KR102309159B1 - 용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치는, 용접로봇의 팁을 분리할 수 있도록 구비되는 팁 분리모듈과, 용접로봇의 팁을 드레싱하기 위한 드레싱모듈과, 상기 용접로봇의 교체용 팁이 구비되어 팁을 장착할 수 있도록 구비되는 팁 장착모듈을 포함하는 헤드 어셈블리를 포함하는 팁 유지보수유닛 및 상기 팁 유지보수유닛의 하부에 구비되며, 이동 가능하게 형성되는 이동유닛을 포함하여, 용접로봇이 배치되어 공정 작업이 이루어지는 플랫폼 내를 자동 또는 수동 제어에 의해 이동하며 상기 용접로봇의 팁 유지보수를 수행한다.

Description

용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치{Movable Tip Maintenance Apparatus for Maintenance of Welding Robot's Tip}

본 발명은 용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동 가능하게 형성되어, 용접로봇이 배치되어 공정 작업이 이루어지는 플랫폼 내를 자동 또는 수동 제어에 의해 이동하며 상기 용접로봇의 팁 유지보수를 수행할 수 있도록 하는 용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치에 관한 것이다.

최근에는 ICT(정보통신기술-IoT, AI, 빅데이터 등)가 발전함에 따라, 공장에 있어서도 제품의 기획, 설계, 생산, 유통, 판매 등 전 생산 과정을 자동화하여 최소 비용과 시간으로 고객 맞춤형 제품을 생산하는 진화된 스마트 공장을 만들고자 하는 움직임이 활발하다.

이러한 스마트 공장이 만들어지기 위해서는 다양한 상품을 생산하거나 판매하기 위해 공통적으로 사용하는 작업 공간을 다수 개 두고, 이를 생산 플랫폼으로 하여 ICT로 통합하는 과정이 필요하다.

특히 이와 같은 스마트 공장의 예로서 자동차의 조립라인이나 부품 가공라인과 같은 산업현장에서는, 일정 면적의 생산플랫폼 내에 부품 간 용접 작업을 수행하는 용접로봇이 배치된다. 이와 같은 용접로봇 중 점용접을 수행하는 방식의 용접로봇의 경우, 용접 암의 끝단에 구비되어 전극을 형성하는 팁을 포함한다.

이러한 구성을 지닌 용접로봇을 장기간 운용하는 과정에서는 상기 팁에 이물질 또는 금속 등이 눌어붙거나, 팁 자체의 형태가 변형되는 등의 현상이 발생하며, 이와 같은 경우를 위해 용접로봇의 팁을 드레싱하거나 교체할 수 있도록 하는 팁 유지보수장치가 마련된다.

하지만, 종래의 경우 용접로봇의 팁에 대한 유지보수를 진행하기 위해서는 공정 자체를 일시 중단시킨 상태에서 작업자가 투입되어, 상기 팁 유지보수장치를 수동으로 운용하는 방식으로 각 용접로봇에 대한 유지보수를 수행하였다.

이와 같은 방식은 공정 자체가 일시적으로 중단되어야 하므로 생산성을 저하시키는 원인이 될 뿐 아니라, 인력이 소요되므로 운용 비용이 증가하게 되는 문제가 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 용접로봇의 팁 유지보수를 수행하는 팁 유지보수장치를 이동식으로 구성하여, 공정 작업이 이루어지는 플랫폼 내를 자동 또는 수동 제어에 의해 이동하며 용접로봇에 대한 팁 유지보수를 수행할 수 있도록 하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치는, 용접로봇의 팁을 분리할 수 있도록 구비되는 팁 분리모듈과, 용접로봇의 팁을 드레싱하기 위한 드레싱모듈과, 상기 용접로봇의 교체용 팁이 구비되어 팁을 장착할 수 있도록 구비되는 팁 장착모듈을 포함하는 헤드 어셈블리를 포함하는 팁 유지보수유닛 및 상기 팁 유지보수유닛의 하부에 구비되며, 이동 가능하게 형성되는 이동유닛을 포함하여, 용접로봇이 배치되어 공정 작업이 이루어지는 플랫폼 내를 자동 또는 수동 제어에 의해 이동하며 상기 용접로봇의 팁 유지보수를 수행한다.

이때 상기 이동유닛은, 회전 구동을 통해 상기 이동유닛을 선형 이동시키는 한 쌍의 드라이브휠 및 상기 드라이브휠 주변에 배치되는 복수 개의 캐스터휠을 포함할 수 있다.

그리고 상기 팁 유지보수유닛은, 상기 헤드 어셈블리로부터 하부로 연장되는 연장바 및 상기 연장바의 하단에서 기 설정된 면적을 가지도록 형성되어 상기 이동유닛 상에 안착되며, 상기 헤드 어셈블리를 지지하는 지지플레이트를 포함할 수 있다.

또한 상기 지지플레이트는 상기 이동유닛에 대해 소정 범위에서 전후 이동 및 좌우 이동 가능하게 형성될 수 있다.

그리고 상기 팁 분리모듈은 상기 용접로봇에 장착된 팁이 삽입된 상태로 고정 가능하도록 상하 개구된 제1팁삽입부를 포함하며, 상기 드레싱모듈은 상기 용접로봇에 장착된 팁이 삽입된 상태로 드레싱되도록 상하 개구된 제2팁삽입부를 포함할 수 있다.

한편 상기 헤드 어셈블리는, 상기 팁 분리모듈 및 상기 드레싱모듈 중 적어도 어느 하나에 인접하게 구비되어 상기 용접로봇에 장착된 팁이 상기 제1팁삽입부 또는 상기 제2팁삽입부에 삽입되는 과정의 영상정보를 획득하는 카메라모듈을 더 포함할 수 있다.

이때 상기 카메라모듈은, 상부를 향해 구비되어 제1영상정보를 획득하는 제1카메라 및 전방을 향해 구비되어 제2영상정보를 획득하는 제2카메라를 포함할 수 있다.

그리고 상기 팁 분리모듈 및 상기 드레싱모듈 중 적어도 어느 하나는 상기 제1팁삽입부 또는 상기 제2팁삽입부의 둘레부가 상기 제1팁삽입부 또는 상기 제2팁삽입부 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.

또한 상기 팁 분리모듈 및 상기 드레싱모듈 중 적어도 어느 하나는 상기 제1팁삽입부 또는 상기 제2팁삽입부의 중심점으로부터 편심된 위치에 구비된 회전축을 중심으로 하여 수평 회전 가능하게 형성될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치는, 팁 유지보수유닛이 이동유닛 상에 거치되어 공정 작업이 이루어지는 플랫폼 내를 자동 또는 수동 제어에 의해 이동할 수 있도록 형성됨에 따라, 작업자의 투입 없이 실시간으로 용접로봇에 대한 팁 유지보수를 수행할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 용접로봇의 팁을 드레싱하거나 교체하는 과정에서, 용접로봇의 암에 구비된 팁이 목적에 적합한 유지보수를 수행할 수 있는 위치에 도달하도록 보정하는 다수의 기능을 포함하는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 이동형 팁 유지보수장치가 공정 작업이 이루어지는 플랫폼 내에 설치된 용접로봇 사이를 이동하며 유지보수를 수행하는 모습을 나타낸 도면;
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 팁 유지보수장치의 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 팁 유지보수장치에 있어서, 팁 유지보수유닛의 헤드 어셈블리를 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 팁 유지보수장치에 있어서, 지지플레이트가 이동유닛에 대해 소정 범위에서 이동되는 모습을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 팁 유지보수장치에 있어서, 팁 분리모듈의 모습을 나타낸 도면; 및
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 팁 유지보수장치에 있어서, 팁 분리모듈의 편심 회전 구조를 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 이동형 팁 유지보수장치가 공정 작업이 이루어지는 플랫폼 내에 설치된 용접로봇 사이를 이동하며 유지보수를 수행하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 공정 작업이 이루어지는 플랫폼(R) 내에는 용접로봇(10)이 각각 구비되는 복수 개의 사이트(R1~R9)를 포함할 수 있다.

용접로봇(10)은 서로 접합이 요구되는 부품에 대해 용접 작업을 수행하는 로봇으로서, 무인운반차가 용접 대상이 되는 부품을 운반하여 각 사이트로 진입하여 정차하게 되면, 미리 설정된 작업 스케줄러에 따라 작업대상물의 용접을 수행하게 된다.

그리고 본 발명에 따른 이동형 팁 유지보수장치(100)는, 상기와 같은 공정작업이 이루어지는 플랫폼 내를 자동 또는 수동 제어에 의해 이동하며, 상기 용접로봇(10)의 팁 유지보수를 수행하게 된다.

이때 이동형 팁 유지보수장치(100)는 미리 할당된 유지보수타임에 각 용접라인(10) 사이의 경로를 이동하며 팁 유지보수를 수행하도록 형성될 수도 있으며, 또는 공정작업이 이루어지고 있는 과정에서 상기 작업 스케줄러에 의해 운용되는 무인운반차 등의 동선을 고려하여 함께 이동되며 팁 유지보수를 수행하도록 할 수도 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 팁 유지보수장치(100)의 모습을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 팁 유지보수장치(100)에 있어서, 팁 유지보수유닛(120)의 헤드 어셈블리(150)를 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 팁 유지보수장치(100)는 팁 유지보수유닛(120)과, 이동유닛(110)을 포함한다.

그리고 상기 팁 유지보수유닛(120)은 용접로봇의 팁을 분리할 수 있도록 구비되는 팁 분리모듈(160)과, 용접로봇의 팁을 드레싱하기 위한 드레싱모듈(170)과, 상기 용접로봇의 교체용 팁(t)이 구비되어 팁(t)을 장착할 수 있도록 구비되는 팁 장착모듈(180, 190)을 포함하는 헤드 어셈블리(150)를 포함한다.

또한 본 실시예에서 상기 헤드 어셈블리(150)는 헤드프레임(152)을 포함하며, 상기 팁 분리모듈(160) 및 상기 드레싱모듈(170)은 상기 헤드프레임(152)의 전방에 나란히 구비되며, 상기 팁 장착모듈(180, 190)은 상기 헤드프레임(152)의 양측에 한 쌍이 구비된다.

이때 일측에 구비되는 제1팁 장착모듈(180)은 상하 방향으로 구비되는 용접로봇의 용접 암 중 상부의 용접 암에 장착된 팁을 교체할 수 있도록 교체용 팁(t)이 상부로 노출되도록 거치하는 제1거치부(182)를 포함하며, 타측의 제2팁 장착모듈(180)은 상하 방향으로 구비되는 용접로봇의 용접 암 중 하부의 용접 암에 장착된 팁을 교체할 수 있도록 교체용 팁(t)이 하부로 노출되도록 거치하는 제2거치부(192)를 포함한다.

그리고 본 실시예에서 상기 팁 분리모듈(160)은 상기 용접로봇에 장착된 팁이 삽입된 상태로 고정 가능하도록 상하 개구된 제1팁삽입부(162)를 포함하며, 상기 드레싱모듈(170)은 상기 용접로봇에 장착된 팁이 삽입된 상태로 드레싱되도록 상하 개구된 제2팁삽입부(172)를 포함한다.

또한 상기 헤드 어셈블리(150)는, 상기 팁 분리모듈(160) 및 상기 드레싱모듈(170) 중 적어도 어느 하나에 인접하게 구비되어 상기 용접로봇에 장착된 팁이 상기 제1팁삽입부(162) 또는 상기 제2팁삽입부(172)에 삽입되는 과정의 영상정보를 획득하는 카메라모듈(200)을 더 포함할 수 있다.

이와 같은 카메라모듈(200)은 상기 용접로봇에 장착된 팁이 상기 제1팁삽입부(162) 또는 상기 제2팁삽입부(172)에 삽입되는 과정의 영상정보를 획득하여 모니터링할 수 있도록 한다.

즉 상기 카메라모듈(200)은 모니터링 과정 중 별도의 보정수단을 통해 상기 용접로봇에 장착된 팁이 상기 제1팁삽입부(162) 또는 상기 제2팁삽입부(172)에 정확히 유도되도록 할 수 있다.

특히 본 실시예에서 상기 카메라모듈(200)은, 상부를 향해 구비되어 제1영상정보를 획득하는 제1카메라(210)와, 전방을 향해 구비되어 제2영상정보를 획득하는 제2카메라(220)를 포함하며, 이들은 상기 팁 분리모듈(160) 및 상기 드레싱모듈(170)에 각각 하나씩 배치된 형태를 가진다.

따라서 본 실시예는 상기 팁 분리모듈(160) 및 상기 드레싱모듈(170)에 용접로봇의 용접 암이 인접한 상태에서 제1카메라(210) 및 제2카메라(220)의 영상정보를 조합하여 용접 암의 위치 보정을 수행하도록 할 수 있다.

한편 상기 팁 유지보수유닛(120)은, 상기 헤드 어셈블리(150)로부터 하부로 연장되는 연장바(130)와, 상기 연장바(130)의 하단에서 기 설정된 면적을 가지도록 형성되어 상기 이동유닛(110) 상에 안착되며, 상기 헤드 어셈블리(150)를 지지하는 지지플레이트(140)를 더 포함할 수 있다.

그리고 본 실시예에서 상기 이동유닛(110)은, 회전 구동을 통해 상기 이동유닛(110)을 선형 이동시키는 한 쌍의 드라이브휠(112)과, 상기 드라이브휠(112) 주변에 배치되는 복수 개의 캐스터휠(114)을 포함하여, 선형 이동 및 선회가 가능하게 형성된다.

또한 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 지지플레이트(140)는 상기 이동유닛(110)에 대해 소정 범위에서 전후 이동 및 좌우 이동 가능하게 형성될 수 있다.

이는 본 발명의 이동형 팁 유지보수장치(100)의 작업 반경을 보다 넓게 확보할 수 있도록 하고, 동시에 상기 헤드 어셈블리(150)의 수평 위치를 미세 조절할 수 있도록 하여 상기 용접로봇에 장착된 팁이 상기 제1팁삽입부(162) 또는 상기 제2팁삽입부(172)에 정확히 유도되도록 하는 보정수단으로서 기능할 수 있도록 하기 위한 것이다.

그리고 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 팁 유지보수장치(100)에 있어서, 팁 분리모듈(160)의 모습을 확대하여 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 상기 팁 분리모듈(160)은, 상기 제1팁삽입부(162)의 둘레부가 상기 제1팁삽입부(162) 방향으로 경사지게 형성되는 특징을 가진다.

이는 상기 용접로봇에 장착된 팁이 상기 제1팁삽입부(162)에 삽입되는 과정에서, 팁이 경사를 따라 미끄러지도록 하여 다소의 오차를 보정할 수 있도록 하기 위한 것이다.

특히 본 실시예에서 상기 팁 분리모듈(160)은 제1경사도를 가지는 제1경사부(164)와, 상기 제1팁삽입부(162)에 인접하여 상기 제1경사도보다 경사 각도가 큰 제2경사도를 가지는 제2경사부(166)를 포함하는 형태를 가진다.

또한 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 팁 유지보수장치(100)에 있어서, 팁 분리모듈(160)의 편심 회전 구조를 나타낸 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 상기 팁 분리모듈(160)은 상기 제1팁삽입부(162)의 중심점으로부터 편심된 위치에 구비된 회전축(C)을 중심으로 하여, 수평 회전 가능하게 형성될 수 있다.

이는 상기 제1팁삽입부(162)의 수평 위치를 미세 조절할 수 있도록 하여 상기 용접로봇에 장착된 팁이 상기 제1팁삽입부(162)에 정확히 유도되도록 하는 보정수단으로서 기능할 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편 도 6 및 도 7에서는 팁 분리모듈(160)만을 대표적으로 도시하였으나, 도 6 및 도 7에 나타난 팁 분리모듈(160)의 특징은 드레싱모듈(170)에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 용접로봇
100: 이동형 팁 유지보수장치
110: 이동유닛
112: 드라이브휠
114: 캐스터휠
120: 팁 유지보수유닛
130: 연장바
140: 지지플레이트
150: 헤드 어셈블리
160: 팁 분리모듈
170: 드레싱모듈
180: 제1팁 장착모듈
190: 제2팁 장착모듈
200: 카메라모듈
210: 제1카메라
220: 제2카메라

Claims (9)

1. 용접로봇의 팁을 분리할 수 있도록 구비되는 팁 분리모듈과, 용접로봇의 팁을 드레싱하기 위한 드레싱모듈과, 상기 용접로봇의 교체용 팁이 구비되어 팁을 장착할 수 있도록 구비되는 팁 장착모듈을 포함하는 헤드 어셈블리를 포함하는 팁 유지보수유닛; 및
   상기 팁 유지보수유닛의 하부에 구비되며, 이동 가능하게 형성되는 이동유닛을 포함하여,
   용접로봇이 배치되어 공정 작업이 이루어지는 플랫폼 내를 자동 또는 수동 제어에 의해 이동하며 상기 용접로봇의 팁 유지보수를 수행하되,
   상기 팁 분리모듈은 상기 용접로봇에 장착된 팁이 삽입된 상태로 고정 가능하도록 상하 개구된 제1팁삽입부를 포함하고,
   상기 드레싱모듈은 상기 용접로봇에 장착된 팁이 삽입된 상태로 드레싱되도록 상하 개구된 제2팁삽입부를 포함하며,
   상기 팁 분리모듈 및 상기 드레싱모듈 중 적어도 어느 하나는 상기 제1팁삽입부 또는 상기 제2팁삽입부의 둘레부가 상기 제1팁삽입부 또는 상기 제2팁삽입부 방향으로 경사지게 형성된 것을 특징으로하는,
   용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이동유닛은,
   회전 구동을 통해 상기 이동유닛을 선형 이동시키는 한 쌍의 드라이브휠; 및
   상기 드라이브휠 주변에 배치되는 복수 개의 캐스터휠;
   을 포함하는 용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 팁 유지보수유닛은,
   상기 헤드 어셈블리로부터 하부로 연장되는 연장바; 및
   상기 연장바의 하단에서 기 설정된 면적을 가지도록 형성되어 상기 이동유닛 상에 안착되며, 상기 헤드 어셈블리를 지지하는 지지플레이트;
   를 포함하는 용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 지지플레이트는,
   상기 이동유닛에 대해 소정 범위에서 전후 이동 및 좌우 이동 가능하게 형성되는 용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 헤드 어셈블리는,
   상기 팁 분리모듈 및 상기 드레싱모듈 중 적어도 어느 하나에 인접하게 구비되어 상기 용접로봇에 장착된 팁이 상기 제1팁삽입부 또는 상기 제2팁삽입부에 삽입되는 과정의 영상정보를 획득하는 카메라모듈을 더 포함하는 용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 카메라모듈은,
   상부를 향해 구비되어 제1영상정보를 획득하는 제1카메라; 및
   전방을 향해 구비되어 제2영상정보를 획득하는 제2카메라;
   를 포함하는 용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 팁 분리모듈 및 상기 드레싱모듈 중 적어도 어느 하나는 상기 제1팁삽입부 또는 상기 제2팁삽입부의 중심점으로부터 편심된 위치에 구비된 회전축을 중심으로 하여 수평 회전 가능하게 형성된 용접로봇의 팁 유지보수를 위한 이동형 팁 유지보수장치.

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