KR20110030154A - 자동 용접 시스템 및 이를 이용한 자동 용접 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동 용접 시스템 및 이를 이용한 자동 용접 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박용 프레임박스 및 베드프레임을 형성하기 위해 다수의 피용접물 사이에 형성되는 복수의 용접이음부를 자동 용접할 수 있는 자동 용접 시스템 및 이를 이용한 자동 용접 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자동 용접 시스템은 피용접물이 지면에 대하여 수평하게 안착된 안착대를 이송대기시키는 제1대기부와, 상기 제1대기부에서 이송된 상기 안착대의 양측에서 상기 안착대의 이송 방향을 따라 왕복 주행하여 상기 피용접물의 용접표면에 형성되는 용접이음부를 자동 용접하는 제1용접부 및 상기 제1용접부에서 이송된 상기 안착대를 지면에 대하여 수평 회전시키거나 또는 상기 피용접물을 상하 반전시켜 상기 안착대에 재안착시키고, 상기 안착대를 상기 제1대기부로 반송하거나 또는 상기 제1용접부로 역이송하는 반송부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 자동 용접 방법은 피용접물이 수평하게 안착된 안착대를 이송라인을 따라 이송시키는 단계와, 상기 피용접물의 일측 용접표면의 용접이음부를 자동 용접하는 단계와, 상기 피용접물을 상하 반전시켜 상기 안착대에 재안착시키는 단계와, 상기 안착대를 반송라인을 따라 반송하거나 또는 상기 이송라인을 따라 역이송하는 단계 및 상기 피용접물의 타측 용접표면의 용접이음부를 자동 용접하는 단계를 포함한다.
선박, 프레임박스, 베드프레임, 자동 용접, 반송, 지하

Description

자동 용접 시스템 및 이를 이용한 자동 용접 방법{Automatic welding system and automatic welding method using it}
본 발명은 자동 용접 시스템 및 이를 이용한 자동 용접 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박용 프레임박스 및 베드프레임을 형성하기 위해 다수의 피용접물 사이에 형성되는 복수의 용접이음부를 자동 용접할 수 있는 자동 용접 시스템 및 이를 이용한 자동 용접 방법에 관한 것이다.
조선산업(ship-building industry)은 선박의 건조를 위해 다양한 공학기술이 접목되는 종합적인 조립산업(assembly industry)이다.
일반적으로, 건조된 선박의 내부에는 구동원으로서의 선박용 엔진(engine)이 장착되며, 이러한 선박용 엔진은 기반 역할을 하는 베드프레임(bed frame)과, 베드프레임의 상측에 위치하여 엔진의 구동이 이루어지는 실린더블럭(cylinder block) 및 베드프레임과 실린더블럭 사이에서 커플링(coupling) 역할을 수행하는 프레임박스(frame box)를 포함한다.
실린더블럭은 주물 방식을 통해 하나의 몸체로 형성되며, 프레임박스 및 베드프레임은 수많은 구성부품들의 기계적 결합, 즉 용접 제관방식으로 형성된다.
선박 건조 공정시 사용되는 다양한 기계적인 결합 방식으로는 볼트(bolt)나 리벳(rivet)을 사용하는 반영구적인 결합 방식 등이 사용되기도 하지만, 결합 부위의 해체를 필요로 하지 않으며, 강도의 향상, 중량의 경감, 작업의 간편성 등의 여러 가지 이유로 용접(welding) 결합 방식이 많이 사용되며, 전체 결합 방식에 있어서 차지하는 비중이 매우 크다.
그런데, 종래에는 프레임박스 및 베드프레임을 형성하기 위한 다수의 구성부품들의 결합이 수작업에 의한 용접 방식으로 이루어졌다.
이에, 종래에는 프레임박스 및 베드프레임의 형성을 위한 공정 시간이 장시간 소요되고, 인력 투입에 따른 인건비의 부담으로 인해 생산비용이 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 작업자의 숙련도에 따라 용접 상태가 달라지기 때문에 프레임박스 및 베드프레임의 품질이 저하되고, 동일한 품질을 갖는 프레임박스 및 베드프레임을 양산하는데 어려움이 있었다.
또한, 종래에는 수작업으로 이루어지는 용접 작업이 지상에서만 수행되었기 때문에 공장 내에 넓은 용접 작업의 공간을 필요로 하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 선박구조물, 즉 선박용 엔진에 포함되는 프레임박스 및 베드프레임을 형성하기 위해 다수의 피용접물 사이에 형성되는 복수의 용접이음부를 자동 용접할 수 있는 자동 용접 시스템 및 이를 이용한 자동 용접 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 자동 용접 시스템은 피용접물이 지면에 대하여 수평하게 안착된 안착대를 이송대기시키는 제1대기부와, 상기 제1대기부에서 이송된 상기 안착대의 양측에서 상기 안착대의 이송 방향을 따라 왕복 주행하여 상기 피용접물의 용접표면에 형성되는 용접이음부를 자동 용접하는 제1용접부 및 상기 제1용접부에서 이송된 상기 안착대를 지면에 대하여 수평 회전시키거나 또는 상기 피용접물을 상하 반전시켜 상기 안착대에 재안착시키고, 상기 안착대를 상기 제1대기부로 반송하거나 또는 상기 제1용접부로 역이송하는 반송부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 자동 용접 방법은 피용접물이 수평하게 안착된 안착대를 이송라인을 따라 이송시키는 단계와, 상기 피용접물의 일측 용접표면의 용접이음부를 자동 용접하는 단계와, 상기 피용접물을 상하 반전시켜 상기 안착대에 재안착시키는 단계와, 상기 안착대를 반송라인을 따라 반송하거나 또는 상기 이송라인을 따라 역이송하는 단계 및 상기 피용접물의 타측 용접표면의 용접이음부를 자동 용접하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 프레임박스 및 베드프레임을 형성하는 다수의 구성부품들, 즉 다수의 피용접물 사이의 용접표면에 형성되는 복수의 용접이음부를 자동으로 용접할 수 있다. 따라서, 프레임박스 및 베드프레임의 제조시 공정 시간을 단축시킬 수 있으며, 인력 투입에 따라 소요되는 인건비 등을 절감하여 생산비용을 낮추고 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 용접 자동화에 따라 동일한 규격 및 품질을 갖는 프레임박스 및 베드프레임의 양산이 가능해진다.
한편, 용접 작업시 다수의 피용접물이 반송되는 구간을 지하에 설치하기 때문에 공장 내부에서 필요로 하는 용접 작업의 공간을 줄일 수 있다.
이후, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 용접 시스템의 배치도이고, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 자동 용접 시스템의 배치도이고, 도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 자동 용접 시스템의 배치도이고, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 제 3실시예에 따른 자동 용접 시스템의 평면도 및 일측면도이고, 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 자동 용접 시스템의 구성 블럭도이다. 또한, 도 7은 본 발명에 따른 자동 용접 시스템에서 용접되는 다수의 피용접물의 일례와 안착대를 도시한 도면이고, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 제1용접부 및 제2용접부를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 용접 시스템(100)은 피용접물(10; 도7참조)이 지면(ground; G)에 대하여 수평하게 안착되는 안착대(70)를 대기 및 일측 방향(x1방향)으로 이송시키는 제1대기부(120)와, 제1대기부(120)에서 이송된 안착대(70)의 양측면(F1, F2; 도7(a)참조)을 안착대(70)의 이송 방향(x1방향)과 교차하는 방향(y방향)으로 수평하게 밀어주는 푸시 수단(134)이 구비되어 안착대(70)의 용접 위치(T1, T2; 도4참조)를 설정하는 인입부(130)와, 인입부(130)에서 이송된 안착대(70)의 양측에서 안착대(70)의 이송 방향(x1방향)을 따라 왕복 주행하여 피용접물(10)의 상하 용접표면(S1, S2; 도7(a)참조)에 형성되는 용접이음부(80)를 자동 용접하는 제1용접부(140) 및 제1용접부(140)에서 이송된 안착대(70)를 지면(G)에 대하여 수평 회전(R1; 도4참조)시키거나 또는 피용접물(10)을 상하 반전(inversion; I, 도4참조)시켜 안착대(70)에 재안착시키고, 안착대(70)를 제1대기부(120)로 반송하거나 또는 제1용접부(140)로 역이송하는 반송부(160)를 포함한다.
(여기서, 피용접물(10)은 용접의 대상이 되는 물체로서, 도 7에 도시된 바와 같이 사각 또는 삼각 형상의 판재(11, 12, 13, 16, 17)와, 원기둥 또는 원통형의 봉재(14, 15) 등 다양한 형상과 크기를 갖는 부품들로 이루어진다. 특히, 본 실시예에서는 피용접물(10)이 선박용 엔진을 구성하는 프레임박스 및 베드프레임을 형성하기 위한 부품재료로 사용되며, 이를 위해 피용접물(10)은 용접이 용이한 금속재질로 이루어진다.
그리고, 피용접물(10)을 상하 반전(I) 시킨다는 것은 피용접물(10)이 지면에 수평하게 안착대(70)에 놓여진 상태에서 지면을 향하는 피용접물(10)의 하부면과 지면과 반대되는 상측 공간을 향하는 피용접물(10)의 상부면의 위치가 바뀌어지도록 피용접물(10)을 회전시키는 것을 의미한다.)
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 자동 용접 시스템(200)은 피용접물(10)이 지면에 대하여 수평하게 안착된 안착대(70)를 대기 및 이송시키는 제2대기부(210)와, 제2대기부(210)에서 이송된 안착대(70)에서 피용접물(10)이 지면(G)에 대하여 세워지도록 수직 회전(R2; 도3참조)시켜 재안착시키는 틸팅부(220)와, 틸팅부(220)로부터 이송되는 안착대(70)의 양측에서 안착대(70)의 이송 방향(x3방향)을 따라 왕복 주행하여 피용접물(10)의 양측 용접표면(S1, S2)과 추가 피용접물(30; 31 내지 36, 도7(b)참조) 사이에 형성되는 용접이음부(90)를 자동 용접하는 제2용접부(230) 및 제2용접부(230)에서 이송된 안착대(70)를 지면에 대하여 수평 회전(R3)시켜 제2용접부(230)로 역이송하거나 또는 후공정으로 이송대기시키는 인출부(240)를 포함 한다.
또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 자동 용접 시스템(1000)은 도 3에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 자동 용접 시스템(100)과 제2실시예에 따른 자동 용접 시스템(200)이 결합되어 구성된다.
한편, 본 발명의 제1실시예 내지 제3실시예에 따른 자동 용접 시스템(100, 200, 1000)의 일측에는 자동 용접 시스템(100, 200, 1000)에 포함되는 구성 요소들을 통해 안착대(70)를 이송, 반송 또는 역이송시키거나, 피용접물(10)을 상하 반전(I) 및 회전(R1, R2, R3) 시켜 용접하는데 필요한 전력, 유압, 공압 등의 공급 제어와, 각 구성 요소들의 구동의 개시 및 종료 신호를 전송 제어하는 제어부(300)가 구비된다.
제1실시예 내지 제3실시예에 따른 자동 용접 시스템(100, 200, 1000)은 다양한 방식으로 상호 조합될 수 있으며, 각 영역에서는 동일한 기능을 수행할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 제3실시예에 따른 자동 용접 시스템(1000)을 중심으로 살펴보기로 한다.
본 발명의 제3실시예에 따른 자동 용접 시스템(1000)은 피용접물(10)을 반복적으로 이송 및 반복시키고, 지면(G)을 향하는 피용접물(10)의 일측 표면(S1 또는 S2)이 상측 방향을 향하도록 상하 반전(I)시켜 피용접물(10)의 양측 용접표면(S1, S2)에서 이송 방향(x1방향)을 따라 형성되는 용접이음부(80)를 자동으로 용접하여 미완성 형태의 1차프레임(20)을 형성하는 제1용접라인을 포함한다.(여기서, 제1용접라인의 구성은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 용접 시스템의 구성과 동일할 수 있다.)
또한, 제1용접라인의 일측에는 1차프레임(20)을 전달받아 이송라인에서 이송시키면서, 1차프레임(20)을 지면(G)에 대하여 세워지도록 수직 회전(vertical rotaing; R2) 또는 틸팅(tilting)시켜 양측 용접표면(S1, S2)에서 용접이음부(80)와 교차하는 방향(y방향)으로 추가 피용접물(30)이 맞대어져 형성하는 복수의 용접이음부(90)를 자동으로 용접하여 완성 형태의 2차프레임(60)을 형성하는 제2용접라인을 포함한다.(여기서, 제2용접라인의 구성은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동 용접 시스템의 구성과 동일할 수 있다.) 이때, 제1용접라인과 제2용접라인 사이에는 전술한 제어부(300)가 위치된다.
전술한 제1실시예에 따른 자동 용접 설비(100) 및 제3실시예에 따른 자동 용접 설비(1000)에서 푸시 수단(134)이 구비되어 상기 안착대(70)의 용접 위치를 설정하는 인입부(130)는 필요에 따라 생략할 수 있다. 즉, 제1대기부(120)에서 이송대기되는 안착대(70)의 위치를 용접 위치로 설정한 후 안착대(70)를 바로 제1용접부(140)로 이송시켜 자동 용접을 실시할 수 있다.
본 발명에서 피용접물(10)을 지면에 수평하게 안착시킨 상태에서 용접하여 1차프레임(20)을 형성시키는 제1용접라인은 복층 구조의 이송라인으로 이루어진다. 즉, 제1용접라인 중의 반송부(160)는 안착대(70)를 제1대기부(120)로 반송시키는 구간이 인입부(130) 및 제1용접부(140)의 설치 구간 또는 인입부(130)가 생략될 경우에는 제1용접부(140)의 설치 구간과 복층 구조로 형성된다.
여기서, 복층 구조의 이송라인은 2층 구조로서 모두 지상에 설치될 수 있으며, 반송 구간의 이송라인 일부가 반지하 또는 지하에 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 인입부(130) 및 제1용접부(140)는 지상에 설치하고, 반송부(160)의 반송 구간을 지하에 설치하여 작업자가 작동 용접 시스템으로의 접근성을 용이하게 하여 용접 상황 및 용접 검사 등을 원활하게 수행할 수 있도록 하였다. 이와 같은 복층 구조의 구성을 통해 용접 작업의 공간이 줄어들어 공장 내부의 부지 사용효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 자동 용접 시스템에서 피용접물(10)이 안착되는 안착대(70)를 이송 및 반송시키는 수단으로는 롤러(roller) 방식의 컨베이어 또는 벨트(belt) 방식의 컨베이어 등이 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 이송 수단으로서 롤러 방식의 컨베이어를 사용하였다. 피용접물(10)의 이송 방향(x1방향, x2방향)을 따라 다수개의 롤러가 한 쌍으로 평행하게 정렬되어 형성된 이송라인은 각 구간별로 개별 제어가 이루어져 안착대(70)의 이송 및 대기를 자유롭게 조절할 수 있다.
제1용접라인에서는 피용접물(10) 사이에 형성되는 용접이음부(80)가 이송 방향(x1방향)을 따라 지면(G)에 수평하게 형성되기 때문에 아래보기 용접이 자동 실시된다.(여기서, 아래보기 용접은 용접기의 토치수단이 하측 방향을 향하는 상태로 실시되는 용접을 의미하며, 위보기 용접은 용접기의 토치수단이 상측 방향을 향하 는 상태로 실시되는 용접을 의미한다.)
이러한 제1용접라인은 피용접물(10)이 지면(G)에 대하여 수평하게 안착대(70)에 안착되어 이송대기되는 제1대기부(120)와, 제1대기부(120)에서 전달된 안착대(70)를 이송시키고 안착대(70)의 용접 위치(T1, T2)를 설정하는 인입부(130)와, 인입부(130)로부터 안착대(70)를 전달받고 안착대(70)의 양측에서 이송 방향(x1방향)을 따라 왕복 주행하여 피용접물(10) 사이에 형성되는 용접 영역, 즉 상측 용접표면(S1) 및 하측 용접표면(S2)에 형성되는 용접이음부(80)를 자동 용접하는 제1용접부(140)를 포함한다. 또한, 제1용접라인은 반송부(160)를 포함하는데, 반송부(160)는 제1용접부(140)로부터 안착대(70)를 이송받아 안착대(70)를 지면(G)에 대하여 수평 회전(R1)시키거나 또는 피용접물(10)을 상하 반전(I)시켜 안착대(70)에 재안착시킨 후, 안착대(70)를 제1대기부(120)로 반송하거나 또는 제1용접부(140)로 역이송(x2방향)한다.
한편, 제1용접부(140)에서 자동 용접된 피용접물(10)은 안착대(70)를 반송부(160)로 이송시키기 직전 또는 직후에 안착대(70)를 정지시킨 후 용접이음부(80)의 용접 상태에 대한 검사가 실시된다. 즉, 제1용접부(140)에서 용접이 실시된 이후에는 용접 검사가 필수적으로 실시되어 용접이음부(80)에 용접 불량이 발생한 경우에는 피용접물(10)이 후속 공정으로 진행되는 것을 방지한다. 여기서, 용접이음부(80)에 대한 용접 검사는 작업자의 육안 검사 또는 초음파 등을 이용한 장치 검 사 등 다양한 방법으로 실시될 수 있다.
제1용접라인 및 제2용접라인에서 이송되는 안착대(70)에 관하여 도 7을 참조하여 살펴보면, 안착대(70)는 제1용접라인 및 제2용접라인의 이송 수단의 상부면에 놓여지는 바닥 플레이트(71)와, 바닥 플레이트(71)의 양측에서 수직으로 세워져 피용접물(10)이 지면에 대하여 수평하게 안착되도록 지지하는 한 쌍의 지지블럭(support block; 72, 73) 및 한 쌍의 지지블럭(72, 73) 사이의 바닥 플레이트(71)의 상부면에서 돌출 형성되고, 수직으로 세워지는 피용접물(10)의 일측 단부가 삽입되는 한 쌍의 삽입블럭(insert block; 74, 75)을 포함한다. 여기서, 한 쌍의 지지블럭(72, 73)의 상단면에는 피용접물(10)을 용이하게 안착시키기 위해 피용접물(10)의 외부 형상과 대응되는 안착홈(78)이 다수개 형성된다.
바닥 플레이트(71)는 피용접물(10)이 바닥 플레이트(71)의 양측에서 이격되어 설치되는 한 쌍의 지지블럭(72, 73)에 의해 지지가 가능하도록 그 길이(L1)가 정해진다. 즉, 바닥 플레이트(71)의 길이(L1)는 피용접물(10) 중에서 최소의 수평 길이로 형성되는 일부 피용접물의 길이(L2) 보다 같거나 또는 작게 형성됨으로써 모든 피용접물(10)이 한 쌍의 지지블럭(72, 73)에 의해서 지지된다.
또한, 피용접물(10)이 한 쌍의 지지블럭(72, 73)에 안착된 상태에서 바닥 플레이트(71)의 상부면 방향으로 돌출부(16(b) 또는 17(b))가 용접되는 경우에, 돌출부(16(b) 또는 17(b))의 하단면이 한 쌍의 삽입블럭(74, 75)의 상단면에 닿지 않도록 한 쌍의 지지블럭(72, 73)의 높이(H1)와 한 쌍의 삽입블럭(74, 75)의 높이(H2)가 돌출부(16(b))의 돌출 길이를 고려하여 결정된다. 그리고, 한 쌍의 삽입블럭(74, 75)의 높이(H2)가 너무 낮게 형성되지 않도록 하여 한 쌍의 삽입블럭(74, 75)의 내부에 1차프레임(20)의 일측 단부를 수직으로 세워 삽입한 경우에 1차프레임(20)을 견고히 지지하여 수직으로 세워진 1차프레임(20)이 넘어지는 것을 방지한다.
한편, 미도시되었지만 바닥 플레이트(71)의 일측에는 바닥 플레이트(71)의 상부면에서 한 쌍의 삽입블럭(74, 75)을 수평 구동시킬 수 있는 삽입블럭 구동수단을 구비할 수 있다. 삽입블럭 구동수단(미도시)에 의해 한 쌍의 삽입블럭(74, 75)의 이격 거리가 변경되며, 이를 통해 다양한 형상을 가지며 수직으로 세워지는 1차프레임(20)의 일측 단부를 용이하게 지지할 수 있다.
제1대기부(120)에서 피용접물(10)이 안착된 안착대(70)를 전달받아 이송시키는 인입부(130)에는 인입부 이송라인(132)의 양측에서 안착대(70)의 양측면을 밀어주는 푸시 수단(134)이 구비된다. 푸시 수단(134)은 안착대(70)의 양측면(F1, F2)에 힘을 가하여 밀어줌으로써 인입부 이송라인(132) 상에서의 안착대(70)의 용접 위치(T1, T2), 즉 용접 작업을 위해 제1용접부(140)로 이송되는 안착대(70)의 진입 위치를 조절할 수 있다.
제1대기부(120)와 반송부(160)에는 제1대기부 이송라인(122)과 반송부 이송라인(162)을 승강기 구동방식과 같이 지상과 지하로 상하 구동시키는 리프팅 수단(124, 164)이 구비되며, 반송부(160)에는 1차프레임(20) 상태로 용접된 피용접물(10)을 반전시키는 반전수단(166)이 구비된다.
제1용접부(140)에서 피용접물(10) 일측 용접표면(S1 또는 S2)에 형성되는 용접이음부(80)가 자동 용접되면, 용접 상태에 대한 용접 검사가 이루어진 이후에 피용접물(10)의 타측 용접표면(S2 또는 S1)에 형성되는 용접이음부(80)의 용접을 위해 안착대(70)가 반송부(160)로 이송된다. 이때, 반송부(160)에서는 피용접물(10)의 양측 용접표면(S1, S2)에서 용접이 모두 이루어졌는지 제어부(300)의 판단 제어를 받는다. 양측 용접표면(S1, S2)에서 용접이음부(80)가 모두 용접된 경우에는 제2용접라인으로 이송되고, 양측 용접표면(S1, S2)에서 모두 용접이 이루어지지 않는 경우에는 반송부(160)에 구비된 반전 수단(166)이 구동한다.
반전 수단(166)의 구동 과정을 살펴보면 다음과 같다.
반송부 이송라인(162)에는 피용접물(10)이 수평하게 안착된 안착대(70)가 이송되어 들어온다.(이때, 피용접물(10)은 일측 용접표면의 용접이음부(80)는 자동 용접된 상태이다.) 제어부(300)의 구동 명령을 통해 반전 수단(166)은 피용접물(10)의 양측으로 구동하여 안착대(70)에 안착되어 있는 피용접물(10)의 양단을 지지한다. 이후, 피용접물(10)이 반전 수단(166)에 의해 지지된 상태에서 리프팅 수단(164)이 구동되어 반송부 이송라인(162)과 반송부 이송라인(162)에 놓여진 안착대(70)가 지하 공간으로 하강한다. 피용접물(10)은 반전 수단(166)에 의해 지지된 상태이기 때문에 피용접물(10)과 안착대(70)는 분리된다.
반송부 이송라인(162) 및 안착대(70)가 일정한 깊이로 하강하면, 피용접 물(10)은 반전 수단(166)에 의해 비어있는 공간상에서 180°의 각도로 회전, 즉 상하 반전(I)된다. 상하 반전이 완료되면(I), 리프팅 수단(164)의 구동에 의해 반송부 이송라인(162) 및 안착대(70)가 상승되고 안착대(70)에 반전된 피용접물(10)이 재안착된다. 이때, 반전 수단(166)에 의한 피용접물(10)의 지지는 해제된다.
이와 같이 피용접물(10)의 반전이 완료되면, 리프팅 수단(164)에 의해 반송부 이송라인(162) 및 안착대(70)가 지하의 반송 구간으로 하강되고, 반송 구간의 이송라인을 따라 안착대(70)가 반송되어 지하에 위치하고 있는 제1대기부 이송라인(122)으로 안착대(70)가 이송된다. 제1대기부 이송라인(122)에 안착대(70)가 이송되면, 리프팅 수단(124)에 의해 제1대기부 이송라인(122) 및 안착대(70)가 지상으로 상승된다. 위와 같은 루프(loop) 방식의 이송라인과 반전 수단(166) 등을 통해 복수의 용접표면(S1, S2)에 형성되는 용접이음부(80)를 순차적으로 모두 용접시킬 수 있다.
한편, 미도시되었지만 반송부(160)의 일측에는 반송부 이송라인(162)으로 이송된 안착대(70)를 수평 회전(R1; 도4참조)시킬 수 있는 제1회전수단이 구비된다. 피용접물(10)의 일측 또는 타측 용접표면(S1 또는 S2)에 용접이음부가 추가로 교차 형성된 경우에는 피용접물(10)을 반전시키지 않고 제1회전수단에 의해 안착대(70)를 회전시킨 후, 안착대(70)를 상하 반전(I)없이 반송 또는 역이송시켜 추가 교차 형성된 용접이음부를 제1용접부(140)에서 자동 용접시킬 수 있다.
위와 같은 수평 회전(R1)을 통해 피용접물(10)의 일측 용접표면에 형성되는 모든 용접이음부를 자동 용접시킨 이후에 피용접물(10)을 상하 반전(I)시켜 피용접물(10)의 타측 용접표면에 형성되는 용접이음부를 자동 용접시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1용접부(140)는 안착대(70)를 이송시키는 제1용접부 이송라인(142)과, 제1용접부 이송라인(142)의 양측에서 안착대(70)의 이송 방향(x1방향)을 따라 수평하게 형성되는 한 쌍의 제1주행레일(141; 141a, 141b)과, 한 쌍의 제1주행레일(141)을 따라 왕복 구동되는 한 쌍의 제1주행대차(143; 143a, 143b)와, 제1용접부 이송라인(142)의 상측에 이격되어 가로지르도록 한 쌍의 제1주행대차(143) 사이에 설치되는 제1갠트리프레임(gantry frame; 144) 및 제1갠트리프레임(144)에 탑재되어 제1용접부 이송라인(142)의 상측 공간을 가로지르도록 수평 구동 및 지면을 향하여 수직 구동되고, 피용접물(10)의 상측 용접표면에 형성되는 용접이음부(80)에 피용접물(10)의 이송 방향과 교차하는 방향으로 정렬되는 다수의 제1토치수단(146; 146a, 146b, 146c, 146d)을 근접시켜 용접하는 한 쌍의 용접기(145; 145a, 145b)를 포함한다.
일반적으로 갠트리(gantry)는 두 개의 문형탑(門形塔)을 연결하는 골조 구조를 총칭하는 의미로써, 본 실시예에서 제1갠트리프레임(144)은 한 쌍의 제1주행대차(143a, 143b)에 수직으로 세워지는 두 개의 수직 구조물 및 두 개의 수직 구조물 상단에 수직으로 결합되는 수평 구조물을 포함한다. 여기서, 제1갠트리프레임(144)은 다양한 크기 및 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
한 쌍의 제1주행레일(141)과 한 쌍의 제1주행대차(143) 사이에는 구동력 전 달 수단으로서 래크-피니언 기어(rack-pinion gear; 미도시)가 구비되며, 한 쌍의 제1주행대차(143)의 내부에 구비되는 대차 구동수단(미도시)에 의해 피니언 기어가 회전된다. 이를 통해 한 쌍의 제1주행레일(141)에서 한 쌍의 제1주행대차(143)의 위치를 정확하게 제어할 수 있다. 이외에도, 체인-기어(chain-gear) 방식 등 다양한 구동력 전달 수단을 적용시킬 수 있음은 물론이다.
한 쌍의 제1용접기(145)는 미도시되었지만 몸체 내부에 가스 또는 아크 공급수단, 전원 공급수단, 용접봉 공급수단 및 용접기 구동수단 등이 구비된다. 한 쌍의 제1용접기(145)는 이산화탄소 등을 사용하는 가스 용접(gas welding) 방식의 용접기 또는 아크 용접(arc welding) 방식의 용접기 등 다양한 용접기가 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 고온의 아크 열이 국소에 한정되어 열영향부가 좁게 형성되고, 용접속도가 빠른 아크 용접 방식을 사용하는 용접기가 사용되었다.
이러한, 한 쌍의 제1용접기(145)는 다수의 제1토치수단(146; 146a, 146b, 146c, 146d)을 피용접물(10)의 이송 방향(x1방향)과 교차하는 방향으로 구비시키고, 용접이음부(80)를 맞대기 이음(butt joint) 형식 또는 T-이음(T joint) 형식으로 용접시킨다.
본 실시예에서는 한 쌍의 제1용접기(145; 145a, 145b)마다 2개씩의 제1토치수단(146a, 146b; 146c, 146d)을 구비시켜 피용접물(10) 사이에 형성되는 용접이음부(80)를 1회의 수평 주행(one pass)을 통해 용접이 완료될 수 있도록 하였다.
한편, 용접이음부(80)는 다양한 위치에 형성될 수 있기 때문에 본 실시예에 서는 한 쌍의 제1용접기(145a, 145b) 사이의 이격거리(P1)가 제1갠트리프레임(144) 상에서 자유롭게 변경될 수 있으며, 제1용접기(145a 또는 145b) 각각에 구비된 제1토치수단(146a, 146b; 146c, 146d)은 상하 구동(P4) 및 회전이 가능하다.
제2용접라인은 반송부(160)로부터 1차프레임(20)이 수평하게 안착된 안착대(70)를 전달받는 제2대기부(210)와, 제2대기부(210)에서 이송된 안착대(70)에서 피용접물(10), 즉 1차프레임(20)이 지면에 대하여 세워지도록 수직 회전(R2)시켜 재안착시키는 틸팅부(220)와, 틸팅부(220)에서 이송된 안착대(70)의 양측에서 안착대(70)의 이송 방향(x3방향)을 따라 왕복 주행하여 수직으로 세워진 1차프레임(20)의 양측 용접표면(S1, S2)에 형성되는 복수의 용접이음부(90)를 자동 용접하는 제2용접부(230) 및 제2용접부(230)에서 이송된 안착대(70)를 지면(G)에 대하여 수평 회전(R3)시켜 제2용접부(230)로 역이송하거나 또는 후공정으로 이송대기시키는 인출부(240)를 포함한다.
제2용접라인에서의 이송 방향(x3방향)은 제2용접라인이 제1용접라인과 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있으며, 본 실시예에서는 제2용접라인에서의 이송 방향(x3방향)이 제1용접라인에서의 반송 방향(x2방향)과 동일한 방향으로 형성된다.
제2대기부(210)에는 제1용접라인과 제2용접라인 사이에서 피용접물(10)이 수평하게 용접된 1차프레임(20)을 들어 옮기는 전달 수단(212)이 구비된다.
제1용접라인의 반송부(160)로부터 운반된 안착대(70)를 제2대기부(210)에서 잠시 대기시킬 수 있으며, 대기 과정에서 1차프레임(20)의 용접 상태를 육안 또는 각종 검사 장치를 사용하여 검사할 수 있다.
틸팅부(220)에는 틸팅부 이송라인(222)과, 틸팅부 이송라인(222)의 양측에 마련되어 1차프레임(20)을 안착대(70)에서 들어올려 틸팅(경사 형성), 즉 수직 회전(R2)시키는 틸팅 수단(224)이 구비된다. 본 실시예에서는 틸팅 수단(224)을 통해 이송 방향(x3방향)을 향하여 수평하게 놓이는 1차프레임(20) 양단이 지면에 대하여 수직으로 세워지도록, 즉 1차프레임(20)의 양단이 상하를 향하도록 위치시킨다.
틸팅 수단(224)에 의해 피용접물(10)로 이루어진 1차프레임(20)을 수직 회전(R2)시키는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
틸팅부 이송라인(222) 상에 1차프레임(20)이 안착된 안착대(70)가 이송되면, 틸팅부 이송라인(222)는 안착대(70)를 일정한 위치까지 이송시킨 후 정지된다. 이후 틸팅부 이송라인(222)의 양측에 구비된 틸팅 수단(224)가 구동하여 안착대(70)에 안착된 1차프레임(20)의 양측을 지지하고 안착대(70)로부터 들어올린다.
1차프레임(20)이 안착대(70)로부터 분리되어 일정한 높이까지 도달되면, 틸팅 수단(224)이 회전하여 1차프레임(20)을 일정한 각도(본 실시예에서는 90°의 각도)로 회전시킨다. 수직 회전(R2)이 완료되면, 틸팅 수단(224)은 제1프레임(20)을 수직으로 세워진 상태에서 안착대(70)의 바닥 플레이트(71)에 형성된 한 쌍의 삽입블럭(74, 75) 사이의 공간에 삽입시킨다. 한 쌍의 삽입블럭(74, 75)에 의해 1차프레임(20)이 지지되면 틸팅 수단(224)은 제1프레임(20)의 지지를 해제한다.
위와 같이 제1프레임(20)이 안착대(70)에 의해 수직으로 지지된 상태로 틸팅부(220)에서 제2용접부(230)로 이송되면, 제2용접부(230)의 일측에 구비되는 피용접물 지지수단(미도시)에 의해서 추가 피용접물(30)이 1차프레임(20)의 양측면으로 위치된다.
도 9에 도시된 바와 같이 제2용접부(230)는 안착대(70)를 이송시키는 제2용접부 이송라인(232)과, 제2용접부 이송라인(232)의 양측에서 안착대(70)의 이송 방향(x3방향)을 따라 수평하게 형성되는 한 쌍의 제2주행레일(231; 231a, 231b)과, 한 쌍의 제2주행레일(231)을 따라 왕복 구동되는 한 쌍의 제2주행대차(233; 233a, 233b)와, 제2용접부 이송라인(232)의 상측 공간을 가로지르도록 한 쌍의 제2주행대차(233) 사이에 설치되는 제2갠트리프레임(234) 및 제2갠트리프레임(234)에 탑재되어 제2용접부 이송라인(232)의 상측을 가로지르도록 수평 구동(y방향) 및 지면을 향하여 수직 구동(z방향)되고, 1차프레임(20)의 양측 용접표면(S1, S2)에 형성되는 복수의 용접이음부(90)를 한 쌍씩 마주보며 제2토치수단(236; 236a, 236b, 236c, 236d)이 각각 구비되는 2쌍의 제2용접기(235; 235a, 235b, 235c, 235d)를 포함한다.
한 쌍의 제2주행레일(231)과 한 쌍의 제2주행대차(233) 사이에는 구동력 전달 수단으로서 래크-피니언 기어(rack-pinion gear; 미도시)가 구비되며, 한 쌍의 제2주행대차(233)의 내부에 구비되는 대차 구동수단(미도시)에 의해 피니언 기어가 회전된다. 이를 통해 한 쌍의 제2주행레일(231)에서 한 쌍의 제2주행대차(233)의 위치를 정확하게 제어할 수 있다. 이외에도, 체인-기어(chain-gear) 방식 등 다양한 구동력 전달 수단을 적용시킬 수 있음은 물론이다.
미도시되었지만, 제2용접기(235a, 235b; 235c, 235d)에는 몸체 내부에 가스 또는 아크 공급수단, 전원 공급수단, 용접봉 공급수단, 용접기 구동수단 등이 구비되며, 각각의 제2용접기마다 하나씩의 제2토치수단(236a, 236b, 236c, 236d)이 구비된다. 제2용접기(235a, 235b; 235c, 235d)는 이산화탄소 등을 사용하는 가스 용접(gas welding) 방식의 용접기 또는 아크 용접(arc welding) 방식의 용접기 등 다양한 용접기가 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 고온의 아크 열이 국소에 한정되어 열영향부가 좁게 형성되고, 용접속도가 빠른 아크 용접 방식을 사용하는 용접기가 사용되었다.
한 쌍이 하나의 조(組)를 이루며 이송 방향(x3방향)을 따라 마주보는 한 쌍씩의 제2용접기(235a, 235b; 235c, 235d)는 제2갠트리프레임(234) 상에서 서로 마주보는 이격거리(P2)가 자유롭게 변경된다. 또한, 하나의 조를 이루는 제2용접기(235a,235b; 235c,235d) 사이의 이격거리(P1) 및 한 쌍을 제2용접기(235a, 235b 또는 235c, 235d) 사이의 이격거리(P2)도 자유롭게 변경이 가능하다.
제2토치수단(236a, 236b, 236c, 236d) 각각은 1차프레임(20)과의 거리 조절을 위해 상하 구동(P4)이 가능하며, 1차프레임(20)을 향하는 끝단의 방향 변경이 가능하도록 회전이 가능한 구조로 이루어진다. 따라서, 제2토치수단(236)은 제2용접 기(235)에서 회전이 가능하여 아래보기 용접뿐만 아니라 위보기 용접이 가능하다.
여기서, 위보기 용접의 경우에는 용접 과정에서 용융된 용접봉재가 용접이음부(90)에 접착되지 못하고 낙하되어 안착대(70)를 오염시키거나 또는 양호한 용접 상태를 형성하지 못하는 문제점이 있어 아래보기 용접 방식으로만 용접을 수행하는 것이 바람직하다. 이를 위해 제2용접부(230)에서 수직으로 세워진 피용접물(10)에서 상측을 향하는 용접이음부(90)가 용접된 이후에 피용접물(10) 및 안착대(70)를 틸팅부(220)로 역이송시킨 후, 틸팅부(220)의 틸팅 수단(224)을 통해 안착대(70)에서 피용접물(10)을 수직 회전, 즉 피용접물(10)이 수직으로 세워진 상태에서 상하 반전(I)시켜 안착대(70)에 재안착시킨 후, 제2용접부(230)로 이송 및 자동 용접시킬 수 있다.
제2용접기(235)는 안착대(70)의 바닥 플레이트(71)로부터 동일한 높이로 형성되는 복수의 용접이음부(90)를 1차프레임(20)의 하측에서 상측 방향으로 다수의 제2토치수단(236)을 수직 구동시키면서 순차적으로 용접시킨다. 즉, 마주보는 한 쌍의 제2토치수단(236a, 236b; 236c, 236d)을 구비한 한 쌍씩의 제2용접기(235a, 235b; 235c, 235d)는 안착대(70)의 바닥 플레이트(71)로부터 동일한 높이로 형성되는 다수의 용접이음부(90)를 1차프레임(20)의 양측면에서 동시에 자동 용접한다.
제2용접부(230)를 거쳐 자동 용접이 이루어진 피용접물(10)은 인출부(240)로 이송 및 대기된다. 미도시되었지만, 인출부(240)의 일측에는 크레인(crane) 수단이 구비되어 용접이 완료된 피용접물(10)을 공장 내부의 저장 장소에 적층 또는 저장시켜 출하 공정을 보다 용이하게 수행할 수 있다.
한편, 미도시되었지만 제2용접부(230)에 구비되는 제2용접기(235)는 제2갠트리프레임(234) 상에서 다축으로 구동되는 로봇(robot) 용접기로 이루어질 수 있다. 즉, 피용접물(10)의 이송라인 상에 위치하는 제2갠트리프레임(234)에 다양한 방식 및 구조를 갖는 용접기를 설치하여 이용할 수 있다.
이하, 전술한 자동 용접 설비를 이용하여 피용접물을 자동 용접시키는 방법을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 용접 방법을 나타낸 순서도이고, 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동 용접 방법을 나타낸 순서도이며, 도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 자동 용접 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 용접 방법은 피용접물이 수평하게 안착된 안착대를 이송라인을 따라 이송시키는 단계(S110)와, 피용접물의 일측 용접표면의 용접이음부를 자동 용접하는 단계(S120)와, 피용접물을 상하 반전시켜 안착대에 재안착시키는 단계(S130)와, 안착대를 반송라인을 따라 반송하거나 또는 이송라인을 따라 역이송하는 단계(S140) 및 피용접물의 타측 용접표면의 용접이음부를 자동 용접하는 단계(S150)를 포함한다.
한편, 피용접물의 일측 용접표면에서 용접이음부가 안착대의 이송 방향과 평행하게 형성되기 않은 경우, 예를 들어 안착대의 이송 방향과 교차하는 방향으로 형성되는 경우에 이러한 용접이음부의 존재여부를 판단하는 단계(S122)와, 다른 방향의 용접이음부가 존재하는 경우 바로 반전시키지 않고 피용접물을 수평 회전시키 는 단계(S124)와, 수평 회전이 이루어진 피용접물을 반송 및 역이송시켜 평행하게 형성되지 않은 용접이음부를 자동 용접하는 단계(S126)를 포함한다.
피용접물의 타측 용접표면에서 용접이음부가 안착대의 이송 방향과 평행하게 형성되지 않는 것이 존재하는 경우에도 위와 동일한 단계들(S152, S154, S156)을 거쳐 타측 용접표면에서 다양한 방향으로 형성되는 모든 용접이음부가 자동 용접된다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 자동 용접 방법은 피용접물이 수평하게 안착된 안착대를 이송라인을 따라 이송시키는 단계(S210)와, 피용접물이 지면에 대하여 세워지도록 수직 회전시켜 안착대에 재안착시키는 단계(S220)와, 피용접물의 양측 용접표면의 복수의 용접이음부를 자동 용접하는 단계(S230) 및 안착대를 후공정으로 이송대기시키는 단계(S240)를 포함한다.
한편, 본 발명의 제3실시예에 따른 자동 용접 방법은 제1실시예에 따른 자동 용접 방법과 제2실시예에 따른 자동 용접 방법을 모두 포함하며, 이하에서는 본 발명의 제3실시예에 따른 자동 용접 방법을 중심으로 살펴보기로 한다.
본 발명의 제3실시예에 따른 자동 용접 방법은 피용접물이 수평하게 안착된 안착대를 이송라인을 따라 이송시키는 단계(S310)와, 피용접물의 일측 용접표면의 용접이음부를 자동 용접하는 단계(S320)와, 피용접물을 상하 반전시켜 안착대에 재안착시키는 단계(S330)와, 안착대를 반송라인을 따라 반송하거나 또는 이송라인을 따라 역이송하는 단계(S340) 및 피용접물의 타측 용접표면의 용접이음부를 자동 용접하는 단계(S350)를 포함하고, 이후의 단계로서 안착대를 이송라인을 따라 이송시 키는 단계(S360)와, 피용접물이 지면에 대하여 세워지도록 수직 회전시켜 안착대에 재안착시키는 단계(S370)와, 피용접물의 양측 용접표면에서 형성되는 복수의 용접이음부를 자동 용접하는 단계(S380) 및 안착대를 후공정으로 이송대기시키는 단계(S390)를 포함한다.
제3실시예에 따른 자동 용접 방법에도 피용접물의 일측 용접표면 또는 타측 용접표면에서 용접이음부가 안착대의 이송 방향과 평행하게 형성되지 않는 경우에 이들의 존재를 판단한 후(S322, S522), 피용접물을 수평 회전시키고(S324, S524), 반송 및 역이송(S326, S526)을 통해 모든 용접이음부를 자동 용접시킬 수 있다.
제1실시예 또는 제3실시예에 따른 자동 용접 방법에 따르면 지면에 대하여 수평하게 안착된 피용접물의 일측 및 타측 용접표면에는 용접이음부가 안착대의 이송 방향과 평행하게 형성된다. 또한, 제2실시예 또는 제3실시예에 따른 자동 용접 방법에 따르면 지면에 대하여 수직하게 세워진 피용접물의 양측 용접표면에 형성되는 복수의 용접이음부는 안착대의 이송 방향과 교차하는 방향으로 형성된다.
한편, 피용접물의 용접표면에서 자동 용접이 수행된 이후에는 후공정으로 이송 전에 용접 상태에 대한 검사가 필수적으로 실시된다. 이때, 피용접물의 용접 검사를 위해 안착대의 이송이 일시 정지되며, 안착대에 놓여진 피용접물의 용접이음부에 대한 용점 검사가 작업자에 의한 육안 검사 또는 초음파 탐지장치 등을 포함하는 각종 용접 장치에 의해 실시된다.
본 발명의 제1실시예 내지 제3실시예에 따른 자동 용접 방법에 의하면 적어도 하나 이상의 안착대를 연속적으로 이송라인 상에서 회전시켜 용접 공정의 생산 성을 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 자동 용접 시스템 및 이를 이용한 자동 용접 방법을 통해 선박구조물, 즉 선박용 엔진의 기반 역할을 하는 프레임박스 및 베드프레임을 형성하기 위한 다수의 구성부품들 사이의 용접표면에 복수개 형성되는 용접이음부를 자동으로 용접할 수 있다. 따라서, 프레임박스 및 베드프레임 등의 선박구조물을 제조하는 공정 시간을 단축시킬 수 있으며, 인력 투입에 따라 소요되는 인건비를 절감하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 동일한 규격 및 품질을 갖는 선박구조물의 양산이 가능해진다.
한편, 용접 작업시 다수의 피용접물의 반송 구간을 지하에 설치하기 때문에 공장 내부의 용접 작업 공간을 줄일 수 있다.
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 용접 시스템의 배치도.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 자동 용접 시스템의 배치도.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 자동 용접 시스템의 배치도.
도 4는 도 3에 도시된 제3실시예에 따른 자동 용접 시스템의 평면도.
도 5는 도 3에 도시된 제3실시예에 따른 자동 용접 시스템의 일측면도.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 자동 용접 시스템의 구성 블럭도.
도 7은 본 발명에 따른 자동 용접 시스템에서 용접되는 피용접물의 일례와 안착대를 도시한 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 제1용접부 및 제2용접부를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 용접 방법을 나타낸 순서도.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동 용접 방법을 나타낸 순서도.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 자동 용접 방법을 나타낸 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100, 200, 1000 : 자동 용접 시스템
70 : 안착대 120 : 제1대기부
130 : 인입부 140 : 제1용접부
160 : 반송부 210 : 제2대기부
220 : 틸팅부 230 : 제2용접부
240 : 인출부 300 : 제어부

Claims (21)

  1. 피용접물이 지면에 대하여 수평하게 안착된 안착대를 이송대기시키는 제1대기부와;
    상기 제1대기부에서 이송된 상기 안착대의 양측에서 상기 안착대의 이송 방향을 따라 왕복 주행하여 상기 피용접물의 용접표면에 형성되는 용접이음부를 자동 용접하는 제1용접부; 및
    상기 제1용접부에서 이송된 상기 안착대를 지면에 대하여 수평 회전시키거나 또는 상기 피용접물을 상하 반전시켜 상기 안착대에 재안착시키고, 상기 안착대를 상기 제1대기부로 반송하거나 또는 상기 제1용접부로 역이송하는 반송부;
    를 포함하는 자동 용접 시스템.
  2. 피용접물이 지면에 대하여 수평하게 안착된 안착대를 이송대기시키는 제2대기부와;
    상기 제2대기부에서 이송된 상기 안착대에서 상기 피용접물이 지면에 대하여 세워지도록 수직 회전시켜 재안착시키는 틸팅부와;
    상기 틸팅부에서 이송된 상기 안착대의 양측에서 상기 안착대의 이송 방향을 따라 왕복 주행하여 상기 피용접물의 양측 용접표면에 형성되는 용접이음부를 자동 용접하는 제2용접부; 및
    상기 제2용접부에서 이송된 상기 안착대를 지면에 대하여 수평 회전시켜 상 기 제2용접부로 역이송하거나 또는 후공정으로 이송대기시키는 인출부;
    를 포함하는 자동 용접 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 반송부의 일측에는 상기 안착대를 전달받아 이송대기시키는 제2대기부와;
    상기 제2대기부에서 이송된 상기 안착대에서 상기 피용접물이 지면에 대하여 세워지도록 수직 회전시켜 재안착시키는 틸팅부와;
    상기 틸팅부에서 이송된 상기 안착대의 양측에서 상기 안착대의 이송 방향을 따라 왕복 주행하여 상기 피용접물의 양측 용접표면에 형성되는 상기 용접이음부를 자동 용접하는 제2용접부; 및
    상기 제2용접부에서 이송된 상기 안착대를 지면에 대하여 수평 회전시켜 상기 제2용접부로 역이송하거나 또는 후공정으로 이송대기시키는 인출부;
    를 포함하는 자동 용접 시스템.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제1대기부와 상기 제1용접부 사이에는, 상기 안착대의 양측면을 상기 안착대의 이송 방향과 교차하는 방향으로 수평하게 밀어주는 푸시 수단이 구비되어 상기 안착대의 용접 위치를 설정하는 인입부가 포함되는 자동 용접 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 반송부는, 상기 안착대를 상기 제1대기부로 반송하는 구간이 상기 인입부 및 상기 제1용접부의 설치 구간과 복층 구조로 형성되는 자동 용접 시스템.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 안착대를 이송시키는 수단으로 벨트 방식의 컨베이어 또는 롤러 방식의 컨베이어가 사용되는 자동 용접 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 안착대는,
    상기 이송 수단의 상부면에 놓여지는 바닥 플레이트와;
    상기 바닥 플레이트의 양측에서 수직으로 세워져 상기 피용접물이 지면에 대하여 수평하게 안착되도록 지지하는 한 쌍의 지지블럭; 및
    상기 한 쌍의 지지블럭 사이의 상기 바닥 플레이트의 상부면에서 돌출 형성되고, 수직으로 세워지는 상기 피용접물의 일측 단부가 삽입되는 한 쌍의 삽입블럭;
    을 포함하는 자동 용접 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 바닥 플레이트의 일측에는 상기 한 쌍의 삽입블럭의 이격 거리를 변경 시키는 삽입블럭 구동수단이 구비되는 자동 용접 시스템.
  9. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제1용접부는,
    상기 안착대를 이송시키는 제1용접부 이송라인과;
    상기 제1용접부 이송라인의 양측에서 상기 안착대의 이송 방향을 따라 수평하게 형성되는 한 쌍의 제1주행레일과;
    상기 한 쌍의 제1주행레일을 따라 왕복 구동되는 한 쌍의 제1주행대차와;
    상기 제1용접부 이송라인의 상측 공간을 가로지르도록 상기 한 쌍의 제1주행대차 사이에 설치되는 제1갠트리프레임; 및
    상기 제1갠트리프레임에 탑재되어 상기 제1용접부 이송라인의 상측 공간을 가로지르도록 수평 구동 및 지면을 향하여 수직 구동되고, 상기 피용접물의 상측 용접표면에 형성되는 상기 용접이음부에 상기 피용접물의 이송 방향과 교차하는 방향으로 정렬되는 다수의 제1토치수단을 근접시켜 용접하는 한 쌍의 제1용접기;
    를 포함하는 자동 용접 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 다수의 제1토치수단은, 상기 용접이음부를 맞대기 이음 형식 또는 T-이음 형식으로 아크 용접 또는 가스 용접시키는 자동 용접 시스템.
  11. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제2용접부는,
    상기 안착대를 이송시키는 제2용접부 이송라인과;
    상기 제2용접부 이송라인의 양측에서 상기 안착대의 이송 방향을 따라 수평하게 형성되는 한 쌍의 제2주행레일과;
    상기 한 쌍의 제2주행레일을 따라 왕복 구동되는 한 쌍의 제2주행대차와;
    상기 제2용접부 이송라인의 상측 공간을 가로지르도록 상기 한 쌍의 제2주행대차 사이에 설치되는 제2갠트리프레임; 및
    상기 제2갠트리프레임에 탑재되어 상기 제2용접부 이송라인의 상측 공간을 가로지르도록 수평 구동 및 지면을 향하여 수직 구동되고, 상기 피용접물의 양측 용접표면에 형성되는 상기 용접이음부를 한 쌍씩 마주보는 제2토치수단이 구비되는 2쌍의 제2용접기;
    를 포함하는 자동 용접 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2용접부의 일측에는 상기 피용접물의 양측 용접표면에 용접되는 추가 피용접물을 지지하는 피용접물 지지수단이 구비되는 자동 용접 시스템.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 2쌍의 제2용접기는, 상기 안착대로부터 동일한 높이로 형성되는 상기 용접이음부를 상기 피용접물의 양측 용접표면에서 동시에 자동 용접하는 자동 용접 시스템.
  14. 피용접물이 수평하게 안착된 안착대를 이송라인을 따라 이송시키는 단계와;
    상기 피용접물의 일측 용접표면의 용접이음부를 자동 용접하는 단계와;
    상기 피용접물을 상하 반전시켜 상기 안착대에 재안착시키는 단계와;
    상기 안착대를 반송라인을 따라 반송하거나 또는 상기 이송라인을 따라 역이송하는 단계; 및
    상기 피용접물의 타측 용접표면의 용접이음부를 자동 용접하는 단계;
    를 포함하는 자동 용접 방법.
  15. 피용접물이 수평하게 안착된 안착대를 이송라인을 따라 이송시키는 단계와;
    상기 피용접물이 지면에 대하여 세워지도록 수직 회전시켜 상기 안착대에 재안착시키는 단계와;
    상기 피용접물의 양측 용접표면의 복수의 용접이음부를 자동 용접하는 단계; 및
    상기 안착대를 후공정으로 이송대기시키는 단계;
    를 포함하는 자동 용접 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    지면에 대하여 수평하게 안착된 상기 피용접물의 일측 및 타측 용접표면에 형성된 상기 용접이음부를 자동 용접하는 단계 이후에,
    상기 안착대를 이송라인을 따라 이송시키는 단계와;
    상기 피용접물이 지면에 대하여 세워지도록 수직 회전시켜 상기 안착대에 재안착시키는 단계와;
    지면에 대하여 수직으로 세워진 상기 피용접물의 양측 용접표면의 복수의 용접이음부를 자동 용접하는 단계; 및
    상기 안착대를 후공정으로 이송대기시키는 단계;
    를 포함하는 자동 용접 방법.
  17. 청구항 14 또는 청구항 16에 있어서,
    지면에 대하여 수평하게 안착된 상기 피용접물의 일측 및 타측 용접표면에는 상기 용접이음부가 상기 안착대의 이송 방향과 평행하게 형성되는 자동 용접 방법.
  18. 청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
    지면에 대하여 수직하게 세워진 상기 피용접물의 양측 용접표면에 형성되는 상기 복수의 용접이음부는 상기 안착대의 이송 방향과 교차하는 방향으로 형성되는 자동 용접 방법.
  19. 청구항 14 또는 청구항 16에 있어서,
    지면에 대하여 수평하게 안착된 상기 피용접물에 형성된 상기 용접이음부를 자동 용접하는 단계에서,
    상기 피용접물의 일측 또는 타측 용접표면에 상기 용접이음부가 추가로 교차 형성된 경우에는, 상기 안착대를 지면에 대하여 수평 회전시킨 후 상기 반송라인을 따라 반송하거나 또는 상기 이송라인을 따라 역이송하여 상기 추가로 교차 형성된 상기 용접이음부를 자동 용접하는 단계를 포함하는 자동 용접 방법.
  20. 청구항 14 내지 청구항 16에 있어서,
    상기 안착대를 이송시키는 이송라인에는,
    적어도 하나 이상의 상기 안착대가 연속적으로 순환이송되는 자동 용접 방법.
  21. 청구항 14 내지 청구항 16에 있어서,
    상기 피용접물에 형성된 상기 용접이음부가 자동 용접된 경우에는 상기 안착대를 일시 정지시켜 상기 용접이음부에 대한 용접 검사가 실시되는 자동 용접 방법.
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