KR100540585B1 - 로봇의 용접 위빙 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접로봇이 용접을 할때 용접위빙모션의 각도를 최적화하여 용접물이 안정적으로 쌓이게 하는 로봇의 용접 위빙 방법에 관한 것으로, 용접로봇이 용접을 시작하기 전에 현재 위치를 확인하기 위해 용접로봇의 현위치 산출단계와, 상기 현위치 산출단계를 거쳐 용접 로봇이 용접 작업을 해야 할 경로를 확인하는 용접로봇의 용접경로 산출단계와, 상기 용접로봇이 용접할 경로를 산출한 후 용접위빙작업을 시작할 때 용접위빙모션에 의해 용접방향을 중심으로 용접방향 양측에 대각선으로 형성되는 각도를 최적화하여 용접속도를 빠르게 하고 용접비드모양을 안정되게 하는 용접위빙 실시단계와, 상기 용접위빙 실시단계를 거쳐 용접위빙이 마무리 되는 용접위빙 종료단계로 이루어진다.

이러한 본 발명은 용접로봇을 이용하여 용접위빙작업을 진행할 때 용접위빙모션에 의해 용접방향을 중심으로 용접방향 양측에 대각선으로 형성되는 각도를 최적화하여 용접속도를 빠르게 하고 용접비드모양을 안정되게 하는 효과가 있다.

용접 위빙 방법, 위빙 모션 각도, 용접방향, 용접 로봇

Description

로봇의 용접 위빙 방법{WELDING WEAVING METHOD OF ROBOT}

도 1a은 종래의 용접위빙방법을 도시한 사시도;

도 1b는 종래의 용접위빙방법에 따라 로봇용접토치가 용접방향을 따라 진행된 위빙모션을 표시한 간략도;

도 2a은 본 발명에 따른 로봇의 용접 위빙 방법을 도시한 사시도;

도 2b는 본 발명에 따른 로봇의 용접위빙방법에 따라 로봇용접토치가 용접방향을 따라 진행된 위빙모션을 표시한 간략도;

도 3a는 용접위빙방법에 따른 용접물이 흘러내린 형상을 도시한 단면 간략도;

도 3b는 용접위빙방법에 따른 용접물이 정상적으로 용접된 형상을 도시한 단면 간략도;

도 4는 본 발명에 따른 로봇의 용접위빙작업의 순서를 도시한 흐름도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10: 상부 용접부재 11: 종래 용접위빙모션

12: 종래 위빙모션각도 13: 용접방향

14: 용접위빙모션 15: 위빙모션각도

16: 흘러내린 용접물 17: 정상적인 용접물

본 발명은 용접로봇의 용접위빙방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접로봇이 용접을 할때 용접위빙모션의 각도를 최적화하여 용접물이 안정적으로 쌓이게 하는 로봇의 용접 위빙 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 산업현장에는 다양한 종류의 산업용 로봇이 사용되고 있으며, 이중에는 철판 등의 각종재료를 용접하는 용접용 로봇이 사용되고, 로봇을 사용한 용접에서는 용접대상 모재를 운반하여 지그에 고정시키고, 대상 모재에 용접이 실시될 용접 라인상의 용접 시작점과 용접 종료점을 입력하면 제어부는 그 저장된 소정의 프로그램에 기초하여 용접을 한다.

이러한 모재를 용접하는 데에는 아크용접 등의 방법이 주로 사용되고, 상기 아크용접은 용접토치에 와이어를 공급하면서 용접토치와 용접모재 사이에 강한 전류를 형성하여 와이어 및 모재를 순간적으로 녹이며 융착시키는 용접방법이다.

상기 아크용접을 행할 때에는 모재의 종류나 용접하고자 하는 용접 부위의 상호 접촉현상에 따라 소정의 용접조건을 미리 설정하여 입력시키는데, 이러한 용접조건들에는 용접전류, 용접전압, 용접토치와 모재간의 이격거리, 와이어의 공급속도 및 용접토치에 의한 위빙모션(weaving motion)의 속도, 위빙폭 등이 포함된다.

여기서, 위빙모션(weaving motion)이란 로봇이 용접 작업을 할 때 한 번의 경로이동으로 용입량을 많게 하기 위하여 단순한 직선 및 곡선만으로 움직이는 것이 아니라 용접진행방향에 대하여 좌우로 왔다 갔다 하는 진자운동을 하는 것을 뜻한다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 로봇을 이용한 용접위빙방법은 용접작업을 진행할 때 상부 용접부재(10)와 하부 용접부재(9)가 겹치는 곳을 용접방향에 따라 직선으로 용접로봇의 용접봉을 움직여서 용접을 하게 되는데, 이 때 용접로봇의 용접봉을 직선으로 움직이는 것보다 용접방향과 수직한 방향으로 흔들어 주면서 용접을 하면 용접비드의 퍼짐과 용접물의 용입이 잘 진행 된다.

그런데, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 방법으로 용접작업이 진행된 종래의 용접위빙모션(11)은 용접방향(13)을 중심으로 용접방향(13) 양측에 대각선으로 형성되는 종래 위빙모션각도(12)가 크게 된다.

따라서, 종래의 용접위빙방법으로 용접작업을 하면 상부에 위치한 위빙근처에서는 용접물이 용접부재에 용착되지 못하여 아래쪽으로 흘러내리게 되고, 하부에 위치한 위빙근처에는 위에서 흘러내린 용접물이 불룩하게 쌓이게 되고, 이에 따른 용접비드의 처짐이나 부재침식 등으로 인해 최적의 용접조건을 찾기가 상당히 어려운 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 용접로봇을 이용하여 용접위빙작업을 진행할 때 용접위빙모션에 의해 용접방향을 중심으로 용접방향 양측에 대각선으로 형성되는 각도를 최적화하여 용접속도를 빠르게 하고 용접비드모양 을 안정되게 하는 로봇의 용접 위빙 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 로봇의 용접 위빙 방법은 용접로봇이 용접을 시작하기 전에 현재 위치를 확인하기 위해 용접로봇의 현위치 산출단계와, 상기 현위치 산출단계를 거쳐 용접 로봇이 용접 작업을 해야 할 경로를 확인하는 용접로봇의 용접경로 산출단계와, 상기 용접로봇이 용접할 경로를 산출한 후 용접위빙작업을 시작할 때 용접위빙모션에 의해 용접방향을 중심으로 용접방향 양측에 대각선으로 형성되는 각도를 최적화하여 용접속도를 빠르게 하고 용접비드모양을 안정되게 하는 용접위빙 실시단계와, 상기 용접위빙 실시단계를 거쳐 용접위빙이 마무리 되는 용접위빙 종료단계로 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 로봇의 용접 위빙 방법에 대한 일 실시 예로서는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명한다.

도 2a은 본 발명에 따른 로봇의 용접 위빙 방법을 도시한 사시도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 로봇의 용접위빙방법에 따라 로봇용접토치가 용접방향을 따라 진행된 위빙모션을 표시한 간략도이고, 도 3a는 용접위빙방법에 따른 용접물이 흘러내린 형상을 도시한 단면 간략도이고, 도 3b는 용접위빙방법에 따른 용접물이 정상적으로 용접된 형상을 도시한 단면 간략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 로봇의 용접위빙작업의 순서를 도시한 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 로봇의 용접 위빙 방법은 우선 첫번째 단계는 용 접로봇이 용접을 시작하기 전에 현재 위치를 확인하기 위해 용접로봇의 현위치 산출단계(S1)로 구성된다.

그리고, 두번째 단계는 상기 현위치 산출단계를 거쳐 용접 로봇이 용접 작업을 해야 할 경로를 확인하는 용접로봇의 용접경로 산출단계(S2)로 이루어진다.

도 2a내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 세번째 단계는 상기 용접로봇이 용접할 경로를 산출한 후 용접위빙작업을 시작할 때 용접위빙모션(14)에 의해 용접방향(13)을 중심으로 용접방향(13) 양측에 대각선으로 형성되는 위빙모션각도(15)를 최대한 작게 하여 용접속도를 빠르게 하고 용접비드 모양을 안정되게 하는 용접위빙 실시단계(S3)로 구비된다.

이 때, 상기 용접위빙 실시단계(S3)에서 용접위빙모션(14)은 용접로봇이 용접봉을 이용하여 용접을 실시 할 때 용접방향(13)을 중심으로 상하 양측으로 지그재그로 작업을 하는 모양을 나타낸 것으로, 상기 용접방향(13)을 중심으로 대각선으로 형성된 용접 위빙모션각도(15)를 되도록 작게 함으로써 용접위빙 작업시 위쪽에서 흘러내리는 용접물(17)을 이전 스텝에서 수행한 아래쪽의 용접물(17)이 받쳐주게 되어 용접 비드의 모양이 안정되게 된다.

또한, 용접위빙모션의 대각선 방향 각도를 더욱 작게 하면 용접속도가 더 바르게 수행하여도 우수한 품질의 용접제품이 생산된다.

참고로, 도 3a와 3b는 용접물(16)이 흘러내린 상태를 표시한 것과 본 발명의 로봇 용접 위빙 방법에 따른 제대로 실행한 정상적인 용접물(17)의 상태를 도시한 것이다.

그리고 마지막 단계로는 상기 용접위빙 실시단계를 거쳐 용접위빙이 마무리 되는 용접위빙 종료단계(S4)로 이루어진다.

상기와 같은 구성과 작용단계를 갖는 본 발명에 따른 로봇의 용접 위빙 방법은 용접로봇을 이용하여 용접위빙작업을 진행할 때 용접위빙모션에 의해 용접방향을 중심으로 양측에 대각선으로 형성되는 각도를 최적화하여 용접 위빙시 위쪽에서 흘러내리는 용접물을 이전 스텝에서 수행한 아래쪽의 용접물이 받쳐주게 되고, 그 결과 용접 비드모양이 더욱 안정 되고, 용접위빙모션의 대각선 방향 각도를 더 작게 하면 용접속도를 더 빠르게 수행해도 양질의 용접제품이 생산되어 제품의 생산성 향상에 상당한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 용접로봇의 용접 제어 방법에 있어서,

   용접로봇이 용접을 시작하기 전에 현재 위치를 확인하기 위해 용접로봇의 현위치 산출단계(S1)와;

   상기 현위치 산출단계를 거쳐 용접 로봇이 용접 작업을 해야 할 경로를 확인하는 용접로봇의 용접경로 산출단계(S2)와;

   상기 용접로봇이 용접할 경로를 산출한 후 용접위빙작업을 시작할 때 용접위빙모션에 의해 용접방향을 중심으로 용접방향 양측에 대각선으로 형성되는 각도를 최적화하여 용접속도를 빠르게 하고 용접비드 모양을 안정되게 하는 용접위빙 실시단계(S3)와;

   상기 용접위빙 실시단계를 거쳐 용접위빙이 마무리 되는 용접위빙 종료단계(S4)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇의 용접 위빙 방법.

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