KR20110119638A

KR20110119638A - 용접 제어장치

Info

Publication number: KR20110119638A
Application number: KR1020117015928A
Authority: KR
Inventors: 보 멜린; 페르 외스테르그렌; 호칸 라르손; 보 얀손; 라르스 이 얀손
Original assignee: 이에스에이비 아베
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-11-02
Also published as: KR101615871B1; SE0900017A1; US9012809B2; SE533506C2; JP2012514536A; US20110297656A1; EP2379270B1; CN102317023A; WO2010080057A1; BRPI0923959A2; CN102317023B; JP5977288B2; JP5646508B2; JP2014193490A; EP2379270A1

Abstract

용접 장치 (100) 는 작업편 (P1, P2) 이 서로 기계적으로 연결되도록 두 개의 작업편 (P1, P2) 사이에 용접 재료를 적용한다. 용접 장치 (100) 는 용접 헤드 (110) 및 중앙 요소 (120) 를 포함한다. 용접 헤드 (110) 는 작업편 (P1, P2) 사이의 작동 방향을 따라 운반하는 동안에 용접 작업을 실시한다. 두 개의 1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 가 작동 방향 (OD) 에 대해 용접 헤드 (110) 의 상류에 있는 중앙 요소 (120) 에 배열된다. 센서 부재 (S_R 및 S_L) 는 용접 재료가 적용되는 작업편 (P1, P2) 사이의 공간 (G) 의 기하학적 특징을 기록한다. 각 센서 부재 (S_R 및 S_L) 는 중앙 요소 (120) 와 인접 벽 사이의 측면 거리 (d_R, d_L) 의 변경을 가능하게 하면서 공간 (G) 에 인접한 두 개의 작업편 (P1, P2) 의 각각의 벽 (W1, W2) 과의 접촉을 유지하도록 구성된다. 이는, 센서 부재 (S_R 및 S_L) 가 작동 방향 (OD) 에 대해 본질적으로 수직으로 배향된 적어도 하나의 피봇회전 축선 (P) 을 통해 중앙 요소 (120) 에 피봇회전 가능하게 부착됨으로써 달성된다.

Description

용접 제어장치{WELDING CONTROL}

본 발명은 일반적으로 정밀 용접에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 용접 장치에 관한 것이다.

자동 용접을 위한 기술적인 해결책이 수 십년 동안 알려져 왔다. 이하에서 두 개의 작업편 사이에 용접 재료를 적용하여서 이들을 서로 기계적으로 연결시키기 위해 용접 장치가 제어될 수 있는 방법의 몇 가지 예가 이어진다.

EP 423 088 은 버트 조인트의 자동 멀티-런 용접을 위한 방법을 개시하고 있다. 여기에서, 공 모양의 팁을 구비한 필러 로드를 가지는 센서가 용접 조인트를 가로질러 진동하여서 여러 부분에서의 조인트를 스캔한다. 그래서, 센서는 조인트의 운곽을 결정하고, 용접 장치가 조인트를 통해 진행됨에 따라 용접이 적용될 수 있다.

JP 59209483 은 홈 폭을 검출하고 이에 대응하여 용접 공정을 제어하기 위한 해결책을 개시하고 있다. 한 쌍의 스타일러스 센서가 홈을 가로질러 직각으로 미끄러지고, 변위 미터가 센서와 다양한 지점에서 홈 사이의 접촉에 기초하여 홈의 폭을 결정한다.

US-3,612,818 은 전기 용접시에 용접 금속의 적용을 제어하기 위한 장치를 개시하고 있다. 설명된 대안에 따르면, V-조인트의 기하학적 특성이 조인트의 에지에 가압되는 한 쌍의 스캐닝 롤을 통해 검출된다. 상기 롤은 공통의 회전점 상에서 힌지되는 캐리지 상에 장착된다.

이 설계는, 조인트 특성의 연속적인 특정을 가능하게 해주기 때문에 이전의 설계에 비해 유리하다. 따라서, 비교적 높은 정확성이 얻어질 수 있다. 그러나, 설계로 인해, 장치는, 조인트 에지가 완전하게 수직인 표면에서 상당히 벗어나는 조인트 프로파일에 적용되는 것으로 제한된다. 예를 들어, 상기 장치는 에지가 본질적으로 평행한 면을 이루는 조인트에는 사용될 수 없다. 특히, 가파른 에지를 갖는 좁은 조인트와 비교적 두꺼운 작업편을 용접하기 위한 장치를 사용하는 것은 불가능하다.

본 발명의 목적은, 이에 따라, 상기의 문제점을 경감하고 좁은 조인트에 용접 재료를 자동으로 적용하기 위한 강건하고 가용성이 있으며 비용 효과적인 해결책을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 목적은 처음에 설명된 장치에 의해 달성되고, 상기 중앙 요소는 각각의 1 차 센서 부재가 피봇회전되도록 구성되는 적어도 하나의 피봇회전 축선을 포함한다. 여기에서, 각각의 피봇회전 축선은 작동 방향에 대해 본질적으로 수직으로 배향되어 있다.

이 장치는, 장치의 설계가 조인트 벽 사이의 임의의 각도를 가능하게 하기 때문에 유리하다. 그래서, 조인트가 매우 좁은 경우에도, 평행한 벽을 포함하는 임의의 조인트 프로파일이 다루어질 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 용접 장치는 작업편 사이의 공간의 바닥면과 용접 헤드 사이의 수직 거리를 기록하도록 구성되는 보조 센서 수단을 포함한다. 바람직하게는, 보조 센서 수단은 롤러 부재를 포함하고, 보조 센서 수단은 작동 방향을 따라 장치를 운반하는 동안에 바닥면과 롤러 부재 사이에 접촉을 유지하도록 구성된다. 이에 따라, 바닥면에 대한 수직 거리는 마찬가지로 연속적으로 규정될 수도 있다. 물론, 이는 품질의 관점에서 유익하다.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 장치는 작업편 사이의 적어도 두 개의 본질적으로 평행한 경로를 따라 작동 방향으로 이동하도록 구성되고, 상기 각각의 경로는 각각의 용접 비드의 적용을 야기한다. 따라서, 다중 용접 비드가 조인트를 채우는데 사용될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 장치는 중앙 요소의 위치에 대해 용접 헤드의 위치를 변경하도록 구성된다. 용접 헤드와 중앙 요소 사이의 위치 관계는 바람직하게는 작동 방향에 대해 본질적으로 수직인 적어도 하나의 방향으로 변화된다. 이에 따라, 용접 재료가 작업편 사이의 두 개 이상의 경로를 따라 간단한 방식으로 적용될 수 있다. 또한, 용접 헤드와 중앙 요소 사이의 위치 관계가 작업편 사이의 공간의 바닥면에 대해 본질적으로 수직인 방향으로 가변적이라면 바람직하다. 따라서, 용접 헤드와 용접 표면 사이의 거리가 더 최적화될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 상기에 대한 대안 또는 보완으로서, 용접 헤드는 작동 방향에 대해 본질적으로 평행한 경사 축선을 중심으로 기울어지도록 구성된다. 따라서, 용접 작업은 편리하게는 조인트 내의 상이한 영역을 목표로 할 수 있다.

본 발명의 더 바람직한 실시형태에서, 용접 장치는 작업편 사이의 공간에서 용접 분말을 적용하도록 구성되는 분말 채널을 포함한다. 분말 채널은 작동 방향을 따라 장치를 운반하는 동안에 작동 방향에 대해 1 차 센서 부재의 하류 및 용접 헤드의 상류에 배열되는 출구를 갖는다. 따라서, 적정량의 분말이 조인트 프로파일의 기하학적 특징의 측정을 방해하는 위험없이 적용될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 용접 헤드는 작업편 사이의 공간 안으로 적어도 하나의 소모성 전극 와이어를 부여하도록 구성된다. 추가적으로, 용접 헤드가 각각의 전극을 외부로 이송하도록 구성되는 적어도 두 개의 와이어 출력부를 갖는다면 바람직하다. 또한, 출력부는, 제 1 전극의 스틱 아웃 (stick-out) 이 제 2 전극의 스틱 아웃에 대해 각도를 이루도록 배열된다. 따라서, 용접 공정이 매우 효과적으로 될 수 있다. 조인트의 특징에 용접을 더 맞추는 것도 가능하게 된다.

일반적으로, 본 발명은 가파른 에지를 갖는 좁은 조인트에서의 고정밀도 용접을 가능하게 하기 때문에 유익하다. 이에 따라 해결책은 반응기 탱크과 두꺼운 금속판으로 된 다른 요구되는 연결점을 용접하는데 매우 적합하다.

본 발명의 추가적인 이점, 유리한 특징 및 적용이 이하의 설명 및 첨부되는 청구범위로부터 명백해질 것이다.

이제 본 발명은 첨부되는 도면을 참조하여 예시로서 기재되는 바람직한 실시형태에 의해 보다 구체적으로 설명될 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 용접 장치를 도시한다.
도 2 는 다른 시각에서 본 도 1 의 용접 장치를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 용접 장치가 조인트를 자동으로 측정하고 조인트에 용접 재료를 적용하도록 작동되는 방법을 개략적으로 도시한다.
도 4 는 다중 용접 비드를 포함하는 조인트의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 5 는 다중 용접 비드가 본 발명의 일 실시형태에 따른 조인트에 적용되는 방법을 개략적으로 도시한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제안된 용접 장치의 개략 상면도를 도시한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 용접 장치의 개략 측면도를 도시한다.
도 8a ~ 도 8b 는 용접 헤드가 본 발명의 일 실시형태에 따라 경사지는 방법을 도시한다.

먼저, 본 발명의 일 실시형태에 따른 용접 장치 (100) 를 도시하는 도 1 을 참조한다. 도 2 는 다소 상이한 각도에서 도 1 의 용접 장치 (100) 를 도시한다.

상기 장치 (100) 는 두 개의 작업편 사이에 용접 재료를 적용하여서 이들 작업편을 서로 기계적으로 연결시킨다. 제안된 장치 (100) 는 용접 헤드 (110) 및 중앙 요소 (120) 를 포함한다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 장치 (100) 는 보조 센서 수단 (S_A) 및/또는 파워 채널 (140) 을 포함할 수도 있다. 장치 (100) 는 측정 데이터를 기록하고 처리하기 위한 측정 유닛 (150) 을 더 포함할 수도 있다.

용접 헤드 (110) 는 작동 방향을 따라 장치 (100) 를 운반하는 동안 작업편에 대해 용접 작용을 실시하도록 구성된다. 중앙 요소 (120) 는 두 개의 1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 를 각각 포함하고, 이들은 상기 운반 동안에 작동 방향에 대해 용접 헤드 (110) 의 상류에 배열된다. 1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 는 중앙 요소 (120) 에 피봇회전 가능하게 부착되고, 용접 재료가 적용되는 작업편 사이의 공간의 기하학적 특징을 기록하도록 구성된다. 각각의 1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 는 또한 작업편 사이의 공간에 인접한 두 개의 작업편의 각각의 벽과 일정하게 접촉하도록 구성된다. 이는 도 3 및 도 6 을 참조하여 이하에서 설명될 것이다.

도 3 은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 용접 장치가 작동 방향 (OD) 을 따라 이동하여서 조인트의 기하학적 특징을 자동으로 측정하고, 용접 헤드 (110) 에 의해서, 이들 측정치에 대응하여 용접 장치에 용접 재료를 적용하는 방법을 개략적으로 도시한다. 그래서, 용접 공정은 두 개의 작업편 (P1 및 P2) 을 서로 기계적으로 연결시킨다. 각각의 작업편 (P1 및 P2) 은 용접될 조인트와 면하는 각각의 벽 (W1 및 W2) 을 갖는다. 공간 (G) 은 벽 (W1 및 W2) 을 분리한다. 따라서, 용접 재료가 공간 (G) 안으로 적용될 것이다. 각 1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 의 각각의 근위 단부 (S_Rp 및 S_Lp) 는 적어도 하나의 피봇회전 축선 (P) 을 통해 중앙 요소 (120) 에 피봇회전 가능하게 부착되어 있다. 도 1, 도 2, 도 3 및 도 6 에 도시된 실시형태에서, 1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 는 컴팩트한 설계를 제공하기 위해서 공통의 피복회전 축선을 공유한다. 그러나, 본 발명에 따르면, 각 1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 는 똑같이 별도의 피봇회전 축선을 가질 수도 있다. 어떤 경우에는, 각 피봇회전 축선 (P) 은 작동 방향 (OD) 에 대해 본질적으로 수직으로 배향된다.

1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 는 또한 각각의 원위 단부 (S_Rd 및 S_Ld) 를 갖는다. 본 발명에 따르면, 중앙 요소 (120) 는, 원위 단부 (S_Rd 및 S_Ld) 를 제어하여서 중앙 요소 (120) 와 인접 벽 사이의 측면 거리 (d_R 및 d_L) 의 변화를 허용하면서 작동 방향 (OD) 을 따라 장치 (100) 를 운반하는 동안에 각각의 인접 벽 (W1 및 W2) 과의 접촉을 유지하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 장치 (100) 는 1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 를 제어하도록 구성되는 하나 이상의 서보 모터 (도시되지 않음) 를 포함하여서, 이들 부재가 조인트 안으로의 장치 (100) 의 삽입 및 조인트 외부로의 장치 (100) 의 제거와 관련하여 합쳐져서 (또는 "가까워져서"), 벽 (W1 및 W2) 에 가압될 수도 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 상기 장치 (100) 에는 작업편 (P1 및 P2) 사이의 공간 (G) 의 바닥면 (B) 과 용접 헤드 (110) 사이의 수직 거리 (d_V) 를 기록하도록 구성되는 보조 센서 수단 (S_A) 도 구비된다. 보조 센서 수단 (S_A) 은 바람직하게는 축선 (131) 을 통해 중앙 요소 (120) 에 부착되는 롤러 부재 (130) 를 포함한다.

도 1 및 도 2 에 도시된 실시형태에서 볼 수 있는 바와 같이, 중앙 요소 (120) 는 보조 센서 수단 (S_A) 이 피봇회전점 (132) 을 중심으로 피봇회전하도록 해주는 레버형 설계를 포함할 수도 있다. 어떤 경우에는, 1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 와 유사하게, 보조 센서 수단 (S_A) 은 중앙 요소 (120) 에 융통성 있게 부착되고 작동 방향 (OD) 을 따르는 장치 (100) 의 운반 동안에 바닥면 (B) 과 롤러 부재 (130) 사이의 접촉을 유지하도록 구성된다.

1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 는, 1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 의 각각의 스윙-아웃 각도 (예컨대, 각각 인접 벽 (W1 및 W2) 에 대한 측면 거리 (d_R 및 d_L) 와 동일함) 를 나타내는 신호를 측정 유닛 (150) 에 보낼 수도 있다. 따라서, 보조 센서 수단 (S_A) 은 별도의 신호를 측정 유닛 (150) 에 보낼 수도 있다. 측정 유닛 (150) 은, 각각의 상기 신호를 기록하도록 구성된 복잡한 모듈 (151, 152 및 153) 을 포함할 수도 있다. 대안적으로, 단일 모듈이 두 개 이상의 이들 신호를 다룰 수도 있다. 모듈 (151, 152 및/또는 153) 의 전위차계는 측면 거리 (d_R 및 d_L) 및/또는 수직 거리 (d_V) 를 결정하는데 사용될 수도 있다. 용접 헤드 (110) 의 소망하는 위치와 이렇게 결정된 용접 헤드 (110) 의 실제 위치 사이의 불일치를 나타내는 하나 이상의 상이한 신호가, 장치 (100) 가 작동 방향 (OD) 을 따라 이동함에 따라 용접 헤드 (110) 가 이동되는 방향(들)을 제어하는데 사용될 수 있다. 물론, 임의의 유형의 위치 제어 알고리즘 (예컨대, PID-알고리즘) 은 1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 및 보조 센서 부재 (S_A) 에 의해 생성된 신호에 대응하는 용접 헤드 (110) 의 이동을 제어하는데 사용될 수도 있다.

용접 분말을 가능하게 하기 위해서, 장치 (100) 는 작업편 (P1 및 P2) 사이의 공간 (G) 으로 용접 분말을 도입하도록 구성되는 분말 채널 (140) 을 포함할 수도 있다. 분말 채널 (140) 은, 작동 방향 (OD) 에 대해 1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 의 하류와 용접 헤드 (110) 의 상류에 배열되어 있는 출구 (141) 를 갖는다.

본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 용접 헤드 (110) 는 작업편 (P1 및 P2) 사이의 공간 (G) 으로 하나 이상의 소모성 전극 와이어를 부여하도록 구성된다. 나머지 도면들이 상징적인 전극에 의해 용접 헤드 (110) 를 간단하게 나타내는 반면, 도 1 및 도 2 는 이러한 두 개의 전극 와이어 (E1 및 E2) 를 도시한다. 그럼에도 불구하고, 용접 헤드 (110) 에 각각의 전극을 외부로 보내도록 구성되는 적어도 2 개의 와이어 출력부 (111 및 112) 가 제공된다면, 이들 출력부 (111 및 112) 는 바람직하게는 제 1 전극 (E1) 의 스틱-아웃이 제 2 전극 (E2) 의 스틱-아웃에 대해 각도를 이루도록 배열된다. 즉, 이에 따라 용접 공정이 매우 효과적으로 될 수 있다. 또한 조인트의 구체적인 특징에 용접을 더 맞추는 것이 가능하게 될 수 있다.

도 4 는 두 개의 작업편 (P1 및 P2) 사이의 조인트의 개략적인 사시도를 도시한다. 여기에서, 조인트는 다중 용접 비드 (b1, b2, b3 및 b4) 를 포함한다. 도 5 는 제 2 용접 비드 (b2) 가 조인트의 제 1 용접 비드 (b1) 의 상부에 적용되는 방법을 도시한다. 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 제안된 장치 (100) 는 작동 방향 (OD) 으로 작업편 (P1 및 P2) 사이의 적어도 두 개의 본질적으로 평행한 경로를 따라 이동하도록 구성된다. 여기에서, 각 경로는 각각의 용접 비드 (b1, b2, b3 및 b4) 의 적용을 야기한다. 도 5 에서, 용접 헤드 (110) 는 제 2 용접 비드 (b2) 를 적용하도록 작동된다.

도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 용접 장치의 개략적인 평면도를 도시한다. 볼 수 있는 바와 같이, 용접 헤드 (110) 는 여기에서 1 차 센서 부재 (S_R 및 S_L) 를 갖는 중앙 요소 (120) 에 대한 거리 (D_{오프셋-측면}) 가 상쇄된다. 일반적으로 용접 헤드 (110) 의 위치가 중앙 요소 (120) 의 위치에 대해 변하도록 하는 것이 바람직한데, 왜냐하면 이에 따라 용접 공정이 조인트의 기하학적 특징에 간단한 방식으로 맞춰질 수 있기 때문이다.

본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 용접 헤드 (110) 와 중앙 요소 (120) 사이의 위치 관계는 작동 방향 (OD) 에 대해 본질적으로 수직인 적어도 하나의 방향으로 가변적이다. 도 6 에 도시된 실시형태에서, 이는 중앙 요소 (120) 의 대칭 축선으로부터의 측면 오프셋 (D_{오프셋-측면}) 으로 표시되어 있다 (즉, 바닥면 (B) 에 대해 본질적으로 평행한 방향으로의 시프팅). 이렇게 중앙 요소 (120) 에 대해 좌측으로 용접 헤드 (110) 를 위치지정함으로써, 용접 장치 (100) 의 좌측면 상에서 작업편 (P1) 근처에서의 용접이 용이해져서, 예컨대 도 5 의 제 2 용접 비드 (b2) 를 생성한다.

그러나, 본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서, 용접 헤드 (110) 와 중앙 요소 (120) 사이의 위치 관계는 작업편 (P1 및 P2) 사이의 공간 (G) 의 바닥면 (B) 과 작동 방향 (OD) 모두에 대해 본질적으로 수직인 방향 (D_{오프셋-수직}) 으로 가변적일 수도 있다. 도 7 은 본 발명의 이러한 실시형태에 따른 용접 장치 (100) 의 개략적인 측면도를 도시한다. 따라서, 용접 헤드 (110) 는 여기에서는 중앙 요소 (120) 에 대해 상하방으로 이동가능하다. 이는, 용접 헤드 (110) 가 용접 표면 위의 레벨까지 편리하게 제어될 수도 있기 때문에 바람직하고, 상기 레벨은 임의의 불균일한 바닥면 (B)(예컨대 조인트의 이전 용접 비드에 의해 야기됨) 에도 불구하고 고품질의 용접을 야기하도록 기대되는 레벨이다. 물론, 상기에 언급된 측면 및 수직 오프셋 (D_{오프셋-측면} 및 D_{오프셋-수직}) 이 동일한 실시형태에서 결합되는 것이 불가능하지 않기 때문에, 용접 헤드 (110) 는 중앙 요소 (120) 에 대해 2 차원으로 재위치될 수 있다. 대조적으로, 이는 바람직한데 왜냐하면 어떻게 용접 공정이 조인트의 특징에 잘 맞을 수 있는지의 관점에서 매우 높은 유연성을 제공하기 때문이다.

도 8a 및 도 8b 는, 용접 헤드 (110) 가 본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따라 기울어지는 방법을 도시한다. 여기에서, 용접 헤드 (110) 는 작동 방향 (OD) 에 대해 본질적으로 평행한 경사 축선 (A_T) 을 중심으로 기울어지도록 구성된다. 이는 유리한데, 왜냐하면 용접 헤드 (110) 가 조인트의 특정 영역에서, 예컨대 좌측에서는 제 2 용접 비드 (b2) 를 생성하거나, 우측에서는 제 2 용접 비드 (b3) 를 생성하는 것을 목적으로 하면서 용접 헤드 (110) 의 측면 위치가 기본적으로 바뀌지 않고 유지될 수 있기 때문이다. 따라서, 고정밀도의 용접이 종래의 방식으로 가능하다. 유연성을 더 향상시키기 위해서, 경사 축선 (A_T) 을 중심으로 하는 용접 헤드 (110) 의 경사와 용접 헤드 (110) 와 중앙 요소 (120) 사이의 상기에 언급된 위치 편차를 1 차원 이상으로 결합시키는 것이 가능하다.

상기에 설명된 바와 같이, 본 발명에 따라, 용접 헤드 (110) 와 중앙 요소 (120) 사이의 위치 및 배향 관계가 상이한 방식으로 가변적이더라도, 용접 헤드 (110) 및 중앙 요소 (120) 가 서로에 대해 고정되는 것이 마찬가지로 가능하다. 이는, 이러한 관계가 용접 장치 (100) 에 대해 비교적 간단한 제어 알고리즘을 가능하게 하기 때문에 유리하다. 예를 들어, 인접 벽 (W1 및 W2) 이 본질적으로 평행한 면을 이룬다면, 센서 부재 (S_R, S_L 및/또는 S_A) 에 의해 생성된 신호에 대해 바로 응답하여 작동하는 간단한 비례 제어 알고리즘을 적용하는 것이 가능하다. 그러나, 공간 (G) 이 다른 단면 형상 (예컨대, V-형 또는 U-형) 을 갖는다면, 보다 복잡한 알고리즘이 일반적으로 요구된다. 즉, 여기에서는, 센서 부재 (S_R, S_L 및/또는 S_A) 에 의해 기록된 신호에 기초하여 용접 헤드/전극 (110) 과 관련된 조인트 표면 사이의 거리를 결정하는 것이 보다 많이 요구되는 임무이다. 물론, 용접 헤드 (110) 와 중앙 요소 (120) 사이의 관계가 1 차원 이상 및/또는 각도에서도 가변적이라면, 용접 장치 (100) 를 제어하는데 매우 발전된 알고리즘이 요구될 수도 있다.

이 명세서에서 사용될 때의 "포함하다/포함하는 (comprises/comprising)" 이라는 용어는 언급된 특징, 정수, 단계 또는 구성부품의 존재를 구체화하는데 쓰인다. 그러나, 상기 용어는 하나 이상의 추가적인 특징, 정수, 단계 또는 구성부품 또는 이들로 된 군의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니다.

이 명세서의 임의의 종래 기술의 인용은, 인용된 종래 기술이 호주, 또는 임의의 다른 국가에서 통상적인 일반의 지식의 일부를 형성한다는 자인 또는 임의의 암시가 아니고, 그렇게 받아들여져서도 안된다.

본 발명은 도면에 기재된 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 청구범위 내에서 자유롭게 변형될 수도 있다.

Claims

두 개의 작업편 (P1, P2) 사이에 용접 재료를 적용하여서 상기 두 개의 작업편 (P1, P2) 을 서로 기계적으로 연결시키기 위한 용접 장치로서, 상기 장치 (100) 는,
상기 장치 (100) 를 작동 방향 (OD) 을 따라 운반하는 동안 상기 작업편 (P1, P2) 에 대한 용접 작업을 실시하도록 구성되는 용접 헤드 (110), 및
상기 운반 동안에 작동 방향 (OD) 에 대해 용접 헤드 (110) 의 상류에 배열된 두 개의 1 차 센서 부재 (S_R, S_L) 를 포함하고,
상기 1 차 센서 부재 (S_R, S_L) 는 상기 작업편 (P1, P2) 사이의 용접 재료가 적용되는 공간 (G) 의 기하학적 특징을 기록하도록 구성되고, 각각의 1 차 센서 부재 (S_R, S_L) 는 상기 공간 (G) 에 인접한 두 개의 작업편 (P1, P2) 의 각각의 벽 (W1, W2) 과 접촉하도록 구성되고, 각 1 차 센서 부재 (S_R, S_L) 의 근위 단부 (S_Rp, S_Lp) 는 상기 장치 (100) 의 중앙 요소 (120) 에 피봇회전 가능하게 부착되고, 각 1 차 센서 부재 (S_R, S_L) 는, 상기 중앙 요소 (120) 와 인접 벽 사이의 측면 거리 (d_R, d_L) 의 변경을 가능하게 하면서, 작동 방향 (OD) 을 따라 상기 장치 (100) 를 운반하는 동안에 각각의 인접 벽 (W1, W2) 과의 접촉을 유지하도록 구성되는 원위 단부 (S_Rd, S_Ld) 를 포함하는 용접 장치 (100) 에 있어서,
상기 중앙 요소 (120) 는 각각의 1 차 센서 부재 (S_R, S_L) 가 피봇회전되도록 구성되는 적어도 하나의 피봇회전 축선 (P) 을 포함하고, 상기 적어도 하나의 피봇회전 축선 (P) 의 각각은 작동 방향 (OD) 에 대해 본질적으로 수직으로 배향되는 것을 특징으로 하는 용접 장치 (100).
제 1 항에 있어서, 상기 장치 (100) 는 작동 방향 (OD) 에서 작업편 (P1, P2) 사이의 적어도 두 개의 본질적으로 평행한 경로를 따라 이동하도록 구성되고, 각각의 경로는 각각의 용접 비드 (b1, b2, b3, b4) 의 적용을 야기하는 용접 장치 (100).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 작업편 (P1, P2) 사이의 공간 (G) 의 바닥면 (B) 과 용접 헤드 (110) 사이의 수직 거리 (d_V) 를 기록하도록 구성되는 보조 센서 수단 (S_A) 을 포함하는 용접 장치 (100).
제 3 항에 있어서, 상기 보조 센서 수단 (S_A) 은 롤러 부재 (130) 를 포함하고, 상기 보조 센서 수단 (S_A) 은 작동 방향 (OD) 을 따르는 상기 장치 (100) 의 운반 동안에 바닥면 (B) 과 롤러 부재 (130) 사이의 접촉을 유지하도록 구성되는 용접 장치 (100).
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치 (100) 는 중앙 요소 (120) 의 위치에 대해 용접 헤드 (110) 의 위치를 변화시키도록 구성되는 용접 장치 (100).
제 5 항에 있어서, 상기 용접 헤드 (110) 와 중앙 요소 (120) 사이의 위치 관계는 작동 방향 (OD) 에 대해 본질적으로 수직인 적어도 하나의 방향 (D_{오프셋-수직}, D_{오프셋-측면}) 으로 가변적인 용접 장치 (100).
제 6 항에 있어서, 상기 용접 헤드 (110) 와 중앙 요소 (120) 사이의 위치 관계는 작업편 (P1, P2) 사이의 공간 (G) 의 바닥면 (B) 에 대해 본질적으로 수직인 방향 (D_{오프셋-수직}) 으로 가변적인 용접 장치 (100).
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접 헤드 (110) 는 작동 방향 (OD) 에 대해 본질적으로 평행한 경사 축선 (A_T) 을 중심으로 기울어지도록 구성되는 용접 장치 (100).
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 작업편 (P1, P2) 사이의 공간 (G) 에서 용접 분말을 적용하도록 구성되는 분말 채널 (140) 을 포함하고, 상기 분말 채널 (140) 은 상기 운반 동안에 작동 방향 (OD) 에 대해 1 차 센서 부재 (SR, SL) 의 하류에 그리고 용접 헤드 (110) 의 상류에 배열되는 출구 (141) 를 갖는 용접 장치 (100).
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접 헤드 (110) 는 작업편 (P1, P2) 사이의 공간 (G) 안으로 적어도 하나의 소모성 전극 와이어 (E1, E2) 를 부여하도록 구성되는 용접 장치 (100).
제 10 항에 있어서, 상기 용접 헤드 (110) 는 각각의 전극을 인출하도록 구성되는 적어도 두 개의 와이어 출력부 (111, 112) 를 포함하고, 상기 출력부 (111, 112) 는 제 1 전극 (E1) 의 스틱 아웃이 제 2 전극 (E2) 의 스틱 아웃에 대해 각도를 이루도록 배열되는 용접 장치 (100).