KR101916209B1 - 냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇 및 냉각수의 제어방법 - Google Patents

냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇 및 냉각수의 제어방법 Download PDF

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Abstract

냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇 및 냉각수의 제어방법이 개시된다. 본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇은 화염토치 주변에 배치되는 다수의 냉각수 분사노즐 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 개폐하는 개폐 노즐 결정 제어와, 냉각수 분사노즐로 분사되는 냉각수의 유량을 조절하는 냉각수 유량 조절 제어와, 냉각수 분사노즐로 분사되는 냉각수의 분사량을 일정하게 유지하는 냉각수 분사량 유지 제어;를 포함하여, 강판에 투입되는 화염의 입열량을 일정하게 유지하고 냉각수를 실시간으로 제어함으로써 곡판 가공의 품질과 생산성을 향상시킨다.

Description

냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇 및 냉각수의 제어방법 {LINE HEATING CURVE PROCESSING ROBOT INCLUDING A COOLING WATER CONTROL DEVICE AND METHOD FOR CONTROLING COOLING WATER}
본 발명은 냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇 및 냉각수의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강판의 곡면 가공을 위해 화염이 가해진 자리에 분사되는 냉각수를 실시간으로 제어하는 냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇 및 냉각수의 제어방법에 관한 것이다.
선박 건조는 수십에서 수백개의 평블록과 곡블록을 용접하여 조립한다. 곡블록은 곡면 형상으로 가공된 강판을 말한다. 이러한 곡면 형상은 일반적으로 선상 가열법으로 가공된다. 선상 가열법은 가스 토치 등을 이용하여 강판의 표면을 국부적으로 가열하여 원하는 형상으로 가공하는 방법이다.
선상 가열법은 전적으로 숙련된 작업자의 수작업에 의해 수행되었는데, 강판을 가열할 때에는 작업자가 가열 토치를 들고 정해진 작업 방향으로 가열하며, 이 때 또 한사람의 작업자가 가열 토치에 의해 가열된 부위를 따라가면서 냉각수를 뿌려 냉각되도록 한다.
이렇게 강판의 곡면 가공의 모든 공정이 작업자의 수작업으로 수행되는 것은 정확한 정보를 토대로 하지 못하고 숙련자의 경험칙에 따라 가공하도록 하므로서 정밀성을 요하는 작업임에도 불구하고 부정확한 작업을 계속적으로 수행하여 옴으로서 작업상태가 불균일하고 제품의 전체적인 생산성 향상을 저해하여 왔다.
따라서 최근 이러한 열간 가공으로 선체 외판 작업을 자동으로 수행하는 자동화 장치에 대한 연구가 이루어지고 있다.
그러나 종래에 제안된 선체 외판 가공을 위한 자동화 장치는, 단지 화염토치의 진행 방향의 후방에 냉각수 분사노즐을 배치하도록 구성되거나, 또는 화염토치 주변에 설치되는 다수개의 냉각수 분사노즐에 의해 냉각수가 동시에 분사되도록 구성되었다. 후자에 의하면 곡판의 경사로 인해 냉각수가 화염토치의 전진 방향을 침범하여 강판에 투입되는 화염의 입열량이 일정하게 되는 방해하는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 강판의 곡면을 가공함에 있어서 화염토치 주변에 설치되는 다수의 냉각수 분사노즐 중 필요한 노즐만 선택적으로 개폐되도록 하여 강판에 투입되는 화염의 입열량이 일정하게 유지하고, 분사되는 냉각수의 유량을 실시간으로 제어하는 선상 가열 곡가공 로봇을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 2개의 회전 관절을 가지는 선상 가열 곡가공 로봇에 있어서, 육각 형상의 프레임; 상기 프레임의 중앙부에 배치되어 화염을 분사하는 화염토치; 상기 프레임의 각 꼭짓점에 장착되어 냉각수를 분사하는 다수의 냉각수 분사노즐; 및 상기 냉각수 분사부에서 분사되는 냉각수를 제어하는 냉각수 제어장치;를 포함하고, 상기 냉각수 제어장치는 상기 곡가공 로봇의 진행방향과 상기 프레임의 기울기에 따라 상기 다수의 냉각수 분사노즐 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 개폐되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇을 제공한다.
본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇은, 상기 프레임에 설치되어 상기 프레임의 기울기를 측정하는 기울기 센서; 및 상기 프레임에 설치되어 상기 화염토치의 이동방향을 측정하는 IMU 센서;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇은, 상기 화염토치로 공급되는 프로판의 유량을 검출하는 프로판 유량 검출기;를 더 포함하고, 상기 냉각수 제어장치는 상기 프로판 유량 검출기에서 측정된 프로판 가스의 유량과, 상기 곡가공 로봇의 이동속도에 따라 냉각수 저장탱크로부터 상기 냉각수 분사노즐로 공급되는 냉각수의 유량을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇은, 상기 냉각수 저장탱크로부터 상기 냉각수 분사노즐로 냉각수를 공급하는 라인 상에 설치되는 냉각수 유량조절밸브;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇은, 상기 냉각수를 공급하는 라인 상에 설치되는 냉각수 온도검출기;를 더 포함하고, 상기 냉각수 제어장치는 상기 냉각수 온도검출기에서 측정된 냉각수의 온도를 냉각수 유량 조절의 인자로 더 포함할 수 있다.
상기 냉각수 제어장치는 상기 냉각수 저장탱크와 상기 냉각수 분사노즐의 높이 차이에 따라 상기 냉각수 저장탱크의 수위 또는 냉각수 저장탱크의 높이를 조절하여, 상기 냉각수 저장탱크와 상기 냉각수 분사노즐의 높이 차이를 일정하게 유지할 수 있다.
상기 냉각수 분사노즐의 높이는 상기 곡가공 로봇의 관절각 값으로부터 순기구학을 이용하여 구해질 수 있다.
본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇은, 상기 냉각수 저장탱크의 수위를 조절하는 수위 자동 조절장치; 및 상기 냉각수 저장탱크의 높이를 조절하는 저장탱크 높이 제어장치;를 더 포함할 수 있다.
상기 저장탱크 높이 제어장치는 서보모터의 구동에 의해 볼스크류가 상승 또는 하강함에 따라 냉각수 저장탱크의 높이를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 2개의 회전 관절을 가지는 선상 가열 곡가공 로봇의 냉각수 제어방법에 있어서, 화염토치의 주변에 배치되는 다수의 냉각수 분사노즐 중 개폐되는 노즐을 결정하는 개폐 노즐 결정 제어; 상기 냉각수 분사노즐로 분사되는 냉각수의 유량을 조절하는 냉각수 유량 조절 제어; 상기 냉각수 분사노즐로 분사되는 냉각수의 분사량을 일정하게 유지하는 냉각수 분사량 유지 제어;를 포함하는, 냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇의 냉각수 제어방법을 제공한다.
상기 개폐 노즐 결정 제어는, 상기 곡가공 로봇의 진행방향과, 상기 곡가공 로봇에 의해 곡가공 작업이 이루어지는 강판의 곡면 기울기에 따라 상기 다수의 냉각수 분사노즐 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 개폐한다.
상기 냉각수 유량 조절 제어는, 상기 화염토치에 공급되는 프로판 가스의 유량과, 상기 곡가공 로봇의 이동속도에 따라 냉각수 저장탱크로부터 상기 냉각수 분사노즐로 공급되는 냉각수의 유량을 조절한다.
상기 냉각수 분사량 유지 제어는, 냉각수 저장탱크와 상기 냉각수 분사노즐간의 높이 차이가 일정하게 유지하도록 냉각수 저장탱크의 수위 또는 냉각수 저장탱크의 높이를 조절한다.
상기 개폐 노즐 결정 제어, 상기 냉각수 유량 조절 제어 및 상기 냉각수 분사량 유지 제어는 각각 독립적으로 이루어질 수 있다.
상기 개폐 노즐 결정 제어, 상기 냉각수 유량 조절 제어 및 상기 냉각수 분사량 유지 제어는 냉각수 제어장치에 의해 실시간으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇은, 강판의 곡면을 가공함에 있어서 화염토치 주변에 설치되는 다수의 냉각수 분사노즐 중 필요한 노즐만 선택적으로 개폐함으로써, 냉각수가 화염의 진행 방향을 방해하는 문제점을 해결하며 이에 따라 강판에 투입되는 화염의 입열량을 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 화염의 입열량과 냉각수의 온도 등에 따라 필요한 유량만큼의 냉각수를 적절히 분사할 수 있으며, 분사되는 냉각수를 실시간으로 제어함으로써 곡판 가공의 품질과 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇의 회전 관절부를 도시한 도면으로, (a)는 정면에서 바라본 것이고, (b)는 측면에서 바라본 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇에서 회전관절부의 프레임의 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇의 개폐노즐 결정 제어를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 곡가공 로봇의 진행 방향을, (b)는 곡면의 기울기를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 냉각수 분사 제어 방법을 도식화한 흐름도이다.
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.
이하, 첨부된 되면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇의 회전 관절부를 도시한 도면으로, (a)는 정면에서 바라본 것이고, (b)는 측면에서 바라본 것이다. 도 2는 본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇에서 회전관절부의 프레임의 단면을 나타낸 도면이다. 도 2에서 설명의 편의를 위하여 일부 구성은 도시에서 제외하였다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇은, 2개의 회전 관절을 가지며 화염토치(120)와 냉각수 분사부(130)가 장착되는 회전 관절부(100); 상기 냉각수 분사부(130)에서 분사되는 냉각수를 제어하는 냉각수 분사 제어장치(200); 및 상기 회전 관절부(100)의 움직임을 제어하는 로봇 제어기(300);를 포함한다.
회전 관절부(100)는 육각 형상의 프레임(110)과, 상기 프레임(110)의 중앙부에 배치되어 화염을 분사하는 화염토치(120)와, 상기 프레임(110)의 각 꼭짓점에 장착되어 냉각수를 분사하는 다수의 냉각수 분사부(130)를 포함한다.
화염토치(120)는 프레임(110)의 중앙부에 마련되는 화염토치 장착부(111)에 장착되며, 산소와 프로판을 공급받아 곡가공 작업이 필요한 부분에 화염을 분사한다. 화염토치(120)로 프로판을 공급하는 도관 상에는 프로판 유량검출기(d1)가 설치될 수 있다.
냉각수 분사부(130)는 냉각수 저장탱크(T)로부터 공급되는 냉각수를 화염이 지나간 자리에 분사한다. 냉각수 저장탱크(T)로부터 공급되는 냉각수는 6개의 도관으로 분기되어 각각의 냉각수 분사부(130) 측으로 공급되어 분사된다.
각각의 냉각수 분사부(130)는 냉각수의 분사를 개폐하는 냉각수 개폐밸브(v1)와, 냉각수가 분사되는 냉각수 분사노즐(131)을 포함한다. 또한 냉각수 분사노즐(131)의 상부에 위치하는 도관 중 적어도 일부는 플렉서블(flexible) 도관(132)으로 마련되어 냉각수 분사노즐(131)이 곡면에 닿는 경우 노즐이 탄력에 의해 휘어지도록 구성될 수 있다.
냉각수 저장탱크(T)로부터 냉각수가 공급되는 라인(L) 상에는 냉각수의 유량을 조절하는 냉각수 유량조절밸브(v2)와, 냉각수의 온도를 검출하는 냉각수 온도검출기(d2)가 설치될 수 있다.
또한, 회전 관절부(100)는 프레임(110)의 상부에 설치되어 프레임(110)의 기울기를 측정하는 기울기 센서(d3)와, 화염토치(120)의 이동방향을 측정하는 IMU 센서(d4)를 더 포함할 수 있다.
냉각수 분사 제어장치(200)는 상기에서 설명한 프로판 유량검출기(d1), 냉각수 온도검출기(d2), 기울기 센서(d3), IMU 센서(d4)에서 검출된 값과, 로봇 제어기(300)에서 측정된 값을 전송받아 냉각수의 분사를 제어한다.
로봇 제어기(300)는 곡가공 로봇의 이동속도와 회전 관절부(100)의 관절각 값을 냉각수 분사 제어장치(200)로 전송한다.
도 4는 본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇의 개폐노즐 결정 제어를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 곡가공 로봇의 진행 방향을, (b)는 곡면의 기울기를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 상기에서 설명한 본 발명에 따른 냉각수 분사 제어를 순서의 흐름에 따라 도식화한 것이다.
도 2, 도 4 및 도 5를 참조하여, 냉각수 분사 제어장치(200)에 의한 냉각수 분사 제어가 어떻게 이루어지는지 자세히 살펴본다.
본 실시예의 냉각수 분사 제어에는 '개폐 노즐 결정', '냉각수 유량 조절' 및 '일정한 냉각수 분사량 유지'의 세 가지 제어가 포함될 수 있다.
우선, '개폐 노즐 결정' 제어를 살펴보면, 냉각수 분사 제어장치(200)는 기울기 센서(d3)에 의해 측정된 곡면의 기울기와, IMU 센서(d4)에 의해 측정된 화염토치(120)의 진행 방향을 입력받고, 이를 토대로 냉각수 개폐밸브(v1)를 제어하여 냉각수의 개폐를 조절할 수 있다. 이때 6개의 냉각수 분사부(130)에 마련되는 각각의 냉각수 개폐밸브(v1)는 개별적으로 제어되므로, 6개의 냉각수 분사노즐(131) 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 개폐하는 것이 가능하다.
더욱 구체적으로는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 화염토치(120)의 진행 방향을 12개의 경우로 나누고, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 화염토치(120)가 진행하는 수평 방향(D)에 대하여 곡면이 상방으로 기울었는지 하방으로 기울었는지에 따라 2개의 경우로 나눌 수 있다. 이때 본 발명에 따른 선상 곡가공 로봇은 화염토치(120)가 곡면에 수직한 방향으로 화염을 분사하므로, 화염이 분사되는 지점에서의 곡면의 기울기는 프레임(110)의 기울기와 동일하다. 곡면의 기울기가 상향인지 하향인지는 수평 방향(D)에 대하여 프레임(110)이 기운 방향(U)의 사인(sign) 값을 계산하여 플러스인지 마이너스인지에 따라 구분할 수 있다.
상기와 같이 화염토치(120)의 진행 방향과 곡면의 기울기에 따라 [표 1]과 같이 경우의 수를 24개로 분할 할 수 있고, 경우의 수에 따라 6개의 노즐 중 화염토치(120)의 후방 혹은 측방의 노즐 2개가 동시에 열리도록 설정할 수 있다.
진행방향 SIGN
(D × U)		 분사노즐
1 2 3 4 5 6
D1 1 close close close open open close
D1 -1 close close open close close open
D2 1 close close close open close open
D2 -1 close close close open close open
D3 1 close close close close open open
D3 -1 open close close open close close
D4 1 open close close close open close
D4 -1 open close close close open close
D5 1 open close close close close open
D5 -1 close open close close open close
D6 1 close open close close close open
D6 -1 close open close close close open
D7 1 open open close close close close
D7 -1 close close open close close open
D8 1 open open close close close close
D8 -1 open close open close close close
D9 1 close open open close close close
D9 -1 open close close open close close
D10 1 close open close open close close
D10 -1 close open close open close close
D11 1 close close open open close close
D11 -1 close open close close open close
D12 1 close close open close open close
D12 -1 close close open close open close
이렇게 화염토치(120)의 진행 방향과 곡면의 기울기를 동시에 고려하여 화염토치(120)의 주변에 설치된 다수의 냉각수 분사노즐(131) 중 일부를 선택적으로 개폐되도록 제어하면, 종래와 같이 냉각수가 화염토치의 진행 방향 앞으로 훌러내려 화염을 방해함으로써 철판에 투입되는 입열량이 일정하게 되는 것을 방해하는 요소를 제거할 수 있다.
다음으로 '냉각수 유량 조절' 제어를 살펴보면, 냉각수 분사 제어장치(200)는 프로판 유량검출기(d1)에 의해 측정된 프로판 가스의 유량과, 로봇 제어기(300)에 의해 입력되는 곡가공 로봇의 이동속도를 입력받고, 이를 토대로 냉각수 유량조절밸브(v2)를 제어하여 냉각수의 유량을 조절할 수 있다. 이때 화염의 양이 많을수록(프로판 가스의 유량이 많을수록), 그리고 곡가공 로봇의 이동속도가 느릴 수록 많은 냉각수가 분사되는 것이 바람직하다.
또한, 냉각수 분사 제어장치(200)는 하절기와 동절기의 냉각수의 온도에 따라 냉각효율에 차이가 있는 점을 고려하여, 냉각수 온도검출기(d2)에 의해 측정된 냉각수의 온도도 냉각수 유량 조절의 인자로 입력받을 수 있다. 이는 냉각수의 온도가 높을 수록 많은 냉각수가 분사되도록 하여 온도를 보상하는 것이다.
마지막으로 '일정한 냉각수 분사량 유지' 제어를 살펴보면, 냉각수 분사 제어장치(200)는 냉각수 분사부(130)에서 분사되는 냉각수의 양을 일정하게 유지하기 위하여, 냉각수 저장탱크(T)와 냉각수 분사노즐(131) 간의 높이 차이를 입력받고, 이를 토대로 냉각수 저장탱크(T) 내에 저장되는 냉각수의 수위 및/또는 냉각수 저장탱크(T) 자체의 높이를 조절할 수 있다.
냉각수 저장탱크(T)와 냉각수 분사노즐(131) 간의 높이 차이를 구하기 위해서는 유동적인 높이를 갖는 냉각수 분사노즐(131)의 높이만을 구하면 되는데, 이는 로봇 제어기(300)에 의해 곡가공 로봇의 관절각 값으로부터 순기구학을 이용하여 계산할 수 있다. 순기구학을 이용하면 2축 관절각 값이 주어졌을 때 좌표값을 알 수 있으며, Denavit-Hartenberg 표현법 등을 이용하는 것으로 자세한 계산 과정에 대해서는 생략하도록 한다.
냉각수 저장탱크(T)와 냉각수 분사노즐(131) 간의 높이 차이를 입력받은 냉각수 분사 제어장치(200)는, 수위 자동 조절장치(410) 및/또는 저장탱크 높이 제어장치(420)를 제어하여 냉각수 저장탱크(T)와 냉각수 분사노즐(131)의 높이 차이를 일정하게 유지할 수 있으며, 이에 따라 냉각수의 분사량이 일정하게 유지될 수 있다.
이때 냉각수의 분사량을 일정하게 유지하기 위하여, 수위 자동 조절장치(410)를 이용하여 냉각수 저장탱크(T)에 저장된 냉각수의 수위만을 조절할 수도 있고, 저장탱크 높이 제어장치(420)를 이용하여 냉각수 저장탱크(T)의 높이만을 조절할 수도 있으며, 이 두 장치를 모두 이용하여 냉각수 저장탱크(T)가 적절한 수위 및 높이를 가지도록 제어할 수도 있다.
저장탱크 높이 제어장치(420)는 위치제어기(421), 서보모터(422) 및 볼스크류(423)로 구성될 수 있으며, 서보모터(422)의 구동에 의해 볼스크류(423)가 상승 또는 하강함으로써 냉각수 저장탱크(T)의 높이를 조절한다.
도 5는 상기에서 설명한 본 발명에 따른 냉각수 분사 제어를 순서의 흐름에 따라 도식화한 것이다.
도 5를 참조하면, 프로판 유량검출기(d1)에 의해 측정된 프로판 가스의 유량과, 로봇 제어기(300)에 의해 입력되는 곡가공 로봇의 이동속도를 동시에 고려하여 화염토치(120)에 의해 방사되는 화염의 입열량을 계산하고, 이에 따라 냉각수 분사부(130)에 의해 분사되는 냉각수의 유량을 결정한다. 이때 냉각수 온도검출기(d2)에 의해 측정된 냉각수의 온도가 냉각수 유량 결정 인자로 작용할 수 있다.
또한, 기울기 센서(d3)에 의해 검출된 곡면의 기울기와, IMU 센서(d4)에 의해 검출된 화염토치(120)의 진행 방향을 동시에 고려하여 다수의 냉각수 분사노즐(131) 중 개폐되는 노즐을 결정한다.
또한, 로봇 제어기(300)에 의해 측정된 곡가공 로봇의 관절각 값으로부터 순기구학을 이용하여 냉각수 저장탱크(T)와 냉각수 분사노즐(131) 간의 높이 차이를 계산하고, 이에 따라 냉각수 저장탱크(T)의 높이를 조절함으로써 냉각수 분사부(130)에서 분사되는 냉각수의 분사량을 일정하게 유지한다.
이러한 '냉각수 유량 조절', '개폐 노즐 결정', '일정한 냉각수 분사량 유지'의 제어는 각각 독립적으로 이루어질 수 있다. 또한 곡면의 가공이 진행됨에 따라 화염토치(120)의 진행 방향, 곡면의 기울기, 냉각수 분사노즐(131)의 높이 등은 시시각각 변할 수 있으므로, 냉각수 분사 제어장치(200)에 의한 상기의 제어는 모두 실시간으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 선상 가열 곡가공 로봇은, 강판의 곡면을 가공함에 있어 화염토치(120) 주변에 설치되는 다수의 냉각수 분사노즐(131) 중 필요한 노즐만 선택적으로 개폐함으로써, 냉각수가 화염의 진행 방향을 방해하는 문제점을 해결하며 이에 따라 강판에 투입되는 화염의 입열량을 일정하게 유지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 화염의 입열량과 냉각수의 온도 등에 따라 필요한 유량만큼의 냉각수를 적절히 분사할 수 있으며, 실사간으로 냉각수의 분사량을 일정하게 제어함으로써 곡판 가공의 품질과 생산성을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명은 기재된 실시 예에 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 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 회전관절부 110 : 프레임
120 : 화염토치 130 : 냉각수 분사부
131 : 냉각수 분사노즐 132 : 플렉서블 도관
200 : 냉각수 분사 제어장치 300 : 로봇 제어기
410 : 수위 자동 조절장치 420 : 저장탱크 높이 제어장치
421 : 위치제어기 422 : 서보모터
423 : 볼스크류
T : 냉각수 저장탱크 L : 냉각수 공급라인
d1 : 프로판 유량검출기 d2 : 냉각수 온도검출기
d3 : 기울기센서 d4 : IMU 센서
v1 : 냉각수 개폐밸브 v2 : 냉각수 유량조절밸브

Claims (15)

  1. 2개의 회전 관절을 가지는 선상 가열 곡가공 로봇에 있어서,
    중앙부에 화염토치가 배치되는 프레임;
    상기 프레임의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격되어 설치되는 다수의 냉각수 분사 노즐;
    상기 프레임에 설치되어 상기 화염토치의 이동방향을 측정하는 IMU 센서;
    상기 프레임에 설치되어 상기 화염토치의 이동방향에 대한 상기 프레임의 기울기를 측정하는 기울기 센서; 및
    상기 냉각수 분사노즐에서 분사되는 냉각수를 제어하는 냉각수 제어장치;를 포함하고,
    상기 냉각수 제어장치는, 상기 IMU 센서에 의해 측정된 상기 화염토치의 진행방향과 상기 기울기 센서에 의해 측정된 상기 프레임의 기울기를 동시에 고려하여, 상기 다수의 냉각수 분사 노즐 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 개폐하는 것을 특징으로 하는,
    냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화염토치로 공급되는 프로판의 유량을 검출하는 프로판 유량 검출기;를 더 포함하고,
    상기 냉각수 제어장치는 상기 프로판 유량 검출기에서 측정된 프로판 가스의 유량과, 상기 곡가공 로봇의 이동속도에 따라 냉각수 저장탱크로부터 상기 냉각수 분사노즐로 공급되는 냉각수의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는,
    냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 냉각수 저장탱크로부터 상기 냉각수 분사노즐로 냉각수를 공급하는 라인 상에 설치되는 냉각수 유량조절밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각수를 공급하는 라인 상에 설치되는 냉각수 온도검출기;를 더 포함하고,
    상기 냉각수 제어장치는 상기 냉각수 온도검출기에서 측정된 냉각수의 온도를 냉각수 유량 조절의 인자로 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각수 제어장치는 상기 냉각수 저장탱크와 상기 냉각수 분사노즐의 높이 차이에 따라 상기 냉각수 저장탱크의 수위 또는 냉각수 저장탱크의 높이를 조절하여, 상기 냉각수 저장탱크와 상기 냉각수 분사노즐의 높이 차이를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는,
    냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 냉각수 분사노즐의 높이는 상기 곡가공 로봇의 관절각 값으로부터 순기구학을 이용하여 구해지는 것을 특징으로 하는,
    냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 냉각수 저장탱크의 수위를 조절하는 수위 자동 조절장치; 및
    상기 냉각수 저장탱크의 높이를 조절하는 저장탱크 높이 제어장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 저장탱크 높이 제어장치는 서보모터의 구동에 의해 볼스크류가 상승 또는 하강함에 따라 냉각수 저장탱크의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는,
    냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇.
  10. 2개의 회전 관절을 가지는 선상 가열 곡가공 로봇의 냉각수 제어방법에 있어서,
    화염토치의 주변에 배치되는 다수의 냉각수 분사노즐 중 개폐되는 노즐을 결정하는 개폐 노즐 결정 제어;
    상기 냉각수 분사노즐로 분사되는 냉각수의 유량을 조절하는 냉각수 유량 조절 제어;
    상기 냉각수 분사노즐로 분사되는 냉각수의 분사량을 일정하게 유지하는 냉각수 분사량 유지 제어;를 포함하고,
    상기 개폐 노즐 결정 제어는,
    상기 화염토치의 이동방향과, 상기 화염토치의 이동방향에 대한 프레임의 기울기를 동시에 고려하여, 상기 다수의 냉각수 분사노즐 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 개폐하는 것을 특징으로 하는,
    냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇의 냉각수 제어방법.
  11. 삭제
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 냉각수 유량 조절 제어는,
    상기 화염토치에 공급되는 프로판 가스의 유량과, 상기 곡가공 로봇의 이동속도에 따라 냉각수 저장탱크로부터 상기 냉각수 분사노즐로 공급되는 냉각수의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는,
    냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇의 냉각수 제어방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 냉각수 분사량 유지 제어는,
    냉각수 저장탱크와 상기 냉각수 분사노즐간의 높이 차이가 일정하게 유지하도록 냉각수 저장탱크의 수위 또는 냉각수 저장탱크의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는,
    냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇의 냉각수 제어방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 개폐 노즐 결정 제어, 상기 냉각수 유량 조절 제어 및 상기 냉각수 분사량 유지 제어는 각각 독립적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇의 냉각수 제어방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 개폐 노즐 결정 제어, 상기 냉각수 유량 조절 제어 및 상기 냉각수 분사량 유지 제어는 냉각수 제어장치에 의해 실시간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    냉각수 제어장치를 포함하는 선상 가열 곡가공 로봇의 냉각수 제어방법.
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