KR102529687B1 - 비드 자동 절삭장치 및 이를 이용한 절삭 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 비드 자동 절삭장치는, 전원공급에 따라 회전력을 공급하는 스핀들 모터, 상기 스핀들 모터에 결합되어, 상기 회전력에 의해 회전하며 비드를 절삭하는 절삭날, 상기 절삭날에 결합되어, 상기 절삭날의 높이를 조절하는 절삭날 높이 조절부, 상기 스핀들 모터에 결합되어, 상기 비드의 높이를 측정하는 비드 높이 측정부 및 상기 스핀들 모터에 결합되어, 모재의 높이를 실시간으로 측정하는 모재 높이 측정부를 포함하며, 상기 비드 높이 측정부 및 상기 모재 높이 측정부에 의해 측정된 상기 모재 및 상기 비드의 높이를 바탕으로 상기 절삭날의 높이를 실시간으로 조절할 수 있다.

Description

비드 자동 절삭장치 및 이를 이용한 절삭 방법{AUTOMATIC BEAD CUTTING DEVICE AND CUTTING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 비드 자동 절삭장치 및 이를 이용한 절삭 방법에 관한 것이다.
파이프 등 용접작업 후 제품 품질 향상을 위해 다음 공정 과정에 용접 비드 개선 작업을 진행한다. 현재는 작업자가 육안으로 용접 비드를 확인 후 치공구를 사용하여 용접 비드에 대하여 최소 잔여 높이만큼 절삭 작업을 진행하고 있다.
또한, 선박 외면 부재 간의 용접작업을 실시할 경우, 용접 비드에 대한 개선 작업이 필수적으로 발생을 하며, 대면적의 용접 비드 제거는 작업자가 크레인 등에 이용하여 고소 작업이 진행된다. 이때, 잔여높이 1mm 이하의 비드 제거가 전체적으로 고르게 진행이 되어야 하나, 품질의 차이가 발생하여 추가적인 그라인딩 및 추가 절삭 작업을 요구할 수 있다.
이러한 용접 비드 개선 작업에는 정확한 잔여 높이에 따른 절삭 작업이 용구가 되고 있으나, 작업자의 숙련도에 따라 품질 영향이 발생하는 문제가 있다. 즉, 작업자의 숙련도와 컨디션에 따라 목표 잔여 높이에 대한 차이가 발생하여 최종 제품의 품질에 영향이 발생하는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2218070호 대한민국 등록특허공보 제10-0369902호
상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 잔여 높이를 설정하면 실시간으로 모재의 높이를 인식하고 자동으로 절삭하는 비드 자동 절삭장치 및 이를 이용한 절삭 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 비드 자동 절삭장치는, 전원공급에 따라 회전력을 공급하는 스핀들 모터, 상기 스핀들 모터에 결합되어, 상기 회전력에 의해 회전하며 비드를 절삭하는 절삭날, 상기 절삭날에 결합되어, 상기 절삭날의 높이를 조절하는 절삭날 높이 조절부, 상기 스핀들 모터에 결합되어, 상기 비드의 높이를 측정하는 비드 높이 측정부 및 상기 스핀들 모터에 결합되어, 모재의 높이를 실시간으로 측정하는 모재 높이 측정부를 포함하며, 상기 비드 높이 측정부 및 상기 모재 높이 측정부에 의해 측정된 상기 모재 및 상기 비드의 높이를 바탕으로 상기 절삭날의 높이를 실시간으로 조절할 수 있다.
상기 비드 높이 측정부는, 일방향으로 위치이동이 가능한 비드 높이 측정롤러 및 상기 비드 높이 측정롤러에 결합되어, 상기 비드 높이 측정롤러가 상기 비드에 맞닿을 때의 높이를 측정하는 근접센서를 포함할 수 있다.
상기 모재 높이 측정부는, 상기 스핀들 모터에 결합되어, 일방향으로 위치이동이 가능한 적어도 하나 이상의 가이드 휠 및 상기 가이드 휠에 결합되어, 상기 가이드 휠의 위치를 측정하는 위치센서를 포함할 수 있다.
모재 높이 측정부는, 상기 가이드 휠이 모재면을 따라 이동하며 모재면의 기울기 및 높이를 측정할 수 있다.
상기 근접센서 또는 상기 위치센서는 LVDT센서일 수 있다.
상기 비드 높이 측정롤러에 결합되어, 상기 비드 높이 측정롤러의 이동경로를 제한하는 제1 리니어 가이드 및 상기 가이드 휠에 결합되어, 상기 가이드 휠의 이동경로를 제한하는 제2 리니어 가이드를 더 포함할 수 있다.
상기 절삭날 높이 조절부는, 절삭 작업 시 상기 절삭날을 상기 모재 높이 측정부에 의해 측정된 상기 모재 높이에 의거하여 목표 잔여 비드 높이까지 하강시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 비드 자동 절삭장치를 이용한 절삭방법은, 목표 잔여 비드 높이를 설정하는 단계, 상기 비드의 높이를 측정하는 단계, 상기 목표 잔여 비드 높이까지 절삭날을 하강시켜 상기 비드를 절삭하는 단계, 절삭 작업 중 상기 모재 높이 측정부를 이용해 상기 목표 잔여 비드 높이 까지의 거리를 실시간으로 확인하여 상기 절삭날의 위치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 비드의 높이를 측정하는 단계는, 상기 모재의 기준 높이 값을 측정하는 단계, 상기 비드의 중심 위치로 이동하는 단계, 상기 비드의 최고 높이 값을 측정하는 단계 및 상기 비드 최고 높이 값과 상기 모재 기준 높이 값의 차이로 비드 높이 구하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 절삭날의 위치를 제어하는 단계 이후, 절삭 후 실제 잔여 높이를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 절삭 후 실제 잔여 높이를 측정하는 단계 이후, 상기 실제 잔여 높이와 상기 목표 잔여 비드 높이를 비교하여 재 절삭 여부 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 비드 자동 절삭장치 및 이를 이용한 절삭방법은 잔여 높이를 설정하면 실시간으로 모재의 높이를 인식하고 자동으로 절삭하여 절삭 작업 소요시간을 줄이고 최종 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비드 자동 절삭장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 비드 자동 절삭장치가 이동하는 정면도이다.
도 3은 도 1의 비드 높이 측정부가 비드 높이를 측정하는 정면도이다.
도 4는 도 1의 모재 높이 측정부가 모재 높이를 측정하고 절삭날의 높이를 조절하는 정면도이다.
도 5는 도 1의 절삭날을 이용해 비드를 절삭하는 정면도이다.
도 6은 도 5의 배면도이다.
도 7 및 도 8은 경사진 모재에서 절삭날의 높이를 조절하여 절삭하는 정면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비드 자동 절삭장치를 이용한 절삭방법을 나타낸 순서도이다.
도 10은 도 9의 비드 높이 측정하는 단계를 세부적으로 나타낸 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 비드 자동 절삭장치(10)에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비드 자동 절삭장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 비드 자동 절삭장치가 이동하는 정면도이고, 도 3은 도 1의 비드 높이 측정부가 비드 높이를 측정하는 정면도이고, 도 4는 도 1의 모재 높이 측정부가 모재 높이를 측정하고 절삭날의 높이를 조절하는 정면도이고, 도 5는 도 1의 절삭날을 이용해 비드를 절삭하는 정면도이고, 도 6은 도 5의 배면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비드 자동 절삭장치(10)는 스핀들 모터(100), 절삭날(200), 비드 높이 측정부(300), 모재 높이 측정부(400), 절삭날 높이 조절부(500) 및 리니어 가이드(600)를 포함할 수 있다. 여기에서, 도 1 내지 도 6에 도시되어 있는 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
비드 자동 절삭장치(10)는 비드 높이 측정부(300)가 초기에 용접 비드 높이(H1)를 측정하고 모재 높이 측정부(400)는 실시간으로 모재(20)의 높이를 측정할 수 있다. 모재 높이 측정부(400)에서 측정한 모재(20)의 높이를 바탕으로 절삭날 높이 조절부(500)에 의해 절삭날(200)의 위치를 제어하며 절삭작업을 할 수 있다.
비드 자동 절삭장치(10)는 비드 높이 측정부(300) 및 모재 높이 측정부(400)에 의해 측정된 모재(20) 및 비드(30)의 높이를 바탕으로 절삭날(200)의 높이를 실시간으로 조절할 수 있다.
목표하고자 하는 비드의 잔여 높이(H2)를 설정하면 실시간으로 모재(20)의 높이를 측정하고 자동으로 절삭하여 절삭 작업에 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 또한, 용접 비드 높이(H1)가 일정하지 않거나 경사지게 형상된 경우 모재(20)에 손상을 가하지 않으며 일관적인 비드의 잔여 높이(H2)로 절삭할 수 있어 최종 제품을 품질의 향상을 꾀할 수 있다.
스핀들 모터(100)는 전원공급에 따라 회전력을 공급할 수 있다. 스핀들 모터(100)는 샤프트의 회전축이 수직방향을 향하도록 배치될 수 있다. 스핀들 모터(100)는 전원공급이 되면 샤프트를 회전하는 회전력을 발생시킬 수 있다. 스핀들 모터(100)는 후술하는 절삭날(200)과 연결되어 절삭날(200)에 절삭을 위한 동력을 제공할 수 있다.
절삭날(200)은 스핀들 모터(100)에 결합되어, 회전력에 의해 회전하며 비드(30)를 절삭할 수 있다. 절삭날(200)은 회전하며 비드(30)와 맞닿게 되어 비드(30)를 가공할 수 있다. 절삭날(200)은 원기둥의 외곽에 절삭을 위한 날이 배열된 형상일 수 있다.
절삭날(200)은 안정적인 절삭을 위해 비드(30)의 경도 보다 높은 경도를 지닌 다이아몬드 및 초경 합금(Hard metal) 등의 재질로 제작될 수 있다. 다만 절삭날(200)의 형상 및 재질은 이에 한정되지 않고 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 채용될 수 있는 범위 내에서 변경될 수 있다.
비드 높이 측정부(300)는 비드 높이 측정롤러(310) 및 근접센서(320)를 포함할 수 있다. 비드 높이 측정부(300)는 스핀들 모터(100)에 결합되어 비드(30)의 높이를 측정할 수 있다.
즉, 비드 높이 측정부(300)는 비드(30)의 상면까지 비드 높이 측정롤러(310)를 하강시키고 근접센서(320)에 의해 비드 높이 측정롤러(310)가 비드(30)의 최상면에 맞닿았을 때의 높이를 측정할 수 있다. 여기에서, 도 1 내지 도 6에 도시되어 있는 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 비드 높이 측정부(300)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
비드 높이 측정롤러(310)는 일방향으로 위치이동이 가능할 수 있다. 즉, 비드 높이 측정롤러(310)는 상방 및 하방으로 위치이동이 가능하도록 형성된 롤러 형상일 수 있다. 비드 높이 측정롤러(310)는 비드(30)가 없는 모재(20)의 최상면까지 하강하거나 비드(30)의 최상면까지 하강하여 모재(20) 및 비드(30)의 높이를 측정하는데 이용될 수 있다.
근접센서(320)는 비드 높이 측정롤러(310)에 결합되어, 비드 높이 측정롤러(310)가 비드(30)에 맞닿을 때의 높이를 측정할 수 있다. 근접센서(320)는 비드 높이 측정롤러(310)가 하강하다가 모재(20)나 비드(30)의 상면과 맞닿을 때에 신호를 인가하여 모재(20) 나 비드(30)의 높이를 측정할 수 있다.
근접센서(320)로 광전 센서, 유도형 근접센서, 정전 용량형 근접센서 등이 활용될 수 있다. 근접센서(320)로는 LVDT(Linear variable displacement transducer)센서가 활용될 수 있다. 다만, 근접센서(320)의 종류는 이에 한정되지 않고 비드 높이 측정롤러(310)가 비드(30)에 맞닿을 때의 높이를 측정할 수 있는 어떠한 종류의 센서도 가능할 수 있다.
모재 높이 측정부(400)는 위치센서(410) 및 가이드 휠(420)을 포함할 수 있다. 모재 높이 측정부(400)는 스핀들 모터(100)에 결합되어 모재(20)의 높이를 실시간으로 측정할 수 있다.
즉, 모재 높이 측정부(400)는 가이드 휠(420)을 모재(20)의 상면까지 하강시키고 위치센서(410)에 의해 가이드 휠(420)이 모재(20)의 최상면에 맞닿았을 때의 위치를 측정할 수 있다.
모재 높이 측정부(400)는 가이드 휠(420)이 모재(20)면을 따라 이동하며 모재(20)면의 기울기 및 높이를 측정할 수 있다. 여기에서, 도 1 내지 도 6에 도시되어 있는 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 모재 높이 측정부(400)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
위치센서(410)는 가이드 휠(420)에 결합되어, 가이드 휠(420)의 위치를 측정할 수 있다. 위치센서(410)는 가이드 휠(420)이 하강하다가 모재(20)의 상면과 맞닿을 때의 신호를 인가하여 모재(20)의 높이를 측정할 수 있다.
위치센서(410)로는 LVDT센서가 활용될 수 있다. 다만, 위치센서(410)의 종류는 이에 한정되지 않고 가이드 휠(420)이 모재(20)에 맞닿을 때의 위치를 측정할 수 있는 어떠한 종류의 센서도 가능할 수 있다.
가이드 휠(420)은 스핀들 모터(100)에 결합되어, 일방향으로 위치이동이 가능할 수 있다. 가이드 휠(420)은 적어도 하나 이상일 수 있다. 가이드 휠(420)은 절삭날(200) 주위에 복수 개 형성된 바퀴 형상일 수 있다. 가이드 휠(420)은 모재(20)의 상면을 따라 절삭작업 진행방향으로 회전하며 이동하고 이때, 가이드 휠(420)의 상하방으로의 위치변화를 위치센서(410)가 측정할 수 있다. 이로 인해, 실시간으로 모재(20)의 높이를 측정하고 이에 따라, 잔여 높이(H2)까지 절삭날(200)을 하강시킬 수 있다.
가이드 휠(420)은 절삭날(200)의 전방 및 후방에 위치할 수 있다. 가이드 휠(420)은 절삭날(200)의 전방 및 후방에서 모재(20)의 높이를 복수 회 측정하여 데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
절삭날 높이 조절부(500)는 절삭날(200)에 결합되어 절삭날(200)의 높이를 조절할 수 있다. 절삭날 높이 조절부(500)는 절삭 작업 시 절삭날(200)을 모재 높이 측정부(400)에 의해 측정된 모재(20)의 높이에 의거하어 목표 잔여 비드 높이(H1)까지 하강 시킬 수 있다.
절삭날 높이 조절부(500)는 절삭날(200)을 적절한 위치로 이동시킬 수 있는 어떠한 구성도 가능할 수 있다. 예를 들어, 절삭날 높이 조절부(500)는 위치센서(410)의 신호를 바탕으로 절삭날(200)을 상하로 이동시킬 수 있는 공압 실린더일 수 있다.
리니어 가이드(600)는 제1 리니어 가이드(610) 및 제2 리니어 가이드(620)를 포함할 수 있다. 제1 리니어 가이드(610)는 비드 높이 측정롤러(310)에 결합되어, 비드 높이 측정롤러(310)의 이동경로를 제한할 수 있다. 제2 리니어 가이드(620)는 가이드 휠(420)에 결합되어 가이드 휠(420)의 이동경로를 제한할 수 있다.
제1 리니어 가이드(610) 및 제2 리니어 가이드(620)는 각각 비드 높이 측정롤러(310) 및 가이드 휠(420)에 결합되고 곧은 원기둥 형상의 기둥이 상기 원기둥 형상에 대응되는 홀을 통과하는 방식으로 구현될 수 있다. 다만, 제1 리니어 가이드(610) 및 제2 리니어 가이드(620)는 비드 높이 측정롤러(310) 및 가이드 휠(420)의 이동경로를 직선으로 제한할 수 있는 어떠한 구성도 가능할 수 있다.
도 2를 참조하면, 비드 높이 측정롤러(310)를 모재(20)와 맞닿을 때까지 하강시켜 근접센서(320)에 의해 비드(30)가 없는 모재(20)의 상면까지의 위치 값을 측정할 수 있다.
도 3을 참조하면, 비드 높이 측정롤러(310)를 비드(30)가 존재하는 위치까지 이동시킨 후 비드 높이 측정롤러(310)를 비드(30)와 맞닿을 때까지 하강시켜 근접센서(320)에 의해 비드(30)의 상면까지의 위치 값을 측정할 수 있다. 이때, 도 2에서 측정한 모재(20)의 상면까지의 위치 값과 도 3에서 측정한 비드(30)의 상면까지의 위치 값의 차이를 이용하여 비드 높이(H1)를 구할 수 있다.
도 4를 참조하면, 가이드 휠(420)을 모재(20)와 맞닿을 때까지 하강시켜 위치센서(410)에 의해 모재(20)의 상면까지의 위치 값을 실시간으로 측정할 수 있다. 위치센서(410)에 의해 측정된 위치 값을 바탕으로 절삭날(200)을 목표한 잔여 비드 높이인 절삭날 높이(H3)까지 하강시킬 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 절삭 작업을 진행하여 비드(30)가 잔여 높이(H2)만 남게끔 할 수 있다. 가이드 휠(420)은 절삭 작업 중에도 모재(20)의 상면을 따라 회전 이동하며 모재(20)의 높이를 실시간을 측정할 수 있다. 이에 따라, 상기 측정 값에 의해 절삭날(200)의 위치를 실시간으로 제어하여 모재(20)가 경사지게 형성되거나 돌출부가 형성된 경우에도 모재(20)를 손상시키지 않으며 균일한 잔여 높이(H2)가 잔존하도록 절삭작업을 진행할 수 있다.
도 7 및 도 8은 경사진 모재에서 절삭날의 높이를 조절하여 절삭하는 정면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 절삭 작업 도중 모재(20)에 경사면이 있거나 돌출부가 있는 경우에 절삭 진행 방식을 알 수 있다. 절삭 작업 도중 모재(20)에 경사면이 있거나 돌출부가 있는 경우 가이드 휠(420)의 위치가 변화하고 이를 위치센서(410)가 측정할 수 있다. 상기 측정된 위치 데이터를 바탕으로 절삭날(200)의 위치를 목표 잔여 비드 높이에 맞게 제어하여 모재(20)에 경사면이 있거나 돌출부가 있는 경우에도 동일한 잔여 높이(H2)로 비드를 절삭할 수 있다.
도 8과 같이 모재(20) 상에 상부로 돌출된 부분이 있는 경우 가이드 휠(420)의 위치가 상부로 이동하고 이를 위치센서(410)가 측정할 수 있다. 이러한 데이터를 바탕으로 절삭날(200)은 돌출된 모재(20) 로부터 목표 잔여 비드 높이 만큼 올라간 위치에 위치하여 절삭 작업을 이어가도록 할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 비드 자동 절삭장치(10)를 이용한 절삭 방법에 대해서 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비드 자동 절삭장치를 이용한 절삭방법을 나타낸 순서도이고, 도 10은 도 9의 비드 높이 측정하는 단계를 세부적으로 나타낸 순서도이다.
비드 자동 절삭장치(10)를 이용한 절삭 방법은 목표 잔여 비드 높이 설정단계(S100), 비드 높이 측정단계(S200), 작업 위치 이동단계(S300), 절삭날 하강 및 절삭단계(S400), 절삭날 제어단계(S500), 실제 잔여 높이 확인단계(S600) 및 재 절삭 여부 결정단계(S700)를 포함할 수 있다.
목표 잔여 비드 높이 설정단계(S100)에서는 절삭 작업 후 목표로 하는 잔존하는 비드(30)의 잔여 높이(H2)를 설정할 수 있다. 설정된 목표 잔여 비드 높이는 비드 자동 절삭장치(10)에 저장되어 절삭 작업 진행되는 동안 잔여 높이(H2)가 목표 잔여 비드 높이와 동일하도록 절삭 작업을 진행할 수 있다.
비드 높이 측정단계(S200)는 비드(30)의 높이를 측정할 수 있다. 비드 높이 측정단계(S200)에는 모재 기준 높이 값 측정단계(S200a), 비드의 중심 위치로 이동단계(S200b), 비드 최고 높이 값 측정단계(S200c) 및 비드 높이 구하는 단계(S200d)를 포함할 수 있다.
모재 기준 높이 값 측정단계(S200a)에서는 모재의 기준 높이 값을 측정할 수 있다. 모재 기준 높이 값 측정단계(S200a)에서는 모재(20)의 상면에 비드 높이 측정롤러(310)를 하강시켜 모재(20)의 상면에 비드 높이 측정롤러(310)가 맞닿을 때의 위치를 근접센서(320)에 의해 측정할 수 있다.
비드의 중심 위치로 이동단계(S200b)에서는 비드 높이 측정롤러(310)가 모재(20)가 아닌 비드(30)의 중심 위치로 이동할 수 있다.
비드 최고 높이 값 측정단계(S200c)에서는 비드(30)의 최고 높이 값을 측정할 수 있다. 즉, 비드(30)의 상면에 비드 높이 측정롤러(310)를 하강시켜 비드(30)의 상면에 비드 높이 측정롤러(310)가 맞닿을 때의 위치를 근접센서(320)에 의해 측정할 수 있다.
비드 높이 구하는 단계(S200d)에서는 상기 비드 최고 높이 값과 모재 기준 높이 값의 차이로 초기 비드 높이(H1)를 구할 수 있다.
작업 위치 이동단계(S300)에서는 비드 자동 절삭장치(10)가 비드(30)의 절삭작업을 위해 적절한 위치로 이동할 수 있다.
절삭날 하강 및 절삭단계(S400)에서는 상기 목표 잔여 비드 높이까지 절삭날을 하강시켜 비드(30)를 절삭할 수 있다. 즉, 절삭날(200)을 목표 잔여 비드 높이에 위치시킨 후 절삭작업을 진행할 수 있다.
절삭날 제어단계(S500)에서는 절삭 작업 중 모재 높이 측정부(400)를 이용해 상기 목표 잔여 비드 높이 까지의 거리를 실시간으로 확인하여 절삭날(200)의 위치를 제어할 수 있다. 절삭날 제어단계(S500)에서는 상기 목표 잔여 비드 높이 까지의 거리를 실시간으로 확인하여 절삭날(200)의 위치를 제어할 수 있다.
절삭날 제어단계(S500)에서는 모재(20)의 상면을 회전 이동하는 가이드 휠(420)과 가이드 휠(420)의 위치를 측정하는 위치센서(410)에 의해 실시간으로 모재(20)의 높이를 확인할 수 있다. 상기 실시간으로 확인된 모재(20)의 높이에 따라 달라지는 목표 잔여 비드 높이 까지의 거리만큼 절삭날(200)의 위치를 실시간으로 제어함으로써 설정된 목표 잔여 비드 높이까지 일정하게 비드(30)를 절삭할 수 있다.
절삭날 제어단계(S500)에서는 이와 같이 실시간으로 절삭날(200)을 제어하며 절삭작업을 진행하는 바, 기울기가 있는 모재(20), 파이프 형상의 모재(20), 돌출부가 있는 모재(20) 등 모재(20)의 평평한 정도에 관계없이 일정한 잔여 높이(H2)로 비드 절삭작업을 진행할 수 있다.
실제 잔여 높이 확인단계(S600)에서는 절삭 후 실제 잔여 높이(H2)를 측정할 수 있다. 실제 잔여 높이 확인단계(S600)에서는 절삭 작업이 이루어진 후 비드 높이 측정단계(S200)와 동일한 방식으로 절삭된 비드의 실제 잔여 높이(H2)를 확인할 수 있다.
재 절삭 여부 결정단계(S700)에서는 실제 잔여 높이(H2)와 목표 잔여 비드 높이를 비교하여 재 절삭 여부를 결정할 수 있다. 즉, 상기 실제 잔여 높이 확인단계(S600)에서 측정된 잔여 높이(H2)가 목표 잔여 비드 높이보다 높을 경우 재 절삭을 결정할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10 비드 자동 절삭장치
100 스핀들 모터
200 절삭날
300 비드 높이 측정부
400 모재 높이 측정부
500 절삭날 높이 조절부
600 리니어 가이드
S100 목표 잔여 비드 높이 설정단계
S200 비드 높이 측정단계
S300 작업 위치 이동단계
S400 절삭날 하강 및 절삭단계
S500 절삭날 제어단계
S600 실제 잔여 높이 확인단계
S700 재 절삭 여부 결정단계

Claims (11)

  1. 전원공급에 따라 회전력을 공급하는 스핀들 모터;
    상기 스핀들 모터에 결합되어, 상기 회전력에 의해 회전하며 비드를 절삭하는 절삭날;
    상기 절삭날에 결합되어, 상기 절삭날의 높이를 조절하는 절삭날 높이 조절부;
    상기 스핀들 모터에 결합되어, 상기 비드의 높이를 측정하는 비드 높이 측정부; 및
    상기 스핀들 모터에 결합되어, 모재의 높이를 실시간으로 측정하는 모재 높이 측정부를 포함하며,
    상기 비드 높이 측정부 및 상기 모재 높이 측정부에 의해 측정된 상기 모재 및 상기 비드의 높이를 바탕으로 상기 절삭날의 높이를 실시간으로 조절하고,
    상기 비드 높이 측정부는,
    일방향으로 위치이동이 가능한 비드 높이 측정롤러 및
    상기 비드 높이 측정롤러에 결합되어, 상기 비드 높이 측정롤러가 상기 비드에 맞닿을 때의 높이를 측정하는 근접센서를 포함하며,
    상기 모재 높이 측정부는,
    상기 스핀들 모터에 결합되어, 일방향으로 위치이동이 가능한 적어도 하나 이상의 가이드 휠 및
    상기 가이드 휠에 결합되어, 상기 가이드 휠의 위치를 측정하는 위치센서를 포함하는, 비드 자동 절삭장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 모재 높이 측정부는, 상기 가이드 휠이 모재면을 따라 이동하며 상기 모재면의 기울기 및 높이를 측정하는, 비드 자동 절삭 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 근접센서 또는 상기 위치센서는 LVDT센서인, 비드 자동 절삭장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 비드 높이 측정롤러에 결합되어, 상기 비드 높이 측정롤러의 이동경로를 제한하는 제1 리니어 가이드 및
    상기 가이드 휠에 결합되어, 상기 가이드 휠의 이동경로를 제한하는 제2 리니어 가이드를 더 포함하는, 비드 자동 절삭장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 절삭날 높이 조절부는,
    절삭 작업 시 상기 절삭날을 상기 모재 높이 측정부에 의해 측정된 상기 모재 높이에 의거하여 목표 잔여 비드 높이까지 하강시키는, 비드 자동 절삭장치.
  8. 제1 항의 비드 자동 절삭장치를 이용한 절삭방법으로서,
    목표 잔여 비드 높이를 설정하는 단계;
    상기 비드의 높이를 측정하는 단계;
    상기 목표 잔여 비드 높이까지 상기 절삭날을 하강시켜 상기 비드를 절삭하는 단계;
    절삭 작업 중 상기 모재 높이 측정부를 이용해 상기 목표 잔여 비드 높이 까지의 거리를 실시간으로 확인하여 상기 절삭날의 위치를 제어하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 비드의 높이를 측정하는 단계는,
    상기 모재의 기준 높이 값을 측정하는 단계;
    상기 비드의 중심 위치로 이동하는 단계;
    상기 비드의 최고 높이 값을 측정하는 단계; 및
    상기 비드 최고 높이 값과 상기 모재 기준 높이 값의 차이로 상기 비드 높이 구하는 단계;
    를 포함하는, 비드 자동 절삭장치를 이용한 절삭방법.
  9. 삭제
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 절삭날의 위치를 제어하는 단계 이후,
    절삭 후 실제 잔여 높이를 측정하는 단계를 더 포함하는, 비드 자동 절삭장치를 이용한 절삭 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 절삭 후 실제 잔여 높이를 측정하는 단계 이후,
    상기 실제 잔여 높이와 상기 목표 잔여 비드 높이를 비교하여 재 절삭 여부 결정하는 단계를 더 포함하는, 비드 자동 절삭장치를 이용한 절삭 방법.
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