KR100264283B1 - 갠트리용접시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 5축으로 구성되어 5자유도를 갖고 3차원 곡선용접시 용접자세를 균일하게 유지할 수 있도록 한 5자유도 갠트리시스템에 관한 것으로, 용접로봇을 부착하고 레일상을 주행하며 피용접물을 용접하는 갠트리 시스템에 있어서, 평행한 한쌍의 레일상에 안착되어 주행하는 한쌍의 지지각들과, 지지각들의 상단부를 연결하는 수평프레임을 구비하고 대략 ∩형으로 형상화된 몸체; 상기 몸체의 수평프레임에 설치되어 수평프레임상을 횡행하는 횡행부; 상기 횡행부의 저부에 고정되어 수축팽창하는 신축봉; 상기 신축봉에 축설되어 그 축선을 중심으로 좌우방향으로 회전하는 회전축; 및 상기 회전축의 하단에 취부되어 회전축과 대략 직각방향의 상하로 소정각도 선회되며, 하단부에 상기 용접로봇이 고정되는 선회축을 포함하며, 이에 의해 본 발명은 3차원 곡선용접시 용접자세를 균일하게 유지할 수 있으며, 특히 본 갠트리시스템에 용접로봇 뿐만아니라, 조립 및 도장용 로봇을 장착하여 다양한 3차원 곡면작업을 수행할 수 있다.

Description

갠트리 용접시스템

본 발명은 대형 피용접물의 수직곡면을 균일한 용접자세로 용접할 수 있는 갠트리 용접시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 갠트리 용접시스템은 평행한 한쌍의 레일상에 안착되어 주행하는 한쌍의 지지각들과 지지각들을 연결하여 대략 ∩ 자형을 갖게하는 수평프레임을 구비한 몸체와, 이 몸체의 수평프레임에 설치되어 수평프레임상을 횡행하는 횡행부 및, 횡행부의 저부에 고정되어 다수의 절곡된 관절을 갖고 피용접물을 용접하는 용접로봇으로 구성되어 있다. 이와 같은 갠트리 용접시스템은 도 1에 도시한 것과 같은 3자유도 갠트리형과, 도 2에서와 같은 4자유도를 갖는 갠트리형이 알려져 있었다.

도 1에서와 같은 3자유도 갠트리형은 그 양지지각(10a,10b)이 평행한 한쌍의 레일(20a,20b)상에 안착되어 레일(20a,20b)을 따라 주행하게 되고, 양지지각 (10a,10b)을 연결한 수평프레임(11)상에는 횡행부(30)가 수평방향으로 횡행하게 되는 구조를 갖는다. 이 횡행부(30)에는 용접로봇(미도시)이 부착된 상하동수단(31)이 상하로 신축되는 3축으로 구성된다. 따라서, U,V,W방향의 3자유도를 갖게 된다.

또한, 도 2의 4자유도 갠트리 용접시스템은 도 1과 같은 구조에 수평회전부 (32)을 더 구비하고, U,V,W방향의 운동과 더불어 W방향에서 수평회전하는 4축구조를 가지므로 용접범위의 폭을 넓혔다.

그러나, 4자유도의 갠트리 용접시스템으로는 바닥에서부터 횡행부에 이르는 대형 구조물의 직선용접은 가능하지만 수직곡면용접은 불가능한 문제점이 있다.

즉, 용접로봇만의 수직방향곡면용접은 로봇의 관절연결점이 축이 되어 원호를 그리므로 피용접물의 수직방향 곡면의 반경이 로봇의 수직방향 원호 보다 큰 경우에는 수직방향 곡면용접이 불가능한 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 갠트리 용접시스템이 갖는 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 종래 4축구조의 갠트리 용접시스템에 수직방향 의 원호반경 궤적을 더 크게 가져 갈 수 있는 새로운 축구조를 결합한 5축의 자유도를 갖는 갠트리 용접시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 3자유도 갠트리 용접시스템의 개략도,

도 2는 종래의 4자유도 갠트리 용접시스템의 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 갠트리 용접시스템의 개략구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

10a,10b : 지지각 11 : 수평프레임

20a,20b : 레일 30 : 횡행부

31 : 상하동수단 32 : 수평회전부

33 : 수직회전부 40 : 피용접물

50 : 용접로봇

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 갠트리 용접시스템은 용접로봇을 부착하고 레일상을 주행하며 피용접물을 용접하는 갠트리 용접시스템에 있어서, 평행한 한쌍의 레일상에 안착되어 주행하는 한쌍의 지지각들과, 지지각들의 상단부를 연결하는 수평프레임을 구비하는 몸체: 상기 몸체의 수평프레임에 설치되어 수평프레임상을 횡행하는 횡행부: 상기 횡행부의 저부에 고정되어 수직방향 이동하는 상하동수단: 상기 상하동수단에 축설되어 그 축선을 중심으로 수평방향으로 좌,우회전하는 수평회전부: 및 상기 수평회전부의 하단에 취부되어 수평회전부와 직교하는 방향으로 원호상 궤적을 그리고, 상기 용접로봇을 하부에 취부하도록 하는 수직회전부를 포함하여서 된다.

이와같은 본 발명은 갠트리 용접시스템의 상부에 맞닿을 정도의 초대형 용접 구조물의 수직방향 곡면의 용접이 가능해지는 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 갠트리 용접시스템의 개략구조도이다.

도시한 바와 같이, 본 갠트리 용접시스템은 평행한 한쌍의 레일(20a,20b)상에 안착되어 주행하는 한쌍의 지지각들(10a,10b)과 지지각들(10a,10b)을 연결하여 대략 ∩ 자형을 갖게 하는 수평프레임(11)을 구비한 몸체와, 이 몸체의 수평프레임 (11)에 설치되어 수평프레임(11)상을 횡행하는 횡행부(30) 및, 횡행부(30)의 저부에 고정되어 상하 이동하는 상하동수단(31)과, 상하동수단(31)에 축설되어 그 축선의 하부 수평방향으로 좌우회전하는 수평회전부(32) 및, 수평회전부(32)의 하단에 취부되어 수평회전부(33)을 구비하고 있다. 이 수직회전부(33)에는 다수의 절곡된 관절을 갖고 피용접물(40)을 용접하는 용접로봇(50)이 고정된다.

이상과 같은 구조로써 용접로봇(50)이 고정되어 대형 구조물(40)의 곡면용접 부위로 용접로봇(50)을 이동시킴이 가능한 5개의 가동부를 구비하게 된다. 이로 인해 3차원 곡면용접작업의 범위를 확장하게 된다.

이하부터는 본 발명의 동작에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 지지각들(10a,10b)이 레일(20a,20b)을 따라 주행한 후, 수평프레임 (11)상을 횡행부(30)가 횡행하여 수평프레임(11)상에 매달린 용접로봇(50)을 피용접물(40)의 정확한 상부에 위치시킨다. 그런 다음, 횡행부(30)에서 상하동수단(31)을 가동시켜 용접로봇(50)을 하강시킴에 의해 피용접물(40)에 용접로봇(50)을 근접시키고, 상하동수단(31)으로부터 수평회전부(32)을 좌우방향으로 회전시키는 한편, 수평회전부(32)의 단부에 고정된 수직회전부(33)를 정점으로 용접로봇(50)을 상하방향으로 선회시켜 수직회전부(33)의 하단에 구비된 용접로봇(50)을 5축 방향으로 가동하며 3차원 곡면용접을 수행하게 된다.

이와같이 본 발명은 종래 로봇의 관절 연결점을 축으로 하는 경우 원호상의 용접궤적이 작아 대형피용접물에 적용이 불가하던 문제점을 개선하여 수직방향의 원호를 그리는 대형 피용접물의 곡면용접이 가능하도록 한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 갠트리 용접시스템에 있어서, 평행한 한쌍의 레일상에 안착되어 주행하는 한쌍의 지지각들과, 지지각들의 상단부를 연결하는 수평프레임을 구비한 몸체; 상기 몸체의 수평프레임에 횡방향이동가능하게 설치되어 수평프레임상을 횡행하는 횡행부; 상기 횡행부의 저부에서 상하로 이동하는 상하동수단; 상기 상하동수단에 축설되어 그 축선을 중심으로 좌,우방향으로 회전하는 수평회전부; 및 상기 수평회전부의 하단에 취부되어 수평회전부와 수직으로 직교하는 방향에서 원호상 궤적을 그리고 상기 용접로봇을 하부에 취부하도록 하는 수직회전부를 포함하는 갠트리 용접시스템.

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