KR20120077970A - 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대 - Google Patents

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KR20120077970A
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이창식
성재경
정종열
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대에 관한 것이다. 본 발명에 따른 프로그램 전용 작업대는, 용접 로봇에 신규 제품에 대한 용접 프로그램을 위해 작업자가 올라가서 작업하기 위한 작업대로서, 용접 로봇을 향해 나란하게 설치되는 레일(100); 상기 레일(100) 위를 이동하는 이동 대차(200); 상기 이동 대차(200)의 상부에 리프트 기구(250)에 의해 승강 가능하게 설치되는 승강 테이블(300); 상기 승강 테이블(200)의 테두리에 설치되는 안전 펜스(500); 및 상기 승강 테이블(200) 상에 배치되는 입력 단말기 거치대(400)를 포함한다. 이러한 본 발명에 의하면, 신규 제품에 대한 신규 프로그램 작업(포인트 티칭 작업)시 작업자가 안전하게 올라가서 편리하게 작업할 수 있으므로, 종래에 사다리를 옮겨가면서 하던 방식에 비해 작업 피로도가 감소하고 프로그램 시간을 한층 줄일 수 있으며, 프로그램 전용 작업대를 레일을 통해 자유롭게 이동 가능하고, 승강 플랜지의 확장 및 축소가 가능하여, 사용이 편리하고 제품의 종류별 특성에 알맞게 조절해가면서 사용할 수 있다.

Description

용접 로봇용 프로그램 전용 작업대{A EXCLUSIVE RACK FOR PROGRAMING OF A WELDING ROBOT}
본 발명은 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신규 제품에 대한 신규 프로그램 작업시 작업자가 안전하게 올라가서 편리하게 작업할 수 있도록 하는 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대에 관한 것이다.
대형의 용접 로봇에 의해 용접을 수행하는 예로서는, 굴삭기의 암 구조물에 대한 로봇 자동 용접이나 선박 또는 자동차의 로봇 자동 용접을 예로 들 수 있다.
이중 굴삭기의 암 구조물의 용접을 예로 들어 용접 로봇에 대해 살펴본다.
도 1에 도시된 바와 같이, 굴삭기는 하부 주행체(10)와, 하부 주행체(10) 위에 선회 가능하게 장착되는 상부 선회체(20)와, 상부 선회체(20) 전방에 장착되는 작업장치(30)로 이루어진다.
상부 선회체(20)는, 상부 프레임(40)에 탑재되는 운전실 캡(22)을 구비하고, 운전실 캡(22)의 후방에는 엔진 및 카운터 웨이트(counter weight) 등이 탑재된다.
상부 프레임(40)의 전방에는 상기의 작업장치(30) 및 유압 장치가 연결되는데, 작업장치(30)는 상부 프레임(40)의 전방에 회동가능하게 장착되는 붐(31)으로부터 암(32) 및 버킷(bucket)(33)이 관절연결되고, 이들을 각각 동작시키기 위한 붐 실린더(35), 암 실린더(36) 및 버킷 실린더(37)를 포함한다. 이하, 상기한 붐(31) 및 암(32)은 '암 구조물'이라고 통칭한다.
굴삭기의 암 구조물은, 상판, 측판, 하판 등의 여러 개의 판재를 맞대어 용접하여 팔 모양의 구조물을 만들고, 팔 모양의 구조물에 암 실린더와 버킷 실린더를 연결하기 위한 러그(lug) 등을 용접된 형태로 이루어진다.
이러한 암 구조물은 상판, 측판, 하판 및 러그들을 둘레 몇 군데에 점 용접(spot welding) 하는 방법으로 가접(假接)을 수행한 다음, 자동용접 로봇 라인에 투입하여 로봇에 의해 본 용접을 수행한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 용접 로봇은, 제1축 ~ 제6축이 조합하여 용접 토치를 움직이는 로봇축과, 로봇축을 장착하고 좌우 이동하는 제7축과, 암 구조물을 장착하고 회전시키는 제8축 ~ 제10축을 포함하는 포지셔너 축을 포함하여, 제9축 및 제10축을 이용하여 암 구조물을 클램프 한 상태에서 제1축 ~ 제8축을 움직여 용접을 수행한다.
이러한 용접 로봇에 의해 용접을 하던 중 새로운 규격의 제품을 용접하기 위해서는, 신규 프로그램을 설정하여야 하는데, 이러한 신규 프로그램을 위해서는 이른바 '포인트 티칭(point teaching)' 이라고 하는 좌표 설정 작업을 수행하여야 한다.
포인트 티칭 작업은 로봇에 제품(예; 암 구조물)을 장착한 상태에서 용접 구간의 기준이 되는 지점마다 작업자가 로봇을 수동으로 움직여 가서 토치의 단부를 해당 지점에 맞춰 좌표를 인식하도록 하는 작업이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래에 포인트 티칭 작업 시에는, 작업자가 A-형 사다리를 이용하여 약 2m 높이에 장착된 암 구조물의 기준점에 대해 일일이 좌표 설정을 하여야 하는데, 이를 위해서 사다리를 180회 이상 옮겨가며 작업하여야 함으로써 시간이 많이 들고 작업이 어려우며, 작업자가 불안정한 자세로 사다리에 올라가서 작업하여야 하므로 피로도가 증가하고 안전사고가 발생할 위험이 증가한다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 신규 제품에 대한 용접을 위해 신규 프로그램 작업시 작업자가 안전하게 올라가서 편리하게 작업할 수 있도록 하는 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대는, 용접 로봇에 신규 제품에 대한 용접 프로그램을 위해 작업자가 올라가서 작업하기 위한 작업대로서, 용접 로봇을 향해 나란하게 설치되는 레일; 상기 레일 위를 이동하는 이동 대차; 상기 이동 대차의 상부에 리프트 기구에 의해 승강 가능하게 설치되는 승강 테이블; 상기 승강 테이블의 테두리에 설치되는 안전 펜스; 및 상기 승강 테이블 상에 배치되는 입력 단말기 거치대를 포함한다.
상기 승강 테이블은, 상기 리프트 기구에 의해 지지되는 고정 테이블과, 상기 고정 테이블의 좌우에 미끄럼 이동 가능하게 결합되는 가동 테이블을 포함한다.
상기 리프트 기구는, 가위 모양으로 힌지 결합된 크로스 프레임과, 상기 크로스 프레임을 신장 및 수축 동작시키는 유압 실린더로 이루어진다.
상기 승강 테이블의 좌우 양측에는 전도 방지 지지대를 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 이동 대차에는, 상기 레일을 파지하여 이동 대차를 레일 상의 임의의 위치에 고정하는 레일 클램프를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대에 의하면, 신규 제품에 대한 용접을 위해 신규 프로그램 작업시 작업자가 프로그램 전용 작업대에 안전하게 올라가서 편리하게 작업할 수 있으므로, 종래에 사다리를 옮겨가면서 하던 방식에 비해 작업 피로도가 감소하고 프로그램 시간을 한층 줄일 수 있다.
또한, 프로그램 전용 작업대를 레일을 통해 자유롭게 이동 가능하고, 승강 플랜지의 확장 및 축소가 가능하여, 사용이 편리하고 제품의 종류별 특성에 알맞게 조절해가면서 사용할 수 있다.
도 1은 일반적인 굴삭기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 굴삭기의 암 구조물 용접 로봇을 도시한 도면이다.
도 3은 종래의 신규 프로그램을 위한 포인트 티칭 작업 상황을 보여주는 위한 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 프로그램 전용 작업대를 이용한 포인트 티칭 작업 상황을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 프로그램 전용 작업대의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 프로그램 전용 작업대의 정면도이다.
도 7은 도 6의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 프로그램 전용 작업대의 전도 방지 지지대를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 본 발명에 따른 프로그램 전용 작업대의 레일 클램프를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 프로그램 전용 작업대를 이용한 포인트 티칭 작업 상황을 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대는, 신규 제품에 대한 용접을 위해 신규 프로그램 작업시 작업자가 안전하게 올라가서 편리하게 작업할 수 있도록 한다. 따라서, 사다리를 옮겨가면서 하던 종래의 방식에 비해 작업 피로도가 감소하고 프로그램 시간을 한층 줄일 수 있다. 실제로, 종래에 신규 프로그래밍 시에는 약 100시간(5일 주/야 포함)이 걸리던 것을 본 발명에 의한 프로그램 전용 작업대를 사용하면, 약 70시간(3일 주/야 포함)으로 단축된다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 프로그램 전용 작업대를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 프로그램 전용 작업대는, 용접 로봇을 향해 나란하게 설치되는 레일(100)과, 상기 레일(100) 위를 이동하는 이동 대차(200)와, 상기 이동 대차(200)의 상부에 리프트 기구(250)에 의해 승강 가능하게 설치되는 승강 테이블(300)과, 상기 승강 테이블(200)의 테두리에 설치되는 안전 펜스(500)와, 상기 승강 테이블(200) 상에 배치되는 입력 단말기 거치대(400)를 포함한다.
레일(100)은 단독으로 설치되거나, 또는 H-빔(110)과 같은 구조물 상에 설치된다.
리프트 기구(250)는, 가위 모양으로 힌지 결합된 크로스 프레임(251)과, 상기 크로스 프레임(251)을 신장 및 수축 동작시키는 유압 실린더(252)로 이루어진다.
입력 단말기 거치대(400)는, 기둥(410)과 안착판(420)을 구비하여, 안착판(420)에 프로그램 입력을 위한 터치 스크린 단말기를 올려놓고 작업할 수 있도록 하는 것이다.
승강 테이블(300)은 좌우 방향으로 길이를 조절할 수 있다. 이를 위해, 승강 테이블(300)은, 전술한 리프트 기구(250)에 의해 지지되는 고정 테이블(310)과, 상기 고정 테이블(310)의 좌우에 미끄럼 이동 가능하게 결합되는 가동 테이블(320)을 포함한다.
도 7을 참조하면, 고정 테이블(310)과 가동 테이블(320)의 미끄럼 결합은, 고정 테이블(310)에 슬라이드 홈(312)을 형성하고, 가동 테이블(320)에 슬라이드 빔(322)을 갖추어, 상기 슬라이드 홈(312)에 슬라이드 빔(322)을 미끄럼 가능한 상태로 결합하는 구성으로 이루어진다.
또한, 승강 테이블(300)의 좌우 양측에는 전도 방지 지지대(600)가 설치되어 혹시 모를 위험에 대비한다.
도 8을 참조하면, 승강 테이블(300)에는 전도 방지 지지대(600)가 미끄럼 가능하게 삽입되는 삽입관(330)이 구비되고, 삽입관(330)에는 관통공(332)이 형성된다. 그리고 전도 방지 지지대(600)에는 위치결정공(602)이 길이 방향으로 소정의 간격을 유지하여 형성되어 있다. 관통공(332)과 위치결정공(602)에는 고정핀(610)을 사용하여 고정한다. 위치결정공(602)에 의해 승강 테이블(300)의 높이에 맞추어 지지대(600)를 조절할 수 있다.
본 발명의 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대는, 이동 대차(200)에 레일 클램프(700)를 구비하여, 이동 대차(200)를 프로그램 작업 상태로 옮긴 상태에서 이동 대차(200)를 레일(100)에 움직이지 못하게 고정함과 더불어 이동 대차(200)의 전도를 방지하고 있다.
도 9를 참조하면, 레일 클램프(700)는, 이동 대차(200)에 설치되어 레일(100)을 파지하여 고정하는 것으로, 두 개의 클램핑 조(clamping jaw)(710)와 링크(720)를 힌지 연결하고, 클램핑 조(710)와 링크(720)의 연결 힌지에 조절나사(730)를 결합하여, 조절나사(730)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 것에 의해 클램핑 조(710)가 레일(100)의 상부 플랜지(102) 아래쪽의 복부(104)를 파지하여 고정하도록 구성된다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.
특히, 본 명세서에서는 굴삭기의 암 구조물을 용접하는 용접 로봇을 일례로 설명하였으나, 본 발명의 용접 로봇은 굴삭기의 암 구조물 용접 로봇에 한정되지 아니하며 일반적인 산업용 용접 로봇에 모두 적용 가능하다.
100 : 레일
102 : 상부 플랜지
104 : 복부
110 : H-빔
200 : 이동 대차
202 : 롤러
250 : 리프트 기구
251 : 크로스 프레임
252 : 유압 실린더
300 : 승강 테이블
310 : 고정 테이블
312 : 슬라이드 홈
320 : 가동 테이블
322 : 슬라이드 빔
330 : 삽입관
332 : 관통공
400 : 입력 단말기 거치대
410 : 기둥
420 : 안착판
500 : 안전 펜스
600 : 전도방지 지지대
602 : 위치 결정공
610 : 고정핀
700 : 레일 클램프
710 : 클램핑 조
720 : 링크
730 : 조절 나사

Claims (5)

  1. 용접 로봇에 신규 제품에 대한 용접 프로그램을 위해 작업자가 올라가서 작업하기 위한 작업대로서,
    용접 로봇을 향해 나란하게 설치되는 레일(100);
    상기 레일(100) 위를 이동하는 이동 대차(200);
    상기 이동 대차(200)의 상부에 리프트 기구(250)에 의해 승강 가능하게 설치되는 승강 테이블(300);
    상기 승강 테이블(200)의 테두리에 설치되는 안전 펜스(500); 및
    상기 승강 테이블(200) 상에 배치되는 입력 단말기 거치대(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승강 테이블(300)은, 상기 리프트 기구(250)에 의해 지지되는 고정 테이블(310)과,
    상기 고정 테이블(310)의 좌우에 미끄럼 이동 가능하게 결합되는 가동 테이블(320)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리프트 기구(250)는, 가위 모양으로 힌지 결합된 크로스 프레임(251)과, 상기 크로스 프레임(251)을 신장 및 수축 동작시키는 유압 실린더(252)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 승강 테이블(300)의 좌우 양측에는 전도 방지 지지대(600)가 설치되는 것을 특징으로 하는 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동 대차(200)에는, 상기 레일(100)을 파지하여 이동 대차(200)를 레일(100) 상의 임의의 위치에 고정하는 레일 클램프(700)가 구비되는 것을 특징으로 하는 용접 로봇용 프로그램 전용 작업대.
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CN108747138A (zh) * 2018-05-16 2018-11-06 安徽猎豹汽车有限公司 一种汽车白车身焊接工装架
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