KR101649498B1 - Apparatus and method for welding tower support cap - Google Patents
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Abstract
TS cap의 거치 구조를 개량하고 로봇을 이용하여 용접 작업을 자동으로 수행할 수 있는 타워 서포트 캡 용접 장치 및 용접 방법이 개시된다. 타워 서포트 캡 용접 장치는 타워 서포트 캡을 안착시키며 상기 타워 서포트 캡의 자세를 변경 가능하게 하는 포지셔너와, 상기 포지셔너에 안착된 상기 타워 서포트 캡에 용접을 수행하는 용접 로봇, 및 상기 포지셔너를 상기 용접 로봇에 대해 전후 방향으로 자유롭게 이동 가능하도록 상기 포지셔너를 지지하는 가이드 레일을 포함한다. 따라서, 인력의 절감을 가져오며 작업자의 근골격계 질환을 예방할 뿐 아니라 비 용접사도 용이하게 용접 작업을 수행할 수 있다.Disclosed is a tower support cap welding apparatus and welding method capable of improving the mounting structure of a TS cap and automatically performing a welding operation using a robot. The welding support apparatus for a tower support cap includes a positioner for positioning the tower support cap and changing the posture of the tower support cap, a welding robot for performing welding on the tower support cap seated on the positioner, And a guide rail for supporting the positioner so as to be freely movable in the longitudinal direction with respect to the guide rail. Therefore, it is possible to reduce the workforce, prevent the worker's musculoskeletal diseases, and perform the welding work easily without welding.
Description
본 발명은 용접 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 취부된 타워 서포트 캡이 로봇을 이용하여 자동으로 용접되도록 구현되는 타워 서포트 캡 용접 장치 및 용접 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 선박 제작의 제조 공정에서 블록을 지지하기 위해 타워 서포트 캡(Tower Support Cap}이 사용된다. 이러한 TS cap은 그 규격에 따라 다양한 종류로 구별된다.Generally, a tower support cap is used to support the block in the manufacturing process of the ship manufacturing. These TS caps are classified into various kinds according to their specifications.
종래에는 TS cap의 용접 작업을 위해, 작업자가 취부된 TS cap을 거치대에 올려놓고 직접 거치대를 돌려 자세를 잡아가며 수동으로 CO2 용접 작업을 반복하였다. Conventionally, for the welding of the TS cap, the operator manually puts the TS cap on the cradle and directly turns the cradle to repeat the CO2 welding operation manually.
하지만, 이러한 종래의 TS cap 용접 작업은 작업자가 직접 거치대를 돌려가며 용접을 수행하였기 때문에, 인력의 소모가 심하였고 작업 시간이 많이 든다는 단점이 있었다.However, since the conventional TS cap welding operation is carried out by the operator manually turning the cradle, there is a disadvantage that the workforce is wasted and the work time is long.
아울러, 종래의 TS cap 용접 작업은 전문적인 용접사만이 용접 작업을 수행할 수 있는 것이었고, 작업자의 컨디션에 따라 적절한 용접량을 확보할 수 없거나 용접 품질이 균일하지 않게 될 우려가 있었다.In addition, in the conventional TS cap welding work, only a professional welder can perform the welding work, and an adequate welding amount can not be ensured according to the condition of the worker or there is a fear that the welding quality becomes uneven.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 TS cap의 거치 구조를 개량하고 로봇을 이용하여 용접 작업을 자동으로 수행할 수 있는 타워 서포트 캡 용접 장치 및 용접 방법을 제공한다.In order to solve such conventional problems, the present invention provides a tower support cap welding apparatus and a welding method which can improve a mounting structure of a TS cap and automatically perform a welding operation using a robot.
본 발명에 따른 타워 서포트 캡 용접 장치는 타워 서포트 캡을 안착시키며 상기 타워 서포트 캡의 자세를 변경 가능하게 하는 포지셔너와, 상기 포지셔너에 안착된 상기 타워 서포트 캡에 용접을 수행하는 용접 로봇, 및 상기 포지셔너를 상기 용접 로봇에 대해 전후 방향으로 자유롭게 이동 가능하도록 상기 포지셔너를 지지하는 가이드 레일을 포함한다.A welding apparatus for welding a tower support cap according to the present invention comprises a positioner for seating a tower support cap and changing a posture of the tower support cap, a welding robot for performing welding to the tower support cap seated on the positioner, And a guide rail for supporting the positioner so as to be freely movable in the forward and backward directions with respect to the welding robot.
이 경우, 상기 포지셔너는 상기 타워 서포트 캡이 고정되는 안착부와, 상기 안착부를 상기 용접 로봇에 대해 수직 방향으로 회전시키는 피치 모터, 및 상기 안착부를 상기 용접 로봇에 대해 수평 방향으로 회전시키는 롤 모터를 포함할 수 있다.In this case, the positioner may include: a seating portion to which the tower support cap is fixed; a pitch motor that rotates the seating portion in a direction perpendicular to the welding robot; and a roll motor that rotates the seating portion in a horizontal direction with respect to the welding robot .
또한, 타워 서포트 캡 용접 장치는 상기 포지셔너, 용접 로봇, 및 가이드 레일을 수용하는 집진 구조체를 더 구비할 수 있다.Further, the tower support cap welding apparatus may further include a dust collecting structure for receiving the positioner, the welding robot, and the guide rail.
또한, 타워 서포트 캡 용접 장치는 상기 포지셔너에 고정된 타워 서포트 캡의 위치 및 자세를 감지하는 터치 센서를 더 구비할 수 있다.The tower support cap welding apparatus may further include a touch sensor for sensing the position and posture of the tower support cap fixed to the positioner.
한편, 타워 서포트 캡 용접 방법은 타워 서포트 캡을 취부하는 단계와, 상기 취부된 타워 서포트 캡을 포지셔너로 이송하여 고정하는 단계와, 가이드 레일을 이용하여 상기 포지셔너를 용접 로봇으로 이동하는 단계와, 상기 용접 로봇이 아래 보기 자세로 용접을 수행하는 단계, 및 상기 포지셔너를 회전시켜 상기 타워 서포트 캡의 자세를 변경하는 단계를 포함한다.The method of welding a tower support cap includes the steps of attaching a tower support cap, transferring and fixing the mounted tower support cap to a positioner, moving the positioner to a welding robot using a guide rail, The welding robot performing welding in the below viewing posture, and rotating the positioner to change the posture of the tower support cap.
이 경우, 타워 서포트 캡 용접 방법은 상기 포지셔너에 고정된 상기 타워 서포트 캡의 위치 및 자세를 센싱하는 단계를 더 구비할 수 있다.In this case, the method of welding the tower support cap may further include sensing a position and an attitude of the tower support cap fixed to the positioner.
본 발명에 따른 타워 서포트 캡 용접 장치 및 용접 방법은 로봇을 이용하여 자동으로 용접 작업을 수행할 수 있으므로 인력의 절감을 가져오며 작업자의 근골격계 질환을 예방할 뿐 아니라 비 용접사도 용이하게 용접 작업을 수행할 수 있는 매우 유용한 발명이다.The tower support cap welding apparatus and welding method according to the present invention can automatically perform a welding operation using a robot, thereby reducing manpower, preventing musculoskeletal diseases of an operator, and performing a welding operation easily. It is a very useful invention.
또한, 본 발명에 따른 타워 서포트 캡 용접 장치 및 용접 방법은 작업 시간을 획기적으로 단축시키며 용접 품질의 정량화 및 균일성을 획득할 수 있는 매우 유용한 발명이다.In addition, the tower support cap welding apparatus and welding method according to the present invention is a very useful invention that can dramatically shorten the working time and obtain the quantification and uniformity of the welding quality.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워 서포트 캡 용접 장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워 서포트 캡 용접 장치의 부분 확대 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워 서포트 캡 용접 장치의 정면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 구조체에 타워 서포트 캡 용접 장치가 설치된 것을 도시한 사시도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워 서포트 캡 용접 방법을 도시한 흐름도.1 is a perspective view of a tower support cap welding apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a partially enlarged perspective view of a tower support cap welding apparatus according to an embodiment of the present invention,
3 is a front view of a tower support cap welding apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a perspective view illustrating a tower support cap welding apparatus installed in a dust collecting structure according to an embodiment of the present invention,
5 is a flow diagram illustrating a method of welding a tower support cap in accordance with an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면에 따라서 타워 서포트 캡 용접 장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical construction of the tower support cap welding apparatus according to the accompanying drawings will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워 서포트 캡 용접 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워 서포트 캡 용접 장치의 부분 확대 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워 서포트 캡 용접 장치의 정면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a tower support cap welding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged perspective view of a tower support cap welding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. Figure 2 is a front view of a tower support cap welding apparatus according to an example.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 타워 서포트 캡 용접 장치는 포지셔너(10)와, 용접 로봇(20), 및 가이드 레일(30)을 포함한다.1 to 3, the tower support cap welding apparatus includes a
포지셔너(10)는 타워 서포트 캡(Tower Support Cap: 99)을 안착시키는 것으로, 상기 타워 서포트 캡(99)의 자세를 변경 가능하게 한다.The
용접 로봇(20)은 상기 포지셔너(10)에 안착된 상기 타워 서포트 캡(99)에 용접을 수행한다. 이 경우, 용접 로봇(20)은 상기 포지셔너(10)에 안착된 타워 서포트 캡(99)의 자세를 변경해 가면서 항상 아래 보기 자세로 용접을 수행하는 것을 특징으로 한다.The
가이드 레일(30)은 상기 포지셔너(10)를 지지하는 것으로, 상기 포지셔너(10)를 상기 용접 로봇(20)에 대해 전후 방향으로 자유롭게 이동 가능하도록 안내한다.The
이와 같이 구성되는 타워 서포트 캡 용접 장치는 타워 서포트 캡(99)을 포지셔너(10)에 고정한 이후에 모든 작업을 자동으로 수행할 수 있으며, 포지셔너(10)가 타워 서포트 캡(99)의 자세를 변경해 가면서 용접 로봇(20)이 항상 아래 보기 자세로 용접을 수행할 수 있다.The tower support cap welding apparatus configured in this manner can automatically perform all the work after fixing the
따라서, 인력의 소모를 획기적으로 감소시키며 작업 시간을 단축할 수 있을 뿐 아니라 용접 품질의 정량화 및 균일성을 획득할 수 있다.Therefore, it is possible to drastically reduce the consumption of manpower, shorten the working time, and obtain quantification and uniformity of the welding quality.
이 경우, 상기 포지셔너(10)는 안착부(60)와, 피치 모터(40), 및 롤 모터(70)를 구비한다.In this case, the
안착부(60)는 상기 타워 서포트 캡(99)을 고정시킨다. 안착부(60)는 타워 서포트 캡(99)을 고정하기 위한 클램프(50)를 적어도 하나 구비할 수 있다. 클램프(50)는 공압 클램프의 형태로 구현될 수 있다. 그리고, 안착부(60)는 판 형상으로 이루어질 수 있으나, 형상에 제약을 받지 않으며 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.The
피치 모터(Pitch motor: 40)는 상기 안착부(60)를 상기 용접 로봇(20)에 대해 수직 방향으로 회전시킨다. 여기서, 수직 방향으로의 회전은 가이드 롤러(30)가 놓이는 바닥면에 대해 상하 방향으로의 회전과 동일하다. 피치 모터(40)는 기어를 구비하고, 이 기어에 물려 회전되는 회전축(61)은 안착부(60)와 고정된다.A pitch motor (40) rotates the seat (60) in a direction perpendicular to the welding robot (20). Here, the rotation in the vertical direction is the same as the rotation in the vertical direction with respect to the bottom surface on which the
롤 모터(Roll motor: 70)는 상기 안착부(60)를 상기 용접 로봇(20)에 대해 수평 방향으로 회전시킨다. 여기서, 수평 방향으로의 회전은 가이드 롤러(30)가 놓이는 바닥면에 대해 직교하는 축을 중심으로 회전되는 방향을 의미한다. 롤 모터(70)도 기어를 구비하고, 이 기어에 물려 회전되는 회전축(71)은 안착부(60)와 고정된다.The
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 집진 구조체에 타워 서포트 캡 용접 장치가 설치된 것을 도시한 사이도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the installation of a tower support cap welding device on the dust collecting structure according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 타워 서포트 캡 용접 장치는 집진 구조체(80)를 더 구비한다. 집진 구조체(80)는 집진설비로서, 상기 포지셔너(10), 용접 로봇(20), 및 가이드 레일(30)을 수용한다. 집진 구조체(80)는 그 안에 수용되는 장비를 보호하며, 용접 작업 시 발생되는 용접 흄(Fume)을 제거하는 기능을 한다.Referring to FIG. 4, the tower support cap welding apparatus further includes a
그리고, 타워 서포트 캡 용접 장치는 터치 센서(미도시)를 더 구비할 수 있다. 터치 센서는 상기 포지셔너(10)에 고정된 타워 서포트 캡(99)의 위치 및 자세를 감지한다.
The tower support cap welding apparatus may further include a touch sensor (not shown). The touch sensor senses the position and posture of the
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 타워 서포트 캡 용접 방법을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method of welding a tower support cap according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 타워 서포트 캡 용접 방법은 타워 서포트 캡(99)을 취부하는 단계와, 상기 취부된 타워 서포트 캡(99)을 포지셔너(10)로 이송하여 고정하는 단계와, 가이드 레일(30)을 이용하여 상기 포지셔너(10)를 용접 로봇(20)으로 이동하는 단계와, 상기 용접 로봇(20)이 아래 보기 자세로 용접을 수행하는 단계, 및 상기 포지셔너(10)를 회전시켜 상기 타워 서포트 캡(99)의 자세를 변경하는 단계를 포함한다.5, the method of welding a tower support cap includes the steps of attaching a
이 경우, 타워 서포트 캡 용접 방법은 상기 포지셔너(10)에 고정된 상기 타워 서포트 캡(99)의 위치 및 자세를 센싱하는 단계를 더 구비할 수 있다.In this case, the method of welding the tower support cap may further include sensing a position and an attitude of the
먼저, 타워 서포트 캡(99)을 취부하는 단계에서, 철판에 마킹을 하고 절단하는 작업이 선행된다. 이와 같은 공정을 거쳐 취부된 타워 서포트 캡(99)을 월 크레인(Wall Crane) 등으로 이송하여 포지셔너(10) 위에 위치시킨다.First, in the step of mounting the
이후에, 타워 서포트 캡(99)을 포지셔너(10)에 고정하고, 가이드 레일(30)을 이용하여 집진 구조체(80)의 내부로 투입한다. 이 경우, 판넬을 이용하여 타워 서포트 캡(99)의 정보를 입력할 수 있다.Thereafter, the
다음으로, 용접 토치의 와이어를 잘라 길이를 일정하게 조절하는 작업이 수행되며, 타워 서포트 캡(99)이 실제로 놓인 위치 및 자세를 터치 센서를 이용하여 측정한다.Next, an operation of cutting the wire of the welding torch and adjusting the length to be constant is performed, and the position and the posture in which the
이후에, 용접 로봇(20)은 아래 보기 자세로 타워 서포트 캡(99)에 용접을 수행한다. 이와 같이 타워 서포트 캡(99)의 일 부분에 용접이 완료되면, 타워 서포트 캡(99)의 다른 부분을 용접하기 위해 포지셔너(10)를 적절히 회전하는 작업이 이루어진다.Thereafter, the
이 경우, 포지셔너(10)의 회전 제어는 터치 센서로 측정된 타워 서포트 캡(99)의 위치 및 자세 정보를 바탕으로 이루어진다. 이와 같이 포지셔너(10)를 회전시켜 타워 서포트 캡(99)의 자세를 변경해가면서 용접 로봇(20)의 아래 보기 자세 용접이 반복 수행된다.In this case, rotation control of the
모든 용접 작업이 완료되면, 다시 포지셔너(10)는 가이드 레일(30)을 따라 집진 구조체(80)의 외부로 이동되고, 월 크레인을 이용하여 용접된 타워 서포트 캡(99)을 이동함으로써 제작이 완료된다.When all the welding work is completed, the
지금까지 본 발명에 따른 타워 서포트 캡 용접 장치 및 용접 방법은 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.Although the tower support cap welding apparatus and welding method according to the present invention have been described with reference to the embodiments shown in the drawings, the present invention is merely illustrative, and various modifications and equivalent other embodiments can be made by those skilled in the art . Accordingly, the scope of the true technical protection should be determined by the technical idea of the appended claims.
10 : 포지셔너 20 : 용접 로봇
30 : 가이드 레일 40 : 피치 모터
60 : 안착부 70 : 롤 모터
80 : 집진 구조체 99 : 타워 서포트 캡10: Positioner 20: Welding robot
30: Guide rail 40: Pitch motor
60: seat part 70: roll motor
80: dust collecting structure 99: tower support cap
Claims (6)
타워 서포트 캡(99)을 평평한 포지셔너(10)에 고정하며;
상기 포지셔너(10)를 가이드 레일(30)을 이용하여 집진 구조체(80)의 내부로 슬라이드 투입하고;
타워 서포트 캡(99)이 실제로 놓인 위치 및 자세를 터치 센서를 이용하여 측정하며;
용접 로봇(20)이 아래 보기 자세로 타워 서포트 캡(99)에 용접을 수행하고;
타워 서포트 캡(99)의 일부분에 용접이 완료되면, 타워 서포트 캡(99)의 다른 부분을 용접하기 위해 포지셔너(10)를 용접 로봇(20)에 대해 수직 방향 또는 수평 방향으로 회전하고;
포지셔너(10)를 회전시켜 타워 서포트 캡(99)의 자세를 변경해가면서 용접 로봇(20)의 아래 보기 자세 용접을 반복 수행하며;
모든 용접 작업이 완료되면, 다시 포지셔너(10)는 가이드 레일(30)을 따라 집진 구조체(80)의 외부로 이동되고;
크레인을 이용하여 용접된 타워 서포트 캡(99)을 이동하는 것을 특징으로 하는 타워 서포트 캡 용접 방법.The attached tower support cap 99 is transferred to the crane and placed on the positioner 10;
Fixing the tower support cap 99 to the flat positioner 10;
The positioner 10 is slid into the interior of the dust collecting structure 80 using the guide rails 30;
The position and posture in which the tower support cap 99 is actually placed is measured using a touch sensor;
The welding robot 20 performs welding on the tower support cap 99 in a downward viewing posture;
When welding is completed to a portion of the tower support cap 99, the positioner 10 is rotated in the vertical or horizontal direction with respect to the welding robot 20 to weld another portion of the tower support cap 99;
Repeatedly performing the lower view posture welding of the welding robot 20 while rotating the positioner 10 to change the posture of the tower support cap 99;
When all the welding work is completed, the positioner 10 is again moved out of the dust collecting structure 80 along the guide rail 30;
And moving the welded tower support cap (99) using a crane.
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