KR102232086B1

KR102232086B1 - 조정관 재현용 다관절 로봇장치

Info

Publication number: KR102232086B1
Application number: KR1020200110339A
Authority: KR
Inventors: 최정호; 조현근; 김민경; 박일석; 조윤현; 김승미; 노호; 주대연; 이근찬
Original assignee: 우정엔지니어링 주식회사
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2021-03-25

Abstract

본 발명은 조정관 재현용 다관절 로봇장치에 관한 것으로, 배관 라인의 성형시 양 고정관 사이에 설치되는 연결배관을 고정관에 연결하기 위한 조정관을 재현함에 있어서, 고정관에 대응한 면각을 갖도록 형성된 조정관을 클램핑하여 연결배관에 정위치로 구비시키고, 조정관의 면각에 동일한 기울기로 플랜지를 조정관에 정위치로 구비시키는 조정관 재현용 다관절 로봇장치를 제공한다.

Description

조정관 재현용 다관절 로봇장치{Articulated robot for adjustment pipe reproduction}

본 발명은 조정관 재현용 다관절 로봇장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배관 라인의 성형시 고정관에 연결되는 조정관의 형상을 자동으로 정확히 재현할 수 있도록 한 조정관 재현용 다관절 로봇장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박은 블록(block) 단위로 제작 및 설치되는데, 내부 배관 역시 블록 단위로 제작 및 설치되어 최종 건조시 모든 기관이 정상 작동할 수 있도록 배관 라인을 형성하게 된다.

다만, 크기가 큰 대형 선박의 경우와 같이 블록 단위로 각종 기관을 제작하면, 초기 설계에 기초한 제작에 따른 설치 오차가 발생할 수밖에 없고, 배관 라인 역시 그에 따른 오차가 생길 수밖에 없다.

그러나, 배관 라인 형성시 각종 기관을 연결하는 긴 길이의 고정관(fixed pipe)은 초기 설계 도면대로 제작 및 설치하고, 각 고정관 사이를 단절시켜 여유를 둠으로써, 각종 기관의 설치 오차를 극복할 수 있다. 이때, 각 고정관 사이에는 연결배관이 구비되어 양 고정관을 연결하되, 양 고정관에는 연결배관과의 연결을 위한 상대적으로 짧은 길이의 조정관(adjustment pipe)을 후작업을 통해 제작하여 설치하게 된다.

이러한 조정관의 제작 방법은 크게 3가지로 구분되는데, 현물 이용법과 지그 이용법 및 계측 재현법이 있다. 이러한 조정관의 제작 방법 중에서도 최근에는 쉽고 간단하게 조정관을 제작할 수 있고 물류 이동을 줄여 생산비를 감소시킬 수 있는 계측 재현법이 각광을 받고 있다.

계측 재현법은 한 쌍의 고정관 사이에 형성될 조정관의 형성요소를 측정장치를 이용하여 측정하고, 측정된 값을 조정관 재현장치에 입력하여 재현하게 된다. 이렇게 제작된 조정관을 현장에 가지고 가서 설치하게 되는 것이다.

계측 재현법에서 한 쌍의 고정관 사이를 연결하는 조정관의 형성요소는 파이프의 길이, 플랜지의 면각, 플랜지의 볼트홀의 위치, 배관 라인의 단차 등 4가지로 구분할 수 있다.

따라서, 조정관의 계측방법에는 위 4가지 요소를 모두 포함해야 하며, 표현방법으로는 상대적인 3차원 좌표로 나타내는 방법, 각도와 길이로 나타내는 방법, 길이로써 나타내는 방법 및 각도로서 나타내는 방법 등이 있다.

한편, 위에서 설명한 바와 같이, 선박의 건조과정은 블록 단위로 제작 및 설치되는데, 각 부재들이 조립되어 소블록을 형성하고, 소블록은 다시 중블록 및 대블록으로 조립되어 도크로 운반된 후 탑재되어 조립된다.

이러한 건조과정을 거치는 선박에는 다수의 배관 라인이 설치되며, 다수의 배관 라인은 블록 단위로 제작되어 탑재되나 각 블록에 장착된 배관 라인을 연결하는 이음용 배관인 조정관(adjustment pipe)은 후작업을 통해 제작하여 설치하게 된다.

즉, 조정관은 연결하고자 하는 양 배관 사이의 거리 또는 각도가 상이하게 배치된 두 배관 사이를 연결하는 배관으로서, 형상에 따라 직관과 곡관(또는 엘보관), 티(tee)관 등으로 구분되며 곡관의 굽은 각도는 90도 내지 135도 등 다양한 형태를 가진다.

그러나, 각 블록에 장착된 배관라인은 블록이 조립되는 경우 두 배관 간의 높이 차이 및 두 배관 사이의 거리 또는 각도가 틀어지는 경우가 빈번히 발생하게 된다.

따라서, 두 배관 사이에 조정관을 삽입하기 위해서는 조정관의 양단과 맞닿게 되는 배관의 길이방향으로 여유를 두어 조정관에 맞게 양측을 절단하여 최종적으로 맞대기 용접을 통하여 조정관의 설치작업을 완료하게 된다.

이 경우 두 배관이 3차원적으로 틀어져 있는 경우에는 조정관의 사이즈에 맞게 조정관의 파이프를 절단하는 작업은 매우 어려워지게 되고, 현장에서는 반복적인 계측 및 절단 작업을 진행하면서 조정관이 정확히 설치되는지 확인 작업을 거쳐야 하므로 절단시수 초과에 따른 설치공정이 지연되는 단점이 있다.

이에, 본 출원인은 대한민국 등록특허 제10-1977555호에서 조정관이 설치될 고정관의 형상을 회전각, 거리 데이터로 계측하고 계측된 결과를 이용하여 틀어진 각도 및 길이 등을 감안하여 조정관 형상을 정확하고 빠르게 재현할 수 있는 범용 조정관 재현장치를 제안하였다.

하지만, 본 출원인에 의해 등록된 대한민국 등록특허 제10-1977555호에서는 계측된 결과에 따라 재현장치에 구성되는 각 다관절 로봇장치가 작업자의 조작에 의한 수동으로 작동되기 때문에, 불편하고 번거로울 뿐 아니라 각 다관절 로봇장치가 수작업에 의해 작동되다보니 종종 오차가 발생되기도 하였다.

대한민국 등록특허 제10-1977555호

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 배관의 단절된 양 고정관 사이를 연결하기 위한 연결배관에 장착되는 조정관 및 이 조정관에 장착되는 플랜지를 다관절 로봇장치가 정확하면서도 신속하게 장착하여 재현할 수 있도록 한 조정관 재현용 다관절 로봇장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조정관 재현용 다관절 로봇장치는, 배관 라인의 성형시 양 고정관 사이에 설치되는 연결배관을 고정관에 연결하기 위한 조정관을 재현함에 있어서, 고정관에 대응한 면각을 갖도록 형성된 조정관을 클램핑하여 연결배관에 정위치로 구비시키고, 조정관의 면각에 동일한 기울기로 플랜지를 조정관에 정위치로 구비시키는 조정관 재현용 다관절 로봇장치을 특징으로 한다.

구체적으로, 다관절 로봇장치는 베이스블록에서 평면적으로 회전되게 구비되는 제 1 프레임; 제 1 회전프레임에 힌지 결합되어 제 1 프레임의 회전 방향과 직교되는 방향으로 회전되는 로워아암; 로워아암과 동일한 위치로 제 1 프레임에 힌지 결합되어 제 1 프레임의 회전 방향과 직교되는 방향으로 회전되는 힌지프레임; 로워아암에 힌지 결합되는 한편 그 일단부가 힌지프레임과 연결링크로 회전가능하게 연결되는 제 2 프레임; 제 2 프레임에 외측으로 돌출되게 구비되는 어퍼아암; 어퍼아암에 힌지 결합되어 제 2 프레임의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전되면서 조정관 또는 플랜지를 클램핑하는 조정척;을 포함할 수 있다.

그리고, 어퍼아암은 제 2 프레임에 고정되게 구비되는 제 1 어퍼아암과, 제 1 어퍼아암에 축방향을 기준으로 회전가능하게 구비되는 한편 그 일측에는 조정척이 구비되는 제 2 어퍼아암을 포함할 수 있다.

또한, 힌지프레임에는 로워아암의 회전시 로워아암과 제 2 프레임 및 연결링크로 연결된 힌지프레임의 회전을 방지하기 위한 밸런스웨이트가 구비될 수 있다.

이와 더불어, 어퍼아암에는 조정척을 제 2 프레임의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전시키는 홀더프레임이 힌지 결합되어 구비되고, 홀더프레임에는 조정척이 제 1 프레임의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전되게 구비될 수 있다.

본 발명의 조정관 재현용 다관절 로봇장치에 따르면, 다관절 로봇장치에 구성되는 조정척이 고정부에 고정된 연결배관의 중심을 측정하여 정확한 센터값을 계산함으로써 조정관을 연결배관에 자동으로 정확히 장착할 수 있고, 플랜지를 조정관의 면각에 따른 기울기로 자동으로 정확히 위치시켜 조정관에 장착할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다관절 로봇장치가 적용된 조정관 재현장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다관절 로봇장치를 일측에서 본 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다관절 로봇장치를 도 2의 반대편 측에서 본 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다관절 로봇장치에서 로워아암이 회전된 상태의 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 다관절 로봇장치에서 힌지프레임이 회전된 상태의 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 다관절 로봇장치가 연결배관의 중심을 측정하는 상태의 도면이다.
도 7은 본 발명의 다관절 로봇장치가 조정관을 연결배관이 정위치로 구비한 상태의 도면이다.
도 8은 본 발명의 다관절 로봇장치가 커팅척에 장착된 플랜지의 볼트홀을 측정하는 상태의 도면이다.
도 9는 본 발명의 다관절 로봇장치가 플랜지를 조정관에 정위치로 구비한 상태의 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 도 1 내지 도 9는 본 발명에 따른 조정관 재현장치의 전체 구성과 다관절 로봇장치 및 이의 작동관계를 도시한 도면들이다.

본 발명에 따른 조정관 재현장치(100)는 도면에 도시된 바와 같이, 배관 라인의 성형시 배관의 양 고정관 사이에 연결배관(500)을 설치하기 위한 조정관(600)을 재현하기 위한 장치이다.

이러한 재현장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 연결배관(500)이 그 상면에 안착되어 고정되는 고정부(400)와, 연결배관(500)과 고정관을 연결하기 위한 조정관(600)이 클램핑되어 고정되는 한편 조정관(600)의 단부를 고정관의 단부에 대응한 면각 즉 기울기로 커팅하는 커팅장치(300)와, 커팅장치(300)의 조정관(600)을 클램핑하여 연결배관(500)에 고정시키는 한편 조정관(600)의 커팅된 단부에 플랜지(610)를 동일한 기울기로 구비하여 고정시키는 다관절 로봇장치(200)를 포함한다.

이러한 재현장치(100)는 다관절 로봇장치(200)를 기준으로 커팅장치(300)와 고정부(400)가 직각을 이루도록 구비되고, 이는 다관절 로봇장치(200)가 커팅장치(300) 상의 조정관(600)과 플랜지(610)를 고정부(400) 상의 연결배관(500)으로 이동시켜 장착하기 위한 가장 효율적인 배치 구조이다.

다관절 로봇장치(200)는 커팅장치(300)에서 그 일측 단부가 커팅되어 고정관에 대응한 면각을 갖도록 형성된 조정관(600)을 클램핑하여 고정부(400) 상의 연결배관(500)에 정위치로 구비시키고, 면각이 있는 조정관(600)의 일측 단부에 이의 면각과 동일한 기울기로 플랜지(610)를 정위치로 구비시키게 된다.

이러한 다관절 로봇장치(200)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일정 높이의 지상고를 갖도록 설치되는 베이스블록(210)과, 베이스블록(210) 상에서 평면적으로 회전되게 구비되는 제 1 프레임(220)과, 제 1 프레임(220)의 일측에 힌지 결합되어 제 1 프레임(220)의 회전 방향과 직교되는 방향으로 회전되는 로워아암(230)과, 로워아암(230)과 동일한 위치로 제 1 프레임(220)의 타측에 힌지 결합되어 제 1 프레임(220)의 회전 방향과 직교되는 방향으로 회전되는 힌지프레임(240)과, 로워아암(230)의 상단부에 힌지 결합되는 한편 그 일단부가 힌지프레임(240)과 연결링크(260)로 회전가능하게 연결되는 제 2 프레임(250)과, 제 2 프레임(250)의 전면에 돌출되게 구비되는 어퍼아암과, 어퍼아암의 전단부에 힌지 결합되어 제 2 프레임(250)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전되면서 조정관(600) 또는 플랜지(610)를 클램핑하는 조정척(290)을 포함한다.

베이스블록(210)은 지면에서 일정 높이의 지상고를 갖도록 설치되는 베이스프레임 위에 안착되어 고정되는 원형 블록으로 구비되고, 그 내부에는 제 1 프레임(220)을 베이스블록(210)의 평면상에서 회전시키는 제 1 모터(211)가 구비된다. 여기서, 베이스블록(210)의 평면이라 함은 지면과 평행한 베이스블록(210)의 상면을 칭한다.

제 1 프레임(220)은 "∪"자 형상으로 형성되어 그 하면이 베이스블록(210)의 상면에 안착되어 회전가능하게 구비되고, 양측면 중 일측면에는 로워아암(230)이 회전가능하게 구비되며, 나머지 타측면에는 힌지프레임(240)이 회전가능하게 구비된다. 이와 같이 제 1 프레임(220)의 양측면에 각각 힌지 결합되는 로워아암(230)과 힌지프레임(240)의 힌지부(232)(242)는 동일 선상으로 구비되고, 이에 따라 제 1 프레임(220)의 불필요한 대형화를 방지하여 소형화할 수 있게 된다.

한편, 로워아암(230)은 그 하단부가 제 1 프레임(220)의 일측면에 힌지 결합되고, 이의 힌지부(232)에는 제 1 프레임(220)의 일측면에서 로워아암(230)을 제 1 프레임(220)의 회전 방향과 직교되는 방향으로 회전시키는 제 2 모터(231)가 구비된다.

그리고, 힌지프레임(240)은 그 전단부가 제 1 프레임(220)의 타측면에 힌지 결합되고, 이의 힌지부(242)에는 제 1 프레임(220)의 타측면에서 힌지프레임(240)을 제 1 프레임(220)의 회전 방향과 직교되는 방향으로 회전시키는 제 3 모터(241)가 구비된다.

게다가, 힌지프레임(240)의 후단부에는 로워아암(230)의 회전시 로워아암(230)과 제 2 프레임(250) 및 연결링크(260)로 연결된 힌지프레임(240)의 회전을 방지하기 위한 밸런스웨이트(243)가 구비된다. 이로써, 힌지프레임(240)은 중량체인 밸런스웨이트(243)에 의해 로워아암(230)의 회전시 정지된 정위치를 유지하게 되고, 제 3 모터(241)의 작동시에만 도 5에서와 같이 힌지부(242)를 축으로 회전된다.

제 2 프레임(250)은 그 전단부 하측이 로워아암(230)의 상단부에 힌지 결합되어 이의 힌지부(251)를 축으로 로워아암(230)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전되게 구비되고, 그 후단부는 힌지프레임(240)의 후단부와 평행하게 구비되어 힌지프레임(240)과 연결링크(260)로서 회전가능하게 연결되어 구비된다.

즉, 연결링크(260)는 그 상단부가 제 2 프레임(250)의 후단부에 회전가능하게 결합되고, 하단부는 힌지프레임(240)의 후단부에 회전가능하게 결합되어 구비된다. 이로써, 로워아암(230)이 전방으로 회전될 시 제 2 프레임(250)은 도 4에서와 같이 연결링크(260)에 의해 힌지프레임(240)에 구속된 상태로 로워아암(230)의 힌지부(232)가 회전된 만큼 전진 이동되고, 전진 이동된 제 2 프레임(250)은 그 높이가 이동 전보다 낮은 위치로 구비된다.

그리고, 어퍼아암은 제 1 어퍼아암(270)과 제 2 어퍼아암(272)으로 구비된다. 즉, 제 1 어퍼아암(270)은 그 후단부가 제 2 프레임(250)에 고정되게 구비되고, 제 2 어퍼아암(272)은 그 후단부가 제 1 어퍼아암(270)의 전단부에 회전가능하게 결합되어 구비되며, 제 2 어퍼아암(272)의 전단부에는 조정척(290)이 회전가능하게 구비된다. 게다가, 제 1 어퍼아암(270)과 제 2 어퍼아암(272)이 회전가능하게 연결된 관절부에는 제 1 어퍼아암(270)에서 제 2 어퍼아암(272)을 이의 축방향을 기준으로 회전시키는 제 4 모터(271)가 구비된다.

한편, 제 2 어퍼아암(272)의 전단부에는 조정척(290)을 제 2 어퍼아암(272)에 구비시키는 홀더프레임(280)이 구비되고, 홀더프레임(280)은 "∪"자 형상으로 형성되어 양측면이 제 2 어퍼아암(272)의 전단부에 힌지 결합된다. 그리고, 홀더프레임(280)의 힌지부(282) 일측에는 홀더프레임(280)을 힌지부(282)를 축으로 제 2 프레임(250)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전시키는 제 5 모터(281)가 구비된다. 또한, 홀더프레임(280)의 하면에는 조정척(290)이 회전가능하게 결합되어 구비된다. 이로써, 조정척(290)은 홀더프레임(280)에 의해 제 2 프레임(250)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전되게 구비된다.

그리고, 조정척(290)은 홀더프레임(280)의 하면에 제 1 프레임(220)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전되게 구비된다. 이러한 조정척(290)과 홀더프레임(280)이 회전가능하게 연결된 관절부에는 홀더프레임(280)에서 조정척(290)을 이의 축방향을 기준으로 회전시키는 제 6 모터(291)가 구비된다.

게다가, 조정척(290)의 내부에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광학센서(292)가 구비되고, 이 광학센서(292)는 레이저 거리센서로 구성될 수 있다. 이러한 광학센서(292)는 고정부(400)에 구비된 연결배관(500)의 단면을 측정하여 연결배관(500)의 중심(센터값)을 계산할 수 있으며, 또 커팅장치(300)에 구비된 플랜지(610)의 볼트홀을 측정하여 플랜지(610)의 초기 위치 즉 조정관(600)에 장착될 플랜지(610)의 셋팅 위치를 결정할 수 있게 된다.

한편, 커팅장치(300)는 도 1 및 도 8에 도시된 바와 같이, 그 상단부에 조정관(600)과 플랜지(610)를 차례로 클램핑하는 커팅척(330)이 구비되고, 이 커팅척(330)은 그 내부에 구비된 모터(미도시)에 의해 정.역 방향으로 회전되게 구비된다.

그리고, 고정부(400)는 그 상면에 안착되는 연결배관(500)의 형상에 따라 다수의 지그(420)가 일렬 또는 곡선 형태로 나열되게 구비된다. 이러한 지그(420)는 그 상면에 "∨"자의 안착홈이 형성되어, 연결배관(500)을 안정적으로 받쳐 지지할 수 있게 된다. 게다가, 각 지그(420)에는 U-볼트의 클램프가 체결 고정되어 연결배관(500)을 지그(420)의 안착홈 내에 구속시키게 됨으로써 연결배관(500)은 지그(420)에 견고히 고정되어 구비된다.

이상과 같은 본 발명에 따른 다관절 로봇장치의 작동관계를 설명한다.

먼저, 다관절 로봇장치(200)는 6축형 다관절 로봇으로서, 그 전단부의 조정척(290)이 6번에 걸쳐 회전되면서 이동하게 된다.

즉, 베이스블록(210)을 기준으로 상부의 제 1 프레임(220)이 베이스블록(210)의 상방향으로 수직한 가상선의 Z축을 기준으로 회전되고, 제 1 프레임(220)에 각각 힌지 결합된 로워아암(230)과 힌지프레임(240)이 양 힌지부(232)(242)를 연결하는 가상선의 Y축을 기준으로 회전된다.

그리고, 로워아암(230) 상부의 제 2 프레임(250)이 로워아암(230)에 힌지 결합된 힌지부(251)를 축으로 회전되고, 제 2 프레임(250) 전단부의 제 1 어퍼아암(270)에서 이의 축방향을 기준으로 제 2 어퍼아암(272)이 회전되며, 제 2 어퍼아암(272)의 전단부에서 홀더프레임(280)이 Y축을 기준으로 회전되고, 홀더프레임(280) 하부에서 조정척(290)이 Z축을 기준으로 회전된다.

따라서, 최종적으로 조정척(290)은 이러한 다관절 로봇장치(200)의 6축 회전에 의해 이동됨으로써 조정척(290)의 위치를 정밀 제어할 수 있게 된다.

이러한 작동을 토대로 조정척(290)은 도 6에서와 같이, 고정부(400)에 구비된 연결배관(500)의 일단면 측으로 이동된 후, 조정척(290) 내부에 구비된 광학센서(292)를 통해 연결배관(500)의 거리를 측정하고, 측정된 값을 토대로 연결배관(500)의 단면 센터값을 계산하여 산출하게 된다.

이후, 조정척(290)이 커팅장치(300) 측으로 이동되어 커팅척(330)에 고정된 상태로 그 일측 단부가 배관 라인의 고정관 단부의 면각에 대응한 각도로 플라즈마 커팅된 조정관(600)을 클램핑하면, 커팅척(330)의 클램핑을 해제되어 조정관(600)의 이동이 가능하게 된다.

이로써, 다관절 로봇장치(200)의 6축 회전에 의해 조정척(290)에 클램핑된 조정척(290)을 도 7에서와 같이, 고정부(400)의 연결배관(500) 일측 단부로 위치시켜 조정척(290)의 중심을 연결배관(500)의 중심과 일치시킨 상태로 조정척(290)을 연결배관(500) 측으로 이동시키면 조정관(600)의 일측 단부(커팅된 반대편 측 단부)가 연결배관(500)의 단부에 정확히 접하게 된다. 이와 같이 접촉된 부분을 용접하여 조정관(600)을 연결배관(500)에 결합 고정시킨다.

이후, 커팅장치(300)의 커팅척(330)에는 플랜지(610)가 올려져 클램핑되고, 다관절 로봇장치(200)의 조정척(290)은 플랜지(610) 위로 이동되어 광학센서(292)가 플랜지(610)의 볼트홀 위치를 측정하게 된다.

그러면, 광학센서(292)에서 측정된 플랜지(610)의 볼트홀 위치에 따라 커팅장치(300)에서 커팅척(330)이 회전되어 도 8과 같이 조정관(600)의 단부에 장착될 플랜지(610)의 셋팅 위치를 결정하게 된다.

이와 같이 결정된 플랜지(610)의 셋팅 위치는 조정관(600)의 단부가 고정관의 단부에 면접촉될 시, 조정관(600)에 장착된 플랜지(610)의 볼트홀과 고정관의 플랜지 볼트홀이 일치되는 위치이다.

이후, 커팅척(330)에 클램핑된 플랜지(610)의 셋팅 위치가 결정된 후에는 다관절 로봇장치(200)의 조정척(290)이 플랜지(610)를 클램핑함과 동시에 커팅척(330)은 플랜지(610)의 클램핑을 해제하게 된다.

그러면, 조정척(290)에 클램핑된 플랜지(610)는 다관절 로봇장치(200)의 회전에 의해 도 9에서와 같이 연결배관(500)에 고정된 조정관(600)의 단부로 이동되어 플랜지(610)가 조정관(600) 타측 단부의 외주면에 끼워진 상태로 용접되어 고정된다.

따라서, 다관절 로봇장치에 의해 조정관 및 플랜지를 정확히 재현할 수 있고, 재현된 조정관을 자동으로 연결배관에 정위치시켜 장착할 수 있으며, 플랜지를 자동으로 조정관에 정위치시켜 장착할 수 있으므로 배관 라인의 단절된 양 고정관 사이를 연결배관(500)으로 신속하면서 정확히 연결하여 배관 라인을 형성할 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

100 : 재현장치 200 : 다관절 로봇장치
210 : 베이스블록 211 : 제 1 모터
220 : 제 1 프레임 230 : 로워아암
231 : 제 2 모터 232 : 힌지부
240 : 힌지프레임 241 : 제 3 모터
242 : 힌지부 243 : 밸런스웨이트
250 : 제 2 프레임 251 : 힌지부
260 : 연결링크 270 : 제 1 어퍼아암
271 : 제 4 모터 272 : 제 2 어퍼아암
280 : 홀더프레임 281 : 제 5 모터
282 : 힌지부 290 : 조정척
291 : 제 6 모터 292 : 광학센서
300 : 커팅장치 330 : 커팅척
400 : 고정부 420 : 지그
500 : 연결배관 600 : 조정관
610 : 플랜지

Claims

배관 라인의 성형시 양 고정관 사이에 설치되는 연결배관을 고정관에 연결하기 위한 조정관을 재현하도록 커팅장치와 고정부를 구비한 재현장치에 적용된 다관절 로봇장치로서,
다관절 로봇장치는 커팅장치 상의 조정관과 플랜지를 고정부 상의 연결배관으로 이동시켜 장착하기 위하여 다관절 로봇장치를 기준으로 커팅장치와 고정부가 직각을 이루도록 구비되는 한편,
베이스블록에서 평면적으로 회전되게 구비되는 제 1 프레임;
제 1 회전프레임에 힌지 결합되어 제 1 프레임의 회전 방향과 직교되는 방향으로 회전되는 로워아암;
로워아암과 동일한 위치로 제 1 프레임에 힌지 결합되어 제 1 프레임의 회전 방향과 직교되는 방향으로 회전되는 힌지프레임;
로워아암에 힌지 결합되는 한편 그 일단부가 힌지프레임과 연결링크로 회전가능하게 연결되는 제 2 프레임;
제 2 프레임에 외측으로 돌출되게 구비되는 어퍼아암; 및
어퍼아암에 힌지 결합되어 제 2 프레임의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전되면서 조정관 또는 플랜지를 클램핑하는 조정척;을 포함하되,
어퍼아암에는 조정척을 제 2 프레임의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전시키는 홀더프레임이 힌지 결합되어 구비되고,
홀더프레임에는 조정척이 제 1 프레임의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전되게 구비되는 조정관 재현용 다관절 로봇장치.
청구항 1에 있어서,
어퍼아암은 제 2 프레임에 고정되게 구비되는 제 1 어퍼아암과, 제 1 어퍼아암에 축방향을 기준으로 회전가능하게 구비되는 한편 그 일측에는 조정척이 구비되는 제 2 어퍼아암을 포함하는 조정관 재현용 다관절 로봇장치.
청구항 1에 있어서,
힌지프레임에는 로워아암의 회전시 로워아암과 제 2 프레임 및 연결링크로 연결된 힌지프레임의 회전을 방지하기 위한 밸런스웨이트가 구비되는 조정관 재현용 다관절 로봇장치.
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