KR100544424B1

KR100544424B1 - 용접상태 감지시스템

Info

Publication number: KR100544424B1
Application number: KR1020030101446A
Authority: KR
Inventors: 김정태; 권길홍
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2006-01-23
Also published as: KR20050069393A

Abstract

본 발명은 용접상태 감지시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자체구동이 가능하며, 선체하부의 외판(100)에 부착되고 외판(100)의 상부에서 시행중인 용접상태를 감지하는 용접상태 감지로봇(10)과, 상기 용접상태 감지로봇(10)이 감지한 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 수신하여 자동조정하는 제어부가 내장된 메인컨트롤박스(201)와 바퀴기어와 상기 바퀴기어를 회전시키는 제어모터가 내장되어 있는 자동용접장치 이동기어박스(200)로 구성되게 되며, 상기 용접상태 감지로봇(10)은 센서부와 모터를 내장하고 있는 본체부(11)와, 상기 본체부(11)의 상단에 위치하며 회전원판(12)과 고정브라켓(121)으로 지지되어 회전하며 자동용접장치 이동기어박스(200)에 부착된 토치에 의한 용접이 실시됨에 따른 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 감지하는 감시카메라(122)와, 상기 본체부(11)의 하단측면에 취부되며 외부면에 캐터필더(15)가 장착된 전방롤러(13) 및 후방롤러(14)와, 상기 본체부(11)의 전면에 부착되며 지지대(16)에 의해 지지되어 거리와 외판의 끝단부를 감지하는 단부감지 센서롤러(17)를 포함하여서 구성된 것을 특징으로 하며, 본 발명에 의하여 용접특성을 한눈에 비교, 분석할 수 있으며, 미리 입력된 적정 상, 하한치와 비교제어 함으로써, 불량발생의 경우에 용접기의 작동을 멈추고 부저를 울려서 이를 사용자에게 알려주어 용접 불량을 자동적으로 방지할 수 있고 생산라인을 자동화할 수 있는 효과가 있다.

용접상태 감지로봇, 캐터필더, 자동용접장치 이동기어박스

Description

용접상태 감지시스템{Sensing system of welding state}

도 1은 본 발명의 용접상태를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 주요부인 용접상태 감지로봇의 구성을 도시한 사시도.

도 3은 본 발명의 주요부인 용접상태 감지로봇이 선체의 하부외판에 부착되어 있는 상황을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 주요부인 용접상태 감지로봇이 선체의 하부외판에 부착되어 있는 상황을 도시한 측면도.

도 5는 본 발명의 주요부인 용접상태 감지로봇이 선체의 하부외판에 부착되어 있는 상황을 도시한 후면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 용접상태 감지로봇 11 : 본체부

12 : 회전원판 13 : 전방롤러

14 : 후방롤러 15 : 캐터필더

16 : 지지대 17 : 단부감지 센서롤러

100 : 선체하부외판 101 : 고정지그

111 : 전자석 121 : 고정브라켓

122 : 감시카메라 200 : 자동용접장치 이동기어박스

201 : 메인 컨트롤박스 202 : 자동용접기 레일

본 발명은 용접상태 감지시스템에 관한 것으로서, 특히 자체구동이 가능하며, 선체하부의 외판에 부착되고 외판의 상부에서 시행중인 용접상태를 감지하는 용접상태 감지로봇과, 상기 용접상태 감지로봇이 감지한 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 수신하는 제어부가 내장되어 있는 자동용접장치 이동기어박스로 구성되는 용접상태 감지시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선체의 사이드 쉘 버트 웰딩작업에 자동용접을 적용하고 있다.

자동용접 원사이드 웰딩공정을 살펴보면, 첫째 용접작업을 위한 기초준비작업에 관한 서술은 생략하고 자동용접 원사이드 웰딩을 위하여 버트라인에 백킹(back'g)재 부착 및 백킹재 고정용 알루미늄패드와 마그네트를 부착한다.

둘째, 버트 웰딩라인의 브이홈에 자동용접 용가재인 소위 쇳가루를 살포한다.

셋째, 자동 원사이드웰딩을 시작한다.

넷째, 용접의 시작전후 약 300mm 구간은 크랙의 방지를 위하여 백비드를 형성하지 않고 용접완료후 오버헤드 가우징(gouging)을 실시하여 수정용접을 하게 된다.

이때에 예전에 2인1조로 작업을 할때에는 밑에서 백킹재와 철판의 밀착부위 로 흘러나오는 불빛의 밝기를 관찰하여 쐐기등으로 철판을 두들겨서 상부에 있는 기계작동자에게 신호를 보내는 방법으로 전류,전압,속도등을 조정하여 백비드의 형성과 품질을 유도하였다.

상기와 같이 작업해오던 것을 현재는 1인1조로 작업을 실시하고 있는데 상기 네 번째 항목의 실시를 위하여 용접기계의 작동 후 1차전류, 전압, 속도를 조정 및 세팅하고 밑으로 내려와 백비드 불빛의 세기를 관찰하고 즉시 위로 올라가서 관찰한 결과를 가지고 전류, 전압, 속도등을 조정하게 된다.

상기와 같은 방법은 불빛을 작업자의 경험에 의한 육안관찰로 하고 있으며, 데이터화 하여 표준화가 되어 있지않은 관계로 작업자의 기량에 따라 품질의 편차가 발생하게 되고, 부재절단시 버트라인의 열변형으로 인한 편차의 발생으로 갭이 발생되는데 이것을 브이홈의 경우 용가재를 살포하여 덮어버리므로 그부분에는 같은 전류, 전압, 속도상태에서 갭발생부위에는 백비드가 반드시 많이 나오게 되거나 심하면 이부위에서 용락현상이 발생하게 된다.

또한 1인1조로 작업을 하다보니 선체외판의 곡량등으로 인하여 불빛의 크기가 변하여도 계속 관찰을 하고 그 상황에 맞게 적정한 전류조정등을 하지 못하여 백비드의 불량이 발생하고 백비드 불량에 의한 오버헤드 자세에서의 가우징 및 수정용접 로스의 발생으로 인한 생산성 저하 및 작업자의 근골격계 질환의 유발과 작업조건의 저하의 원인이 되고 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적 은 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 동시에 감지하는 용접상태 감지로봇과, 상기 용접상태 감지로봇이 감지한 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 수신하는 제어부가 내장되어 있는 자동용접장치 이동기어박스를 포함하는 용접상태 감지시스템을 제공하고자 하는 것이 목적이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 자체구동이 가능하며, 선체하부의 외판에 부착되고 외판의 상부에서 시행중인 용접상태를 감지하는 용접상태 감지로봇과, 상기 용접상태 감지로봇이 감지한 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 수신하여 자동조정하는 제어부가 내장된 메인컨트롤박스와 자동용접장치 이동기어박스로 구성되며, 상기 용접상태 감지로봇은 센서부와 모터를 내장하고 있는 본체부와, 상기 본체부의 상단에 위치하며 회전원판과 고정브라켓으로 지지되어 회전하며 자동용접장치 이동기어박스에 부착된 토치에 의한 용접이 실시됨에 따른 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 감지하는 감시카메라와, 상기 본체부의 하단측면에 취부되며 외부면에 캐터필더가 장착된 전방롤러 및 후방롤러와, 상기 본체부의 전면에 부착되며 지지대에 의해 지지되어 거리와 외판의 끝단부를 감지하는 단부감지 센서롤러를 포함하여서 구성되며, 상기 용접상태 감지로봇의 본체부의 하단에는 전자석이 장착되어 있어 선체하부의 외판에 부착되게 되며, 상기 용접상태 감지로봇의 본체부의 내측에는 센서부에서 자동용접장치 이동기어박스에 부착된 토치에 의한 용접이 실시됨에 따른 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도를 감지하여 기준치를 초과하는 경우 경고음이 발생되는 알람발생부가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 용접상태 감지시스템을 제공하고자 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 그 일실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선 첨부된 도면을 살펴보면, 도 1은 본 발명의 용접상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 주요부인 용접상태 감지로봇의 구성을 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 주요부인 용접상태 감지로봇이 선체의 하부외판에 부착되어 있는 상황을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 주요부인 용접상태 감지로봇이 선체의 하부외판에 부착되어 있는 상황을 도시한 측면도이며, 도 5는 본 발명의 주요부인 용접상태 감지로봇이 선체의 하부외판에 부착되어 있는 상황을 도시한 후면도이다.

본 발명의 전체적인 구성은 도1에서 알 수 있듯이, 자체구동이 가능하며, 다수의 고정지그(101)로 지지되는 선체하부의 외판(100)에 부착되고 외판(100)의 상부에서 시행중인 용접상태를 감지하는 용접상태 감지로봇(10)과, 상기 용접상태 감지로봇(10)이 감지한 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 수신하여 자동조정하는 제어부가 내장된 메인컨트롤박스(201)와 자동용접장치 이동기어박스(200) 및 상기 이동기어박스(200)를 안내하는 자동용접기 레일(202)로 구성된다.

상기 자동용접장치 이동기어박스(200)에는 바퀴기어(도면 미도시)와 함께 기어를 회전시키기 위한 제어모터(도면 미도시)가 내장되어 있다.

그리고 도2와 도3, 도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 상기 용접상태 감지로봇(10)은 센서부와 모터를 내장하고 있는 본체부(11)와, 상기 본체부(11)의 상단에 위치하며 회전원판(12)과 고정브라켓(121)으로 지지되어 회전하며 자동용접 장치 이동기어박스(200)의 토치에 의한 용접이 실시됨에 따른 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 감지하는 감시카메라(122)와, 상기 본체부(11)의 하단측면에 취부되며 외부면에 캐터필더(15)가 장착된 전방롤러(13) 및 후방롤러(14)와, 상기 본체부(11)의 전면에 부착되며 지지대(16)에 의해 지지되어 거리와 외판의 끝단부를 감지하는 단부감지 센서롤러(17)를 포함하여서 구성된 것을 특징으로 하게 된다.

또한 상기 용접상태 감지로봇(10)의 본체부(11)의 하단에는 자체 축전지를 내장한 전자석(111)이 장착되어 있어 선체하부의 외판(100)에 부착되게 된다.

한편, 상기 용접상태 감지로봇(10)의 본체부(11)의 내측에는 센서부에서 자동용접장치 이동기어박스(200)의 토치에 의한 용접이 실시됨에 따른 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도를 감지하여 기준치를 초과하는 경우 경고음이 발생되는 알람발생부가 장착되어 있게 된다.

즉, 상기 용접상태 감지로봇(10)의 내부에는 디지털 신호로 변환된 감지수단의 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압과 미리 입력된 적정 디지털 신호 값을 상호 비교시키는 비교수단과, 상기 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압값이 상기 미리 입력된 적정 디지털 신호 값을 벗어나는 경우 이를 인식하여 상기 용접기의 작동을 멈추게하고 이를 사용자에게 알려주는 경보수단을 포함하여 구성되어 상기 감지수단에 감지된 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압이 상기 적정데이터 입력수단에 의해 입력된 적정 데이터값에 의해 경보 및 비교 제어되면서 용접작업을 수행하게 되는 용접상태 감지시스템인 것이다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 용접상태 감지시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

본 발명에 의하여 용접특성을 한눈에 비교, 분석할 수 있으며, 미리 입력된 적정 상, 하한치와 비교제어 함으로써, 불량발생의 경우에 용접기의 작동을 멈추고 부저를 울려서 이를 사용자에게 알려주어 용접 불량을 자동적으로 방지할 수 있고 생산라인을 자동화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

삭제
자체구동이 가능하며, 선체하부의 외판(100)에 부착되고 외판(100)의 상부에서 시행중인 용접상태를 감지하는 용접상태 감지로봇(10)과, 상기 용접상태 감지로봇(10)이 감지한 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 수신하여 자동조정하는 제어부가 내장된 메인컨트롤박스(201)와 바퀴기어와 상기 바퀴기어를 회전시키는 제어모터가 내장되어 있는 자동용접장치 이동기어박스(200)에 있어서,

상기 용접상태 감지로봇(10)은 센서부와 모터를 내장하고 있는 본체부(11)와, 상기 본체부(11)의 상단에 위치하며 회전원판(12)과 고정브라켓(121)으로 지지되어 회전하며 자동용접장치 이동기어박스(200)의 토치에 의한 용접이 실시됨에 따른 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 감지하는 감시카메라(122)와, 상기 본체부(11)의 하단측면에 취부되며 외부면에 캐터필더(15)가 장착된 전방롤러(13) 및 후방롤러(14)와, 상기 본체부(11)의 전면에 부착되며 지지대(16)에 의해 지지되어 거리와 외판의 끝단부를 감지하는 단부감지 센서롤러(17)를 포함하여서 구성된 것을 특징으로 하는 용접상태 감지시스템.
제2항에 있어서, 상기 용접상태 감지로봇(10)의 본체부(11)의 하단에는 자체 축전지를 내장한 전자석(111)이 장착되어 있어 선체하부의 외판(100)에 부착되는 것을 특징으로 하는 용접상태 감지시스템.
제2항에 있어서, 상기 용접상태 감지로봇(10)의 본체부(11)의 내측에는 센서부에서 자동용접장치 이동기어박스(200)의 토치에 의한 용접이 실시됨에 따른 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도를 감지하여 기준치를 초과하는 경우 경고음이 발생되는 알람발생부가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 용접상태 감지시스템.