KR102260173B1 - 무해체 보거푸집 용접 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무해체 보거푸집 용접 방에 관한 것으로, 구체적으로는 무해체 보거푸집의 용접공정을 반자동화하여 보거푸집의 생산성을 증대시킬 수 있고, 용접 위치를 정확하게 파악할 수 있으며, 다양한 사양의 거푸집에 적용할 수 있는 무해체 보거푸집 용접 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제1실시예는, 무해체 보거푸집 내부에 스터럽(stirrup)을 용접하기 위한 방법으로서, 상기 무해체 보거푸집의 내부에 스터럽을 수동 또는 자동으로 로딩하는 스터럽 로딩 단계; 작업자가 비전 유닛을 이용하여 원격으로 용접 로봇을 수동으로 제어하면서 상기 무해체 거푸집과 스터럽의 정확한 용접 포인트를 티칭하고 기록하는 용접 포인트 지정 단계; 및 상기 용접 포인트 지정 단계에서 지정된 용접 포인트에 대해 용접 로봇이 자동으로 용접하는 자동 용접 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제1실시예는, 무해체 보거푸집 내부에 스터럽(stirrup)을 용접하기 위한 방법으로서, 상기 무해체 보거푸집의 내부에 스터럽을 수동 또는 자동으로 로딩하는 스터럽 로딩 단계; 작업자가 비전 유닛을 이용하여 원격으로 용접 로봇을 수동으로 제어하면서 상기 무해체 거푸집과 스터럽의 정확한 용접 포인트를 티칭하고 기록하는 용접 포인트 지정 단계; 및 상기 용접 포인트 지정 단계에서 지정된 용접 포인트에 대해 용접 로봇이 자동으로 용접하는 자동 용접 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 무해체 보거푸집 용접 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 작업자가 용접 포인트를 수동으로 지정한 다음 지정된 용접 포인트에 대해 용접로봇이 용접을 자동으로 수행하도록 반자동화함으로써 보거푸집의 생산성을 증대시킬 수 있고, 용접로봇이 수행하는 용접공정에서의 보거푸집 형상과 용접 포인트에 대한 정보를 인공지능 학습시킴으로써 다양한 사양의 보거푸집에 대한 용접공정을 완전 자동으로 용접로봇이 수행할 수 있도록 하는 무해체 보거푸집 용접 방법에 관한 것이다.
거푸집(Formwork)은 콘크리트 구조물을 일정한 형태나 크기로 만들기 위해, 굳지 않은 콘크리트를 부어 넣어 원하는 강도에 도달할 때까지 양생 및 지지하는 가설 구조물로 형틀이라고도 한다.
거푸집은 콘크리트, 철근과 더불어 토목, 건축 공사에서 매우 중요한 요소이며, 가설재를 지탱하는 동바리까지 같이 일컫는 말로 쓰이기도 한다.
콘크리트는 시멘트, 모래, 자갈, 물과 기타 혼화재 등의 첨가제로 이루어지며, 이러한 콘크리트를 배합하여 타설한 후 일정한 시간이 경과하면 굳게 되는데, 이때 원하는 모양을 얻기 위해 미리 짜두는 틀이 거푸집이다.
이러한 거푸집의 제작은 현장에서 이루어진다.
거푸집은 콘크리트를 사용하는 공법에서 필요한 요소이기는 하지만, 인력, 원가 절감, 공기 단축, 작업 환경 개선을 위해 최소화하는 것이 바람직하다.
이러한 현장 거푸집 제작을 최소화하는 방법으로, 최근 무해체 보거푸집을 사용하여 거푸집을 영구적으로 사용하는 공법이 이용되고 있다.
무해체 보거푸집은 공장에서 생산된 후, 조립 및 가공 공정을 거쳐 현장에서 바로 설치하여 거푸집의 역할을 수행하게 된다.
이러한 무해체 보거푸집은 경제성, 시공 편의성, 안전성, 고품질, 친환경성이라는 5대 우수성을 지니고 있고, 일반적으로 DH-BEAM이 주로 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 무해체 보거푸집을 나타낸 사진이고, 도 2는 도 1의 거푸집 내에 스터럽(stirrup, 철근)을 고정하기 위해서 작업자가 직접 용접하고 있는 상태를 나타낸 사진이다.
도 1에 도시된 바와 같은 종래의 무해체 보거푸집(DH-BEAM)(M)은 거푸집 내에 스터럽(철근)(S)을 고정하기 위해서 도 2에 도시된 바와 같이 작업자가 직접 용접해야 하기 때문에, 거푸집을 생산하는데 시간이 많이 소요되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 무해체 보거푸집(M)은 거푸집 내에 스터럽(S)을 고정하기 위해서 주로 이산화탄소 아크 용접을 하게 되는데, 작업자가 직접 용접을 하는 경우 이산화탄소에 중독되거나 폭발 등의 위험에 처해지는 문제점이 있다.
이처럼 거푸집(S) 내에 스터럽(S)을 고정하기 위해 작업자가 일일이 용접해야 하기 때문에, 시간이 많이 소요되어 인건비가 증가하게 되는 문제점이 있다.
아울러, 상기한 문제점들을 해결하기 위해서 용접 로봇을 이용한 용접 기술이 다수 제안된 바 있으나, 무해체 보거푸집의 사양 및 규격이 다양하기 때문에 용접 로봇 티칭에 의한 용접은 티칭 시간이 너무 많이 소요되므로 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 여러 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 거푸집을 생산하는데 시간을 감소시켜 생산성을 증대시킬 수 있고 비용을 절감할 수 있는 무해체 보거푸집 용접 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 작업자가 직접 용접을 하지 않아도 되기 때문에 이산화탄소에 중독되거나 폭발 등의 위험에 처해지는 것을 방지할 수 있는 무해체 보거푸집 용접 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 다양한 사양 및 규격의 무해체 보거푸집에 적용할 수 있는 무해체 보거푸집 용접 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 용접 로봇의 티칭을 정확하게 하여 용접 로봇이 수행한 용접의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 무해체 보거푸집 용접 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여,
본 발명의 제1관점에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제1실시예는,
무해체 보거푸집 내부에 스터럽(stirrup)을 용접하기 위한 방법으로서,
상기 무해체 보거푸집의 내부에 스터럽을 수동 또는 자동으로 로딩하는 스터럽 로딩 단계;
작업자가 비전 유닛을 이용하여 원격으로 용접 로봇을 수동으로 제어하면서 상기 무해체 거푸집과 스터럽의 정확한 용접 포인트를 티칭하고 기록하는 용접 포인트 지정 단계; 및
상기 용접 포인트 지정 단계에서 지정된 용접 포인트에 대해 용접 로봇이 자동으로 용접하는 자동 용접 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1관점에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제2실시예는,
무해체 보거푸집 내부에 스터럽(stirrup)을 용접하기 위한 방법으로서,
상기 무해체 보거푸집의 내부에 스터럽을 수동 또는 자동으로 로딩하는 스터럽 로딩 단계;
작업자가 비전 유닛을 이용하여 원격으로 용접 로봇을 수동으로 제어하면서 상기 무해체 거푸집과 스터럽의 정확한 용접 포인트를 티칭하고 기록하는 용접 포인트 지정 단계;
상기 용접 포인트 지정 단계에서 지정된 용접 포인트에 대해 용접 로봇이 자동으로 용접하는 자동 용접 단계;
상기 용접 포인트 지정 단계에서 비전 유닛에 의해 획득한 보거푸집의 영상과 용접 포인트에 대한 정보를 수집하는 정보 수집 단계; 및
상기 용접 로봇이 완전 자동으로 보거푸집에 스터럽을 용접할 수 있도록 상기 정보 수집 단계에서 수집된 정보를 인공지능학습을 시키는 인공지능 학습단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1관점에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제3실시예는,
무해체 보거푸집 내부에 스터럽(stirrup)을 용접하기 위한 방법으로서,
용접 작업이 이루어지는 제조 유닛에 무해체 보거푸집을 로딩하는 제1단계;
상기 무해체 보거푸집의 내부에 스터럽을 수동 또는 자동으로 로딩하는 제2단계;
상기 제2단계에서 무해체 보거푸집의 내부에 로딩된 스터럽과 상기 무해체 보거푸집이 밀착되도록 상기 제조 유닛에 의해 상기 스터럽과 무해체 보거푸집을 푸싱하는 제3단계;
작업자가 비전 유닛을 이용하여 원격으로 용접 로봇을 수동으로 제어하면서 상기 무해체 거푸집과 스터럽의 정확한 용접 포인트를 티칭하고 기록하는 제4단계;
상기 제4단계에서 티칭된 용접 포인트에 대해 용접 로봇이 자동으로 용접하는 제5단계; 및
상기 제5단계에서 용접이 완료된 후 작업자가 비전 유닛을 이용하여 상기 무해체 거푸집과 스터럽의 용접 상태를 판단하는 제6단계;를 포함하고,
상기 제6단계에서 용접 상태가 불량으로 판단된 용접 포인트에 대해 상기 제4단계 내지 제6단계가 다시 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1관점에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제4실시예는,
무해체 보거푸집 내부에 스터럽(stirrup)을 용접하기 위한 방법으로서,
용접 작업이 이루어지는 제조 유닛에 무해체 보거푸집을 로딩하는 제1단계;
상기 무해체 보거푸집의 내부에 스터럽을 수동 또는 자동으로 로딩하는 제2단계;
상기 제2단계에서 무해체 보거푸집의 내부에 로딩된 스터럽과 상기 무해체 보거푸집이 밀착되도록 상기 제조 유닛에 의해 상기 스터럽과 무해체 보거푸집을 푸싱하는 제3단계;
작업자가 비전 유닛을 이용하여 원격으로 용접 로봇을 수동으로 제어하면서 상기 무해체 거푸집과 스터럽의 정확한 용접 포인트를 티칭하고 기록하는 제4단계;
상기 제4단계에서 티칭된 용접 포인트에 대해 용접 로봇이 자동으로 용접하는 제5단계; 및
상기 제5단계에서 용접이 완료된 후 작업자가 비전 유닛을 이용하여 상기 무해체 거푸집과 스터럽의 용접 상태를 판단하는 제6단계;를 포함하고,
상기 제4단계에서 티칭된 용접 포인트에 대해 용접 로봇이 자동으로 용접을 완료한 후, 추가적으로 스터럽이 필요한 경우 상기 제2단계 내지 제6단계가 다시 수행되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 제2관점에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템은,
무해체 보거푸집 내부에 스터럽(stirrup)을 용접하기 위한 시스템으로서,
무해체 보거푸집과 스터럽을 촬영할 수 있도록 마련되는 카메라부, 및 상기 카메라부에 의해 촬영된 정보를 전달받아 디스플레이할 수 있도록 마련되는 디스플레이부를 포함하여 구성된 비전 유닛; 및
작업자가 상기 카메라부에 의해 촬영되어 디스플레이부에 디스플레이되는 무해체 보거푸집과 스터럽을 보면서 원격으로 상기 용접 로봇을 수동으로 제어하면서 정확한 용접 포인트를 티칭하고 기록하는 티칭 및 기록부, 상기 티칭 및 기록부에 의해 지정된 용접 포인트에 용접하는 용접 로봇을 제어하는 용접 로봇 제어부를 포함하여 구성된 제어 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
기타 실시예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.
전술한 과제의 해결수단에 의하면 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명은 작업자가 용접 포인트를 수동으로 지정한 다음 지정된 용접 포인트에 대해 용접로봇이 용접을 자동으로 수행하도록 반자동화함으로써, 거푸집을 생산하는데 시간을 감소시켜 생산성을 증대시킬 수 있고 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 용접 로봇을 이용하여 무해체 보거푸집에 스터럽을 용접하도록 함으로써, 작업자가 직접 용접을 하지 않아도 되기 때문에 이산화탄소에 중독되거나 폭발 등의 위험에 처해지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 작업자가 비전 유닛을 이용하여 원격으로 용접 로봇을 수동으로 제어하면서 정확한 용접 포인트를 티칭하고 기록한 다음 보거푸집의 형상과 용접 포인트에 대한 정보를 인공지능 학습시킴으로써, 다양한 사양 및 규격의 무해체 보거푸집에 적용할 수 있고, 용접 로봇의 티칭을 정확하게 하여 용접 로봇이 완전 자동으로 수행한 용접의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 무해체 보거푸집을 나타낸 사진이다.
도 2는 도 1의 거푸집 내에 스터럽(철근)을 고정하기 위해서 작업자가 직접 용접하고 있는 상태를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제1실시예를 각 단계별로 나타낸 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법에 채용되는 보거푸집에 스터럽이 로딩된 상태를 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법에서 용접 포인트를 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제2실시예를 각 단계별로 나타낸 플로우 차트이다.
도 7은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제3실시예와 제4실시예를 함께 나타낸 것으로서, 각 단계별로 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 제조 유닛에 보거푸집이 로딩된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 제조 유닛을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 제조 유닛 중 로딩부에 의해 보거푸집에 스터럽이 로딩되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 제조 유닛 중 업 푸싱부와 사이드 푸싱부에 의해 보거푸집이 푸싱되고, 다운 푸싱부에 의해 스터럽이 푸싱된 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템에 의해 용접 로봇이 거푸집과 스터럽의 용접 포인트에 용접하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템에서 비전 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템에서 제어 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 거푸집 내에 스터럽(철근)을 고정하기 위해서 작업자가 직접 용접하고 있는 상태를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제1실시예를 각 단계별로 나타낸 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법에 채용되는 보거푸집에 스터럽이 로딩된 상태를 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법에서 용접 포인트를 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제2실시예를 각 단계별로 나타낸 플로우 차트이다.
도 7은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제3실시예와 제4실시예를 함께 나타낸 것으로서, 각 단계별로 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 제조 유닛에 보거푸집이 로딩된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 제조 유닛을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 제조 유닛 중 로딩부에 의해 보거푸집에 스터럽이 로딩되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 제조 유닛 중 업 푸싱부와 사이드 푸싱부에 의해 보거푸집이 푸싱되고, 다운 푸싱부에 의해 스터럽이 푸싱된 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템에 의해 용접 로봇이 거푸집과 스터럽의 용접 포인트에 용접하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템에서 비전 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템에서 제어 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.
더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제1실시예를 각 단계별로 나타낸 플로우 차트이고, 도 4는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법에 채용되는 보거푸집에 스터럽이 로딩된 상태를 나타낸 사진이며, 도 5는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법에서 용접 포인트를 나타낸 사진이다.
본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법은, 무해체 보거푸집(M) 내부에 스터럽(stirrup)(S)을 용접하기 위한 방법으로서, 무해체 보거푸집(M)의 내부에 스터럽(S)을 수동 또는 자동으로 로딩하는 스터럽 로딩 단계(S10); 작업자가 비전 유닛을 이용하여 원격으로 용접 로봇을 수동으로 제어하면서 무해체 거푸집(M)과 스터럽(S)의 정확한 용접 포인트(P)를 티칭하고 기록하는 용접 포인트 지정 단계(S20); 및 용접 포인트 지정 단계(S20)에서 지정된 용접 포인트(P)에 대해 용접 로봇이 자동으로 용접하는 자동 용접 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
자동으로 용접이 완료된 후 작업자가 비전 유닛을 이용하여 원격으로 무해체 거푸집(M)과 스터럽(S)의 용접 상태를 판단하게 된다.
엄밀히 말하면, 무해체 거푸집(M)의 내부에 설치된 아연 강판(C)과 스터럽(S)의 용접 상태를 작업자가 비전 유닛을 통해 원격으로 판단하는 것이다.
이때, 용접 포인트(P)는 아연 강판(C)과 스터럽(S)이 맞닿은 지점을 의미한다.
도 6은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제2실시예를 각 단계별로 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법은, 무해체 보거푸집(M) 내부에 스터럽(stirrup)(S)을 용접하기 위한 방법으로서, 무해체 보거푸집(M)의 내부에 스터럽(S)을 수동 또는 자동으로 로딩하는 스터럽 로딩 단계(S10); 작업자가 비전 유닛을 이용하여 원격으로 용접 로봇을 수동으로 제어하면서 무해체 거푸집(M)과 스터럽(S)의 정확한 용접 포인트(P)를 티칭하고 기록하는 용접 포인트 지정 단계(S20); 용접 포인트 지정 단계(S20)에서 지정된 용접 포인트(P)에 대해 용접 로봇이 자동으로 용접하는 자동 용접 단계(S30); 용접 포인트 지정 단계(S20)에서 비전 유닛에 의해 획득한 보거푸집(M)의 영상과 용접 포인트(P)에 대한 정보를 수집하는 정보 수집 단계(S40); 및 용접 로봇이 완전 자동으로 보거푸집(M)에 스터럽(S)을 용접할 수 있도록 정보 수집 단계(S40)에서 수집된 정보를 인공지능학습을 시키는 인공지능 학습단계(S50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이처럼, 정보 수집 단계(S40)에서 수집된 보거푸집(M)의 영상과 용접 포인트(P)에 대한 정보를 인공지능학습시킴으로써, 작업자가 아닌 인공지능을 이용하여 용접 포인트(P)를 탐색하여 다양한 형상의 보거푸집(M)에 스터럽(S)을 용접 로봇이 완전 자동으로 용접할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제3실시예와 제4실시예를 함께 나타낸 것으로서, 각 단계별로 나타낸 플로우 차트이다.
본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법은, 무해체 보거푸집 내부에 스터럽(stirrup)을 용접하기 위한 방법으로서, 용접 작업이 이루어지는 제조 유닛에 무해체 보거푸집을 로딩하는 제1단계(S1); 무해체 보거푸집의 내부에 스터럽을 수동 또는 자동으로 로딩하는 제2단계(S2); 제2단계(S2)에서 무해체 보거푸집의 내부에 로딩된 스터럽과 무해체 보거푸집이 밀착되도록 제조 유닛에 의해 스터럽과 무해체 보거푸집을 푸싱하는 제3단계(S3); 작업자가 비전 유닛을 이용하여 원격으로 용접 로봇을 수동으로 제어하면서 무해체 거푸집과 스터럽의 정확한 용접 포인트를 티칭하고 기록하는 제4단계(S4); 제4단계(S4)에서 티칭된 용접 포인트에 대해 용접 로봇이 자동으로 용접하는 제5단계(S5); 및 제5단계(S5)에서 용접이 완료된 후 작업자가 비전 유닛을 이용하여 무해체 거푸집과 스터럽의 용접 상태를 판단하는 제6단계(S6);를 포함하여 이루어진다.
이와 같이 본 발명은 작업자가 비전 유닛을 이용하여 원격으로 용접 로봇을 수동으로 제어하면서 정확한 용접 포인트를 티칭하고 기록함으로써, 다양한 사양 및 규격의 무해체 보거푸집에 적용할 수 있고, 용접 로봇의 티칭을 정확하게 하여 용접 로봇이 수행한 용접의 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법에 채용된 제조 유닛과 비전 유닛에 대해서 간략하게 설명하고, 이에 대한 상세한 설명은 도 8 내지 도 15를 설명하는 부분에서 후술하기로 한다.
제조 유닛(10)은 플레이트(11), 가이드 레일(12), 무빙부(13), 수직 프레임(14), 수평 프레임(15), 다운 푸싱부(17), 업 푸싱부(18) 및 사이드 푸싱부(19)를 포함한다.
플레이트(11)는 제1단계(S1)에서 무해체 보거푸집(M)이 로딩되는 것으로서, 소정 길이의 판 형태로 이루어지고 상면 중앙에는 길이 방향을 따라 오목부(11a)가 형성되는데, 이러한 오목부(11a)의 상부에는 무해체 보거푸집(M)이 놓이게 된다.
가이드 레일(12)은 플레이트(11)의 폭 방향 양측에 플레이트(11)의 길이 방향을 따라 한 쌍으로 형성된다.
무빙부(13)는 한 쌍의 가이드 레일(12) 중 적어도 어느 하나의 가이드 레일에 결합되어 직선왕복 운동한다. 이러한 무빙부(13)는 박스 형태로 이루어져 다수의 스터럽(stirrup, 철근)(S)이 적재되어 있다.
이때, 스터럽(S)은 무해체 보거푸집(M)의 내면 형상과 대응되게 알파벳 유(U)자 형태로 형성되어 있다.
수직 프레임(14)은 한 쌍의 가이드 레일(12)에 각각 수직 방향으로 결합되도록 한 쌍으로 마련되되 적어도 어느 하나는 무빙부(13)에 연결된다.
수평 프레임(15)은 수직 프레임(14)의 상단을 수평으로 연결한다.
다운 푸싱부(17)는 수평 프레임(15)에 설치되어 스터럽(S) 중 수평 프레임(15)과 평행한 부분(무해체 보거푸집의 바닥면에 위치한 부분)을 푸싱한다.
업 푸싱부(18)는 오목부(11a)에 설치되되 오목부(11a)의 길이방향을 따라 직선이동 가능하게 설치되어 스터럽(S)이 위치하는 무해체 보거푸집(M)의 저면을 푸싱한다.
사이드 푸싱부(19)는 한 쌍의 수직 프레임(14)에 각각 설치되어 무해체 보 거푸집(M)의 측면을 푸싱한다.
이때, 다운 푸싱부(17)와 업 푸싱부(18)는 동시에 푸싱하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 비전 유닛(20)은 제조 유닛(10)의 플레이트(11)에 배치된 무해체 보거푸집(M)과 스터럽(S)을 촬영할 수 있도록 마련되는 카메라부(21)와, 카메라부(21)에 의해 촬영된 정보를 전달받아 디스플레이할 수 있도록 마련되는 디스플레이부(23)를 포함하여 구성된다.
참고로, 용접 로봇 티칭이란 로봇이 동작하는 영역과 순서 등을 전용 프로그램으로 작성하는 일을 말한다.
이와 같은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 방법의 제1단계(S1) 내지 제6단계(S6)까지 수행한 후에, 제6단계(S6)에서 용접 상태가 불량으로 판단된 용접 포인트에 대해 제4단계(S4) 내지 제6단계(S6)가 다시 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 제4단계(S4)에서 티칭된 용접 포인트에 대해 용접 로봇(R)이 자동으로 용접을 완료한 후, 추가적으로 스터럽(S)이 필요한 경우 제2단계(S2) 내지 제6단계(S6)가 다시 수행된다.
이처럼 자동화된 용접 방법에 의해 무해체 보거푸집(M)에 스터럽(S)을 용접하도록 함으로써, 거푸집을 생산하는데 시간을 감소시켜 생산성을 증대시킬 수 있고 비용을 절감할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템은, 무해체 보거푸집(M) 내부에 스터럽(stirrup)(S)을 자동으로 용접하기 위한 시스템이다.
이러한 무해체 보거푸집 용접 시스템은, 제조 유닛(10), 비전 유닛(20) 및 제어 유닛(30)을 포함하여 이루어진다.
거푸집은 콘크리트를 사용하는 공법에서 필요한 요소이기는 하지만, 인력 및 원가절감, 공기단축, 작업환경 개선을 위해 최소화하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 현장 거푸집 제작을 최소화하는 방법으로서 무해체 보거푸집(M)을 사용하여 거푸집을 영구적으로 사용하는 공법이 최근 주목받고 있는데, 이러한 무해체 보거푸집(M)으로 DH-BEAM이 주로 사용되고 있다.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템에서 제조 유닛(10)은 제어 유닛(30)으로부터 제어신호를 전달받아 동작하게 되고, 비전 유닛(20)과 제어 유닛(30)은 상호간 신호를 주고 받을 수 있도록 구성된다.
아울러, 비전 유닛(20)은 제조 유닛(10)의 플레이트(11)에 배치된 무해체 보거푸집(M)과 스터럽(S)을 촬영하여 디스플레이된 정보를 작업자가 확인할 수 있도록 이루어진다.
도 9는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 제조 유닛에 보거푸집이 로딩된 상태를 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 제조 유닛을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 제조 유닛(10)은 플레이트(11), 가이드 레일(12), 무빙부(13), 수직 프레임(14), 수평 프레임(15)을 포함한다.
플레이트(11)는 소정 길이의 판 형태로 이루어지고 상면 중앙에는 길이 방향을 따라 오목부(11a)가 형성되는데, 이러한 오목부(11a)의 상부에는 무해체 보거푸집(M)이 놓이게 된다.
가이드 레일(12)은 플레이트(11)의 폭 방향 양측에 플레이트(11)의 길이 방향을 따라 한 쌍으로 형성된다.
무빙부(13)는 한 쌍의 가이드 레일(12) 중 적어도 어느 하나의 가이드 레일에 결합되어 직선왕복 운동한다. 이러한 무빙부(13)는 박스 형태로 이루어져 다수의 스터럽(S)이 적재되어 있다.
즉, 무빙부(13)는 한 쌍의 가이드 레일(12)에 각각 결합되도록 한 쌍으로 마련될 수도 있고, 하나만 마련될 수도 있다.
수직 프레임(14)은 한 쌍의 가이드 레일(12)에 각각 수직 방향으로 결합되도록 한 쌍으로 마련되되 적어도 어느 하나는 무빙부(13)에 연결된다.
즉, 무빙부(13)가 한 쌍으로 마련되면 한 쌍의 수직 프레임(14)은 각각 한 쌍의 무빙부(13)에 연결된다.
또한, 수직 프레임(14)에는 후술하는 사이드 푸싱부(19)가 결합되게 된다.
수평 프레임(15)은 수직 프레임(14)의 상단을 수평으로 연결하는 것으로서, 후술하는 로딩부(16), 다운 푸싱부(17) 및 용접 로봇(R)이 결합된다.
도 11은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 제조 유닛 중 로딩부에 의해 보거푸집에 스터럽이 로딩되는 상태를 나타낸 도면이다.
제조 유닛(10)은 로딩부(16)를 더 포함한다.
로딩부(16)는 소정 길이로 이루어져 일단은 수평 프레임(15)의 길이 방향을 따라 이동하고, 타단은 무빙부(13)에 적재된 스터럽(S)을 잡을 수 있도록 이루어지며, 일단과 타단 사이에는 관절부가 형성되어 스터럽(S)을 보거푸집(M) 내로 이동시킬 수 있도록 되어 있다.
도 12는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 제조 유닛 중 업 푸싱부와 사이드 푸싱부에 의해 보거푸집이 푸싱되고, 다운 푸싱부에 의해 스터럽이 푸싱된 상태를 나타낸 도면이다.
제조 유닛(10)은 다운 푸싱부(17), 업 푸싱부(18) 및 사이드 푸싱부(19)를 더 포함한다.
다운 푸싱부(17)는 수평 프레임(15)에 설치되어 스터럽(S) 중 수평 프레임(15)과 평행한 부분을 푸싱한다.
즉, 다운 푸싱부(17)는 수평 프레임(15)의 일측에 대기하고 있다가 후술할 제어 유닛(30)의 신호를 전달받아 수평 프레임(15)의 길이 방향을 따라 이동하여 스터럽(S)을 푸싱하게 된다.
이때, 다운 푸싱부(17)는 자동으로 길이가 조절가능하게 마련되는데, 스터럽(S)을 푸싱할 때까지 길이가 늘어나고 푸싱이 완료되면 다시 길이가 줄어들도록 다운 푸싱부(S)에는 감지센서가 내설되는 것이 바람직하다.
업 푸싱부(18)는 플레이트(11)의 오목부(11a)에 설치되되 오목부(11a)의 길이방향을 따라 직선이동 가능하게 설치되어 스터럽(S)이 위치하는 무해체 보거푸집(M)의 저면을 푸싱한다.
사이드 푸싱부(19)는 한 쌍의 수직 프레임(14)에 각각 설치되어 무해체 보 거푸집(M)의 측면을 푸싱한다.
사이드 푸싱부(19)도 다운 푸싱부(17)와 같이 길이가 조절가능하게 마련될 수도 있고, 수직 프레임(14)에 결합된 채로 수평 프레임(15)의 길이방향으로 전진 및 후진 운동할 수 있도록 마련될 수도 있다.
이때, 다운 푸싱부(17)와 업 푸싱부(18)는 동시에 푸싱하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
도 13은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템에 의해 용접 로봇이 거푸집과 스터럽의 용접 포인트에 용접하는 상태를 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이 다운 푸싱부(17), 업 푸싱부(18) 및 사이드 푸싱부(19)에 의해 보거푸집(M)과 스터럽(S)이 푸싱되어 밀착됨으로써 용접 포인트 부분이 들뜨지 않도록 한 다음, 용접 포인트를 용접 로봇(R)이 자동으로 용접을 하게 된다.
이에 따라, 거푸집을 생산하는데 시간을 감소시켜 생산성을 증대시킬 수 있고 비용을 절감할 수 있게 된다.
또한, 용접 로봇(R)을 이용하여 무해체 보거푸집(M)에 스터럽(S)을 용접하도록 함으로써, 작업자가 직접 용접을 하지 않아도 되기 때문에 이산화탄소에 중독되거나 폭발 등의 위험에 처해지는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 14는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템에서 비전 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
비전 유닛(20)은 제조 유닛(10)의 플레이트(11)에 배치된 무해체 보거푸집(M)과 스터럽(S)을 촬영할 수 있도록 마련되는 카메라부(21)와, 카메라부(21)에 의해 촬영된 정보를 전달받아 디스플레이할 수 있도록 마련되는 디스플레이부(23)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 비전 유닛(20)을 이용하여 작업자는 원격으로 용접 로봇(R)을 제어하면서 정확한 용접 포인트를 티칭하고 기록하게 된다.
또한, 용접 로봇(R)이 용접을 모두 완료하게 되면, 작업자는 비전 유닛(20)을 이용하여 용접 상태를 판단할 수 있게 된다.
도 15는 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템에서 제어 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
제어 유닛(30)은 용접 로봇 제어부(31)와, 티칭 및 기록부(33)와, 제조 유닛 제어부(35)를 포함한다.
용접 로봇 제어부(31)는 무해체 보거푸집(M)과 스터럽(S)의 용접 포인트에 용접하는 용접 로봇(R)을 제어한다.
티칭 및 기록부(33)는 작업자가 카메라부(21)에 의해 촬영되어 디스플레이부(23)에 디스플레이되는 무해체 보거푸집(M)과 스터럽(S)을 보면서 원격으로 용접 로봇(R)을 수동으로 제어하면서 정확한 용접 포인트를 티칭하고 기록한다.
이러한 티칭 및 기록부(33)에 기록된 데이터는 다양한 사양 및 규격의 보거푸집과 스터럽에 대한 것으로서 추후 완전 자동화 시스템을 위한 학습 데이터로 활용될 수 있다.
제조 유닛 제어부(35)는 제조 유닛(10)을 구동시키기 위해 제어하는 것으로서, PLC(programmable logic controller)로 이루어지고, 로딩 트리거(35a), 사이드 푸싱 트리거(35b), 업다운 푸싱 트리거(35c) 및 무빙 트리거(35d)를 포함한다.
로딩 트리거(35a)는 제조 유닛(10)의 로딩부(16)를, 사이드 푸싱 트리거(35b)는 제조 유닛(10)의 사이드 푸싱부(19)를, 업다운 푸싱 트리거(35c)는 제조 유닛(10)의 업 푸싱부(18)와 다운 푸싱부(17)를, 무빙 트리거(35d)는 제조 유닛(10)의 무빙부(13)를 구동시키는 역할을 한다.
도 16은 본 발명에 따른 무해체 보거푸집 용접 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
작업자가 비전 유닛을 이용하여 원격으로 용접 로봇(welding robot)을 수동으로 제어하면서 무해체 거푸집과 스터럽의 정확한 용접 포인트를 티칭하고 기록(지정)한 다음, 지정된 용접 포인트에 대해 용접 로봇이 자동으로 용접을 하며, 비전 유닛에 의해 획득한 보거푸집의 영상과 용접 포인트에 대한 정보(optical info)를 수집하게 된다.
이후, 용접 로봇이 완전 자동으로 보거푸집에 스터럽을 용접할 수 있도록 보거푸집의 영상과 용접 포인트에 대해 수집된 정보를 비전 서버(vision server)에서 인공지능 학습을 시키게 된다.
이처럼, 수집된 보거푸집의 영상과 용접 포인트에 대한 정보를 인공지능학습시킴으로써, 작업자가 아닌 인공지능을 이용하여 용접 포인트를 탐색하여 다양한 형상의 보거푸집에 스터럽을 용접 로봇이 완전 자동으로 용접할 수 있게 된다.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.
10 : 제조 유닛
11 : 플레이트
12 : 가이드 레일
13 : 무빙부
14 : 수직 프레임
15 : 수평 프레임
16 : 로딩부
17 : 다운 푸싱부
18 : 업 푸싱부
19 : 사이드 푸싱부
20 : 비전 유닛
21 : 카메라부
23 : 디스플레이부
30 : 제어 유닛
31 : 용접 로봇 제어부
33 : 티칭 및 기록부
35 : 제조 유닛 제어부
R : 용접 로봇
S : 스터럽
M : 거푸집
11 : 플레이트
12 : 가이드 레일
13 : 무빙부
14 : 수직 프레임
15 : 수평 프레임
16 : 로딩부
17 : 다운 푸싱부
18 : 업 푸싱부
19 : 사이드 푸싱부
20 : 비전 유닛
21 : 카메라부
23 : 디스플레이부
30 : 제어 유닛
31 : 용접 로봇 제어부
33 : 티칭 및 기록부
35 : 제조 유닛 제어부
R : 용접 로봇
S : 스터럽
M : 거푸집
Claims (5)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 무해체 보거푸집 내부에 스터럽(stirrup)을 용접하기 위한 방법으로서,
용접 작업이 이루어지는 제조 유닛에 무해체 보거푸집을 로딩하는 제1단계;
상기 무해체 보거푸집의 내부에 스터럽을 수동 또는 자동으로 로딩하는 제2단계;
상기 제2단계에서 무해체 보거푸집의 내부에 로딩된 스터럽과 상기 무해체 보거푸집이 밀착되도록 상기 제조 유닛에 의해 상기 스터럽과 무해체 보거푸집을 푸싱하는 제3단계;
작업자가 비전 유닛을 통해 촬영된 영상을 보면서 원격으로 용접 로봇을 수동으로 제어하여 상기 무해체 보거푸집과 스터럽의 정확한 용접 포인트를 인식하는 제4단계;
상기 제4단계에서 상기 비전 유닛에 의해 새롭게 인식된 용접 포인트에 대해 용접 로봇이 자동으로 용접하는 제5단계; 및
상기 제5단계에서 용접이 완료된 후 작업자가 비전 유닛을 이용하여 상기 무해체 보거푸집과 스터럽의 용접 상태를 판단하는 제6단계;를 포함하고,
상기 제4단계에서 상기 비전 유닛에 의해 새롭게 인식된 용접 포인트에 대해 용접 로봇이 자동으로 용접을 완료한 후, 추가적으로 스터럽이 필요한 경우 상기 제2단계 내지 제6단계가 다시 수행되는 것을 특징으로 하는,
무해체 보거푸집 용접 방법. - 삭제
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