KR101059868B1 - 용접 로봇의 수평 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

용접 로봇의 수평 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101059868B1
KR101059868B1 KR1020080110852A KR20080110852A KR101059868B1 KR 101059868 B1 KR101059868 B1 KR 101059868B1 KR 1020080110852 A KR1020080110852 A KR 1020080110852A KR 20080110852 A KR20080110852 A KR 20080110852A KR 101059868 B1 KR101059868 B1 KR 101059868B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
image
welding robot
vision sensor
position information
Prior art date
Application number
KR1020080110852A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100052009A (ko
Inventor
이인호
김태훈
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020080110852A priority Critical patent/KR101059868B1/ko
Publication of KR20100052009A publication Critical patent/KR20100052009A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101059868B1 publication Critical patent/KR101059868B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0211—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0258—Electric supply or control circuits therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45104—Lasrobot, welding robot

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 자동 레일 장치를 포함하는 용접 로봇의 수평 제어 장치에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 접촉식 센서를 이용하여 센싱된 거리값에 따라 용접 로봇의 수평을 제어하는 종래 방법과는 달리, 지그 장착 시 초기 위치로 레이저 비전 센서를 이동시키고, 센싱된 처리 영상에 따라 화면의 중앙과 일치하도록 제어한 후에, 해당 위치 정보를 저장하며, 멤브레인 시트 장착 시 초기 위치로 레이저 비전 센서를 이동시켜 센싱된 레이저 영상과 화면의 중앙과의 일치 여부 및 저장된 위치 정보와의 일치 여부에 따라 선택적으로 수평 제어를 수행함으로써, 레이저 비전 모듈을 이용한 레이저 영상을 통해 용접 로봇의 수평 제어를 효과적으로 수행할 수 있는 것이다.
용접 로봇, 자동 레일 장치, 캐리지(carriage), 지그(JIG)

Description

용접 로봇의 수평 제어 장치 및 그 방법{HORIZONTALITY CONTROL APPARATUS AND ITS METHOD OF A WELDING ROBOT}
본 발명은 용접 로봇의 수평 제어 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동 레일 장치를 포함하는 용접 로봇 장치에 있어서 대상 물체에 대한 수평 제어를 수행하는데 적합한 용접 로봇의 수평 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 액화 천연 가스(LNG : Liquefied Natural Gas)를 수송하는 수송 선박은 극저온의 성질과 누출 위험이 많은 극한 상황에도 견고성과 단열성을 유지할 수 있는 화물 단열 박스를 요구하고 있다.
도 1은 종래에 제작되는 화물 단열 박스의 일부를 나타낸 도면으로, 곡면부(corrugated part, 102)와 평면부(flat part, 104)로 구성된 멤브레인 박판(106)을 용접하여 제작하게 되며, 이러한 멤브레인 박판(106)을 화물 단열 박스에 부착하기 위해서 용접 로봇 장치를 자동화하여 사용한다.
도 2는 종래에 따라 자동 레일 장치를 포함하는 용접 로봇 장치를 나타낸 도면으로, 한 개의 주장치부(200)와, 적어도 하나의 보조장치부(200a, 200b)를 연동 하도록 구성하여 복수개의 틸팅 포인트(201, 202, 203)에서 동시에 직접 레일을 틸팅 제어하는 기구적 특징을 갖는다.
그리고, 주장치부(200) 및 보조장치부(200a, 200b)는 용접기(a) 장착용 레일(b)과, 멤브레인 박판의 곡면부 클램핑용 클램프장비(c)의 사이에서 레일(b)의 축방향에 따라 상호 이격 간격을 유지하면서 배치되어 있는 것이 바람직하며, 용접 장비 틸팅을 위한 자동 레일 장치는 용접기의 폭방향으로 복수개의 검침자(211, 212)들을 배열한 감지센서(210)를 이용하는 제어부(A)와 모터(220) 사이를 출력전선으로 연결된다. 여기에서, 제어부(A)는 감지센서(210)와 전기적으로 결합되어 있으며, 감지센서(210)는 상하 방향으로 움직일 수 있게 구비한 검침자(211, 212)의 상하 이동 변위를 포텐션미터 및 그의 작동회로로 각각 측정함에 따라 획득한 각각의 출력값을 제어부(A) 쪽으로 입력할 수 있도록 입력전선을 통해 제어부(A)의 소정 형식의 센서입력 인터페이스와 연결되어 있다.
또한, 제어부(A)는 용접기(a) 또는 클램프장비(c)에 설치되어 있는 것이 바람직하며, 용접기(a)와의 연동을 위해서, 용접기(a)의 전원 입력 여부에 따라 감지센서를 초기화하도록 회로적으로 구성되어 있다.
한편, 주장치부(200) 및 보조장치부(200a, 200b)는 복수개의 랙(231, 232, 233), 즉 한 개의 기본 랙기어(231)와, 복수개의 보조 랙기어(232, 233)를 연동축(230)에 결합시켜서, 연동축(230)을 통해 동시 전달되는 랙 이동력에 의해 상호 연동되도록 결합되어 있어, 제어부(A)의 모터 제어 신호로 주장치부(200) 및 보조장치부(200a, 200b)를 동시 제어할 수 있게 된다.
하지만, 종래에 용접 작업을 수행하기 위한 용접 로봇 장치에서는 코르게이션(corrugation)이 형성된 멤브레인 시트(즉, 멤브레인 박판)를 용접할 경우 용접 캐리지(carriage)와 멤브레인 시트 간의 수평을 맞추는 것이 중요한데, 이는 복수(예를 들면, 2개 등)의 거리 센서를 이용하여 측정된 각도를 이용하여 수행되고 있으며, 이러한 센서는 노이즈가 발생하는 문제점이 있고, 접촉식 거리 센서의 사용으로 인해 주행 시 발생하는 진동에 따른 거리값의 변동으로 정확한 수평 제어를 수행하지 못하는 문제점이 있었다.
이에 따라, 본 발명은 레이저 비전 센서를 이용하여 대상 물체에 대한 기 설정된 위치로의 이동과 다른 대상 물체에 대한 기 설정된 위치로의 이동을 수행함으로써, 그 위치 정보를 비교하여 캐리지를 선택 틸트시켜 용접 로봇의 수평을 제어할 수 있는 용접 로봇의 수평 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
일 관점에서 본 발명은, 멤브레인 시트의 용접 부위에 레이저띠를 쏴서 레이저 영상을 촬영하는 레이저 비전 센서부와, 상기 촬영된 레이저 영상을 영상 처리하는 영상 처리부와, 상기 레이저 영상의 영상 처리값이 화면 중앙의 좌표값과 일치하도록 상기 레이저 비전 센서부를 이동 제어하고, 지그(JIG) 장착 시 상기 좌표값과 일치하는 제 1 위치 정보와 멤브레인 시트 장착 시 상기 좌표값과 일치하는 제 2 위치 정보의 차이값에 따라 용접 로봇의 용접 캐리지를 틸트시켜 수평 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 용접 로봇의 수평 제어 장치를 제공한다.
다른 관점에서 본 발명은, 용접 캐리지에 지그 장착 후 기 설정된 초기 위치로 레이저 비전 센서부를 이동시키는 단계와, 상기 레이저 비전 센서부를 통해 레이저 센싱 후 영상 처리하여 디스플레이하는 단계와, 상기 영상 처리된 영상 처리값이 화면의 중앙과 일치하도록 상기 레이저 비전 센서부를 이동시켜 제 1 위치 정보로 저장하는 단계와, 멤브레인 시트 장착 후 상기 기 설정된 초기 위치로 상기 레이저 비전 센서부를 이동시켜 상기 레이저 센싱 후 영상 처리하여 디스플레이하는 단계와, 상기 멤브레인 시트 장착 시 상기 영상 처리된 영상 처리값이 화면의 중앙과 일치하도록 상기 레이저 비전 센서부를 이동시킨 제 2 위치 정보와 상기 제 1 위치 정보와의 일치 여부에 따라 선택적으로 상기 용접 캐리지를 틸트시키는 단계를 포함하는 용접 로봇의 수평 제어 방법을 제공한다.
본 발명은, 2개의 접촉식 거리센서(probe)에서 추출한 거리값의 차이를 이용한 레일틸팅 방식과는 달리 비접촉식 레이져 비젼 센서에서 추출한 거리값을 이용한 레일틸팅을 수행함으로써, 접촉에 의한 진동 노이즈 영향을 전혀 받지 않고 수평제어를 효과적으로 수행 할 수 있다.
본 발명의 기술요지는, 용접 캐리지와 정확한 수평을 이루는 모형 멤브레인 시트인 지그(JIG)를 용접 캐리지에 장착하고 초기 위치로 레이저 비전 센서부를 이동(Z축 모터)시키고, y, z 축 모터를 움직여서 레이저 띠의 처리 영상이 화면의 중앙에 오도록 한다. 그 때의 y, z 축 모터의 엔코더값(위치값)을 제어기의 메모리에 저장을 한다. 이제 실제 멤브레인 시트에 초기 위치로 레이저 비전 센서부를 이동(Z축모터)시키고, y, z 축 모터를 움직여서 레이저 띠의 처리 영상이 화면의 중앙에 오도록 한다. 이 때의 y, z 축 엔코더값(위치값)이 지그에 저장해 놓은 위치값과 같다면 용접 캐리지와 멤브레인 시트와는 정확한 수평을 이룬 것이다. 하지만 차이가 난다면 레일 틸팅을 통해 값을 일치시킬 수 있으며, 이러한 기술적 수단을 통해 종래 기술에서의 문제점을 해결할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 레이저 비전 센서를 이용하여 용접 로봇의 수평을 제어하는데 적합한 수평 제어 장치의 블록구성도로서, 제어부(302), 구동부(304), 레이저 비전 센서부(306), 영상 처리부(308) 및 디스플레이부(310)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 제어부(302)는 용접 캐리지와 자동 레일 장치를 포함하는 용접 로봇의 전반적인 동작 제어를 수행하는 것으로, 캐리지에 지그(JIG)가 장착되면 거리 측정 센서(도시 생략됨)를 이용하여 레이저 비전 센서부(306)를 기 설정된 위치(초기 위치)로 이동시키기 위한 구동 제어신호를 구동부(304)로 제공하고, 해당 위치에 대한 센싱 후 그 처리 영상이 입력되면 그 레이저 영상이 화면의 중앙(즉, 교정된 화면의 y, z 좌표값인 (0,0) )과 일치하는지를 체크한다.
또한, 제어부(302)는 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치하지 않은 경우 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치할 때까지 레이저 비전 센서부(306)를 이동시키는 구동 제어신호를 발생하여 구동부(304)로 제공하며, 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치할 때 그 구동 모터의 y축과 z축의 위치 정보(구동 모터의 엔코더값 정보)를 내부 메모리에 저장한다. 이제 지그를 탈착한 후 멤브레인 시트에 거리 측정 센서를 이용하여 레이저 비전 센서부(306)를 기 설정된 위치(초기 위치)로 이동시키기 위한 구동 제어신호를 발생하여 구동부(304)로 제공하고, 제어부(302)는 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치하지 않은 경우 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치할 때까지 레이저 비전 센서부(306)를 이동시키는 구동 제어신호를 발생하여 구동부(304)로 제공하며, 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치할 때 기 저장된 y, z 축 모터의 엔코더값과 현재 엔코더값을 비교하여 일치하는지를 체크한다.
다음에, 제어부(302)에서는 y, z 축 모터의 엔코더값이 일치할 경우 용접 로봇의 수평 제어가 완료되어 용접 모드를 수행하도록 제어하고, 각각의 엔코더값이 일치하지 않은 경우 엔코더값의 차이값을 이용하여 레일 틸팅축 모터를 구동하여 레일을 틸트시킨 후 다시 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치할 때까지 레이저 비전 센서부(306)를 이동시킨다. 이 후, 제어부(302)에서는 수평 제어가 완료되면 용접 모드를 수행하도록 제어한다.
그리고, 구동부(304)는 거리 측정 센서, 구동 모터, 조향 장치 등을 구비하여 용접 로봇의 구동, 회전 등을 수행하는 것으로, 거리측정 센서의 거리값을 측정하고 제어부(302)로부터 제공되는 구동 제어신호에 따라 z축 모터를 이용하여 레이저 비전 센서부(306)를 초기위치로 이동시키고, 제어부(302)로부터 제공되는 구동 제어신호에 따라 틸팅축 모터를 이용하여 용접 로봇이 이동 가능하도록 장착된 레일을 틸트시킨다.
다음에, 레이저 비전 센서부(306)는, 레이저 비전 센서 등을 포함하여 대상 물체에 대한 레이저 영상을 촬영하는 것으로, 레이저를 출력한 후 그 반사 영상을 카메라로 촬영하여 그 레이저띠가 포함된 레이저 영상을 영상 처리부(308)로 전달한다.
또한, 영상 처리부(308)는 레이저 영상에 대한 밝기 보정, 노이즈 성분 제거, 필터링(filtering) 등의 영상 처리 과정을 수행하여 화면상의 y, z좌표의 현재값을 계산하여 제어부(302)로 전달한다.
한편, 디스플레이부(310)는 LCD, OLED 등의 디스플레이 장치를 포함하여 처리 영상을 디스플레이하는 것으로, 레이저 영상과 화면의 중앙이 일치되는지의 여부를 육안으로 확인할 수 있도록 그 레이저 영상을 디스플레이한다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 용접 로봇의 수평 제어 장치를 이용하여 지그 장착 시 초기 위치로 레이저 비전 센서를 이동시키고, 센싱된 처리 영상에 따라 화면의 중앙과 일치하도록 제어한 후에, 해당 위치 정보를 저장하며, 멤브레인 시트 장착 시 초기 위치로 레이저 비전 센서를 이동시켜 센싱된 레이저 영상 과 화면의 중앙과의 일치 여부 및 저장된 위치 정보와의 일치 여부에 따라 선택적으로 수평 제어를 수행하는 과정에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 레이저 비전 센서를 이용하여 용접 로봇의 수평을 제어하는 과정을 도시한 플로우차트이다.
도 4를 참조하면, 용접 캐리지에 지그(JIG)를 장착한 후에(단계402), 제어부(302)에서는 거리 측정 센서를 이용하여 레이저 비전 센서부(306)를 기 설정된 위치(초기 위치)로 이동시키기 위한 구동 제어신호를 구동부(304)로 제공하고, 이에 따라 구동부(304)에서는 구동 모터를 이용하여 초기 위치로 레이저 비전 센서부(306)의 레이저 비전 센서를 이동시킨다(단계404). 일 예로서, 도 6a, 도 6b, 도 6c는 본 발명에 따라 용접 캐리지에 지그가 장착된 것을 나타낸 도면들로서, 대상물에 대한 용접 작업을 수행하는 용접 토치부(602)와, 용접 부위에 레이져띠를 쏴서 그 영상을 촬영하는 레이저 비전 센서부(608)와, 용접 토치부(602)와 레이저 비전 센서부(608)를 장착한 캐리지부(604)를 이동 가능하도록 장착된 레일(606)을 포함하는 용접 로봇에서 캐리지부(604)에 지그(600a)를 장착한 평면도(6a), 정면도(6b) 및 측면도(6c)를 각각 나타낸다. 여기에서, 도면 부호 610은 거리 측정 센서를 나타내며, 도 3에 도시된 바와 같은 레이저 비전 센서부(306)와 도 6b에 도시한 바와 같은 레이저 비전 센서부(608)는 동일한 기능을 갖는 구성부로 하여 이하에서는 설명한다.
또한, 도 6b에 도시한 바와 같이 Z 축 모터 이동 시에는 A 영역으로 표시된 부분이 상하 방향으로 이동되는데, 초기 위치로 레이저 비전 센서부(608)를 이동시 킬 경우 거리 측정 센서(610)을 이용하여 측정된 거리값이‘0’될 때까지 Z 축 모터를 이동시키고, z 축 모터 이동 시에는 B 영역으로 표시된 부분이 상하 방향으로 이동되는데, 레이저 비전 센서부(608)와 용접 토치부(602)와 y 축 기구부가 모두 상하 방향으로 이동되며, y 축 모터 이동 시에는 C 영역으로 표시된 부분이 좌우 방향으로 이동되는데, 레이저 비전 센서부(608)와 용접 토치부(602)가 좌우 방향으로 이동시킬 수 있다.
그리고, 레이저 비전 센서부(306)에서는 초기 위치로 이동되어 레이저 센싱을 수행한 후 그 센싱된 촬영 영상(레이저띠가 포함된 촬영 영상)을 영상 처리부(308)로 전달하고, 영상 처리부(308)에서는 촬영 영상에 대한 밝기 보정, 노이즈 성분 제거, 필터링 등의 영상 처리 과정을 통해 그 처리 영상을 영상 처리 화면 내에 캘리브레이션(calibration)된 y, z 좌표값으로 변환해서 제어부(302)로 전달한다(단계406). 이 때, 제어부(302)에서는 처리 영상을 통해 y, z 위치값을 생성한다.
또한, 영상 처리부(308)에서는 처리 영상(즉, 레이저 영상)을 디스플레이하도록 디스플레이부(310)로 전달하고, 디스플레이부(310)에서는 LCD, OLED 등의 디스플레이 장치를 통해 디스플레이한다(단계408).
한편, 제어부(302)에서는 해당 처리 영상(레이저 영상)의 영상 처리값(즉, y, z 위치값)이 화면의 중앙(즉, 교정된 화면의 y, z 좌표값 (0, 0))과 일치하는지를 체크한다(단계410).
상기 단계(410)에서의 체크 결과, 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치하지 않 은 경우 제어부(302)에서는 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치하도록 레이저 비전 센서부(306)를 이동시키는 구동 제어신호를 구동부(304)로 제공하며, 이에 따라 구동부(304)에서는 구동 모터를 이용하여 레이저 비전 센서부(306)를 이동시킨다(단계412). 이 후 단계406 내지 단계410의 과정을 재수행한다. 일 예로서, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따라 화면의 중앙과 일치하는 레이저 영상과 화면의 중앙과 일치하지 않은 레이저 영상을 예시한 도면으로, 도 5b에 도시한 바와 같이 화면의 중앙과 일치하지 않은 레이저 띠가 나타나는 레이저 영상이 획득될 경우 레이저 레이저 띠가 나타나는 레이저 영상이 도 5a에 도시한 바와 같이 화면의 중앙에 일치하도록 구동 모터를 이용하여 레이저 비전 센서부(306)를 이동시킬 수 있다.
한편, 상기 단계(410)에서의 체크 결과, 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치한 경우 또는 단계412, 단계406 및 단계408의 과정을 통해 레이저 영상을 화면의 중앙과 일치된 경우 제어부(302)에서는 그 구동 모터의 y축과 z축에 대한 엔코더값 정보를 내부 메모리에 저장한다(단계414).
다음에, 캐리지에 장착된 지그를 탈착(제거)하고, 제어부(302)에서는 거리 측정 센서를 이용하여 멤브레인 시트에 레이저 비전 센서부(306)를 기 설정된 위치(초기 위치)로 이동시키기 위한 구동 제어신호를 구동부(304)로 제공하고, 이에 따라 구동부(304)에서는 구동 모터를 이용하여 초기 위치로 레이저 비전 센서부(306)를 이동시킨다(단계416).
그리고, 레이저 비전 센서부(306)에서는 초기 위치로 이동되어 레이저 센싱을 수행한 후 그 센싱된 촬영 영상(레이저띠가 포함된 촬영 영상)을 영상 처리 부(308)로 전달하고, 영상 처리부(308)에서는 촬영 영상에 대한 밝기 보정, 노이즈 성분 제거, 필터링 등의 영상 처리 과정을 통해 그 처리 영상을 영상처리 화면 내에 캘리브레이션된 y, z 좌표값으로 변환해서 제어부(302)로 전달한다. 이 때, 제어부(302)에서는 y, z좌표값이 0이 되도록 y,z축 모터를 이동시킨다.
또한, 영상 처리부(308)에서는 처리 영상(즉, 레이저 영상)을 디스플레이하도록 디스플레이부(310)로 전달하고, 디스플레이부(310)에서는 LCD, OLED 등의 디스플레이 장치를 통해 디스플레이한다 (단계418). 이 때, 제어부(302)에서는 처리 영상을 통해 y, z 위치값을 생성한다.
또한, 제어부(302)에서는 해당 처리 영상(레이저 영상)의 영상 처리값(즉, y, z 위치값)이 화면의 중앙(즉, 교정된 화면의 y, z 좌표값 (0, 0))과 일치하는지를 체크한다(단계420).
상기 단계(420)에서의 체크 결과, 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치하지 않은 경우 제어부(302)에서는 레이저 비전 센서부(306)를 이동시키는 구동 제어신호를 발생하여 구동부(304)로 제공하며, 이에 따라 구동부(304)에서는 구동 모터를 이용하여 레이저 비전 센서부(306)를 이동시킨다(단계422). 이 후 단계418 내지 단계422의 과정을 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치할 때까지 재수행한다. 일 예로서, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따라 화면의 중앙과 일치하는 레이저 영상과 화면의 중앙과 일치하지 않은 레이저 영상을 예시한 도면으로, 도 5b에 도시한 바와 같이 화면의 중앙과 일치하지 않은 레이저 띠가 나타나는 레이저 영상이 획득될 경우 레이저 띠가 나타나는 레이저 영상이 도 5a에 도시한 바와 같이 화면의 중앙에 일치하도록 구동 모터를 이용하여 레이저 비전 센서부(306)를 이동시킬 수 있다.
한편, 상기 단계(420)에서의 체크 결과, 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치할 경우 제어부(302)에서는 기 저장된 y, z 축 모터의 엔코더값과 현재 엔코더값을 비교하여 일치하는지를 체크한다(단계424).
상기 단계(424)에서의 체크 결과, 기 저장된 y, z 축 모터의 엔코더값과 현재 엔코더값을 비교하여 일치하지 않은 경우 제어부(302)에서는 엔코더값의 차이값을 이용하여 틸트축 모터를 구동시키는 구동 제어신호를 구동부(304)로 제공하고, 이에 따라 구동부(304)에서는 틸트축 모터를 이용하여 용접 로봇이 이동 가능하도록 장착된 레일을 틸트시킨다(단계426). 이 후 단계418 내지 단계424의 과정을 레이저 영상이 화면의 중앙과 일치할 때까지 재수행한다.
일 예로서, 도 7a 내지 도 7b는 본 발명에 따라 용접 캐리지가 멤브레인 시트에 적용된 도면들로서, 대상물에 대한 용접 작업을 수행하는 용접 토치부(702)와, 용접 부위에 레이져띠를 쏴서 영상을 받아들이는 레이저 비전 센서부(708)와, 용접 토치부(702)와 레이저 비전 센서부(708)를 장착한 캐리지부(704)를 틸팅 가능하도록 장착된 레일(706)을 포함하는 용접 로봇에서 멤브레인 시트(700a)를 장착된 캐리지부(704)를 나타내는데, 도 7b에 도시한 바와 같이 레일이 멤브레인 시트(700a)와 수평이 아닌 처져있는 상태라면 기 저장된 y, z 축 모터의 엔코더값과 현재 엔코더값을 비교했을 때 일치하지 않을 것이고, 도 7a에 도시한 바와 같이 레일이 멤브레인 시트(700a)와 수평을 이루면 캐리지부(704)와 멤브레인 시트(700a) 가 수평을 이룰 것이고 기 저장된 y, z 축 모터 엔코더값이 현재 엔코더 값과 일치를 보일 것이다.
또한, 도 7a에 도시한 바와 같이 Z 축 모터 이동 시에는 A 영역으로 표시된 부분이 상하 방향으로 이동되는데, 초기 위치로 레이저 비전 센서부(708)를 이동시킬 경우 거리 측정 센서(710)을 이용하여 측정된 거리값이‘0’될 때까지 Z 축 모터를 이동시키고, z 축 모터 이동 시에는 B 영역으로 표시된 부분이 상하 방향으로 이동되는데, 레이저 비전 센서부(708)와 용접 토치부(702)와 y 축 기구부가 모두 상하 방향으로 이동되며, y 축 모터 이동 시에는 C 영역으로 표시된 부분이 좌우 방향으로 이동되는데, 레이저 비전 센서부(708)와 용접 토치부(702)가 좌우 방향으로 이동시킬 수 있다.
한편, 상기 단계(424)에서의 체크 결과, 기 저장된 y, z 축 모터의 엔코더값과 현재 엔코더값을 비교하여 일치한 경우 제어부(302)에서는 용접 로봇을 이용한 용접 모드를 수행한다(단계428). 여기에서, 용접 모드를 수행하는 중에도 단계418 내지 단계426의 과정을 지속적으로 수행할 수 있음은 물론이다.
따라서, 지그 장착 시 초기 위치로 레이저 비전 센서를 이동시키고, 센싱된 영상 처리값이 화면의 중앙과 일치하도록 제어한 후에, 해당 엔코더값을 저장하며, 멤브레인 시트 장착 시 초기 위치로 레이저 비전 센서를 이동시켜 센싱된 영상 처리값과 화면의 중앙과의 일치 여부 및 저장된 엔코더값과의 일치 여부에 따라 선택적으로 수평 제어를 수행할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 종래에 제작되는 화물 단열 박스의 일부를 나타낸 도면,
도 2는 종래에 따라 자동 레일 장치를 포함하는 용접 로봇 장치를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 레이저 비전 센서를 이용하여 용접 로봇의 수평을 제어하는데 적합한 수평 제어 장치의 블록구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 레이저 비전 센서를 이용하여 용접 로봇의 수평을 제어하는 과정을 도시한 플로우차트.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따라 레이저 영상과 화면의 중앙이 일치하도록 하는 그 처리 영상을 나타낸 도면,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따라 용접 캐리지에 지그가 장착된 것을 나타낸 도면들,
도 7a 내지 도 7b는 본 발명에 따라 용접 캐리지가 멤브레인 시트에 적용된 도면들.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
302 : 제어부 304 : 구동부
306 : 레이저 비전 센서부 308 : 영상 처리부
310 : 디스플레이부

Claims (9)

  1. 멤브레인 시트의 용접 부위에 레이저띠를 쏴서 레이저 영상을 촬영하는 레이저 비전 센서부와,
    상기 촬영된 레이저 영상을 영상 처리하는 영상 처리부와,
    상기 레이저 영상의 영상 처리값이 화면 중앙의 좌표값과 일치하도록 상기 레이저 비전 센서부를 이동 제어하고, 지그(JIG) 장착 시 상기 좌표값과 일치하는 제 1 위치 정보와 멤브레인 시트 장착 시 상기 좌표값과 일치하는 제 2 위치 정보의 차이값에 따라 용접 로봇의 용접 캐리지를 틸트시켜 수평 제어를 수행하는 제어부
    를 포함하는 용접 로봇의 수평 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평 제어 장치는,
    영상 처리된 상기 레이저 영상을 디스플레이하는 디스플레이부
    를 더 포함하는 용접 로봇의 수평 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수평 제어 장치는,
    구동 모터를 이용하여 상기 이동 제어에 따라 상기 레이저 비전 센서부를 이 동시키며, 상기 차이값에 따라 상기 용접 로봇이 이동 가능하도록 장착된 레일을 틸트(tilt)시키는 구동부
    를 더 포함하는 용접 로봇의 수평 제어 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 용접 캐리지에 상기 지그와 상기 멤브레인 시트에서 추출된 각각에 대한 y축 및 z축의 엔코더값을 비교하여 상기 수평 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇의 수평 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 위치 정보 및 제 2 위치 정보는, 각각 y축 구동 모터의 y축 엔코더값과 z축 구동 모터의 z축 엔코더값을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇의 수평 제어 장치.
  6. 용접 캐리지에 지그 장착 후 기 설정된 초기 위치로 레이저 비전 센서부를 이동시키는 단계와,
    상기 레이저 비전 센서부를 통해 레이저 센싱 후 영상 처리하여 디스플레이하는 단계와,
    상기 영상 처리된 영상 처리값이 화면의 중앙과 일치하도록 상기 레이저 비전 센서부를 이동시켜 제 1 위치 정보로 저장하는 단계와,
    멤브레인 시트 장착 후 상기 기 설정된 초기 위치로 상기 레이저 비전 센서부를 이동시켜 상기 레이저 센싱 후 영상 처리하여 디스플레이하는 단계와,
    상기 멤브레인 시트 장착 시 상기 영상 처리된 영상 처리값이 화면의 중앙과 일치하도록 상기 레이저 비전 센서부를 이동시킨 제 2 위치 정보와 상기 제 1 위치 정보와의 일치 여부에 따라 선택적으로 상기 용접 캐리지를 틸트시키는 단계
    를 포함하는 용접 로봇의 수평 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 화면의 중앙과 일치하도록 상기 레이저 비전 센서부를 이동시키는 것은, 상기 영상 처리값이 상기 화면의 중앙인 y축과 z축의 값이 (0,0)인 위치로 이동시키는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 용접 로봇의 수평 제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 위치 정보 및 제 2 위치 정보는, 상기 지그 장착 시와 상기 멤브레인 시트 장착 시 각각에 대한 상기 영상 처리값이 상기 화면의 중앙과 일치할 시점의 y축 및 z축의 엔코더값을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇의 수평 제어 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 용접 캐리지를 틸트시키는 단계는, 상기 제 1 위치 정보 및 제 2 위치 정보의 차이값에 따라 틸트축 모터를 이용하여 상기 용접 로봇이 이동 가능하도록 장착된 레일을 틸트시키는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 용접 로봇의 수평 제어 방법.
KR1020080110852A 2008-11-10 2008-11-10 용접 로봇의 수평 제어 장치 및 그 방법 KR101059868B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080110852A KR101059868B1 (ko) 2008-11-10 2008-11-10 용접 로봇의 수평 제어 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080110852A KR101059868B1 (ko) 2008-11-10 2008-11-10 용접 로봇의 수평 제어 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100052009A KR20100052009A (ko) 2010-05-19
KR101059868B1 true KR101059868B1 (ko) 2011-08-29

Family

ID=42277452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080110852A KR101059868B1 (ko) 2008-11-10 2008-11-10 용접 로봇의 수평 제어 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101059868B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105911949A (zh) * 2016-04-19 2016-08-31 高桥金属制品（苏州）有限公司 一种汽车零部件的焊接识别装置
CN106736059B (zh) * 2016-12-03 2018-06-26 安徽松科智能装备有限公司 一种基于机器视觉检测的智能焊接机器人系统
KR102260173B1 (ko) * 2020-07-31 2021-06-04 한국기술교육대학교 산학협력단 무해체 보거푸집 용접 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100241847B1 (ko) 1997-08-28 2000-03-02 이해규 레이저비전센서를 이용한 용접로봇의 제어방법 및 장치
KR100253132B1 (ko) 1997-08-28 2000-04-15 이해규 레이져비젼센서 및 센서카메라를 이용한 용접선 위치감지방법
KR100568627B1 (ko) * 1998-12-30 2006-09-18 삼성중공업 주식회사 코러게이션이 형성된 용접물의 용접방법 및 그 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100241847B1 (ko) 1997-08-28 2000-03-02 이해규 레이저비전센서를 이용한 용접로봇의 제어방법 및 장치
KR100253132B1 (ko) 1997-08-28 2000-04-15 이해규 레이져비젼센서 및 센서카메라를 이용한 용접선 위치감지방법
KR100568627B1 (ko) * 1998-12-30 2006-09-18 삼성중공업 주식회사 코러게이션이 형성된 용접물의 용접방법 및 그 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100052009A (ko) 2010-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107891414B (zh) 机器人系统
US9452917B2 (en) Apparatus for guiding a vehicle onto a service lift using a machine vision wheel alignment system
KR20150139610A (ko) 부품 조립 작업 지원 시스템 및 부품 조립 방법
EP2634530A1 (en) Shape measuring device, shape measuring method, structure manufacturing method, and program
JP2000250626A (ja) 無人搬送車の位置補正方法及び位置補正装置
US20170083002A1 (en) Spot welding system for measuring position of welding point at which welding is performed
JP5158365B2 (ja) 基板の欠陥検査装置
KR101059868B1 (ko) 용접 로봇의 수평 제어 장치 및 그 방법
WO2015093434A1 (ja) 車両前方電柱位置検査装置
KR20130128846A (ko) 기판 반송 로봇 핸드의 성능 테스트 장치 및 방법
JP4652699B2 (ja) 基板検査装置、位置調整方法
WO2017068836A1 (ja) 加工装置及びプログラム
JP4284765B2 (ja) ロボットハンド位置計測装置
JP2010127703A (ja) 撮像手段の垂直度判定方法
JP4778855B2 (ja) 光学式測定装置
JP3211681B2 (ja) 塗装欠陥検査装置
JP2010266750A (ja) 観察装置および観察システム
KR20150088560A (ko) 용접 검사 장치
KR101727165B1 (ko) 3차원 카메라 모듈 측정 장치, 3차원 카메라 모듈 보정 장치 및 보정 방법
US20210387289A1 (en) Method for Testing a Joint
JPH02249910A (ja) 表面粗さ測定装置
JP3464355B2 (ja) 測長装置および測長装置の精度確認方法
CN110285767A (zh) 一种零部件外径尺寸在线监测装置
JP7349542B1 (ja) 溶接ロボットシステム、溶接方法及びプログラム
KR101709642B1 (ko) 3차원 카메라 모듈 측정 장치, 3차원 카메라 모듈 보정 장치 및 보정 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee