KR101399963B1 - Apparatus of automatic welding - Google Patents

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Abstract

자동 용접장치가 개시된다. 본 발명의 자동 용접장치는, 용접선을 따라 주행하며, 용접선에 용접작업을 수행하는 용접 토치가 마련되는 용접유닛과, 용접유닛이 용접유닛의 주행방향인 X축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지하는 균형 감지유닛과, 용접유닛의 기울어짐을 보상하여 용접유닛의 균형을 유지하는 균형 유지유닛과, 용접유닛과 균형 유지유닛을 제어하는 제어부를 포함한다.An automatic welding apparatus is disclosed. An automatic welding apparatus according to the present invention includes a welding unit that travels along a weld line and is provided with a welding torch for performing a welding operation on the weld line; and a welding unit that tilts in the Y- And a control unit for controlling the welding unit and the balancing unit. The balancing unit includes a balancing unit for balancing the welding unit by compensating the tilting of the welding unit.

Description

자동 용접장치{Apparatus of automatic welding}[0001] Apparatus of automatic welding [0002]

본 발명은 자동 용접장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 균형을 유지하며 용접선에 용접작업을 수행할 수 있는 자동 용접장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic welding apparatus and a control method thereof, and more particularly, to an automatic welding apparatus and a control method thereof capable of performing a welding operation on a weld line while maintaining a balance.

일반적으로 용접은 약 1천년전부터 사용되었으나, 실제 그 적용에 있어선 제1차 및 제2차 세계대전 후부터 급속히 발전하여 자동차, 차량, 조선, 건축, 전기기기, 산업기계, 금속가공 등 많은 분야에서 활용되고 있으며, 특히 금속가공기술에서 중요한 위치를 차지하고 있다.In general, welding has been used for about 1,000 years, but it has developed rapidly since the First and Second World Wars in its application, and has been used in many fields such as automobiles, vehicles, shipbuilding, architecture, electrical equipment, industrial machinery and metalworking Especially in metal processing technology.

특히 용접작업은 선박의 건조과정에서 상당한 부분을 차지하고 있다. 따라서 선박 건조 시 생산성을 향상시키기 위해 자동 용접장치를 많이 사용하고 있다.Welding, in particular, is a significant part of the ship's drying process. Therefore, in order to improve productivity during shipbuilding, many automatic welding devices are used.

이러한 종래기술에 따른 자동 용접장치는, 용접 토치가 마련된 용접유닛이 용접선(weld line)을 따라 주행하며 용접작업을 수행한다. In this automatic welding apparatus according to the prior art, a welding unit provided with a welding torch travels along a weld line and performs a welding operation.

그런데 종래기술에 따른 자동 용접장치는, 용접 토치의 무게 등에 의해 용접유닛이 기울어져 용접 토치와 용접선이 정확하기 일치하지 못해 용접 불량이 발생되는 문제점이 있다.However, in the automatic welding apparatus according to the related art, the welding unit is inclined due to the weight of the welding torch or the like, and the welding torch and the welding line do not coincide precisely, resulting in a welding defect.

즉 용접유닛은, 용접선에서 소정 간격 이격된 용접선을 따라 주행 시 용접 토치쪽으로 기울어지는 현상이 발생된다. 이러한 용접유닛이 기울어지는 현상은, 용접토치가 용접유닛의 주행방향인 전후방향에 교차되는 좌우방향으로 마련되는 장착 아암에 장착되기 때문이다. That is, the welding unit tilts toward the welding torch when traveling along a welding line spaced at a predetermined distance from the welding line. This tilting of the welding unit is due to the fact that the welding torch is mounted on the mounting arm provided in the left-right direction crossing the front-rear direction, which is the traveling direction of the welding unit.

즉, 용접 토치 등의 무게에 의해 발생되는 모멘트에 의해 용접유닛이 용접 토치쪽으로 기울어진다.That is, the welding unit is inclined toward the welding torch by the moment generated by the weight of the welding torch or the like.

따라서 용접유닛의 용접과정에서 기울어져 용접 토치와 용접선이 어긋나는 것을 방지하며, 용접 토치의 위치를 제어하여 용접선과 용접 토치의 위치를 일치시킴으로써 용접불량을 방지하는 자동 용접장치가 필요한 실정이다. Accordingly, there is a need for an automatic welding apparatus that prevents welding defects by preventing the welding torch and the welding line from slipping due to the welding process of the welding unit, and controlling the position of the welding torch so as to match the positions of the welding torch and the welding torch.

한국특허공개공보 제10-2008-000028120(현대중공업 주식회사), 2008.03.31Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-000028120 (Hyundai Heavy Industries Co., Ltd.), Mar. 31, 2008

따라서 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 용접과정에서 균형을 유지하며 용접선과 용접 토치의 위치를 일치시킬 수 있는 자동 용접장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an automatic welding apparatus and method for controlling the position of welding torch and welding torch while keeping the balance in the welding process.

본 발명의 일 측면에 따르면, 용접선을 따라 주행하며, 상기 용접선에 용접작업을 수행하는 용접 토치가 마련되는 용접유닛; 상기 용접유닛이 상기 용접유닛의 주행방향인 X축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지하는 균형 감지유닛; 상기 용접유닛의 기울어짐을 보상하여 상기 용접유닛의 균형을 유지하는 균형 유지유닛; 및 상기 용접유닛과 상기 균형 유지유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 자동 용접장치를 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a welding apparatus comprising: a welding unit running along a weld line and provided with a welding torch for performing a welding operation on the weld line; A balance sensing unit for sensing that the welding unit is inclined in the Y-axis direction crossing the X-axis direction which is the traveling direction of the welding unit; A balance maintaining unit for compensating the tilting of the welding unit to maintain the balance of the welding unit; And a control unit for controlling the welding unit and the balance holding unit.

상기 용접유닛은, 용접 유닛 본체; 상기 용접 유닛 본체와 연결되며, 상기 용접선을 따라 마련되는 주행레일에 안내되어 상기 용접 유닛 본체를 상기 X축 방향으로 이동시키는 주행부; 및 상기 용접 유닛 본체와 연결되며, 상기 용접 토치의 위치를 제어하는 용접 토치 이동부를 포함할 수 있다.The welding unit includes a welding unit body; A traveling unit connected to the welding unit main body and guided by a traveling rail provided along the welding line to move the welding unit main body in the X axis direction; And a welding torch moving unit connected to the welding unit main body and controlling the position of the welding torch.

상기 용접 토치 이동부는, 상기 용접 토치를 상기 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부; 상기 용접 토치를 상기 X축 방향과 Y축 방향에 수직하는 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부; 및 상기 용접 토치를 상기 Y축과 상기 Z축이 이루는 평면상에서 회전시키는 용접 토치 위빙(weaving)부를 포함할 수 있다.The welding torch moving unit may include a Y-axis moving unit that moves the welding torch in the Y-axis direction; A Z-axis moving unit for moving the welding torch in a Z-axis direction perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction; And a welding torch weaving unit for rotating the welding torch on a plane formed by the Y-axis and the Z-axis.

상기 Z축 이동부는 상기 용접 유닛 본체에 결합되며, 상기 Y축 이동부는 상기 Z축 이동부에 결합되고, 상기 용접 토치 위빙부는 상기 Y축 이동부에 결합되고, 상기 용접 토치는 상기 용접 토치 위빙부에 결합될 수 있다.Wherein the Z-axis moving part is coupled to the welding unit body, the Y-axis moving part is coupled to the Z-axis moving part, the welding torch weaving part is coupled to the Y-axis moving part, Lt; / RTI >

상기 균형 감지유닛은, 상기 용접 유닛이 상기 주행레일에 인가하는 압력을 감지하는 한 쌍의 로드 셀(load cell)일 수 있다.The balance sensing unit may be a pair of load cells sensing the pressure applied by the welding unit to the running rail.

상기 균형 유지유닛은, 균형추; 및 상기 균형추가 결합되며, 상기 균형추를 상기 Y축 방향으로 이동시키는 균형추 이동부를 포함할 수 있다.The balance maintaining unit includes: a balance weight; And a balance weight moving unit that is further coupled to the balance and moves the balance weight in the Y-axis direction.

상기 용접선을 감지하는 용접선 감지유닛; 및 상기 용접토치와 상기 용접선의 위치 차이를 검출하여 상기 제어부에 제공하는 용접선 오차 검출부를 더 포함할 수 있다.A weld line sensing unit for sensing the weld line; And a weld line error detector for detecting a positional difference between the welding torch and the weld line and providing the detected difference to the control unit.

상기 용접선 감지유닛은, 상기 용접유닛의 주행방향으로 상기 용접 토치의 전방에 미리 설정된 이격거리만큼 이격되어 배치되며, 상기 용접선을 스캐닝하는 레이저 비젼 센서(Laser vision sensor)일 수 있다.The welding line sensing unit may be a laser vision sensor arranged to be spaced apart from the welding torch by a preset distance in the forward direction of the welding torch and to scan the welding line.

본 발명의 실시예들은, 균형 감지유닛이 용접유닛이 기울어지는 것을 감지하고, 균형 유지유닛이 용접유닛의 기울어짐을 보상하여 용접유닛의 균형을 유지함으로써, 용접 토치와 용접선이 어긋나는 것을 방지하고, 용접선과 용접 토치의 위치를 일치시켜 용접할 수 있다.Embodiments of the present invention allow the balance sensing unit to sense the tilting of the welding unit and to balance the welding unit by compensating for the tilting of the welding unit, And the position of the welding torch can be matched.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1의 자동 용접장치가 도시된 평면도이다.
도 3은 도 1의 자동 용접장치의 주행부가 도시된 도면이다.
도 4는 도 1의 자동 용접장치의 제어부에 저장되는 용접선 오차가 나타난 도면이다.
도 5는 도 4의 용접선 오차의 기호를 표시하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접장치의 제어방법이 도시된 순서도이다.1 is a perspective view showing an automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing the automatic welding apparatus of FIG.
Fig. 3 is a view showing the running section of the automatic welding apparatus of Fig. 1;
FIG. 4 is a view showing a weld line error stored in the control unit of the automatic welding apparatus of FIG. 1. FIG.
5 is a view showing a method of displaying the sign of the weld line error in Fig.
6 is a flowchart illustrating a method of controlling an automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in order to avoid unnecessary obscuration of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접장치가 도시된 사시도이고, 도 2는 도 1의 자동 용접장치가 도시된 평면도이며, 도 3은 도 1의 자동 용접장치의 주행부가 도시된 도면이고, 도 4는 도 1의 자동 용접장치의 제어부에 저장되는 용접선 오차가 나타난 도면이며, 도 5는 도 4의 용접선 오차의 기호를 표시하는 방법을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접장치의 제어방법이 도시된 순서도이다.Fig. 1 is a perspective view showing an automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a plan view showing the automatic welding apparatus of Fig. 1, Fig. 3 is a view FIG. 4 is a view showing a weld line error stored in a control unit of the automatic welding apparatus of FIG. 1, FIG. 5 is a view showing a method of displaying a sign of a weld line error in FIG. 4, and FIG. A control method of an automatic welding apparatus according to an example is a flow chart shown.

설명의 편의를 위해 용접유닛의 주행방향인 전후방향을 X축 방향, 주행방향에 교차하는 좌우방향을 Y축 방향, 주행방향에 대한 상하방향을 Z축 방향이라 한다.For convenience of explanation, the forward and backward direction of the welding unit is referred to as an X-axis direction, the left-right direction crossing the running direction is referred to as a Y-axis direction, and the up-down direction with respect to the running direction is referred to as a Z-axis direction.

도 1 내지 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접장치는, 용접선(weld line, W)을 따라 주행하며, 용접선(W)에 용접작업을 수행하는 용접 토치(T)가 마련되는 용접유닛(110)과, 용접유닛(110)에 마련되며, 용접유닛(110)이 용접유닛(110)의 주행방향인 X축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지하는 균형 감지유닛(120)과, 용접유닛(110)에 연결되며, 용접유닛(110)의 기울어짐을 보상하여 용접유닛(110)의 균형을 유지하는 균형 유지유닛(130)과, 용접유닛(110)과 균형 유지유닛(130)을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.1 to 6, an automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a welding torch T which travels along a weld line W and performs a welding operation on the welding line W, And a balance that is provided in the welding unit 110 and detects that the welding unit 110 is inclined in the Y axis direction crossing the X axis direction which is the traveling direction of the welding unit 110 A balance unit 130 connected to the welding unit 110 for balancing the welding unit 110 by compensating for the tilting of the welding unit 110 and a welding unit 110 for welding the welding unit 110, And a control unit (not shown) for controlling the balance maintaining unit 130.

용접선(W)은 비드 필릿 용접 또는 맞대기 용접 등을 위해 용접모재(C)에 마련된다. 이러한 용접선(W)을 따라 용접유닛(110)이 주행하며, 용접 토치(T)를 통해 용접선(W)에 용접작업을 수행한다.The weld line W is provided in the welding base material C for bead fillet welding or butt welding. The welding unit 110 runs along the weld line W and performs a welding operation on the weld line W through the welding torch T. [

용접유닛(110)은, 용접 유닛 본체(111)와, 용접 유닛 본체(111)와 연결되며, 용접선(W)을 따라 마련되는 주행레일(R)에 안내되어 용접 유닛 본체(111)를 이동시키는 주행부(113)와, 용접 유닛 본체(111)와 연결되며, 용접 토치(T)의 위치를 제어하는 용접 토치 이동부(115)를 포함한다. 주행부(113)는 X축 방향으로 복수 개가 구비될 수 있다.The welding unit 110 is connected to the welding unit main body 111 and the welding unit main body 111 and guided by the running rail R provided along the welding line W to move the welding unit main body 111 And a welding torch moving unit 115 connected to the welding unit main body 111 and controlling the position of the welding torch T. [ A plurality of travel units 113 may be provided in the X-axis direction.

주행부(113)는, 주행레일(R)을 중심으로 Y축 방향으로 상호 대칭되어 배치되며, 주행레일(R)에서 구름운동하는 한 쌍의 주행롤러(113a, 113b)와, 주행롤러(113a, 113b)가 각각 회전가능하게 결합되며, 용접 유닛 본체(111)를 지지하는 한 쌍의 주행롤러 브라켓(114)을 포함한다. The traveling unit 113 includes a pair of traveling rollers 113a and 113b which are disposed symmetrically symmetrically with respect to the traveling rail R in the Y axis direction and roll on the traveling rail R, And a pair of traveling roller brackets 114 that are rotatably coupled to the welding unit main body 111 and support the welding unit main body 111, respectively.

주행롤러 브라켓(114)은 주행레일(R)을 중심으로 Y축 방향으로 상호 이격 배치되고, 주행롤러(113a, 113b)는 주행롤러 브라켓(114) 각각에 회전가능하게 결합된다.The traveling roller brackets 114 are spaced from each other in the Y axis direction about the traveling rail R and the traveling rollers 113a and 113b are rotatably coupled to the traveling roller brackets 114 respectively.

주행레일(R)은 용접선(W)에 소정간격 이격되어 마련되며, 용접선(W)의 방향과 거의 평행하게 배치되어 용접유닛(110)의 주행을 안내한다.The running rail R is spaced apart from the weld line W by a predetermined distance and disposed substantially parallel to the direction of the weld line W to guide the travel of the welding unit 110. [

이러한 주행레일(R)에는, 상단부에서 아래쪽으로 예각을 이루며 경사지는 제1 측단부(R1)와, 하단부에서 위쪽으로 예각을 이루며 경사지고, 제1 측단부(R1)와 상하방향으로 대칭되는 제2 측단부(R2)가 마련된다. The running rail R is provided with a first side end portion R1 having an acute angle downward from the upper end portion and an inclined end portion R1 inclined upward at an acute angle from the lower end portion and being symmetric with the first side end portion R1 in the up- Two side ends R2 are provided.

주행롤러(113a, 113b)는, 제1 측단부(R1)에서 구름운동하는 상부 주행롤러(113a)와, 제2 측단부(R2)에서 구름운동하는 하부 주행롤러(113b)를 포함한다. The traveling rollers 113a and 113b include an upper traveling roller 113a that rolls at the first side end portion R1 and a lower traveling roller 113b that rolls at the second side end portion R2.

결국 4개의 주행롤러(113a, 113b)가 주행레일(R)을 좌우측에서 클램핑하는 구조를 이루기 때문에 주행부(113)가 주행레일(R)에서 이탈하지 않는다. 도시되지 않았으니, 4개의 주행롤러(113a, 113b)는 X축 방향으로 복수 개 구비될 수 있다.As a result, since the four running rollers 113a and 113b clamp the running rail R from the left and right sides, the running portion 113 does not separate from the running rail R. [ A plurality of four running rollers 113a and 113b may be provided in the X axis direction.

한편 주행부(113)는, 동력을 발생시키는 구동모터(미도시)와, 주행롤러(113a, 113b)와 연결되어 구동모터의 동력을 주행롤러(113a, 113b)에 전달하는 동력전달부(미도시)를 더 포함한다.The drive unit 113 includes a drive motor (not shown) for generating power and a power transmission unit (not shown) connected to the drive rollers 113a and 113b for transmitting the power of the drive motor to the drive rollers 113a and 113b Time.

용접 토치 이동부(115)는 용접 유닛 본체(111)와 연결되며, 용접 토치(T)의 위치를 제어한다. 이러한 용접 토치 이동부(115)는, 용접 토치(T)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부(116)와, 용접 토치(T)를 주행방향에 대하여 상하방향인 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부(117)와, 용접 토치(T)를 Y축과 Z축이 이루는 평면상에서 회전시키는 용접 토치 위빙부(weaving, 118)를 포함한다.The welding torch moving part 115 is connected to the welding unit main body 111 and controls the position of the welding torch T. The welding torch moving unit 115 includes a Y-axis moving unit 116 for moving the welding torch T in the Y-axis direction and a Y-axis moving unit 116 for moving the welding torch T in the Z- A Z-axis moving part 117 and a welding torch weaving part 118 for rotating the welding torch T on a plane formed by the Y-axis and the Z-axis.

본 실시예에서 Z축 이동부(117)는 용접 유닛 본체(111)에 결합되며, Y축 이동부(116)는 Z축 이동부(117)에 Z축 방향으로 업/다운(up/down) 가능하게 결합되고, 용접 토치 위빙부(118)는 Y축 이동부(116)에 Y축 방향으로 이동가능하게 결합되고, 용접 토치(T)는 용접 토치 위빙부(118)에 회동가능하게 결합된다.The Z axis moving unit 117 is coupled to the welding unit main body 111 and the Y axis moving unit 116 moves up and down in the Z axis direction to the Z axis moving unit 117. [ And the welding torch weaving part 118 is movably coupled to the Y axis moving part 116 in the Y axis direction and the welding torch T is rotatably coupled to the welding torch weaving part 118 .

즉 용접 유닛 본체(111)에 결합된 Z축 이동부(117)는, Y축 이동부(116)를 Z축 방향으로 업/다운(up/down)시킨다. Z축 이동부(117)에 Z축 방향으로 업/다운(up/down) 가능하게 결합된 Y축 이동부(116)는 용접 토치 위빙부(118)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 또한 Y축 이동부(116)에 Y축 방향으로 이동가능하게 결합된 용접 토치 위빙부(118)는 용접 토치(T)를 가 용접 토치(T)를 Y축과 Z축이 이루는 평면상에서 회동시킨다.That is, the Z-axis moving unit 117 coupled to the welding unit main body 111 causes the Y-axis moving unit 116 to move up and down in the Z-axis direction. The Y-axis moving unit 116 coupled to the Z-axis moving unit 117 so as to be able to move up and down in the Z-axis direction moves the welding torch weaving unit 118 in the Y-axis direction. The welding torch weaving portion 118 coupled to the Y-axis moving portion 116 movably in the Y-axis direction rotates the welding torch T on a plane formed by the Y-axis and the Z-axis of the welding torch T .

결국 용접 토치(T)는, 용접유닛(110)의 주행방향에 따른 이동, Y축 방향으로의 이동, Z축 방향으로의 이동 및 Y축과 Z축이 이루는 평면상에서 X축 방향을 회전 축심으로 하는 회동이 가능하다.As a result, the welding torch T moves in the direction of travel of the welding unit 110, movement in the Y-axis direction, movement in the Z-axis direction, and X-axis direction on the plane formed by the Y- .

한편 균형 감지유닛(120)은, 용접유닛(110)이 용접유닛(110)의 주행방향인 전후방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지한다. 균형 감지유닛(120)은, 용접 유닛 본체(111)가 주행롤러 브라켓(114)에 인가하는 압력을 감지하는 한 쌍의 로드 셀(load cell)이다.On the other hand, the balance sensing unit 120 senses that the welding unit 110 is inclined in the Y-axis direction crossing the front-rear direction which is the traveling direction of the welding unit 110. [ The balance sensing unit 120 is a pair of load cells for sensing the pressure applied by the welding unit main body 111 to the traveling roller bracket 114.

이러한 한 쌍의 균형 감지유닛(120)은, 용접 유닛 본체(111)가 주행롤러 브라켓(114)에 인가하는 압력을 감지하도록, 용접 유닛 본체(111)와 주행롤러 브라켓(114) 사이에 마련된다. 또한 균형 감지유닛(120)은 제어부와 연결되어 감지된 압력 값을 제어부로 송신한다.The pair of balance sensing units 120 are provided between the welding unit main body 111 and the traveling roller bracket 114 so as to sense the pressure applied by the welding unit main body 111 to the traveling roller bracket 114 . Also, the balance sensing unit 120 is connected to the control unit and transmits the sensed pressure value to the control unit.

본 실시예에서 균형 감지유닛(120)은 로드 셀(load cell)로 마련되지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 용접유닛(110)의 기울임을 감지할 수 있는 다양한 기울기센서(예를 들어, 자이로스코프 등등)가 균형 감지유닛(120)으로 사용될 수 있다.In this embodiment, the balance sensing unit 120 is provided as a load cell, but the scope of the present invention is not limited thereto, and various tilt sensors capable of sensing the tilt of the welding unit 110 Gyroscope, etc.) may be used as the balance sensing unit 120. [

한편 균형 유지유닛(130)은, 용접유닛(110)에 연결되며 용접유닛(110)의 기울어짐을 보상하여 용접유닛(110)의 균형을 유지한다. 이러한 균형 감지유닛(120)은, 균형추(131)와, 균형추(131)가 결합되며, 균형추(131)를 Y축 방향으로 이동시키는 균형추 이동부(132)를 포함한다.On the other hand, the balancing unit 130 is connected to the welding unit 110 and compensates for the tilting of the welding unit 110 to balance the welding unit 110. The balance detecting unit 120 includes a balance weight 131 and a balance weight moving unit 132 coupled to the balance weight 131 and moving the balance weight 131 in the Y axis direction.

균형추(131)는, 용접 토치(T)의 무게와 후술하는 용접선 감지유닛(140, 설명의 편의를 위해 후술함)의 무게를 합한 무게에 상당하는 무게로 마련된다.The balance weight 131 is provided with a weight corresponding to the sum of the weight of the welding torch T and the weights of the welding line sensing unit 140 (described later for convenience of explanation) to be described later.

균형추 이동부(132)는, Y축 이동부(116)에 발생되는 모멘트를 상쇄하도록, Y축 이동부(116)의 반대편에 마련된다. The balance weight moving unit 132 is provided on the opposite side of the Y-axis moving unit 116 so as to cancel a moment generated in the Y-axis moving unit 116. [

결국 균형추(131)는, 균형추 이동부(132)에 의해 Y축 방향으로 이동됨으로써, 용접유닛(110)이 기울어지지 않고 균형을 유지하게 한다. As a result, the balance weight 131 is moved in the Y-axis direction by the balance weight moving unit 132, thereby maintaining the balance of the welding unit 110 without tilting.

한편 균형추 이동부(132)는 Z축 이동부(117)에 업/다운(up/down) 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 균형추(131)는 이동부가 Y축 이동부(116)의 업/다운(up/down)에 연동되어 Y축 이동부(116)와 함께 업/다운(up/down)됨으로써, 용접유닛(110)의 균형유지를 더욱 간편하게 수행할 수 있다.Meanwhile, the balance weight moving unit 132 may be coupled to the Z-axis moving unit 117 so as to be up / down. That is, the counterweight 131 is moved up / down with the Y-axis moving unit 116 interlocked with the up / down movement of the Y-axis moving unit 116, 110) can be performed more easily.

제어부는 용접유닛(110)과 균형 유지유닛(130)을 제어한다. 즉 제어부는, 주행부(113)와 용접 토치 이동부(115) 등을 제어하여 용접작업을 수행하며, 균형 감지유닛(120)의 신호값을 수신하여 용접유닛(110)이 기울어지는 것을 파악하고, 균형 유지유닛(130)을 통해 용접유닛(110)이 기울어지는 것을 방지한다. The control unit controls the welding unit 110 and the balancing unit 130. That is, the control unit controls the traveling unit 113 and the welding torch moving unit 115 to perform the welding operation, receives the signal value of the balance sensing unit 120, grasps the tilting of the welding unit 110 , Thereby preventing the welding unit 110 from tilting through the balancing unit 130.

한편 본 실시예에 따른 자동 용접장치는, 용접유닛(110)에 연결되며, 용접선(W)을 감지하는 용접선 감지유닛(140)과, 용접선 감지유닛(140)의 신호값에 따라 용접토치와 용접선(W)의 위치 차이를 검출하고, 검출된 위치 차이를 제어부에 제공하는 용접선 오차 검출부(미도시)를 더 포함한다.The automatic welding apparatus according to the present embodiment includes a weld line sensing unit 140 connected to the welding unit 110 for sensing a weld line W and a welding torch sensor (Not shown) for detecting a positional difference between the detected welding position and a detected positional difference to the control unit.

본 실시예에서 용접선 감지유닛(140)은, 용접유닛(110)의 주행방향에서 용접 토치(T)에서 미리 설정된 이격거리(D)로 이격되어 전방에 배치되며, 용접선(W)을 스캐닝하는 레이저 비젼 센서(Laser vision sensor)이다.In this embodiment, the weld line sensing unit 140 is disposed at a predetermined distance D from the welding torch T in the traveling direction of the welding unit 110, It is a laser vision sensor.

이러한 레이저 비젼 센서는 용접 작업 시 발생되는 빛에 의한 간섭을 피하기 위해 용접 토치(T)에서 미리 설정된 이격거리(D)로 이격된다.Such a laser vision sensor is spaced from the welding torch (T) by a predetermined distance (D) in order to avoid interference caused by light generated during a welding operation.

용접선 오차 검출부(미도시)는 검출된 용접토치와 용접선(W)의 위치 차이(이하 "용접선 오차"라 함)를 제어부에 제공한다. 즉 용접선 오차 검출부(미도시)는 용접선(W)을 스캐닝하여 획득한 용접선(W)의 위치와 용접 토치(T)의 위치 차이인 용접선 오차를 Y축, Z축에 따라 실시간으로 검출한다.A weld line error detection unit (not shown) provides the control unit with a positional difference (hereinafter referred to as "weld line error") between the detected welding torch and the weld line W. That is, the weld line error detection unit (not shown) detects the weld line error, which is the position of the weld line W obtained by scanning the weld line W and the position of the weld torch T, in real time along the Y axis and the Z axis.

용접선 오차 검출부(미도시)에서 검출된 용접선 오차는 통신수단을 통해 제어부로 전송된다. 이러한 용접선 오차의 전송과정에서 데이터의 손상 또는 누락이 발생될 수 있는데, 이러한 데이터의 손상 또는 누락에 의한 피해를 방지하기 위해 용접선 오차 검출부(미도시)는, 용접작업이 시작되는 위치를 원점으로 하여 원점으로부터의 거리인 절대위치로 표시한다.The weld line error detected by the weld line error detection unit (not shown) is transmitted to the control unit through the communication means. In order to prevent such damage or omission of data, a weld line error detector (not shown) detects the welding start position as the origin The absolute position is the distance from the origin.

용접선 오차를 바로 앞에서 스캐닝한 용접선(W) 위치에서의 변화값으로 처리하면 데이터의 손상지점부터 누적오차가 발생되어 데이터 손상지점 이후의 용접작업이 모두 데이터 손상의 영향을 받지만, 도 4에 도시된 바와 같이, 용접선 오차를 원점에서의 절대위치로 처리하는 경우 데이터 손상부분만이 영향을 받고 이후의 용접작업은 데이터 손상의 영향을 받지 않는다. If the welding line error is treated as a change value at the position of the welded line W scanned immediately before, an accumulated error is generated from the damaged point of the data, and all of the welding operations after the point of data damage are affected by the data damage. As described above, if the weld line error is treated as an absolute position at the origin, only the data damage portion is affected and subsequent welding operations are not affected by the data damage.

또한 도 5에 도시된 바와 같이 용접선 오차의 데이터 손상여부를 판단하기 위해, Y축 방향의 우측을 플러스(+) 기호, 좌측을 마이너스(-) 기호로 표시하고, Z축 방향의 상측을 플러스(+) 기호, 하측을 마이너스(-) 기호로 표시한다.5, the right side in the Y-axis direction is indicated by a plus (+) symbol, the left side is indicated by a minus (-) symbol, and the upper side in the Z-axis direction is indicated by a plus +) Symbol, and the lower side is indicated by a minus sign (-).

따라서 제어부는 전송된 용접선 오차의 급격한 변화(예를 들어 +1100에서 -1200으로의 변화)를 이를 데이터의 손상이나 누락으로 판단한다. Therefore, the control unit judges that a sudden change in the transmitted weld line error (for example, a change from +1100 to -1200) is caused by data corruption or omission.

본 실시예에 따른 용접선 오차는 앞서 설명한 바와 같이 원점에서의 절대위치로 처리되므로, 데이터의 손상이나 누락으로 판단된 용접선 오차를 확인하고 이전의 용접선 오차 정보를 취하여 다시 용접작업을 수행할 수 있다.Since the weld line error according to the present embodiment is processed to the absolute position at the origin as described above, it is possible to confirm the weld line error that is judged as data damage or missing, and to perform the welding operation again by taking the previous weld line error information.

한편, 제어부에 전송된 용접선 오차는 제어부에 저장된다. 이때 용접선 오차 검출부(미도시)가 검출한 용접선 오차는 현재 용접 토치(T)의 위치보다 이격거리(D)만큼 선행하는 위치의 용접선 오차이므로, 제어부는, 용접선 오차의 저장 시 X축 방향의 값에 이격거리(D)를 합하여 저장한 후, 용접 토치(T)가 실제로 이격거리(D)가 합해진 위치에 도달하면 저장된 그 위치의 용접선 오차를 로딩하여 용접 토치(T)의 위치를 제어한다.Meanwhile, the weld line error transmitted to the control unit is stored in the control unit. At this time, the weld line error detected by the weld line error detection unit (not shown) is a weld line error at a position preceding the current welding torch position T by the distance D, so that the control unit sets the value When the welding torch T actually reaches the position where the separation distance D is added, the weld line error of the stored position is loaded to control the position of the welding torch T.

한편 제어부의 저장용량에는 한계가 있으므로 소정의 범위에서 이미 사용된 용접선 오차값을 삭제하고 새로운 용접선 오차값을 저장한다. (예를 들어 2000개의 저장 범위를 가지는 경우, 2001번의 저장 시 기존의 1번을 삭제하고 나머지를 한 칸씩 앞으로 이동시키고 마지막 섹터에 2001을 저장하는 방식) On the other hand, since the storage capacity of the control unit is limited, a weld line error value already used in a predetermined range is deleted and a new weld line error value is stored. (For example, when the storage range is 2000, when storing 2001, the existing one is deleted, the remaining one is moved forward by one space, and 2001 is stored in the last sector)

이하에서 본 실시예에 따른 자동 용접장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the automatic welding apparatus according to the present embodiment will be described.

본 실시예에 따른 자동 용접장치의 제어방법은, 용접유닛(110)이 주행방향인 X축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지하는 균형 감지단계(S100)와, 균형 유지유닛(130)이 용접유닛(110)의 기울어짐을 보상하여 용접유닛(110)의 균형을 유지하는 균형 유지단계(S200)와, 용접유닛(110)이 용접선(W)에 용접작업을 수행하는 용접단계(S700)를 포함한다.The control method of the automatic welding apparatus according to the present embodiment includes a balance sensing step S100 for sensing that the welding unit 110 is inclined in the Y axis direction crossing the X axis direction which is the traveling direction, A balance maintaining step S200 of compensating the tilting of the welding unit 110 to maintain the balance of the welding unit 110 and a welding step S700 of performing a welding operation on the welding line W ).

본 실시예에 따른 자동 용접장치의 제어방법은, 용접선 감지유닛(140)이 용접선(W)을 감지하는 용접선 감지단계(S300)와, 용접선 오차 검출부(미도시)가 용접선 감지유닛(140)의 신호값에 따라 용접토치와 용접선(W)의 위치 차이를 검출하는 용접선 오차 검출단계(S400)와, 용접토치와 용접선(W)의 위치 차이에 용접 토치(T)와 용접선 감지유닛(140)의 이격거리(D)가 합해진 용접선 오차값을 저장하는 오차값 저장단계(S500)와, 제어부가 저장된 용접선 오차값에 따라 용접토치를 이동시키는 오차값 저장단계(S600)를 더 포함한다.The control method of the automatic welding apparatus according to the present embodiment is characterized in that the welding line sensing step S300 for sensing the welding line W and the welding line error detecting unit A welding line error detection step S400 for detecting a positional difference between the welding torch and the welding line W according to a signal value and a welding line error detection step S400 for detecting a positional difference between the welding torch and the welding line W, An error value storing step S500 for storing a welding line error value in which the distance D is added and an error value storing step S600 for moving the welding torch in accordance with the weld line error value stored in the controller.

균형 감지단계(S100)에서는 용접유닛(110)이 주행방향인 X축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 균형 감지유닛(120) 감지한다. 즉 용접유닛(110)의 주행 또는 정지 시 균형 감지유닛(120)은 용접유닛(110)이 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지한다.In the balance sensing step S100, the balance sensing unit 120 senses that the welding unit 110 is inclined in the Y-axis direction crossing the X-axis direction which is the running direction. That is, the balance sensing unit 120 senses that the welding unit 110 is inclined in the Y-axis direction when the welding unit 110 is running or stopped.

균형 유지단계(S200)에서는, 균형 유지유닛(130)이 용접유닛(110)의 기울어짐을 보상하여 용접유닛(110)의 균형을 유지한다. 균형 감지유닛(120)에 의해 용접유닛(110)의 기울어짐을 인식한 제어부가 균형 유지유닛(130)을 작동시켜 균형을 유지한다. 즉 균형추(131)의 이동에 의해 용접유닛(110)에 인가되는 모멘트를 상쇄한다. In the balance maintaining step S200, the balance maintaining unit 130 compensates the tilting of the welding unit 110 to maintain the balance of the welding unit 110. The control unit recognizing the tilting of the welding unit 110 by the balance detecting unit 120 operates the balancing unit 130 to maintain balance. That is, the moment applied to the welding unit 110 by the movement of the counterweight 131 is canceled.

이와 같이 균형을 유지하며 용접유닛(110)이 주행레일(R)을 따라 주행하고, 용접선 감지유닛(140)이 용접선(W)을 감지한다.(용접선 감지단계(S300))The welding unit 110 travels along the running rail R while the balance is maintained and the welding line sensing unit 140 senses the welding line W. In the welding line sensing step S300,

용접선 오차 검출단계(S400)에서는, 용접선 오차 검출부(미도시)가 용접선 감지유닛(140)의 신호값에 따라 용접토치와 용접선(W)의 위치 차이를 검출한다. In the weld line error detection step (S400), a weld line error detection unit (not shown) detects the position difference between the welding torch and the weld line W in accordance with the signal value of the weld line sense unit 140.

저장단계에서는, 용접토치와 용접선(W)의 위치 차이에 용접 토치(T)와 용접선 감지유닛(140)의 이격거리(D)가 합해진 용접선 오차값이 제어부에 저장된다.In the storing step, the weld line error value, which is the sum of the welding torch (T) and the separation distance (D) of the weld line sensing unit (140), to the positional difference between the welding torch and the welding line (W)

오차값 저장단계(S600)에서는, 제어부가 저장된 용접선 오차값에 따라 용접 토치(T)를 이동시킨다. In the error value storage step S600, the controller moves the welding torch T according to the stored weld line error value.

용접단계(S700)에서는 용접선(W)과 일치된 용접 토치(T)에 의해 용접작업이 수행된다. In the welding step (S700), the welding operation is performed by the welding torch (T) coinciding with the welding line (W).

이와 같이 본 실시예에 따른 자동 용접장치 및 그 제어방법에 따르면, 균형 감지유닛(120)이 용접유닛(110)이 기울어지는 것을 감지하고, 균형 유지유닛(130)이 용접유닛(110)의 기울어짐을 보상하여 용접유닛(110)의 균형을 유지함으로써, 용접 토치(T)와 용접선(W)이 어긋나는 것을 방지하고, 용접선(W)과 용접 토치(T)의 위치를 일치시켜 용접작업을 수행할 수 있다. As described above, according to the automatic welding apparatus and the control method thereof according to the present embodiment, when the balance detecting unit 120 detects that the welding unit 110 is inclined and the balance holding unit 130 is inclined The welding torch T and the weld line W are prevented from being displaced by compensating the load to balance the welding unit 110 and the welding operation is performed by matching the positions of the welding line W and the welding torch T .

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.Although the embodiment has been described in detail with reference to the drawings, the scope of the scope of the present embodiment is not limited to the above-described drawings and description.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

110: 용접유닛 111: 용접 유닛 본체
113: 주행부 113a, 113b: 주행롤러
114: 주행롤러 브라켓 115: 용접 토치 이동부
116: Y축 이동부 117: Z축 이동부
118: 용접 토치 위빙부 120: 균형 감지유닛
130: 균형 유지유닛 131: 균형추
132: 균형추 이동부 140: 용접선 감지유닛
W: 용접선 T: 용접 토치
C: 용접모재 R: 주행레일
D: 이격거리110: welding unit 111: welding unit main body
113: running part 113a, 113b: running roller
114: traveling roller bracket 115: welding torch moving part
116: Y-axis moving unit 117: Z-axis moving unit
118: welding torch weaving part 120: balance detecting unit
130: balance maintaining unit 131: balance weight
132: balance weight shifting unit 140: weld line sensing unit
W: weld line T: welding torch
C: welding base material R: running rail
D: separation distance

Claims (8)

용접선을 따라 주행하며, 상기 용접선에 용접작업을 수행하는 용접 토치가 마련되는 용접유닛;
상기 용접유닛이 상기 용접유닛의 주행방향인 X축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지하는 균형 감지유닛;
상기 용접유닛의 기울어짐을 보상하여 상기 용접유닛의 균형을 유지하는 균형 유지유닛; 및
상기 용접유닛과 상기 균형 유지유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 용접유닛은,
용접 유닛 본체;
상기 용접 유닛 본체와 연결되며, 상기 용접선을 따라 마련되는 주행레일에 안내되어 상기 용접 유닛 본체를 상기 X축 방향으로 이동시키는 주행부; 및
상기 용접 유닛 본체와 연결되며, 상기 용접 토치의 위치를 제어하는 용접 토치 이동부를 포함하며,
상기 균형 감지유닛은,
상기 용접 유닛이 상기 주행레일에 인가하는 압력을 감지하는 한 쌍의 로드 셀(load cell)인 자동 용접장치.A welding unit running along a weld line and provided with a welding torch for performing a welding operation on the weld line;
A balance sensing unit for sensing that the welding unit is inclined in the Y-axis direction crossing the X-axis direction which is the traveling direction of the welding unit;
A balance maintaining unit for compensating the tilting of the welding unit to maintain the balance of the welding unit; And
And a control unit for controlling the welding unit and the balance holding unit,
The welding unit includes:
A welding unit main body;
A traveling unit connected to the welding unit main body and guided by a traveling rail provided along the welding line to move the welding unit main body in the X axis direction; And
And a welding torch moving unit connected to the welding unit main body and controlling the position of the welding torch,
Wherein the balance detection unit comprises:
And a pair of load cells for sensing a pressure applied by the welding unit to the running rail. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 용접 토치 이동부는,
상기 용접 토치를 상기 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부;
상기 용접 토치를 상기 X축 방향과 Y축 방향에 수직하는 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부; 및
상기 용접 토치를 상기 Y축과 상기 Z축이 이루는 평면상에서 회전시키는 용접 토치 위빙(weaving)부를 포함하는 자동 용접장치.The method according to claim 1,
Wherein the welding torch moving unit comprises:
A Y-axis moving unit for moving the welding torch in the Y-axis direction;
A Z-axis moving unit for moving the welding torch in a Z-axis direction perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction; And
And a welding torch weaving unit for rotating the welding torch on a plane formed by the Y-axis and the Z-axis. 제3항에 있어서,
상기 Z축 이동부는 상기 용접 유닛 본체에 결합되며,
상기 Y축 이동부는 상기 Z축 이동부에 결합되고,
상기 용접 토치 위빙부는 상기 Y축 이동부에 결합되고,
상기 용접 토치는 상기 용접 토치 위빙부에 결합되는 자동 용접장치.The method of claim 3,
The Z-axis moving unit is coupled to the welding unit body,
The Y-axis moving unit is coupled to the Z-axis moving unit,
Wherein the welding torch weir part is coupled to the Y-axis moving part,
Wherein the welding torch is coupled to the welding torch weir part. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 균형 유지유닛은,
균형추; 및
상기 균형추가 결합되며, 상기 균형추를 상기 Y축 방향으로 이동시키는 균형추 이동부를 포함하는 자동 용접장치.The method according to claim 1,
The balance maintaining unit includes:
Weight balance; And
And a counterbalance shifting unit for further shifting the balance weight in the Y-axis direction. 제1항에 있어서,
상기 용접선을 감지하는 용접선 감지유닛; 및
상기 용접토치와 상기 용접선의 위치 차이를 검출하여 상기 제어부에 제공하는 용접선 오차 검출부를 더 포함하는 자동 용접장치.The method according to claim 1,
A weld line sensing unit for sensing the weld line; And
Further comprising a weld line error detecting unit for detecting a positional difference between the welding torch and the weld line and providing the detected difference to the control unit. 제7항에 있어서,
상기 용접선 감지유닛은,
상기 용접유닛의 주행방향으로 상기 용접 토치의 전방에 미리 설정된 이격거리만큼 이격되어 배치되며, 상기 용접선을 스캐닝하는 레이저 비젼 센서(Laser vision sensor)인 자동 용접장치.
8. The method of claim 7,
The weld line detecting unit includes:
And a laser vision sensor which is disposed in front of the welding torch in a running direction of the welding unit and spaced apart by a preset distance, and which scans the welding line.
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