KR100684620B1 - Welding carriage operating method that can weld remnant - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 용접 캐리지를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a conventional welding carriage.
도 2는 본 발명에 따른 보류부 용접 캐리지의 일 실시예를 도시한 분해사시도.Figure 2 is an exploded perspective view showing one embodiment of a retention welding carriage in accordance with the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 보류부 용접 캐리지가 보류부 용접을 수행하는 과정을 도시한 도면.3 is a view illustrating a process in which a retainer welding carriage performs a hold welding according to the present invention.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 보류부 용접 캐리지 운영 방법을 설명하는 플로우차트.4 is a flowchart for explaining a method of operating a holding part welding carriage according to the inventive concept.
도 5는 본 발명의 사상에 따른 캘리브레이션 과정을 설명하는 플로우차트.5 is a flowchart illustrating a calibration process according to the spirit of the present invention.
도 6은 본 발명의 사상에 따른 용접 토치 끝단의 운행 조절 과정을 설명하는 플로우차트.Figure 6 is a flow chart illustrating a process of adjusting the operation of the end of the welding torch according to the spirit of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 설명><Description of main parts of drawing>
202 : 가이드 롤러 210 : Y축 구동수단202: guide roller 210: Y-axis drive means
212 : 회전 기구부 지지판 216 : 회전판212: rotating mechanism part support plate 216: rotating plate
240 : Z축 스크류 242 : 지지판240: Z-axis screw 242: support plate
248 : X축 스크류 250 : 왕복블록248: X-axis screw 250: Reciprocating block
252 : 토치 홀더 254 : 왕복블록 가이더252: torch holder 254: reciprocating block guider
본 발명은 일반 용접 캐리지로 접근할 수 없어 수작업으로 용접을 수행하였던 보류부를 캐리지를 이용하여 용접을 수행하기 위한 보류부 용접 캐리지 운영 알고리즘에 관한 것이다.The present invention relates to a holding part welding carriage operating algorithm for performing welding by using a carriage in which the holding part which has been manually welded because it cannot be accessed by a general welding carriage.
일반적으로 조선소에서 선박 건조시 조립되는 블록들은 블록의 형상에 따라서 여러 가지 제작공법이 사용되며, 각 공정의 그 작업방법이 서로 상이하다. 일 예로 공장 내에서는 다양한 기능을 갖는 용접로봇 또는 자동용접장치를 통하여 용접 작업이 수행되나, 야드에서의 블록 조립 및 탑재공정의 용접작업의 경우에는 작업여건에 따라서 포터블(portable) 로봇이나 소형 캐리지 보다는 용접사에 의한 수동용접이 주로 행해지고 있다. 이는 블록 제작공정의 작업 환경 및 작업 조건 하에서는 포터블 용접 로봇을 적용하는데 많은 어려움이 있기 때문이다.In general, a variety of manufacturing methods are used according to the shape of the blocks are assembled when the ship is built in the shipyard, the working method of each process is different from each other. For example, in the factory, welding work is performed through a welding robot or automatic welding device having various functions, but in the case of welding work in the block assembly and mounting process in the yard, depending on the working conditions, Manual welding by a welding thread is mainly performed. This is because there are many difficulties in applying the portable welding robot under the working environment and working conditions of the block fabrication process.
종래 필렛 용접에 주로 사용되는 캐리지 용접의 경우 주행에 필요한 모터 하나만을 제어하는 알고리즘만으로 충분하다. 즉 시작 버튼을 누르면 ARC ON을 하고 주행을 시작하고, 정지 버튼을 누르거나 정지 센서에 부재가 감지되면 ARC OFF를 하고 주행을 멈추면 된다. 그리고 엔코더가 장착된 주행 모터를 사용할 경우 정속 주행을 위하여 추가적인 속도 제어 알고리즘만 있으면 된다. 물론 부가적인 데이터 예를 들어 아크(ARC) 온(ON) 누적 시간, 주행 누적 거리 수집 등을 위한 부분이 추 가된다면 다소 복잡해지나 그 외의 기본적인 기능에 대한 알고리즘은 간단히 구현된다. 즉 입력으로 정지 버튼과 시작 버튼, 그리고 가변저항에 의한 속도값, 정지 센서 상태만 있으면 모든 기능이 구현 가능하다.In the case of carriage welding, which is mainly used for conventional fillet welding, an algorithm for controlling only one motor required for driving is sufficient. In other words, if the start button is pressed, ARC is turned on and driving starts. If the stop button is pressed or a member is detected by the stop sensor, ARC is turned off and the driving stops. And when using a drive motor equipped with an encoder, only an additional speed control algorithm is required for constant speed travel. Of course, if additional data is added for example, such as ARC ON cumulative time, driving cumulative distance collection, etc., it becomes somewhat complicated, but algorithms for other basic functions are simply implemented. In other words, all the functions can be implemented as long as the stop button, start button, speed value by variable resistor, and stop sensor state as input.
그러나, 종래에서와 같이 용접장 한쪽 또는 양쪽 끝단이 막혀있는 부위에 대해서 소형 캐리지를 사용하는 경우 용접 시작부와 끝단부에 용접 보류부가 발생되는 문제점이 있다.However, when a small carriage is used for a portion in which one or both ends of the welding site are blocked, as in the related art, there is a problem in that a welding holding part is generated at a welding start part and an end part.
이하, 도면을 참고하여 종래 기술을 설명하기로 한다.Hereinafter, the prior art will be described with reference to the drawings.
도 1은 종래의 용접 캐리지를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a conventional welding carriage.
종래의 용접 캐리지의 선단에는 용접선을 따라 용접 캐리지를 안내하는 한 쌍의 가이드 롤러(102)가 위치하고 있고, 그 사이에 용접 토치(104)가 위치하여 용접을 수행한다. 하지만, 이러한 종래의 용접 캐리지로 용접을 수행할 경우 운행에 필요한 가이드 롤러 때문에 원천적으로 용접할 수 없는 부분이 생긴다.A pair of
즉, 용접을 용접부재의 좌측부에서 우측부로 수행한다고 가정하면, 도 1에서 알 수 있듯이 운행의 시작점 쪽에 있는 가이드 롤러(102)와 토치 사이, 운행의 끝점 쪽에 있는 가이드 롤러와 토치 사이에는 종래의 용접 캐리지로는 용접을 할 수 없는 보류부(C)가 생긴다. 따라서, 상기 보류부(C)에 대해서는 캐리지 작업 후에 작업자가 수동으로 다시 용접을 해야 하는 불편이 따른다. 상기 보류부(C)에 대해 수동으로 용접을 수행할 경우 상당한 용접시간이 소요되게 되어 그에 따른 작업의 피로도가 높아지고, 생산성은 저하되며, 작업 효율이 떨어지는 등의 문제점이 발생한다. 또한, 상기 보류부(C)에서의 용접 비드패턴(용접 품질)과 직선구간에서의 비 드패턴이 서로 동일하지 않는 문제점이 존재한다.That is, assuming that welding is performed from the left side to the right side of the welding member, as shown in FIG. 1, the conventional welding is performed between the
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 종래 수동으로 용접이 행해지던 보류부를 직선 구간과 마찬가지로 자동 용접 캐리지를 이용하여 용접을 수행함으로써, 용접시간을 단축하고, 용접 공정의 생산성과 작업 효율을 증가시키며, 직선구간과 보류부가 동일한 용접 품질을 갖게 하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems by performing the welding using the automatic welding carriage in the same way as the straight section, the welding was performed manually conventionally, shortening the welding time, the productivity and work efficiency of the welding process It is aimed at increasing the speed and making the straight section and the retention portion have the same welding quality.
보다 상세히, 주행용 모터, 회전용 모터, 토치 인(IN)-아웃(OUT)용 모터와, 끝단 및 정지 인식 센서, 홈센서, 회전용 모터에 달린 엔코더, 각종 스위치 등을 제어하기 위한 알고리즘을 통해서 토치 끝단의 직선 운동을 구현하는 것을 목적으로 한다.More specifically, algorithms for controlling the driving motor, the rotating motor, the torch in-out motor, the end and stop recognition sensors, the home sensor, the encoder attached to the rotating motor, various switches, etc. It aims to implement a linear motion of the end of the torch through.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 주행용 모터, 회전용 모터, 토치 인/아웃용 모터를 포함하는 보류부 용접 캐리지를 이용한 보류부 용접 캐리지의 운영 방법으로서, 보류부 용접 캐리지의 시스템을 초기화하는 단계, 보류부 용접 온/오프 스위치를 통하여 보류부 용접의 실시 여부 신호를 입력받는 단계, 상기 보류부 용접 캐리지의 회전과 토치 인/아웃 과정이 원활히 수행될 수 있도록 캘리브레이션이 수행되는 단계, 용접 시작 신호의 입력 여부를 판단하는 단계 및 상기 용접 시작 신호의 입력 시 상기 보류부 용접의 실시 여부에 따라 보류부 용접 또는 직선 용접이 수행되는 단계를 포함하는 보류부 용접 캐리지 운영 방법을 제공한다.The present invention for achieving the object as described above is a method of operating a holding part welding carriage using a holding part welding carriage including a driving motor, a rotating motor, a torch in / out motor, the system of the holding part welding carriage Initializing the step, receiving a signal indicating whether or not the holding part welding is performed through the holding part welding on / off switch, and performing a calibration to smoothly rotate and torch in / out the holding part welding carriage. And a holding part welding carriage operating method including determining whether a welding start signal is input and performing holding part welding or straight welding according to whether the holding part welding is performed when the welding start signal is input. .
보다 상세히, 상기 보류부 용접이 수행되는 과정은, 스텝 모터와 회전 모터를 구동하여 용접 토치를 일측으로 회전시키는 단계와, 엔코더를 통하여 상기 용접 토치의 이동 위치를 입력받는 단계와, 상기 용접 토치가 지정된 거리만큼 회전되는 순간 아크 온(ARC ON)으로 용접이 개시되는 단계와, 상기 용접 토치가 직선 궤도를 유지하며 용접을 수행하는 단계와, 홈 센서(Home Sensor)를 통하여 상기 용접 토치의 위치가 홈(Home)의 위치에 도달하는지 판단하는 단계와, 상기 용접 토치가 홈의 위치에 도달하는 순간 보류부 용접을 종료하고, 직선 용접을 수행할 것인지 판단하는 단계와, 직선 용접 수행 신호가 입력되는 직선 용접을 수행하는 단계와, 직선 용접 과정에서 토치의 회전과 토치 인/아웃을 조절하기 위하여 캘리브레이션이 수행되는 단계와, 용접선 끝단이 인식되는 경우 타측 보류부 용접을 수행하는 단계와, 상기 타측 보류부 용접 수행 후 아크 오프하는 단계 및 상기 타측으로 회전된 용접 토치를 홈의 위치로 복귀시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In more detail, the process of welding the holding part may include: driving the step motor and the rotating motor to rotate the welding torch to one side, receiving a moving position of the welding torch through an encoder, and the welding torch Starting welding with ARC ON as soon as it is rotated by a predetermined distance, performing welding while the welding torch maintains a straight track, and the position of the welding torch through a home sensor Determining whether to reach the position of the groove, ending the welding of the holding part at the moment when the welding torch reaches the position of the groove, and determining whether to perform the straight welding, and a signal for performing the straight welding Performing straight welding, calibrating to control the rotation of the torch and torch in / out during the straight welding process; If the stage is recognized, performing the other side holding part welding, arcing off after performing the other holding part welding, and the step of returning the welding torch rotated to the other side to the position of the groove.
여기서, 상기 용접 토치가 직선 궤도를 유지하며 용접을 수행하는 단계는, 작성된 데이터 테이블 함수(Data Table Function)를 통해서 상기 용접 토치의 인/아웃 값을 결정하는 단계와, 상기 데이터 테이블 함수에 저장된 값을 이용하여 상기 보류부 용접 캐리지의 X축 이동 거리를 결정하는 단계 및 엔코더를 통하여 전송되는 상기 용접 토치의 위치 신호를 기초로 상기 보류부 용접 캐리지의 회전 각도를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The welding may be performed while the welding torch maintains a straight track, determining an in / out value of the welding torch through a data table function, and a value stored in the data table function. Determining an X-axis movement distance of the retainer welding carriage by using a signal; and determining a rotation angle of the retainer welding carriage based on a position signal of the welding torch transmitted through an encoder. do.
또한, 상기 캘리브레이션이 수행되는 과정은, 토치 인 스위치를 통하여 스텝 인(STEP IN) 신호 입력 시 상기 용접 토치의 스텝 인 동작이 수행되는 단계와, 토치 아웃 스위치를 통하여 스텝 아웃(STEP OUT) 신호 입력 시 상기 용접 토치의 스텝 아웃 동작이 수행되는 단계와, 좌회전(Rotate Left) 스위치를 통하여 좌회전 신호 입력 시 상기 용접 토치의 좌회전 동작이 수행되는 단계 및 우회전(Rotate Right) 스위치를 통하여 우회전 신호 입력 시 상기 용접 토치의 우회전 동작이 수행되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the calibration may be performed by performing a step in operation of the welding torch when a STEP IN signal is input through a torch in switch, and inputting a STEP OUT signal through a torch out switch. The step of performing the step out operation of the welding torch, the step of performing the left turn operation of the welding torch when the left turn signal is input through the Rotate Left switch and the right of the turn signal input through the Rotate Right switch. It characterized in that it comprises a step of performing a right rotation operation of the welding torch.
또한, 상기 토치의 인/아웃 동작은 스텝 모터를 통하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the torch in / out operation may be performed through a stepper motor.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 보류부 용접 캐리지의 시스템을 초기화하는 단계는 사용자 인터페이스(User Interface), I/O(Input/Output), 타이머(TIMER), PWM(Puls Width Modulation), 카운터(COUNTER), ADC(Analog Digital Converter), STEP 모터를 초기화하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the initializing the system of the welding part of the holding part may include a user interface, an input / output (I / O), a timer (timer), pulse width modulation (PWM), a counter ( COUNTER), ADC (Analog Digital Converter), and STEP motors.
여기서, 상기 사용자 인터페이스(User Interface) 상에 상기 보류부 용접의 유무, 상기 보류부 용접 캐리지의 속도(Velocity), 모드(Mode), 스테이트(State) 중 어느 하나 이상이 출력되는 것을 특징으로 한다.Here, at least one of the presence or absence of the welding of the holding part, the velocity (Velocity), the mode, and the state of the holding part welding carriage may be output on the user interface.
본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the advantages of the operability of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 2는 본 발명에 따른 보류부 용접 캐리지의 일 실시예를 도시한 분해사시도이다. Figure 2 is an exploded perspective view showing an embodiment of a retention weld carriage according to the present invention.
도 2를 참조하면, 상기 용접 캐리지는 베이스 프레임(201), 회전 기구부(215), Z축 기구부(225), X축 기구부(241)를 포함한다. 상기 베이스 프레임(201)의 구성은 아래와 같다.Referring to FIG. 2, the welding carriage includes a
상기 베이스 프레임(201)의 양 측면에는 가이드 롤러(202)가 결합되어 있다. 상기 가이드 롤러(202)에는 용접부위 쪽 끝부분에 롤러가 부착되어 있다. 상기 가이드 롤러(202)는 용접 방향(이하 'Y축')과 수직한 방향(이하 'X축')으로 이동이 가능하기 때문에 용접 캐리지와 용접부위와의 거리 조정이 가능하다. 상기 베이스 프레임(201)에는 Y축 구동장치가 구비되어 있는데, 상기 Y축 구동장치는 바퀴(204), 샤프트(206), 구동용 체인(208), Y축 구동수단(210)를 포함한다. 상기 베이스 프레임(201)의 각 모서리에는 캐리지를 Y축 방향으로 이동시키는 바퀴(204)가 위치하고 있다. 용접부위 쪽 양 모서리에 위치하는 두 개의 바퀴는 X축을 따라 대응되는 두 개의 바퀴와 각각 샤프트(206)로 연결되어 있다. 상기 샤프트(206)의 양 단에는 구동용 체인(208)이 결합되어 있으며, 상기 체인(208)은 Y축 구동수단(210)와 결합되어 있다. 따라서, 상기 Y축 구동수단(210)이 작동하면 상기 체인(208)이 회전하고, 상기 체인(208)은 상기 샤프트(206)를 회전시키며, 상기 바퀴(204)는 상기 샤프트(206)와 함께 회전하여 상기 베이스 프레임(201)이 Y축 방향으로 이동하게 된다. 상기 베이스 프레임(201)의 일 측면에는 회전 기구부 지지판(212)이 형성되어 있다.
상기 베이스 프레임에는 회전 기구부(215)가 장착되어 있다. 상기 회전 기구부(215)는 회전판(216)을 포함하고 있다. 상기 회전판(216)은 하면 일 단부에 상기 베이스 프레임 지지판 상면에 형성된 원호 모양의 홈(214)과 결합되는 돌출부(218)(이하 '회전판 단부 돌출부')가 형성되어 있다. 상기 회전판 단부 돌출부(218)는 원기둥 형상을 하고 있으며 일 단부에 볼 베이링이 결합되어 있다. 상기 회전판 단부 돌출부(218)가 형성된 곳의 반대단 하면에는 자유단에 기어(220)가 형성된 돌출부(224)가 형성되어 있다. 상기 기어(220)에는 상기 회전판(216)을 회전시키기 위한 회전판 구동수단(222)이 결합되어 있다. 상기 회전판 구동수단(222)으로 회전 각도를 정교하게 제어하기 위한 스텝모터가 사용된다.The
상기 회전 기구부에는 Z축 기구부가 장착되어 있다. 상기 Z축 기구부는 상기 회전 기구부의 회전판(216)의 상면 일 단부에 X축 방향으로 부착되는 'ㄷ'모양의 제 1스크류 지지판(226)을 포함하고 있다. 상기 제 1스크류 지지판(226)의 개구부 상부 일 측에는 Z축 구동수단 지지판(228)이 부착되어 있고, 그 상면에 Z축 구동수단(230)이 위치한다. 상기 Z축 구동수단 지지판(228)의 일 측면에는 사각기둥 형상의 제 2스크류 지지판(232)이 부착되어 있다. 상기 제 2스크류 지지판(232)의 하면은 상기 회전 기구부의 회전판(216)에 부착되어 있으며, 상부에는 상기 Z축 구동수 단(230)의 일 단부에 형성된 기어가 삽입되는 홈이 형성되어 있다. 상기 제 2스크류 지지판(232)의 일 측면 상부에는 제 3스크류 지지판(234)이 위치하고 있는데, 상기 제 3스크류 지지판(234)의 일 단부는 상기 Z축 구동수단 지지판(228)의 일 측면에 반대 단부는 상기 제 1스크류 지지판(226)의 개구부의 상부 일 측면에 부착되어 있다. 상기 제 2스크류 지지판(232) 및 제 3스크류 지지판(234) 상부에는 제 4스크류 지지판(236)이 부착되어 있다. 상기 제 4스크류 지지판(236)에는 중공이 형성되어 있는데, 상기 중공에는 일 단부에 상기 Z축 구동수단(230)의 기어와 베벨기어를 형성하는 기어가 형성된 Z축 스크류(240)가 삽입되어 있다. 상기 Z축 스크류(240)는 상기 X축 기구부(241)와 결합되기 때문에 X축 기구부의 하중을 지탱해야 하는데, 상기 제 1 내지 제 4스크류 지지판이 상기 Z축 스크류(240)에 걸리는 하중을 지탱하여 준다. 상기 Z축 구동수단(230)이 작동하면 상기 Z축 스크류(240)가 회전하게 되고 상기 Z축 스크류(240)에 결합된 X축 기구부(241)가 Z축 방향으로 이동하게 된다.The rotating mechanism portion is equipped with a Z-axis mechanism portion. The Z-axis mechanism part includes a 'c' shaped first
상기 Z축 스크류(240)에는 X축 기구부(241)가 결합된다. 상기 X축 기구부(241)는 일 측면에 상기 제 4 스크류 지지판(236)에 삽입된 Z축 스크류(240)와 결합하기 위해 내부에 중공형 돌출부가 형성된 지지판(242)을 포함한다. 상기 지지판(242)의 일 측면 중앙부 양 단에는 중공형 돌출부(244)가 형성되어 있다. 상기 돌출부(244)의 중공 내부에는 베어링의 외륜이 위치하고, 베어링의 내륜에는 일 단부에 X축 구동수단(246)의 기어와 베벨기어를 형성하는 기어가 형성된 X축 스크류(248)가 삽입되어 있다. 상기 X축 구동수단(246)으로 용접 토치의 X축 방향으로의 이동을 정교하게 제어하기 위해 스텝모터를 사용한다. 상기 X축 스크류(248)는 왕복블록(250)과 결합되어 있다. 상기 왕복블록(250)은 직사각형 모양의 중공이 중앙부에 형성된 직사각형 판의 형상이다. 상기 왕복블록(250)의 일 측 중앙부 양 단에는 상기 X축 스크류(248)와 결합하기 위해 내부에 나사산이 형성된 중공이 형성되어 있다. 상기 왕복블록(250) 일 측면 단부에는 토치홀더(252)가 부착되어 있다. 상기 X축 왕복블록 일 측면 양 단에는 중공이(이하 '왕복블록 가이더용 중공') 형성되어 있고, 상기 왕복블록 가이더용 중공에는 X축 왕복블록 가이더(254)가 삽입된다. 상기 X축 왕복블록 가이더(254)는 상기 X축 스크류(248)의 양 쪽에 X축 방향으로 연장되게 위치하고 있다. 상기 X축 구동수단(246)이 작동하면 상기 X축 스크류(248)가 회전하고 상기 왕복블록(250)은 상기 X축 스크류(248)에 의해 상기 왕복블록 가이더(254)를 따라 X축 방향으로 이동하게 된다. The
도 3은 본 발명에 따른 보류부 용접 캐리지가 보류부 용접을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.3 is a view illustrating a process of performing the welding of the holding part of the holding part welding carriage according to the present invention.
도 3을 참조하면, 보류부에서 토치(256)가 용접을 수행할 경우 상기 토치(256)가 회전을 하게 되는데, 상기 토치(256)가 회전하면서 용접을 시작하는 구간(a)에서의 토치(256) 자세는 후진각에 해당되며, 토치(256)가 회전한 후 용접을 수행하는 구간(b)에서의 토치(256) 자세는 직각에 해당되고, 토치(256)가 회전하면서 용접을 종료하는 구간(c)에서의 토치(256) 자세는 전진각에 해당된다. Referring to FIG. 3, when the
이와 같이 토치(256)가 회전하는 경우 시작코너에서는 토치(256)와 모재 사 이의 간격은 좁아지게 되므로 X축 기구부의 왕복블록(250)은 X축 방향으로 후진 하게 된다. 또한, 종료코너에서는 토치(256)와 모재 사이의 간격은 넓어지게 되므로 상기 X축 기구부의 왕복블록(250)은 X축 방향으로 전진하게 된다.When the
도 4는 본 발명의 사상에 따른 보류부 용접 캐리지 운영 방법을 설명하는 플로우차트이다.4 is a flowchart for explaining a method of operating a retaining part welding carriage according to the inventive concept.
도 4를 참조하면, 보류부 용접 캐리지의 전원을 켜면 시스템 메모리에 있던 프로그램에 의하여 시스템 초기화가 이루어 진다(S100). 상기 초기화 과정을 통하여 초기화되는 대표적인 것으로 LCD, I/O, 타이머(TIMER), PWM, 카운터(COUNTER), ADC(Analog Digital Converter), STEP 모터(Motor) 등을 들 수 있다. 그리고 상기 보류부 용접 캐리지 동작의 가장 큰 분류로 보류부 용접을 수행할 것인지 보류부 용접 없이 직선 용접만 수행할 것인지를 보류부 용접 온/오프 스위치를 통하여 입력받는다(S110). 상기 보류부 용접 유무에 대한 판단 후 사용자 인터페이스(User Interface) 예를 들어 LCD 상에 상기 보류부 용접의 유무를 표시할 수 있다. 상기 사용자 인터페이스를 통하여 상기 보류부 용접 캐리지의 속도(Velocity), 모드(Mode), 스테이트(State) 등을 확인할 수 있으며 이는 개발 과정에서 유용하게 사용될 수 있다. 이후 상기 보류부 용접 캐리지의 회전과 토치 인/아웃 과정이 원활히 수행될 수 있도록 캘리브레이션(Calibration) 과정이 수행된다(S120). 본격적인 용접 과정에 들어가기 위해서는 용접 시작 버튼이 눌려졌는가를 확인해야 한다(S130). 만약 용접 시작 버튼이 눌러지지 않았다면 상기 사용자 인터페이스의 디스 플레이 또는 캘리브레이션 과정이 반복 수행된다. 상기 용접 시작 버튼이 눌려졌다면 이전에 설정되었던 보류부 용접 유무에 대한 판단에 따라 보류부 용접 또는 직선 용접이 수행된다. 우선 보류부 용접 과정을 살펴보면 최초에 용접 동작을 시작하기 위한 준비 과정을 거친다. 이하, 편의를 위하여 용접 과정은 좌측에서 우측으로 수행된다고 가정하고 설명하겠다. 우선 용접 토치를 좌측으로 회전시킨다(S140). 상기 S140 단계는 상기 X축 기구부(241)의 스텝 모터 구동을 통하여 이루어 진다. 그리고 원하는 값만큼 상기 토치가 회전하였는가를 엔코더로부터 입력되는 신호를 카운트하여 판단한다(S150). 그 결과 원하는 값만큼 상기 토치가 회전을 하게 되어 토치 인이 되면 용접을 시작하게 된다. 용접의 시작은 아크 온(ARC ON)으로 용접기에 신호를 주는 것부터 시작된다(S160). 아크가 튀기 시작하는 용접의 초기 단계에는 비드가 많이 쌓이는 현상이 생기는데 회전만 가지고 원하는 용접 품질 얻기가 힘들기 때문에 회전 보정용 주행을 통하여 이를 해결한다(S170). 그리고 이것과 동시에 X축 기구부(241)의 스텝 모터와 회전 모터를 제어하여 용접 토치의 직선 동작을 만들고 보류부 용접을 수행한다(S180). 이후 용접 토치의 위치가 홈(Home)의 위치(용접 토치가 용접선과 수직으로 만나는 위치)인가를 홈 센서(Home Sensor)를 통하여 판단하여 좌측 보류부 용접 동작을 종료하고 직선 용접을 수행할 것인가를 결정한다(S190). 만약 상기 용접 토치의 위치가 홈이 아닐 경우에는 회전 보정용 주행과 직선 동작을 반복 수행하며, 상기 용접 토치가 홈의 위치에 도달하면 직선 주행을 시작하여 직선 용접을 수행한다(S200). 상기 직선 용접 과정에서 토치의 회전과 토치 인/아웃에 대한 새로운 조절이 필요하므로 캘리브레이션 동작 이 한번 더 수행된다(S210). 상기 과정 중에 정지 신호가 입력되어 용접 동작을 멈출 것인지, 계속 용접 동작을 수행할 것인지를 결정하게 된다(S220). 정지 신호의 입력 없이 끝단 인식 센서에서 용접선의 끝단이 인지되면(S230) 우측 보류부 용접을 수행하게 된다(S240). 상기 좌측 보류부 용접 과정과 동일하게 용접 과정이 수행되고 지정한 값만큼 용접 토치가 회전한 뒤 용접 토치는 정지 하게 된다(S250). 이후 아크 온/오프를 조절하여 크레이트 동작을 수행한 후 아크 오프를 하게 된다(S260). 이후 상기 용접 토치가 원위치로 돌아가게 되는데 우선 왼쪽으로 회전 모터를 회전시켜 상기 용접 토치가 홈의 위치까지 오도록 한다(S270). 이후 사용자 인터페이스에 용접 상태를 디스플레이하고 재차 캘리브레이션을 하면서 다음 신호를 대기한다.Referring to Figure 4, When the power supply of the holding part welding carriage is turned on, system initialization is performed by the program in the system memory (S100). Typical examples of the initialization process include LCD, I / O, timer (TIMER), PWM, counter (COUNTER), ADC (Analog Digital Converter), STEP motor (Motor). In addition, the largest classification of the holding part welding carriage operation is input through the holding part welding on / off switch whether to perform holding part welding or only straight welding without holding part welding (S110). After determining whether the holding part is welded, the presence or absence of the holding part welding may be displayed on a user interface, for example, an LCD. Velocity, mode, state, etc. of the reserved welding carriage can be checked through the user interface, which can be usefully used in the development process. Thereafter, a calibration process is performed to smoothly rotate and hold the torch in / out process of the holding part welding carriage (S120). In order to enter the full-scale welding process, it is necessary to check whether the welding start button is pressed (S130). If the start welding button is not pressed, the display or calibration process of the user interface is repeated. If the welding start button is pressed, the holding part welding or the straight welding is performed according to the determination of whether the holding part welding has been previously set. First of all, the process of welding the holding part is prepared to start the welding operation. Hereinafter, it is assumed that the welding process is performed from left to right for convenience. First, the welding torch is rotated to the left (S140). The step S140 is performed by driving the step motor of the
상기 S110 단계에서 단순 직선 용접만을 수행할 것이라는 신호가 입력되면 이하의 과정이 수행된다. 먼저 용접 개시를 위하여 아크 온이 수행된다(S300). 이후 주행용 모터를 구동하여 직선 용접에 따른 주행 동작을 수행한다(S310). 상기 과정 중에 용접 토치의 회전과 상기 용접 토치의 인/아웃을 조절할 수 있는 캘리브레이션 과정이 수행된다(S320). 이후 정지 센서를 통하여 정지 신호가 입력되거나, 정지 버튼이 눌려지는 경우(S330) 상기 주행용 모터는 정지된다(S340). 일 실시예에 따르면 상기 보류부 용접 과정에서는 끝단 인식 센서로 사용되는 근접 센서를 직선 용접 과정에서 정지 센서로 활용 가능하다. 상기 S340 단계를 통하여 상기 주행용 모터가 정지되는 경우 아크 오프가 수행된다(S350). 상기 아크 오프 과정 역시 크레이트 동작이 수행된다. 이후 상기 보류부 용접에서 S270 단계와 동일하게 대기상태를 유지한다. If a signal is input in step S110 that only simple straight welding is performed, the following process is performed. Arc on is first performed to start welding (S300). Thereafter, the driving motor is driven to perform the driving operation according to the straight welding (S310). During the process, a calibration process for adjusting the rotation of the welding torch and the in / out of the welding torch is performed (S320). Thereafter, when the stop signal is input through the stop sensor or the stop button is pressed (S330), the driving motor is stopped (S340). According to an embodiment, in the holding part welding process, the proximity sensor used as the end recognition sensor may be used as the stop sensor in the straight welding process. If the driving motor is stopped through the step S340 is performed the arc off (S350). The arc off process also performs a crate operation. Thereafter, in the welding of the holding part, the standby state is maintained in the same manner as in step S270.
상기 과정은 보류부 용접 캐리지가 좌측에서 우측으로 진행한다는 가정하에 설명한 내용이며, 만약 이와는 반대의 주행을 할 경우에는 용접 동작 역시 좌측과 우측의 동작을 반대로 수행하게 된다.The above process is described under the assumption that the reserved welding carriage proceeds from the left to the right, and if the driving is performed in the opposite direction, the welding operation is also performed in the opposite operation to the left and the right.
도 5는 본 발명의 사상에 따른 캘리브레이션 과정을 설명하는 플로우차트이다.5 is a flowchart illustrating a calibration process according to the spirit of the present invention.
도 5를 참조하면, 상기 캘리브레이션 과정은 사용자가 용접 토치의 회전이나 상기 용접 토치의 인/아웃을 통하여 상기 용접 토치의 위치를 조정하는 과정을 의미한다. 먼저 토치 인 스위치를 통하여 스텝 인(STEP IN) 신호가 입력되면(S400), 상기 용접 토치의 스텝 인 동작이 수행된다(S410). 상기 스텝 인 동작을 통하여 상기 용접 토치가 지정된 값만큼 이동하였는가를 판단하고(S420), 지정된 값만큼 이동했을 경우 다음 단계로 넘어간다. 상기 S400 단계에서 스텝 인 스위치가 오프이면 아무 동작 없이 다음 단계로 넘어간다. 다음으로 토치 아웃 스위치를 통해 스텝 아웃(STEP OUT) 신호가 들어오는지 판단한다(S430). 스텝 아웃 스위치가 온이 되면 상기 용접 토치의 스텝 아웃 동작이 수행된다(S440). 상기 스텝 아웃 동작을 통하여 상기 용접 토치가 지정된 값만큼 이동하였는가를 판단하고(S450), 지정된 값만큼 이동했을 경우 다음 단계로 넘어간다. 상기 S430 단계에서 스텝 아웃 스위치가 오프이면 아무 동작 없이 다음 단계로 넘어간다. 다음으로 좌회전(Rotate Left) 스위치를 통해 좌회전 신호가 들어오는지 판단한다(S460). 상기 좌회전 스위치가 온 이 되면 상기 용접 토치의 좌회전 동작이 수행된다(S470). 상기 좌회전 동작을 통하여 상기 용접 토치가 지정된 값만큼 회전하였는가를 판단하고(S480), 지정된 값만큼 회전했을 경우 다음 단계로 넘어간다. 상기 S460 단계에서 좌회전 스위치가 오프이면 아무 동작 없이 다음 단계로 넘어간다. 마지막으로 우회전(Rotate Right) 스위치를 통해 우회전 신호가 들어오는지 판단한다(S490), 상기 우회전 스위치가 온이 되면 상기 용접 토치의 우회전 동작이 수행된다(S500). 상기 우회전 동작을 통하여 상기 용접 토치가 지정된 값만큼 회전하였는가를 판단하고(S510), 지정된 값만큼 회전했을 경우 상기 캘리브레이션 과정은 종료된다. 상기 S490 단계에서 우회전 스위치가 오프이면 아무 동작 없이 캘리브레이션 과정이 종료된다.Referring to FIG. 5, the calibration process refers to a process in which a user adjusts the position of the welding torch through rotation of the welding torch or in / out of the welding torch. First, when a step in signal is input through the torch in switch (S400), the step in operation of the welding torch is performed (S410). It is determined whether the welding torch has moved by the designated value through the step-in operation (S420), and if it moves by the designated value, the process proceeds to the next step. In step S400, if the step-in switch is off, the operation proceeds to the next step without any operation. Next, it is determined whether a step out signal is received through the torch out switch (S430). When the step out switch is turned on, the step out operation of the welding torch is performed (S440). It is determined whether the welding torch moves by the designated value through the step-out operation (S450). When the welding torch moves by the designated value, the process proceeds to the next step. In step S430, if the step-out switch is off, the operation proceeds to the next step without any operation. Next, it is determined whether a left turn signal is input through a left turn switch (S460). When the left turn switch is turned on, the left turn operation of the welding torch is performed (S470). It is determined whether the welding torch is rotated by the designated value through the left turning operation (S480), and when it is rotated by the designated value, the process proceeds to the next step. If the left turn switch is turned off in step S460 proceeds to the next step without any operation. Finally, it is determined whether a right turn signal is input through a right turn switch (S490). When the right turn switch is turned on, a right turn operation of the welding torch is performed (S500). It is determined whether the welding torch is rotated by the designated value through the right rotation operation (S510). When the welding is rotated by the specified value, the calibration process is completed. If the right turn switch is turned off in step S490 the calibration process is terminated without any operation.
도 6은 본 발명의 사상에 따른 용접 토치 끝단의 운행 조절 과정을 설명하는 플로우차트이다.6 is a flowchart illustrating a process of adjusting the driving of the end of the welding torch according to the spirit of the present invention.
도 6을 참조하면, 상기 용접 토치 끝단의 운행 조절을 통하여 직선 운동을 생성하는 과정을 알 수 있다. 상기 용접 토치가 회전하는 위치에 따라서 상기 용접 토치의 인/아웃 값이 달라지기 때문에 미리 작성된 데이터 테이블 함수(Data Table Function)를 통해서 상기 용접 토치의 인/아웃 값을 결정한다(S600). 상기 데이터 테이블 함수에 저장된 값을 이용하여 상기 보류부 용접 캐리지의 스텝 모터가 구동된다(S610). 상기 스텝 모터를 통하여 상기 용접 토치의 X축 이동량이 결정된다. 이후 상기 용접 토치가 원하는 거리만큼 이동했는지 판단하고(S620), 원하는 거리를 이동한 후에는 회전 모터를 통하여 회전 운동을 하게 된다(S630). 엔코터로부터 전송되는 값을 통해 상기 용접 토치가 원하는 값만큼 회전하였는지를 판단하고(S640), 상기 용접 토치가 원하는 값만큼 회전한 후에는 상기 과정이 일시 종료하게 된다. 상기 용접 토치가 직선 궤적을 그릴 수 있도록 상기 직선 운동과 회전 운동 과정은 보류부 용접이 수행되는 동안 반복된다.Referring to Figure 6, it can be seen that the process of generating a linear motion through the operation of the welding torch end. Since the in / out value of the welding torch is changed according to the position at which the welding torch rotates (S600), the in / out value of the welding torch is determined through a data table function. The step motor of the holding part welding carriage is driven using the value stored in the data table function (S610). The amount of X-axis movement of the welding torch is determined by the step motor. Thereafter, the welding torch determines whether it moves by a desired distance (S620), and after moving the desired distance, a rotary motion is performed through a rotating motor (S630). It is determined whether the welding torch is rotated by a desired value based on the value transmitted from the encoder (S640). After the welding torch is rotated by the desired value, the process is temporarily terminated. The linear and rotary motion processes are repeated during the retention welds so that the welding torch draws a straight trajectory.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명에 의하면, 수동으로 용접이 행해지던 보류부를 직선 구간과 마찬가지로 자동 용접 캐리지를 이용하여 용접을 수행함으로써, 용접시간을 단축시킬 수 있고, 생산성과 작업 효율을 높일 수 있으며, 직선구간과 보류부에 동일한 용접 품질을 얻을 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, welding is performed by using the automatic welding carriage as in the straight section, as in the straight section, the welding time can be shortened, productivity and working efficiency can be increased, and the straight section and the retaining section can be welded. Has the effect of obtaining the same welding quality.
보다 상세히, 주행용 모터, 회전용 모터, 토치 인(IN)-아웃(OUT)용 모터와, 끝단 및 정지 인식 센서, 홈센서, 회전용 모터에 달린 엔코더, 각종 스위치 등을 제어하기 위한 알고리즘을 통해서 토치 끝단의 직선 운동을 구현하는 효과가 있다.More specifically, algorithms for controlling the driving motor, the rotating motor, the torch in-out motor, the end and stop recognition sensors, the home sensor, the encoder attached to the rotating motor, various switches, etc. Through this, it is effective to realize the linear motion of the torch tip.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050126062A KR100684620B1 (en) | 2005-12-20 | 2005-12-20 | Welding carriage operating method that can weld remnant |
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