KR20120137695A - 용접 로봇 및 그 제어 방법 - Google Patents

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KR20120137695A KR1020110056701A KR20110056701A KR20120137695A KR 20120137695 A KR20120137695 A KR 20120137695A KR 1020110056701 A KR1020110056701 A KR 1020110056701A KR 20110056701 A KR20110056701 A KR 20110056701A KR 20120137695 A KR20120137695 A KR 20120137695A
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Abstract

본 발명은 용접 로봇 및 제어 방법 에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 외부로부터 캐드 데이터를 입력 받아 용접하고자 하는 부재의 정보를 제공하는 OLP부(100, Off Line Program); OLP부(100)로부터 입력된 부재의 정보를 통해 작업할 부재의 대략적인 위치를 파악하는 취부 CVS 와 작업할 부재의 정밀한 위치를 감지하는 용접CVS(220) 로 구성되고 취부CVS와 용접CVS를 관리하는 CVS부(200, Camera Vision System); CVS부(200)로부터 입력된 부재 위치 정보를 이용한 이동장치의 작업 순서 설정(Scheduling) 기능을 하고 상기 작업 순서를 저장하는 스케줄링부(300); 각 이동장치의 작업 상황을 모니터링 하고 충돌 감시(Monitoring) 기능을 하는 모니터링부(400); 및 스케줄링부(300) 및 모니터링부(400)로부터 입력된 정보를 이용하여 각 이동 장치를 제어하는 제어부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇이 제공된다.

Description

용접 로봇 및 그 제어 방법{Welding Robot and controlling method therefor}
본 발명은 용접 로봇 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 이동 장치간에 충돌을 방지하도록 하는 최적의 작업순서를 스케줄링 할 수 있도록 한 용접 로봇 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 선박의 건조를 위한 생산 공정 중 가장 중요한 것은 용접이며 조선소의 생산성을 향상시키기 위해 서는 용접 자동화가 필수적이다.
용접 자동화가 적용되는 공정은 크게 소조립, 대조립, P.E(선탑재, Pre Erection), 탑재 과정을 거쳐 완전한 선박이 건조된다.
종래의 소조립 라인의 용접 공정에 소조립 자동 용접 로봇 장치를 적용하여 현재 사용중에 있다.
그러나, 여러가지 문제로 인하여 기존에 목표로 했던 완전 자동화 작업을 하지 못하고 일부분을 작업자가 개입하여 작업을 수행해 가고 있다.
또한, 종래의 용접용 이동장치는 미리 정해진 작업 영역 내에서만 작업 순서 계획에 따라 해당 정반 위치로 이동하면서 작업을 수행하게 된다.
이동장치의 작업 스케줄링에 대한 종래 기술에서는 이동장치로서 겐트리, 로봇, 및 AGV(Automated Guided Vehicle)를 이용한다.
이러한 작업을 수행하기 위하여 하나의 이동장치를 사용하거나 다수의 이동장치들을 사용하였다.
이중, 다수의 이동장치들을 이용할 경우에, 종래 기술은 사용될 이동장치 및 작업 영역에 따라 이동장치별 작업영역을 미리 정의하여 놓고, 정해진 작업 영역내에서만 작업을 수행하도록 작업 순서에 따른 용접 계획만을 세워 실행하여 왔다.
이러한 종래 기술로서, 당사 특허인 용접용 이동장치의 최적 작업 스케줄링 방법이 특허 공개번호 제 1996-43265호에 개시되어 있다.
상기 종래 기술은 라인과 라인간에 충돌 문제가 고려가 되지 않아 작용에 용이하지 않았고, 겐트리에 부가축이 없기 때문에 겐트리의 자세를 고려할 필요가 없었고, 용접선 분류, 작업 영역 설정, 1, 2 차 클러스터링, 루팅, 임프루브단계를 거치게 되는 다수의 단계가 기재되어 있어 생산적인 면에서 비효율적이었다.
또한, 종래의 소조립 자동 용접 로봇 장치는 두개의 라인이 중앙빔에 의해 분리되어 작업 순서 설정 시 같은 라인에 있는 겐트리만을 고려하여 작업 순서를 설정하였다.
그러나, 상기 종래 기술은 실제 현장 적용시 너무 복잡하여 직관적으로 이해하기 어렵고 실제 용접 작업중 로봇이 고장 등으로 작업 스케줄에 문제가 발생시 고장 조치 후 작업 재 시작시 인접 겐트리와 작업 방향이 서로 달라 서로 대치되는 경우가 발생되는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 작업 영역 설정, 이동장치 자세 설정, 이동장치의 작업할당, 이동장치의 작업 순서 설정 단계를 통해 최적의 작업 순서를 설정하도록 하는 용접 로봇 장치 및 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 설정된 캐드 데이터에 따라 OLP부로부터 입력되는 부재의 정보(용접선 정보, 각장, 용접조건정보, 꼭지점 정보) 및 형상 정보를 통해 CVS부가 형상 정보와 꼭지점 정보를 자동으로 매칭하여 용접할 부재의 위치 상태를 판단하도록 하는 용접 로봇 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 용접 로봇 장치에 있어서, 외부로부터 캐드 데이터를 입력 받아 용접하고자 하는 부재의 정보인 형상 정보, 꼭지점 정보 및 용접선 정보를 제공하는 OLP부(100, Off Line Program); 상기 OLP부(100, Off Line Program)로부터 입력된 부재의 정보를 통해 작업할 부재의 대략적인 위치를 파악하는 취부 CVS 와 작업할 부재의 정밀한 위치를 감지하는 용접 CVS로 구성되고 취부CVS와 용접CVS의 동작을 제어하는 CVS부(200, Camera Vision System); 상기 OLP부(100, Off Line Program)로부터 입력된 형상정보, 꼭지점 정보, 용접선 정보와 상기 CVS부(200,Camera Vision System)로부터 입력된 취부 CVS 및 용접 CVS의 위치 정보를 이용하여 상기 각 이동장치(21,22,23,24)를 감지하여 최적의 용접 CVS 또는 용접 작업량을 할당하고, 용접CVS 또는 용접 작업 시 이동장치(21,22,23,24)의 자세를 설정하고, 각 이동장치(21,22,23,24)의 작업 순서 설정(Scheduling) 기능을 하고 상기 작업 순서를 저장하는 스케줄링부(300); 상기 각 이동장치(21,22,23,24)의 작업 상황을 모니터링 하고 충돌 감지기능을 하는 모니터링부(400); 및 상기 스케줄링부(300) 및 모니터링부(400)로부터 입력된 정보를 이용하여 각 이동 장치를 제어하는 제어부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇 장치를 제공한다.
또한, 용접 로봇 제어 방법에 있어서, (a) 제어부가 복수개의 이동장치의 각각에 설치되어 작업하려는 부재의 정보를 전달해주는 OLP부(Off LineProgram)와 부재의 위치 정보를 전달해주는 CVS 부(Camera Vision System)로부터 부재 정보 및 위치 정보를 수신하는 단계(S100); (b) 상기 스케줄링부가 이동장치의 부재 정보 및 위치 정보를 이용하여 작업 영역을 설정하는 단계(S110); (c) 상기 스케줄링부가 상기 설정된 작업 영역에 이동장치의 작업 위치에 따라 이동장치의 자세를 설정하는 단계(S120); (d) 상기 스케줄링부가 이동장치의 작업 위치에 대응하게 위치된 이동장치에 작업량을 할당하는 단계(S130); 및 (e) 상기 이동장치의 할당된 작업량에 따라 이동장치의 작업 순서를 설정하는 단계(S140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (a) 단계(S100)는 OLP부(Off Line Program)부로부터 부재정보 및 용접선 정보, 부재 형상 정보가 입력되고, CVS부(Camera Vision System)로부터 부재의 형상 정보에서 추출한 꼭지점 정보를 저장하고 부재의 위치 정보가 수신되는 것을 특징으로 하는 용접 로봇 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (e) 단계(S140)는 하나의 작업 영역에 적어도 두 개의 작업 영역을 구분하여 하나의 작업 영역에 적어도 두 개의 이동장치(1, 2호기 이동장치)를 설치하고, 하나의 이동장치(2호기 이동장치)는 또 다른 하나의 이동장치(1호기 이동장치)보다 선행한 위치에 있고, 상기 두 개의 이동장치(1, 2호기 이동장치)들은 전진 작동을 하면서 작업물의 일측을 전진 방향으로 가공하고 후진하면서 상기 작업물의 타측을 가공하도록 하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (e) 단계(S140)는 하나의 작업 영역을 적어도 두 개의 작업 라인으로 구분하고, 상기 각 작업라인에는 적어도 두 개의 다른 이동장치를 설치하고, 상기 이동장치 중 하나의 이동장치는 다른 하나의 이동장치보다 선행한 위치에 있고, 상기 이동장치 각각은 상기 다른 이동장치와 서로 간섭되지 않은 위치에서 출발하여 가공하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇 제어방법을 제공한다.
상기와 같은 본 발명은 라인의 영역을 구분하여 이동장치의 작업 순서를 설정하여 작업 영역 내의 이동장치들 간의 충돌 문제를 해결하도록 하여 작업의 정확성을 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 용접 로봇 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 용접 로봇 장치를 이용하여 작업 위치에 따라 각 이동장치와 작업할 영역을 설정하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 용접 로봇 장치를 이용하여 해당 작업 영역 내에서 이동장치의 작업 순서를 설정하도록 하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 용접 로봇 장치를 이용하여 최적 작업 순서의 설정 방법을 나타내는 도면이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 용접 로봇 장치는 외부로부터 캐드 데이터를 입력 받아 용접하고자 하는 부재의 정보인 형상 정보, 꼭지점 정보 및 용접선 정보를 제공하는 OLP부(100, Off LineProgram); 상기 OLP부(100, Off Line Program)로부터 입력된 부재의 정보를 통해 작업할 부재의 대략적인 위치를 파악하는 취부 CVS 와 작업 부재의 정밀한 위치를 파악하는 용접 CVS(220)으로 구성되고 취부CVS와 용접CVS를 관리하는 CVS부(200, Camera Vision System); 상기 CVS부(200, Camera Vision System)로부터 입력된 부재위치 정보를 이용하여 최적의 용접 작업량을 할당하고, 용접 작업 시 이동장치의 자세를 설정하여 각 이동장치의 용접 작업 순서를 설정하는 작업 순서 설정(Scheduling) 기능을 하고 상기 작업 순서를 저장하는 스케줄링부(300); 상기 각 이동장치의 작업 상황을 모니터링 하고 충돌 감지 기능을 하는 모니터링부(400); 및 상기 스케줄링부(300) 및 모니터링부(400)로부터 입력된 정보를 이용하여 각 이동 장치를 제어하는 제어부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 용접 로봇 제어 방법에 있어서, (a) 제어부가 복수개의 이동장치의 각각에 설치되어 작업하려는 부재의 정보를 전달해주는 OLP부(Off Line Program)와 부재의 위치 정보를 전달해주는 CVS 부(CameraVision System)로부터 부재 정보 및 위치 정보를 수신하는 단계(S100);(b) 상기 스케줄링부가 이동장치의 부재정보 및 위치 정보를 이용하여 작업 영역을 설정하는 단계(S110); (c) 상기 스케줄링부가 상기 설정된 작업 영역에 이동장치의 작업 위치에 따라 이동장치의 자세를 설정하는 단계(S120);(d) 상기 스케줄링부가 이동장치의 작업 위치에 대응하게 위치된 이동장치에 작업량을 할당하는 단계(S130); 및 (e) 상기 이동장치의 할당된 작업량에 따라 이동장치의 작업 순서를 설정하는 단계(S140); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 용접 로봇 장치 및 제어 방법 에 대한 일실시예로서는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 일 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 용접 로봇 장치를 나타내는 도면이다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 용접 로봇 장치는 설계에서 캐드 데이터를 받아 오프라인 프로그램을 통해 실제 로봇이 용접하기 위한 부재의 위치 정보를 생성하는 OLP부(100, Off Line Program), 상기 OLP부로부터 작업하고자 하는 부재의 정보를 알아내고, 상기 OLP부에 의해서 작업되는 부재의 위치를 감지하는 CVS부(200, Camera Vision System), 상기 CVS부로부터 작업하고자 하는 부재의 위치를 알아내어 각 이동장치(겐트리(Gantry)형 이동장치)의 최적의 작업량을 할당하고 최적의 작업 순서 설정(Scheduling) 기능을 하고 용접 작업시 이동장치의 부가축 자세를 자동 설정하는 스케줄링부(300), 상기 각 이동장치의 작업 상황을 모니터링 하고 충돌 문제 감시(Monitoring) 기능을 하는 모니터링부(400), 및 상기 스케줄링부(300) 및 모니터링부(400)로부터 입력 받아 이동장치(갠트리+용접로봇)를 제어하는 제어부(500)를 포함한다.
여기서, 상기 이동장치는 상기에 기재된 바와 같이 겐트리형 이동장치이다. 상기 OLP(100, Off Line Program)부는 소조립 자동 용접 로봇 장치가 작업을 하기 위해서 캐드 데이터를 불러와 작업을 실시하는데 필요한 구성으로서, OLP 부에서 출력된 각 부재의 형상과 용접선(마킹선) 정보를 받아 소조립 자동 용접 장치에 필요한 데이터 변환 작업을 수행한다.
또한, 상기 OLP부(100)는 캐드 데이터 변환 작업이 완료되면 불완전한 마킹선을 실제 부재에 취부되어 있는 형태로 편집하고, 취부되는 부재가 스닙 타입(Snip Type) 인지 용접 타입(Welding Type) 인지 판단한다.
또한, 상기 OPL부(100)는 로봇이 용접하기 위해서 취부되는 부재의 속성에 따라 취부선을 분할하고 취부선들의 상관관계에 따라 미리 정의해 놓은 매크로(MACRO) 번호를 자동으로 매칭하여 용접선을 생성하여 용접선 정보(130)에 저장한다.
또한, 상기 OPL부(100)는 후술되는 CVS부에서 사용하기 위한 꼭지점 정보(120)를 부재의 형상 정보에서 자동으로 추출하여 저장하고 부재의 형상 정보를 IGES(Initial Graphics Exchange Specification)파일 포멧으로 저장한다.
이때, 상기 부재 정보는 용접할 부재인 주판의 형상정보 및 설계 조건에 따른 용접선의 위치 정보이고, 꼭지점 정보는 주판의 외곽형상에서 추출한 꼭지점의 좌표 정보이다.
CVS부(200, Camera Vision System)는 취부 CVS(210) 와 용접 CVS(220)로 나누어진다.
상기 취부 CVS(210)는 취부 공정의 천정에 카메라를 설치하고 이를 이용하여 각 부재의 취부작업 스테이지를 '1차계측'으로 설정하여 주판의 위치를 파악하는 작업을 수행하고, 주판의 위치를 1차적으로 확인하는 계측을 수행한다.
용접 CVS(220)는 용접 스테이지에서 본 용접을 수행하기 전에 주판의 위치 정보를 생성하기 위한 이미지 촬영을 위한 것으로, 본 실시예에서는 각 갠트리에 1대씩 총 4대가 장착되어 있다. 상기 용접 CVS(220)는 상기 취부CVS 의 후속이므로 이를 '2차계측'이라 칭한다.
상기 용접 CVS(220)는 작업하고자 하는 부재의 꼭지점을 정확하게 측정하여 각 부재의 정확한 위치를 스케줄링부(300)에 넘겨주는 작업을 수행한다.
좀 더 상세히 설명하면, 취부 CVS(210)는 취부 공정 카메라의 렌즈 특성에 의해 영상의 왜곡이 심하여 부재의 형상 정보와 매칭시킬 때 문제가 발생하여 최적의 영상 왜곡율을 산정하여 영상 왜곡을 보정한다.
스케줄링부(300)에서의 용접 CVS(220, Camera Vision System)는 모든 부재의 꼭지점의 위치를 확인하여 다수개의 이동장치별로 최적의 용접 CVS(220) 작업 시 이동장치 부가축(겐트리에 용접로봇을 편심되게 장착하는 축 중에서의 수직인 축)의 자세를 설정하고, 각 이동장치별 용접 CVS(220)의 작업 순서를 자동적으로 설정한다.
또한, 용접 CVS(220)는 취부 CVS(210)에서 저장된 부재 리스트 및 각 부재의 대략적인 위치와 OLP부에 저장된 각 부재의 형상 정보와 꼭지점 정보를 자동으로 매칭하여 전체적인 부재의 배치 상태 및 용접 CVS 작업량 배분상태를 파악할 수 있다.
스케줄링(Scheduling)부(300)는 상기 OLP부(100)로부터 각 부재별로 필요한 정보(부재 형상, 용접선 등)와 CVS부(200)에서 측정한 각 부재의 위치 정보를 매칭시켜 각 이동장치에 작업량을 할당하고 작업 순서를 결정해주는 스케줄링 작업을 수행한다.
모니터링(Monitoring)부(400)는 용접 작업 시 각 장비의 상태를 자동으로 모니터링 하고 원격으로 각 장비를 조정하도록 한다.
상기 모니터링(Monitoring)부(400)는 용접 CVS(200) 또는 용접 작업 시 각 이동장치에 작업 시작 또는 중단 할 수 있는 명령을 주고 작업하는 동안 각 이동장치의 현재 상태(정지, 이동, 용접, 대기, 에러 등)를 모니터링 하도록 하여 각 이동장치간의 충돌이 발생하지 않도록 충돌 감지 작업을 수행한다.
제어부(500)는 상기 스케줄링부(300) 및 모니터링부(400)로부터 작업 명령을 받아 이동장치를 제어하는 기능을 수행한다.
도 2는 본 발명에 따른 용접 로봇 장치를 이용하여 작업 위치에 따라 각 이동장치와 작업할 영역을 설정하는 도면이다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 용접 로봇 장치를 이용하여 작업 위치에 따라 이동장치의 자세를 다음과 같이 설정한다.
상기 용접 로봇 장치는 각 작업 영역(Line)을 A 라인과 B 라인으로 분류하여 상기 A 라인을 작업 하는 경우, 2호기 이동장치(22)가 1호기 이동장치(21)에 비하여 선행한 위치에 있고, 상기 1, 2 호기 이동장치(21, 22)가 동시에 전진 작동을 하면서 작업물의 일측을 가공하고 후진작동 하여 상기 작업물의 타측을 가공하도록 한다.
이때, 작업 영역내에서의 1호기 이동장치(21)보다 선행된 위치에 있는 2호기 이동장치(22)는 A라인 영역에서 이동장치(21,22,23,24)의 진행방향 길이를 이등분한 중간점이 상기 2호기 이동장치(22)의 시작부분이다.
반면, 각 작업 영역(Line)을 A 라인과 B 라인으로 분류하여 상기 B 라인을 작업 하는 경우, 4호기 이동장치(24)는 3호기 이동장치(23)에 비하여 선행한 위치에 있고, 상기 3, 4 호기 이동장치(23, 24)는 동시에 전진 작동을 하면서 상기 1, 2호기 이동장치(21,22)에 서로 간섭되지 않는 위치에서 출발하여 작업을 하도록 한다.
이때, 작업 영역내에서의 3호기 이동장치(23)보다 선행된 위치에 있는 4호기 이동장치(24)는 B라인 영역에서 이
동장치 진행방향 길이를 이등분한 중간점이 상기 4호기 이동장치(24)의 시작부분이다.
이때, 상기 이동장치(21, 22, 23, 24)는 다수개의 이동장치 구동블럭(26)을 각각 이용하여 이송장치(레일, 25)를 따라 이동된다.
도 3은 본 발명에 따른 용접 로봇 장치를 이용하여 해당 작업 영역 내에서 이동장치의 작업 순서를 설정하도록 하는 도면이다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 작업하고자 하는 작업 영역(Line)을 A 라인과 B 라인으로 분류하고, 또한 상기 A 라인중에서도, 작업 영역을 안쪽 영역(31)과 바깥쪽 영역(32)으로 나누고, 1, 2 호기 이동장치(21,22)를 먼저 바깥쪽 영역(32)부터 작업 한 후 안쪽 영역(31)을 작업하고, 3, 4호기 이동장치(23,24)는 먼저 안쪽 영역(33)을 작업한 후 바깥쪽 영역(34)을 작업함으로써 즉, 도면에 기재된 화살표의 방향대로 작업되어 이동장치 충돌 문제를 해결하였다.
또한, 2호기 이동장치(22)는 1호기 이동장치(21)에 비하여 선행한 위치에 있고, 4호기 이동장치(24)는 3호기 이동장치(23)에 비하여 선행한 위치에 있기 때문에, 상기 1, 2 호기 이동장치(21,22)가 일측에서 타측으로 작업을 시작하는 경우, 3, 4 호기 이동장치(23,24)는 1, 2호기 이동장치(21,22)와 간섭되지 않는 방향인 도면에 도시된 방향대로 각각 작업되어 작업 영역간의 이동장치(21,22,23,24)들의 충돌 문제를 해결하였다.
또한, 스케줄링부는 취부 CVS(210)에 저장된 부재 리스트 및 각 부재의 대략적인 위치와 OLP부에 저장된 각 부재의 형상 정보와 꼭지점 정보를 자동으로 매칭하여 전체적인 부재의 배치 상태로부터 4대의 이동장치(21,22,23,24)별로 최적의 용접 CVS 작업량을 자동으로 할당하고, 용접 CVS(220) 작업 시 이동장치 부가축의 자세를 설정하고, 각 이동장치(21,22,23,24)별 용접 CVS(220) 의 작업 순서를 자동적으로 설정한다.
또한, 스케줄링부는 용접 CVS(220)에 저장된 부재 리스트 및 각 부재의 대략적인 위치와 OLP부에 저장된 각 부재의 형상 정보와 꼭지점 정보와 용접선 정보를 자동으로 매칭하여 전체적인 부재의 배치 상태로부터 4대의 이동장치(21,22,23,24)별로 최적의 용접 작업량을 자동으로 할당하고, 용접 작업 시 이동장치 부가축의 자세를 설정하고, 각 이동장치(21,22,23,24)별 용접 작업시의 작업 순서를 자동적으로 설정한다.
또한, 본 발명에서는 4대의 이동장치(21,22,23,24)만을 고려하여 기재하였지만 4대 뿐만 아니라 그 이상이 될 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 용접 로봇 장치를 이용하여 최적 작업 순서의 설정 방법을 나타내는 도면이다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 용접 로봇의 최적 작업 순서의 설정 방법은 먼저, 복수개의 이동장치 각각에 위치되어 부재의 정보를 전달해주는 OLP부와 부재의 위치 정보를 전달해주는 CVS부로부터 부재 정보 및 위치정보를 수신하는 단계를 수행한다.(S100)
상기 S100 단계에서 입력되는 정보에는 부재 및 용접선 정보, 이동장치 상태 정보, 정반 정보, 제약 조건 등이 있다.
상기 OPL부는 꼭지점 정보를 부재의 형상 정보에서 자동으로 추출하여 꼭지점 정보에 저장되고, IGES(초기 그래픽스 교환 명세, initial graphics exchange specification)파일 포멧으로 저장된 부재의 형상 정보를 수신한다.
다음으로, 스케줄링부가 상기 이동장치의 부재 정보 및 위치 정보를 이용하여 작업 영역을 설정하는 단계를 수행한다.(S110)
상기 S110 단계는, 상기 용접 로봇 장치의 스케줄링부가 OLP부 및 CVS부를 통해 입력된 형상 정보, 꼭지점정보, 용접선 정보, 취부 CVS, 용접 CVS 를 통해 저장된 이동장치들의 현재 상태 정보 및 정반의 크기 정보를 이용하고, 스케줄링시 이동장치의 현재 상태를 감시하여 상기 이동장치의 작업 영역을 설정한다.
즉, 스케줄링부는 각 작업 영역(Line)을 A라인과 B라인으로 분류하고, A라인의 작업 영역이 작업되기 위해, 2호기 이동장치를 1호기 이동장치에 비하여 선행되도록 매핑(Mapping)시킨다. 이때의 선행되는 위치는 이동장치의 작업 방향을 이등분 한 중간점이 상기 2호기 이동장치의 작업 시작점이 된다.
또한, 스케줄링부는 B라인의 작업 영역이 작업되기 위해, 4호기 이동장치를 3호기 이동장치에 비하여 선행되도록 매핑(Mapping)시킨다. 이때의 선행되는 위치는 이동장치의 작업 방향을 이등분 한 중간점이 상기 4호기 이동장치의 작업 시작점이 된다.
다음으로, 스케줄링부는 상기 설정된 작업 영역에 이동장치 부가축의 작업 위치에 따라 이동장치 자세를 설정하는 단계를 수행한다.(S120)
상기 S120 단계는 이동장치의 자세는 해당 용접 선에서 안쪽 영역을 작업 할경우 이동장치를 안쪽 방향으로 설정하고, 상기 작업 영역이 바깥쪽 영역일 경우에 해당되면, 이동장치의 방향을 바깥쪽 방향으로 설정한다.
상기 S120 단계의 이동장치의 자세 설정 방법은 해당 라인 작업 영역에서 1호기 이동장치 및 3호기 이동장치를 작업하고자 하는 작업 영역의 중간부에 위치 시킨 후, 각각의 이동장치들이 위치한 작업 영역에 안쪽 영역과 바깥쪽 영역을 구분하기 위한 기준선을 설정하고, 먼저 상기 기준선의 안쪽 영역을 작업 할 경우, 이동장치를 기준선 안쪽 방향으로 설정하고, 상기 작업하여야 할 작업 영역이 바깥쪽 영역일 경우에 해당되면, 이동장치의 위치를 기준선의 바깥쪽 방향으로 상기 이동장치를 위치시키는 설정을 한다.
다음으로, 스케줄링부가 상기 이동장치의 작업 위치에 따라 위치된 이동장치의 작업량을 할당하는 단계를 수행한다.(S130)
상기 S130 단계는, 스케줄링부가 CVS부로부터 모든 부재의 꼭지점의 위치를 확인하여 복수개의 이동장치로 최적의 용접 CVS 작업량 또는 용접 작업량을 자동으로 할당한다.
즉, 상기 S130 단계는, 제어부가 캐드 데이터의 정보를 이용하여 자동으로 설정된 용접선 위치에 따라 총 4 대의 이동장치 중 2대의 위치는 작업 영역의 중심부에 위치 시키고 나머지 2 대의 이동장치는 용접 시작점에 위치시키기 때문에 각각의 라인을 작업하는 시간이 반으로 줄어들고, 상기 OLP부의 용접선 정보를 통해 이동장치의 용접 및 작동 시간을 산출한다.
다음으로, 상기 제어부가 이동장치의 작업 순서를 설정하도록 제어하는 단계를 수행한다.(S140)
상기 S140 단계는, 제어부가 이동장치의 작업 순서를 설정하는 단계로서, 상기 S130 단계에 의하여 구분되어진 작업 영역(31, 32)에 1, 2호기 이동장치가 일측을 먼저 작업 한 후 타측을 작업하고, 상기 S130 단계에 의하여
구분되어진 작업 영역(33, 34)에 3, 4 호기 이동장치가 상기 1, 2 호기 이동장치와 간섭되지 않는 위치에서 출발하도록 한다.
즉, 다시 말하면, 상기 용접 로봇 장치가 이동장치 작업 순서를 설정하는 방법으로서, 하나의 작업 영역에 적어도 두 개의 작업 영역(A라인, B라인)을 구분하여, 하나의 작업 영역(A 라인)은 이동장치의 작업 영역을 외측(32)에서 중심측(31)으로 이동하는 작업 순서로 결정하고, 또 다른 하나의 작업 영역(B 라인)은 이동장치의 작업 영역을 중심측(33)에서 외측(34)으로 이동하는 작업 순서로 결정한다.
상기 S140 단계는 도 3을 참고한다.
다음으로, 상기 스케줄링부가 상기 과정에 따른 작업 순서를 DB에 저장하는 단계를 수행한다.(S150)
상기 S150 단계는 상기의 작업 과정에 따른 작업 순서 및 작업량을 DB에 저장하여 관리하도록 한다.
상기와 같은 과정을 통하여 용접 로봇 장치 및 방법은 용접 로봇 장치의 작업 영역을 최적화 하기 위한 방법이다.
이상에서 본 발명에 의한 용접 로봇 장치 및 제어 방법 에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : OLP부 200 : CVS부
300 : 스케줄링부 400 : 모니터링부
500 : 제어부

Claims (5)

  1. 용접 로봇 장치에 있어서,
    외부로부터 캐드 데이터를 입력 받아 용접하고자 하는 부재의 정보인 형상 정보, 꼭지점 정보 및 용접선 정보를 제공하는 OLP부(100, Off Line Program);
    상기 OLP부(100, Off Line Program)로부터 입력된 부재의 정보를 통해 작업할 부재의 대략적인 위치를 파악하는 취부 CVS 와 작업할 부재의 정밀한 위치를 감지하는 용접 CVS로 구성되고 취부CVS와 용접CVS의 동작을 제어하는 CVS부(200, Camera Vision System);
    상기 OLP부(100, Off Line Program)로부터 입력된 형상정보, 꼭지점 정보, 용접선 정보와 상기 CVS부(200,Camera Vision System)로부터 입력된 취부 CVS 및 용접 CVS의 위치 정보를 이용하여 상기 각 이동장치(21,22,23,24)를 감지하여 최적의 용접 CVS 또는 용접 작업량을 할당하고, 용접CVS 또는 용접 작업 시 이동장치(21,22,23,24)의 자세를 설정하고, 각 이동장치(21,22,23,24)의 작업 순서 설정(Scheduling) 기능을 하고 상기 작업 순서를 저장하는 스케줄링부(300);
    상기 각 이동장치(21,22,23,24)의 작업 상황을 모니터링 하고 충돌 감지기능을 하는 모니터링부(400); 및 상기 스케줄링부(300) 및 모니터링부(400)로부터 입력된 정보를 이용하여 각 이동 장치를 제어하는 제어부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇.
  2. 용접 로봇 제어 방법에 있어서,
    (a) 제어부가 복수개의 이동장치의 각각에 설치되어 작업하려는 부재의 정보를 전달해주는 OLP부(Off LineProgram)와 부재의 위치 정보를 전달해주는 CVS 부(Camera Vision System)로부터 부재 정보 및 위치 정보를 수신하는 단계(S100);
    (b) 상기 스케줄링부가 이동장치의 부재 정보 및 위치 정보를 이용하여 작업 영역을 설정하는 단계(S110);
    (c) 상기 스케줄링부가 상기 설정된 작업 영역에 이동장치의 작업 위치에 따라 이동장치의 자세를 설정하는 단계(S120);
    (d) 상기 스케줄링부가 이동장치의 작업 위치에 대응하게 위치된 이동장치에 작업량을 할당하는 단계(S130); 및
    (e) 상기 이동장치의 할당된 작업량에 따라 이동장치의 작업 순서를 설정하는 단계(S140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇 제어 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 (a) 단계(S100)는,
    OLP부(Off Line Program)부로부터 부재정보 및 용접선 정보, 부재 형상 정보가 입력되고, CVS부(Camera Vision System)로부터 부재의 형상 정보에서 추출한 꼭지점 정보를 저장하고 부재의 위치 정보가 수신되는 것을 특징으로 하는 용접 로봇 제어 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 (e) 단계(S140)는,
    하나의 작업 영역에 적어도 두 개의 작업 영역을 구분하여 하나의 작업 영역에 적어도 두 개의 이동장치(1, 2호기 이동장치)를 설치하고, 하나의 이동장치(2호기 이동장치)는 또 다른 하나의 이동장치(1호기 이동장치)보다 선행한 위치에 있고, 상기 두 개의 이동장치(1, 2호기 이동장치)들은 전진 작동을 하면서 작업물의 일측을 전진 방향으로 가공하고 후진하면서 상기 작업물의 타측을 가공하도록 하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇 제어 방법.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 (e) 단계(S140)는,
    하나의 작업 영역을 적어도 두 개의 작업 라인으로 구분하고, 상기 각 작업라인에는 적어도 두 개의 다른 이동장치를 설치하고, 상기 이동장치 중 하나의 이동장치는 다른 하나의 이동장치보다 선행한 위치에 있고, 상기 이동장치 각각은 상기 다른 이동장치와 서로 간섭되지 않은 위치에서 출발하여 가공하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇 제어방법.
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