KR20240030790A - Steel structure bead processing robot comprising machining tool module - Google Patents

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KR20240030790A
KR20240030790A KR1020220110280A KR20220110280A KR20240030790A KR 20240030790 A KR20240030790 A KR 20240030790A KR 1020220110280 A KR1020220110280 A KR 1020220110280A KR 20220110280 A KR20220110280 A KR 20220110280A KR 20240030790 A KR20240030790 A KR 20240030790A
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KR
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processing tool
bead
tool module
robot
base frame
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KR1020220110280A
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Korean (ko)
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장민우
이재열
홍성호
함제훈
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한국로봇융합연구원
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Abstract

본 발명의 가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇은, 로봇 베이스 프레임; 상기 로봇 베이스 프레임에 조향 및 회전 가능하게 장착되어 철 구조물 벽면에서 주행하는 복수의 구동 바퀴; 상기 로봇 베이스 프레임에 승강가능하게 장착되는 복수의 자석 모듈; 상기 로봇 베이스 프레임에 Y축 방향으로 이동가능하게 결합되는 가공 툴 베이스 프레임에 X축 방향으로 이동가능하며 회동가능하게 장착되는 비드 가공 툴 모듈을 포함하고, 상기 비드 가공 툴 모듈은 일측에 제1 스핀들 모터에 의해 회전되는 절삭날과, 타측에 제2 스핀들 모터에 의해 회전되는 연삭날을 포함할 수 있다.A steel structure bead processing robot equipped with a processing tool module of the present invention includes a robot base frame; a plurality of driving wheels steerable and rotatable mounted on the robot base frame and traveling on the wall of the steel structure; A plurality of magnet modules mounted on the robot base frame to be liftable; A bead processing tool module is movable and rotatably mounted in the X-axis direction on a processing tool base frame movably coupled to the robot base frame in the Y-axis direction, and the bead processing tool module has a first spindle on one side. It may include a cutting blade rotated by a motor, and a grinding blade rotated by a second spindle motor on the other side.

Description

가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇{Steel structure bead processing robot comprising machining tool module}Steel structure bead processing robot comprising machining tool module}

본 발명은 철 구조물 비드 가공 로봇의 가공 툴에 관한 것이다.The present invention relates to a processing tool for a steel structure bead processing robot.

철재 용접 구조물은 강판의 절단, 가공, 조립, 도장, 탑재 등의 공정을 거쳐 만들어지며, 선박 공정을 예로 들어 설계된 선박을 적은 비용으로 빠르게 높은 품질로 건조하는 것이 선박 건조 기술의 핵심이다. 특히, 선체제작을 위한 작업 중 용접이 30% 이상을 차지하고 있어 전체 선박 공정에서 높은 비중을 차지하고 있고 고부가가치 선박이 확대됨에 따라 용접에 대한 공정이 증가하는 추세이다.Steel welded structures are made through processes such as cutting, processing, assembling, painting, and mounting of steel plates. Taking the ship process as an example, building a designed ship quickly and with high quality at a low cost is the core of ship building technology. In particular, welding accounts for more than 30% of the work for hull manufacturing, accounting for a high proportion of the overall ship process, and as the number of high value-added ships expands, welding processes are increasing.

이러한 용접 공정은 제조 대상물의 규모가 클수록 고소작업과 같이 열악한 작업환경으로 인해 작업자의 능률 저하, 안전사고를 유발한다. This welding process reduces worker efficiency and causes safety accidents due to poor working environments, such as working at heights, as the size of the object to be manufactured is large.

다양한 철재 용접 구조물의 제조 공정에서 발생되는 유해물로부터 근로자를 보호할 필요가 있고 특히, 용접 비드 사상 중 발생하는 철재 칩과 소음은 물리적으로 작업자의 건강에 영향을 주고 직접적인 상해와 직결되므로 우선적으로 개선되어야 한다.There is a need to protect workers from harmful substances generated during the manufacturing process of various steel welded structures. In particular, steel chips and noise generated during weld bead grinding physically affect workers' health and are directly related to injuries, so they must be improved first. do.

등록특허 제10-0892032호에는 종래기술에 의한 용접 비드 및 유사 돌기부와 굴곡면 가공장치가 개시되어 있다. 개시된 종래기술의 경우, 제품의 표면과 접면되는 다수의 롤러가 하단에 장착되는 양측 지지부를 구비하며, 양측 지지부를 고정하는 몸체를 구비하고, 몸체 내측에 연결되어 완충부재를 통해 결합되는 가공기계 결합부를 구비하며, 양측 지지부 간에 위치되어 회전되며 제품 표면을 가공하는 그라인더 및 상기 그라인더를 회전시키는 구동장치로 구성되어 있다.Registration Patent No. 10-0892032 discloses a weld bead and similar protrusions and a curved surface processing device according to the prior art. In the case of the disclosed prior art, a plurality of rollers in contact with the surface of the product are provided with support parts on both sides mounted at the bottom, a body for fixing the support parts on both sides, and a processing machine combination connected to the inside of the body and coupled through a buffer member. It is provided with a grinder that is positioned and rotated between two support parts and is composed of a grinder that processes the surface of the product and a drive device that rotates the grinder.

그러나, 종래기술의 가공장치는 하부 지지부에 의하여 가공면과 일정 거리를 유지하여 균일 높이의 가공이 가능하지만, 가공된 비드의 모서리 가공이 불가능하고 오목한 곡면에서 작업 효율이 낮아지는 단점이 있으며, 볼록한 곡면에서는 모재 손상의 위험이 있다.However, the processing equipment of the prior art is capable of processing at a uniform height by maintaining a certain distance from the processing surface by the lower support, but has the disadvantage of not being able to process the corners of the processed bead and lowering work efficiency on concave curved surfaces. There is a risk of damage to the base material on curved surfaces.

등록특허 제10-0892032호Registered Patent No. 10-0892032

본 발명은 철 구조물의 용접 비드 가공 로봇에 적용가능한 비드 절삭 툴 및 연삭 툴에 관한 것으로서, 절삭 툴과 연삭 툴을 상하 반전할 수 있고, 절삭 툴과 연삭 툴의 높이를 조절할 수 있으며, 비드의 높이를 측정하여 정밀하게 비드 가공 작업을 수행할 수 있는 통합 가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a bead cutting tool and a grinding tool applicable to a welding bead processing robot for steel structures. The cutting tool and the grinding tool can be flipped up and down, the height of the cutting tool and the grinding tool can be adjusted, and the height of the bead can be adjusted. The purpose is to provide a steel structure bead processing robot equipped with an integrated processing tool module that can perform bead processing work precisely by measuring.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇은, 로봇 베이스 프레임; 상기 로봇 베이스 프레임에 조향 및 회전 가능하게 장착되어 철 구조물 벽면에서 주행하는 복수의 구동 바퀴; 상기 로봇 베이스 프레임에 승강가능하게 장착되는 복수의 자석 모듈; 상기 로봇 베이스 프레임에 Y축 방향으로 이동가능하게 결합되는 가공 툴 베이스 프레임에 X축 방향으로 이동가능하며 회동가능하게 장착되는 비드 가공 툴 모듈을 포함하고, 상기 비드 가공 툴 모듈은 일측에 제1 스핀들 모터에 의해 회전되는 절삭날과, 타측에 제2 스핀들 모터에 의해 회전되는 연삭날을 포함할 수 있다.A steel structure bead processing robot equipped with a processing tool module of the present invention for achieving the above object includes: a robot base frame; a plurality of driving wheels steerable and rotatable mounted on the robot base frame and traveling on the wall of the steel structure; A plurality of magnet modules mounted on the robot base frame to be liftable; A bead processing tool module is movable and rotatably mounted in the X-axis direction on a processing tool base frame movably coupled to the robot base frame in the Y-axis direction, and the bead processing tool module has a first spindle on one side. It may include a cutting blade rotated by a motor, and a grinding blade rotated by a second spindle motor on the other side.

상기 비드 가공 툴 모듈은 가공 툴을 회동시키는 Z축 모터와, 가공 툴의 회전각을 측정하는 로터리 엔코더를 더 포함할 수 있다.The bead processing tool module may further include a Z-axis motor that rotates the processing tool and a rotary encoder that measures the rotation angle of the processing tool.

상기 비드 가공 툴 모듈은 상기 Z축 모터에 의해 회전되어 가공 툴을 상하 방향으로 이동시키는 볼 스크류 너트와, 가공 툴의 상하 이동을 안내하는 LM가이드 및 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 툴 모듈을 구비할 수 있다.The bead processing tool module further includes a ball screw nut that is rotated by the Z-axis motor to move the processing tool in the vertical direction, and an LM guide and a block that guide the vertical movement of the processing tool. can be provided.

상기 비드 가공 툴 모듈은 볼 플런저와 공압 실린더와 리니어 엔코더로 구성된 비드 높이 측정장치를 더 포함할 수 있다.The bead processing tool module may further include a bead height measuring device consisting of a ball plunger, a pneumatic cylinder, and a linear encoder.

상기 비드 가공 툴 모듈은 가공 툴의 상하 이동 거리를 측정하는 포토센서와, 가공 툴의 상하 이동 범위를 제한하는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.The bead processing tool module may further include a photo sensor that measures the vertical movement distance of the processing tool and a stopper that limits the vertical movement range of the processing tool.

상기 절삭날의 전후에 설치되어 칩의 비산을 방지하는 한 쌍의 절삭 칩 스위퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 툴 모듈을 구비할 수 있다.The machining tool module may further include a pair of cutting chip sweepers installed before and after the cutting edge to prevent chips from scattering.

상기 비드 가공 툴 모듈은 상기 연삭날을 감싸도록 형성되어 연삭 분진을 흡입하기 위한 연삭 분진 호퍼를 더 포함하고, 상기 제2 스핀들 모터와 상기 연삭 분진 호퍼는 양단이 구면 베어링에 결합된 압축 스프링에 의해 연결될 수 있다.The bead processing tool module is formed to surround the grinding blade and further includes a grinding dust hopper for sucking grinding dust, and the second spindle motor and the grinding dust hopper are operated by a compression spring whose both ends are coupled to spherical bearings. can be connected

상기 제2 스핀들 모터 옆에 구비되어 상기 연삭날의 힘 제어를 위한 압력센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 툴 모듈을 구비할 수 있다.A machining tool module may be provided next to the second spindle motor and further includes a pressure sensor for controlling the force of the grinding blade.

상기한 본 발명의 가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇에 의하면, 철 구조물의 용접 비드 가공 로봇에 적용가능한 비드 절삭 툴 및 연삭 툴로서, 절삭 툴과 연삭 툴을 상하 반전할 수 있고, 절삭 툴과 연삭 툴의 높이를 조절할 수 있으며, 비드의 높이를 측정하여 정밀하게 비드 가공 작업을 수행할 수 있다.According to the steel structure bead processing robot provided with the processing tool module of the present invention described above, it is a bead cutting tool and a grinding tool applicable to a welding bead processing robot for steel structures, and the cutting tool and grinding tool can be flipped up and down, and the cutting tool can be flipped up and down. The height of the tool and grinding tool can be adjusted, and bead processing can be performed precisely by measuring the height of the bead.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철 구조물 비드 가공 로봇을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에서 상부 커버를 제외하고 도시한 사시도이다.
도 3은 로봇 베이스 프레임을 나타내는 사시도이다.
도 4는 가공 툴 베이스 프레임을 나타내는 사시도이다.
도 5는 가공 툴 베이스 프레임과 통합 가공 툴 모듈을 나타내는 조립도이다.
도 6은 통합 가공 툴 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 7은 통합 가공 툴 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 8은 비드 절삭 툴을 나타내는 사시도이다.
도 9는 비드 연삭 툴을 나타내는 사시도이다.
Figure 1 is a perspective view showing a steel structure bead processing robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of FIG. 1 excluding the top cover.
Figure 3 is a perspective view showing the robot base frame.
Figure 4 is a perspective view showing a machining tool base frame.
Figure 5 is an assembly diagram showing a machining tool base frame and an integrated machining tool module.
Figure 6 is a perspective view showing an integrated machining tool module.
Figure 7 is a cross-sectional view showing an integrated machining tool module.
Figure 8 is a perspective view showing a bead cutting tool.
Figure 9 is a perspective view showing a bead grinding tool.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and explained in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'include' or 'have' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. At this time, note that in the attached drawings, like components are indicated by the same symbols whenever possible. Additionally, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically shown in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철 구조물 비드 가공 로봇을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에서 상부 커버를 제외하고 도시한 사시도이며, 도 3은 로봇 베이스 프레임을 나타내는 사시도이고, 도 4는 가공 툴 베이스 프레임을 나타내는 사시도이며, 도 5는 가공 툴 베이스 프레임과 통합 가공 툴 모듈을 나타내는 조립도이다.Figure 1 is a perspective view showing a steel structure bead processing robot according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view shown excluding the upper cover in Figure 1, Figure 3 is a perspective view showing the robot base frame, and Figure 4 is a perspective view showing the machining tool base frame, and Figure 5 is an assembly diagram showing the machining tool base frame and the integrated machining tool module.

본 발명의 일 실시예에 따른 가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇(100)은, 로봇 베이스 프레임(110), 로봇 베이스 프레임에 조향 및 회전 가능하게 장착되어 철 구조물 벽면에서 주행하는 복수의 구동 바퀴(120), 로봇 베이스 프레임에 승강가능하게 장착되는 복수의 자석 모듈(130), 로봇 베이스 프레임에 Y축 방향으로 이동가능하게 결합되는 가공 툴 베이스 프레임(200)에 X축 방향으로 이동가능하며 회동가능하게 장착되는 비드 가공 툴 모듈(300)을 포함한다.The steel structure bead processing robot 100 equipped with a processing tool module according to an embodiment of the present invention includes a robot base frame 110, a plurality of robot base frames 110 that are steerable and rotatable and travel on the wall of the steel structure. A driving wheel 120, a plurality of magnet modules 130 mounted on the robot base frame to be able to move up and down, and a processing tool base frame 200 movably coupled to the robot base frame in the Y-axis direction, movable in the and includes a bead processing tool module 300 that is rotatably mounted.

도 3에 도시된 바와 같이, 로봇 베이스 프레임(110)은 사각 단면의 금속 파이프 부재들이 서로 용접되어 형성될 수 있다. 로봇 베이스 프레임(110)은 파이프 부재들이 직사각형의 네 변 부재와 직사각형의 각 꼭지점 부위에서 세로로 용접되는 기둥부(115)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the robot base frame 110 may be formed by welding metal pipe members of square cross-section to each other. The robot base frame 110 may include a pillar portion 115 in which pipe members are vertically welded to four rectangular side members and each vertex of the rectangle.

복수의 구동 바퀴(120)는 로봇 베이스 프레임(110)에 결합되는 4개의 구동 바퀴 베이스(111)에 장착될 수 있다. 각 구동 바퀴(120)는 모터에 의해 조향 및 회전 가능하게 장착될 수 있다. 그래서, 로봇은 직선 주행뿐만 아니라 사선, 곡률, 원주 주행이 가능하다.A plurality of driving wheels 120 may be mounted on four driving wheel bases 111 coupled to the robot base frame 110. Each driving wheel 120 may be mounted to be steerable and rotatable by a motor. So, the robot is capable of not only straight-line driving, but also diagonal, curvature, and circumferential driving.

복수의 자석 모듈(130)은 로봇 베이스 프레임(110)에 결합되는 8개의 자석 모듈 베이스(112)에 장착될 수 있다. 각 자석 모듈(130)은 영구 자석이 회전 및 승강 가능하게 장착되어 있어서, 로봇이 철 구조물의 벽면에 부착된 상태로 주행할 수 있다.A plurality of magnet modules 130 may be mounted on eight magnet module bases 112 coupled to the robot base frame 110. Each magnet module 130 is equipped with a permanent magnet that can rotate and move up and down, allowing the robot to travel while attached to the wall of a steel structure.

로봇 베이스 프레임(110)의 전방 및 후방에 결합되는 레이저 스캐너 베이스(113)에는 레이저 스캐너 모듈이 장착될 수 있다. 레이저 스캐너 모듈은 용접 비드를 스캔하여 비드를 인식한 다음 정확한 위치에서 비드 가공을 수행할 수 있도록 한다.A laser scanner module may be mounted on the laser scanner base 113 coupled to the front and rear of the robot base frame 110. The laser scanner module scans the weld bead, recognizes the bead, and then allows bead processing to be performed at the exact location.

로봇 베이스 프레임(110)의 전방 및 후방에 결합되는 제어 박스 결합 베이스(114)에는 한 쌍의 제어박스(180)가 장착될 수 있다. 제어박스(180)는 로봇 부품들의 작동을 제어할 수 있다.A pair of control boxes 180 may be mounted on the control box combination base 114 coupled to the front and rear of the robot base frame 110. The control box 180 can control the operation of robot parts.

전방 및 후방 제어박스(180)의 상면에는 카메라(160)가 장착되어 로봇의 전방 및 후방을 촬영할 수 있다. 또한, 로봇의 전면 및 후면에는 복수의 LED(170)가 구비되어 로봇 주위를 조명할 수 있다. 전방 및 후방의 카메라(160)와 LED(170)로 로봇이 주행하면서 주위 환경을 실시간 모니터링할 수 있다.A camera 160 is mounted on the upper surface of the front and rear control box 180 to capture the front and rear of the robot. Additionally, a plurality of LEDs 170 are provided on the front and back of the robot to illuminate the area around the robot. The front and rear cameras 160 and LEDs 170 allow real-time monitoring of the surrounding environment while the robot is running.

비드 가공 툴 모듈(300)은 로봇 베이스 프레임(110)에 Y축 및 X축 방향으로 이동가능하게 장착될 수 있다. 비드 가공 툴 모듈(300)은 절삭날과 연삭날을 구비하여, 용접 비드를 절삭 또는 연삭할 수 있다. 그래서, 비드 가공 툴 모듈(300)을 통합 가공 툴 모듈(300)이라 할 수 있다.The bead processing tool module 300 may be movably mounted on the robot base frame 110 in the Y-axis and X-axis directions. The bead processing tool module 300 is equipped with a cutting blade and a grinding blade and can cut or grind a weld bead. Therefore, the bead processing tool module 300 can be referred to as an integrated processing tool module 300.

철 구조물 비드 가공 로봇(100)은 로봇 베이스 프레임(110)의 상부에 장착되는 케이블 트레이(140), 케이블 트레이의 중앙부에 구비되는 호스 케이블 로터리 조인트(144)를 더 포함할 수 있다.The steel structure bead processing robot 100 may further include a cable tray 140 mounted on the upper part of the robot base frame 110 and a hose cable rotary joint 144 provided in the center of the cable tray.

도 2에 도시된 바와 같이, 케이블 트레이(140)는 로봇 베이스 프레임(110)의 상부에 서로 교차되어 장착될 수 있고, 교차부 중심에는 관통공이 형성될 수 있다. 케이블 트레이(140)에는 전원 및 통신 케이블과 집진 호스 등을 정리하여 안착할 수 있다.As shown in FIG. 2, the cable trays 140 may be mounted on the upper part of the robot base frame 110 to cross each other, and a through hole may be formed in the center of the intersection. Power and communication cables, dust collection hoses, etc. can be organized and placed on the cable tray 140.

도 1에 도시된 바와 같이, 케이블 트레이(140) 위에는 케이블 커버(142)가 장착될 수 있다. 호스 케이블 로터리 조인트(144)는 케이블 커버(142)의 중심을 통과하도록 구비되고, 회전가능하게 장착될 수 있다. 호스 케이블 로터리 조인트(144)를 통해 전원 및 통신 케이블과 집진 호스 등이 각 커넥터에 연결될 수 있다.As shown in FIG. 1, a cable cover 142 may be mounted on the cable tray 140. The hose cable rotary joint 144 is provided to pass through the center of the cable cover 142 and may be rotatably mounted. Power and communication cables, dust collection hoses, etc. can be connected to each connector through the hose cable rotary joint 144.

케이블 트레이(140)의 일측에는 공압 밸브 및 레귤레이터(150)가 설치되어 공압 실린더들의 작동을 제어할 수 있다.A pneumatic valve and regulator 150 are installed on one side of the cable tray 140 to control the operation of the pneumatic cylinders.

철 구조물 비드 가공 로봇(100)은 로봇 베이스 프레임(110)에 Y축 방향으로 이동가능하게 결합되는 가공 툴 베이스 프레임(200)을 더 포함하고, 비드 가공 툴 모듈(300)은 가공 툴 베이스 프레임에 대해 X축 방향으로 이동가능하게 장착될 수 있다. 그래서, 비드 가공 툴 모듈(300)은 로봇 베이스 프레임(110)에 대해 X축 및 Y축 방향으로 이동하여 XY 평면상의 임의의 지점으로 이동될 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 비드 가공 툴 모듈(300)은 가공 툴 베이스 프레임(200)에 회동가능하게 장착될 수 있다. 그래서, 절삭날 또는 연삭날이 철 구조물 표면 쪽으로 향하도록 배치될 수 있다.The steel structure bead processing robot 100 further includes a processing tool base frame 200 movably coupled to the robot base frame 110 in the Y-axis direction, and the bead processing tool module 300 is attached to the processing tool base frame. It can be mounted movably in the X-axis direction. Therefore, the bead processing tool module 300 can be moved in the X- and Y-axis directions with respect to the robot base frame 110 and moved to an arbitrary point on the XY plane. Additionally, as will be described later, the bead processing tool module 300 may be rotatably mounted on the processing tool base frame 200. So, the cutting edge or grinding edge can be arranged to be directed towards the surface of the steel structure.

로봇 베이스 프레임(110)에는 Y축 구동모터(195)에 의해 회전 및 이동되는 볼스크류 및 너트(191)와, 가공 툴 베이스 프레임(200)의 Y축 방향 이동을 안내하는 LM가이드 및 블록(202)이 장착될 수 있다.The robot base frame 110 includes a ball screw and nut 191 that rotate and move by the Y-axis drive motor 195, and an LM guide and block 202 that guide the movement of the processing tool base frame 200 in the Y-axis direction. ) can be installed.

로봇 베이스 프레임(110)의 일측에는 볼스크류(191)가 베어링에 의해 회전가능하게 장착되고, Y축 구동모터(195)가 볼스크류(191)를 회전시킴에 따라 이에 결합된 너트(191)가 Y축 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 로봇 베이스 프레임(110)의 일측에는 연마봉(193)도 구비하여 이동을 안내하고 진동을 저감할 수 있다. 또한, 한 쌍의 Y축 스토퍼(196)가 구비되어 Y축 방향으로의 이동 범위를 제한할 수 있다.A ball screw 191 is rotatably mounted on one side of the robot base frame 110 by a bearing, and as the Y-axis drive motor 195 rotates the ball screw 191, the nut 191 coupled thereto It can be moved in the Y-axis direction. In addition, a polishing rod 193 is provided on one side of the robot base frame 110 to guide movement and reduce vibration. Additionally, a pair of Y-axis stoppers 196 are provided to limit the range of movement in the Y-axis direction.

로봇 베이스 프레임(110)의 타측에는 LM가이드 및 블록(202)이 장착되어, 가공 툴 베이스 프레임(200)의 Y축 방향 이동을 안내할 수 있다. 로봇 베이스 프레임(110)의 외측에는 케이블 베어(207)가 구비되어, 가공 툴 베이스 프레임(200)의 전원 공급과 통신 케이블이 케이블 베어(207)를 통과한 후 연결될 수 있다. 로봇 베이스 프레임(110)의 타측에도 한 쌍의 Y축 스토퍼(196)가 구비되어 가공 툴 베이스 프레임(200)의 Y축 방향 이동 범위를 제한할 수 있다.An LM guide and a block 202 are mounted on the other side of the robot base frame 110 to guide the movement of the machining tool base frame 200 in the Y-axis direction. A cable bear 207 is provided on the outside of the robot base frame 110, so that the power supply and communication cable of the machining tool base frame 200 can be connected after passing through the cable bear 207. A pair of Y-axis stoppers 196 are also provided on the other side of the robot base frame 110 to limit the movement range of the processing tool base frame 200 in the Y-axis direction.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 철 구조물 비드 가공 로봇(100)은 가공 툴 베이스 프레임(200)에 장착되어 X축 구동모터(205)에 의해 회전 및 이동되는 사다리꼴 나사 및 너트와, 가공 툴 베이스 프레임(200)에 장착되어 비드 가공 툴 모듈(300)의 X축 방향 이동을 안내하는 LM가이드 및 블록(202)을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, the steel structure bead processing robot 100 of the present invention includes a trapezoidal screw and nut mounted on the processing tool base frame 200 and rotated and moved by the X-axis drive motor 205, and processing It may further include an LM guide and a block 202 that are mounted on the tool base frame 200 and guide the movement of the bead processing tool module 300 in the X-axis direction.

가공 툴 베이스 프레임(200)은 직사각형 모양으로 형성되고, 로봇 베이스 프레임(110)의 상부에 X축 방향으로 가로질러 장착될 수 있다. 이를 위해, 가공 툴 베이스 프레임(200)의 각 꼭지점 하부에는 프레임 결합 베이스(201)가 구비되어 로봇 베이스 프레임(110)에 이동가능하게 장착될 수 있다.The processing tool base frame 200 is formed in a rectangular shape and may be mounted across the upper part of the robot base frame 110 in the X-axis direction. For this purpose, a frame coupling base 201 is provided below each vertex of the processing tool base frame 200 and can be movably mounted on the robot base frame 110.

사다리꼴 나사 및 너트(미도시)는 가공 툴 베이스 프레임(200)의 일측에 X축 구동모터(205)에 의해 회전 및 이동되도록 장착될 수 있다. 즉, 외주면에 사다리꼴 나사가 형성된 리드 스크류가 X축 구동모터(205)에 의해 회전되면, 이에 결합된 너트가 X축 방향으로 이동될 수 있다.Trapezoidal screws and nuts (not shown) may be mounted on one side of the processing tool base frame 200 to rotate and move by the X-axis drive motor 205. That is, when the lead screw with a trapezoidal screw formed on the outer peripheral surface is rotated by the X-axis drive motor 205, the nut coupled thereto can be moved in the X-axis direction.

LM가이드 및 블록(202)은 가공 툴 베이스 프레임(200)의 타측 상하면에 장착될 수 있다. LM가이드 및 블록(202)과 사다리꼴 나사 및 너트에는 각각 가공 툴 결합 베이스(209)가 X축 방향으로 이동 가능하게 장착되고, 한 쌍의 가공 툴 결합 베이스(209)에 비드 가공 툴 모듈(300)이 장착될 수 있다.The LM guide and block 202 may be mounted on the upper and lower surfaces of the other side of the machining tool base frame 200. A machining tool coupling base 209 is mounted on the LM guide and block 202 and the trapezoidal screw and nut to be movable in the X-axis direction, and a bead machining tool module 300 is mounted on the pair of machining tool coupling bases 209. This can be installed.

가공 툴 베이스 프레임(200)의 양측 상부에는 한 쌍의 케이블 베어(207)가 구비되어, 가공 툴의 통신과 전원 케이블이 케이블 베어(207)를 통과하여 연결될 수 있다.A pair of cable bears 207 are provided on both upper sides of the machining tool base frame 200, so that communication and power cables of the machining tool can be connected by passing through the cable bears 207.

또한, 가공 툴 베이스 프레임(200)에는 X축 스토퍼(206)와 포토센서(208)를 구비하여, 동작 거리를 제한할 수 있다.In addition, the processing tool base frame 200 is provided with an X-axis stopper 206 and a photosensor 208, so that the operating distance can be limited.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 비드 가공 툴 모듈(300)은 한 쌍의 가공 툴 결합 베이스(209)에 회전가능하게 장착될 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, the bead processing tool module 300 may be rotatably mounted on a pair of processing tool coupling bases 209.

도 6은 통합 가공 툴 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 7은 통합 가공 툴 모듈을 나타내는 단면도이며, 도 8은 비드 절삭 툴을 나타내는 사시도이고, 도 9는 비드 연삭 툴을 나타내는 사시도이다.FIG. 6 is a perspective view showing an integrated processing tool module, FIG. 7 is a cross-sectional view showing an integrated processing tool module, FIG. 8 is a perspective view showing a bead cutting tool, and FIG. 9 is a perspective view showing a bead grinding tool.

도 6에 도시된 바와 같이, 비드 가공 툴 모듈(300)은 일측에 제1 스핀들 모터(370)에 의해 회전되는 절삭날(380)과, 타측에 제2 스핀들 모터(400)에 의해 회전되는 연삭날(410)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6, the bead processing tool module 300 has a cutting edge 380 rotated by the first spindle motor 370 on one side and a grinding blade 380 rotated by the second spindle motor 400 on the other side. May include day 410.

통합 가공 툴 모듈(300)은 통합 툴 서포터(310)가 가공 툴 베이스 프레임(200)에 회동가능하게 장착될 수 있다.In the integrated machining tool module 300, the integrated tool supporter 310 may be rotatably mounted on the machining tool base frame 200.

도 7에 도시된 바와 같이, 통합 툴 서포터(310)는 프레임 조립 베이스(311)에 레이디얼 볼 베어링(312)에 의해 회전가능하게 장착될 수 있다.As shown in Figure 7, the integrated tool supporter 310 can be rotatably mounted on the frame assembly base 311 by a radial ball bearing 312.

비드 가공 툴 모듈(300)은 가공 툴을 회동시키는 Z축 모터(340)와, 가공 툴의 회전각을 측정하는 로터리 엔코더(314)를 더 포함할 수 있다.The bead processing tool module 300 may further include a Z-axis motor 340 that rotates the processing tool and a rotary encoder 314 that measures the rotation angle of the processing tool.

또한, 비드 가공 툴 모듈(300)은 Z축 모터(340)에 의해 회전되어 가공 툴을 상하 방향으로 이동시키는 볼 스크류 너트(3451)와, 가공 툴의 상하 이동을 안내하는 LM가이드 및 블록(350)을 더 포함할 수 있다.In addition, the bead processing tool module 300 includes a ball screw nut 3451 that is rotated by the Z-axis motor 340 to move the processing tool in the vertical direction, an LM guide and a block 350 that guide the vertical movement of the processing tool. ) may further be included.

Z축 모터(340)는 통합 툴 서포터(310)에 수직으로 장착되는 툴 조립 베이스(341)에 장착될 수 있다. Z축 모터(340)의 일측에는 Z축 타이밍 풀리(342)와 이를 덮는 타이밍 풀리 커버(343)에 의해 회전되는 볼 스크류(345)가 장착된다. Z축 모터(340)에 의해 볼 스크류(345)가 회전되면 볼 스크류(345)에 결합된 볼 스크류 너트(3451)가 축 방향으로 이동되어 제1 스핀들 모터(370)와 절삭날(380)을 포함하는 절삭 툴이 Z축 방향으로 이동될 수 있다. 볼 스크류(345)는 스러스트 베어링(3452)과 레이디얼 베어링(3453)에 의해 툴 조립 베이스(341)에 회전가능하게 장착될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, LM가이드 및 블록(350)을 구비하여 가공 툴의 상하 이동을 안내할 수 있다.The Z-axis motor 340 may be mounted on a tool assembly base 341 that is vertically mounted on the integrated tool supporter 310. A ball screw 345 rotated by a Z-axis timing pulley 342 and a timing pulley cover 343 covering it is mounted on one side of the Z-axis motor 340. When the ball screw 345 is rotated by the Z-axis motor 340, the ball screw nut 3451 coupled to the ball screw 345 moves in the axial direction to connect the first spindle motor 370 and the cutting blade 380. The cutting tool included may be moved in the Z-axis direction. The ball screw 345 may be rotatably mounted on the tool assembly base 341 by a thrust bearing 3452 and a radial bearing 3453. As shown in FIG. 6, the LM guide and block 350 can be provided to guide the vertical movement of the machining tool.

또한, Z축 모터(340)와 Z축 타이밍 풀리(342)와 감속기(316)에 의해 발생하는 큰 회전력으로 통합 툴을 회전시킬 수 있다. 로터리 엔코더 샤프트(315)가 중공 형태의 감속기(316)를 통과하여 툴 조립 베이스(341)에 조립됨으로써 로터리 엔코더(314)가 가공 툴의 회전각을 측정할 수 있다.Additionally, the integrated tool can be rotated with a large rotational force generated by the Z-axis motor 340, the Z-axis timing pulley 342, and the reducer 316. The rotary encoder shaft 315 passes through the hollow reducer 316 and is assembled on the tool assembly base 341, so that the rotary encoder 314 can measure the rotation angle of the processing tool.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 프레임 조립 베이스(311)의 아래에 로터리 엔코더(314)의 외측에는 가공 툴의 작동을 제어하는 가공 툴 제어 PCB(313)가 구비될 수 있다. 또한, 로터리 엔코더 샤프트(315)의 주위에는 타이밍 풀리(317)가 구비되어 회전력을 전달할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 7, a machining tool control PCB 313 that controls the operation of the machining tool may be provided outside the rotary encoder 314 below the frame assembly base 311. Additionally, a timing pulley 317 is provided around the rotary encoder shaft 315 to transmit rotational force.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 비드 가공 툴 모듈(300)은 볼 플런저(366)와 공압 실린더(362)와 리니어 엔코더(364)로 구성된 비드 높이 측정장치(360)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 6 to 8, the bead processing tool module 300 may further include a bead height measuring device 360 consisting of a ball plunger 366, a pneumatic cylinder 362, and a linear encoder 364. there is.

볼 플런저(366)는 복수개가 구비되어 공압 실린더(362)에 의해 비드에 접촉하도록 승강될 수 있다. 리니어 엔코더(364)는 공압 실린더(362)의 스트로크를 측정하여 용접 비드의 높이를 측정할 수 있다.A plurality of ball plungers 366 are provided and can be lifted and lowered to contact the bead by a pneumatic cylinder 362. The linear encoder 364 can measure the height of the weld bead by measuring the stroke of the pneumatic cylinder 362.

도 6에 도시된 바와 같이, 통합 툴 서포터(310)의 일측과 타측에는 공압 레귤레이터(320)와 공압 솔레노이드 밸브(325)가 설치될 수 있다. 공압 실린더(362)의 신장 포트에는 공압 레귤레이터(320)를 거친 공압이 입력되고, 공압 실린더(362)의 수축 포트에는 공압 솔레노이드 밸브(325)를 거친 공압이 입력될 수 있다.As shown in FIG. 6, a pneumatic regulator 320 and a pneumatic solenoid valve 325 may be installed on one side and the other side of the integrated tool supporter 310. Pneumatic pressure through the pneumatic regulator 320 may be input to the expansion port of the pneumatic cylinder 362, and pneumatic pressure through the pneumatic solenoid valve 325 may be input into the contraction port of the pneumatic cylinder 362.

도 7에 도시된 바와 같이, 비드 가공 툴 모듈(300)은 가공 툴의 상하 이동 거리를 측정하는 포토센서(346)와, 가공 툴의 상하 이동 범위를 제한하는 스토퍼(348)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 7, the bead processing tool module 300 may further include a photosensor 346 that measures the vertical movement distance of the processing tool and a stopper 348 that limits the vertical movement range of the processing tool. there is.

포토센서(346)로 가공 툴 전체의 상하 이동 위치를 측정하고, 스토퍼(348)는 가공 툴의 상하 이동 범위를 물리적으로 제한함으로써 센서 오작동으로 인한 부품의 파손을 방지할 수 있다.The photo sensor 346 measures the vertical movement position of the entire processing tool, and the stopper 348 physically limits the vertical movement range of the processing tool, thereby preventing damage to parts due to sensor malfunction.

비드 가공 툴 모듈(300)은 절삭날(380)의 전후에 설치되어 칩의 비산을 방지하는 한 쌍의 절삭 칩 스위퍼(382)를 더 포함할 수 있다. 절삭 칩 스위퍼(382)는 탄성 소재의 브러쉬로 형성될 수 있다.The bead processing tool module 300 may further include a pair of cutting chip sweepers 382 that are installed before and after the cutting blade 380 to prevent chips from scattering. The cutting chip sweeper 382 may be formed of a brush made of elastic material.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 스핀들 모터(370)와 제2 스핀들 모터(400)는 크로스 롤러 테이블(349)에 장착함으로써 비드 가공시 발생하는 저항으로 인한 비틀림을 저감할 수 있다. 제1 스핀들 모터(370)와 제2 스핀들 모터(400)는 각각 테이블형 공압 실린더(347)에 의해 승강됨으로써, 절삭날(380)과 연삭날(410)의 가공시 위치를 정밀하게 조정할 수 있다. 절삭날(380)은 Z축에 대해 약 5도의 공구 진입 각도로 설정하고, 연삭날(410)은 Z축에 대해 약 10도의 공구 진입 각도로 설정함으로써, 비드 가공의 부하를 줄일 수 있다. 제2 스핀들 모터(400)의 회전축은 레이디얼 볼 베어링(402)에 지지되어 연삭날(410)에 결합될 수 있다. 제1 스핀들 모터(370)의 회전축도 레이디얼 볼 베어링에 지지되어 절삭날(380)에 결합될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 7, the first spindle motor 370 and the second spindle motor 400 are mounted on the cross roller table 349, thereby reducing twisting due to resistance generated during bead processing. The first spindle motor 370 and the second spindle motor 400 are each raised and lowered by the table-type pneumatic cylinder 347, so that the positions of the cutting blade 380 and the grinding blade 410 can be precisely adjusted during processing. . The cutting edge 380 is set to a tool entry angle of about 5 degrees with respect to the Z-axis, and the grinding blade 410 is set to a tool entry angle of about 10 degrees to the Z-axis, thereby reducing the load of bead machining. The rotation axis of the second spindle motor 400 may be supported on a radial ball bearing 402 and coupled to the grinding blade 410. The rotation axis of the first spindle motor 370 may also be supported on a radial ball bearing and coupled to the cutting edge 380.

도 9에 도시된 바와 같이, 비드 가공 툴 모듈(300)은 연삭날(410)을 감싸도록 형성되어 연삭 분진을 흡입하기 위한 연삭 분진 호퍼(420)를 더 포함하고, 제2 스핀들 모터(400)와 연삭 분진 호퍼(420)는 양단이 구면 베어링(450)에 결합된 압축 스프링(440)에 의해 연결될 수 있다.As shown in Figure 9, the bead processing tool module 300 is formed to surround the grinding blade 410 and further includes a grinding dust hopper 420 for sucking grinding dust, and a second spindle motor 400 The grinding dust hopper 420 may be connected by a compression spring 440 whose both ends are coupled to a spherical bearing 450.

연삭 분진 호퍼(420)는 연삭날(410)을 감싸면서 철 구조물 표면에 밀착되도록 플랜지부가 형성될 수 있다. 연삭 분진 호퍼(420)의 플랜지부에는 다수의 볼 플런저(430)가 구비될 수 있다. 연삭 분진 호퍼(420)의 상부 일측에는 집진기 호스 커넥터(460)가 구비되어, 연삭 분진 호퍼(420) 내부에 생기는 분진을 집진하는 집진기의 호스가 연결될 수 있다.The grinding dust hopper 420 may have a flange portion formed so as to be in close contact with the surface of the steel structure while surrounding the grinding blade 410. A plurality of ball plungers 430 may be provided on the flange portion of the grinding dust hopper 420. A dust collector hose connector 460 is provided on one upper side of the grinding dust hopper 420, so that a hose of a dust collector that collects dust generated inside the grinding dust hopper 420 can be connected.

연삭 분진 호퍼(420)는 양측에 한 쌍의 압축 스프링(440)이 연삭날(410) 장착부와의 사이에 연결될 수 있다. 각 압축 스프링(440)은 양단이 구 형태의 구면 베어링(450)에 결합됨으로써 여러방향으로 변형될 수 있는 자유도를 부여하였다. 그래서, 연삭 자세가 변경되어도 연삭 분진 호퍼(420)의 하면에 장착된 다수의 볼 플런저(430)가 철 구조물에 밀착될 수 있다.The grinding dust hopper 420 may have a pair of compression springs 440 on both sides connected to the grinding blade 410 mounting portion. Both ends of each compression spring 440 are coupled to spherical spherical bearings 450, thereby providing a degree of freedom to be deformed in various directions. Therefore, even if the grinding posture is changed, the plurality of ball plungers 430 mounted on the lower surface of the grinding dust hopper 420 can be in close contact with the steel structure.

도 6에 도시된 바와 같이, 제2 스핀들 모터(400) 옆에 구비되어 연삭날(410)의 힘 제어를 위한 압력센서(327)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6, it may further include a pressure sensor 327 provided next to the second spindle motor 400 to control the force of the grinding blade 410.

압력센서(327)는 연삭날(410)이 용접 비드를 누르는 힘을 측정하여, 테이블형 공압 실린더(347)를 통해 연삭날(410)의 추력을 정밀하게 제어함으로써 더욱 정밀한 비드 연삭 공정을 수행할 수 있다.The pressure sensor 327 measures the force with which the grinding blade 410 presses the weld bead, and precisely controls the thrust of the grinding blade 410 through the table-type pneumatic cylinder 347 to perform a more precise bead grinding process. You can.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Above, an embodiment of the present invention has been described, but those skilled in the art will be able to understand the addition, change, deletion or addition of components without departing from the spirit of the present invention as set forth in the claims. The present invention may be modified and changed in various ways, and this will also be included within the scope of the rights of the present invention.

100: 철 구조물 비드 가공 로봇
110: 로봇 베이스 프레임 111: 구동 바퀴 베이스
112: 자석 모듈 베이스 113: 레이저 스캐너 베이스
114: 제어박스 결합 베이스 115: 기둥부
120: 구동 바퀴
130: 자석 모듈
140: 케이블 트레이 142: 케이블 커버
144: 호스 케이블 로터리 조인트
150: 공압 밸브 및 레귤레이터
160: 카메라
170: LED
180: 제어박스
190: LM가이드 및 블록 191: 볼스크류 및 너트
193: 연마봉 195: Y축 구동모터
196: Y축 스토퍼 197: 케이블 베어
198: 포토센서
200: 가공 툴 베이스 프레임 201: 프레임 결합 베이스
202: LM가이드 및 블록 205: X축 구동모터
206: X축 스토퍼 207: 케이블 베어
208: 포토센서 209: 가공 툴 결합 베이스
300: 통합 가공 툴 모듈
310: 통합 툴 서포터 311: 프레임 조립 베이스
312: 레이디얼 볼 베어링 313: 가공 툴 제어 PCB
314: 로터리 엔코더 315: 로터리 엔코더 샤프트
316: 감속기 317: 타이밍 풀리
320: 공압 레귤레이터 325: 공압 솔레노이드 밸브
327: 압력센서
330: 비드 가공 툴 제어박스
340: 가공 툴 Z축 모터 341: 툴 조립 베이스
342: Z축 타이밍 풀리 343: 타이밍 풀리 커버
345: 볼 스크류 3451: 볼 스크류 너트
3452: 스러스트 베어링 3453: 레이디얼 베어링
346: 포토센서 347: 테이블형 공압 실린더
348: 스토퍼 349: 크로스 롤러 테이블
350: LM가이드 및 블록
360: 비드 높이 측정장치 362: 공압 실린더
364: 리니어 엔코더 366: 볼 플런저
370: 제1 스핀들 모터
380: 절삭날 382: 절삭 칩 스위퍼
400: 제2 스핀들 모터 402: 레이디얼 볼 베어링
410: 연삭날 420: 연삭 분진 호퍼
430: 볼 플런저 440: 압축 스프링
450: 구면 베어링 460: 집진기 호스 커넥터
100: Steel structure bead processing robot
110: Robot base frame 111: Driving wheel base
112: Magnet module base 113: Laser scanner base
114: control box combination base 115: pillar part
120: driving wheel
130: Magnet module
140: cable tray 142: cable cover
144: Hose cable rotary joint
150: Pneumatic valves and regulators
160: camera
170: LED
180: control box
190: LM guide and block 191: Ball screw and nut
193: Polishing rod 195: Y-axis drive motor
196: Y-axis stopper 197: Cable bear
198: Photo sensor
200: Machining tool base frame 201: Frame combination base
202: LM guide and block 205: X-axis drive motor
206: X-axis stopper 207: Cable bear
208: Photo sensor 209: Processing tool combination base
300: Integrated machining tool module
310: Integrated tool supporter 311: Frame assembly base
312: Radial ball bearing 313: Machining tool control PCB
314: rotary encoder 315: rotary encoder shaft
316: reducer 317: timing pulley
320: Pneumatic regulator 325: Pneumatic solenoid valve
327: Pressure sensor
330: Bead processing tool control box
340: Machining tool Z-axis motor 341: Tool assembly base
342: Z-axis timing pulley 343: Timing pulley cover
345: ball screw 3451: ball screw nut
3452: Thrust bearing 3453: Radial bearing
346: Photo sensor 347: Table type pneumatic cylinder
348: Stopper 349: Cross roller table
350: LM guide and block
360: Bead height measuring device 362: Pneumatic cylinder
364: Linear encoder 366: Ball plunger
370: first spindle motor
380: cutting edge 382: cutting chip sweeper
400: Second spindle motor 402: Radial ball bearing
410: Grinding blade 420: Grinding dust hopper
430: Ball plunger 440: Compression spring
450: Spherical bearing 460: Dust collector hose connector

Claims (8)

로봇 베이스 프레임;
상기 로봇 베이스 프레임에 조향 및 회전 가능하게 장착되어 철 구조물 벽면에서 주행하는 복수의 구동 바퀴;
상기 로봇 베이스 프레임에 승강가능하게 장착되는 복수의 자석 모듈;
상기 로봇 베이스 프레임에 Y축 방향으로 이동가능하게 결합되는 가공 툴 베이스 프레임에 X축 방향으로 이동가능하며 회동가능하게 장착되는 비드 가공 툴 모듈을 포함하고,
상기 비드 가공 툴 모듈은
일측에 제1 스핀들 모터에 의해 회전되는 절삭날과,
타측에 제2 스핀들 모터에 의해 회전되는 연삭날을 포함하는 가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇.
robot base frame;
a plurality of driving wheels steerable and rotatable mounted on the robot base frame and traveling on the wall of the steel structure;
A plurality of magnet modules mounted on the robot base frame to be liftable;
A bead processing tool module is movable in the X-axis direction and rotatably mounted on a processing tool base frame that is movably coupled to the robot base frame in the Y-axis direction,
The bead processing tool module is
A cutting edge rotated by a first spindle motor on one side,
A steel structure bead processing robot having a processing tool module including a grinding blade rotated by a second spindle motor on the other side.
제1항에 있어서,
상기 비드 가공 툴 모듈은
가공 툴을 회동시키는 Z축 모터와,
가공 툴의 회전각을 측정하는 로터리 엔코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇.
According to paragraph 1,
The bead processing tool module is
A Z-axis motor that rotates the processing tool,
A steel structure bead processing robot having a processing tool module, further comprising a rotary encoder for measuring the rotation angle of the processing tool.
제2항에 있어서,
상기 비드 가공 툴 모듈은
상기 Z축 모터에 의해 회전되어 가공 툴을 상하 방향으로 이동시키는 볼 스크류 너트와,
가공 툴의 상하 이동을 안내하는 LM가이드 및 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇.
According to paragraph 2,
The bead processing tool module is
A ball screw nut that is rotated by the Z-axis motor to move the processing tool up and down,
A steel structure bead processing robot equipped with a processing tool module, further comprising an LM guide and a block that guides the vertical movement of the processing tool.
제3항에 있어서,
상기 비드 가공 툴 모듈은
볼 플런저와 공압 실린더와 리니어 엔코더로 구성된 비드 높이 측정장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇.
According to paragraph 3,
The bead processing tool module is
A steel structure bead processing robot equipped with a processing tool module, further comprising a bead height measuring device consisting of a ball plunger, a pneumatic cylinder, and a linear encoder.
제4항에 있어서,
상기 비드 가공 툴 모듈은
가공 툴의 상하 이동 거리를 측정하는 포토센서와,
가공 툴의 상하 이동 범위를 제한하는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇.
According to paragraph 4,
The bead processing tool module is
A photo sensor that measures the vertical movement distance of the processing tool,
A steel structure bead processing robot having a processing tool module, further comprising a stopper that limits the vertical movement range of the processing tool.
제1항에 있어서,
상기 절삭날의 전후에 설치되어 칩의 비산을 방지하는 한 쌍의 절삭 칩 스위퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇.
According to paragraph 1,
A steel structure bead processing robot having a processing tool module, further comprising a pair of cutting chip sweepers installed before and after the cutting edge to prevent chips from scattering.
제1항에 있어서,
상기 비드 가공 툴 모듈은 상기 연삭날을 감싸도록 형성되어 연삭 분진을 흡입하기 위한 연삭 분진 호퍼를 더 포함하고,
상기 제2 스핀들 모터와 상기 연삭 분진 호퍼는 양단이 구면 베어링에 결합된 압축 스프링에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇.
According to paragraph 1,
The bead processing tool module is formed to surround the grinding blade and further includes a grinding dust hopper for sucking grinding dust,
A steel structure bead processing robot having a processing tool module, wherein the second spindle motor and the grinding dust hopper are connected by a compression spring whose both ends are coupled to spherical bearings.
제7항에 있어서,
상기 제2 스핀들 모터 옆에 구비되어 상기 연삭날의 힘 제어를 위한 압력센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 툴 모듈을 구비하는 철 구조물 비드 가공 로봇.
In clause 7,
A steel structure bead processing robot equipped with a processing tool module, characterized in that it is provided next to the second spindle motor and further includes a pressure sensor for controlling the force of the grinding blade.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100892032B1 (en) 2007-07-26 2009-04-07 안병권 A Surface cutting device for over and curved surface

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KR100892032B1 (en) 2007-07-26 2009-04-07 안병권 A Surface cutting device for over and curved surface

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