KR101412324B1

KR101412324B1 - Ｌｅｄ 조명장치가 형성된 가반형 용접로봇장치

Info

Publication number: KR101412324B1
Application number: KR1020090008316A
Authority: KR
Inventors: 박태갑
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2014-06-25
Also published as: KR20100089186A

Abstract

본 발명은 선박 판넬블록 용접라인의 LED 조명장치를 형성한 가반형 용접로봇장치으로, 그 목적은 흐린날이나 야간에도 최적의 조건에서 판넬블록 용접을 수행할 수 있도록, 사전 용접준비 및 용접작업 상태를 감시하기 용이하고, 용접 소모품 교체가 손쉽게 이루어 질 수 있도록 작업조명을 형성하되, 용접케이블이나 판넬 블록의 돌출물, 기타 로봇용 유틸리티 케이블이나 호스로부터 간섭받지 않는 안전한 위치에 그림자 영향을 최소화 시킨 가반형 용접로봇장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 베이스판의 상면을 주행할 수 있게 구동휠이 구비되는 주행대차와, 상기 주행대차의 상면에 결합되는 용접로봇과, 상기 용접로봇에 연결된 용접토치로 와이어를 공급하는 와이어 피딩장치와, 상기 용접로봇이 탑재된 주행대차에 연결설치되고 상측에 와이어를 공급하는 와이어 피딩장치가 설치된 와이어 피더프레임을 구비하는 가반형 용접로봇장치에 있어서; 상기 와이어 피더프레임은 주행대차에 탑재된 용접로봇을 중심으로 양측에 위치하도록 제 1,2 레그가 설치되고, 상기 제 1,2 레그에 연결되어 와이어 피딩장치가 설치되는 베이스 플레이트가 설치되되, 상기 제 1,2 레그 사이에 위치하고 용접로봇 상측에 위치하고, 베이스 플레이트 하부에 위치하도록 와이어 피더프레임 전방 경사면에 LED 조명부를 구비하도록 되어 있다.

용접로봇, 조명장치, 와이어피더프레임, 자동용접장치, 판넬블록

Description

ＬＥＤ 조명장치가 형성된 가반형 용접로봇장치{The movable welding robot with LED lighting}

본 발명은 선박 판넬블록 용접라인의 LED 조명장치를 구비한 가반형 용접로봇장치에 관한 것으로, 최적의 조건에서 판넬블록 용접을 수행할 수 있도록, 작업조명을 구비하되, 용접케이블이나 판넬 블록의 돌출물, 기타 로봇용 유틸리티 케이블이나 호스로부터 간섭받지 않는 안전한 위치에 그림자 영향을 최소화 시킬 수 있도록 반영구적 LED 작업조명장치를 구비한 가반형 용접로봇장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박건조는 많은 보강부재를 구비하는 판넬과, 이러한 많은 수의 판넬을 반복하여 조립하여 다층구조의 블록을 이용하여 선체를 구성하게 된다.

도 1 은 대표적인 선체 블록의 한 형태를 보이는 것으로, 도 1 을 참조하면, 베이스판(1)과, 이 베이스판(1)의 상면에 상호 수직한 상태로 용접되어 일체를 이루는 보강부재로서 트랜스(trans : 횡강재)부재(3)와, 론지(longitudinal : 종강재)부재(2)가 배치된다.

상기와 같은 구조의 선체 건조용 블록을 형성하기 위해 베이스판(1)에 트랜 스부재(3)와 론지부재(2)를 임시로 취부한 상태에서 트랜스부재(3)와 론지부재(2)로 인해 구획된 공간 내에 자동용접장치(10)를 올려놓은 상태로 베이스판(1)에 임시로 취부되어 있는 트랜스부재(3)와 론지부재(2)를 실제 용접하여 일체화시키는 작업을 수행하고 있다.

한편, 도 2 는 판넬블록 용접라인의 가반형 용접로봇장치(100)의 일 예를 도시한 것으로, 상기와 같이 베이스판(1)에 대한 트랜스부재(3)와 론지부재(2)의 맞대기부를 용접하기 위한 가반형 용접로봇장치(100)는,

베이스판(1)의 상면을 주행할 수 있게 구동휠이 구비되는 주행대차(110)와, 이 주행대차(110)의 상면에 결합되는 용접로봇(120)과, 용접로봇에 연결된 용접토치로 와이어를 공급하는 와이어 피딩장치(130) 및 각종 장비가 설치 지지되는 와이어 피더프레임(140)을 포함하여 구성하게 된다.

상기와 같이 구성된 판넬블록 용접라인의 가반형 용접로봇장치는 론지와 론지 사이의 베이스판(11) 상면에 놓여진 채, 용접부를 추적하며 자율주행과 동시 일련의 용접작업을 수행하도록 되어 있다.

상기와 같은 용접로봇장치는 한 명의 작업자가 여러대의 용접로봇장치를 작동시키고, 이들에 의해 행해지는 용접라인에 대한 검사를 동시에 실시하고 있어, 작업자의 용접로봇장치 제어가 용이하고, 용접라인에 대한 검사기능을 보조하는 기능을 구비하여야 한다.

그러나, 종래의 판넬블록 용접라인의 가반형 용접로봇장치는 로봇 티칭 및 용접작업 관리용으로 일반 백열전구를 부착할수 있는 돌출된 전구소켓 및 전구를 로봇 전방 상부 일측에 구비하고 있으나, 로봇의 승하강 및 용접작업시 각종 케이블에 돌출된 전구 및 소켓이 걸려 쉽게 파손되고, 또, AC 100 V이상의 비교적 높은전압을 동력원으로 사용하므로서 감전위험을 상시 내포하고 있으며, 또한 조명특성상 한점 광원에 의한 조명으로 로봇관절에 조명이 가려 작업부위의 대부분이 어두운 문제점을 지니고 있었다, 따라서, 작업 능률상 여러대의 용접장치를 동시에 제어 관리해야 하는 작업자의 작업진행에 매우 큰 어려움이 있었다.

즉, 상기와 같은 용접로봇장치는 이동성을 고려하여 케이블에 의해 연결된 티칭팬던트(170)에 의해 제어되고 있으나, 상기 티칭팬던트는 용접로봇장치의 일측에 매달려 보관되도록 되어 있어, 인양장치에 의한 용접로봇장치의 승하강시, 티칭팬던트가 떨어지거나, 트랜스부재(3)나 론지부재(2)와 같은 주위 간섭부재에 부딪쳐 티칭팬던트가 손상, 파손되는 현상이 발생되고 있으며, 이로 인해 용접로봇장치를 이용한 용접작업을 진행할 수 없는 문제점이 발생되었다.

또한, 여러대의 용접로봇장치가 한명의 작업자에 의해 관리되고 있어, 작업자는 용접로봇장치를 작동시킨 후, 티칭팬던트를 용접로봇장치에 다시 매달아 놓고 또다른 용접로봇장치를 작동시키므로, 티칭팬던트는 용접로봇장치 일측에 거의 매달린 채로 용접작업이 진행되고 있다.

그러나, 용접작업 완료후, 또는 긴급히 용접로봇장치를 작업자가 제어하고자 할 경우, 움직이는 용접로봇장치로부터 작업자가 매달려 있는 티칭팬던트를 신속하게 뽑을 수 없어, 용접로봇장치의 신속한 제어에 어려움이 있으며, 특히 야간 작업시 티칭팬던트를 잡기위해 움직이는 작업자와 론지의 충돌로 인하여 작업의 안전을 위협하는 경우가 발생하고 있다.

또한, 상기 용접대상물인 판넬블록은 폭 및 높이가 매우 넓고 큰 대형블록으로, 용접로봇장치에 의한 용접작업은 대형공장의 작업장에서 진행되고 있으나, 이와 같은 대형공장의 작업환경에서는 용접로봇장치의 용접이 수행되는 론지와 론지 사이의 작업영역에 대하여 작업자가 식별가능 하도록 조명을 비출 수 있는 조명장치를 설치하기가 매우 어렵고, 설가 근접설치한다 하더라도 그림자 현상이 발생되는 문제점이 있었다. 물론, 용접로봇장치의 작업반경내에 조명장치가 설치될 경우, 그림자 현상 및 작업자의 용접라인 식별이 가능하나, 작동되는 용접로봇과의 간섭이 발생되는 문제점이 있었다. 이와 같은 조명장치의 부재 및 설치곤란으로 인하여 야간에 수행되는 용접작업에 대한 용접라인의 검사효율 및 용접품질이 저하되는 현상이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 용접로봇의 작업반경내에 LED 조명부를 구비하여 최적의 조건에서 판넬블록 용접을 수행할 수 있는 가반형 용접로봇장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 와이어 피더프레임에 LED 조명부를 함몰 설치하므로써, 돌출된 블록이나 각종 케이블 류 등에 의한 간섭으로부터 조명장치를 안전하게 보호하여, 야간 용접작업을 용이하게 하고, 작업자의 감독기능을 강화하며, 용접품질을 향상시킬 수 있는 선박 판넬블록 용접라인의 가반형 용접로봇장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 LED 조명부가 설치된 와이어 피더프레임 후면에 LED 조명부를 조절하는 보조조작반을 더 설치하여, 용접작업에 따라 작업자가 수작업에 의해 용접로봇의 제어를 용이하게 할 수 있는 가반형 용접로봇장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 다른 작업공간으로의 용접장치 인양 시, 용접로봇과 부재간의 충돌로부터 LED 조명부 및 보조조작반을 보호할 수 있도록 와이어 피더프레임내에 LED 조명부 및, 보조조작반을 설치하여, 작업자에 의한 용접작업조건을 향상시킬 수 있는 가반형 용접로봇장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 보조조작반 및 티칭팬던트와 연결되는 모듈형 단자부를 와이어 피더프레임 상부 일측에 구비하도록 하여, 단자의 배치 및 유지보수를 용이하게 할 수 있는 가반형 용접로봇장치를 제공하는 것이다.

삭제

본 발명은 베이스판의 상면을 주행할 수 있게 구동휠이 구비되는 주행대차와, 상기 주행대차의 상면에 결합되는 용접로봇과, 상기 용접로봇에 연결된 용접토치로 와이어를 공급하는 와이어 피딩장치와, 상기 용접로봇이 탑재된 주행대차에 연결설치되고 상측에 와이어를 공급하는 와이어 피딩장치가 설치된 와이어 피더프레임을 구비하는 가반형 용접로봇장치에 있어서;

상기 와이어 피더프레임은 주행대차에 탑재된 용접로봇을 중심으로 양측에 위치하도록 제 1,2 레그가 설치되고, 상기 제 1,2 레그에 연결되어 와이어 피딩장치가 설치되는 베이스 플레이트가 설치되되,

상기 제 1,2 레그 사이에 위치하고 용접로봇 상측에 위치하고, 베이스 플레이트 하부에 위치하도록 와이어 피더프레임 전방 경사면에 LED 조명부를 구비하도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 LED 조명부가 설치된 와이어 피더프레임 후면에 제 1,2 레그와 양끝단이 연결되도록 LED 조명부와 연결되는 보조조작반을 더 설치하도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 와이어 피딩장치가 설치되는 베이스 플레이트 상측에 보조조작반과 연결되어 용접로봇장치에 대한 제어신호를 전송하는 모듈화된 단자부를 더 설치하도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은 와이어 피더프레임이 제1,2 레그 사이에 내측방향으로 경사지게 형성된 전방 경사면에 LED 조명부를 구비하도록 되어 있어, 용접로봇의 작동반경의 간섭없이 작업범위에 대하여 조명이 가능하다.

또한, LED 조명부가 용접로봇장치에 설치되어 있어, 야간 용접작업시 용접부위에 대한 식별이 가능하고, 그림자 발생현상이 없다.

또한, 상기 LED 조명부가 다수개의 LED 로 이루어져 있어 반영구적 수명을 구비하고, DC 24V 에 의해 작동되므로, 작업자의 감전위험으로부터 작업자를 보호할 수 있다.

또한 본 발명은 와이어 피더프레임의 배면에 LED 조명부를 제어하는 보조조작반이 더 설치되도록 되어 있어, LED 조명부를 통한 용접확인 및 작업자에 의한 용접로봇장치의 수동제어가 용이하도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 와이어 피더프레임 상부 일측에 LED 조명부 및 보조조작반과 연결되는 모듈화된 단자부가 연결구에 의해 와이어 피더프레임에 설치되도록 되어 있어, 와이어 피더프레임에 대한 구성을 단순화할 수 있다.

삭제

도 3 은 본 발명에 따른 구성을 보인 정면예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 구성을 보인 일측면 예시도를, 도 5 는 본 발명에 따른 구성을 보인 후면예시도를, 도 6 은 본 발명에 따른 LED 조명부의 작동상태를 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 용접로봇(120)이 탑재된 주행대차(110)에 연결설치되고 상측에 와이어를 공급하는 와이어 피딩장치(130)가 설치되며, 용접로봇을 제어하는 티칭팬던트(170)가 연결 설치된 선박 판넬블록 용접로봇용 와이어 피더프레임(200)에 있어서; 와이어 피더프레임(200)의 정면 상측에 위치하도록 함몰되어 LED 조명부(10)가 설치되어 용접작업조건을 향상시키도록 되어 있다.

즉, 본 발명은 주행대차(110)에 탑재된 용접로봇(120)을 중심으로 양측에 위치하도록 주행대차(110)에 연결되어 제 1,2 레그(210,220)가 설치되고, 상기 제 1,2 레그(210,220)에 연결되어 와이어 피딩장치(130)가 설치되는 베이스 플레이트(230)가 설치되되,

상기 제 1,2 레그(210,220) 사이에 위치하고 용접로봇(120) 상측에 위치하며, 베이스 플레이트(230) 하부에 위치하도록 와이어 피더프레임(200)에 LED 조명부(10)가 설치되도록 되어 있다.

이와 같은 LED 조명부(10)의 위치결정은 용접로봇을 이용한 자동용접시, 매우 중요한 것으로, 그림자 발생현상을 최소화하고, 작업자의 용접라인 식별을 가능하게 하되, 탑재된 용접로봇의 작동반경에 따른 간섭현상을 배제하고, 외부 충격으로부터 LED 조명부(10)를 보호할 수 있는 조건을 모두 만족하도록 한 것이다.

또한, 상기와 같이 설치되는 LED 조명부(10)는 제 1,2 레그(210,220) 사이에 함몰되도록 설치되어 있어, 도 4 에 도시된 바와 같이 와이어 피더프레임(200)의 측면에서 관찰할 경우, LED 조명부(10)는 와이어 피더프레임(200) 외측으로 노출되지 않도록 되어 있다.

이와 같이 설치되는 LED 조명부(10)는 2개의 막대형 LED(12) 가 서로 평행하도록 이격되어 상하로 설치되어 있으며, 2개의 막대형 LED(12) 외측에 위치하도록 LED 보호바(13)가 와이어 피더프레임 또는 전방 경사면(11)에 설치되어 있다.

즉, 상기 LED 조명부는 와이어 피더프레임 또는 전방 경사면(11)에 돌출 설치되는 LED 보호바(13) 내측에 2개의 막대형 LED(12) 가 위치하는 구성을 구비하며, 상기 LED 조명부가 설치되는 와이어 피더프레임 전방 경사면은 제 1,2 레그 사이에 위치하고, 베이스 플레이트 하부에서 내측방향으로 소정각도를 구비하도록 설치된다. 이때, 상기 전방 경사면은 LED 조명부를 와이어 피더프레임에 고정하는 고정브래킷 역할을 한다.

이와 같이 LED 조명부(10)가 설치된 와이어 피더프레임(200)은 용접로봇의 작업시, 좌우측 용접라인을 동시에 비출 수 있어 야간작업을 용이하게 진행할 수 있으며, 이로 인해 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 LED 조명부(10)가 설치된 와이어 피더프레임(200) 배면의 제 1,2 레그 후면에 양끝단이 연결되도록 용접로봇장치(100)를 제어하는 보조조작반(20)이 더 설치되어 있어, LED 조명부(10)를 통해 용접부위 검사에 따른 용접로 봇(120)의 제어시, 티칭팬던트 없이 LED 조명부(10)를 작동하거나, 용접로봇장치(100)를 제어할 수 있다.

상기 보조조작반(20)은 LED 조명버튼, 자동/수동 선택버튼, 긴급정지버튼, 프로그램 선택버튼, 대차전진버튼, 대차정지버튼, 대차후진버튼, 용접시작버튼, 용접정지버튼 등등 용접작업의 수행을 위한 다수개의 조작버튼(21)을 구비한다.

또한, 상기 보조조작반(20)에 설치된 조작버튼(21)들은 원터치식 버튼 또는 단순선택 버튼으로 이루어져 있어, 움직이는 용접로봇장치(100)에 대하여 작업자가 손쉽게 선택하여 제어할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같은 보조조작반(20)은 와이어 피더프레임(200) 내부에 설치되는 각종 케이블을 통해 용접로봇장치(100)의 주제어기인 터칭팬던트와 연결되도록 되어 있으며, 상기 보조조작반(20)은 용접작업 중인 용접로봇장치에 대한 작업자의 제어가 용이하도록 와이어 피더프레임의 배면에 설치되어 있다.

즉, 상기 보조조작반(20)은 용접로봇(120)의 상측에 위치하되, 베이스 플레이트(230) 하부에 위치하도록 제 1,2 레그(210,220) 사이에 양끝단이 연결되어 수평을 이루도록 설치되어 있으며, 와이어 피더프레임(200)의 일측면에서 관찰할 경우, 조작버튼(21)만이 돌출되게 설치되어 있다.

또한, 상기 보조조작반(20)의 양측에는 버튼 보호가이드(22)가 더 설치되어 있으며, 상기 버튼 보호가이드(22)는 공장상부로부터 용접장치와 연결되어 있는 각종 케이블과의 접촉으로 인한 조작버튼(21)의 누름현상을 방지하기 위한 것으로, 조작버튼(21)의 높이보다 높게 돌출되어 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 보조조작반(20)은 와이어 피더프레임의 제 1,2 레그(210,220) 사이에 위치하도록 설치되고, 양측단에 버튼 보호가이드(22)가 설치되어 있어, 공장 상부로부터 용접로봇장치로 연결되는 케이블이 접근하더라도 설치위치에 의해 부딪히지 못하게 되며, 가사 부딪힘 현상이 발생되더라도 양측단에 설치된 버튼 보호가이드에 케이블이 먼저 접촉되므로, 케이블로 인한 조작버튼의 누름현상이 방지된다.

또한, 본 발명은 보조조작반(20)의 신호를 전달하는 모듈형 단자부(30)가 와이어 피더프레임의 베이스 플레이트(230) 상측에 더 설치되도록 되어 있다.

상기 모듈형 단자부(30)는 LED 조명부(10) 및 보조조작반(20)에 연결되는 여러개의 단자가 하나로 모듈화된 것이다.

삭제

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 자동용접장치의 와이어 피더프레임(200)은 후방에 보조조작반(20)을 구비하고, 로봇 상측에 위치하도록 정면에 LED 조명부(10)를 구비하며, 베이스 플레이트(230) 상부면에 LED 조명부(10) 및 보조조작 반(20)과 연결되는 모듈형 단자부(30)를 모두 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 와이어 피더프레임은 야간작업시의 용접라인 식별성, 용접장치의 수동제어, 작업자의 안전성 및, 각종 단자들의 연결용이성 등과 같이, 자동용접로봇에 의한 용접작업시, 용접로봇장치가 최적의 조건에서 판넬블록 용접을 수행할 수 있는 작업조건을 제공하도록 되어 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1 은 선체 블록의 보인 예시도

도 2 는 선체 블록 용접라인의 가반형 용접로봇을 보인 예시도

도 3 은 본 발명에 따른 구성을 보인 정면예시도

도 4 는 본 발명에 따른 구성을 보인 일측면 예시도

도 5 는 본 발명에 따른 구성을 보인 후면예시도

도 6 은 본 발명에 따른 LED 조명부의 작동상태를 보인 예시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(10) : 조명부 (11) : 전방 경사면

(12) : 막대형 LED (20) : 보조조작반

(21) : 조작버튼 (22) : 버튼 보호가이드

(30) : 모듈형 단자부 (31) : 연결구

(32) : 캐논플레이트 (33) : 디바이스넷

(34) : 입출력단자 (35) : 솔레노이드밸브

(36) : 브레이크 해제장치 (100) : 용접로봇장치

(110) : 주행대차 (120) : 용접로봇

(130) : 와이어피딩장치 (170) : 티칭팬던트

(200) : 와이어 피더프레임 (210) : 제 1 레그

(220) : 제 2 레그 (230) : 베이스 플레이트

(240) : 연결라인

Claims

베이스판(1)의 상면을 주행할 수 있게 구동휠이 구비되는 주행대차(110)와, 상기 주행대차(110)의 상면에 결합되는 용접로봇(120)과, 상기 용접로봇(120)에 연결된 용접토치로 와이어를 공급하는 와이어 피딩장치(130)와, 상기 용접로봇(120)이 탑재된 주행대차(110)에 연결설치되고 상측에 와이어를 공급하는 와이어 피딩장치(130)가 설치된 와이어 피더프레임(200)을 구비하여, 베이스판(1)에 대한 트랜스부재(3)와 론지부재(2)의 맞대기부를 용접하는 가반형 용접로봇장치(100)에 있어서;

상기 가반형 용접로봇장치의 와이어 피더프레임(200)은 주행대차(110)에 탑재된 용접로봇(120)을 중심으로 양측에 위치하도록 주행대차(110)에 연결되어 제 1,2 레그(210,220)가 설치되고, 상기 제 1,2 레그(210,220)에 연결되어 와이어 피딩장치(130)가 설치되는 베이스 플레이트(230)가 설치되며,

상기 제 1,2 레그(210,220) 사이에 위치하고 용접로봇(120) 상측에 위치하며 베이스 플레이트(230) 하부에 위치하도록 형성된 전방 경사면(11)에 LED 조명부(10)가 설치되고,

상기 LED 조명부(10)는 2개의 막대형 LED(12)가 서로 평행하도록 이격되어 상하로 설치되고, 상기 2개의 막대형 LED(12) 외측에 위치하도록 LED 보호바(13)가 와이어 피더프레임(200)되어,

그림자 발생을 최소화시키고 작업자의 용접라인 식별을 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 가반형 용접로봇장치.
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