KR100982126B1 - Automatic Horizontal Welding Carriage and method for Ship Hulls - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선체 횡향 자동 용접 장치 및 용접 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선체 하부의 곡블럭과 선체 측면의 대형블럭을 조립하면서 횡방향으로 길게 발생되는 선체횡향 용접장을 무인 자동으로 용접할 수 있도록 하는 지능형 용접 장치 및 용접방법에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to an automatic welding apparatus and a welding method for a ship, and more particularly, to an automatic welding apparatus and a welding method for welding a horizontal block of a hull, To an intelligent welding apparatus and a welding method.
본 발명의 선체 횡향 자동 용접 캐리지는 용접 진행방향으로 설치된 주행 레일을 따라 이동하는 주행부(200)와, 주행부의 이동축과 수직으로 용접 그루브의 폭 방향으로 이동하는 좌우 이동부(203)와, 좌우 이동부의 이동축과 수직으로 토치 높이방향으로 이동하는 상하 높이 이동부(205)와, 비대칭 용접 그루브에 대해서 용접토치의 틸팅 각도를 조정하는 토치 틸팅부(207)로 구성되어 있으며, 자동 용접 제어 시스템은 용접 로봇 및 부가장치를 제어하는 메인 제어기(304)와, 선체 조립과정에서 발생되는 부재 갭에 대응하기 위한 용접조건 정보를 담고 있는 용접 DB 관리 프로그램(305)과, 선체 횡향 용접장의 갭 및 위치를 인식하기 위한 터치센싱 모듈(302)로 구성되어 있다. The hull transverse automatic welding carriage of the present invention includes a running part 200 moving along a running rail installed in a welding direction, a left and right moving part 203 moving in the width direction of the welding groove perpendicular to the moving axis of the running part, An up-and-down height moving part 205 which moves in the torch height direction perpendicular to the moving axis of the left and right moving part and a torch tilting part 207 which adjusts the tilting angle of the welding torch with respect to the asymmetric welding groove, The system includes a main controller 304 for controlling the welding robot and the additional equipment, a welding DB management program 305 for storing welding condition information corresponding to the member gap generated in the hull assembly process, And a touch sensing module 302 for recognizing the position.
상기와 같은 본 발명은 터치센싱 시작스위치를 눌러 캐리지가 시작스위치를 누를 지점을 시작점으로 인식하도록 하고, 터치센싱을 통하여 용접시작점의 갭과 위치에 대한 정보를 찾아낸 후 사용자가 설정해준 용접 끝점으로 자동으로 이동하여 그 지점에서 용접 부재에 대한 터치 센싱을 통하여 용접 끝점의 갭과 위치에 대한 정보를 찾아내고, 용접 시작점 및 끝점에 대한 갭 정보와 부재 갭에 대한 다층 용접조건 DB로부터 현재 부재상태에 대한 실제 용접 패스 및 조건을 결정하여 시작점과 끝점의 위치 정보를 바탕으로 캐리지가 구동될 모션프로파일을 생성한 후 전체 횡향 용접패스에 대한 용접 DB와 모션 프로파일을 계산하여 제어기의 메모리에 저장한 후에 첫번째 패스의 용접조건을 제어기에 셋팅한 후 작업자가 용접 시작 스위치를 누르면 용접 아크를 발생시키고 설정된 용접 DB 및 모션프로파일에 따라서 첫번째 패스를 용접하고, 용접 중에 실제 전류 및 전압을 제어기의 메모리에 일정 주기로 저장하고, 첫번째 패스의 용접을 완료한 이후에는 발생된 용접아크를 끈 후 가열된 용접토치의 냉각작업을 수행하고, 앞에서 메모리에 저장된 전류 및 전압 데이터를 바탕으로 현재 패스의 용접결함들을 평가하여, 용접 결함 평가에서 결함으로 예측되는 곳이 발생할 경우 그 위치를 사용자에게 알려주고 용접결함 점검을 요청한 후에 점검이 완료될 때까지 대기하고, 용접결함 평가에서 결함이 없거나 작업자가 용접 결합 수정을 완료한 경우에 다음 패스의 용접을 진행하고, 선체횡향에 대한 전체 패스의 용접이 완료될 때까지 S8 단계에서부터 S14단계까지를 반복함으로써 선체 횡향을 완전 무인으로 다층 연속 용접할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 선체 횡향 자동 용접 장치 및 용접 방법을 제공한다.In the present invention as described above, the touch sensing start switch is depressed to allow the carriage to recognize the point at which the start switch is pressed as the starting point, and information about the gap and the position of the welding starting point is detected through the touch sensing, And the information about the gap and position of the welding end point is detected through the touch sensing with respect to the welding member at that point and the information about the welding start point and the end point is obtained from the multi- After determining the actual welding pass and conditions, based on the position information of the starting point and the end point, a motion profile to be driven by the carriage is generated. Then, the welding DB and the motion profile for the entire horizontal welding pass are calculated and stored in the memory of the controller. After setting welding conditions in the controller, the operator presses the welding start switch Arc is generated and the first pass is welded according to the set weld DB and motion profile and the actual current and voltage are stored in the memory of the controller at regular intervals during welding and after the welding of the first pass is completed, Performing a cooling operation of the heated welding torch, evaluating the welding faults of the current path based on the current and voltage data stored in the memory, and notifying the user of the location of the fault when it is predicted to be defective, Waiting for the completion of the inspection after the defect check is requested, proceeding the welding of the next pass when there is no defect in the welding defect evaluation or when the operator completes the weld joint correction and welding of the entire path to the hull transverse direction is completed By repeating steps from step S8 to step S14 until the hull is fully unmanned It provides a hull sidewise automatic welding apparatus and a welding method characterized in that the multi-layer to be continuously welded.
캐리지, 용접, 무인, 자동, 횡향 Carriage, Welding, Unmanned, Automatic, Horizontal
Description
본 발명은 선체 횡향 자동 용접 장치 및 용접 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선체 하부의 곡블럭과 선체 측면의 대형블럭을 조립하면서 횡방향으로 길게 발생되는 선체횡향 용접장을 무인 자동으로 용접할 수 있도록 하는 지능형 용접 장치 및 용접방법에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to an automatic welding apparatus and a welding method for a ship, and more particularly, to an automatic welding apparatus and a welding method for welding a horizontal block of a hull, To an intelligent welding apparatus and a welding method.
최근 각 조선사들은 조선산업의 호황으로 인하여 사상 최대의 수주실적을 달성하였으며, 이러한 수주물량의 소화를 위하여 신규 생산설비의 증설 및 기존 도크의 생산성 극대화 방안에 많은 관심들을 나타내고 있다. Recently, each shipbuilder has achieved the largest order history in the shipbuilding industry thanks to the boom of the shipbuilding industry. In order to extinguish the order quantity, the shipyards are showing great interest in expanding new production facilities and maximizing the productivity of existing docks.
특히, 도크 건설에는 많은 비용과 시간이 소요되기 때문에 신규 생산설비의 증설 없이 도크의 회전율을 증가시킬 수 있는 방법에 많은 연구들을 집중하고 있다. 이러한 기존 도크의 생산성을 극대화하기 위해서는 도크장 내에서 대부분의 작업이 이루어지는 선체외판 용접 생산성을 향상시키는 것이 가장 효과적이다. Especially, because dock construction is costly and time consuming, many studies have been focused on a method to increase the turnover rate of dock without adding new production facilities. In order to maximize the productivity of these existing docks, it is most effective to improve the productivity of the hull plate welding where most work is done in the dock.
선체 외판 용접은 크게 입향과 횡향으로 구별되며 입향 용접의 경우 용융풀이 중력방향인 아래로 향하기 때문에 EGW기법을 적용하면 비교적 고능률의 용접 자동화가 가능하다. Welding of the outer shell of the hull is largely divided into lateral and lateral directions. In the case of ingot welding, the welding is directed downward in the direction of gravity. Therefore, relatively high efficiency welding automation is possible by applying the EGW technique.
그러나, 횡향 용접의 경우 용융풀의 적층이 입향에 비하여 제어가 어렵기 때문에 현재 대부분의 조선소에서 무인 자동화가 이루어 지지 못하고 있다. 현재 국내외 각 조선소에서 선박 건조 물량이 증가하면서 선체의 횡향 용접에 대한 자동화 욕구도 점점 증가하고 있다. 비록 상용화에는 이르지 못하였지만 과거부터 선체 횡향 용접에 대하여 횡향 SAW기법, 횡향 EGW기법 등 다양한 용접기법 및 캐리지에 대한 연구가 진행되었다. However, in the case of the horizontal welding, control of the lamination of the molten pool is difficult compared with that of the ingot, so unmanned automation is not achieved in most shipyards at present. As the shipbuilding volume increases at both domestic and overseas shipyards, automation needs for horizontal welding of hulls are increasing. Although it has not been commercialized yet, various welding techniques and carriage studies have been carried out in the past, such as the lateral SAW technique and the lateral EGW technique for hull welding.
또한, 2001년도에 횡향 SAW기법을 사용하여 횡향 용접자동화에 대한 특허를 출원하여 횡향 용접자동화를 상용화 하였지만(등록번호:0415489), 선체 횡향 용접에는 플럭스 살포 및 회수 장치를 포함하는 전체 용접장비를 선체 외판에 부착하는 문제점을 해결하지 못하여 선체 외판에 적용하는 데는 실패하였다. In 2001, the company applied for a patent for lateral welding automation by using lateral SAW technique and commercialized lateral welding automation (Registration No .: 0415489). However, in the hull lateral welding, the entire welding equipment including the flux spraying and collecting device, But it failed to apply to the shell plating because it could not solve the problem of attaching to the shell plating.
또한, 일본에서도 입향에 사용되는 EGW기법을 횡향 용접에 적용할 수 있는 방법과 캐리지 등을 연구하였지만(등록번호:0180028), 캐리지의 중량 및 동담금의 설치 문제 등으로 상용화에는 도달하지 못하였다. In addition, in Japan, we have studied a method and a carriage which can apply the EGW technique used for ingot welding to the horizontal welding (registration number: 0180028), but the commercialization has not been achieved due to the weight of the carriage and the problem of installation of copper immersion.
또한, 최근에는 선체 론지면을 따라서 주행하면서 선체의 횡향 용접패스를 각 패스마다 작업자가 수동으로 설정해서 주행만 자동화하는 반자동 용접 방식의 캐리지 등이 제안되었지만, 선체 조립과정에서 발생하는 갭에 대한 대응 능력과 수작업에 의한 불편함 등으로 인하여 상용화에는 실패하였다. In recent years, a semi-automatic welding type carriage has been proposed, in which a worker manually sets the horizontal welding pass of the hull by manually running while traveling along the surface of the hull, but the gantry assembly process But it failed to commercialize it because of the inconvenience caused by its ability and manual work.
따라서, 현재 대부분의 조선소에서 선체 횡향 용접부는 반자동 FCAW기법을 사용하여 작업자의 수작업에 의존하고 있지만 늘어나는 인건비와 용접 품질의 문제, 열악한 작업환경에 대한 문제로 인해 무인 자동화가 시급한 실정이다. Therefore, most of the shipyards in the shipyards currently use manual semi-automatic FCAW technique, but unmanned automation is urgent due to the problems of labor cost, welding quality, and poor working environment.
따라서, 이러한 선행연구들의 문제점들을 극복하기 위해서는 용접조건 및 모션을 무인으로 제어가 가능하여야 하며 선체 조립과정에서 발생하는 갭에 따라서 결정되는 선체외판 횡향 용접장의 형상을 자동으로 인식하여 필요한 다층 용접조건들을 자동으로 생성하여야 한다. 또한, 선체 내의 좁은 공간에서 많은 작업이 이루어져야 하기 때문에 용접 캐리지의 중량을 최소화하여야 한다. In order to overcome the problems of these previous researches, it is necessary to control the welding conditions and motion unattended and to automatically recognize the shape of the hull girder outer arc welding field determined according to the gap generated in the hull assembly process, It should be generated automatically. In addition, the weight of the weld carriage must be minimized since a lot of work must be done in a tight space within the hull.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 용접조건 및 용접을 무인으로 제어가 가능하고, 선체 조립과정에서 발생하는 갭에 따라서 결정되는 선체외판 횡향 용접장의 형상을 자동으로 인식하여 필요한 다층 용접조건들을 자동으로 생성하도록 하여 선체 횡향을 완전 무인으로 다층 연속 용접할 수 있도록 하는 구동 기구장치 및 용접방법을 제공하는데 그 목적이 있다. DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to automatically recognize the shape of a hull outer plate horizontal welding field which can be controlled by welding conditions and welding unattended, The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a drive mechanism device and a welding method for automatically generating multi-layer welding conditions required for continuous multi-layer continuous welding of a hull girder.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선체 횡향 자동 용접 캐리지는 용접 진행방향으로 설치된 주행 레일을 따라 이동하는 주행부(200)와, 주행부의 이동축과 수직으로 용접 그루브의 폭 방향으로 이동하는 좌우 이동부(203)와, 좌우 이동부의 이동축과 수직으로 토치 높이방향으로 이동하는 상하 높이 이동부(205)와, 비대칭 용접 그루브에 대해서 용접토치의 틸팅 각도를 조정하는 토치 틸팅부(207)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a hull width direction automatic welding carriage comprising: a traveling part (200) moving along a traveling rail installed in a welding direction; a traveling part (200) perpendicular to the traveling axis of the traveling part An upper and a lower
한편, 자동 용접 제어 시스템은 용접 로봇 및 부가장치를 제어하는 메인 제어기(304)와, 선체 조립과정에서 발생되는 부재 갭에 대응하기 위한 용접조건 정보를 담고 있는 용접 DB 관리 프로그램(305)과, 선체 횡향 용접장의 갭 및 위치를 인식하기 위한 터치센싱 모듈(302)로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the automatic welding control system includes a
상기 메인 제어기는 자동 용접 장치의 전반적인 제어기능을 하는 CPU 모듈 과, 용접 DB 관리용 PC와 CPU 모듈간에 제어신호를 주고받을 수 있도록 하는 LAN통신부와, 상기 용접 DB 관리용 PC에 의한 CPU 모듈의 제어에 의하여 용접 캐리지의 모션을 구동시키도록 하는 모션 구동부와, 리모트 팬던트의 용접 캐리지의 터치센싱 시작신호를 CPU 모듈에 전달하는 CAN 통신부와, CPU 모듈에서 매그 용접기로 보내는 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꿔주는 AD변환부 및 매그 용접기에서 부터 들어오는 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꿔주는 DA변환부와, 리모트 팬던트의 용접 캐리지의 터치센싱 시작신호를 CPU 모듈에 보내고 터치센스 모듈에 의해 센싱된 신호를 전달하는 DIO 입출부로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. The main controller includes a CPU module that performs overall control functions of the automatic welding apparatus, a LAN communication unit that allows a control signal to be exchanged between a PC for welding DB management and a CPU module, and a control unit A CAN communication unit for transmitting the touch sensing start signal of the welding carriage of the remote pendant to the CPU module, and a CAN communication unit for converting the digital signal sent from the CPU module to the mag welding machine into an analog signal A DA converter for converting an analog signal coming from the A / D converter and the mag welding machine into a digital signal; a D / A converter for sending a touch sensing start signal of the welding carriage of the remote pendant to the CPU module and transmitting a signal sensed by the touch sense module; And is characterized in that it is constituted by parts.
한편, 용접 캐리지를 자동으로 용접할 수 있도록 하는 자동 용접 방법은 선체 속에 있는 작업장(7)에서 용접 작업자가 용접 캐리지(101)와 주행레일(102)을 설치하고 리모트 펜던트(301)의 터치센싱 시작 스위치를 눌러 캐리지가 시작 스위치를 누른 위치를 용접시작점으로 인식하는 단계(S1), 그 지점에서 용접 부재에 대하여 용접 와이어를 사용한 부재 터치 센싱을 통하여 용접시작점의 갭과 위치에 대한 정보를 찾아내는 단계(S2), 용접 시작점의 정보를 찾아낸 후에 사용자가 설정해준 용접 끝점으로 자동으로 이동하는 단계(S3), 그 지점에서 용접 부재에 대한 터치 센싱을 통하여 용접 끝점의 갭과 위치에 대한 정보를 찾아내는 단계(S4), 용접 시작점 및 끝점에 대한 갭 정보와 부재 갭에 대한 다층 용접조건 DB로부터 현재 부재상태에 대한 실제 용접 패스 및 조건을 결정하는 단계(S5), 시작점과 끝점의 위치 정보를 바탕으로 캐리지가 구동될 모션프로파일을 생성하는 단계(S6), 전체 횡향 용접패스에 대한 용접 DB와 모션 프로파일을 계산하여 제어기의 메모리에 저장 한 후에 첫번째 패스의 용접조건을 제어기에 셋팅하는 단계(S7), 작업자가 용접 시작 스위치를 누르면 용접 아크를 발생시키고 설정된 용접 DB 및 모션프로파일에 따라서 첫번째 패스를 용접하는 단계(S8), 용접 중에 실제 전류 및 전압을 제어기의 메모리에 일정 주기로 저장하는 단계(S9), 첫번째 패스의 용접을 완료한 이후에는 발생된 용접아크를 끄는 단계(S10), 가열된 용접토치의 냉각작업을 수행하는 단계(S11), 앞에서 메모리에 저장된 전류 및 전압 데이터를 바탕으로 현재 패스의 용접결함들을 평가하는 단계(S12), 용접 결함 평가에서 결함으로 예측되는 곳이 발생할 경우 그 위치를 사용자에게 알려주고 용접결함 점검을 요청한 후에 점검이 완료될 때까지 대기하는 단계(S13), 용접결함 평가에서 결함이 없거나 작업자가 용접 결합 수정을 완료한 경우에 다음 패스의 용접을 진행하는 단계(S14)로 이루어지고, 선체횡향에 대한 전체 패스의 용접이 완료될 때까지 S8 단계에서부터 S14단계까지를 반복함으로써 선체 횡향을 완전 무인으로 다층 연속 용접할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. In the automatic welding method for automatically welding the welding carriage, the welding operator installs the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 선체 하부의 곡블럭과 선체 측면의 대형블럭을 조립하면서 횡방향으로 길게 발생되는 선체 횡향 용접장을 자동으로 용접할 수 있도록 하여 선체의 조립과정에서 필수적으로 발생되는 예측 가능하지 않은 갭에 능동적으로 대처하여 무인으로 선체 횡향 용접장을 자동 용접할 수 있으며, 공수절감을 통한 생산성 향상 및 도크 회전율 증대 및자동 용접에 따른 균 일한 용접 품질을 확보할 수 있도록 하는 산업상 매우 유용한 발명인 것이다. As described above, according to the present invention, since the curved block below the hull and the large block on the side of the hull are assembled, it is possible to automatically weld the hull lateral welding field generated in the lateral direction, Which can actively cope with unpredictable gaps and can automatically weld the hull welded joints with unmanned vehicles. Also, it is possible to improve the productivity by reducing the airflow, increase the turnover rate of the dock, and ensure the uniform welding quality by automatic welding This is a very useful invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 선체 조립 작업장의 개념도를 나타낸 것이고, 도 2 는 선체 횡향 용접 캐리지의 설치도를 나타낸 것이다. Fig. 1 shows a conceptual view of a hull assembly workshop, and Fig. 2 shows an installation view of a hull lateral welded carriage.
도 1 에 나타낸 것과 같이 도크장 내에서는 조선소의 각 분야에서 만들어서 가져온 대형 블록들을 도크에서 조립작업을 수행하고, 이러한 조립작업을 수행한 후에는 조립된 블록들의 완전한 연결을 위해서 선체 하부의 곡블럭(2)과 선체 측면의 대형블럭(3)을 조립하면서 횡방향으로 길게 발생되는 선체횡향 용접장(4)을 용접하는 용접작업을 수행하게 된다. As shown in FIG. 1, in the dock area, the large blocks made in the respective fields of the shipyard are assembled in the dock, and after the assembling operation, 2) and the
이와 같이 발생된 선체횡향 용접장에 대해서 선체블럭의 내부에 있는 공간(7)에 도 2 와 같이 3m 정도의 레일(102)을 설치하고 도 3 과 같은 무인 지능형 용접캐리지(101)를 탑재하여 선체횡향 용접장을 무인으로 다층 용접 패스를 자동 용접하도록 하는 것이다. As shown in FIG. 2, a
선체 횡향 용접장은 도 3 에 나타낸 바와 같이 좌우가 비대칭인 형상을 하고 있으며, 조립부의 갭에 따라서 최대 10 패스 이상의 다층 용접을 수행하여야 한다. As shown in FIG. 3, the hull welded joint has an asymmetrical shape, and multi-layer welding of 10 passes or more is required along the gap of the assembly part.
도 4 에 나타난 바와 같이 본 발명의 선체 횡향 자동 용접 캐리지는 용접 진행방향으로 설치된 주행 레일을 따라 이동하는 주행부(200), 주행부와 수직으로 용 접 그루브의 폭 방향으로 이동하는 좌우 이동부(203), 좌우 이동부와 수직으로 토치 높이방향으로 이동하는 상하 높이 이동부(205), 비대칭 용접 그루브에 대해서 용접토치의 틸팅 각도를 조정하는 토치 틸팅부(207)로 구성되어 있으며, 토치의 위빙을 담당하는 좌우 이동부(203) 끝단에 다층 용접시 토치의 높이를 제어할 수 있는 상하 높이 이동부(205)와 비대칭 그루브에 대하여 안정적인 비드 적층을 수행하기 위해서 토치 틸팅 각도를 자동으로 조절하는 토치 틸팅부(207) 등이 순차적으로 구성되어 있다. 4, the hull transverse automatic welding carriage of the present invention includes a
주행부(200)는 선체 하부의 곡블럭과 선체 측면의 대형블럭을 조립하면서 횡방향으로 길게 발생되는 선체횡향 용접장을 용접하기 위하여 피용접물의 표면에 용접선을 따라 설치되는 자동주행 레일(102)과, 용접 진행방향으로 설치된 자동주행 레일(102)을 따라 이동하는 캐리지 주행대차(202)와, 상기 캐리지 주행 대차(202)와 용접토치를 지탱하는 캐리지 몸체(201)로 구성되어 있다. The running
좌우 이동부(203)는 상기 캐리지 몸체(201)와 슬라이드 결합되어 주행부과 수직으로 용접 그루브의 폭 방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. The left and right moving
상하 높이 이동부(205)은 좌우 이동부(203)과 상하구동부 지지프레임(204)와 연결되어 수직으로 토치 높이방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. The vertical moving
토치 틸팅부(207)는 상기 상하 구동부 지지프레임(204)와 연결되고 틸팅부를 지지하는 틸팅 구동부 지지프레임(206)과 연결되어 비대칭 용접 그루브에 대해서 용접토치(211)의 틸팅 각도를 조정할 수 있도록 구성되어 있다. The
한편, 도 5 에 나타난 바와 같이 제어시스템은 용접 로봇 및 부가장치를 제 어하는 메인 제어기(304)와, 선체 조립과정에서 발생되는 부재 갭에 대응하기 위한 용접조건 정보를 담고 있는 용접 DB 관리 프로그램(305)와, 선체 횡향 용접장의 갭 및 위치를 인식하기 위한 터치센싱 모듈(302)로 구성되어 있다. As shown in FIG. 5, the control system includes a
상기 메인 제어기는 자동 용접 장치의 전반적인 제어기능을 하는 CPU 모듈과, 용접 DB 관리용 PC와 CPU 모듈간에 제어신호를 주고받을 수 있도록 하는 LAN통신부와, 상기 용접 DB 관리용 PC에 의한 CPU 모듈의 제어에 의하여 용접 캐리지의 모션을 구동시키도록 하는 모션 구동부와, 리모트 팬던트의 용접 캐리지의 터치센싱 시작신호를 CPU 모듈에 전달하는 CAN 통신부와, CPU 모듈에서 매그 용접기로 보내는 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꿔주는 AD변환부 및 매그 용접기에서 부터 들어오는 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꿔주는 DA변환부와, 리모트 팬던트의 용접 캐리지의 터치센싱 시작신호를 CPU 모듈에 보내고 터치센스 모듈에 의해 센싱된 신호를 전달하는 DIO 입출부로 구성되어 있다. The main controller includes a CPU module that performs overall control functions of the automatic welding apparatus, a LAN communication unit that allows a control signal to be exchanged between a PC for welding DB management and a CPU module, and a control unit A CAN communication unit for transmitting the touch sensing start signal of the welding carriage of the remote pendant to the CPU module, and a CAN communication unit for converting the digital signal sent from the CPU module to the mag welding machine into an analog signal A DA converter for converting an analog signal coming from the A / D converter and the mag welding machine into a digital signal; a D / A converter for sending a touch sensing start signal of the welding carriage of the remote pendant to the CPU module and transmitting a signal sensed by the touch sense module; .
선체 횡향 용접을 무인 자동화하기 위한 작업 프로시저를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. The work procedure for unmanned automation of hull-side horizontal welding is as follows.
선체 속에 있는 작업장(7)에서 용접 작업자가 용접 캐리지(101)와 주행레일(102)을 설치하고 리모트 펜던트(301)의 터치센싱 시작 스위치를 누르게 되면 캐리지는 시작 스위치를 누른 위치를 용접 시작점으로 인식하게 된다(S1).When the welder installs the
그 지점에서 용접 부재에 대하여 용접 와이어(104)를 사용한 부재 터치 센싱을 통하여 용접시작점의 갭과 위치에 대한 정보를 찾아낸다(S2). At this point, information on the gap and position of the welding start point is found through the member touch sensing using the
그 후 용접 시작점의 정보를 찾아낸 후에 사용자가 설정해준 용접 끝점으로 자동으로 이동하고(S3), 그 지점에서 용접 부재에 대한 터치 센싱을 통하여 용접 끝점의 갭과 위치에 대한 정보를 찾아낸다(S4). After the information of the welding start point is found, the information is automatically moved to the welding end point set by the user (S3), and information about the gap and the position of the welding end point is detected through touch sensing of the welding member at that point (S4) .
용접 시작점 및 끝점에 대한 갭 정보와 부재 갭에 대한 다층 용접조건 DB로부터 현재 부재상태에 대한 실제 용접 패스 및 조건을 결정한다(S5). The actual welding pass and conditions for the current member state are determined from the multi-layer welding condition DB for the gap information for the welding start point and the end point and the member gap (S5).
또한, 시작점과 끝점의 위치 정보를 바탕으로 캐리지가 구동될 모션프로파일을 생성한다(S6). In addition, based on the position information of the start point and the end point, a motion profile to be driven by the carriage is generated (S6).
이와 같이 전체 횡향 용접패스에 대한 용접 DB와 모션 프로파일을 계산하여 제어기의 메모리에 저장한 후에 첫번째 패스의 용접조건을 제어기에 셋팅한다(S7).After the welding DB and the motion profile for the entire horizontal welding pass are calculated and stored in the memory of the controller, the welding conditions of the first pass are set in the controller (S7).
작업자가 용접 시작 스위치를 누르면 용접 아크를 발생시키고 설정된 용접 DB 및 모션프로파일에 따라서 첫번째 패스를 용접한다(S8). When the operator presses the welding start switch, a welding arc is generated and the first pass is welded according to the set welding DB and the motion profile (S8).
용접 중에 실제 전류 및 전압을 제어기의 메모리에 일정 주기로 저장한다(S9). During welding, actual current and voltage are stored in the controller's memory at regular intervals (S9).
첫번째 패스의 용접을 완료한 이후에는 발생된 용접아크를 끄고(S10) 가열된 용접토치의 냉각작업을 수행한다(S11). After completing the welding of the first pass, the generated welding arc is turned off (S10) and the heated welding torch is cooled (S11).
앞에서 메모리에 저장된 전류 및 전압 데이터를 바탕으로 현재 패스의 용접결함들을 평가한다(S12). Based on the current and voltage data stored in the memory, welding defects of the current path are evaluated (S12).
용접 결함 평가에서 결함으로 예측되는 곳이 발생할 경우 그 위치를 사용자에게 알려주고 용접결함 점검을 요청한 후에 점검이 완료될 때까지 대기한다(S13).If a defect is estimated as a defect in the weld defect evaluation, the position is notified to the user, and after the weld defect check is requested, the process waits until the inspection is completed (S13).
용접결함 평가에서 결함이 없거나 작업자가 용접 결합 수정을 완료한 경우에 다음 패스의 용접을 진행한다(S14). If there is no defect in the weld defect evaluation or if the operator completes the weld joint modification, welding of the next pass is performed (S14).
선체횡향에 대한 전체 패스의 용접이 완료될 때까지 이러한 위 시퀀스(S8~S14)를 반복함으로써 전체 용접을 완료할 수 있도록 한다. This upper sequence (S8 to S14) is repeated until welding of the entire path to the hull transverse direction is completed, thereby completing the entire welding.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.It should be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
도 1 은 선체 조립 작업장을 나타낸 개념도,1 is a conceptual view showing a hull assembly workshop,
도 2 는 본 발명인 선체 횡향 자동 용접 장치의 용접 캐리지의 설치도, Fig. 2 is an installation view of a welding carriage of the hull-
도 3 은 본 발명인 선체 횡향 자동 용접 장치의 용접 부재 형상도, Fig. 3 is a view showing a welding member shape of the hull-
도 4 는 본 발명인 선체 횡향 자동 용접 장치의 용접 캐리지의 상세도, FIG. 4 is a detailed view of a welding carriage of the hull-
도 5 는 본 발명인 선체 횡향 자동 용접 장치의 자동 용접 제어시스템의 구성도, 5 is a configuration diagram of an automatic welding control system of a hull side automatic welding apparatus according to the present invention,
도 6 은 본 발명인 선체 횡향 자동 용접 장치의 선체 횡향 자동 용접 시퀀스 흐름도,Fig. 6 is a flowchart of a hull-side lateral automatic welding sequence of the hull-
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Description of the Related Art [0002]
1 : 선체 하부 대형 블록 2 : 선체 측면 곡블럭1: Large block under the hull 2: Hull side curved block
3 : 선체 측면 대형 블럭 4 : 선체 횡향 용접장3: Hull side large block 4: Hull side welded joint
5 : 판넬 트랜스(Panel transvese) 6 : 판넬 론지(Panel LLonge)5: Panel transverse 6: Panel LLonge
7: 선체 횡향 용접 작업장 101 : 자동용접 캐리지7: hull lateral welding workshop 101: automatic welding carriage
102 : 자동 주행 레일 103 : 선체 횡향 용접부 형상102: Automatic running rail 103: Shape of the hull welded joint
104 : 용접 와이어 200 : 주행부(X축)104: welding wire 200: running part (X axis)
201 : 캐리지 몸체 202 : 캐리지 주행 대차201: carriage body 202: carriage carriage
203 : 좌우 이동부(Z축) 204 : 상하 구동부 지지 프레임203: left and right moving part (Z axis) 204: upper and lower driving part supporting frame
205 : 상하 높이 이동부(Y축) 206 : 틸팅 구동부 지지 프레임205: Vertical height moving part (Y axis) 206: Tilting drive part support frame
207 : 틸팅부(T축) 208 : 틸팅 구동부 몸체207: tilting portion (T-axis) 208: tilting drive body
209 : 틸팅 구동용 몸체 210 : 용접 토치 마운트209: tilting drive body 210: welding torch mount
211 : 용접토치 301 : 리모드 펜던트211: welding torch 301: reimode pendant
302 : 터치센스 모듈 303 : 용접기302: Touch sense module 303: Welding machine
304 : 메인 제어기 305 : 용접 DB관리 소프트웨어304: main controller 305: welding DB management software
S1 : 용접 시작점 탐색 S2 : 용접 시작점 터치 센싱S1: Welding start point search S2: Welding start point touch sensing
S3 : 용접 끝점 탐색 S4 : 용접 끝점 터치 센싱S3: Welding endpoint search S4: Welding endpoint touch sensing
S5 : 갭 대응 용접조거너 데이터베이스 S6 : 용접 조건 자동 생성S5: Gap compatible welder database S6: Automatically generate welding conditions
S7 : 현재 패스 용접조건 세팅 S8 : 현재 패스 용접 시작S7: Setting the present pass welding condition S8: Starting the present pass welding
S9 : 실제 전류 및 전압 계측 S10 : 현재 패스 용접 종료S9: Measurement of actual current and voltage S10: End of current pass welding
S11 : 용접토치 냉각 S11: Welding torch cooling
S12 : 계측된 용접 전류 및 전압 평가 S12: Evaluation of measured welding current and voltage
S13 : 사용자 결함 점검 요청 및 대기 S14 : 전체 패스 용접 완료 평가S13: User defect check request and standby S14: Full path weld completion evaluation
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