KR200479872Y1 - 모서리 연마 케이블 로봇 - Google Patents

Abstract

본 고안은 대형 구조물의 모서리 연마 작업을 위한 케이블 로봇에 관한 것으로서, 전후진 이동 가능한 갠트리에 4개의 케이블 윈치를 설치하고, 갠트리 상단으로부터 4개의 케이블을 인출하여 연마로봇의 상면 4방향으로 연결하고, 2축 로봇으로 이루어진 연마로봇에 연마툴을 장착하며, 제어기에 의해 갠트리 이동, 4개의 케이블 위치 제어, 연마로봇 및 연마툴을 제어하여 작업 대상물의 모서리를 따라 연마툴을 이동시키면서 연마작업을 수행할 수 있도록 이루어지는 모서리 연마 케이블 로봇을 제공함에 특징이 있다.

Description

모서리 연마 케이블 로봇{Edge Grinding Cable Robot}

본 고안은 조선 공정에서 대형 구조물의 모서리 연마를 위한 모서리 연마 케이블 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 갠트리에 케이블로 연결된 2축 로봇에 연마툴을 장착하여 케이블 조정으로 연마로봇을 이동시켜 대형 구조물의 모서리 연마작업을 할 수 있도록 한 모서리 연마 케이블 로봇에 관한 것이다.

조선작업공정에서 모서리 연마은 중요한 공정의 하나이다. 통상 연마 작업시 작업자가 수작업으로 연마 작업을 하게 된다. 그런데 대형 구조물인 경우 작업자가 고소 작업을 해야하므로 작업성이 나쁘고, 작업자의 위험성 및 안전사고 위험 등의 문제점과 고소 작업대 설치 등과 같은 다수의 어려움이 있었다. 이러한 대형 구조물의 연마작업을 위해서 연마 장비의 규모도 커져야 하며 커지는 규모에 비례하여 많은 비용이 소요된다.

종래의 연마 로봇으로는 등록특허 10-0776062호 고소 작업용 로봇이 있는데, 이는 바퀴가 달린 주행형 로봇 본체에 작업모듈을 장착하여 전처리 작업을 수행하도록 이루어진 것으로서, 이송바퀴 구동으로 주행이 이루어지는 한편, 진공패드에 의해 선체외판에 부착 설치되어 작업수행을 할 수 있게 되어 있다.

그러나, 대형 구조물의 모서리 연마 작업은 모서리 작업이기 때문에 상기와 같은 전처리 작업용 주행로봇을 투입하여 작업할 수 없다.

한편 갠트리에 작업모듈을 장착하여 작업하는 기술로는 10-2007-0115431호 4축 제어 갠트리 로더, 10-1998-0078719호 용접용 갠트리 로봇시스템 및 그 제어방법등이 알려져 있으나, 모서리 연마작업에는 적용할 수 없는 구성이었다.

등록특허 10-0776062호 한국공개특허 10-2007-0115431호 한국공개특허 10-1998-0078719호

본 고안은 대형 구조물의 모서리 부분의 연마 작업을 위하여 갠트리에 케이블로 연결된 2축 로봇을 설치하고, 2축 로봇에 연마툴을 설치하여 케이블 조절로 로봇의 이동 및 위치를 제어하여 모서리 연마 작업을 수행할 수 있도록 한 모서리 연마 케이블로봇을 제공하기 위한 것이다.

본 고안은, 이동가능하게 설치되는 갠트리와;

상기 갠트리의 양측 상단에서 케이블이 인출되게 설치되는 4개의 케이블 윈치와;

상기 4개의 케이블 윈치에서 인출되는 케이블에 상면 4방향 단부가 고정되어 갠트리에 매달린 상태로 설치되는 연마로봇과;

상기 연마로봇에 설치되어 모서리 연마 작업을 하기 위한 연마툴과;

상기 4개의 케이블 윈치를 제어하여 상기 2축 로봇의 이동 및 작업 위치를 제어함과 아울러 상기 연마 로봇을 제어하여 연마툴의 위치 및 방향을 제어하고, 연마툴을 제어하여 모서리 연마 작업을 제어하는 제어기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 연마로봇은,

상기 4개의 케이블에 의해 상면 4방향이 연결되는 고정부와;

상기 고정부의 하부에 설치되어 모터에 의해 수평 회전되는 수평회전부와;

상기 수평회전부의 하부에 설치되어 모터에 의해 수직방향으로 회동되고, 하부에 연마툴이 장착되는 수직회동부를 포함하여 롤(roll) 및 피치(pitch) 방향 운동이 가능한 2자유도를 갖는 로봇으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 모서리 연마 케이블로봇은,

작업 대상물을 인식하여 상기 제어기에 입력하기 위한 측정수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 갠트리에 연마툴이 장착된 2축 로봇을 설치하여 대형 구조물의 모서리 위치에 자유로이 이동시켜 연마작업을 수행할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 갠트리에 연마로봇을 설치하여 케이블로 조정하는 구조이므로 구조물이 간단해지고 비용이 절감되는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 의한 모서리 연마 케이블로봇의 구성도.
도 2는 본 고안에 의한 연마로봇의 개략 예시도.
도 3은 본 고안에 의한 모서리 연마 케이블 로봇의 설치 예시도.
도 4의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 모서리 연마 케이블로봇의 상승 및 하강 설명도.
도 5의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 모서리 연마 케이블 로봇의 운동 상태 예시도.

본 고안의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 의한 모서리 연마 케이블로봇의 구성도이다.

이동 가능하게 설치되는 갠트리(10)와;

상기 갠트리(10)의 양측 상단에서 케이블(21)이 인출되게 각각 설치되는 4개의 케이블 윈치(20)와;

상기 4개의 케이블 윈치(20)에서 인출되는 케이블(21)에 상면 4방향 단부가 고정되어 갠트리(10)에 매달린 상태로 설치되는 연마로봇(30)과;

상기 연마로봇(30)에 설치되어 모서리 연마 작업을 하기 위한 연마툴(40)과;

상기 갠트리(10)의 이동을 제어하고, 상기 4개의 케이블 윈치(20)와, 상기 연마로봇(30) 및 상기 연마툴(40)을 제어하여 상기 연마 로봇(30)의 이동 및 연마툴(40)의 작업모션을 제어하여 연마작업을 제어하는 제어기(50)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 고안에 의한 연마로봇의 개략 예시도이다.

상기 연마로봇(30)은,

상기 4개의 케이블(21)에 의해 상면 4방향이 연결되는 고정부(31)와;

상기 고정부(31)의 하부에 설치되어 모터에 의해 수평 회전되는 수평회전부(32)와;

상기 수평회전부(32)의 하부에 설치되어 모터에 의해 수직방향으로 회동되고, 하부에 연마툴(40)이 장착되는 수직회동부(33)를 포함하여 롤(roll) 및 피치(pitch) 방향 운동이 가능한 2자유도를 갖는 로봇으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 모서리 연마 케이블로봇은,

작업 대상물을 인식하여 상기 제어기(50)에 입력하기 위한 측정수단을 더 포함하되, 측정수단으로는 비젼 시스템(60)을 설치하여 작업 대상물의 형상과 작업 위치 정보를 추출하여 연마툴(40)의 작업제어를 할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 고안에 의한 모서리 연마 케이블 로봇의 설치 예시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 고안은 이동 레일을 따라 이동가능하게 갠트리(10)가 설치되고, 갠트리(10)에 설치된 4개의 케이블 윈치의 케이블(21)에 연마로봇(30)에 매달린 상태로 설치되며, 연마로봇(30)에 연마툴(40)이 장착되어 구성되며, 작업 대상물(1)의 위치로 갠트리(10)을 이동시켜 작업 위치에 갠트리를 정지한다.

4개의 케이블 윈치(20)의 케이블(21)에 매달린 연마로봇(30)은, 4개의 케이블(21) 즉, ① ② ③ ④ 케이블의 길이를 조절하는 것에 의해 상승 및 하강 제어가 가능해진다.

도 4의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 모서리 연마 케이블로봇의 상승 및 하강 설명도이다.

도 4의 (가)와 같이, 4개의 케이블 ① ② ③ ④를 모두 당기는 + 방향으로 제어하게 되면, 연마로봇(30)은 상승방향(Z +방향)으로 운동한다.

도 4의 (나)와 같이, 4개의 케이블 ① ② ③ ④를 모두 풀어주는 - 방향으로 제어하게 되면, 연마로봇(30)은 하강방향(Z -방향)으로 운동한다.

도 5의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 모서리 연마 케이블 로봇의 운동 상태 예시도이다.

작업대상물(1)의 일측 모서리 부분에서 연마작업을 시작하게 되면, 갠트리(10)를 전진 또는 후진운동으로 제어하고, 케이블(21)을 Z방향 즉, 상승/하강방향으로 병진운동을 제어함과 아울러 4개의 케이블(21)을 제어하여 요(yaw) 방향으로 운동시킨다. 이때 연마 로봇(30) 자체는 2축 로봇으로서 자체 롤(roll) 및 피치(pitch) 제어가 가능하므로 모서리의 경사도에 따라 조정할 수 있다.

따라서 작업 대상물(1)의 모서리를 따라 연마로봇(30)을 이동시키면서 연마툴(40)을 제어하여 모서리 연마작업을 수행할 수 있게 된다.

이와 같은 본 고안의 모서리 연마 케이블로봇은, 케이블(21)에 의해 갠트리(10)에 매달린 상태에서 연마툴(40)을 작동시켜 모서리 연마작업을 수행해야 하므로 적절한 중량이 되게 구성하며, 비젼시스템(60)과 같은 측정수단을 이용하여 작업 대상물(1)의 형상과 작업 위치 정보를 측정하고, 제어기(50)에서 측정된 작업 대상물(1) 정보에 의거하여 갠트리(10)의 이동, 케이블(21) 제어에 의한 연마로봇(30)의 이동 및 연마로봇(30)의 2축 운동 제어에 의해 연마툴(40)을 모서리 작업면에 접촉시켜 연마작업을 수행하게 된다.

1 : 작업 대상물 10 : 갠트리
20 : 케이블 윈치 21 : 케이블
30 : 연마로봇 31 : 고정부
32 : 수평회전부 33 : 수직회동부
40 : 연마툴 50 : 제어기
60 : 비젼시스템

Claims (4)

1. 이동 가능하게 설치되는 갠트리(10)와;
   상기 갠트리(10)의 양측 상단에서 케이블(21)이 인출되게 각각 설치되는 4개의 케이블 윈치(20)와;
   상기 4개의 케이블 윈치(20)에서 인출되는 케이블(21)에 상면 4방향 단부가 고정되어 갠트리(10)에 매달린 상태로 설치되는 연마로봇(30)과;
   상기 연마로봇(30)에 설치되어 모서리 연마 작업을 하기 위한 연마툴(40)과;
   갠트리(10)의 이동을 제어함과 아울러 상기 4개의 케이블 윈치(20)와, 상기 연마로봇(30) 및 상기 연마툴(40)을 제어하여 연마작업을 제어하는 제어기(50)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 모서리 연마 케이블로봇.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연마로봇(30)은,
   상기 4개의 케이블(21)에 의해 상면 4방향이 연결되는 고정부(31)와;
   상기 고정부(31)의 하부에 설치되어 모터에 의해 수평 회전되는 수평회전부(32)와;
   상기 수평회전부(32)의 하부에 설치되어 모터에 의해 수직방향으로 회동되고, 하부에 연마툴(40)이 장착되는 수직회동부(33)를 포함하여 롤(roll) 및 피치(pitch) 방향 운동이 가능한 2자유도를 갖는 로봇으로 구성된 것을 특징으로 하는 모서리 연마 케이블로봇.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 모서리 연마 케이블로봇은,
   작업 대상물을 인식하여 상기 제어기(50)에 입력하기 위한 측정수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 모서리 연마 케이블로봇.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 측정수단은,
   비젼 시스템(60)을 설치하여 작업 대상물의 형상과 작업 위치 정보를 추출하여 제어기(50)로 입력하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 모서리 연마 케이블로봇.

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