KR20170005234A

KR20170005234A - 코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법

Info

Publication number: KR20170005234A
Application number: KR1020150094169A
Authority: KR
Inventors: 김재권; 김종준; 박인완; 신상룡
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2015-07-01
Filing date: 2015-07-01
Publication date: 2017-01-12
Also published as: KR102117077B1

Abstract

본 발명은 코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법에 관한 것으로, 그 목적은 코러게이션 형식의 앵글피스 용접라인을 직선용접과 3개의 반경으로 이루어진 곡선용접으로 구분하여 형상에 따른 정확한 인식을 통해 자동용접이 이루어지도록 한 코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 앵글피스의 형상데이터가 자동용접장치의 제어부로 입력되어 인식되고, 인식된 앵글피스 형상데이터를 기준으로 앵글피스의 용접라인이 직선용접라인 및 코러게이션 용접라인을 포함하는 곡선용접부와, 상기 곡선용접부에 연결되는 직선용접부로 나뉘어 설정되며, 코러게이션 용접라인에서의 곡률변경지점이 포인트로 설정되어, 자동용접장치에 의해 앵글피스의 직선용접라인, 코러게이션 용접라인 및, 직선용접부가 자동용접되되, 상기 코러게이션 용접라인은 포인트를 기준으로 용접조건이 자동변경되어 용접이 수행되도록 제어되도록 되어 있다.

Description

코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법{Automatic welding method for corrugated type angle piece}

본 발명은 코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법에 관한 것으로, 앵글피스 곡선용접부의 코러게이션 용접라인을 3개의 반경으로 나누어 용접을 제어함으로써, 용접속도, 용접품질 및 생산성을 대폭 향상시킬 수 있는 코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 코루게이션 형식의 앵글피스는 화물창고의 코너에 부착되는 것으로, 90° 또는 135°의 각도를 가지도록 절곡되어 형성되고, 양측면부에는 직선 용접부가 형성되어 있으며, 상하단에는 곡선 용접부가 형성되어 있다.

상기와 같이 형성되는 앵글피스는 각각 멤브레인 형식 액화천연가스 운반선의 화물창내 주름진 판재 원판의 코너부에 용접에 의해 부착된다.

그러나, 상기와 같은 앵글피스는 매우 협소한 화물창고의 코너에 부착됨으로써 용접 자세의 제한을 받게 될 뿐 아니라, 앵글피스의 크기와 형상이 다양하기 때문에 대부분 수동 용접에 의존하고 있어, 앵글피스의 용접을 위한 작업속도가 떨어지고 용접품질이 저하되어 용접신뢰성이 대폭 저하되는 현상이 발생되고 있다.

또한, 코러게이션 형식의 앵글피스의 용접시에는, 작업자가 용접부를 관측하기가 매우 곤란하므로, 주름진 판재원판의 자동용접에 기사용되고 있는 공지의 자동용접장치에 의해서는 앵글피스의 용접에 많은 어려움이 따라 실질적으로 앵글 피스 용접에는 대부분 수작업에 의한 용접 작업이 이루어지고 있는 등 여러가지 문제점이 있었다.

등록특허공보 등록번호 10-1287252(2013.07.11)

본 발명의 목적은 코러게이션 형식의 앵글피스 용접라인을 직선용접과 3개의 반경으로 이루어진 곡선용접으로 구분하여 형상에 따른 정확한 인식을 통해 자동용접이 이루어지도록 한 코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 앵글피스의 형상데이터가 자동용접장치의 제어부로 입력되어 인식되고, 인식된 앵글피스 형상데이터를 기준으로 앵글피스의 용접라인이 직선용접라인 및 코러게이션 용접라인을 포함하는 곡선용접부와, 상기 곡선용접부에 연결되는 직선용접부로 나뉘어 설정되며, 코러게이션 용접라인에서의 곡률변경지점이 포인트로 설정되어, 자동용접장치에 의해 앵글피스의 직선용접라인, 코러게이션 용접라인 및, 직선용접부가 자동용접되되,

상기 코러게이션 용접라인은 포인트를 기준으로 용접조건이 자동변경되어 용접이 수행되도록 제어되도록 되어 있다.

본 발명은 앵글피스의 형상에 의해 용접라인이 인식되므로, 용접시간에 의해 용접라인이 인식되던 기존 용접방법에 비해, 용접을 정확하게 제어할 수 있다. 즉, 기존 용접방법은 용접시간에 의해 용접라인의 위치가 설정되고, 이에 따라 용접토치의 각도가 조절되도록 되어 있어, 용접속도가 변화될 경우, 정확한 용접제어가 곤란하였으나, 본 발명은 앵글피스의 형상데이터에 의해 용접라인이 인식되므로, 용접속도가 변화되어도 정확한 용접제어가 가능하다.

본 발명은 앵글피스의 곡선용접부가 라운드값을 기준으로, 5개의 곡선용접라인으로 구분되고, 이에 따른 원형방정식과 접선 및 법선방정식이 산출되도록 되어 있어, 각각의 곡선용접라인에 대한 용접토치의 정확한 각도제어가 정확하고 신속하에 이루어질 수 있으며, 이를 통해 용접품질을 균일화할 수 있다.

본 발명은 자동용접캐리지에 설치된 레이저의 레이저포인트에 의해 앵글피스의 틀어짐현상이 체크되므로, 설정된 기준부재 데이터와 실제취부부재 데이터가 다르더라도, 이에 대한 보정이 신속하게 이루어질 수 있는 등 많은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 제어방법을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 용접조건 설정방법을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 구성을 보인 블록 예시도
도 4 는 앵글피스 및 액화천연가스 운반선 화물창 구조를 보인 예시도
도 5 는 본 발명에 따른 전극봉의 높이제어를 보인 예시도
도 6 은 본 발명에 따른 보정제어방법을 보인 예시도

도 1 은 본 발명에 따른 제어방법을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 용접조건 설정방법을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 구성을 보인 블록 예시도를, 도 4 는 앵글피스 및 액화천연가스 운반선 화물창 구조를 보인 예시도를 도시한 것으로,

본 발명은 90° 또는 135°의 각도를 가지도록 절곡되어 형성되고, 양측면부에 직선용접부(20)가 형성되며, 상하단에 곡선용접부(10)가 형성된 코러게이션 형식의 앵글피스(100)를 화물창(200)의 코너부위(210)에 자동용접하도록 되어 있다.

즉, 본 발명은 앵글피스의 형상데이터(60)가 자동용접장치(300)의 제어부(340)로 입력되어 인식되고, 인식된 앵글피스 형상데이터를 기준으로 앵글피스의 용접라인이 직선용접라인 및 코러게이션 용접라인을 포함하는 곡선용접부와, 상기 곡선용접부에 연결되는 직선용접부로 나뉘어 설정되며, 코러게이션 용접라인에서의 곡률변경지점이 포인트로 설정되어, 자동용접장치에 의해 앵글피스의 직선용접라인, 코러게이션 용접라인 및, 직선용접부가 자동용접되되, 상기 코러게이션 용접라인은 포인트를 기준으로 용접조건이 자동변경되도록 용접제어가 이루어진다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 아울러, 본 발명의 도면에서는 용접곡선라인이 5개로 분리된 것을 기준으로 도시되어 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 앵글피스(100)의 형상데이터가 제어부로 입력되는 입력단계; 입력된 앵글피스(100)의 형상테이터를 기준으로 앵글피스의 용접라인이 직선용접부(20)와 곡선용접부(10)로 나뉘어 설정되고, 상기 곡선용접부(10)는 직선용접라인(17,18)과 코러게이션 용접라인(16)으로 나뉘어 설정되는 용접부 설정단계; 상기 직선용접부(20)와 곡선용접부의 직선용접라인(17,18) 및 코러게이션 용접라인(16)을 따라 용접토치의 위치 및 각도가 자동조절되어 앵글피스(100)에 대한 자동용접이 이루어지는 용접제어단계;를 포함하되,

상기 용접제어단계는, 앵글피스의 형상데이터에 입력되어 있는 코러게이션의 라운드 값에 따라 코러게이션 용접라인이 복수의 용접곡선라인으로 나뉘어 설정되고, 각각의 용접곡선라인에 대한 각각의 시작 및 끝단 포인트가 설정되는 용접라인 산출단계;

각 라운드 값, 시작 및 끝단 포인트에 의해 용접곡선라인을 원호로 하는 원형방정식이 산출되는 원형방정식 산출단계;

원형방정식에 의해 용접곡선라인 상에 위치하는 각각의 점에 대한 접선(40) 및 법선(50)이 산출되는 접선 및 법선 산출단계;

산출된 법선(50)을 기준으로 용접토치(310)의 용접각도가 설정 및 자동조절되면서 앵글피스의 코러게이션 용접라인(16)이 자동용접되는 용접단계;를 포함한다.

또한, 본 발명의 용접제어단계는 용접라인 산출단계와 원형방정식 산출단계 사이에, 실제 앵글피스의 용접라인과 입력된 형상데이터 정보를 대비하여 시각 및 끝단 포인트를 보정하는 용접라인 보정단계를 더 포함한다.

상기 입력단계는 화물창의 코너부위(210)에 부착되는 코루게이션 형식의 앵글피스(100)에 대한 형상데이터(설계데이터)가 입력되는 단계로, 90° 또는 135°의 각도를 구비하도록 절곡된 코러게이션 형식의 앵글피스에 대한 형상데이터(설계데이터)가 제어부로 입력된다. 상기 형상데이터는 앵글피스의 규격, 치수, 곡선에 대한 라운드값, 각도 등등 앵글피스의 형상을 설정하는 모든 캐드 설계값을 의미한다.

상기 용접부 설정단계는 입력된 앵글피스의 형상데이터를 기준으로, 제어부에서 앵글피스의 용접라인(30)이, 직선용접부(20)와 곡선용접부(10)로 나뉘어 설정되고, 상기 곡선용접부(10)가 다시 직선용접라인(17,18)과 코러게이션 용접라인(16)으로 나뉘어 설정된다.

이때, 상기 직선용접부(20)는 앵글피스(100)의 양측면부에 위치하고, 곡선용접부(10)는 앵글피스(100)의 상/하부에 위치하게 되며, 상기 곡선용접부(10)는 다시 앵글피스(100)에 형성되어 있는 코러게이션(110)을 중심으로, 2개의 직선용접라인(17,18)과 하나의 코러게이션 용접라인(16)으로 나뉘어 설정된다.

상기 용접제어단계는 설정된 직선용접부(20), 곡선용접부의 직선용접라인(17,18), 곡선용접부의 코러게이션 용접라인(16)에 따라 용접토치의 각도가 자동조절되면서 용접이 이루어지는 단계로, 직선용접부(20)와 곡선용접부의 직선용접라인(17,18)은 공지의 직선자동용접제어에 의해 용접이 이루어지므로, 이에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 발명의 곡선용접부의 코러게이션 용접라인(16)은 입력된 형상데이터에 의해 복수의 용접라인이 설정된 후, 복수의 용접라인에 대한 접선 및 법선이 설정되며, 상기 법선을 기준으로 용접토치의 각도가 자동조절되어 설정된 복수의 용접라인을 따라 용접토치의 각도가 자동조절되면서 용접이 이루어지게 된다.

즉, 상기 곡선용접부의 코러게이션 용접라인(16)은, 용접라인산출단계, 원형방정식 산출단계, 접선 및 법선산출단계, 용접각도 설정단계를 통해, 용접라인 및 용접토치의 각도가 자동조절되면서 용접이 수행되도록 되어 있다.

상기 용접라인 산출단계는 형상데이터에 입력되어 있는 코러게이션의 라운드값(R1,R2,R3,R4,R5)을 기준으로 코러게이션 용접라인(16)이 제어부에 의해 제1,2,3,4,5용접곡선라인(11,12,13,14,15)으로 나누어지고, 상기 제1,2,3,4,5용접곡선라인(11,12,13,14,15)에 대한 각각의 시작 및 끝단 포인트(P1,P2,P3,P4,P5,P6)가 산출되는 단계로, 상기 코러게이션 용접라인(16)은 곡선용접부의 일측 직선용접라인(17)과 연결되는 제1용접곡선라인(11), 상기 제1용접곡선라인(11)과 연결되는 제2용접곡선라인(12), 상기 제2용접곡선라인(12)과 연결되는 제3용접곡선라인(13), 상기 제3용접곡선라인(13)과 연결되는 제4용접곡선라인(14), 상기 제4용접곡선라인(14) 및 곡선용접부의 타측 직선용접라인(18)과 연결되는 제5용접곡선라인(15)으로 설정된다.

이때, 상기 직선용접라인(17)과 제1용접곡선라인이 연결되는 지점(P1)은 직선용접라인(17)의 끝단 포인트이면서 제1용접곡선라인의 시작 포인트로, 제1용접곡선라인과 제2용접곡선라인이 연결되는 지점(P2)은 제1용접곡선라인의 끝단 포인트이면서 제2용접곡선라인의 시작 포인트로, 제2용접곡선라인과 제3용접곡선라인이 연결되는 지점(P3)은 제2용접곡선라인의 끝단 포인트이면서 제3용접곡선라인의 시작 포인트로, 제3용접곡선라인과 제4용접곡선라인이 연결되는 지점(P4)는 제3용접곡선라인의 끝단 포인트이면서 제4용접곡선라인의 시작포인트로, 제4용접곡선라인과 제5용접곡선라인이 연결되는 지점(P5)는 제4용접곡선라인의 끝단 포인트이면서 제5용접곡선라인의 시작 포인트로, 제5용접곡선라인과 끝단 직선용접라인이 연결되는 지점(P6)은 제5용접곡선라인의 끝단 포인트이면서 직선용접라인(18)의 시작포인트로 각각 설정된다.

또한, 상기 앵글피스의 곡선용접부(10)는 좌우대칭형상으로 이루어져 있으므로, 코러게이션 용접라인(16)의 제1용접곡선라인(11)과 제5용접곡선라인(15)은 동일 라운드 값을 구비하고, 제2용접곡선라인(12)과 제4용접곡선라인(14) 역시 동일 라운드 값을 구비하며 연속적으로 연결되어 있다.

상기 원형방정식 산출단계는 제1,2,3,4,5곡선용접라인(11,12,13,14,15)에 대한 원형방정식이 산출되는 단계로, 상기 제1,2,3,4,5 곡선용접라인(11,12,13,14,15)의 라운드 값(R1,R2,R3,R4,R5)과, 제1,2,3,4,5 곡선용접라인의 시작점과 끝단 포인트(P1,P2,P3,P4,P5,P6)에 의해 제1,2,3,4,5 곡선용접라인(11,12,13,14,15)에 대한 각각의 원형방정식이 산출된다. 상기 원형방정식은 2개의 좌표값(시작점과 끝점) 및 반경(라운드값)을 이용한 공지의 수식에 의해 산출되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2 의 11a 는 제1원형방정식에 의해 형성된 원호, 12a는 제2원형방정식에 의해 형성된 원호, 13a는 제3원형방정식에 의해 형성된 원호, 14a는 제4원형방정식에 의해 형성된 원호, 15a 는 제5원형방정식에 의해 형성된 원호를 도시한 것이다.

이와 같은 원형방정식 산출단계에 의해 제1,2,3,4,5곡선용접라인인(11,12,13,14,15)이 원호의 일부로 포함된 제1,2,3,4,5 원형방정식이 각각 산출되게 되며, 제1용접곡선라인을 포함하는 제1원형방정식과 제5용접곡선라인을 포함하는 제5원형방정식은 동일반경으로 이루어진 원형방정식을 이루고, 제2용접곡선라인을 포함하는 제2원형방정식과 제4용접곡선라인을 포함하는 제4원형방정식은 동일반경으로 이루어진 원형방정식을 이루게 된다. 즉, 상기 제1,2,3,4,5원형방정식은 3개의 원형방정식으로 산출되게 된다.

상기 접선 및 법선산출단계는 산출된 제1,2,3,4,5 원형방정식의 원주상에 위치하는 제1,2,3,4,5 곡선용접라인의 각각의 점에 대한 접선방정식이 산출된 후, 상기 접선방정식에 의해 각각의 점(접점)에 대한 법선이 산출된다.

상기 용접단계는 산출된 법선을 기준으로 용접토치의 용접각도가 셋팅되고 셋팅된 값에 따라 앵글피스의 코러게이션 용접라인(16)이 자동용접이 수행되는 단계로, 도 1 에 도시된 바와 같이, 각각의 접점에 대한 법선과 용접토치의 중선이 일치되도록 용접각도가 세팅되어 앵글피스의 코러게이션 용접라인(16)에 대한 자동용접이 이루어지게 된다.

이때, 상기 용접각도는 각각의 접점에 대한 법선이 용접진행방향으로 접점을 중심으로 0°∼5°, 바람직하게는 약 3°기울려지도록 설정된 후, 용접토치의 중심선으로 설정된다.

이와 같은 용접토치의 각도추가는 용접효율을 향상시키기 위한 것으로, 법선에 약 3°더 추가하여 용접토치의 각도를 설정할 경우, 코러게이션의 용접효율이 더욱 향상된다.

또한, 상기 용접단계는 전극봉의 각도(용접토치의 각도)에 따라 전극봉의 높이가 자동조절되는 높이조정단계를 더 포함한다.

즉, 전극봉 일측에 설치된 높이센서(340,LVDT)의 값이 같더라도 도 5 의 (a) 및(b)에 도시된 바와 같이, 실제 전극봉(311)의 끝단을 기준으로 하면, 그 높이(H,H`)가 달라지게 되므로, 본 발명은 이와 같은 전극봉의 위치가 자동으로 보정되도록 되어 있다.

상기 본 발명의 용접단계의 높이조정단계는 용접토치의 중심선에 대한 각도값(θ)이 인식되는 각도인식단계; 인식된 각도값에 전극의 높이보정량이 산출되는 높이보정량 산출단계; 높이보정량에 따라 전극봉의 위치가 보정되는 전극봉 위치보정단계를 포함한다.

상기 보정량 산출단계는 도 5 의 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이, 높이센서(LVDT)와 앵글피스(모재)의 접촉면(T)이 달라짐에 따른 보정량(d1), 전극의 각도에 따른 전극과 앵글피스(모재)의 거리변화에 따른 보정량(d2)가 각각 자동 산출되고, 상기 산출된 보정량(d1,d2)에 의해 전체보정량(D = d1 + d2)가 산출되며, 상기 전체보정량(D)에 의해 전극봉의 위치가 보정되게 된다.

이때, 상기 보정량(d1,d2)은 d1 = r[1-sinθ], d2 = r[(1/sinθ) - 1]에 의해 산출된다. 상기 ｒ은 높이센서(LVDT) 끝단 볼(Ball)의 반지름을 의미한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 앵글피스의 형상데이터가 제어부로 입력되어 앵글피스의 용접라인(30)이 설정되고, 앵글피스의 용접시작점(기설정되어 있는 지점)으로 자동용접캐리지(300)가 이동된 후, 작업자의 작동신호에 따라 자동용접캐리지(300)가 앵글피스의 용접라인(30) 즉, 직선용접부(20)과 곡선용접부(10)를 따라 주행하면서 용접토치에 의해 용접을 수행하게 된다.

이때, 앵글피스 직선용접부(20) 및 곡선용접부의 직선용접라인(17,18)에 대해서는 공지의 용접제어방법에 의해 제어부로부터 제어가 이루어지고, 곡선용접부의 코러게이션 용접라인(16)에서는 앵글피스의 형상데이터에 따라 산출된 제1,2,3,4,5 곡선용접라인(11,12,13,14,15)의 제1,2,3,4,5원형방정식과 접선 및 법선에 의해 용접라인의 위치 및 용접토치의 각도가 자동조절되어 용접이 자동수행되게 된다.

즉, 제1곡선용접라인의 시작 포인트(P1)에 자동용접캐리지(330)에 설치된 용접토치(310)가 도달하게 되면, 제1곡선용접라인의 시작포인트(P1)에서 끝단 포인트(P2)까지 제1원형방정식, 제1원형방정식으로 표현되는 제1곡선용접라인의 각 점에 대한 접선 및 법선에 의해 제1곡선용접라인(11)에 대한 용접조건이 변경되어 자동용접이 이루어지고,

제2곡선용접라인의 시작 포인트(P2)에 용접토치가 도달하게 되면, 제2곡선용접라인의 시작포인트(P2)에서 끝단포인트(P3)까지 제2원형방정식, 제2원형방정식으로 표현되는 제2곡선용접라인의 각 점에 대한 접선 및 법선에 의해 제2곡선용접라인(12)에 대한 용접조건이 변경되어 자동용접이 이루어지며,

제3곡선용접라인의 시작포인트(P3)에 용접토치가 도달하게 되면, 제3곡선용접라인의 시작포인트(P3)에서 끝단포인트(P4)까지 제3원형방정식, 제3원형방정식으로 표현되는 제3곡선용접라인의 각 점에 대한 접선 및 법선에 의해 제3곡선용접라인(13)에 대한 용접조건이 변경되어 자동용접이 이루어지고,

제4곡선용접라인의 시작포인트(P4)에 용접토치가 도달하게 되면, 제4곡선용접라인의 시작포인트(P4)에서 끝단포인트(P5)까지 제4원형방정식, 제4원형방정식으로 표현되는 제4곡선용접라인의 각 점에 대한 접선 및 법선에 의해 제4곡선용접라인(14)에 대한 용접조건이 변경되어 자동용접이 이루어지며,

제5곡선용접라인의 시작포인트(P5)에 용접토치가 도달하게 되면, 제5곡선용접라인의 시작포인트(P5)에서 끝단포인트(P6)까지 제5원형방정식, 제5원형방정식으로 표현되는 제5곡선용접라인의 각 점에 대한 접선 및 법선에 의해 제5곡선용접라인(15)에 대한 용접조건이 변경되어, 자동용접이 이루어지게 된다.

이때, 상기 시작 또는 끝단포인트(P1,P2,P3,P4,P5,P6)는 용접조건이 변경되는 지점이므로, 변경전의 용접조건 또는 변경후의 용접조건 중, 하나의 용접조건이 셋팅되도록 설정하여 용접을 수행할 수 있다.

또한, 상기 제1,2,3,4,5용접라인(11,12,13,14,15)의 시작 또는 끝단포인트(P1,P2,P3,P4,P5,P6)에 대한 위치인식은 자동용접장치에 설치된 엔코더 등에 의해 거리가 측정되고, 상기 측정된 거리와 기설정되어 있는 앵글피스의 형상데이터의 대비에 의해 자동으로 인식되게 된다.

도 6 은 본 발명에 따른 보정제어방법을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 앵글피스의 자동용접 전에 실제 용접되는 앵글피스의 폭(용접되는 길이)이 자동용접캐리지(330)의 일측에 전극봉과 일체로 연결설치되어 있는 레이저센서(320)의 레이저포인트(LP)에 의해 자동으로 측정되고, 상기 측정된 앵글피스의 폭(Ｌa)과 기입력되어 있는 앵글피스 형상데이터의 앵글피스 폭(Ｌ)이 대비되어, 앵글피스 형상데이터의 앵글피스 폭(Ｌ)과 측정된 앵글피스 폭(Ｌa)이 다를 경우, 편차만큼 곡선용접부의 용접라인이 비례적으로 늘어나도록 되어 있어, 취부오차가 자동 보정되도록 되어 있다. 도 6 의 이점쇄선은 형상데이타가 기입력된 앵글피스를, 실선은 실제 용접되는 앵글피스를 의미한다.

즉, 본 발명은 용접라인 산출단계와 원형방정식 산출단계 사이에, 실제 앵글피스의 용접라인과 입력된 형상데이터 정보가 일치하지 않을 경우, 이를 보정하는 용접라인 보정단계를 더 포함하되,

상기 보정단계는 용접라인 산출단계 후, 레이저센서(320)에 의해 실제 용접되는 앵글피스의 끝단부가 인식되는 끝단부 인식단계;

끝단부 인식단계후, 전극봉 헤드가 실제 용접되는 앵글피스의 용접시작점으로 이동되어 용접시작점이 셋팅되는 시작점 셋팅단계;

용접시작점에서 앵글피스의 끝단부까지의 실제 용접길이(Ｌa)가 추출되는 용접길이 추출단계;

앵글피스의 형상데이터에 따른 용접길이(Ｌ)와 용접길이 추출단계에 의해 추출된 실제 용접길이(Ｌa)의 길이비(ｋ=Ｌ/Ｌa)가 산출되는 산출단계;

상기 길이비(ｋ)에 의해 제1,2,3,4,5 곡선용접라인의 시작점과 끝단 포인트(P1,P2,P3,P4,P5,P6)에 대한 보정이 이루어지는 포인트 보정단계;를 포함한다.

즉, 상기 보정단계는 전극봉과 레이저 센서까지의 길이는 고정된 값을 구비하므로, 레이저센서에 의해 실제 용접되는 앵글피스의 끝단부가 인식되고, 전극봉이 실제 용접되는 앵글피스의 용접시작점으로 이동되어 셋팅되면, 실제 용접길이(Ｌa)는 전극봉에서 레이저센서까지의 거리(a) + 전극봉의 이동거리(b)에 해당되므로, 길이비(ｋ=Ｌ/Ｌa)가 산출되게 된다.

이와 같이, 길이비(ｋ=Ｌ/Ｌa)가 산출되면, 각각의 포인트 즉, 제1,2,3,4,5 곡선용접라인의 시작점과 끝단 포인트(P1,P2,P3,P4,P5,P6)에 길이비(ｋ)를 곱하여, 각 포인트에 대한 보정량(△P1,△P2,△P3,△P4,△P5,△P6)이 산출되고,

△P1 = ｋP1, △P2 = ｋP2, △P3 = ｋP3, △P4 = ｋP4, △P5 = ｋP5, △P6 = ｋP6,

상기 산출된 보정량(△P1,△P2,△P3,△P4,△P5,△P6)을 각각의 해당포인트에 더하면, 실제 용접되는 앵글피스에 대한 제1,2,3,4,5 곡선용접라인의 시작점과 끝단 포인트(P1a,P2a,P3a,P4a,P5a,P6a)의 위치가 설정되게 된다.

P1a = P1 + △P1, P2a = P2 + △P2, P3a = P3 + △P3, P4a = P4 + △P4, P5a = P5 + △P5, P6a = P6 + △P6

상기에서와 같이, 시작점 및 끝단 포인트가 보정될 경우, 원형방정식 산출단계, 접선 및 법선산출단계 및 용접각도 설정단계에서의 시작점 및 끝단 포인트는 보정된 제1,2,3,4,5 곡선용접라인의 시작점과 끝단 포인트(P1a,P2a,P3a,P4a,P5a,P6a)이 사용되어지게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

(10) : 곡선용접부 (11) : 제1곡선용접라인
(12) : 제2곡선용접라인 (13) : 제3곡선용접라인
(14) : 제4곡선용접라인 (15) : 제5곡선용접라인
(16) : 코러게이션 용접라인 (17,18): 직선용접라인
(20) : 직선용접부 (30) : 용접라인
(40) : 접선 (50) : 법선
(100) : 앵글피스 (200) : 화물창
(210) : 코너부위 (300) : 자동용접장치
(310) : 용접토치 (320) : 레이저
(330) : 제어부

Claims

앵글피스의 형상데이터가 자동용접장치의 제어부로 입력되어 인식되고,
인식된 앵글피스 형상데이터를 기준으로 앵글피스의 용접라인이 직선용접라인 및 코러게이션 용접라인을 포함하는 곡선용접부와, 상기 곡선용접부에 연결되는 직선용접부로 나뉘어 설정되며,
코러게이션 용접라인에서의 곡률변경지점이 포인트로 설정되어,
자동용접장치에 의해 앵글피스의 직선용접라인, 코러게이션 용접라인 및, 직선용접부가 자동용접되되, 상기 코러게이션 용접라인은 포인트를 기준으로 용접조건이 자동변경되어 용접이 수행되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법.
청구항 1 에 있어서;
앵글피스의 형상데이터가 제어부로 입력되는 입력단계; 입력된 앵글피스의 형상테이터를 기준으로 앵글피스의 용접라인이 직선용접부와 곡선용접부로 나뉘어 설정되고, 상기 곡선용접부는 직선용접라인과 코러게이션 용접라인으로 나뉘어 설정되는 용접부 설정단계; 상기 직선용접부와 곡선용접부의 직선용접라인 및 코러게이션 용접라인을 따라 용접토치의 위치 및 각도가 자동조절되어 앵글피스에 대한 자동용접이 이루어지는 용접제어단계;를 포함하되,
상기 용접제어단계는, 앵글피스의 형상데이터에 입력되어 있는 코러게이션의 라운드 값에 따라 코러게이션 용접라인이 복수의 용접곡선라인으로 나뉘어 설정되고, 각각의 용접곡선라인에 대한 각각의 시작 및 끝단 포인트가 설정되는 용접라인 산출단계;
각 라운드 값, 시작 및 끝단 포인트에 의해 용접곡선라인을 원호로 하는 원형방정식이 산출되는 원형방정식 산출단계;
산출된 원형방정식에 의해 용접곡선라인 상에 위치하는 각각의 점에 대한 접선 및 법선이 산출되는 접선 및 법선 산출단계;
산출된 법선(50)을 기준으로 용접토치(310)의 용접각도가 설정 및 자동조절되면서 앵글피스의 코러게이션 용접라인(16)이 자동용접되는 용접단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법.
청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서;
상기 코러게이션 용접라인은, 곡선용접부의 일측 직선용접라인과 연결되는 제1용접곡선라인과, 상기 제1용접곡선라인과 연결되는 제2용접곡선라인과, 상기 제2용접곡선라인과 연결되는 제3용접곡선라인과, 상기 제3용접곡선라인과 연결되는 제4용접곡선라인과, 상기 제4용접곡선라인 및 곡선용접부의 타측 직선용접라인과 연결되는 제5용접곡선라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법.
청구항 2 에 있어서;
상기 용접단계는, 제1,2,3,4,5용접곡선라인상에 위치하는 각각의 접점에 대한 법선을 용접진행방향으로 접점을 중심으로 0°∼5°더 기울어지도록 셋팅하여 용접토치의 용접중심선으로 설정되는 것을 특징으로 하는 코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법
청구항 1 또는 청구항 4 에 있어서;
상기 용접단계는 전극봉의 각도(용접토치의 각도)에 따라 전극봉의 높이가 자동조절되는 높이조정단계를 더 포함하되,
상기 높이조정단계는 용접토치의 중심선에 대한 각도값(θ)이 인식되는 각도인식단계; 인식된 각도값에 전극의 높이보정량이 산출되는 높이보정량 산출단계; 높이보정량에 따라 전극봉의 위치가 보정되는 전극봉 위치보정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법
청구항 4 에 있어서;
용접토치의 용접중심선은 접점을 중심으로, 용접진행방향으로 3° 더 기울어지도록 법선이 셋팅된 것을 특징으로 하는 코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법.
청구항 2 에 있어서;
용접라인 산출단계와 원형방정식 산출단계 사이에, 실제 앵글피스의 용접라인과 입력된 형상데이터 정보가 일치하지 않을 경우, 이를 보정하는 용접라인 보정단계를 더 포함하되,
상기 보정단계는, 용접라인 산출단계 후, 레이저센서(320)에 의해 실제 용접되는 앵글피스의 끝단부가 인식되는 끝단부 인식단계;
끝단부 인식단계후, 전극봉 헤드가 실제 용접되는 앵글피스의 용접시작점으로 이동되어 용접시작점이 셋팅되는 시작점 셋팅단계;
용접시작점에서 앵글피스의 끝단부까지의 실제 용접길이(Ｌa)가 추출되는 용접길이 추출단계;
앵글피스의 형상데이터에 따른 용접길이(Ｌ)와 용접길이 추출단계에 의해 추출된 실제 용접길이(Ｌa)의 길이비(ｋ=Ｌ/Ｌa)가 산출되는 산출단계;
상기 길이비(ｋ)에 의해 곡선용접라인의 시작점과 끝단 포인트에 대한 보정이 이루어지는 포인트 보정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 코러게이션 형식의 앵글피스 자동용접제어방법.