KR102569978B1 - Welding method for using robot - Google Patents

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KR102569978B1 KR1020210172947A KR20210172947A KR102569978B1 KR 102569978 B1 KR102569978 B1 KR 102569978B1 KR 1020210172947 A KR1020210172947 A KR 1020210172947A KR 20210172947 A KR20210172947 A KR 20210172947A KR 102569978 B1 KR102569978 B1 KR 102569978B1
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Abstract

본 발명은 로봇을 이용한 용접방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 로봇을 이용하여 용접을 하고자 할 때 용접기를 용접 시작할 부분으로 이동시킨 후 스타트 포인트로 설정 입력 후 용접기를 다시 용접 끝낼 부분으로 이동시켜 앤드 포인트로 설정 입력하고 용접시작 스위치를 on 시키면 용접장치가 스타트 포인트 및 앤드 포인트로 각각 이동하여 설정 입력된 좌표의 주변에 대하여 3차원으로 구조를 해석하면 별도의 용접할 모재와 용접기 사이의 거리에 대한 조정, 용접속도 등의 미세조정 절차와 보정 없이 자동으로 용접이 이루어지도록 한 로봇을 이용한 용접방법에 관한 것인 바, 본 발명은 로봇을 이용한 용접방법에 있어서, 용접장치에 구비된 용접토치를 스타트 포인트로 이동시키고 상기 용접토치에 설치된 레이저 발진기에서 발생된 레이저와 시작포인트를 일치시킨 후 기억장치에 스타트 포인트를 설정 입력하는 스타트 포인트 설정단계와; 상기 용접토치를 앤드 포인트로 이동시키고 상기 용접토치에 설치된 레이저 발진기에서 발생된 레이저와 앤드 포인트를 일치시킨 후 기억장치에 앤드 포인트를 설정 입력하는 앤드 포인트 설정단계와; 상기 용접장치에 구비된 시작 스위치를 on시키면 용접토치가 설정된 스타트 포인트로 이동하고 상기 용접토치가 설정된 스타트 포인트로 이동이 완료되면 3차원 스캐너를 이용하여 스타트 포인트 주변을 스캔하여 구조를 해석하여 용접토치의 용접위치를 설정하는 스타트 포인트 구조해석단계와; 상기 스타트 포인트 구조해석단계 완료 후 용접토치가 설정된 앤드 포인트로 이동하면 3차원 스케너를 이용하여 앤드 포인트 주변을 스캔하여 용접토치의 용접위치를 설정하는 앤드 포인트 구조해석단계와; 상기 앤드 포인트 구조해석단계 완료 후 용접토치가 스타트 포인트로 이동하는 용접준비단계와; 상기 용접준비단계 수행으로 용접기 이동이 완료되면 용접을 시작하는 것에 그 특징이 있다.The present invention relates to a welding method using a robot, and more particularly, when welding is to be performed using a robot, the welding machine is moved to a welding starting point, input is set as a start point, and then the welding machine is moved to the welding end point again to end point. When the setting is input and the welding start switch is turned on, the welding device moves to the start point and end point, respectively, and analyzes the structure in three dimensions around the coordinates entered to adjust the distance between the base material to be welded and the welder separately. The present invention relates to a welding method using a robot so that welding is performed automatically without fine adjustment procedures and corrections such as welding speed, etc. a start point setting step of setting and inputting a start point to a storage device after moving to and matching a start point with a laser generated from a laser oscillator installed in the welding torch; an end point setting step of moving the welding torch to an end point, matching an end point with a laser generated from a laser oscillator installed in the welding torch, and inputting an end point to a storage device; When the start switch provided in the welding device is turned on, the welding torch moves to the set start point, and when the welding torch moves to the set start point, a 3D scanner is used to scan the surroundings of the start point to analyze the structure to obtain a welding torch. A start point structure analysis step of setting the welding position of; an end point structure analysis step of setting a welding position of the welding torch by scanning the periphery of the end point using a three-dimensional scanner when the welding torch moves to the set end point after completing the start point structure analysis step; a welding preparation step in which the welding torch moves to a start point after completing the end point structural analysis step; It is characterized in that welding starts when the welding machine movement is completed by performing the welding preparation step.

Description

로봇을 이용한 용접방법{Welding method for using robot}Welding method for using robot

본 발명은 로봇을 이용한 용접방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 로봇을 이용하여 용접(레이저 용접, 알곤용접, 가스용접을 총칭함)을 하고자 할 때 용접토치를 용접 시작할 부분으로 이동시킨 후 스타트 포인트로 설정 입력 후 용접토치를 다시 용접을 끝낼 부분으로 이동시켜 앤드 포인트로 설정 입력하고 용접시작 스위치를 on시키면 용접장치가 스타트 포인트 및 앤트 포인트로 각각 이동하여 설정 입력된 좌표의 주변에 대하여 3차원으로 구조를 파악하여 용접 모재 기준의 용접토치 위치 및 각도를 미세조정 절차와 보정 없이 자동으로 용접이 이루어지도록 한 로봇을 이용한 용접방법에 관한 것이다.The present invention relates to a welding method using a robot, and more particularly, when welding (a generic term for laser welding, argon welding, and gas welding) is to be performed using a robot, a welding torch is moved to a welding starting point and then to a starting point. After inputting the setting, move the welding torch to the part where the welding is to be finished, enter the setting as the end point, and turn on the welding start switch. It relates to a welding method using a robot that automatically welds the position and angle of the welding torch based on the welding base material by identifying the welding base material without fine-tuning procedures and corrections.

일반적으로, 용접로봇은 자동차, 선박 등과 같이 금속판재의 접합공정에 사용되며, 작업프로그램에 의해 자동적으로 용접작업을 진행하게 된다. 용접로봇은 작업명령에 따라 로봇팔에 부착된 용접토치를 이동시켜 피용접부재의 용접선을 추종하면서 용접하게 된다.In general, a welding robot is used in a joining process of metal plates, such as automobiles and ships, and automatically proceeds with a welding operation according to a work program. The welding robot moves a welding torch attached to a robot arm according to a work command to weld while following a welding line of a member to be welded.

종래기술에서는 용접로봇에 설치된 레이저비전센서를 이용하여 용접선을 추종하며, 레이저비전센서에 의해 획득된 영상으로부터 용접부위를 인식하여 용접작업을 수행할 수 있다. In the prior art, a welding line can be followed by using a laser vision sensor installed in a welding robot, and a welding operation can be performed by recognizing a welding part from an image obtained by the laser vision sensor.

첨부도면 도 1은 일반적인 레이저 용접장치를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 레이저 용접장치(10)는 로봇 제어부(11)에 의해 작동되는 용접로봇(13)에 구비된 용접토치(12)에 설치된 레이저 발진기에서 발생된 레이저 빔을 용접 대상물(14)의 용접부위에 조사하는 방식을 사용한다.1 is a view showing a general laser welding apparatus. As shown in FIG. 1, a general laser welding apparatus 10 transmits a laser beam generated from a laser oscillator installed in a welding torch 12 provided to a welding robot 13 operated by a robot control unit 11 to a welding object. The method of irradiating the welded part of (14) is used.

상기 종래 레이저 용접장치(10)를 이용한 용접방법은 용접 작업 진행하기 전에 용접대상물의 형상 즉, 용접이 이루어지는 용접면의 형상을 미리 측정한 후 용접할 용접대상물에 대하여 전술한 바와 같이 레이저 빔을 조사하여 용접을 수행한다.The welding method using the conventional laser welding device 10 measures the shape of the object to be welded, that is, the shape of the welding surface on which welding is performed, before proceeding with the welding operation, and then irradiates the laser beam to the object to be welded as described above. to perform welding.

이러한 레이저 용접 방법은 레이저 빔의 초점이 형성되는 거리에 대하여 미세한 높이의 거리 오차가 발생하면 용접 대상물의 용접 성능이 떨어지기 때문에 레이저 빔의 초점 거리를 정확하게 알아야 한다.In this laser welding method, since the welding performance of the object to be welded deteriorates when a distance error of a minute height is generated with respect to the distance at which the laser beam is focused, the focal length of the laser beam must be accurately known.

또한, 용접 빔의 초점 지름은 0.6㎜로 초점이 조금만 벗어나도 용접이 불가능하게 되므로 정밀하게 측정하여야 한다. 또한, 레이저 헤드의 수직도에 따라서 용접 성능이 변화할 수 있으므로 레이저 빔의 초점 거리와 레이저 헤드의 수직도를 정확하게 알고 있어야 한다.In addition, since the focal diameter of the welding beam is 0.6 mm, welding is impossible even if the focus is slightly out of focus, so it must be precisely measured. In addition, since welding performance may vary depending on the verticality of the laser head, the focal length of the laser beam and the verticality of the laser head must be accurately known.

또한, 3차원 형태의 용접에서는 용접대상이 3차원적인 비선형 형상이 존재하므로 이러한 3차원 형상에 대한 데이터를 얻는 것 또한 중요하다. 그런데 종래에는 레이저 용접 장치든 아크 용접 장치든 로봇의 선단에 부착된 용접 토치가 용접 대상물의 용접 시작점과 끝점에 실제 위치하도록 로봇을 이동시킨 후 시작점과 끝점의 위치를 계산하였으므로 작업시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다.In addition, since the welding object has a three-dimensional non-linear shape in the three-dimensional form of welding, it is also important to obtain data on this three-dimensional shape. However, in the prior art, the welding torch attached to the tip of the robot, whether it is a laser welding device or an arc welding device, moves the robot so that it is actually located at the welding start point and end point of the welding object, and then calculates the location of the start point and end point, so it takes a long time to work. there was

대한민국 등록특허 제10-0531768호에는 용접 대상물과의 접촉 여부를 감지하여 초점거리가 일정 영역 내에 존재하는지를 판단한 후, 거리측정센서 및 각도측정센서의 값을 처리하여 그 값을 반영하도록 함으로써 연속적인 측정 데이터의 저장이 가능하며 레이저 헤드와 용접 대상물 간의 거리 및 각도를 구함에 있어서 발생될 수 있는 간섭을 최대한 회피하고 비선형적인 다양한 용접 대상물에 대해서 거리를 측정할 수 있는 장치를 개시하고는 있지만, 용접 대상물에 대한 용접 시작점과 끝점의 위치를 자동으로 계산할 수는 없었으며 접촉센서를 이용하여 용접 대상물과 접촉함으로써 용접 대상물에 대한 거리 및 각도를 입수하여 용접을 수행하는 방식이었다.Korean Patent Registration No. 10-0531768 detects contact with a welding object, determines whether the focal length exists within a certain area, and then processes the values of the distance measuring sensor and the angle measuring sensor to reflect the values for continuous measurement. A device capable of storing data, avoiding interference that may occur in obtaining the distance and angle between a laser head and a welding object as much as possible, and measuring the distance for various nonlinear welding objects is disclosed, but the welding object It was not possible to automatically calculate the position of the welding start point and end point for , and it was a method of performing welding by obtaining the distance and angle to the welding object by contacting the object to be welded using a contact sensor.

그러나 상기한 종래 용접방법은 사용자가 용접프로그램을 티칭 후 용접시에도 미세조정 과정을 실시하여야 하는 불편함이 있고 따라서 프로그램을 여러번 수정하여야 하기 때문에 용접준비 시간이 과다하게 소요되는 문제점이 있다. However, the conventional welding method described above has a problem in that the welding preparation time is excessively consumed because the user has to perform a fine adjustment process even during welding after teaching the welding program, and accordingly, the program must be modified several times.

한편 용접프로그램을 설정하는 시간이 과다하게 소요됨으로 조선소와 같은 일회성 프로그램을 사용해야 하는 현장에서는 그 용접 효율이 떨어지는 문제가 있고 용접위치를 조준하는 용접토치의 위치를 사용자가 직접 미세조정을 해야 하므로 초보자는 용접장치를 사용하기 어렵고, 더불어 동일한 제품을 연속 반복하여 용접할 때에도 미세조정을 해야하는 불편함에 의해 이 역시 용접시간이 과다하게 소요되는 문제점이 있다. On the other hand, since it takes excessive time to set up the welding program, there is a problem that the welding efficiency is lowered in the field where one-time programs such as shipyards are used, and the user has to fine-tune the position of the welding torch aiming at the welding position. It is difficult to use a welding device, and in addition, there is a problem in that excessive welding time is required due to the inconvenience of fine adjustment even when welding the same product continuously and repeatedly.

대한민국 등록특허공보 제1266072호Republic of Korea Patent Registration No. 1266072

상기한 종래 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 The object of the present invention, which was devised in view of the above conventional problems, is

첫째, 사용자(작업자)가 용접프로그램을 티칭할 때 미세조정 과정을 생략할 수 있으므로 쉽고 빠르게 용접프로그램을 추가 할 수 있다. 또한 용접프로그램을 쉽고 빠르게 추가할 수 있으므로, 엔지니어링 이나 조선소 같은 일회성 프로그램을 사용해야 하는 현장에도 적용할 수 있다.First, the user (operator) can omit the fine adjustment process when teaching the welding program, so the welding program can be added quickly and easily. In addition, since welding programs can be added easily and quickly, it can be applied to sites where one-time programs such as engineering or shipyards are required.

둘째, 용접위치를 조준하는 용접토치의 위치를 사용자가 직접 미세조정하는 방식이 아닌, 파라미터 값으로 설정하므로 매번 동일한 조건을 구현 할 수 있을 뿐 아니라 최적의 용접 조건을 저장 하여 초급자도 쉽게 활용할 수 있다. 또한 두 번째 용접부터는 사용자의 선택에 따라 스캔 공정을 생략하여 작업 속도를 높일 수 있다.Second, since the position of the welding torch aimed at the welding position is set as a parameter value, not a method that the user directly fine-tunes, not only can the same conditions be implemented every time, but also beginners can easily utilize it by saving the optimal welding conditions. . In addition, from the second welding onwards, the scanning process can be omitted according to the user's choice to increase the work speed.

셋째, 사용자가 매번 용접마다 스캔을 하도록 설정하면 모재의 위치가 정확하지 않아도 로봇이 정확한 위치를 추적하여 용접할 수 있으므로 용접지그를 간소화 할 수 있는 로봇을 이용한 용접방법을 제공하는데 있다.Third, it is to provide a welding method using a robot that can simplify a welding jig because the robot can track and weld the exact position even if the position of the base material is not accurate if the user sets it to scan for each welding.

이러한 본 발명의 목적은 로봇을 이용한 용접방법에 있어서, 용접장치에 구비된 용접토치를 스타트 포인트로 이동시키고 상기 용접토치에 설치된 레이저 발진기에서 발생된 레이저(레이저 포인트, 레이저 레벨기 등에서 조사되는 레이저 포함)와 시작포인트를 일치시킨 후 기억장치에 스타트 포인트를 설정 입력하는 스타트 포인트 설정단계와; 상기 용접토치를 앤드 포인트로 이동시키고 상기 용접토치에 설치된 레이저 발진기에서 발생된 레이저와 앤드 포인트를 일치시킨 후 기억장치에 앤드 포인트를 설정 입력하는 앤드 포인트 설정단계와; 상기 용접장치에 구비된 시작 스위치를 on시켜 용접장치를 구동시키는 용접허가단계와; 상기 용접허가단계가 선택되면 용접토치가 설정된 스타트 포인트로 이동하고 상기 용접토치가 설정된 스타트 포인트로 이동하고 이동이 완료되면 3차원 스캐너를 이용하여 스타트 포인트 주변을 스캔하면서 구조를 해석하고 용접토치의 용접위치를 설정하는 스타트 포인트 구조해석단계와; 상기 스타트 포인트 구조해석단계 완료 후 용접토치가 설정된 앤드 포인트로 이동하여 3차원 스케너를 이용하여 앤드 포인트 주변을 스캔하면서 구조를 해석하고 용접토치의 용접위치를 설정하는 앤드 포인트 구조해석단계와; 상기 앤드 포인트 구조해석단계 완료 후 용접토치가 스타트 포인트로 이동하는 용접준비단계와; 상기 용접준비단계 수행으로 용접기 이동이 완료되면 용접을 시작하는 용접실시단계 순에 의해 용접되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 용접방법에 의하여 달성된다.An object of the present invention is to provide a welding method using a robot, in which a welding torch provided in a welding device is moved to a start point, and a laser generated from a laser oscillator installed in the welding torch (including a laser irradiated from a laser point, a laser level, etc.) ) and a start point setting step of setting and inputting a start point to a storage device after matching the starting point; an end point setting step of moving the welding torch to an end point, matching an end point with a laser generated from a laser oscillator installed in the welding torch, and inputting an end point to a storage device; a welding permission step of driving the welding device by turning on a start switch provided in the welding device; When the welding permission step is selected, the welding torch moves to the set start point, and when the welding torch moves to the set start point and the movement is completed, the structure is analyzed while scanning the surroundings of the start point using a 3D scanner, and the welding torch is welded. A start point structure analysis step of setting a location; An end point structure analysis step of moving to an end point where the welding torch is set after completing the start point structure analysis step, analyzing the structure while scanning the periphery of the end point using a three-dimensional scanner, and setting a welding position of the welding torch; a welding preparation step in which the welding torch moves to a start point after completing the end point structural analysis step; It is achieved by a welding method using a robot, characterized in that welding is performed in the order of welding execution steps in which welding is started when the welding machine movement is completed by performing the welding preparation step.

한편 상기 스타트 포인트 설정단계 수행 후 스타트 포인트 구조해석단계가 순차적으로 수행하고, 상기 앤드 포인트 설정단계 수행 후 앤드 포인트 구조해석단계가 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 용접방법에 의하여 달성된다.On the other hand, it is achieved by a welding method using a robot, characterized in that the start point structure analysis step is sequentially performed after the start point setting step is performed, and the end point structure analysis step is sequentially performed after the end point setting step is performed.

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직선용접경로를 설정하는 경우에는 상기 스타트 포인트 설정단계 수행 완료후 상기 용접장치에 구비된 지그 선택 스위치를 작동시키면 스타트 포인트 구조해석단계와 앤드 포인트 구조해석단계가 직선용접경로를 설정하는 지그 선택단계; 상기 지그 선택단계 완료된 후 용접허가단계를 수행하고 용접기가 스타트 포인트로 이동하는 용접준비단계와; 상기 용접준비단계 수행으로 용접기 이동이 완료되면 용접을 시작하는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 용접방법에 의하여 달성된다.
또한 동일한 제품에 대하여 연속 반복적으로 용접을 할 때 재 작업 스위치가 선택되면 상기 용접준비단계를 수행한 후에 용접을 반복적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 용접방법에 의하여 달성된다.In the case of setting a straight welding path, when the jig selection switch provided in the welding device is operated after the completion of the start point setting step, the start point structure analysis step and the end point structure analysis step set a straight welding path Jig selection step; A welding preparation step in which a welding permission step is performed after the jig selection step is completed and the welder moves to a start point; It is achieved by a welding method using a robot, characterized in that the welding starts when the welding machine movement is completed by performing the welding preparation step.
In addition, when the rework switch is selected when continuously and repeatedly welding the same product, it is achieved by a welding method using a robot, characterized in that the welding is repeatedly performed after performing the welding preparation step.

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이와 같은 본 발명의 용접방법은 사용자가 용접프로그램을 티칭할 때 미세조정 과정을 생략할 수 있으므로 쉽고 빠르게 용접프로그램을 추가 할 수 있다. 또한 용접 프로그램을 쉽고 빠르게 추가할 수 있으므로, 엔지니어링 이나 조선소같은 일회성 프로그램을 사용해야 하는 현장에도 적용 할 수 있다.In the welding method of the present invention, the user can omit the fine adjustment process when teaching the welding program, so that the welding program can be added quickly and easily. In addition, since welding programs can be added easily and quickly, it can be applied to sites where one-time programs such as engineering or shipyards are required.

또한 용접위치를 조준하는 용접토치의 위치를 사용자가 직접 미세조정하는 방식이 아닌, 파라미터 값으로 설정하므로 매번 동일한 조건을 구현 할 수 있을 뿐 아니라 최적의 용접 조건을 저장 하여 초급자도 쉽게 활용할 수 있다. 또한 두 번째 용접부터는 사용자의 선택에 따라 일부 공정을 생략하여 작업 속도를 높일 수 있는 효과가 있다. In addition, since the position of the welding torch aimed at the welding position is set as a parameter value, not a method that the user directly fine-tunes, not only can the same conditions be implemented every time, but also beginners can easily utilize it by saving the optimal welding conditions. In addition, from the second welding, some processes can be omitted according to the user's choice, thereby increasing the work speed.

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도 1은 일반적인 레이저 용접장치의 구성을 보여주는 구성도.
도 2는 본 발명인 로봇을 이용한 용접방법의 보여주는 작동순서도.
도 3 및 도 4는 본 발명인 로봇을 이용한 용접방법의 다른 실시예를 보여주는 작동순서도.1 is a configuration diagram showing the configuration of a general laser welding apparatus.
Figure 2 is an operating flow chart showing a welding method using a robot of the present invention.
3 and 4 are an operation flow chart showing another embodiment of a welding method using a robot of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

도 2는 본 발명인 로봇을 이용한 용접방법의 보여주는 작동순서도로써 본 발명의 로봇을 이용한 용접방법은 용접장치에 구비된 용접토치를 스타트 포인트로 이동시키고 상기 용접토치에 설치된 레이저 발진기에서 발생된 레이저와 시작포인트를 일치시킨 후 기억장치에 스타트 포인트를 설정 입력하는 스타트 포인트 설정단계(S100)와, 상기 용접토치를 앤드 포인트로 이동시키고 상기 용접토치에 설치된 레이저 발진기에서 발생된 레이저와 앤드 포인트를 일치시킨 후 기억장치에 앤드 포인트를 설정 입력하는 앤드 포인트 설정단계(S200)와, 상기 용접장치에 구비된 시작 스위치를 on시켜 용접장치를 구동시키는 용접허가단계(S300)와, 상기 용접허가단계가 선택되면 용접토치가 설정된 스타트 포인트로 이동하고 이동이 완료되면 3차원 스캐너를 이용하여 스타트 포인트 주변을 스캔하면서 구조를 해석하고 용접토치의 용접위치를 설정하는 스타트 포인트 구조해석단계(S400)와, 상기 스타트 포인트 구조해석단계 완료 후 용접토치가 설정된 앤드 포인트로 이동하여 3차원 스케너를 이용하여 앤드 포인트 주변을 스켄하면서 구조를 해석하고 용접토치의 용접위치를 설정하는 앤드 포인트 구조해석단계(S500)와, 상기 앤드 포인트 구조해석단계 완료 후 용접토치가 스타트 포인트로 이동하는 용접준비단계(S600)와, 상기 용접준비단계 수행으로 용접토치의 이동이 완료되면 용접을 시작하는 용접실시단계(S700) 순에 의해 용접되는 것을 특징에 그 특징이 있다.Figure 2 is an operating flow chart showing a welding method using a robot of the present invention, the welding method using a robot of the present invention moves the welding torch provided in the welding device to the start point and starts with the laser generated from the laser oscillator installed in the welding torch A start point setting step (S100) of setting and inputting a start point in a storage device after matching the points, and moving the welding torch to the end point and matching the end point with the laser generated from the laser oscillator installed in the welding torch An end point setting step (S200) of setting and inputting an end point to a storage device, a welding permission step (S300) of turning on a start switch provided in the welding device to drive the welding device, and welding when the welding permission step is selected. When the torch moves to the set start point and the movement is complete, a start point structure analysis step (S400) of scanning the surroundings of the start point using a 3D scanner to analyze the structure and setting the welding position of the welding torch, and the start point structure After completion of the analysis step, the welding torch is moved to the set end point, and the end point structural analysis step (S500) of scanning the surroundings of the end point using a three-dimensional scanner to analyze the structure and setting the welding position of the welding torch, and the end point After completing the structural analysis step, the welding preparation step (S600) in which the welding torch moves to the start point, and the welding execution step (S700) in which welding is started when the movement of the welding torch is completed by performing the welding preparation step Features have their own characteristics.

이를 단계별로 구제적 설명을 하면 먼저 스타트 포인트 설정단계는 작업자가 용접장치에 전원을 공급하여 용접장치를 작동시킨 후 용접장치에 구비된 용접토치부위를 손으로 잡고 용접 모재 즉, 용접을 실시할 시작점 부근으로 용접토치를 이동시킨다. To explain this in detail step by step, first, in the step of setting the starting point, the worker supplies power to the welding device to operate the welding device, and then holds the welding torch provided in the welding device with his hand and welds the base material, that is, the starting point for welding. Move the welding torch to the vicinity.

작업자가 용접토치를 손으로 잡아당겨 용접 시작점 부근으로 용접토치를 직접 이동시키는 이유는 조이스틱 또는 핸들 기타 수단을 이용하여 용접토치를 용접 시작점 부근으로 이동시키는 것보다 빠르고 간편하게 특히 숙련자가 아니어도 쉽고 간편하게 조작할 수 있는 장점이 있기 때문이다.The reason why the worker pulls the welding torch by hand and directly moves the welding torch to the vicinity of the welding starting point is that it is faster and easier than moving the welding torch to the vicinity of the welding starting point using a joystick or handle or other means, and it is easy and convenient to operate even if you are not an expert. Because there are advantages to doing it.

한편 상기에서와 같이 사용자 또는 작업자에 의해 용접토치가 스타트 포인트로 이동되면 상기 용접토치에 설치된 레이저 발진기를 작동시키고 레이저가 발진되면 이때 상기 레이저 발진기에서 발생된 레이저와 스타트 포인트를 작업자가 손으로 정렬(일치)시킨 후 컴퓨터 등의 기억장치에 스타트 포인트를 설정 입력하는 스위치를 on시켜 스타트 포인트 설정단계(S100)를 수행한다.On the other hand, as described above, when the welding torch is moved to the start point by the user or operator, the laser oscillator installed in the welding torch is operated, and when the laser is emitted, the operator aligns the laser generated from the laser oscillator and the start point by hand match), and then turn on the switch for setting and inputting the start point to a storage device such as a computer to perform the start point setting step (S100).

상기 스타트 포인트 설정단계(S100)는 스타트 포인트의 위치 좌표를 분석 설정하는 것이며 스타트 포인트의 설정이 완료되면 레이저가 발진되고 있는 용접토치 또는 레이저 발진을 정지시킨 용접토치를 작업자가 손으로 잡고 앤드 포인트 지점으로 빠르게 이동시키며, 상기 용접토치의 이동이 완료되면 레이저 발진을 다시 작동시킨다.The start point setting step (S100) is to analyze and set the positional coordinates of the start point. When the start point is set, the operator holds the welding torch in which the laser is oscillating or the welding torch in which the laser oscillation is stopped, and the end point is reached. , and when the movement of the welding torch is completed, the laser oscillation is operated again.

한편 상기에서와 같이 사용자 또는 작업자에 의해 용접토치가 용접이 완료되는 앤드 포인트로 이동되면 레이저 발진기에서 발생된 레이저와 앤드 포인트를 작업자가 손으로 정렬(일치)시킨 후 컴퓨터 등의 기억장치에 앤드 포인트를 설정 입력하는 스위치를 on 시켜 앤드 포인트 설정단계(S200)를 수행한다.On the other hand, as described above, when the welding torch is moved to the end point where welding is completed by the user or operator, the operator manually aligns (matches) the laser generated from the laser oscillator and the end point, and then stores the end point in a memory device such as a computer. The end point setting step (S200) is performed by turning on the switch for setting input.

상기 스타트 포인트 설정과 앤드 포인트 설정은 용접위치를 조준하는 용접토치의 위치를 사용자가 직접 미세조정하는 방식이 아닌, 파라미터 값으로 설정하므로 매번 동일한 조건을 구현 할 수 있을 뿐 아니라 최적의 용접 조건을 저장 하여 초급자도 쉽게 활용할 수 있다.The start point setting and the end point setting set the position of the welding torch aiming at the welding position as a parameter value, not a method in which the user directly fine-tunes, so that the same conditions can be implemented every time and the optimal welding conditions are stored. So even beginners can use it easily.

상기에서와 같이 스타트 포인트 설정단계(S100)와 앤드 포인트 설정단계(S200)의 수행이 완료되면 용접허가단계(S300)를 수행하게 되는데 용접허가단계(S300)는 모니터에 스타트 포인트와 앤드 포인트의 위치를 표기하는 좌표 값이 표기되면서 사용자 또는 작업자에게 용접할 작업이 완료되었음을 알려주는 신호(여기서 문자 또는 부저음)를 발산하며 이를 확인한 사용자 또는 작업자는 용접장치에 구비된 시작 스위치를 on 시켜 용접토치를 구동시키는 것이다.As described above, when the start point setting step (S100) and the end point setting step (S200) are completed, the welding permission step (S300) is performed. The welding permission step (S300) is the position of the start point and the end point on the monitor. The coordinate value indicating the is displayed and emits a signal (here, a letter or buzzer sound) informing the user or operator that the welding work has been completed. is to do

상기 스타트 포인트 구조해석단계(S400)의 작동은 용접허가단계(S300)에 의해 용접을 실시한다는 신호가 전달되면 용접토치는 스타트 포인트 설정단계(S100)에 의해 설정된 좌표로 이동하며, 상기 스타트 포인트로 용접토치의 이동이 완료되면 3차원 스캐너를 작동시켜 스타트 포인트 부근을 스캔하게 된다.In the operation of the start point structure analysis step (S400), when a signal to perform welding is transmitted by the welding permission step (S300), the welding torch moves to the coordinates set by the start point setting step (S100) and moves to the start point. When the movement of the welding torch is completed, the 3D scanner is operated to scan the vicinity of the start point.

상기 3차원 스캔은 모재의 위치와 단면 형상에 관련된 정보를 취득한 후 용접토치의 용접시 각도, 토치의 조준위치, 모재와의 간격 등을 설정하여 저장하게 된다.The 3D scan acquires information related to the location and cross-sectional shape of the base material, and then sets and stores the welding angle of the welding torch, the aiming position of the torch, and the distance from the base material.

본 발명에 미기재되어 있는 가스의 공급량 및 용접시 토치의 이동속도 등을 개별적으로 설정할 수도 있고 스타트 포인트 구조해석단계(S400)에 의해 자동으로 설정할 수도 있다.The supply amount of gas and the moving speed of the torch during welding, which are not described in the present invention, may be set individually or automatically by the start point structure analysis step (S400).

상기 앤드 포인트 구조해석단계(S500)의 작동은 상기 스타트 포인트 구조해석단계(S400) 완료 후 용접토치가 설정된 앤드 포인트로 이동하며 이때 용접토치의 이동은 자동과 수동 모두 적용가능하다. 본 발명에서는 편의상 자동 이동을 일예로 하여 설명한다.The operation of the end point structure analysis step (S500) moves to the end point where the welding torch is set after completing the start point structure analysis step (S400), and at this time, the movement of the welding torch can be applied both automatically and manually. In the present invention, automatic movement is described as an example for convenience.

상기 용접토치가 앤드 포인트로 이동이 완료되면 3차원 스캐너를 이용하여 앤드 포인트 주변을 스캔하면서 스타트 포인트 구조해석단계(S400)의 작동과 동일하게 상기 3차원 스캔은 모재의 위치와 단면 형상에 관련된 정보를 취득한 후 용접토치의 용접시 각도, 토치의 조준위치, 모재와의 간격 등을 설정하여 저장하게 된다.When the movement of the welding torch to the end point is completed, the 3D scan scans the surroundings of the end point using a 3D scanner in the same way as the operation of the start point structure analysis step (S400). After acquiring, the welding angle of the welding torch, the aiming position of the torch, and the distance from the base material are set and stored.

본 발명에서는 스타트 포인트와 앤드 포인트 만을 일예로 설명하고 있으나 용접해야 할 부분이 직선, 곡선, 원 등의 유형 및 형태에 따라서 경유점을 세분화하여 구조해석단계를 설정할 수 있다.In the present invention, only the start point and the end point are described as an example, but the structure analysis step can be set by subdividing the waypoint according to the type and shape of the part to be welded, such as a straight line, curve, or circle.

용접하여야 할 부분이 직선일 경우는 간단하지만 곡선 또는 원으로 용접하여야 할 경우 상기와 같이 용접하여야 할 부분을 세분화하여 경유 포인트를 설정하거나 지름 또는 반지름 값을 입력하면 자동으로 용접하여야 할 포인트를 설정하여 또는 지름 반지름 및 경유하여야 할 포인트 수를 설정하면 용접하여야 할 선상을 자동으로 설정할 수도 있다. If the part to be welded is a straight line, it is simple, but if the part to be welded is subdivided as described above and a via point is set, or if a diameter or radius value is entered, the point to be welded is automatically set. Alternatively, if you set the diameter radius and the number of points to be passed through, you can automatically set the line to be welded.

상기에서와 같이 사용자(작업자)가 용접프로그램을 티칭할 때 미세조정 과정을 생략할 수 있으므로 쉽고 빠르게 용접프로그램을 추가 할 수 있다. 또한 용접프로그램을 쉽고 빠르게 추가할 수 있으므로, 엔지니어링이나 조선소 같은 일회성 프로그램을 사용해야 하는 현장에도 적용할 수 있다.As described above, the user (operator) can omit the fine adjustment process when teaching the welding program, so the welding program can be added quickly and easily. In addition, since welding programs can be added easily and quickly, it can be applied to sites where one-time programs such as engineering or shipyards are required.

한편 상기 앤드 포인트 구조해석단계(S500) 완료 후 일정한 시간이 소요되면 용접토치가 스타트 포인트로 이동하는 용접준비단계(S600)을 수행하면서 상기 용접준비단계(S600) 수행으로 용접토치의 이동이 완료되면 용접을 시작하는 용접실시단계(S700) 순에 의해 용접을 실시하게 된다.On the other hand, when a predetermined time has elapsed after completion of the end point structure analysis step (S500), while performing the welding preparation step (S600) in which the welding torch moves to the start point, when the movement of the welding torch is completed by performing the welding preparation step (S600) Welding is performed in the order of the welding execution step (S700) that starts welding.

첨부도면 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스타트 포인트 설정단계(S100) 내지 용접실시단계(S700)에 있어서, 상기 스타트 포인트 설정단계 수행 후에 스타트 포인트 구조해석단계가 순차적으로 수행되고, 상기 앤드 포인트 설정단계 수행 후에 앤드 포인트 구조해석단계가 순차적으로 수행되는 것이다.
직선용접경로를 설정하는 경우에는 상기 스타트 포인트 설정단계 수행 완료후 상기 용접장치에 구비된 지그 선택 스위치를 작동시키면 스타트 포인트 구조해석단계와 앤드 포인트 구조해석단계가 직선용접경로를 설정하는 지그 선택단계; 상기 지그 선택단계 수행이 완료된 후 용접허가단계를 수행하고, 용접토치가 스타트 포인트로 이동하는 용접준비단계와; 상기 용접준비단계 수행으로 용접토치의 이동이 완료되면 용접을 시작하는 것이다.
동일한 제품에 대하여 연속 반복적으로 용접을 할 때 재 작업 스위치가 선택되면 상기 용접준비단계를 수행한 후에 용접을 반복적으로 실시할 수 있다.As shown in FIG. 3 of the accompanying drawings, in the start point setting step (S100) to the welding execution step (S700), the start point structure analysis step is sequentially performed after the start point setting step is performed, and the end point setting After the steps are performed, the end-point structure analysis step is performed sequentially.
In the case of setting a straight welding path, when the jig selection switch provided in the welding device is operated after the completion of the start point setting step, the start point structure analysis step and the end point structure analysis step set a straight welding path Jig selection step; A welding preparation step of performing a welding permission step after the jig selection step is completed and moving the welding torch to a start point; When the movement of the welding torch is completed by performing the welding preparation step, welding is started.
If the rework switch is selected when continuous and repetitive welding is performed on the same product, welding can be repeatedly performed after performing the welding preparation step.

상기와 같이 설정하면 두 번째 용접부터는 사용자의 선택에 따라 일부 공정을 생략하여 작업 속도를 높일 수 있다. 사용자가 매번 용접마다 일부공정을 생략하도록 설정하면 용접공정를 간소화하게 되여 작업속도 및 작업효율을 높일 수 있다.If set as above, from the second welding onwards, some processes can be skipped according to the user's choice to increase the work speed. If the user sets to omit a part of the process for each welding, the welding process is simplified and the work speed and work efficiency can be increased.

이와 같은 본 발명의 용접방법은 사용자가 용접프로그램을 티칭할 때 미세조정 과정을 생략할 수 있으므로 쉽고 빠르게 용접프로그램을 추가 할 수 있다. 또한 용접프로그램을 쉽고 빠르게 추가할 수 있으므로, 엔지니어링이나 조선소 같은 일회성 프로그램을 사용해야 하는 현장에도 적용할 수 있다.In the welding method of the present invention, the user can omit the fine adjustment process when teaching the welding program, so that the welding program can be added quickly and easily. In addition, since welding programs can be added easily and quickly, it can be applied to sites where one-time programs such as engineering or shipyards are required.

또한 용접위치를 조준하는 용접토치의 위치를 사용자가 직접 미세조정하는 방식이 아닌, 파라미터 값으로 설정하므로 매번 동일한 조건을 구현 할 수 있을 뿐 아니라 최적의 용접 조건을 저장 하여 초급자도 쉽게 활용할 수 있다. 또한 두 번째 용접부터는 사용자의 선택에 따라 일부 공정을 생략하여 작업 속도를 높일 수 있는 효과가 있다. In addition, since the position of the welding torch aimed at the welding position is set as a parameter value, not a method that the user directly fine-tunes, not only can the same conditions be implemented every time, but also beginners can easily utilize it by saving the optimal welding conditions. In addition, from the second welding, some processes can be omitted according to the user's choice, thereby increasing the work speed.

삭제delete

Claims (4)

삭제delete 로봇을 이용한 용접방법에 있어서,
용접장치에 구비된 용접토치를 스타트 포인트로 이동시키고 상기 용접토치에 설치된 레이저 발진기에서 발생된 레이저와 시작포인트를 일치시킨 후 기억장치에 스타트 포인트를 설정 입력하는 스타트 포인트 설정단계와;
상기 스타트 포인트 설정단계 후에 상기 용접토치가 설정된 스타트 포인트로 이동하고 이동이 완료되면 3차원 스캐너를 이용하여 스타트 포인트 주변을 스캔하면서 구조를 해석하고 용접토치의 용접위치를 설정하는 스타트 포인트 구조해석단계와;
상기 용접토치를 앤드 포인트로 이동시키고 상기 용접토치에 설치된 레이저 발진기에서 발생된 레이저와 앤드 포인트를 일치시킨 후 기억장치에 앤드 포인트를 설정 입력하는 앤드 포인트 설정단계와;
상기 앤드 포인트 설정단계 후에 용접토치가 설정된 앤드 포인트로 이동하여 3차원 스캐너를 이용하여 앤드 포인트 주변을 스캔하면서 구조를 해석하고 용접토치의 용접위치를 설정하는 앤드 포인트 구조해석단계와;
상기 용접장치에 구비된 시작 스위치를 on시켜 용접장치를 구동시키는 용접허가단계와;
상기 용접허가단계가 선택되면 용접토치가 스타트 포인트로 이동하는 용접준비단계와;
상기 용접준비단계 수행으로 용접토치의 이동이 완료되면 용접을 시작하는 용접실시단계 순에 의해 용접되는 것이며,
직선용접경로를 설정하는 경우에는 상기 스타트 포인트 설정단계 수행 완료후 상기 용접장치에 구비된 지그 선택 스위치를 작동시키면 스타트 포인트 구조해석단계와 앤드 포인트 구조해석단계가 직선용접경로를 설정하는 지그 선택단계;
상기 지그 선택단계 수행이 완료된 후 용접허가단계를 수행하고, 용접토치가 스타트 포인트로 이동하는 용접준비단계와;
상기 용접준비단계 수행으로 용접토치의 이동이 완료되면 용접을 시작하는 것이고,
동일한 제품에 대하여 연속 반복적으로 용접을 할 때 재 작업 스위치가 선택되면 상기 용접준비단계를 수행한 후에 용접을 반복적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 용접방법.In the welding method using a robot,
A start point setting step of moving a welding torch provided in a welding apparatus to a start point, matching a start point with a laser generated from a laser oscillator installed in the welding torch, and then setting and inputting a start point to a storage device;
After the start point setting step, the welding torch is moved to the set start point and when the movement is completed, a start point structure analysis step of analyzing the structure while scanning the surroundings of the start point using a 3D scanner and setting the welding position of the welding torch, and ;
an end point setting step of moving the welding torch to an end point, matching an end point with a laser generated from a laser oscillator installed in the welding torch, and inputting an end point to a storage device;
an end point structural analysis step of moving the welding torch to the set end point after the end point setting step, analyzing the structure while scanning the periphery of the end point using a 3D scanner, and setting the welding position of the welding torch;
a welding permission step of driving the welding device by turning on a start switch provided in the welding device;
a welding preparation step in which the welding torch moves to a start point when the welding permission step is selected;
When the movement of the welding torch is completed by performing the welding preparation step, welding is performed in the order of welding execution steps starting welding,
In the case of setting a straight welding path, when the jig selection switch provided in the welding device is operated after the completion of the start point setting step, the start point structure analysis step and the end point structure analysis step set a straight welding path Jig selection step;
A welding preparation step of performing a welding permission step after the jig selection step is completed and moving the welding torch to a start point;
When the movement of the welding torch is completed by performing the welding preparation step, welding starts,
Welding method using a robot, characterized in that when the rework switch is selected when continuously and repeatedly welding for the same product, welding is repeatedly performed after performing the welding preparation step. 삭제delete 삭제delete
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