KR101108933B1 - Device for automatically welding inside-joint portion of steel pipes using intelligent robot and method for automatically welding thereof - Google Patents
Device for automatically welding inside-joint portion of steel pipes using intelligent robot and method for automatically welding thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR101108933B1 KR101108933B1 KR1020090097084A KR20090097084A KR101108933B1 KR 101108933 B1 KR101108933 B1 KR 101108933B1 KR 1020090097084 A KR1020090097084 A KR 1020090097084A KR 20090097084 A KR20090097084 A KR 20090097084A KR 101108933 B1 KR101108933 B1 KR 101108933B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- steel pipe
- welding
- vehicle body
- robot
- automatic welding
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 222
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 111
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 111
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 claims 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N Acetylene Chemical compound C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
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
- B23K37/0294—Transport carriages or vehicles
-
- 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
- B23K37/0241—Attachments between the welding or cutting element and the carriage
-
- 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
- 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
- B23K37/0276—Carriages for supporting the welding or cutting element for working on or in tubes
-
- 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
- B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
- B23K9/028—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams
- B23K9/0282—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams for welding tube sections
- B23K9/0284—Seam welding; Backing means; Inserts for curved planar seams for welding tube sections with an electrode working inside the tube
-
- 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
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/02—Sensing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
-
- 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
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
- B23K2101/10—Pipe-lines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Robotics (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치는, 강관의 내부를 이동할 수 있도록 이루어진 차체와; 상기 차체의 앞쪽에 구비되고, 다관절 구조를 갖는 로봇암들이 연속적으로 연결되어 강관 연결부 내면을 자동으로 원주 용접하는 다관절 자동용접로봇과; 상기 차체의 뒤쪽에 탑재되어 상기 차체를 구동함과 아울러 다관절 자동용접로봇을 제어하고, 용접 작동을 지원하는 부대 장비로 구성됨으로써, 강관 내면 용접부의 용접 품질을 향상시킴과 아울러 용접 작업성을 높일 수 있는 효과를 제공한다.Steel pipe automatic welding device using the intelligent robot device according to the present invention, the vehicle body made to move the inside of the steel pipe; A multi-joint automatic welding robot provided at the front of the vehicle body and continuously connecting the robot arms having a multi-joint structure to circumferentially weld the inner surface of the steel pipe connection part; Mounted at the rear of the vehicle body to drive the vehicle body, to control the multi-joint automatic welding robot, and to support the welding operation by the auxiliary equipment to improve the welding quality of the steel pipe inner surface weld portion and improve the welding workability It can be effective.
강관, 로봇, 다관절, 로봇암, 파지, 차체, 부대 장비 Steel pipe, robot, articulated, robot arm, grip, body
Description
본 발명은 대형 강관을 직렬로 연결한 상태에서 강관 연결부의 내면을 용접하는 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치 및 이를 이용한 자동용접방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steel pipe inner surface automatic welding device using an intelligent robot device for welding the inner surface of the steel pipe connection in a state in which a large steel pipe connected in series, and an automatic welding method using the same.
본 출원인은 강관 연결 시공시에 이용되는 강관 내면 자동용접장치에 대하여 지속적인 연구개발의 성과를 바탕으로 다수의 발명을 특허 출원하여, 강관의 내면접합부 용접로봇(특허 제0490228호), 강관의 내면접합부 용접장치(특허 제0831994호), 대구경 강관용 내면 접합부 용접장치(특허0808916호), 소구경 강관용 내면접합부 용접장치(특허0765861호) 등을 특허받은 바 있다.Applicant has applied for a number of invention patents based on the results of continuous research and development for the automatic welding of the inner surface of the steel pipe used in the construction of the steel pipe connection, the welding robot of the inner surface of the steel pipe (Patent No. 0490228), the inner surface of the steel pipe We have patented a welding device (Patent No. 0831994), an inner surface joining part welding device for large diameter steel pipes (Patent 00808916), an inner surface joining part welding device for small diameter steel pipes (Patent 0765861), and the like.
이 특허발명들의 강관 내면 자동용접장치는, 강관의 내부를 주행할 수 있도록 구성되고, 용접 토치를 X, Y, Z 방향의 직선 운동과 θ방향의 회전 운동을 조합하여 강관 연결부 내면을 원주 용접하는 구성으로 이루어진다.The steel pipe inner surface automatic welding device of the present invention is configured to travel inside the steel pipe, and the welding torch circumferentially welds the inner surface of the steel pipe connecting portion by combining a linear motion in the X, Y, and Z directions and a rotational motion in the θ direction. Consists of the configuration.
하지만, 위 특허발명을 강관 내면 자동용접장치는, 강관 용접의 작업성을 높 이고 용접 품질을 향상시키는데 상당한 기여를 하였으나, 강관이 다른 구조물과는 달리, 원통형 구조로 형성되어 있으므로 직선 방향의 용접이 아닌 원주 방향의 용접을 실시하여야 하는 특수성 때문에 보다 높은 용접 작업성을 실현하고 용접 정밀도를 향상시키는 데는 한계가 있는 문제점이 있다.However, the above patented invention, automatic welding device inside the steel pipe, contributed to the improvement of the workability of the steel pipe welding and the improvement of welding quality. Rather than the circumferential direction of welding, there is a problem in that there is a limit in realizing higher welding workability and improving welding precision.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지능형 다관절 자동용접로봇을 이용하여 강관의 내면을 용접하도록 구성함으로써 용접 품질을 향상시킴과 아울러 용접 작업성을 높일 수 있도록 하는 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치 및 이를 이용한 자동용접방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by using an intelligent multi-joint automatic welding robot configured to weld the inner surface of the steel pipe to improve the welding quality and to improve the workability of the intelligent robot device It is an object of the present invention to provide an automatic welding device using an inner surface of a steel pipe and an automatic welding method using the same.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치는, 강관의 내부를 이동할 수 있도록 이루어진 차체와; 상기 차체의 앞쪽에 구비되고, 다관절 구조를 갖는 로봇암들이 연속적으로 연결되어 강관 연결부 내면을 자동으로 원주 용접하는 다관절 자동용접로봇과; 상기 차체의 뒤쪽에 탑재되어 상기 차체를 구동함과 아울러 다관절 자동용접로봇을 제어하고, 용접 작동을 지원하는 부대 장비를 포함한 것을 특징으로 한다.Steel pipe inner surface automatic welding device using an intelligent robot device according to the present invention for realizing the above object, the vehicle body made to move the inside of the steel pipe; A multi-joint automatic welding robot provided at the front of the vehicle body and continuously connecting the robot arms having a multi-joint structure to circumferentially weld the inner surface of the steel pipe connection part; It is mounted to the rear of the vehicle body, characterized in that it includes additional equipment for controlling the multi-joint automatic welding robot while driving the vehicle body, and supports the welding operation.
상기 차체는, 전후 방향으로 길게 연결된 프레임과, 프레임의 앞쪽에서 프레임에 대하여 회전 가능하게 연결되는 전방 차륜 지지대와, 프레임의 뒤쪽에서 프레임에 대하여 회전 가능하게 연결되는 후방 차륜 지지대와, 전방 및 후방 차륜 지지대의 양쪽에 각각 구비되는 양측 바퀴들과, 후방 차륜 지지대의 양측 바퀴를 회전 구동시키는 구동기구, 상기 프레임에 구비되어 강관 내부에 차체의 위치를 고정하는 파지 장치를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The vehicle body includes a frame elongated in the front-rear direction, a front wheel support rotatably connected to the frame at the front of the frame, a rear wheel support rotatably connected to the frame at the rear of the frame, and front and rear wheels. It is preferable to include both wheels provided on both sides of the support, a drive mechanism for rotating the wheels on both sides of the rear wheel support, and a gripping device provided on the frame to fix the position of the vehicle body inside the steel pipe.
상기 전방 차륜 지지대의 일측과 뒤쪽 프레임 사이에는 프레임에 대하여 전방 차륜 지지대의 조향 상태를 조절하는 조향 작동기구가 설치될 수 있다.A steering actuator may be installed between one side of the front wheel support and the rear frame to adjust a steering state of the front wheel support with respect to the frame.
상기 후방 차륜 지지대는 상기 프레임에 회전 가능하게 연결되는 메인 지지대와, 메인 지지대의 양쪽에 메인 지지대와 직교하는 방향으로 각각 설치되어 상기 양쪽 두 쌍의 바퀴가 지지되는 차륜 브래킷과, 메인 지지대의 앞쪽과 뒤쪽에서 메인 지지대와 나란한 방향으로 위치되어 양측 바퀴를 연결되는 복수의 차륜 연결축을 포함하는 것이 바람직하다.The rear wheel support may include a main support rotatably connected to the frame, wheel brackets installed on both sides of the main support in a direction orthogonal to the main support, and supporting the two pairs of wheels; It is preferable to include a plurality of wheel connecting shaft which is located in the direction parallel to the main support from the rear to connect both wheels.
상기 메인 지지대의 상부에 차체의 기울기를 감지할 수 있는 수평 센서가 설치되고, 상기 프레임과의 사이에 메인 지지대의 회전 상태를 감지하여 조향각을 판단할 수 있도록 조향각 센서가 설치되며, 상기 수평 센서 및 조향각 센서의 신호를 입력받아 차체가 수평 상태가 유지될 수 있도록 뒤쪽 양측 바퀴의 회전수가 상이하도록 상기 구동기구를 제어하는 조향 제어기구를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.A horizontal sensor is installed on the upper part of the main support to detect the inclination of the vehicle body, and a steering angle sensor is installed to determine a steering angle by detecting a rotation state of the main support between the frame and the horizontal sensor. It is preferable to include a steering control mechanism for receiving the signal of the steering angle sensor to control the drive mechanism so that the number of revolutions of the rear both wheels so that the vehicle body is maintained in a horizontal state.
상기 파지 장치는 프레임에 좌우 방향으로 길게 설치되는 파지 지지대와, 파지 지지대의 양단부에 수직 방향으로 각각 설치되어 길이 변화를 통해 바닥면에 밀착되어 차체의 위치를 고정시키는 파지 액츄에이터를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The gripping apparatus is configured to include a gripping support that is installed in the frame long in the left and right direction, and a gripping actuator that is installed in each of the both ends of the gripping support in the vertical direction and in close contact with the bottom surface through a change in length to fix the position of the vehicle body desirable.
상기 다관절 자동용접로봇은, 연속된 7관절 로봇암을 이용하여 강관 내면의 자동 원주 용접이 가능하도록 구성될 수 있다.The multi-joint automatic welding robot may be configured to enable automatic circumferential welding of the inner surface of the steel pipe using a continuous seven-joint robot arm.
이때, 상기 다관절 자동용접로봇은 상기 차체의 앞쪽에 설치된 베이스 플레 이트와, 베이스 플레이트의 상부에 지지된 로봇 베이스와, 로봇 베이스의 상부에 제1축으로 수직 연결된 제1암과, 제1암의 측면에서 제2축으로 연결된 제2암과, 제2암의 상부에 제3축으로 연결된 제3암과, 제3암의 상부에 제4축으로 연결된 제4암과, 제4암의 전방에서 제5축으로 연결된 제5암과, 제5암의 끝단부에 제6축으로 연결된 제6암과, 제6암의 끝단부에 제7축으로 회전 가능하게 연결되어 끝단부에 토치 클램프가 장착되는 제7암을 포함하고, 상기 각각의 축에는 모터가 연결되어 각각의 로봇암들을 회전 작동시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.In this case, the multi-joint automatic welding robot is a base plate installed in front of the vehicle body, the robot base supported on the upper portion of the base plate, a first arm vertically connected to the upper portion of the robot base in the first axis, the first arm A second arm connected by a second axis at the side of the third arm, a third arm connected by a third axis to the upper part of the second arm, a fourth arm connected by a fourth axis to the upper part of the third arm, and the front of the fourth arm In the fifth arm connected to the fifth axis, the sixth arm connected to the sixth end of the fifth arm and the sixth arm rotatably connected to the seventh axis to the end of the sixth arm torch clamp And a seventh arm to be mounted, wherein each of the shafts is connected to a motor and configured to rotate the respective robot arms.
상기 부대 장비는, 상기 다관절 자동용접로봇의 제어 작동을 구현하는 로봇제어 콘트롤박스와, 용접 토치 및 용접 주변 장비를 제어하는 용접제어 콘트롤러와, 용접 토치에 냉각수를 제공하는 냉각유닛과, 강관 내면 자동용접장치의 유압 작동 요소에 압유를 제공하는 유압장치와, 강관 내면 자동용접장치에 제공되는 전원 및 각종 제어 요소의 구동을 위한 제어 및 차체의 주행을 제어하는 메인파워 구동유닛을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The auxiliary equipment includes a robot control control box for implementing a control operation of the multi-joint automatic welding robot, a welding control controller for controlling a welding torch and welding peripheral equipment, a cooling unit for providing coolant to the welding torch, and an inner surface of a steel pipe. It includes a hydraulic device for providing pressure oil to the hydraulic operation element of the automatic welding device, the main power drive unit for controlling the driving of the vehicle body and the control for driving the power and various control elements provided to the automatic welding device inside the steel pipe It is preferable.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치를 이용한 자동용접방법은, 상기한 강관 내면 자동용접장치를 이용한 자동용접방법으로서, 관로 내부에 강관 내면 자동용접장치를 투입하고 용접 포인트 위치와 일정 정도 떨어진 거리까지 이동시킨 다음, 파지 장치를 이용하여 차체를 고정시키는 제1단계와; 제1단계 후에, 조작 단말기를 이용하여 강관의 용접 작업 조건에 따라 제어 유닛에 이미 등록되어 있는 프로그램 중 하나를 선택하는 제2단계와; 제2단계 후에, 다관절 자동용접로봇을 작동시켜 용접 토치를 이용하여 강관 내면의 다수의 용접 포인트에 티칭 작업을 실시하여 용접 위치를 정확하게 입력하는 제3단계와; 제3단계에서 입력된 티칭 작업에 따른 용접 위치를 용접 기준점으로 인식시키는 프리 마스터를 실행하는 제4단계와; 제4단계에서 인식된 용접 기준점을 중심으로 제2단계에서 선택된 프로그램에 따라 다관절 자동용접로봇이 강관 내면 연결부를 자동 용접하는 제5단계를 포함한 것을 특징으로 한다.The automatic welding method using the steel pipe inner surface automatic welding device using the intelligent robot device according to the present invention for realizing the above problems, the automatic welding method using the steel pipe inner surface automatic welding device, the steel pipe inner surface automatic welding device inside the pipeline A first step of inserting and moving the distance up to a distance from the welding point position and then fixing the vehicle body using a holding device; After the first step, a second step of selecting one of the programs already registered in the control unit according to the welding operation conditions of the steel pipe using the operation terminal; After the second step, a third step of operating a multi-joint automatic welding robot to teach a plurality of welding points on the inner surface of the steel pipe using a welding torch to accurately input a welding position; A fourth step of executing a premaster for recognizing a welding position according to the teaching operation input in the third step as a welding reference point; And a fifth step in which the multi-joint automatic welding robot automatically welds the inner surface of the steel pipe according to the program selected in the second step based on the welding reference point recognized in the fourth step.
여기서, 상기 제5단계에서, 강관의 최저점을 중심으로 좌우 방향 상측으로 각각 180°구간을 순서대로 용접하는 것이 바람직하다.Here, in the fifth step, it is preferable to weld 180 ° sections in order in the upper left and right directions around the lowest point of the steel pipe.
상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.The main problem solving means of the present invention as described above, will be described in more detail and clearly through examples such as 'details for the implementation of the invention', or the accompanying 'drawings' to be described below, wherein In addition to the main problem solving means as described above, various problem solving means according to the present invention will be further presented and described.
본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치 및 이를 이용한 자동용접방법은, 지능형 다관절 구조를 갖는 자동용접로봇을 이용하여 강관의 내면을 자동 용접할 수 있도록 구성되기 때문에 강관 내면 용접부의 용접 품질을 향상시킴과 아울러 용접 작업성을 높일 수 있는 효과가 있다.Steel pipe inner surface automatic welding device using an intelligent robot device according to the present invention and automatic welding method using the same, because the inner surface of the steel pipe using an automatic welding robot having an intelligent multi-joint structure is configured to automatically weld the inner surface of the steel pipe In addition to improving the welding quality, there is an effect that can improve the welding workability.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치가 도시된 도면들로서, 도 1은 사시도, 도 2는 측면도, 도 3은 평면도, 도 4는 정면도, 도 5는 부대 장비 쪽 정면도, 도 6은 배면도이다.1 to 6 is a view showing a steel pipe inner surface automatic welding apparatus using an intelligent robot device according to the present invention, Figure 1 is a perspective view, Figure 2 is a side view, Figure 3 is a plan view, Figure 4 is a front view, Figure 5 Ancillary equipment side front view, FIG. 6 is a rear view.
그리고 도 7은 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치의 전체 구성도이고, 도 8은 본 발명에 따른 강관 내면 자동용접장치의 차체 구성을 보여주는 평면도이다.7 is an overall configuration diagram of a steel pipe inner surface automatic welding device using an intelligent robot device according to the present invention, Figure 8 is a plan view showing a vehicle body configuration of the steel pipe inner surface automatic welding device according to the present invention.
본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치는, 강관의 내부를 이동할 수 있도록 이루어진 차체(310)와, 이 차체(310)의 앞쪽에 구비되어 강관의 내면을 용접하는 다관절 자동용접로봇(370) 및 용접 토치(380)와, 차체(310)의 뒤쪽 상부에 탑재되어 본 발명의 강관 내면 자동용접장치를 지원하는 각종 부대 장비(390) 등으로 구성된다.The steel pipe inner surface automatic welding device using the intelligent robot device according to the present invention, the
이러한 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치의 각각의 구성에 대하여 상세히 설명한다.Each configuration of the steel pipe automatic welding device using the intelligent robot device according to the present invention will be described in detail.
먼저, 차체(310)에 대하여 설명한다.First, the
차체(310)는, 도 8을 참조하면, 전후 방향으로 길게 연결된 프레임(311)과, 프레임(311)의 앞쪽에서 프레임(311)에 대하여 회전 가능하게 연결되는 전방 차륜 지지대(315)와, 프레임(311)의 뒤쪽에서 프레임(311)에 대하여 회전 가능하게 연결되는 후방 차륜 지지대(320)와, 전방 및 후방 차륜 지지대(315)(320)의 양쪽에 각각 구비되는 양측 바퀴(317)(330)와, 후방 차륜 지지대(320)의 양측 바퀴(330)를 회전 구동시키는 구동기구(340), 차체(310)의 위치 고정을 위한 파지 장치(360) 등으로 구성된다.Referring to FIG. 8, the
전방 차륜 지지대(315)는 후방 차륜 지지대(320)와 달리 하나의 지지대로 구성될 수 있으며, 이 지지대의 양쪽에 바퀴가 하나씩 설치되는 구성으로 이루어진다. 특히 전방 차륜 지지대(315)는 프레임(311)에 대하여 조향 작동이 가능하도록 구성되어 있는바, 전방 차륜 지지대(315)의 일측과 뒤쪽 차체(310) 사이에는 조향 작동기구(316)가 설치된다.The
조향 작동기구(316)는, 뒤쪽 차체(310)에 지지된 상태에서 길이 변화를 통해 전방 차륜 지지대(315)를 회전시킬 수 있도록 구성된 것으로서, 모터에 의해 회전력을 직선 운동력으로 변환하는 볼 스크류 방식을 이용하거나, 유압 실린더 방식 등을 이용하여 구성할 수 있다.The
후방 차륜 지지대(320)는 그 양쪽에 각각 한 쌍씩의 바퀴(330)가 설치되어 하나의 차륜 지지대(320)를 중심으로 양쪽에 두 쌍의 바퀴가 설치되게 구성할 수 있다. 이때, 차륜 지지대(320)는 상기 프레임(311)에 회전 가능하게 연결되는 메인 지지대(321)와, 이 메인 지지대(321)의 양쪽에 메인 지지대(321)와 직교하는 방향으로 각각 설치되어 상기 양쪽 두 쌍의 바퀴(330)가 지지되는 차륜 브래킷(323)과, 메인 지지대(321)의 앞쪽과 뒤쪽에서 메인 지지대(321)와 나란한 방향으로 위치되 어 양측 바퀴(330)를 연결되는 차륜 연결축(325)으로 구성될 수 있다.The
메인 지지대(321)는, 대략 사각 통체형 구조로 이루어질 수 있다.The
차륜 브래킷(323)은, 전후 방향으로 길게 형성되어 수직 방향으로 세워진 플레이트 구조로 형성되며, 상기 메인 지지대(321)에 용접, 또는 체결 수단 등에 의해 고정된 상태에서 양측 바퀴(330), 차륜 연결축(325), 구동기구(340) 등을 지지할 수 있도록 구성된다.The
차륜 연결축(325)은, 메인 지지대(321)를 중심으로 앞쪽과 뒤쪽에 나란히 배치되는데, 앞쪽과 뒤쪽의 차륜 연결축(325)은 메인 지지대의 중앙의 아래쪽을 통과하는 센터 브래킷(327)을 통해 상호 연결되게 구성되는 것이 바람직하다.The
여기서, 차륜 연결축(325)은 바퀴의 축을 회전 가능하게 지지할 수 있도록 구성된 것으로, 자신은 회전하지 않고, 상기 차륜 브래킷(323)에 고정되게 설치될 수 있다. 따라서 센터 브래킷(327)은 앞뒤의 차륜 연결축(325)을 상호 연결하도록 구성되는 것이다. 또한 차륜 연결축(325)에는 차체(310)를 관 내부에 밀착시키도록 자력을 발생시키는 자력발생기구(327)가 설치될 수 있다.Here, the
전방 및 후방 양측 바퀴(317)(330)는 관의 내면에 접촉된 상태에서 접촉 면적이 커지도록 바퀴의 안쪽에서 바깥쪽으로 갈수록 외경이 점차 작아지는 구조로 형성되는 것이 바람직하고, 금속재 등으로 이루어진 휠 바디의 둘레면에 마찰력을 높이는 동시에 어느 정도 탄성력을 가질 수 있도록 합성수지재 또는 고무재 등의 외륜을 구성할 수 있다.The front and rear both
다음, 상기 구동기구(340)는, 후방 양측 바퀴(330)를 각각 별도로 회전 구동 시킬 수 있도록 구성할 수 있는데, 이를 위해 양쪽 차륜 브래킷(323)에 각각 전동 모터(341)가 설치된다.Next, the
각 차륜 브래킷(323)에는 상기 각 전동 모터(341)에서 한 쌍의 바퀴에 동력을 전달할 수 있도록 다수의 기어세트(343)가 상호 연결되어 바퀴(330)에 동력을 전달할 수 있도록 구성된다. 다수의 기어세트(343)는 상기 각 전동 모터(341)의 회전력을 감속시키는 감속기 역할을 하는 동시에 한쪽에 구비된 한 쌍의 바퀴 중 앞쪽 바퀴의 구동력을 뒤쪽 바퀴에도 전달하는 역할을 하게 된다.Each
한편, 차체(310)에는 차체(310)의 기울기를 감지하는 수평 센서(350), 프레임(311)에 대하여 후방 차륜 지지대(315)(320)의 조향각을 상태를 감지하는 조향각 센서(355), 수평 센서(350) 및 조향각 센서(355)의 신호를 입력받아 상기 구동기구(340)에 제어신호를 출력하는 조향 제어기구가 구성될 수 있다.On the other hand, the
도 8에서는, 후방의 메인 지지대(321)의 한쪽 상부에 상기 수평 센서(350)가 설치되고, 반대쪽 상부에 상기 프레임(311)과의 사이에 조향각 센서(355)가 연결되어 설치된 구성을 보여준다.In FIG. 8, the
수평 센서(350)는, 메인 지지대(321)의 한 쪽 상부에 설치되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 차체(310)의 기울기를 감지할 수 있는 위치이면, 설치 위치를 다양하게 변경하여 설치할 수 있음은 물론이다. 이러한 수평 센서(350)는, 차체(310)의 기울기를 감지할 수 있는 공지의 여러 센서 중 하나를 선택하여 구성할 수 있으므로, 수평 센서(350)에 대한 구체적은 설명은 생략한다. 다만, 본 발명에 구비되는 수평 센서(350)는 차체(310)의 좌측 기울기와 우측 기울 기를 각각 측정할 수 있는 수평 센서(350)로 구성되는 것이 바람직하다.
조향각 센서(355)는, 프레임(311)과 메인 지지대(321) 사이에 링크 구조로 연결되어 링크의 움직임 상태를 감지함으로써 프레임(311)에 대하여 메인 지지대(321)의 회전 상태를 감지하여 조향각을 판단할 수 있도록 구성된다.The
조향 제어기구는, 후술할 메인파워 구동유닛(392)에 함께 구성될 수 있으며, 수평 센서(350) 및 조향각 센서(355)의 신호를 입력받아 제어 신호를 출력하되, 차량이 관 내부에서 수평 상태로 유지되지 않은 경우에, 수평 상태가 유지될 수 있도록 앞쪽 바퀴의 조향 작동기구(316)를 제어함과 아울러, 뒤쪽 양측 바퀴(330)의 회전수가 상이하도록 상기 각각의 전동 모터(341)를 제어할 수 있도록 구성된다.The steering control mechanism may be configured together with the main
즉, 차체(310)가 곡관부분을 주행할 경우에 직진 상태를 그대로 유지하게 되면, 한쪽 바퀴가 관의 내면을 따라 위쪽으로 올라가게 되고, 다른 쪽에 관의 아래쪽으로 내려오면서 차체(310)가 전체적으로 기울어지게 된다. 이때 수평 센서(350)에서 차체(310)의 기울기를 감지하여, 조향 제어기구에 감지 신호를 입력하고, 조향 제어기구는 기울기의 방향과 각도를 판단하여, 앞쪽 바퀴의 조향 작동기구(316)를 제어하고, 동시에 뒤쪽 좌우 바퀴의 회전수를 조절하여, 차체(310)가 수평 상태를 유지하면서 주행할 수 있도록 제어한다.That is, when the
상기한 바와 같은 차체(310)에서, 프레임(311)의 중간 부분에는 차체(310)를 원하는 위치에 고정하는 파지 장치(360)가 구비되는 바, 파지 장치(360)는 전방 차륜 지지대(315)와 후방 차륜 지지대(320) 사이에서 프레임(311)에 설치되는 구조로 이루어진다. In the
파지 장치(360)는 프레임(311)에 좌우 방향으로 길게 설치되는 파지 지지대(361)와, 파지 지지대(361)의 양단부에 수직 방향으로 각각 설치되어 길이 변화를 통해 바닥면에 밀착되어 차체(310)의 위치를 고정시키는 파지 액츄에이터(363)로 이루어진다.The holding
여기서, 파지 액츄에이터(363)는 직선 운동력을 발생시키는 구성이면 공지의 다양한 리니어 운동 기구를 선택하여 구성할 수 있다. 도면에서는 유압 실린더와 이 유압 실린더의 피스톤 로드에 연결되어 바닥에 밀착되거나 이격되는 파지 패드(365)로 이루어진 구성을 예시하였다. 여기서 파지 패드(365)는 파지 액츄에이터(363)의 끝단부에 UV 조인트로 연결되어 어느 정도 자유 움직임이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.Here, the holding
따라서, 차체(310)가 곡관 등의 부분을 주행하더라도 차체(310)가 전체적으로 수평 상태를 유지하면서 곡선 구간에서도 안정적으로 주행할 수 있고, 다시 정상 구간 즉, 직선 구간에 진입하면, 조향각 센서(355)를 이용하여 프레임(311)에 대하여 전방 차륜 지지대(315)와 후방의 메인 지지대(321)가 90°가 되도록 하여 차체(310)가 안정적으로 주행할 수 있게 되고, 이에 따라 직선 구간의 관로는 물론 곡선 구간의 관로에서도 항상 수평 상태로 이동할 수 있고, 용접 작업을 진행하고자 하는 위치에 도달하면 파지 장치(360)를 작동시켜 차체(310)의 위치를 수평 상태로 고정함으로써 안정된 위치 고정 상태에서 용접 작업을 진행할 수 있게 된다.Therefore, even when the
다음, 상기와 같은 차체(310)의 앞쪽에 구비되는 다관절 자동용접로봇(370) 에 대하여 설명한다.Next, a multi-joint
다관절 자동용접로봇(370)은, 다관절 로봇암(373)을 이용하여 용접 토치(380)를 원주 방향으로 자유롭게 이동시키면서 강관 내면 연결부 용접이 가능하도록 구성된 것으로서, 전체적으로는 매니퓰레이터(Manipulator) 방식으로 이루어지는데, 본 실시예의 도면에서는 로봇 베이스(372)에 연결된 7관절 로봇암 구조를 예시한다. 물론, 로봇 베이스(372) 및 각각의 로봇암들 사이에는 각 로봇암의 회전 방향으로의 자유도 구현을 위한 축들이 설치된다. 따라서 도면에서는 총 7자유도(7축) 구현이 가능한 다관절 로봇 구조를 예시하고 있다. 7관절 로봇암 구조는 하나의 바람직한 예시에 불과하며, 반드시 이에 한정되지 않고 7관절 이하 또는 이상의 로봇암 구조로 구성하는 것도 가능하다.Multi-joint
다관절 자동용접로봇(370)은 프레임(311)의 앞쪽에 설치된 베이스 플레이트(371)와, 이 베이스 플레이트(371)의 상부에 지지된 로봇 베이스(372)와, 이 로봇 베이스(372)의 상부에 제1축(X1)으로 수직 연결된 제1암(A1)과, 제1암(A1)의 측면에서 제2축(X2)으로 연결된 제2암(A2)과, 제2암(A2)의 상부에 제3축(X3)으로 연결된 제3암(A3)과, 제3암(A3)의 상부에 제4축(X4)으로 연결된 제4암(A4)과, 제4암(A4)의 전방에서 제5축(X5)으로 연결된 제5암(A5)과, 제5암(A5)의 끝단부에 제6축(X6)으로 연결된 제6암(A6)과, 제6암(A6)의 끝단부에 제7축(X7)으로 회전 가능하게 연결된 제7암(A7)으로 구성된다.The articulated
여기서, 각각의 축(X1~X7)에는 모터가 설치되어 각각의 암(A1~A7)이 회전 작동될 수 있도록 구성되며, 상기 제7암(A7)의 끝단에는 용접 토치(380)가 장착될 수 있도록 토치 클램프(382)가 구비된다. Here, each shaft (X1 ~ X7) is installed so that the motor is installed so that each arm (A1 ~ A7) is rotated, the end of the seventh arm (A7) to be equipped with a
토치 클램프(382)는 다관절 로봇에서 탈장착이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하고, 송급 와이어, 용접 가스, 냉각 유체, 용접 전원 등이 연결될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.The
이와 같이 구성되는 다관절 자동용접로봇(370)은 상기 로봇 베이스(372)를 통해 프레임(311)에 지지된 상태에서 용접 제어부 즉, 후술할 로봇제어 콘트롤박스(393)에 입력된 제어 프로그램(JOB)에 의해 제어되면서 강관의 내면 연결부를 자동 용할 수 있도록 구성되는 것이다.The multi-joint
다관절 자동용접로봇(370)의 구체적인 용접 제어 방법에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.A detailed welding control method of the articulated
다음, 차체(310)의 뒤쪽에 탑재된 각종 부대 장비(390)에 대하여 설명한다.Next, various
차체(310)의 뒤쪽 프레임(311)의 상부에는 각종 부대 장비(390)가 탑재될 수 있도록 베이스 플레이트(391)가 설치된다. The
베이스 플레이트(391)의 상부에는, 다관절 자동용접로봇(370)의 제어 작동을 구현하는 로봇제어 콘트롤박스(393)와, 용접 토치(380) 및 용접 토치 주변에 설치된 송급 와이어, 용접 가스, 냉각 유체, 용접 전원 등을 제어하는 용접제어 콘트롤러(394)와, 용접 토치(380)에 냉각수를 제공하는 냉각유닛(395)과, 강관 내면 자동용접장치의 유압 작동 요소에 압유를 제공하는 유압장치(396)와, 강관 내면 자동용접장치에 제공되는 전원 및 각종 제어 요소의 구동을 위한 제어 및 차체(310)의 주 행을 제어하는 메인파워 구동유닛(392) 등이 구비된다.On the upper part of the
이러한 로봇제어 콘트롤박스(393), 용접제어 콘트롤러(394), 냉각유닛(395), 유압장치(396), 메인파워 구동유닛(392) 등을 베이스 플레이트(391)의 상부에 배치하는 구성은 실시 조건에 따라 적절하게 설정하여 구현할 수 있다. 본 실시예의 도면에서는 앞쪽에 로봇제어 콘트롤러(393)와 용접제어 콘트롤러(394)를 나란히 배치하고, 용접제어 콘트롤러(394)의 상부에 냉각유닛(395)을 배치하며, 뒤쪽에 메인파워 구동유닛(392)과 유압장치(396)를 배치한 구성을 보여준다.The robot
또한 용접 토치(380)에 제공되는 송급 와이어를 제공하는 와이어 공급릴이 구비될 수 있는데, 와이어 공급릴은 로봇제어 콘트롤박스(393) 또는 냉각유닛(395)의 상부에 구비되는 것도 가능하나, 본 실시예의 도면에서는 상기한 로봇 베이스(372)의 상부에 지지 브래킷(397)을 설치하고, 이 지지 브래킷(397)에 와이어 공급릴(398)이 설치된 구성을 보여준다. 그리고 송급기(400)는 다관절 로봇암(373)의 제4암(A4)의 후방에 설치되어 상기 와이어 공급릴(398)에서 제공된 와이어를 용접토치(380) 쪽에 제공할 수 있도록 구성된다.In addition, a wire supply reel may be provided to provide a feeding wire provided to the
또한 상기 로봇제어 콘트롤박스(393), 용접제어 콘트롤러(394), 메인파워 구동유닛(392) 등 본 발명의 장치를 제어하는 모든 구성 요소를 무선 시스템으로 제어할 수 있도록 무선 리모콘이 구비되는 것이 바람직하다. 물론, 무선 시스템에 한정되지 않고 유선 리모콘 방식으로 구현하는 것도 가능하다. 이하 무선 리모콘 또는 유선 리모콘을 조작 단말기(399)로 통합하여 설명한다.In addition, it is preferable that a wireless remote controller is provided to control all components controlling the apparatus of the present invention, such as the robot
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치를 이용한 본 발명의 자동용접방법에 대하여 설명한다.The automatic welding method of the present invention using the steel pipe inner surface automatic welding device using the intelligent robot device according to the present invention configured as described above will be described.
먼저, 복수의 강관이 상호 연결된 관로 내부에 본 발명의 강관 내면 자동용접장치를 투입하고, 메인파워 구동유닛(392)에 전원을 연결한다.First, a steel pipe inner surface automatic welding device of the present invention is introduced into a pipe line interconnected with a plurality of steel pipes, and power is connected to the main
다음, 조작 단말기(399)의 파워 스위치를 조작하여 본 발명의 강관 내면 자동용접장치에 전원을 투입하고, 조작 단말기(399)를 조작하여 차체(310)를 강관 내부에서 용접 위치로 이동시킨다. Next, the power switch of the
이때 차체(310)는 후방 차륜 지지대(320) 쪽에 설치된 구동기구(340)에 의해 전진 또는 후진할 수 있고, 수평 센서(350) 및 조향각 센서(355) 등에 의해 차체(310)를 수평으로 유지시킨 상태에서 이동할 수 있게 된다. 차체(310)의 주행은 조작 단말기(399)의 조작으로 제어할 수 있고, 곡선 관로 구간은 대략 45° 구간, 경사 관로 구간은 대략 30° 구간까지 주행이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the
다음, 본 발명의 강관 내면 자동용접장치의 차체(310)를 용접 포인트 위치와 어느 정도 떨어진 거리, 예를 들면 약 500mm 거리에서 파지 장치(360)를 이용하여 차체(310)를 고정시킨다. 여기서 500mm는 거리는 강관 연결부의 용접 포인트와 차체(310)에서 프레임(311)의 선단부까지 거리로 설정할 수 있다. 그리고 파지 장치(360)는 파지 액츄에이터(363)의 작동으로 파지 패드(365)가 강관의 바닥에 밀착됨으로써 차체(310)의 전후 이동을 제한함과 아울러, 다관절 자동용접로봇(370)을 이용하여 용접 작업을 할 때 전체 자동용접장치의 흔들림을 방지하는 역할을 하게 된다.Next, the
다음, 용접 위치로 차체 등의 세팅이 완료되면, 로봇제어 콘트롤박스(393), 용접제어 콘트롤러(394) 등에도 전원을 투입하고, 강관 용접 조건에 따라 원하는 용접 작업 프로그램(JOB)을 선택한다. 즉, 도 9a, 도 9b, 도 9c에 순서대로 도시된 바와 같이, 조작 단말기(399)의 조작버튼 또는 터치화면에서 서보 온(Servo on) 버튼을 누르면 서보 전원이 유효해지고, 서보 전원이 인가되면 서보 온 레디(Servo on ready)가 점등한다. 이후 단말기의 버튼 또는 터치화면에서 강관의 관경 및 두께, 용접 횟수 등 용접할 강관의 용접 작업 조건에 따라 이미 등록(프로그래밍)되어 있는 프로그램(JOB) 중 하나를 선택한다.Next, when setting of the vehicle body or the like to the welding position is completed, power is also supplied to the robot
도 9d는 선택된 프로그램(JOB), 예를 들면 2600mm - 오른쪽 - 1pass 용접에서 전류(A),전압(V), 위빙 조건 등이 디스플레이 된 상태를 보여준다.FIG. 9D shows a state in which the current A, voltage V, weaving condition, etc. are displayed in the selected program JOB, for example, 2600 mm-right-1 pass welding.
다음, 다관절 자동용접로봇(370)을 구동하여 용접 토치(380)를 용접 작업을 실시할 강관 내면의 용접 포인트에 티칭 작업을 실시하여 용접 위치를 정확하게 입력한다. 이는 선택된 프로그램(JOB)에 이미 입력되어 있는 강관의 진원도와 실제 강관 연결부 내면 진원도가 반드시 일치한다고 볼 수 없기 때문에 용접 기준점을 적절하게 설정(등록)하기 위해 용접 포인트 티칭을 실시한다. 이때 티칭 지점은 도 9e에 도시된 바와 같이 강관 용접부의 상, 하, 좌, 우 포인트를 티칭하는 것이 바람직하다.Next, by driving the multi-joint
포인트 티칭 방법은 용접 토치(380)를 강관의 내면에 근접시킨 상태에서 아크를 발생시키면, 용접 토치(380)에 함께 구비된 아크 센서에 의해 아크 발생 상태 를 측정하고, 이때 다관절 자동용접로봇(370)의 위치 인식을 통해 용접 포인트를 인식하는 방법을 이용할 수 있다.In the point teaching method, when the arc is generated while the
다음, 상기와 같이 하여 다수의 용접 포인트에 티칭 작업이 완료되면, 프리 마스터(Pre master)를 실행시켜, 티칭 위치를 용접 기준점으로 인식시킨다.Next, when the teaching operation is completed at the plurality of welding points as described above, a pre master is executed to recognize the teaching position as a welding reference point.
도 9f에서는 프리 마스터 실행으로 상,하,좌,우의 4포인트(UP, DOWN, LEFT, RIGHT)을 기준점으로 인식한 상태를 보여준다.In FIG. 9F, four points (UP, DOWN, LEFT, RIGHT) of up, down, left, and right are recognized as reference points by premaster execution.
다음, 조작 단말기(399)에서 플레이 버튼을 누르면 다관절 자동용접로봇(370) 및 용접 토치(380) 등이 로봇제어 콘트롤박스(393), 용접제어 콘트롤러(394) 등의 제어 작동에 의해 좌우 180° 구간을 차례로 이동하면서 자동으로 강관 내면 연결부에 용접을 실시한다.Next, when the play button is pressed on the
이때 용접 방향은, 도 9g에 도시된 바와 같이 하 위치(DOWN POSITION)를 중심으로 좌우 방향으로 각각 180°구간을 순서대로 용접한다. 도 9g에서는 2600A*19T 규격의 강관 용접 상태를 보여주는 것으로서, 좌 1pass, 우 1pass, 좌 2pass, 우 2pass, 좌 3pass, 우 3pass 순으로 전체적으로 3 Pass 용접시 용접 순서 및 방향을 예시한 도면이다.At this time, the welding direction, as shown in Figure 9g, each 180 ° section in the left and right direction around the DOWN POSITION in order to weld. FIG. 9G illustrates a welding state of a steel pipe of the 2600A * 19T standard, and illustrates a welding sequence and a direction when a 3-pass welding is performed in order of left 1pass, right 1pass, left 2pass, right 2pass, left 3pass, and right 3pass.
도면에서 용접 방향은 상진 용접 방법을 중심으로 설명하였으나, 실시 조건에 따라서는 하진 용접 방법으로 실시하는 것도 가능하다. 하진 용접시에는 강관의 최상부를 중심으로 좌우 방향 양측으로 각각 180°구간을 순서대로 용접한다.In the drawings, the welding direction has been described based on the upstream welding method. However, depending on the implementation conditions, the welding direction may be performed by the downstream welding method. In the case of downward welding, 180 ° sections are welded in order to both sides in the left and right direction around the top of the steel pipe.
여기서 용접 품질을 높이기 위해 도 9g에 예시된 바와 같은 상진 용접시에는 FCAW(Flux Cored Arc Welding) 용접 방법을 이용하여 것이 바람직하고, 보다 신속 한 용접을 위하여 하진 용접시에는 GMAW(Gas Metal Arc Welding) 용접 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명은 다관절 자동용접로봇을 이용하게 되므로, 하진 용접시에도 종래에 사용한 용접 방법보다 우수한 용접 품질을 확보할 수 있게 된다.In this case, it is preferable to use FCAW (Flux Cored Arc Welding) welding method for upstream welding as illustrated in FIG. 9G to improve welding quality, and GMAW (Gas Metal Arc Welding) for downstream welding for faster welding. It is preferable to use a welding method. The present invention is to use a multi-joint automatic welding robot, it is possible to ensure the welding quality superior to the conventional welding method used even in the lower welding.
다음, 상기와 같은 과정으로 자동 용접을 실시한 후에, 용접 작동이 완료되면, 용접 프로그램에 의해 자동으로 용접 작동이 정지된다.Next, after the automatic welding is performed in the above-described process, when the welding operation is completed, the welding operation is automatically stopped by the welding program.
이후, 상기와 같은 과정을 통해 하나의 강관 연결부의 용접 작업이 완료되면, 다음 강관 연결부의 용접 위치로 차체(310)를 이동시킨 후, 위치를 고정시키고, 도 9h에서와 같이 티칭 작업 없이 바로 조작 단말기(399)에서 오토 마스터(AUTO MASTER)를 실행시키면 상기 프리 마스터 실행으로 인식한 4포인트에 근거하여 전 용접 포인트와의 위치를 계산하여 자동으로 용접 포인트를 계산하여 도 9g에 도시된 바와 같은 순서로 자동 용접을 실시한다.Then, when the welding operation of one steel pipe connection is completed through the above process, after moving the
여기서 티칭 작업을 생략하는 이유는 위에서 실시한 티칭 작업으로 실제 강관의 용접 기준점을 설정하였으므로, 동일 규격의 연속된 강관 내에서는 티칭 작업을 생략하고, 초기 티칭 작업하여 인식한 용접 포인트에 근거하여 용접을 실시하는 것이다. 물론, 추가 티칭 작업을 실시한 후에 용접 기준점을 재확인 또는 재설정하고 상기한 바와 같은 순서로 용접 작업을 진행하는 것도 가능하다.The reason why the teaching work is omitted is that the welding reference point of the actual steel pipe is set by the teaching work performed above, so that the teaching work is omitted in the continuous steel pipe of the same standard, and the welding is performed based on the recognized welding point by the initial teaching work. It is. Of course, it is also possible to reconfirm or reset the welding reference point after the additional teaching operation and to proceed with the welding operation in the order described above.
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention can be performed independently of each other, and can be implemented in combination with each other. In addition, the present invention has been described through the embodiments described in the drawings and the detailed description of the invention, which is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and equivalent other embodiments therefrom It is possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.
도 1은 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치가 도시된 사시도,1 is a perspective view showing a steel pipe inner surface automatic welding device using an intelligent robot device according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치가 도시된 측면도,Figure 2 is a side view showing a steel pipe inner surface automatic welding device using an intelligent robot device according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치가 도시된 평면도,3 is a plan view showing the inner surface of the steel pipe automatic welding device using an intelligent robot device according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치가 도시된 정면도,4 is a front view showing the inner surface of the steel pipe automatic welding device using an intelligent robot device according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치에서 부대 장비 쪽 정면도,5 is a front view of the auxiliary equipment side in the steel pipe automatic welding device using an intelligent robot device according to the present invention,
도 6은 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치의 배면도,6 is a rear view of a steel pipe inner surface automatic welding apparatus using the intelligent robot device according to the present invention,
도 7은 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치의 전체 구성도,7 is an overall configuration diagram of a steel pipe automatic welding device using an intelligent robot device according to the present invention,
도 8은 본 발명에 따른 강관 내면 자동용접장치의 차체 구성을 보여주는 평면도,8 is a plan view showing a vehicle body configuration of the steel pipe automatic welding apparatus according to the present invention,
도 9a 내지 도 9h는 본 발명에 따른 지능형 로봇장치를 이용한 강관 내면 자동용접장치를 이용한 자동용접방법을 예시한 순서 도면들이다.9A to 9H are flowcharts illustrating an automatic welding method using an automatic welding device for inner surface of a steel pipe using an intelligent robot device according to the present invention.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090097084A KR101108933B1 (en) | 2009-10-13 | 2009-10-13 | Device for automatically welding inside-joint portion of steel pipes using intelligent robot and method for automatically welding thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090097084A KR101108933B1 (en) | 2009-10-13 | 2009-10-13 | Device for automatically welding inside-joint portion of steel pipes using intelligent robot and method for automatically welding thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110039984A KR20110039984A (en) | 2011-04-20 |
KR101108933B1 true KR101108933B1 (en) | 2012-01-31 |
Family
ID=44046428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090097084A KR101108933B1 (en) | 2009-10-13 | 2009-10-13 | Device for automatically welding inside-joint portion of steel pipes using intelligent robot and method for automatically welding thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101108933B1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101444392B1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-26 | 삼성중공업 주식회사 | Paint film forming robot |
KR101485782B1 (en) * | 2013-08-23 | 2015-01-26 | 한국원자력연구원 | Robot for internal of pipeline |
KR101505611B1 (en) * | 2013-08-02 | 2015-03-24 | 삼성중공업 주식회사 | Driving Device Inside the Pipe |
KR101505592B1 (en) * | 2013-10-04 | 2015-03-24 | 삼성중공업 주식회사 | Pipe Inside Moving Device Using Rotate Link as Keep Moving Direction |
KR101550966B1 (en) * | 2013-08-01 | 2015-09-07 | 동원금속 (주) | Corner welding device of door frame for vehicle |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014107071A1 (en) * | 2014-05-20 | 2015-11-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Joint arrangement with at least one driven axle |
KR101658063B1 (en) * | 2014-07-30 | 2016-09-20 | (주)그린케이지케이 | Vibration reduction apparatus for articulated robot |
KR102625062B1 (en) | 2016-12-28 | 2024-01-16 | 한화오션 주식회사 | Robotic welding apparatus |
CN111515581A (en) * | 2019-02-01 | 2020-08-11 | 陕西重型汽车有限公司 | Collinear automatic flexible main bonding wire for multiple vehicle types |
CN112427760A (en) * | 2020-12-16 | 2021-03-02 | 彼勒豪斯(苏州)自动焊锡系统有限公司 | Selective wave-soldering robot with visual identification function |
AT526566A1 (en) * | 2022-09-16 | 2024-04-15 | Miba Automation Systems Ges M B H | Machining device for machining inner surfaces of pipes |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070085350A (en) * | 2004-10-13 | 2007-08-27 | 에르도간 카라카스 | Device for carrying out a joint, separation or surface treatment process in particular a welding process |
KR100765861B1 (en) * | 2006-10-10 | 2007-10-10 | 웰텍 주식회사 | Device for welding inside-jointing portion of small caliber type steel pipes |
KR100823551B1 (en) * | 2006-10-23 | 2008-04-22 | 삼성중공업 주식회사 | Apparatus and method for pipe automatic welding |
JP2009142861A (en) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Kyokutoh Co Ltd | Chip forming machine |
-
2009
- 2009-10-13 KR KR1020090097084A patent/KR101108933B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070085350A (en) * | 2004-10-13 | 2007-08-27 | 에르도간 카라카스 | Device for carrying out a joint, separation or surface treatment process in particular a welding process |
KR100765861B1 (en) * | 2006-10-10 | 2007-10-10 | 웰텍 주식회사 | Device for welding inside-jointing portion of small caliber type steel pipes |
KR100823551B1 (en) * | 2006-10-23 | 2008-04-22 | 삼성중공업 주식회사 | Apparatus and method for pipe automatic welding |
JP2009142861A (en) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Kyokutoh Co Ltd | Chip forming machine |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101444392B1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-26 | 삼성중공업 주식회사 | Paint film forming robot |
KR101550966B1 (en) * | 2013-08-01 | 2015-09-07 | 동원금속 (주) | Corner welding device of door frame for vehicle |
KR101505611B1 (en) * | 2013-08-02 | 2015-03-24 | 삼성중공업 주식회사 | Driving Device Inside the Pipe |
KR101485782B1 (en) * | 2013-08-23 | 2015-01-26 | 한국원자력연구원 | Robot for internal of pipeline |
KR101505592B1 (en) * | 2013-10-04 | 2015-03-24 | 삼성중공업 주식회사 | Pipe Inside Moving Device Using Rotate Link as Keep Moving Direction |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110039984A (en) | 2011-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101108933B1 (en) | Device for automatically welding inside-joint portion of steel pipes using intelligent robot and method for automatically welding thereof | |
KR101142264B1 (en) | Device for automatically welding outside-joint portion of steel pipes using intelligent robot and method for automatically welding thereof | |
KR101382815B1 (en) | Horizontal articulated robot | |
KR100999953B1 (en) | Pipe line connecting method using automatic plumbing and welding system | |
KR100806537B1 (en) | Automatic tig-welding device of pipes | |
CN104959714B (en) | Four-head gantry welder and control method for single-beam of driving a vehicle | |
KR101157014B1 (en) | Automatic welding device of pipes | |
KR100889585B1 (en) | Automatic TIG welding device for jointing steel pipes | |
KR20230009967A (en) | Control method of portable welding robot, welding control device, portable welding robot and welding system | |
KR100739109B1 (en) | Automatic tig-welding device of pipes | |
US20170001268A1 (en) | Welding system | |
JP5972081B2 (en) | One-side welding equipment for bent plate | |
KR101839485B1 (en) | Welding torch angle position control is possible welding equipment of the tubular base material | |
CN214641304U (en) | Automatic angle adjustment anchor clamps of welder and welding robot | |
CN102039508B (en) | H-shape steel fitting up machine | |
CN107107279A (en) | Holding meanss, processing unit (plant) and method | |
KR101050815B1 (en) | Connection method of steel pipe site construction using intelligent automatic welding robot | |
KR100908277B1 (en) | Fully automatic welding robot for submerged arc welding | |
KR20120103429A (en) | Learning type automatic welding device of pipes | |
CN113385843B (en) | Automatic welding device | |
KR100821218B1 (en) | Driving device for automatically pipes welder | |
JP5104611B2 (en) | Automatic welding head for both internal and external surfaces of fixed pipes on site | |
KR20110029781A (en) | Automatic welding carriage with multi-joint | |
KR101107140B1 (en) | Apparatus for controlling steel pipe welding robot | |
KR20130078349A (en) | Automatic welding device of pipes |
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 | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150120 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160115 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161219 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171211 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181212 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191218 Year of fee payment: 9 |