KR101362218B1 - Apparatus for three dimensions weaving welding of horizontal butt - Google Patents

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Abstract

자동으로 수평 맞대기 용접을 수행하도록 구성되며 각 노드에서 필요한 용접 조건을 실시간으로 변경 적용하도록 구현된 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치가 개시된다. 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치는 수평 맞대기 용접을 수행하는 위빙 용접 장치에 있어서, 용접 토치를 결합시키는 용접 캐리지 및 상기 용접 캐리지를 주행 가능하도록 연결시키는 주행 레일을 포함하며, 상기 용접 캐리지는 상기 용접 토치를 X축, Y축 및 Z축 방향으로 구동하도록 구성된다. 따라서, 자동으로 주행하면서 용접을 수행함과 아울러, 일정한 품질로 안정적인 용접이 가능하며, 편리성과 안전성이 향상된다.A horizontal butt three-dimensional weaving welding device configured to automatically perform horizontal butt welding and implemented to change and apply the necessary welding conditions at each node in real time is disclosed. A horizontal butt three-dimensional weaving welding device comprising: a weaving welding device for performing horizontal butt welding, comprising: a welding carriage for coupling a welding torch; and a traveling rail for connecting the welding carriage to a running position, wherein the welding carriage is used to weld the torch. It is configured to drive in the X-axis, Y-axis and Z-axis direction. Accordingly, welding is performed while driving automatically, and stable welding is possible with a certain quality, and convenience and safety are improved.

Description

수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치{APPARATUS FOR THREE DIMENSIONS WEAVING WELDING OF HORIZONTAL BUTT}Horizontal Butt 3D Weaving Welding Equipment {APPARATUS FOR THREE DIMENSIONS WEAVING WELDING OF HORIZONTAL BUTT}

본 발명은 위빙 용접 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수평 맞대기 이음부를 용접 시 용융풀이 흘러내리지 않도록 실시간 3차원 모션 제어를 수행하도록 구현된 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a weaving welding device, and more particularly, to a horizontal butt three-dimensional weaving welding device implemented to perform real-time three-dimensional motion control so that the molten pool does not flow when welding the horizontal butt joint.

일반적으로, 수평 맞대기 용접은 용접사들이 어려워하는 용접 대상 중의 하나이다. 즉, 수평 맞대기 용접을 수행 시 용융풀이 아래로 흘러내려 용접성이 어려울 뿐만 아니라, 용접 결함도 발생하기 쉬워 극도로 신경을 곤두세우고 정밀하게 용접을 수행해야만 한다.In general, horizontal butt welding is one of the welding targets that is difficult for welders. In other words, when performing the butt welding, the molten pool flows down, which makes it difficult to weld, and also easily causes welding defects.

종래에는, 수평 맞대기 용접을 수행하기 위해 작업자가 수작업으로 용접을 수행하는 것이었으며, 이 경우 용접 조건은 일정하게 하여 작업자의 움직임으로 용접 조건을 제어하게 된다. 아울러, 종래에는 수평 맞대기 용접을 수행하기 위해, SCR 아날로그 용접기 및 수동 토치를 사용하였다.Conventionally, to perform horizontal butt welding, the worker manually performs welding, in which case the welding conditions are constant so that the welding conditions are controlled by the movement of the worker. In addition, conventionally SCR analog welders and manual torches were used to perform horizontal butt welding.

이러한 종래의 수평 맞대기 용접 방법은 용융풀이 흘러 내리고 결함이 발생하는 것을 방지하기 위해 작업자가 신경을 곤두세우고 힘들게 용접을 수행하기 때문에, 작업이 어려울 뿐만 아니라 용접 자세가 불편하고 용접 횟수도 많아 작업자들이 기피하는 작업이다.In this conventional horizontal butt welding method, since the worker is keenly and hard to perform welding to prevent the molten pool from flowing down and defects occur, not only the work is difficult but also the welding posture is uncomfortable and the number of welding is high. It's work.

또한, 종래의 수평 맞대기 용접 방법은 작업자의 기량에 따라 용접 품질의 차이가 발생하고 용접성이 안정적이지 못한 문제점이 있다.In addition, the conventional horizontal butt welding method has a problem in that the welding quality difference according to the skill of the operator occurs and the weldability is not stable.

이와 더불어, 종래의 수평 맞대기 용접 방법은 작업자가 열악한 환경에서 장시간 고정된 용접 자세로 작업을 수행하기 때문에, 작업자의 안전 문제 및 건강 문제 등의 위험성을 안고 있는 실정이다.In addition, in the conventional horizontal butt welding method, since the worker performs a work in a fixed welding posture for a long time in a poor environment, there is a situation that there are risks such as worker safety problems and health problems.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 자동으로 수평 맞대기 용접을 수행하도록 구성되며 각 노드에서 필요한 용접 조건을 실시간으로 변경 적용하도록 구현된 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide a horizontal butt welding device configured to automatically perform a horizontal butt welding and implemented to change and apply the necessary welding conditions at each node in real time. do.

본 발명에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치는 수평 맞대기 용접을 수행하는 위빙 용접 장치에 있어서, 용접 토치를 결합시키는 용접 캐리지 및 상기 용접 캐리지를 주행 가능하도록 연결시키는 주행 레일을 포함하며, 상기 용접 캐리지는 상기 용접 토치를 X축, Y축 및 Z축 방향으로 구동하도록 구성된다.In the horizontal butt three-dimensional weaving welding device according to the present invention, in the weaving welding device for performing a horizontal butt welding, a welding carriage for coupling a welding torch and a traveling rail for connecting the welding carriage to run, the welding carriage Is configured to drive the welding torch in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions.

이 경우, 상기 용접 캐리지는 상기 용접 토치를 고정하기 위한 토치 클램프와, 상기 토치 클램프를 X축으로 구동시키기 위한 X축 모터와, 상기 토치 클램프를 Y축으로 구동시키기 위한 Y축 모터와, 상기 토치 클램프를 Z축으로 구동시키기 위한 Z축 모터와, 상기 주행 레일에 연결되는 주행축 및 상기 주행축을 회전시키는 주행 모터를 포함한다.In this case, the welding carriage includes a torch clamp for fixing the welding torch, an X axis motor for driving the torch clamp to the X axis, a Y axis motor for driving the torch clamp to the Y axis, and the torch And a Z axis motor for driving the clamp to the Z axis, a travel shaft connected to the travel rail, and a travel motor for rotating the travel shaft.

또한, 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치는 상기 용접 토치의 각 모션 노드에서 용접 작업에 맞는 용접 조건을 실시간으로 변화시키면서 용접을 수행하도록 구성된다.In addition, the horizontal butt three-dimensional weaving welding device is configured to perform welding while changing the welding conditions suitable for the welding operation at each motion node of the welding torch in real time.

이 경우, 용접 캐리지는 상기 용접 조건을 입력 및 디스플레이하기 위한 조작 판넬을 구비한다.In this case, the welding carriage is provided with an operation panel for inputting and displaying the welding condition.

이 경우, 상기 조작 판넬을 통해 설정되는 용접 조건은 상기 용접 캐리지의 작동, 주행 방향, 모드, 모재의 두께, 모재의 패스, 모재의 갭, 축 방향 평행이동 값, 위빙 속도, 주행 속도, 지연시간, 배율 중 적어도 하나일 수 있다.In this case, the welding conditions set through the operation panel may include the operation of the welding carriage, the driving direction, the mode, the thickness of the base material, the path of the base material, the gap of the base material, the axial translation value, the weaving speed, the traveling speed, and the delay time. It may be at least one of magnification.

또한, 상기 용접 토치의 모션 궤적은 다수개의 노드로 구성되며, 용접 조건에 맞는 모션을 프로그래밍을 통해 재설정 가능하다.In addition, the motion trajectory of the welding torch is composed of a plurality of nodes, the motion corresponding to the welding conditions can be reset through programming.

또한, 상기 용접 캐리지는 상기 용접 조건을 제어하기 위한 제어박스를 포함한다.The welding carriage also includes a control box for controlling the welding condition.

본 발명에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치는 자동으로 주행하면서 용접을 수행함과 아울러, 일정한 품질로 안정적인 용접이 가능하며, 편리성과 안전성이 향상되는 매우 유용한 발명이다.Horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to the present invention is a very useful invention that can perform welding while running automatically, stable welding with a certain quality, convenience and safety is improved.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접의 시스템을 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접 캐리지의 분해 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접 캐리지의 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접 캐리지의 정면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조작 판넬의 구성도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치의 3차원 위빙 궤적으로 도시한 것이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치의 3차원 위빙 모션을 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치의 3차원 위빙을 도시한 것이며,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치의 각 절점에서의 용접 조건 설정을 도시한 것이고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치의 위빙 모션 스케일링을 도시한 것이며,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접기와 캐리지 간의 용접 조건 설정 통신을 도시한 것이다.Figure 1 illustrates a system of horizontal butt three-dimensional weaving welding according to an embodiment of the present invention,
2 is an exploded perspective view of a welding carriage according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a welding carriage according to an embodiment of the present invention,
4 is a front view of a welding carriage according to an embodiment of the present invention,
5 is a configuration diagram of an operation panel according to an embodiment of the present invention,
6 illustrates a three-dimensional weaving trajectory of the horizontal butt three-dimensional weaving welding device according to an embodiment of the present invention.
7 illustrates a three-dimensional weaving motion of the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to an embodiment of the present invention,
8 illustrates a three-dimensional weaving of the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to an embodiment of the present invention,
9 is a view showing welding condition setting at each node of the horizontal butt three-dimensional weaving welding device according to an embodiment of the present invention,
FIG. 10 illustrates weaving motion scaling of a horizontal butt three-dimensional weaving welding device according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 11 is a view illustrating welding condition setting communication between a welder and a carriage according to an exemplary embodiment.

이하 첨부된 도면에 따라서 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical configuration of the horizontal butt three-dimensional weaving welding device according to the accompanying drawings in detail as follows.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접의 시스템을 도시한 것이다.Figure 1 illustrates a system of horizontal butt three-dimensional weaving welding according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치는 수평 맞대기 용접을 수행하는 것으로서, 용접기(90)와, 용접 캐리지(20) 및 주행 레일(30)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus performs horizontal butt welding, and includes a welder 90, a welding carriage 20, and a traveling rail 30.

용접기(90)는 디지털 인버터 용접기로 구현되는 것이 바람직하다.The welder 90 is preferably implemented with a digital inverter welder.

용접 캐리지(20)는 용접 토치(10)를 결합시킨다. 용접 토치(10)는 모재(99)에 용접을 수행한다. 이 경우, 용접 캐리지(20)는 3자유도를 갖는 3차원 위빙 동작을 수행하며 1자유도의 1축 주행이 가능하도록 구현된다.The welding carriage 20 couples the welding torch 10. The welding torch 10 performs welding to the base material 99. In this case, the welding carriage 20 performs a three-dimensional weaving operation having three degrees of freedom and is implemented to enable one-axis driving of one degree of freedom.

즉, 상기 용접 캐리지(20)는 상기 용접 토치(10)를 X축, Y축 및 Z축 방향으로 구동하도록 구성된다.That is, the welding carriage 20 is configured to drive the welding torch 10 in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치는 자동으로 주행하면서 용접을 수행하게 된다.Therefore, the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to an embodiment of the present invention performs welding while traveling automatically.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접 캐리지의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접 캐리지의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접 캐리지의 정면도이다.2 is an exploded perspective view of a welding carriage according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a plan view of a welding carriage according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a front view of a welding carriage according to an embodiment of the present invention. to be.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 용접 캐리지(20)는 토치 클램프(21)와, X축 모터(22)와, Y축 모터(23)와, Z축 모터(24)와, 주행축(25) 및 주행 모터(26)를 포함한다.2 to 4, the welding carriage 20 includes a torch clamp 21, an X-axis motor 22, a Y-axis motor 23, a Z-axis motor 24, and a traveling shaft ( 25) and travel motor 26.

토치 클램프(21)는 상기 용접 토치(10)를 고정하기 위한 것이다. X축 모터(22)는 상기 토치 클램프(21)를 X축으로 구동시키기 위한 것이고, Y축 모터(23)는 상기 토치 클램프(21)를 Y축으로 구동시키기 위한 것이며, Z축 모터(24)는 상기 토치 클램프(21)를 Z축으로 구동시키기 위한 것이다.The torch clamp 21 is for fixing the welding torch 10. The X-axis motor 22 is for driving the torch clamp 21 to the X axis, the Y-axis motor 23 is for driving the torch clamp 21 to the Y axis, and the Z-axis motor 24 Is for driving the torch clamp 21 in the Z axis.

주행축(25)은 상기 주행 레일(30)에 연결되는 것으로, 토글 클램프(27)를 돌려 상기 주행축(25)을 주행 레일(30)의 톱니에 결합시킬 수 있다. 주행 모터(26)는 상기 주행축(25)을 회전시키는 구동력을 제공한다.The traveling shaft 25 is connected to the traveling rail 30, and by turning the toggle clamp 27, the traveling shaft 25 may be coupled to the teeth of the traveling rail 30. The travel motor 26 provides a driving force for rotating the travel shaft 25.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치는 상기 용접 토치(10)의 각 모션 노드에서 용접 작업에 맞는 용접 조건을 실시간으로 변화시키면서 용접을 수행하도록 구성된다.In addition, the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to an embodiment of the present invention is configured to perform welding while changing the welding conditions for the welding operation at each motion node of the welding torch 10 in real time.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치는 용접 횟수를 줄이고 작업자의 용접 모션에 가깝도록 3축의 서보 제어와 1축의 주행 구조를 가짐으로써, 실시간 3차원 위빙 모션이 가능하다.As such, the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to an embodiment of the present invention has a three-axis servo control and one-axis driving structure so as to reduce the number of welding and close to the welding motion of the operator, thereby enabling real-time three-dimensional weaving motion. Do.

미설명된 부호 29는 캐리지 손잡이이고, 80은 자석이며, 81은 레일 조임쇠이다.Unexplained reference numeral 29 is a carriage handle, 80 is a magnet and 81 is a rail fastener.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조작 판넬의 구성도이다.5 is a block diagram of an operation panel according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치는 조작 판넬(40)을 구비한다. 조작 판넬(40)은 상기 용접 조건을 입력 및 디스플레이하는 기능을 수행한다.5, the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to an embodiment of the present invention is provided with an operation panel (40). The operation panel 40 performs a function of inputting and displaying the welding condition.

상기 조작 판넬(40)을 통해 설정되는 용접 조건은 상기 용접 캐리지(20)의 작동, 주행 방향, 모드, 모재의 두께, 모재의 패스, 모재의 갭, 축 방향 평행이동 값, 위빙 속도, 주행 속도, 지연시간, 배율 중 적어도 하나이다.Welding conditions set through the operation panel 40 include the operation of the welding carriage 20, the driving direction, the mode, the thickness of the base material, the path of the base material, the gap of the base material, the axial parallel movement value, the weaving speed, the running speed. , At least one of delay time and magnification.

또한, 상기 용접 토치(10)의 모션 궤적은 다수개의 노드로 구성되며, 용접 조건에 맞는 모션을 프로그래밍을 통해 재설정 가능하다.In addition, the motion trajectory of the welding torch 10 is composed of a plurality of nodes, the motion corresponding to the welding conditions can be reset through programming.

아울러, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치는 제어박스(50)를 포함한다. 제어박스(50)는 상기 용접 조건을 제어하는 기능을 수행한다.In addition, the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a control box (50). The control box 50 performs a function of controlling the welding condition.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치의 3차원 위빙 궤적으로 도시한 것이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치의 3차원 위빙 모션을 도시한 것이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치의 3차원 위빙을 도시한 것이다.6 is a three-dimensional weaving trajectory of the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a three-dimensional weaving of the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to an embodiment of the present invention 8 illustrates a three-dimensional weaving of the horizontal butt three-dimensional weaving welding device according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치의 각 절점에서의 용접 조건 설정을 도시한 것이고, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치의 위빙 모션 스케일링을 도시한 것이며, 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접기와 캐리지 간의 용접 조건 설정 통신을 도시한 것이다.In addition, Figure 9 illustrates the setting of welding conditions at each node of the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 10 is a horizontal butt three-dimensional weaving welding according to an embodiment of the present invention FIG. 11 illustrates weaving motion scaling of the apparatus, and FIG. 11 illustrates welding condition setting communication between a welder and a carriage according to an embodiment of the present invention.

도 6 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치는 수평 맞대기 이음부에 대한 자동화 장치로서, 용접을 수행함에 있어 주행 1축과 X, Y 및 Z축의 3축이 실시간으로 용접 모션을 만들고 동시에 이동 용접 절점마다 이동 궤적에 대한 용접 방식, 전류, 전압, 위빙 속도를 사용자에 의해 미리 선택된 조건에 따라 불러들여 용접에 적용한다.6 to 11, the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to an embodiment of the present invention as an automated device for the horizontal butt joint, the welding 1 axis and the X, Y and Z axis The three axes make the welding motion in real time and at the same time, the welding method, current, voltage, and weaving speed for the movement trajectory for each moving welding node are loaded and applied to the welding according to a preselected condition by the user.

용접 중에 3차원으로 구성된 궤적을 일정한 배율에 따라 3차원 증감시킬 수 있고, X, Y 및 Z축에 대한 위치 오차도 조절할 수 있으며, 위빙속도와 주행속도 및 각 절점에서의 멈춤시간을 지정할 수 있다.During welding, three-dimensional trajectories can be increased or decreased three-dimensionally according to a certain magnification, positional errors on the X, Y, and Z axes can be adjusted, and weaving speed, traveling speed, and stop time at each node can be specified. .

사용자에 의해 미리 선택될 수 있는 조건은 용접방법(GMAW, CMT), 모재의 두께와 현재 진행되는 용접 횟수, 수평 맞대기의 갭, 정방향, 역방향이다.The conditions that can be preselected by the user are the welding method (GMAW, CMT), the thickness of the base material and the number of weldings in progress, the gap of horizontal butt, forward and reverse directions.

용접 조건 설정은 도 11에 도시된 것처럼, 작업자의 선택에 의해 용접 캐리지(20)와 용접기(90) 간의 실시간 RS485 통신 및 8bit 접점 신호를 통해 이루어진다.As shown in FIG. 11, the welding condition is set through a real time RS485 communication between the welding carriage 20 and the welding machine 90 and an 8-bit contact signal by the operator's selection.

주행 1축 및 직교 3축은 서보 모터를 사용하여 PID를 통한 실시간 제어를 수행하며, 모션 궤적을 PVT(Position, Velocity, Time) 변수 입력을 통해 연속적이고 부드러운 모션을 구현한다.The driving 1 axis and the orthogonal 3 axes use the servo motor to perform real-time control through PID, and the motion trajectory realizes continuous and smooth motion through PVT (Position, Velocity, Time) variable input.

이에 따라, 3차원 위빙으로 용접을 하면서 용접 조건을 바꾸게 되면, 용접 결함을 없애고 용접 횟수를 줄이며 용융풀이 흘러내리는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, if the welding conditions are changed while welding with three-dimensional weaving, it is possible to eliminate welding defects, reduce the number of welding times, and prevent the molten pool from flowing down.

3차원 용접 모션은 임의의 N Point(X,Y,Z) 위치점으로 구성될 수 있으며, 각 Point에서는 다음 이동 궤적에 대한 용접 조건을 설정할 수 있다. N Point 구성은 PC에서 각각의 위치점을 통신으로 용접 캐리지(20)에 입력함으로 완료된다.The 3D welding motion may be composed of arbitrary N Point (X, Y, Z) location points, and the welding conditions for the next movement trajectory may be set at each point. The N Point configuration is completed by inputting each location point to the welding carriage 20 by communication from the PC.

아울러, 도 10에 도시된 것처럼, 용접 중 배율 로터리 스위치(Knob)를 이용해 위빙 모션을 시작점을 기준으로 3차원으로 증감시킬 수 있다.In addition, as shown in FIG. 10, the weaving motion may be increased or decreased in three dimensions based on the starting point using a magnification rotary switch Knob during welding.

정리하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치는 수평 맞대기 이음부를 자동으로 용접하는 자동 용접 캐리지로서 4축의 서보 제어를 통해 3차원 실시간 모션을 구현하고 각 모션 노드별 용접 조건을 제어하여 최적의 용접 품질과 결함 방지를 위한 용접 성능을 발휘한다. In summary, the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to an embodiment of the present invention is an automatic welding carriage that automatically welds the horizontal butt joints to realize three-dimensional real-time motion through four-axis servo control and welding conditions for each motion node. By controlling this, it shows the welding performance for optimum welding quality and defect prevention.

각 모션 궤적은 임의의 N개의 노드로 구성 될 수 있으며, 캐리지의 3차원 워크스페이스(WorkSpace) 내에서 임의의 모션을 구현할 수 있다. 각 노드별 용접 조건을 변경함으로서 용접 대상에 따른 위빙 모션을 최적으로 구현할 수 있으며, 용접 중 변화하는 조건에 따라서도 실시간 대응이 가능하다. 4개의 축은 서로 독립적으로 또는 동기적으로 동작할 수 있으며, 용접 조건에 따라 속도 및 궤적을 바꿀 수 있다.Each motion trajectory may consist of any number of N nodes, and may implement any motion within the three-dimensional workspace of the carriage. By changing the welding conditions for each node, weaving motion can be optimally realized according to the welding target, and real-time response can be made according to the changing conditions during welding. The four axes can operate independently or synchronously with each other and can change speed and trajectory depending on the welding conditions.

이제, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치를 이용한 용접 순서를 간략히 설명하기로 한다.Now, the welding sequence using the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to an embodiment of the present invention will be briefly described.

우선, 캐리지 손잡이(29)를 잡고 용접 캐리지(20)를 주행 레일(30)에 장착한다. 다음으로, 주행축(25)을 연결하기 위해 토글 클램프(27)를 내리고 용접 캐리지(20)의 고정을 위해 레일 조임쇠(81)를 조이고 용접 토치(10를 모재(99) 시작점에 위치시킨다.First, the carriage handle 29 is held and the welding carriage 20 is attached to the travel rail 30. Next, the toggle clamp 27 is lowered to connect the driving shaft 25, the rail fastener 81 is tightened to fix the welding carriage 20, and the welding torch 10 is positioned at the starting point of the base 99.

이후에, 조작 판넬(40)에서 용접 방법을 선택하기 위해 모드를 결정하고 모재(99)의 두께 및 갭 그리고 현재 진행하고 있는 용접 횟수를 선택한다. 아울러, 조작 판넬(40)에서 용접 조건을 설정하면 이에 맞는 용접 조건이 디스플레이되며, 이 경우 정방향/역방향을 선택한 후 용접 시작 스위치를 올린다.Thereafter, the mode is selected to select a welding method in the operation panel 40, and the thickness and gap of the base material 99 and the number of weldings currently in progress are selected. In addition, when the welding conditions are set in the operation panel 40, the welding conditions corresponding thereto are displayed. In this case, the welding start switch is raised after selecting the forward / reverse direction.

그리고, 용접 중에 X, Y 및 Z의 위치 값이 맞지 않을 경우, X, Y 및 Z 로터리 스위치를 이용해 각 축 방향으로 offset 값을 지정한다. 용접 중 모재의 용접 면적 및 넓이가 넓어질 때, 배율 로터리 스위치를 이용해 위빙 모션의 전체 3차원 스케일링을 시도한다.If the position values of X, Y and Z do not match during welding, the offset values are designated in each axis direction by using X, Y and Z rotary switches. When the welding area and area of the base material become large during welding, a full three-dimensional scaling of the weaving motion is attempted using a magnification rotary switch.

아울러, 모션 중 위빙하는 속도의 조절이 필요할 때, 위빙 속도 로터리 스위치를 이용해 전체 위빙 속도를 조절할 수 있다. 또한, 주행 속도 및 각 절점에서의 지연시간이 필요할 때, 로터리 스위치를 돌려 조절할 수 있다.In addition, when it is necessary to adjust the speed of weaving during motion, the weaving speed rotary switch can be used to adjust the overall weaving speed. In addition, when the running speed and the delay time at each node are needed, the rotary switch can be adjusted.

결국, 작업자와 같이 용접 중, 용융풀이 흘러내리지 않도록 실시간 3차원 위빙과 용접 조건 변경 적용으로 안정적이고 품질 좋은 용접을 수행할 수 있으며, 열악한 환경에서 자동으로 지속적인 작업을 진행할 수 있다.As a result, it is possible to perform stable and high-quality welding by applying real-time three-dimensional weaving and changing welding conditions so that the molten pool does not flow down during welding, such as an operator, and can continuously proceed automatically in a harsh environment.

지금까지 본 발명에 따른 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Until now, the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus according to the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is merely exemplary, and those skilled in the art can realize that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Will understand. Accordingly, the scope of the true technical protection should be determined by the technical idea of the appended claims.

10 : 용접 토치 20 : 용접 캐리지
21 : 토치 클램프 22 : X축 모터
23 : Y축 모터 24 : Z축 모터
25 : 주행축 26 : 주행 모터
27 : 토글 클램프 30 : 주행 레일
40 : 조작 판넬 50 : 제어박스
90 : 용접기10: welding torch 20: welding carriage
21: torch clamp 22: X axis motor
23: Y axis motor 24: Z axis motor
25: driving shaft 26: driving motor
27: toggle clamp 30: running rail
40: operation panel 50: control box
90: welding machine

Claims (7)

수평 맞대기 용접을 수행하는 위빙 용접 장치에 있어서,
용접 토치(10)를 결합시키는 용접 캐리지(20); 및
상기 용접 캐리지(20)를 주행 가능하도록 연결시키는 주행 레일(30)을 포함하며, 상기 용접 캐리지(20)는 상기 용접 토치(10)를 X축, Y축 및 Z축 방향으로 구동하도록 구성되고,
상기 용접 캐리지(20)는 상기 용접 토치(10)를 고정하기 위한 토치 클램프(21)와, 상기 토치 클램프(21)를 X축으로 구동시키기 위한 X축 모터(22)와, 상기 토치 클램프(21)를 Y축으로 구동시키기 위한 Y축 모터(23)와, 상기 토치 클램프(21)를 Z축으로 구동시키기 위한 Z축 모터(24)와, 상기 주행 레일(30)에 연결되는 주행축(25) 및 상기 주행축(25)을 회전시키는 주행 모터(26)를 포함하여,
1개의 주행축과 3개의 구동축으로 구성된 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치.In the weaving welding device performing horizontal butt welding,
A welding carriage 20 coupling the welding torch 10; And
It includes a traveling rail 30 for connecting the welding carriage 20 to run, the welding carriage 20 is configured to drive the welding torch 10 in the X-axis, Y-axis and Z-axis direction,
The welding carriage 20 includes a torch clamp 21 for fixing the welding torch 10, an X-axis motor 22 for driving the torch clamp 21 on an X axis, and the torch clamp 21. ) Y-axis motor 23 for driving the Y-axis, a Z-axis motor 24 for driving the torch clamp 21 in the Z-axis, and a travel shaft 25 connected to the travel rail 30. And a traveling motor 26 for rotating the traveling shaft 25,
A horizontal butt three-dimensional weaving welding device comprising one driving shaft and three driving shafts. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 용접 토치(10)의 각 모션 노드에서 용접 작업에 맞는 용접 조건을 실시간으로 변화시키면서 용접을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치.The method according to claim 1,
Horizontal butt three-dimensional weaving welding device, characterized in that configured to perform welding while changing the welding conditions for the welding operation at each motion node of the welding torch (10) in real time. 청구항 3에 있어서,
상기 용접 캐리지(20)는 상기 용접 조건을 입력 및 디스플레이하기 위한 조작 판넬(40)을 구비하는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치.The method according to claim 3,
The welding carriage 20 is a horizontal butt three-dimensional weaving welding device characterized in that it comprises an operation panel for inputting and displaying the welding conditions. 청구항 4에 있어서,
상기 조작 판넬(40)을 통해 설정되는 용접 조건은 상기 용접 캐리지(20)의 작동, 주행 방향, 모드, 모재의 두께, 모재의 패스, 모재의 갭, 축 방향 평행이동 값, 위빙 속도, 주행 속도, 지연시간, 배율 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치.The method of claim 4,
Welding conditions set through the operation panel 40 include the operation of the welding carriage 20, the driving direction, the mode, the thickness of the base material, the path of the base material, the gap of the base material, the axial parallel movement value, the weaving speed, the running speed. Horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus, characterized in that at least one of, delay time, magnification. 청구항 1에 있어서,
상기 용접 토치(10)의 모션 궤적은 다수개의 노드로 구성되며, 용접 조건에 맞는 모션을 프로그래밍을 통해 재설정 가능한 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치.The method according to claim 1,
The motion trajectory of the welding torch (10) is composed of a plurality of nodes, the horizontal butt three-dimensional weaving welding apparatus, characterized in that the resetting through the programming according to the welding conditions. 청구항 3 또는 청구항 6에 있어서,
상기 용접 캐리지(20)는 상기 용접 조건을 제어하기 위한 제어박스(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 맞대기 3차원 위빙 용접 장치.The method according to claim 3 or 6,
The welding carriage 20 is a horizontal butt three-dimensional weaving welding device, characterized in that it comprises a control box (50) for controlling the welding conditions.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101497440B1 (en) * 2012-07-13 2015-03-02 삼성중공업 주식회사 Welding apparatus
KR101473639B1 (en) * 2013-02-25 2014-12-17 대우조선해양 주식회사 Large volume butt joint welding apparatus and the method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040056762A (en) * 2002-12-24 2004-07-01 대우조선해양 주식회사 Auto Welding M/C
KR100684614B1 (en) * 2005-12-21 2007-02-22 삼성중공업 주식회사 Mark automatic welding robot and control method thereof
KR20100106661A (en) * 2009-03-24 2010-10-04 대우조선해양 주식회사 The automatic welding apparatus of a way of rail traveling

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040056762A (en) * 2002-12-24 2004-07-01 대우조선해양 주식회사 Auto Welding M/C
KR100684614B1 (en) * 2005-12-21 2007-02-22 삼성중공업 주식회사 Mark automatic welding robot and control method thereof
KR20100106661A (en) * 2009-03-24 2010-10-04 대우조선해양 주식회사 The automatic welding apparatus of a way of rail traveling

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210061205A (en) 2019-11-19 2021-05-27 대우조선해양 주식회사 Electro gas welding device without rail

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