KR102270179B1 - 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템은, 바닥면에 다수 개의 바퀴가 마련되는 베이스부, 베이스부 상면에 마련되며, 가압을 통해 명령을 입력하는 입력수단, 입력수단의 입력 명령을 설정하는 명령설정부, 베이스부 상면 중앙에 기립되는 지지부, 지지부의 상면에 고정되는 회전브라켓부, 회전브라켓부에 회전 가능하게 결합되는 조작스크린부 및 조작스크린부 상부에 결합되는 스크린보호부를 포함할 수 있다.

Description

입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템 {INPUT STATION AND WELDING SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 양 손을 자유롭게 사용하며 용접 경로를 입력할 수 있는 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템에 관한 것이다.
자동용접로봇은 자동차 제조업을 비롯한 각종 산업분야에서 그 활용도가 점차 증대되고 있다. 자동용접로봇을 사용하여 자동용접을 실시하기 위해서는 용접 시작점, 용접 끝점을 입력하여 경로를 설정해주는 과정이 필요하다. 종래 기술에서는 터치스크린 및 버튼을 사용하여 교시점을 입력하는 방법이 주로 사용되고 있다. 사용자가 손을 사용하여 입력을 주게 되면 양 손이 자유롭지 못하여 경로 입력이 지체되는 문제점이 발생한다.
따라서, 양 손을 자유롭게 사용하며 용접 경로를 입력할 수 있는 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템에 관한 연구가 요구된다.
한국등록특허 제10-1693411호
본 발명에 따르면, 사용자가 양 손이 아닌 다른 수단을 이용하여 용접 교시점을 입력함으로써, 용접 경로 설정 시, 양 손을 자유롭게 사용할 수 있는 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템을 제공함에 목적이 있다.
또한, 베이스부에 바퀴를 구비함으로써, 사용자의 편의에 따라 원하는 위치로 이동시킬 수 있는 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템을 제공함에 목적이 있다.
또한, 베이스부의 중앙부 높이가 베이스부 양단의 높이보다 더 낮게 마련됨으로써, 바퀴를 구비하였음에도, 입력수단의 위치 높이를 낮게 유지하여 사용자가 편리하게 입력수단을 사용할 수 있는 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템을 제공함에 목적이 있다.
또한, 안전커버를 구비함으로써, 입력수단을 사용하는 사용자의 신체를 외부 위험으로부터 보호하고, 입력수단에 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템을 제공함에 목적이 있다.
또한, 명령설정부를 구비함으로써, 사용자의 편의에 따라 입력수단을 보다 효과적으로 사용할 수 있는 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템을 제공함에 목적이 있다.
또한, 원호장공에 회전 결합되는 조작스크린부를 마련함으로써, 조작스크린부의 화면 각도를 사용자가 원하는대로 변경시킬 수 있는 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템을 제공함에 목적이 있다.
또한, 손잡이홀이 마련됨으로써, 사용자가 보다 편리하게 이동시킬 수 있는 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템을 제공함에 목적이 있다.
또한, 스크린보호부를 구비함으로써, 용접 수행 시 발생하는 불꽃으로부터 조작스크린부를 보호할 수 있는 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템을 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션은, 바닥면에 다수 개의 바퀴가 마련되는 베이스부, 베이스부 상면에 마련되며, 가압을 통해 명령을 입력하는 입력수단, 입력수단의 입력 명령을 설정하는 명령설정부, 베이스부 상면 중앙에 기립되는 지지부, 지지부의 상면에 고정되는 회전브라켓부, 회전브라켓부에 회전 가능하게 결합되는 조작스크린부 및 조작스크린부 상부에 결합되는 스크린보호부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션의 입력수단은, 사용자로부터 압력을 전달 받는 페달 및 페달의 일측에 마련되는 힌지를 포함하고, 힌지를 이용하여 페달의 타측이 상하로 회동 가능하게 결합될 수 있다.
본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션의 회전브라켓부는, 양단이 수직으로 절곡되어 연장되고, 절곡된 양 끝단에는 조작스크린부의 양측면 중앙과 볼트 결합될 수 있도록 마련되는 볼트홀, 조작스크린부의 양측면 하단과 회전 가능하게 결합되도록 볼트홀 아래로 기설정된 간격만큼 이격되어 마련되는 원호모양의 원호장공 및 사용자가 파지할 수 있도록 마련되는 손잡이홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시례에 따른 용접 시스템은, 입력 스테이션, 입력 스테이션으로부터 정보를 입력 받아 자동 용접을 수행하는 자동용접로봇, 자동용접로봇이 자동 용접을 수행할 공간을 마련하는 용접테이블, 자동용접로봇 및 용접가스공급관을 거치하는 용접가스공급관 거치 장치 및 복수 개의 용접테이블을 연결하는 도킹부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시례에 따른 용접 시스템의 도킹부는, 양단에 하나씩 볼트 결합을 위한 잠금볼트홀을 구비한 형태의 도킹블럭 및 잠금볼트홀 및 상기 용접테이블의 보조홀에 체결되는 잠금볼트를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 사용자가 사용자가 양 손이 아닌 다른 수단을 이용하여 용접 교시점을 입력함으로써, 용접 경로 설정 시, 양 손을 자유롭게 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 베이스부에 바퀴를 구비함으로써, 사용자의 편의에 따라 원하는 위치로 입력 스테이션을 이동시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 베이스부의 중앙부 높이가 베이스부 양단의 높이보다 더 낮게 마련됨으로써, 바퀴를 구비하였음에도, 입력수단의 위치 높이를 낮게 유지하여 사용자가 편리하게 입력수단을 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 안전커버를 구비함으로써, 입력수단을 사용하는 사용자의 신체를 외부 위험으로부터 보호하고, 입력수단에 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 명령설정부를 구비함으로써, 사용자의 편의에 따라 입력수단을 보다 효과적으로 사용할 수 있다.
또한, 원호장공에 회전 결합되는 조작스크린부를 마련함으로써, 조작스크린부의 화면 각도를 사용자가 원하는대로 변경시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 손잡이홀이 마련됨으로써, 사용자가 보다 편리하게 본 발명인 입력 스테이션을 이동시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 스크린보호부를 구비함으로써, 용접 수행 시 발생하는 불꽃으로부터 조작스크린부를 보호할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 입력수단을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 회전브라켓부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시례에 따른 도킹부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일실시례에 따른 용접품질 관리부를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시례에 따른 용접품질 관리부를 설명하기 위한 또 다른 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시례에 따른 조작스크린부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시례에 따른 조작스크린부를 설명하기 위한 또 다른 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템의 신호처리과정을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시례를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시례에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시례를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
이하, 본 발명인 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템(1000)은 첨부된 도 1 내지 도 11을 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션(200)의 사시도이다.
도 1을 참고하면, 입력 스테이션(200)은 베이스부(210), 입력수단(220), 명령설정부(230), 지지부(240), 회전브라켓부(250), 조작스크린부(260) 및 스크린보호부(270)를 포함할 수 있다.
베이스부(210)는 바닥면에 다수 개의 바퀴가 마련될 수 있다. 상기 베이스부(210)가 바퀴를 구비함으로써, 사용자의 편의에 따라 본 발명인 입력 스테이션(200)을 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 베이스부(210)는 양단이 직각으로 두 번 절곡되어 중앙부의 높이가 양단의 높이보다 더 낮게 마련될 수 있다. 상기 베이스부(210)의 중앙부 높이가 상기 베이스부(210) 양단의 높이보다 더 낮게 마련됨으로써, 바퀴를 구비하였음에도, 입력수단(220)의 위치 높이를 낮게 유지하여 사용자가 편리하게 입력수단(210)를 사용할 수 있는 효과가 있다.
입력수단(220)은 상기 베이스부(210) 상면에 마련되며, 가압을 통해 명령을 입력할 수 있다.
상기 입력수단(220)은 도 2를 참고하여 보다 상세하게 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 입력수단(220)을 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 상기 입력수단(220)은 페달(221) 및 힌지(222)를 포함할 수 있다.
페달(221)은 사용자로부터 압력을 전달 받을 수 있다.
힌지(222)는 상기 페달(221)의 일측에 마련될 수 있다. 상기 입력수단(220)은 상기 힌지(222)를 이용하여 상기 페달(221)의 타측이 상하로 회동 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 입력수단(220)은 상부에 전방으로 개방되고 작업자의 신체를 보호하도록 마련되는 안전커버(223)를 포함할 수 있다. 상기 안전커버(223)를 구비함으로써, 입력수단(220)을 사용하는 사용자의 신체를 외부 위험으로부터 보호하고, 상기 입력수단(220)에 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 명령설정부(230)는 상기 입력수단(220)의 입력 명령을 설정할 수 있다.
예를 들어, 상기 입력수단(220)의 입력 명령을 '용접 위치 정보 입력', '위치 정보 입력 취소' 및 '이전 명령 반복' 등으로 설정할 수 있다. 상기 명령설정부(230)를 구비함으로써, 사용자의 편의에 따라 입력수단(220)을 보다 효과적으로 사용할 수 있다.
지지부(240)는 상기 베이스부(210) 상면 중앙에 기립될 수 있다. 상기 지지부(240)는 사각프레임 구조로 마련될 수 있다. 상기 사각프레임의 모든 면 하단에 삼각기둥을 하나씩 구비하여, 상기 사각프레임이 상기 베이스부(210) 상면 중앙에 기립 고정되도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 지지부(240)는 사용자의 편의에 따라 높이를 조절할 수 있도록 마련될 수 있다.
회전브라켓부(250)는 상기 지지부(240)의 상면에 고정되어 마련될 수 있다.
상기 회전브라켓부(250)는 도 3을 참고하여 보다 상세하게 살펴본다.
도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 회전브라켓부(250)를 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 상기 회전브라켓부(250)는 볼트홀(251), 원호장공(252) 및 손잡이홀(253)을 포함할 수 있다.
볼트홀(251)은 양단이 수직으로 절곡되어 연장되고, 절곡된 양 끝단에는 상기 조작스크린부(260)의 양측면 중앙과 볼트 결합될 수 있도록 마련될 수 있다.
원호장공(252)은 상기 조작스크린부(260)의 양측면 하단과 회전 가능하게 결합되도록 상기 볼트홀(251) 아래로 기설정된 간격만큼 이격되어 원호모양으로 마련될 수 있다. 상기 볼트홀(251)에 결합되는 볼트를 중심축으로 상기 원호장공(252)의 경로를 따라 상기 조작스크린부(260)의 화면 각도를 변경시킬 수 있다. 상기 원호장공(252)을 구비함으로써, 상기 조작스크린부(260)의 화면 각도를 사용자가 원하는 대로 변경시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.
또한, 손잡이홀(253)은 사용자가 파지할 수 있도록 상기 회전브라켓부(250)에 마련될 수 있다. 상기 손잡이홀(253)이 마련됨으로써, 사용자가 보다 편리하게 본 발명인 입력 스테이션(200)을 이동시킬 수 있고, 상기 조작스크린부(260)의 화면 각도를 변경시킬 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 조작스크린부(260)는 상기 회전브라켓부(250)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 조작스크린부는 자동 용접에 관한 조작을 실행할 수 있다.
스크린보호부(270)는 상기 조작스크린부(260) 상부에 결합될 수 있다. 상기 스크린보호부(270)를 구비함으로써, 용접 수행 시 발생하는 불꽃으로부터 상기 조작스크린부(260)를 보호할 수 있다.
이하에서는, 도 4 내지 도 5를 참고하여, 본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템(1000)을 자세히 살펴본다.
도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템(1000)을 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템(1000)은 입력 스테이션(200), 자동용접로봇(R), 용접테이블(T), 용접가스공급관 거치 장치(100) 및 도킹부(300)를 포함할 수 있다.
자동용접로봇(R)은 상기 입력 스테이션(200)으로부터 정보를 입력 받아 자동 용접을 수행할 수 있다. 상기 자동용접로봇(R)은 다품종 소량생산에 적합하도록 설계될 수 있고, 기존의 로봇들에 비해 조작이 편리할 수 있다.
용접테이블(T)은 상기 자동용접로봇(R)이 자동 용접을 수행할 공간을 마련할 수 있다. 상기 용접테이블(T)은 다운홀형 테이블 상판에 조립식 프레임구조가 결합된 형태로 마련될 수 있다. 상기 용접테이블(T)은 용접 정반과 이동, 도킹 구조가 가능한 카트형 프레임으로 이루어질 수 있다. 상기 테이블 상판은 스패터나 스크래치 등으로 인해 손상 시, 뒤집어 사용할 수 있는 더블페이스 구조로 마련될 수 있다.
또한, 상기 용접테이블(T)은 풋록킹형 캐스터 및 레벨링 볼트가 적용되어 이동 및 고정작업 모두 용이하게 이행할 수 있다.
용접가스공급관 거치 장치(100)는 상기 자동용접로봇(R) 및 용접가스공급관(G)을 거치할 수 있다.
도킹부(300)는 복수 개의 상기 용접테이블(T)을 연결할 수 있다. 상기 용접테이블(T)의 면적보다 넓은 면적의 상기 용접테이블(T) 필요 시, 복수의 상기 용접테이블(T)을 도킹부(300)를 사용하여 연결할 수 있다.
상기 도킹부(300)는 도 5을 참고하여 보다 상세하게 살펴본다.
도 5는 본 발명의 일실시례에 따른 도킹부(300)를 도시한 도면이다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 일실시례에 따른 도킹부(300)는 도킹블럭(310) 및 잠금볼트(320)를 포함할 수 있다.
도킹블럭(310)은 양단에 하나씩 볼트 결합을 위한 잠금볼트홀(311)을 구비한 형태로 마련될 수 있다.
잠금볼트(320)는 상기 잠금볼트홀(311) 및 상기 용접테이블(T)에 마련되는 다수 개의 보조홀에 체결될 수 있다. 상기 잠금볼트(320)는 이동에 의한 진동이나 외부로 발생하는 충격에 의하여 몸체에 조립되어 있는 볼이 외측으로 이탈되지 않도록 볼 구멍을 형성시키고, 진동이나 외부로 발생하는 충격에 의하여 몸체에 나사로 체결된 고정부재가 풀리지 않도록 풀림 방지기능이 형성될 수 있다.
상기 도킹블럭(310)의 잠금볼트홀(311)을 도킹하고자 하는 용접테이블(T) 각각의 보조홀에 나란히 놓고, 상기 잠금볼트(320)를 삽입하여 두 개의 용접테이블(T)을 도킹할 수 있다. 상기 도킹부(300)를 마련함으로써, 사용자가 원하는 모양 및 면적대로 다수 개의 용접테이블(T)을 도킹하여 사용할 수 있다.
다시 도 4를 참고하면, 본 발명인 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템(1000)은 용접툴(400)을 더 포함할 수 있다.
용접툴(400)은 작업 제품을 원활하게 클램핑, 가이드 및 픽스쳐링 하기 위한 도구들로 마련될 수 있다. 상기 용접툴(400)은 L 클램프, C 클램프, 사이드 클램프, 스토퍼, 핀, 볼트 및 자석 등을 포함할 수 있다. 상기 용접툴(400)은 상기 보조홀에 결합시켜 편리하게 사용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템의 구성도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템(1000)은 용접 시편 정보 및 용접 봉 정보가 기저장되는 용접정보DB(510), 용접 종류, 용접 조건 및 용접 방식 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제1 데이터가 입력되는 조작스크린부(260), 상기 조작스크린부(260)에 입력된 제1 데이터에 대응하는 명령어를 호출하는 명령어 호출부(530), 상기 호출된 명령어가 수행될 위치정보를 포함하는 제2 데이터가 입력되는 위치정보 입력부(540), 상기 제1 데이터, 상기 명령어 및 상기 제2 데이터에 기초하여 용접 작업이 수행되는 용접 작업부(550) 및 상기 용접 작업부(550)에서 실행 중인 용접 현황을 디스플레이하는 조작스크린부(260)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 조작스크린부(260)는 가접용접, 직선용접, 곡선용접 및 위빙용접 중 적어도 어느 하나의 용접 종류를 입력받고, 작업 높이, 작업 영역, 용접 시편 정보, 출력 파워, 용접 속도, 용접 시간, 제어 모터, 토치 높이 및 가스 주입시간 중 적어도 어느 하나의 용접 조건을 입력받으며, 수동 용접, 자동 용접 및 반자동 용접 중 적어도 어느 하나의 용접 방식을 입력받을 수 있다.
한편, 상기 명령어 호출부(530)는 상기 조작스크린부(260)에서 입력된 상기 제1 데이터에 대응되는 명령어를 호출하고, 상기 호출된 명령어를 조합하여 하나의 프로그램을 생성할 수 있다.
예를 들어, 하나의 용접 시편에 대해서 직선용접, 곡선용접 및 직선용접으로 총 3번의 용접 작업이 수행되어야 하는 경우, 상기 명령어 호출부(530)는 직선용접 및 곡선용접에 대응하는 명령어를 호출하고, 입력된 용접 작업 순서대로 상기 호출된 명령어를 조합하여 하나의 프로그램을 생성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시례에 따른 용접품질 관리부를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 용접품질 관리부를 설명하기 위한 또 다른 도면이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템(1000)은 상기 용접 작업부(550)에서 용접 작업이 완료된 경우, 상기 용접 작업의 품질을 검증하는 용접품질 관리부(570)를 더 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 용접품질 관리부(570)는 용접영역(580) 내부에서 생성되는 불량 여부를 판단하는 용접불량 판단부(571) 및 상기 용접영역(580) 외부에서 생성되는 변형 상태를 판단하는 변형발생 판단부(572)를 포함할 수 있다.
상기 용접불량 판단부(571)는 상기 용접영역(580)을 촬영하는 카메라 모듈, 상기 용접 부위의 높낮이를 감지하는 거리센서 및 용접영역 내 결함 발생 여부를 판단하는 비파괴 검사모듈 중 적어도 어느 하나를 포함하되, 상기 카메라 모듈로부터 촬영된 영상을 분석하여 용접영역(580) 내에 불연속 용접 구간 발생 여부를 판단하고, 상기 거리센서로부터 수집된 상기 용접 부위의 높낮이의 편차를 산출하고, 상기 높낮이 편차와 기설정된 제1 기준값을 비교하여 용접 품질 불량 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 불연속 용접 구간 발생 횟수, 상기 용접 품질 불량 발생 횟수 및 상기 비파괴 검사모듈에서 감지된 결함 발생 횟수 중 적어도 어느 하나가 기설정된 제1 기준횟수를 초과하는 경우, 상기 조작스크린부(260)로부터 입력된 상기 제1 데이터를 추출하여 불량패턴 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 4를 참고하면, 상기 위치정보 입력부(540)는 입력수단(220) 및 상기 입력수단(220)과 연동된 기준핀(미도시)을 포함하되, 상기 기준핀(미도시)이 상기 명령어가 수행될 위치에 고정된 경우, 상기 입력수단(220)에 입력을 주어 상기 기준핀(미도시)의 위치정보를 추출하고, 상기 추출된 위치정보를 상기 제2 데이터로 저장할 수 있다. 일례로 상기 위치정보 입력부(540)의 입력수단(220)은 풋스위치, 무선핸들 또 음성입력모듈을 포함할 수 있다.
한편, 상기 용접 작업부(550)는 일단에 용접 봉이 장착되는 자동용접로봇(R) 및 용접 시편이 고정되는 용접테이블(T)을 포함하며, 상기 용접테이블(T) 상에서 상기 제2 데이터에 포함된 위치정보에 대응되는 위치로 상기 자동용접로봇(R)이 이동하도록 제어하는 용접 암 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
일례로, 상기 자동용접로봇(R)의 일단은 상기 용접 봉에 가스를 공급하는 가스튜브와 결합되되, 상기 자동용접로봇(R)이 자유롭게 이동하더라도 상기 가스튜브가 꼬이지 않도록 하는 결합부재가 상기 자동용접로봇(R) 일단에 마련될 수도 있다.
또한, 상기 용접테이블(T) 상에는 기설정된 간격마다 다수의 홀이 형성되며, 상기 홀에 상기 용접 시편을 고정시키며, 상기 용접 시편이 상기 용접테이블(T)보다 큰 경우, 상기 홀에 보조테이블을 고정시켜 상기 용접테이블(T)을 확장시킬 수도 있다.
일례로, 상기 용접테이블(T)은 상기 용접 시편을 고정하되, 상기 용접 시편의 손상을 방지하기 위해 상기 용접 시편을 고정하는 고정부재(미도시)는 충격흡수패드를 포함할 수도 있다.
또 다른 실시례로, 상기 용접 작업부(550)는 상기 자동용접로봇(R)을 포함하되, 상기 자동용접로봇(R)은 적어도 하나의 용접 봉을 추가할 수 있는 용접봉결합부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 자동용접로봇(R)에 복수의 용접 봉이 결합된 경우, 각 용접 봉이 결합되는 위치에 대응하여 용접봉 고유코드가 할당되며, 상기 조작스크린부(260)는 상기 용접봉 고유코드가 포함된 상기 제1 데이터를 입력받을 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시례에 따른 조작스크린부를 설명하기 위한 도면이고,도 10은 조작스크린부를 설명하기 위한 또 다른 도면이다.
도 9 및 도 10을 참고하면, 상기 조작스크린부(260)는 상기 용접 작업부(550)에서 수행중인 용접 현황 정보를 디스플레이 하되, 상기 용접 현황 정보는 현재 작업 중인 용접 정보 외에도 작업 대기 중인 용접 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 용접 작업부(550)에서 수행된 용접 작업 루틴을 저장하고, 동일한 용접 작업을 반복하는데 사용될 수도 있다.
한편, 상기 위치정보 입력부(540)는 상기 조작스크린부(260)에 입력된 용접 방식에 기초하여 호출된 상기 명령어를 절단하는 명령어 절단부(미도시)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 명령어 절단부(미도시)는 상기 명령어 호출부에서 호출된 명령어를 분석하여 시작점 정보 및 끝점 정보가 포함된 용접수행위치의 개수를 산출하고, 기설정된 조건을 만족하는 경우, 상기 용접수행위치에 포함된 상기 시작점 정보를 기준으로 상기 명령어를 절단할 수 있다.
예를 들어, 상기 조작스크린부(260)에서 상기 용접 방식으로 자동 용접이 선택된 경우, 상기 명령어의 절단 과정이 생략되며, 상기 명령어 호출부에서 호출된 명령어에 포함된 상기 용접수행위치에 대응되는 모든 위치정보가 한번에 입력되도록 설정되고, 상기 용접 방식으로 반자동 용접이 선택된 경우, 상기 명령어 호출부에서 호출된 명령어를 상기 시작점 정보마다 절단하고, 상기 호출된 명령어 중 첫 번째로 수행될 명령어의 시작점 정보 및 끝점 정보만 입력되도록 설정될 수 있다.
즉, 상기 용접 방식이 자동 용접으로 설정된 경우, 상기 조작스크린부(260)에 입력된 상기 제1 데이터에 대응되는 명령어를 호출하며, 상기 호출된 명령어를 분석하여 상기 용접수행위치의 개수를 산출하고, 상기 산출된 용접수행위치에 대응되는 상기 제2 데이터를 모두 입력받을 수 있다.
따라서, 상기 자동 용접 방식의 경우, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터에 기초하여 상기 용접 작업부(550)에서 용접 작업이 한번에 수행되도록 제어할 수 있다.
반면, 상기 용접 방식이 반자동 용접으로 설정된 경우, 상기 조작스크린부(260)에 입력된 제1 데이터에 대응되는 명령어를 호출하되, 상기 명령어를 분석하여 용접 작업이 수행될 용접수행위치의 개수를 산출하고, 상기 용접수행위치에 포함된 시작점 정보를 기준으로 상기 명령어를 절단할 수 있다.
이후, 상기 절단된 명령어 중 가장 먼저 수행될 명령어에 대응되는 수행위치정보만을 입력받고, 상기 용접 수행부(550)에 의해 상기 첫 번째 명령어에 대응되는 용접 작업만 수행되도록 제어할 수 있다.
또한, 두 번째로 수행될 명령어의 진행 여부를 확인한 뒤, 상기 두 번째로 수행될 명령어에 대응되는 수행위치정보를 입력받고, 상기 용접 수행부(540)에 의해 상기 두 번째 용접 작업이 수행되도록 제어할 수 있다.
즉, 상기 조작스크린부(260)에서 용접 정보를 모두 입력받되, 각각의 용접 결과를 개별적으로 확인한 뒤 순차적으로 용접을 진행함으로써, 용접 작업 중에 발생할 수 있는 불량을 최소화 시킬 수 있다.
일례로, 상기 용접 방식으로 자동 용접으로 선택되더라도, 상기 조작스크린부(260)에 입력된 상기 제1 데이터가 상기 용접정보DB(510)에 저장되지 않은 데이터를 포함하는 경우, 반자동 용접 방식으로 자동 전환될 수 있다.
한편, 상기 용접 방식이 수동 용접으로 설정된 경우, 상기 조작스크린부(260)에 의해 상기 제1 데이터만을 입력받고, 상기 용접 암 제어부(미도시) 및 상기 입력수단(220)으로부터 실시간 데이터를 입력 받고, 상기 실시간 데이터를 이용하여 상기 용접 작업부(550)가 수동으로 제어될 수도 있다.
일례로, 상기 용접작업부(550)는 용접전압측정부(미도시) 및 용접전압보상부(미도시)를 포함하며, 상기 용접전압측정부(미도시)는 상기 자동용접로봇(R)에 인가되는 전압의 크기를 측정하고, 상기 조작스크린부(260)에서 설정된 전압과 측정된 전압을 비교할 수 있다.
또한, 상기 자동용접로봇(R)에서 전압강하가 발생한 경우, 상기 용접전압보상부(미도시)에 의해 상기 자동용접로봇(R)의 손실전압이 보상될 수 있다.
예를 들어, 상기 용접전압보상부(미도시)는 캐패시터 등을 포함하는 전압보상회로로 구성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템의 신호처리과정을 설명하기 위한 순서도이다.
일례로, 도 11을 참고하면, 상기 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템(1000)은 사용자에게 용접 종류, 용접 조건 및 용접 방식 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제1 데이터의 입력을 요청(810)하고, 상기 사용자에 의해 상기 제1 데이터가 입력(820)되면, 상기 입력된 제1 데이터에 대응되는 명령어를 호출할 수 있다.
이후, 상기 사용자에게 상기 용접 작업이 수행될 위치정보인 제2 데이터의 입력을 요청하고(830)하고, 상기 사용자로부터 적어도 하나 이상의 위치정보가 포함된 상기 제2 데이터를 입력(840)받을 수 있다. 이때, 상기 사용자에게 요청된 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터의 입력이 취소되는 경우, 상기 제1 데이터를 입력(810)받는 단계로 복귀될 수 있다.
상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터가 입력된 경우, 상기 사용자에게 용접 작업 수행 여부를 확인하도록 요청(850)하고, 상기 사용자로부터 상기 용접 작업 실행 신호가 입력되면, 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터에 기초하여 용접 작업이 실행(860)될 수 있다.
일례로, 용접 작업이 실행 중인 상태에서, 상기 사용자에 의해 작업 중단 또는 일시 정지 명령이 입력될 수도 있다.
이하에서는 다시 도 1 및 도 4를 참고하여, 본 발명의 일실시례에 따른 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템(1000)의 동작을 설명한다.
먼저, 작업할 자동 용접의 제품 크기를 고려하여 알맞은 개수의 용접테이블(T)을 마련할 수 있다. 각각 상기 용접테이블(T)의 다수 개의 보조홀 중 가장자리에 마련되는 보조홀에 도킹블럭(310)의 잠금볼트홀(311)을 나란히 놓고, 상기 잠금볼트홀(311)에 잠금볼트(320)를 삽입하여 다수 개의 용접테이블(T)을 도킹할 수 있다. 도킹된 상기 용접테이블(T)에 마련되는 다수 개의 보조홀에 용접툴(400)을 결합시켜 용접할 대상 제품을 상기 용접테이블(T)에 고정시킬 수 있다. 상기 용접테이블(T)에 고정된 제품을 준비한 후, 입력 스테이션(200)에 전원을 연결하여 조작스크린부(260)를 켤 수 있다. 그리고 가접용접, 직선용접 및 곡선용접 등의 원하는 용접형태를 선택하여 용접 과정에 추가할 수 있다. 용접 과정 설정을 완료하면, 상기 입력 스테이션(200)과 연동되는 기준핀(미도시)을 사용하여 작업 시작 위치를 교시할 수 있다. 상기 기준핀은 자동용접로봇(R)의 로봇암 끝에 연결되는 용접 토치 부분에 마련될 수 있다. 상기 기준핀을 움직여 용접 시작 위치에 고정시키고, 입력수단(220)을 가압하여 용접 시작 위치를 교시할 수 있다. 위와 같은 방법으로 용접을 시작하는 위치와 끝내는 위치를 모두 교시할 수 있다. 이때, 사용자는 상기 입력수단(220)를 사용함으로써, 양 손을 자유롭게 사용하여 상기 기준핀을 이동시킬 수 있다. 또한, 용접 범위가 넓어 이동해가며 용접 위치를 교시해야 하는 경우에, 회전브라켓부(250)에 마련되는 손잡이홀(253)을 파지하여 상기 입력 스테이션(200)을 사용자의 신체 가까이 이동시켜 편리하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 조작스크린부(260)의 화면 각도를 변경시켜, 사용자가 편리한 각도에서 작업을 수행할 수 있다. 용접 위치 교시가 끝나면 상기 조작스크린부(260)의 실행 버튼을 눌러 자동 용접을 시작할 수 있다. 이때, 상기 조작스크린부(260) 상부에 결합되는 스크린보호부(270)를 구비함으로써, 용접 수행 시 발생하는 불꽃으로부터 상기 조작스크린부(260)를 보호할 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일실시례에 따르면, 사용자가 사용자가 양 손이 아닌 다른 수단을 이용하여 용접 교시점을 입력함으로써, 용접 경로 설정 시, 양 손을 자유롭게 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 베이스부에 바퀴를 구비함으로써, 사용자의 편의에 따라 원하는 위치로 본 발명인 입력 스테이션을 이동시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 베이스부의 중앙부 높이가 베이스부 양단의 높이보다 더 낮게 마련됨으로써, 바퀴를 구비하였음에도, 입력수단의 위치 높이를 낮게 유지하여 사용자가 편리하게 입력수단을 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 안전커버를 구비함으로써, 입력수단을 사용하는 사용자의 신체를 외부 위험으로부터 보호하고, 입력수단에 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 명령설정부를 구비함으로써, 사용자의 편의에 따라 입력수단을 보다 효과적으로 사용할 수 있다.
또한, 원호장공에 회전 결합되는 조작스크린부를 마련함으로써, 조작스크린부의 화면 각도를 사용자가 원하는대로 변경시킬 수 있는 효과가 있고, 손잡이홀이 마련됨으로써, 사용자가 보다 편리하게 본 발명인 입력 스테이션을 이동시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 스크린보호부를 구비함으로써, 용접 수행 시 발생하는 불꽃으로부터 조작스크린부를 보호할 수 있는 효과가 있다.
또한, 사용자로부터 용접정보가 입력되는 경우, 입력된 용접 정보에 대응하는 용접명령어가 자동 호출됨으로써, 용접 종류 및 조건에 따른 프로그래밍 작업을 생략하고, 신속하게 용접 작업이 수행될 수 있는 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 작업대 상에 용접 대상물이 고정되고, 입력 스테이션을 이용하여 용접 작업이 수행될 위치를 사전에 저장함으로써, 사용자가 용접 작업마다 용접 봉을 이동시킬 필요 없이 설정된 위치로 자동 이동되며, 용접 작업이 안전하게 수행될 수 있는 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시례에 따른, 입력 스테이션을 포함하는 용접 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명의 일실시례는 비록 한정된 실시례와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시례는 상기 설명된 실시례에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 일실시례는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 용접가스공급관 거치 장치
200: 입력 스테이션
210: 베이스부
220: 입력수단
221: 페달
222: 힌지
223: 안전커버
230: 명령설정부
240: 지지부
250: 회전브라켓부
251: 볼트홀
252: 원호장공
253: 손잡이홀
260: 조작스크린부
270: 스크린보호부
300: 도킹부
310: 도킹블럭
311: 잠금볼트홀
320: 잠금볼트
400: 용접툴
510: 용접정보DB
530: 명령어 호출부
540: 위치정보 입력부
550: 용접 작업부
570: 용접품질 관리부
571: 용접불량 판단부
572: 변형발생 판단부
580: 용접영역
1000: 입력 스테이션 및 이를 포함하는 용접 시스템
G: 용접가스공급관
W: 용접기
R: 자동용접로봇
T: 용접테이블

Claims (6)

  1. 바닥면에 다수 개의 바퀴가 마련되는 베이스부(210);
    상기 베이스부(210) 상면에 마련되며, 가압을 통해 명령을 입력하는 입력수단(220);
    상기 입력수단(220)의 입력 명령을 설정하는 명령설정부(230);
    상기 베이스부(210) 상면 중앙에 기립되는 지지부(240);
    상기 지지부(240)의 상면에 고정되는 회전브라켓부(250);
    상기 회전브라켓부(250)에 회전 가능하게 결합되는 조작스크린부(260); 및
    상기 조작스크린부(260) 상부에 결합되는 스크린보호부(270);를 포함하는 입력 스테이션
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력수단(220)은,
    사용자로부터 압력을 전달 받는 페달(221); 및
    상기 페달(221)의 일측에 마련되는 힌지(222);를 포함하고,
    상기 힌지(222)를 이용하여 상기 페달(221)의 타측이 상하로 회동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 입력 스테이션
  3. 제2항에 있어서,
    상기 입력수단(220)은,
    상부에 전방으로 개방되고, 작업자의 신체를 보호하도록 마련되는 안전커버(223);를 더 포함하는 입력 스테이션
  4. 제1항에 있어서
    상기 회전브라켓부(250)는,
    양단이 수직으로 절곡되어 연장되고, 절곡된 양 끝단에는 상기 조작스크린부(260)의 양측면 중앙과 볼트 결합될 수 있도록 마련되는 볼트홀(251);
    상기 조작스크린부(260)의 양측면 하단과 회전 가능하게 결합되도록 상기 볼트홀(251) 아래로 기설정된 간격만큼 이격되어 마련되는 원호모양의 원호장공(252); 및
    사용자가 파지할 수 있도록 마련되는 손잡이홀(253);을 포함하는 입력 스테이션
  5. 바닥면에 다수 개의 바퀴가 마련되는 베이스부(210), 상기 베이스부(210) 상면에 마련되며, 가압을 통해 명령을 입력하는 입력수단(220), 상기 입력수단(220)의 입력 명령을 설정하는 명령설정부(230), 상기 베이스부(210) 상면 중앙에 기립되는 지지부(240), 상기 지지부(240)의 상면에 고정되는 회전브라켓부(250), 상기 회전브라켓부(250)에 회전 가능하게 결합되는 조작스크린부(260) 및 상기 조작스크린부(260) 상부에 결합되는 스크린보호부(270)를 포함하는 입력 스테이션(200);
    상기 입력 스테이션(200)으로부터 정보를 입력 받아 자동 용접을 수행하는 자동용접로봇(R);
    상기 자동용접로봇(R)이 자동 용접을 수행할 공간을 마련하는 용접테이블(T);
    상기 자동용접로봇(R) 및 용접가스공급관(G)을 거치하는 용접가스공급관 거치 장치(100); 및
    복수 개의 상기 용접테이블(T)을 연결하는 도킹부(300);를 포함하는 용접 시스템
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도킹부(300)는,
    양단에 하나씩 볼트 결합을 위한 잠금볼트홀(311)을 구비한 형태의 도킹블럭(310); 및
    상기 잠금볼트홀(311) 및 상기 용접테이블(T)의 보조홀에 체결되는 잠금볼트(320);를 포함하는 용접 시스템
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