KR100750900B1 - 용접로봇을 이용한 이음용접 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접로봇을 이용한 이음용접 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 로봇제어부가 용접로봇의 에러점을 감지하는 단계, 로봇제어부가 센싱부로부터 감지된 에러점의 센싱정보를 저장하는 단계, 로봇제어부가 에러점이 발생된 지점부터 이음용접 수행여부를 판단하는 단계, 로봇제어부가 외부로부터 이음용접 신호가 입력되면 수동 및 자동용접 여부를 판단하는 단계, 자동용접일 경우 로봇제어부에 저장된 에러 및 센싱 정보를 통해 새로운 용접 경로를 생성하는 단계, 수동용접일 경우, 에러 전 저장된 센싱 정보를 가지고 용접경로를 생성하는 단계, 센싱된 정보를 사용하지 않을 경우 새로 센싱을 하고 이러한 정보를 통해 용접 경로를 새로 형성하는 단계 및 로봇제어부가 생성된 용접경로를 따라 아크센서를 사용하여 경로오차를 줄이며 용접을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접로봇을 이용한 이음용접 방법이 제공된다.

용접토치, 용접로봇, 로봇제어부

Description

용접로봇을 이용한 이음용접 방법{Method of The Continuous Weld for Robot Weld}

도 1은 본 발명에 따른 용접로봇을 이용한 이음용접의 구성을 나타내는 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 용접로봇을 이용한 이음용접방법의 흐름도를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

111 : 로봇메모리 200 : 로봇제어부

211 : 사용자 입력부 212 : 좌표변환부

213 : 경로재생성부 214 : 용접로봇부

215 : 용접토치 216 : 센싱부

본 발명은 용접로봇을 이용한 이음용접 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박, 대형 유체탱크, 평면용접부 등의 용접부위에 있어서 용접로봇이 용접을 수행하다 에러라고 판단되는 위치에서 용접로봇의 작동을 멈추고 에러수정 후 다시 이어 용접 마무리 위치까지 용접선이 끊기지 않도록 하는 용접로봇을 이용한 이음용접 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 용접 중에는 예기치 못한 용접불량들이 자주 발생되므로 용접불량을 지속적으로 감시할 필요가 있다.

즉, 용접 와이어가 꼬인 경우, 용접 와이어의 공급이 불량한 경우, 용접 와이어가 전부 소모된 경우, 용접 와이어의 길이가 1회분의 용접을 하기에는 그 길이가 짧은 경우, 용접 와이어가 끊긴 경우, 용접 와이어가 융착된 경우, 팁이 막힌 경우, 용접기의 이상 등의 원인으로 인하여 용접 와이어가 공급되지 않는데도 불구하고 용접작업이 계속 이루어져 용접 불량이 발생되는 문제점이 발생되었다.

이때, 사용되는 용접 방법이 상기 용접로봇을 이용한 이음용접인데, 상기 이음용접은 작업자가 용접을 수행하다가 에러가 발생된 지점(즉, 용접선이 끊긴 부분)에서 다시 연이어 하는 용접으로써, 용접의 불량부분에 이음용접을 수행하지 않으면 대부분의 용접선이 끊기게 되고 이를 수동용접 작업자가 재작업을 하게 되어 많은 시간을 소모하게 된다.

따라서, 에러가 발생된 지점부터 용접을 로봇이 새로 이어 시작할 필요성이 대두되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 작업자가 에러라고 판단되는 에러점에 용접 마무리 위치까지 용접선이 끊기지 않도록 하여 작업성과 생산성을 높이도록 하는 용접로봇의 이음용접 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 용접로봇을 이용한 이음용접 방법은 (a) 로봇제어부가 용접로봇의 에러점을 감지하는 단계; (b) 상기 로봇제어부가 센싱부로부터 감지된 에러점의 센싱정보를 저장하는 단계; (c) 상기 로봇제어부가 에러점이 발생된 지점부터 이음용접 수행여부를 판단하는 단계; (d) 상기 로봇제어부가 외부로부터 이음용접 신호가 입력되면 자동 및 수동용접여부를 판단하는 단계; (e) 상기 로봇제어부가 수동용접일 경우, 상기 에러점의 재감지 여부를 판단하는 단계; (f) 상기 로봇제어부가 상기 센싱 정보를 사용할 경우, 작업자에 의해 용접토치가 이동되고 상기 작업자로부터 용접승인을 입력받게 되면, 상기 로봇제어부는 용접토치가 이동된 지점으로부터 이음용접을 실행하는 단계; (g) 상기 로봇제어부가 상기 센싱정보를 사용하지 않을 경우, 용접선에 대응하여 감지할센싱점의 개수를 입력받아 상기 센싱부를 통해 해당 센싱점에 대하여 재센싱하고, 상기 재센싱된 정보에 기초하여 용접경로를 재생성하는 단계; 및 (h) 상기 로봇제어부가 재생성된 용접경로를 따라 아크센서를 사용하여 경로오차를 줄이며 용접을 하는 단계(S35);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 용접로봇을 이용한 이음용접 방법에 대한 일실시예로서는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 일 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 용접로봇을 이용한 이음용접의 구성을 나타내는 블록도이다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 용접로봇을 이용한 이음용접시스템은 에러정보가 저장되는 로봇메모리(111), 상기 로봇메모리에 저장되어 있는 상기 에러정보를 처리하도록 하는 로봇제어부(200), 사용자가 용접토치의 현재점, 센싱정보 및 용접정보를 저장하도록 하는 사용자 입력부(211), 에러정보가 감지되어 경로를 재생성하는 경로재생성부(213), 상기 경로재생성부를 통해 생성된 경로에 따라 이동하는 용접로봇(214), 상기 용접로봇를 통해 이동된 점에서 용접을 하도록 하는 용접토치(215), 상기 용접토치의 위치를 센싱하고 용접선의 위치를 센싱하는 센싱부(216) 및 상기 센싱부의 센싱점을 이용하여 좌표를 변환하는 좌표변환부(212)로 구성된다.

로봇메모리(111)는 피용접물의 용접하고자 하는 부분의 캐드(CAD) 데이터를 사전에 저장한다.

상기 로봇메모리(111)는 파일과 메모리로 구성되어, 로봇 에러점의 현재점, 해당 센싱정보 및 용접정보가 저장되어 있으며, 이때, 파일에 상기 현재점, 센싱정보 및 용접정보를 저장시키면 시스템의 온/오프와 상관없이 로봇메모리에 저장되어 기록으로 남고, 상기 메모리에 저장시킬 경우, 상기 정보가 소멸되지만, 시스템 온 상태에서 빠른 검색을 통하여 저장된 데이터를 이용할 수 있다.

상기 센싱부(216)는 터치센서 및 비젼센서 등을 이용하여 용접선을 센싱하도록 한다.

상기 좌표변환부(212)는 상기 센싱부를 통해 입력된 데이터를 이용하여 용접토치의 위치와 용접선의 좌표를 변환한다.

상기 좌표변환부(212)는 측정된 용접토치의 위치정보가 포함된 용접선의 좌표를 산출하고, 에러가 발생된 지점의 좌표를 산출한다. 이 때, 로봇이 위치하고 있는 좌표와 로봇의 암의 각 길이 및 각 암들의 각도를 통해 암의 말단부에 장착된 용접토치의 위치정보 및 용접선의 좌표를 산출할 수 있다.

상기 로봇제어부(200)는 상기 좌표변환부(212)로부터 입력된 용접토치(215)의 위치설정 및 피용접물의 위치를 입력받아 용접관련 데이터를 처리하여 다음에 용접해야 할 위치를 산출하고 피용접물의 탈착 등을 위한 부가 장비 제어 등 용접로봇 시스템의 총괄 제어 및 상기 좌표변환부(212)로부터 센싱된 정보에 기초한 용접로봇의 이동경로 보정값을 산출하고, 용접로봇의 이동경로를 보정한다.

또한, 상기 로봇제어부(200)는 용접토치에 대한 초기의 용접좌표와 오류가 난 지점의 용접좌표를 이용하여 용접로봇(214)의 동작을 제어하는 기능을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 로봇제어부(200)는 작업프로그램을 입력 시 내부의 로봇메모리(111)에 입력된 작업프로그램을 저장해두고 있으므로, 에러요인을 해소하기 위한 소정의 복구동작을 수행한 다음 저장된 작업프로그램을 사용하여 용접작업을 중단시킨다.

또한, 상기 로봇제어부(200)는 상기 로봇메모리(111)에 저장된 캐드(CAD) 데이터를 이용하여 용접토치를 용접선의 위치로 이동을 하도록 하는 이동 요청 신호를 제어한다.

즉, 용접 중 용접 와이어가 꼬인 경우, 용접 와이어의 공급이 불량한 경우, 용접 와이어가 전부 소모된 경우, 용접 와이어의 길이가 1회분의 용접을 하기에 그 길이가 짧은 경우, 용접 와이어가 융착된 경우, 팁이 막힌 경우, 용접기의 이상 등 의 원인으로 인하여 용접 와이어가 공급되지 않는데도 불구하고 용접 작업이 계속 이루어지는 경우 등의 상기와 같은 원인으로 인하여 상기 로봇제어부(200)로 이상 아크전류가 입력되면 상기 로봇제어부(200)는 아크전류 이상신호를 출력하여 수동용접기와 작업라인을 비상 정지시키게 된다.

또한, 상기 이음용접 시스템에 경보부를 더 구비하여 에러신호가 발생될 경우, 경보신호(경보음, 경보등)가 출력되도록 작업자가 이를 인지하게 되며, 이와 동시에 용접불량 개수 카운터로 용접 불량 개수가 카운터 표시되며, 작업자는 용접 이상 조치를 취하고 난 다음 상기 로봇제어부를 초기화 시켜 작업을 계속할 수 도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 용접로봇을 이용한 이음용접방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 용접로봇을 이용한 이음용접 방법은 로봇제어부가 용접로봇의 에러점을 감지하는 단계를 수행한다.(S1)

상기 로봇제어부는 용접로봇의 용접토치가 용접선을 따라 아크센서를 이용한 용접 중에 용접 와이어가 꼬인 경우, 용접 와이어의 공급이 불량한 경우, 용접 와이어가 전부 소모된 경우, 용접 와이어의 길이가 1회분의 용접을 하기에는 그 길이가 짧은 경우, 용접 와이어가 끊긴 경우, 용접 와이어가 융착된 경우, 팁이 막힌 경우, 용접기의 이상 등의 원인으로 인하여 용접 와이어가 공급되지 않는데도 불구하고 용접작업이 계속 이루어져 용접 불량이 발생되는 다양한 에러점을 감지한다.

다음으로, 상기 로봇제어부는 용접로봇의 에러점을 감지하여 현재점, 해당 센싱정보 및 용접정보를 로봇메모리에 저장한다.(S2)

이때, 상기 에러점의 현재점, 해당 센싱정보 및 용접정보를 로봇메모리의 파일형태로 저장시킬 경우, 작업자에 의해서 시스템 전원을 오프시켜도 지속적인 데이터 관리를 할 수 있으며, 상기 정보를 메모리에 저장시킬 경우, 시스템 전원을 오프시키지 않을 경우, 상기 로봇메모리에 저장된 상기 데이터를 조회하기 위한 시간을 단축시킬 수 있다.

다음으로, 상기 로봇제어부는 로봇메모리에 저장된 에러점을 이용하여 에러 처리하는 단계를 수행한다.(S3)

상기 로봇제어부는 센싱부로부터 입력되어 로봇메모리에 저장된 에러점을 복구하여 용접을 수행하도록 한다.

다음으로, 상기 로봇제어부는 에러점이 발생된 지점부터 다시 이음용접을 수행하겠느냐를 판단하는 단계를 수행한다.(S5)

상기 S5 단계의 판단결과, 상기 로봇제어부는 에러가 발생된 지점부터 다시 이음용접을 수행할 경우, 수동용접과 자동용접을 판단하는 단계(S9)를 수행하고, 반대로, 에러 수정 후에 용접로봇을 정지할 경우, 상기 에러정보를 로봇메모리에 저장한 후에 종료하는 단계를 수행한다.(S7)

다음으로, 상기 로봇제어부는 상기 이음용접에 따른 방법 중 작업자가 작동하도록 하는 수동용접을 판단하는 단계를 수행한다.(S9)

상기 S9 단계는 작업자로부터 이음용접여부 신호를 입력받으면, 에러가 난 지점에서 수동용접 또는 자동용접에 따른 신호를 입력받는다.

이때, 상기 S9 단계의 판단결과, 상기 로봇제어부가 외부로부터 수동용접에 대한 신호를 입력받을 경우 S19 단계를 수행하고, 상기 로봇제어부가 외부로부터 자동용접에 대한 신호를 입력 받을 경우, S11 단계를 수행한다.

상기 로봇제어부가 상기 자동용접에 관한 신호를 입력받은 경우(S11), 로봇 준비자세 후에 센싱된 에러점으로 용접토치를 이동시키고(S13), 에러점과 용접토치의 위치를 작업자가 확인하여 용접승인단계를 수행하면(S15), 에러점의 이상이 있는 경우 재센싱 여부를 판단하는 S19 단계를 수행하고, 재센싱없이 바로 이음용접 신호가 입력되면 이음용접 실행단계(S17)를 수행한다.

상기 로봇제어부는 외부로부터 수동용접에 관한 신호를 입력받을 경우, 로봇제어부가 용접선의 재 센싱의 여부를 판단하여 센싱부의 재센싱을 수행할지를 결정한다.(S19)

상기 S19 단계는, 상기 S1 단계의 센싱된 에러 정보를 이용하지 않고 다시 센싱부에서 에러점을 센싱하는 단계로서, 하나의 용접선에 몇 개의 점을 센싱하느냐에 대한 센싱 개수를 입력받게 된다.(S27)

이때, 상기 센싱부가 에러위치를 재센싱하는 단계를 수행하지 않을 경우, 작업자가 용접토치를 수동으로 이동시킨 후(S21), 작업자가 확인하여 용접승인을 입력하면(S23), 상기 로봇제어부가 용접토치를 통하여 이음용접을 실행하도록 한다.(S25)

상기 S19 단계에서 로봇제어부가 에러점을 재센싱하는 경우, 상기 로봇제어부는 센싱부에서 재센싱된 정보를 가지고 용접경로를 생성하고(S29), 상기 센싱된 정보를 가지고 용접토치를 수동으로 이동시킨 후(S31), 작업자가 확인하여 용접승인이 실행될 경우(S33) 아크센서를 사용하여 경로오차를 줄이며 이음용접을 실행하게 된다.(S35)

상기와 같은 과정을 통하여 용접로봇을 이용한 이음용접을 수행한다.

이상에서 본 발명에 의한 터치센서를 이용한 용접로봇을 이용한 이음용접 방법에 대해 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상기와 같은 본 발명은 작업자가 에러라고 판단되는 위치에 용접로봇을 위치시키고 용접 마무리 위치까지 용접선이 끊기지 않도록 하여 작업성과 생산성을 높이도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 용접로봇을 이용한 이음용접 방법에 있어서,

   (a) 로봇제어부가 용접로봇의 에러점을 감지하는 단계;

   (b) 상기 로봇제어부가 센싱부로부터 감지된 에러점의 센싱정보를 저장 및 복구하는 단계;

   (c) 상기 로봇제어부가 에러점이 발생된 지점부터 이음용접 수행여부를 판단하는 단계;

   (d) 상기 로봇제어부가 외부로부터 이음용접 신호를 감지하여 수동용접 여부를 판단하는 단계;

   (e) 상기 로봇제어부가 수동용접일 경우, 상기 에러점의 재감지 여부를 판단하는 단계;

   (f) 상기 로봇제어부가 상기 센싱 정보를 사용할 경우, 작업자에 의해 용접토치가 이동되고 상기 작업자로부터 용접승인을 입력받게 되면, 상기 로봇제어부는 용접토치가 이동된 지점으로부터 이음용접을 실행하는 단계;

   (g) 상기 로봇제어부가 상기 센싱정보를 사용하지 않는 경우, 용접선에 대응하여 감지할 센싱점의 개수를 입력받아 상기 센싱부를 통해 해당 센싱점에 대하여 재센싱하고, 상기 재센싱된 정보에 기초하여 용접경로를 재생성하는 단계; 및

   (h) 상기 로봇제어부가 재생성된 용접경로를 따라 아크센서를 사용하여 경로오차를 줄이며 이음용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접로봇을 이용한 이음용접 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 (c) 단계는,

   상기 로봇제어부가 이음용접이 아닐 경우로 판단되면, 에러 수정 후에 용접로봇을 정지하여 상기 에러정보를 로봇메모리에 저장한 후에 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접로봇을 이용한 이음용접 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 (e) 단계는,

   상기 로봇제어부가 수동용접이 아닐 경우로 판단되면, 자동용접으로 판단되어 용접토치를 에러점으로 이동 시킨 후, 상기 작업자로부터 용접승인을 입력받게 되면 상기 로봇제어부는 용접토치가 이동된 지점으로부터 이음용접을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접로봇을 이용한 이음용접 방법.

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