지지하기 위해 왕복바디(132)를 기준으로 승강바디(135)를 승강 이동시키는 승강구동부(137)를 포함할 수 있다.

왕복레일(131)의 양단부와 왕복바디(132)의 양측면 중 어느 하나에는 왕복바디(132)의 이동 상태를 감지하는 정지감지부(138)가 구비될 수 있다. 이에 대응하여 왕복레일(131)의 양단부와 왕복바디(132)의 양측면 중 다른 하나에는 정지감지부(138)를 동작시키는 완충정지부(132a)가 구비될 수 있다. 정지감지부(138)와 완충정지부(132a)는 왕복바디(132)의 슬라이드 이동에 대응하여 충격을 흡수할 수 있고, 왕복바디(132)의 슬라이드 이동 한계를 나타낼 수 있다.

승강바디(135)는 배관지지모듈(110)의 타단부와 배관파지유닛(200)의 파지가이드모듈(210)의 타단부를 탈부착 가능하게 지지한다. 승강바디(135)에는 배관지지모듈(110)의 타단부에 구비된 탈착돌부(115)가 안착되는 탈착홈부(1352)와, 배관파지유닛(200)의 파지가이드모듈(210)에 구비된 파지돌부(213)가 안착되는 파지홈부(1354)가 구비되어 배관지지모듈(110)의 타단부와 배관파지유닛(200)의 파지가이드모듈(210)의 타단부를 지지한 상태에서 배관지지모듈(110)의 타단부와 배관파지유닛(200)의 파지가이드모듈(210)의 타단부가 승강바디(135)에서 유동되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 승강바디(135)는 상부에 탈착홈부(1352)가 구비되는 가이드지지부(1351)와, 탈착홈부(1352)의 양측으로 이격되어 가이드지지부(1351)에서 돌출되는 바디연장부(1353)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 바디연장부(1353)의 상부에는 각각 파지홈부(1354)가 구비되도록 한다.

탈착지지모듈(130)은 왕복레일(131)에서 구름 이동 가능하도록 왕복바디(132)에 회전 가능하게 결합되는 왕복바퀴부(133)를 더 포함할 수 있다. 그러면, 왕복구동부(134)는 왕복바퀴부(133)를 정역 회전시킴으로써, 왕복레일(131)에서 왕복바퀴부(133)가 구름 이동함에 따라 왕복레일(131)에서 왕복바디(132)를 슬라이드 이동시킬 수 있다.

탈착지지모듈(130)은 왕복바디(132)에서 승강바디(135)가 승강 이동 가능하도록 왕복바디(132)와 승강바디(135)를 연결하는 승강가이드부(136)를 더 포함할 수 있다. 그러면, 승강구동부(137)의 동작에 따라 승강바디(135)는 승강가이드부(136)를 따라 승강 이동되어 왕복바디(132)에서 승강바디(135)의 유동을 방지할 수 있다.

공급슈모듈(140)은 용접구간에 대응하여 둘 이상이 길이 방향으로 길게 형성된다. 공급슈모듈(140)은 용접구간별로 쉴드유닛(300)과 결합되도록 슈고정홈(113)에 삽입된다. 공급슈모듈(140)에는 쉴드유닛(300)에서 공급되는 쉴드가스가 공급되는 쉴드공급홀(141)과, 쉴드공급홀(141)과 연통되고 슈고정홈(113)의 길이 방향에 대응하여 쉴드가스의 공급 경로를 형성하는 가스공급유로(144)와, 가스공급유로(144)에서 유동되는 쉴드가스가 이음매를 향해 배출되도록 가스공급유로(144)에 연통되는 다수의 가스배출홀(143)이 포함될 수 있다. 쉴드공급홀(141)은 쉴드연결홀(111)을 매개로 쉴드유닛(300)과 연결된다.

이때, 공급슈모듈(140)의 상부에 대응하여 가스배출홀(143)의 배출측에는 가스배출홀(143)의 직경보다 커지는 확산부(143a)가 구비되어 가스배출홀(143)에서 배출되는 쉴드가스를 버퍼공간(114)에 확산시킬 수 있다.

맨드릴장치(10)에 냉각유닛(400)이 더 포함되는 경우, 공급슈모듈(140)은 냉각유닛(400)에서 공급되는 냉각가스를 이음매를 향해 분사할 수 있고, 용접구간별로 쉴드유닛(300)과 함께 냉각유닛(400)이 결합되도록 슈고정홈(113)에 삽입된다.

이때, 공급슈모듈(140)에는 쉴드공급홀(141)의 일측으로 이격되어 냉각유닛(400)에서 공급되는 냉각가스가 공급되는 냉각공급홀(142)이 더 포함될 수 있다. 냉각공급홀(142)은 냉각연결홀(112)을 매개로 냉각유닛(400)과 연결된다. 쉴드연결홀(111)과 냉각연결홀(112)에 대응하여 쉴드공급홀(141)과 냉각공급홀(142)은 공급슈모듈(140)에서 상호 이격된 것으로 도시되었으나, 여기에 한정하는 것은 아니고, 슈고정홈(113)에 형성된 하나의 연결홀에 대응하여 공급슈모듈(140)에 하나의 공급홀로 구비될 수 있다. 쉴드가스와 냉각가스 중 어느 하나가 공급되도록 한다.

배관파지유닛(200)은 배관지지모듈(110)을 기준으로 대칭되도록 배관지지모듈(110)의 상측에 상호 이격 배치되는 한 쌍의 파지가이드모듈(210)과, 용접구간별로 구획되어 파지가이드모듈(210)에 피벗 운동 가능하게 결합되는 파지날개모듈(220)과, 이음매에서 이격된 상태에서 파지날개모듈(220)이 성형강판(P)을 가압하도록 파지날개모듈(220)을 피벗 운동시키는 파지구동모듈(230)을 포함할 수 있다.

파지가이드모듈(210)은 배관지지모듈(110)과 평행하게 이격 배치되는 파지가이드부재(211)와, 이음매의 일측으로 이격 배치되도록 파지가이드부재(211)에 결합되는 가림브라켓(212)을 포함할 수 있다. 파지가이드부재(211)의 타단부에는 탈착지지모듈(130)과의 탈부착 결합을 위한 파지돌부(213)가 돌출 형성되도록 한다. 한 쌍의 가림브라켓(212)은 이음매의 양측으로 이격 배치됨에 따라 한 쌍의 가림브라켓(212) 사이에서 이음매가 안정되게 노출되도록 하고, 용접장치(20)의 용접헤드(26)가 이동되는 경로를 형성하며, 용접 과정에서 파지날개모듈(220)을 보호하고, 용접 과정에서 발생되는 이물질의 비산을 방지할 수 있다.

파지날개모듈(220)은 파지가이드모듈(210)의 하부에 결합되는 날개지지부(221)와, 용접구간별로 구획되어 날개지지부(221)에 피벗 운동 가능하게 결합되는 파지날개부(222)를 포함할 수 있다. 파지날개모듈(220)은 날개지지부(221)에서 파지날개부(222)를 수평 이동시키는 위치조정부(224)를 더 포함할 수 있다. 위치조정부(224)는 성형강판(P)의 직경에 대응하여 파지날개부(222)를 수평 이동시켜 이음매가 공급슈모듈(140)의 상측에 안정되게 배치되도록 한다.

파지날개부(222)에는 성형강판(P)의 이음매 일측을 가압하는 파지가압부(225)가 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 파지가압부(225)는 파지날개부(222)의 길이 방향을 따라 둘 이상이 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 파지가압부(225)는 이음매의 용접 과정에서 용접장치(20)에 의해 파손 또는 변형되는 경우, 교체를 원활하게 하여 파지날개부(222)가 성형강판(P)을 안정되게 파지하도록 한다.

파지날개모듈(220)은 파지날개부(222)와 위치조정부(224) 사이에 구비되는 피벗지지부(223)를 더 포함할 수 있다. 피벗지지부(223)는 날개지지부(221)에 끼움 결합된 상태로 날개지지부(221)에서 탈부착이 가능하므로, 파지날개부(222)의 폭을 보강할 수 있다.

파지구동모듈(230)은 파지가이드모듈(210)에 결합되어 파지날개모듈(220)의 피벗 운동을 위한 구동력을 발생시키는 파지구동부(231)와, 파지구동부(231)의 구동력에 의해 파지날개부(222)가 피벗 운동되도록 파지구동부(231)와 파지날개모듈(220)의 파지날개부(222)를 연결하는 구동연결부(232)를 포함할 수 있다. 구동연결부(232)는 파지날개부(222)의 피벗 중심으로부터 이격 배치되어 파지날개부(222)의 피벗 운동을 원활하게 할 수 있다.

파지구동모듈(230)은 파지가이드모듈(210)을 기준으로 파지날개부(222)를 탄성 지지하는 복귀모듈(240)을 더 포함할 수 있다. 복귀모듈(240)은 파지가이드모듈(210)의 파지가이드부재(211) 또는 가림브라켓(212)에 구비되는 제1지지로드(241)와, 파지날개부(222)의 피벗 중심으로부터 이격 배치되는 제2지지로드(242)와, 탄성을 가지고 제2지지로드(242)와 제2지지로드(242)를 연결하는 탄성복귀부(243)를 포함할 수 있다. 그러면, 파지구동모듈(230)의 구동력이 해제됨에 따라 파지날개부(222)를 성형강판(P)으로부터 간편하게 이격시킬 수 있다.

쉴드유닛(300)은 쉴드가스를 공급하는 쉴드가스공급부(310)와, 용접구간별로 쉴드가스의 공급 경로를 형성하도록 쉴드가스공급부(310)에 연결되는 둘 이상의 쉴드가스라인(320)과, 용접구간별로 쉴드가스의 공급 경로를 형성하도록 쉴드가스라인(320) 또는 쉴드가스유로(330)와 1:1 대응으로 배치되어 쉴드가스라인(320) 또는 쉴드가스유로(330)를 개폐하는 둘 이상의 쉴드개폐밸브(340)를 포함할 수 있다. 여기서, 쉴드가스라인(320)은 배관안착유닛(100)의 배관지지모듈(110) 외부에 구비되고, 쉴드가스유로(330)는 배관안착유닛(100)의 배관지지모듈(110)에 내장되며, 쉴드가스유로(330)는 쉴드연결홀(111)을 매개로 공급슈모듈(140)의 쉴드공급홀(141)과 연통된다.

맨드릴장치(10)는 이음매의 용접 방향에 대응하여 용접구간별로 쉴드가스의 공급 여부를 제어하는 용접제어유닛(500)을 더 포함할 수 있다. 용접제어유닛(500)은 쉴드가스의 공급 여부 제어와 더불어 이음매의 용접 방향에 대응하여 용접구간별로 성형강판(P)의 파지 여부를 제어할 수 있다.

용접제어유닛(500)은 이음매의 용접 방향에 대응하여 각 용접구간의 시작점 또는 각 용접구간의 시작점 이전에 배치되어 용접장치(20)를 감지하는 둘 이상의 쉴드구간감지부(531)와, 쉴드구간감지부(531)의 감지신호를 수신하는 쉴드신호입력부(532)와, 이음매의 용접 방향에 대응하여 용접장치(20)가 이음매를 용접하기 전에 용접이 시작되는 용접구간에 쉴드가스가 공급되도록 쉴드신호입력부(532)의 감지신호에 따라 쉴드유닛(300)을 제어하는 쉴드제어부(533)를 포함할 수 있다.

쉴드제어부(533)는 쉴드유닛(300)을 제어함은 물론 용접장치(20)가 이음매를 용접하기 전에 용접이 시작되는 용접구간에서 배관파지유닛(200)이 성형강판(P)을 파지하도록 배관파지유닛(200)을 제어하도록 함으로써, 용접장치(20)가 용접하고자 하는 용접구간에서 성형강판(P)을 미리 파지하여 용접의 연속성을 가지고 용접 속도를 향상시킬 수 있다.

쉴드구간감지부(531)는 이음매의 용접 방향에 대응하여 마지막 용접구간의 종료점 또는 마지막 용접구간의 종료점 이전에 추가로 배치된다. 이에 따라, 용접제어유닛(500)은 추가로 배치된 쉴드구간감지부(531)로부터 입력되는 쉴드신호입력부(532)의 감지신호에 따라 이음매의 종료점에서 용접이 종료되도록 용접장치(20)를 제어하는 종료확인부(551)를 더 포함할 수 있다.

맨드릴장치(10)는 배관안착유닛(100)으로부터 이음매를 향해 냉각가스가 분사되도록 배관안착유닛(100)에 냉각가스를 공급하는 냉각유닛(400)을 더 포함할 수 있다.

냉각유닛(400)은 냉각가스를 공급하는 냉각가스공급부(410)와, 용접구간별로 냉각가스의 공급 경로를 형성하도록 냉각가스공급부(410)에 연결되는 둘 이상의 냉각가스라인(420)과, 용접구간별로 냉각가스의 공급 경로를 형성하도록 냉각가스라인(420)과 배관안착유닛(100)을 연결하는 둘 이상의 냉각가스유로(430)와, 냉각가스라인(420) 또는 냉각가스유로(430)와 1:1 대응으로 배치되어 냉각가스라인(420) 또는 냉각가스유로(430)를 개폐하는 둘 이상의 냉각개폐밸브(440)를 포함할 수 있다. 여기서, 냉각가스라인(420)은 배관안착유닛(100)의 배관지지모듈(110) 외부에 구비되고, 냉각가스유로(430)는 배관안착유닛(100)의 배관지지모듈(110)에 내장되며, 냉각가스유로(430)는 냉각연결홀(112)을 매개로 공급슈모듈(140)의 냉각공급홀(142)과 연통된다.

여기서, 맨드릴장치(10)가 냉각유닛(400)을 더 포함하는 경우, 용접제어유닛(500)은 쉴드가스의 공급 여부를 제어함은 물론 이음매의 용접 방향에 대응하여 용접구간별로 냉각가스의 공급 여부를 제어할 수 있다.

이에 따라 용접제어유닛(500)은 상술한 둘 이상의 쉴드구간감지부(531)와, 쉴드신호입력부(532)와, 쉴드제어부(533)에 부가하여 이음매의 용접 방향에 대응하여 각 용접구간의 종료점 이후에 쉴드구간감지부(531)로부터 기설정된 간격으로 이격 배치되고 용접장치(20)를 감지하는 둘 이상의 냉각구간감지부(541)와, 냉각구간감지부(541)의 감지신호를 수신하는 냉각신호입력부(542)와, 이음매의 용접 방향에 대응하여 용접이 종료된 용접구간에 쉴드가스의 공급을 종료하고 냉각가스가 공급되도록 냉각신호입력부(542)의 감지신호에 따라 쉴드유닛(300)과 냉각유닛(400)을 제어하는 냉각제어부(543)를 포함할 수 있다.

일예로, 용접제어유닛(500)은 냉각가스의 공급 여부를 제어함과 더불어 이음매의 용접 방향에 대응하여 용접구간별로 냉각이 완료된 용접구간에 대해 순차적으로 성형강판(P)의 파지를 해제할 수 있다. 좀더 자세하게, 냉각제어부(543)는 냉각유닛(400)을 제어함은 물론 냉각이 완료된 구간에서 배관파지유닛(200)이 성형강판(P)으로부터 이격되도록 배관파지유닛(200)을 제어할 수 있다.

다른 예로, 용접제어유닛(500)은 냉각가스의 공급 여부를 제어함과 더불어 이음매의 용접 방향에 대응하여 성형강판(P)의 전체 냉각이 완료됨에 따라 성형강판(P) 전체의 파지를 한번에 해제할 수 있다. 좀더 자세하게, 용접제어유닛(500)은 이음매의 용접이 종료되고 이음매의 냉각이 완료됨에 따라 배관파지유닛(200)이 성형강판(P)으로부터 이격되도록 배관파지유닛(200)을 제어하는 파지제어부(561)를 더 포함할 수 있다.

용접제어유닛(500)은 배관안착유닛(100)에서 성형강판(P)의 끼움 결합 상태를 확인하는 배관확인부(511)와, 이음매의 용접 방향에 대응하여 이음매의 시작점에서 용접이 개시되도록 용접장치(20)를 제어하는 용접개시부(521)와, 이음매의 용접 방향에 대응하여 이음매의 용접 종료점에서 용접이 종료된 다음 용접장치(20)가 초기 위치로 복귀하도록 용접장치(20)를 제어하는 용접복귀부(552) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.

용접장치(20)는 용접을 위한 아크를 발생시키는 용접헤드(26)가 구비된 용접부(25)와, 이음매의 용접 방향에 대응하여 용접부(25)의 수평 이동 경로를 형성하는 수평가이드(21)와, 용접부(25)가 수평가이드(21)를 따라 이동되도록 용접부(25)를 수평 이동시키는 수평구동부(22)와, 이음매의 용접 방향과 교차되도록 용접부(25)의 승강 이동 경로를 형성하는 수직가이드(23)와, 용접부(25)가 수직가이드를 따라 이동되도록 용접부(25)를 승강 이동시키는 수직구동부(24)를 포함할 수 있다. 용접헤드(26)는 이음매를 향해 쉴드가스를 분사할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조장치의 동작을 살펴보면, 용접구간은 이음매의 용접 방향을 따라 이음매의 시작점으로부터 제1구간 내지 제5구간(A1, A2, A3, A4, A5)으로 구획되고, 이에 대응하여 슈고정홈(113)에 5개의 공급슈모듈(140)이 각 구간에 삽입되며, 한 쌍의 파지가이드모듈(210)에 각각 5개의 파지날개모듈(220)이 피벗 운동 가능하게 결합되고, 쉴드유닛(300)의 쉴드가스라인(320)과 쉴드가스유로(330) 및 냉각유닛(400)의 냉각가스라인(420)과 냉각가스유로(430)도 각가 5개가 구비된다.

용접구간별로 쉴드가스 또는 냉각가스가 공급되면, 해당 용접구간에서는 공급슈모듈(140)을 통해 쉴드가스 또는 냉각가스가 이음매을 향해 배출된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배관 제조방법은 1구간용접단계와, 2구간용접단계와, 반복용접단계를 포함하고, 용접종료단계를 더 포함하며, 용접개시단계를 더 포함하며, 배관정위치단계를 더 포함하고, 용접복귀단계를 더 포함하며, 파지해제단계를 더 포함하고, 배관배출단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 배관정위치단계와, 용접개시단계와, 1구간용접단계와, 2구간용접단계와, 반복용접단계와, 용접종료단계와, 용접복귀단계와 배관배출단계가 차례로 진행되는 것으로 설명한다.

배관정위치단계는 배관지지모듈(110)에 성형강판(P)을 정위치시킨다.

초기 상태에서 도 2에 도시된 바와 같이 맨드릴장치(10)의 측면을 기준으로 배관안착유닛(100)의 일측으로 배관파지유닛(200)이 이격 배치된다. 그리고 배관지지모듈(110)과 성형강판(P)을 끼움 결합한 다음, 도 3에 도시된 바와 같이 승강바디(135)를 배관안착유닛(100)의 하측으로 이동시킨다. 마지막으로 승강바디(135)를 상승시키면, 승강바디(135)는 배관지지모듈(110)과 파지가이드모듈(210)을 지지 고정함으로써, 이음매의 용접 방향은 슈고정홈(113)의 길이 방향과 일치되고, 슈고정홈(113)의 상측으로 이음매가 위치하게 되며, 성형강판(P)을 배관지지모듈(110)에 정위치시킬 수 있다. 이때, 배관확인부(511)를 통해 배관안착유닛(100)에서 성형강판(P)의 끼움 결합 상태를 확인할 수 있다. 탈착지지모듈(130)의 승강구동부(137)의 동작에 따라 승강바디(135)의 탈착홈부(1352)와 파지홈부(1354)에 각각 배관지지모듈(110)의 탈착돌부(115)와 파지가이드모듈(210)의 파지돌부(213)가 안착 지지될 때, 배관확인부(511)는 배관안착유닛(100)에서 성형강판(P)의 끼움 결합 상태를 확인할 수 있다.

용접개시단계는 이음매의 용접 방향을 따라 이음매의 시작점부터 용접을 실시하기 위해 용접장치(20)를 이음매의 시작점으로 이동시킨다.

배관확인부(511)를 거쳐 성형강판(P)이 배관지지모듈(110)에 정위치되면, 용접개시부(521)는 용접장치(20)를 제어하여 용접헤드(26)를 수평 이동 또는 승강 이동시킴으로써, 용접헤드(26)를 이음매의 시작점으로 이동시킬 수 있다.

1구간용접단계는 용접구간 중 제1구간(A1)의 용접을 실시한다.

1구간용접단계는 용접장치(20)의 이동에 따라 이음매의 용접 방향에 대응하여 제1구간(A1)의 시작점 또는 제1구간(A1)의 시작점 이전에 구비된 쉴드구간감지부(531)를 통해 용접장치를 감지하는 제1쉴드감지단계와, 제1쉴드감지단계를 거친 다음, 쉴드제어부(533)가 쉴드유닛(300)을 동작시켜 제1구간(A1)에 쉴드가스를 공급하는 제1쉴드제어단계와, 제1구간(A1)에 쉴드가스가 공급되는 상태에서 용접장치(20)를 통해 제1구간(A1)의 이음매를 용접하는 제1용접단계를 포함할 수 있다. 이때, 제1쉴드제어단계는 제1구간(A1)에 쉴드가스를 공급함은 물론 제1구간(A1)에 구비된 배관파지유닛(200)이 성형강판(P)을 파지할 수 있다.

2구간용접단계는 용접구간 중 제2구간(A2)의 용접을 실시한다.

2구간용접단계는 용접장치(20)의 이동에 따라 이음매의 용접 방향에 대응하여 제2구간(A2)의 시작점 또는 제2구간(A2)의 시작점 이전에 구비된 쉴드구간감지부(531)를 통해 용접장치(20)를 감지하는 제2쉴드감지단계와, 제2쉴드감지단계를 거친 다음 쉴드제어부(533)가 쉴드유닛(300)을 동작시켜 제2구간(A2)에 쉴드가스를 공급하는 제2쉴드제어단계와, 제2구간(A2)에 쉴드가스가 공급되는 상태에서 용접장치(20)를 통해 제2구간(A2)의 이음매를 용접하는 제2용접단계를 포함할 수 있다. 이때, 제2쉴드제어단계는 제2구간(A2)에 쉴드가스를 공급함은 물론 제2구간(A2)에 구비된 배관파지유닛(200)이 성형강판(P)을 파지할 수 있다.

2구간용접단계는 용접장치(20)의 이동에 따라 이음매의 용접 방향에 대응하여 제1구간(A1)의 종료점 이후에 제2구간(A2)에서 쉴드구간감지부(531)로부터 기설정된 간격으로 이격 배치된 냉각구간감지부(541)를 통해 용접장치(20)를 감지하는 제1냉각감지단계와, 제1냉각감지단계를 거친 다음 쉴드제어부(533)가 쉴드유닛(300)을 동작시켜 제1구간(A1)에 공급되는 쉴드가스를 차단하고, 냉각제어부(543)가 냉각유닛(400)을 동작시켜 제1구간(A1)에 냉각가스를 공급하는 제1냉각제어단계를 더 포함할 수 있다.

반복용접단계는 용접구간 중 제3구간(A3)부터의 용접을 반복 실시한다.

반복용접단계는 용접장치(20)의 이동에 따라 이음매의 용접 방향에 대응하여 제n구간(n은 3과 같거나 큰 자연수)의 시작점 또는 제n구간의 시작점 이전에 구비된 쉴드구간감지부(531)를 통해 용접장치(20)를 감지하는 제n쉴드감지단계와, 제n쉴드감지단계를 거친 다음 쉴드제어부(533)가 쉴드유닛(300)을 동작시켜 제n구간에 쉴드가스를 공급하는 제n쉴드제어단계와, 제n구간에 쉴드가스가 공급되는 상태에서 용접장치(20)를 통해 제n구간의 이음매를 용접하는 제n용접단계를 포함할 수 있다. 이때, 제n쉴드제어단계는 제n구간에 쉴드가스를 공급함은 물론 제n구간에 구비된 배출파지유닛이 성형강판을 파지할 수 있다.

반복용접단계는 용접장치(20)의 이동에 따라 이음매의 용접 방향에 대응하여 제n-1구간의 종료점 이후에 제n구간에서 쉴드구간감지부(531)로부터 기설정된 간격으로 이격 배치된 냉각구간감지부(541)를 통해 용접장치를 감지하는 제n-1냉각감지단계와, 제n-1냉각감지단계를 거친 다음 쉴드제어부(533)가 쉴드유닛(300)을 동작시켜 제n-1구간에 공급되는 쉴드가스를 차단하고, 냉각제어부(543)가 냉각유닛(400)을 동작시켜 제n-2구간에 공급되는 냉각가스를 차단함과 더불어 제n-1구간에 냉각가스를 공급하는 제n-1냉각제어단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 제n-1냉각제어단계에서는 배관파지유닛(200)을 동작시켜 제n-2구간에서 성형강판(P)의 파지를 해제할 수 있다.

그리고 구획된 용접구간의 개수를 m이라 하면, n=m인 경우, 반복용접단계를 종료하고, 용접종료단계를 실시한다.

용접종료단계는 구획된 용접구간의 개수에 대응하여 마지막 용접구간의 종료점 또는 마지막 용접구간의 종료점 이전에 쉴드구간감지부(531)를 통해 용접장치(20)를 감지하는 종료감지단계와, 종료감지단계를 거친 다음 종료확인부(551)를 통해 이음매의 종료점에서 용접이 종료되도록 용접장치를 제어하는 종료확인단계를 포함할 수 있다.

용접종료단계는 용접장치(20)가 이음매 종료점을 지난 다음, 마지막 쉴드구간감지부로부터 기설정된 간격으로 이격 배치된 냉각구간감지부(541)를 통해 용접장치(20)를 감지하는 종료냉각감지단계와, 종료냉각감지단계를 거친 다음 쉴드제어부(533)가 쉴드유닛(300)을 동작시켜 제m구간((A5), 마지막 용접구간)에 공급되는 쉴드가스를 차단하고, 냉각제어부(543)가 냉각유닛(400)을 동작시켜 제m-1구간에 공급되는 냉각가스를 차단함과 더불어 제m구간((45),마지막 용접구간)에 냉각가스를 공급하는 종료냉각제어단계를 더 포함할 수 있다. 종료냉각제어단계에서는 배관파지유닛(200)을 동작시켜 제m-1구간에서 성형강판(P)의 파지를 해제할 수 있다.

용접복귀단계는 용접복귀부(552)를 통해 용접을 마친 용접장치(20)를 초기 위치로 복귀시킨다.

마지막으로, 배관배출단계는 탈착지지모듈(130)에서 승강바디(135)를 초기 위치로 이동시킨다. 배관배출단계에서는 이음매의 용접이 완료된 성형강판(P)을 배관안착유닛(100)으로부터 분리할 수 있다.

그리고 파지해제단계는 상술한 바와 같이 진행 과정에서 순차적으로 진행될 수 있다. 또한, 파지해제단계는 배관파지유닛(200)이 용접의 종료까지 성형강판(P)을 파지하였다가, 용접종료단계 이후에 동시에 진행될 수 있다.

상술한 스마트 배관 제조방법에 따르면, 띠 형상의 강판을 구부리거나 접어서 파이프 형상으로 성형된 성형강판(P)에서 선형으로 형성되는 이음매를 안정되게 용접할 수 있다.

또한, 본 발명은 성형강판(P)의 용접 이음매를 보다 효과적으로 용접함으로써 용접품질을 향상시킬 수 있고, 배관의 용접작업 시 효율적인 용접 제어를 통해 제작되는 배관의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 배관안착유닛(100)에서 성형강판(P)을 정위치시키고, 용접시 배관안착유닛(100)에서 성형강판(P)이 유동되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 배관지지모듈(110)에서 성형강판(P)의 탈부착을 간편하게 하고, 성형강판(P)의 탈부착 과정에서 탈착지지모듈(130)이 간섭되는 것을 방지하며, 성형강판(P)이 배관지지모듈(110)에 결합된 상태에서 배관지지모듈(110)을 안정되게 지지할 수 있다.

또한, 쉴드유닛(300)에서 공급되는 쉴드가스와 냉각유닛(400)에서 공급되는 냉각가스를 이음매의 용접 방향을 따라 균일하게 분해하여 이음매에 쉴드가스와 냉각가스를 분산 배출시킬 수 있다.

또한, 성형강판(P)의 직경에 대응하여 파지날개모듈(220)이 성형강판(P)을 파지하는 위치를 조절할 수 있고, 이음매를 일정하게 유지시킬 수 있다.

또한, 성형강판(P)의 파지 해제를 간편하게 하고, 성형강판(P)의 파지 해제에 따른 충격을 방지할 수 있다.

또한, 용접구간의 구획과 더불어 쉴드가스와 냉각가스의 공급을 제어함으로써, 용접시 소모되는 쉴드가스와 냉각가스를 절약함은 물론, 용접 속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 용접구간에 대응하여 배관파지유닛(200)이 순차적으로 동작됨에 따라 용접에 따른 열변형을 극복하여 이음매의 직진성을 향상시키고, 용접 효율을 극대화시키며, 용접된 이음매의 불량을 최소화시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.

A1: 제1구간 A2: 제2구간 A3: 제3구간
A4: 제4구간 A5: 제5구간 P: 성형강판
10: 맨드릴장치 20: 용접장치 21: 수평가이드
22: 수평구동부 23: 수직가이드 24: 수직구동부
25: 용접부 26: 용접헤드 100: 배관안착유닛
110: 배관지지모듈 111: 쉴드연결홀 112: 냉각연결홀
113: 슈고정홈 114: 버퍼공간 115: 탈착돌부
120: 고정지지모듈 130: 탈착지지모듈 131: 왕복레일
132: 왕복바디 132a: 완충정지부 133: 왕복바퀴부
134: 왕복구동부 135: 승강바디 1351: 가이드지지부
1352: 탈착홈부 1353: 바디연장부 1354: 파지홈부
136: 승강가이드부 137: 승강구동부 138: 정지감지부
140: 공급슈모듈 141: 쉴드공급홀 142: 냉각공급홀
143: 가스배출홀 143a: 확산부 144: 가스공급유로
200: 배관파지유닛 210: 파지가이드모듈 211: 파지가이드부재
212: 가림브라켓 213: 파지돌부 220: 파지날개모듈
221: 날개지지부 222: 파지날개부 223: 피벗지지부
224: 위치조정부 225: 파지가압부 230: 파지구동모듈
231: 파지구동부 232: 구동연결부 240: 복귀모듈
241: 제1지지로드 242: 제2지지로드 243: 탄성복귀부
300: 쉴드유닛 310: 쉴드가스공급부 320: 쉴드가스라인
330: 쉴드가스유로 340: 쉴드개폐밸브 400: 냉각유닛
410: 냉각가스공급부 420: 냉각가스라인 430: 냉각가스유로
440: 냉각개폐밸브 500: 용접제어유닛 511: 배관확인부
521: 용접개시부 531: 쉴드구간감지부 532: 쉴드신호입력부
533: 쉴드제어부 541: 냉각구간감지부 542: 냉각신호입력부
543: 냉각제어부 551: 종료확인부 552: 용접복귀부

Claims

띠 모양의 강판을 구부리거나 접어서 파이프 형상으로 성형된 성형강판을 맨드릴장치를 통해 정위치에 고정하는 배관정위치 단계; 배관파지유닛으로 이음매의 용접 방향에 대응하여 이음매가 선형으로 정위치되도록 성형강판을 파지하는 단계; 용접장치가 성형강판의 길이 방향을 따라 이동하면서 성형강판에서 선형으로 형성된 이음매를 용접하는 배관용접 단계; 성형강판과 끼움 결합되는 배관안착유닛을 이용하여 성형강판의 내부에서 이음매를 향해 쉴드가스를 분사하는 단계; 상기 배관안착유닛으로부터 이음매를 향해 쉴드가스가 분사되도록 쉴드유닛을 이용하여 상기 배관안착유닛에 쉴드가스를 공급하는 단계; 및 냉각유닛을 이용하여 용접되는 상기 성형강판의 이음매를 향해 냉각가스를 분사함으로써 용접부위를 냉각시키는 배관냉각 단계;를 포함하고,
상기 배관용접 단계에서, 용접 작업 시 용접제어유닛을 이용하여 쉴드가스의 공급 여부 제어와, 이음매의 용접 방향에 대응하여 용접구간별로 성형강판의 파지 여부 제어, 및 상기 냉각유닛을 이용하여 이음매의 용접 방향에 대응하여 용접구간별로 냉각가스의 공급 여부를 제어하는 용접제어 단계를 더 포함하며,
상기 용접제어 단계에서, 이음매의 용접 방향에 대응하여 각 용접구간의 시작점 또는 각 용접구간의 시작점 이전에 둘 이상의 쉴드구간감지부가 배치되어 용접장치를 감지하는 단계, 쉴드신호입력부를 이용하여 상기 쉴드구간감지부의 감지신호를 수신하는 단계, 및 쉴드제어부를 통해 이음매의 용접 방향에 대응하여 상기 용접장치가 이음매를 용접하기 전에 용접이 시작되는 용접구간에 쉴드가스가 공급되도록 상기 쉴드신호입력부의 감지신호에 따라 상기 쉴드유닛을 제어하는 단계를 포함하는 스마트 배관 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 성형강판 파지단계에서, 상기 배관파지유닛은 상기 쉴드유닛과 함께 동작되어 이음매의 용접 방향을 따라 용접구간별로 순차적으로 성형강판을 파지할 수 있는 스마트 배관 제조방법.
삭제
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제 1 항에 있어서,
상기 용접제어 단계에서, 파지제어부를 이용하여 이음매의 용접이 종료되고 이음매의 냉각이 완료됨에 따라 상기 배관파지유닛이 성형강판으로부터 이격되도록 상기 배관파지유닛을 제어하는 스마트 배관 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 배관용접 단계에서, 이음매의 용접 방향을 따라 이음매의 시작점부터 용접을 실시하기 위해 용접장치를 이음매의 시작점으로 이동시키는 용접개시단계, 및 용접복귀부를 통해 용접을 마친 용접장치를 초기 위치로 복귀시키는 용접복귀단계를 포함하는 스마트 배관 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 배관용접 단계에서, 이음매의 용접이 완료된 성형강판을 상기 배관안착유닛으로부터 분리하는 배관배출단계를 더 포함하는 스마트 배관 제조방법.