KR102594493B1

KR102594493B1 - 배관스풀 자동제조 시스템

Info

Publication number: KR102594493B1
Application number: KR1020210139302A
Authority: KR
Inventors: 강성기; 곽영춘; 황선규; 김성근; 명노현; 임상훈; 이병열; 천상필; 서찬원; 추정훈; 최민규
Original assignee: 에이치디현대로보틱스 주식회사; 삼성엔지니어링 주식회사
Priority date: 2021-07-01
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2023-10-30
Also published as: KR20230006753A

Abstract

배관스풀 자동제조 시스템을 개시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 배관스풀 자동제조 시스템은 원본파이프를 소정의 원하는 길이로 절단하여 스풀파이프로 만드는 파이프 절단기를 포함하는 파이프 절단부; 상기 스풀파이프의 단부에 용접개선(開先)을 형성하는 스풀파이프 개선가공기를 포함하는 스풀파이프 개선가공부; 연결부재의 단부에 용접개선을 형성하는 연결부재 개선가공기를 포함하는 연결부재 개선가공부; 상기 스풀파이프에 상기 연결부재를 용접하여 직관스풀을 만드는, 직관스풀 용접장과 용접로봇을 포함하는 직관스풀 제조부; 상기 직관스풀에 다른 상기 직관스풀이나 상기 연결부재를 용접하여 입체스풀을 만드는, 입체스풀용접장과 용접로봇을 포함하는 입체스풀 제조부; 상기 스풀파이프나 상기 연결부재 또는 상기 직관스풀이나 상기 입체스풀을 이동시키거나 용접시 상기 연결부재나 상기 직관스풀을 파지하는, 핸들링로봇과 갠트리크레인로봇을 포함하는 핸들링부; 및 배관스풀에 대한 정보가 입력되면, 상기 파이프 절단부, 상기 스풀파이프 개선가공부, 상기 연결부재 개선가공부, 상기 직관스풀 제조부, 상기 입체스풀 제조부 및, 상기 핸들링부를 각각 제어하여, 작업자의 개입이나 별도의 서지 없이, 입력된 정보에 따른 배관스풀이 제조되도록 하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

Description

배관스풀 자동제조 시스템{PIPING SPOOL AUTO MANUFACTURING SYSTEM}

본 발명은 배관스풀 자동제조 시스템에 관한 것이다.

화공플랜트나 산업플랜트 또는 건축물 등은 복잡한 배관설비를 포함한다.

화공플랜트나 산업플랜트 또는 건축물 등에 배관설비를 설치하기 위해서, 먼저, 배관설비를 이루게 될 복수개의 배관스풀을 배관스풀 제작장에서 미리 제작한다. 그리고, 제작된 복수개의 배관스풀을 화공플랜트나 산업플랜트 또는 건축물 등의 현장으로 이동시키고, 현장에서 복수개의 배관스풀을 서로 연결한다. 이와 같이 서로 연결된 복수개의 배관스풀을, 화공플랜트나 산업플랜트 또는 건축물 등을 이루는 철골 또는 토목 구조물에, 서포트 등을 활용하여 설치하고, 서로 연결된 복수개의 배관스풀을, 예컨대 칼럼(Column), 베셀(Vessel), 탱크(Tank) 또는, 열교환기(Heat Exchanger) 등의 제관(製管, stationary)류나, 컴프레서(Compressor) 또는, 펌프(Pump) 등의 회전기류에 최종 연결하는 것으로, 전체 배관설비가 화공플랜트나 산업플랜트 또는 건축물 등에 시공된다.

한편, 화공플랜트나 산업플랜트 또는 건축물 등의 배관설비를 이루는 배관스풀은 각각 다른 형태와 크기를 가진다. 이러한 이유로, 배관스풀은 대표적인 다품종 소량생산품이며, 제조자동화가 어려웠다. 이에 따라, 종래에는 단순한 형상의 배관스풀을 제작하는 일부 제작 공정에서만 자동화 기기를 적용할 수 있을 뿐이었으며, 복잡한 형태의 배관스풀은, 도26에 도시된 바와 같이 각각의 작업장에서, 파이프 등의 부재의 절단, 부재의 가공, 부재의 이동 및, 파이프와 피팅부재 등의 용접 등을 여전히 수작업으로 행하여, 제작되었다.

또한, 종래에는 배관스풀 제작에 필수적인 도면 관리, 부재 관리, 그리고 검사 업무까지, 여전히 다수의 업무가 서지 기반으로 처리되고 있어서, 각각의 제작 공정마다 이를 담당할 인력이 필요하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명의 목적의 일 측면은 제어부에 배관스풀에 대한 정보가 입력되면, 제어부가, 배관스풀의 제조를 위한 일련의 공정들이, 작업자의 개입이나 별도의 서지 없이, 연속적으로 이루어지도록 하여, 입력된 정보에 따른 배관스풀이 자동으로 제조되도록 하는 것이다.

본 발명의 목적의 다른 측면은 배관스풀의 제조를 위한 주요공정인, 원본파이프의 절단에 의한 스풀파이프의 제조, 스풀파이프의 가공, 연결부재의 가공, 스풀파이프와 연결부재의 용접에 의한 직관스풀의 제조, 직관스풀과, 다른 직관스풀 또는 연결부재의 용접에 의한 입체스풀의 제조가, 각 공정에 포함되는 센서나 자동기기 또는 로봇과 이들 각각에 연결되는 제어부에 의해서 자동으로 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명의 목적의 또 다른 측면은 스풀파이프나, 연결부재, 직관스풀 또는 입체스풀 등의 한 공정에서 다른 공정으로의 이동이 제어부에 연결되는 로봇에 의해서 자동으로 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명의 목적의 또 다른 측면은 스풀파이프와 연결부재 각각에, 제조될 배관스풀에 대한 정보가 기록되도록 하여, 작업자가, 모바일 기기 등으로, 배관스풀에 대한 정보를 용이하게 확인할 수 있고, 추후 배관스풀의 도장공정이나 배관스풀의 검사공정에서, 배관스풀에 대한 정보를 용이하게 활용하여 배관스풀의 도장이나 검사가 이루지도록 하는 것이다.

본 발명의 목적의 또 다른 측면은 제어부가, 원본파이프의 절단에 의한 스풀파이프의 제조, 스풀파이프의 가공 및, 연결부재의 가공시, 센서를 통한 측정을 통해 배관스풀이 될 수 있는 자재와 그렇지 않은 자재를 구분하며, 배관스풀이 될 수 있는 자재뿐만 아니라, 그렇지 않은 자재도 관리하도록 하는 것이다.

본 발명의 목적의 또 다른 측면은 스풀파이프와 연결부재의 용접에 의한 직관스풀의 제조와, 직관스풀과, 다른 직관스풀 또는 연결부재의 용접에 의한 입체스풀의 제조시, 로봇에 의한 노택(No-Tack) 용접과 아래보기 용접이 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명의 목적의 또 다른 측면은 로봇에 의한 노택(No-Tack) 용접이 가능하도록, 스풀파이프의 단부와 연결부재의 단부를 가공하도록 하는 것이다.

상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일실시 형태와 관련된 배관스풀 자동제조 시스템은 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시 형태에 따른 배관스풀 자동제조 시스템은 원본파이프를 소정의 원하는 길이로 절단하여 스풀파이프로 만드는 파이프 절단기를 포함하는 파이프 절단부; 상기 스풀파이프의 단부에 용접개선(開先)을 형성하는 스풀파이프 개선가공기를 포함하는 스풀파이프 개선가공부; 연결부재의 단부에 용접개선을 형성하는 연결부재 개선가공기를 포함하는 연결부재 개선가공부; 상기 스풀파이프에 상기 연결부재를 용접하여 직관스풀을 만드는, 직관스풀 용접장과 용접로봇을 포함하는 직관스풀 제조부; 상기 직관스풀에 다른 상기 직관스풀이나 상기 연결부재를 용접하여 입체스풀을 만드는, 입체스풀용접장과 용접로봇을 포함하는 입체스풀 제조부; 상기 스풀파이프나 상기 연결부재 또는 상기 직관스풀이나 상기 입체스풀을 이동시키거나 용접시 상기 연결부재나 상기 직관스풀을 파지하는, 핸들링로봇과 갠트리크레인로봇을 포함하는 핸들링부; 및 배관스풀에 대한 정보가 입력되면, 상기 파이프 절단부, 상기 스풀파이프 개선가공부, 상기 연결부재 개선가공부, 상기 직관스풀 제조부, 상기 입체스풀 제조부 및, 상기 핸들링부를 각각 제어하여, 작업자의 개입이나 별도의 서지 없이, 입력된 정보에 따른 배관스풀이 제조되도록 하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 파이프 절단부에서는, 상기 원본파이프의 길이와 두께를 측정한 후 상기 파이프 절단기에 의해서 상기 원본파이프를 절단하며, 측정된 상기 원본파이프의 길이와 두께는 상기 제어부에 전달되고, 상기 스풀파이프에 상기 제어부에 입력된, 제조될 배관스풀의 정보를 기록할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 스풀파이프가 되고 남은 상기 원본파이프의 부분인 잔재파이프가, 제조될 다른 스풀파이프의 길이보다 길면, 상기 잔재파이프를 상기 파이프 절단기에 의해서 절단하여 다른 상기 스풀파이프가 되도록 하며, 상기 잔재파이프가, 제조될 다른 스풀파이프의 길이보다 짧으면, 상기 잔재파이프를 상기 파이프 절단부에서 배출시키고 별도로 관리할 수 있다.

그리고, 상기 스풀파이프 개선가공부에서는 상기 스풀파이프의 단부의 형상, 진원도, 두께 및, 중심을 측정하여 상기 제어부에 전달하며, 상기 제어부는 상기 스풀파이프의 단부의 가공여부를 판단하고, 가공이 가능하다고 판단되면, 상기 스풀파이프의 단부의 가공을 진행하고, 그렇지 않으면 상기 스풀파이프를 상기 스풀파이프 개선가공부에서 배출시킬 수 있다.

또한, 상기 스풀파이프 개선가공부에서는 상기 스풀파이프의 단부에 상기 스풀파이프 개선가공기에 의해서, 자동로봇용접을 위한 J자형이나, 수동용접을 위한 V자형 용접개선이 형성되도록 하며, 상기 용접개선이 형성된 상기 스풀파이프의 단부의 내,외경의 가공도 실시할 수 있다.

그리고, 상기 연결부재 개선가공부에서는 상기 연결부재의 단부의 형상, 진원도, 두께 및, 중심을 측정하여 상기 제어부에 전달하며, 상기 제어부는 상기 연결부재의 단부의 가공여부를 판단하고, 가공이 가능하다고 판단되면, 상기 연결부재에 상기 제어부에 입력된, 제조될 배관스풀의 정보를 기록한 후, 상기 연결부재의 단부의 가공을 진행하고, 그렇지 않으면 상기 연결부재를 상기 연결부재 개선가공부에서 배출시킬 수 있다.

또한, 상기 연결부재 개선가공부에서는 상기 연결부재의 단부에 상기 연결부재 개선가공기에 의해서 자동로봇용접을 위한 J자형 용접개선이 형성되도록 하며, 상기 용접개선이 형성된 상기 연결부재의 단부의 내,외경의 가공도 실시할 수 있다.

그리고, 상기 직관스풀 제조부나 상기 입체스풀 제조부에서의 로봇에 의한 개선면 정렬과 노택(No-Tack) 용접을 위해서, 상기 스풀파이프 개선가공부에서는 상기 스풀파이프의 단부에 상기 스풀파이프 개선가공기에 의해서 J자형 용접개선이 형성되도록 하며, 상기 연결부재 개선가공부에서는 상기 연결부재의 단부에 상기 연결부재 개선가공기에 의해서 J자형 용접개선이 형성되도록 할 수 있다.

또한, 상기 스풀파이프 개선가공부에서는 상기 용접개선이 형성된 상기 스풀파이프의 단부의 내,외경의 가공도 실시하며, 상기 연결부재 개선가공부에서는 상기 용접개선이 형성된 상기 연결부재의 단부의 내,외경의 가공도 실시할 수 있다.

그리고, 상기 직관스풀 제조부에서는, 상기 스풀파이프는 상기 직관스풀 용접장에 파지되고 상기 연결부재는 상기 핸들링로봇에 파지되어 개선면 정렬이 이루어지며, 상기 용접로봇에 포함되는 루트용접로봇에 의해서 상기 스풀파이프와 상기 연결부재 사이의 루트부분의 용접이 이루어진 후에, 상기 용접로봇에 포함되는 필링앤캡용접로봇에 의해서 상기 스풀파이프와 상기 연결부재 사이의 나머지 부분이 용접될 수 있다.

또한, 상기 입체스풀 제조부에서는, 상기 직관스풀은 상기 입체스풀용접장에 파지되고 다른 상기 직관스풀이나 상기 연결부재는 상기 핸들링로봇에 파지되어 개선면 정렬이 이루어지며, 상기 용접로봇에 포함되는 루트용접로봇에 의해서 상기 직관스풀과, 다른 상기 직관스풀이나 상기 연결부재 사이의 루트부분의 용접이 이루어진 후에, 상기 용접로봇에 포함되는 필링앤캡용접로봇에 의해서 상기 직관스풀과, 다른 상기 직관스풀이나 상기 연결부재 사이의 나머지 부분이 용접될 수 있다.

그리고, 상기 배관스풀에 대한 정보는 배관스풀의 PCF(Piping Component File) 데이터일 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 배관스풀의 제조를 위한 주요공정인, 원본파이프의 절단에 의한 스풀파이프의 제조, 스풀파이프의 가공, 연결부재의 가공, 스풀파이프와 연결부재의 용접에 의한 직관스풀의 제조, 직관스풀과, 다른 직관스풀 또는 연결부재의 용접에 의한 입체스풀의 제조가, 각 공정에 포함되는 센서나 자동기기 또는 로봇과 이들 각각에 연결되는 제어부에 의해서 자동으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 스풀파이프나, 연결부재, 직관스풀 또는 입체스풀 등의 한 공정에서 다른 공정으로의 이동이 제어부에 연결되는 로봇에 의해서 자동으로 이루어질 수 있다.

그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 스풀파이프와 연결부재 각각에, 제조될 배관스풀에 대한 정보가 기록되도록 하여, 작업자가, 모바일 기기 등으로, 배관스풀에 대한 정보를 용이하게 확인할 수 있고, 추후 배관스풀의 도장공정이나 배관스풀의 검사공정에서, 배관스풀에 대한 정보를 용이하게 활용하여 배관스풀의 도장이나 검사가 이루어질 수 있다.

그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제어부가, 원본파이프의 절단에 의한 스풀파이프의 제조, 스풀파이프의 가공 및, 연결부재의 가공시, 센서를 통한 측정을 통해 배관스풀이 될 수 있는 자재와 그렇지 않은 자재를 구분하며, 배관스풀이 될 수 있는 자재뿐만 아니라, 그렇지 않은 자재도 관리할 수 있다.

그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 스풀파이프와 연결부재의 용접에 의한 직관스풀의 제조와, 직관스풀과, 다른 직관스풀 또는 연결부재의 용접에 의한 입체스풀의 제조시, 로봇에 의한 노택(No-Tack) 용접과 아래보기 용접이 이루어질 수 있다.

그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 로봇에 의한 노택(No-Tack) 용접이 가능하도록, 스풀파이프의 단부와 연결부재의 단부를 가공할 수 있다.

그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제어부에 배관스풀에 대한 정보가 입력되면, 제어부가, 배관스풀의 제조를 위한 일련의 공정들이, 작업자의 개입이나 별도의 서지 없이, 연속적으로 이루어지도록 하여, 입력된 정보에 따른 배관스풀이 자동으로 제조될 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템을 나타내는 개략도이다.
도2는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 파이프 절단부를 나타내는 개략도이다.
도3은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 파이프 절단부에서 원본파이프가 파이프 절단기에 의해서 절단되는 것을 나타내는 사진이다.
도4는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 스풀파이프 개선가공부를 나타내는 개략도이다.
도5는 스풀파이프나 연결부재의 단부에 J자형 용접개선의 가공과 내외경의 가공이 가능한지 여부를 측정하는 것을 나타내는 도면과, J자형 용접개선이 형성되고 내외경이 가공된, 스풀파이프의 단부나 연결부재의 단부를 나타내는 도면 및, 단부에 J자형 용접개선이 형성되고 내외경이 가공된 상태에서, 스풀파이프와 연결부재, 또는 직관스풀과, 다른 직관스풀이나 연결부재가 용접되는 것을 나타내는 도면이다.
도6은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 스풀파이프 개선가공부의 스풀파이프 개선가공기에 의해서, 스풀파이프의 단부가 가공되는 것과, 가공된 스풀파이프의 단부를 나타내는 사진이다.
도7은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 연결부재 개선가공부를 나타내는 개략도이다.
도8은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 연결부재 개선가공부의 연결부재 개선가공기에 의해서, 연결부재의 단부가 가공되는 것과, 가공된 연결부재의 단부를 나타내는 사진이다.
도9는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 직관스풀 제조부를 나타내는 개략도이다.
도10 내지 도12는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 직관스풀 제조부의 직관스풀 용접장에 스풀파이프가 파지되고, 핸들링부의 제2핸들링로봇에는 연결부재가 파지된 상태에서, 제1갭센싱로봇에 의해서 스풀파이프의 단부와 연결부재의 단부 사이가 센싱되면서, 스풀파이프와 연결부재의 개선면 정렬이 이루어지는 것을 나타내는 사진이다.
도13은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 직관스풀 제조부의 루트용접로봇에 의해서 스풀파이프의 단부와 연결부재의 단부 사이의 용접개선의 루트부분이 용접되는 것을 나타내는 사진이다.
도14는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 직관스풀 제조부의 필링앤캡용접로봇에 의해서 스풀파이프의 단부와 연결부재의 단부 사이의 용접개선의 나머지 부분이 용접되는 것을 나타내는 사진이다.
도15는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 입체스풀 제조부를 나타내는 개략도이다.
도16은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 앵글센싱로봇을 나타내는 사진이다.
도17 내지 도19는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 입체스풀 제조부의 입체스풀용접장에 직관스풀이 파지되고, 핸들링부의 제3핸들링로봇에는 다른 직관스풀이나 연결부재가 파지된 상태에서, 제2갭센싱로봇에 의해서 직관스풀의 단부와, 다른 직관스풀의 단부나 연결부재의 단부 사이가 센싱되면서, 직관스풀과, 다른 직관스풀이나 연결부재의 개선면 정렬이 이루어지는 것을 나타내는 사진이다.
도20은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 입체스풀 제조부의 루트용접로봇에 의해서 직관스풀의 단부와, 다른 직관스풀의 단부나 연결부재의 단부 사이의 용접개선의 루트부분이 용접되는 것을 나타내는 사진이다.
도21은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 입체스풀 제조부의 필링앤캡용접로봇에 의해서 직관스풀의 단부와, 다른 직관스풀의 단부나 연결부재의 단부 사이의 용접개선의 나머지 부분이 용접되는 것을 나타내는 사진이다.
도22는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 핸들링부를 나타내는 개략도이다.
도23은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 핸들링부의 제1핸들링로봇에 의해서 연결부재가 이동되는 것과, 제2핸들링로봇에 의해서 스풀파이프가 이동되는 것 및, 갠트리크레인로봇에 의해서 스풀파이프가 이동되는 것을 나타내는 사진이다.
도24는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 핸들링부의 제3핸들링로봇이나 갠트리크레인로봇에 의해서 직관스풀이 이동되는 것을 나타내는 사진이다.
도25는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 핸들링부의 스풀출하부에 배관스풀로, 직관스풀이나 입체스풀이 놓여진 것을 나타내는 사진이다.
도26은 종래에 수작업으로 배관스풀을 제조하는 것을 나타내는 사진이다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 배관스풀 자동제조 시스템에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.

이하 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

이하, 도1 내지 도25를 참조로 하여, 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 일실시예에 대하여 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템을 나타내는 개략도이다.

도2는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 파이프 절단부를 나타내는 개략도이며, 도3은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 파이프 절단부에서 원본파이프가 파이프 절단기에 의해서 절단되는 것을 나타내는 사진이다.

도4는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 스풀파이프 개선가공부를 나타내는 개략도이다.

도5는 스풀파이프나 연결부재의 단부에 J자형 용접개선의 가공과 내외경의 가공이 가능한지 여부를 측정하는 것을 나타내는 도면과, J자형 용접개선이 형성되고 내외경이 가공된, 스풀파이프의 단부나 연결부재의 단부를 나타내는 도면 및, 단부에 J자형 용접개선이 형성되고 내외경이 가공된 상태에서, 스풀파이프와 연결부재, 또는 직관스풀과, 다른 직관스풀이나 연결부재가 용접되는 것을 나타내는 도면이다.

도6은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 스풀파이프 개선가공부의 스풀파이프 개선가공기에 의해서, 스풀파이프의 단부가 가공되는 것과, 가공된 스풀파이프의 단부를 나타내는 사진이다.

도7은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 연결부재 개선가공부를 나타내는 개략도이다.

도8은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 연결부재 개선가공부의 연결부재 개선가공기에 의해서, 연결부재의 단부가 가공되는 것과, 가공된 연결부재의 단부를 나타내는 사진이다.

도9는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 직관스풀 제조부를 나타내는 개략도이다.

도10 내지 도12는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 직관스풀 제조부의 직관스풀 용접장에 스풀파이프가 파지되고, 핸들링부의 제2핸들링로봇에는 연결부재가 파지된 상태에서, 제1갭센싱로봇에 의해서 스풀파이프의 단부와 연결부재의 단부 사이가 센싱되면서, 스풀파이프와 연결부재의 개선면 정렬이 이루어지는 것을 나타내는 사진이다.

도13은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 직관스풀 제조부의 루트용접로봇에 의해서 스풀파이프의 단부와 연결부재의 단부 사이의 용접개선의 루트부분이 용접되는 것을 나타내는 사진이고, 도14은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 직관스풀 제조부의 필링앤캡용접로봇에 의해서 스풀파이프의 단부와 연결부재의 단부 사이의 용접개선의 나머지 부분이 용접되는 것을 나타내는 사진이다.

도15는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 입체스풀 제조부를 나타내는 개략도이다.

도16은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 앵글센싱로봇을 나타내는 사진이다.

도17 내지 도19는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 입체스풀 제조부의 입체스풀용접장에 직관스풀이 파지되고, 핸들링부의 제3핸들링로봇에는 다른 직관스풀이나 연결부재가 파지된 상태에서, 제2갭센싱로봇에 의해서 직관스풀의 단부와, 다른 직관스풀의 단부나 연결부재의 단부 사이가 센싱되면서, 직관스풀과, 다른 직관스풀이나 연결부재의 개선면 정렬이 이루어지는 것을 나타내는 사진이다.

도20은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 입체스풀 제조부의 루트용접로봇에 의해서 직관스풀의 단부와, 다른 직관스풀의 단부나 연결부재의 단부 사이의 용접개선의 루트부분이 용접되는 것을 나타내는 사진이며, 도21은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 입체스풀 제조부의 필링앤캡용접로봇에 의해서 직관스풀의 단부와, 다른 직관스풀의 단부나 연결부재의 단부 사이의 용접개선의 나머지 부분이 용접되는 것을 나타내는 사진이다.

도22는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 핸들링부를 나타내는 개략도이다.

도23은 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 핸들링부의 제1핸들링로봇에 의해서 연결부재가 이동되는 것과, 제2핸들링로봇에 의해서 스풀파이프가 이동되는 것 및, 갠트리크레인로봇에 의해서 스풀파이프가 이동되는 것을 나타내는 사진이고, 도24는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 핸들링부의 제3핸들링로봇이나 갠트리크레인로봇에 의해서 직관스풀이 이동되는 것을 나타내는 사진이다.

도25는 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 핸들링부의 스풀출하부에 배관스풀로, 직관스풀이나 입체스풀이 놓여진 것을 나타내는 사진이다.

본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템의 일실시예는 도1에 도시된 바와 같이, 파이프 절단부(200), 스풀파이프 개선가공부(300), 연결부재 개선가공부(400), 직관스풀 제조부(500), 입체스풀 제조부(600), 핸들링부(700) 및, 제어부(800)를 포함할 수 있다.

파이프 절단부(200)는 도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 파이프 절단기(210)를 포함할 수 있다. 파이프 절단기(210)는 원본파이프(RP)를 소정의 원하는 길이로 절단하여 스풀파이프(SP)를 만들 수 있다. 파이프 절단기(210)의 구성은 특별히 한정되지 않고, 원본파이프(RP)를 소정의 원하는 길이로 절단하여 스풀파이프(SP)를 만들 수 있는 구성이라면 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.

파이프 절단기(210)에서의 원본파이프(RP)의 절단을 위해서, 파이프 절단부(200)는 도1과 도2에 도시된 바와 같이, 제1절단부컨베이어(220), 제2절단부컨베이어(230) 및, 파이프 캐리지(240)를 더 포함할 수 있다. 이외, 파이프 절단부(200)는 후술할 제1정보마킹기(250), 및 각종 센서들을 더 포함할 수 있다.

제1절단부컨베이어(220)와 제2절단부컨베이어(230)는 도1과 도2에 도시된 바와 같이 파이프 절단기(210)의 일측과 타측에 각각 구비될 수 있다. 또한, 파이프 캐리지(240)는 제1절단부컨베이어(220)에 이동가능하게 구비될 수 있다. 예컨대, 파이프 캐리지(240)에는, 파이프 캐리지(240)가 제1절단부컨베이어(220)에서 이동하도록 하는 이동구동부(도시되지 않음)가 구비되어, 파이프 캐리지(240)가 제1절단부컨베이어(220)에 이동가능하게 구비될 수 있다. 그러나, 파이프 캐리지(240)가 제1절단부컨베이어(220)에 이동가능하게 구비되는 구성은 특별히 한정되지 않고, 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.

이러한 구성에서, 원본파이프(RP)가, 예컨대 크레인이나 컨베이어 등에 의해서, 파이프 절단기(210)와 파이프 캐리지(240) 사이의 제1절단부컨베이어(220)의 부분에 놓여지면, 원본파이프(RP)의 길이와 두께가 측정될 수 있다.

예컨대, 제1절단부컨베이어(220)에는 원본파이프(RP)가 놓여지는 것을 감지하는 물체감지센서(도시되지 않음)가 구비될 수 있다. 물체감지센서는, 예컨대 탄성부재(도시되지 않음)에 의해서 탄성지지되는 감지봉(도시되지 않음)이 탄성부재의 탄성력에 의해서 소정 높이로 상승되어 있다가, 원본파이프(RP)의 무게에 의해서 눌려지면, 하강하면서 전기신호가 발생되도록 구성될 수 있다. 그러나, 물체감지센서는 특별히 한정되지 않고, 물체를 감지할 수 있는 것이라면, 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.

또한, 파이프 캐리지(240)에는, 파이프 캐리지(240)가 제1절단부컨베이어(220)에서 이동하여, 제1절단부컨베이어(220)에 놓여진 원본파이프(PR)의 일측에 접촉된 것을 감지하는 물체감지센서가 구비될 수 있다.

그리고, 파이프 캐리지(240)가, 파이프 절단기(210) 반대 측의, 제1절단부컨베이어(220)의 단부로부터 이동한 거리를, 예컨대 파이프 캐리지(240)에 구비된 이동거리측정센서(도시되지 않음) 등에 의해서 알 수 있다. 그리고, 제1절단부컨베이어(220)의 전체 길이에서, 파이프 캐리지(240)가, 파이프 절단기(210) 반대 측의, 제1절단부컨베이어(220)의 단부로부터 이동한 거리를 빼면, 파이프 절단기(210)로부터 파이프 캐리지(240)까지의 거리를 알 수 있다. 그러나, 파이프 절단기(210)로부터 파이프 캐리지(240)까지의 거리를 측정하는 방법과 구성은 특별히 한정되지 않고, 주지의 어떠한 방법과 구성이라도 가능하다.

또한, 파이프 캐리지(240)에는 원본파이프(RP)의 두께를 측정할 수 있는 두께측정센서(도시되지 않음)가 구비될 수 있다. 두께측정센서는, 예컨대 이동가능한 내,외경접촉바(도시되지 않음)를 포함하며, 내,외경접촉바가 원본파이프(RP)의 내,외경에 각각 접촉되는 것으로, 원본파이프(RP)의 두께를 측정할 수 있다. 그러나, 두께측정센서는 특별히 한정되지 않고, 원본파이프(RP)의 두께를 측정할 수 있는 것이라면, 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.

그리고, 파이프 절단기(210)의 파이프 투입구 측에는, 파이프 캐리지(240)에 의해서 원본파이프(RP)가 제1절단부컨베이어(220)에서 이동하여, 원본파이프(RP)의 타측이 파이프 투입구 측에 도달했음을 감지하는, 물체감지센서가 구비될 수 있다.

이러한 구성에서, 원본파이프(RP)가 제1절단부컨베이어(220)에 놓여진 것이 제1절단부컨베이어(220)의 물체감지센서에 의해서 감지되면, 파이프 캐리지(240)가 이동구동부에 의해서 제1절단부컨베이어(220)에서 이동하여, 원본파이프(RP)의 일측에 접촉될 수 있다. 파이프 캐리지(240)가 제1절단부컨베이어(220)에 놓여진 원본파이프(RP)의 일측에 접촉된 것이 파이프 캐리지(240)의 물체감지센서에 의해서 감지되면, 파이프 캐리지(240)의 두께측정센서에 의해서 원본파이프(RP)의 두께가 측정될 수 있다. 원본파이프(RP)의 두께가 측정되면, 파이프 캐리지(240)는 원본파이프(RP)를 파이프 절단기(210)로 이동시킬 수 있다. 또한, 파이프 캐리지(240)에 의한 원본파이프(RP)의 이동으로, 원본파이프(RP)의 타측이 파이프 절단기(210)의 파이프 투입구에 도달하면, 파이프 절단기(210)의 물체감지센서가 이를 감지할 수 있다. 그리고, 제1절단부컨베이어(220)의 전체 길이에서, 파이프 캐리지(240)가, 파이프 절단기(210) 반대 측의, 제1절단부컨베이어(220)의 단부로부터 이동한 거리를 빼면, 파이프 절단기(210)로부터 파이프 캐리지(240)까지의 거리를 알 수 있으며, 이에 의해서 원본파이프(RP)의 길이를 알 수 있다.

그러나, 파이프 절단기(210)와 파이프 캐리지(240) 사이의 제1절단부컨베이어(220)의 부분에 놓여진 원본파이프(RP)의 길이와 두께를 측정할 수 있는 구성과 방법은 특별히 한정되지 않고 주지의 어떠한 구성과 방법이라도 가능하다.

이와 같이 원본파이프(RP)의 길이와 두께가 측정되면, 측정된 원본파이프(RP)의 길이와 두께는 제어부(800)에 전달되고, 제어부(800)에서는 원하는 배관스풀(PS)을 만들 수 있는 원본파이프(RP)인지 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 제어부(800)는 제조실행부(MES, Manufacturing Execution System, 도시되지 않음)를 포함하고, 제조실행부에서는 측정된 원본파이프(RP)의 길이와 두께를 전달받아, 원하는 배관스풀(PS)을 만들 수 있는 원본파이프(RP)인지 여부를 판단할 수 있다.

제어부(800)에서, 원본파이프(RP)가 원하는 배관스풀(PS)을 만들 수 있는 원본파이프(RP)라고 판정되지 않으면, 원본파이프(RP)는 파이프 캐리지(240)에 의해서 파이프 절단기(210)를 통과하여 제2절단부컨베이어(230)로 이동할 수 있다. 제2절단부컨베이어(230)로 이동한 원본파이프(RP)는, 제2절단부컨베이어(230)에 의해서, 파이프 절단기(210) 반대 측의, 제2절단부컨베이어(230)의 단부로 이동할 수 있다. 파이프 절단기(210) 반대 측의, 제2절단부컨베이어(230)의 단부로 이동한 원본파이프(RP)는, 제2절단부컨베이어(230)의 단부로부터 배출되어, 별도의 자재관리장(도시되지 않음)으로, 별도의 이동수단(도시되지 않음)에 의해서 이동될 수 있다. 자재관리장으로 이동된 원본파이프(RP)는, 예컨대 제어부(800)에 포함되거나, 별도로 구성되어 제어부(800)에 연결되는 자재관리부(MCS; Material Control System, 도시되지 않음)에 의해서 관리될 수 있다.

제어부(800)에서 원본파이프(RP)가 원하는 배관스풀(PS)을 만들 수 있는 원본파이프(RP)라고 판정되면, 배관스풀(PS)이 될 원본파이프(RP)의 부분에, 제작될 배관스풀(PS)에 대한 정보가 기록될 수 있다. 즉, 원본파이프(RP)의 부분 중, 파이프 절단기(210)에 의해서 소정 길이로 절단되어 스풀파이프(SP)가 될 부분에, 제작될 배관스풀(PS)에 대한 정보가 기록될 수 있다. 이에 의해서, 작업자(도시되지 않음)가 모바일 기기 등으로, 배관스풀(PS)에 대한 정보를 용이하게 확인할 수 있다. 또한, 추후 배관스풀(PS)의 도장공정(도시되지 않음)이나 배관스풀(PS)의 검사공정(도시되지 않음)에서, 배관스풀(PS)에 대한 정보를 용이하게 활용하여, 배관스풀(PS)의 도장이나 검사가 이루어지도록 할 수 있다. 그리고, 각각 별도의 데이터베이스를 갖추며, 제어부(800)에 포함되거나, 별도로 구성되어 제어부(800)에 연결되는, 전술한 자재관리부나 스풀관리부(SCS;Spool Control System, 도시되지 않음)에서, 자재관리나 스풀관리를 위해서, 배관스풀(PS)의 정보를 용이하게 활용할 수 있다. 이에 따라, 별도의 서지 없이 배관스풀의 제조가 이루어질 수 있다.

예컨대, 파이프 절단기(210)의 파이프 투입구 측에는 도2에 도시된 바와 같이 파이프 절단기(210)와 일체로 또는 별도로 제1정보마킹기(250)가 구비될 수 있다. 제1정보마킹기(250)는 제작될 배관스풀(PS)에 대한 정보를, 배관스풀(PS)이 될, 원본파이프(RP)의 부분에 기록할 수 있다. 제1정보마킹기(250)는, 제작될 배관스풀(PS)에 대한 정보를, 배관스풀(PS)이 될, 원본파이프(RP)의 부분에, 예컨대 QR코드(Quick Response)로 기록할 수 있다. QR코드는 스풀파이프(SP)의 스펙(재질, 길이, 두께 및, 무게 등), 히트넘버(Heat Number (원산지 등을 숫자로 표기한 것)), 스풀넘버(제작될 배관스풀(PS)에서의 스풀파이프(SP)의 위치, 제작될 배관스풀(PS)이 포함되는 배관설비의 라인, 제작될 배관스풀(PS)에 포함되는 스풀파이프(SP)의 개수 등을 숫자로 표기한 것), 제작이력, 및, 도면정보 등을 포함할 수 있다. 이러한 QR코드에 의해서, 작업자는 전술한 바와 같이, 모바일 기기 등으로, 배관스풀(PS)에 대한 정보를 용이하게 확인할 수 있다. 또한, 추후 배관스풀(PS)의 도장공정이나 배관스풀(PS)의 검사공정에서, 배관스풀(PS)에 대한 정보를 용이하게 활용하여, 배관스풀(PS)의 도장이나 검사가 이루어지도록 할 수 있다. 그리고, 제어부(800)에 포함되거나, 별도로 구성되어 제어부(800)에 연결되는 자재관리부나 스풀관리부에서, 자재관리나 스풀관리를 위해서, 배관스풀(PS)의 정보를 용이하게 활용할 수 있다.

그러나, 제작될 배관스풀(PS)에 대한 정보가, 배관스풀(PS)이 될, 원본파이프(RP)의 부분에 기록되는 형식이나 방법 또는 구성은 특별히 한정되지 않고, 주지의 어떠한 형식이나 방법 또는 구성이라도 가능하다.

배관스풀(PS)이 될 원본파이프(RP)의 부분에, 제작될 배관스풀(PS)에 대한 정보가 기록되면, 파이프 캐리지(240)는 원본파이프(RP)를 이동시켜서 원본파이프(RP)가 파이프 절단기(210)를 소정의 원하는 길이만큼 통과하도록 한다. 이에 따라, 도3에 도시된 바와 같이, 원본파이프(RP)의 타측은 제2절단부컨베이어(230)에 위치하고, 원본파이프(RP)의 일측은 제1절단부컨베이어(220)에 위치하게 된다. 이 경우, 제2절단부컨베이어(230)에도 물체감지센서가 구비되어 제2절단부컨베이어(230)에 원본파이프(RP)의 타측이 위치함을 감지할 수 있다. 이러한 상태에서, 파이프 절단기(210)가 원본파이프(RP)를 절단함으로써, 소정의 원하는 길이를 가지는 스풀파이프(SP)가 될 수 있다. 이와 같이 만들어진 스풀파이프(SP)는 제2절단부컨베이어(230)에 구비된 킥커(Kicker; 도시되지 않음)에 의해서 스풀파이프 개선가공부(300)로 이동할 수 있다.

한편, 스풀파이프(SP)가 되지 않은, 원본파이프(RP)의 나머지 부분인 잔재파이프(도시되지 않음)가 다른 스풀파이프(SP)를 만들 수 있을 정도의 길이가 될 수 있다. 이 경우에는, 원본파이프(RP)의 나머지 부분인 잔재파이프에 대해서, 제1정보마킹기(250)에 의한, 제작될 배관스풀(PS)에 대한 정보의 기록과, 파이프 캐리지(240)에 의한, 잔재파이프의 일부의 파이프 절단기(210)의 통과 및, 파이프 절단기(210)에 의한 잔재파이프의 절단의 일련의 과정을 반복해서 수행할 수 있다. 이에 따라, 하나의 원본파이프(RP)로 복수개의 스풀파이프(SP)를 만들 수 있기 때문에, 하나의 원본파이프(RP)로 가능한 많은 개수의 배관스풀(PS)이 만들어지도록 할 수 있다.

이외, 스풀파이프(SP)가 되지 않은, 원본파이프(RP)의 나머지 부분인 잔재파이프가 다른 스풀파이프(SP)를 만들 수 있을 정도의 길이가 되지 않을 수도 있다. 이 경우에는, 원본파이프(RP)의 나머지 부분인 잔재파이프는 파이프 캐리지(240)에 의해서 파이프 절단기(210)를 통과하여 제2절단부컨베이어(230)로 이동할 수 있다. 제2절단부컨베이어(230)로 이동한 잔재파이프는, 제2절단부컨베이어(230)에 의해서, 파이프 절단기(210) 반대 측의, 제2절단부컨베이어(230)의 단부로 이동할 수 있다. 파이프 절단기(210) 반대 측의, 제2절단부컨베이어(230)의 단부로 이동한 잔재파이프는 제2절단부컨베이어(230)의 단부로부터 배출되어, 별도의 자재관리장으로, 별도의 이동수단에 의해서 이동될 수 있다. 자재관리장으로 이동된 잔재파이프는, 예컨대 제어부(800)에 포함되거나, 별도로 구성되어 제어부(800)에 연결되는 자재관리부에 의해서 관리될 수 있다.

자재관리장으로 이동되는 잔재파이프의 길이와 두께에 대한 정보는 제어부(800)의 제조실행부에 별도로 기록되어, 전체 잔재파이프의 현황과 추후 재 사용여부가 관리될 수 있다. 또한, 전술한 제1정보마킹기(250)를 통해, 예컨대 QR코드를 잔재파이프에 기록하여, 자재관리부를 통해서 잔재파이프가 관리되도록 할 수 있다.

이러한 파이프 절단부(200)에서의 일련의 과정은 파이프 절단부(200)에 포함되는 전술한 각 구성요소와 연결된 제어부(800)에 의해서 제어되어 이루어질 수 있다.

스풀파이프 개선가공부(300)는 도1과 도4에 도시된 바와 같이 스풀파이프 개선가공기(310,320)를 포함할 수 있다. 스풀파이프 개선가공기(310,320)는 스풀파이프(SP)의 단부에 용접개선(開先; WG)을 형성할 수 있다.

또한, 스풀파이프 개선가공기(310,320)는 용접개선(WG)이 형성된 스풀파이프(SP)의 단부의 내,외경을 추가로 더 가공할 수 있다. 이에 따라, 스풀파이프(SP)의 단부에는 도5의 (b)에 도시된 바와 같이 용접개선(WG) 이외에 추가가공면(AF)이 더 형성될 수 있다. 이에 의해서, 직관스풀 제조부(500)에 포함되는 후술할 용접로봇(530,540,550,560)에 의한, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 용접이 용이하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 그리고, 입체스풀 제조부(600)에 포함되는 후술할 용접로봇(620,630,640,650)에 의한, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 용접이 용이하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

스풀파이프 개선가공기(310,320)의 구성은 특별히 한정되지 않고, 스풀파이프(SP)의 단부에 용접개선(WG)을 형성할 수 있으며, 용접개선(WG)이 형성된 스풀파이프(SP)의 단부의 내,외경을 추가로 더 가공하여 스풀파이프(SP)의 단부에 추가가공면(AF)을 더 형성할 수 있는 구성이라면, 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.

스풀파이프 개선가공기(310,320)에 의해서 스풀파이프(SP)의 단부에 형성되는 용접개선(WG)은, 예컨대 자동로봇용접(ARW; Auto-Robot Welding)에 필요한, 도5의 (b)에 도시된 바와 같은 J자형 용접개선(WG)이나, 수동용접에 필요한 V자형 용접개선(WG)일 수 있다. 이 경우, 스풀파이프(SP)의 양단부 모두에 J자형 용접개선(WG)이나 V자형 용접개선(WG)이 형성되거나, 일단부에는 J자형 용접개선(WG)이 형성되고 타단부에는 V자형 용접개선(WG)이 형성될 수 있다.

스풀파이프(SP)에 J자형 용접개선(WG)이 형성되면, 도5의 (b)에 도시된 바와 같이, 스풀파이프(SP)의 단부에 진원면(CF)이 형성될 수 있다. 또한, 스풀파이프(SP)에 용접되는 후술할 연결부재(CC)의 단부에는, 연결부재 개선가공부(400)에 포함되는 후술할 연결부재 개선가공기(410,420)에 의해서 J자형 용접개선(WG)이 형성되어, 연결부재(CC)의 단부에도 도5의 (b)에 도시된 바와 같이 진원면(CF)이 형성될 수 있다.

그러므로, 도5의 (c)에 도시된 바와 같이, 스풀파이프(SP)의 단부의 진원면(CF)과, 연결부재(CC)의 단부의 진원면(CF)이 일치되도록 하여, 개선면 정렬(Fit-Up)이 이루어지도록 할 수 있다. 이에 따라, 도10 내지 도12에 도시된 바와 같이, 직관스풀 제조부(500)에 포함되는 후술할 직관스풀 용접장(510,520)에 스풀파이프(SP)가 파지된 상태에서, 직관스풀 제조부(500)에 포함되는 후술할 제1갭센싱로봇(570)과, 핸들링부(700)에 포함되는 후술할 제2핸들링로봇(720)에 의해서, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부의 개선면 정렬(Fit-Up)이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 도17 내지 도19에 도시된 바와 같이, 입체스풀 제조부(600)에 포함되는 후술할 입체스풀용접장(610)에 직관스풀(2DS)이 파지된 상태에서, 입체스풀 제조부(600)에 포함되는 후술할 제2갭센싱로봇(660)과, 핸들링부(700)에 포함되는 후술할 제3핸들링로봇(730)에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부의 개선면 정렬(Fit-Up)이 이루어지도록 할 수 있다.

그리고, 도5의(c)에 도시된 바와 같이, 스풀파이프(SP)의 단부의 진원면(CF)과 연결부재(CC)의 단부의 진원면(CF)이 접촉되도록 하여, 스풀파이프(SP)의 단부의 진원면(CF)과 연결부재(CC)의 단부의 진원면(CF) 사이에 갭이 없도록 할 수 있다. 또한, 직관스풀(2DS)의 단부의 진원면(CF)과, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부의 진원면(CF)이 접촉되도록 하여, 직관스풀(2DS)의 단부의 진원면(CF)과, 다른 직관스풀(2DS)의 단부의 진원면(CF)이나 연결부재(CC)의 단부의 진원면(CF) 사이에 갭이 없도록(No Gap) 할 수 있다.

이에 따라, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 용접시, 도5의 (c)에 도시된 바와 같이, 백비드(back bead)가 형성되도록 할 수 있다. 또한, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 용접시, 도5의 (c)에 도시된 바와 같이, 백비드(back bead)가 형성되도록 할 수 있다.

이에 의해서, 직관스풀 제조부(500)에 포함되는 후술할 루트용접로봇(530,540)에 의한, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트용접이 가능할 수 있다. 또한, 후술할 입체스풀 제조부(600)에 포함되는 루트용접로봇(620,630)에 의한, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트용접이 가능할 수 있다.

그러나, 스풀파이프 개선가공기(310,320)에 의해서 스풀파이프(SP)의 단부에 형성되는 용접개선(WG)의 형상은 특별히 한정되지 않고, 주지의 어떠한 형상의 용접개선(WG)이라도 형성될 수 있다.

스풀파이프 개선가공기(310,320)에는 도1과 도4에 도시된 바와 같이 비전센서(VS)가 구비될 수 있다. 스풀파이프 개선가공기(310,320)의 비전센서(VS)는 스풀파이프(SP)의 단부의 형상, 진원도(Circularity), 두께 및, 중심을 측정할 수 있다. 이를 통해, 스풀파이프 개선가공기(310,320)에 의해서, 스풀파이프(SP) 단부에 용접개선(WG)의 가공이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 스풀파이프(SP) 단부에, 도5의 (a)에 붉은색으로 표시된 것과 같이, 소정 두께의 진원이 형성될 수 있는지 측정하는 것으로, 스풀파이프(SP)의 단부에, J자형 용접개선(WG)을 형성하여 진원면(CF)을 형성함과 함께, 추가가공면(AF)의 형성이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 스풀파이프 개선가공기(310,320)의 비전센서(VS)에 의해서 측정된 스풀파이프(SP)의 단부의 형상, 진원도(Circularity), 두께 및, 중심을 통해, 스풀파이프 개선가공기(310,320)의 중심과 스풀파이프(SP)의 단부의 중심이 일치되도록 조정할 수 있다. 이에 따라, 스풀파이프 개선가공기(310,320)가 스풀파이프(SP) 단부에 용접개선(WG)을 보다 효과적으로 가공할 수 있다.

한편, 스풀파이프 개선가공기(310,320)의 비전센서(VS)에 의한 측정결과, 스풀파이프 개선가공기(310,320)에 의한 용접개선(WG)의 가공이 불가능한 스풀파이프(SP)는, 후술할 스풀파이프 리프트(360)로 이동된 후, 핸들링부(700)의 갠트리크레인로봇(740)을 통해, 핸들링부(700)에 포함되는 후술할 스풀출하부(750)로 이동 될 수 있다. 스풀출하부(750)로 이동된, 스풀파이프 개선가공기(310,320)에 의한 용접개선(WG)의 가공이 불가능한 스풀파이프(SP)는 스풀출하부(750)로부터 배출되어, 별도의 자재관리장으로, 별도의 이동수단에 의해서 이동될 수 있다. 자재관리장으로 이동된, 스풀파이프 개선가공기(310,320)에 의한 용접개선(WG)의 가공이 불가능한 스풀파이프(SP)는, 예컨대 제어부(800)에 포함되거나, 별도로 구성되어 제어부(800)에 연결되는 자재관리부에 의해서 관리될 수 있다.

스풀파이프 개선가공부(300)는 도1과 도4에 도시된 바와 같이 스풀파이프 대기부(370)를 포함할 수 있다. 스풀파이프 대기부(370)에는 단부에 용접개선(WG)이 형성된 스풀파이프(SP)가 놓여져서 대기할 수 있다. 스풀파이프 대기부(370)에는 물체감지센서가 구비되어, 스풀파이프 대기부(370)에 스풀파이프(SP)가 놓여진 것이 감지될 수 있다. 스풀파이프 대기부(370)에 놓여져서 대기하는 스풀파이프(SP)는 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720)이나 갠트리크레인로봇(740)을 통해, 직관스풀 제조부(500)의 직관스풀 용접장(510,520)으로 이동될 수 있다. 한편, 스풀파이프 대기부(370)에 놓여져서 대기하는 스풀파이프(SP)는 핸들링부(700)의 갠트리크레인로봇(740)을 통해, 입체스풀 제조부(600)의 입체스풀용접장(610)으로 이동될 수도 있다.

스풀파이프 개선가공기(310,320)는, 도1과 도4에 도시된 바와 같이, 예컨대 제1스풀파이프개선가공기(310)와, 제2스풀파이프개선가공기(320)를 포함할 수 있다. 제1스풀파이프개선가공기(310)는 스풀파이프(SP)의 일단부에 용접개선(WG)을 형성할 수 있다. 또한, 제1스풀파이프개선가공기(310)는 용접개선(WG)이 형성된 스풀파이프(SP)의 일단부의 내,외경을 추가로 가공할 수 있다. 제2스풀파이프개선가공기(320)는 스풀파이프(SP)의 타단부에 용접개선(WG)을 형성할 수 있다. 그리고, 제2스풀파이프개선가공기(320)는 용접개선(WG)이 형성된 스풀파이프(SP)의 타단부의 내,외경을 추가로 가공할 수 있다. 그러나, 스풀파이프 개선가공기(310,320)의 개수는 특별히 한정되지 않고, 어떠한 개수라도 가능하다.

스풀파이프 개선가공부(300)는 도1과 도4에 도시된 바와 같이 개선가공부 컨베이어(330,340), 스풀파이프 이동기(351,352,353) 및, 스풀파이프 리프트(360)를 더 포함할 수 있다.

개선가공부 컨베이어(330,340)는 스풀파이프 개선가공기(310,320) 앞에 구비되어, 도6에 도시된 바와 같이 스풀파이프(SP)가 놓여질 수 있다. 개선가공부 컨베이어(330,340)에는 물체감지센서가 구비되어, 개선가공부 컨베이어(330,340)에 스풀파이프(SP)가 놓여진 것이 감지될 수 있다.

개선가공부 컨베이어(330,340)에 놓여진 스풀파이프(SP)는 개선가공부 컨베이어(330,340)에 의해서 스풀파이프 개선가공기(310,320)를 중심으로 전후로 이동될 수 있다. 이에 따라, 스풀파이프(SP)가 개선가공부 컨베이어(330,340)에 놓여지면, 스풀파이프(SP)는 스풀파이프 개선가공기(310,320)로 이동될 수 있다. 이러한 상태에서, 스풀파이프 개선가공기(310,320)의 비전센서(VS)에 의해서 스풀파이프(SP)의 단부의 형상, 진원도(Circularity), 두께 및, 중심이 측정될 수 있다. 그리고, 스풀파이프 개선가공기(310,320)의 비전센서(VS)의 측정결과에 따라, 스풀파이프 개선가공기(310,320)의 중심과 스풀파이프(SP)의 단부의 중심이 정렬되도록 할 수 있다. 예컨대, 개선가공부 컨베이어(330,340)에 의한 스풀파이프(SP)의 높이방향으로의 이동과, 스풀파이프 개선가공기(310,320)에 포함되는 공구(도시되지 않음)의 이동으로, 스풀파이프 개선가공기(310,320)의 중심과 스풀파이프(SP)의 단부의 중심이 정렬되도록 할 수 있다.

도6에 도시된 바와 같이, 개선가공부 컨베이어(330,340)에 의해서 스풀파이프(SP)가 지지된 상태에서, 스풀파이프 개선가공기(310,320)에 의해서 스풀파이프(SP)의 단부에 용접개선(WG)이 형성될 수 있다. 또한, 개선가공부 컨베이어(330,340)에 의해서 스풀파이프(SP)가 지지된 상태에서, 단부에 용접개선(WG)이 형성된 스풀파이프(SP)의 단부의 내,외경이 스풀파이프 개선가공기(310,320)에 의해서 추가로 더 가공되어, 스풀파이프(SP)의 단부에 추가가공면(AF)이 형성될 수 있다.

스풀파이프 개선가공기(310,320)에 의해서 단부에 용접개선(WG)과 추가가공면(AF)이 형성된 스풀파이프(SP)는 개선가공부 컨베이어(330,340)에서 스풀파이프 개선가공기(310,320)로부터 후퇴되도록 이동될 수 있다. 개선가공부 컨베이어(330,340)에는 킥커가 구비될 수 있다. 그리고, 단부에 용접개선(WG)과 추가가공면(AF)이 형성된 후 스풀파이프 개선가공기(310,320)로부터 후퇴되도록 이동된 스풀파이프(SP)는, 개선가공부 컨베이어(330,340)의 킥커에 의해서 스풀파이프 이동기(351,352,353)로 이동할 수 있다.

스풀파이프 개선가공기(310,320)가 제1스풀파이프개선가공기(310)와, 제2스풀파이프개선가공기(320)를 포함하는 경우에, 개선가공부 컨베이어(330,340)는 도1과 도4에 도시된 바와 같이 제1스풀파이프개선가공기(310) 앞에 구비되는 제1개선가공부컨베이어(330)와, 제2스풀파이프개선가공기(320) 앞에 구비되는 제2개선가공부컨베이어(340)를 포함할 수 있다.

스풀파이프 이동기(351,352,353)는 파이프 절단부(200)에서 개선가공부 컨베이어(330,340)로나, 개선가공부 컨베이어(330,340)에서 스풀파이프 리프트(360)로, 또는 한 개선가공부 컨베이어(330,340)에서 다른 개선가공부 컨베이어(330,340)로 스풀파이프(SP)가 이동하도록 할 수 있다.

스풀파이프 개선가공기(310,320)가 제1스풀파이프개선가공기(310)와, 제2스풀파이프개선가공기(320)를 포함하여, 개선가공부 컨베이어(330,340)가 제1개선가공부컨베이어(330)와, 제2개선가공부컨베이어(340)를 포함하는 경우에, 스풀파이프 이동기(351,352,353)는 도1과 도4에 도시된 바와 같이 제1,2,3스풀파이프이동기(351,352,353)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1스풀파이프이동기(351)는 파이프 절단부(200)의 제2절단부컨베이어(230)와 제1개선가공부컨베이어(330) 사이에 구비되어, 파이프 절단부(200)의 제2절단부컨베이어(230)로부터 이동된 스풀파이프(SP)를 제1개선가공부컨베이어(330)로 이동시킬 수 있다. 또한, 제2스풀파이프이동기(352)는 제1개선가공부컨베이어(330)와 제2개선가공부컨베이어(340) 사이에 구비되어, 제1개선가공부컨베이어(330)로부터 이동된 스풀파이프(SP)를 제2개선가공부컨베이어(340)로 이동시킬 수 있다. 그리고, 제3스풀파이프이동기(353)는 제2개선가공부컨베이어(340)와 스풀파이프 리프트(360) 사이에 구비되어, 제2개선가공부컨베이어(340)로부터 이동된 스풀파이프(SP)를 스풀파이프 리프트(360)로 이동시킬 수 있다.

그러나, 스풀파이프 이동기(351,352,353)의 개수는 특별히 한정되지 않고, 스풀파이프(SP)를 파이프 절단부(200)에서 개선가공부 컨베이어(330,340)로나, 개선가공부 컨베이어(330,340)에서 스풀파이프 리프트(360)로, 또는 한 개선가공부 컨베이어(330,340)에서 다른 개선가공부 컨베이어(330,340)로 이동할 수 있는 개수라면, 어떠한 개수라도 가능하다. 또한, 스풀파이프 이동기(351,352,353)의 구성은 특별히 한정되지 않고, 스풀파이프(SP)를 이동시킬 수 있는 구성이라면, 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.

스풀파이프 리프트(360)는 도1과 도4에 도시된 바와 같이 스풀파이프 이동기(351,352,353), 예컨대 스풀파이프 이동기(351,352,353)의 제3스풀파이프이동기(353)와 스풀파이프 대기부(370) 사이에 구비될 수 있다. 스풀파이프 리프트(360)에는 물체감지센서가 구비되어 스풀파이프 리프트(360)에 놓여진 스풀파이프(SP)가 감지될 수 있다.

스풀파이프 리프트(360)는, 예컨대 시저리프트일 수 있다. 이 경우, 시저리프트인 스풀파이프 리프트(360)는, 이에 놓여진 스풀파이프(SP)의 높이 조절과 위치 이동이 가능할 수 있다. 이에 따라, 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720) 또는 갠트리크레인로봇(740)이 스풀파이프 리프트(360)에 놓여진 스풀파이프(SP)에 용이하게 접근하여 스풀파이프(SP)를 이동시킬 수 있다. 그러나, 스풀파이프 리프트(360)는 특별히 한정되지 않고, 스풀파이프(SP)가 놓여지며, 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720) 또는 갠트리크레인로봇(740)이 용이하게 접근하여 스풀파이프(SP)를 이동시킬 수 있도록 할 수 있는 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.

이러한 구성에서, 스풀파이프(SP)는 파이프 절단부(200)의 제2절단부컨베이어(230)의 킥커에 의해서, 제2절단부컨베이어(230)와 제1개선가공부컨베이어(330) 사이의 제1스풀파이프이동기(351)로 이동할 수 있다.

그리고, 스풀파이프(SP)는 제1스풀파이프이동기(351)에 의해서 제1개선가공부컨베이어(330)로 이동할 수 있다. 제1개선가공부컨베이어(330)에서 스풀파이프(SP)는 제1스풀파이프개선가공기(310)에 의해서 일단부에, 예컨대 J자형 또는 V자형 용접개선(WG)이 형성될 수 있다. 또한, 스풀파이프(SP)의 일단부는 제1스풀파이프개선가공기(310)에 의해서 내,외경이 가공되어 추가가공면(AF)이 형성될 수 있다.

일단부에 용접개선(WG)이 형성된 스풀파이프(SP)는 제1개선가공부컨베이어(330)의 킥커에 의해서, 제1개선가공부컨베이어(330)와 제2개선가공부컨베이어(340) 사이의 제2스풀파이프이동기(352)로 이동한 후, 제2스풀파이프이동기(352)에 의해서 제2개선가공부컨베이어(340)로 이동할 수 있다. 제2개선가공부컨베이어(340)에서 스풀파이프(SP)는 제2스풀파이프개선가공기(320)에 의해서 타단부에, 예컨대 J자형 또는 V자형 용접개선(WG)이 형성될 수 있다. 이 경우, 스풀파이프(SP)의 타단부는 제2스풀파이프개선가공기(320)에 의해서 내,외경이 가공되어 추가가공면(AF)이 형성될 수 있다.

타단부에 용접개선(WG)이 형성된 스풀파이프(SP)는 제2개선가공부컨베이어(340)의 킥커에 의해서, 제2개선가공부컨베이어(340)와 스풀파이프 리프트(360) 사이의 제3스풀파이프이동기(353)로 이동할 수 있다. 한편, 타단부에 용접개선(WG)이 형성될 필요가 없는 스풀파이프(SP)는, 제2개선가공부컨베이어(340)에서 제2스풀파이프개선가공기(320)에 의해서 타단부에 용접개선(WG)이나 추가가공면(AF)이 형성되지 않고, 제2개선가공부컨베이어(340)의 킥커에 의해서, 제3스풀파이프이동기(353)로 이동할 수 있다. 제3스풀파이프이동기(353)로 이동한 스풀파이프(SP)는 제3스풀파이프이동기(353)에 의해서 스풀파이프 리프트(360)로 이동할 수 있다.

스풀파이프 리프트(360)로 이동한 스풀파이프(SP)는 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720)이나 갠트리크레인로봇(740)에 의해서, 스풀파이프 대기부(370)로 이동되거나, 직관스풀 제조부(500)의 제1직관스풀용접장(510)이나 제2직관스풀용접장(520)으로 이동될 수 있다. 한편, 스풀파이프 리프트(360)로 이동한 스풀파이프(SP)는 핸들링부(700)의 갠트리크레인로봇(740)에 의해서, 입체스풀 제조부(600)의 입체스풀용접장(610)으로 이동될 수도 있다.

이러한 스풀파이프 개선가공부(300)에서의 일련의 과정은 스풀파이프 개선가공부(300)에 포함되는 전술한 각 구성요소와 연결된 제어부(800)에 의해서 제어되어 이루어질 수 있다.

연결부재 개선가공부(400)는 도1과 도7에 도시된 바와 같이 연결부재 개선가공기(410,420)를 포함할 수 있다. 연결부재 개선가공기(410,420)는, 스풀파이프(SP)에 용접에 의해서 연결될 연결부재(CC)의 단부에 용접개선(WG)을 형성될 수 있다. 연결부재(CC)는, 스풀파이프(SP)에 연결부재(CC)가 용접되어 이루어지는 직관스풀(2DS)에, 용접에 의해서 연결될 수도 있다.

연결부재 개선가공기(410,420)는 용접개선(WG)이 형성된 연결부재(CC)의 단부의 내,외경을 추가로 더 가공할 수 있다. 이에 따라, 연결부재(CC)의 단부에는 도5의 (b)에 도시된 바와 같이 용접개선(WG) 이외에 추가가공면(AF)이 더 형성될 수 있다. 이에 의해서, 직관스풀 제조부(500)의 용접로봇(530,540,550,560)에 의한, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 용접이 용이하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 그리고, 입체스풀 제조부(600)의 용접로봇(620,630,640,650)에 의한, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 용접이 용이하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

연결부재 개선가공기(410,420)의 구성은 특별히 한정되지 않고, 연결부재(CC)의 단부에 용접개선(WG)을 형성할 수 있으며, 용접개선(WG)이 형성된 연결부재(CC)의 단부의 내,외경을 추가로 더 가공하여 연결부재(CC)의 단부에 추가가공면(AF)을 더 형성할 수 있는 구성이라면, 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.

연결부재(CC)는, 예컨대 엘보우(Elbow)나 리듀서(Reducer) 또는 티(Tee) 등의 피팅부재나, 플랜지부재 등이 될 수 있다. 그러나, 연결부재(CC)는 특별히 한정되지 않고, 스풀파이프(SP)나 직관스풀(2DS)에 용접에 의해서 연결될 수 있는 것이라면, 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.

연결부재 개선가공기(410,420)에 의해서 피팅부재나 플랜지부재 등의 연결부재(CC)의 단부에 형성되는 용접개선(WG)은, 예컨대 J자형 용접개선(WG)일 수 있다. 피팅부재나 플랜지부재 등의 연결부재(CC)는 일반적으로 단부에 V자형 용접개선(WG)이 형성된 상태로 공급되기 때문에, 이러한 경우에는 연결부재 개선가공기(410,420)에 의해서 별도로 피팅부재나 플랜지부재 등의 연결부재(CC)의 단부에 V자형 용접개선(WG)을 형성할 필요가 없다. 그러나, 연결부재(CC)의 단부에 V자형 용접개선(WG)이 형성되어 공급되지 않는다면, 연결부재 개선가공기(410,420)에 의해서 연결부재(CC)의 단부에 V자형 용접개선(WG)이 형성될 수 있다.

피팅부재나 플랜지부재 등의 연결부재(CC)의 단부에 J자형 용접개선(WG)이 형성되면, 도5의 (b)에 도시된 바와 같이 연결부재(CC)의 단부에 진원면(CF)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 도5의 (c)에 도시된 바와 같이, 스풀파이프(SP)의 단부의 진원면(CF)과, 연결부재(CC)의 단부의 진원면(CF)이 일치되도록 하여, 개선면 정렬(Fit-Up)이 이루어지도록 할 수 있다. 이에 의해서, 도10 내지 도12에 도시된 바와 같이 직관스풀 제조부(500)의 직관스풀 용접장(510,520)에 스풀파이프(SP)가 파지된 상태에서, 직관스풀 제조부(500)의 제1갭센싱로봇(570)과, 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720)에 의해서, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부의 개선면 정렬(Fit-Up)이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 도17 내지 도19에 도시된 바와 같이 입체스풀 제조부(600)의 입체스풀용접장(610)에 직관스풀(2DS)이 파지된 상태에서, 입체스풀 제조부(600)의 제2갭센싱로봇(660)과, 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부의 개선면 정렬(Fit-Up)이 이루어지도록 할 수 있다.

그리고, 도5의 (c)에 도시된 바와 같이 스풀파이프(SP)의 단부의 진원면(CF)과 연결부재(CC)의 단부의 진원면(CF)이 접촉되도록 하여, 스풀파이프(SP)의 단부의 진원면(CF)과 연결부재(CC)의 단부의 진원면(CF) 사이에 갭이 없도록 할 수 있다. 또한, 직관스풀(2DS)의 단부의 진원면(CF)과, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부의 진원면(CF)이 접촉되도록 하여, 직관스풀(2DS)의 단부의 진원면(CF)과, 다른 직관스풀(2DS)의 단부의 진원면(CF)이나 연결부재(CC)의 단부의 진원면(CF) 사이에 갭이 없도록(No Gap) 할 수 있다.

이에 의해서, 직관스풀 제조부(500)의 루트용접로봇(530,540)에 의한, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트용접이 가능할 수 있다. 또한, 입체스풀 제조부(600)의 루트용접로봇(620,630)에 의한, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트용접이 가능할 수 있다.

그러나, 연결부재 개선가공기(410,420)에 의해서 연결부재(CC)의 단부에 형성되는 용접개선(WG)의 형상은 특별히 한정되지 않고, 주지의 어떠한 용접개선(WG)의 형상이라도 가능하다.

연결부재 개선가공기(410,420)는 복수개일 수 있다. 예컨대, 연결부재 개선가공기(410,420)는 도1과 도7에 도시된 바와 같이 제1연결부재개선가공기(410)와, 제2연결부재개선가공기(420)를 포함할 수 있다.

제1연결부재개선가공기(410)는 연결부재(CC) 중 엘보우나 리듀서 또는 티 등의 피팅부재의 일단부나 양단부에, 예컨대 J자형 용접개선(WG)을 형성할 수 있다. 제1연결부재개선가공기(410)에 의해서 연결부재(CC)인 피팅부재의 단부에 형성되는 J자형 용접개선(WG)은, 연결부재(CC)인 피팅부재와 함께 배관스풀(PS)을 이루는 스풀파이프(SP)의 단부에 형성되는 J자형 용접개선(WG)에 의해서 형성되는 진원면(CF)과 동일한 진원면(CF)을 형성할 수 있다. 또한, 제1연결부재개선가공기(410)는, 스풀파이프(SP)와의 두께 일치를 위해서, 연결부재(CC)인 피팅부재의 단부의 내.외경을 추가로 더 가공하여 연결부재(CC)인 피팅부재에 추가가공면(AF)을 더 형성할 수 있다.

제1연결부재개선가공기(410)에는 도1과 도7에 도시된 바와 같이, 비전센서(VS) 등이 구비되어, 연결부재(CC)인 피팅부재 단부의 형상, 진원도, 두께 및, 중심을 측정할 수 있다. 이를 통해, 제1연결부재개선가공기(410)에 의해서, 연결부재(CC)인 피팅부재의 단부에 용접개선(WG)의 가공이 가능한지 판단할 수 있다. 예컨대, 연결부재(CC)인 피팅부재의 단부에, 도5의 (a)에 붉은색으로 표시된 것과 같이, 소정 두께의 진원이 형성될 수 있는지 측정하는 것으로, 연결부재(CC)인 피팅부재의 단부에, J자형 용접개선(WG)을 형성하여 진원면(CF)을 형성함과 함께, 추가가공면(AF)의 형성이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 제1연결부재개선가공기(410)의 비전센서(VS)에 의해서 측정된, 연결부재(CC)인 피팅부재의 단부의 형상, 진원도, 두께 및, 중심을 통해, 제1연결부재개선가공기(410)의 중심과 연결부재(CC)인 피팅부재의 단부의 중심이 일치되도록 조정할 수 있다. 이에 따라, 제1연결부재개선가공기(410)가 연결부재(CC)인 피팅부재의 단부에 용접개선(WG)을 보다 효과적으로 가공할 수 있다.

한편, 제1연결부재개선가공기(410)의 비전센서(VS)의 측정결과, 제1연결부재개선가공기(410)에 의한 용접개선(WG)의 가공이 불가능한, 연결부재(CC)인 피팅부재는 핸들링부(700)에 포함되는 후술할 제1핸들링로봇(710)에 의해서 후술할 제1연결부재대기부(430)로 이동될 수 있다. 제1연결부재대기부(430)로 이동된, 제1연결부재개선가공기(410)에 의한 용접개선(WG)의 가공이 불가능한, 연결부재(CC)인 피팅부재는, 제1연결부재대기부(430)로부터 배출되어, 별도의 자재관리장으로, 별도의 이동수단에 의해서 이동될 수 있다. 자재관리장으로 이동된, 제1연결부재개선가공기(410)에 의한 용접개선(WG)의 가공이 불가능한, 연결부재(CC)인 피팅부재는, 예컨대 제어부(800)에 포함되거나, 별도로 구성되어 제어부(800)에 연결되는 자재관리부에 의해서 관리될 수 있다.

제2연결부재개선가공기(420)는 연결부재(CC) 중 플랜지부재의 일단부나 양단부에 용접개선(WG), 예컨대 J자형 용접개선(WG)을 형성할 수 있다. 제2연결부재개선가공기(420)에 의해서 연결부재(CC)인 플랜지부재의 단부에 형성되는 J자형 용접개선(WG)은, 연결부재(CC)인 플랜지부재와 함께 배관스풀(PS)을 이루는 스풀파이프(SP)의 단부에 형성되는 J자형 용접개선(WG)에 의해서 형성되는 진원면(CF)과 동일한 진원면(CF)을 형성할 수 있다. 또한, 제2연결부재개선가공기(420)는, 스풀파이프(SP)와의 두께 일치를 위해서, 연결부재(CC)인 플랜지부재의 단부의 내.외경을 추가로 더 가공하여 연결부재(CC)인 플랜지부재에 추가가공면(AF)을 더 형성할 수 있다.

연결부재(CC)인 플랜지부재의 단부의 형상은 비교적 균일하기 때문에, 제2연결부재개선가공기(420)에는 도1과 도7에 도시된 바와 같이 비전센서(VS)가 별도로 구비되지 않을 수 있다. 이 경우, 제2연결부재개선가공기(420)에 구비된, 도8에 도시된 바와 같은 클램프(CL) 등에 의해서, 제2연결부재개선가공기(420)의 중심과 연결부재(CC)인 플랜지부재의 단부의 중심이 일치되도록 조정할 수 있다.

연결부재 개선가공부(400)는 도1과 도7에 도시된 바와 같이 제1연결부재대기부(430)와, 제2연결부재대기부(440)를 더 포함할 수 있다.

제1연결부재대기부(430)는 용접개선(WG) 가공 전의 피팅부재나 플랜지부재 등의 연결부재(CC)가 놓여져서 대기할 수 있다. 제1연결부재대기부(430)에는 물체감지센서가 구비되어, 제1연결부재대기부(430)에 연결부재(CC)가 놓여진 것이 감지될 수 있다.

용접개선(WG) 가공 전의 연결부재(CC) 중 피팅부재는 핸들링부(700)의 제1핸들링로봇(710)에 의해서 제1연결부재대기부(430)에서 제1연결부재개선가공기(410)로 이동할 수 있다. 또한, 용접개선(WG) 가공 전의 연결부재(CC) 중 플랜지부재는 핸들링부(700)의 제1핸들링로봇(710)에 의해서 제1연결부재대기부(430)에서 제2연결부재개선가공기(420)로 이동할 수 있다. 제1,2연결부재개선가공기(410,420) 각각으로 이동된, 피팅부재와 플랜지부재는 각각 제1,2연결부재개선가공기(410,420)에 의해서 단부에 용접개선(WG)이 형성되고 내,외경이 가공될 수 있다. 이 경우, 연결부재(CC) 중 피팅부재는 핸들링부(700)의 제1핸들링로봇(710)에 파지된 상태에서어 제1연결부재개선가공기(410)에 의해서 가공될 수 있다.

제1연결부재대기부(430)와 제2연결부재대기부(440) 사이에는 도7에 도시된 바와 같이 제2정보마킹기(450)가 구비될 수 있다. 그리고, 핸들링부(700)의 제1핸들링로봇(710)에 의해서 연결부재(CC)인 피팅부재와 플랜지부재 각각이 제1,2연결부재개선가공기(410,420) 각각으로 이동 중, 제2정보마킹기(450)에 의해서, 피팅부재와 플랜지부재 각각에, 예컨대 QR코드로, 피팅부재와 플랜지부재에 의해서 만들어질 배관스풀(PS)의 정보가 기록될 수 있다.

한편, 제1,2연결부재개선가공기(410,420)에 의해서 단부에 용접개선(WG)의 가공이 불가능하다고 판단된, 피팅부재나 플랜지부재 등의 연결부재(CC)는, 핸들링부(700)의 제1핸들링로봇(710)에 의해서 제1연결부재대기부(430)로 이동될 수 있다. 제1연결부재대기부(430)로 이동된, 제1,2연결부재개선가공기(410,420)에 의한 용접개선(WG)의 가공이 불가능한, 연결부재(CC)는, 제1연결부재대기부(430)로부터 배출되어, 별도의 자재관리장으로, 별도의 이동수단에 의해서 이동될 수 있다. 자재관리장으로 이동된, 제1,2연결부재개선가공기(410,420)에 의한 용접개선(WG)의 가공이 불가능한, 연결부재(CC)는, 예컨대 제어부(800)에 포함되거나, 별도로 구성되어 제어부(800)에 연결되는 자재관리부에 의해서 관리될 수 있다.

제2연결부재대기부(440)에는 단부에 용접개선(WG)이 형성되고 내,외경이 가공된 연결부재(CC)가 놓여져서 대기할 수 있다. 제2연결부재대기부(440)에는 물체감지센서가 구비되어, 제2연결부재대기부(440)에 연결부재(CC)가 놓여진 것이 감지될 수 있다.

제1,2연결부재개선가공기(410,420)에서 용접개선(WG)이 형성되고 내,외경이 가공된, 피팅부재와 플랜지부재 등의 연결부재(CC)는 핸들링부(700)의 제1핸들링로봇(710)에 의해서 제1,2연결부재개선가공기(410,420) 각각에서 제2연결부재대기부(440)로 이동될 수 있다.

제2연결부재대기부(440)에서 대기 중인 피팅부재나 플랜지부재 등의 연결부재(CC)는 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720)에 의해서, 직관스풀 제조부(500)의 직관스풀 용접장(510,520)으로 이동되거나, 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)에 의해서 입체스풀 제조부(600)의 입체스풀용접장(610)으로 이동될 수 있다.

이러한 연결부재 개선가공부(400)에서의 일련의 과정은 연결부재 개선가공부(400)에 포함되는 전술한 각 구성요소와 연결된 제어부(800)에 의해서 제어되어 이루어질 수 있다.

직관스풀 제조부(500)는 도1과 도9에 도시된 바와 같이 직관스풀 용접장(510,520)을 포함할 수 있다.

직관스풀 용접장(510,520)은 도1과 도9에 도시된 바와 같이, 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720)이나 제3핸들링로봇(730) 또는 갠트리크레인로봇(740)이 원활하게 접근할 수 있도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 로봇에 의해서 스풀파이프(SP)나 연결부재(CC) 또는 직관스풀(2DS) 등이 효과적으로 이동될 수 있다.

직관스풀 용접장(510,520)에는, 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720)이나 갠트리크레인로봇(740)에 의해서, 스풀파이프 개선가공부(300)의 스풀파이프 리프트(360)나 스풀파이프 대기부(370)로부터 이동된 스풀파이프(SP)가 놓여지며, 놓여진 스풀파이프(SP)를 눌러서 파지할 수 있다. 이를 위해서, 직관스풀 용접장(510,520)은 도10과 도11에 도시된 바와 같이 스풀파이프(SP)가 놓여지는 스풀파이프 지지부(511,521)와, 스풀파이프 지지부(511,521)에 놓여진 스풀파이프(SP)의 일측을 상부에서 눌러서 파지하는 스풀파이프 파지부(512,522)를 포함할 수 있다. 스풀파이프 지지부(511,521)와 스풀파이프 파지부(512,522)는 롤러(RL)를 포함할 수 있다.

직관스풀 제조부(500)는 도1과 도9에 도시된 바와 같이 직관스풀 용접장(510,520)의 스풀파이프 지지부(511,521)와 대응되며 롤러(RL)를 포함하는 스풀파이프 보조지지부(580)를 포함할 수 있다. 스풀파이프 보조지지부(580)는 이동가능할 수 있으며, 직관스풀 용접장(510,520) 양측에 각각 구비될 수 있다.

이에 의해서, 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720)이나 갠트리크레인로봇(740)에 의해서, 스풀파이프 개선가공부(300)의 스풀파이프 리프트(360)나 스풀파이프 대기부(370)로부터 이동된 스풀파이프(SP)는, 직관스풀 용접장(510,520)의 스풀파이프 지지부(511,521)와 스풀파이프 보조지지부(580)에 놓여질 수 있다. 이와 같이, 직관스풀 용접장(510,520)의 스풀파이프 지지부(511,521)와 스풀파이프 보조지지부(580)에 스풀파이프(SP)가 놓여지면, 직관스풀 용접장(510,520)의 스풀파이프 파지부(512,522)가 스풀파이프(SP)의 일측을 상부에서 눌러서 스풀파이프(SP)를 파지할 수 있다.

직관스풀 용접장(510,520)의 스풀파이프 지지부(511,521)와 스풀파이프 파지부(512,522)는 이에 포함되는 롤러(RL)가 회전할 수 있어서, 직관스풀 용접장(510,520)의 스풀파이프 지지부(511,521)와 스풀파이프 파지부(512,522)에 파지된, 직관스풀(2DS)의 스풀파이프(SP)를 회전시키는 것으로, 후술할 필링앤캡용접로봇(550,560)이 도14에 도시된 바와 같이 아래보기 방식으로 용접할 수 있도록 할 수 있다.

직관스풀 용접장(510,520)에 스풀파이프(SP)가 파지되면, 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720)이 피팅부재나 플랜지부재 등의 연결부재(CC)를 파지하여, 연결부재 개선가공부(400)의 제2연결부재대기부(440)로부터 직관스풀 용접장(510,520)으로 이동시킬 수 있다. 제2핸들링로봇(720)은 후술할 스풀파이프(SP)와 연결부재(CC)의 개선면 정렬과 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트용접시, 연결부재(CC)를 파지할 수 있다.

직관스풀 용접장(510,520)은 도1과 도9에 도시된 바와 같이, 제1직관스풀용접장(510)과 제2직관스풀용접장(520)을 포함할 수 있다. 그러나, 직관스풀 용접장(510,520)의 개수는 특별히 한정되지 않고, 어떠한 개수라도 가능하다.

직관스풀 제조부(500)는 도1과 도9에 도시된 바와 같이 제1갭센싱로봇(570)을 더 포함할 수 있다. 제1갭센싱로봇(570)은 직관스풀 제조부(500)의 제1직관스풀용접장(510)과 제2직관스풀용접장(520) 사이에 위치할 수 있다. 그리고, 제1갭센싱로봇(570)에는 비전센서(VS)가 구비될 수 있다. 제1갭센싱로봇(570)의 비전센서(VS)는, 자동로봇용접을 위한, 제1직관스풀용접장(510)과 제2직관스풀용접장(520) 각각에서의 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부의 개선면 정렬에 필요한 위치 조정 조건을 측정할 수 있다.

도10에 도시된 바와 같이, 스풀파이프(SP)는 제1직관스풀용접장(510)이나 제2직관스풀용접장(520)에 파지되고, 연결부재(CC)는 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720)에 의해서 파지될 수 있다. 그리고, 제어부(800)는 제1갭센싱로봇(570)과 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720)과 연계하여, 도11과 도12에 도시된 바와 같이 스풀파이프(SP)의 단부의 J자형 용접개선(WG)의 진원면(CF)과, 연결부재(CC)의 단부의 J자형 용접개선(WG)의 진원면(CF)이 일치되도록 함으로써, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부의 개선면 정렬이 이루어지도록 할 수 있다. 이에 따라, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부의 개선면 정렬이 자동으로 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 루트용접로봇(530,540)에 의한 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트용접이 노택(No-Tack) 용접으로 이루어질 수 있다.

한편, 제어부(800)는 제1갭센싱로봇(570)과 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720)과 연계하여, 도11과 도12에 도시된 바와 같이 스풀파이프(SP)의 단부의 J자형 용접개선(WG)의 진원면(CF)과, 연결부재(CC)의 단부의 J자형 용접개선(WG)의 진원면(CF)이 일치되어 접촉되도록 할 수 있다. 이에 따라, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 용접시, 백비드(back bead)가 형성되도록 할 수 있다. 이에 의해서, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트용접로봇(530,540)에 의한 루트용접이 이루어질 수 있다.

직관스풀 제조부(500)는 도1과 도9에 도시된 바와 같이 루트용접로봇(530,540)을 더 포함할 수 있다. 루트용접로봇(530,540)은 도13에 도시된 바와 같이 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분을 용접할 수 있다. 이에 의해서, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)에는 도5의 (c)에 도시된 바와 같이 루트용접부(RW)가 형성될 수 있다.

예컨대, 루트용접로봇(530,540)은 가스 텅스텐 아크용접(Gas Tungsten Arc Welding)에 의해서, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분을 용접할 수 있다. 그러나, 루트용접로봇(530,540)이 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분을 용접하는 방법은 특별히 한정되지 않는다.

예컨대, 루트용접로봇(530,540)은 용접선추적 비전센서(VS)와, 가스 텅스텐 아크용접을 위한 디지털용접기(DWM: Digital Welding Machine, 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 또한, 루트용접로봇(530,540)은 제1직관스풀용접장(510)과 제2직관스풀용접장(520) 모두에서 루트용접이 이루어질 수 있도록 이동될 수 있다.

루트용접로봇(530,540)은 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분을 용접하여 직관스풀(2DS)을 만들 수 있다. 예컨대, 루트용접로봇(530,540)은 도1과 도9에 도시된 바와 같이 제1루트용접로봇(530)과, 제2루트용접로봇(540)을 포함할 수 있다. 그리고, 제1루트용접로봇(530)에 의해서, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분의 오른쪽 또는 왼쪽 반원 부분이 용접될 수 있다. 또한, 제2루트용접로봇(540)에 의해서, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 왼쪽 또는 오른쪽 반원 부분이 용접될 수 있다. 그러나, 루트용접로봇(530,540)에 의해서, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분을 용접하는 방법은 특별히 한정되지 않는다.

제2루트용접로봇(540)에 의해서 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분의 용접이 완료되어, 직관스풀(2DS)이 만들어지면, 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720)은 연결부재(CC)의 파지를 해제하고, 원위치로 복귀될 수 있다.

이와 같이, 스풀파이프(SP)는 직관스풀 용접장(510,520)에 파지되고, 연결부재(CC)는 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720)에 의해서 파지된 상태에서, 개선면 정렬 후, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분이 용접되기 때문에, 별도의 태그(Tack)용접이 필요하지 않을 수 있다. 그리고, 이에 따라, 스풀파이프(SP)와 연결부재(CC)의 루트용접이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.

직관스풀 제조부(500)는 도1과 도9에 도시된 바와 같이 필링앤캡용접로봇(550,560)을 더 포함할 수 있다. 필링앤캡용접로봇(550,560)은 도14에 도시된 바와 같이 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 나머지 부분을 용접할 수 있다. 이에 의해서, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)에는 도5의 (c)에 도시된 바와 같이 필링앤캡용접부(FW)가 형성될 수 있다.

예컨대, 필링앤캡용접로봇(550,560)은 가스 메탈 아크용접(Gas Metal Arc Welding)에 의해서, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 나머지 부분을 용접할 수 있다. 그러나, 필링앤캡용접로봇(550,560)이 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 나머지 부분을 용접하는 방법은 특별히 한정되지 않는다.

예컨대, 필링앤캡용접로봇(550,560)은 용접선추적 비전센서(VS)와, 가스 메탈 아크용접을 위한 디지털용접기를 포함할 수 있다.

또한, 필링앤캡용접로봇(550,560)은 도1과 도9에 도시된 바와 같이 제1필링앤캡용접로봇(550)과, 제2필링앤캡용접로봇(560)을 포함할 수 있다. 그리고, 제1필링앤캡용접로봇(550)은 제1직관스풀용접장(510)에서 용접을 수행하고, 제2필링앤캡용접로봇(560)은 제2직관스풀용접장(520)에서 용접을 수행할 수 있다. 이에 따라, 2개의 직관스풀(2DS)이 제1,2직관스풀용접장(510,520)에서 동시에 제조될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 직관스풀 용접장(510,520)의 스풀파이프 지지부(511,521)와 스풀파이프 파지부(512,522)는 이에 포함되는 롤러(RL)가 회전할 수 있어서, 직관스풀 용접장(510,520)의 스풀파이프 지지부(511,521)와 스풀파이프 파지부(512,522)에 파지된, 직관스풀(2DS)의 스풀파이프(SP)를 회전시키는 것으로, 필링앤캡용접로봇(550,560)이 도14에 도시된 바와 같이 아래보기 방식으로 용접할 수 있다.

필링앤캡용접로봇(550,560)에 의한, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 나머지 부분의 용접이 완료되면, 입체스풀(3DS)이 될 직관스풀(2DS)은, 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730) 또는 갠트리크레인로봇(740)에 의해서, 직관스풀 용접장(510,520)에서 입체스풀 제조부(600)의 입체스풀용접장(610)으로 이동될 수 있다.

또한, 입체스풀(3DS)이 되지 않을 직관스풀(2DS)은, 핸들링부(700)의 갠트리크레인로봇(740)에 의해서 도25의 (a)에 도시된 바와 같이 핸들링부(700)의 스풀출하부(750)로 이동하여, 배관스풀(PS)로 출하될 수 있다.

이러한 직관스풀 제조부(500)에서의 일련의 과정은 직관스풀 제조부(500)에 포함되는 전술한 각 구성요소에 연결된 제어부(800)에 의해서 제어되어 이루어질 수 있다.

입체스풀 제조부(600)는 도1과 도15에 도시된 바와 같이, 입체스풀용접장(610)을 포함할 수 있다.

입체스풀용접장(610)은 도1과 도15에 도시된 바와 같이, 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)이나 갠트리크레인로봇(740)이 원활하게 접근할 수 있도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 로봇에 의해서 직관스풀(2DS), 연결부재(CC) 또는, 입체스풀(3DS) 등이 효과적으로 이동될 수 있다.

입체스풀 제조부(600)에서 제조되는 입체스풀(3DS)은 직관스풀(2DS)보다 크게 된다. 이에 따라, 입체스풀용접장(610)은 입체스풀(3DS)의 제조를 위한 공간을 확보할 수 있도록, 직관스풀 제조부(500)의 직관스풀 용접장(510,520)보다 높게 구비되어, 입체스풀(3DS)이 효과적으로 제작되고 이동될 수 있도록 할 수 있다.

입체스풀용접장(610)에는, 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)이나 갠트리크레인로봇(740)에 의해서 직관스풀 제조부(500)의 직관스풀 용접장(510,520)으로부터 이동된 직관스풀(2DS)이 놓여지고, 놓여진 직관스풀(2DS)을 눌러서 파지할 수 있다. 이를 위해서, 입체스풀용접장(610)은 도17 내지 도19에 도시된 바와 같이 직관스풀(2DS)이 놓여지는 직관스풀 지지부(611)와, 직관스풀 지지부(611)에 놓여진 직관스풀(2DS)의 일측을 상부에서 눌러서 파지하는 직관스풀 파지부(612)를 포함할 수 있다. 직관스풀 지지부(611)와 직관스풀 파지부(612)는 롤러(RL)를 포함할 수 있다.

입체스풀 제조부(600)는 도1과 도15에 도시된 바와 같이 입체스풀용접장(610)의 직관스풀 지지부(611)와 대응되며 롤러(RL)를 포함하는 직관스풀 보조지지부(670)를 포함할 수 있다. 직관스풀 보조지지부(670)는 이동가능할 수 있다.

이에 의해서, 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)이나 갠트리크레인로봇(740)에 의해서, 직관스풀 제조부(500)의 직관스풀 용접장(510,520)으로부터 이동된 직관스풀(2DS)은, 입체스풀용접장(610)의 직관스풀 지지부(611)와, 직관스풀 보조지지부(670)에 놓여질 수 있다. 이와 같이, 입체스풀용접장(610)의 직관스풀 지지부(611)와 직관스풀 보조지지부(670)에 직관스풀(2DS)이 놓여지면, 입체스풀용접장(610)의 직관스풀 파지부(612)가 직관스풀(2DS)의 일측을 상부에서 눌러서 직관스풀(2DS)을 파지할 수 있다.

입체스풀용접장(610)의 직관스풀 지지부(611)와 직관스풀 파지부(612)는 이에 포함되는 롤러(RL)가 회전할 수 있어서, 도16에 도시되고 후술할 앵글센싱로봇(690)의 측정 결과에 따른 직관스풀(2DS)의 각도 조정과, 핸들링부(700)의 갠트리크레인로봇(740)에 의해서 이동되기 위한 입체스풀(3DS)의 각도 조정이 이루어질 수 있다.

입체스풀용접장(610)에 직관스풀(2DS)이 파지 되면, 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)이 직관스풀 제조부(500)에 대기중인 다른 직관스풀(2DS)이나 연결부재 개선가공부(400)의 제2연결부재대기부(440)에 대기중인 연결부재(CC)를 파지하여, 입체스풀용접장(610)으로 이동시킬 수 있다. 제3핸들링로봇(730)은 후술할 직관스풀(2DS)과, 다른 직관스풀(2DS)이나 연결부재(CC)의 개선면 정렬과, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트용접시, 다른 직관스풀(2DS)이나 연결부재(CC)를 파지할 수 있다.

입체스풀 제조부(600)는 도1과 도15에 도시된 바와 같이 앵글센싱로봇(690)을 더 포함할 수 있다. 앵글센싱로봇(690)에는 도16에 도시된 바와 같이 비전센서(VS)가 구비될 수 있다. 앵글센싱로봇(690)의 비전센서(VS)는, 입체스풀용접장(610)에 파지된 직관스풀(2DS)의 현재 용접되지 않는 측의 단부와, 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)이 파지 하고 있는 다른 직관스풀(2DS)이나 연결부재(CC)의 현재 용접되지 않는 측의 단부 사이의 각도를 측정할 수 있다. 그리고, 제조될 입체스풀(3DS)의 일측 단부와 타측 단부 사이의 각도에 일치되도록, 입체스풀용접장(610)의 직관스풀 지지부(611)와 직관스풀 파지부(612)의 롤러(RL)를 회전시켜서, 입체스풀용접장(610)에 파지된 직관스풀(2DS)을 회전시킬 수 있다.

입체스풀 제조부(600)는 도1과 도15에 도시된 바와 같이, 제2갭센싱로봇(660)을 더 포함할 수 있다. 제2갭센싱로봇(660)은 입체스풀용접장(610) 앞에 위치할 수 있다. 그리고, 제2갭센싱로봇(660)에는 도18과 도19에 도시된 바와 같이 비전센서(VS)가 구비될 수 있다. 제2갭센싱로봇(660)의 비전센서(VS)는, 자동로봇용접을 위한, 입체스풀용접장(610)에서의 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부의 개선면 정렬에 필요한 위치 조정 조건을 측정할 수 있다.

도17에 도시된 바와 같이, 직관스풀(2DS)은 입체스풀용접장(610)에 파지되고, 다른 직관스풀(2DS)이나 연결부재(CC)는 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)에 의해서 파지될 수 있다. 그리고, 제어부(800)는 제2갭센싱로봇(660)과 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)과 연계하여, 도18과 도19에 도시된 바와 같이 직관스풀(2DS)의 단부의 J자형 용접개선(WG)의 진원면(CF)과, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부의 J자형 용접개선(WG)의 진원면(CF)이 일치되도록 함으로써, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부의 개선면 정렬이 이루어지도록 할 수 있다. 이에 따라, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부의 개선면 정렬이 자동으로 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 루트용접로봇(620,630)에 의한 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트용접이 노택(No-Tack) 용접으로 이루어질 수 있다.

한편, 제어부(800)는 제2갭센싱로봇(660)과 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)과 연계하여, 도18과 도19에 도시된 바와 같이 직관스풀(2DS)의 단부의 J자형 용접개선(WG)의 진원면(CF)과, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부의 J자형 용접개선(WG)의 진원면(CF)이 일치되어 접촉되도록 할 수 있다. 이에 따라, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC) 사이의 용접개선(WG)의 용접시, 백비드(back bead)가 형성되도록 할 수 있다. 이에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트용접로봇(530,540)에 의한 루트용접이 이루어질 수 있다.

입체스풀 제조부(600)는 루트용접로봇(620,630)을 더 포함할 수 있다. 루트용접로봇(620,630)은 도20에 도시된 바와 같이 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG) 사이의 루트부분을 용접할 수 있다. 이에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)에는 도5의 (c)에 도시된 바와 같이 루트용접부(RW)가 형성될 수 있다.

예컨대, 루트용접로봇(620,630)은 가스 텅스텐 아크용접에 의해서 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분을 용접할 수 있다. 그러나, 루트용접로봇(620,630)이 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분을 용접하는 방법은 특별히 한정되지 않는다.

예컨대, 루트용접로봇(620,630)은 용접선추적 비전센서(VS)와, 가스 텅스텐 아크용접을 위한 디지털용접기를 포함할 수 있다.

루트용접로봇(620,630)은 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분을 용접하여 입체스풀(3DS)을 만들 수 있다. 예컨대, 루트용접로봇(620,630)은 도1과 도15에 도시된 바와 같이 제3루트용접로봇(620)과 제4루트용접로봇(630)을 포함할 수 있다. 그리고, 제3루트용접로봇(620)에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분의 오른쪽 또는 왼쪽 반원 부분이 용접될 수 있다. 또한, 제4루트용접로봇(630)에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분의 왼쪽 또는 오른쪽 반원 부분이 용접될 수 있다. 그러나, 루트용접로봇(620,630)에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분을 용접하는 방법은 특별히 한정되지 않는다.

제4루트용접로봇(630)에 의해서 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 용접이 완료되어 입체스풀(3DS)이 만들어지면, 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)은 다른 직관스풀(2DS)이나 연결부재(CC)의 파지를 해제하고 원위치로 복귀될 수 있다.

이와 같이, 직관스풀(2DS)은 입체스풀용접장(610)에 파지되고, 다른 직관스풀(2DS)이나 연결부재(CC)는 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)에 파지된 상태에서, 개선면 정렬 후, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분이 용접되기 때문에, 별도의 태그(Tack)용접이 필요하지 않을 수 있다. 이에 따라, 직관스풀(2DS)과, 다른 직관스풀(2DS)이나 연결부재(CC)의 루트용접이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.

입체스풀 제조부(600)는 도1과 도15에 도시된 바와 같이 필링앤캡용접로봇(640,650)과, 그라인더로봇(680)을 더 포함할 수 있다.

필링앤캡용접로봇(640,650)은 도21에 도시된 바와 같이 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 나머지 부분을 용접할 수 있다. 이에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)에는 도5의 (c)에 도시된 바와 같이 필링앤캡용접부(FW)가 형성될 수 있다.

예컨대, 필링앤캡용접로봇(640,650)은 가스 메탈 아크용접에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 나머지 부분을 용접할 수 있다. 그러나, 필링앤캡용접로봇(640,650)이 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 나머지 부분을 용접하는 방법은 특별히 한정되지 않는다.

예컨대, 필링앤캡용접로봇(640,650)은 용접선추적 비전센서(VS)와, 가스 메탈 아크용접을 위한 디지털용접기를 포함할 수 있다.

또한, 필링앤캡용접로봇(640,650)은 도1과 도15에 도시된 바와 같이 제3필링앤캡용접로봇(640)과, 제4필링앤캡용접로봇(650)을 포함할 수 있다. 그리고, 제3필링앤캡용접로봇(640)에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 나머지 부분의 오른쪽 또는 왼쪽 반원 부분이 용접될 수 있다. 또한, 제4필링앤캡용접로봇(650)에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 나머지 부분의 왼쪽 또는 오른쪽 반원 부분이 용접될 수 있다. 그러나, 필링앤캡용접로봇(640,650)에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 나머지 부분이 용접되는 방법은 특별히 한정되지 않는다.

한편, 제3필링앤캡용접로봇(640)에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 나머지 부분의 오른쪽 또는 왼쪽 반원 부분이 용접되는 경우에는, 아래에서부터 시작하여 위로 용접될 수 있다. 이에 따라, 용융금속이 용접시작부로 모여서 용접시작부는 다른 부분보다 더 두꺼울 수 있다. 이를 방지하고자, 제3필링앤캡용접로봇(640)에 의해서, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 나머지 부분의 오른쪽 또는 왼쪽 반원 부분이 용접된 후, 그라인더로봇(680)에 의해서, 용접시작부가 그라인딩될 수 있다. 이에 의해서, 용접품질이 향상될 수 있다. 이 경우, 그라인더로봇(680)에는 비전센서(VS)가 구비되어, 그라인딩될 용접시작부의 위치를 확인할 수 있다. 그러나, 그라인더로봇(680)이 용접시작부를 그라인딩하는 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 또한, 그라인더로봇(680)이 용접시작부를 그라인딩하는 구성은 특별히 한정되지 않고, 용접시작부를 그라인딩할 수 있는 구성이라면 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.

필링앤캡용접로봇(640,650)에 의한, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 나머지 부분의 용접이 완료되면, 입체스풀용접장(610)의 직관스풀 지지부(611)와 직관스풀 파지부(612)의 롤러(RL)를 회전시켜서, 입체스풀(3DS)이 안정적으로 이동할 수 있도록, 입체스풀(3DS)을 회전시킬 수 있다. 이후, 입체스풀(3DS)은 핸들링부(700)의 갠트리크레인로봇(740)에 의해서 도25의 (b)에 도시된 바와 같이 스풀출하부(750)로 이동하여, 배관스풀(PS)로 출하될 수 있다.

이러한 입체스풀 제조부(600)에서의 일련의 과정은 입체스풀 제조부(600)에 포함되는 전술한 각 구성요소와 연결된 제어부(800)에 의해서 제어되어 이루어질 수 있다.

한편, 입체스풀 제조부(600)에서는 전술한 직관스풀(2DS)과, 다른 직관스풀(2DS) 또는 연결부재(CC)의 용접에 의한 입체스풀(3DS)의 제조뿐만 아니라, 직관스풀(2DS)과 스풀파이프(SP)의 용접에 의한 입체스풀(3DS)의 제조나, 스풀파이프(SP)와 연결부재(CC)의 용접에 의한 직관스풀(2DS)의 제조도 이루어질 수 있다.

입체스풀 제조부(600)에서의 직관스풀(2DS)과 스풀파이프(SP)의 용접에 의한 입체스풀(3DS)의 제조시에는, 직관스풀(2DS)은 입체스풀 용접장(610)에 파지되고 스풀파이프(SP)는 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)에 파지될 수 있다. 또한, 입체스풀 제조부(600)에서의 스풀파이프(SP)와 연결부재(CC)의 용접에 의한 직관스풀(2DS)의 제조시에는, 스풀파이프(SP)는 입체스풀 용접장(610)에 파지되고 연결부재(CC)는 핸들링부(700)의 제3핸들링로봇(730)에 파지될 수 있다.

핸들링부(700)는 도1과 도22에 도시된 바와 같이, 핸들링로봇(710,720,730), 갠트리크레인로봇(740) 및, 스풀출하부(750)를 포함할 수 있다.

핸들링로봇(710,720,730)과, 갠트리크레인로봇(740)은 도23과 도24에 도시된 바와 같이 스풀파이프(SP), 연결부재(CC), 직관스풀(2DS) 또는 입체스풀(3DS)을 이동시킬 수 있다. 또한, 핸들링로봇(710,720,730)은 도10 내지 도13이나 도17 내지 도20에 도시된 바와 같이, 용접시 연결부재(CC)나 직관스풀(2DS)을 파지하여 연결부재(CC)나 직관스풀(2DS)의 위치를 조정하거나 이들을 지지할 수 있다.

핸들링로봇(710,720,730)은 도1과 도22에 도시된 바와 같이 제1핸들링로봇(710), 제2핸들링로봇(720) 및, 제3핸들링로봇(730)을 포함할 수 있다.

제1핸들링로봇(710)은 연결부재(CC)에 포함되는 피팅부재를 연결부재 개선가공부(400)의 제1연결부재대기부(430)에서 제1연결부재개선가공기(410)로 이동시키거나, 연결부재(CC)에 포함되는 플랜지부재를 제1연결부재대기부(430)에서 제2연결부재개선가공기(420)로 이동시킬 수 있다.

이 경우, 제1핸들링로봇(710)은, 피팅부재나 플랜지부재 등의 연결부재(CC)의 이동시, 연결부재(CC)에 의해서 만들어질 배관스풀(PS)에 대한 정보가, 연결부재 개선가공부(400)의 제2정보마킹기(450)에 의해서 연결부재(CC)에 기록되도록, 연결부재(CC)를 지지할 수 있다.

또한, 제1핸들링로봇(710)은, 연결부재 개선가공부(400)의 연결부재 개선가공기(410,420)에 의해서 단부에 용접개선(WG)이나 내,외경 가공이 불가능한 연결부재(CC), 또는 제어부(800)의 제조실행부에서 배출을 결정한 연결부재(CC)를, 연결부재 개선가공부(400)의 제1연결부재대기부(430)로 이동시킬 수 있다.

그리고, 제1핸들링로봇(710)은 연결부재 개선가공기(410,420)에 의한 연결부재(CC)의 단부의 용접개선(WG) 및 내,외경 가공시, 일부 연결부재(CC)를 파지하여 지지할 수 있다.

제2핸들링로봇(720)은 스풀파이프 개선가공부(300)의 스풀파이프 리프트(360) 또는 스풀파이프 대기부(370)에 대기 중인, 단부가 가공된 스풀파이프(SP)를, 직관스풀 제조부(500)의 직관스풀 용접장(510,520)으로 이동시킬 수 있다.

또한, 제2핸들링로봇(720)은 연결부재 개선가공부(400)의 제2연결부재대기부(440)에 대기 중인, 단부가 가공된 연결부재(CC)를, 직관스풀 제조부(500)의 직관스풀 용접장(510,520)으로 이동시킬 수 있다.

그리고, 제2핸들링로봇(720)은 도10 내지 도12에 도시된 바와 같이 연결부재(CC)를 파지한 상태에서, 제어부(800)에 의해서, 직관스풀 제조부(500)의 제1갭센싱로봇(570)과 연동하여, 직관스풀 제조부(500)의 직관스풀 용접장(510,520)에 파지된 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC) 단부의 개선면 정렬이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 제2핸들링로봇(720)은 도13에 도시된 바와 같이 직관스풀 제조부(500)의 루트용접로봇(530,540)에 의한, 스풀파이프(SP)의 단부와 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분의 용접시, 연결부재(CC)를 파지할 수 있다.

제3핸들링로봇(730)은 직관스풀 제조부(500)의 직관스풀 용접장(510,520)에 대기 중인 직관스풀(2DS)을 입체스풀 제조부(600)의 입체스풀용접장(610)으로 이동시킬 수 있다.

또한, 제3핸들링로봇(730)은 연결부재 개선가공부(400)의 제2연결부재대기부(440)에 대기 중인, 단부가 가공된, 피팅부재와 플랜지부재 등의 연결부재(CC)를 입체스풀 제조부(600)의 입체스풀용접장(610)으로 이동시킬 수 있다.

그리고, 제3핸들링로봇(730)은 도17 내지 도19에 도시된 바와 같이 다른 직관스풀(2DS)이나 연결부재(CC)를 파지한 상태에서, 제어부(800)에 의해서, 입체스풀 제조부(600)의 제2갭센싱로봇(660)과 연동하여, 입체스풀 제조부(600)의 입체스풀용접장(610)에 파지된 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC) 단부의 개선면 정렬이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 제3핸들링로봇(730)은 도20에 도시된 바와 같이 입체스풀 제조부(600)의 루트용접로봇(620,630)에 의한, 직관스풀(2DS)의 단부와, 다른 직관스풀(2DS)의 단부나 연결부재(CC)의 단부 사이의 용접개선(WG)의 루트부분의 용접시, 다른 직관스풀(2DS)이나 연결부재(CC)를 파지할 수 있다. 한편, 입체스풀 제조부(600)에서, 직관스풀(2DS)과 스풀파이프(SP)의 용접에 의한 입체스풀(3DS)의 제조가 이루어지는 경우에, 제3핸들링로봇(730)은 스풀파이프(SP)를 파지할 수 있다.

제1,2,3핸들링로봇(710,720,730)은 예컨대 6축로봇일 수 있다. 또한, 제1,2,3핸들링로봇(710,720,730)은, 예컨대 다용도 그리퍼를 포함하여, 스풀파이프(SP), 연결부재(CC), 또는 직관스풀(2DS) 등의 무겁고 다양한 형상의 대상들을 파지 할 수 있다. 그러나, 제1,2,3핸들링로봇(710,720,730)은 특별히 한정되지 않고, 스풀파이프(SP), 연결부재(CC) 또는 직관스풀(2DS) 등을 이동시키거나, 용접시 연결부재(CC)나 직관스풀(2DS) 등을 파지하여 연결부재(CC)나 직관스풀(2DS) 등의 위치를 조정하거나 이들을 지지할 수 있는 핸들링로봇이라면, 주지의 어떠한 핸들링로봇이라도 가능하다.

갠트리크레인로봇(740)은 스풀파이프(SP), 연결부재(CC), 직관스풀(2DS) 또는 입체스풀(3DS)을 이동시킬 수 있다.

갠트리크레인로봇(740)은, 스풀파이프(SP)를, 스풀파이프 개선가공부(300)의 스풀파이프 리프트(360)나 스풀파이프 대기부(370)에서, 직관스풀 제조부(500)의 직관스풀 용접장(510,520) 또는 스풀출하부(750)로 이동시킬 수 있다. 한편, 입체스풀 제조부(600)에서, 직관스풀(2DS)과 스풀파이프(SP)의 용접에 의한 입체스풀(3DS)의 제조나, 스풀파이프(SP)와 연결부재(CC)의 용접에 의한 직관스풀(2DS)의 제조가 이루어지는 경우에, 갠트리크레인로봇(740)은, 스풀파이프(SP)를, 스풀파이프 개선가공부(300)의 스풀파이프 리프트(360)나 스풀파이프 대기부(370)에서, 입체스풀 제조부(600)의 입체스풀용접장(610)으로 이동시킬 수 있다.

또한, 갠트리크레인로봇(740)은 직관스풀 제조부(500)의 직관스풀 용접장(510,520)에서 제작 완료된 직관스풀(2DS)을, 직관스풀 용접장(510,520)에서 입체스풀 제조부(600)의 입체스풀용접장(610)으로 이동시킬 수 있다. 그리고, 갠트리크레인로봇(740)은 직관스풀 제조부(500)의 직관스풀 용접장(510,520)에서 제작 완료된 직관스풀(2DS)을, 스풀출하부(750)로 이동시킬 수 있다. 또한, 갠트리크레인로봇(740)은 입체스풀 제조부(600)의 입체스풀용접장(610)에서 제작 완료된 입체스풀(3DS)을, 입체스풀용접장(610)에서 스풀출하부(750)로 이동시킬 수 있다.

그리고, 갠트리크레인로봇(740)은, 배관스풀 자동제조 시스템(100) 상에서 제작 완료 이전에 배출될 수 있는, 다양한 형태의 스풀파이프(SP)나 직관스풀(2DS)을 스풀출하부(750)로 이동시킬 수 있다.

스풀출하부(750)에는 스풀파이프(SP)나 직관스풀(2DS) 또는 입체스풀(3DS)이 놓여질 수 있다. 스풀출하부(750)에는 물체감지센서가 구비되어, 스풀파이프(SP)나 직관스풀(2DS) 또는 입체스풀(3DS)이 놓여진 것이 감지될 수 있다.

이러한 핸들링부(700)에서의 일련의 과정은 핸들링부(700)에 포함되는 전술한 각 구성요소에 연결된 제어부(800)에 의해서 제어되어 이루어질 수 있다.

제어부(800)는 배관스풀(PS)에 대한 정보를 입력받으면, 파이프 절단부(200), 스풀파이프 개선가공부(300), 연결부재 개선가공부(400), 직관스풀 제조부(500), 입체스풀 제조부(600) 및, 핸들링부(700)를 각각 제어하여, 작업자의 개입이나 별도의 서지 없이, 입력된 정보에 따른 배관스풀(PS)이 제조되도록 할 수 있다.

제어부(800)는, 예컨대 설계자(도시되지 않음)가 별도의 프로그램(도시되지 않음)을 통해서 설계한, 배관스풀(PS)에 대한 데이터를 입력받을 수 있다. 이 경우, 별도의 프로그램을 통해 설계자가 설계한, 배관스풀(PS)에 대한 데이터를 무선으로 제어부(800)에 전달하는 것으로, 제어부(800)는 배관스풀(PS)에 대한 정보를 입력받을 수 있다. 그러나, 제어부(800)가 배관스풀(PS)에 대한 정보를 입력받는 방법과 구성은 특별히 한정되지 않고, 주지의 어떠한 방법과 구성이라도 가능하다.

제어부(800)는 제조실행부를 중심으로 배관스풀 자동제조 시스템(100)의 운영에 필요한 연산과 제어를 수행할 수 있다.

이 경우, 제어부(800)의 제조실행부는, 배관스풀(PS) 단위의 도면이 아닌, 예컨대 배관스풀(PS)에 대한 PCF(Piping Component File) 데이터로 처리될 수 있다. 이에 따라, 제어부(800)가 입력받는 배관스풀(PS)에 대한 정보는 배관스풀(PC)의 PCF 데이터일 수 있다. 배관스풀(PS)의 PCF 데이터는 용접조인트(Wedling Joint; 용접이 이루어져야 하는 부분)에 대한 위치 정보 뿐만 아니라, 자동로봇용접에 필요한 부재 정보와, 기타 정보들을 포함하고 있어서, PCF 데이터를 활용하면, 도면 없이도 배관스풀(PS)을 제작할 수 있다.

이 경우, 배관스풀(PS)의 PCF 데이터가 제어부(800)의 제조실행부에 접수되면, 제조실행부는 자동로봇용접이 가능한, 배관스풀(PS)을 이룰 부재들의 조합이 가능한지 검토하는 것과 함께, 배관스풀(PS)의 운송을 위해서, 예컨대 40ft 컨테이너에 의해서 운송 가능한 치수인지를 연산하여, 자동으로 제작할 배관스풀(PS)을 선정할 수 있다.

특히, 제어부(800)의 제조실행부에서 자동로봇용접이 가능한, 배관스풀(PS)을 이룰 부재들의 조합이 가능한지 검토하는 것은, 배관스풀(PS)의 PCF 데이터를 활용한 3D모델링을 기반으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제어부(800)의 제조실행부에서는, 배관스풀(PS)의 PCF 데이터로부터 배관스풀(PS)을 이룰 각 부재들에 대한 3D모델링을 만들고, 만들어진 각 부재들의 3D모델링을 기반으로 각 부재들을 조합하여, 자동로봇용접이 가능한 부재들의 조합인지를 검토할 수 있다. 즉, 제어부(800)의 제조실행부에서는, 배관스풀(PS)의 PCF 데이터로부터 만들어진, 배관스풀(PS)을 이룰 각 부재들의 3D모델링을 조합하여, 직관스풀 제조부(500), 입체스풀 제조부(600) 및, 핸들링부(700)에 포함되는 각각의 구성들이, 절차대로, 배관스풀(PS)의 제작을 위한 공정을 수행할 수 있는 지 시뮬레이션해보는 것으로, 자동로봇용접이 가능한, 배관스풀(PS)을 이룰 부재들의 조합이 가능한지 검토할 수 있다. 이에 더하여, 제어부(800)의 제조실행부에서는, 핸들링부(700)의 제2핸들링로봇(720), 제3핸들링로봇(730) 또는, 갠트리크레인로봇(740)을 활용한, 스풀파이프(SP)나 직관스풀(2DS) 또는 입체스풀(3DS)의 이송 시, 무게중심을 산출하여 반영할 수 있다.

제어부(800)의 제조실행부를 통해 자동으로 제작할 배관스풀(PS)들이 선정되면, 원본파이프(RP)를 기준으로, 최대한 많은 배관스풀(PS)이 제작될 수 있도록, 제작계획(Fabrication Plan)이 제조실행부에서 수립될 수 있다. 이 경우, 제조실행부 상에서 관리되는 잔재파이프에 대한 활용도 제작계획에 반영될 수 있다. 또한, 배관스풀(PS) 제작에 필요한 각각의 부재들이 거치게 될, 파이프 절단부(200), 스풀파이프 개선가공부(300), 연결부재 개선가공부(400), 직관스풀 제조부(500), 입체스풀 제조부(600) 및, 핸들링부(700)에서의 공정들이, 제조실행부에서 결정되어 제작계획에 반영될 수 있다.

예컨대, 스풀파이프(SP)의 양단 중 J자형 용접개선(WG)이 적용될 단부가 결정될 수 있다. 그리고, 직관스풀 제조부(500)의 제1직관스풀용접장(510)과 제2직관스풀용접장(520) 중 사용될 용접장, 이송에 사용될 로봇 및, 입체스풀 제조부(600)의 입체스풀용접장(610) 사용 여부 등 일련의 절차들이, 제조실행부에서 결정되어 제작계획에 반영될 수 있다.

한편, 제조실행부를 통해 제작실적(Fabrication Achivement)이 관리 될 수 있다. 예컨대, 직관스풀 제조부(500)와 입체스풀 제조부(600)에서 처리되는 개선면 정렬 등이 제작실적으로 제조실행부에 기록될 수 있다. 이에 더하여, 자동로봇용접에 대해, 용접조인트 마다 적용된 로봇의 ID와 일시가 제작실적으로 제조실행부에 기록될 수 있고, 관련 부재들에 대해 증명되어야 하는 히트넘버도 제작실적으로 제조실행부에 입력될 수 있다.

제어부(800)는 제조실행부를 중심으로 연결되는, 통합 운영프로그램(도시되지 않음), 통합 PLC(Programmable Logic Controller, 도시되지 않음), 로컬 PLC(도시되지 않음) 및, 로컬 운영프로그램(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.

이러한 제어부(800)의 구성에 의해서, 예컨대, 원본파이프(RP)가 파이프 절단부(200)로 이동되어, 파이프 절단부(200)의 파이프 절단기(210)에 의해서 절단되어 소정의 원하는 길이로 스풀파이프(SP)가 만들어지도록 할 수 있다.

또한, 스풀파이프(SP)가 스풀파이프 개선가공부(300)로 이동되어 스풀파이프 개선가공부(300)의 스풀파이프 개선가공기(310,320)에 의해서 스풀파이프(SP)의 단부에 J자형 용접개선(WG) 또는 V자형 용접개선(WG)을 형성하고, 용접개선(WG)이 형성된 스풀파이프(SP)의 단부의 내,외경이 가공되도록 할 수 있다. 그리고, 연결부재(CC)가 연결부재 개선가공부(400)로 이동되어 연결부재 개선가공기(410,420)에 의해서 연결부재(CC)의 단부에 J자형 용접개선(WG)을 형성하고, 용접개선(WG)이 형성된 연결부재(CC)의 단부의 내,외경이 가공되도록 할 수 있다.

그리고, 핸들링부(700)에 의해서, 스풀파이프(SP)와 연결부재(CC)가 직관스풀 용접장(510,520)으로 이동된 후, 직관스풀 제조부(500)의 용접로봇(530,540,550,560)에 의해서, 스풀파이프(SP)와 연결부재(CC)가 용접되어, 직관스풀(2DS)이 만들어지도록 할 수 있다.

또한, 핸들링부(700)에 의해서, 직관스풀(2DS)과, 다른 직관스풀(2DS)이나 연결부재(CC)가 입체스풀 제조부(600)로 이동된 후, 입체스풀 제조부(600)의 용접로봇(620,630,640,650)에 의해서, 직관스풀(2DS)과, 다른 직관스풀(2DS)이나 연결부재(CC)가 용접되어, 입체스풀(3DS)이 만들어지도록 할 수 있다.

이러한 제어부(800)에 포함된 통합 운영프로그램, 통합 PLC, 로컬 PLC 및, 로컬 운영프로그램들에 의해서, 각 구성에 포함된 기기들을 제어할 수 있다. 또한, 각 기기들에 대한 가동성능과 작업성능 확인도 가능하여, 배관스풀 자동제조 시스템(100)이 최적으로 운영될 수 있도록 관리할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 배관스풀 자동제조 시스템을 사용하면, 제어부에 배관스풀에 대한 정보가 입력되면, 제어부가, 배관스풀의 제조를 위한 일련의 공정들이, 작업자의 개입이나 별도의 서지 없이, 연속적으로 이루어지도록 하여, 입력된 정보에 따른 배관스풀이 자동으로 제조될 수 있다.

상기와 같이 설명된 배관스풀 자동제조 시스템은 상기 설명된 실시예의 구성이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

100 : 배관스풀 자동제조 시스템 200 : 파이프 절단부
210 : 파이프 절단기 220 : 제1절단부컨베이어
230 : 제2절단부컨베이어 240 : 파이프 캐리지
250 : 제1정보마킹기 300 : 스풀파이프 개선가공부
310 : 제1스풀파이프개선가공기 320 : 제2스풀파이프개선가공기
330 : 제1개선가공부컨베이어 340 : 제2개선가공부컨베이어
351 : 제1스풀파이프이동기 352 : 제2스풀파이프이동기
353 : 제3스풀파이프이동기 360 : 스풀파이프 리프트
370 : 스풀파이프 대기부 400 : 연결부재 개선가공부
410 : 제1연결부재개선가공기 420 : 제2연결부재개선가공기
430 : 제1연결부재대기부 440 : 제2연결부재대기부
450 : 제2정보마킹기 500 : 직관스풀 제조부
510 : 제1직관스풀용접장 511,521 : 스풀파이프 지지부
512,522 : 스풀파이프 파지부 520 : 제2직관스풀용접장
530 : 제1루트용접로봇 540 : 제2루트용접로봇
550 : 제1필링앤캡용접로봇 560 : 제2필링앤캡용접로봇
570 : 제1갭센싱로봇 580 : 스풀파이프 보조지지부
600 : 입체스풀 제조부 610 : 입체스풀용접장
611 : 직관스풀 지지부 612 : 직관스풀 파지부
620 : 제3루트용접로봇 630 : 제4루트용접로봇
640 : 제3필링앤캡용접로봇 650 : 제4필링앤캡용접로봇
660 : 제2갭센싱로봇 670 : 직관스풀 보조지지부
680 : 그라인더로봇 690 : 앵글센싱로봇
700 : 핸들링부 710 : 제1핸들링로봇
720 : 제2핸들링로봇 730 : 제3핸들링로봇
740 : 갠트리크레인로봇 750 : 스풀출하부
800 : 제어부 RP : 원본파이프
SP : 스풀파이프 CC : 연결부재
PS : 배관스풀 2DS : 직관스풀
3DS : 입체스풀 VS : 비전센서
WG : 용접개선 CF : 진원면
AF : 추가가공면 CL : 클램프
RW : 루트용접부 FW : 필링앤캡용접부
RL : 롤러

Claims

원본파이프를 소정의 원하는 길이로 절단하여 스풀파이프로 만드는 파이프 절단기를 포함하는 파이프 절단부;
상기 스풀파이프의 단부에 용접개선(開先)을 형성하는 스풀파이프 개선가공기를 포함하는 스풀파이프 개선가공부;
연결부재의 단부에 용접개선을 형성하는 연결부재 개선가공기를 포함하는 연결부재 개선가공부;
상기 스풀파이프에 상기 연결부재를 용접하여 직관스풀을 만드는, 직관스풀 용접장과 용접로봇을 포함하는 직관스풀 제조부;
상기 직관스풀에 다른 상기 직관스풀이나 상기 연결부재를 용접하여 입체스풀을 만드는, 입체스풀용접장과 용접로봇을 포함하는 입체스풀 제조부;
상기 스풀파이프나 상기 연결부재 또는 상기 직관스풀이나 상기 입체스풀을 이동시키거나 용접시 상기 연결부재나 상기 직관스풀을 파지하는, 핸들링로봇과 갠트리크레인로봇을 포함하는 핸들링부; 및
배관스풀에 대한 정보가 입력되면, 상기 파이프 절단부, 상기 스풀파이프 개선가공부, 상기 연결부재 개선가공부, 상기 직관스풀 제조부, 상기 입체스풀 제조부 및, 상기 핸들링부를 각각 제어하여, 작업자의 개입이나 별도의 서지 없이, 입력된 정보에 따른 배관스풀이 제조되도록 하는 제어부; 를 포함하는 배관스풀 자동제조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 파이프 절단부에서는, 상기 원본파이프의 길이와 두께를 측정한 후 상기 파이프 절단기에 의해서 상기 원본파이프를 절단하며, 측정된 상기 원본파이프의 길이와 두께는 상기 제어부에 전달되고, 상기 스풀파이프에 상기 제어부에 입력된, 제조될 배관스풀의 정보를 기록하는 배관스풀 자동제조 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 스풀파이프가 되고 남은 상기 원본파이프의 부분인 잔재파이프가, 제조될 다른 스풀파이프의 길이보다 길면, 상기 잔재파이프를 상기 파이프 절단기에 의해서 절단하여 다른 상기 스풀파이프가 되도록 하며, 상기 잔재파이프가, 제조될 다른 스풀파이프의 길이보다 짧으면, 상기 잔재파이프를 상기 파이프 절단부에서 배출시키고 별도로 관리하는 배관스풀 자동제조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 스풀파이프 개선가공부에서는 상기 스풀파이프의 단부의 형상, 진원도, 두께 및, 중심을 측정하여 상기 제어부에 전달하며, 상기 제어부는 상기 스풀파이프의 단부의 가공여부를 판단하고, 가공이 가능하다고 판단되면, 상기 스풀파이프의 단부의 가공을 진행하고, 그렇지 않으면 상기 스풀파이프를 상기 스풀파이프 개선가공부에서 배출시키는 배관스풀 자동제조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 스풀파이프 개선가공부에서는 상기 스풀파이프의 단부에 상기 스풀파이프 개선가공기에 의해서, 자동로봇용접을 위한 J자형이나, 수동용접을 위한 V자형 용접개선이 형성되도록 하며, 상기 용접개선이 형성된 상기 스풀파이프의 단부의 내,외경의 가공도 실시하는 배관스풀 자동제조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 연결부재 개선가공부에서는 상기 연결부재의 단부의 형상, 진원도, 두께 및, 중심을 측정하여 상기 제어부에 전달하며, 상기 제어부는 상기 연결부재의 단부의 가공여부를 판단하고, 가공이 가능하다고 판단되면, 상기 연결부재에 상기 제어부에 입력된, 제조될 배관스풀의 정보를 기록한 후, 상기 연결부재의 단부의 가공을 진행하고, 그렇지 않으면 상기 연결부재를 상기 연결부재 개선가공부에서 배출시키는 배관스풀 자동제조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 연결부재 개선가공부에서는 상기 연결부재의 단부에 상기 연결부재 개선가공기에 의해서 자동로봇용접을 위한 J자형 용접개선이 형성되도록 하며, 상기 용접개선이 형성된 상기 연결부재의 단부의 내,외경의 가공도 실시하는 배관스풀 자동제조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 직관스풀 제조부나 상기 입체스풀 제조부에서의 로봇에 의한 개선면 정렬과 노택(No-Tack) 용접을 위해서,
상기 스풀파이프 개선가공부에서는 상기 스풀파이프의 단부에 상기 스풀파이프 개선가공기에 의해서 J자형 용접개선이 형성되도록 하며, 상기 연결부재 개선가공부에서는 상기 연결부재의 단부에 상기 연결부재 개선가공기에 의해서 J자형 용접개선이 형성되도록 하는 배관스풀 자동제조 시스템.
제8항에 있어서,
상기 스풀파이프 개선가공부에서는 상기 용접개선이 형성된 상기 스풀파이프의 단부의 내,외경의 가공도 실시하며, 상기 연결부재 개선가공부에서는 상기 용접개선이 형성된 상기 연결부재의 단부의 내,외경의 가공도 실시하는 배관스풀 자동제조 시스템.
제8항에 있어서,
상기 직관스풀 제조부에서는, 상기 스풀파이프는 상기 직관스풀 용접장에 파지되고 상기 연결부재는 상기 핸들링로봇에 파지되어 개선면 정렬이 이루어지며, 상기 용접로봇에 포함되는 루트용접로봇에 의해서 상기 스풀파이프와 상기 연결부재 사이의 루트부분의 용접이 이루어진 후에, 상기 용접로봇에 포함되는 필링앤캡용접로봇에 의해서 상기 스풀파이프와 상기 연결부재 사이의 나머지 부분이 용접되는 배관스풀 자동제조 시스템.
제8항에 있어서,
상기 입체스풀 제조부에서는, 상기 직관스풀은 상기 입체스풀용접장에 파지되고 다른 상기 직관스풀이나 상기 연결부재는 상기 핸들링로봇에 파지되어 개선면 정렬이 이루어지며, 상기 용접로봇에 포함되는 루트용접로봇에 의해서 상기 직관스풀과, 다른 상기 직관스풀이나 상기 연결부재 사이의 루트부분의 용접이 이루어진 후에, 상기 용접로봇에 포함되는 필링앤캡용접로봇에 의해서 상기 직관스풀과, 다른 상기 직관스풀이나 상기 연결부재 사이의 나머지 부분이 용접되는 배관스풀 자동제조 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배관스풀에 대한 정보는 배관스풀의 PCF(Piping Component File) 데이터인 배관스풀 자동제조 시스템.