KR20150113461A - 오버레이 용접 장치 - Google Patents

Abstract

오버레이 용접 장치가 개시된다. 오버레이 용접 장치는 용접 대상물의 내벽면을 용접하는 용접 장치로서, 상기 용접 대상물의 내부에 설치되며 구동모터에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전체와, 회전체의 외측에 서로 이격하여 방사상으로 돌출되며 회전체에 대하여 설치 높이를 달리하면서 돌출되는 복수개의 거치 프레임과, 거치 프레임의 각각의 돌출된 선단에 설치되어 내벽면의 둘레를 따라 용접하는 복수개의 용접 유닛을 포함한다.

Description

오버레이 용접 장치{OVER-RAY WELDING APPARATUS}

본 발명은 용접 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라운드 형상의 내벽면의 용접하는 시간을 절감하고, 용접 품질의 향상이 가능한 가능한 오버레이 용접 장치에 관한 것이다.

일반적으로 시추 과정에서 드릴 파이프 등이 통과하는 문풀(MOONPOOL) 등과 같이 라운드 형상의 내벽면을 갖는 용접 대상물의 용접은, 용접 대상물의 라운드 형상의 내벽면을 따라 파이프 레일을 설치하여 용접이 이루어진다.

즉, 파이프 레일을 따라 용접 장치가 용접 대상물의 내벽면을 따라 이동되도록 함으로써, 용접 대상물의 라운드 형상의 내벽면의 용접이 이루어진다.

그러나, 용접 대상물의 내벽면의 형상에 대응한 용접을 위해 파이프 레일의 규격을 변경하여 용접이 이루어짐으로써, 용접 작업의 진행을 위해 필요 설비가 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

그리고, 용접 대상물의 용접 위치의 면적에 따라 용접 장치가 복수 개로 설치되는 경우, 각각의 용접 장치의 제어 작동이 원활하지 않아 용접 품질이 저하될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 일 실시예는 라운드 형상의 내벽면을 갖는 용접 대상물의 용접 작업 소요 시간을 절감하고 용접 품질의 향상이 가능한 오버레이 용접 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면 용접 대상물의 내벽면을 용접하는 용접 장치로서, 상기 용접 대상물의 내부에 설치되며 구동모터에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전체와, 회전체의 외측에 서로 이격하여 방사상으로 돌출되며 회전체에 대하여 설치 높이를 달리하면서 돌출되는 복수개의 거치 프레임과, 거치 프레임의 각각의 돌출된 선단에 설치되어 내벽면의 둘레를 따라 용접하는용접 유닛을 포함하는 용접 장치가 제공된다.

회전체는, 구동모터의 구동축에 설치되어 회전되는 제1 기어와, 제1 기어에 치합되며 거치 프레임이 외주면에 결합되는 제2 기어를 포함할 수 있다.

거치 프레임은 제2 기어의 외주면에 적어도 2개 이상이 서로 이격되어 방사상으로 설치될 수 있다.

상기 용접 유닛은 적어도 2개 이상의 용접기를 포함하며, 거치 프레임의 돌출된 선단에는 용접기가 설치되는 마운트 프레임이 설치될 수 있다.마운트 프레임에는 내벽면과의 사이 거리를 센싱하는 거리 센서가 설치될 수 있다.

용접 유닛은, 내벽면의 상부의 둘레를 따라 제1 영역을 용접하는 제1 용접 유닛과, 내벽면에서 제1 영역과 이격된 제2 영역을 용접하는 제2 용접 유닛과, 내벽면에서 제2 영역과 이격돤 제3 영역을 용접하는 제3 용접 유닛과, 내벽면에서 제1 영역과 제2 영역의 사이 부분과 제2 영역과 상기 제3 영역의 사이 부분을 용접하는 제4 용접 유닛을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동 모터의 한 번의 구동에 따라 용접 유닛이 회전하면서 용접 대상물의 내벽면을 용접하는 것이 가능하여, 라운드 형상의 내벽면을 갖는 용접 대상물의 용접 과정에서 소요되는 시간을 단축하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오버레이 용접 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 제1 용접 유닛을 이용하여 내벽면의 제1 영역을 용접하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 제2 용접 유닛을 이용하여 내벽면의 제2 영역을 용접하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 제3 용접 유닛을 이용하여 내벽면의 제3 영역을 용접하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 제4 용접 유닛을 이용하여 내벽면을 용접하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오버레이 용접 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 오버레이 용접 장치(100)는, 라운드 형상의 내벽면(11)이 형성된 용접 대상물(13)에서 내벽면(11)을 용접하는 용접 장치에 관한 것이다. 이러한 오버레이 용접 장치(100)는, 내벽면(11) 위치에 설치되며 구동모터(10)에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전체(20)와, 회전체(20)의 외측에 복수 개로 설치되는 거치 프레임(30)과, 거치 프레임(30)의 각각의 돌출된 선단에 설치되어 내벽면의 둘레를 따라 용접하는 복수 개의 용접 유닛(40)을 포함한다.

회전체(20)는 용접 대상물(13)의 내벽면(11) 위치에서 회전 가능하게 설치될 수 있다. 회전체(20)는 구동모터(10)의 구동력을 전달받아 내벽면(11)의 근접 위치에서 회전 가능하게 설치된다.

보다 구체적으로 설명하면, 회전체(20)는, 구동모터(10)의 구동축에 설치되어 회전되는 제1 기어(21)와, 제1 기어(21)에 치합되는 제2 기어(23)를 포함한다.

제1 기어(21)는 중심 부분이 구동모터(10)의 구동축(12)에 연결되어 회전력을 전달받고, 외측에는 기어가 형성이 되어 제2 기어(23)에 치합된다. 따라서, 제1 기어(21)는 구동모터(10)의 구동력을 전달받아 제2 기어(23)로 전달할 수 있다.

제2 기어(23)는 제1 기어(21)의 외주면에 형성된 기어에 치합된 상태로 설치된다. 이를 위해 제2 기어(23)는 내부에 관통홀이 형성되며, 관통홀의 내벽면에는 제1 기어(21)에 치합되는 기어가 형성될 수 있다. 따라서, 제2 기어(23)는 제1 기어(21)의 외주면에 형성된 기어에 치합된 상태를 설치됨으로써, 구동모터(10)의 구동력에 따라 함께 회전될 수 있다, 제2 기어(23)의 외주면에는 거치 프레임(30)이 방사상으로 설치될 수 있다.

거치 프레임(30)은, 제2 기어(23)의 외주면에 적어도 3개 이상이 방사상으로 돌출되게 설치될 수 있으며, 본 실시예에서는 4개로 설치되는 것을 예시적으로 설명한다. 거치 프레임(30)은 제2 기어(23)의 외주면에 등간격을 이루며 방사상으로 설치되며, 거치 프레임(30)의 돌출된 선단에는 용접 유닛(40)이 설치된다. 본 실시예에서 거치 프레임(30)은 제2 기어(23)의 외주면에 4개로 돌출되게 설치되는 것을 예시적으로 설명한다. 이는 회전체(20)의 외부에 4개의 용접 유닛(40)을 설치하기 위한 것이나, 용접 유닛(40)이 4개로 설치되는 것으로 반드시 한정하는 것은 아니고 용접 대상물(13)의 크기에 따라 내벽면을 분할하여 용접하도록 3개 또는 4개를 초과하도록 설치되는 것도 가능하다. 경우에 따라서는 2개도 가능할 것이다.

한편, 거치 프레임(30)의 돌출된 선단에는 마운트 프레임(41)이 설치된다. 마운트 프레임(41)은 거치 프레임(30)의 단부에 용접 또는 볼트 결합 등으로 설치될 수 있으며, 측면에는 용접 유닛(40)이 내벽면(11) 방향으로 돌출되게 설치될 수 있다.

용접 유닛(40)은 라운드 형상의 표면을 갖는 용접 대상물(13)의 내벽면을 용접하기 위한 것으로, 마운트 프레임(41)에 각각 설치될 수 있다. 본 실시예에서 복수개의 용접 유닛(40)의 각각에는 복수개의 용접기(42)를 포함하는 것으로, 제1 용접 유닛(40a)과, 제2 용접 유닛(40b)과, 제3 용접 유닛(40c) 및 제4 용접 유닛(40d)을 포함한다.

제1 용접 유닛(40a)과 제2 용접 유닛(40b)과 제3 용접 유닛(40c) 및 제4 용접 유닛(40d)의 설치 위치는 동일한 높이로 설치된다. 여기서, 제1 용접 유닛(40a)과 제2 용접 유닛(40b)과 제3 용접 유닛(40c) 및 제4 용접 유닛(40d)은 용접기(42)의 위치를 변경하여 내벽면(11)에서 용접을 실시하는 높이를 달리하도록 설치될 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 용접기(42)를 설명하면서 보다 구체적으로 설명한다.

용접기(42)는 제1 용접 유닛(40a)과 제2 용접 유닛(40b)과 제3 용접 유닛(40c) 및 제4 용접 유닛(40d)의 각각에 설치된 마운트 프레임(41)에 복수개가 등간격을 이루며 설치될 수 있다. 본 실시예에서 용접기(42)는 제1 용접 유닛(40a)과 제2 용접 유닛(40b)과 제3 용접 유닛(40c)에 3개로 설치되고, 제4 용접 유닛(40d)에 2개로 설치되는 것을 예시적으로 설명한다. 그러나 용접기(42)는 전술한 개수로 반드시 한정되는 것은 아니고, 용접하고자 하는 내벽면(11)의 크기에 대응하여 2개 이하 또는 3개 이상으로 변경되는 것도 가능하다.

용접기(42)는 제1 용접 유닛(40a)과 제2 용접 유닛(40b)과 제3 용접 유닛(40c) 및 제4 용접 유닛(40d)의 각각에 설치 높이를 달리하여 설치됨으로써, 내벽면(11)을 복수개의 영역으로 분할하여 용접하는 것이 가능하다.

즉, 제1 용접 유닛(40a)에 설치되는 용접기(42)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 마운트 프레임(41)의 높이 방향으로 3개로 분할한 상태에서 상부에 설치될 수 있다. 그리고, 제2 용접 유닛(40b)에 설치되는 용접기(42)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 마운트 프레임(41)의 높이 방향으로 3개로 분할한 상태에서 중간부에 설치될 수 있다. 또한, 제3 용접 유닛(40c)에 설치되는 용접기(42)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 마운트 프레임(41)의 높이 방향으로 3개로 분할한 상태에서 하부에 설치될 수 있다.

이와 같이, 용접기(42)는 제1 용접 유닛(40a)과 제2 용접 유닛(40b)과 제3 용접 유닛(40c) 및 제4 용접 유닛(40d)의 각각에 대해 설치 높이를 달리하여 설치됨으로써, 오버레이 용접 장치(100)의 구동시 회전체(20)의 1회전에 의해 용접하고자 하는 용접 대상물(13) 의 내벽면(11)의 전체 면적의 용접이 가능하여 용접에 소요되는 시간을 절감하는 것이 가능하다. 이에 대해서 이하에서 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 2는 제1 용접 유닛을 이용하여 내벽면의 제1 영역을 용접하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 용접 유닛(40a)에 설치되는 용접기(42)는 마운트 프레임(41)의 상부에 3개로 설치될 수 있다. 따라서, 구동모터(10)가 구동되면, 제1 용접 유닛(40a)은 회전체(20)의 회전과 함께 회전되어 내벽면(11) 상부의 제1 영역(A)을 용접한다. 제2 용접 유닛(40b)은 제1 영역(A)과 이격된 제2 영역(B)에 대해 용접을 실시한다.

도 3은 제2 용접 유닛을 이용하여 내벽면의 제2 영역을 용접하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2 용접 유닛(40b)에 설치되는 용접기(42)는 마운트 프레임(41)의 중간부에 3개로 설치될 수 있다. 따라서, 구동모터(10)가 구동되면, 제2 용접 유닛(40b)은 회전체(20)의 회전과 함께 회전되어 내벽면(11) 중간부의 제2 영역(B)을 용접한다. 제3 용접 유닛(40c)은 제2 영역(B)에 대해 이격된 제3 영역(C)에 대해 용접을 실시한다.

도 4는 제3 용접 유닛을 이용하여 내벽면의 제3 영역을 용접하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제3 용접 유닛(40c)에 설치되는 용접기(42)는 마운트 프레임(41)의 하부에 3개로 설치될 수 있다. 따라서, 구동모터(10)가 구동되면, 제3 용접 유닛(40c)은 회전체(20)의 회전과 함께 회전되어 내벽면(11) 하부의 제3 영역(C)을 용접한다.

전술한 바와 같이, 제1 용접 유닛(40a)과 제2 용접 유닛(40b)과 제3 용접 유닛(40c)은 내벽면(11)의 둘레를 3개의 영역으로 분리하여 각각 용접을 실시한다. 여기서, 제1 영역(A)과 제2 영역(B)의 사이 부분과, 제2 영역(B)과 제3 영역(C)의 사이 부분은 제1 용접 유닛(40a)과 제2 용접 유닛(40b)과 제3 용접 유닛(40c)의 작동 과정에서 빈 공간이 발생될 수 있으며, 이러한 빈 공간은 제4 용접 유닛(40d)에 의해 용접이 이루어질 수 있다.

도 5는 제4 용접 유닛을 이용하여 내벽면을 용접하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제4 용접 유닛(40d)에는 2개의 용접기(42)가 설치된다. 여기서 하나의 용접기(42)는 제1 영역(A)과 제2 영역(B)의 사이 부분에 대응하게 설치될 수 있다. 그리고, 다른 하나의 용접기(42)는 제2 영역(B)과 제3 영역(C)의 사이 부분에 대응하게 설치될 수 있다. 따라서, 제4 용접 유닛(40d)의 구동에 따라 제1 영역(A)과 제2 영역(B)의 사이 공간과, 제2 영역(B)과 제3 영역(C)의 사이 공간의 용접도 함께 이루어지는 것이 가능함으로써, 용접하고자 하는 용접 대상물(13)의 내벽면(11)의 원활한 용접이 진행되는 것이 가능하다.

한편, 마운트 프레임(41)에는 거리 센서(50)가 설치될 수 있다. 거리 센서(50)는 마운트 프레임(41)과 내벽면(11)의 사이 위치를 센싱하여, 용접 유닛(40)을 적절한 위치에 설치되도록 한다. 보다 구체적으로 설명하면, 거리 센서(50)의 측정 신호를 확인하여 마운트 프레임(41)과 내벽면(11)의 사이 거리가 설정된 거리 범위를 벗어나는 것으로 확인되면, 거치 프레임(30)을 적절한 길이로 재설치함으로써 용접 유닛(40)의 설치 위치를 정정할 수 있다. 또한, 용접 유닛(40)의 설치 위치의 정정은 거치 프레임(30)을 재설치하는 것으로 한정되지 않고, 마운트 프레임(41)의 설치된 길이를 변경하는 것으로도 가능하다. 즉, 마운트 프레임(41)을 적절한 크기로 재설치 또는 마운트 프레임(41)을 스프링으로 지지된 상태에서 스토퍼에 의해 단계적으로 변경이 되는 구조를 적용하는 것도 가능하다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 오버레이 용접 장치(100)는 구동 모터()의 한 번의 구동에 따라 용접 유닛(40)이 회전하면서 용접 대상물(13)의 내벽면을 용접하는 것이 가능하여, 라운드 형상의 내벽면(11)을 갖는 용접 대상물(13)의 용접 과정에서 소요되는 시간을 단축하는 것이 가능하다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다.

10...구동모터 11...내벽면
12...구동축 13...용접 대상물
20...회전체 21...제1 기어
23...제2 기어 30...거치 프레임
40...용접 유닛 40a..제1 용접 유닛
40b,.재2 용접 유닛 40c..제3 용접 유닛
40d..제4 용접 유닛 41...마운트 프레임
50...거리 센서

Claims (6)

1. 용접 대상물의 내벽면을 용접하는 용접 장치에 있어서,
   상기 용접 대상물의 내부에 설치되며, 구동모터에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전체;
   상기 회전체의 외측에 서로 이격하여 방사상으로 돌출되며, 상기 회전체에 대하여 설치 높이를 달리하면서 돌출되는 복수개의 거치 프레임 및
   상기 거치 프레임의 각각의 돌출된 선단에 설치되어 상기 내벽면의 둘레를 따라 용접하는 용접 유닛;을 포함하는 오버레이 용접 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전체는,
   상기 구동모터의 구동축에 설치되어 회전되는 제1 기어; 및
   상기 제1 기어에 치합되며, 상기 거치 프레임이 외주면에 결합되는 제2 기어;를 포함하는 오버레이 용접 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 거치 프레임은 상기 제2 기어의 외주면에 적어도 2개 이상이 서로 이격되어 사상으로 설치되는 오버레이 용접 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 용접 유닛은 적어도 2개 이상의 용접기를 포함하며,
   상기 거치 프레임의 돌출된 선단에는 상기 용접기가 설치되는 마운트 프레임이 설치되는 오버레이 용접 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 마운트 프레임에는 상기 내벽면과의 사이 거리를 센싱하는 거리 센서가 설치되는 오버레이 용접 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 용접 유닛은,
   상기 내벽면의 상부의 둘레를 따라 제1 영역을 용접하는 제1 용접 유닛;
   상기 내벽면에서 상기 제1 영역과 이격된 제2 영역을 용접하는 제2 용접 유닛;
   상기 내벽면에서 상기 제2 영역과 이격돤 제3 영역을 용접하는 제3 용접 유닛; 및
   상기 내벽면에서 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 사이 부분과 상기 제2 영역과 상기 제3 영역의 사이 부분을 용접하는 제4 용접 유닛;를 포함하는 오버레이 용접 장치.

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