KR102486102B1 - Apparatus for assisting pipe welding process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배관을 용접하는 캐리지를 보조하는 장치에 있어서: 배관의 레일(15) 상으로 유도되고, 용접토치(25)를 탑재한 캐리지(20); 상기 캐리지(20)에 심추적기(32)를 탑재하고, 모션유도기(35)로 용접토치(25)를 변위하는 변위수단(30); 및 상기 캐리지(20)에 탑재된 슬래그제거기(44)로 슬래그를 제거하는 정화수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 선박 등에 소요되는 중대형의 배관을 제작하는 현장에서 용접토치 자동 조절로 작업의 편의성과 연속성을 보장하면서 용접 슬래그와 흄을 제거하여 작업환경의 개선도 수반하는 효과가 있다.The present invention is a device for assisting a carriage for welding a pipe: a carriage (20) guided onto a rail (15) of a pipe and equipped with a welding torch (25); a displacement means (30) for mounting the core tracker (32) on the carriage (20) and displacing the welding torch (25) with a motion inducer (35); and a purifying means (40) for removing slag with a slag remover (44) mounted on the carriage (20).
Accordingly, there is an effect of improving the working environment by removing welding slag and fumes while ensuring the convenience and continuity of work by automatically adjusting the welding torch at the site of manufacturing medium-large sized piping used in ships.

Description

배관 용접 공정용 보조 장치 {Apparatus for assisting pipe welding process}Apparatus for assisting pipe welding process}

본 발명은 배관 용접용 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박 등에 소요되는 중대형의 배관을 제작하는 현장에서 활용하기 위한 배관 용접 공정용 보조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pipe welding apparatus, and more particularly, to an auxiliary device for a pipe welding process for use in a field where medium-large sized pipes for ships and the like are manufactured.

배관 제작 공장에서 1GR 자세로 용접시 용접토치로 개개인이 직접 높이를 조절해 매 패스(pass) 용접하며, 1패스 용접 후 그라인더 또는 다른 장비로 슬래그(slag)를 제거한다. 용접사가 토치 높이를 수동으로 조절하면서 슬래그 제거를 반복적으로 진행하는 과정에서 마스크를 착용한 상태라도 용접 비드를 보기 위해 용접면을 보면 용접 흄(fume)에 노출될 수 있다.When welding in a 1GR position in a pipe manufacturing plant, each pass welds by adjusting the height directly with a welding torch, and after 1 pass welding, slag is removed with a grinder or other equipment. In the process of repeatedly removing slag while manually adjusting the height of the torch, the welder may be exposed to welding fume by looking at the welding surface to see the welding bead even while wearing a mask.

이러한 단점을 해소하기 위한 기술과 관련하여 한국 등록특허공보 제0618644호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0431682호(선행문헌 2) 등의 선행기술문헌을 참조할 수 있다.Regarding technology for solving these disadvantages, reference may be made to prior art documents such as Korean Patent Registration No. 0618644 (Prior Document 1) and Korean Patent Registration No. 0431682 (Prior Document 2).

선행문헌 1은 4륜구동으로 용접면을 따라 이동하면서 용접면에 발생된 슬래그에 소정의 진동을 가하므로써 슬래그를 제거하고, 용접면에서 이탈된 슬래그를 흡입하여 저장할 수 있는 구성을 제안한다. 이에, 작업시간의 단축됨과 아울러 수작업을 통해 슬래그의 분쇄작업시 발생되는 작업자의 허리근골격계나 호흡기 질환을 예방하는 효과를 기대한다.Prior Document 1 proposes a configuration capable of removing slag by applying a predetermined vibration to the slag generated on the welding surface while moving along the welding surface with a four-wheel drive, and suctioning and storing the slag separated from the welding surface. Accordingly, it is expected that the working time will be shortened and the effect of preventing the back musculoskeletal system or respiratory diseases of the workers generated during the crushing of the slag through manual work will be expected.

선행문헌 2는 복수개의 구동휠을 구동하는 이동대차; 용접토치의 용접시 용접비드 위에 발생된 슬래그를 향하도록 배치되고, 공기압, 전기, 유체압 중 어느 하나의 동력원을 이용하는 슬래그 제거부; 슬래그 제거부 등을 제어하는 컨트롤러부;를 포함한다. 이에, 수동식 도구에 비해 매우 효율적인 용접 작업을 연속적으로 수행하는 효과를 기대한다.Prior Document 2 is a moving truck for driving a plurality of driving wheels; A slag removal unit disposed toward the slag generated on the welding bead during welding of the welding torch and using any one power source of air pressure, electricity, and fluid pressure; and a controller unit controlling the slag removal unit and the like. Accordingly, an effect of continuously performing a highly efficient welding operation compared to a manual tool is expected.

그러나, 상기한 선행기술문헌에 의하면 대구경 배관을 용접하여 의장품 등을 제작하는 현장에서 토치의 조절과 슬래그 제거에 연계된 자동화를 구현하기 미흡하여 개선의 여지가 있다.However, according to the above-mentioned prior art literature, there is room for improvement because it is insufficient to implement automation linked to torch control and slag removal at a site where a large-diameter pipe is welded to manufacture a fitting or the like.

한국 등록특허공보 제0431682호 "슬래그 제거 겸용 용접 오토캐리지" (공개일자 : 2006.11.24.)Korean Registered Patent Publication No. 0431682 "Slag removal combined welding auto carriage" (Publication date: 2006.11.24.) 한국 등록특허공보 제0618644호 "용접슬래그 제거장치" (공개일자 : 2006.09.06.)Korean Registered Patent Publication No. 0618644 "Welding slag removal device" (published date: 2006.09.06.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 용접심 추적을 기반으로 용접토치의 높낮이 조절을 수행하면서 용접토치 고정부 후방에서 슬래그와 흄을 매 패스마다 제거하여 자동적이고 연속적 용접이 가능한 배관 용접 공정용 보조 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention to improve the above conventional problems is to perform automatic and continuous welding by removing slag and fume from the rear of the welding torch fixing part at every pass while performing height adjustment of the welding torch based on welding seam tracking. It is to provide an auxiliary device for the pipe welding process where possible.

본 발명의 또 다른 목적은 환기팬으로 슬래그와 흄을 흡입함에 따라 작업환경을 청정하게 유지하는데 있다.Another object of the present invention is to maintain a clean working environment by inhaling slag and fume with a ventilation fan.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배관을 용접하는 캐리지를 보조하는 장치에 있어서: 배관의 레일 상으로 유도되고, 용접토치를 탑재한 캐리지; 상기 캐리지에 심추적기를 탑재하고, 모션유도기로 용접토치를 변위하는 변위수단; 및 상기 캐리지에 탑재된 슬래그제거기로 슬래그를 제거하는 정화수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for assisting a carriage for welding a pipe, comprising: a carriage guided on a rail of a pipe and equipped with a welding torch; a displacement means for mounting the core tracker on the carriage and displacing the welding torch with a motion guide; and a purifying means for removing slag with a slag remover mounted on the carriage.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 변위수단은 가시광, 레이저, 초음파 중 하나를 매개로 용접패스를 검출하는 패스검출기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the displacement means is characterized in that it further includes a path detector for detecting a welding path through one of visible light, laser, and ultrasonic waves.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 정화수단은 슬래그제거기에 그라인더를 장착하고, 선택적으로 회전 블레이드, 회전 브러시, 스크레이퍼를 부가하여 구성되는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the purification means is characterized in that a grinder is mounted on a slag remover, and a rotary blade, a rotary brush, and a scraper are optionally added.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 정화수단은 흄을 검출하는 가스검출기, 흄을 흡입하여 배출하는 환기팬, 외부의 관로에 연결되어 흄을 처리하는 배기포트를 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the purification means is characterized by having a gas detector for detecting fumes, a ventilation fan for inhaling and discharging fumes, and an exhaust port connected to an external conduit to process fumes.

본 발명의 변형예로서, 상기 정화수단은 흄의 배출 경로에서 슬래그와 이물질을 포집하기 위한 여과기와 포집통을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.As a modified example of the present invention, the purification means is characterized in that it further includes a filter and a collection container for collecting slag and foreign substances in the discharge path of the fume.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 선박 등에 소요되는 중대형의 배관을 제작하는 현장에서 용접토치 자동 조절로 작업의 편의성과 연속성을 보장하면서 용접 슬래그와 흄을 제거하여 작업환경의 개선도 수반하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is an effect of improving the working environment by removing welding slag and fumes while ensuring the convenience and continuity of work by automatically adjusting the welding torch at the site of manufacturing medium-large sized piping for ships, etc. .

도 1은 본 발명에 따른 장치를 평면에서 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 장치를 확대하여 나타내는 사시도
도 3은 본 발명에 따른 장치를 측면에서 나타내는 구성도1 is a configuration diagram showing a device according to the present invention in plan view;
Figure 2 is an enlarged perspective view of the device according to the present invention
Figure 3 is a configuration diagram showing the device according to the present invention from the side

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

본 발명은 배관을 용접하는 공정을 보조하는 장치에 관하여 제안한다. 배관(10)을 제작하는 공장에서 1GR 자세로 용접하는 장치를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 도 1에서 선박 등에 소요되는 중대형 규격의 배관(10)을 예시한다.The present invention proposes a device for assisting a process of welding a pipe. A device for welding in a 1GR posture in a factory that manufactures the pipe 10 is intended, but is not necessarily limited thereto. In FIG. 1, a pipe 10 of a medium or large standard used for ships and the like is illustrated.

본 발명에 따른 캐리지(20)는 용접토치(25)를 탑재하고 배관의 레일(15) 상으로 유도된다. 도 1을 참조하면 용접부(12)의 양측으로 맞닿은 배관(10) 중에서 일측에 레일(15)이 설치된 상태를 예시한다. 캐리지(20)는 레일(15)에 연결되는 안내대(21)와 안내대(21)와 대향하는 위치의 주행휠(22)을 구비한다. 용접토치(25)는 캐리지(20) 상에 적어도 2축 운동, 즉 상하모션 및 좌우모션 가능하게 장착된다. 1GR 자세 용접에서 배관(10)이 회전하고 캐리지(20)는 정위치를 유지하지만, 이 자세에 한정되지 않고 캐리지(20)가 주행하는 방식에도 적용 가능하다.The carriage 20 according to the present invention mounts the welding torch 25 and is guided onto the rail 15 of the pipe. Referring to FIG. 1, a state in which a rail 15 is installed on one side of the pipe 10 in contact with both sides of the welded portion 12 is illustrated. The carriage 20 includes a guide rod 21 connected to the rail 15 and a driving wheel 22 opposite the guide rod 21 . The welding torch 25 is mounted on the carriage 20 capable of at least two-axis movement, that is, up and down motion and left and right motion. In the 1GR posture welding, the pipe 10 rotates and the carriage 20 maintains its original position, but it is not limited to this posture and is applicable to the manner in which the carriage 20 travels.

또, 본 발명에 따르면 변위수단(30)이 상기 캐리지(20)에 심추적기(32)를 탑재하고, 모션유도기(35)로 용접토치(25)를 변위하는 구조이다. 변위수단(30)은 심추적기(32)의 신호 입력에 대응하여 모션유도기(35)에 설정된 출력을 인가한다. 변위수단(30)에 포함되는 제어기(31)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 마이컴 회로이다. 심추적기(32)는 도 1과 같은 용접부(12)의 직선 경로는 물론 사선 경로도 모니터링한다. 이에 심추적기(32)는 개선을 따라 운동하는 외에 용접 전류값을 검출하는 구조로 구성될 수 있다. 모션유도기(35)는 용접토치(25)의 상하모션과 좌우모션을 구현하도록 구성될 수 있다.In addition, according to the present invention, the displacement means 30 has a structure in which the core tracker 32 is mounted on the carriage 20 and the welding torch 25 is displaced by the motion inducer 35. The displacement unit 30 applies a set output to the motion inducer 35 in response to the signal input of the heart tracker 32 . The controller 31 included in the displacement means 30 is a microprocessor, memory, and a microcomputer circuit equipped with an input/output interface. The heart tracker 32 monitors not only the linear path of the welded part 12 as shown in FIG. 1 but also the oblique path. Accordingly, the heart tracker 32 may be configured to detect a welding current value in addition to moving along the groove. The motion inducer 35 may be configured to implement vertical and horizontal motions of the welding torch 25 .

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 변위수단(30)은 가시광, 레이저, 초음파 중 하나를 매개로 용접패스를 검출하는 패스검출기(33)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 가시광, 레이저, 초음파 등의 비접촉 방식을 적용한 패스검출기(33)로 용접부(12)의 개선에서 패스의 진행 상태와 더불어 용접 상태의 양부를 검출한다. 제어기(31)는 패스검출기(33)의 신호에 대응하여 모션유도기(35)로 용접토치(25)의 높이를 조절한다. 이외에 패스검출기(33)는 심추적기(32)를 보조하여 용접 경로를 모니터링하도록 구성될 수 있다.As a detailed configuration of the present invention, the displacement means 30 is characterized in that it further includes a path detector 33 for detecting a welding path through one of visible light, laser, and ultrasonic waves. In the improvement of the welding part 12, the pass detector 33 using a non-contact method such as visible light, laser, or ultrasonic detects the progress of the pass and the quality of the welding condition. The controller 31 adjusts the height of the welding torch 25 with the motion inducer 35 in response to the signal of the path detector 33 . In addition, the path detector 33 may be configured to assist the core tracker 32 to monitor the welding path.

또, 본 발명에 따르면 정화수단(40)이 상기 캐리지(20)에 탑재되는 슬래그제거기(44)로 슬래그를 제거하는 구조이다. 정화수단(40)은 배관(10)에 대한 1GR 자세 용접에서 용접품질과 작업환경에 대한 악영향을 제거한다. 슬래그제거기(44)는 용접부(12)의 용융되지 않은 플럭스 찌꺼기를 제거한다. 물론 후술하는 것처럼 정화수단(40)은 용접중 발생하는 흄을 제거할 수도 있다.In addition, according to the present invention, the purification means 40 has a structure in which slag is removed by a slag remover 44 mounted on the carriage 20. The purifying means 40 removes adverse effects on welding quality and work environment in the 1GR posture welding for the pipe 10. The slag remover 44 removes unmelted flux residues from the welded portion 12 . Of course, as will be described later, the purification means 40 may remove fume generated during welding.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 정화수단(40)은 슬래그제거기(44)에 그라인더를 장착하고, 선택적으로 회전 블레이드, 회전 브러시, 스크레이퍼를 부가하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 그라인더는 슬래그를 연삭으로 이탈시켜 미세한 칩 형태로 배출한다. 회전 블레이드와 회전 브러시는 각각 금속 날개와 와이어로 슬래그 칩의 비산을 유발한다. 스크레이퍼는 용접부(12)의 주변을 긁어서 부착된 슬리그 칩을 배출한다. 회전 블레이드, 회전 브러시, 스크레이퍼는 배관(10)의 종류, 용접 방식에 따라 개별적 또는 복합적으로 적용할 수 있다.As a detailed configuration of the present invention, the purification means 40 is characterized in that a grinder is mounted on the slag remover 44, and a rotary blade, a rotary brush, and a scraper are optionally added. The grinder separates the slag by grinding and discharges it in the form of fine chips. The rotating blades and rotating brushes cause the scattering of slag chips with metal blades and wires, respectively. The scraper scrapes the periphery of the welded portion 12 to discharge the attached slig chips. The rotary blade, the rotary brush, and the scraper may be applied individually or in combination according to the type of pipe 10 and the welding method.

한편, 캐리지(20)는 배관(10)의 곡률에 맞추어 내부의 밀폐 상태가 유지되도록 저면을 곡면으로 형성한다.On the other hand, the bottom surface of the carriage 20 is formed into a curved surface so that an internal sealed state is maintained according to the curvature of the pipe 10.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 정화수단(40)은 흄을 검출하는 가스검출기(42), 흄을 흡입하여 배출하는 환기팬(46), 외부의 관로에 연결되어 흄을 처리하는 배기포트(48)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 가스검출기(42)는 용접중 발생되는 흄에서 특정의 성분과 그 양을 검출한다. 환기팬(46)은 용접토치(25)에서 후방으로 형성되는 배출 경로 상에 설치된다. 배기포트(48)는 배출 경로의 말단에 외부의 관로(호스 등)와 연결되는 구조로 형성된다. 외부 관로의 하류단에는 흄의 유해성분을 정화시키는 장비가 연결된다.As a detailed configuration of the present invention, the purification means 40 includes a gas detector 42 that detects fumes, a ventilation fan 46 that sucks and discharges fumes, and an exhaust port 48 that is connected to an external conduit to process fumes. ). The gas detector 42 detects a specific component and its amount in the fume generated during welding. The ventilation fan 46 is installed on a discharge path formed backward from the welding torch 25 . The exhaust port 48 is formed in a structure connected to an external conduit (hose, etc.) at the end of the exhaust path. Equipment for purifying harmful components of the fume is connected to the downstream end of the external conduit.

본 발명의 변형예로서, 상기 정화수단(40)은 흄의 배출 경로에서 슬래그와 이물질을 포집하기 위한 여과기(52)와 포집통(55)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 포집통(55)은 배기포트(48)와 연통하도록 캐리지(20)의 후방측에 착탈 가능하게 설치되고, 배출되는 슬래그 칩과 흄을 받아 여과기(52)를 거쳐 정화된 공기만 외부로 배출한다. 도 1에 예시하듯이 여과기(52)는 환기팬(46)과 배기포트(48) 상에도 설치될 수 있다.As a modified example of the present invention, the purification means 40 is characterized in that it further includes a filter 52 and a collection container 55 for collecting slag and foreign substances in the discharge path of the fume. The collection cylinder 55 is detachably installed on the rear side of the carriage 20 to communicate with the exhaust port 48, receives the discharged slag chips and fume, and passes through the filter 52 to discharge only purified air to the outside. . As illustrated in FIG. 1 , the filter 52 may also be installed on the ventilation fan 46 and the exhaust port 48 .

작동의 일예로서, 배관(10)이 회전하는 동안 제어기(31)가 심추적기(32)와 패스검출기(33)로 상태를 검출하고, 배관(10)의 용접부(12)에서 용접 비드가 올라가면 자동으로 용접토치(25)도 그에 맞게 상승하여 연속적으로 용접이 가능하며, 용접과 동시에 슬래그제거기(44)이 가동되어 슬래그 칩을 제거하고, 흄의 검출에 연동하여 환기팬(46)이 가동되어 배출 공기를 정화시킨다.As an example of operation, while the pipe 10 is rotating, the controller 31 detects the state with the heart tracker 32 and the pass detector 33, and when the welding bead rises in the welded portion 12 of the pipe 10, the As the welding torch 25 also rises accordingly, welding is possible continuously, and at the same time as welding, the slag remover 44 is operated to remove slag chips, and the ventilation fan 46 is operated in conjunction with the detection of fume to discharge purifies the air

이때, 제어기(31)는 가스검출기(42)의 신호에 대응하여 흄이 설정치 이하이면 환기팬(46)의 댐퍼를 개방하여 직접 배출하고, 흄이 설정치를 초과하면 댐퍼를 폐쇄하고 배기포트(48)로 배출 경로를 전환할 수 있다.At this time, the controller 31 responds to the signal of the gas detector 42 by opening the damper of the ventilation fan 46 to directly discharge the fumes when the fume is below the set value, and when the fume exceeds the set value, the damper is closed and the exhaust port 48 ) to switch the discharge path.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.The present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such variations or modifications should fall within the scope of the claims of the present invention.

10: 배관 12: 용접부
15: 레일 20: 캐리지
21: 안내대 22: 주행휠
25: 용접토치 30: 변위수단
31: 제어기 32: 심추적기
33: 패스검출기 35: 모션유도기
40: 정화수단 42: 가스검출기
44: 슬래그제거기 46: 환기팬
48: 배기포트 52: 여과기
55: 포집통10: pipe 12: welded part
15: rail 20: carriage
21: guide 22: driving wheel
25: welding torch 30: displacement means
31: controller 32: heart tracker
33: pass detector 35: motion inductor
40: purification means 42: gas detector
44: slag remover 46: ventilation fan
48: exhaust port 52: filter
55: catch bin

Claims (5)

배관을 용접하는 공정을 보조하는 장치에 있어서:
배관의 레일(15) 상으로 유도되고, 용접토치(25)를 탑재한 캐리지(20);
상기 캐리지(20)에 심추적기(32)를 탑재하고, 모션유도기(35)로 용접토치(25)를 변위하는 변위수단(30); 및
상기 캐리지(20)에 탑재된 슬래그제거기(44)로 슬래그를 제거하는 정화수단(40);을 포함하되,
상기 변위수단(30)은 가시광, 레이저, 초음파 중 하나를 매개로 용접패스를 검출하는 패스검출기(33)를 더 구비하고,
상기 정화수단(40)은 슬래그제거기(44)에 그라인더를 장착하고, 선택적으로 회전 블레이드, 회전 브러시, 스크레이퍼를 부가하여 구성되며,
상기 정화수단(40)은 흄을 검출하는 가스검출기(42), 흄을 흡입하여 배출하는 환기팬(46), 외부의 관로에 연결되어 흄을 처리하는 배기포트(48)를 구비하고,
상기 정화수단(40)은 흄의 배출 경로에서 슬래그와 이물질을 포집하기 위한 여과기(52)와 포집통(55)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배관 용접 공정용 보조 장치.In the device assisting the process of welding the pipe:
A carriage 20 guided onto the rail 15 of the pipe and equipped with a welding torch 25;
a displacement means (30) for mounting the core tracker (32) on the carriage (20) and displacing the welding torch (25) with a motion inducer (35); and
Purifying means 40 for removing slag with a slag remover 44 mounted on the carriage 20; including,
The displacement means 30 further includes a path detector 33 for detecting a welding path through one of visible light, laser, and ultrasonic waves,
The purification means 40 is configured by mounting a grinder on the slag remover 44 and optionally adding a rotating blade, a rotating brush, and a scraper,
The purification means 40 includes a gas detector 42 for detecting fumes, a ventilation fan 46 for inhaling and discharging fumes, and an exhaust port 48 connected to an external conduit to process fumes,
The purification means 40 further comprises a filter 52 and a collection container 55 for collecting slag and foreign substances in the discharge path of the fume. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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