KR20030097029A

KR20030097029A - 자동배관 설비방법

Info

Publication number: KR20030097029A
Application number: KR1020020034156A
Authority: KR
Inventors: 김만규
Original assignee: 아이더블유아이(주)
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2003-12-31
Also published as: KR100444548B1

Abstract

본 발명은 산업용 배관을 설비하는 방법에 있어서,

배관에 필요한 도면을 분석하여 필요한 단위관체를 분석하고, 분석한 단위관체가 보관하고 있는 자재용 단위관체가 해당 스풀(조립 가능한 단위 배관)로 조립 가능한지를 확인하는 예비 단계(P1); 예비 단계(P1)에서 도면에 필요한 단위관체가 보관중인 단위관체보다 작은 스풀 중에서 해당 스풀별 배관에 필요한 단위관체를 배관설계 데이터(도면)를 기초로 제조하도록 파이프 원자재 길이와 잔재를 설정하는 제 1 단계(S1); 저장한 단위관체 데이터를 기초로 작업에 필요한 양만큼 재료 손실이 없도록 소팅하는 제 2 단계(S2); 소팅한 데이터를 기초로 엔시데이터를 로딩하여 파이프 원자재를 단위관체로 커팅 후 다음 단계로 이송하는 제 3 단계(S3);

절단한 단위 관체를 이송 받아 위치, 개수 및 사양을 인식하여 용접 가능토록 내외주면 모서리 및 양 단면을 가공하여 다음 단계로 이송하는 제 4 단계(S4);

가공한 단위 관체를 구분 인식하여 일차 스포트 용접하여 배관 형태를 완성하는 제 5 단계(S5); 예비 완성한 배관 형태의 용접 부위의 모재에 맞는 용접 조건으로 용접하는 제 6 단계(S6)를 순차 수행하는 것을 특징으로 하는 자동배관 설비방법 이다.

Description

자동배관 설비방법{Automatic plant piping manufacturing method}

본 발명은 자동배관 설비방법에 관한 것으로, 자동으로 배관을 제조하기 위하여 배관 설계를 기초로 단위 배관으로 코팅할 것을 소팅하여 커팅하고, 커팅한 단위배관의 단부를 용접개선 한 후, 배관 사양에 맞도록 일차 및 2차 용접하여 자동으로 배관을 제조 가능토록 하는 자동배관 설비방법에 관한 것이다.

일반적으로 배관 설비는 배관을 위한 설계를 하고, 설계도에 따라 작업자가 필요한 길이와 단위 관체를 절단하여 수작업으로 용접하여 배관을 제조하고, 제조한 배관을 필요한 개소에 설치한다.

그런데 이러한 방식은 수작업으로 일일이 절단하여 수행하므로, 절단의 각 과정과 용접의 각 과정에서 시간적 로스가 생기고 숙련공이 아니면 에러가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 이를 해결코자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 자동 배관을 가능토록 배관용 단위관체를 사양에 맞도록 절단하고, 절단한 단위관체를 인식하여 페이싱(용접개선)하고, 페이싱한 단위관체를 일차 및 2차 용접하여 자동으로 배관을 제조 가능토록 하여 품질을 균일하게 할 수 있고, 비숙련공이라도 배관을 제조 가능토록 하는 방법을 제공하려는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 배관 설계도를 기초로 필요한 단위관체를 길이별로 데이터를 설계하여 커팅하는 과정과, 커팅한 단면을 용접 가능토록 용접개선 하는 과정과, 용접개선한 단위관체를 사이즈에 따라 선별하여 인접하도록 하여 일차 용접한 후, 이어 인접 부위 전체를 사양에 맞도록 용접하는 과정을 수행토록 한다.

도 1 은 본 발명을 수행하는 블록 구성도,

도 2 는 본 발명의 플로우차트,

도 3 은 본 발명을 이루는 예비단계 플로우차트,

도 4 는 본 발명을 이루는 장치 구성도,

도 5 는 본 발명을 이루는 단위 스풀의 용접 전의 상태로 나타낸 설명도,

도 6 은 본 발명을 이루는 단위 스풀의 용접 전의 다른 상태로 나타낸 설명도,

도 7 은 본 발명을 이루는 파이프 원자재에서 단위 관체로 커팅하는 상태를 구분하여 예시한 설명도면,

도 8 은 본 발명을 이루는 단위 관체의 예시도면,

도 9 는 본 발명을 이루는 단위 관체를 각각 구분하여 용접하는 상태를 나타낸 설명 도면,

도 10 은 도 9 의 과정을 거쳐 용접 완성한 하나의 스풀의 예시도,

도 11 은 본 발명을 이루는 페이싱 가공을 개념적으로 설명하는 요부 확대 단면도 이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1;메모리부 2;키보드 3;모니터 10;제어부 20;커팅부 21;커팅톱날 22;커팅모터 23;커팅피엘시 24;캐리지 25;적재대 30;페이싱부 31;페이싱피엘시 32;구동모터 33;콘베이어 33-1;콘베이어 33-2;콘베이어 34;적재대 36;페이싱척 37;페이싱연마기 40;용접부 41;용접피엘시 42;용접기 43;적재대 44;브리지 45;태그용접부 46;콘베이어 47;2차용접용척 50;스풀 60;단위관체 61;파이프원자재 62;엘보연결관체 63;티연결관체

즉, 본 발명은 산업용 배관의 설비 방법에 있어서,

배관에 필요한 도면을 분석하여 필요한 단위관체를 분석하고, 분석한 단위관체가 보관하고 있는 자재용 단위관체가 해당 스풀(조립 가능한 단위 배관)로 조립 가능한지를 확인하는 예비 단계;

배관에 필요한 단위관체를 예비단계에서 확인한 배관설계 데이터를 기초로 각 스풀에 해당하는 파이프 원자재 길이와 잔재를 설정하는 제 1 단계;

저장한 단위관체 데이터를 기초로 작업에 필요한 양만큼 재료 손실이 없도록 소팅하는 제 2 단계;

소팅한 데이터를 기초로 엔시데이터를 로딩하여 파이프 원자재를 단위관체로커팅 후 다음 단계로 이송하는 제 3 단계;

절단한 단위 관체를 이송 받아 위치, 개수 및 사양을 인식하여 용접 가능토록 내외주면 모서리 및 양 단면을 가공하여 다음 단계로 이송하는 제 4 단계;

가공한 단위 관체를 구분 인식하여 일차 스포트 용접하여 배관 형태를 완성하는 제 5 단계;

예비 완성한 배관 형태의 용접 부위의 모재에 맞는 용접 조건으로 용접하는 제 6 단계를 순차 수행하는 자동배관 설비방법을 제공하려는 것이다.

이하 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명을 수행하는 블록 구성도로, 메모리부(1)에 프로그램 및 데이터를 저장하고 필요시 인출하여 제어하며 키보드(2)로 데이터의 입력을 지령받고 모니터(3)로 지시사항 및 데이터를 나타내도록 하는 제어부(10)와,

제어부(10)의 제어 지령에 의하여 단위관체의 길이마다 순차 커팅을 수행하는 커팅부(20)와,

커팅한 다음 필요한 단위 관체의 내외주면과 단면을 동시에 용접개선 가공(facing)하는 페이싱부(30)와,

페이싱한 단위배관을 순차 용접하여 배관을 이루도록 하는 용접부(40)로 이루어진다.

상기 커팅부(20)는 단위관체 및 파이프 원자재의 사양을 인식하여 제어부(10)의 단자(P11)로 제공하는 센서부(S1)와, 센서부(S1)로부터의 센싱치를 제어부(10)의 출력단자(P1)로부터 제공받아 커팅을 수행토록 커팅모터(22)등을 구동하는 커팅피엘시(23)를 포함하여 구성한다.

상기 페이싱부(30)는 커팅한 단위관체의 사양을 인식하여 제어부(10)의 단자(P12)로 보내는 센서부(S2)와, 센서부(S2)의 센싱치를 제어부(10)으 출력단자(P2)로부터 제공받아 용접개선을 수행토록 구동 모터(32)등을 구동하는 페이싱피엘시(31)를 포함하여 구성한다.

상기 용접부(40)는 페이싱한 단위관체의 사양을 인식하여 제어부(10)의 단자(P13)로 보내는 센서부(S3)와, 센서부(S3)의 센싱치를 제어부(10)로부터 제공받아 용접을 수행토록 용접기(42)등을 구동하는 용접피엘시(41)를 포함하여 구성한다.

도 3 은 본 발명의 플로우차트로, 산업용 배관을 설비하는 방법에 있어서,

배관에 필요한 도면을 분석하여 필요한 단위관체를 분석하고, 분석한 단위관체를 보관하고 있는 자재용 단위관체를 사용하여 해당 스풀(조립 가능한 단위 배관)로 조립 가능한지를 확인하는 예비 단계(S01);

배관에 필요한 단위관체를 배관설계 데이터를 기초로 인식하고, 파이프 원자재 길이와 잔재를 설정하는 제 1 단계(S1);

저장한 단위관체 데이터를 기초로 작업에 필요한 양만큼 재료 손실이 없도록 소팅하는 제 2 단계(S2);

소팅한 데이터를 기초로 엔시데이터를 로딩하여 파이프 원자재를 단위관체로 커팅 후 다음 단계로 이송하는 제 3 단계(S3);

가공한 단위 관체를 구분 인식하여 일차 스포트 용접하여 배관 형태를 완성하는 제 5 단계(S5);

예비 완성한 배관 형태의 용접 부위의 모재에 맞는 용접 조건으로 용접하는 제 6 단계(S6)를 순차 수행한다.

상기 제 3 단계(S3)는 절단할 데이터를 제공받아(S31), 파이프 원자재를 크립하는 척을 가지고 절단할 단위관체의 길이만큼 이송을 하고(S32), 캐리지 이송이 완료된 후에 커팅을 수행하도록 커팅기를 구동하여 커팅하고 콘베이어로 이송하는과정(S33)을 수행한다.

상기 제 4 단계(S4)는 단위관체를 인식하여 일단을 1차 크램프하고, 나머지 단부의 내주면과 외주면 및 단면부를 동시에 용접개선(facing) 1차 가공을 하고(S41), 이어 가공한 단면을 2차 크램프하고, 1차 크램프한 부분을 2차 용접개선 하고 다음공정을 위하여 콘베이어 이송하는 과정(S42)을 수행한다.

상기 제 5 단계(S5)는 용접개선한 단위관체를 배관 설계에 맞게 정렬하여(S51) 확인한 다음 용접 지그에 안치시키고(S52),

안치시킨 상태에서 크램프하여(S53) 스포트 웰딩하여 태그웰딩을 수행한 후, 2차 웰딩부로 이송토록 하는 과정(S54)을 수행한다.

상기 제 6 단계(S6)는 1차 웰딩한 배관 1차 용접 부위의 대응 단위관체를 크램프하고(S61), 단위관체의 사양을 인식하여(S62), 해당하는 사양으로 웰딩을 용접부위마다 하고 단위 구간마다 용접이 완료되면 콘베이어로 순차 이송하는과정(S63)을 수행한다.

도 4 는 본 발명을 수행하는 기기의 일 예를 나타낸 평면도로,

커팅부(20)에서 파이프 원자재를 센서부(S1)와 커팅피엘시(23)의 제어에 의하여 캐리지(24)에 일단을 처킹 시킨 상태에서 좌우로 이동시키면서 원하는 단위관체의 길이 사양에 맞도록 한 상태에서 커팅톱날(21)을 구동하는 커팅모터(22)를 구동시킨다. (25)는 파이프 원자재를 적재하고 캐리지 부분으로 이송하는 적재대 이다.

커팅모터(22)의 구동으로 적재된 단위관체는 콘베이어(33)를 따라 이동하여 페이싱부(30)로 로딩된다.

페이싱부(30)는 단위관체를 수용하는 적재대(34)와, 적재대(34)에 적재된 단위관체의 길이 및 사양을 센서부(S2)를 통하여 인식하고 이를 제어부(10)를 통해 제공받아 해당지령을 수행하는 페이싱피엘시(31)와, 페이싱피엘시(31)의 제어에 의하여 단위관체를 크립하는 페이싱척(36)과, 페이싱척(36)의 처킹에 이어 단위관체의 내주면과 외주면 및 단면을 연마하는 페이싱 연마기(37)를 포함한다. 페이싱척(36)과 페이싱 연마기(37)는 설명의 편리상 도 1 에서는 구동모터(32)로 나타낸다. (38)은 적재대(34)에서 콘베이어(33-1)로의 이동을 가능토록 안내하는 브리지이다.

페이싱부(30)에서 페이싱된 단위관체는 콘베이어(33-2)를 통하여 용접부(40)로 이동한다. 용접부(40)는 콘베이어(33-2)를 통하여 페이싱 단위관체를 적재하는 적재대(43)와, 적재대(43)에서 직접(또는 브리지(44)를 지나 이동한 단위관체를)태그용접(1차용접)하는 태그용접부(45)와, 브리지(44)를 따라 콘베이어(46)로 이동하면서 2차 용접용 척(47)에서 정렬된 상태에서 용접기(47-1)를 가동시켜 2차 용접을 마무리하도록 구성한다. 물론 배관의 형태에 따라 1차와 2차를 연동하여 동시에 수행하고 필요에 따라 선택적으로 용접하게 구성할 수도 있다.

도 5 는 본 발명을 이루는 배관을 제조 가능한 스풀 단위체로 구분하여 단순 배열 예시한 도면으로, 스풀(50)은 수 개의 단위관체(60)의 조합으로 이루어진다. 설명의 편리상 단위관체(60)는 위치 및 순서에 따라 구분한 관체(A1-A6)로 표기하고, 각 단위 관체(A1-A6)는 경계 부위를 가공(페이싱)한 후(이는 도 4 의 페이싱부(30)에서 수행한다), 용접(W1-W5)한다(이는 본 발명을 이루는 용접부(40)에서 수행한다).(도면에서는 용접(W1,W3,W5)부위를 자동으로 나머지 부분을 수동으로 하는 것으로 예시하였으나 이에 한정하지는 않는다)

도 6 은 다른 스풀의 일 예를 나타낸 예시도면으로, 각 단위관체(60)를 순서에 따라 구분한 관체(B1-B7)의 양단을 페이싱 가공한 후 용접부에서 각 부위를 용접(W1-W6)한다.(도면에서는 용접(W3,W4,W6)부위를 자동으로 나머지 부분을 수동으로 하는 것으로 예시하였으나 자동과 수동위치나 조건 등은 이에 국한하지 않고 환경과 조건에 따라 설정 가능하다)

도 7 은 본 발명을 이루는 단위 관체(60)를 파이프 원자재(61)에서 커팅하여 수득하는 경우를 예시한 도면이다.

도 8 은 파이프 원자재(61)를 통한 단위관체(60)와, 별도로 가공한 부품 형태의 엘보연결관체(62) 및 티연결관체(63)를 구분하여 도시한 도면이다.

도 9 는 본 발명의 용접부(40)의 용접 과정을 설명한 도면으로, 단위관체(60)와 엘보연결관체(62)를 먼저 용접하여 1차 관체(60a)를 제조하고, 이어 다른 단위관체(60)와 티연결관체(63)를 용접하여 2차 관체(60b)를 제조하는 과정을 설명하는 도면이다.

도 10 은 도 9 에 의한 1차 및 2차 관체(60a 및 60b)를 조합하여 선택한 스풀의 용접 제조를 완성한 일 예시도면이다.

도 11 은 본 발명을 이루는 페이싱 가공의 개념적 원리를 나타낸 요부 확대 단면도로, 단위관체(60)일 단면의 외주면, 단면 및 내주면을 가공하는 바이트(36-1, 36-2, 36-3)와, 이들 바이트(바이트(36-1, 36-2, 36-3)를 고정 결합시키는 페이싱척(36)을 포함하여 이루어진다.

이와 같이 구성한 본 발명은 도 1 에 보인 제어부(10)의 키보드(2)(마우스 포함)를 사용하여 모니터(3)에 나오는 프로그램(예를 들어 캐드프로그램)을 사용하여 도시하거나, 또는 도시하지 않은 아이오포트(예를 들어 RS-232C포트)를 통하여 제조할 배관의 도면(캐드도면; 제 3 자가 작도한 도면)을 메모리부(1)에 저장한다.

그러면 메모리부(1)에 저장한 프로그램[배관을 단위배관조합(도 5 및 도 6과 같은 스풀(50))으로 구분하고 구분한 배관의 소요 단위 배관을 분석(예를 들어 개수 및 치수 별로 구분)하는 프로그램]을 가동시키는 예비 단계(P1)를 도 2 및 도 3 과 같이 수행한다.

예비 단계(P1)는 도 3 과 같이 제작할 배관도면을 스풀(50)별로 구분하고, 각 스풀(50)(예를 들어 도 5 및 도 6)을 이루는 도면상으로 분석되는 단위관체(60)와, 파이프 원자재로 수득 예상되는 단위관체(예를 들어 도 7 로부터 수득 예상되는 단위관체)의 수량을 확인하는 제 01단계(P01)와;

제 01단계(P01)에서 확인한 수량을 기초로 제작도면상의 스풀별 단위관체와 실 수득 자재용 단위관체의 비교 값이 마이너스가 되었을 때는 취소를 지령하고, 스풀별 지정자재(단위관체)의 재고량(A_I_QTY)에서 도면상 필요한 자재(단위관체)가 제로 이상인지를 비교하여, 제로 미만이면 해당 스풀의 작업을 취소토록 하는 표시(F)를 하고 다음 스풀을 비교토록 하고, 제로 이상이면 다음 과정을 순차 수행토록 한다(제 02단계(P02)).

상기 단계(P02)에서 부족하지 않고 남을(제로 이상일) 경우 실수득 자재관체의 재고량을 기존의 재고량(A_I_QTY)대신 차이의 재고량(A_I_QTY-A_S_QTY)값으로 대입한 후 오케이 표시(T)를 해당 스풀(예를 들어 도 5 의 스풀)에 기록하고 다음 스풀(예를 들어 도 6 의 스풀)을 다시 확인하는 과정을 마지막 스풀까지 연산하였는지를(스풀별 자재관체의 리스트(BM; Bill of Material)를 전부 연산하였는지를 확인하고 전부 연산하지 않은 경우 이하 에 설명할 단계(P0113)를 수행토록 하여 마지막 스풀까지 연산하였는지를 확인하는 방식으로 연산하여) 확인 반복한다(제 03단계(P03)).

그리고 스풀 별로 오케이 표시(T)가 있는 스풀만 필터링 하도록 하나의 스풀을 확인하면 스풀의 카운터를 하나 증가하여 확인하는 방식으로 도면상의 스풀 자재와 필요한 자재가 매칭되는 스풀만을 선별토록 하는(선별이 오케이 되면 오케이된 스풀에는 오케이 표시(T)를 하는(필터링 하는) 제 04단계(P04)를 순차 수행한다.

상기 제 01 단계(P01)는 도면에 근거한 단위관체의 수량(예를 들어 도 5 내지 도 6 의 스풀(50)을 기초로 한 단위 관체(60)의 조합)을 확인하는 제 0100 단계(P0100)와, 도 7 등과 같이 파이프 원자재(61)를 기초로 수득 예상하는 단위관체(60)의 수량을 확인하는 제 0120단계(P0120)로 구분하여 동시에 병행 수행하도록 기능한다.

구체적으로, 상기 제 0100 단계(P0100)는 사용할 자재관체 데이터를 도면에서 분석하는 자동입력(도면을 기초로 자체 분석하여 스풀별 BM 데이터를 자동으로입력) 또는, 수동으로 입력(배관도면의 스풀별 BM 데이터를 수작업으로 입력)받는 단계(P0110)와,

입력 데이터를 기초로 스풀 제작용 우선순위 번호를 지정하고(단계(P0111)), 지정한 우선 순위별로 스풀을 소팅하는 단계(P0112))를 포함한다.

그리고 순차적으로 하나의 스풀별로 해당 스풀에 포함되는 자재관체의 리스트를 선택하는(선택한 스풀에는 오케이 표시(예를 들어 플랙으로 오케이 표시(T))를 수행하는 단계(P0113)와,

선택한 리스트를 기초로 해당하는 스풀의 자재관체의 수량을 지정(예를 들어 A_S_QTY)하는 단계(P0114)를 순차 수행한다.

그리고 상기 제 0120 단계(P0120)는 사용할 자재관체의 재고량(도면에서 필요로 하는 자재를 자재데이터에서 자동으로(자재를 기록한 데이터(Inventory Data)를 자동으로 입력(Import) 또는 수동으로 입력(자재의 리스트(Inventory List)를수동으로 입력)받아 자재의 수량(재고량)을 입력하는 단계(P0121)와,

입력받은 자재관체의 사이즈 및 종류별 수량을 합산하여 중복입력된 아이템의 수량을 자재별로 구분 합산하는 단계(P0122)와,

합산한 자재관체의 자재별로 재고량을 지정(A_I_QTY)하는 단계(P0123)을 순차 수행한다. 이 상태에 이어서 상기에 설명한 단계(P02)를 수행하여 스풀별로 도면상의 자재와 보관중인 자재의 수량을 비교하여 만족하는 자재가 있는 스풀만 작업을 선택 처리토록 한다.

이와 같이 예비 단계P01)를 거친 다음에는 도면과 자재의 스풀별 수량을 확인(오케이(T) 받은 스풀)받은 데이터를 메모리부(1)에서 제어부(10)가 로딩받아 파이프 원자재(예를 들어 도 7 의 원자재(61))길이와 잔재길이를 설정하는 초기 설정을 수행한다(제 1 단계(S1)).

그리고 제어부(10)에서는 데이터를 소팅하여 최소의 잔재가 남을 수 있도록 단위관체와 피팅(Fitting)데이터를 소팅하고, 각 스풀별 작업 프로세스를 설정한다(제 2 단계(S2).

이와 같은 상태에서 제어부(10)는 출력단(P1)을 통하여 커팅부(20)를 구동하고 이는 도 4 에 예시한 커팅부(20)가 구동토록 한다. 물론 이를 위하여 제어부(10)는 파이프 원자재(61)의 위치 등을 인식하는 센서부(S1)를 통한 입력신호를 단자(P11)로부터 확인 후에 지령한다. 커팅부(20)는 적재대(25)에 로더(도시하지 않음)를 통하여 적재된 파이프 원자재(61)를 인식하여 커팅 지령을 커팅피엘시(23)에 지령한다. 그러면 커팅모터(22)가 구동하여 커팅 톱날(21)을 회전시키고,이는 순차적으로 도 7 과 같이 필요한 단위관체(60)를 절단하여 단위관체를 수득하게 된다. 이러한 과정은 도 2 와 같은 커팅 지령을 커팅피엘시에서 커팅데이터(NC 데이터)를 로딩하여(단계 S31), 커팅할 도 7 에 보인 파이프 원자재(61)를 크램프 상태로 캐리지(24)가 단위관체의 길이만큼 이동하면서(단계 S32), 커팅을 수행(커팅모터(22)와 커팅톱날(21)을 사용하여 수행)하고 컨베이어(33)로 이송한다(단계 S33).

이어 컨베이어(33)에서는 적재대(34)로 적재된다. 적재대(34)에서는 필요시 브리지(44)를 통하여 콘베이어(33-1)로 이동토록 한 후 이를 센서부(S2) 가 인식하여 제어부(10)의 단자(P12)로 보내면, 제어부(10)는 출력단자(P2)를 통하여 페이싱부(30)가 페이싱 작업토록 한다. 페이싱부(30)는 페이싱 피엘시(31)의 지령으로 구동모터(32)가 구동하여 예를 들어 페이싱척(36)를 작동시키고(척이 단위관체를 처킹토록 하며 이는 도 11 과 같은 구성을 예시할 수 있다), 이에 따라 단위관체(60)의 일단면을 바이트(36-1, 36-2, 36-3)를 사용하여 페이싱척(36)이 작동하여 단위관체(60)의 외주면, 단면 및 내주면을 연마함으로써 페이싱(용접개선)을 가능하도록 한다. 이렇게 연마하는 이유는 이후에 수행한 용접 작업을 용이하게 하도록 하기 위함이다. 물론 페이싱 과정은 제어부(10)의 지령에 따라 페이싱 피엘시(31)에서 구동모터(32)를 구동시켜 도 11 과 같은 상태로 단위 관체의 일단을 가공하고(1차 가공 단계(S41), 이어 반대편 단면을 도 11 과 같은 상태로 2차 가공하여 콘베이어(33-2)를 통하여 요접부(40)이송토록 한다(단계(S42)).

이렇게 페이싱 작업을 마친 단위관체들은 용접부(40)에서 스폿용접(단계S51-S54)을 하고, 이어 완전한 스풀을 이루도록 용접한다(단계S61-S63).

용접부(40)에서는 적재대(43)에 적재된 단위관체(60)를 센서부(S3)에서 인식하여 도 5 (또는 도 6)와 같은 배열을 이룬 스풀(50)형태를 이루도록 용접한다. 이를 위하여는 우선 도 9 와 같이 한 쌍의 단위관체(60)를 먼저 태그용접부(45)에서 스포트 용접을 하고, 콘베이어(46)를 통하여 2차 용접용척(47)을 이용하여 용접기(42)로 2차 용접을 수행한다(도 9 와 같이 1차 및 2차 관체(60a, 60b)를 각각 용접한다). 그리고 이들을 다시 도 10 과 같이 해당하는 스풀 형태로 정렬한 후 다시 태그용접부(45)와 용접기(42)를 거치도록 하여 스풀을 완성토록 한다. 물론 도면에서는 단위관체로 관체형의 단위관체(60)를 파이프원자재(61)를 통하여 절단하여 수득하는 것을 설명하였으나, 도 8 과 같이 엘보연결관체(62) 및 티연결관체(63)는 별도로 가공한 것을 로더 등을 통하여 공급받아 페이싱 및 용접하는 것임을 알 수 있을 것이다.

아울러 도 5 및 도 6 과 같이 스풀을 이루는 각 단위관체 사이의 용접 역시 자동(W1, W3, W5)과 수동(W2, W4)을 겸할 수도 있도록 별도의 로봇팔을 사용하여(처킹 수단으로 사용하여) 순차 페이싱 및 용접할 수 있으며, 이는 통상의 기술이므로 도 4 에서는 단순히 수동과 자동을 겸할 수 있는 용접부(40)로만 도시하였다.

아울러 도 2 의 플로우 차트와 같이 태그용접을 위하여 단위관체를 스풀별로 순차 정렬하고(이를 위하여 용접피엘시(41)에서 데이터를 로딩 받는다)(단계 s51), 피팅 자재와 순서가 맞는지를 자재에 설치한 바코드 등으로 확인한다(S52). 그리고 자재(단위관체)를 각각 크램프 하여(단계 S53), 태크웰딩을 수행한다(단계 S54).

그리고 다시 태그웰딩 한 예비 스풀을 크램프 하고(단계 S61), 웰딩 하여(S62) 이송한다(단계S53). 물론 도 2 의 단계(S51-S63)는 한번의 용접을 설명하였으나 스풀을 만들 수 있도록 수회 순차 용접하는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상과 같이 본 발명은 배관을 자동으로 도면과 자재를 확인하여 순차 작업을 가능토록 하되 구간별로 구분하는 스풀 방식으로 작업토록 하여 구불구불한 배관을 자동을 작업 가능토록 하며, 작업시 도면과 자재를 구분하여 일치하는 스풀을 작업토록 하고 일치하지 않은 부분을 별도로 리스트화 함으로써 자재를 쉽게 구비 가능토록 하며, 필요시 자동과 수동으로 사용 가능토록 하는 등 다양한 환경에서도 사용 가능토록 한다. 아울러 페이싱에서는 관체의 내주면과 외주면 및 단면을 일시에 가공하여 용접시의 용접 불량을 해소하고 작업성을 향상시킨다.

Claims

산업용 배관을 설비하는 방법에 있어서,

배관에 필요한 도면을 분석하여 필요한 단위관체를 분석하고, 분석한 단위관체가 보관하고 있는 자재용 단위관체가 해당 스풀(조립 가능한 단위 배관)로 조립 가능한지를 확인하는 예비 단계(P1);

예비 단계(P1)에서 도면에 필요한 단위관체가 보관중인 단위관체보다 작은 스풀 중에서 해당 스풀별 배관에 필요한 단위관체를 배관설계 데이터(도면)를 기초로 제조하도록 파이프 원자재 길이와 잔재를 설정하는 제 1 단계(S1);

저장한 단위관체 데이터를 기초로 작업에 필요한 양만큼 재료 손실이 없도록 소팅하는 제 2 단계(S2);

소팅한 데이터를 기초로 엔시데이터를 로딩하여 파이프 원자재를 단위관체로 커팅 후 다음 단계로 이송하는 제 3 단계(S3);

절단한 단위 관체를 이송 받아 위치, 개수 및 사양을 인식하여 용접 가능토록 내외주면 모서리 및 양 단면을 가공하여 다음 단계로 이송하는 제 4 단계(S4);

가공한 단위 관체를 구분 인식하여 일차 스포트 용접하여 배관 형태를 완성하는 제 5 단계(S5);

예비 완성한 배관 형태의 용접 부위의 모재에 맞는 용접 조건으로 용접하는 제 6 단계(S6)를 순차 수행하는 것을 특징으로 하는 자동배관 설비방법.
제 1 항에 있어서, 예비 단계(P1)는 도면의 단위관체와 파이프 원자재로 수득 예상되는 단위관체의 수량을 확인하는 제 01단계(P01)와,

제 01단계(P01)에서 확인한 수량을 기초로 실 수득 자재용 단위관체가 부족한지 비교하는 제 02단계(P02)와,

부족하지 않고 남을 경우 오케이 표시(T)를 해당 스풀에 기록하고 다음 스풀을 다시 확인하는 과정을 마지막 스풀 까지 반복하는 제 03단계(P03)와,

스풀별로 오케이 표시(T)가 있는 스풀만 필터링 하는 제 04단계(P04)를 순차 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 배관 설비방법.
제 2 항에 있어서, 제 01 단계(P01)는 도면에 근거한 단위관체의 수량을 확인하는 제 0100 단계(P0100)와, 파이프 원자재를 기초로 수득 예상하는 단위관체의 수량을 확인하는 제 0120단계(P0120)로 구분하여 동시에 병행 수행함을 특징으로 하는 자동배관 설비방법.
제 3 항에 있어서, 제 0100 단계(P0100)는 사용할 자재관체 데이터를 도면에서 분석 하는 자동입력 또는, 수동으로 입력받는 단계(P0110)와,

스풀 제작용 우선순위 번호를 지정하는 단계(P0111)와,

지정한 우선 순위별로 소팅하는 단계(P0112)와,

순차적으로 하나의 스풀에 해당하는 자재관체의 리스트를 선택하는단계(P0113)와,

선택한 리스트를 기초로 해당하는 자재관체의 수량을 지정하는 단계(P0114)를 순차 수행함을 특징으로 하는 자동배관 설비방법.
제 3 항에 있어서, 제 0120 단계(P0120)는 사용할 자재관체의 재고량을 자재데이터에서 자동으로 또는 수동으로 입력받는 단계(P0121)와,

입력받은 자재관체의 사이즈 및 종류별 수량을 합산하여 중복입력된 아이템의 수량을 자재별로 구분 합산하는 단계(P0122)

합산한 자재관체의 자재별로 재고량을 지정하는 단계(P0123)을 순차 수행함을 특징으로 하는 자동배관 설비방법.
제 2 항에 있어서, 상기 단계(P02)는 도면상의 자재를 지정하는 단계(P0100)로부터 지정받은 자재(A_S_QTY)와, 소요자재의 재고량(A_I_QTY)을 파악하여 비교값이 마이너스가 되었을 때 실행을 취소토록 하는 기준 시점을 정하는 단계(P021)와,

기준 시점에 따라 재고량에서 도면에 필요항 소요량의 차가 제로 미만일 때 스풀별로 해당하는 스풀의 진행을 취소시켜 상기 단계(P0113)에서 다른 스풀의 자재관체를 선택토록 하며, 제로 이상일 때 다음 단계(P03)를 수행하는 것을 특징으로 하는 자동배관 설비방법.
제 1 항에 있어서, 제 3 단계(S3)는 절단할 데이터를 제공받아(S31), 파이프 원자재를 크립하는 척을 가지고 절단할 단위관체의 길이만큼 이송을 하고(S32), 캐리지 이송이 완료된 후에 커팅을 수행하도록 커팅기를 구동한 후 커팅한 자재를 콘베이어로 이송하는 단계(S33)을 순차 수행함을 특징으로 하는 자동배관 설비방법.
제 1 항에 있어서, 제 4 단계(S4)는 단위관체를 인식하여 일단을 1차 크램프하여 나머지 단부의 내주면과 외주면 및 단면부를 동시에 1차 용접개선(facing)가공을 하고(S41), 이어 가공한 단면을 2차 크램프하고, 1차크램프한 부분을 2차 용접개선 하는 한 후 콘베이어로 이송하는 단계(S42)를 수행함을 특징으로 하는 자동배관 설비방법.
제 1 항에 있어서, 제 5 단계(S5)는 용접개선한 단위관체를 배관 설계에 맞게 정렬하여 확인한 다음 용접 지그에 안치시키고(S51,S52),

안치시킨 상태에서 크램프하여 스포트 웰딩하여 태그웰딩을 수행한 후,

2차 웰딩부로 이송토록 하는 단계(S53,S54)를 수행함을 특징으로 하는 자동배관 설비방법.
제 1 항에 있어서, 제 6 단계(S6)는 1차 웰딩한 배관 1차 용접 부위의 대응 단위관체를 크램프 하고(S61), 단위관체의 사양을 인식하여 해당하는 사양으로 웰딩을 용접부위마다 하고(S62), 단위 구간마다 용접이 완료되면 콘베이어로 순차 이송하는 단계(S63)를 수행함을 특징으로 하는 자동배관 설비방법.