KR102018669B1 - Movable welding apparatus and control method for the same - Google Patents
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Abstract
이동식 용접로봇 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접로봇은 복수의 휠이 구비된 베이스부, 상기 베이스부에서 상하로 이동되는 로봇설치부, 상기 로봇설치부에 회동 가능하도록 마련되고, 용접토치가 구비된 로봇암, 상기 로봇설치부의 높이를 측정하는 높이센서, 상기 로봇설치부와 전방 물체간 거리를 측정하는 거리센서 및 상기 로봇설치부의 이동을 위한 구동력을 제공하는 구동부를 포함한다.A mobile welding robot and a control method thereof are disclosed. Mobile welding robot according to an embodiment of the present invention is provided with a base portion having a plurality of wheels, the robot installation portion to move up and down from the base portion, the robot installation portion is rotatable, the robot equipped with a welding torch An arm, a height sensor for measuring the height of the robot installation unit, a distance sensor for measuring the distance between the robot installation unit and the front object and a driving unit for providing a driving force for the movement of the robot installation unit.
Description
본 발명은 이동식 용접장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동이 가능하고 용접로봇이 구비된 용접장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile welding device, and more particularly, to a welding device which is movable and equipped with a welding robot and a control method thereof.
용접로봇이 구비된 용접장치는 다양한 환경에서 용접 작업을 수행하게 된다. 용접대상물 또는 용접요구부위는 다양한 형상으로 마련될 수 있고, 용접대상물이 위치된 작업공간 또한 다양한 환경으로 구성될 수 있다.Welding apparatus equipped with a welding robot performs a welding operation in various environments. The welding target or the welding request portion may be provided in various shapes, and the workspace where the welding target is located may also be configured in various environments.
용접대상물의 형상 또는 종류에 따라서 용접장치가 용접작업을 수행하기 위해 요구되는 공간이 다양할 수 있으나, 용접대상물이 위치된 작업공간이 용접작업을 수행하기 위해 요구되는 공간상의 특징을 충족시키는 못하는 경우가 있을 수 있다.Depending on the shape or type of the object to be welded, the space required for the welding device to perform the welding operation may vary, but the work space in which the welding object is located does not meet the spatial characteristics required to perform the welding operation. There can be.
따라서, 용접대상물의 용접요구부위 또는 용접방식에 따라 최적의 공간활용을 구현하며 용접 작업을 수행하는 것은 용접로봇 등을 이용한 용접장치에 있어 중요한 과제가 된다.Therefore, the optimum space utilization and the welding operation according to the welding request site or the welding method of the welding target are an important problem in the welding apparatus using a welding robot.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art are only for the purpose of improving the understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledging that they correspond to the related art already known to those skilled in the art.
본 발명의 실시예들은 용접로봇의 작업위치를 효과적으로 파악 및 조정하고, 구조적 안정성이 향상되며 효과적인 작업환경을 제공하는 이동식 용접장치 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are to provide a mobile welding apparatus and a control method for effectively identifying and adjusting the working position of the welding robot, improving the structural stability and providing an effective working environment.
본 발명의 일측면에 따르면, 이동식 용접장치는 복수의 휠이 구비된 베이스부, 상기 베이스부에서 상하로 이동되는 로봇설치부, 상기 로봇설치부에 회동 가능하도록 마련되고, 용접토치가 구비된 로봇암, 상기 로봇설치부의 높이를 측정하는 높이센서, 상기 로봇설치부와 전방 물체간 거리를 측정하는 거리센서 및 상기 로봇설치부의 이동을 위한 구동력을 제공하는 구동부를 포함한다.According to one aspect of the invention, the mobile welding device is provided with a base portion having a plurality of wheels, the robot installation portion moved up and down from the base portion, the robot installation portion is rotatable, the robot provided with a welding torch An arm, a height sensor for measuring the height of the robot installation unit, a distance sensor for measuring the distance between the robot installation unit and the front object and a driving unit for providing a driving force for the movement of the robot installation unit.
상기 로봇설치부에 결합되는 리프팅멤버, 상기 리프팅멤버 및 상기 베이스부에 번갈아 배치되며, 상하방향으로 연장된 복수의 가이드레일 및 상기 복수의 가이드레일을 마주하도록 상기 리프팅멤버 및 상기 베이스부에 번갈아 배치되고, 마주하는 가이드레일에 각각 슬라이딩 가능하도록 결합되는 가이드블록을 더 포함할 수 있다.Lifting members coupled to the robot mounting portion, the lifting member and the base portion are alternately arranged, the plurality of guide rails extending in the vertical direction and the plurality of guide rails alternately arranged to face the plurality of guide rails And, may further include a guide block coupled to each of the sliding guide rail facing.
상기 구동부는 상기 베이스부에 마련되고, 단부가 상기 리프팅멤버에 힌지결합되어 상기 리프팅멤버를 상하로 이동시키는 유압실린더를 포함할 수 있다.The driving part may include a hydraulic cylinder provided at the base part and having an end hinged to the lifting member to move the lifting member up and down.
상기 로봇암은, 상기 용접토치와 연결되는 케이블이 관통되고, 상기 로봇암의 길이방향에 수직한 회전축을 가지는 제1케이블가이드 및 제2케이블가이드를 포함하며, 상기 용접토치로부터 상기 제1케이블가이드보다 더 멀리 위치된 상기 제2케이블가이드는 상기 로봇암의 길이방향 및 상기 회전축에 대해 수직한 방향으로 슬라이딩 가능하게 마련될 수 있다.The robot arm includes a first cable guide and a second cable guide through which a cable connected to the welding torch penetrates, and having a rotation axis perpendicular to the longitudinal direction of the robot arm, from the welding torch to the first cable guide. The second cable guide located farther apart may be provided to be slidable in a longitudinal direction of the robot arm and in a direction perpendicular to the rotation axis.
상기 베이스부와 바닥면 사이에서 상하로 이동되는 자성부재를 포함하고, 상기 베이스부의 이동을 선택적으로 제한하는 브레이크장치를 더 포함할 수 있다.It may further include a brake device including a magnetic member moved up and down between the base portion and the bottom surface, and selectively restricts movement of the base portion.
용접대상물의 용접요구범위가 수평면상에 위치하는 수평용접모드에서, 상기 로봇설치부를 상기 용접대상물보다 기준값만큼 높게 위치시키고, 상기 용접요구범위가 상기 로봇암의 작업가능범위를 벗어난 경우 상기 기준값을 보정하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In the horizontal welding mode in which the welding demand range of the welding object is located on a horizontal plane, the robot mounting portion is positioned higher than the welding object by a reference value, and the welding value is corrected when the welding demand range is out of the working range of the robot arm. The control unit may further include a.
상기 제어부는 용접대상물의 용접요구범위가 수직면상에 위치하는 수직용접모드에서, 상기 거리센서에서 측정된 용접대상물과의 거리로부터 상기 로봇암의 작업가능범위를 도출하고, 상기 용접요구범위가 상기 작업가능범위내에 포함되는 경우 상기 로봇설치부를 상기 용접요구범위의 중앙에 위치시킬 수 있다.The control unit derives a workable range of the robot arm from the distance from the welded object measured by the distance sensor in the vertical welding mode in which the weld demand range of the weld target is located on a vertical plane, and the weld request range is the work. When included in the possible range, the robot installation portion may be located in the center of the welding demand range.
상기 높이센서는 복수로 마련되어 상기 베이스부에 대한 상기 로봇설치부의 상대높이를 측정하고, 상기 제어부는 각 높이센서의 측정값을 평균하여 상기 상대높이로 결정하며, 바닥면에 대한 상기 베이스부의 높이에 상기 상대높이를 합산하여 상기 로봇설치부의 최종높이를 산출할 수 있다.The height sensor is provided in plural to measure the relative height of the robot mounting portion relative to the base portion, the control unit is determined as the relative height by averaging the measured value of each height sensor, the height of the base portion relative to the floor surface The final height may be calculated by summing the relative heights.
상기 거리센서는 복수로 마련되고, 상기 제어부는 각 거리센서의 측정값이 상호 일치하는 경우, 일치된 상기 측정값으로 상기 작업가능범위를 도출할 수 있다.The distance sensor may be provided in plural, and the controller may derive the workable range based on the matched measurement value when the measured values of the respective distance sensors coincide with each other.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른 이동식 용접장치의 제어방법은 제어부가 수평용접모드인지 수직용접모드인지 판단하는 단계, 상기 수평용접모드로 판단된 경우, 상기 제어부가 높이센서를 이용하여 로봇설치부가 용접대상물보다 기준값만큼 높게 위치되도록 구동부를 제어하는 단계 및 상기 용접대상물의 용접요구범위가 상기 로봇설치부에 설치된 로봇암의 작업가능범위를 벗어난 경우, 상기 제어부가 상기 로봇설치부의 높이를 조절하여 상기 작업가능범위내에 상기 용접요구범위를 포함시키는 단계를 포함한다.On the other hand, the control method of a mobile welding device according to an aspect of the present invention comprises the steps of determining whether the control unit is a horizontal welding mode or a vertical welding mode, when it is determined that the horizontal welding mode, the control unit using the height sensor robot installation unit Controlling the driving unit to be positioned higher by a reference value than the welding object, and when the welding demand range of the welding object is outside the working range of the robot arm installed in the robot mounting unit, the controller controls the height of the robot mounting unit to adjust the height. Including the welding requirements within the workable range.
상기 용접요구범위를 포함시키는 단계 이후, 상기 제어부가 거리센서를 이용하여 전방의 장애물에 대한 거리값을 측정하고, 상기 거리값을 이용하여 상기 작업가능범위를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.After the step of including the welding request range, the control unit may further include the step of measuring the distance value for the obstacle in front of the distance sensor, and using the distance value to correct the workable range.
상기 수평용접모드 및 수직용접모드를 판단하는 단계에서 상기 수직용접모드로 판단된 경우, 상기 제어부가 거리센서를 통해 측정된 용접대상물과의 거리로부터 상기 작업가능범위를 도출하는 단계 및 상기 용접요구범위가 상기 작업가능범위내에 포함되는 경우, 상기 제어부가 상기 용접요구범위의 중앙에 상기 로봇설치부가 위치되도록 상기 구동부를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.When the horizontal welding mode and the vertical welding mode are determined as the vertical welding mode, the control unit derives the workable range from the distance to the welding object measured by the distance sensor and the welding request range. When is included in the workable range, the control unit may further include the step of controlling the drive unit to be located in the center of the welding request range the robot installation unit.
상술한 바와 본 발명의 실시예들은 구조적인 안정성이 향상되고 효과적인 작업환경을 제공할 수 있다. 나아가, 용접요구범위에 따라 용접로봇의 작업위치를 효과적으로 파악 및 조정할 수 있다.Embodiments of the present invention as described above can improve structural stability and provide an effective working environment. Furthermore, it is possible to effectively grasp and adjust the working position of the welding robot according to the welding demand range.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치에서 로봇설치부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치에서 가이드레일이 설치된 리프팅멤버를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치에서 용접로봇을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치에서 브레이크장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치에서 용접로봇의 작업가능범위를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.1 is a view showing a mobile welding device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view showing the robot installation portion in the mobile welding device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a view showing a lifting member is installed a guide rail in a mobile welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view showing a welding robot in a mobile welding device according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a brake device in the mobile welding device according to an embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing the working range of the welding robot in the mobile welding device according to an embodiment of the present invention.
7 is a flow chart showing a control method of a mobile welding device according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.In this specification, duplicate descriptions of the same components are omitted.
또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in the present specification, when a component is referred to as being 'connected' or 'connected' to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, but in between It will be understood that may exist. On the other hand, in the present specification, when a component is referred to as 'directly connected' or 'directly connected' to another component, it should be understood that there is no other component in between.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다. Also, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.
또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. Also, in this specification, the singular forms may include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise.
또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, as used herein, the term 'comprises' or 'having' is only intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more. It is to be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of other features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof.
또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.Also in this specification, the term 'and / or' includes any combination of the plurality of listed items or any of the plurality of listed items. In the present specification, 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접로봇 및 용접대상물(50)이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 상기 이동식 용접로봇은 복수의 휠(110)이 구비된 베이스부(100), 상기 베이스부(100)에서 상하로 이동되는 로봇설치부(200), 상기 로봇설치부(200)에 회동 가능하도록 마련되고, 용접토치(252)가 구비된 로봇암(250), 상기 로봇설치부(200)의 높이를 측정하는 높이센서(210), 상기 로봇설치부(200)와 전방 물체간 거리를 측정하는 거리센서(230) 및 상기 로봇설치부(200)의 이동을 위한 구동력을 제공하는 구동부(350)를 포함한다.1 illustrates a mobile welding robot and a
베이스부(100)는 지면으로부터 이격된 평판 형상의 베이스플레이트로 구성될 수 있으며, 복수의 프레임을 더 포함할 수 있다. 베이스부(100)의 형상은 필요에 따라 다양하게 결정될 수 있으며, 도 1에는 베이스플레이트 및 복수의 프레임으로 구성된 베이스부(100)가 도시되어 있다.The
베이스부(100)는 복수의 휠(110)을 구비하며, 상기 휠(110)은 전방향 이동을 위한 옴니휠(110)로 마련될 수 있고, 그 수는 필요에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 도 1에는 본 발명의 일실시예로서 4개의 옴니휠(110)이 베이스부(100) 하부에서 각 모서리측에 구비된 베이스부(100)가 도시되어 있다.The
한편, 로봇설치부(200)는 베이스부(100)에 상하로 이동 가능하게 마련된다. 로봇설치부(200)는 승하강이 가능한 리프팅 구조를 가지며, 그 외에도 다양한 방식의 상하 이동 구조를 가질 수 있다. On the other hand, the
도 2에는 도 1에 도시된 이동식 용접장치의 로봇설치부(200)가 도시되어 있다. 도 1 및 2에 도시된 로봇설치부(200)는 본 발명의 일실시예로서 용접로봇이 설치될 수 있도록 지면과 나란한 평판 형상을 가지며, 그 일지점에 용접로봇이 설치되는 설치지점을 가지고, 레일타입으로 구성된 리프팅 구조를 가진다.2 shows a
로봇설치부(200)는 바람직하게는 상기 베이스부(100)의 상부측에 위치되고, 더욱 바람직하게는 그 전단이 상기 베이스부(100)에 마련된 전방측 휠(110)보다 후방측에 위치되도록 마련되어 용접로봇을 포함한 로봇설치부(200)의 하중에 의해 본 발명에 따른 이동식 용접장치가 전방으로 기울어지는 것을 억제할 수 있다.
한편, 로봇암(250)은 상기 로봇설치부(200)에 회동 가능하도록 마련될 수 있다. 즉, 로봇암(250)은 일단부가 상기 로봇설치부(200)의 설치지점에 회동 가능한 구조로 결합되고, 타단부에 용접토치(252)가 구비되어, 상기 용접토치(252)가 상기 설치지점을 중심으로 구 또는 원형의 작업가능범위(260)를 가질 수 있다. (도 6 참고)On the other hand, the
본 발명에서 작업가능범위(260)란, 로봇암(250)의 용접토치(252)가 용접을 수행할 수 있는 회동 가능 범위를 의미한다. 로봇암(250)은 다양한 형상으로 마련될 수 있으며, 도 1에는 본 발명의 실시예로서 복수의 회동관절을 가지는 로봇암(250)이 개시되어 있다. In the present invention, the
한편, 높이센서(210)는 로봇설치부(200)의 높이를 측정한다. 높이센서(210)는 베이스부(100) 또는 로봇설치부(200) 등에 마련될 수 있고, 초음파, 적외선, 영상촬영장치 등 다양한 종류의 것으로 마련될 수 있다.On the other hand, the
도 1 및 2에는 본 발명의 일실시예로서 높이센서(210)가 한 쌍으로 구비되어 로봇설치부(200)의 하면에 마련되고, 로봇설치부(200)의 하방에 위치하는 물체와의 거리를 측정하는 레이저타입 센서로 마련된 모습이 도시되어 있다.1 and 2 is provided with a pair of
본 발명에서는 상기 높이센서(210)의 측정값을 통해 로봇측정부의 현재 높이를 도출할 수 있고, 용접대상물(50)의 용접요구범위(52, 54)를 고려하여 로봇측정부의 높이를 조절하게 된다.In the present invention, the current height of the robot measuring unit can be derived through the measured value of the
용접대상물(50)은 다양할 수 있으며, 지면을 기준으로 수평 또는 수직한 용접요구범위(52, 54)를 가지는 용접대상물(50)이 제시될 수 있다. 도 1을 살펴보면, 용접대상물(50)이 지면을 기준으로 용접이 요구되는 수평면과 수직면을 가지는 것으로 제시되어 있다.The
본 발명에서 용접요구범위(52, 54)란, 용접대상물(50)에서 용접이 요구되는 부위에 해당하는 공간적인 범위를 의미하며, 지면에 대한 수평면 또는 수직면상에서 정의될 수 있다.In the present invention, the welding requirement ranges 52 and 54 mean a spatial range corresponding to a portion of the
나아가, 도 1에서와 같이 용접이 요구되는 부위가 선 형태로 제시되는 경우, 상기 용접요구범위(52, 54)를 공간좌표를 포함한 용접부위의 길이 정보와 동일한 개념으로 대응시킬 수 있다.Furthermore, in the case where the portion to be welded is presented in the form of a line as shown in FIG. 1, the welding request ranges 52 and 54 may correspond to the same concept as the length information of the welded portion including the spatial coordinates.
도 1에는 지면에 평행한 용접대상물(50)의 평면상 또는 상기 용접대상물에 수직한 벽면(55)상에 위치된 용접부위를 기준으로 용접요구범위(52, 54)를 도시하였으나, 상기 용접대상물(50)과 벽면(55)의 경계선 및 상기 벽면(55)과 이웃하는 또 다른 벽과의 경계선에 용접부위가 존재할 수 있고, 위와 같은 경우에는 해당 용접부위를 기준으로 용접요구범위가 설정된다.In FIG. 1, welding request ranges 52 and 54 are shown on the basis of a welding portion located on a plane of a
상기 로봇암(250)의 작업가능범위(260)에 상기 용접대상물(50)의 용접요구범위(52, 54)가 모두 포함되지 않는 경우, 상기 높이센서(210)의 측정값을 토대로 상기 로봇설치부(200)의 높이를 조절하여 작업가능범위(260)에 용접요구범위(52, 54)를 포함시킬 수 있다.When the welding ranges 52 and 54 of the
한편, 거리센서(230)는 상기 로봇설치부(200)와 전방 물체간 거리를 측정한다. 거리센서(230)는 베이스부(100) 또는 로봇설치부(200) 등에 마련될 수 있고, 초음파, 적외선, 영상촬영장치 등 다양한 종류의 것으로 마련될 수 있다.On the other hand, the
도 1 및 2에는 본 발명의 일실시예로서 거리센서(230)가 한 쌍으로 구비되어 로봇설치부(200)의 상단에 마련되고, 로봇설치부(200)의 전방에 위치하는 물체와의 거리를 측정하는 레이저타입 센서로 마련된 모습이 도시되어 있다.1 and 2 as one embodiment of the present invention is provided with a pair of
로봇설치부(200)의 전방에 위치하는 물체는 용접대상물(50)의 벽면(55)일 수도 있고, 용접대상물(50)과 달리 작업가능범위(260)를 제한하는 장애물일 수도 있다. The object located in front of the
용접대상물(50)의 용접요구범위(52)가 지면에 대한 수평면상에 위치하는 경우, 상기 거리센서(230)에 측정되는 측정값은 작업가능범위(260)를 제한하는 장애물과의 거리에 해당되며, 용접요구범위(54)가 지면에 대해 수직한 벽면(55)상에 위치하는 경우 상기 거리센서(230)의 측정값은 용접대상물(50)과의 거리가 되며 해당 거리를 조절하여 용접요구범위(54)와 작업가능범위(260)의 포함관계를 조절할 수 있다.When the
한편, 구동부(350)는 로봇설치부(200)의 이동을 위한 구동력을 제공한다. 즉, 구동부(350)는 로봇설치부(200)의 리프팅을 위한 동력을 제공하고, 모터, 유압실린더, 공압실린더 등 다양한 종류의 것으로 마련될 수 있다.On the other hand, the driving
또한, 상기 로봇설치부(200)의 승하강을 위한 구동부(350)외에, 본 발명의 일실시예에서는 필요에 따라 베이스부(100)의 주행을 위한 주행구동부를 별도로 구비할 수도 있다.In addition, in addition to the
도 1에는 본 발명의 일실시예로서 로봇설치부(200)의 후방에 위치되어 길이가 가변하고, 상기 로봇설치부(200)의 승하강을 위한 변위를 제공하는 실린더 타입의 구동부(350)가 도시되어 있다.1 shows a cylinder
위와 같은 본 발명의 일실시예는 거리센서(230) 및 높이센서(210)를 이용하여 용접대상물(50)의 용접요구범위(52, 54)와 현재 로봇설치부(200)간의 위치관계를 정확히 파악할 수 있고, 상기 용접요구범위(52, 54)가 로봇암(250)의 작업가능범위(260)에 포함될 수 있도록 베이스부(100)를 이동하거나 로봇설치부(200)의 리프팅 높이를 조절하여 제한된 공간에서 최적의 용접 작업을 수행할 수 있게 한다.One embodiment of the present invention as described above accurately uses the
한편, 도 2에는 로봇설치부(200)와 결합된 리프팅멤버(300) 및 베이스부(100)에 설치된 가이드레일(310) 도시되어 있고, 도 3에는 상기 리프팅멤버(300)의 후방측에 가이드레일(310)이 설치된 모습이 도시되어 있다.Meanwhile, FIG. 2 illustrates a lifting
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치는 상기 로봇설치부(200)에 결합되는 리프팅멤버(300), 상기 리프팅멤버(300) 및 상기 베이스부(100)에 번갈아 배치되며, 상하방향으로 연장된 복수의 가이드레일(310) 및 상기 복수의 가이드레일(310)을 마주하도록 상기 리프팅멤버(300) 및 상기 베이스부(100)에 번갈아 배치되고, 마주하는 가이드레일(310)에 각각 슬라이딩 가능하도록 결합되는 가이드블록(330)을 더 포함할 수 있다.As shown in Figure 2 and 3, the mobile welding device according to an embodiment of the present invention is a lifting
리프팅멤버(300)는 로봇설치부(200)와 결합되고, 구동부(350)로부터 동력 또는 변위를 제공받아 상하로 리프팅된다. 상기 리프팅멤버(300)와 결합된 로봇설치부(200)는 상기 리프팅멤버(300)와 함께 상하로 리프팅된다.The lifting
리프팅멤버(300)는 로봇설치부(200)의 후단에 결합될 수 있고, 그 종류나 형상은 다양할 수 있으나 바람직하게는 상하방향으로 연장된 평판 형상일 수 있다.Lifting
가이드레일(310)은 상기 리프팅멤버(300)의 리프팅을 가이드하도록 마련된다. 가이드레일(310)은 상기 리프팅멤버(300)와 베이스부(100)에 번갈아 배치되고, 상기 리프팅 방향으로 연장된 레일 타입으로 마련된다.The
리프팅멤버(300)에 결합된 가이드레일(310)은 리프팅멤버(300)의 후면에 위치될 수 있으며, 상기 리프팅멤버(300)와 결합되어 강성을 보강하는 효과를 가질 수 있다.The
또한, 베이스부(100)에 마련된 가이드레일(310)은 바람직하게는 상기 베이스부(100)의 하부에서 상방으로 연장된 형태로 마련될 수 있다. 베이스부(100)의 가이드레일(310)은 베이스부(100)에 고정된 상태로 상하로 이동되는 리프팅멤버(300)를 지지함으로써, 리프팅멤버(300)의 기울임 등을 방지하고 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.In addition, the
한편, 가이드블록(330)은 상기 가이드레일(310)에 슬라이딩 가능하도록 결합된다. 또한, 상기 리프팅멤버(300)에 마련된 가이드레일(310)에 결합되는 가이드블록(330)은 상기 베이스부(100)에 고정되고, 상기 베이스부(100)의 가이드레일(310)에 결합되는 가이드블록(330)은 리프팅멤버(300)에 고정된다.On the other hand, the
즉, 리프팅멤버(300)는 가이드레일(310) 및 가이드블록(330)을 이용하여 베이스부(100)에 슬라이딩 또는 리프팅 가능하도록 결합된다. 베이스부(100)의 가이드블록(330)은 상기 베이스부(100)를 구성하는 어느 하나의 프레임상에 마련될 수 있다.That is, the lifting
도 2에는 본 발명의 일실시예에 따라 베이스부(100)에 설치된 가이드레일(310)이 도시되어 있다. 한편, 도 3에는 상기 베이스부(100)의 양측단에 마련된 한 쌍의 가이드레일(310)이 도시되어 있다. 베이스부(100)에 설치된 가이드레일(310)은 리프팅멤버(300)의 상하 운동 시 기울임 또는 흔들림 등을 억제할 수 있고, 리프팅멤버(300)에 설치된 가이드레일(310)은 리프팅멤버(300)의 길이방향에 대한 휨 강성 등을 보강할 수 있다.2 shows a
한편, 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 구동부(350)가 도시되어 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치에서 상기 구동부(350)는 상기 베이스부(100)에 마련되고, 단부(352)가 상기 리프팅멤버(300)에 힌지결합되어 상기 리프팅멤버(300)를 상하로 이동시키는 유압실린더를 포함할 수 있다.On the other hand, Figure 3 shows a
본 발명의 일실시예에서 상기 구동부(350)는 유압실린더로 구성됨으로써 로봇암(250)을 포함한 로봇설치부(200)의 하중을 지지하는 데에 유리하게 마련된다. 또한, 상기 유압실린더는 상하방향으로 연장되어 베이스부(100)에 설치되는데, 그 길이가 가변하면서 상기 리프팅멤버(300) 또는 로봇설치부(200)의 높이를 조절한다.In one embodiment of the present invention, the
또한, 상기 유압실린더는 상부측 단부(352)가 상기 리프팅멤버(300)에 힌지결합된다. 이에 따라, 리프팅 과정에서 상기 리프팅멤버(300)가 다소 기울여지거나, 상기 결합부위에 변형이 발생되는 경우라도 상기 유압실린더는 안정적으로 상기 리프팅멤버(300)에 리프팅을 위한 구동력을 제공할 수 있다.In addition, the hydraulic cylinder has an
도 4에는 본 발명의 일실시예에 따라 로봇설치부(200)에 설치되는 로봇암(250)이 도시되어 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치에서 상기 로봇암(250)은, 상기 용접토치(252)와 연결되는 케이블이 관통되고, 상기 로봇암(250)의 길이방향에 수직한 회전축을 가지는 제1케이블가이드(256) 및 제2케이블가이드(257)를 포함하며, 상기 용접토치(252)로부터 상기 제1케이블가이드(256)보다 더 멀리 위치된 상기 제2케이블가이드(257)는 상기 로봇암(250)의 길이방향 및 상기 회전축에 대해 수직한 방향으로 슬라이딩 가능하다.4 illustrates a
로봇암(250)의 단부에는 용접토치(252)가 마련될 수 있는데, 상기 용접토치(252)에 전력 등을 제공하기 위한 케이블이 마련된다. 다만, 로봇암(250)의 다양한 회동 상황에 따라 상기 케이블이 상기 로봇암(250)에 감기는 등 로봇암(250)의 작동에 간섭을 일으키거나, 케이블이 뒤엉켜 유지 관리에 불리할 수 있다.A
본 발명의 일실시예에 따른 로봇암(250)에는 상기 케이블이 관통되고 로봇암(250)의 길이방향에 수직한 회전축을 가지는 복수의 케이블가이드(255)가 마련된다. 바람직하게는 상기 로봇암(250)에 제1케이블가이드(256) 및 제2케이블가이드(257)가 마련될 수 있다.
상기 로봇암(250)의 길이방향은 관절별로 다른 상황이 존재할 수 있는데, 이러한 경우는 상기 케이블가이드(255)가 제공된 부위의 길이방향을 기준으로 정의할 수 있다.The length of the
상기 제1케이블가이드(256) 및 제2케이블가이드(257)는 다양한 종류 또는 형상일 수 있으나, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예로서 상기 로봇암(250)에서 동일선상에 위치되도록 배치될 수 있고, 회전축이 서로 나란하게 배치될 수 있다.The
본 발명의 일실시예에서 상기 제2케이블가이드(257)는 제1케이블가이드(256)보다 로봇설치부(200)에 더 가깝게 마련된다. 즉, 제1케이블가이드(256)는 제2케이블가이드(257)보다 용접토치(252)에 더 가깝게 배치된다.In one embodiment of the present invention, the
상기 제2케이블가이드(257)는 로봇암(250)에 슬라이딩 가능하게 마련될 수 있는데, 구체적으로 로봇암(250)의 길이방향 및 상기 회전축에 수직한 방향으로 슬라이딩된다. 도 4의 경우, 로봇암(250)의 상단측에 마련된 제2케이블가이드(257)가 로봇암(250)의 좌우측으로 슬라이딩되는 구조가 도시되어 있다.The
슬라이딩 구조는 도 4에 도시된 것처럼 레일 타입으로 구현될 수 있고, 이 때 회전축을 포함한 제2케이블가이드(257)가 레일을 따라 슬라이딩 되도록 마련될 수 있다.The sliding structure may be implemented as a rail type as shown in FIG. 4, and at this time, the
로봇암(250)이 회동하는 경우, 로봇설치부(200)에 더 가깝게 위치된 제2케이블가이드(257)는 슬라이딩을 통해 케이블의 이동을 일정범위내에 허용함으로써 케이블에 작용할 수 있는 장력 등을 감소시킬 수 있다.When the
한편, 도 5에는 도 1에 도시된 브레이크장치(150)가 구체적으로 도시되어 있다. 도 5와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치는 상기 베이스부(100)와 바닥면 사이에서 상하로 이동되는 자성부재(155)를 포함하고, 상기 베이스부(100)의 이동을 선택적으로 제한하는 브레이크장치(150)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, FIG. 5 specifically illustrates the
브레이크장치(150)는 이동이 가능한 상기 베이스부(100)가 용접작업이 수행되는 경우, 해당 위치에 베이스부(100)를 고정시키는 역할을 한다. 본 발명의 일실시예에서는 지면이 자성부재(155)에 대해 인력을 형성할 수 있는 금속부재로 이루어진 작업공간(예컨대 선박 내부)을 고려하여 브레이크장치(150)가 자성부재(155)를 포함하여 구성된다.The
상기 자성부재(155)는 영구자석일 수있으나, 바람직하게는 선택적으로 자성을 띄는 전자석으로 구비될 수 있다.The
상기 브레이크장치(150)는 베이스부(100)의 이동 상황에서 자성부재(155)가 지면에서 이격되고, 베이스부(100)의 고정 상황에서 자성부재(155)가 지면에 접하도록 하강하여 지면에 대한 자력을 형성한다.The
도 5에 도시된 것처럼, 본 발명의 일실시예에서 브레이크장치(150)는 베이스부(100)의일측에 마련되고, 토글글램프가 구비되어 상기 자성부재(155)의 높이를 조절한다. 또한, 전자석과 같이 자성이 선택적으로 형성되는 자성부재(155)가 구비되어 베이스부(100)의 고정상황에서 자력을 형성하여 지면에 대해 베이스부(100)를 고정시킨다.As shown in Figure 5, in one embodiment of the present invention, the
한편, 도 2 내지 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(400)가 개략적으로 도시되어 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접로봇은 용접대상물(50)의 용접요구범위(52)가 수평면상에 위치하는 수평용접모드에서, 상기 로봇설치부(200)를 상기 용접대상물(50)보다 기준값만큼 높게 위치시키고, 상기 용접요구범위(52)가 상기 로봇암(250)의 작업가능범위(260)를 벗어난 경우 상기 기준값을 보정하는 제어부(400)를 더 포함할 수 있다.2 to 3 schematically show a control unit 400 according to an embodiment of the present invention. In the mobile welding robot according to one embodiment of the present invention, in the horizontal welding mode in which the
제어부(400)는 베이스부(100) 등 본 발명에 따른 이동식 용접장치에 마련될 수도 있고, 이동식 용접장치와 분리된 별개의 제어콘솔 등에 마련될 수 있다. 제어부(400)는 상기 높이센서(210), 거리센서(230) 및 구동부(350) 등과 신호적으로 연결되어 정보의 송수신 및 제어가 가능하게 마련될 수 있다.The control unit 400 may be provided in the mobile welding apparatus according to the present invention, such as the
한편, 앞서 설명한 것과 같이 용접대상물(50)의 용접요구범위(52, 54)는 지면을 기준으로 수직면 또는 수평면에 위치될 수 있는데, 용접요구범위(52)가 수평면상에 존재하는 경우(지면과 나란한 평판상에 용접부위가 존재하는 경우 등)를 수평용접모드로, 용접요구범위(54)가 수직면상에 존재하는 경우(지면에 수직한 벽면(55)상에 용접부위가 존재하는 경우 등)를 수직용접모드로 정의한다.Meanwhile, as described above, the welding demand ranges 52 and 54 of the
상기 수평용접모드 및 수직용접모드는 작업자가 제어콘솔을 조작하여 선택할 수도 있고, 센서의 측정값 분석 또는 카메라의 영상정보 분석을 통해 제어부(400)가 결정할 수도 있다.The horizontal welding mode and the vertical welding mode may be selected by an operator operating a control console, or may be determined by the controller 400 through analysis of measured values of a sensor or analysis of image information of a camera.
제어부(400)는 수평용접모드에서, 지면과 나란한 용접요구범위(52)를 가지는 용접대상물(50)보다 로봇설치부(200)의 높이가 미리 설정된 기준값만큼 높게 위치시킨다. 상기 기준값은 통계적, 실험적인 결과를 이용하여 제어부(400)에 미리 설정될 수 있으며, 수평용접모드에서 로봇암(250)에 의한 용접작업이 효과적으로 구현될 수 있는 용접대상물(50)과의 상대높이를 의미한다.In the horizontal welding mode, the controller 400 positions the height of the
다만, 제어부(400)는 상기 기준값에 따라 높이가 결정된 로봇설치부(200)에서 로봇암(250)의 작업가능범위(260)에 용접대상물(50)의 용접요구범위(52)가 포함되지 않는 경우, 상기 기준값을 보정하여 로봇설치부(200)의 높이를 조절한다.However, the controller 400 does not include the
도 6에는 로봇암(250)의 작업가능범위(260)가 개략적으로 표시되어 있다. 제어부(400)는 도 1에서 용접이 요구되는 부분이 존재하는 수평면보다 기준값만큼 로봇설치부(200)의 높이를 높게 조절한 뒤, 해당 위치에서 도 6과 같은 작업가능범위(260)를 도출하고, 해당 작업가능범위(260)에 용접대상물(50)의 용접요구범위(52)가 포함된 상태인지 판단한다.6 schematically shows the
작업가능범위(260)와 용접요구범위(52)의 판단은 용접대상물(50)의 높이값과 로봇설치부(200)의 현재 높이의 비교를 통해 가능하다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The determination of the
우선, 제어부(400)는 작업자가 제어콘솔 등을 통해 입력하거나 센서 또는 카메라 등을 통해 확인한 용접대상물(50)의 높이 및 용접부위의 길이를 통해 용접요구범위(52)를 특정한다.First, the control unit 400 specifies the
여기서 제어부(400)에 입력되는 정보는 구체적으로 수평용접모드 또는 수직용접모드인지 여부, 용접대상물(50) 또는 벽면(55) 하단의 높이, 벽면(55) 또는 전방장애물과의 거리, 용접부위의 길이, 용접부위까지의 거리 등이 있다.In this case, the information input to the control unit 400 is specifically in the horizontal welding mode or vertical welding mode, the height of the bottom of the
특히 수평용접모드에서는 용접대상물(50)의 높이, 전방장애물과의 거리, 용접부위까지의 거리, 용접부위의 길이 등의 정보가 작업자, 카메라 또는 센서 등에 의해 제어부(400)에 입력될 수 있다.In particular, in the horizontal welding mode, information such as the height of the
또한, 수직용접모드에서는 벽면(55) 하단의 높이, 용접부위의 길이, 벽면까지의 거리 등의 정보가 작업자, 카메라 또는 센서 등에 의해 제어부(400)에 입력될 수 있다.In addition, in the vertical welding mode, information such as the height of the bottom of the
한편, 제어부(400)는 상기 용접대상물(50)의 높이에 대해 기준값만큼 높은 위치에 로봇설치부(200)가 위치하도록 구동부(350)를 제어한다. 다만, 상기 기준값은 용접 작업에 있어 일반적으로 설정되는 설정값이므로, 용접부위의 길이 또는 작업 환경 등에 따라서는 상기 용접요구범위(52)가 작업가능범위(260)에 포함되지 않는 경우가 있을 수 있다.On the other hand, the control unit 400 controls the
위와 같이, 용접요구범위(52)가 작업가능범위(260)에 포함되지 않은 경우, 제어부(400)는 로봇암(250)의 작업가능범위(260)에 사이 용접요구범위(52)가 포함될 수 있도록 미리 설정된 기준값을 현재 작업 상황에 맞추어 보정하고, 보정된 기준값으로 로봇설치부(200)의 높이를 조절함으로써 각 상황에 맞는 로봇설치부(200)의 높이를 설정하게 된다.As described above, when the
상기 기준값의 보정은 각 작업별로 이루어지며, 제어부(400)는 어느 하나의 용접 작업이 종료되면 기준값을 다시 초기값으로 리셋시킬 수 있다.The reference value is corrected for each job, and the controller 400 may reset the reference value to the initial value when any one welding job is finished.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치에서 상기 제어부(400)는 용접대상물(50)의 용접요구범위(54)가 수직면 또는 벽면(55)상에 위치하는 수직용접모드에서, 상기 거리센서(230)에서 측정된 용접대상물(50)과의 거리로부터 상기 로봇암(250)의 작업가능범위(260)를 도출하고, 상기 용접요구범위(54)가 상기 작업가능범위(260)내에 포함되는 경우 상기 로봇설치부(200)를 상기 용접요구범위(54)의 중앙에 위치시킨다.On the other hand, in the mobile welding device according to an embodiment of the present invention, the control unit 400 in the vertical welding mode in which the
도 1의 용접대상물(50)은 지면에 수직한 벽면(55)상에 용접이 요구되는 용접부위가 존재하는데, 해당 벽면(55)에 용접을 수행하는 경우 수직용접모드에 해당한다. 수직용접모드에서, 제어부(400)는 작업자가 제어콘솔 등을 통해 입력하거나 센서 또는 카메라 등을 통해 확인한 용접대상물(50)의 용접부위 길이를 통해 용접요구범위(54)를 특정한다.The
이후, 제어부(400)는 거리센서(230)를 통해 현재 로봇측정부 위치에서 작업가능범위(260)에 상기 용접요구범위(54)가 포함되는지 판단한다. 이 때, 베이스부(100)의 이동이 제어부(400)에 의해 이루어지는 실시예에서는 제어부(400)가 직접 거리 조절을 수행하며, 베이스부(100)의 이동은 작업자에 의해 이루어지는 실시예에서는 제어부(400)가 상기 작업가능범위(260) 및 용접요구범위(54)의 포함 상태에 대해 알림음 또는 화면 등을 통해 작업자에게 표시한다.Thereafter, the control unit 400 determines whether the
한편, 용접대상물(50)과의 거리에서 상기 작업가능범위(260)가 용접요구범위(54)를 포함한 경우, 제어부(400)는 상기 로봇설치부(200)를 상기 용접요구범위(54)의 중앙에 위치시킨다. 로봇암(250)은 로봇설치부(200)에 대한 설치지점을 기준으로 회동하는 바, 작업가능범위(260)가 로봇설치부(200)를 기준으로 상하 동일하게 설정되는데, 이에 따라 용접요구범위(54)의 중앙에 로봇설치부(200)를 위치시켜 그 상하로의 용접 작업을 최적화하는 것이다.On the other hand, when the
한편, 도 1 내지 2에 도시된 본 발명의 일실시예에서 높이센서(210)는 복수로 마련된다. 특히, 상기 로봇설치부(200)는 베이스부(100)의 상방에 중첩되도록 위치하며, 이에 따라 상기 높이센서(210)는 베이스부(100)에 대한 로봇설치부(200)의 상대높이를 측정한다.On the other hand, in one embodiment of the present invention shown in Figures 1 to 2, the
본 발명의 일실시예에 있어서, 로봇설치부(200)의 전단이 베이스부(100)의 전단보다 후방에 위치함으로써 로봇암(250)의 하중 등에 의한 전방으로의 모멘트 발생을 억제하도록 마련될 수 있는데, 이에 따라 상기 높이센서(210)는 지면으로부터의 높이 대신 베이스부(100)로부터의 높이를 측정하게 된다.In one embodiment of the present invention, the front end of the
한편, 제어부(400)는 상기 복수의 높이센서(210) 각각의 측정값을 평균하여 현재의 로봇설치부(200) 및 베이스부(100)간 상대높이를 결정한다. 이에 따라, 상기 로봇설치부(200)의 높이가 높은 신뢰도로 측정될 수 있다.On the other hand, the control unit 400 determines the relative height between the current
또한, 베이스부(100)와 바닥면 또는 지면간의 높이차는 휠(110)의 크기 등에 따라 미리 결정될 수 있으며, 제어부(400)는 상기 바닥면에 대한 베이스부(100)의 높이에 상기 상대높이를 합산함으로써 상기 로봇설치부(200)의 최종높이를 도출하게 된다.In addition, the height difference between the
한편, 본 발명의 일실시예에서는 도 1 내지 2에 도시된 것처럼 거리센서(230)가 복수로 마련된다. 또한, 제어부(400)는 각 거리센서(230)의 측정값이 상호 일치하는 경우, 일치된 상기 측정값으로 상기 작업가능범위(260)를 도출할 수 있다.Meanwhile, in one embodiment of the present invention, a plurality of
예컨대 수직용접모드의 경우, 하나의 거리센서(230)를 이용하는 경우 작업가능범위(260)가 용접요구범위(54)를 충족한 상황이라도 이동식 용접장치가 용접대상물(50)에 해당하는 벽면(55)을 정면으로 바라보지 않은 상황이 존재할 수 있다.For example, in the vertical welding mode, when the
이러한 경우, 제어부(400)는 작업조건을 충족한 것으로 판단하게 되지만 실제 용작업가능범위(260)가 용접요구범위(54)가 상이하고, 나아가 로봇암(250)의 구동 상황에서 벽면(55)과의 충돌 등이 발생될 여지가 있다.In this case, the controller 400 determines that the working condition is satisfied, but the actual
본 발명의 일실시예와 같이 거리센서(230)가 복수로 구비된 경우, 제어부(400)는 복수의 거리센서(230) 측정값이 상호 동일한지 판단함으로써 이동식 용접장치가 현재 용접대상물(50)을 정면으로 마주한 상태인지 파악할 수 있다.When a plurality of
이에 따라, 제어부(400)는 복수의 거리센서(230)가 서로 동일한 측정값을 제시하는 경우에 해당 값으로 작업가능범위(260)를 도출하는 등 용접과정을 진행하게 되는 것이다.Accordingly, when the plurality of
한편, 도 7에는 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치의 제어방법에 대한 순서도가 도시되어 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치의 제어방법은 제어부(400)가 수평용접모드인지 수직용접모드인지 판단하는 단계(S100), 상기 수평용접모드로 판단된 경우, 상기 제어부(400)가 높이센서(210)를 이용하여 로봇설치부(200)가 용접대상물(50)보다 기준값만큼 높게 위치되도록 구동부(350)를 제어하는 단계(S200) 및 상기 용접대상물(50)의 용접요구범위(52)가 상기 로봇설치부(200)에 설치된 로봇암(250)의 작업가능범위(260)를 벗어난 경우, 상기 제어부(400)가 상기 로봇설치부(200)의 높이를 조절하여 상기 작업가능범위(260)내에 상기 용접요구범위(52)를 포함시키는 단계(S210)를 포함한다.On the other hand, Figure 7 is a flow chart for a control method of a mobile welding device according to an embodiment of the present invention. In the control method of a mobile welding device according to an embodiment of the present invention, the control unit 400 determines whether the horizontal welding mode or the vertical welding mode (S100), and when it is determined that the horizontal welding mode, the control unit 400 Using the
구체적으로, 제어부(400)는 제어콘솔 등을 통해 작업자가 직접 입력한 신호 또는 카메라나 센서를 통해 입력받은 정보의 분석을 통해 수평용접모드인지 수직용접모드인지 판단한다.In detail, the controller 400 determines whether the welding mode is a horizontal welding mode or a vertical welding mode through analysis of a signal directly input by a worker through a control console or information received through a camera or a sensor.
수평용접모드로 판단된 경우, 상기 제어부(400)는 높이센서(210)를 이용하여 로봇설치부(200)가 용접대상물(50)보다 기준값만큼 높게 위치되도록 구동부(350)를 제어하고, 기준값만큼 높은 위치로 이동된 로봇설치부(200)에서 작업가능범위(260)가 용접요구범위(52)를 포함하지 않는 경우, 상기 제어부(400)가 상기 기준값을 보정하고 상기 로봇설치부(200)의 높이를 조절하여 상기 작업가능범위(260)내에 상기 용접요구범위(52)를 포함시키게 된다.When it is determined that the horizontal welding mode, the control unit 400 controls the
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치의 제어방법은 상기 용접요구범위(52)를 포함시키는 단계(S210) 이후, 상기 제어부(400)가 거리센서(230)를 이용하여 전방에 위치된 전방부재에 대한 거리값을 측정하고, 상기 거리값을 이용하여 상기 작업가능범위(260)를 보정하는 단계(S220)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the control method of a mobile welding device according to an embodiment of the present invention after the step (S210) including the
제어부(400)는 수평용접모드에서 수평면상에 위치된 용접대상물(50) 외에 거리센서(230)에 감지되는 전방의 물체를 용접 작업에 대한 장애물로 인식할 수 있다. (수직용접모드에서는 전방의 물체가 곧 용접대상물(50)에 해당된다.)The controller 400 may recognize an object in front of the
로봇설치부(200)의 높이 조절을 통해 현재 작업가능범위(260)가 용접요구범위(52)를 충족한 상황이라도, 전방의 장애물이 존재하고, 또 그 거리에 따라서는 상기 작업가능범위(260)가 상기 장애물에 의해 제한될 필요가 있다.Even if the current
이에 따라, 수평용접모드에서 제어부(400)는 거리센서(230)를 통해 거리값이 측정되는 경우, 전방에 장애물이 존재하는 것으로 판단하고, 상기 장애물과의 거리를 통해 로봇암(250)의 작업가능범위(260)를 제한하게 된다.Accordingly, in the horizontal welding mode, when the distance value is measured through the
만일, 수평용접모드에서 거리센서(230)값이 존재하지 않는 경우에는 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.If the
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 이동식 용접장치의 제어방법은 상기 수평용접모드 및 수직용접모드를 판단하는 단계(S100)에서 상기 수직용접모드로 판단된 경우, 상기 제어부(400)가 거리센서(230)를 통해 측정된 용접대상물(50)과의 거리로부터 상기 작업가능범위(260)를 도출하는 단계(S300) 및 상기 용접요구범위(54)가 상기 작업가능범위(260)내에 포함되는 경우, 상기 제어부(400)가 상기 용접요구범위(54)의 중앙에 상기 로봇설치부(200)가 위치되도록 상기 구동부(350)를 제어하는 단계(S310)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the control method of a mobile welding device according to an embodiment of the present invention, when it is determined that the vertical welding mode in the step (S100) of determining the horizontal welding mode and the vertical welding mode, the controller 400 is a distance sensor Deriving the
구체적으로, 수직용접모드에서 상기 제어부(400)는 거리센서(230)를 통해 용접대상물(50)과의 거리를 파악하고, 해당 거리에 따른 로봇암(250)의 작업가능범위(260)를 도출한다. 한편, 작업자의 입력 또는 센서나 카메라를 통해 파악된 용접요구범위(54)가 상기 작업가능범위(260)를 벗어나는 경우, 신호음을 내거나 베이스부(100)의 위치를 이동시켜 작업가능범위(260)내에 용접요구범위(54)가 포함되도록 한다.Specifically, in the vertical welding mode, the control unit 400 detects the distance to the
위와 같이 용접대상물(50)이 되는 벽면(55) 등과의 거리가 조절된 경우, 상기 제어부(400)는 용접요구범위(54)의 중앙측 높이로 로봇설치부(200)의 높이를 조절함으로써 효과적인 작업 환경을 구성한다.When the distance to the
만일 상기 용접요구범위(54)의 중앙측 높이가 로봇설치부(200)의 최고 높이를 초과하는 경우 제어부(400)는 로봇설치부(200)의 높이를 최고 높이로 조절할 수 있으며, 상기 최고 높이에서 용접요구범위(54)가 작업가능범위(260)를 벗어나는 경우에는 경고음 등을 작업자에게 송출할 수 있다.If the height of the center side of the
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be appreciated that various changes and modifications can be made in the art without departing from the spirit of the invention provided by the following claims. It will be self-evident for those of ordinary knowledge.
50 : 용접대상물 52, 54 : 용접요구범위
100 : 베이스부 110 : 휠
150 : 브레이크장치 155 : 자성부재
200 : 로봇설치부 210 : 높이센서
230 : 거리센서 250 : 로봇암
252 : 용접토치 255 : 케이블가이드
256 : 제1케이블가이드 257 : 제2케이블가이드
260 : 작업가능범위 300 : 리프팅멤버
310 : 가이드레일 330 : 가이드블록
350 : 구동부 352 : (유압실린더)단부
400 : 제어부50: welding
100: base portion 110: wheel
150: brake device 155: magnetic member
200: robot installation unit 210: height sensor
230: distance sensor 250: robot arm
252: welding torch 255: cable guide
256: first cable guide 257: second cable guide
260: working range 300: lifting member
310: guide rail 330: guide block
350: driving part 352: (hydraulic cylinder) end
400: control unit
Claims (8)
상기 베이스부에서 상하로 이동되는 로봇설치부;
상기 로봇설치부에 회동 가능하도록 마련되고, 용접토치가 구비된 로봇암;
상기 로봇설치부의 높이를 측정하는 높이센서;
상기 로봇설치부와 전방 물체간 거리를 측정하는 거리센서; 및
상기 로봇설치부의 이동을 위한 구동력을 제공하는 구동부;를 포함하고,
상기 로봇암은, 상기 용접토치와 연결되는 케이블이 관통되고, 상기 로봇암의 길이방향에 수직한 회전축을 가지는 제1케이블가이드 및 제2케이블가이드를 포함하며,
상기 제2케이블가이드보다 상기 용접토치에 더 가깝게 위치되는 상기 제1케이블가이드는 고정되고,
상기 제1케이블가이드보다 상기 로봇설치부에 다 가깝게 위치되는 상기 제2케이블가이드는 상기 로봇암의 길이방향 및 상기 회전축에 대해 수직한 방향으로 레일을 따라 슬라이딩 가능하도록 마련되는 이동식 용접장치.A base part provided with a plurality of wheels;
A robot installation unit moving up and down from the base unit;
A robot arm provided to be rotatable and provided with a welding torch;
A height sensor measuring a height of the robot installation unit;
A distance sensor for measuring a distance between the robot installation unit and a front object; And
And a driving unit providing a driving force for the movement of the robot installation unit.
The robot arm includes a first cable guide and a second cable guide through which a cable connected to the welding torch passes and having a rotation axis perpendicular to the longitudinal direction of the robot arm.
The first cable guide is located closer to the welding torch than the second cable guide is fixed,
The second cable guide positioned closer to the robot installation portion than the first cable guide is provided to be slidable along the rail in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the robot arm and the rotation axis.
상기 로봇설치부에 결합되는 리프팅멤버;
상기 리프팅멤버 및 상기 베이스부에 번갈아 배치되며, 상하방향으로 연장된 복수의 가이드레일;
상기 복수의 가이드레일을 마주하도록 상기 리프팅멤버 및 상기 베이스부에 번갈아 배치되고, 마주하는 가이드레일에 각각 슬라이딩 가능하도록 결합되는 가이드블록;을 더 포함하는 이동식 용접장치.The method according to claim 1,
A lifting member coupled to the robot installation unit;
A plurality of guide rails alternately disposed in the lifting member and the base part and extending in a vertical direction;
And a guide block alternately disposed on the lifting member and the base part so as to face the plurality of guide rails, the guide block being slidably coupled to the opposing guide rails, respectively.
용접대상물의 용접요구범위가 수평면상에 위치하는 수평용접모드에서, 상기 로봇설치부를 상기 용접대상물보다 기준값만큼 높게 위치시키고, 상기 용접요구범위가 상기 로봇암의 작업가능범위를 벗어난 경우 상기 기준값을 보정하는 제어부;를 더 포함하는 이동식 용접장치.The method according to claim 1,
In the horizontal welding mode in which the welding demand range of the welding object is located on a horizontal plane, the robot mounting portion is positioned higher than the welding object by a reference value, and the welding value is corrected when the welding demand range is out of the working range of the robot arm. A mobile welding device further comprising a control unit.
상기 제어부는 용접대상물의 용접요구범위가 수직면상에 위치하는 수직용접모드에서, 상기 거리센서에서 측정된 용접대상물과의 거리로부터 상기 로봇암의 작업가능범위를 도출하고, 상기 용접요구범위가 상기 작업가능범위내에 포함되는 경우 상기 로봇설치부를 상기 용접요구범위의 중앙에 위치시키는 이동식 용접장치.The method according to claim 4,
The control unit derives a workable range of the robot arm from the distance from the welded object measured by the distance sensor in the vertical welding mode in which the weld demand range of the weld target is located on a vertical plane, and the weld request range is the work. A mobile welding device for positioning the robot installation portion in the center of the welding demand range when included in the possible range.
상기 높이센서는 복수로 마련되어 상기 베이스부에 대한 상기 로봇설치부의 상대높이를 측정하고,
상기 제어부는 각 높이센서의 측정값을 평균하여 상기 상대높이로 결정하며, 바닥면에 대한 상기 베이스부의 높이에 상기 상대높이를 합산하여 상기 로봇설치부의 최종높이를 산출하는 이동식 용접장치.The method according to claim 4,
The height sensor is provided in plurality to measure the relative height of the robot installation portion relative to the base portion,
The control unit averages the measured values of each height sensor to determine the relative height, the mobile welding device for calculating the final height of the robot installation unit by adding the relative height to the height of the base portion relative to the floor surface.
제어부가 수평용접모드인지 수직용접모드인지 판단하는 단계;
상기 수평용접모드로 판단된 경우, 상기 제어부가 높이센서를 이용하여 로봇설치부가 용접대상물보다 기준값만큼 높게 위치되도록 구동부를 제어하는 단계; 및
상기 용접대상물의 용접요구범위가 상기 로봇설치부에 설치된 로봇암의 작업가능범위를 벗어난 경우, 상기 제어부가 상기 로봇설치부의 높이를 조절하여 상기 작업가능범위내에 상기 용접요구범위를 포함시키는 단계;를 포함하는 이동식 용접장치의 제어방법.In the control method of the mobile welding device of claim 1,
Determining whether the controller is in a horizontal welding mode or a vertical welding mode;
If it is determined that the horizontal welding mode, the control unit using the height sensor to control the drive unit so that the robot installation unit is positioned by the reference value higher than the welding object; And
If the welding range of the welding object is outside the workable range of the robot arm installed in the robot mounting unit, adjusting the height of the robot mounting unit to include the welding request range within the workable range; Control method of a mobile welding device comprising.
상기 수평용접모드 및 수직용접모드를 판단하는 단계에서 상기 수직용접모드로 판단된 경우, 상기 제어부가 거리센서를 통해 측정된 용접대상물과의 거리로부터 상기 작업가능범위를 도출하는 단계; 및
상기 용접요구범위가 상기 작업가능범위내에 포함되는 경우, 상기 제어부가 상기 용접요구범위의 중앙에 상기 로봇설치부가 위치되도록 상기 구동부를 제어하는 단계;를 더 포함하는 이동식 용접장치의 제어방법.The method according to claim 7,
In the determining of the horizontal welding mode and the vertical welding mode, deciding the workable range from the distance from the welding object measured by the distance sensor by the controller; And
And controlling the driving unit so that the robot installation unit is located at the center of the welding request range when the welding request range is within the workable range.
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