KR20000008590A - 로봇을 이용한 용접 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 로봇을 이용한 용접 방법은, 로봇으로 용접을 진행하는 중에 문제가 될 수 있는 용접 조건을 로봇 제어기로 모니터링하는 단계와, 상기 로봇 제어기에서 모니터링된 용접 문제중 적어도 하나 이상의 어떤 문제로 작업이 정지되었는 지를 상위 제어기로 알리는 단계와, 상기 상위 제어기에서 돌발된 문제를 해결하여 상기 로봇 제어기에 문제를 인식시키고 용접 로봇이 용접을 재진행하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하므로 본 발명은 로봇을 이용한 자동 용접중에 작업자가 전혀 개입되지 않고 용접중에 생기는 모든 문제를 용접 로봇이 자동적으로 인식하여 상위 제어기에 구체적인 문제를 알려 조치를 취하도록 함으로써 작업 인력이 감소될 뿐만 아니라 문제조치 이후 용접 로봇의 동작을 제어하여 용접 비드의 연속성을 유지하여 용접 품질을 향상시키는 효과가 있다.

Description

로봇을 이용한 용접 방법

본 발명은 용접 도중에 용접 토치의 접근각 및 용접 조건등에 따라 용접 품질에 손상을 주는 것을 미연에 방지하고자 용접 품질에 영향을 주는 모든 요소를 검출하여 용접 품질을 향상시키는 인공 지능 기능을 가진 로봇을 이용한 용접 방법에 관한 것이다.

용접 로봇은 자동차의 생산증대에 따른 제조 공정의 자동화를 위해 도입되었다.

용접 로봇을 이용한 용접기로 구현되는 다양한 용접기능들은 선진 국가에서 이미 이들을 상품으로 내 놓는 등 다양한 방식으로 구현하여 자기 기능 관리에 들어 가고 있으나 국내에서는 아직 이에 대한 인식이 없어 문제로 남아 있는 현실이다.

로봇을 이용하여 용접을 진행하는 경우에는 작업 조건 및 여러 외부 인자들로 인하여 아크가 불안정하게 되는 경우가 발생하는 데, 이러한 경우가 발생하는 경우에는 용접이 자동적으로 일시 정지되고, 이 상황에서 주위 환경을 점검해서 처리해 줄 수 있도록 해야 한다.

그리고, 이러한 조치 작업 이후에는 로봇의 동작이 자동적으로 대응되어 용접비드를 부드럽게 연결시켜 줘야 한다.

즉, 전혀 후작업이 필요하지 않도록 용접성을 100% 안정화하는 과제를 안고 있다.

이와 같은 용접 작업 도중에 용접 조건 및 작업 조건(시스템 환경)등에 따라 용접 작업을 일시 중단시킬 경우가 있는 데 이를 인위적으로 하는 경우가 대부분이다.

용접 로봇이 아닌 조립 로봇의 경우 핸드링작업 등을 수행할 때 동작 일시 정지 이후에 일시 중단 해제로 자연스럽게 연결작업을 할 수 있으나, 용접 로봇 시스템의 경우 용접 비드의 불연속 라인으로 용접 비드에 문제가 생겨 다시 그 부분의 용접 작업이 필요하다.

즉, 이와 같은 용접 로봇은 용접 로봇의 작업중 외부 조건등의 문제로 일시 정지할 필요가 발생되면, 상기 용접 로봇을 제어하는 로봇 터치 박스 또는 외부 제어기를 통하여 인위적으로 일시 정지하고, 이 외부 제어기에서 용접 중의 문제, 즉, 작업 조건등의 문제를 해결한 후, 용접 로봇의 일시 정지 상태를 해제하고, 이에 필요한 작업(후작업)을 완료하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 용접 로봇은 용접 작업중에 문제가 생기면, 용접 로봇은 일시 정지하고 이 용접중의 문제를 작업자가 외부 제어기를 제어하여 문제를 수정한 후 다시 용접을 진행시켜야 하기 때문에 용접중에 작업 인력이 소요되는 문제점이 있고, 또한, 용접중에 그 용접비드가 고르게 나오든 불안정하게 나오든 상관없이 로봇을 통해 용접을 진행하기 때문에 용접 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 로봇을 이용한 용접중에 사람이 전혀 개입하지 않고 용접을 진행하는 도중에 로봇이 자동적으로 상위 제어기로 용접중의 문제를 구체적으로 알려 주어 조치를 취하도록 하여 용접 품질을 향상시킨 인공 지능 기능을 가진 로봇을 이용한 용접 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 의한 로봇을 이용한 용접 방법은, 로봇으로 용접을 진행하는 중에 문제가 될 수 있는 용접 조건을 로봇 제어기로 모니터링하는 단계와, 상기 로봇 제어기에서 모니터링된 용접 문제중 적어도 하나 이상의 어떤 문제로 작업이 정지되었는 지를 상위 제어기로 알리는 단계와, 상기 상위 제어기에서 돌발된 문제를 해결하여 상기 로봇 제어기에 문제를 인식시키고 용접 로봇이 용접을 재진행하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 의한 용접 로봇이 용접 진행 상태를 개략적으로 도시한 단면도,

도2는 본 발명에 의한 용접 로봇이 용접 재진행 상태를 개략적으로 도시한 단면도,

도3은 본 발명에 의한 로봇 용접 시스템을 도시한 블록도,

도4는 본 발명에 의한 로봇을 이용한 용접 방법을 도시한 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 용접 로봇 2 : 로봇 제어기

3 : 상위 제어기 4 : 용접 모재

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 구성 및 작용을 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 로봇을 이용한 용접 방법은, 로봇(1)으로 용접을 진행하는 중에 문제가 될 수 있는 용접 조건을 로봇 제어기(2)로 모니터링하는 단계와, 상기 로봇 제어기(2)에서 모니터링된 용접 문제중 적어도 하나 이상의 어떤 문제로 작업이 정지되었는 지를 상위 제어기(3)로 알리는 단계와, 상기 상위 제어기(3)에서 돌발된 문제를 해결하여 상기 로봇 제어기(2)에 문제의 해결을 인식시키고 용접 로봇(1)이 용접을 재진행하도록 하는 단계로 이루어져 있다.

여기서, 상기한 문제가 될 수 있는 용접 조건은 용접 토치(1a) 및 용접 모재(4)와의 접속부에 그 민감도를 체크할 수 있는 인공지능형 제어기법에 의해 인지되는 아크 불량 상태와, 용접 보호 가스의 노즐단에 공기압 센서를 장착하여 용접 가스를 항상 체크함에 따라 인지되는 가스 부족 현상과, 용접 용가재로 들어 가는 용접 와이어를 다 쓰게 되는 경우를 리미트 센서에 의해 감지되는 와이어 결핍 현상과, 수냉 토치의 경우 수냉기를 사용할 때 그 연결부에 액체 유공압 센서를 장착함으로써 인지되는 물 부족 현상등이 있다.

상기 로봇 제어기(2)는 상기 문제가 될 수 있는 용접 조건의 허용 범위를 용접 대상에 따라 다양하게 변화시켜 주면서 상기 상위 제어기(3)로 문제를 돌발시켜 주는 인공 지능형 용접 상태 제어 기능을 갖는다.

상기 용접 로봇(1)이 용접 문제로 인하여 일시 정지한 후 용접 비드의 불연속 면이 없도록 용접 로봇(1)에 장착된 토치(1a)를 운봉시켜 주는 기법이 적용되어 있다.

다음에 이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면, 용접 로봇(1)이 용접 모재(4)의 P₁의 위치로부터 P₂의 위치로 용접을 진행하는 도중에 P₀의 위치에서 임의의 용접 문제로 인하여 용접 로봇(1)의 자동적으로 동작을 멈추고, 어떤 문제로 용접 동작이 정지하게 되었는 지를 상기 상위 제어기(3)에 알리게 되고, 상기 상위 제어기(3)는 돌발된 용접 문제를 해결한 후, 상기 로봇 제어기(2)가 문제를 인식하도록 명령하고, 이 명령을 받아 로봇(1)은 용접 작업을 재진행하여 P₂의 위치까지 용접을 하게 된다.

상기한 용접 문제중 아크 불량 상태의 경우는 상기 로봇 제어기(2)에서 실시간으로 제어하는 데, 용접 비드의 품질에 어느 정도 영향을 주느냐에 따라 그 민감도를 세분화해야 할 필요가 있다.

즉, TIG용접 혹은 MIG용접과 같은 미세 용접을 진행하는 경우는 아크 불량 상태가 조금만 있어도 동작을 멈춰야만 하지만 CO₂(혹은 MAG)용접의 경우에서도 용접 비드 상태가 크게 문제가 없는 용접 공정은 그 민감도를 어느 정도 둔하게 해야 하는 것이다.

이러한 용접 조건 및 용접 모재(4)의 용접 결과 상태 등에 따라 사용자가 제한할 수 있는 범위를 내부 매개체를 통해 쉽게 바꿔 주고 용접 로봇(1)은 그 제한되어 있는 민감도에 따라 아크 불량 상태를 체크하는 것이나, 실제로 이러한 인공지능형 용접 조건을 모니터링하는 방법에 의해 용접을 수행한 결과 용접 품질을 어느 정도까지 조절할 수 있으며, 이로 인하여 공정상에 생기는 로쓰 타임에도 좋은 영향을 주어 최적의 용접 상태를 얻게 된다.

이와 같은 다양한 외부의 용접 문제들은 사전에 로봇 제어기(2)가 알아서 해결해 줄 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 로봇을 이용한 용접 방법에 의하면, 로봇을 이용한 자동 용접중에 작업자가 전혀 개입되지 않고 용접중에 생기는 모든 문제를 용접 로봇이 자동적으로 인식하여 상위 제어기에 구체적인 문제를 알려 조치를 취하도록 함으로써 작업 인력이 감소될 뿐만 아니라 문제조치 이후 용접 로봇의 동작을 제어하야 용접 비드의 연속성을 유지하여 용접 품질을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 로봇으로 용접을 진행하는 중에 문제가 될 수 있는 용접 조건을 로봇 제어기로 모니터링하는 단계와, 상기 로봇 제어기에서 모니터링된 용접 문제중 적어도 하나 이상의 어떤 문제로 작업이 정지되었는 지를 상위 제어기로 알리는 단계와, 상기 상위 제어기에서 돌발된 문제를 해결하여 상기 로봇 제어기에 문제를 인식시키고 용접 로봇이 용접을 재진행하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 용접 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기한 문제가 될 수 있는 용접 조건은 용접 토치 및 용접 모재와의 접속부에 그 민감도를 체크할 수 있는 인공지능형 제어기법에 의해 인지되는 아크 불량 상태와, 용접 보호 가스의 노즐단에 공기압 센서를 장착하여 용접 가스를 항상 체크함에 따라 인지되는 가스 부족 현상과, 용접 용가재로 들어 가는 용접 와이어를 다 쓰게 되는 경우를 리미트 센서에 의해 감지되는 와이어 결핍 현상과, 수냉 토치의 경우 수냉기를 사용할 때 그 연결부에 액체 유공압 센서를 장착함으로써 인지되는 물 부족 현상을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 용접 방법.
3. 제1항에 잇어서,

   상기 로봇 제어기는 상기 문제가 될 수 있는 용접 조건의 허용 범위를 용접 대상에 따라 다양하게 변화시켜 주면서 상기 상위 제어기로 문제를 돌발시켜 주는 인공 지능형 용접 상태 제어 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 용접 방법.
4. 제1항 내지 제3항에 있어서,

   상기 용접 로봇이 용접 문제로 인하여 일시 정지한 후 용접 비드의 불연속 면이 없도록 용접 로봇에 장착된 토치를 운봉시켜 주는 기법이 적용된 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 용접 방법.