KR20090095041A - Automatic welding system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동용접 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic welding system.
일반적으로 굴삭기의 버킷(Bucket), 각종 빔(Beam)이나 강관 등의 철구조물은 용접기를 이용하여 작업자가 일일이 수작업으로 용접작업을 실시한다.In general, steel structures such as buckets, various beams, and steel pipes of excavators are manually welded by an operator using a welding machine.
그러나, 굴삭기의 버킷, 각종 빔이나 강관 등 대형의 철재를 용접하기 위해서는 다수의 용접자가 필요하며, 작업자의 숙련도에 따라 용접작업의 품질이 결정될 뿐만 아니라, 버킷, 빔, 강관의 상하좌우 전체를 용접하는데 상당한 시간이 소요되는 문제점이 있다.However, a large number of welders are required to weld large-scale steel such as buckets of excavators, various beams or steel pipes, and the quality of welding work is determined according to the skill of the operator, and the entire top, bottom, left, and right sides of the bucket, beam, and steel pipe are welded. There is a problem that takes a considerable time to.
또한, 버킷, 빔, 강관 등의 철구조물은 무게가 무겁고 길이가 긴 것일수록 용접하기란 쉽지가 않고 자칫 용접이 잘못되면 까다롭고 복잡한 수정작업을 가하여야 하는 문제점이 발생하게 된다.In addition, steel structures such as buckets, beams, steel pipes, etc. are heavy and long, so that welding is not easy, and when welding is wrong, a complicated and complicated correction work is required.
또한, 수작업으로 실시될 경우 작업자의 그날 상태에 따라서 용접 작업의 품질이 달라지거나 용접부위가 누락될 수도 있는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that the quality of the welding operation may be different or the welding portion may be missing depending on the state of the operator when performed by hand.
본 발명의 목적은, 가(假)용접된 상태의 모재가 작업대에 이송되면, 상기 모재를 회전, 선회, 승강 이동시켜 프레임의 상단에 Y축 및 X축으로 이동가능하게 결합된 웰딩로봇을 통해 모재의 전면(全面)을 용접하는 자동용접 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention, when the base material in the temporarily welded state is transferred to the work table, by rotating, turning, lifting and moving the base material through a welding robot coupled to the Y-axis and X-axis movably at the top of the frame It is to provide an automatic welding system for welding the entire surface of the base material.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동용접 시스템은, 가용접된 모재(母材)를 구속하여 회전, 선회 및 승강시키는 포지셔너유닛과; 상기 포지셔너유닛의 일측에 전후, 좌우로 이동가능하게 결합되어, 상기 포지셔너유닛에 의해 구속된 모재를 용접하는 웰딩유닛;을 포함하여 구성된다.Automatic welding system according to the present invention for achieving the above object, the positioner unit for constraining, rotating and elevating restrained base metal (된); And a welding unit coupled to one side of the positioner unit so as to be movable back and forth, left and right, and welding a base material restrained by the positioner unit.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 자동용접 시스템에 따르면, 용접장치가 프레임의 상단에 결합되어 있어, 비교적 좁은 공간에서도 자동용접이 가능한 이점이 있다. 즉, 프레임의 상단에 결합된 수평이동장치와 전후이동장치를 통해 웰딩로봇이 이동되도록 상기 프레임에 결합되므로, 프레임의 설치공간만 확보되면 자동용접을 실시할 수 있게 된다.According to the automatic welding system according to the present invention as described above, the welding device is coupled to the upper end of the frame, there is an advantage that can be automatic welding in a relatively narrow space. That is, the welding robot is coupled to the welding robot to move through the horizontal moving device and the front and rear moving device coupled to the upper end of the frame, so that only the installation space of the frame is secured, the automatic welding can be performed.
또한, 모재가 올려지는 작업대가 회전, 선회, 승강됨에 따라 모재의 전면(全面)의 용접작업이 자동으로 실시되므로, 작업의 안전성이 향상되는 이점이 있다.In addition, since the welding work of the entire surface of the base material is automatically performed as the work table on which the base material is raised is rotated, swiveled, and elevated, there is an advantage that the safety of the work is improved.
또한, 작업자의 숙련도에 따른 용접작업의 질이 변화되지 않고, 항상 일정하 게 유지되므로 용접작업이 견고하게 실시되는 이점이 있다.In addition, the quality of the welding work according to the skill of the operator does not change, it is always kept constant, there is an advantage that the welding work is carried out firmly.
그리고, 동일한 모재를 용접할 경우에는 대량작업이 가능하며, 작업시간 또한 단축되는 이점이 있다.And, when welding the same base material can be a large amount of work, there is an advantage that the working time is also shortened.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 살펴보도록 한다.Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 사상에 따른 용접시스템의 구성을 개략적으로 보인 평면도이다.1 is a plan view schematically showing the configuration of a welding system according to the spirit of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 자동용접 시스템은 가용접된 모재(母材)를 구속하여, 회전, 선회 및 승강시키는 포지셔너유닛(100)과, 상기 포지셔너유닛(100)과 일체로 제공되어, 상기 포지셔너유닛(100)에 올려진 모재를 용접하는 웰딩유닛(200)을 포함하여 구성되며, 상기 포지셔너유닛(100)의 일측에는 용접될 모재 및 용접완료된 모재를 이송시키는 모재이송장치(300)가 더 구비된다.1, the automatic welding system according to the present invention is provided integrally with the
그리고, 상기 포지셔너유닛(100)의 일측에는 상기 포지셔너유닛(100) 내지 모재이송장치(300)의 동작 및 동작순서를 제어하는 제어유닛(400)이 더 구비된다.And, one side of the
상세하게는, 상기 제어유닛(400)은 상기 포지셔너유닛(100) 내지 모재이송장치(300)의 전반적인 동작을 설정하는 셋팅박스(410)와, 상기 셋팅박스(410)에 의해 입력된 순서에 따라 상기 포지셔너유닛(100) 내지 모재이송장치(300)의 동작을 제어하는 컨트롤러(420)와, 상기 컨트롤러(420)의 시작, 종료, 비상정지 등을 제어하는 조작박스(430)를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 제어유닛(400)에는 상기 웰딩유닛(200)으로 용접작업을 위한 전원을 공급하는 용접기(450) 및 와이어, 이산화 탄소가스(CO2 Gas)가 더 연결된다.Specifically, the
상기 셋팅박스(410)는 모재의 크기 및 종류에 따라 상기 모재이송장치(300) 및 웰딩유닛(200)의 이동좌표 및 상기 포지셔너유닛(100)의 동작좌표를 입력하기 위한 구성이며, 이러한 설정은 작업자가 각 단계별로 실시하도록 설정하거나, 모든 단계를 한 번에 순차적으로 설정하여 모재의 이송 및 용접작업을 처음부터 끝까지 자동으로 이루어지도록 할 수 있다.The
그리고, 상기 제어유닛(400)에는 용접시 출력되는 용접기의 전류 및 전압 파형을 그래프로 표시하는 컴퓨터가 더 연결될 수 있으며, 이를 통해 작업자는 상기 용접기(450)의 상태를 확인할 수 있다.In addition, the
한편, 상기 웰딩유닛(200)은 상기 포지셔너유닛(100)의 상측에 제공되며 다관절로 구성되는 웰딩로봇(220)과, 상기 웰딩로봇(220)의 Y축 이동을 안내하는 수평이동장치(240)와, 상기 웰딩로봇(220)의 X축 이동을 안내하는 전후이동장치(260)를 포함하여 구성되며, 이들의 구성은 아래에서 상세하게 살펴보도록 한다.On the other hand, the
상기 웰딩로봇(220)은 상기 포지셔너유닛(100)에 올려진 모재를 다양한 각도 즉, 직선 및 곡선 등의 3차원으로 동작 가능하도록 다관절로 구성된다. 즉, 다수의 관절 각각에 서보모터(AC-Servo motor)가 구비되어, 서보모터의 제어를 통해 상기 웰딩로봇(220)의 정밀한 움직임이 가능하게 된다.The
상기 웰딩로봇(220)의 단부에는 이산화탄소가스와 와이어를 이용해 용접작업이 수행되도록 하는 토치(221)가 더 구비된다. 그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 토치(221)의 상방에는 화상카메라가 더 구비되어, 용접작업을 실시간으로 촬영할 수 있도록 구성할 수 있다. 또한, 상기 웰딩로봇(22)의 단부에 설치된 화상카메라를 상기 컴퓨터에 연결하여 용접상태를 실시간으로 확인하거나 작업영상을 저장할 수 있도록 구성할 수 있다.An end of the
한편, 상기 웰딩로봇(220)은 상기 수평이동장치(240) 및 전후이동장치(260)에 의해 상기 포지셔너유닛(100)의 상측에 결합된다. 즉, 상기 포지셔너유닛(100)은 전반적인 외형을 형성하며, 상기 웰딩로봇(220)이 수평방향, 전후방향으로 이동가능하게 결합되는 프레임(120)과, 모재가 올려지는 작업대(190)를 회전, 선회, 승강 시키는 회전장치(180), 선회장치(160) 및 승강장치(140)를 포함하여 구성되며, 이들에 대한 상세한 구성은 아래에서 살펴보도록 한다.Meanwhile, the
한편, 상기 프레임(120)의 일측에는 용접될 모재가 이송되거나, 용접완료된 모재가 배출되는 모재이송장치(300)가 구비된다. On the other hand, one side of the
상기 모재이송장치(300)는 모재가 올려지는 이송플레이트(320)와, 상기 이송플레이트(320)의 이동경로를 형성하는 이송레일(340)과, 상기 이송레일(340)을 따라 상기 이송플레이트(320)가 이동되도록 하는 이송수단(360)을 포함하여 구성된다.The base
상기 이송플레이트(320)는 버킷, 각종 빔이나 강관 등의 모재가 안정적으로 지지될 수 있는 너비를 가지는 대략 직사각형의 판재로 형성되며, 상기 이송수단(360)에 의해 상기 이송레일(340)을 따라 용접될 모재 및 용접완료된 모재를 이송시키는 역할을 한다.The
상기 이송플레이트(320)의 하측에는 상기 이송플레이트(320)의 이동경로를 형성하는 이송레일(340)이 구비된다. 상기 이송레일(340)은 도면에 도시된 바와 같이 상기 이송플레이트(320)가 상기 프레임(120)의 측방(도 1에서 볼 때 좌측)에서 전방으로 이동되도록(검은색 블록 화살표 방향 참조) 형성되거나, 상기 프레임(120)의 전방에서 측방으로 이동될 수 있도록(블록 화살표 방향 참조) 형성된다.The lower side of the
즉, 용접될 모재가 올려진 이송플레이트(320)가 상기 프레임(120)의 측방에서 전방으로 이송된 다음, 상기 작업대(190)에 올려져 용접작업이 실시되며, 용접작업이 완료된 모재는 상기 이송플레이트(320)에 옮겨진 후 상기 프레임(120)의 전방으로 이동되어 배출되도록 구성되거나, 이와 반대로 구성된다.That is, the
또한, 상기 이송레일(340)은 일자 형태로 형성되어, 상기 이송플레이트(320)가 상기 프레임(120)의 측방에서 측방으로 즉, 좌측에서 우측으로, 또는 우측에서 좌측으로 이동되도록 구성될 수 있을 것이다.In addition, the
한편, 상세하게 도시되지는 않았지만, 상기 이송수단(360)은 회전력을 발생하는 이동모터와, 상기 이동모터와 연결되어 상기 이송레일(340)의 상면을 구름 운동하는 이동모터풀리를 포함하여 구성되며, 전술한 셋팅박스(410)에 의해 상기 웰딩로봇(220)의 용접작업 속도에 맞게 이동되도록 동작좌표가 설정된다. 즉, 작업자는 상기 셋팅박스(410)를 이용하여 최초에는 모재이송장치(300)의 이송 및 배출 동작좌표, 웰딩유닛(200) 및 포지셔너유닛(100)의 동작좌표 등을 설정하며, 이후는 상기 셋팅박스(410)를 통해 설정된 동작좌표대로 상기 컨트롤러(420)에 의해 제어되어 동일한 작업이 자동으로 반복 수행된다.On the other hand, although not shown in detail, the
이하에서는 포지셔너유닛(100) 및 웰딩유닛(200)의 구성을 상세하게 살펴보 도록 한다.Hereinafter, the configuration of the
도 2는 본 발명의 사상에 따른 자동용접 시스템의 요부구성인 포지셔너유닛 및 웰딩유닛의 외형을 보인 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing the external appearance of the positioner unit and the welding unit of the main components of the automatic welding system according to the spirit of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view of FIG.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 다수의 관절로 구성되는 웰딩로봇(220)은 전후이동장치(260) 및 수평이동장치(240)에 의해 전후/좌우로 이동가능하게 프레임(120)의 상측에 결합된다.2 to 3, the
상세하게는, 상기 수평이동장치(240)는 상기 프레임(120)의 상단에 결합되는 수평이동 프레임(250)과, 상기 수평이동 프레임(250)의 일단에 결합되어, 회전력을 발생하는 수평이동 모터(242)와, 상기 수평이동 모터(242)에 회전가능하게 결합되어, 상기 수평이동 모터(242)에 의해 회전되는 수평이동 볼스크류(244)와, 상기 수평이동 볼스크류(244)의 회전운동을 직선운동을 변환하는 수평이동 스크류너트(246)를 포함하여 구성되며, 상기 웰딩로봇(220)의 Y축 이동(도 2에서 볼 때 좌우방향)을 안내하는 역할을 한다.In detail, the
즉, 상기 수평이동장치(240)는 전술한 모재이송장치(300)에 의해 용접될 모재가 이송되어, 작업대(190)에 올려질 때는 상기 웰딩로봇(220)이 좌측단(도 2에서 볼 때)으로 이동될 수 있도록 하여, 상기 모재를 상기 작업대(190)에 올리는 과정에서 웰딩로봇(220)이 파손되지 않도록 하는 역할뿐만 아니라 상기 작업대(190)에 올려진 모재의 좌우측 길이가 긴 경우에는 상기 웰딩로봇(220)이 좌우로 이동되는 경로를 형성하여, 좌우측 길이가 긴 모재의 용접이 용이하게 실시될 수 있도록 한다.That is, the horizontal moving
상기 수평이동 프레임(250)은 상기 웰딩로봇(220)의 하중을 지지할 수 있도록 내부가 중공된 철재로 형성되어, 상기 프레임(120)의 상단에 볼트와 너트를 이용하여 결합되거나, 용접 등의 방법으로 결합된다.The
그리고, 상기 수평이동 프레임(250)의 우측단에는 상기 수평이동 모터(242)의 일단이 수용되어 결합되는 수평이동 모터홀(251)이 천공형성되며, 상기 수평이동 모터홀(251)에는 수평이동 모터(242)가 결합된다.In addition, a horizontal
상기 수평이동 모터(242)는 정밀한 속도제어 및 위치제어가 가능한 서보모터(AC-Servo motor)로 구성되는 것이 바람직하며, 회전축이 상기 수평이동 프레임(250)의 내측으로 돌출되도록 상기 수평이동 모터홀(251)에 고정된다. 그리고, 상기 수평이동 모터(242)는 수평이동 모터커버(243)의 내측에 수용됨으로써, 외부로 노출되지 않게 구성된다.The
상기 수평이동 모터(242)의 회전축에는 감속기 및 커플러가 더 구비되어, 상기 커플러에 의해 상기 수평이동 볼스크류(244)가 결합된다. 상기 수평이동 볼스크류(244)는 외주면에 나사산(기어)이 형성된 소정의 길이를 가지는 철재 봉으로 형성된다. 그리고, 상기 수평이동 볼스크류(244)의 양단에는 수평이동 지지베어링(245)이 더 구비되어, 상기 수평이동 지지베어링(245)에 의해 회전가능하게 상기 수평이동 프레임(250)의 내측에 고정된다.The rotation shaft of the
한편, 상기 수평이동 볼스크류(244)의 외주면에는 수평이동 스크류너트(246)가 더 구비된다. 상기 수평이동 스크류너트(246)의 내주면에는 상기 수평이동 볼스크류(244)의 외주면에 형성된 나사산과 대응되는 형상의 나사산(기어)이 형성되어, 상기 수평이동 볼스크류(244)의 회전운동을 직선운동으로 변환한다. 즉, 상기 수평이동 볼스크류(244)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전되면, 상기 수평이동 스크류너트(246)는 상대적으로 우측 또는 좌측 방향으로 직선이동을 한다.On the other hand, the outer circumferential surface of the horizontal moving
그리고, 상기 수평이동 스크류너트(246)에는 상기 전후이동장치(260)가 결합되는 전후이동 플레이트(248)가 더 결합되어, 상기 전후이동장치(260)에 결합된 웰딩로봇(220)이 좌우로 이동가능하게 된다.In addition, the horizontal movement screw nut 246 is further coupled to the front and
한편, 상기 수평이동 프레임(250)의 전면 상하단에는 상기 전후이동장치(260)의 Y축 이동(도 2에서 볼 때 좌우측 방향 이동)을 안내하는 수평이동 레일(252)이 구비된다. 상기 수평이동 레일(252)에는 상기 전후이동장치(260)와 결합되는 수평이동 레일가이드(249)가 더 구비되어, 상기 전후이동장치(260)가 Y축 방향으로 부드럽게 슬라이딩 이동되도록 구성된다.Meanwhile, horizontally moving
상기 수평이동 프레임(250)의 전면에는 수평이동 벨로즈커버(253)가 구비된 수평이동 프레임커버(255)가 더 구비되어, 상기 수평이동 프레임(250)의 내부가 차폐되도록 구성되며, 상기 수평이동 벨로즈커버(253)는 주름이 형성되어, 상기 전후이동장치(260)가 좌우방향(도 2에서 볼 때)으로 이동되더라도 상기 수평이동 프레임(250)의 내부가 노출되지 않도록 구성된다.The front of the
한편, 상기 전후이동 플레이트(248)에는 전후이동장치(260)가 결합된다. 상기 전후이동장치(260)는 상기 전후이동 플레이트(248)에 결합되는 전후이동 프레임(270)과, 상기 전후이동 프레임(270)의 일단에 결합되어, 회전력을 발생하는 전후이동 모터(262)와, 상기 전후이동 모터(262)에 회전가능하게 결합되어, 상기 전후이동 모터(262)에 의해 회전되는 전후이동 볼스크류(264)와, 상기 전후이동 볼스크류(264)의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 전후이동 스크류너트(266)를 포함하여 구성되며, 상기 웰딩로봇(220)의 X축 이동(도 2에서 볼 때 전후방향)을 안내하는 역할을 한다.On the other hand, the front and
즉, 상기 전후이동장치(260)는 상기 작업대(190)에 올려진 모재의 전후측 방향으로 상기 웰딩로봇(220)을 이동시켜, 모재의 전후측 용접이 용이하게 실시될 수 있도록 하는 역할을 한다.That is, the front and
상세하게는, 상기 전후이동 프레임(270)은 상기 웰딩로봇(220)의 하중을 지지할 수 있도록 내부가 중공된 철재로 형성되어, 상기 전후이동 플레이트(248)에 볼트와 너트를 이용하여 결합된다.In detail, the front and
그리고, 상기 전후이동 프레임(270)의 후측단에는 상기 전후이동 모터(262)가 결합되는 전후이동 모터홀(미도시)이 천공형성되며, 상기 전후이동 모터홀(미도시)에는 전후이동 모터(262)가 결합된다.In addition, a front and rear movement motor hole (not shown) to which the front and
상기 전후이동 모터(262)는 정밀한 속도제어 및 위치제어가 가능한 서보모터(AC-Servo motor)로 구성되는 것이 바람직하며, 회전축이 상기 전후이동 프레임(270)의 내측으로 돌출되도록 상기 전후이동 모터홀(미도시)에 고정된다. 그리고, 상기 전후이동 모터(262)는 전후이동 모터커버(미도시)의 내측에 수용됨으로써, 외부로 노출되지 않게 구성된다.The front and
상기 전후이동 모터(262)의 회전축에는 감속기 및 커플러 가 더 구비되어, 상기 커플러에 의해 상기 전후이동 볼스크류(264)가 결합된다. 상기 전후이동 볼스 크류(264)는 외주면에 나사산(기어)가 형성된 소정의 길이를 가지는 철재 봉으로 형성된다. 그리고, 상기 전후이동 볼스크류(264)의 양단에는 전후이동 지지베어링(265)이 더 구비되어, 상기 전후이동 지지베어링(265)에 의해 회전가능하게 상기 수평이동 프레임(250)의 내측에 고정된다.The rotation shaft of the front and
한편, 상기 전후이동 볼스크류(264)의 외주면에는 전후이동 스크류너트(266)가 더 구비된다. 상기 전후이동 스크류너트(266)의 내주면에는 상기 전후이동 볼스크류(264)의 외주면에 형성된 나사산과 대응되는 형상의 나사산(기어)이 형성되어, 상기 전후이동 볼스크류(264)의 회전운동을 직선운동으로 변환한다. 즉, 상기 전후이동 볼스크류(264)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전되면, 상기 수평이동 스크류너트(246)는 상대적으로 후방 또는 전방으로 직선이동된다.On the other hand, the front and rear
그리고, 상기 전후이동 스크류너트(266)에는 웰딩로봇(220)이 결합되는 로봇결합플레이트(268)가 더 결합되어, 상기 웰딩로봇(220)이 전후 방향으로 이동가능하게 된다.In addition, the robot screw plate 268 to which the
한편, 상기 전후이동 프레임(270)의 하면 좌/우측단에는 상기 웰딩로봇(220)의 X축 이동(도 2에서 볼 때 전후방 이동)을 안내하는 전후이동 레일(272)이 구비된다. 상기 전후이동 레일(272)에는 상기 로봇결합플레이트(268)와 결합되는 전후이동 레일가이드(269)가 더 구비되어, 상기 웰딩로봇(220)이 X축 방향으로 부드럽게 슬라이딩 이동되도록 구성된다.On the other hand, the left and right ends of the front and
상기 전후이동 프레임(270)의 하면에는 전후이동 벨로즈커버(미도시)가 구비된 전후이동 프레임커버(275)가 더 구비되어, 상기 전후이동 프레임(270)의 내부가 차폐되도록 구성되며, 상기 전후이동 벨로즈커버(미도시)는 주름이 형성되어, 상기 웰딩로봇(220)이 전후방향(도 2에서 볼 때)으로 이동되더라도 상기 전후이동 프레임(270)의 내부가 노출되지 않도록 구성된다.The lower and lower surfaces of the front and
한편, 상기 웰딩유닛(200)은 가(假)용접된 모재를 회전, 선회, 승강시키는 포지셔너유닛(100) 즉, 프레임(120)에 결합된다. 상기 포지셔너유닛(100)은 전반적인 뼈대를 형성하여, 상기 웰딩유닛(200) 및 모재를 지지하는 프레임(120)과, 모재가 올려지는 작업대(190)를 Z축(프레임의 상하 방향)을 기준으로 회전시키는 회전장치(180)와, 상기 작업대(190)를 X축을 기준으로 회전시키는 선회장치(160)와, 상기 작업대(190)를 Z축 방향으로 이동시키는 승강장치(140)를 포함하여 구성된다.On the other hand, the
상세하게는, 상기 프레임(120)은 횡단면이 대략 "ㄷ" 형상으로 형성되어, 내부에 승강장치(140)가 수용되는 승강프레임(121)과, 상기 승강프레임(121)의 하단에 결합되어, 상기 포지셔너유닛(100) 및 웰딩유닛(200)을 지지하는 지지프레임(127)을 포함하여 구성되며, 상기 포지셔너유닛(100) 및 웰딩유닛(200) 등의 안정적인 지지가 가능하도록 철재로 구성된다.In detail, the
상기 지지프레임(127)은 상면에서 바라볼 때 대략 "H" 형상으로 형성되며, 지면에 박힌 앵커 볼트와 같은 지지수단에 의해 고정되어, 상기 포지셔너유닛(100) 및 웰딩유닛(200)을 안정적으로 지지한다.The
한편, 상기 승강프레임(121)에는 승강장치(140)가 구비된다. 상기 승강장치(140)는 회전력을 발생하는 승강모터(142)와, 상기 승강모터(142)와 축결합되어 회전하는 승강 볼스크류(144)와, 상기 승강 볼스크류(144)의 회전운동을 직선운동 을 변환하는 승강 스크류너트(146)를 포함하여 구성되며, 상기 작업대(190)에 올려진 모재를 Z축 방향(도 2에서 볼 때 상하 방향)으로 이동시키는 역할을 수행한다.On the other hand, the
상세하게는, 상기 승강프레임(121)의 상단에는 상기 승강모터(142)가 결합되는 승강모터홀(미도시)이 천공형성되며, 상기 승강모터홀(미도시)에는 상기 승강모터(142)가 결합된다. 그리고, 상기 승강모터(142)는 승강모터 커버(143)의 내측에 수용되어, 외부로 노출되지 않도록 구성된다.In detail, a lifting motor hole (not shown) to which the lifting
상기 승강모터(142)는 서보모터(AC-Servo motor)로 구성되어 정밀한 속도제어 및 위치제어가 가능하도록 구성하는 것이 바람직하며, 상기 승강모터(142)의 회전축에는 감속기 및 커플러가 더 구비되어, 상기 승강 볼스크류(144)가 결합된다.The lifting
상기 승강 볼스크류(144)는 외주면에 나사산(기어)가 형성된 소정의 길이를 가지는 철재 봉으로 형성되며, 상기 승강 볼스크류(144)의 양단에는 승강 지지베어링(145)이 더 구비되어, 상기 승강모터(142)의 회전력에 의해 회전 가능하도록 상기 승강프레임(121)의 내측에 고정된다.The elevating ball screw 144 is formed of an iron rod having a predetermined length having a thread (gear) formed on the outer circumferential surface, and elevating
한편, 상기 승강 볼스크류(144)의 외주면에는 승강 스크류너트(146)가 더 구비된다. 상기 승강 스크류너트(146)의 내주면에는 상기 승강 볼스크류(144)의 외주면에 형성된 나사산과 대응되는 형상의 나사산(기어)이 형성되어, 상기 승강 볼스크류(144)의 회전운동을 직선운동으로 변환한다. 즉, 상기 승강 볼스크류(144)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전되면, 상기 승강 스크류너트(146)는 상대적으로 상방 또는 하방으로 직선이동한다.On the other hand, the lifting
그리고, 상기 승강 스크류너트(146)에는 상기 선회장치(160)의 후면프레 임(170)이 더 결합되어, 상기 작업대(190)에 올려진 모재가 상하로 이동가능하게 된다.In addition, the lifting
한편, 상기 승강 프레임(120)의 전면 좌/우측단에는 상기 작업대(190)를 Z축 이동(도 2에서 볼 때 상하 방향)을 안내하는 승강 레일(122)이 구비된다. 상기 승강 레일(122)에는 상기 후면프레임(170)과 결합되는 승강 레일가이드(172)가 더 구비되어, 상기 작업대(190)가 Z축 방향으로 부드럽게 슬라이딩 이동되도록 구성된다.On the other hand, the front left and right ends of the elevating
그리고, 상기 승강 프레임(120)의 전면에는 승강 벨로즈커버(123)가 더 구비되어, 상기 승강 프레임(120)의 내부가 차폐되도록 구성되며, 상기 승강 벨로즈커버(123)는 주름이 형성되어, 상기 작업대(190)가 상하방향(도 2에서 볼 때)으로 이동되더라도 상기 승강 프레임(120)의 내부가 노출되지 않도록 구성된다.In addition, a lifting bellows
한편, 상기 후면프레임(170)에는 선회장치(160)가 결합된다. 상기 선회장치(160)는 상기 후면프레임(170)의 일측에 결합되어, 회전력을 발생하는 선회모터(162)와, 상기 선회모터(162)의 회전축에 회전가능하게 결합되는 선회모터기어(164)와, 상기 선회모터기어(164)와 기어결합되어 회전되는 선회기어(166)를 포함하여 구성되며, 상기 작업대(190)를 X축을 기준으로 회전시키는 역할을 한다.Meanwhile, the
상세하게는, 상기 후면프레임(170)에는 상기 선회모터(162)가 고정되는 선회모터 고정홀(171)이 형성되며, 상기 선회모터 고정홀(171)에는 선회모터(162)가 결합된다. 상기 선회모터(162)는 정밀한 속도제어 및 위치제어가 가능한 서보모터(AC-Servo motor)로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 선회모터(162)는 선 회모터커버(163)의 내측에 수용되어 외부로 노출되지 않도록 구성된다.In detail, the
그리고, 상기 선회모터(162)의 회전축에는 감속기가 더 구비되며, 상기 감속기에 의해 상기 선회모터(162)의 회전축에는 선회모터기어(164)가 회전가능하게 결합된다. 상기 선회모터기어(164)는 외주면에 기어가 형성되며, 상기 선회모터(162)의 회전축과 동일한 방향으로 회전되도록 장착된다.In addition, a reduction gear is further provided on the rotation shaft of the
상기 선회모터기어(164)의 일측에는 선회기어(166)가 구비된다. 상기 선회기어(166)는 상기 선회모터기어(164)와 기어결합되어, 상기 선회모터기어(164)와 반대방향으로 회전가능하도록 구비된다. 상세하게는, 상기 선회기어(166)의 외주면에는 상기 선회모터기어(164)와 대응되는 형상의 기어가 형성되며, 상기 작업대(190)가 결합되는 선회프레임(168)에 볼트 결합되어, X축을 기준으로 회전가능하게 상기 후면프레임(170)에 결합된다.One side of the
그리고, 상기 선회모터기어(164) 내지 선회프레임(168)은 전면커버(169)의 내측에 수용되어 외부로 노출되지 않도록 구성된다.In addition, the
한편, 상기 선회프레임(168)에는 작업대 프레임(181)이 결합된다. 상기 작업대 프레임(181)은 상기 작업대(190)가 상기 선회장치(160)로부터 소정거리 이격되도록 하는 역할뿐만 아니라 상기 작업대(190)에 올려지는 모재의 하중을 지지하는 역할을 하는 구성으로, 내부가 중공된 철재로 구성되어, 내부에는 상기 작업대(190)를 Z축을 기준으로 회전시키는 회전장치(180)가 구비된다.On the other hand, the
상기 회전장치(180)는 상기 작업대 프레임(181)의 내측에 결합되어, 회전력을 발생하는 회전모터(182)와, 상기 회전모터(182)의 회전축에 회전가능하게 결합 되는 회전모터기어(184)와, 상기 회전모터기어(184)와 기어결합되어 회전되는 회전기어(186)를 포함하여 구성된다.The
상세하게는, 상기 작업대 프레임(181)에는 상기 회전모터(182)가 고정되는 회전모터 고정홀(미도시)이 형성되며, 상기 회전모터 고정홀(미도시)에는 회전모터(182)가 결합된다. 상기 회전모터(182)는 정밀한 속도제어 및 위치제어가 가능한 서보모터(AC-Servo motor)로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 회전모터(182)는 회전모터 커버(미도시)에 의해 외부로 노출되지 않도록 구성된다.In detail, the
그리고, 상기 회전모터(182)의 회전축에는 감속기가 더 구비되며, 상기 감속기에 의해 상기 회전모터(182)의 회전축에는 회전모터기어(184)가 회전가능하게 결합된다. 상기 회전모터기어(184)의 외주면에는 베벨기어(Bevel gear)가 형성되며, 상기 회전모터(182)의 회전축과 동일한 방향으로 회전되도록 장착된다.In addition, a reduction gear is further provided on the rotation shaft of the rotation motor 182, and the
상기 회전모터기어(184)의 일측에는 회전기어(186)가 구비된다. 상기 회전기어(186)는 상기 회전모터기어(184)와 기어결합되어, 상기 회전모터기어(184)와 직교하는 방향으로 회전가능하도록 구비된다. 상세하게는, 상기 회전기어(186)의 외주면에는 상기 회전모터기어(184)와 대응되는 형상의 베벨기어가 형성되며, 회전축(187)에 결합되어 고정된다. 그리고, 상기 회전축(187)은 상기 작업대(190)가 결합되는 회전프레임(188)에 볼트 결합되어, Z축을 기준으로 회전가능하게 상기 작업대 프레임(181)에 결합된다.One side of the
그리고, 상기 회전모터기어(184) 내지 회전프레임(188)은 회전축커버(189)의 내측에 수용되어, 외부로 노출되지 않도록 구성된다.In addition, the
한편, 상기 회전프레임(188)의 상측에는 가용접된 모재가 고정되는 작업대(190)가 구비된다. 상기 작업대(190)는 모재의 형상에 따라 다양한 형상으로 구성되며, 도면에는 버킷에 대응되는 형상이 일예로 도시되어 있다.On the other hand, the upper side of the
상기 작업대(190)에는 모재의 회전, 선회, 승강시 모재의 유동을 방지하도록 모재를 구속하는 다수의 고정클립(192) 및 지지대(194)가 더 구비된다. 상기 고정클립(192) 및 지지대(194)는 모재의 형상에 따라 다양한 형태로 구성되며, 모재의 적어도 2면 이상을 지지하여 구속할 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 고정클립(192) 및 지지대(194)는 모재의 전후 측을 고정하여, 상기 모재가 회전, 선회, 승강 되더라도 흔들리지 않고 항상 정위치가 유지되도록 한다. 또한, 도면에 도시된 바와 같이 버킷의 크기가 큰 경우에는, 상기 고정클립(192)은 모재의 전후/좌우 측을 고정하며, 상기 지지대(194)는 버킷의 핀홀에 삽입되어 버킷의 상측을 고정함으로써, 상기 고정클립(192) 및 지지대(194)는 버킷의 5면을 지지하도록 구성된다.The
이하에서는 상기와 같은 구성을 가지는 자동용접 시스템의 작용을 도 1 내지 도 6을 참조하여 살펴보도록 한다.Hereinafter, the operation of the automatic welding system having the above configuration will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 사상에 따른 자동용접 시스템의 작업모습을 도시한 사시도이다.4 to 6 is a perspective view showing the operation of the automatic welding system according to the spirit of the present invention.
먼저, 용접하고자 하는 모재를 본래의 형상이 유지되도록 일부만 가용접하여 이송플레이트(320)에 올려놓으면, 셋팅박스(410)를 통해 입력된 이동순서 및 이동좌표에 따라 이송수단(360)이 이송레일(340)을 따라 작업대(190)의 하측으로 이동된다.First, when the base material to be welded is partially welded so that the original shape is maintained and placed on the
그런 다음, 가용접된 모재를 상기 작업대(190)에 안착시킨 후, 고정클립(192) 및 지지대(194)를 이용하여 모재의 전후/좌우 및 상측을 구속하여, 모재가 유동되지 않도록 하면, 도 4와 같은 상태가 된다.Then, after seating the weldable base material on the work table 190, using the
이후, 셋팅박스(410)를 이용하여 웰딩유닛(200) 및 포지셔너유닛(100)의 동작순서 및 이동좌표를 설정하여, 동일한 형상의 모재에 대한 용접작업이 자동으로 실시되도록 설정한다.Thereafter, the operation order and the moving coordinates of the
상세하게는, 도 4와 같은 상태에서 웰딩로봇(220)은 전후이동장치(260) 및 수평이동장치(240)에 의해 전후/좌우로 이동되면 모재의 상면 및 후면의 용접작업을 실시한다. 그리고, 필요에 따라 승강장치(140)를 이용하여, 상기 작업대(190) 즉 모재를 상방 또는 하방으로 이동시키거나, 회전장치(180)를 이용하여 모재를 Z축을 기준으로 360도 회전시킴으로써, 모재의 상면 및 후면 전체의 용접 작업이 실시되도록 한다.In detail, the
상기와 같이 모재의 상면 및 후면의 용접 작업이 완료되면, 모재는 선회장치(160)에 의해 시계방향 또는 반시계 방향으로 일정한 각도로 회전하게 되며, 이와 동시에 웰딩로봇(220)에 의해 모재의 우측면 및 좌측면을 용접작업하게 된다. 모재가 반시계 방향으로 90도 회전하게 되면 도 5와 같은 상태가 되며, 모재가 180도 회전하게 되면 도 6과 같은 상태가 되어, 모재의 하면을 용접작업할 수 있게 된다.When the welding operation of the upper and rear surfaces of the base material is completed as described above, the base material is rotated at a predetermined angle in the clockwise or counterclockwise direction by the
그리고, 필요에 따라 상기 승강장치(140) 및 회전장치(180)를 이용하여 모재를 승강 또는 회전시켜 모재의 모든 부분이 용접된다.Then, all parts of the base material are welded by elevating or rotating the base material using the elevating device 140 and the
상기와 같이 모재의 모든 부분이 용접 완료되면, 상기 웰딩로봇(220)은 수평이동장치(240)에 의해 좌측단에 위치되며, 용접 완료된 모재는 이송플레이트(320)의 상면으로 옮겨진다.When all parts of the base material are welded as described above, the
이송플레이트(320)에 옮겨진 모재는 이송수단(360)에 의해 용접 완료된 모재는 배출되며, 용접 완료된 모재가 배출됨과 동시에 용접될 모재가 이송되어, 상기의 과정이 반복 실시된다.The base material transferred to the
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-exemplified embodiments, and many other modifications based on the present invention may be made by those skilled in the art within the above technical scope.
도 1은 본 발명의 사상에 따른 용접시스템의 구성을 개략적으로 보인 평면도.1 is a plan view schematically showing the configuration of a welding system according to the spirit of the present invention.
도 2는 본 발명의 사상에 따른 자동용접 시스템의 요부구성인 포지셔너유닛 및 웰딩유닛의 외형을 보인 사시도.Figure 2 is a perspective view showing the appearance of the positioner unit and the welding unit of the main components of the automatic welding system according to the spirit of the present invention.
도 3은 도 2의 분해사시도.3 is an exploded perspective view of FIG. 2;
도 4 내지 도 6은 본 발명의 사상에 따른 자동용접 시스템의 작업모습을 도시한 사시도.4 to 6 is a perspective view showing the operation of the automatic welding system according to the spirit of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100. 포지셔너유닛 120. 프레임100.
140. 승강장치 142. 승강모터140. Lifting
144. 승강 볼스크류 146. 승강 스크류너트144. Lifting Ball Screws 146. Lifting Screw Nuts
160. 선회장치 162. 선회모터160.
164. 선회모터기어 166. 선회기어164.
180. 회전장치 182. 회전모터180. Rotating device 182. Rotating motor
184. 회전모터기어 186. 회전기어184. Rotating Motor Gear 186. Rotating Gear
200. 웰딩유닛 220. 웰딩로봇200.
240. 수평이동장치 242. 수평이동 모터240.
244. 수평이동 볼스크류 246. 수평이동 스크류너트244. Horizontally Moving Ball Screw 246. Horizontally Moving Screw Nut
260. 전후이동장치 262. 전후이동 모터260. Forward and
264. 전후이동 볼스크류 266. 전후이동 스크류너트264. Forward and
300. 모재이송장치 320. 이송플레이트300.
340. 이송레일 360. 이송수단340.
400. 제어유닛 410. 셋팅박스400.
420. 컨트롤러 430. 조작박스420.
Claims (8)
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