KR100259880B1 - Method of welding gun control and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 로봇용접용 용접건 제어방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 로봇용접을 실시함에 있어 용접건 제어(welding gun control)를 신속, 정확하게 할 수 있도록 구성된 방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
주지하는 바와 같이, 이른바 메카트로닉스(mechatronics) 관련기술이 급속도로 발달함에 따라 산업현장에서 실로 다양한 형태의 로봇(robot)을 목격할 수 있는 현실이다. 흔한 예로서, 자동차 생산현장의 경우, 용접라인에 차례로 배치된 다수의 용접로봇을 들 수 있다.As is well known, as the so-called mechatronics-related technology is rapidly developing, it is a reality that various types of robots can be witnessed in the industrial field. As a common example, in the case of automobile production sites, there are a plurality of welding robots which are sequentially arranged in a welding line.
상기 용접로봇은, 용접대상물에 전류를 흘려 직접 스폿용접(spot welding) 등을 수행하는 용접건과, 통상 집게 형상을 갖는 용접건의 개폐운동을 유도하는 관절부와, 이들 주요부를 지탱하는 지지부 및 전체적 작동제어를 위한 제어부를 포함하여 구성되어 있다.The welding robot includes a welding gun for direct current spot welding (spot welding) by applying current to a welding object, a joint part for inducing opening and closing movement of a welding gun having a tong shape, a support part for supporting these main parts, and an overall operation. It is configured to include a control unit for control.
한편, 상기 용접건을 제어함에 있어서는 온-라인(on-line)방식 및 오프-라인(off-line)방식이 있는 바 그 개요를 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, in controlling the welding gun, an on-line method and an off-line method are described as follows.
우선, 온-라인방식은, 작업자가 교시조작시(teach pendant)로 상기 용접건 및 접합대상물간의 위치관계를 직접 육안으로 확인하는 동시에 해당 용접건을 조금씩 움직여 목표 용접대상부위로 접근시키는 형태이다.First, the on-line method is a form in which a worker directly visually confirms the positional relationship between the welding gun and the object to be joined in a teach pendant and simultaneously moves the welding gun little by little to approach the target welding target site.
오프-라인방식은, CAD/CAM 시스템을 이용한 것으로서, 미리 작성된 오프-라인 프로그램(program)에 따라 상기 용접건이 자동으로 해당 용접대상부위를 향해 접근하도록 된 형태를 말한다. 물론, 이 경우, 용접로봇 자체를 구성하는 각 부분간 공차누적 등의 제요인으로 인해 작업자가 직접 육안으로 정밀제어하는 상기 온-라인방식에 비해 작업정확도가 떨어지게 된다.The off-line method, which uses a CAD / CAM system, refers to a form in which the welding gun automatically approaches the corresponding welding target site according to a pre-written off-line program. Of course, in this case, due to factors such as the accumulation of tolerances between the parts constituting the welding robot itself, the work accuracy is lower than the on-line method that the operator directly controls the naked eye.
실제 작업현장의 경우를 살펴보면, 각종 전자측정 및 제어기술이 향상됨에 따라, 초기단계에는 온-라인방식이던 것이 점차 오프-라인방식으로 변모되어가는 실정이다. 그러나, 상기 오프-라인방식을 채택한 경우라 하더라도, 해당 용접건이 어느 정도 용접대상부위에 근접한 후부터는 작업자가 직접 정밀제어하고 있다.In the case of the actual work site, as the various electronic measurement and control technology is improved, what was on-line in the early stage is gradually transformed to off-line. However, even if the above-described off-line method is adopted, since the welding gun is close to the welding target part to some extent, the operator directly controls it precisely.
그러나, 이러한 종래의 용접건 제어방법 및 장치는 다음과 같은 근본적 문제점을 지니고 있었다.However, such a conventional welding gun control method and apparatus had the following fundamental problems.
즉, 상기 온-라인 또는 오프-라인방식중 어느 쪽을 택하더라도, 최종적 정밀제어는 작업자의 육안에 의존하게 되어 그 제어의 정확도가 떨어지는 한편 작업 소요시간이 길어질 수밖에 없었다. 생산성 및 용접품질의 저하가 수반되었음은 물론이다.In other words, whether the on-line or off-line method is used, the final precision control is dependent on the operator's naked eye, and the accuracy of the control is inferior and the time required for the work is long. Of course, the productivity and welding quality was accompanied by a decrease.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 로봇용접을 실시함에 있어 상기 용접건 제어를 신속, 정확하게 할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus capable of quickly and accurately controlling the welding gun in performing robot welding.
제1도는 종래의 로봇용접용 용접건 제어방법을 나타낸 개략도,1 is a schematic view showing a conventional welding method for welding welding robots,
제2도는 본 발명 실시예의 용접건 제어방법을 나타낸 개략도이다.2 is a schematic view showing a welding gun control method according to an embodiment of the present invention.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1 : 지지부 2 : 관절부1: support part 2: joint part
3 : 용접건 4 : 용접로봇3: welding gun 4: welding robot
5 : 교시조작기 6 : 컨트롤러5: teaching controller 6: controller
7 : 행정 조절장치 8 : 용접대상물7: stroke adjusting device 8: welding object
14 : 용접로봇 15 : 근접거리센서14: welding robot 15: proximity sensor
16 : 감지신호처리부16: detection signal processing unit
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용접건 제어방법 및 장치에 따르면, 용접건상의 근접거리센서(sensor)가 감지한 용접건 및 용접대상물간 간격을 근거로 해당 용접건이 자동으로 제어되도록 한 특징이 있다. 즉, 본 발명에 있어서는 상기 용접건을 시종 오프-라인방식으로 제어하는 것이다.According to the welding gun control method and apparatus of the present invention for achieving this object, it is characterized in that the welding gun is automatically controlled based on the distance between the welding gun and the welding object detected by the proximity sensor (sensor) on the welding gun. have. That is, in the present invention, the welding gun is controlled in an off-line manner.
이하, 본 발명 실시예의 용접건 제어방법 및 장치를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a welding gun control method and apparatus of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
우선, 종래의 용접건 제어방법 및 관련장치를 개략적으로 나타낸 도1에 따르면, 지지부(1), 관절부(2) 및 용접건(3)을 포함하는 용접로봇(4)을 교시조작기(5)로 제어하도록 구성되어 있다. 작업자는 온-라인방식의 제어를 예로 들면, 해당 용접로봇으로부터 일정거리를 두고 설치된 교시조작기(5)를 조작함으로써 상기 용접건(3)의 작동을 제어한다.First, according to FIG. 1 schematically showing a conventional welding gun control method and related apparatus, a welding robot 4 including a
한편, 지지부(1)와 교시조작기(5) 사이에 도시된 컨트롤러(6)는, 해당 교시조작기(5)로부터의 전기적 신호를 받아 직접 용접로봇(4)으로 각종 제어신호를 보내는 부분이다. 즉, 이들 컨트롤러(6) 및 교시조작기(5)를 일체화하여 하나의 제어부로 생각해도 된다.On the other hand, the
또한, 용접건(3) 하단부에 장착된 행정 조절장치(stroke adjuster, 7)는, 용접대상물(8)의 두께 등에 맞춰 용접건(3) 선단간의 간격을 임의로 조절하기 위한 것이다.Moreover, the
앞서 언급한 바와 같이, 상기 용접건(3)을 대상물(8)상의 용접대상부위로 정확히 접근시키기 위해서는 상당한 주의력을 요한다. 따라서, 관련 공수투입이 과다함은 물론, 그로 인한 생산성저하의 문제가 따르게 된다. 아울러, 상기 접근 및 용접과정이 정확히 수행되지 못할 경우, 용접품질의 저하가 불가피한 점 역시 앞서 언급한 바 있다.As mentioned above, considerable care must be taken to accurately approach the
한편, 도 2에 따르면, 본 발명의 용접건 제어장치를 구성하는 용접로봇(14)은 종래의 지지부(1), 관절부(2), 용접건(3) 및 행정 조절장치(7) 외에도 상기 컨트롤러(6)에 연결된 근접거리센서(15) 및 관련 감지신호처리부(16)가 추가된 특징이 있다.On the other hand, according to Figure 2, the
상기 근접거리센서(15)는 용접건(3) 및 용접대상물(8)간 간격을 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하여 상기 감지신호처리부(16)로 보내는 역할을 한다. 여기서, 근접거리센서(15) 위치는 도시된 바의 용접건(3) 하단이 바람직하나 특별히 한정하지는 않는다. 상기 근접거리센서(15) 선단부로부터 발사되는 레이저 빔(laser beam), 초음파, 전기력 또는 자기력 등의 감지 매개체가 해당 용접대상물(8)에 제대로 도달할 수있는 위치이면 되기 때문이다.The
또한, 상기 감지신호처리부(16)는 해당 근접거리센서(15)로부터의 전기적 신호를 기입력된 제어 관련수치와 비교하여 새로운 제어신호를 만들게 된다.In addition, the detection
그 기능적 측면을 고려할 때, 감지신호처리부(16)는 컨트롤러(6) 내부에 장치하는 것이 무난하나, 상기 근접거리센서(15)에 장착하는 것도 가능하다.In view of its functional aspect, the detection
여기서, 상기 본 발명 실시예의 로봇용접용 용접건 제어장치를 사용한 구체적 제어방법을 설명하기로 한다.Here, the specific control method using the welding gun control device for robot welding of the embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 로봇용접용 용접건 제어방법은, 해당 용접건(3)을 용접대상물(8) 일정 인접거리(A)까지 접근시키는 단계와, 상기 근접거리센서(15)를 작동시켜 용접건(3) 선단 및 용접대상물(8)간 간격(B)을 감지하여 이를 컨트롤러(6)로 알려주는 단계와, 상기 간격(B)이 0(zero)을 비롯한 특정치로 될 때까지 접근계속신호를 보내는 단계를 포함하여 구성된다. 상기 인접거리(A)는 미리 프로그램상으로 설정된 수치로서, 상기 근접거리센서(15)에 의한 별도의 측정치가 아니다.In the robot welding welding gun control method of the present invention, the
반면, 상기 간격(B)은, 용접건(3) 선단이 해당 용접대상물(8)에 일정범위까지 근접한 후 상기 근접거리센서(14)가 계속 레이저 등의 감지매개체를 발사하여 직접 측정한 수치이다. 즉, 용접건(3)이 용접대상물(8)로 접근함에 따라 계속 변하는 특성을 갖는다.On the other hand, the distance (B) is a value measured directly by the end of the welding gun (3) close to the
어쨌든, 근접거리센서(15) 및 감지신호처리부(16)를 이용하여 상기 용접건(3)을 시종 정밀제어하는 관계로, 그 제어동작 자체가 정확성을 지님은 물론 용접품질 또한 크게 향상된다.Anyway, since the
한편, 최종 용접순간에는 적정 가압력이 필요한 점을 감안할 때, 상기 간격(B)의 한계치를 반드시 0으로 한정하지는 않는다. 즉, 용접건(3) 선단이 해당 용접대상물(8)과 완전 접촉한 후에도 좀더 접근토록 하여, 해당 용접건(3)이 용접대상물(8)을 눌러주는 효과를 내도록 함이 좋을 수도 있다. 이러한 사항은 단순히 설계치수상의 문제인 바 여기서는 특별히 한정하지 않는다.On the other hand, in view of the fact that an appropriate pressing force is required in the final welding moment, the threshold value of the interval B is not necessarily limited to zero. That is, the tip of the
즉, 로봇용접용 용접건 제어장치를 구성하는 요소로서 상기 근접거리센서 및 감지신호처리부를 포함함으로써, 최종 용접단계에 이르기까지의 용접건 제어과정 전체를 오프-라인방식으로 제어하는 모든 형태의 발명을 본 발명은 포함한다.That is, by including the proximity distance sensor and the detection signal processing unit as a component constituting the welding gun control device for robot welding, all forms of the invention to control the entire welding gun control process up to the final welding step in an off-line manner The present invention includes.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 로봇용접용 용접건 제어방법 및 장치에 따르면, 근접거리센서가 감지한 용접건 및 용접대상물간 간격을 근거로 해당 용접건을 시종 정밀 제어함으로써 괄목할 정도의 생산성 및 품질향상 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the robot welding welding gun control method and apparatus of the present invention, based on the distance between the welding gun and the welding object detected by the proximity sensor, the welding gun is always precisely controlled to achieve remarkable productivity and Quality improvement effect can be obtained.
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