KR19990010246U - Circle / Ellipse Tracking Welding Robot - Google Patents

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Abstract

개시된 내용은 원통형 부재와 스티프너 사이의 용접선이 그리는 원, 타원, 쌍곡선과 같은 곡선 용접을 좌표 데이터의 입력에 따라 자동으로 동작하여 행하는 원/타원 트랙킹 용접 로봇을 제공함.The present disclosure provides a circle / elliptic tracking welding robot that automatically performs curved welding such as circles, ellipses, and hyperbolas drawn by the welding line between the cylindrical member and the stiffener according to input of coordinate data.

본 고안은 레일(10)을 타고 이동 가능한 1쌍의 지주(11) 사이를 연결시켜 주는 거더(12)에, 상기한 레일(10)과 직교방향으로 슬라이드 이동되는 수직축(13)을 배치하고, 상기한 수직축(13)의 하단에는 그 내부에 설치된 제1 연장축(14)에 의해 상하로 위치 이동되는 회전축(15)을 연결함과 아울러 상기한 회전축(15)에는 이것을 지점으로 요동하는 틸팅축(17)을 힌지시키고, 또한 틸팅축(17)의 하단에는 그 축방향으로 신장되는 제2 연장축(18)을 갖춘 구성으로 되어 있다.The present invention arranges a vertical shaft 13 which is slidably moved in the orthogonal direction with the rails 10 in the girders 12 connecting the pairs of struts 11 which are movable on the rails 10, The lower end of the vertical shaft 13 is connected to the rotary shaft 15 which is moved up and down by the first extension shaft 14 installed therein, and the tilting shaft swinging it to the point to the rotary shaft 15 (17) is hinged, and the lower end of the tilting shaft 17 is provided with the 2nd extension shaft 18 extended in the axial direction.

용접 팁의 X, Y, Z방향의 이동은 물론, 각 방면으로의 이동 중에 자전 운동과 틸팅 운동을 병행할 수 있어서 어떤 곡선에도 쉽게 추종하면서 용접을 행하는 효과를 가지고 있다.In addition to the movement of the welding tip in the X, Y, and Z directions, the rotational and tilting motions can be performed simultaneously during the movement in each direction, and thus the welding can be easily performed while following any curve.

Description

원/타원 트랙킹 용접 로봇Circle / Ellipse Tracking Welding Robot

본 고안은 조선 분야 등에 특히 적합한 고가 이동 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원통형 부재와 스티프너와의 용접에서 발생되는 원/타원에 추종하는 용접을 행할 수 있게 되어 있는 원/타원 트랙킹 용접 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to an expensive mobile welding device that is particularly suitable for shipbuilding and the like, and more particularly, to a circle / elliptic tracking welding robot that can perform welding following a circle / ellipse generated in welding between a cylindrical member and a stiffener. It is about.

선체의 각 부분은 거의 대부분 용접에 의한 이음을 통해 연결되고 있고, 이 때 용접되는 부위는 평면, 곡면, 수직면 등의 각양각색의 면을 포함하고 있게 된다. 조선 분야에서 상기한 면의 용접은 티그 용접기, 야그 용접기 등과 같은 자주식 용접장치를 통해 일정 수준의 자동 용접을 달성하고 있다.Most parts of the hull are connected through a joint by welding, and the welded portion includes various surfaces such as flat, curved, and vertical surfaces. In the shipbuilding field, the above-described welding of the surface achieves a certain level of automatic welding through a self-propelled welding device such as a TIG welder, a yag welder, or the like.

그러나 선체의 건조에서 빈번하게 사용되는 원통형 부재와 스티프너와의 용접선은 원/타원, 쌍곡선 등으로 나타나기 때문에 이를 자동 용접으로 행하기 곤란한 문제가 있다.However, since the welding line between the cylindrical member and the stiffener which is frequently used in the construction of the hull appears as a circle / ellipse, a hyperbola, etc., there is a problem that it is difficult to do this by automatic welding.

이 때문에 종래에는 작업자가 직접 행하는 인력 의존 방식으로 원통형 부재와 스티프너 사이를 용접할 수밖에 없었으며, 이 방식은 열악한 작업 환경에 노출되는 환경 위생적인 문제와, 생산성의 향상에 걸림돌로 작용하는 문제를 일으키고 있다.For this reason, in the related art, welding between the cylindrical member and the stiffener in a manpower-dependent manner, which is performed directly by the operator, has caused environmental hygiene problems exposed to poor working environments and obstacles to productivity improvement. have.

본 고안의 목적은 조선 분야에서 널리 행하는 원통형 부재와 스티프너 사이의 용접을 자동을 행할 수 있는 원/타원 트랙킹 용접 로봇을 제공하여 상술한 종래의 문제점을 해결하고자 함에 있다.It is an object of the present invention to provide a circle / ellipse tracking welding robot capable of automatically performing welding between a cylindrical member and a stiffener which are widely used in the field of shipbuilding.

상기한 목적을 구현하는 본 고안은 레일을 타고 이동 가능한 1쌍의 지주 사이를 연결시켜 주는 거더에, 상기한 레일과 직교방향으로 슬라이드 이동되는 수직축을 배치하고, 상기한 수직축의 하단에는 그 내부에 설치된 제1 연장축에 의해 상하로 위치 이동되는 회전축을 연결함과 아울러 상기한 회전축에는 이것을 지점으로 요동하는 틸팅축을 힌지시키고, 또한 힌지축의 하단에는 그 축방향으로 신장되는 제2 연장축을 갖추고, 이들 각 축은 독자적 구동원에 의해 개별 구동되게 한 구성으로 된다.The present invention for realizing the above object is arranged on the girder that connects between the pair of struts that can be moved on the rail, the vertical axis is slidably moved in the orthogonal direction with the rail, the lower end of the vertical axis therein In addition to connecting the rotary shaft which is moved up and down by the installed first extension shaft, the rotary shaft is hinged with a tilting shaft swinging it to a point, and the lower end of the hinge shaft is provided with a second extension shaft extending in the axial direction. Each axis is configured to be individually driven by an independent drive source.

이와 같은 구성의 본 고안은 수직축에 내장된 제1 연장축의 종단으로 개재되는 회전축과, 틸팅축 및 제2 연장축을 경유하여 용접 팁을 설치한 구성이므로 상기한 용접 팁의 X, Y, Z방향의 이동은 물론, 각 방면으로의 이동 중에 자전 운동과 틸팅 운동을 병행할 수 있는 구조로 한 것이므로 어떤 곡선에도 쉽게 추종할 수 있는 메커니즘을 갖추어 종래에 자동 용접이 불가능하였던 원/타원 곡선에 추종하는 용접을 자동화할 수 있는 장점을 가지게 된다.The present invention of such a configuration is a configuration in which the welding tip is installed via the rotating shaft interposed with the end of the first extension shaft embedded in the vertical axis and the tilting axis and the second extension shaft, so that the X, Y, Z directions of the welding tip are As well as movement, it is designed to be able to carry out both rotating and tilting movements in each direction. Therefore, it is equipped with a mechanism that can easily follow any curve and follows the circle / ellipse curve, which has not been automatically welded in the past. It has the advantage of automating.

도 1은 본 고안 장치의 구성을 개략적으로 도시한 정면 사시도.1 is a front perspective view schematically showing the configuration of the device of the present invention.

도 2는 본 고안에 의한 용접 효과를 도시하는 원통형 부재와 스티프너의 용 접예를 도시하는 사시도.Fig. 2 is a perspective view showing a welding example of a cylindrical member and a stiffener showing the welding effect according to the present invention.

도 3은 본 고안 장치에 의한 원/타원 트랙킹의 개념도.3 is a conceptual diagram of circle / ellipse tracking by the device of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10...레일 11...지주10 ... rail 11 ... holding

12...거더 13...수직축12 ... girder 13 ... vertical axis

14...제1 연장축 15...회전축14 ... 1st extension shaft 15 ... rotation shaft

16...틸팅부 17...틸팅축16.Tilt section 17.Tilt axis

18...제2 연장축18 ... second extension shaft

상술한 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Preferred embodiments of the present invention described above are described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안이 적용된 고가 이동 용접장치의 구성을 도시하는 정면 사시도로서, 레일(10)을 타고 이동 가능하게 배치되는 1쌍의 지주(11)는 그 상단이 거더(12)에 의해 일체로 연결되어 있고, 상기한 거더(12)에는 수직축(13)이 수평 이동 가능하게 배치된 구성으로 되어 있다.1 is a front perspective view showing the configuration of an expensive mobile welding device to which the present invention is applied, and a pair of struts 11 arranged to be movable on a rail 10 is integrally formed by a girder 12 at an upper end thereof. The vertical axis | shaft 13 is arrange | positioned so that horizontal movement can be carried out to the said girder 12 above.

상기한 수직축(13)은 내부에 제1 연장축(14)이 내장된 것으로서, 이것은 도시하지 않은 모터에 의해 상하로 신축 작동되는 것이다.The vertical shaft 13 has a first extension shaft 14 built therein, which is stretched up and down by a motor (not shown).

한편, 상기한 제1 연장축(14)의 종단에는 그 둘레방향으로 선회 가능한 회전축(15)이 부착 설치되어 있고, 이 회전축(15)의 틸팅부(16)에는 틸팅축(17)이 힌지 연결되어서 소정 각도 범위로 요동할 수 있게 되어 있다. 또, 상기한 틸팅축(17)에는 제2 연장축(18)이 내장되어서 필요에 따라 신축 작동하게 되어 있으며, 그 종단에는 용접 팁이 배치되어서 정해진 궤적에 따라 용접을 행하게 되어 있다.On the other hand, the end of the first extension shaft 14 is attached to the rotary shaft 15 that can be rotated in the circumferential direction, the tilting shaft 17 is hingedly connected to the tilting portion 16 of the rotary shaft 15 Thus, it is possible to oscillate in a predetermined angle range. In addition, the tilting shaft 17 has a second extension shaft 18 built therein to expand and contract as necessary, and a welding tip is arranged at the end thereof to weld according to a predetermined trajectory.

상기한 각 축(14)(15)(17)(18)은 상호 별개의 구동원에 의해 연동되는 구조로 되어 있으며, 이들은 프로그램 로직 컨트롤러나 컴퓨터에 의해 제어되는 것이다.Each of the axes 14, 15, 17, and 18 is structured to be interlocked by separate driving sources, which are controlled by a program logic controller or a computer.

도 2는 상기한 구성의 본 고안에 의해 용접되는 물품의 예를 도시하고 있다.2 shows an example of an article welded by the present invention of the above-described configuration.

도시한 물품은 원통형 부재(A)의 내측에 원호상의 곡선을 가진 스티프너(B)를 일체로 용접 연결한 구성을 묘사하고 있으며, 이와 같은 물품은 선체의 건조에 다량으로 사용되는 부재이다.The illustrated article depicts a configuration in which the stiffener B having an arcuate curve is integrally welded to the inside of the cylindrical member A, and the article is a member that is used in large quantities for drying the hull.

원통형 부재(A)의 내주면에서 스티프너(B)와의 접촉면은 타원 또는 쌍곡선을 그리게 되고, 본 고안의 장치는 이러한 타원이나 쌍곡선에 추종하는 자동 용접을 가능하게 하는 것이다.The contact surface with the stiffener B on the inner circumferential surface of the cylindrical member A draws an ellipse or hyperbola, and the device of the present invention enables automatic welding following this ellipse or hyperbola.

즉, 본 고안에서 제2 연장축(18)의 하단에 부착 배치된 용접 팁은 레일(10)을 타고 이동되는 지주(11)에 편승한 X방향 이동이 가능하고, 또 수직축(13)이 거더(12)를 타고 수평 이동함에 따르는 Y방향 이동도 가능하게 된다.That is, in the present invention, the welding tip attached to the lower end of the second extension shaft 18 may move in the X direction, which is piggybacked on the support 11 moving on the rail 10, and the vertical shaft 13 may be girder. It is also possible to move in the Y direction along the horizontal movement on (12).

게다가 수직축(13)에 내장된 제1 연장축(14)은 용접 팀의 Z방향 이동을 담당하게 되고, 이와는 별도로 용접 팁은 회전축(15)에 의한 자전 운동 및 틸팅 축(17)에 편승한 요동 운동, 그리고 제2 연장축(18)의 진퇴에 추종하는 틸팅 위치에서의 축방향 이동도 동시에 할 수 있게 된다.In addition, the first extension shaft 14 embedded in the vertical shaft 13 is responsible for the Z-direction movement of the welding team, and the welding tip is rotated by the rotation shaft 15 and the swinging swing of the tilting shaft 17. The axial movement in the tilting position following the movement and the advancing and retreating of the second extension shaft 18 can also be simultaneously performed.

이와 같이 다양한 방면의 이동은 어떠한 용접선에도 추종할 수 있는 기능을 갖추게 되는 바, 도 3은 상술한 구성의 본 고안 장치에 관련된 작동 개념을 설명하는 도면으로서 원이나 타원의 중심은 서로 직교하는 3축(X0, Y0, Z0)으로 되는 것임을 잘 묘사하여 주고 있다.As described above, the movement in various directions is provided with a function capable of following any welding line. FIG. 3 is a view illustrating an operation concept related to the apparatus of the present invention having the above-described configuration, wherein the centers of circles or ellipses are perpendicular to each other. It is well described that it is (X0, Y0, Z0).

본 고안의 장치는 상기와 같이 직교하는 3개의 축을 두루 갖추고 있음과 동시에 이들 3축(X0, Y0, Z0)에 대하여 틸팅하고 자전하는 제2 연장축(18)을 더 갖춤으로써 원, 타원 등의 곡선을 자유자재로 추종할 수 있게 되는 것이다.The device of the present invention is provided with three orthogonal axes as described above, and further includes a second extension shaft 18 that tilts and rotates about these three axes (X 0 , Y 0 , Z 0 ). It is possible to follow the curve of an ellipse freely.

더 상세하게 설명하면, 본 고안 장치에서 각 축(14)(15)(17)(18) 의 개별적인 작동은 프로그램 로직 컨트롤러나 컴퓨터에서 전송되는 트랙킹 데이터로 제어되고, 예로서 원에 추종하는 경우에는 도 3의 반경 RA에 맞춰 이동시키면 되고, 타원에 추종하는 때에는 변화되는 원주에 따라 틀려지는 반경 RB에 추종하여 이동되므로써 장경측 곡선이 간단 용이하게 그려지고, 이후에는 각도 θ만큼 틸팅축(17)이 틸팅 하도록 제어하는 것으로 원/타원 용접이 구현되는 것이다.In more detail, the individual operation of each of the axes 14, 15, 17, 18 in the inventive device is controlled by tracking data transmitted from a program logic controller or a computer, for example when following a circle. also being by moving according to the radius R a of 3, is moved to follow the radius R B that is twisted along the circumference which is changed when that follows the elliptical doemeurosseo long diameter side curved is simply easily drawn, after which tilted by an angle θ-axis ( 17) is controlled to tilt so that circle / ellipse welding is implemented.

상기한 반경 RB의 변화는 타원 방정식을 통해 계산된 데이터를 미리 입력하여 제어하는 방법으로 얻어진다.The change of the radius R B is obtained by a method of inputting and controlling data calculated through an elliptic equation in advance.

이상 설명한 바와 같이 본 고안은 수직축에 내장된 제1 연장축의 종단으로 개재되는 회전축과, 틸팅축 및 제2 연장축을 경유하여 용접 팁을 설치한 구성이므로 상기한 용접 팁의 X, Y, Z방향의 이동은 물론, 각 방면으로의 이동 중에 자전 운동과 틸팅 운동을 병행할 수 있는 구조로 한 것이므로 어떤 곡선에도 쉽게 추종할 수 있는 메커니즘을 갖추어 종래에 자동 용접이 불가능하였던 원/타원 곡선에 추종하는 용접을 자동화할 수 있는 효과를 가지고 있는 것이다.As described above, the present invention is a configuration in which the welding tip is installed via the rotary shaft interposed with the end of the first extension shaft embedded in the vertical axis, and the tilting axis and the second extension shaft. As well as movement, it is designed to be able to carry out both rotating and tilting movements in each direction. Therefore, it is equipped with a mechanism that can easily follow any curve and follows the circle / ellipse curve, which has not been automatically welded in the past. It has the effect of automating it.

Claims (1)

레일을 타고 이동 가능한 1쌍의 지주 사이를 연결시켜 주는 거더로 이루어지는 다관절 로봇용접장치에 있어서,In a multi-joint robot welding device consisting of a girder that connects between a pair of props movable by rail, 상기한 레일과 직교방향으로 슬라이드 이동되도록 배치된 수직축;A vertical axis arranged to slide in a direction perpendicular to the rail; 상기한 수직축의 하단으로 그 내부에 설치된 제1 연장축에 의해 상하로 위치 이동되도록 연결된 회전축;A rotary shaft connected to a lower end of the vertical axis so as to be moved up and down by a first extension shaft installed therein; 상기 회전축을 지점으로 요동하도록 힌지된 틸팅축;A tilting shaft hinged to swing the rotating shaft to a point; 상기 틸팅축의 하단 축방향으로 신장되는 제2 연장축; 및A second extension shaft extending in the lower axial direction of the tilting shaft; And 상기한 각 수직축,회전축,틸팅축, 및 제 2연장축이 독립적으로 구동가능하도록 개별 설치되는 구동원을 포함하여 이루어지는 원/타원 트랙킹 용접 로봇.A circular / elliptic tracking welding robot comprising a drive source that is individually installed such that each of the vertical axis, the rotation axis, the tilting axis, and the second extension axis can be driven independently.
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