KR20130078294A

KR20130078294A - 강관 용접장치

Info

Publication number: KR20130078294A
Application number: KR1020110147156A
Authority: KR
Inventors: 장복수
Original assignee: 정우산기 주식회사
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2013-07-10

Abstract

터닝 머신 상에서 회전되는 거대 강관을 용접하기 위한 용접 장치에 있어서, 하부에 바퀴가 설치되어 이동 가능한 작업대와, 작업대에 상하 이동 가능하게 설치되는 거치대와, 거치대를 작업대 상에서 승강 이동시키는 승강유닛과, 거치대에서 수평 이동 가능하게 설치되는 용접용 토치와, 용접용 토치를 수평 이동시키는 토치 이송유닛과, 터닝 머신에 놓인 거대 강관에 인접되게 작업대가 이동시, 작업대와 거대 강관과의 거리를 측정하는 거리 측정유닛과, 거대 강관에 대한 정보를 입력하는 입력부 및, 입력부에서 입력된 정보와 거리 측정유닛에서 측정된 거리 측정정보를 근거로 하여 거치대와 토치 이송유닛을 각각 위치이동되도록 구동제어하여 용접용 토치를 거대 강관의 상부의 용접위치에 위치되도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 거대 강관 용접 장치가 개시된다.

Description

강관 용접장치{AN APPARATUS FOR WELDING PIPE}

본 발명은 강관 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 거대 강관을 용이하게 용접할 수 있는 장치에 관한 것이다.

지름이 상대적으로 큰 거대 강관을 연결하기 위해서는 용접작업을 하게 되며, 이 경우 거대 강관은 하부에 터닝 머신을 설치하여 회전시키면서 거대 강관의 상부에서 용접작업을 수행하게 된다.

즉, 종래에는 거대 강관을 터닝 머신 위에 배치하고, 작업자 또는 용접토치를 거대 강관 상부에 위치하도록 하여 거대 강관을 회전시키면서 용접작업을 실시하였다.

상기와 같이 거대 강관의 상부에서 용접작업을 수행할 수 있도록 현장에서는, 거대 강관의 크기에 맞추어 용접작업대를 제작하여 사용하였다.

그런데 상기와 같이 거대 강관의 크기에 맞추어 용접작업대를 제작하게 되면, 다양한 크기의 거대 강관 각각에 대해서 용접작업대를 별도로 제작하여야 하는 문제점이 있다.

또한, 이러한 문제점을 감안하여 작업자가 직접 거대 강관 위에 위치하여 용접 작업을 해야 하므로, 안전성이 취약한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 안전성과 작업효율을 향상시킬 수 있도록 개선된 거대 강관 용접 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 거대 강관 용접장치는, 터닝 머신 상에서 회전되는 거대 강관을 용접하기 위한 용접 장치에 있어서, 하부에 바퀴가 설치되어 이동 가능한 작업대와; 상기 작업대에 상하 이동 가능하게 설치되는 거치대와; 상기 거치대를 상기 작업대 상에서 승강 이동시키는 승강유닛과; 상기 거치대에서 수평 이동 가능하게 설치되는 용접용 토치와; 상기 용접용 토치를 수평 이동시키는 토치 이송유닛과; 상기 터닝 머신에 놓인 거대 강관에 인접되게 상기 작업대가 이동시, 상기 작업대와 상기 거대 강관과의 거리를 측정하는 거리 측정유닛과; 상기 거대 강관에 대한 정보를 입력하는 입력부; 및 상기 입력부에서 입력된 정보와, 상기 거리 측정유닛에서 측정된 거리 측정정보를 근거로 하여, 상기 거치대와 상기 토치 이송유닛을 각각 위치이동되도록 구동제어하여 상기 용접용 토치를 상기 거대 강관의 상부의 용접위치에 위치되도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 거리 측정유닛은 상기 거치대에 설치되어, 상기 거대 강관으로 레이저 광을 출사하고, 반사되어 되돌아오는 광을 수광하여 거리를 측정하는 레이저 측정기를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 승강유닛은, 상기 작업대에 설치되어 상기 거치대의 승강 이동을 가이드 하는 가이드부재와; 상기 작업대에 설치되는 구동모터; 및 상기 거치대에 나사 결합되며, 상기 구동모터에 의해 정방향 또는 역방향 회전구동되면서 상기 거치대를 상하 방향으로 연동시키는 리드스크류;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 작업대에는 용접기와 용접가스통이 설치되며, 상기 제어부는 상기 터닝머신의 구동을 제어하여 상기 거대 강관을 회전시키면서, 상기 용접기를 제어하여 상기 거대 강관의 용접부분이 자동으로 용접되도록 제어하는 것이 좋다.

본 발명의 거대 강관 용접장치에 따르면, 거대 강관의 크기에 따라서 용접 작업대의 높낮이를 조절할 수 있게 됨으로써, 다양한 종류(크기)의 거대 강관에 범용적으로 적용하여 사용할 수 있게 되어 작업이 용이하고, 다수의 작업대를 마련할 필요가 없으므로, 비용을 줄일 수 있다.

또한, 거대 강관과 작업대의 간격을 측정하여 용접용 토치가 거대 강관의 용접부분을 용접할 수 있도록 위치시키는 동작을 자동으로 수행하고, 자동으로 용접작업이 이루어지도록 함으로써, 작업성을 높이고 작업자가 거대 강관의 상부에 위치하여 용접작업을 하는 위험한 상황을 배제할 수 있게 되어, 작업 안전성을 향상시킬 수 있다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 거대 강관 용접장치를 나타내 보인 개략적인 도면이다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 거대 강관 용접장치를 나타내 보인 개략적인 블록구성도이다.
도 2는 도 1a의 상태에서 작업대를 거대 강관 쪽으로 이동시킨 상태를 나타내 보인 도면이다.
도 3은 거대 강관의 용접부분을 용접용 토치로 용접하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 거대 강관의 크기에 따라서 용접용 토치의 위치를 제어하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 거대 강관 용접장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 거대강관 용접장치(100)는, 이동 가능한 작업대(110)와, 상기 작업대(110)의 상부에 상하 이동 가능하게 설치되는 거치대(120)와, 상기 거치대(120)에 설치되는 용접용 토치(130)와, 용접할 거대 강관(10)과 상기 작업대(110)와의 거리를 측정하기 위한 거리 측정유닛(140)과, 상기 거치대(110)를 승강시키기 위한 승강유닛(150)과, 토치 이송유닛(160)과, 입력부(170) 및 제어부(180)를 구비한다.

상기 작업대(110)는 하부에 바퀴(111)가 설치되어 있으며, 용접을 위한 장비들 즉, 용접가스통(112)과, 용접기(113) 등이 거치된다.

상기 거치대(120)는 작업대(110)에 상하 이동 가능하게 설치되며, 용접 작업할 거대 강관(10)의 상부에 위치하며, 용접용 토치(130)와, 토치 이송유닛(160), 용접가스의 공급압력을 조절하여 용접용 토치(130)로 공급하는 압력조절기(114) 등이 설치된다.

상기 용접용 토치(130)는 거치대(120)에서 토치 이송유닛(160)에 의해 왕복 이동 가능하게 설치되며, 거치대(120)의 하부에 위치되는 거대 강관(10)의 용접위치에 위치하여 거대 강관(10)을 자동으로 용접하도록 제어부(180)에 의해 제어될 수 있다.

상기 거리 측정유닛(140)은 작업대(110)에 설치되는 것으로서, 도 2와 같이 거대 강관(10)에 근접되도록 작업대(110)가 이동된 상태에서, 작업대(110)와 거대 가 강관(10) 사이의 거리를 측정하기 위한 것이다. 이러한 거리 측정장치(140)는 레이저 광을 출사하고, 거대 강관(10)에서 반사되어 되돌아오는 레이저 광을 수광하여 거리를 측정하는 레이저 거리 측정기를 포함할 수 있다. 이와 같이 거리 측정유닛(140)에서 측정된 측정값은 제어부(180)로 전달된다.

상기 승강유닛(150)은 거치대(120)를 상하 이동시키기 위한 것으로서, 작업대(110)에 설치되는 가이드부(151)와, 상기 가이드부(151)를 따라서 거치대(120)를 승강 구동시키기 위한 구동모터(152) 및 구동모터(152)에 의해 구동되는 리드스크류(153)를 구비한다. 리드스크류(153)는 거치대(120)에 나사 결합되며, 구동모터(152)의 구동에 의해서 정방향 또는 역방향으로 회전구동되면서 거치대(120)를 상승 또는 하강시킬 수 있다. 이러한 승강유닛(150)은 제어부(180)에 의해 구동제어된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 승강유닛(150)이 구동모터(152) 및 리드스크류(153)인 것을 예를 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며. 리니어 모터, 유압실린더 등 다양한 종류의 승강수단이 적용될 수 있다.

상기 토치 이송유닛(160)은 거치대(120) 상부에 설치되며, 선단에 상기 용접용 토치(130)를 지지한 채 수평 방향으로 위치 이동시킨다. 이러한 토치 이송유닛(160)은 유압실린더를 포함하는 것이 바람직하며, 이외에도 왕복 구동 가능한 리니어모터를 포함할 수도 있다. 이러한 토치 이송유닛(160)은 제어부(180)에 의해 구동제어된다.

상기 입력부(170)는 작업대(110)에 설치될 수 있으며, 작업자가 용접 작업정보를 입력하도록 마련된다. 즉, 입력부(170)를 통해 작업자는 용접할 거대 강관의 정보(반지름, 두께, 식별번호 등)를 입력할 수 있다. 이러한 입력부(170)는 터치스크린, 키보드와 디스플레이를 가지는 컴퓨터장치 등을 포함할 수 있으며, 입력부(170)를 통해 입력된 정보는 제어부(180)로 전달된다.

상기 제어부(180)는 작업대(110)가 도 2와 같이 거대 강관(10)에 인접하여 위치된 상태에서, 거리 측정유닛(140)에서 측정된 측정값(작업대와 강관과의 거리)과, 입력부(170)를 통해 입력된 강관(10)의 크기 정보를 근거로 하여, 용접용 토치(130)가 강관(10)의 상부에서 최적의 상태로 용접을 할 수 있는 위치에 위치되도록, 승강유닛(150)과, 토치 이송유닛(160)을 각각 독립적으로 구동제어한다. 이와 같이, 제어부(180)가 승강유닛(150) 및 토치 이송유닛(160)을 구동제어하여 토치(130)가 강관(10)의 용접부분(11)을 용접하기에 적합한 위치에 위치되도록 한 상태에서, 용접기(113)와 터닝머신(20)을 동시에 구동제어하면서 강관(10)의 용접부분(11)을 자동으로 용접할 수 있다. 즉, 터닝머신(20)을 구동시켜서, 강관(10)을 천천히 회전시키면서, 용접용 토치(130)를 이용하여 강관(10)의 용접부분(11)을 정확하게 용접할 수 있게 된다.

또한, 상기 거치대(120)에는 용접가스의 압력을 조절하여 공급하는 압력조절기(114)가 설치되며, 이 압력조절기(114)도 제어부(180)에 의해 제어된다. 이러한 압력조절기(114)는 공지의 구성이므로, 자세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 용접부분(11)의 상부에 용접용 토치(130)를 정확한 높이에 위치시키는 동작은 앞서 설명한 바와 같이, 측정된 거리와 입력된 강관(10)의 정보를 근거로 하여 승강유닛(150)과 토치 이송유닛(160)을 구동제어하여 이루어질 수 있다. 그리고 강관(10)의 길이 방향을 기준으로 하여 용접부분(11)의 상부에 용접용 토치(130)를 위치시키는 방법은 다양한 예가 가능하다. 예를 들어, 터닝머신(20)을 기준으로 하여 작업대(110)를 강관(10)에 접근 및 이격되는 위치를 미리 세팅하여 설정해 놓고, 터닝머신(20)에서 설정된 위치 및 자세로만 강관(10)을 올려놓도록 작업조건을 설정함으로써, 강관(10)의 길이 방향으로의 용접용 토치(130)의 위치가 자동으로 세팅될 수 있도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 거대 강관 용접장치(100)에 따르면, 도 1a와 같이 터닝 머신(20)에 용접할 거대 강관(10)을 먼저 배치한 상태에서, 작업대(110)를 거대 강관(10) 쪽으로 이동시킨다.

도 2와 같이 작업대(110)가 거대 강관(10)에 가까이 위치하게 되면, 작업자는 입력부(170)를 통해 거대 강관(10)의 정보를 입력한다. 그리고 제어부(180)는 거리 측정유닛(140)을 제어하여 작업대(110)에서 거대 강관(10)까지의 거리를 측정하도록 하여 거리(L 1; 도 4 참조) 정보를 획득한다. 도 4에서 상대적으로 작은 크기의 거대 강관(10')을 적용할 경우에는, 거리 측정유닛(140)은 거대 강관(10')과 작업대(110)와의 거리(L 2)를 측정하게 되며, 이와 같이 측정된 거리(L 2) 및 거대 강관(10')의 크기에 맞추어 용접용 토치(130)는 도 4에서 가상선으로 도시된 바와 같은 위치에 위치제어될 수 있게 된다.

제어부(180)는 획득된 거리정보와 거대 강관(10)의 정보(반지름)를 근거로 하여, 승강유닛(150)과 토치 이송유닛(160)을 각각 상하방향 및 수평방향으로 위치 조정하여 토치(130)가 거대 강관(10)의 중앙 상부에 위치하되, 용접하기에 적합한 위치에 위치하도록 위치 제어한다.

상기와 같이 용접용 토치(130)를 위치 제어한 상태에서, 제어부(180)는 용접기(113)를 가동하고, 터닝머신(20)을 구동제어하면서 거대 강관(10)의 용접 부분(11)을 용접하는 작업을 수행할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(180)는 크기가 다른 거대 강관(10,10')에 맞추어서 용접용 토치(130)의 위치를 조정할 수 있기 때문에, 용접용 토치(130)를 거대 강관(10,10')의 크기에 맞게 자동으로 위치시켜 용접 작업을 수행할 수 있기 때문에, 종래와 같이, 강관의 크기별로 작업대를 제작할 필요도 없고, 작업자가 강관의 상부에 위치하여 위험한 상태에서 용접작업을 할 필요가 없게 되어, 비용절감은 물론, 작업성을 향상시키고 작업자의 안전성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10,10'..강관 20..터닝 머신
100..거대강관 용접장치 110..작업대
120..거치대 130..용접용 토치
140..거리 측정유닛 150..승강유닛
160..토치 이송유닛 170..입력부
180..제어부

Claims

터닝 머신 상에서 회전되는 거대 강관을 용접하기 위한 용접 장치에 있어서,
하부에 바퀴가 설치되어 이동 가능한 작업대와;
상기 작업대에 상하 이동 가능하게 설치되는 거치대와;
상기 거치대를 상기 작업대 상에서 승강 이동시키는 승강유닛과;
상기 거치대에서 수평 이동 가능하게 설치되는 용접용 토치와;
상기 용접용 토치를 수평 이동시키는 토치 이송유닛과;
상기 터닝 머신에 놓인 거대 강관에 인접되게 상기 작업대가 이동시, 상기 작업대와 상기 거대 강관과의 거리를 측정하는 거리 측정유닛과;
상기 거대 강관에 대한 정보를 입력하는 입력부; 및
상기 입력부에서 입력된 정보와, 상기 거리 측정유닛에서 측정된 거리 측정정보를 근거로 하여, 상기 거치대와 상기 토치 이송유닛을 각각 위치이동되도록 구동제어하여 상기 용접용 토치를 상기 거대 강관의 상부의 용접위치에 위치되도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거대 강관 용접 장치.
제1항에 있어서,
상기 거리 측정유닛은 상기 거치대에 설치되어, 상기 거대 강관으로 레이저 광을 출사하고, 반사되어 되돌아오는 광을 수광하여 거리를 측정하는 레이저 측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 거대 강관 용접 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 승강유닛은,
상기 작업대에 설치되어 상기 거치대의 승강 이동을 가이드 하는 가이드부재와;
상기 작업대에 설치되는 구동모터; 및
상기 거치대에 나사 결합되며, 상기 구동모터에 의해 정방향 또는 역방향 회전구동되면서 상기 거치대를 상하 방향으로 연동시키는 리드스크류;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거대 강관 용접 장치.
제3항에 있어서,
상기 작업대에는 용접기와 용접가스통이 설치되며,
상기 제어부는 상기 터닝머신의 구동을 제어하여 상기 거대 강관을 회전시키면서, 상기 용접기를 제어하여 상기 거대 강관의 용접부분이 자동으로 용접되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 거대 강관 용접 장치.