KR20080066417A - Lug welding robot system and welding method - Google Patents

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KR20080066417A
KR20080066417A KR1020070003855A KR20070003855A KR20080066417A KR 20080066417 A KR20080066417 A KR 20080066417A KR 1020070003855 A KR1020070003855 A KR 1020070003855A KR 20070003855 A KR20070003855 A KR 20070003855A KR 20080066417 A KR20080066417 A KR 20080066417A
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이현철
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

An automatic lug welding robot system capable of performing boxing welding and multilayer welding is provided to improve welding quality and productivity, and a lug welding method using the automatic lug welding robot system is provided. A lug welding robot system comprises: a lug welding robot(100) including a plurality of welding robot units(2), a robot transfer unit(6) for transferring respective welding robot units in the welding direction, a lifting unit(7) for vertically moving the welding robot units and the robot transfer unit, a traveling transfer car(8) for moving the units to a welding position of a lug(1) in a state that the above units are mounted on the traveling transfer car, and a control instrument panel(9) including an instrument panel mounted on an inner part of the traveling transfer car to control respective parts; a welding apparatus including a welding machine, a wire feeder, and a welding torch; crash sensors(3) installed on parts at which the welding robot units and the welding torch are joined with each other; wire cutters(4) and nozzle cleaners(5) installed on a top part of the lifting unit; a pendant(10) connected to the control instrument panel; and a touch sensor(11), a power supply panel(12), the welding machine, and the wire feeder that are respectively installed outside the system.

Description

러그 용접 로봇 시스템 및 용접 방법{Lug welding robot system and welding method}Lug welding robot system and welding method
도 1은 본 발명의 러그 용접 로봇 시스템을 도시한 도면이다.1 is a view showing a lug welding robot system of the present invention.
도 2는 본 발명의 러그 용접 로봇 시스템 중 러그 용접 로봇의 분리 사시도이다.2 is an exploded perspective view of the lug welding robot of the lug welding robot system of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 러그 용접 로봇의 용접로봇장치를 도시한 도면이다.3 is a view showing a welding robot apparatus of the lug welding robot shown in FIG.
도 4는 본 발명의 러그 용접 로봇 시스템을 이용한 용접 방법을 나타낸 플로우 차트이다.4 is a flow chart showing a welding method using a lug welding robot system of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >            <Explanation of symbols for main parts of the drawings>
1 : 러그 2 : 용접로봇장치1: lug 2: welding robot device
3 : 쇼크센서 4 : 와이어커터3: shock sensor 4: wire cutter
5 : 노즐클리너 6 : 로봇 이송장치5: nozzle cleaner 6: robot transfer device
7 : 리프팅장치 8 : 주행대차7: lifting device 8: running cart
9 : 제어전장반 10 : 펜던트9: control board 10: pendant
11 : 터치센서 12 : 전원반11: touch sensor 12: power panel
13 : 용접기 14 : 와이어피더13: welding machine 14: wire feeder
15 : 용접토치 16 : 위빙모터15: welding torch 16: weaving motor
17 : 돌림보정모터 18 : z축 보정모터17: rotation compensation motor 18: z axis compensation motor
19 : 로봇회전모터 20 : y축 보정모터19: robot rotation motor 20: y-axis correction motor
21, 22, 23, 25 : 리니어가이드 24 : 하모닉드라이버21, 22, 23, 25: linear guide 24: harmonic driver
100 : 러그 용접 로봇100: lug welding robot
본 발명은 돌림용접, 다층용접이 가능한 자동 러그 용접 로봇 시스템을 제공하여 용접품질 및 생산성은 물론 작업 안전성을 향상시킬 수 있는 러그 용접 로봇 시스템 및 용접 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lug welding robot system and a welding method capable of improving welding quality and productivity by providing an automatic lug welding robot system capable of turning welding and multi-layer welding.
대형 철구조물을 크레인으로 이동시키기 위해서는 로프나 와이어를 연결하기 위해 구조물에 러그(Lug)를 부착한다.To move a large steel structure to a crane, lugs are attached to the structure to connect ropes or wires.
러그는 이동물의 중량이나 적용위치에 따라 크기나 형상이 다양하고 작업 특징상 그 하부에서 작업하기 때문에 러그의 부착은 전량 고기량자의 수동용접으로 이루어지며 작업자가 위보기용접자세로 작업한다.Since the lugs vary in size and shape depending on the weight of the moving object and the application location, and work on the lower part due to the characteristics of the work, the attachment of the lugs is made by manual welding of all the masses, and the worker works with the welding position.
러그는 블럭과 같은 대형 철구조물을 이동시키기 위해 그 모서리에 부착된다. 이는 크레인 고리 등에 연결되는 부위로서 용접접합부의 신뢰도가 아주 중요하기 때문에 고기량자가 용접하여야 한다.Lugs are attached to their corners to move large steel structures such as blocks. This is the part connected to the crane hook, etc., so the welder must weld because the reliability of the welded joint is very important.
러그를 블럭에 부착하는 용접작업은 대체로 접합부를 강인하게 하기 위해 다 층용접이 수행된다.The welding operation of attaching the lug to the block is usually carried out with multilayer welding to strengthen the joint.
다층용접은 기용접된 비드면 위에 겹쳐서 용접하는 것을 의미하며 러그의 크기 및 형상에 따라 다층용접의 횟수가 달라진다.Multi-layer welding means to weld over the welded bead surface and the number of multi-layer welding depends on the size and shape of the lug.
또한 용접토치의 진입각, 진입깊이, 전류, 전압, 용접속도, 위빙모션 유무 등 다양한 조건들을 고려해야 하기 때문에 자동화되지 못하고 있다.In addition, it cannot be automated because it requires consideration of various conditions such as the entry angle, the depth of entry, the current, the voltage, the welding speed, and the presence of weaving motion.
작업자가 위보기용접자세로 용접을 함에 따라 허리 및 어깨, 팔 등 근골격계 질환의 우려가 있다.As the worker welds with the welding position, there is a risk of musculoskeletal disorders such as back, shoulders and arms.
이러한 이유로 작업자들이 교대로 작업을 수행하기 때문에 생산성이 미비하다. 또한 용접 시에 떨어지는 슬러그, 스패터는 작업자 및 작업공간의 안전을 위협하는 요인이 된다.For this reason, productivity is inadequate because workers work alternately. In addition, slugs and spatters falling during welding pose a threat to the safety of workers and the work area.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 돌림용접, 다층용접이 가능한 자동 러그 용접 로봇 시스템을 제공하여 용접품질 및 생산성 향상은 물론 작업 안전성을 향상시킬 수 있는 러그 용접 로봇 시스템 및 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention devised to solve the above problems, by providing an automatic lug welding robot system capable of turning welding, multi-layer welding provides a lug welding robot system and a welding method that can improve the welding quality and productivity as well as work safety. It aims to do it.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 러그를 자동으로 용접하는 러그 용접 로봇; 제어기와 제어PC, 모터 및 서보드라이브, 전장품이 탑재된 제어전장반, 제어 전장반에 연결되어 러그 용접 로봇의 각부를 수동으로 조작하거나 용접조건을 입력할 때 사용되는 펜던트; 용접기와 용접토치, 와이어피더를 포함하는 용접장치; 용접와이어를 용접부재에 접촉시킬 경우 디지털신호를 발생시켜 용접선을 추출하는 터치센서; 러그 용접 로봇 시스템과 용접기 및 터치센서에 전원을 공급하는 전원반;을 포함하는 러그 용접 로봇 시스템을 제공한다.The present invention for achieving the above object is a lug welding robot for automatically welding the lug; A pendant, which is connected to a controller, a control PC, a motor and a servo drive, a control board equipped with electrical equipment, and a control board, used to manually manipulate each part of a lug welding robot or input a welding condition; A welding device including a welder, a welding torch and a wire feeder; A touch sensor for generating a digital signal and extracting a welding line when the welding wire is in contact with the welding member; It provides a lug welding robot system including a lug welding robot system and a power panel for supplying power to a welder and a touch sensor.
또한, 본 발명은 5축 로봇으로 구성되어 위/아래, 앞/뒤 방향으로 용접토치의 위치를 보정하여 용접 작업을 수행하는 용접로봇장치; 상기 용접로봇장치를 용접방향으로 이송시키는 로봇 이송장치; 상기 용접로봇장치와 로봇 이송장치를 상하로 이동시키는 리프팅장치; 상기 용접로봇장치, 로봇 이송장치 및 리프팅장치를 탑재하여 조향 및 주행할 수 있는 주행대차; 및 상기 주행대차 내부에 탑재되어 각 부를 제어하는 전장반이 설치된 제어전장반을 포함하는 러그 용접 로봇을 제공한다.In addition, the present invention is composed of a five-axis robot welding robot device for performing a welding operation by correcting the position of the welding torch in the up / down, front / back direction; A robot transfer device for transferring the welding robot device in a welding direction; A lifting device for moving the welding robot device and the robot transfer device up and down; A traveling cart that can be steered and driven by mounting the welding robot device, the robot transporting device, and the lifting device; And it provides a lug welding robot including a control board mounted on the inside of the traveling trolley, the control board is installed for controlling each part.
바람직하게는, 상기 러그 용접 로봇은 상기 용접로봇장치 끝단과 용접토치 사이에 장착되어 갑작스런 충격을 받았을 때 시스템을 정지시키는 쇼크센서와, 상기 리프팅장치 상단에 형성되어 용접와이어가 용접토치로부터 나온 길이를 일정하게 유지하기 위해 용접와이어를 커팅하는 와이어커터, 및 상기 용접토치의 노즐에 묻은 이물질을 제거하는 노즐클리너를 더 포함한다.Preferably, the lug welding robot is mounted between the end of the welding robot device and the welding torch and a shock sensor for stopping the system when suddenly impacted, and formed on top of the lifting device to the length of the welding wire from the welding torch It further comprises a wire cutter for cutting the welding wire to maintain a constant, and a nozzle cleaner for removing foreign matter on the nozzle of the welding torch.
또한, 상기 용접로봇장치는 복수로 형성되어 러그의 양면을 동시에 용접할 수 있을 뿐만 아니라 돌림용접, 다층용접이 가능하다.In addition, the welding robot device is formed in plural to be able to weld both sides of the lug at the same time, as well as turning welding, multi-layer welding is possible.
또한, 본 발명은 용접 중 위빙모션을 생성하고 위빙폭과 위빙속도를 제어하 는 위빙모터; 돌림용접시 부재와의 거리를 일정하게 유지하기 위해 전, 후진을 수행하는 돌림보정모터와 돌림축 리니어가이드; 부재와 용접로봇장치가 z축 방향으로 평행하지 않을 때 용접선을 정확하게 추적하거나, 다층용접시 부재와의 간격을 z축 방향으로 보정해주는 z축 보정모터와 z축 리니어가이드; 용접토치를 회전시켜 돌림용접에 사용되는 로봇회전모터와 하모닉드라이버; 및 부재와 용접로봇장치가 y축 방향으로 평행하지 않을 때 용접선을 정확하게 추적하거나, 다층용접 시 부재와의 간격을 y축 방향으로 보정해주는 y축 보정모터와 y축 리니어가이드를 포함하는 용접로봇장치를 제공한다.In addition, the present invention generates a weaving motion during welding and weaving motor for controlling the weaving width and weaving speed; A rotation correction motor and a rotation shaft linear guide which perform forward and backward to maintain a constant distance from the rotation welding member; A z-axis correction motor and a z-axis linear guide that accurately tracks the weld line when the member and the welding robot device are not parallel in the z-axis direction, or corrects a gap with the member in the z-axis direction when the multilayer welding is performed; Robot rotating motor and harmonic driver used for turning welding by rotating welding torch; And a y-axis correction motor and a y-axis linear guide that accurately tracks the welding line when the member and the welding robot device are not parallel in the y-axis direction, or corrects the gap with the member in the y-axis direction when the multilayer welding is performed. To provide.
또한, 본 발명은 (a) 주행대차를 조종하여 러그가 위치한 블럭 아래로 로봇시스템을 이동시키고, 고정하는 단계; (b) 리프팅장치를 이용하여 로봇 이송장치와 그 위에 장착된 두 대의 용접로봇장치를 용접작업을 수행할 수 있는 위치까지 상승시키는 단계; (c) 용접할 대상 러그의 정보를 입력하는 단계; (d) 터치센서를 이용하여 용접 시작점과 끝점을 티칭하여 용접선을 추출하는 단계; (e) 개선여부와 러그의 두께를 고려하여 다층용접 횟수를 결정하는 단계; (f) 각 층의 특성에 따라 위빙여부를 결정하는 단계; (g) 각 층의 비드 특성에 따라 용접전류, 전압 및 속도를 결정하는 단계; (h) 다층 용접할 각 층의 용접정보를 데이터베이스에 저장하는 단계; (i) 용접 시작위치로 로봇을 이동시키는 단계; (j) 위빙정보가 있는지 판단하고, 위빙정보가 있으면 위빙모션을 수행하면서 용접을 수행하는 단계; (k) 끝점위치에 도달하면 용접을 완료하고, 와이어를 커팅하고 용접토치를 청소하는 단계; 및 (l)용접을 완료한 층이 마지막 층인지 판단하고, 마지막 층이라고 판단되면, 시 스템 위치를 재셋팅하는 단계를 포함하는 러그 용접 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of: (a) moving the robot system under the block in which the lug is located by manipulating the traveling cart; (b) using a lifting device to raise the robot feeder and the two welding robots mounted thereon to a position where welding can be performed; (c) inputting information of a lug to be welded; (d) extracting a welding line by teaching a welding start point and an end point using a touch sensor; (e) determining the number of multilayer welding in consideration of improvement and thickness of the lug; (f) determining whether to weave according to the characteristics of each layer; (g) determining the welding current, voltage and speed according to the bead properties of each layer; (h) storing welding information of each layer to be multi-layer welded in a database; (i) moving the robot to a welding start position; (j) determining whether there is weaving information, and if there is weaving information, performing welding while performing weaving motion; (k) completing welding, cutting the wire and cleaning the welding torch when the end position is reached; And (l) determining whether the finished layer is the last layer and, if determined to be the last layer, resetting the system position.
바람직하게는, 상기 (j) 단계에서, 위빙 정보가 없으면, 위빙 모션 없이 용접작업을 수행하는 단계가 더 포함된다.Preferably, in the step (j), if there is no weaving information, further comprising the step of performing a welding operation without the weaving motion.
또한, 상기 (l) 단계에서, 마지막 층이 아니라고 판단되면, 다음 층 용접정보를 데이터베이스로부터 확인하고, (i) 단계로 진행한다.In addition, in step (l), if it is determined that it is not the last layer, the next layer welding information is confirmed from the database, and the process proceeds to step (i).
본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the advantages of the operability of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 러그 용접 로봇 시스템을 도시한 도면이다.1 is a view showing a lug welding robot system of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 러그 용접 로봇 시스템은 한 쌍 또는 좌, 우 대향적으로 배치된 복수개의 용접로봇장치(2), 상기 용접로봇장치(2) 각각을 용접방향(예 : x축 방향)으로 이송시키는 로봇 이송장치(6), 상기 용접로봇장치(2)와 로봇 이송장치(6)를 상하 이동시키는 리프팅장치(7), 상기 장치를 탑재하여 러그(1) 용접할 위치로 이동시키는 주행대차(8), 상기 주행대차(8) 내부에 탑재되어 각 부를 제어하는 전장반이 설치된 제어전장반(9)으로 구성된 러그 용접 로봇(100)을 포함한다.Referring to Figure 1, the lug welding robot system of the present invention is a pair or a plurality of welding robot device (2) arranged opposite to the left, right, each of the welding robot device 2 in the welding direction (for example, x-axis Direction), the robot transporting device 6 for transporting, the lifting device 7 for moving the welding robot device 2 and the robot transporting device 6 up and down, and the device being mounted and moved to the position where the lug 1 is to be welded. And a lug welding robot (100) composed of a control board (9) mounted inside the driving cart (8), and a control board (9) provided with a board for controlling each unit.
주행대차(8)는 핸들을 사용하는 수동 구름 방식으로 구성되거나, 작업자의 조작에 의해 조향 및 주행이 반자동으로 수행되는 모터 구동 방식 등으로 구성될 수 있다.The driving cart 8 may be configured in a manual rolling method using a handle, or may be configured in a motor driving method in which steering and driving are semi-automatically performed by an operator's operation.
본 발명의 설명 또는 하기의 특허청구범위에서 용접장치는 주지의 용접 형식에 대응한 결합 방식을 준용하여 연결된 용접기(13), 와이어피더(14) 및 용접로봇장치(2)의 용접토치(15)를 포함한다.Welding device of the welding device 13, the wire feeder 14 and the welding robot device 2 connected to the welding device in the description of the present invention or in the following claims by applying a coupling method corresponding to a known welding type. It includes.
상기 용접로봇장치(2)와 용접토치(15)가 결합되는 부위에 쇼크센서(3)가 더 설치되어 있다.The shock sensor 3 is further installed at a portion where the welding robot device 2 and the welding torch 15 are coupled.
리프팅장치(7) 상단에는 와이어커터(4)와 노즐클리너(5)가 설치된다.The wire cutter 4 and the nozzle cleaner 5 are installed at the top of the lifting device 7.
펜던트(10)가 상기 제어전장반(9)에 연결되어 있으며, 터치센서(11), 전원반(12), 용접기(13), 와이어피더(14)가 각각 시스템 외부에 설치된다.Pendant 10 is connected to the control board 9, the touch sensor 11, the power board 12, the welding machine 13, the wire feeder 14 are each installed outside the system.
이하, 상기 러그 용접 로봇 시스템의 작동 과정을 기술한다.Hereinafter, the operation of the lug welding robot system will be described.
상기 주행대차(8)는 작업자의 조작에 의해 조향 및 주행할 수 있는 반자동 기계장치로서 러그 용접 로봇 시스템을 작업위치까지 이동시킨다. 상기 리프팅장치(7)는 상기 주행대차(8)가 작업위치 아래에서 고정된 후, 상기 로봇 이송장치(6)와 두 대의 용접로봇장치(2)를 작업위치까지 들어올린다.The traveling trolley 8 is a semi-automatic device capable of steering and traveling by the operator's operation and moves the lug welding robot system to the working position. The lifting device 7 lifts the robot transporting device 6 and the two welding robotic devices 2 to the working position after the traveling cart 8 is fixed below the working position.
상기 로봇 이송장치(6)는 용접 시에 상기 리프팅장치(7) 위에서 각각의 용접로봇장치(2)를 주행방향으로 이송시키도록, 볼스크루 샤프트 및 볼스크루 너트블록을 갖는 볼스크루, 볼스크루에 동력을 전달하도록 베벨기어 등으로 연결된 모터, 볼스크루 주위에서 리프팅장치(7)과 로봇 이송장치(6)사이에서 x축 레일(6a)에서 슬라이딩 작동 가능하게 설치된 x축 리니어가이드(21)를 갖는다(도 2 또는 도 3참 조).The robot conveying device 6 is provided with a ball screw and a ball screw having a ball screw shaft and a ball screw nut block so as to convey each welding robot device 2 in the traveling direction on the lifting device 7 during welding. A motor connected by a bevel gear or the like to transmit power has an x-axis linear guide 21 slidably operable on the x-axis rail 6a between the lifting device 7 and the robot transfer device 6 around the ball screw. (See FIG. 2 or FIG. 3).
상기 쇼크센서(3)는 용접로봇장치(2) 끝단과 용접토치 사이에 장착되어 갑작스런 충격을 받았을 때 시스템이 멈출 수 있도록 한다.The shock sensor 3 is mounted between the end of the welding robot device 2 and the welding torch to allow the system to stop when a sudden shock is received.
용접 시에 상기 용접로봇장치(2)는 위/아래, 앞/뒤 방향으로 용접토치의 위치를 보정하는 역할을 수행하며 상기 로봇 이송장치(6)가 용접진행방향으로 주행함으로써 용접이 이루어진다. 상기 용접로봇장치(2)로만 용접을 수행하면 작업반경의 제약을 받을 수 있지만, 상기 로봇 이송장치(6)의 길이에 따라 얼마든지 큰 러그도 용접할 수 있다. 더 나아가 두 대의 용접로봇장치(2)에서 다양한 동작실행이 가능하기 때문에 러그의 양면을 동시에 용접할 수 있을 뿐만 아니라, 돌림용접, 다층용접 등 숙련된 용접사의 작업을 대체할 수 있다. 이를 통해 작업시간을 단축시킬 수 있다.During welding, the welding robot device 2 serves to correct the position of the welding torch in the up / down, front / back directions, and welding is performed by the robot transfer device 6 traveling in the welding progress direction. If welding is performed only by the welding robot device 2, the work radius may be restricted, but any large lugs may be welded according to the length of the robot transfer device 6. Furthermore, since the two welding robot apparatuses 2 can perform various operations, not only can weld both sides of the lug at the same time, but also can replace the work of a skilled welder such as spin welding and multi-layer welding. This can shorten the working time.
한편, 상기 와이어커터(4)는 용접와이어의 길이를 일정하게 유지하도록 와이어를 일정길이로 자르는 기능을 수행하고, 상기 노즐클리너(5)는 용접토치의 노즐에 묻은 이물질을 제거한다.On the other hand, the wire cutter (4) performs a function to cut the wire to a predetermined length to maintain a constant length of the welding wire, the nozzle cleaner (5) removes foreign matter on the nozzle of the welding torch.
상기 제어전장반(9)은 주행대차(8) 내부의 빈 공간에 장착되어 케이블의 길이를 짧게 함으로서 비용을 절감할 뿐만 아니라, 작업마다 길고 무거운 케이블들을 끌고 다녀야 하는 불편을 줄일 수 있다. 또한, 전기적 노이즈로부터 간섭을 적게 받는다. 상기 제어전장반(9)에는 주제어기와 로봇 및 리프팅장치(7), 로봇 이송장치(6)의 모터, 서보드라이브, DIO, AIO 단자가 설치되어 있다.The control board 9 is installed in the empty space inside the running cart 8 to shorten the length of the cable not only to reduce the cost, but also to reduce the inconvenience of having to carry long and heavy cables per work. Also, less interference from electrical noise. The control board 9 is provided with a main controller, a robot and a lifting device 7, and a motor, a servo drive, a DIO, and an AIO terminal of the robot transfer device 6.
제어기는 용접로봇장치 및 로봇 이송장치의 모션을 제어하고 용접조건에 따 른 용접제어를 수행하도록 프로그램 되어 있고, 하기에 설명할 용접 방법에 언급된 비교, 판단, 데이터(예 : 용접정보) 입력 또는 읽어 들임, 용접정보 등을 데이터베이스에 저장, 실행 등 제반적인 작동 제어에 관여한다.The controller is programmed to control the motion of the welding robot and the robot transfer device and to perform welding control according to the welding conditions, and to compare, judge, input data (eg, welding information) mentioned in the welding method described below, or It is involved in general operation control such as reading, storing welding information, etc. in database.
상기 펜던트(10)는 리프팅장치를 들어올리거나 수동으로 용접로봇장치를 조작할 때, 용접선을 티칭할 때 사용한다. 또한 러그의 용접조건을 입력하거나 용접조건을 셋팅할 때 사용한다.The pendant 10 is used to lift the lifting device or to teach the welding line when manually operating the welding robot device. It is also used to input welding condition of lug or to set welding condition.
상기 터치센서(11)는 용접와이어를 용접부재에 접촉시키면 디지털신호를 발생시킴으로서 접촉된 위치의 좌표를 알 수 있는 센서로서 용접선을 추출하는데 사용된다. 상기 전원반(12)은 용접기(13) 및 제어전장반(9)에 전원을 공급한다.The touch sensor 11 is used to extract a welding line as a sensor that knows the coordinates of the contacted position by generating a digital signal when the welding wire contacts the welding member. The power board 12 supplies power to the welding machine 13 and the control board (9).
제어전장반(9)에서 각 부위별로 필요한 전원이 다시 공급된다.The power required for each part is supplied again from the control board 9.
와이어피더(14)는 각각의 용접로봇장치(2)의 용접토치에 와이어를 공급하도록 복수개로 본 발명에 사용 될 수 있다.Wire feeder 14 may be used in the present invention in plurality in order to supply a wire to the welding torch of each welding robot device (2).
도 2는 본 발명의 러그 용접 로봇 시스템 중 러그 용접 로봇의 분리 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 러그 용접 로봇의 용접로봇장치를 도시한 도면이다.Figure 2 is an exploded perspective view of the lug welding robot of the lug welding robot system of the present invention, Figure 3 is a view showing a welding robot device of the lug welding robot shown in FIG.
도 2를 참조하면, 러그 용접 로봇(100)은 앞서 설명한 바와 같이 복수개(예 : 2개를 한 쌍으로 좌, 우 대향적으로 배치)의 용접로봇장치(2), 복수개의 로봇 이송장치(6), 리프팅장치(7), 주행대차(8)로 구성되는 기계적 구성과, 제어부에 해당하는 제어전장반(9)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the lug welding robot 100 includes a plurality of welding robot apparatuses 2 and a plurality of robot transfer apparatuses 6 (for example, two pairs are arranged opposite to left and right) as described above. ), A mechanical configuration consisting of a lifting device 7, a traveling cart 8, and a control board 9 corresponding to the control unit.
특히, 도 3을 참조하면, 각각의 용접로봇장치(2)는 실제로 도 1에 도시된 러그(1)을 용접하는 다관절 또는 다축 로봇의 구성을 갖는 것이 바람직하다.In particular, referring to FIG. 3, each welding robot apparatus 2 preferably has a configuration of a multi-joint or multi-axis robot that actually welds the lug 1 shown in FIG. 1.
예컨대, 용접로봇장치(2)는 용접토치(15), 위빙모터(16)와 돌림보정모터(17), z축 보정모터(18), 로봇회전모터(19), y축 보정모터(20)와 돌림축, z축, y축 리니어가이드(22, 23, 25), 하모닉드라이버(24)를 포함하여, 실제의 용접작업에서 다층용접, 돌림용접 또는 미리 사전에 계획된 용접 방식을 실현할 수 있도록 5축(A1 ~ A5) 로봇으로 구성될 수 있다.For example, the welding robot device 2 includes a welding torch 15, a weaving motor 16, a rotation correction motor 17, a z-axis correction motor 18, a robot rotation motor 19, and a y-axis correction motor 20. And multi-axis welding, turning welding, or pre-planned welding methods in actual welding operations, including turning shafts, z-axis, y-axis linear guides (22, 23, 25) and harmonic drivers (24). Axis (A1 ~ A5) can be configured as a robot.
위빙모터(16)는 주지의 용접자동화 방식 또는 피드백 제어 방식을 이용하여, 용접 중 위빙모션을 생성하고 위빙폭과 위빙속도를 제어한다.The weaving motor 16 generates a weaving motion during welding and controls the weaving width and the weaving speed by using a known welding automation method or a feedback control method.
돌림보정모터(17)와 돌림축 리니어가이드(22)는 돌림용접시 부재와의 거리를 일정하게 유지하기 위해 전, 후진을 수행 한다.The rotation correction motor 17 and the rotation shaft linear guide 22 perform the forward and reverse to maintain a constant distance from the rotation welding member.
z축 보정모터(18)와 z축 리니어가이드(23)는 부재와 용접로봇장치가 z축 방향으로 평행하지 않을 때 용접선을 정확하게 추적하거나, 다층용접 시 부재와의 간격을 z축 방향으로 보정해주는 기능을 한다.The z-axis correction motor 18 and the z-axis linear guide 23 accurately track the weld line when the member and the welding robot device are not parallel in the z-axis direction, or correct the gap with the member in the z-axis direction when multi-layer welding is performed. Function
로봇회전모터(19)와 하모닉드라이버(24)는 용접토치(15)를 회전시키는 기능을 하며 돌림용접시에 사용된다.The robot rotating motor 19 and the harmonic driver 24 serve to rotate the welding torch 15 and are used for turning welding.
y축 보정모터(20)와 y축 리니어가이드(25)는 부재와 용접로봇장치가 y축 방향으로 평행하지 않을 때 용접선을 정확하게 추적하거나, 다층용접 시 부재와의 간격을 y축 방향으로 보정해주는 기능을 수행한다.The y-axis correction motor 20 and the y-axis linear guide 25 accurately track the welding line when the member and the welding robot device are not parallel in the y-axis direction, or correct the gap with the member in the y-axis direction when the multilayer welding is performed. Perform the function.
도 4는 본 발명의 러그 용접 로봇 시스템을 이용한 용접 방법을 나타낸 플로우 차트이다.4 is a flow chart showing a welding method using a lug welding robot system of the present invention.
도 4를 참조하면, 먼저 작업자가 주행대차를 조종하여 러그가 위치한 블럭 아래로 러그 용접 로봇을 이동시키고, 정확한 위치가 결정되면 움직이지 않도록 고정한다(S100).Referring to FIG. 4, the operator first moves the lug welding robot under the block where the lug is located by manipulating the traveling cart, and when the correct position is determined, it is fixed not to move (S100).
작업자는 리프팅장치를 이용하여 로봇 이송장치와 그 위에 장착된 두 대의 용접로봇장치를 용접작업을 수행할 수 있는 위치까지 상승시킨다(S110).The worker raises the robot transfer device and the two welding robot devices mounted thereon to a position where the welding operation can be performed using the lifting device (S110).
이후, 용접할 대상 러그의 정보를 입력한다(S120). 그리고 터치센서를 이용하여 용접 시작점과 끝점을 티칭하여 용접선을 추출한다(S130).Thereafter, information on the target lug to be welded is input (S120). Then, the welding line is extracted by teaching the welding start point and the end point using the touch sensor (S130).
개선여부와 러그의 두께를 고려하여 다층용접 횟수를 결정한다(S140). 이런 다음 각 층의 특성에 따라 위빙여부를 결정한다(S150).Determine the number of multi-layer welding in consideration of the improvement and the thickness of the lug (S140). This is then determined whether the weaving according to the characteristics of each layer (S150).
각 층의 비드 특성에 따라 용접전류, 전압 및 속도를 결정한다(S160). 또한 다층 용접할 각 층의 용접정보를 데이터베이스에 저장한다(S170).The welding current, voltage, and speed are determined according to the bead characteristics of each layer (S160). In addition, the welding information of each layer to be multi-layered welding is stored in the database (S170).
용접 시작위치로 용접로봇장치가 이동한다(S180). 현재 층을 용접할 때 위빙정보가 있는지 판단한다(S190). 만일 위빙 정보가 없으면, 용접작업을 수행하고(S200), 위빙정보가 있으면 위빙모션을 하면서 용접을 수행한다(S210).The welding robot apparatus moves to the welding start position (S180). It is determined whether there is weaving information when welding the current layer (S190). If there is no weaving information, the welding operation is performed (S200), and if there is the weaving information, the welding is performed while weaving motion (S210).
그리고 끝점위치에 도달하면 용접이 완료된다(S220). 그런 다음, 와이어커팅을 하고(S230), 용접토치의 노즐을 청소한 다음(S240), 다시 용접시작위치로 이동한다. 이후 현재 용접한 층이 마지막 층인지 판단한다(S250).And when the end position reaches the welding is completed (S220). Then, the wire cutting (S230), cleaning the nozzle of the welding torch (S240), and then moves back to the welding start position. Since it is determined whether the current welded layer is the last layer (S250).
또한 마지막 층이 아니라고 판단되면, 다음 층 용접정보를 데이터베이스로부터 확인한 다음(S260), 다시 S180 단계로 진행한다.In addition, if it is determined that it is not the last layer, the next layer welding information is confirmed from the database (S260), and then the process proceeds back to S180.
한편 S250 단계에서, 마지막 층이라고 판단되면, 모든 작업이 끝났으므로 시스템이 이동할 수 있도록 로봇 이송장치는 초기위치로 용접로봇장치를 이동시키는 작동(예 : 볼스크루에 의한 직선 이동)을 수행하고, 리프팅장치는 하강 작동하고, 다음 러그 위치로 주행대차를 이동함으로써 시스템 위치를 재셋팅 한다(S270).On the other hand, in step S250, when it is determined that the last floor, all the work is finished, the robot transporting device performs an operation (for example, linear movement by a ball screw) to move the welding robot device to the initial position so that the system can move. The device operates in descending direction and resets the system position by moving the driving cart to the next lug position (S270).
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명은 돌림용접, 다층용접이 가능한 자동 러그 용접 로봇 시스템 및 그의 러그 용접 로봇과, 러그 용접 로봇의 중요 부위인 용접로봇장치와, 이들을 이용한 러그 용접 방법을 제공하여서, 용접품질 및 생산성 향상은 물론 작업 안전성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The present invention provides an automatic lug welding robot system capable of turning welding and multi-layer welding, and a lug welding robot thereof, a welding robot device which is an important part of the lug welding robot, and a lug welding method using them, thereby improving welding quality and productivity. There is an advantage to improve work safety.

Claims (9)

  1. 러그를 자동으로 용접하는 러그 용접 로봇; A lug welding robot for automatically welding lugs;
    상기 러그 용접 로봇을 제어하기 위한 S/W가 탑재된 제어기와 제어PC, 구동을 위한 모터 및 서보드라이브, 각종 전장품이 탑재된 제어전장반;A controller and control PC equipped with S / W for controlling the lug welding robot, a motor and servo drive for driving, and a control electric board mounted with various electric appliances;
    상기 제어전장반에 연결되어 러그 용접 로봇의 각부를 수동으로 조작하거나 용접조건을 입력할 때 사용되는 펜던트; A pendant which is connected to the control battle board and used to manually manipulate each part of the lug welding robot or input a welding condition;
    용접기와 용접토치, 와이어피더를 포함하는 용접장치; A welding device including a welder, a welding torch and a wire feeder;
    용접와이어를 용접부재에 접촉시킬 경우 디지털신호를 발생시켜 용접선을 추출하는 터치센서; A touch sensor for generating a digital signal and extracting a welding line when the welding wire is in contact with the welding member;
    러그 용접 로봇 시스템과 용접기 및 터치센서에 전원을 공급하는 전원반;을A power panel for supplying power to the lug welding robot system and the welder and the touch sensor;
    포함하는 것을 특징으로 하는 러그 용접 로봇 시스템.Lug welding robot system comprising a.
  2. 5축으로 구성되어 위/아래, 앞/뒤 방향으로 용접토치의 위치를 보정하여 돌림용접 및 다층용접이 가능한 구조의 용접로봇장치;A welding robot device having a five-axis structure, capable of turning welding and multi-layer welding by correcting the position of the welding torch in the up / down and forward / backward directions;
    상기 러그 용접 로봇을 용접방향으로 이송시키는 이송장치;A transfer device for transferring the lug welding robot in a welding direction;
    상기 러그 용접 로봇과 이송장치를 상하로 이동시키는 리프팅장치;A lifting device for moving the lug welding robot and the transfer device up and down;
    상기 용접로봇장치, 이송장치 및 리프팅장치를 탑재하고 조향 및 주행할 수 있는 주행대차; 및A traveling cart on which the welding robot device, the conveying device, and the lifting device are mounted and which can be steered and driven; And
    상기 주행대차 내부에 탑재되어 각 부를 제어하는 전장반이 설치된 제어전장반;을A control board mounted inside the traveling cart and having a board installed to control each unit;
    포함하는 것을 특징으로 하는 러그 용접 로봇.Lug welding robot comprising a.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 용접로봇장치 끝단과 용접토치 사이에 장착되어 갑작스런 충격을 받았을 때 시스템을 정지시키는 쇼크센서와,A shock sensor mounted between an end of the welding robot device and a welding torch to stop the system when a sudden impact is received;
    상기 리프팅장치 상단에 형성되어 용접와이어의 길이를 일정하게 커팅하는 와이어커터, 및A wire cutter formed on an upper end of the lifting device to constantly cut the length of the welding wire;
    상기 용접토치의 노즐에 묻은 이물질을 제거하는 노즐클리너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 러그 용접 로봇.The lug welding robot further comprises a nozzle cleaner for removing foreign matter from the nozzle of the welding torch.
  4. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 용접로봇장치는 복수로 형성되어 러그의 양면을 동시에 용접하고, 돌림용접, 다층용접을 수행하도록 결합된 것을 특징으로 하는 러그 용접 로봇.The welding robot apparatus is formed of a plurality of lug welding robot, characterized in that coupled to perform welding at the same time, turning welding, multi-layer welding of both sides of the lug.
  5. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    용접 시 발생되는 슬러그, 스패터로부터 각 종 장치를 보호하기 위해 설치된 보호용 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 러그 용접 로봇.Lug welding robot, characterized in that it further comprises a protective cover installed to protect the various devices from the slug, spatter generated during welding.
  6. 용접 중 위빙모션을 생성하고 위빙폭과 위빙속도를 제어하는 위빙모터와 제 1 하모닉드라이버;A weaving motor and a first harmonic driver generating a weaving motion during welding and controlling the weaving width and the weaving speed;
    돌림용접시 부재와의 거리를 일정하게 유지하기 위해 전, 후진을 수행하는 돌림보정모터와 제 1 리니어가이드;A rotation correction motor and a first linear guide which perform forward and backward to maintain a constant distance from the rotation welding member;
    부재와 용접로봇장치가 z축 방향으로 평행하지 않을 때 용접선을 정확하게 추적하거나, 다층용접시 부재와의 간격을 z축 방향으로 보정해주는 z축보정모터와 제 2 리니어가이드;A z-axis correction motor and a second linear guide that accurately tracks the welding line when the member and the welding robot device are not parallel in the z-axis direction, or corrects a gap between the member and the welding robot in the z-axis direction;
    용접토치를 회전시켜 돌림용접에 사용되는 로봇회전모터와 제 2 하모닉드라이버; 및A robot rotating motor and a second harmonic driver used for turning welding by rotating the welding torch; And
    부재와 용접로봇장치가 y축 방향으로 평행하지 않을 때 용접선을 정확하게 추적하거나, 다층용접시 부재와의 간격을 y축 방향으로 보정해주는 y축보정모터와 제 3 리니어가이드;를A y-axis correction motor and a third linear guide that accurately tracks the weld line when the member and the welding robot device are not parallel in the y-axis direction, or corrects a gap between the member and the welding robot in the y-axis direction.
    포함하는 것을 특징으로 하는 용접로봇장치.Welding robot apparatus comprising a.
  7. (a) 주행대차를 조종하여 러그가 위치한 블럭 아래로 로봇시스템을 이동시키 고, 고정하는 단계;(a) manipulating the traveling cart to move and secure the robot system under the block where the lug is located;
    (b) 리프팅장치를 이용하여 로봇 이송장치와 그 위에 장착된 두 대의 용접로봇장치를 용접작업을 수행할 수 있는 위치까지 상승시키는 단계;(b) using a lifting device to raise the robot feeder and the two welding robots mounted thereon to a position where welding can be performed;
    (c) 용접할 대상 러그의 정보를 입력하는 단계;(c) inputting information of a lug to be welded;
    (d) 터치센서를 이용하여 용접 시작점과 끝점을 티칭하여 용접선을 추출하는 단계;(d) extracting a welding line by teaching a welding start point and an end point using a touch sensor;
    (e) 개선여부와 러그의 두께를 고려하여 다층용접 횟수를 결정하는 단계;(e) determining the number of multilayer welding in consideration of improvement and thickness of the lug;
    (f) 각 층의 특성에 따라 위빙여부를 결정하는 단계;(f) determining whether to weave according to the characteristics of each layer;
    (g) 각 층의 비드 특성에 따라 용접전류, 전압 및 속도를 결정하는 단계;(g) determining the welding current, voltage and speed according to the bead properties of each layer;
    (h) 다층 용접할 각 층의 용접정보를 데이터베이스에 저장하는 단계;(h) storing welding information of each layer to be multi-layer welded in a database;
    (i) 용접 시작위치로 로봇을 이동시키는 단계;(i) moving the robot to a welding start position;
    (j) 위빙정보가 있는지 판단하고, 위빙정보가 있으면 위빙모션을 수행하면서 용접을 수행하는 단계;(j) determining whether there is weaving information, and if there is weaving information, performing welding while performing weaving motion;
    (k) 끝점위치에 도달하면 용접을 완료하고, 와이어를 커팅하고 용접토치를 청소하는 단계; 및(k) completing welding, cutting the wire and cleaning the welding torch when the end position is reached; And
    (l)용접을 완료한 층이 마지막 층인지 판단하고, 마지막 층이라고 판단되면, 시스템 위치를 재셋팅하는 단계;를(l) determining whether the completed floor is the last floor, and if determined to be the last floor, resetting the system location;
    포함하는 것을 특징으로 하는 러그 용접 방법.Lug welding method comprising a.
  8. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 (j) 단계에서,In the step (j),
    위빙 정보가 없으면, 위빙 모션 없이 용접작업을 수행하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 러그 용접 방법.If there is no weaving information, the lug welding method further comprises the step of performing a welding operation without weaving motion.
  9. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 (l) 단계에서,In step (l),
    마지막 층이 아니라고 판단되면, 다음 층 용접정보를 데이터베이스로부터 확인하고, (i) 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 러그 용접 방법.If it is determined that it is not the last layer, the next layer welding information is confirmed from the database, and the lug welding method, characterized in that proceeds to step (i).
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