KR100544403B1 - 끝단검출을 통한 로봇의 끝단돌림용접방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 끝단검출을 통한 로봇의 끝단돌림용접방법에 관한 것으로, 그 목적은 시작부의 용접시작점만을 로봇의 터치센싱을 통하여 얻어내고 끝단의 위치는 자동검출함으로써 보강재의 끝단돌림용접을 시행하여 생산성을 높이는 로봇용접 방법을 제공하는데 있다.

용접 로봇을 사용하여 보강재를 용접시 용접 시작점과 끝단점을 알아내는 방법에 있어서, 통상의 터치 센싱을 통하여 시작점(13) 위치를 얻어내는 단계와, 터치 센싱에 의한 끝단 검출 없이 용접 아크의 전압신호를 통한 자동검출기능을 사용하여 끝단의 위치(14)를 인식하는 단계와, 인식하는 단계에 따라 보강재의 끝단돌림용접부분(4)의 용접을 수행하게 단계로 이루어지는 것을 발명의 요지로 한다.

용접로봇, 터치센싱, 시작점, 끝단부, 끝단돌림용접

Description

끝단검출을 통한 로봇의 끝단돌림용접방법{The Method of Robot's Round Welding By Detecting Workpiece's End Point}

도 1 은 본 발명의 작업대상의 예인 보강재

도 2 는 용접위치를 표시한 보강재의 평면도

도 3 은 용접로봇의 일반적인 보강재의 시작점과 끝단점을 인식하는 센싱방법

도 4 는 본 발명에서 이용하는 끝단검출의 원리

도 5 는 본 발명을 통한 시작부만의 터치센싱

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1): 작업부재의 외판

(2) : 작업부재의 보강재

(3) : 보강재의 시작점부터 끝단까지의 용접위치

(4) : 보강재의 끝단돌림용접위치

(5) : 용접토치와 용접와이어

(6) : 시작부의 X방향 터치센싱

(7) : 시작부의 Z방향 터치센싱

(8) : 시작부의 Y방향 터치센싱

(9) : 끝단부로의 용접 토치이동

(10) 끝단부의 X방향 터치센싱

(11) : 끝단부의 Z방향 터치센싱

(12) : 끝단부의 Y방향 터치센싱

(13) : 보강재의 시작점의 위치

(14) : 보강재의 끝단점의 위치

(15) : 회전아크에서 좌측 한구역의 용접전압적분치(V_L)

(16) : 회전아크에서 우측 한구역의 용접전압적분치(V_R)

(17) : 회전 아크의 회전방향

(18) : 보강재의 자동 끝단인식시점

본 발명은 용접대상부재의 끝단을 자동검출하여 로봇의 끝단돌림용접을 가능하게 하는 방법에 관한 것으로, 종래에 부재의 시작점과 끝단의 위치를 정확히 인식하기 위해 로봇의 터치센싱이 시작부와 끝단부에 두 번 사용되었으나 용접대상부 재의 끝단의 위치를 자동으로 검출함으로써 터치센싱횟수를 반으로 줄여서 끝단돌링용접을 가능하게 하는 용접방법에 관한 것이다 .

일반적으로 조선의 소조립이나 강교의 웨브판넬등에서 외판의 강성을 보강하기 위해 도 1에 도시한 보강재를 외판에 수평필렛용접을 통한 접합을 실시해야 한다.

이러한 대상의 종래의 일반적인 로봇용접방법은 도 2에 도시한 것과 같이 보강재의 시작부와 끝단부에 각각 터치센싱을 실시함으로써 용접의 시작점과 끝단의 위치를 정확히 인식하게 된다.

첨부된 도 3을 자세히 설명하면 다음과 같다. 도 3은 일반적인 보강재의 시작점과 끝단점을 인식하는 센싱방법을 나타낸 도면인데,

(A)는 보강재의 시작부이고, (B)는 보강재의 끝단부를 도시하고 있다.

용접로봇의 용접토치와 용접와이어(5)를 이용한 시작부와 끝단부의 검출방법은 도시된 바와 같이 ,

시작부의 터치센싱으로 알아내고자 하는 시작점의 위치(13)는 시작부에서 시작점의 X방향의 좌표를 알아내기 위해 X방향으로의 터치센싱(6), 시작부에서 시작점의 Z방향의 좌표를 알아내기 위해 Z방향으로의 터치센싱(7), 시작부에서 시작점의 Y방향의 좌표를 알아내기 위해 Y방향으로의 터치센싱(8)을 통하여 시작부 정보를 알아내고,

끝단부의 터치센싱으로 알아내고자 하는 끝단의 위치(14)는 다시 끝단부에서 터치센싱을 하기 위해 용접토치를 이동(9)하고,

끝단부에서 끝단위치의 X방향의 좌표를 알아내기 위해 X방향으로의 터치센싱(10)과, 끝단부에서 끝단위치의 Z방향의 좌표를 알아내기 위해 Z방향으로의 터치센싱(11)과, 끝단부에서 끝단위치의 Y방향의 좌표를 알아내기 위해 Y방향의 터치센싱(12)을 통하여 정보를 알아낸 후 용접을 시작하게 된다.

하지만 상기와 같은 종래의 방법은 시작부의 터치센싱 후 끝단부의 터치센싱을 하기 위해 끝단부로 움직이는 시간과 끝단부의 터치 센싱시간은 아주 긴시간은 아니지만 또한 아주 짧은 시간은 아니기 때문에 보강재의 수가 많아질수록 이 시간은 생산성에 영향을 주게 되는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 시작부의 용접시작점만을 로봇의 터치센싱을 통하여 얻어내고 끝단의 위치는 자동검출함으로써 보강재의 끝단돌림용접을 시행하여 생산성을 높이는 로봇용접 방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 용접 로봇을 사용하여 보강재를 용접시 용접 시작점과 끝단점을 알아내는 방법에 있어서,

통상의 터치 센싱을 통하여 시작점(13) 위치를 얻어내는 단계와,

터치 센싱에 의한 끝단 검출 없이 연속적인 용접진행시 용접 아크의 전압신호를 통한 자동검출기능을 사용하여 끝단의 위치(14)를 인식하는 단계와,

인식하는 단계에 따라 보강재의 끝단돌림용접부분(4)의 용접을 수행하게 단계로 이루어진다.

이하 본 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 작업대상의 예인 보강재 도면인데, 작업주재의 외판(1)에 용접될 작업부재의 보강재(2)가 직각으로 세워져 있는 모습을 보이고 있다.

도 2는 용접위치를 표시한 보강재의 평면도인데, 보강재의 시작부터 끝단 까지의 용접위치(3)와, 보강재의 끝단부터 끝단돌림용접위치(4)를 도시하고 있다. 이다.

도 4는 본 발명에서 이용하는 끝단검출의 원리를 도시하고 있는데, 회전아크에서 360도 회전을 8구역으로 나누어 그 중 용접진행방향에서 좌측 한구역의 용접 전압의 적분치값(V_L)(15)과, 용접진행방향에서 우측 한구역의 용접전압의 적분치값(V_R)(16)을 도시하고 있다.

또한 회전아크의 회전방향(17)도 도시되어 있다.

끝단을 인식하는 방법은 회전아크에서 360도 회전을 8구역으로 나누어 그 중 용접진행방향에서 좌측 한구역의 용접전압의 적분치값(V_L)(15)과 회전아크에서 360도 회전을 8구역으로 나누어 그 중 용접진행방향에서 우측 한구역의 용접전압의 적분치값(V_R)(16)의 차이가 미리 설정한 문턱전압(Threshold Voltage)을 넘는 순간으로 보강재의 끝단(14)을 자동인식하는 순간(18)이다.

도 5는 본 발명을 통한 시작부(A)안의 터치센싱을 나타낸 도면이다.

시작점(13)은 터치 센싱을 통하여 그 위치를 얻어내며, 보강재의 끝단의 위치(14) 인식은 도 4에서 나타낸 끝단검출의 원리를 이용하여 얻어낸다. 전술한 바와 같이 회전아크에서 360도 회전을 8구역으로 나누어 그 중 용접진행방향에서 좌측 한구역의 용접전압의 적분치값(V_L)(15)과 회전아크에서 360도 회전을 8구역으로 나누어 그 중 용접진행방향에서 우측 한구역의 용접전압의 적분치값(V_R)(16)의 차이가 미리 설정한 문턱전압(Threshold Voltage)을 넘는 순간(18)에 로봇의 TCP(Tool Center Point)의 위치를 기억함으로써 끝단의 위치(14)로 인식한다. 즉, 도 4의 그림과 같이 용접이 진행중인 상태에서는 우측은 바닥 판인 작업부재의 외판(1)에, 좌측은 세워진 판인 작업부재의 보강재(2)에 정상적 용접이 수행되나, 끝단(14)을 지나면 우측은 바닥 판인 작업부재의 외판(1)이 있으나, 좌측은 세워진 판인 작업부재의 보강재(2)가 더 이상 없으므로 좌측에서 전압이 급격히 상승하게 되어 좌측과 우측의 차이가 크게 되는 원리를 이용하는 것이다.

삭제

따라서 이 위치를 기준으로 하여 보강재의 끝단부의 돌림용접부분(4)의 용접을 수행하게 된다.

상기와 같은 본 발명은 용접작업은 최초 터치센싱에 의해 시작점을 알아낸 후 용접을 시작하여 모재와 보강재 용접을 진행하다가, 본 발명의 끝단 검출방법에 의해 끝단을 인식하게 되면 자동적으로 돌림용접을 시작하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 본 발명은 앞에서 기술한 것처럼 용접대상부재의 끝단을 자동검출하여 로봇의 끝단돌림용접을 가능하게 하는 방법에 관한 것으로, 종래에 부재의 시작점과 끝단의 위치를 정확히 인식하기 위해 로봇의 터치센싱이 시작부와 끝단부레 두 번 사용되었으나 용접대상부재의 끝단의 위치를 자동으로 검출하므로써 터치센싱 횟수를 반으로 줄여서 끝단돌림용접을 가능하게 하는 용접방법이다.

따라서 작업량이 많을 경우 줄어든 터치센싱시간을 통한 아크율 증가로 생산성증대에 도움을 주는 등의 효과를 가지고 있다.

Claims (1)

1. 용접 로봇을 사용하여 보강재를 용접시 용접 시작점과 끝단점을 알아내는 방법에 있어서,

   통상의 터치 센싱을 통하여 시작점(13) 위치를 얻어내는 단계와,

   터치 센싱에 의한 끝단 검출 없이 연속적인 용접진행시 용접 아크의 전압신호를 통한 자동검출기능을 사용하여 끝단의 위치(14)를 인식하는 단계와,

   인식하는 단계에 따라 보강재의 끝단돌림용접부분(4)의 용접을 수행하게 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 끝단검출을 통한 로봇의 끝단돌림용접방법.

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