KR102147216B1 - 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치 및 그 방법 - Google Patents

크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 섬유강화복합소재 배관의 연결부를 섬유강화복합재 테이프로 라미네이트 접합하여 적층하면서 연결하는 적층 장치로서, 배관 내부를 주행하면서 인접한 배관에 연결하는 섬유강화복합재 테이프를 제공하는 장치 본체와 장치 본체의 일부분을 구성하며 장치 본체를 상기 배관 내부에서 이동시키는 드라이빙 유닛과 장치 본체의 일부분을 구성하며 배관의 접합부위를 연결시키는 섬유강화복합재 테이프를 제공하는 테이프 공급유닛과 장치 본체의 일부분을 구성하며 설정된 압력을 제공하여 섬유강화복합재 테이프를 배관에 접합시키는 컴팩션(Compaction) 유닛과 장치 본체의 일부분에 설치되며 배관 내면을 그라인딩하는 그라인더와 수지를 분사하여 배관의 접합 영역에 발생된 불균일한 균열이나 홈을 매우는 수지 퍼터링으로 구성되는 표면처리유닛과 장치본체의 일부분에 설치되며 드라이빙 유닛에 연결되어 배관 관경의 크기에 따라 늘어나거나 줄어들면서 장치 본체의 사이즈를 조절하는 사이즈 조절유닛 및 장치 본체의 일부분에 설치되며 드라이빙 유닛, 테이프 공급유닛, 컴팩션 유닛, 표면 마감유닛 및 사이즈 조절유닛에 연결되어 드라이빙 유닛, 테이프 공급유닛, 컴팩션 유닛, 표면 마감유닛 및 사이즈 조절유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치 및 그 방법{AUTOMATIC LAMINATING APPARATUS AND METHOD THEREOF FOR JOINING PROCESS OF PIPING JOINTS WITH ADJUSTABLE SIZE}
본 발명은 배관의 이음부를 접합하는 적층 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 FRP(Fiberglass Reinforced Plastics) 배관에 대하여 배관의 연결부에 내부 덧붙이 적층(Inside overlay)영역에 대한 라미네이팅 접합 공법(Laminating Connection Process) 적용을 위한 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
오늘날 지하에 매설되는 대부분의 배관재는 성형성이 양호하고 경제적이며 내구성이 좋은 합성수지 배관재이다. 이러한 합성수지 배관재는 성형성과 경제성을 고려하여 경질 PE수지를 사용하고 있으나, PE수지는 그 강도가 약한 편에 속하므로 평활관으로 사용하는 경우는 매우 드물고, 통상적으로는 그 강도 보강을 위하여 경질 PE 이중벽관으로 사용되고 있다.
한편, 이러한 PE수지의 강도를 보강하는 방법으로서 경질 PE 이중벽관을 제작하여 사용하는 방법 이외에, PVC 재질의 합성수지관을 사용하기도 한다. 그런데, PVC 합성수지관은 그 강도가 높다는 장점이 있으나, 아직까지 이중벽관을 제조하는 방법이 개발되지 못한 관계로 PVC 평활관으로서만 사용되고 있을 뿐, PVC 이중벽관으로서는 사용되고 있지 못한 실정이다. 결과적으로 오늘날 합성수지관으로서는 경질 PE 이중벽관과 PVC 평활관이 주로 사용되고 있다고 할 수 있다. 또한 강관의 경우 지하 토양의 직접접촉 등과 같은 문제로 부식 발생으로 사용 수명의 제한과 빠른 부식으로 인한 2차 오염 문제 최종적으로 강관의 파손, 파단으로 인한 2차사고 및 공급 중단의 문제가 발생하고 있다.
이러한 합성수지관은 그 성형성이 양호하므로, 오늘날 자동공정에 의해 생산 제조되고 있으며, 필요한 길이(약 4m 정도)로 절단되어 현장으로 공급되어지고, 그 곳에서 연결작업이 진행되어지는 것이 통상적이다. 실제 배관공사의 현장에서는 개별적으로 절단된 합성수지관을 매설해가면서, 각각의 합성수지관을 하나씩 하나씩 연결하여 전체적으로 연속적인 배관을 형성하게 된다. 이때, 합성수지관의 연결방법은 인력을 통한 수작업 적층(Hand layup) 공정과 이때 부가적으로 사용하는 방식은 열융착 방식 전기융착 열수축 방식 등이 주로 사용된다.
또한, 섬유강화복합소재(통상 섬유, 탄소섬유, 아라미드계섬유) 배관은 화학 저장 탱크, 배관 시스템, 장치 및 기타 유형의 산업 공정 장비를 구성하는데 널리 활용되고 있으며, 내화학성 및 내식성을 목적으로 사용되고 있다. 금속재 배관에 비해 유지보수가 적고 제품수명이 긴 장점이 있으며 열경화성수지(폴리에스테르, 비닐 에스테르, 에폭시)와 유리섬유로 구성된 제품이 시장에 다양한 제품으로 유통되고 있다. 기계적 강도가 우수하고 내부식성 및 경량, 내열성, 단열성이 우수하고 제품의 수리가 편리하지만 유지보수가 불편한 단점이 있다. 화학 설비의 기체 및 유체의 처리, 유체의 저장 및 습식 또는 건식 가스 처리를 위해 산업 시장에 널리 사용되고 있고, 지하매설 수도관 및 하수관에도 사용되고 있다.
또한, 현재 공정에서는 많은 인력이 필요하며 배관 길이에 따른 질식, 가스 중독, 작업대 설치로 인한 배관 과하중 및 부대비용의 과도한 발생, 안전 관리자의 업무 부담 등의 문제점을 가지고 있다.
대한민국 공개특허번호 특2003-0003437호(발명의 명칭 : 합성수지관의 연결방법)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 섬유강화복합재 소재의 배관의 연결부에 대하여 기존에 각 배관이 연결되는 결합 공정에서 다수의 작업자와 긴 경화시간이 요구되는 작업의 시간을 효율적으로 단축이 가능하고, 설정된 직경의 배관이나 덕트 이음부를 접합하는 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한, 배관의 관경에 따라 크기의 조절이 가능한 기능이 구비된 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 섬유강화복합소재 배관의 연결부를 섬유강화복합재 테이프로 라미네이트 접합하여 적층하면서 연결하는 적층 장치로서, 상기 배관 내부를 주행하면서 인접한 배관에 연결하는 상기 섬유강화복합재 테이프를 제공하는 장치 본체; 상기 장치 본체의 일부분을 구성하며 상기 장치 본체를 상기 배관 내부에서 이동시키는 드라이빙 유닛; 상기 장치 본체의 일부분을 구성하며 상기 배관의 접합부위를 연결시키는 상기 섬유강화복합재 테이프를 제공하는 테이프 공급유닛; 상기 장치 본체의 일부분을 구성하며 설정된 압력을 제공하여 상기 섬유강화복합재 테이프를 배관에 접합시키는 컴팩션(Compaction) 유닛; 상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 배관 내면을 그라인딩하는 그라인더와 수지를 분사하여 상기 배관의 접합 영역에 발생된 불균일한 균열이나 홈을 매우는 수지 퍼터링으로 구성되는 표면처리유닛; 상기 장치본체의 일부분에 설치되며 상기 드라이빙 유닛에 연결되어 상기 배관 관경의 크기에 따라 늘어나거나 줄어들면서 상기 장치 본체의 사이즈를 조절하는 사이즈 조절유닛; 및 상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 드라이빙 유닛, 테이프 공급유닛, 컴팩션 유닛, 표면 마감유닛 및 사이즈 조절유닛에 연결되어 상기 드라이빙 유닛, 테이프 공급유닛, 컴팩션 유닛, 표면 마감유닛 및 사이즈 조절유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 드라이빙 유닛은, 상기 장치 본체의 하부에 설치되어 상기 장치 본체를 상기 배관 내부에서 이동시키는 구동바퀴; 상기 구동바퀴를 상기 장치 본체에 연결시키면서 상기 구동바퀴를 상기 배관 상에서 설정된 위치로 가이드 하는 가이드 링크; 및 상기 구동바퀴와 연결되고 상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 구동바퀴를 설정된 각도로 회전시키면서 방향의 전환을 허용하는 회전부재;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 테이프 공급 유닛은, 상기 섬유강화복합재 테이프가 감기면서 수용되는 테이프 릴; 상기 테이프 릴에 연결되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 테이프 릴을 구동시키는 테이프 릴 구동기; 및 상기 테이프 릴을 통해서 상기 섬유강화복합재 테이프가 공급될 시 상기 섬유강화복합재 테이프에 상기 컨트롤러의 제어에 의해 설정된 압력을 가하여 인장력을 제공하는 텐션 제어기;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 컴팩션 유닛은, 상기 섬유강화복합재 테이프가 상기 배관의 표면에 밀착이 가능하도록 압력을 가하는 푸시 부재; 및 상기 푸시 부재에 연결되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 푸시 부재에 가해지는 압력을 제어하는 컴팩션 액츄에이터;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 사이즈 조절유닛은, 상기 드라이빙 유닛에 연결되며 상기 드라이빙 유닛을 유압으로 밀거나 당기면서 길이를 조절하는 다단의 텔레스코프 파이프의 형상으로 제작되는 텔레스코픽 실린더; 상기 장치 본체의 일부분에 구비되며 상기 텔레스코픽 실린더에 연결되어 상기 텔레스코픽 실린더의 회전을 허용하는 회전각 센서; 및 상기 리프트 실린더에 연결되어 상기 리프트 실린더가 작동하는 동력을 제공하는 실린더 구동기;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 배관의 연결부에 상기 섬유강화복합재 테이프가 부착되는 영상정보를 인식하는 카메라와 레이저로 상기 배관 연결부 위치의 영상정보를 인식하여 영상 처리 프로세스틀 통한 자기 위치를 인식하는 레이저 라인 비젼 센서로 구성되는 탐색유닛;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 테이프 공급유닛에 공급되는 상기 섬유강화복합재 테이프에 수지를 함침하기 위해, 경화재 적재 탱크, 수지 적재 탱크 및 촉진재 적재 탱크가 각각 구비되어 설정된 양의 수지, 경화재 및 촉진재를 배합하여 공급하는 함침부재;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 테이프 공급 유닛을 통해 공급되는 함침된 상기 섬유강화복합재 테이프에 적외선의 열을 가하여 상기 섬유강화복합재 테이프의 내부에 유지된 수지의 점도를 향상시키는 적외선 히터;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 배관에 부착된 상기 섬유강화복합재 테이프를 설정된 길이로 커팅하는 커팅기;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 장치 본체에서 상기 배관에 직각 방향으로 위치 운동이 가능하게 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 섬유강화복합재 테이프와 상기 배관 사이에 수지를 분사하는 수지 스프레이;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 장치 본체가 상기 섬유강화복합재 테이프의 적합을 위해 주행하는 상기 배관의 직경은 1,000mm ~ 4,000mm 일 수 있다.
본 발명은 섬유강화복합소재 배관의 내면 연결부를 적층 장치를 이용하여 섬유강화복합재 테이프로 적층 접합하여 적층하면서 연결하는 적층 방법으로서, 기존 설치된 배관에 상기 적층 장치를 투입하고 상기 배관 내부를 정렬하는 배관 정렬단계; 상기 배관 정렬단계 후 상기 배관 내부를 주행하면서 컨트롤러에 연결된 레이저 라인 비젼 센서와 카메라를 이용하여 상기 배관 연결부위 접합 영역의 불연속면을 탐색하는 배관탐색단계; 상기 배관탐색단계를 거친후 상기 배관의 적층 영역을 계산하며 상기 접합 영역에 존재하는 홈이나 균열부를 탐지하여 그라인딩하고, 수지 퍼터링 유닛을 이용하여 퍼터링을 하는 표면처리단계; 상기 표면처리단계를 통해 표면 처리 작업이 완료된 상기 배관에 수지 스프레이로 수지를 분사하는 수지 분사단계; 상기 정렬단계를 통해서 정렬되고 상기 표면처리단계를 통해 그라인딩 되고 수지가 분사된 상기 배관에 상기 섬유강화복합재 테이프를 적층하는 테이프 적층 단계; 및 상기 배관의 관경 크기에 따라 유압을 이용하여 텔레스코픽 실린더의 길이를 늘이거나 줄이면서 상기 적층 장치의 사이즈를 조절하는 사이즈 조절단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 테이프 적층 단계를 통해 적층된 상기 배관을 주행하면서 상기 카메라와 레이저 라인 비젼 센서를 이용하여 상기 배관의 상황을 탐색하는 제 2배관탐색단계; 상기 제 2배관탐색단계를 통해 상기 배관을 주행하면서 상기 배관 연결부위의 틈새를 찾아 접합 영역을 계산하고 그라인딩하여 홈부 및 균열부를 매우면서 퍼터링과 표면 롤링을 수행하는 제 2표면처리단계; 상기 제 2표면처리단계를 통해 표면 처리 작업이 완료된 상기 배관에 상기 수지 스프레이를 이용하여 수지를 분사하는 제 2수지 분사단계; 및 상기 제 2수지 분사단계를 통해 수지가 분사된 상기 배관을 상기 섬유강화복합재 테이프로 적층하면서 접합하는 제 2테이프 적층단계;를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 설정된 직경(1,000mm 이상 4,000mm) 이하의 섬유강화복합소재 배관의 연결부에 적층 장치를 이용하여 자동으로 섬유강화복합재 테이프를 라미네이팅 적층하여 접합하므로 다수 인력투입과 긴 공정시간이 필요한 기존 작업 방식을 개선하고 섬유강화복합소재 배관 건설 현장의 빠른 건설 공사 기간에 기여할 수 있다.
또한, 사이즈 조절유닛을 이용하여 배관의 관경에 따라 적층 장치의 크기 조절이 가능하다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치의 개념도이다.
도 2는 상기 적층 장치를 이용해서 상기 배관에 테이프를 적층하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 상기 사이즈 조절유닛을 이용하여 상기 적층 장치의 크기를 조절하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 상기 적층 장치의 크기를 축소한 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 상기 적층 장치의 크기를 확장한 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 상기 적측 장치가 배관에 투입되어 사용되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 상기 배관의 내부 접합 적층 및 외부 접합 적층의 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 상기 적층 장치의 전체 구성블럭도이다.
도 9a 는 상기 적층 장치 각각의 제 1유닛별 구성블럭도를 나타낸 도면이다.
도 9b 는 상기 적층 장치 각각의 제 2유닛별 구성블럭도를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 방법의 순서도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치의 개념도이고, 도 2는 상기 적층 장치를 이용해서 상기 배관에 테이프를 적층하는 모습을 나타낸 도면이며, 도 3은 상기 사이즈 조절유닛을 이용하여 상기 적층 장치의 크기를 조절하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 4는 상기 적층 장치의 크기를 축소한 모습을 나타낸 도면이며, 도 5는 상기 적층 장치의 크기를 확장한 모습을 나타낸 도면이고, 도 6은 상기 적측 장치가 배관에 투입되어 사용되는 모습을 나타낸 도면이며, 도 7은 상기 배관의 내부 접합 적층 및 외부 접합 적층의 예를 나타낸 도면이고, 도 8은 상기 적층 장치의 전체 구성블럭도이며, 도 9a 는 상기 적층 장치 각각의 제 1유닛별 구성블럭도를 나타낸 도면이고, 도 9b 는 상기 적층 장치 각각의 제 2유닛별 구성블럭도를 나타낸 도면이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 방법의 순서도이다.
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 섬유강화복합소재 배관의 연결부를 섬유강화복합재 테이프로 라미네이트 접합하여 적층하면서 연결하는 적층 장치로서, 본 발명은 장치 본체(100), 드라이빙 유닛(200), 테이프 공급유닛(300), 컴팩션 유닛(400), 표면처리유닛(500), 사이즈 조절유닛(600) 및 컨트롤러(800)를 포함할 수 있다.
섬유강화복합소재 배관(30)은 섬유강화복합재료 형태인 섬유와 기지재료로 구성되며 섬유는 유리섬유, 기지재료에는 열경화성수지와 열가소성수지로 분류되어 사용된다.
일반적으로 열경화성수지가 가장 널리 사용되며 폴리에스테르 수지는 사용되는 수지 중 가장 최저의 비용으로 공급되며 사용하기 용이한 장점이 있다. 비닐 에스테르는 복합소재 업계에서 표준으로 사용되고 있으며 매우 높은 내화학성, 내환경성을 가지고 있다. 폴리에스테르보다 높은 기계적 특성을 가지고 있으나 열에 민감한 단점이 있다.
폴리우레탄의 경우 비닐에스테로보다 높은 강도와 유연성을 가지고 있으며 매우 높은 내화학성 및 내환경성을 가지는 장점이 있다. 또한, 비닐 에스테르보다 높은 기계적 특성이 있으나 가격이 비닐 에스테르보다 1.5배정도 비싼 단점이 있다.
장치 본체(100)는 배관(30) 내부를 주행하면서 인접한 배관(30)을 연결하는 섬유강화복합재 테이프(50)를 제공할 수 있다.
드라이빙 유닛(200)은 장치 본체(100)의 일부분을 구성하며 장치 본체(100)를 배관(30) 내부에서 이동시킬 수 있다. 드라이빙 유닛(200)은 구동바퀴(210), 가이드 링크(220) 및 회전부재(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
구동바퀴(210)는 장치 본체(100)의 하부에 설치되어 장치 본체(100)를 배관(30) 내부에서 이동시킬 수 있다. 구동바퀴(210)는 장치 본체(100)의 일부분에 설치되고 컨트롤러(800)의 제어에 의해 동력을 제공하는 바퀴 구동기에 의해서 작동이 제어될 수 있다.
가이드 링크(220)는 구동바퀴(210)를 장치 본체(100)에 연결시키면서 구동바퀴(210)를 배관(30) 상에서 설정된 위치로 가이드 할 수 있다.
회전부재(230)는 구동바퀴(210)와 연결되고 장치 본체(100)의 일부분에 설치되며 컨트롤러(800)의 제어에 의해 구동바퀴(210)를 설정된 각도로 회전시키면서 방향의 전환을 허용할 수 있다.
구체적으로, 주행 방식의 경우도 구동바퀴(210)의 방향에 따라 배관(30) 방향으로 직선주행, 나선주행, 제자리 회전이 가능하도록 구동바퀴(210)에 회전부재(230)의 회전 유닛을 반영하여 제어할 수 있다. 이는 목표 영역으로 빠른 이동과 목표 이동에 위치 후 작업을 위한 제자리 회전 주행과 공정 일체를 통한 시스템 단순화를 위해 반영되는 것이 합당하다.
드라이빙 유닛(200)에는 외부충격을 흡수하는 에어서스팬션 등이 추가로 포함되여 구성될 수 있다.
테이프 공급유닛(300)은 장치 본체(100)의 일부분을 구성하며 배관(30)의 접합부위를 연결시키는 섬유강화복합재 테이프(50)를 제공할 수 있다. 테이프 공급 유닛(300)은 테이프 릴(310), 테이프 릴 구동기(320) 및 텐션 제어기(330)를 포함하여 구성될 수 있다. 섬유강화복합재 테이프(50)의 재질은 합성수지, 평직모양의 직조물 등이 사용될 수 있다. 섬유강화복합재 테이프(50)의 재료로 쓰이는 합성수지의 종류로는 페놀수지, 폴리 우레탄수지, 폴리 아미드수지, 아크릴 수지, 우레아/메라민 수지, 실리콘 수지 등이 있다.
테이프 릴(310)은 섬유강화복합재 테이프(50)가 감기면서 수용될 수 있다. 테이프 릴 구동기(320)는 테이프 릴(310)에 연결되며 컨트롤러(800)의 제어에 의해 테이프 릴(310)을 구동시킬 수 있다. 테이프 릴(310)의 방향을 전환시키면서 회전력을 가하여 섬유강화복합재 테이프(50)를 감거나 풀 수 있다. 구체적으로, 테이프 릴 구동기(320)(또는 구동기)에 내장되는 모터로는 DC모터, 스테핑모터(stepping motor), 브러시리스 모터(brushless motor), 인덕션 모터, 리니어 모터, 초음파 모터 및 코어리스 모터(coreless motor) 등의 모터 중에서 작업환경이나 상황에 따라서 선택하여 사용이 가능하다.
텐션 제어기(330)는 테이프 릴(310)을 통해서 섬유강화복합재 테이프(50)가 공급될 시 섬유강화복합재 테이프(50)에 컨트롤러(800)의 제어에 의해 설정된 압력을 가하여 인장력을 제공할 수 있다.
컴팩션 유닛(400)은 장치 본체(100)의 일부분을 구성하며 설정된 압력을 제공하여 테이프(50)를 배관(30)에 접합시킬 수 있다. 컴팩션 유닛(400)은 푸시 부재(410)와 컴팩션 액츄에이터(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
푸시 부재(410)는 섬유강화복합재 테이프(50)가 배관(30)의 표면에 밀착이 가능하도록 압력을 가할 수 있다. 구체적으로, 푸시 부재(410)는 섬유강화복합재 테이프(50)를 배관(30)의 표면에 압착시키는 푸시 롤러(412) 및 푸시 롤러(412)에 연결되며 컨트롤러(800)의 제어에 의해 푸시 롤러(412)가 작동하는 동력을 제공하는 푸시 롤러 구동기(414)를 포함하여 구성될 수 있다.
컴팩션 액츄에이터(420)는 푸시 부재(410)에 연결되며 컨트롤러(800)의 제어에 의해 푸시 부재(410)에 가하는 압력을 제어할 수 있다. 컴팩션 유닛(400)도 후술할 텔레스코픽 실린더(610) 처럼 공기압실린더(pneumatic cylinder), 유압실린더(hydraulic cylinder) 등의 방식으로 사용이 가능하다.
표면처리유닛(500)은 장치 본체(100)의 일부분에 설치되며 배관(30) 내면을 그라인딩하는 그라인더와 수지를 분사하여 상기 배관의 접합 영역에 발생된 불균일한 균열이나 홈을 매우는 수지 퍼터링으로 구성될 수 있다.
구체적으로, 표면처리유닛(500)은 배관(30) 내면에 섬유강화복합재 테이프(50)의 적층 시 접착력 증대를 위해 배관의 표면을 그라인딩할 수 있다. 또한, 배관(30)의 접합 영역에 발생된 불균일한 균열이나 홈을 매우기 위해 수지를 제공할 수 있다. 따라서, 섬유강화복합재 테이프(50)의 적층 전 접합력의 극대화 및 불균일부와 홈부에 대한 공기층 생성을 미연에 방지할 수 있다.
사이즈 조절유닛(600)은 장치 본체(100)의 일부분에 설치되며 드라이빙 유닛(200)에 연결되어 배관(30) 관경의 크기에 따라 늘어나거나 줄어들면서 장치 본체(100)의 사이즈를 조절할 수 있다.
사이즈 조절유닛(600)은 텔레스코픽 실린더(610), 회전각 센서(620) 및 실린더 구동기(630)를 포함하여 구성될 수 있다.
텔레스코픽 실린더(610)는 드라이빙 유닛(200)에 연결되며 드라이빙 유닛(200)을 유압으로 밀거나 당기면서 길이를 조절하는 다단의 텔레스코프 파이프의 형상으로 제작될 수 있다.
회전각 센서(620)는 장치 본체(100)의 일부분에 구비되며 텔레스코픽 실린더(610)에 연결되어 텔레스코픽 실린더(620)의 회전을 허용할 수 있다. 구체적으로, 회전각 센서(620)는 텔레스코픽 실린더(620)의 회전각도 등의 제어가 가능한 앱솔루트 엔코더일 수 있다.
실린더 구동기(630)는 텔레스코픽 실린더(310)에 연결되어 텔레스코픽 실린더(610)가 작동하는 동력을 제공할 수 있다.
구체적으로, 텔레스코픽 실린더(610)는 다단의 텔레스코픽 파이프 방식으로 제작되어 유압을 통해 텔레스코픽 파이프를 늘어거나 줄어들게 함으로써 드라이빙 유닛(200)의 위치나 방향 등의 제어가 가능하다. 텔레스코픽 실린더(610)는 공기압실린더(pneumatic cylinder) 또는 유압실린더(hydraulic cylinder)방식으로도 사용이 가능하다.
그리고, 단텔레스코픽 실린더(610)의 구성으로 일정 치수로의 관경대응이 가능하지만 관경 대응 확장을 위해 드라이빙 유닛(200)을 추가 제작하여 목표 관경에 맞도록 조립하여 현장 상황에 맞는 타입으로 구성할 수 있다.
저압, 저마찰 텔레스코픽 실린더(610)의 사용은 배관(30)의 관경에 적절하게 대응할 수 있도록 각기 제어하는 방식으로 구성된다. 이때 드라이빙 유닛(200)와 텔레스코픽 실린더(610)의 조합은 배관(30)의 관경에 대응할 수 있는 구조로 대응한다. 즉, 관경이 커진다면 추가의 드라이빙 유닛(200)을 장착하여 텔레스코픽 실린더(610)의 여유 스트로크를 고려한 가이드 링크(220)의 동작길이를 고려하여 관경에 대응할 수 있는 형태로 구성할 수 있다.
컨트롤러(600)는 장치 본체(100)의 일부분에 설치되며 드라이빙 유닛(200), 테이프 공급유닛(300), 컴팩션 유닛(400), 표면처리유닛(500) 및 사이즈 조절유닛(600)에 연결되어 드라이빙 유닛(200), 테이프 공급유닛(300), 컴팩션 유닛(400), 표면처리유닛(500) 및 사이즈 조절유닛(600)의 작동을 제어할 수 있다.
본 발명 적층 장치(10)는 탐색유닛(700), 함침부재(810), 적외선 히터(820), 커팅기(830) 및 수지 스프레이(840)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
탐색유닛(700)은 장치 본체(100)의 일부분에 설치되며 컨트롤러(800)의 제어에 의해 배관(30)의 연결부에 섬유강화복합재 테이프(50)가 부착되는 영상정보를 인식하는 카메라(710)와 레이저로 배관(30) 연결부 위치의 영상정보를 인식하여 영상 처리 프로세스틀 통한 자기 위치를 인식하는 레이저 라인 비젼 센서(720)로 구성될 수 있다.
함침부재(810)는 장치 본체(100)의 일부분에 설치되며 컨트롤러(800)의 제어에 의해 테이프 공급유닛(300)에 공급되는 섬유강화복합재 테이프(50)에 수지를 함침하기 위해, 경화재 적재 탱크, 수지 적재 탱크 및 촉진재 적재 탱크가 각각 구비되어 설정된 양의 수지, 경화재 및 촉진재를 배합하여 공급할 수 있다.
적외선 히터(820)는 장치 본체(100)의 일부분에 설치되며 컨트롤러(800)의 제어에 의해 테이프 공급유닛(300)에 공급되는 섬유강화복합재 테이프(50)에 적외선의 열을 가하여 섬유강화복합재 테이프(50)의 내부에 유지된 수지(열경화성수지)의 점도를 향상시킬 수 있다.
커팅기(830)는 장치 본체(100)의 일부분에 설치되며 컨트롤러(800)의 제어에 의해 배관(30)에 부착된 섬유강화복합재 테이프(50)를 설정된 길이로 커팅할 수 있다.
수지 스프레이(840)는 장치 본체(100)에서 배관(30)에 직각 방향으로 위치 운동이 가능하게 설치되며 컨트롤러(800)의 제어에 의해 섬유강화복합재 테이프(50)와 배관(30) 사이에 수지를 분사할 수 있다. 수지는 내식 및 내약품성, 내충격성, 기계적강도 등 접착력이 우수한 난연용 비닐에스터 수지 등을 선택하여 사용할 수 있다. 즉, 수지 스프레이(840)로 수지를 분사하기 전에 그라인딩 유닛(500)으로 배관(30)의 표면을 그라인딩 가공하여 수지의 접착 및 섬유강화복합재 테이프(50)의 효과적인 부착이 가능하다.
또한, 장치 본체(100)가 섬유강화복합재 테이프(50)의 적합을 위해 주행하는 배관(30)의 직경은 보통 1,000mm ~ 4,000mm 일 수 있다.
본 발명의 측정 장치(10)는 모바일 단말기 등과 와이파이 통신모듈, 블루트스 통신모듈 및 지그비 통신모듈 중에서 어느 하나로 연동된 컨트롤러(800)를 통해서 작동이 가능하다. 즉, 작업자는 측정 장치(10)을 블루투스 통신모듈, 와이파이 통신모듈 및 지그비 통신모듈 중에서 어는 하나인 방식을 채택하여 사용이 가능하나 상기의 방식에만 국한하지 않고 최선의 방식을 선택하여 사용이 가능하다.
전술한 적층 장치는 컨트롤러(800)의 제어에 의해 자동으로 진행되거나 필요에 따라 작업자가 직접 수동으로 수행하는 것도 가능하다.
컨트롤러(800)를 이용한 배관(30)의 적층 영역 계산 및 자동적층 수행의 공정 순서는, 우선, 소재를 공급하고, 수지함침하며, 컴팩션 유닛(400)을 통해서 소재를 압착하고, 필요시 접착 수지를 분사하며, 1회전 적층 완료 후 커팅하고, 소재 겹칩 영역을 이동하며, 1회전 적층 완료 후 커팅하고, 이 과정을 반복하면서 자동적층후 적층완료시 경화를 기다린다. 이때 필요시에는 적외선 히터(820)로 복사열을 적용하여 경화시간을 단축시킬 수 있다.
섬유강화복합소재 배관(30)의 내면 연결부를 적층 장치(10)를 이용하여 섬유강화복합재 테이프(50)로 적층 접합하여 적층하면서 연결하는 적층 방법으로서, 본 발명은 배관정렬단계(S100), 배관탐색단계(S200), 표면처리단계(S300), 수지 분사단계(S400), 테이프 적층 단계(S500) 및 사이즈 조절단계(S600)를 포함하여 이루어질 수 있다.
배관 정렬단계(S100)는 기존 설치된 배관(30)에 적층 장치(10)를 투입하고 배관(30) 내부를 정렬하는 단계이다.
배관탐색단계(S200)는 배관 정렬단계(S100) 후 배관(30) 내부를 주행하면서 컨트롤러(800)에 연결된 레이저 라인 비젼 센서(720)와 카메라(710)를 이용하여 배관(30) 연결부위 접합 영역의 불연속면을 탐색하는 단계이다.
표면처리단계(S300)는 배관탐색단계(S200)를 거친후 배관(30)의 적층 영역을 계산하며 접합 영역에 존재하는 홈이나 균열부를 탐지하여 그라인딩하고, 수지 퍼터링 유닛을 이용하여 퍼터링을 하는 단계이다.
수지 분사단계(S400)는 표면처리단계(S300)를 통해 표면 처리 작업이 완료된 배관(30)에 수지 스프레이(840)를 이용하여 수지를 분사하는 단계이다.
테이프 적층 단계(S500)는 정렬단계(S100)를 통해서 정렬되고 그라인딩 단계(S300)를 통해서 그라인딩되며, 수지 분사단계(S400)를 통해 수지가 분사된 배관(30)에 섬유강화복합재 테이프(50)를 적층하는 단계이다.
사이즈 조절단계(S600)은 배관(30)의 관경 크기에 따라 유압을 이용하여 텔레스코픽 실린더(610)의 길이를 늘이거나 줄이면서 적층 장치(10)의 사이즈를 조절하는 단계이다.
본 발명의 적층 방법은 제 2배관탐색단계(S700),제 2 표면처리단계(S800), 제 2수지 분사단계(S900) 및 제 2테이프 적층단계(S1000)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
제 2배관탐색단계(S700)는 테이프 적층 단계(S500)를 통해 적층된 배관(30)을 주행하면서 카메라(710)와 레이저 라인 비젼 센서(720)를 이용하여 배관(30)의 상황을 탐색하는 단계이다.
제 2표면처리단계(S800)는 제 2배관탐색단계(S700)를 통해 배관(30)을 주행하면서 배관(30) 연결부위의 틈새를 찾아 접합 영역을 계산하고 그라인딩하여 홈부 및 균열부를 매우면서 퍼터링과 표면 롤링을 수행하는 단계이다.
제 2수지 분사단계(S900)는 제 2표면처리단계(S800)를 통해 표면 처리 작업이 완료된 배관(30)에 수지 스프레이(840)를 이용하여 수지를 분사하는 단계이다.
제 2테이프 적층단계(S900)는 제 2수지 분사단계(S800)를 통해 수지가 분사된 배관(30)을 섬유강화복합재 테이프(50)로 적층하면서 접합하는 단계이다.
전술한 적층 방법은 컨트롤러(800) 등의 제어에 의해 자동으로 진행되거나 필요에 따라 작업자가 직접 수동으로 수행하는 것도 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 설정된 직경(1,000mm 이상 4,000mm) 이하의 FRP(Fiberglass Reinforced Plastics) 배관(30)이나 덕트(30)에 대하여 배관(30)이나 덕트(30)의 연결부에 적층 장치(10)를 이용하여 자동이나 수동으로 섬유강화복합재 테이프(50)를 라미네이팅 적층하여 접합하므로 다수 인력투입과 긴 공정시간이 필요한 기존 작업 방식을 개선하고 FRP 배관 건설 현장의 빠른 건설 공사 기간에 기여할 수 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
10 : 적층 장치
30 : 배관
50 : 섬유강화복합재 테이프
100 : 장치 본체
200 : 드라이빙 유닛
210 : 구동바퀴
220 : 가이드 링크
230 : 회전부재
300 :　테이프 공급유닛
310 : 테이프 릴
320 : 테이프 릴 구동기
330 : 텐션 제어기
400 : 컴팩션 유닛
410 : 푸시 부재
412 : 푸시 롤러
414 : 푸시 롤러 구동기
420 : 컴팩션 액츄에이터
500 : 표면처리유닛
600 : 사이즈 조절유닛
610 : 텔레스코픽 실린더
620 : 회전각 센서
630 : 실린더 구동기
700 : 탐색유닛
710 :　카메라
720 :　레이저 라인 비젼 센서
800 : 컨트롤러
810 : 함침부재
820 : 적외선 히터
830 : 커팅기
840 : 수지스프레이

Claims (13)

  1. 섬유강화복합소재 배관의 연결부를 섬유강화복합재 테이프로 라미네이트 접합하여 적층하면서 연결하는 적층 장치로서,
    상기 배관 내부를 주행하면서 인접한 배관에 연결하는 상기 섬유강화복합재 테이프를 제공하는 장치 본체;
    상기 장치 본체의 일부분을 구성하며 상기 장치 본체를 상기 배관 내부에서 이동시키는 드라이빙 유닛;
    상기 장치 본체의 일부분을 구성하며 상기 배관의 접합부위를 연결시키는 상기 섬유강화복합재 테이프를 제공하는 테이프 공급유닛;
    상기 장치 본체의 일부분을 구성하며 설정된 압력을 제공하여 상기 섬유강화복합재 테이프를 배관에 접합시키는 컴팩션(Compaction) 유닛;
    상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 배관 내면을 그라인딩하는 그라인더와 수지를 분사하여 상기 배관의 접합 영역에 발생된 불균일한 균열이나 홈을 매립하는 수지 퍼터링으로 구성되는 표면처리유닛;
    상기 장치본체의 일부분에 설치되며 상기 드라이빙 유닛에 연결되어 상기 배관 관경의 크기에 따라 늘어나거나 줄어들면서 상기 장치 본체의 사이즈를 조절하는 사이즈 조절유닛; 및
    상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 드라이빙 유닛, 테이프 공급유닛, 컴팩션 유닛, 표면 마감유닛 및 사이즈 조절유닛에 연결되어 상기 드라이빙 유닛, 테이프 공급유닛, 컴팩션 유닛, 표면 마감유닛 및 사이즈 조절유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 테이프 공급 유닛은,
    상기 섬유강화복합재 테이프가 감기면서 수용되는 테이프 릴;
    상기 테이프 릴에 연결되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 테이프 릴을 구동시키는 테이프 릴 구동기; 및
    상기 테이프 릴을 통해서 상기 섬유강화복합재 테이프가 공급될 시 상기 섬유강화복합재 테이프에 상기 컨트롤러의 제어에 의해 설정된 압력을 가하여 인장력을 제공하는 텐션 제어기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치로서,
    상기 드라이빙 유닛은, 상기 장치 본체의 하부에 설치되어 상기 장치 본체를 상기 배관 내부에서 이동시키는 구동바퀴; 상기 구동바퀴를 상기 장치 본체에 연결시키면서 상기 구동바퀴를 상기 배관 상에서 설정된 위치로 가이드 하는 가이드 링크; 및 상기 구동바퀴와 연결되고 상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 구동바퀴를 설정된 각도로 회전시키면서 방향의 전환을 허용하는 회전부재;를 포함하여 구성되고,
    상기 사이즈 조절유닛은, 상기 드라이빙 유닛에 연결되며 상기 드라이빙 유닛을 유압으로 밀거나 당기면서 길이를 조절하는 다단의 텔레스코프 파이프의 형상으로 제작되는 텔레스코픽 실린더; 상기 장치 본체의 일부분에 구비되며 상기 텔레스코픽 실린더에 연결되어 상기 텔레스코픽 실린더의 회전을 허용하는 회전각 센서; 및 상기 텔레스코픽 실린더에 연결되어 상기 텔레스코픽 실린더가 작동하는 동력을 제공하는 실린더 구동기;를 포함하여 구성되며,
    상기 회전부재(230)는 상기 구동바퀴(210)와 연결되고 상기 텔레스코픽 실린더(610) 상에 설치되며 상기 컨트롤러(800)의 제어에 의해 상기 구동바퀴(210)의 방향에 따라 상기 배관(30) 방향으로 직선주행, 나선주행 뿐만 아니라, 제자리 회전이 가능하게 된 것을 특징으로 하는 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 컴팩션 유닛은,
    상기 섬유강화복합재 테이프가 상기 배관의 표면에 밀착이 가능하도록 압력을 가하는 푸시 부재; 및
    상기 푸시 부재에 연결되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 푸시 부재에 가해지는 압력을 제어하는 컴팩션 액츄에이터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 배관의 연결부에 상기 섬유강화복합재 테이프가 부착되는 영상정보를 인식하는 카메라와 레이저로 상기 배관 연결부 위치의 영상정보를 인식하여 영상 처리 프로세스틀 통한 자기 위치를 인식하는 레이저 라인 비젼 센서로 구성되는 탐색유닛;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 테이프 공급유닛에 공급되는 상기 섬유강화복합재 테이프에 수지를 함침하기 위해, 경화재 적재 탱크, 수지 적재 탱크 및 촉진재 적재 탱크가 각각 구비되어 설정된 양의 수지, 경화재 및 촉진재를 배합하여 공급하는 함침부재;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 테이프 공급 유닛을 통해 공급되는 함침된 상기 섬유강화복합재 테이프에 적외선의 열을 가하여 상기 섬유강화복합재 테이프의 내부에 유지된 수지의 점도를 향상시키는 적외선 히터;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 배관에 부착된 상기 섬유강화복합재 테이프를 설정된 길이로 커팅하는 커팅기;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치 본체에서 상기 배관에 직각 방향으로 위치 운동이 가능하게 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 섬유강화복합재 테이프와 상기 배관 사이에 수지를 분사하는 수지 스프레이;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치 본체가 상기 섬유강화복합재 테이프의 접합을 위해 주행하는 상기 배관의 직경은 1,000mm ~ 4,000mm 인 것을 특징으로 하는 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 장치.
  12. 섬유강화복합소재 배관의 내면 연결부를 적층 장치를 이용하여 섬유강화복합재 테이프로 적층 접합하여 적층하면서 연결하는 적층 방법으로서,
    기존 설치된 배관에 상기 적층 장치를 투입하고 상기 배관 내부를 정렬하는 배관 정렬단계;
    상기 배관 정렬단계 후 상기 배관 내부를 주행하면서 컨트롤러에 연결된 레이저 라인 비젼 센서와 카메라를 이용하여 상기 배관 연결부위 접합 영역의 불연속면을 탐색하는 배관탐색단계;
    상기 배관탐색단계를 거친후 상기 배관의 적층 영역을 계산하며 상기 접합 영역에 존재하는 홈이나 균열부를 탐지하여 그라인딩하고, 수지 퍼터링 유닛을 이용하여 퍼터링을 하는 표면처리단계;
    상기 표면처리단계를 통해 표면 처리 작업이 완료된 상기 배관에 수지 스프레이로 수지를 분사하는 수지 분사단계;
    상기 정렬단계를 통해서 정렬되고 상기 표면처리단계를 통해 그라인딩 되고 수지가 분사된 상기 배관에 상기 섬유강화복합재 테이프를 적층하는 테이프 적층 단계; 및
    상기 배관의 관경 크기에 따라 유압을 이용하여 텔레스코픽 실린더의 길이를 늘이거나 줄이면서 상기 적층 장치의 사이즈를 조절하는 사이즈 조절단계;를 포함하고,
    상기 테이프 적층 단계는 상기 장치 본체의 일부분을 구성하며 상기 배관의 접합부위를 연결시키는 상기 섬유강화복합재 테이프를 제공하는 테이프 공급유닛 및 상기 장치 본체의 일부분을 구성하며 설정된 압력을 제공하여 상기 섬유강화복합재 테이프를 배관에 접합시키는 컴팩션(Compaction) 유닛을 이용하여 수행되며,
    상기 테이프 공급 유닛은 상기 섬유강화복합재 테이프가 감기면서 수용되는 테이프 릴; 상기 테이프 릴에 연결되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 테이프 릴을 구동시키는 테이프 릴 구동기; 및 상기 테이프 릴을 통해서 상기 섬유강화복합재 테이프가 공급될 시 상기 섬유강화복합재 테이프에 상기 컨트롤러의 제어에 의해 설정된 압력을 가하여 인장력을 제공하는 텐션 제어기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 방법이며,
    상기 장치 본체의 하부에 설치되어 상기 장치 본체를 배관 내부에서 이동시키는 구동바퀴; 상기 구동바퀴를 상기 장치 본체에 연결시키면서 상기 구동바퀴를 상기 배관 상에서 설정된 위치로 가이드 하는 가이드 링크; 및 상기 구동바퀴와 연결되고 상기 장치 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 구동바퀴를 설정된 각도로 회전시키면서 방향의 전환을 허용하는 회전부재;를 포함하는 드라이빙 유닛을 사용하는 한편,
    상기 드라이빙 유닛에 연결되며 상기 드라이빙 유닛을 유압으로 밀거나 당기면서 길이를 조절하는 다단의 텔레스코프 파이프의 형상으로 제작되는 텔레스코픽 실린더; 상기 장치 본체의 일부분에 구비되며 상기 텔레스코픽 실린더에 연결되어 상기 텔레스코픽 실린더의 회전을 허용하는 회전각 센서; 및 상기 텔레스코픽 실린더에 연결되어 상기 텔레스코픽 실린더가 작동하는 동력을 제공하는 실린더 구동기;를 포함하는 사이즈 조절유닛을 사용하고,
    상기 회전부재(230)는 상기 구동바퀴(210)와 연결되고 상기 텔레스코픽 실린더(610) 상에 설치하여, 상기 컨트롤러(800)는 상기 구동바퀴(210)의 방향에 따라 상기 배관(30) 방향으로 직선주행, 나선주행 뿐만 아니라, 제자리 회전이 가능하게 제어하는 것을 특징으로 하는 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 테이프 적층 단계를 통해 적층된 상기 배관을 주행하면서 상기 카메라와 레이저 라인 비젼 센서를 이용하여 상기 배관의 상황을 탐색하는 제 2배관탐색단계;
    상기 제 2배관탐색단계를 통해 상기 배관을 주행하면서 상기 배관 연결부위의 틈새를 찾아 접합 영역을 계산하고 그라인딩하여 홈부 및 균열부를 매우면서 퍼터링과 표면 롤링을 수행하는 제 2표면처리단계;
    상기 제 2표면처리단계를 통해 표면 처리 작업이 완료된 상기 배관에 상기 수지 스프레이를 이용하여 수지를 분사하는 제 2수지 분사단계; 및
    상기 제 2수지 분사단계를 통해 수지가 분사된 상기 배관을 상기 섬유강화복합재 테이프로 적층하면서 접합하는 제 2테이프 적층단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 크기 조절이 가능한 배관 이음부 접합 공정 자동 적층 방법.
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