KR100256537B1 - Automatic grinding machine of bead weld - Google Patents

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류정열
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    • B24B51/00—Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

PURPOSE: An automatically grinding device for a bead weld is provided to uniformly maintain the remaining amount of beads through establishing an optimum grinding condition for location and sectional area of the beads welded on a base material. CONSTITUTION: A laser sensor(10) scans an upper portion of a bead weld for converting profile of the bead weld into an electric signal. The laser sensor outputs the electric signal to a measuring system(20) The measuring system calculates location and sectional area of the bead for converting into electric signals. A robot control board(30) receives the output signals from the measuring system for deciding mark for grinding according to location of the beads. Moreover, the control board decides fitting force according to the sectional area for outputting a control signal. A grinder unit(70) grinds surface of the bead according to grinding mark and grinding fitting force. Herein, a boost system(50) is installed for supplying a specific fitting force to the grinder unit through a servo valve(60).

Description

용착 비드 자동 연삭 장치Welding Bead Automatic Grinding Device

본 발명은 용착(鎔着) 비드 자동 연삭 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 모재에 용착된 비드의 연삭시에 그 연삭할 비드의 위치 및 단면적에 가장 최적인 연삭 조건을 설정함으로써 잔류 비드량을 항상 일정하게 유지할 수 있는 용착 비드 자동 연삭 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a welding bead automatic grinding device, and more specifically, the residual bead amount by setting the most optimal grinding conditions for the position and the cross-sectional area of the bead to be ground when grinding the beads deposited on the base material The invention relates to a welding bead automatic grinding device capable of maintaining a constant.

통상 모재(여기서는 자동차의 루푸와 리어휀더)는 서로 용접됨으로써 소정의 형태를 유지할 수 있도록 되어 있다. 이러한 용접 작업에서는 모재가 되는 루푸 및 리어휀더에 용접봉이 녹아서 가늘고 긴 파형의 띠 모양으로 비드가 형성되는데 이러한 비드는 그 표면이 꺼칠꺼칠하고 울퉁불퉁하기 때문에 이를 매끄럽게 하기 위해 통상 연삭(Grinding)을 실시한다.Normally, the base material (here, the car roof and the rear fender) is welded to each other to maintain a predetermined shape. In this welding operation, the welding rod is melted on the base material of the loop and rear fender, and beads are formed in the shape of a strip of thin and long waves, and these beads are usually grind and uneven, so grinding is usually performed to smooth them. .

이러한 연삭을 위한 수단으로써 종래에는 통상 용착 비드 연삭 장치가 사용되었는데 이것은 비드의 위치를 접촉식 센서나 비접촉식 센서를 이용하여 감지한후 상기 비드의 위치에 알맞게 로보트의 연삭 궤적을 결정하여 그라인더로 연삭을 실시하였다.Conventionally, the welding bead grinding device has been used as a means for the grinding, which detects the position of the bead by using a contact sensor or a non-contact sensor and determines the grinding trajectory of the robot according to the position of the bead to grind the grinder with a grinder. Was carried out.

즉, 세팅된 루푸 및 리어휀더에서 비드의 위치를 감지 및 측정하고 그 값을 기준값과 비교한 후 그 오차량만큼 연삭 궤적을 보정한후 그라인더가 설치된 로보트를 이용하여 연삭하면 비드의 위치 변화에 용이하게 대응할 수 있었다.In other words, after detecting and measuring the position of the bead in the set looper and rear fender, comparing the value with the reference value, correcting the grinding trajectory by the error amount, and grinding using the robot equipped with the grinder, it is easy to change the position of the bead. Could respond.

그러나 상기 모재에 형성되는 용착 비드의 단면적은 매우 불규칙하게 형성되며 상기 용착 비드를 연삭하는 연삭 압입력은 모든 곳에서 동일하게 유지됨으로써 결국 잔류 비드량이 모두 상이해짐으로써 잔류 비드 표면이 올록볼록한 상태로 되는 문제점이 있었다.However, the cross-sectional area of the weld bead formed in the base material is very irregular and the grinding pressure input for grinding the weld bead is kept the same everywhere, so that the residual bead surface becomes all convex, so that the residual bead surface becomes convex. There was a problem.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 모재에 용착된 비드의 연삭시에 그 연삭할 비드의 위치 및 단면적에 가장 최적인 연삭 조건을 설정함으로써 잔류 비드량을 항상 일정하게 유지할 수 있는 용착 비드 자동 연삭 장치를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, the residual bead amount is always constant by setting the most optimal grinding conditions for the position and the cross-sectional area of the beads to be ground when grinding the beads deposited on the base material. To provide a welding bead automatic grinding device that can be maintained easily.

도1은 본 발명에 의한 용착 비드 자동 연삭 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a welding bead automatic grinding device according to the present invention.

도2는 본 발명에 의한 용착 비드 자동 연삭 장치의 실시예를 도시한 상태도이다.2 is a state diagram showing an embodiment of a welding bead automatic grinding device according to the present invention.

도3은 모재에 용착된 비드의 상태를 도시한 상태도이다.3 is a state diagram showing a state of the beads deposited on the base material.

도4는 본 발명에 의한 용착 비드 자동 연삭 장치에서 그라인더부를 확대 도시한 상태도이다.Figure 4 is an enlarged state of the grinder portion in the welding bead automatic grinding device according to the present invention.

도4는 본 발명에 의한 용착 비드 자동 연삭 장치의 작동 순서를 도시한 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing the operation sequence of the welding bead automatic grinding device according to the present invention.

- 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

10 ; 레이저센서 20 ; 측정시스템10; Laser sensor 20; Measuring system

30 ; 로보트제어반 40 ; 로보트30; Robot control panel 40; Robot

50 ; 증압시스템 60 ; 서보밸브50; Booster system 60; Servo valve

70 ; 그라인더부70; Grinder

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 용착 비드 자동 연삭 장치는 모재에 형성된 용착 비드의 기준 위치를 스캐닝하여 그 윤곽을 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력하는 레이저센서와; 상기 레이저센서의 신호를 입력 신호로 하여 상기 비드의 위치와 단면적을 계산하고 이를 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력하는 측정시스템과; 상기 측정시스템의 출력 신호를 입력 신호로 하여 비드의 위치에 따른 연삭할 궤적과, 단면적에 따른 압입력을 계산하고 이를 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력하는 로보트제어반과; 상기 로보트제어반의 연삭 궤적 신호를 입력신호로 하여 그라인더부로 용착 비드 상부를 연삭하는 로보트와; 상기 로보트제어반의 압입력 신호를 입력신호로 하여 증압시스템으로부터의 공기압을 조절하여 상기 비드 상부에 압입되는 그라인더부의 압입력을 조절하는 서보밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the automatic welding bead grinding device according to the present invention comprises: a laser sensor for scanning a reference position of a welding bead formed in a base material and converting its contour into a constant electrical signal and outputting the same; A measurement system for calculating the position and the cross-sectional area of the bead using the signal of the laser sensor as an input signal and converting the same into a constant electrical signal; A robot control panel configured to calculate a trajectory to be ground according to a bead position and a pressure input according to a cross-sectional area using the output signal of the measuring system as an input signal, and convert the converted input signal into a constant electrical signal; A robot for grinding the upper surface of the weld bead with a grinder unit using the grinding trajectory signal of the robot control panel as an input signal; It characterized in that it comprises a servo valve for adjusting the pressure input of the grinder portion press-fitted on the bead by adjusting the air pressure from the boosting system by using the pressure input signal of the robot control panel as an input signal.

이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명에 의한 용착 비드 자동 연삭 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, preferred embodiments of the welding bead automatic grinding device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. same.

먼저 도1은 본 발명에 의한 용착 비드 자동 연삭 장치의 구성을 도시한 블럭도이고, 도2는 본 발명에 의한 용착 비드 자동 연삭 장치의 실시예를 도시한 상태도이다.First, Figure 1 is a block diagram showing the configuration of the welding bead automatic grinding device according to the present invention, Figure 2 is a state diagram showing an embodiment of the welding bead automatic grinding device according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명은 구성은 용착 비드의 상부를 스캐닝하여 그 윤곽을 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력할 수 있도록 레이저센서(10)가 구비되어 있으며 이는 차후 설명할 로보트(40)의 그라인더부(70) 일측에 설치되어 있다. 여기서 상기 레이저센서(10)는 도3에 도시된 바와 같이 모재가 되는 자동차의 루푸(81)와 리어휀더(82)에 용착된 비드(83)의 기준 위치, 보다 바람직하기로는 미리 설정된 6개의 기준위치(도면에서는 점선으로 도시함)를 스캐닝하도록 되어 있다. 또한 상기 레이저센서(10)는 측정시스템(20)에 결선되어 있음으로써 상기 비드의 윤곽에 해당되는 데이터를 측정시스템(20)에 출력하도록 되어 있다.As shown, the configuration of the present invention is equipped with a laser sensor 10 so as to scan the upper portion of the welding bead to convert the contour into a constant electrical signal and output the same, which is described later in the grinder portion of the robot 40 ( 70) It is installed on one side. In this case, the laser sensor 10 is a reference position of the bead 83 welded to the lupu 81 and the rear fender 82 of the automobile as the base material, as shown in FIG. The location (shown in dashed lines in the figure) is arranged to be scanned. In addition, the laser sensor 10 is connected to the measurement system 20 to output data corresponding to the contour of the bead to the measurement system 20.

이어서 상기 측정시스템(20)은 상기 레이저센서(10)의 출력 신호를 입력신호로 하여 상기 비드의 위치를 계산하고 또한 상기 비드의 윤곽 데이터를 적분처리함으로써 그 단면적을 계산한후 상기 비드의 위치와 그 각각에 대한 단면적을 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력하도록 되어 있다.Subsequently, the measurement system 20 calculates the position of the bead using the output signal of the laser sensor 10 as an input signal and calculates the cross-sectional area by integrating the contour data of the bead. The cross-sectional area of each is converted into a constant electrical signal and outputted.

또한 상기 측정시스템(20)은 로보트제어반(30)에 결선되어 있으며 상기 로보트제어반(30)은 상기 측정시스템(20)의 출력신호를 입력신호로 하여 상기 비드의 위치에 따른 연삭할 궤적을 결정하고 또한 비드의 단면적에 따른 압입력을 결정한 후 이값들에 해당하는 일정한 제어 신호를 출력하도록 되어 있다.In addition, the measurement system 20 is connected to the robot control panel 30 and the robot control panel 30 determines the trajectory to be ground according to the position of the bead by using the output signal of the measurement system 20 as an input signal. In addition, after determining the pressure input according to the cross-sectional area of the bead is to output a constant control signal corresponding to these values.

이와 같이 출력된 신호는 로보트(40)에 입력되도록 결선되어 있으며 상기 로보트(40)에는 그라인더부(70)가 구비되어 있음으로써 상기 그라인더부(70)가 주어진 연삭 궤적 및 연삭 압입력에 따라 비드 표면을 연삭할 수 있도록 되어 있다.The signal output in this way is connected to the robot 40 and the robot 40 is provided with a grinder part 70 so that the grinder part 70 has a bead surface according to a given grinding trajectory and grinding pressure input. It can be ground.

한편, 본 발명의 한 구성요소로서 증압시스템(50)이 구비되어 있는데 이는 서보밸브(60)를 통하여 상기 그라인더부(70)부에 소정의 압입력을 제공하도록 설치되어 있다.On the other hand, as a component of the present invention is provided with a boosting system 50, which is provided to provide a predetermined pressure input to the grinder portion 70 through the servo valve (60).

여기서 상기 서보밸브(60)는 로보트제어반(30)에 결선되어 있음으로써 그 로보트제어반(30)의 제어를 받게 되어 있다. 즉, 로보트제어반(30)은 미리 결정된 압입력으로 상기 서보밸브(60)를 제어함으로써 소정의 압입력이 상기 서보밸브(60)를 통해서 그라인더부(70)로 송출되도록 되어 있다.The servo valve 60 is controlled by the robot control panel 30 by being connected to the robot control panel 30. That is, the robot control panel 30 controls the servovalve 60 with a predetermined pressure input so that a predetermined pressure input is sent to the grinder unit 70 through the servovalve 60.

즉, 도4에 도시된 바와 같이 그라인더부(70)의 일측에 공기압제어용실린더(73)가 설치되어 있고 이것은 서보밸브(60)의 제어에 의해 공기압이 변화하도록 되어 있음으로써 상기 그라인더부(70)의 하단에 설치된 연마휠(72)이 비드 상부를 압입할 수 있도록 되어 있다.That is, as shown in FIG. 4, an air pressure control cylinder 73 is installed on one side of the grinder unit 70, and the air pressure is changed by the control of the servovalve 60 so that the grinder unit 70 is changed. The polishing wheel 72 provided at the lower end of the bead can press-fit the upper part of the bead.

도면중 미설명 부호 74는 서보밸브(60)로부터의 공기압이 제공되는 파이프이며, 71은 에어그라인더, 75는 에어그라인더가 지지되는 베이스, 76은 공기압제어용실린더가 결합되는 지지바, 77은 공기압제어용실린더에 결합되어 연마휠(72)의 압입력을 전달하는 커넥팅바이다.In the drawings, reference numeral 74 is a pipe provided with air pressure from the servovalve 60, 71 is an air grinder, 75 is a base on which an air grinder is supported, 76 is a support bar to which a cylinder for air pressure control is coupled, and 77 is for air pressure control. The connecting bar is coupled to the cylinder to transfer the pressing force of the polishing wheel (72).

이와 같은 용착 비드 자동 연삭 장치를 이용하여 연삭하는 방법의 구성은 도5에 도시된 바와 같이 전원이 인가되면 모든 메모리 변수를 초기화하는 초기화단계와(S1), 레이저센서(10)를 이용하여 용착 비드의 6점을 기준 위치로 하여 이것의 윤곽 데이터를 얻는 스캐닝단계와(S2), 상기 윤곽 데이터를 이용하여 비드의 위치와 단면적을 계산하는 비드위치 및 단면적 계산단계와(S3), 상기 비드 위치에 따라서 연삭할 궤적을 결정하는 연삭궤적결정단계와(S4), 상기 비드 단면적에 따라서 연삭할 압입력을 결정하는 연삭압입력결정단계와(S5), 상기 연삭궤적 및 연삭압입력으로 비드 표면을 연삭하는 연삭단계(S6)로 이루어져 있다.The configuration of the grinding method using the welding bead automatic grinding device is an initializing step of initializing all the memory variables when the power is applied as shown in Figure 5 (S1), the welding bead using the laser sensor 10 A scanning step of obtaining contour data of this point using the six points of (S2), and a bead position and cross-sectional area calculating step (S3) of calculating the position and the cross-sectional area of the bead using the contour data; Therefore, the grinding trajectory determination step of determining the trajectory to be ground (S4) and the grinding pressure input determining step of determining the pressing force to be ground according to the bead cross-sectional area (S5), and grinding the bead surface with the grinding trajectory and the grinding pressure input. It consists of a grinding step (S6).

상기와 같이 구성된 본 발명의 용착 비드 자동 연삭 장치의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the welding bead automatic grinding device of the present invention configured as described above are as follows.

먼저 전원이 인가되면 본 발명에 의한 용착 비드 자동 연삭 장치는 모든 메모리 변수를 초기화하고 소정의 프로그램을 로딩하여 작동할 준비를 한다.(S1)First, when power is applied, the welding bead automatic grinding device according to the present invention initializes all memory variables and loads a predetermined program to prepare for operation. (S1)

이어서 레이저센서(10)를 이용하여 모재, 보다 구체적으로는 자동차의 루푸(81)와 리어휀더(82) 사이에 형성된 비드(83) 표면을 스캐닝함으로써 그 윤곽 데이터를 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력한다.(S2)Subsequently, the laser sensor 10 scans the surface of the bead 83 formed between the base material, more specifically, the vehicle's lupu 81 and the rear fender 82 to convert the contour data into a constant electrical signal and output the same. (S2)

여기서 상기 레이저센서(10)는 용착 비드의 6점을 기준 위치로 정하고 그곳의 위치 및 윤곽을 스캐닝한다.Here, the laser sensor 10 sets the six points of the welding bead as a reference position and scans the position and contour thereof.

다음으로는 상기 레이저센서(10)의 출력신호를 입력신호로 하는 측정시스템(20)을 이용하여 상기 윤곽 데이터로부터 비드의 위치와 단면적을 계산하고 이를 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력한다.(S3)Next, the position and the cross-sectional area of the bead are calculated from the contour data using the measurement system 20 using the output signal of the laser sensor 10 as an input signal, and then converted into a constant electrical signal and output.

이어서 상기 측정시스템(20)의 출력신호를 입력신호로 하는 로보트제어반(30)을 이용하여 상기 비드 위치에 따라서 연삭할 궤적을 결정하고(S4), 상기 비드 단면적에 따라서 연삭할 압입력을 결정(S5)하여 소정의 전기적 신호로 출력한다.Subsequently, the robot control panel 30 having the output signal of the measuring system 20 as an input signal is used to determine the trajectory to be ground according to the bead position (S4), and to determine the pressure input to be ground according to the bead cross-sectional area ( S5) to output a predetermined electrical signal.

여기서 상기 연삭 압입력에 대한 전기적 신호는 증압시스템(50)으로부터 송출되는 공기압을 조절하는 서보밸브(60)에 출력된다.Here, the electrical signal for the grinding pressure input is output to the servovalve 60 for adjusting the air pressure sent from the boosting system 50.

마지막으로 상기 로보트제어반(30)로부터의 출력신호는 로보트(40)에 입력되고 로보트(40)는 상기 연삭궤적 및 연삭 압입력에 대응하도록 그라인더부(70)를 제어하여 비드 표면을 연삭하게 되는 것이다.(S6)Finally, the output signal from the robot control panel 30 is input to the robot 40, the robot 40 is to grind the bead surface by controlling the grinder unit 70 so as to correspond to the grinding trace and the grinding pressure input. (S6)

여기서 상기 연삭궤적은 로보트(40)의 이동에 의해 실시되며, 연삭 압입력은 서보밸브(60)로부터 출력되는 압입력이 압입력제어용실린더(73)에 인가됨으로써 연마휠의 압입력이 조절된다.Here, the grinding trace is performed by the movement of the robot 40, and the grinding pressure input is applied to the pressure input control cylinder 73 by the pressure input output from the servovalve 60 to adjust the pressure input of the polishing wheel.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 여기에만 한정되지 않고 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 여러가지로 변형된 실시예가 가능하다.As described above, although the present invention has been described with reference to the above embodiments, various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the present invention.

따라서 본 발명에 의한 용착 비드 자동 연삭 장치에 의하면, 용착 비드의 위치뿐만 아니라 그 단면적도 계산함으로써 연삭할 궤적과 연삭할 때의 압입력을 자동으로 조절함으로써 그 단면적에 비례하게 연삭 조건을 설정함으로써 잔류 비드량을 항상 일정하게 유지하는 고유의 효과가 있다.Therefore, according to the welding bead automatic grinding device according to the present invention, by not only the position of the welding bead but also its cross-sectional area, the grinding condition is set in proportion to the cross-sectional area by automatically adjusting the trajectory to be ground and the pushing force when grinding. There is an inherent effect of keeping a constant bead amount at all times.

Claims (1)

모재에 형성된 용착 비드의 기준 위치를 스캐닝하여 그 윤곽을 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력하는 레이저센서(10)와;A laser sensor 10 for scanning a reference position of the weld bead formed in the base material and converting the contour into a constant electrical signal and outputting the same; 상기 레이저센서(10)의 신호를 입력 신호로 하여 상기 비드의 위치와 단면적을 계산하고 이를 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력하는 측정시스템(20)과;A measurement system 20 for calculating a position and a cross-sectional area of the bead using the signal of the laser sensor 10 as an input signal and converting the same into a constant electrical signal; 상기 측정시스템(20)의 출력 신호를 입력 신호로 하여 비드의 위치에 따른 연삭할 궤적과, 단면적에 따른 압입력을 계산하고 이를 일정한 전기적 신호로 변환하여 출력하는 로보트제어반(30)과;A robot control panel 30 which calculates a trajectory to be ground according to the position of the bead and a pressure input according to the cross-sectional area using the output signal of the measuring system 20 as an input signal, and converts the input signal into a constant electrical signal; 상기 로보트제어반(30)의 연삭 궤적 신호를 입력신호로 하여 그라인더부(70)로 용착 비드 상부를 연삭하는 로보트(40)와;A robot (40) for grinding the weld bead top with the grinder unit (70) using the grinding trajectory signal of the robot control panel (30) as an input signal; 상기 로보트제어반(30)의 압입력 신호를 입력신호로 하여 증압시스템(50)으로부터의 공기압을 조절하여 상기 비드 상부에 압입되는 그라인더부(70)의 압입력을 조절하는 서보밸브(60)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 용착 비드 자동 연삭 장치.And a servovalve 60 for adjusting the pressure input of the grinder unit 70 press-fitted on the bead by adjusting the air pressure from the booster system 50 using the pressure input signal of the robot control panel 30 as an input signal. Welding bead automatic grinding device, characterized in that made.
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