KR102104115B1 - Positioner to guide the position and posture of the workpiece and method for controlling position and posture of the workpiece using the same - Google Patents

Positioner to guide the position and posture of the workpiece and method for controlling position and posture of the workpiece using the same Download PDF

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Abstract

The present invention is to improve work efficiency, positioning accuracy, safety and the like in positioning of a workpiece by actively guiding the positioning of the workpiece, which is a heavy material, through automatic control of a positioner and increasing the degree of freedom in work. To this end, the present invention provides a position and posture guide type smart positioner including a base, a count weight installed on the base, and a positioning manipulator unit installed on the base and the count weight and guiding a workpiece, which is mounted on an end thereof, to control the position and posture of the workpiece.

Description

위치 및 자세 견인형 스마트 포지셔너 및 이를 이용한 작업대상물의 포지셔닝 제어방법{Positioner to guide the position and posture of the workpiece and method for controlling position and posture of the workpiece using the same}Position and posture traction smart positioner and positioning control method of the work object using the same {Positioner to guide the position and posture of the workpiece and method for controlling position and posture of the workpiece using the same}

본 발명은 작업대상물의 위치 및 자세를 잡아주는 포지셔너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용접 등의 작업에 있어서 주로 중량물인 작업대상물의 위치 및 자세를 잡아주는 포지셔너의 구조 및 작동 방식 개선에 관한 것이다.The present invention relates to a positioner that holds the position and posture of a work object, and more particularly, to improve the structure and operation method of the positioner that holds the position and posture of a work object, which is mainly a heavy object in work such as welding.

일반적으로, 용접 등의 작업에 있어서 주로 중량물인 작업대상물의 위치 및 자세를 포지셔너를 이용하여 잡아주게 된다.In general, in a welding or the like, the position and posture of a workpiece, which is a heavy object, are held by a positioner.

예를 들어, 용접 작업 수행시, 작업대상물에 대해 가장 안정적이고 구조적으로 안전한 아래보기 용접 방법을 시행하기 위해 현재는 호이스트 또는 크레인으로 작업대상물을 매달아 포지셔너 위의 안착면으로 이동시킨 다음, 작업 동선에 맞추어 작업대상물을 포지셔너 상에 장착하게 되며, 장착이 완료되면 용접 작업을 수행하게 된다.For example, when performing welding work, in order to implement the most stable and structurally safe bottom view welding method for the work object, the current work object is suspended with a hoist or crane and moved to the seating surface on the positioner, and In accordance with this, the work object is mounted on the positioner, and when the mounting is completed, a welding operation is performed.

이러한 용접 작업을 위한 선행 작업은 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라, 중량물인 작업대상물의 자세나 위치 등을 조정하기 위하여 작업자가 직접 개입하는 과정이 수반되므로 인해 항상 안전사고에 노출되는 문제가 있다.The preceding work for such a welding operation is not only time-consuming, but also involves a process in which an operator directly intervenes in order to adjust the posture or position of a heavy work object, and thus there is a problem of always being exposed to a safety accident.

즉, 기존에는 작업대상물을 크레인으로 포지셔너까지 이동시키고, 이후 작업자들의 협력하에 작업대상물의 위치 및 자세를 세밀하게 조정하면서 작업대상물을 포지셔너 상에 장착시키게 되며, 이후 용접 작업이 수행된다.That is, in the past, the work object is moved to the positioner by a crane, and then the work object is mounted on the positioner while finely adjusting the position and posture of the work object in cooperation with workers, and then welding work is performed.

한편, 도 1의 (A) 내지 (C)를 참조하면, 용접 위치 변경 등으로 인해 작업대상물(W)의 위치 및 자세를 새로 바꾸어 주어야 할 경우, 도시된 바와 같이, 크레인 등을 이용하여 들어올린 다음에 다시 위치 및 자세를 조정하는 작업을 반복적으로 수행하여야 한다.On the other hand, referring to (A) to (C) of FIG. 1, when it is necessary to change the position and posture of the work object W due to a welding position change, etc., as shown, lifted using a crane, etc. Next, the task of adjusting the position and posture should be repeatedly performed.

따라서, 기존에는 작업대상물(W)의 이동 및 장착, 자세 변경 등에 있어서 시간이 많이 걸리게 되는 단점이 있으며, 또한 작업자에 의한 작업대상물(W)의 취급으로 인해 숙련도에 의존하게 되므로 비숙련 작업자의 투입에 따른 능률 저하 및 안전 사고 우려등 많은 문제점이 있다.Therefore, there is a disadvantage in that it takes a lot of time to move and mount the work object W, and to change the posture, and it also depends on the skill level due to the handling of the work object W by the worker, so that the unskilled worker inputs There are many problems, such as a decrease in efficiency and concern for safety accidents.

이러한 선행 작업에 소요되는 시간 문제 및 안전사고 발생 우려는 비단 용접 작업 뿐만 아니라, 중량물인 작업대상물(W)의 위치 및 자세 조정이 필요한 여타의 작업에서도 언제든지 수반될 수 있는 문제점이 있다.The problem of time and safety accidents that take place in the preceding work has a problem that can be accompanied at any time not only in the welding work, but also in other work requiring adjustment of the position and posture of the heavy object W.

특허문헌1: 대한민국 등록특허 10-1763809호(2017년 07월 26일)Patent Document 1: Republic of Korea Patent Registration No. 10-1763809 (July 26, 2017) 특허문헌2: 대한민국 공개특허 10-2014-0137695호(2014년 12월 03일)Patent Document 2: Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0137695 (December 03, 2014) 특허문헌3: 대한민국 공개특허 10-2014-0146325호(2014년 12월 26일)Patent Document 3: Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0146325 (December 26, 2014)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 용접 등의 작업에 있어서 주로 중량물인 작업대상물의 위치 및 자세를 잡아주는 포지셔너의 구조 및 작동 방식을 획기적으로 개선하여, 작업대상물에 대한 포지셔닝시의 작업 효율 및 정확도, 작업 안전성 등을 향상시킬 수 있도록 하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, in the welding and the like, the structure and operation of the positioner that hold the position and posture of the work object, which is mainly a heavy object, is significantly improved, and the work during positioning of the work object The purpose is to improve efficiency, accuracy, and work safety.

특히, 본 발명은 중량물인 작업대상물에 대한 위치 및 자세를 포지셔닝함에 있어서, 포지셔닝을 작업자에 전혀 의존하지 않고 포지셔너에 대한 자동 제어에 의해 작업대상물의 위치 및 자세를 포지셔너가 능동적으로 견인하도록 하고 작업 자유도를 높임으로써, 작업대상물에 대한 포지셔닝시의 작업 효율 및 정확도, 작업 안전성 등을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. In particular, the present invention, in positioning the position and posture of the workpiece, which is a heavy object, allows the positioner to actively retract the position and posture of the workpiece by automatic control of the positioner without relying on the operator at all, and freedom of operation. The purpose of this is to improve work efficiency, accuracy, and work safety when positioning a work object by increasing.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 베이스; 상기 베이스 상에 설치되는 카운트 웨이트; 상기 베이스 및 카운트 웨이터 상에 설치되며, 그 끝단부에 장착된 작업대상물의 위치 및 자세를 조정할 수 있도록 견인하게 되는 포지셔닝용 매니퓰레이터 유닛;을 포함하여 구성되는 위치 및 자세 견인형 스마트 포지셔너를 제공한다.The present invention to achieve the above object, the base; A count weight installed on the base; It is installed on the base and the count waiter, the positioning manipulator unit for traction to be able to adjust the position and posture of the work object mounted on its end; and provides a position and posture traction type smart positioner.

이때, 상기 포지셔닝용 매니퓰레이터 유닛은, 무게 균형을 맞추어 주는 카운트 웨이트 상에 고정된 지지브라켓 상에 수직방향으로 설치된 제1회전축을 중심으로 좌우로 회동가능하게 설치되는 지지브라켓과, 상기 지지브라켓임 상에 수평방향으로 설치된 제2회전축을 중심으로 상하로 회동가능하게 결합되는 붐대와, 상기 붐대의 끝단부에 수평방향으로 설치된 제3회전축을 중심으로 상기 붐대와는 독립적으로 상하로 회동가능하게 결합되는 아암과, 상기 아암의 끝단부에 수평방향으로 설치된 제4회전축을 중심으로 상기 아암과는 독립적으로 상하로 회동가능하게 결합되는 엔드 서포트와, 상기 엔드 서포트 상에 상기 제4회전축의 축선과 직교하는 축선을 중심으로 시계 및 반시계 방향으로 360도 회전가능하도록 설치되는 한편 작업대상물이 장착되는 장착면을 갖는 로테이터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.At this time, the positioning manipulator unit, the support bracket is installed to be rotated left and right around the first rotation axis vertically installed on the support bracket fixed on the count weight to balance the weight, and the support bracket A boom stand that is rotatably coupled up and down about a second axis of rotation installed in the horizontal direction, and is rotatably coupled up and down independently of the boom stand around a third axis of rotation installed horizontally at the end of the boom. An arm, an end support which is rotatably coupled up and down independently of the arm around a fourth rotation axis installed horizontally at an end portion of the arm, and orthogonal to an axis of the fourth rotation axis on the end support It is characterized in that it is configured to include a rotator having a mounting surface on which a work object is mounted while being rotatable 360 degrees clockwise and counterclockwise around an axis.

그리고, 상기 베이스와 지지브라켓, 상기 지지브라켓과 붐대, 상기 붐대와 아암, 그리고 상기 아암과 엔드 서포트 사이에는 각각 상기 붐대와 아암의 구동을 위한 실린더 장치가 설치됨을 특징으로 한다.And, between the base and the support bracket, the support bracket and the boom, the boom and the arm, and the arm and the end support is characterized in that a cylinder device for driving the boom and the arm, respectively.

그리고, 상기 지지브라켓, 실린더 장치 및 로테이터에는 각각 스마트 포지셔너의 위치 및 자세 제어를 위한 센서가 구비됨을 특징으로 한다.In addition, the support bracket, the cylinder device and the rotator are each equipped with sensors for controlling the position and posture of the smart positioner.

한편, 상기 스마트 포지셔너의 위치 및 자세 제어를 위해 구비되는 센서로서는 위치센서와 압력센서가 적용되며, 상기 위치센서 및 압력센서는 제어부에 연결되는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, a position sensor and a pressure sensor are applied as sensors provided for controlling the position and posture of the smart positioner, and the position sensor and the pressure sensor are connected to a control unit.

본 발명의 위치 및 자세 견인형 스마트 포지셔너에 따르면, 용접 등의 작업에 있어서 작업대상물의 포지셔닝을 작업자에 수작업에 의존하지 않고 작업 자유도가 높은 스마트 포지셔너의 자동 제어에 의해 포지셔너가 작업대상물을 능동적으로 견인하도록 함으로써, 작업대상물에 대한 포지셔닝 작업의 효율 및 정확도, 안전성 등을 향상시키는 효과가 제공된다.According to the position and posture traction type smart positioner of the present invention, the positioner actively pulls a work object by automatic control of a smart positioner having a high degree of freedom of operation without relying on manual operation of the positioning of the work object in a work such as welding. By doing so, the effect of improving the efficiency, accuracy, safety, etc. of the positioning operation for the work object is provided.

즉, 종래에는 작업대상물의 이동 및 장착, 자세 변경 등에 있어서 시간이 많이 걸리게 되는 문제점이 있었으며, 작업자에 의한 작업대상물의 취급으로 인해 숙련도에 의존하게 되는 단점과, 비숙련 작업자의 투입시의 능률 저하 및 안전 사고 우려등 많은 문제점이 있었으나, 본 발명에 따르면 기존 포지셔너에 의한 문제점을 효과적으로 해소할 수 있게 된다.In other words, there has been a problem that it takes a long time to move and mount the work object, change the posture, and the disadvantage of relying on skill level due to the handling of the work object by the worker, and lower efficiency when the unskilled worker is put in. And there have been many problems, such as concerns about safety accidents, according to the present invention can effectively solve the problems caused by the existing positioner.

도 1의 (A) 내지 (C)는 기존의 포지셔닝 방식을 예시한 도면
도 2는 본 발명의 스마트 포지셔너의 외관을 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 스마트 포지셔너의 회전운동 축선을 보여주는 도면으로서, 작업 대상물(W)이 장착된 상태를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 스마트 포지셔너의 측면도
도 5는 본 발명의 스마트 포지셔너의 제어 방식을 설명하기 위한 것으로서, 작업자가 조작하는 무선제어장치의 개략도
도 6의 (A) 내지 (C)는 본 발명의 스마트 포지셔너에 의한 작업 대상물 장착 방식을 예시한 도면
도 7의 (A) 내지 (C)는 본 발명의 스마트 포지셔너에 의한 작업 대상물의 포지셔닝 방식을 예시한 도면
(A) to (C) of Figure 1 illustrates a conventional positioning method
Figure 2 is a perspective view showing the appearance of the smart positioner of the present invention
Figure 3 is a view showing the axis of rotational motion of the smart positioner of the present invention, a view showing a state in which the work object (W) is mounted
Figure 4 is a side view of the smart positioner of the present invention
5 is a view for explaining a control method of a smart positioner of the present invention, a schematic diagram of a wireless control device operated by an operator
6A to 6C are views illustrating a method of mounting a work object by the smart positioner of the present invention.
7 (A) to 7 (C) are views illustrating a positioning method of a work object by the smart positioner of the present invention

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면 도 2 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 동일 구성에 대해서는 동일 도면 부호가 사용된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 7 of the accompanying drawings. In describing embodiments of the present invention, the same reference numerals are used for the same components.

본 발명의 설명에 앞서, 이하에서 설명하는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시되는 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. Prior to the description of the present invention, the specific structures or functional descriptions described below are only exemplified for the purpose of describing the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms. You can.

한편, '견인'이라는 용어는 사전적으로는 '원하는 방향으로 끌어당김'을 의미하나, 본 발명에서의 '견인'이라는 용어는 작업대상물(W)을 원하는 위치 및 자세로 안내하기 위하여 원하는 방향으로 끌어당기는 것을 포함하여 회전시키거나 내뻗는 동작까지도 포함하는 것으로 해석되어야 함을 전제한다.On the other hand, the term 'towing' means 'pulling in a desired direction' in the dictionary, but the term 'towing' in the present invention is dragged in a desired direction to guide the work object W to a desired position and posture. It is premised that it should be interpreted to include a rotation or extension operation including pulling.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 위치 및 자세 견인형 스마트 포지셔너(이하, '스마트 포지셔너'라 칭함)는, 베이스(1)와, 상기 베이스(1) 상에 설치되는 카운트 웨이트(2)와, 상기 베이스(1) 및 카운트 웨이터 상에 설치되며 그 끝단부에 장착된 작업대상물(W)의 위치 및 자세를 조정할 수 있도록 견인하게 되는 포지셔닝용 매니퓰레이터 유닛(3)을 포함하여 구성된다.2 to 7, the position and posture traction smart positioner of the present invention (hereinafter referred to as a 'smart positioner') includes a base 1 and a count weight 2 installed on the base 1 ), And a positioning manipulator unit 3 which is installed on the base 1 and the count waiter and is towed to adjust the position and posture of the work object W mounted on its end.

이때, 상기 포지셔닝용 매니퓰레이터 유닛(3)은, 카운트 웨이트(2) 상에 고정된 지지브라켓(31) 상에 수직방향으로 설치된 제1회전축을 중심으로 좌우로 회동가능하게 설치되는 지지브라켓(31)과, 상기 지지브라켓(31) 상에 수평방향으로 설치된 제2회전축을 중심으로 상하로 회동가능하게 결합되는 붐대(32)와, 상기 붐대(32)의 끝단부에 수평방향으로 설치된 제3회전축을 중심으로 상기 붐대(32)와는 독립적으로 상하로 회동가능하게 결합되는 아암(33)과, 상기 아암(33)의 끝단부에 수평방향으로 설치된 제4회전축을 중심으로 상기 아암(33)과는 독립적으로 상하로 회동가능하게 결합되는 엔드 서포트(34)와, 상기 엔드 서포트(34) 상에 상기 제4회전축의 축선과 직교하는 축선(즉, 제5회전축선)을 중심으로 시계 및 반시계 방향으로 360도 회전가능하도록 설치되는 한편 작업대상물(W)이 장착되는 장착면을 갖는 로테이터(35)를 포함하여 구성된다.At this time, the positioning manipulator unit 3, the support bracket 31 is installed to be rotated left and right about the first rotation axis installed in the vertical direction on the support bracket 31 fixed on the count weight (2) And, on the support bracket 31, a boom stand 32 rotatably coupled around a second rotation axis installed horizontally, and a third rotation axis installed horizontally at an end of the boom stand 32. The arm 33 is rotatably coupled up and down independently of the boom 32 as a center, and independent of the arm 33 around a fourth rotational axis installed horizontally at the end of the arm 33 In the clockwise and counterclockwise direction around the end support 34 that is rotatably coupled up and down, and an axis orthogonal to the axis of the fourth rotation axis (ie, the fifth rotation axis) on the end support 34 It is configured to include a rotator 35 having a mounting surface on which the work object W is mounted while being rotatable 360 degrees.

한편, 상기 베이스(1)와 지지브라켓(31), 지지브라켓(31)과 붐대(32), 붐대(32)와 아암(33), 그리고 아암(33)과 엔드 서포트(34) 사이에는 각각 붐대(32)와 아암(33)의 구동을 위한 실린더 장치가 구비된다. On the other hand, between the base (1) and the support bracket (31), the support bracket (31) and the boom (32), the boom (32) and the arm (33), and the arm (33) and the end support (34) respectively A cylinder device for driving the 32 and the arm 33 is provided.

그리고, 상기 지지브라켓(31)과, 각각의 실린더 장치, 및 로테이터(35)에는 각각 스마트 포지셔너의 위치 및 자세 제어를 위한 센서(4)가 구비된다.In addition, the support bracket 31, each cylinder device, and the rotator 35 are provided with sensors 4 for controlling the position and posture of the smart positioner, respectively.

이때, 상기 센서(4)로서는 위치센서와 압력센서가 주로 설치될 수 있으며, 상기 위치센서 및 압력센서를 이용한 제어작용은 본 발명 스마트 포지셔너에 연결된 제어부(도시는 생략함)에 의해 수행된다.At this time, as the sensor 4, a position sensor and a pressure sensor may be mainly installed, and the control action using the position sensor and the pressure sensor is performed by a control unit (not shown) connected to the smart positioner of the present invention.

즉, 상기 위치센서 및 압력센서로부터 얻어진 스마트 포지셔너의 위치 및 자세 정보와 미리 설정된 작업대상물(W)의 위치 및 자세 정보와의 차이값을 제어부에서 비교 처리하게 되며, 이에 따라 스마트 포지셔너의 자세를 정확히 보정함으로써 보다 정확하고 빠른 작업대상물(W)의 포지셔닝을 가능케 한다.That is, the difference value between the position and posture information of the smart positioner obtained from the position sensor and the pressure sensor and the position and posture information of the preset work object W is compared and processed by the control unit, thereby accurately correcting the posture of the smart positioner. Correction enables more accurate and faster positioning of the workpiece W.

이와 같이 구성된 본 발명의 스마트 포지셔너의 작용은 다음과 같다.The operation of the smart positioner of the present invention configured as described above is as follows.

일반적으로 용접 등의 작업에 있어서 주로 중량물인 작업대상물(W)의 위치 및 자세를 포지셔너를 이용하여 잡아주게 된다.In general, in the welding or the like, the position and posture of the work object W, which is mainly a heavy object, are held using a positioner.

이 경우, 본 발명에 따르면, 예를 들어, 용접 작업 수행시, 중량물인 작업대상물(W)을 스마트 포지셔너의 로테이터(35)에 구비된 장착면상에 장착한다. In this case, according to the present invention, for example, when performing a welding operation, the heavy object W is mounted on the mounting surface provided in the rotator 35 of the smart positioner.

이때, 중량물인 작업대상물(W)이 장착면 상에 고정되도록 장착하는 방식으로는, 고정핀에 의한 고정 방식(도 2 및 도 3 참조), 자력에 의한 고정 방식, 나사 체결에 의한 고정 방식 등, 작업대상물의 기하학적 특징 및 중량 등을 고려하여 기존의 방식을 비롯한 다양한 장착 방식이 적용될 수 있다.At this time, as a method of mounting the work object W, which is a heavy object, to be fixed on the mounting surface, a fixing method using a fixing pin (see FIGS. 2 and 3), a fixing method by magnetic force, a fixing method by screwing, etc. , Considering the geometric characteristics and weight of the work object, various mounting methods including the existing method can be applied.

이와 같이 로테이터(35)의 장착면에 작업대상물(W)이 고정되고 나면, 작업자는 무선제어장치(5)를 조작하여 스마트 포지셔너의 위치 및 자세를 조정하게 된다.In this way, after the work object W is fixed to the mounting surface of the rotator 35, the operator manipulates the wireless control device 5 to adjust the position and posture of the smart positioner.

이에 따라, 스마트 포지셔너는 작업 동선에 맞추어 미리 설정된 작업 위치 및 자세로 작업대상물(W)을 포지셔닝하게 되며, 포지셔닝이 완료되면 작업자 혹은 용접로봇이 용접 작업을 수행하게 된다.Accordingly, the smart positioner positions the work object W at a preset work position and posture in accordance with the work flow line, and when the positioning is completed, a worker or a welding robot performs welding work.

이에 따라, 본 발명에서는 용접 작업을 위한 선행 작업에 소요되는 시간이 대폭 단축될 수 있으며, 중량물인 작업대상물(W)의 자세나 위치 등을 조정하기 위하여 작업자가 직접 개입하는 과정이 생략되므로 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.Accordingly, in the present invention, the time required for the preceding operation for the welding operation can be significantly shortened, and the process of directly intervening with the operator to adjust the posture or position of the heavy object W is omitted, and thus a safety accident. Can be prevented in advance.

즉, 기존에는 작업대상물(W)을 크레인으로 포지셔너까지 이동시키고, 이후 작업자들의 협력하에 작업대상물(W)의 위치 및 자세를 세밀하게 조정하면서 작업대상물(W)을 포지셔너 상에 장착시키게 되므로, 작업 능률 저하 및 안전사고의 우려가 있었으나, 본 발명에 따르면 이러한 문제점이 효과적으로 해소될 수 있다.That is, in the past, the work object W is moved to the positioner by a crane, and then the work object W is mounted on the positioner while finely adjusting the position and posture of the work object W in cooperation with workers. There has been a fear of reduced efficiency and safety accidents, but according to the present invention, these problems can be effectively solved.

한편, 도 6의 (A) 내지 (C)를 참조하면, 용접 등의 작업을 위해 작업대상물(W)을 포지셔너에 장착할 경우, 작업대상물(W)의 이동없이 위치 및 자세에 맞추어 RF통신을 이용한 무선제어장치(5)의 조작에 의해 포지셔너의 위치 및 자세를 제어함으로써 작업대상물(W)을 포지셔너에 바로 장착할 수 있게 된다.On the other hand, referring to (A) to (C) of FIG. 6, when the work object W is mounted on the positioner for work such as welding, RF communication is performed in accordance with the position and posture without movement of the work object W. By controlling the position and posture of the positioner by the operation of the used wireless control device 5, it is possible to directly mount the work object W to the positioner.

이로써 본 발명의 스마트 포지셔너는, 기존의 크레인 등을 이용한 작업대상물(W) 자체의 자세 교정없이 바로 작업대상물(W)의 장착이 가능해지게 됨으로써 작업 효율 및 작업 안전성이 현저히 향상된다. In this way, the smart positioner of the present invention, the work object (W) using the existing crane or the like without the posture correction of the work object (W) can be mounted immediately, thereby improving work efficiency and work safety significantly.

한편, 도 7의 (A) 내지 (C)를 참조하면, 용접 위치 변경 등으로 인해 작업대상물(W)의 위치 및 자세를 새로 바꾸어 주어야 할 경우, 본 발명의 스마트 포지셔너는 제품별 작업 프로세스에 대응하도록 한 위치 및 자세에 대한 정보를 미리 저장하고 있으므로써, 무선제어장치(5)의 간단한 버튼 조작만으로 작업대상물(W)이 필요한 자세를 취할 수 있도록 스마트 포지셔너가 작업대상물(W)을 견인하게 된다.On the other hand, referring to (A) to (C) of FIG. 7, when the position and posture of the work object W need to be newly changed due to a welding position change, the smart positioner of the present invention corresponds to a product-specific work process By storing information about the position and posture to be done in advance, the smart positioner tow the work object W so that the work object W can take the required posture only by simple button operation of the wireless control device 5. .

즉, 작업대상물(W)이 장착된 상태를유지하면서, 무선제어장치(5)의 조작에 따라, 도 6의 (A) 내지 (C)에 도시된 바와 같이, 작업대상물(W)이 1번 자세 혹은 2번 자세, 혹은 3번 자세를 취하도록 스마트 포지셔너가 작업대상물(W)을 견인하게 되는 것이다. That is, while maintaining the state in which the work object W is mounted, according to the operation of the wireless control device 5, as shown in FIGS. 6A to 6C, the work object W is 1 The positioner or the second position, or the third position to the smart positioner is to pull the work (W).

따라서, 본 발명은 기존에 크레인 등을 이용하여 들어올린 다음에 다시 위치 및 자세를 조정하는 작업을 반복적으로 수행함에 따라 작업대상물(W)의 이동 및 장착, 자세 변경 등에 있어서 시간이 많이 걸리게 되는 단점을 해소할 수 있으며, 또한 포지셔닝 작업이 작업자의 숙련도에 의존하지 않게 되므로 비숙련 작업자의 투입에도 불구 능률 저하 및 안전 사고의 우려가 해소되는 이점이 있다.Therefore, the present invention is disadvantageous in that it takes a lot of time to move and mount the work object W, change the posture, etc. by repeatedly performing the operation of adjusting the position and posture again after lifting using a crane or the like. In addition, since the positioning operation does not depend on the skill of the operator, there is an advantage in that efficiency and safety concerns are resolved despite the input of unskilled workers.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 포지셔닝 제어를 위한 위치센서나 압력센서를 대신하는 센서로서, 듀얼 레이저빔을 이용 가능한 듀얼 레이저 비전센서가 설치될 수 있으며, 이 경우 역시 듀얼 레이저 비전센서를 이용한 제어작용은 본 발명 스마트 포지셔너에 연결된 제어부(도시는 생략함)에 의해 수행된다.On the other hand, as another embodiment of the present invention, as a sensor to replace the position sensor or pressure sensor for positioning control, a dual laser vision sensor capable of using a dual laser beam may be installed, in this case also a dual laser vision sensor The control action used is performed by a control unit (not shown) connected to the smart positioner of the present invention.

즉, 듀얼 레이저 비전센서를 이용할 경우, 작업대상물(W)로부터 얻어진 듀얼 레이저빔 영상을 이용하여 레이저 비전센서와 작업대상물(W) 간 로테이션 매트릭스를 측정함으로써 작업대상물(W)의 현재 위치와 미리 설정된 작업위치 값과의 차이를 판별하고, 이에 따라 제어부의 제어 작용에 의해 스마트 포지셔너의 자세를 정확히 보정함으로써 보다 정확하고 빠른 작업대상물(W)의 포지셔닝이 가능해진다.That is, when a dual laser vision sensor is used, the rotational matrix between the laser vision sensor and the work object W is measured using a dual laser beam image obtained from the work object W to set the current position and the preset position of the work object W. It is possible to more accurately and quickly position the work object W by determining the difference from the work position value and, accordingly, correcting the attitude of the smart positioner by the control action of the control unit.

그리고, 본 발명에 있어서, 무선제어장치(5)는 휴대형이 바람직하나 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. And, in the present invention, the wireless control device 5 is preferably a portable type, but is not necessarily limited thereto.

그리고, 본 발명의 기술 구성은 로봇 작업용 포지셔너, 기타 목적물품 핸들링용 로봇이나, 험지 및 재난 지역에서의 핸들링용 매니퓰레이터에도 적용될 수 있다.Further, the technical configuration of the present invention can be applied to a positioner for robot operation, a robot for handling other objects, or a manipulator for handling in rough terrain and disaster areas.

따라서, 본 발명은 본 명세서에 개시된 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 속하는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 함은 물론이다.Therefore, the present invention is not limited to the forms disclosed herein, and it should be understood that all modifications, equivalents, and substitutes falling within the spirit and scope of the present invention are to be understood.

1: 베이스 2: 카운트 웨이트
3: 포지셔닝용 매니퓰레이터 유닛 31: 지지브라켓
32: 붐대 33: 아암
34: 엔드 서포트 35: 로테이터
4: 센서 5: 무선제어장치
W:작업대상물
1: Base 2: Count weight
3: Manipulator unit for positioning 31: Support bracket
32: Boom 33: Arm
34: end support 35: rotator
4: Sensor 5: Wireless control device
W: Workpiece

Claims (5)

베이스;
상기 베이스 상에 중량물(重量物)인 작업대상물(W)에 대응하여 무게 균형을 잡도록 설치되는 카운트 웨이트;
상기 베이스 및 카운트 웨이터 상에 설치되며, 중량물인 작업대상물(W)이 장착면 상에 장착 가능하도록 상기 작업대상물의 이동없이 상기 작업대상물의 위치 및 자세에 맞추어 무선제어장치의 조작에 의해 자신의 위치 및 자세가 제어되는 한편, 상기 장착면 상에 장착된 중량물인 작업대상물을 무선제어장치의 또 다른 조작에 의해 미리 설정된 여러 자세들 중에서 선택된 자세를 취하도록 견인하게 되는 포지셔닝용 매니퓰레이터 유닛; 및
중량물인 작업대상물(W)의 이동없이 상기 작업대상물의 위치 및 자세에 맞추어 무선제어장치의 조작에 의해 포지셔너의 위치 및 자세를 제어함으로써 작업대상물(W)을 포지셔너에 바로 장착될 수 있도록 하는 한편, 중량물인 작업대상물(W)이 로테이터의 장착면에 장착된 상태에서 중량물인 작업대상물(W)을 견인하여 미리 설정된 여러 자세들 중에서 선택된 자세를 취하도록 제어하기 위한 무선제어장치를 포함하여 구성되며,
상기 포지셔닝용 매니퓰레이터 유닛은,
상기 카운트 웨이트 상에 고정된 지지브라켓 상에 수직방향으로 설치된 제1회전축을 중심으로 좌우로 회동가능하게 설치되는 지지브라켓과,
상기 지지브라켓 상에 수평방향으로 설치된 제2회전축을 중심으로 상하로 회동가능하게 결합되는 붐대와,
상기 붐대의 끝단부에 수평방향으로 설치된 제3회전축을 중심으로 상기 붐대와는 독립적으로 상하로 회동가능하게 결합되는 아암과,
상기 아암의 끝단부에 수평방향으로 설치된 제4회전축을 중심으로 상기 아암과는 독립적으로 상하로 회동가능하게 결합되는 엔드 서포트와,
상기 엔드 서포트 상에 상기 제4회전축의 축선과 직교하는 축선을 중심으로 시계 및 반시계 방향으로 360도 회전가능하도록 설치되는 한편 중량물인 작업대상물(W)이 직접적으로 장착되는 장착면을 자체(自體)에 구비한 로테이터와,
상기 지지브라켓과 실린더 장치 및 로테이터에 각각 스마트 포지셔너의 위치 및 자세 제어를 위해 구비되는 센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 및 자세 견인형 스마트 포지셔너.
Base;
A count weight installed on the base to balance the weight in response to the work object W as a heavy object;
It is installed on the base and the count waiter, and its position by the operation of the wireless control device according to the position and posture of the work object without moving the work object so that the work object W, which is a heavy object, can be mounted on the mounting surface. And a manipulator unit for positioning, in which a posture is controlled, and tow a work object, which is a heavy object mounted on the mounting surface, to be pulled to take a selected posture among various postures preset by another operation of the wireless control device; And
On the other hand, by controlling the position and posture of the positioner by the operation of the wireless control device in accordance with the position and posture of the work object without moving the heavy object W, the work object W can be directly mounted on the positioner, It comprises a wireless control device for controlling to take a selected posture among a plurality of preset positions by towing the heavy object (W) while the heavy object (W) is mounted on the mounting surface of the rotator,
The manipulator unit for positioning,
A support bracket installed to be rotated left and right around a first rotation axis vertically installed on the support bracket fixed on the count weight,
And a boom that is rotatably coupled up and down about the second rotation axis installed in the horizontal direction on the support bracket,
An arm coupled rotatably up and down independently of the boom, centering on a third rotational axis installed horizontally at the end of the boom,
An end support which is rotatably coupled up and down independently of the arm around a fourth rotational axis installed horizontally at an end portion of the arm,
It is installed on the end support so as to be rotatable 360 degrees clockwise and counterclockwise around an axis orthogonal to the axis of the fourth axis of rotation, while the mounting surface on which the heavy object W is directly mounted (self) Rotator provided in the body,
Position and posture traction smart positioner, characterized in that it comprises a sensor provided for controlling the position and posture of the smart positioner, respectively, on the support bracket, the cylinder device, and the rotator.
제1항에 있어서,
상기 베이스와 지지브라켓, 지지브라켓과 붐대, 붐대와 아암, 그리고 아암과 엔드 서포트 사이에는 각각 붐대와 아암의 구동을 위한 실린더 장치가 설치됨을 특징으로 하는 위치 및 자세 견인형 스마트 포지셔너.
According to claim 1,
Position and posture traction smart positioner, characterized in that a cylinder device for driving the boom and arm is installed between the base and the support bracket, the support bracket and the boom, the boom and the arm, and the arm and the end support, respectively.
제1항에 있어서,
상기 센서는 위치센서와 압력센서가 설치되며, 상기 위치센서 및 압력센서는 제어부에 연결되는 것을 특징으로 하는 위치 및 자세 견인형 스마트 포지셔너.
According to claim 1,
The sensor is equipped with a position sensor and a pressure sensor, the position sensor and the pressure sensor is a position and posture traction smart positioner, characterized in that connected to the control unit.
청구항 1에 따른 위치 및 자세 견인형 스마트 포지셔너를 이용한 중량물인 작업대상물의 포지셔닝 제어방법으로서,
중량물인 작업대상물(W)이 장착면 상에 장착 가능하도록 상기 작업대상물(W)의 이동없이 상기 작업대상물(W)의 위치 및 자세에 맞추어 무선제어장치의 조작에 의해 포지셔닝용 매니퓰레이터 유닛의 위치 및 자세를 제어하는 단계와;
상기 중량물인 작업대상물(W)을 스마트 포지셔너의 로테이터에 구비된 장착면상에 장착하는 단계와,
상기 무선제어장치에 대한 또 다른 조작에 의해 미리 설정된 여러 자세들 중에서 원하는 자세를 선택하는 단계와;
상기 포지셔닝용 매니퓰레이터 유닛이 로테이터의 장착면에 장착된 중량물인 작업대상물(W)을 견인하여 선택된 자세를 취하도록 제어하는 단계를 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 포지셔너를 이용한 작업대상물의 포지셔닝 제어방법.
As a method for controlling the positioning of a heavy work object using the position and posture traction smart positioner according to claim 1,
Position of the manipulator unit for positioning by operation of the wireless control device according to the position and posture of the work object W without movement of the work object W so that the work object W, which is a heavy object, can be mounted on the mounting surface, and Controlling a posture;
The step of mounting the weight of the work object (W) on the mounting surface provided in the rotator of the smart positioner,
Selecting a desired posture from among various postures preset by another operation of the wireless control device;
A method of controlling positioning of a work using a smart positioner, comprising the step of controlling the manipulator unit for positioning to take a selected posture by pulling a work object (W), which is a heavy object mounted on the mounting surface of the rotator.
제4항에 있어서,
상기 중량물인 작업대상물(W)이 상기 로테이터의 장착면 상에 장착될 때,
상기 작업대상물(W)은 기하학적 특징 및 중량에 따라, 고정핀에 의한 고정 방식, 자력에 의한 고정 방식 및 나사 체결에 의한 고정 방식 중 적어도 하나의 방식에 의해 상기 장착면 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 스마트 포지셔너를 이용한 작업대상물의 포지셔닝 제어방법.
The method of claim 4,
When the work object (W) as the heavy object is mounted on the mounting surface of the rotator,
The work object (W) is characterized in that it is mounted on the mounting surface by at least one of a fixing method by a fixing pin, a fixing method by a magnetic force, and a fixing method by a screw fastening according to geometric features and weight. Positioning control method of the work object using the smart positioner.
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