KR100872466B1 - 선체 소조립 용접 로봇의 오프-라인 프로그램용 캐드데이터 인터페이스 방법 - Google Patents

선체 소조립 용접 로봇의 오프-라인 프로그램용 캐드데이터 인터페이스 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소부재 조립공장(CAS : Component Assembly Shop)의 선체 소조립 용접 로봇의 오프-라인 프로그램용 캐드 데이터 인터페이스 방법 작업 생성에 필요한 캐드 데이터를 효과적으로 인터페이스하기 위해 사용중인 트라이본(Tribon) M3의 로봇 인터페이스 기능을 통해 추출된 2.5D 용접선 데이터를 이용하여 소조립부재(Component Assembly)의 로봇 작업 불가 영역, 로봇 간섭 영역, 용접선의 분기/교차점 등의 정보를 알아내는 방법으로 캐드 데이터에서 추출된 2.5차원 용접선 데이터를 가공하지 않고 로봇 OLP에 이용하는 경우 발생할 수 있는 로봇기구부의 충돌, 파손을 최소화 하였으며, 현장 작업자의 별도의 캐드 데이터 수정이 필요치 않아 소부재 계측 후에 OLP 작업 생성 시 소요시간이 최소화되는 효과가 있다.
선체 소조립 용접 로봇, 캐드데이터, 인터페이스,

Description

선체 소조립 용접 로봇의 오프-라인 프로그램용 캐드 데이터 인터페이스 방법{CAD Data Interface for Component Assembly welding Robot Off-Line Program of hull structure.}
도 1은 종래의 선체 대조립 공정의 캐드 데이터 생성방법으로 조립품별 미세조립정보 생성절차를 나타내는 플로차트.
도 2는 종래의 선체 대조립 공정에서 U자 셀 형태의 작업 대상물을 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명의 선체 소조립 용접 로봇의 오프-라인 프로그램용(Off-Line Program, OLP) 캐드 데이터 인터페이스(CAD Data I/F) 방법을 이용한 작업정보의 분석 및 용접선 간섭체크를 나타내는 플로차트.
도 4는 도 3의 파라미터 모델링된 용접선 객체 간의 간섭과 분기점 및 교차점을 체크하는 단계를 세부적으로 나타내는 플로차트.
도 5는 본 발명에 따른 기본적인 용접선의 간섭, 분기/교차점의 형상을 나타내는 개략도.
도 6은 파라미터 S가 0보다 작거나 같은 경우, L2와 L1 용접선의 간섭거리가 한계거리 이내인 경우를 나타내는 개략도.
도 7은 파라미터 S가 1보다 크거나 같은 경우, L2와 L1 용접선의 간섭거리가 한계거리 이내인 경우를 나타내는 개략도.
도 8은 파라미터 S가 0보다 크고 1보다 작은 경우, L2와 L1 용접선의 간섭거리가 한계거리 이내인 경우의 개략도.
도 9는 파라미터 S가 0보다 작거나 같은 경우, L1과 L2 용접선의 간섭거리가 한계거리 이내인 경우를 나타내는 개략도.
도 10은 스닙(SNIP)의 기본적인 형상(정의)을 나타내는 개략도.
도 11은 토치가 통과할 수 없는 용접분기점의 예를 나타내는 예시도.
도 12는 용접선 간의 거리가 스닙(SNIP)거리 이하인 경우를 나타내는 개략도.
도 13은 L1 용접선과 L2 용접선의 사잇각의 각도 θ가 -180° 보다 크고 -90° 보다 작은 경우를 도시한 도면.
도 14는 L1 용접선과 L2 용접선의 사잇각의 각도 θ가 -90° 보다 크고 0° 보다 작은 경우를 도시한 도면.
도 15는 직선타입의 용접선 L1과 버트(Butt)타입의 용접선 B2가 교차하는 경우를 도시한 도면.
도 16은 파라미터 S가 1보다 크거나 같은 경우이고 용접선 L1과 L2 간섭거리가 한계거리 이내인 경우를 도시한 도면.
도 17은 용접선 L1과 용접선 L2의 한계거리가 스닙(SNIP) 거리 이하인 경우를 도시한 도면.
도 18은 L1 용접선과 L2 용접선의 사잇각의 각도 θ가 0° 보다 크고 90° 보다 작은 경우를 도시한 도면.
도 19는 L1 용접선과 L2 용접선의 사잇각의 각도 θ가 90° 보다 크고 180° 보다 작은 경우를 도시한 도면.
도 20a 및 20b는 본 발명의 선체 소조립 용접 로봇의 오프라인 프로그램용 캐드 데이터 인터페이스 방법을 이용하여 생성된 캐드 데이터를 도시한 도면.
본 발명은 소부재 조립공장(CAS : Component Assembly Shop)의 선체 소조립 용접 로봇의 오프-라인 프로그램용 캐드 데이터 인터페이스 방법 작업 생성에 필요한 캐드 데이터를 효과적으로 인터페이스하기 위해 사용중인 트라이본(Tribon) M3의 로봇 인터페이스 기능을 통해 추출된 2.5D 용접선 데이터를 이용하여 소조립부재(Component Assembly)의 로봇 작업 불가 영역, 로봇 간섭 영역, 용접선의 분기 및 교차점 등의 정보를 알아내는 방법에 관한 것이다.
기존의 트라이본 M3의 캐드 데이터를 이용하여 당사의 선체 대조립 공정(Panel Block Shop)에서 로봇 (Off-Line Program) 작업 생성에 이용해 왔다. 하지만, 대조립 공정의 특성상 로봇이 용접하는 영역은 U자 형태의 단순하고 간단한 용접부가 주를 이룬다.
종래에는 선체 대조립 공정의 CAD 데이터 생성 방법은 트라이본 M3 선체설계 CAD 프로그램에서 조립품에 대한 정보를 추출하여 도 1과 같은 과정을 거쳐서 로봇 용접 작업용 CAD 데이터를 생성했다. 이렇게 생성된 CAD 데이터는 간단한 U자 셀 형태의 작업 대상물을 기초로 하여 론지(1), 트랜스(2), 주판(3), 슬롯홀(4), 칼라플레이트(5), 스캘럽(6) 등의 조합으로 구성되며, 그 기본적인 형태는 도 2와 같으며, 굵은 실선 부분이 실제 로봇 용접작업이 수행되어야 하는 부분이다.
도 2와 같이 선체 대조립 공정에서 블록의 론지(1), 트랜스(2)에 의해 생성되는 U자 셀 부분만 작업대상물에 포함이 되므로 선체 소조립 공정처럼 다양한 작업대상물이 있는 경우에는 설계된 작업대상물의 모든 조인트 이음부가 용접대상물에 포함이 되므로 대조립 공정에 사용하는 캐드 데이터 생성 방법을 이용하기에는 문제점이 있다.
일반적으로, 도 1과 같은 과정을 거쳐 미세 조립품 정보를 생성하는 것은 선체 대조립 공정의 캐드 데이터 생성 방법과 동일하나, 그 과정에서 U자 셀 형태의 작업대상물만이 아닌 모든 조인트부의 용접정보를 생성해 낸다.
하지만 이 과정에서 작업대상물에 속한 소조립 부재들간의 간섭, 분기/교차에 따른 정보는 생성이 되지 않기 때문에 이 데이터를 가공 없이 이용하기에는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래의 단점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명은 트라이본 M3의 로봇 인터페이스를 통해 생성되는 캐드데이터를 이용하는 방법은 기존의 방법과 큰 차이가 없으나, 공정의 특성상 복잡하고 다양한 형상의 소조립부재들이 존재하기 때문에 이를 로봇으로 작업하기에는 큰 어려움이 있다. 따라서 2.5차원 용접선 데 이터(중립데이터)를 이용하여 용접선 간의 비교 검색을 통한 로봇 작업 불가 영역, 로봇 간섭 영역, 용접선의 분기/교차점 등의 정보를 알아내는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 추출된 2.5차원의 용접선 데이터가 입력하는 단계(S10)와; 용접선 데이터를 분류하여 전체 소부재의 형상을 나타내는 형상정보 데이터와 용접선의 정보를 나타내는 용접정보 데이터를 용접선 객체 정보에 저장하는 단계(S20)와; 용접선 데이터의 입력이 완료되면 용접선 객체 정보 데이터의 분석하는 단계(S30)과; 용접선 객체 정보 데이터 분석을 통해 각 용접선의 파라미터 모델링을 하기 위한 파라미터들을 초기화하는 단계(S40)와; 용접선의 객체 정보를 파싱하여 수학적으로 계산하여 파라미터 모델링을 수행하는 단계(S50)와; 파라미터 모델링된 용접선 객체 간의 간섭과 분기점 및 교차점을 체크하는 단계(S60)와; 간섭과 분기점 및 교차점이 발생하는지 확인하는 단계(S70)와; 상기 간섭과 분기점 및 교차점의 발생을 확인후에 간섭과 분기 및 교차점이 없으면 용접선 데이터 분석의 완료유무를 확인하는 단계(S80)와; 용접선 데이터 분석이 완료되면, 소부재의 형상정보 데이터를 저장하고, 간섭 분기/교차점 검사를 수행하여 수정된 용접선 객체 정보를 담고 있는 용접정보 데이터를 저장하는 단계(S90)를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파라미터 모델링된 용접선 객체 간의 간섭과 분기점 및 교차점을 체크하는 단계(S60)는 기준이 되는 용접선(L1)과 비교대상의 용접선(L2)의 시작점 과 끝점을 기준으로 직선의 방정식을 파라미터 모델링하는 단계(S61)와; 상기 모델링된 파라미터를 이용하여 상기 두 용접선의 분기 및 교차점을 검색하는 단계(S62)와; 상기 용접선(L1, L2)의 모델링된 파라미터를 이용하여 용접선(L1, L2)의 기본정보를 추출하는 단계(S63)와; 추출된 정보에 의해 데이터를 생성하는 단계(S64);를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 용접선의 기본정보를 추출하는 단계(S63)는 기준 용접선(L1)과 비교 용접선(L2)과의 기본정보를 추출하여 용접선 간의 교차점을 계산하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 간섭과 분기점 및 교차점이 발생하는지 확인하는 단계(S70)는 간섭이 발생하면 용접선 객체 정보를 수정해 주고 다시 용접선 객체 정보 데이터 분석을 통해 각 용접선의 파라미터 모델링을 하기 위한 파라미터들을 초기화하는 단계(S40)로 이동하여 분석을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용접선 데이터 분석의 완료유무를 확인하는 단계(S80)는 용접선 데이터 분석이 완료가 안 되었으면 용접선의 객체 정보를 파싱하여 수학적으로 계산하여 파라미터 모델링을 수행하는 단계(S50)로 이동하여 다음 용접선과의 간섭과 분기점 및 교차점 검사를 수행하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 선체 소조립 용접 로봇의 오프-라인 프로그램용(Off-Line Program, OLP) 캐드 데이터 인터페이스(CAD Data I/F) 방법을 이용한 작업정보의 분석 및 용접선 간섭체크를 나타내는 플로차트. 도 4는 도 3의 파라미터 모델링된 용접선 객체 간의 간섭과 분기점 및 교차점을 체크하는 단계를 세부적으로 나타내는 플로차트. 도 5는 본 발명에 따른 기본적인 용접선의 간섭, 분기/교차점의 형상을 나타내는 개략도. 도 6은 파라미터 S가 0보다 작거나 같은 경우, L2와 L1 용접선의 간섭거리가 한계거리 이내인 경우를 나타내는 개략도. 도 7은 파라미터 S가 1보다 크거나 같은 경우, L2와 L1 용접선의 간섭거리가 한계거리 이내인 경우를 나타내는 개략도. 도 8은 파라미터 S가 0보다 크고 1보다 작은 경우, L2와 L1 용접선의 간섭거리가 한계거리 이내인 경우의 개략도. 도 9는 파라미터 S가 0보다 작거나 같은 경우, L1과 L2 용접선의 간섭거리가 한계거리 이내인 경우를 나타내는 개략도. 도 10은 스닙(SNIP)의 기본적인 형상(정의)을 나타내는 개략도. 도 11은 토치가 통과할 수 없는 용접분기점의 예를 나타내는 예시도. 도 12는 용접선 간의 거리가 스닙(SNIP)거리 이하인 경우를 나타내는 개략도. 도 13은 L1 용접선과 L2 용접선의 사잇각의 각도 θ가 -180° 보다 크고 -90°보다 작은 경우를 도시한 도면. 도 14는 L1 용접선과 L2 용접선의 사잇각의 각도 θ가 -90° 보다 크고 0° 보다 작은 경우를 도시한 도면. 도 15는 직선타입의 용접선 L1과 버트(Butt)타입의 용접선 B2가 교차하는 경우를 도시한 도면. 도 16은 파라미터 S가 1보다 크거나 같은 경우이고 용접선 L1과 L2 간섭거리가 한계거리 이내인 경우를 도시한 도면. 도 17은 용접선 L1과 용접선 L2의 한계거리가 스닙(SNIP) 거리 이하인 경우를 도시한 도면. 도 18은 L1 용접선과 L2 용접선의 사잇각의 각도 θ가 0° 보다 크고 90° 보다 작은 경우를 도시한 도면. 도 19는 L1 용접선과 L2 용접선의 사잇각의 각도 θ가 90° 보다 크고 180° 보다 작은 경우를 도시한 도면. 도 20a 및 20b는 본 발 명의 선체 소조립 용접 로봇의 오프라인 프로그램용 캐드 데이터 인터페이스 방법을 이용하여 생성된 캐드 데이터를 도시한 도면.
도면을 참조하여 본 발명의 선체 소조립 공정의 CAD 데이터 생성 방법을 설명하면 다음과 같다.
우선 용접선의 간섭, 분기 및 교차에 따른 정보를 알아내고 그에 따라서 작업정보를 수정해야 하며 도 3과 같은 과정을 거쳐서 작업정보를 생성해내는 그 작업 정보는 트라이본 M3의 설계데이터에서 추출된 2.5차원의 용접선 데이터가 입력된다(S10).
용접선 데이터를 분류하여 전체 소부재의 형상을 나타내는 형상정보 데이터와 용접선의 정보를 나타내는 용접정보 데이터를 용접선 객체 정보에 저장한다. (S20)
용접선 데이터의 입력이 완료되면 용접선 객체 정보 데이터의 분석을 시작한다. (S30)
용접선 객체 정보 데이터 분석을 통해 각 용접선의 파라미터 모델링을 하기 위한 파라미터들을 초기화한다.(S40)
용접선의 객체 정보를 파싱하여 수학적으로 계산하여 파라미터 모델링을 수행한다.(S50)
파라미터 모델링된 용접선 객체 간의 간섭 분기/교차점을 검사한다.(S60)
간섭이나, 분기 및 교차점이 발생하는지 확인한다.(S70)
간섭이나, 분기 및 교차점이 발생하는지 확인하는단계(S70)에서 간섭이 발생 하면 용접선 객체 정보를 수정해 주고 다시 파라미터들을 초기화하는(S40)의 단계로 이동하여 분석을 수행하고, 간섭이나 분기/교차점이 없으면 용접선 데이터의 분석이 완료되었는지 확인한다.(S80)
용접선 데이터 분석이 완료가 안 되었으면 파라미터 모델링을 수행단계(S50)로 이동하여 다음 용접선과의 간섭 분기/교차점 검사를 수행하고, 용접선 데이터 분석이 완료되면, 소부재의 형상정보 데이터를 저장하고, 간섭 분기/교차점 검사를 수행하여 수정된 용접선 객체 정보를 담고 있는 용접정보 데이터를 저장한다.(S90)
도 4에서 보는 바와 같이 상기 파라미터 모델링된 용접선 객체 간의 간섭과 분기점 및 교차점을 체크하는 단계(S60)는 용접선의 간섭체크 방법은 기본적으로 도 5와 같이 2개의 용접선 중 기준이 되는 첫 번째 용접선과 비교 대상인 두 번째 용접선을 시작점 끝점을 기준으로 하는 직선의 방정식을 파라미터(parameter) 모델링을 하며(S61), 이 파라미터(parameter) 모델링을 기반으로 계산되는 두 직선의 방정식의 파라미터(parameter)를 이용하여 용접선간의 분기/교차점을 검색한다(S62). 이때 적용되는 기본적인 법칙은 모든 용접선의 시작점은 로봇 베이스 기준으로 왼쪽, 용접선의 끝점은 오른쪽에 위치해야 하며, 모든 용접선은 기본적으로 양단 돌림용접을 수행해야 하며, 용접선 간의 간섭, 분기/교차에 의해 수정되는 용접선은 돌림용접을 수행할 수 없으므로 작업정보를 수정해야 한다
상기 용접선(L1, L2)의 모델링된 파라미터를 이용하여 용접선(L1, L2)의 기본정보를 추출하는 단계(S63)와; 추출된 정보에 의해 데이터를 생성하는 단계(S64);로 진행된다.
기본적인 소조립 부재의 용접선은 스티프너, 브라켓 등과 주판에 의해 생성되는 수평 필렛(Fillet) 용접선으로 구성되며, 생성되는 용접선은 다양한 형태이나 기본적인 직선 용접선은 대부분 도 5와 같은 형태로 이루어지며, 간의 간섭체크는 기본적으로 하기와 같은 방법론을 따른다
첫 번째는 기준이 되는 용접선 (L1)의 파라미터(parameter) 모델링은 하기의 수학식 1에 의해 구해지게 된다
Figure 112007049808077-pat00001
Figure 112007049808077-pat00002
두 번째는 비교가 되는 용접선(L2)의 파라미터(parameter) 모델링은 하기의 수학식 2에 의해 구해지게 된다.
Figure 112007049808077-pat00003
Figure 112007049808077-pat00004
상기의 수학식 1과 수학식 2를 이용해 수학식 3과 같은 행렬을 얻을 수 있다.
Figure 112007049808077-pat00005
Figure 112007049808077-pat00006
Figure 112007049808077-pat00007
Figure 112007049808077-pat00008
Figure 112007049808077-pat00009
Figure 112007049808077-pat00010
Figure 112007049808077-pat00011
상기의 수학식 3을 이용하여 기준이 되는 용접선(L1)과 비교 용접선(L2)가 교차되는 점의 좌표를 계산하며, 이때 계산된 t, s 파라미터를 이용하여 용접선 사이의 관계를 하기와 같은 방식으로 찾아낸다.
1. t 파라미터가 0보다 작거나 같을 때,
즉 기준 용접선(L1)의 시작점 바깥쪽에 비교 용접선(L2)가 위치하는 경우에는 총 3가지 경우가 존재한다.
1-1. s 파라미터가 0보다 작거나 같을 때,
즉 비교 용접선(L2)의 시작점과의 거리가 한계거리 이내인 경우이며, 도5와 같이 비교 용접선(L2)의 시작점 부근에 기준 용접선(L1)이 있으므로 로봇의 돌림용접 작업에 제한을 받는다. 따라서 비교 용접선(L2)의 시작점을 돌림용접불가(토치진입불가) 영역으로 정의한다.
1-2. s 파라미터가 1보다 크거나 같을 때,
즉 비교 용접선(L2)의 끝점과의 거리가 한계거리 이내인 경우이며, 도 7과 같이 비교 용접선(L2)의 끝점 부근에 기준 용접선(L1)이 있으므로 로봇의 돌림용접 작업에 제한을 받는다. 따라서 비교 용접선(L2)의 끝점을 돌림용접불가 (토치진입불가) 영역으로 정의한다.
1-3. s 파라미터가 0보다 크고 1보다 작을 때,
즉 비교 용접선(L2)과 기준 용접선(L1)이 L1의 시작점 부근에서 만나는 경우이며, 도 8과 같이 기준 용접선(L1)의 시작점 부근에 비교 용접선(L2)이 있으므로 로봇의 돌림용접 작업에 제한을 받는다. 따라서 기준 용접선(L1)의 시작점을 돌림용접불가 (토치진입불가) 영역으로 정의한다.
2. t 파라미터가 0보다 크고 1보다 작을 때,
즉 기준 용접선(L1)에 비교 용접선(L2)의 연장선이 교차하는 경우이며, 총 3가지 경우가 존재한다.
2-1. s 파라미터가 0보다 작거나 같을 때,
즉 비교 용접선(L2)의 시작점과의 최단거리가 한계거리 이내인 경우이며, 도 9과 같이 기준 용접선(L1)이 있으므로 로봇의 돌림용접 작업에 제한을 받는다.
따라서 비교 용접선(L2)의 시작점을 돌림용접불가(토치진입불가) 영역으로 정의한다. 또한 비교 용접선(L2)이 속한 부재의 시작점 형상에 따라 기준 용접선 (L1)의 분리 여부를 판단해야 하는데, 이는 다음과 같은 과정을 거친다.
기준 용접선(L1)과 비교 용접선(L2)의 시작점과의 최단거리가 도 10과 같은 형상을 통칭하는 스닙(SNIP) 거리(38mm로 정의)보다 크고, 한계거리보다 작은 경우, 용접선을 분리하지 않으며, 기준 용접선(L1)의 부가정보를 토치 통과가능 영 역으로 정의한다.
기준 용접선(L1)과 비교 용접선(L2)의 시작점과의 최단거리가 도 11과 같이 용접토치가 통과할 수 없는 형상인 경우에는 용접선을 도 12과 같이 용접선을 분리한다.
도 12에서와 같이 기준 용접선(L1)을 교차점을 기준으로 수정 용접선(L1')과 신규 용접선(L3)으로 나누며, 수정 용접선(L1') 끝점을 돌림용접불가(토치진입불가 ) 영역으로 정의하고, 신규 용접선(L3)의 시작점을 돌림용접불가(토치진입불가) 영역으로 정의하며, 비교 용접선(L2)의 시작점도 돌림용접불가(토치진입불가) 영역으로 정의한다.
기준 용접선(L1)과 비교 용접선(L2)의 사잇각이 직각이 아닌 경우, 즉 도 13와 같은 경우에는 비교 용접선(L2)의 시작점이 도 13의 오른쪽과 같이 수정되어야 하며, 기준 용접선(L1) 또한 수정 용접선(L1')과 신규 용접선(L3)으로 분리되어야 한다.
또한, 도 14과 같은 경우에는 기준 용접선(L1)이 수정 용접선(L1')과 신규 용접선(L3)으로 분리되어야 하지만, 비교 용접선(L2)은 시작점을 돌림용접불가(토치진입불가) 영역으로 변경한다
2-2. s 파라미터가 0보다 크고 1보다 작을 때,
즉 기준 용접선(L1)과 비교 용접선(B2)이 교차하는 경우이다. 도 15와 같이직선타입의 기준 용접선(L1)과 버트타입의 비교 용접선 (B2)가 교차하는 경우만 존재하며, B2 용접선의 시작점 좌표값을 변경한다.
2-3. s 파라미터가 1보다 크거나 같을 때,
기준 용접선(L1)과 비교 용접선(L2)의 끝점과의 최단거리가 한계거리 이내인 경우이며, 도 16와 같이 기준 용접선(L1)의 교차위치에 비교 용접선(L2)이 존재하므로, 비교 용접선(L2)의 끝점을 돌림용접불가(토치진입불가) 영역으로 정의한다. 또한 비교 용접선(L2)의 끝점 정보에 따라 기준 용접선(L1)의 분리한다.
기준 용접선(L1)과 비교 용접선(L2)의 시작점과의 최단거리가 스닙(SNIP)거리 이하인 경우 용접토치가 통과할 수 없는 형상이므로 도 17과 같이 용접선을 분리한다.
기준 용접선(L1)을 교차점을 기준으로 수정 용접선(L1')과 신규 용접선(L3)으로 나누며, 수정 용접선(L1') 끝점을 돌림용접불가(토치진입불가) 영역으로 정의하고, 신규 용접선(L3)의 시작점을 돌림용접불가(토치진입불가) 영역으로 정의하며, 비교 용접선(L2)의 끝점도 돌림용접불가(토치진입불가) 영역으로 정의한다.
기준 용접선(L1)과 비교 용접선(L2)의 사잇각이 직각이 아닌 경우, 즉 도 18과 같은 경우에는 비교 용접선(L2)의 시작점이 도 18의 오른쪽과 같이 수정되어야 하며, 기준 용접선(L1) 또한 수정 용접선(L1')과 신규 용접선(L3)으로 분리되어야 한다.
또한 도 19과 같은 경우에는 기준 용접선(L1)이 수정 용접선(L1')과 신규 용접선(L3)으로 분리되어야 하지만, 비교 용접선(L2)은 시작점을 돌림용접불가(토치진입불가) 영역으로 변경한다
이상 선체 소조립 공정의 용접선 용접선의 간섭, 분기/교차점 정보를 찾아내는 방법론을 이용하여 도 20a의 캐드 데이터를 생성하였으며, 그 결과는 도 20b와 같다.
도 20b는 트라이본 용접선 데이터로 입력된 도 20a의 부재가 상기 간섭과 분기점 및 교차점이 발생하는지 확인하는 단계(S70)에서 간섭이 발생하면 용접선 객체 정보를 수정해 주고 다시 용접선 객체 정보 데이터 분석을 통해 각 용접선의 파라미터 모델링을 하기 위한 파라미터들을 초기화하는 단계(S40)로 이동하여 분석을 수행하는 방법론에 따라 용접선의 분기 및 교차점을 검색하여 추출된 정보를 이용해 생성된 용접선 데이터를 도식화한 것이며, 도 20b의 형상은 초기에 도 16의 형상이었던 용접선이 상기의 간섭이 발생하면 용접선 객체 정보를 수정해 주고 다시 용접선 객체 정보 데이터 분석을 통해 각 용접선의 파라미터 모델링을 하기 위한 파라미터들을 초기화하는 단계(S40)로 이동하여 분석을 수행하는 방법론에 의해 도 17의 형상으로 분기 된 후의 용접선 정보 결과를 도식화한 것이다.
용접선간의 교차되는 영역이 새로운 용접선으로 분리되어 있음을 확인하였으며, 소조립 용접로봇의 오프라인 프로그램에 적용하여 정상적으로 로봇이 동작함을 확인하였다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 캐드 데이터에서 추출된 2.5차원 용접선 데이터를 가공하지 않고 로봇 오프라인 프로그램에 이용하는 경우 발생할 수 있는 로봇기구부의 충돌, 간섭, 파손을 최소화 하였으며, 현장 작업자의 별도의 캐드 데이터 수정이 필요치 않아 로봇 오프라인 프로그램 생성 시 소요되는 시간을 최소화하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 추출된 2.5차원의 용접선 데이터가 입력하는 단계(S10)와;
    용접선 데이터를 분류하여 전체 소부재의 형상을 나타내는 형상정보 데이터와 용접선의 정보를 나타내는 용접정보 데이터를 용접선 객체 정보에 저장하는 단계(S20)와;
    용접선 데이터의 입력이 완료되면 용접선 객체 정보 데이터의 분석하는 단계(S30)과;
    용접선 객체 정보 데이터 분석을 통해 각 용접선의 파라미터 모델링을 하기 위한 파라미터들을 초기화하는 단계(S40)와;
    용접선의 객체 정보를 파싱하여 수학적으로 계산하여 파라미터 모델링을 수행하는 단계(S50)와;
    파라미터 모델링된 용접선 객체 간의 간섭과 분기점 및 교차점을 체크하는 단계(S60)와;
    간섭과 분기점 및 교차점이 발생하는지 확인하는 단계(S70)와;
    상기 간섭과 분기점 및 교차점의 발생을 확인후에 간섭과 분기 및 교차점이 없으면 용접선 데이터 분석의 완료유무를 확인하는 단계(S80)와;
    용접선 데이터 분석이 완료되면, 소부재의 형상정보 데이터를 저장하고, 간섭 분기/교차점 검사를 수행하여 수정된 용접선 객체 정보를 담고 있는 용접정보 데이터를 저장하는 단계(S90)를; 포함하는 것을 특징으로 선체 소조립 용접 로봇의 오프-라인 프로그램용 캐드 데이터 인터페이스 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 파라미터 모델링된 용접선 객체 간의 간섭과 분기점 및 교차점을 체크하는 단계(S60)는
    기준이 되는 용접선(L1)과 비교대상의 용접선(L2)의 시작점과 끝점을 기준으로 직선의 방정식을 파라미터 모델링하는 단계(S61)와;
    상기 모델링된 파라미터를 이용하여 상기 두 용접선의 분기 및 교차점을 검색하는 단계(S62)와;
    상기 용접선(L1, L2)의 모델링된 파라미터를 이용하여 용접선(L1, L2)의 기본정보를 추출하는 단계(S63)와;
    추출된 정보에 의해 데이터를 생성하는 단계(S64);를 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 소조립 용접 로봇의 오프-라인 프로그램용 캐드 데이터 인터페이스 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 용접선의 기본정보를 추출하는 단계(S63)는 기준 용접선(L1)과 비교 용접선(L2)과의 기본정보를 추출하여 용접선 간의 교차점을 계산하는 것을 특징으로 하는 선체 소조립 용접 로봇의 오프-라인 프로그램용 캐드 데이터 인터페이스 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 간섭과 분기점 및 교차점이 발생하는지 확인하는 단계(S70)는 간섭이 발생하면 용접선 객체 정보를 수정해 주고 다시 용접선 객체 정보 데이터 분석을 통해 각 용접선의 파라미터 모델링을 하기 위한 파라미터들을 초기화하는 단계(S40)로 이동하여 분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 선체 소조립 용접 로봇의 오프-라인 프로그램용 캐드 데이터 인터페이스 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 용접선 데이터 분석의 완료유무를 확인하는 단계(S80)는 용접선 데이터 분석이 완료가 안 되었으면 용접선의 객체 정보를 파싱하여 수학적으로 계산하여 파라미터 모델링을 수행하는 단계(S50)로 이동하여 다음 용접선과의 간섭과 분기점 및 교차점 검사를 수행하는 것을 특징으로 하는 선체 소조립 용접 로봇의 오프-라인 프로그램용 캐드 데이터 인터페이스 방법.
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