KR20190014311A - Automated TIG welding system using robot - Google Patents

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KR20190014311A KR1020170097945A KR20170097945A KR20190014311A KR 20190014311 A KR20190014311 A KR 20190014311A KR 1020170097945 A KR1020170097945 A KR 1020170097945A KR 20170097945 A KR20170097945 A KR 20170097945A KR 20190014311 A KR20190014311 A KR 20190014311A
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Abstract

Disclosed is an automatic TIG welding system using a robot, to provide a uniform quality of a welded part. According to the present invention, the automatic TIG welding system using a robot comprises a welding housing, a robot motor force, a robot controller, a welding fume collection device, a welder, a welding torch, a welding wire feeding device, a part fixing device, a power supply device, a voltage control device, a shield device, an automatic welding controller, a safety fence, and a gas supply device.

Description

로봇을 이용한 ＴＩＧ 자동 용접 시스템{Automated TIG welding system using robot}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a TIG welding system using a robot,

본 발명은 로봇을 이용한 알루미늄 TIG 자동 용접 장치에 대한 것으로 특히, 로봇의 싱크로 모션 제어가 적용된 자동화 용접 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic welding apparatus for aluminum TIG using a robot, and more particularly to an automated welding system to which a synchronous motion control of a robot is applied.

본 발명은 품질에 관한 요구도가 높은 항공기용 알루미늄 부품의 TIG 용접 시 용접부의 품질을 높이기 위한 자동화 용접 장치에 관한 것으로 항공 분야에서 연구되어 오고 있다. The present invention relates to an automatic welding apparatus for improving the quality of a welded portion in the TIG welding of an aluminum part for aircraft having a high demand for quality, and has been studied in the field of aviation.

종래에는 항공기용 알루미늄 파트 용접 시 용접사가 직접 용접하는 수동용접 기법을 적용하여 왔으나 용접부의 균일한 품질을 구현하는데 어려움을 겪고 있으며, 불량률도 일반 부품에 비해 상당히 높아 시간과 비용의 낭비가 심하다.Conventionally, a manual welding technique in which a welder directly welds an aluminum part for an aircraft has been applied, but it is difficult to realize uniform quality of a weld part, and the defect rate is considerably higher than that of a general part, resulting in a waste of time and cost.

따라서, 시간과 비용을 절약하고 용접부의 균일한 품질을 갖게 하기 위해 자동화된 용접 기법 및 장치 개발에 관한 연구는 필히 요구된다.Therefore, research on the development of automated welding techniques and devices is indispensable to save time and cost and to ensure uniform quality of welds.

본 발명은 로봇을 이용한 TIG 자동 용접 시스템에 관한 것으로서, 시간과 비용을 절약하고 용접부의 균일한 품질을 갖는 자동화 용접 시스템을 제공한다. The present invention relates to a TIG automatic welding system using a robot, and provides an automated welding system that saves time and cost and has uniform quality of a weld.

본 발명의 일실시예에 따른 로봇을 이용한 TIG 자동 용접 시스템은, 자동 용접을 위한 구성품을 배치하는 용접 하우스, 상기 용접 하우스 내에 배치되며, 싱크로 모션 기법을 적용하여 로봇6축에 모터포스 1축이 더하여진 7축으로 운동하는 로봇 모터포스, 상기 용접 하우스 상단에 배치되며, 로봇이 이동하고자 하는 경로를 싱크로 모션 기법을 이용한 7축 제어를 통해 정밀한 용접을 수행하는 로봇제어기, 상기 용접 하우스 외부에 배치되며, 용접 시 배출되는 용접 흄 및 아르곤 가스를 집진하는 용접 흄 집진장치, 상기 용접 하우스 내에 배치되며, 전류, 전압, 와이어 피드 공급속도 등을 제어하는 용접기, 로봇의 끝단에 고정되어 있으며, 용접 전극봉을 장착하여 전압이 공급 시 아크를 발생시키는 용접 토치, 용접 후 발생하는 용접부 균열을 제거하기 위해 사용되는 용접 와이어를 공급하는 용접 와이어 피드 공급장치, 용접 대상 부품을 고정하는 부품 고정장치, 상기 용접 하우스 상단에 배치되며, 모든 장치의 전원을 공급하는 장치로써 전원의 공급 및 차단하는 전원공급장치, 상기 용접 하우스 내에 배치되며, 전극봉과 용접면의 전압을 제어하는 장치로써 정해진 전압이 용접부에 가해지도록 전극봉과 용접면의 간격을 제어하는 전압제어장치, 상기 용접 하우스의 전면에 배치되며, 용접 시 발생하는 아크에 의한 인명피해를 예방하기 위해 아크에 의한 빛을 차단하는 차광막 장치, 상기 용접 하우스 전면에 배치되며, 차광막시스템, 자동용접 구동, 구성품의 이상신호 감지를 제어하는 자동용접 제어기, 상기 용접 하우스 상단에 배치되며, 작업자가 용접 하우스의 상단에서 작업 시 추락을 예방하기 위한 안전팬스 및 상기 용접 하우스 외부에 배치되며, 용접 시 산소에 의한 용접면 산화를 예방하기 위한 가스공급장치를 포함한다.A TIG automatic welding system using a robot according to an embodiment of the present invention includes a welding house in which components for automatic welding are placed, a synchronous motor disposed in the welding house, A robot controller for performing precise welding by 7-axis control using a synchromesh mechanism, disposed on the upper side of the welding house, and disposed outside the welding house; A welding fume dust collecting device for collecting welding fumes and argon gas discharged at the time of welding, a welding device disposed in the welding house for controlling current, voltage, wire feed speed, etc., A welding torch which generates an arc when a voltage is supplied, and a welding portion crack generated after welding is removed A welding wire feeder for supplying a welding wire to be used for welding, a component fixing device for fixing a component to be welded, a power supply for supplying and cutting off power by means of a device for supplying power to all the devices, A voltage control device disposed in the welding house for controlling the voltage between the electrode and the welding surface and controlling a distance between the electrode and the welding surface so that a predetermined voltage is applied to the welding part; A light shielding film device disposed on the front face of the welding house for shielding light caused by arc caused by an arc, an automatic welding control device for controlling an automatic welding drive, Located at the top of the house, the worker can prevent the fall from working at the top of the welding house And a gas supply device disposed outside the welding house for preventing welding surface oxidation by oxygen during welding.

본 발명의 일실시예에 따르면, 로봇을 이용한 TIG 자동 용접 시스템에 관한 것으로서, 시간과 비용을 절약하고 용접부의 균일한 품질을 갖는 자동화 용접 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an automatic welding system using a robotic robot, wherein the automated welding system saves time and cost and has uniform quality of welds.

도 1은 종래 기술에 따른 수동용접 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 로봇을 이용한 TIG 자동 용접 시스템이 설치된 외관을 도시한 도면이다.1 is a view showing a conventional manual welding apparatus.
FIG. 2 is a view showing an outer appearance of a TIG automatic welding system using a robot according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments.

종래에 사용되고 있는 항공기용 알루미늄 부품의 TIG 수동 용접은 용접부가 불균일하고 공정 시간이 많이 소요되며 불량율이 높다.In the conventional TIG manual welding of aluminum parts for aircraft, the welding part is uneven, the process time is long, and the defect rate is high.

본 발명의 로봇을 이용한 TIG 자동 용접 시스템은 로봇을 이용하여 용접부의 품질 균일하게 하고 불량율을 최소화 하기 위한 자동 용접 장치이다.The TIG automatic welding system using the robot of the present invention is an automatic welding apparatus for uniformizing the quality of a welded portion using a robot and minimizing a defect rate.

종래의 수동 용접 장치는 작업자가 직접 용접을 수행하므로 모든 제품의 용접면에 균일한 품질을 갖도록 용접을 수행하기에 어려운 점이 있었다.The conventional manual welding apparatus is difficult to carry out welding so that the worker directly performs the welding so as to have a uniform quality on the welding surface of all the products.

이에 본 발명의 일실시예에서는 보다 정밀한 제어 및 자동화된 공정 적용으로 모든 제품의 용접면의 품질이 균일하도록 할 수 있다.Therefore, in one embodiment of the present invention, the welding surface quality of all products can be uniformized by more precise control and automated process application.

도 1은 종래 기술에 따른 수동용접 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 로봇을 이용한 TIG 자동 용접 시스템이 설치된 외관을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view showing a conventional manual welding apparatus, and FIG. 2 is an external view of a TIG automatic welding system using a robot according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 본 발명의 로봇을 이용한 항공기용 알루미늄 부품 TIG 자동 용접 시스템은 용접 하우스, 로봇 및 모터포스, 로봇제어기, 용접 흄 집진장치, 용접기, 용접 토치, 용접 와이어 피드 공급장치, 부품 고정장치, 전원공급장치, 전압제어장치, 차광막 시스템, 자동용접 제어기, 안전팬스, 가스공급장치 등 15개의 장치로 구성되어 있다.Referring to FIG. 2, the automatic welding system for aluminum parts for aircraft using the robot of the present invention includes a welding house, a robot and a motor force, a robot controller, a welding fume collector, a welding machine, a welding torch, Device, power supply, voltage control device, light-shielding system, automatic welding controller, safety fan, gas supply device.

용접 하우스는 자동 용접을 위한 모든 구성품을 배치할 수 있도록 설계되었으며, 자동 용접을 위한 13개의 장치가 하우스 내부 및 상단에 배치되어 있다. 자동 용접 공정은 모두 용접 하우스 내에서 진행된다.Welding houses are designed to accommodate all components for automatic welding, and 13 units for automatic welding are located inside and at the top of the house. All automatic welding processes proceed in the welding house.

로봇 및 모터포스는 하우스 내에 배치되며, 싱크로 모션 기법을 적용하여 로봇6축에 모터포스 1축이 더하여진 7축으로 운동하며, 로봇 끝단은 용접면을 따라 이동한다.The robot and the motor force are placed in the house, and the synchronous motion technique is used to move the robot in six axes and one axis of the motor force plus seven axes, and the end of the robot moves along the welding plane.

로봇제어기는 용접 하우스 상단에 배치되며, 로봇이 이동하고자 하는 경로를 싱크로 모션 기법을 이용한 7축 제어를 통해 정밀한 용접을 수행하며, 균일한 용접 품질을 제공한다.The robot controller is located at the top of the welding house. It performs precise welding through the 7-axis control using the synchromesh mechanism and provides uniform welding quality.

용접 흄 집진장치는 용접 하우스 외부에 배치되며, 용접 시 배출되는 용접 흄 및 아르곤 가스를 집진하는 장치이다.The welding fume collector is placed outside the welding house and is a device for collecting the welding fume and argon gas discharged during welding.

용접기는 용접 하우스 내에 배치되며, 전류, 전압, 와이어 피드 공급속도 등을 제어하는 장치이다. 용접부의 균일한 용접 품질을 위해 사용된다.The welder is placed in the welding house and controls the current, voltage, wire feed rate, and so on. It is used for uniform welding quality of welded parts.

용접 토치는 로봇의 끝단에 고정되어 있으며, 용접 전극봉을 장착하여 전압이 공급 시 아크를 발생시키는 장치이다.The welding torch is fixed to the end of the robot and is equipped with a welding electrode to generate an arc when voltage is supplied.

용접 와이어 피드 공급장치는 용접 후 발생하는 용접부 균열을 제거하기 위해 사용되는 용접 와이어를 공급하는 장치이며, 용접 하우스 내에 배치된다. 용접 피드 저장장치와 용접 피드 공급장치로 구성되어 있으며, 자동 용접 시 사용자가 정한 속도로 자동으로 피드를 공급한다.The welding wire feeder is a device for supplying a welding wire used to remove weld cracks occurring after welding, and is disposed in the welding house. It consists of a welding feed storage device and a welding feed feeder, and automatically feeds the feed at a user-specified speed during automatic welding.

부품 고정장치는 용접 대상 부품을 고정하는 장치이며, 고정치구, 클램프 시스템 그리고 공압장치로 구성되어 있다. 고정치구는 용접 대상 부품을 정해진 위치에 안착하기 위한 장치이고, 클램프와 공압장치는 용접 대상 부품이 용접 시 움직이지 않도록 고정시키는 장치이다.The part fixing device is a device for fixing the parts to be welded, and is composed of a fixture, a clamping system, and a pneumatic device. The fixture is a device for placing a part to be welded at a predetermined position, and a clamp and a pneumatic device are devices for fixing the parts to be welded so that they do not move during welding.

전원공급장치는 용접하우스 상단에 배치되며, 모든 장치의 전원을 공급하는 장치로써 전원의 공급 및 차단을 위해 사용된다.The power supply is located at the top of the welding house and is used to supply power to all the devices and to supply and cut off power.

전압제어장치는 용접 하우스 내에 배치되며, 전극봉과 용접면의 전압을 제어하는 장치로써 정해진 전압이 용접부에 가해지도록 전극봉과 용접면의 간격을 제어한다. The voltage control device is placed in the welding house and controls the voltage between the electrode and the welding surface. The gap between the electrode and the welding surface is controlled so that a predetermined voltage is applied to the welding part.

차광막 시스템은 용접하우스의 전면에 배치되며, 용접 시 발생하는 아크에 의한 인명피해를 예방하기 위한 장치로써 아크에 의한 빛을 차단한다.The light-shielding film system is placed on the front of the welding house, and it is a device to prevent the damage caused by the arc caused by welding.

자동용접 제어기는 용접하우스 전면에 배치되며, 차광막시스템, 자동용접 Stop/Start, 구성품의 이상신호 감지 등을 제어하는 장치이며, 터치패널로 구성되어 있다.The automatic welding controller is located on the front of the welding house and controls the light-shielding film system, automatic welding stop / start, detection of abnormality of components, and the touch panel.

안전팬스는 용접 하우스 상단에 배치되며, 작업자가 용접 하우스의 상단에서 작업 시 추락을 예방하기 위한 장치이다.The safety fence is located at the top of the welding house and is a device for preventing the worker from falling down at the top of the welding house.

가스공급장치는 용접 하우스 외부에 배치되며, 용접 시 산소에 의한 용접면 산화를 예방하기 위한 아르곤 가스 공급장치이다The gas supply device is disposed outside the welding house and is an argon gas supply device for preventing oxidation of the welding surface by oxygen during welding

상기와 같이 본 발명의 자동 용접 장치를 사용할 경우 균일한 품질이 보장되며, 시간및 비용을 최소화 할 수 있는 효과가 발생한다.As described above, when the automatic welding apparatus of the present invention is used, uniform quality is guaranteed, and time and cost can be minimized.

또한 본 발명의 일실시예에 따른, 로봇을 이용한 TIG 자동 용접 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Also, the TIG automatic welding method using a robot according to an embodiment of the present invention may be recorded in a computer-readable medium including program instructions for performing various computer-implemented operations. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The media may be program instructions that are specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상과 같이 본 발명의 일실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시예는 상기 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 일실시예는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. Various modifications and variations are possible in light of the above teachings. Accordingly, it is to be understood that one embodiment of the present invention should be understood only by the appended claims, and all equivalent or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.

Claims (1)

자동 용접을 위한 구성품을 배치하는 용접 하우스;
상기 용접 하우스 내에 배치되며, 싱크로 모션 기법을 적용하여 로봇6축에 모터포스 1축이 더하여진 7축으로 운동하는 로봇 모터포스;
상기 용접 하우스 상단에 배치되며, 로봇이 이동하고자 하는 경로를 싱크로 모션 기법을 이용한 7축 제어를 통해 정밀한 용접을 수행하는 로봇제어기;
상기 용접 하우스 외부에 배치되며, 용접 시 배출되는 용접 흄 및 아르곤 가스를 집진하는 용접 흄 집진장치;
상기 용접 하우스 내에 배치되며, 전류, 전압, 와이어 피드 공급속도 등을 제어하는 용접기;
로봇의 끝단에 고정되어 있으며, 용접 전극봉을 장착하여 전압이 공급 시 아크를 발생시키는 용접 토치;
용접 후 발생하는 용접부 균열을 제거하기 위해 사용되는 용접 와이어를 공급하는 용접 와이어 피드 공급장치;
용접 대상 부품을 고정하는 부품 고정장치;
상기 용접 하우스 상단에 배치되며, 모든 장치의 전원을 공급하는 장치로써 전원의 공급 및 차단하는 전원공급장치;
상기 용접 하우스 내에 배치되며, 전극봉과 용접면의 전압을 제어하는 장치로써 정해진 전압이 용접부에 가해지도록 전극봉과 용접면의 간격을 제어하는 전압제어장치;
상기 용접 하우스의 전면에 배치되며, 용접 시 발생하는 아크에 의한 인명피해를 예방하기 위해 아크에 의한 빛을 차단하는 차광막 장치;
상기 용접 하우스 전면에 배치되며, 차광막시스템, 자동용접 구동, 구성품의 이상신호 감지를 제어하는 자동용접 제어기;
상기 용접 하우스 상단에 배치되며, 작업자가 용접 하우스의 상단에서 작업 시 추락을 예방하기 위한 안전팬스; 및
상기 용접 하우스 외부에 배치되며, 용접 시 산소에 의한 용접면 산화를 예방하기 위한 가스공급장치
를 포함하는 로봇을 이용한 TIG 자동 용접 시스템.
A welding house for placing components for automatic welding;
A robot motor force which is disposed in the welding house and moves in seven axes by adding a motor force axis to a robot axis by applying a synchromotion technique;
A robot controller disposed at an upper end of the welding house and performing precise welding through a 7-axis control using a synchromesh mechanism;
A welding fume dust collecting device disposed outside the welding house for collecting welding fumes and argon gas discharged during welding;
A welder disposed in the welding house and controlling a current, a voltage, a wire feed rate, and the like;
A welding torch fixed to an end of the robot and equipped with a welding electrode to generate an arc when voltage is applied;
A welding wire feed supply device for supplying a welding wire used for eliminating cracks in welds occurring after welding;
A component fixing device for fixing a component to be welded;
A power supply unit disposed on the upper side of the welding house and supplying and shutting off power by means of an apparatus for supplying power to all the apparatuses;
A voltage control device disposed in the welding house for controlling the voltage between the electrode and the welding surface and controlling the distance between the electrode and the welding surface so that a predetermined voltage is applied to the welding portion;
A light shielding film disposed on a front surface of the welding house and shielding light by an arc in order to prevent damage caused by an arc caused by welding;
An automatic welding controller disposed on the front face of the welding house, for controlling a light-shielding film system, an automatic welding drive, and an abnormal signal detection of a component;
A safety fence disposed at the top of the welding house for preventing an operator from falling down at the top of the welding house; And
A gas supply device disposed outside the welding house for preventing welding surface oxidation by oxygen during welding,
A TIG automatic welding system using a robot including a robot.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210084988A (en) * 2019-12-30 2021-07-08 슈퍼티그웰딩 주식회사 Apparatus for Robot Welding with Curved Part Welding Function and Method thereof
KR102386984B1 (en) * 2021-01-07 2022-04-15 안현수 Automatic welding system using robot
KR102610126B1 (en) * 2023-09-07 2023-12-05 주식회사 유일로보틱스 Multi-joint robot for welding with the function of automatic hazard protection

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