KR20240054095A - Automatic Welding Equipment and Method of Welding using the same - Google Patents

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KR20240054095A
KR20240054095A KR1020220134421A KR20220134421A KR20240054095A KR 20240054095 A KR20240054095 A KR 20240054095A KR 1020220134421 A KR1020220134421 A KR 1020220134421A KR 20220134421 A KR20220134421 A KR 20220134421A KR 20240054095 A KR20240054095 A KR 20240054095A
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김점구
김요셉
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에이치디한국조선해양 주식회사
에이치디현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 자동용접장치 및 이를 이용한 용접방법에 관한 것으로서, 본 발명의 자동용접장치는, 주름판재의 상면에 고정되는 주행레일; 상기 주행레일의 길이방향을 따라 이동하여 주름판재의 용접선을 따라 이동 가능한 캐리지; 상기 캐리지에 결합되며 용접토치가 장착된 용접헤더; 상기 캐리지에 구비되며, 상기 캐리지를 상기 주행레일을 따라 이동시키는 주행축(X축) 구동부; 상기 캐리지에 구비되며, 상기 용접헤더의 높이와 상기 용접토치와 주름판재 사이의 간격을 동시에 조절하는 용접헤더/토치 높이축(Y축) 구동부; 상기 캐리지에 구비되며, 상기 용접헤더의 상기 캐리지의 주행방향에 대한 기울기를 조절하는 용접헤더/토치 회전축(R축) 구동부; 상기 용접헤더에 구비되며, 상기 용접토치의 용접선 폭방향 위치를 조절하는 용접선 추적축(Z축) 구동부; 및 상기 용접헤더에 장착되는 상기 용접토치의 전방에 마련되며, 상기 용접선 추적축 구동부의 위치를 조절하는 위빙축(W축) 구동부;를 포함할 수 있다.The present invention relates to an automatic welding device and a welding method using the same. The automatic welding device of the present invention includes a running rail fixed to the upper surface of a corrugated plate material; A carriage that moves along the longitudinal direction of the running rail and can move along the weld line of the corrugated plate material; A welding header coupled to the carriage and equipped with a welding torch; a traveling axis (X-axis) driving unit provided on the carriage and moving the carriage along the traveling rail; A welding header/torch height axis (Y-axis) drive unit provided on the carriage and simultaneously adjusting the height of the welding header and the gap between the welding torch and the corrugated plate; a welding header/torch rotation axis (R-axis) drive unit provided on the carriage and controlling an inclination of the welding header with respect to the traveling direction of the carriage; a welding line tracking axis (Z-axis) drive unit provided on the welding header and controlling a position of the welding torch in the width direction of the welding line; and a weaving axis (W-axis) drive unit provided in front of the welding torch mounted on the welding header and controlling the position of the welding line tracking axis drive unit.

Description

자동용접장치 및 이를 이용한 용접방법{Automatic Welding Equipment and Method of Welding using the same}Automatic welding equipment and method of welding using the same}

본 발명은 자동용접장치 및 이를 이용한 용접방법에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic welding device and a welding method using the same.

멤브레인형 LNG 화물창 중에는 1차 방벽과 2차 방벽으로 이루어진 구조가 널리 사용된다. 여기서, 1차 방벽과 2차 방벽으로는 일반적으로 주름형 박판 인바(Invar)나 스테인리스 스틸의 금속 소재가 주로 사용된다.Among membrane-type LNG cargo holds, a structure consisting of a primary barrier and a secondary barrier is widely used. Here, metal materials such as corrugated sheet Invar or stainless steel are mainly used as the primary and secondary barriers.

따라서, 이러한 금속형 방벽은 방벽에 설치되는 박판 주름형 멤브레인시트(Corrugated Membrane Sheet)를 용접하는 기술이 핵심적인 생산 기술이다. 따라서, 이러한 LNG 화물창의 제작에는 열응력을 흡수하는 주름형 멤브레인 시트의 겹치기 자동용접 기술이 제작 생산성을 결정짓는 중요한 요소이다.Therefore, the core production technology for these metal barriers is the technology of welding the thin corrugated membrane sheet installed on the barrier. Therefore, in the production of these LNG cargo holds, automatic welding technology for overlapping corrugated membrane sheets that absorb thermal stress is an important factor in determining production productivity.

한편, 이러한 LNG 화물창의 방벽으로 사용되는 멤브레인 시트로는 주름이 상부로 돌출된 돌출주름형 멤브레인 시트 또는 주름이 하부로 함몰된 함몰주름형 멤브레인 시트가 사용될 수 있다. 여기서, 멤브레인 시트의 주름들은 격자형태로 형성되는 것이 일반적이다.Meanwhile, the membrane sheet used as a barrier for this LNG cargo hold may be a protruding pleated membrane sheet with wrinkles protruding upward or a depressed pleated membrane sheet with wrinkles recessed toward the bottom. Here, the wrinkles of the membrane sheet are generally formed in a grid shape.

한편, 최근에는 1차 방벽이 돌출주름형 멤브레인 시트로 구성되고, 2차 방벽이 함몰주름형 멤브레인 시트로 구성된 LNG 화물창이 개발 및 시공되고 있다.Meanwhile, recently, LNG cargo holds are being developed and constructed in which the primary barrier is composed of a protruding corrugated membrane sheet and the secondary barrier is composed of a recessed corrugated membrane sheet.

기존의 멤브레인 시트 자동용접장치는 용접선을 따라 용접토치를 이동시키는 주행축인 X축, 용접토치의 높이를 조절하는 Y축 및 용접토치의 기울기 각도를 조절하는 R축 정도를 조정할 수 있도록 구성되어 멤브레인 시트에 형성된 다양한 형태의 주름에 대한 적응성이 낮다는 문제가 있었다.The existing automatic membrane sheet welding device is configured to adjust the degree of the There was a problem of low adaptability to various types of wrinkles formed on the sheet.

이에, 본 출원인은 멤브레인 시트에 형성된 다양한 형태의 주름에 대한 적응성이 높은 주름판재용 자동용접장치를 2016년 05월 13일자로 출원하여 등록특허 제10-1874943호로 특허 등록을 받은 바 있다.Accordingly, the present applicant applied for an automatic welding device for corrugated plates that is highly adaptable to various types of wrinkles formed on the membrane sheet on May 13, 2016, and received patent registration as Patent No. 10-1874943.

등록특허 제10-1874943호의 주름판재용 자동용접장치는 MLNC 화물창에 사용되는 주름판재에 대한 자동용접장치 구조에 관한 것으로, 도 19에 도시된 바와 같이 주름 판재 용접선을 따라 이동하는 캐리지, 용접토치를 구비하는 용접 헤더, 레일을 따라 이동하는 주행축(X축), 용접 헤더 높이를 조절하는 높이축(Y축), 용접헤더 기울기를 조절하는 회전축(R축), 용접토치 아크길이를 조절하는 용접토치 높이축(AC축), 용접선 폭방향 위치를 조절하는 용접선 추적축(Z축) 등으로 구성된다.The automatic welding device for corrugated plates of Patent No. 10-1874943 relates to the structure of an automatic welding device for corrugated plates used in MLNC cargo holds. As shown in Figure 19, the automatic welding device for corrugated plates includes a carriage and a welding torch that move along the welding line of the corrugated plates. Equipped with a welding header, a running axis (X-axis) that moves along the rail, a height axis (Y-axis) that controls the height of the welding header, a rotation axis (R-axis) that controls the inclination of the welding header, and a welding machine that controls the arc length of the welding torch. It consists of the torch height axis (AC axis) and the weld line tracking axis (Z axis), which controls the position of the weld line width direction.

그런데 등록특허 제10-1874943호의 주름판재용 자동용접장치는 용접토치의 위치를 조절하는 기능을 수행하는 구동축이 용접 헤더 높이축(Y축)과 용접토치 높이축(AC축)으로 별도로 구성되어 1번 접촉식 변위센서의 변위량으로 용접헤더 높이축을 제어하고, 3번 접촉식 변위센서의 변위량으로 용접토치 높이축을 별도로 제어하기 때문에 구동축과 센서 구성이 복잡하여 제작 및 유지 보수 비용이 많이 소요되는 문제점이 발견되었다. 또한, 등록특허 제10-1874943호의 주름판재용 자동용접장치는 용접선 자동 추적 기능이 없어서 용접사의 수동 조작에 의한 용접선 추적이 이루어 져서 많은 용접작업 공수가 소요되었다.However, in the automatic welding device for corrugated sheets of Patent No. 10-1874943, the drive shaft that controls the position of the welding torch is separately composed of a welding header height axis (Y-axis) and a welding torch height axis (AC-axis). Since the welding header height axis is controlled by the displacement amount of contact displacement sensor No. 3, and the welding torch height axis is separately controlled by the displacement amount of contact displacement sensor No. 3, the drive shaft and sensor configuration is complicated, resulting in high manufacturing and maintenance costs. It was discovered. In addition, the automatic welding device for corrugated sheets of Patent No. 10-1874943 did not have an automatic weld line tracking function, so weld line tracking was performed manually by the welder, which required a lot of welding man-hours.

국내 등록특허공보 제10-1874943호 (공고일: 2018년 06월 29일)Domestic Registered Patent Publication No. 10-1874943 (Announcement date: June 29, 2018)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 기존의 용접노이즈에 취약한 아날로그 타입 접촉식 변위센서(LVDT)를 디지털 엔코더 타입 선형 변위센서로 대체하고, 기존의 용접헤더 높이축(Y축)과 용접토치 높이축(AC축)을 통합하여 1개의 축으로 용접헤더 및 용접토치 높이를 동시에 제어하도록 구성함으로써, 기존 대비 제어알고리즘의 정밀도의 개선으로 용접 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 구동축과 센서 구성이 복잡함에 따른 장비 제작 및 유지 보수 비용을 절감할 수 있도록 하는 자동용접장치 및 이를 이용한 용접방법을 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above. The purpose of the present invention is to replace the existing analog type contact displacement sensor (LVDT), which is vulnerable to welding noise, with a digital encoder type linear displacement sensor, and to replace the existing analog type contact displacement sensor (LVDT), which is vulnerable to welding noise. By integrating the welding header height axis (Y-axis) and welding torch height axis (AC-axis) to control the welding header and welding torch height simultaneously on one axis, welding quality is improved by improving the precision of the control algorithm compared to the existing system. The goal is to provide an automatic welding device and a welding method using the same that can not only improve the technology, but also reduce equipment manufacturing and maintenance costs due to the complexity of the existing drive shaft and sensor configuration.

또한, 본 발명의 목적은 용접선과 용접비드를 명확히 구분할 수 있도록 용접 시작 위치검출 알고리즘, 곡면 추적 알고리즘 및 용접선 추적 알고리즘을 수행할 수 있는 시스템을 구축함으로써, 기존의 자동용접장치 대비 용접사의 수동 용접선 추적을 제거할 수 있어 용접작업 공수 절감 및 용접 생산성을 획기적으로 개선하도록 하는 자동용접장치 및 이를 이용한 용접방법을 제공하는 것이다.In addition, the purpose of the present invention is to build a system that can perform a welding start position detection algorithm, a curved surface tracking algorithm, and a welding line tracking algorithm to clearly distinguish between the welding line and the welding bead, thereby tracking the welder's manual welding line compared to the existing automatic welding device. To provide an automatic welding device and a welding method using the same that can eliminate welding work man-hours and dramatically improve welding productivity.

본 발명의 일 측면에 따른 자동용접장치는, 주름판재의 상면에 고정되는 주행레일; 상기 주행레일의 길이방향을 따라 이동하여 주름판재의 용접선을 따라 이동 가능한 캐리지; 상기 캐리지에 결합되며 용접토치가 장착된 용접헤더; 상기 캐리지에 구비되며, 상기 캐리지를 상기 주행레일을 따라 이동시키는 주행축(X축) 구동부; 상기 캐리지에 구비되며, 상기 용접헤더의 높이와 상기 용접토치와 주름판재 사이의 간격을 동시에 조절하는 용접헤더/토치 높이축(Y축) 구동부; 상기 캐리지에 구비되며, 상기 용접헤더의 상기 캐리지의 주행방향에 대한 기울기를 조절하는 용접헤더/토치 회전축(R축) 구동부; 상기 용접헤더에 구비되며, 상기 용접토치의 용접선 폭방향 위치를 조절하는 용접선 추적축(Z축) 구동부; 및 상기 용접헤더에 장착되는 상기 용접토치의 전방에 마련되며, 상기 용접선 추적축 구동부의 위치를 조절하는 위빙축(W축) 구동부;를 포함할 수 있다.An automatic welding device according to one aspect of the present invention includes a running rail fixed to the upper surface of a corrugated plate material; A carriage that moves along the longitudinal direction of the running rail and can move along the weld line of the corrugated plate material; A welding header coupled to the carriage and equipped with a welding torch; a traveling axis (X-axis) driving unit provided on the carriage and moving the carriage along the traveling rail; A welding header/torch height axis (Y-axis) drive unit provided on the carriage and simultaneously adjusting the height of the welding header and the gap between the welding torch and the corrugated plate; a welding header/torch rotation axis (R-axis) drive unit provided on the carriage and controlling an inclination of the welding header with respect to the traveling direction of the carriage; a welding line tracking axis (Z-axis) drive unit provided on the welding header and controlling a position of the welding torch in the width direction of the welding line; and a weaving axis (W-axis) drive unit provided in front of the welding torch mounted on the welding header and controlling the position of the welding line tracking axis drive unit.

구체적으로, 상기 용접헤더/토치 높이축 구동부는, 스크류축과, 상기 용접헤더/토치 회전축 구동부에 결합되며 상기 스크류축의 회전에 따라 승강하는 승강너트를 구비하는 제1 볼스크류부재; 상기 스크류축에 동력전달벨트로 연결되어 상기 스크류축을 회전시키는 승강구동모터; 상기 캐리지의 양측에 구비되며 상기 용접헤더의 승강동작을 지지하는 승강가이드레일; 및 용접헤더/토치 회전축 구동부에 고정 연결되고, 상기 승강가이드레일에 대응되는 위치에 마련되어 상기 승강가이드레일을 따라 슬라이드 동작하는 높이축 지지 LM블록;을 포함할 수 있다.Specifically, the welding header/torch height axis driving unit includes a first ball screw member having a screw shaft and a lifting nut that is coupled to the welding header/torch rotation axis driving unit and moves up and down as the screw shaft rotates; a lifting drive motor connected to the screw shaft through a power transmission belt to rotate the screw shaft; Lifting guide rails provided on both sides of the carriage and supporting the lifting and lowering movement of the welding header; and a height axis support LM block that is fixedly connected to the welding header/torch rotation axis driving unit, is provided at a position corresponding to the lifting guide rail, and slides along the lifting guide rail.

구체적으로, 상기 용접헤더/토치 회전축 구동부는, 상기 높이축 지지 LM블록에 고정 연결되어 상기 용접토치가 장착되는 상기 용접헤더의 승강을 가능하게 하는 승강 프레임; 상기 승강 프레임의 일측에 구비되는 회전구동모터; 상기 승강 프레임의 일측에 회전 가능하게 연결되고, 상기 회전구동모터의 회전력을 전달받아 상기 용접토치가 장착되는 상기 용접헤더를 회전시키는 회전링크 구조물; 및 상기 승강 프레임의 타측에 슬라이딩 가능하게 연결되고, 상기 회전링크 구조물이 상기 회전구동모터에 의해 회전하면서 상기 용접헤더에 장착되는 상기 용접토치의 회전각을 조절할 때, 상기 용접토치가 용접포인트 변동 없이 평면 또는 곡면에 대해 수평 및 수직 상태를 유지할 수 있도록 하는 수평/수직 조절부;를 포함할 수 있다.Specifically, the welding header/torch rotation axis driving unit includes a lifting frame that is fixedly connected to the height axis support LM block and enables the welding header on which the welding torch is mounted to be raised and lowered; A rotation drive motor provided on one side of the lifting frame; a rotation link structure rotatably connected to one side of the lifting frame and receiving rotational force from the rotation drive motor to rotate the welding header on which the welding torch is mounted; and is slidably connected to the other side of the lifting frame, and when the rotation link structure rotates by the rotation drive motor and adjusts the rotation angle of the welding torch mounted on the welding header, the welding torch is moved without change in the welding point. It may include a horizontal/vertical adjustment unit that maintains a horizontal and vertical state with respect to a flat or curved surface.

구체적으로, 상기 용접선 추적축 구동부는, 용접선의 폭방향으로 수평이동 가능하게 구비되며 상기 용접토치가 거동이 일치되게 결합되는 토치 추적축 LM블록; 상기 토치 추적축 LM블록을 용접선의 폭방향으로 수평이동 시키는 추척구동유닛; 및 상기 토치 추적축 LM블록의 이동궤적을 유지시키는 토치수평레일;을 포함할 수 있다.Specifically, the welding line tracking axis driving unit includes a torch tracking axis LM block that is provided to be horizontally movable in the width direction of the welding line and is coupled to the welding torch so that its behavior is consistent; a tracking drive unit that horizontally moves the torch tracking axis LM block in the width direction of the weld line; and a torch horizontal rail that maintains the movement trajectory of the torch tracking axis LM block.

구체적으로, 상기 위빙축 구동부는, 상기 용접선 추적축 구동부에 결합되는 하우징; 상기 하우징에 설치되는 위빙구동유닛; 레이저 변위센서가 설치되며, 상기 위빙구동유닛에 연결되어 상기 레이저 변위센서를 용접 진행방향과 수직한 W축(위빙축)을 따라 위빙되는 브라켓; 및 상기 하우징에 설치되고 상기 브라켓에 연결되어 상기 브라켓의 위치를 조절하는 위치조절장치;를 포함할 수 있다.Specifically, the weaving shaft driving unit includes a housing coupled to the welding line tracking axis driving unit; A weaving drive unit installed in the housing; A bracket on which a laser displacement sensor is installed, connected to the weaving drive unit, and weaving the laser displacement sensor along a W-axis (weaving axis) perpendicular to the welding progress direction; and a position adjusting device installed in the housing and connected to the bracket to adjust the position of the bracket.

구체적으로, 상기 용접헤더에 구비되며, 주름판재의 표면에 접촉하여 주름판재의 형상을 감지하고, 감지한 주름판재의 높이값을 기초로 상기 용접헤더/토치 높이축 구동부를 제어하여 상기 용접토치의 높이를 조절하도록 하며, 선형 엔코더 디지털 변위센서로 이루어지는 제1 접촉식 변위센서; 상기 용접헤더에 구비되며, 주름판재의 표면에 접촉하여 주름판재의 형상을 감지하고, 감지한 주름판재의 경사값을 기초로 상기 용접헤더/토치 회전축 구동부를 제어하여 상기 용접토치의 자세를 용접면에 수직되게 유지하도록 하며, 선형 엔코더 디지털 변위센서로 이루어지는 제2 접촉식 변위센서; 상기 위빙축 구동부에 마련되어 위빙 동작을 수행하면서 용접선 위치를 검출하고, 검출한 용접선 위치값을 기초로 상기 용접선 추적축 구동부를 제어하여 상기 용접선 추적축 구동부의 위치를 조절하도록 하는 레이저 변위센서; 및 상기 용접헤더의 헤더유닛에 구비되며, 주름판재의 표면에 광을 조사하여 주름판재의 곡면 형상을 감지하고, 감지한 주름판재의 형상 정보를 기초로 상기 용접헤더/토치 높이축 구동부 및 상기 용접헤더/토치 회전축 구동부를 제어하는 곡면감지센서;를 포함할 수 있다.Specifically, it is provided on the welding header, detects the shape of the corrugated sheet by contacting the surface of the corrugated sheet, and controls the welding header/torch height axis driver based on the detected height value of the corrugated sheet to control the welding torch. A first contact-type displacement sensor that adjusts the height and consists of a linear encoder digital displacement sensor; It is provided on the welding header, detects the shape of the corrugated sheet by contacting the surface of the corrugated sheet, and controls the welding header/torch rotation axis drive unit based on the detected inclination value of the corrugated sheet to change the posture of the welding torch to the welding surface. a second contact-type displacement sensor that is maintained perpendicular to and is made of a linear encoder digital displacement sensor; a laser displacement sensor provided in the weaving shaft drive unit to detect a weld line position while performing a weaving operation, and control the weld line tracking axis drive unit based on the detected weld line position value to adjust the position of the weld line tracking axis drive unit; And it is provided in the header unit of the welding header, detects the curved shape of the corrugated sheet material by irradiating light on the surface of the corrugated sheet material, and based on the detected shape information of the corrugated sheet material, the welding header/torch height axis driving unit and the welding unit. It may include a curved surface detection sensor that controls the header/torch rotation shaft drive unit.

본 발명의 다른 측면에 따른 자동용접장치를 이용한 용접방법은, 제1항에 따른 자동용접장치를 이용한 용접방법으로서, 상기 용접헤더/토치 높이축 구동부를 작동시켜 용접 시작 위치로 상기 용접헤더를 하강시키는 제1 단계; 상기 용접헤더에 마련되는 제1 접촉식 변위센서에서 감지한 주름판재의 제1 높이값이 '0'이상인지 판단하는 제2 단계; 상기 제2 단계에서, 상기 제1 높이값이 '0'이상이 아니라고 판단되면, 상기 용접헤더/토치 높이축 구동부의 현재 높이축(Y축) 위치가 상기 제1 높이값보다 큰지를 판단하고, 크지 않은 경우에는 상기 제1 단계로 되돌아 가고, 클 경우에는 상기 제1 접촉식 변위센서의 고정 에러 신호를 발생하여 용접을 종료하도록 하는 제3 단계; 상기 제2 단계에서, 상기 제1 높이값이 '0'이상이라고 판단되면, 상기 용접토치의 회전 중심에서 상기 제1 접촉식 변위센서의 설정 높이값과 상기 제1 높이값을 기초로 제1 높이 편차량을 계산하는 제4 단계; 상기 제1 높이 편차량만큼 Y축 위치를 이동시키는 제5 단계; 상기 위빙축 구동부의 위치를 초기화하고, 상기 위빙축 구동부에 마련되는 레이저 변위센서의 초기값을 기억하는 제6 단계; 단차 검출을 위해 상기 위빙축 구동부를 작동시켜 상기 레이저 변위센서로 위빙축(W축)을 스캔하는 제7 단계; 제1 현재 변위값에서 제1 이전 변위값을 뺀 제1 변위 차이값이 검출된 단차에 0.7을 곱한 값보다 큰지를 판단하는 제8 단계; 상기 제8 단계에서, 상기 제1 변위 차이값이 클 경우 단차 검출로 얻어진 W축의 제1 현재 위치값과 용접선의 설정 위치값을 기초로 제1 위치 편차량을 계산하는 제9 단계; 상기 제1 위치 편차량을 이용해 상기 용접선 추적축 구동부의 위치를 조절(Z축 위치 조절)하여 용접선의 Z축을 정렬하는 제10 단계; 및 자동용접 시작 동작 대기하고, 용접 시작 위치검출 알고리즘을 완료하는 제11 단계;를 포함할 수 있다.A welding method using an automatic welding device according to another aspect of the present invention is a welding method using an automatic welding device according to claim 1, wherein the welding header/torch height axis drive unit is operated to lower the welding header to the welding start position. The first step is to do; A second step of determining whether the first height value of the corrugated plate detected by the first contact displacement sensor provided in the welding header is '0' or more; In the second step, if it is determined that the first height value is not '0' or more, it is determined whether the current height axis (Y-axis) position of the welding header/torch height axis driver is greater than the first height value, If it is not large, it returns to the first step, and if it is large, a third step of generating a fixed error signal of the first contact-type displacement sensor to end welding; In the second step, if it is determined that the first height value is '0' or more, the first height is determined based on the set height value of the first contact displacement sensor and the first height value at the rotation center of the welding torch. A fourth step of calculating the amount of deviation; A fifth step of moving the Y-axis position by the first height deviation amount; A sixth step of initializing the position of the weaving shaft driving unit and storing the initial value of the laser displacement sensor provided in the weaving shaft driving unit; A seventh step of scanning the weaving axis (W axis) with the laser displacement sensor by operating the weaving axis driving unit to detect the step difference; An eighth step of determining whether the first displacement difference value obtained by subtracting the first previous displacement value from the first current displacement value is greater than the detected step difference multiplied by 0.7; In the eighth step, when the first displacement difference value is large, a ninth step of calculating a first position deviation amount based on the first current position value of the W axis obtained by step detection and the set position value of the weld line; A tenth step of aligning the Z-axis of the weld line by adjusting the position of the weld line tracking axis drive unit (Z-axis position adjustment) using the first position deviation amount; and an 11th step of waiting for the automatic welding start operation and completing the welding start position detection algorithm.

구체적으로, 상기 제8 단계에서, 상기 제1 변위 차이값이 크지 않은 경우 단차 검출 동작이 예정된 횟수를 초과하였는지 판단하고, 예정된 횟수를 초과한 경우에는 시작 용접선 검출 에러 신호를 발생하여 용접을 종료하도록 하는 제12 단계; 및 상기 제12 단계에서, 예정된 횟수를 초과하지 않은 경우 상기 주행축 구동부를 작동시켜 주행축(X축)의 위치를 전방으로 이동시키고 상기 제6 단계로 되돌아가는 제13 단계;를 포함할 수 있다.Specifically, in the eighth step, if the first displacement difference value is not large, it is determined whether the step detection operation has exceeded a predetermined number of times, and if the predetermined number of times has been exceeded, a start weld line detection error signal is generated to end welding. Step 12; And in the twelfth step, if the predetermined number of times is not exceeded, a thirteenth step of operating the traveling shaft drive unit to move the position of the traveling shaft (X-axis) forward and returning to the sixth step. .

구체적으로, 상기 제11 단계로부터 자동용접을 시작하여 상기 용접헤더에 마련되는 제2 접촉식 변위센서 및 곡면감지센서에 의해 얻어지는 회전축(R축)을 조절하는 상기 용접헤더/토치 회전축 구동부의 회전 각도값으로 곡면 용접 구간인지를 판단하는 제14 단계; 상기 제14 단계에서, 상기 곡면 용접 구간일 경우 Y축, X축, R축 각각의 속도값을 계산 및 출력하고, 곡면 추적 알고리즘을 완료하는 제15 단계; 상기 제14 단계에서, 상기 곡면 용접 구간이 아닐 경우 평면으로 판단하여 설정 용접 속도로 X축을 주행하는 제16 단계; 상기 제1 접촉식 변위센서의 상기 설정 높이값과 상기 제1 접촉식 변위센서에서 주행 중에 감지한 주름판재의 제2 높이값을 기초로 제2 높이 편차량을 계산하는 제17 단계; 및 상기 제2 높이 편차량만큼 Y축 위치를 이동시키고, 곡면 추적 알고리즘을 완료하는 제18 단계;를 포함할 수 있다.Specifically, the rotation angle of the welding header/torch rotation axis drive unit starts automatic welding from the 11th step and adjusts the rotation axis (R axis) obtained by the second contact-type displacement sensor and curved surface detection sensor provided in the welding header. A 14th step of determining whether it is a curved welding section based on the value; In the 14th step, in the case of the curved surface welding section, a 15th step of calculating and outputting speed values of each of the Y-axis, X-axis, and R-axis and completing the curved surface tracking algorithm; In the 14th step, if the curved welding section is not a section, it is judged to be flat and a 16th step of traveling on the X-axis at a set welding speed; A 17th step of calculating a second height deviation amount based on the set height value of the first contact-type displacement sensor and the second height value of the corrugated plate detected by the first contact-type displacement sensor while driving; and an 18th step of moving the Y-axis position by the second height deviation amount and completing the curved surface tracking algorithm.

구체적으로, 상기 곡면 용접 구간일 경우 Y축, X축, R축 각각의 속도값을 계산 및 출력하는 상기 제15 단계는, 상기 제1 접촉식 변위센서의 상기 설정 높이값과 상기 제1 접촉식 변위센서에서 주행 중에 감지한 주름판재의 제3 높이값을 기초로 제3 높이 편차량을 계산하는 제15-1 단계; 상기 용접헤더/토치 높이축(Y축) 구동부의 속도값을 계산 및 출력하는 제15-2 단계; 상기 용접헤더/토치 회전축(R축) 구동부의 회전구동모터 엔코더값을 이용하여 회전축(R축)의 회전 각도를 측정하는 제15-3 단계; 주행축(X축) 구동부의 속도값을 계산 및 출력하는 제15-4 단계; 상기 제1 접촉식 변위센서의 상기 제3 높이값과 상기 제1 접촉식 변위센서보다 전방에 배치되는 제2 접촉식 변위센서의 높이값을 기초로 제4 높이 편차량을 계산하는 제15-5 단계; 상기 용접헤더/토치 회전축(R축) 구동부의 속도값을 계산 및 출력하는 제15-6 단계; 상기 용접헤더/토치 회전축(R축) 구동부의 상기 회전구동모터로 회전링크 구조물 및 수평/수직 조절부를 작동시켜 상기 용접토치가 용접포인트 변동 없이 평면 또는 곡면에 대해 수평 및 수직 상태를 유지할 수 있도록 하는 제15-7 단계; 및 상기 용접헤더에 의해 회전되는 상기 용접토치가 용접면과 수직을 유지한 상태로 용접작업을 수행하는 제15-8 단계;를 포함할 수 있다.Specifically, in the case of the curved surface welding section, the 15th step of calculating and outputting the speed values of each of the Y-axis, Step 15-1 of calculating a third height deviation amount based on the third height value of the corrugated plate detected by the displacement sensor while driving; Step 15-2 of calculating and outputting a speed value of the welding header/torch height axis (Y-axis) driving unit; Step 15-3 of measuring the rotation angle of the rotation axis (R-axis) using the rotary drive motor encoder value of the welding header/torch rotation axis (R-axis) drive unit; Step 15-4 of calculating and outputting the speed value of the traveling axis (X-axis) driving unit; 15-5 for calculating a fourth height deviation amount based on the third height value of the first contact-type displacement sensor and the height value of the second contact-type displacement sensor disposed ahead of the first contact-type displacement sensor. step; Step 15-6 of calculating and outputting a speed value of the welding header/torch rotation axis (R axis) driving unit; By operating the rotation link structure and the horizontal/vertical adjustment unit with the rotation drive motor of the welding header/torch rotation axis (R axis) drive unit, the welding torch can maintain a horizontal and vertical state with respect to a flat or curved surface without changing the welding point. Step 15-7; And a 15-8 step of performing a welding operation while the welding torch rotated by the welding header is maintained perpendicular to the welding surface.

구체적으로, 상기 제15 단계 또는 상기 제18 단계에서, 상기 위빙축 구동부의 위치를 초기화하고, 상기 레이저 변위센서의 초기값을 기억하는 제19 단계; 단차 검출을 위해 상기 위빙축 구동부를 작동시켜 상기 레이저 변위센서로 위빙축(W축)을 스캔하는 제20 단계; 제2 현재 변위값에서 제2 이전 변위값을 뺀 제2 변위 차이값이 검출된 단차에 0.7을 곱한 값보다 큰지를 판단하는 제21 단계; 상기 제21 단계에서, 상기 제2 변위 차이값이 클 경우 단차 검출로 얻어진 W축의 제2 현재 위치값과 용접선의 설정 위치값을 기초로 제2 위치 편차량을 계산하는 제22 단계; 상기 제2 현재 변위값에서 상기 제2 이전 변위값을 뺀 상기 제2 변위 차이값이 허용 편차량보다 큰지를 판단하는 제23 단계; 상기 제23 단계에서, 상기 제2 변위 차이값이 클 경우 상기 제2 위치 편차량을 이용해 상기 용접선 추적축 구동부의 위치를 조절(Z축 위치 조절)하여 용접선의 Z축을 정렬하고, 용접선 추적 알고리즘을 완료하는 제24 단계; 및 용접작업 스톱 명령 여부를 확인하고, 스톱 명령이 아닌 경우 상기 제14 단계로 되돌아 가고, 스톱 명령인 경우 용접작업을 종료하는 제25 단계;를 포함할 수 있다.Specifically, in the 15th or 18th step, a 19th step of initializing the position of the weaving shaft driver and storing an initial value of the laser displacement sensor; A 20th step of scanning the weaving axis (W axis) with the laser displacement sensor by operating the weaving axis driver to detect the step difference; Step 21 of determining whether the second displacement difference value obtained by subtracting the second previous displacement value from the second current displacement value is greater than the detected step difference multiplied by 0.7; In the 21st step, if the second displacement difference value is large, a 22nd step of calculating a second position deviation amount based on the second current position value of the W axis obtained through step detection and the set position value of the weld line; A 23rd step of determining whether the second displacement difference value obtained by subtracting the second previous displacement value from the second current displacement value is greater than an allowable deviation amount; In the 23rd step, when the second displacement difference value is large, the Z-axis of the weld line is aligned by adjusting the position of the weld line tracking axis drive unit (Z-axis position adjustment) using the second position deviation amount, and running the weld line tracking algorithm. Step 24 to complete; and a 25th step of checking whether there is a stop command for welding work, returning to step 14 if it is not a stop command, and ending the welding work if it is a stop command.

구체적으로, 상기 제21 단계에서, 상기 제2 변위 차이값이 크지 않은 경우 용접비드로 인식 및 카운팅하는 제26 단계; 및 용접비드로 인식한 카운팅 횟수가 예정된 횟수를 초과하였는지 판단하고, 예정된 횟수를 초과하지 않은 경우에는 용접비드로 판단하여 상기 제14 단계로 되돌아 가고, 예정된 횟수를 초과한 경우에는 용접 끝점으로 인식 및 정지하여 용접을 종료하도록 하는 제27 단계;를 포함할 수 있다.Specifically, in the 21st step, if the second displacement difference value is not large, a 26th step of recognizing and counting as a weld bead; And it is determined whether the number of counts recognized as a weld bead exceeds the predetermined number of times. If it does not exceed the predetermined number of times, it is judged to be a weld bead and returns to step 14. If the number exceeds the predetermined number of times, it is recognized as a weld end point and A 27th step of stopping and ending welding may be included.

구체적으로, 상기 제23 단계에서, 상기 제2 변위 차이값이 크지 않은 경우 상기 허용 편차량의 초과 에러를 카운팅하는 제28 단계; 및 상기 허용 편차량의 초과 에러 카운팅 횟수가 예정된 횟수를 초과하였는지 판단하고, 예정된 횟수를 초과하지 않은 경우에는 노이즈로 판단하여 상기 제14 단계로 되돌아 가고, 예정된 횟수를 초과한 경우에는 주름판재의 상면에 고정되는 주행레일의 설치 에러 또는 용접선의 불균일로 예상하여 용접을 종료하도록 하는 제29 단계;를 포함할 수 있다.Specifically, in the 23rd step, if the second displacement difference value is not large, a 28th step of counting an error in excess of the allowable deviation amount; And it is determined whether the number of error counting exceeding the allowable deviation amount exceeds a predetermined number of times. If it does not exceed the predetermined number of times, it is judged as noise and returns to the 14th step. If it exceeds the predetermined number of times, the upper surface of the corrugated plate material is determined. It may include a 29th step of terminating the welding in anticipation of an installation error in the running rail fixed to or an uneven weld line.

본 발명에 따른 자동용접장치 및 이를 이용한 용접방법은, 기존의 용접노이즈에 취약한 아날로그 타입 접촉식 변위센서(LVDT)를 디지털 엔코더 타입 선형 변위센서로 대체하고, 기존의 용접헤더 높이축(Y축)과 용접토치 높이축(AC축)을 통합하여 1개의 축으로 용접헤더 및 용접토치 높이를 동시에 제어하도록 구성함으로써, 기존 대비 제어알고리즘의 정밀도의 개선으로 용접 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 구동축과 센서 구성이 복잡함에 따른 장비 제작 및 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.The automatic welding device and welding method using the same according to the present invention replace the existing analog type contact displacement sensor (LVDT), which is vulnerable to welding noise, with a digital encoder type linear displacement sensor, and replace the existing welding header height axis (Y axis) with a digital encoder type linear displacement sensor. By integrating the welding torch height axis (AC axis) and controlling the welding header and welding torch height simultaneously on one axis, not only can welding quality be improved by improving the precision of the control algorithm compared to the existing one, but also the existing welding torch height axis (AC axis) is integrated. Equipment manufacturing and maintenance costs due to complex drive shaft and sensor configuration can be reduced.

또한, 본 발명에 따른 자동용접장치 및 이를 이용한 용접방법은, 용접선과 용접비드를 명확히 구분할 수 있도록 용접 시작 위치검출 알고리즘, 곡면 추적 알고리즘 및 용접선 추적 알고리즘을 수행할 수 있는 시스템을 구축함으로써, 기존의 자동용접장치 대비 용접사의 수동 용접선 추적을 제거할 수 있어 용접작업 공수 절감 및 용접 생산성을 획기적으로 개선할 수 있다.In addition, the automatic welding device and the welding method using the same according to the present invention construct a system that can perform a welding start position detection algorithm, a curved surface tracking algorithm, and a welding line tracking algorithm to clearly distinguish between the weld line and the weld bead, Compared to automatic welding equipment, the welder's manual welding line tracking can be eliminated, reducing welding man-hours and dramatically improving welding productivity.

또한, 본 발명에 따른 자동용접장치 및 이를 이용한 용접방법은, 모터 동력 전달축과 링크 구동축을 링크로 직접 연결할 수 있도록 용접헤더/토치 회전축 구동부를 구성하고, 용접헤더/토치 회전축 구동부의 구동 알고리즘(곡면 추적 알고리즘)을 수행할 수 있는 시스템을 구축함으로써, 모터 동력 전달축과 링크 구동축을 타이밍 벨트 또는 기어를 통해 연결하는 기존의 자동용접장치 대비 용접토치의 흔들림과 유격 현상을 개선할 수 있고, 용접토치의 모션 제어 성능 및 내구성을 개선할 수 있고, 용접 장비의 품질을 향상시킬 수 있고, 장비 유지 보수 비용을 획기적으로 절감할 수 있다.In addition, the automatic welding device and the welding method using the same according to the present invention configure the welding header/torch rotation axis drive unit to directly connect the motor power transmission shaft and the link drive shaft through a link, and the driving algorithm of the welding header/torch rotation shaft drive unit ( By building a system that can perform a curved surface tracking algorithm, the shaking and clearance phenomenon of the welding torch can be improved compared to existing automatic welding devices that connect the motor power transmission shaft and the link drive shaft through a timing belt or gear, and welding The motion control performance and durability of the torch can be improved, the quality of welding equipment can be improved, and equipment maintenance costs can be dramatically reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치의 저면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 도 4에서 주행축 구동부를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 4에서 주행축 구동부의 수동 주행 클러치를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 4에서 용접선 추적축 구동부 및 위빙축 구동부를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7에서 위빙축 구동부를 도시한 배면 사시도이다.
도 9 및 도 10은 도 4에서 용접헤더/토치 회전축 구동부를 도시한 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 용접헤더/토치 회전축 구동부의 분해 사시도이다.
도 12의 (a) 내지 (d)는 도 9에 도시된 용접헤더/토치 회전축 구동부에 의한 용접토치의 좌우 회전 운동을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치의 용접 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 14의 (a) 및 (b)는 용접선 및 용접비드를 설명하기 위한 도면들이다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치를 이용한 용접방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 18은 도 16에서 곡면 용접 구간일 경우 곡면 추적 알고리즘을 설명하기 위한 순서도이다.
도 19는 종래 기술에 따른 자동용접장치의 사시도이다.
1 is a perspective view of an automatic welding device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a front view of an automatic welding device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a bottom view of an automatic welding device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view for explaining an automatic welding device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing the driving shaft driving part in Figure 4.
FIG. 6 is a perspective view showing the manual travel clutch of the drive shaft drive unit in FIG. 4.
Figure 7 is a perspective view showing the welding line tracking axis driving part and the weaving axis driving part in Figure 4.
Figure 8 is a rear perspective view showing the weaving shaft driving part in Figure 7.
Figures 9 and 10 are perspective views showing the welding header/torch rotation shaft drive unit in Figure 4.
FIG. 11 is an exploded perspective view of the welding header/torch rotation shaft drive unit shown in FIG. 10.
Figures 12 (a) to (d) are diagrams showing the left and right rotational movement of the welding torch by the welding header/torch rotation axis drive unit shown in Figure 9.
Figure 13 is a diagram for explaining the welding algorithm of the automatic welding device according to an embodiment of the present invention.
Figures 14 (a) and (b) are drawings for explaining weld lines and weld beads.
15 to 17 are flowcharts for explaining a welding method using an automatic welding device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a flowchart for explaining the curved surface tracking algorithm in the case of the curved welding section in FIG. 16.
Figure 19 is a perspective view of an automatic welding device according to the prior art.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. In this specification, when adding reference numbers to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same number as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치(1)의 전체적인 구성에 대해서 설명한다.First, with reference to FIGS. 1 to 3, the overall configuration of the automatic welding device 1 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치의 저면도이다.Figure 1 is a perspective view of an automatic welding device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view of an automatic welding device according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is an automatic welding device according to an embodiment of the present invention. This is a bottom view of .

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치(1)는 주행레일(11), 캐리지(2), 용접헤더(3) 및 용접토치(4)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 3, the automatic welding device 1 according to an embodiment of the present invention includes a running rail 11, a carriage 2, a welding header 3, and a welding torch 4. can do.

주행레일(11)은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치(1)의 용접대상인 주름판재(CP)의 상면에 고정될 수 있다.The running rail 11 may be fixed to the upper surface of the corrugated plate material (CP), which is the welding target of the automatic welding device 1 according to an embodiment of the present invention.

주행레일(11)은 직선형태의 빔으로 구성될 수 있으며, 주름판재(CP)의 용접선(WL)에 평행하게 설치될 수 있다.The running rail 11 may be composed of a straight beam and may be installed parallel to the weld line (WL) of the corrugated plate (CP).

주행레일(11)은 중앙에 길이방향을 따라 랙기어(12)를 구비할 수 있다. 이러한 랙기어(12)는 후술할 주행축 구동부(5)의 피니언기어(55)에 맞물릴 수 있다.The running rail 11 may be provided with a rack gear 12 in the center along the longitudinal direction. This rack gear 12 may be engaged with the pinion gear 55 of the traveling shaft drive unit 5, which will be described later.

캐리지(2)는 주행레일(11)의 길이방향을 따라 이동하여 주름판재(CP)의 용접선(WL)을 따라 이동할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치(1)에 구비되는 각종 기계구성들이 설치되는 본체에 해당한다.The carriage (2) can move along the longitudinal direction of the running rail (11) and move along the weld line (WL) of the corrugated plate (CP), and is provided in the automatic welding device (1) according to an embodiment of the present invention. It corresponds to the main body where various mechanical components are installed.

용접헤더(3)는 캐리지(2)의 일측에 결합되어 캐리지(2)가 주행레일(11)을 따라 이동하는 동작에 따라 주행레일(11)의 길이방향으로 이동할 수 있다. 용접헤더(3)의 헤더유닛(31)에는 후술할 용접선 추적축 구동부(8), 위빙축 구동부(9), 제1 접촉식 변위센서(DS1), 제2 접촉식 변위센서(DS2), 레이저 변위센서(LS), 곡면감지센서(CS)가 구비될 수 있다.The welding header 3 is coupled to one side of the carriage 2 and can move in the longitudinal direction of the running rail 11 as the carriage 2 moves along the running rail 11. The header unit 31 of the welding header 3 includes a weld line tracking axis drive unit 8, a weaving axis drive unit 9, a first contact displacement sensor DS1, a second contact displacement sensor DS2, and a laser, which will be described later. A displacement sensor (LS) and a curved surface sensor (CS) may be provided.

용접토치(4)는 아크를 발생시켜 주름판재(CP)의 용접을 수행하는 장치로서, 용접헤더(3)에 거동이 일치되게 구비될 수 있다. 일 실시예에서, 용접토치(4)는 용접헤더(3)에 구비된 토치 장착부(41)에 결합될 수 있다. 주름판재(CP)는 돌출형 또는 함몰형 주름(CG)을 갖는 멤브레인 시트일 수 있다.The welding torch 4 is a device that generates an arc to perform welding of a corrugated plate material (CP), and can be provided so that its behavior matches the welding header 3. In one embodiment, the welding torch 4 may be coupled to the torch mounting portion 41 provided on the welding header 3. The corrugated sheet (CP) may be a membrane sheet with protruding or recessed corrugations (CG).

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치(1)는 주름판재(CP) 상에 설치된 주행레일(11)을 따라 주행하면서 용접토치(4)를 이용하여 주름판재(CP)를 용접할 수 있다.The automatic welding device (1) according to an embodiment of the present invention having such a configuration travels along the running rail (11) installed on the corrugated plate (CP) and uses a welding torch (4) to weld the corrugated plate (CP). can be welded.

또한, 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치(1)는 주행레일(11)을 따라 이동하는 주행축(X축), 주름판재(CP)의 돌출형 또는 함몰형 주름(CG)에 따라 용접헤더(3) 및 용접토치(4)의 높이를 동시에 조절하여 아크길이를 조절하는 용접헤더(3)의 높이축(Y축), 용접헤더(3) 및 용접토치(4)의 회전각도를 조절하는 용접헤더(3)의 회전축(R축), 용접토치(4)가 용접선(WL)을 추적하도록 용접토치(4)의 용접선(WL) 폭방향 위치를 조절하는 용접토치(4)의 추적축(Z축), 용접선(WL)을 검출하기 위한 레이저 변위센서(LS)를 위빙하여 단차를 검출하는 위빙축(W축)으로 총 5개의 축을 조절할 수 있도록 구성되어, 다양한 형태의 주름(CG)을 가지는 주름판재(CP)를 용접할 수 있다.In addition, the automatic welding device 1 according to an embodiment of the present invention is connected to the running axis (X-axis) moving along the running rail 11 and the protruding or recessed wrinkles (CG) of the corrugated plate material (CP). The height axis (Y-axis) of the welding header (3), which adjusts the arc length by simultaneously adjusting the height of the welding header (3) and the welding torch (4), and the rotation angle of the welding header (3) and the welding torch (4) The rotation axis (R axis) of the welding header (3), which adjusts the position of the welding torch (4) in the width direction of the welding line (WL) of the welding torch (4) so that the welding torch (4) tracks the welding line (WL). It is configured so that a total of 5 axes can be adjusted, including the tracking axis (Z-axis), the weaving axis (W-axis) that detects steps by weaving the laser displacement sensor (LS) to detect the weld line (WL), and various types of wrinkles ( Corrugated sheet material (CP) with CG) can be welded.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치(1)는 X축을 조절하는 주행축 구동부(5), Y축을 조절하는 용접헤더/토치 높이축 구동부(6), R축을 조절하는 용접헤더/토치 회전축 구동부(7), Z축을 조절하는 용접선 추적축 구동부(8), W축을 조절하는 위빙축 구동부(9)를 포함한다.For this purpose, the automatic welding device (1) according to an embodiment of the present invention includes a traveling axis driving unit (5) for controlling the /It includes a torch rotation axis drive unit (7), a welding line tracking axis drive unit (8) that controls the Z axis, and a weaving axis drive unit (9) that controls the W axis.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치(1)는 주행축 구동부(5), 용접헤더/토치 높이축 구동부(6), 용접헤더/토치 회전축 구동부(7), 용접선 추적축 구동부(8), 위빙축 구동부(9)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.In addition, the automatic welding device (1) according to an embodiment of the present invention includes a traveling axis driving unit (5), a welding header/torch height axis driving unit (6), a welding header/torch rotation axis driving unit (7), and a welding line tracking axis driving unit ( 8), it may include a control unit (not shown) that controls the weaving shaft drive unit 9.

이하, 도 4 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치(1)의 5개의 축이 구동되는 구조에 대해서 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 4 to 14, the structure in which the five axes of the automatic welding device 1 according to an embodiment of the present invention are driven will be described.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 5는 도 4에서 주행축 구동부를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 4에서 주행축 구동부의 수동 주행 클러치를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 4에서 용접선 추적축 구동부 및 위빙축 구동부를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7에서 위빙축 구동부를 도시한 배면 사시도이고, 도 9 및 도 10은 도 4에서 용접헤더/토치 회전축 구동부를 도시한 사시도이고, 도 11은 도 10에 도시된 용접헤더/토치 회전축 구동부의 분해 사시도이고, 도 12의 (a) 내지 (d)는 도 9에 도시된 용접헤더/토치 회전축 구동부에 의한 용접토치의 좌우 회전 운동을 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치의 용접 알고리즘을 설명하기 위한 도면이고, 도 14의 (a) 및 (b)는 용접선 및 용접비드를 설명하기 위한 도면들이다.Figure 4 is a perspective view for explaining an automatic welding device according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a perspective view showing the driving shaft driving part in Figure 4, and Figure 6 is a manual driving clutch of the driving shaft driving part in Figure 4. It is a perspective view, and FIG. 7 is a perspective view showing the welding line tracking shaft drive unit and the weaving shaft drive unit in FIG. 4, FIG. 8 is a rear perspective view showing the weaving shaft drive unit in FIG. 7, and FIGS. 9 and 10 are in FIG. 4. It is a perspective view showing the welding header/torch rotation axis drive unit, Figure 11 is an exploded perspective view of the welding header/torch rotation axis drive unit shown in Figure 10, and Figures 12 (a) to (d) are the welding header/torch shown in Figure 9. It is a diagram showing the left and right rotational movement of the welding torch by the torch rotation shaft drive unit, and Figure 13 is a diagram for explaining the welding algorithm of the automatic welding device according to an embodiment of the present invention, and Figures 14 (a) and (b) ) are drawings to explain weld lines and weld beads.

주행축 구동부(5)는 캐리지(2)에 구비되며 캐리지(2)를 주행레일(11)을 따라 이동시킬 수 있다. 주행축 구동부(5)는 후술할 제1 접촉식 변위센서(DS1) 및 제2 접촉식 변위센서(DS2)의 계측값에 따라 제어부에 의해 제어될 수 있다.The traveling shaft drive unit 5 is provided on the carriage 2 and can move the carriage 2 along the traveling rail 11. The traveling shaft driving unit 5 may be controlled by a control unit according to measured values of the first contact-type displacement sensor DS1 and the second contact-type displacement sensor DS2, which will be described later.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 주행축 구동부(5)는 베이스프레임(51), 주행롤러(52), 레일 클램프(53), 조임 스크류(54), 피니언기어(55), 주행구동모터(56), 수동 주행 클러치(57), 힌지축(58)를 포함할 수 있다.As shown in Figures 4 to 6, the traveling shaft drive unit 5 includes a base frame 51, a traveling roller 52, a rail clamp 53, a tightening screw 54, a pinion gear 55, and a traveling drive. It may include a motor 56, a manual travel clutch 57, and a hinge shaft 58.

베이스프레임(51)은 캐리지(2)의 저부에 구비될 수 있다.The base frame 51 may be provided at the bottom of the carriage 2.

주행롤러(52)는 베이스프레임(51)의 저부에 구비되며, 베이스프레임(51)을 주행레일(11)에 이동가능하게 장착시킬 수 있다.The traveling roller 52 is provided at the bottom of the base frame 51, and the base frame 51 can be movably mounted on the traveling rail 11.

일 실시예에서, 주행롤러(52)는 베이스프레임(51)의 양측에 대칭 형태로 복수 개가 구비되어 주행레일(11)의 양단을 파지할 수 있도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, a plurality of traveling rollers 52 may be provided in a symmetrical form on both sides of the base frame 51 to grip both ends of the traveling rail 11, but the present invention is not limited thereto.

또한, 일 실시예에서, 주행롤러(52)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 주행레일(11)의 양단 경사면 또는 저면에 접할 수 있도록 구성되어, 베이스프레임(51) 및 캐리지(2)가 주행 중에 주행레일(11)에서 탈선되는 것을 방지할 수 있다.In addition, in one embodiment, the traveling roller 52 is configured to contact the inclined surfaces or bottom surfaces of both ends of the traveling rail 11, as shown in FIGS. 1 to 3, so that the base frame 51 and the carriage 2 It is possible to prevent derailment from the traveling rail (11) while driving.

레일 클램프(53)는 주행롤러(52)를 주행레일(11)에 가압하여 주행롤러(52)가 주행레일(11)에 견고하게 밀착되도록 할 수 있다.The rail clamp 53 can press the traveling roller 52 to the traveling rail 11 so that the traveling roller 52 is firmly in close contact with the traveling rail 11.

이를 위해, 일 실시예에서, 레일 클램프(53)는 베이스프레임(51)의 양측에 구비된 주행롤러(52) 중에서 일측에 구비된 주행롤러(52)를 밀어서 주행롤러(52)의 위치를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.To this end, in one embodiment, the rail clamp 53 adjusts the position of the traveling roller 52 by pushing the traveling roller 52 provided on one side among the traveling rollers 52 provided on both sides of the base frame 51. It can be configured to do so.

이러한 레일 클램프(53)는 도 5에 도시된 바와 같이 주행롤러(52)에 압력을 가하고 주행롤러(52)의 위치를 구속할 수 있는 조임 스크류(54)를 통해 작동될 수 있다.This rail clamp 53 can be operated through a tightening screw 54 that can apply pressure to the traveling roller 52 and constrain the position of the traveling roller 52, as shown in FIG. 5.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치(1)는 주행롤러(52)의 위치를 조절할 수 있도록 구성되어 다양한 크기의 주행레일(11)에 적용될 수 있다는 장점이 있다.The automatic welding device 1 according to an embodiment of the present invention having this configuration has the advantage of being configured to adjust the position of the traveling roller 52 and being applicable to traveling rails 11 of various sizes.

조임 스크류(54)는 주행롤러(52)에 압력을 가하고 주행롤러(52)의 위치를 구속할 수 있다.The tightening screw 54 can apply pressure to the traveling roller 52 and restrict the position of the traveling roller 52.

피니언기어(55)는 베이스프레임(51)에 회전가능하게 결합되며 주행레일(11)에 구비된 랙기어(12)에 맞물릴 수 있다.The pinion gear 55 is rotatably coupled to the base frame 51 and may be engaged with the rack gear 12 provided on the running rail 11.

주행구동모터(56)는 베이스프레임(51)에 구비되며 피니언기어(55)를 회전시킬 수 있다. 일실시예에서, 주행구동모터(56)는 감속기(도면부호 미도시)를 통해 피니언기어(55)에 회전력을 전달하도록 구성될 수 있다.The travel drive motor 56 is provided on the base frame 51 and can rotate the pinion gear 55. In one embodiment, the travel drive motor 56 may be configured to transmit rotational force to the pinion gear 55 through a reducer (not shown).

제어부는 주행구동모터(56) 및 감속기를 제어하여, 자동용접장치(1)의 주행속도(용접속도)를 제어할 수 있다.The control unit can control the travel speed (welding speed) of the automatic welding device 1 by controlling the travel drive motor 56 and the reducer.

수동 주행 클러치(57)는 피니언기어(55)를 주행레일(11)의 폭방향으로 이동 및 위치를 고정시킬 수 있다.The manual travel clutch 57 can move and fix the position of the pinion gear 55 in the width direction of the travel rail 11.

일 실시예에서, 수동 주행 클러치(57)는 도 6에 도시된 바와 같이 주행구동모터(56), 피니언기어(55)를 지지하고, 베이스프레임(51)에 구비된 힌지축(58)에 회전가능하게 결합되어 베이스프레임(51)에서 주행레일(11)의 폭방향으로 회전가능할 수 있다.In one embodiment, the manual travel clutch 57 supports the travel drive motor 56 and the pinion gear 55, as shown in FIG. 6, and rotates on the hinge shaft 58 provided on the base frame 51. Possibly combined, the base frame 51 may be rotatable in the width direction of the running rail 11.

이러한 수동 주행 클러치(57)는 회전하면서 피니언기어(55)를 주행레일(11)의 랙기어(12)와 맞물리게 하거나 탈거되도록 할 수 있다.This manual travel clutch 57 rotates to engage or disengage the pinion gear 55 from the rack gear 12 of the travel rail 11.

따라서, 사용자는 수동 주행 클러치(57)를 작동하여 피니언기어(55)를 주행레일(11)의 랙기어(12)와 탈거시킨 상태로 자동용접장치(1)의 위치를 수동으로 조정하거나 수동으로 용접작업을 수행할 수 있다.Therefore, the user operates the manual travel clutch 57 to manually adjust the position of the automatic welding device 1 in a state in which the pinion gear 55 is separated from the rack gear 12 of the travel rail 11, or manually adjusts the position of the automatic welding device 1. Welding work can be performed.

또한, 수동 주행 클러치(57)는 힌지축(58)을 중심으로 회전된 후 끝단에 구비된 볼트를 조여서 피니언기어(55)의 위치를 고정시킬 수 있다. 이러한 수동 주행 클러치(57)의 피니언기어(55) 위치 조절 기능을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치(1)는 랙기어(12)의 위치가 서로 다른 다양한 형태의 주행레일(11)에 적용될 수 있다는 장점을 가진다.In addition, the manual travel clutch 57 can be rotated around the hinge axis 58 and then fix the position of the pinion gear 55 by tightening the bolt provided at the end. Through this function of adjusting the position of the pinion gear 55 of the manual traveling clutch 57, the automatic welding device 1 according to an embodiment of the present invention is capable of operating various types of traveling rails with different positions of the rack gear 12. 11) has the advantage of being applicable.

용접헤더/토치 높이축 구동부(6)는 캐리지(2)에 구비되며 용접헤더(3)의 높이와 용접토치(4)와 주름판재(CP) 사이의 간격을 동시에 조절할 수 있다.The welding header/torch height axis drive unit 6 is provided on the carriage 2 and can simultaneously adjust the height of the welding header 3 and the gap between the welding torch 4 and the corrugated plate material (CP).

도 4 및 도 13에 도시된 바와 같이, 용접헤더/토치 높이축 구동부(6)는 제1 볼스크류부재(61), 승강구동모터(62), 동력전달벨트(63), 승강가이드레일(64), 높이축 지지 LM(Linear Motion)블록(65)을 포함할 수 있다.As shown in Figures 4 and 13, the welding header/torch height axis drive unit 6 includes a first ball screw member 61, a lifting drive motor 62, a power transmission belt 63, and a lifting guide rail 64. ), and may include a height axis support LM (Linear Motion) block 65.

제1 볼스크류부재(61)는 스크류축(611)과, 스크류축(611)의 회전에 따라 승강하는 승강너트(612)를 구비할 수 있다.The first ball screw member 61 may include a screw shaft 611 and a lifting nut 612 that moves up and down as the screw shaft 611 rotates.

승강너트(612)는 용접헤더(3) 및 용접토치(4)를 승강시킬 수 있다. 일 실시예에서, 승강너트(612)는 용접헤더(3)에 결합된 용접헤더/토치 회전축 구동부(7)에 연결될 수 있다.The lifting nut 612 can lift the welding header (3) and the welding torch (4). In one embodiment, the lifting nut 612 may be connected to the welding header/torch rotation axis drive unit 7 coupled to the welding header 3.

승강구동모터(62)는 스크류축(611)에 동력전달벨트(63)로 연결되어 스크류축(611)을 회전시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 승강구동모터(62)와 스크류축(611)은 동력전달을 위한 기어로 구성될 수 있다.The lifting drive motor 62 is connected to the screw shaft 611 through a power transmission belt 63 and can rotate the screw shaft 611, but is not limited to this. The lifting drive motor 62 and the screw shaft 611 may be configured as gears for power transmission.

이러한 승강구동모터(62)는 제어부에 의해 구동될 수 있다.This lifting drive motor 62 can be driven by a control unit.

승강가이드레일(64)은 캐리지(2)에 수직방향으로 길게 구비되어, 용접헤더(3) 및 용접토치(4)의 승강동작을 지지할 수 있다.The lifting guide rail 64 is provided in a long direction perpendicular to the carriage 2 and can support the lifting movement of the welding header 3 and the welding torch 4.

일 실시예에서, 승강가이드레일(64)은 높이축 지지 LM블록(65)에 체결되어 용접헤더/토치 회전축 구동부(7)가 슬라이드 동작할 수 있도록 하는 레일부재로 구성될 수 있다. 이러한 승강가이드레일(64)은 높이축 지지 LM블록(65)에 체결된 상태에서 용접헤더(3)의 승강동작시 수평방향으로 요동하거나 경사지게 승강되지 않도록 수직방향 승강궤적을 유지시키는 기능을 수행할 수 있다.In one embodiment, the lifting guide rail 64 may be composed of a rail member that is fastened to the height axis support LM block 65 and allows the welding header/torch rotation axis drive unit 7 to slide. This lifting guide rail (64) performs the function of maintaining the vertical lifting trajectory so that it does not rock or tilt in the horizontal direction during the lifting operation of the welding header (3) while fastened to the height axis support LM block (65). You can.

또한, 일 예로, 승강가이드레일(64)은 캐리지(2)의 양측에 구비될 수 있다.Additionally, as an example, lifting guide rails 64 may be provided on both sides of the carriage 2.

높이축 지지 LM블록(65)은 승강가이드레일(64)에 대응되는 위치에 마련되어 승강가이드레일(64)을 따라 슬라이드 동작할 수 있다.The height axis support LM block 65 is provided at a position corresponding to the lifting guide rail 64 and can slide along the lifting guide rail 64.

이러한 높이축 지지 LM블록(65)은 용접헤더/토치 회전축 구동부(7)의 승강 프레임(71)에 고정 결합될 수 있으며, 용접헤더/토치 높이축 구동부(6)의 승강력을 용접헤더/토치 회전축 구동부(7)를 통해 용접헤더(3) 및 용접토치(4)에 전달할 수 있다.This height axis support LM block 65 can be fixedly coupled to the lifting frame 71 of the welding header/torch rotation axis drive unit 7, and the lifting force of the welding header/torch height axis drive unit 6 is applied to the welding header/torch. It can be transmitted to the welding header (3) and the welding torch (4) through the rotating shaft drive unit (7).

이와 같이 캐리지(2)의 양측에 구비된 승강가이드레일(64)은 높이축 지지 LM블록(65)을 통해 용접헤더/토치 회전축 구동부(7)의 승강 프레임(71)의 양측을 지지함으로써, 용접헤더(3) 및 용접토치(4)가 비뚤어지지 않고 수직방향으로 안정적으로 승강되도록 할 수 있다.In this way, the lifting guide rails 64 provided on both sides of the carriage 2 support both sides of the lifting frame 71 of the welding header/torch rotation axis drive unit 7 through the height axis support LM block 65, thereby enabling welding. The header (3) and welding torch (4) can be stably raised and lowered in the vertical direction without being distorted.

도 4 및 도 9 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 용접헤더/토치 회전축 구동부(7)는 캐리지(2)에 구비되며 용접헤더(3) 및 용접토치(4)의 캐리지(2)의 주행방향에 대한 기울기를 조절할 수 있다. 용접헤더/토치 회전축 구동부(7)는 용접헤더(3) 및 이에 결합된 용접토치(4)를 캐리지(2)의 주행방향 및 주행 반대방향으로 회전시킬 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 9 to 13, the welding header/torch rotation axis drive unit 7 is provided on the carriage 2, and the traveling direction of the carriage 2 of the welding header 3 and the welding torch 4 The slope can be adjusted. The welding header/torch rotation axis drive unit 7 can rotate the welding header 3 and the welding torch 4 coupled thereto in the direction in which the carriage 2 travels and in the direction opposite to the direction in which the carriage 2 travels.

용접헤더/토치 회전축 구동부(7)는 후술할 제1 접촉식 변위센서(DS1) 및 제2 접촉식 변위센서(DS2)의 계측값에 의해 용접포인트 변동없이 용접토치(4)의 회전각을 조절할 수 있도록 구성될 수 있으며, 승강 프레임(71), 회전구동모터(72), 감속기(73), 회전링크 구조물(74), 수평/수직 조절부(75)를 포함할 수 있다.The welding header/torch rotation axis driver 7 can adjust the rotation angle of the welding torch 4 without changing the welding point based on the measured values of the first contact displacement sensor DS1 and the second contact displacement sensor DS2, which will be described later. It may be configured to do so and may include a lifting frame 71, a rotation drive motor 72, a reducer 73, a rotation link structure 74, and a horizontal/vertical adjustment unit 75.

승강 프레임(71)은 용접헤더/토치 높이축 구동부(6)의 높이축 지지 LM블록(65)에 고정 연결되어 용접토치(4)가 장착되는 용접헤더(3)의 승강을 가능하게 한다.The lifting frame 71 is fixedly connected to the height axis support LM block 65 of the welding header/torch height axis driving unit 6 to enable the welding header 3 on which the welding torch 4 is mounted to be raised and lowered.

승강 프레임(71)은 캐리지(2)의 양측에 구비되는 승강가이드레일(64)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 높이축 지지 LM블록(65)을 고정 결합할 수 있도록 마련될 수 있다.The lifting frame 71 may be provided to fixedly couple the height axis support LM block 65, which is slidably coupled to the lifting guide rails 64 provided on both sides of the carriage 2.

승강 프레임(71)은 일측에 회전링크 구조물(74)의 힌지 링크(741)가 회전 가능하게 연결되고, 타측에 수평/수직 조절부(75)의 수평 레일(752)이 장착될 수 있다.The lifting frame 71 may be rotatably connected to the hinge link 741 of the rotary link structure 74 on one side, and the horizontal rail 752 of the horizontal/vertical adjustment unit 75 may be mounted on the other side.

회전구동모터(72)는 승강 프레임(71)의 일측에 구비되며, 회전링크 구조물(74)이 회전할 수 있도록 동력을 발생시킬 수 있다. 회전구동모터(72)는 감속기(73)를 통해 회전링크 구조물(74)의 힌지 링크(741)에 회전력을 전달하도록 구성될 수 있다.The rotation drive motor 72 is provided on one side of the lifting frame 71 and can generate power so that the rotation link structure 74 rotates. The rotational drive motor 72 may be configured to transmit rotational force to the hinge link 741 of the rotation link structure 74 through the reducer 73.

이러한 회전구동모터(72) 및 감속기(73)는 후술할 제1 접촉식 변위센서(DS1) 및 제2 접촉식 변위센서(DS2)의 계측값에 의해 정회전 또는 역회전하여 회전링크 구조물(74)을 통해 용접헤더(3)에 장착되는 용접토치(4)의 회전각을 조절할 수 있다. 회전구동모터(72) 및 감속기(73)는 제어부에 의해 작동이 제어될 수 있다.The rotation drive motor 72 and the reducer 73 rotate forward or reverse according to the measured values of the first contact displacement sensor DS1 and the second contact displacement sensor DS2, which will be described later, to form the rotation link structure 74. ), the rotation angle of the welding torch (4) mounted on the welding header (3) can be adjusted. The operation of the rotation drive motor 72 and the reducer 73 can be controlled by the control unit.

회전링크 구조물(74)은 승강 프레임(71)의 일측에 회전 가능하게 연결되어 회전구동모터(72)의 회전력을 전달받아 용접토치(4)가 장착되는 용접헤더(3)를 회전할 수 있도록 구성될 수 있으며, 힌지 링크(741), 슬라이드 힌지(742), 제1 회전 힌지(743), 제2 회전 힌지(744), 제1 링크 바(745), 제2 링크 바(746)를 포함할 수 있다.The rotation link structure 74 is rotatably connected to one side of the lifting frame 71 so that the welding header 3 on which the welding torch 4 is mounted can be rotated by receiving the rotational force of the rotation drive motor 72. It may include a hinge link 741, a slide hinge 742, a first rotation hinge 743, a second rotation hinge 744, a first link bar 745, and a second link bar 746. You can.

힌지 링크(741)는 승강 프레임(71)의 일측에 회전 가능하게 연결될 수 있으며, 회전구동모터(72)의 동력을 용접토치(4)가 장착되는 용접헤더(3)에 전달하는 동력 전달축일 수 있다.The hinge link 741 may be rotatably connected to one side of the lifting frame 71 and may be a power transmission shaft that transmits the power of the rotation drive motor 72 to the welding header 3 on which the welding torch 4 is mounted. there is.

힌지 링크(741)는 일단이 회전구동모터(72)의 회전축에 연결되고 타단이 제1 회전 힌지(743)에 연결될 수 있다.The hinge link 741 may have one end connected to the rotation axis of the rotation drive motor 72 and the other end connected to the first rotation hinge 743.

슬라이드 힌지(742)는 상하로 슬라이딩할 수 있도록 구성될 수 있으며, 일정 길이를 갖는 힌지 바(7421)와, 힌지 바(7421)의 일단에 마련되는 제1 삽입공(7422)과, 힌지 바(7421)의 타단에 마련되는 제2 삽입공(7423)으로 구성될 수 있다.The slide hinge 742 may be configured to slide up and down, and includes a hinge bar 7421 having a certain length, a first insertion hole 7422 provided at one end of the hinge bar 7421, and a hinge bar ( It may be composed of a second insertion hole 7423 provided at the other end of 7421).

슬라이드 힌지(742)는 후술할 수평/수직 조절부(75)의 회전링크 지지 LM블록(754)과 수직 레일(755)에 의해 상하로 슬라이딩할 수 있는데, 이는 후술함에 의해 이해될 것이다.The slide hinge 742 can slide up and down by the rotation link support LM block 754 and the vertical rail 755 of the horizontal/vertical adjustment unit 75, which will be described later, which will be understood later.

힌지 바(7421)의 일측면에는 후술할 수평/수직 조절부(75)의 수직 레일(755)이 장착될 수 있다.A vertical rail 755 of the horizontal/vertical adjustment unit 75, which will be described later, may be mounted on one side of the hinge bar 7421.

제1 삽입공(7422)은 제1 회전 힌지(743)의 제1 힌지 핀(7431)이 삽입되어 회전 가능하도록 형성될 수 있다.The first insertion hole 7422 may be formed so that the first hinge pin 7431 of the first rotation hinge 743 can be inserted and rotated.

제2 삽입공(7423)은 제2 회전 힌지(744)의 제2 힌지 핀(7441)이 삽입되어 회전 가능하도록 형성될 수 있다.The second insertion hole 7423 may be formed so that the second hinge pin 7441 of the second rotation hinge 744 can be inserted and rotated.

제1 회전 힌지(743)는 힌지 링크(741)로부터 전달되는 동력에 의해 강제 회전하는 회전축일 수 있다.The first rotation hinge 743 may be a rotation axis that is forced to rotate by power transmitted from the hinge link 741.

제1 회전 힌지(743)는 슬라이드 힌지(742)의 제1 삽입공(7422)에 회전 가능하게 삽입된 상태에서 힌지 링크(741)의 타단에 연결될 수 있으며, 제1 힌지 핀(7431)과 제1 힌지 머리(7432)로 구성될 수 있다.The first rotation hinge 743 may be connected to the other end of the hinge link 741 while rotatably inserted into the first insertion hole 7422 of the slide hinge 742, and may be connected to the first hinge pin 7431 and the first hinge pin 7431. 1 It may consist of a hinge head 7432.

제1 힌지 핀(7431)은 슬라이드 힌지(742)의 제1 삽입공(7422)에 회전 가능하게 삽입되고, 일단에 힌지 링크(741)의 타단이 연결되고, 타단에 제1 힌지 머리(7432)가 마련되도록 구성될 수 있다.The first hinge pin 7431 is rotatably inserted into the first insertion hole 7422 of the slide hinge 742, the other end of the hinge link 741 is connected to one end, and the first hinge head 7432 is connected to the other end. It can be configured to provide.

제1 힌지 머리(7432)는 제1 힌지 핀(7431)의 타단에 마련될 수 있으며, 제1 링크 바(745)와 제2 링크 바(746) 각각의 일단이 회전 가능하게 연결되도록 구성될 수 있다.The first hinge head 7432 may be provided at the other end of the first hinge pin 7431, and each end of the first link bar 745 and the second link bar 746 may be configured to be rotatably connected. there is.

제1 힌지 머리(7432)는 판 형상일 수 있으며, 외측판과 내측판으로 이루어질 수 있다. 이때, 외측판은 제1 힌지 핀(7431)의 끝단에 마련되고, 내측판은 외측판으로부터 일정 거리 이격된 위치의 제1 힌지 핀(7431)에 마련될 수 있다. 외측판과 내측판 사이의 간격은 제1 링크 바(745)와 제2 링크 바(746) 각각의 일단이 삽입되어 회전 가능한 거리일 수 있다.The first hinge head 7432 may have a plate shape and may be composed of an outer plate and an inner plate. At this time, the outer plate may be provided at the end of the first hinge pin 7431, and the inner plate may be provided at the first hinge pin 7431 at a position spaced a certain distance away from the outer plate. The gap between the outer plate and the inner plate may be a distance at which one end of each of the first link bar 745 and the second link bar 746 can be inserted and rotated.

제2 회전 힌지(744)는 제1 회전 힌지(743)에 회전 가능하게 연결되는 제1 링크 바(745)와 제2 링크 바(746)를 통해 전달되는 회전력에 의해 자유 회전하는 회전축일 수 있고, 또한 용접헤더(3)의 헤더유닛(31)에 고정 결합되어 용접헤더(3)에 회전력을 전달하여 용접토치(4)의 회전각을 조절할 수 있게 한다.The second rotation hinge 744 may be a rotation axis that freely rotates by the rotation force transmitted through the first link bar 745 and the second link bar 746, which are rotatably connected to the first rotation hinge 743. , It is also fixedly coupled to the header unit 31 of the welding header 3 to transmit rotational force to the welding header 3 to adjust the rotation angle of the welding torch 4.

제2 회전 힌지(744)는 슬라이드 힌지(742)의 제2 삽입공(7423)에 회전 가능하게 삽입 연결될 수 있으며, 제2 힌지 핀(7441)과 제2 힌지 머리(7442)로 구성될 수 있다.The second rotation hinge 744 may be rotatably inserted and connected to the second insertion hole 7423 of the slide hinge 742, and may be composed of a second hinge pin 7441 and a second hinge head 7442. .

제2 힌지 핀(7441)은 일단이 슬라이드 힌지(742)의 제2 삽입공(7423)에 회전 가능하게 삽입 연결되고, 타단에 제2 힌지 머리(7442)가 마련되도록 구성될 수 있다.The second hinge pin 7441 may be configured such that one end is rotatably inserted and connected to the second insertion hole 7423 of the slide hinge 742, and a second hinge head 7442 is provided at the other end.

제2 힌지 머리(7442)는 제2 힌지 핀(7441)의 타단에 마련될 수 있으며, 제1 링크 바(745)와 제2 링크 바(746) 각각의 타단이 회전 가능하게 연결되도록 구성될 수 있다.The second hinge head 7442 may be provided at the other end of the second hinge pin 7441, and the other ends of each of the first link bar 745 and the second link bar 746 may be configured to be rotatably connected. there is.

제2 힌지 머리(7442)는 판 형상일 수 있으며, 외측판과 내측판으로 이루어질 수 있다. 이때, 외측판은 제2 힌지 핀(7441)의 끝단에 마련되고, 내측판은 외측판으로부터 일정 거리 이격된 위치의 제2 힌지 핀(7441)에 마련될 수 있다. 외측판과 내측판 사이의 간격은 제2 링크 바(746)와 제2 링크 바(746) 각각의 타단이 삽입되어 회전 가능한 거리일 수 있다.The second hinge head 7442 may have a plate shape and may be composed of an outer plate and an inner plate. At this time, the outer plate may be provided at the end of the second hinge pin 7441, and the inner plate may be provided at the second hinge pin 7441 at a position spaced a certain distance away from the outer plate. The gap between the outer plate and the inner plate may be a distance at which the second link bar 746 and the other end of each of the second link bars 746 can be inserted and rotated.

또한, 제2 힌지 머리(7442)의 외측판은 용접헤더(3)의 헤더유닛(31)에 고정 결합될 수 있으며, 이로 인해 용접토치(4)의 회전각을 조절할 수 있게 한다.Additionally, the outer plate of the second hinge head 7442 can be fixedly coupled to the header unit 31 of the welding header 3, thereby allowing the rotation angle of the welding torch 4 to be adjusted.

제1 링크 바(745)와 제2 링크 바(746)는 제1 회전 힌지(743)와 제2 회전 힌지(744) 사이에 설치될 수 있다.The first link bar 745 and the second link bar 746 may be installed between the first rotation hinge 743 and the second rotation hinge 744.

제1 링크 바(745)는 일단이 제1 힌지 핀(7431)을 기준으로 제1 힌지 머리(7432)의 일측에 회전 가능하게 연결되고, 타단이 제2 힌지 핀(7441)을 기준으로 제2 힌지 머리(7442)의 일측에 회전 가능하게 연결될 수 있다.One end of the first link bar 745 is rotatably connected to one side of the first hinge head 7432 with respect to the first hinge pin 7431, and the other end is connected to the second hinge head 7432 with respect to the second hinge pin 7441. It can be rotatably connected to one side of the hinge head 7442.

제2 링크 바(746)는 일단이 제1 힌지 핀(7431)을 기준으로 제1 힌지 머리(7432)의 타측에 회전 가능하게 연결되고, 타단이 제2 힌지 핀(7441)을 기준으로 제2 힌지 머리(7442)의 타측에 회전 가능하게 연결될 수 있다.The second link bar 746 has one end rotatably connected to the other side of the first hinge head 7432 with respect to the first hinge pin 7431, and the other end with the second hinge pin 7441 as the basis. It can be rotatably connected to the other side of the hinge head 7442.

상기한 바와 같이, 제1 링크 바(745)와 제2 링크 바(746) 각각은 제1 회전 힌지(743)와 제2 회전 힌지(744)에 연결됨으로써, 제1 회전 힌지(743)의 회전력을 제2 회전 힌지(744)에 전달할 수 있다.As described above, each of the first link bar 745 and the second link bar 746 is connected to the first rotation hinge 743 and the second rotation hinge 744, so that the rotational force of the first rotation hinge 743 Can be transmitted to the second rotation hinge 744.

수평/수직 조절부(75)는 승강 프레임(71)의 타측에 슬라이딩 가능하게 연결되어 회전링크 구조물(74)이 회전구동모터(72)에 의해 회전하면서 용접헤더(3)에 장착되는 용접토치(4)의 회전각을 조절할 때, 용접토치(4)가 용접포인트 변동 없이 평면 또는 곡면에 대해 수평 및 수직 상태를 유지할 수 있도록 구성될 수 있으며, 설치 플레이트(751), 수평 레일(752), 회전축 지지 LM블록(753), 회전링크 지지 LM블록(754), 수직 레일(755)을 포함할 수 있다.The horizontal/vertical adjustment unit 75 is slidably connected to the other side of the lifting frame 71, and the rotary link structure 74 rotates by the rotary drive motor 72 and a welding torch mounted on the welding header 3 ( When adjusting the rotation angle of 4), the welding torch (4) can be configured to maintain a horizontal and vertical state with respect to a flat or curved surface without changing the welding point, and the installation plate (751), horizontal rail (752), and rotation axis It may include a support LM block 753, a rotary link support LM block 754, and a vertical rail 755.

설치 플레이트(751)는 회전축 지지 LM블록(753) 및 회전링크 지지 LM블록(754)가 고정 설치될 수 있도록 구성될 수 있다.The installation plate 751 may be configured so that the rotation axis support LM block 753 and the rotation link support LM block 754 can be fixedly installed.

설치 플레이트(751)는 회전축 지지 LM블록(753)이 설치되는 제1 플레이트(7511)와 회전링크 지지 LM블록(754)이 설치되는 제2 플레이트(7512)로 이루어질 수 있으며, 이 경우 제1 플레이트(7511)와 제2 플레이트(7512)는 결합 수단에 의해 결합될 수 있다. 일 실시예에서는 설치 플레이트(751)가 제1 플레이트(7511)와 제2 플레이트(7512)로 이루어지는 것으로 설명하지만, 이에 한정되지 않고 일체형으로 이루어질 수 있음은 물론이다.The installation plate 751 may be composed of a first plate 7511 on which the rotation axis support LM block 753 is installed and a second plate 7512 on which the rotation link support LM block 754 is installed. In this case, the first plate 7511 and the second plate 7512 may be coupled by a coupling means. In one embodiment, the installation plate 751 is described as being made of a first plate 7511 and a second plate 7512, but of course, it is not limited to this and can be formed as an integrated piece.

수평 레일(752)은 승강 프레임(71)의 타측에 장착될 수 있다.The horizontal rail 752 may be mounted on the other side of the lifting frame 71.

수평 레일(752)은 승강 프레임(71)에 일정 간격 이격되어 한 쌍이 수평되게 마련될 수 있으며, 회전축 지지 LM블록(753)이 수평 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.A pair of horizontal rails 752 may be provided horizontally at regular intervals on the lifting frame 71, and the rotation axis support LM block 753 may be coupled to be slidable in the horizontal direction.

회전축 지지 LM블록(753)은 수평 레일(752)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있으며, 설치 플레이트(751)의 제1 플레이트(7511)에 고정 설치될 수 있다.The rotation axis support LM block 753 may be slidably coupled to the horizontal rail 752 and may be fixedly installed on the first plate 7511 of the installation plate 751.

상기한 수평 레일(752) 및 회전축 지지 LM블록(753)은, 용접헤더(3)에 장착되는 용접토치(4)의 회전각을 조절하기 위해 회전링크 구조물(74)이 회전구동모터(72)에 의해 주행방향 또는 주행 반대방향으로 일정 각도 회전할 때, 회전축 지지 LM블록(753)이 수평 레일(752)에서 주행방향 또는 주행 반대방향으로 수평 이동하면서 용접토치(4)가 용접포인트 변동 없이 수평 상태를 유지할 수 있게 한다.The horizontal rail 752 and the rotation axis support LM block 753 have a rotation link structure 74 connected to a rotation drive motor 72 to adjust the rotation angle of the welding torch 4 mounted on the welding header 3. When rotating at a certain angle in the traveling direction or in the opposite direction, the rotation axis support LM block (753) moves horizontally on the horizontal rail (752) in the traveling direction or in the opposite direction, and the welding torch (4) remains horizontal without changing the welding point. Allows the status to be maintained.

회전링크 지지 LM블록(754)은 설치 플레이트(751)의 제2 플레이트(7512)에 고정 설치될 수 있으며, 수직 레일(755)이 슬라이딩 가능하게 결합되도록 구성될 수 있다.The rotation link support LM block 754 may be fixedly installed on the second plate 7512 of the installation plate 751, and may be configured to be slidably coupled to the vertical rail 755.

수직 레일(755)은 회전링크 구조물(74)의 슬라이드 힌지(742)에 장착될 수 있으며, 회전링크 지지 LM블록(754)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.The vertical rail 755 can be mounted on the slide hinge 742 of the rotary link structure 74 and can be slidably coupled to the rotary link support LM block 754.

상기와 같이, 회전링크 지지 LM블록(754)은 설치 플레이트(751)의 제2 플레이트(7512)에 고정 설치되고, 수직 레일(755)은 회전링크 구조물(74)의 슬라이드 힌지(742)에 장착된 상태로 슬라이딩 가능하게 설치됨으로써, 용접헤더(3)에 장착되는 용접토치(4)의 회전각을 조절하기 위해 회전링크 구조물(74)이 회전구동모터(72)에 의해 주행방향 또는 주행 반대방향으로 일정 각도 회전할 때, 수직 레일(755)이 장착된 슬라이드 힌지(742)가 상방향 또는 하방향으로 수직 이동하면서 용접토치(4)가 용접포인트 변동 없이 수직 상태를 유지할 수 있게 한다.As described above, the rotary link support LM block 754 is fixedly installed on the second plate 7512 of the installation plate 751, and the vertical rail 755 is mounted on the slide hinge 742 of the rotary link structure 74. By being installed in a sliding manner, the rotation link structure 74 is moved in the traveling direction or in the opposite direction by the rotation drive motor 72 in order to adjust the rotation angle of the welding torch 4 mounted on the welding header 3. When rotating at a certain angle, the slide hinge 742 on which the vertical rail 755 is mounted moves vertically upward or downward, allowing the welding torch 4 to maintain a vertical state without changing the welding point.

상기와 같이 구성되는 수평/수직 조절부(75)는 승강 프레임(71)에 고정 장착되는 수평 레일(752) 및 설치 플레이트(751)에 고정 설치되는 회전축 지지 LM블록(753)에 의해 용접토치(4)의 용접포인트에 대한 수평 상태를 유지하고, 슬라이드 힌지(742)에 고정 장착되는 수직 레일(755) 및 설치 플레이트(751)에 고정 설치되는 회전링크 지지 LM블록(754)에 의해 용접토치(4)의 용접포인트에 대한 수평 상태를 유지하게 됨으로써, 도 12의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이 용접헤더(3)에 장착되는 용접토치(4)의 회전각을 조절할 때, 용접토치(4)가 용접포인트 변동 없이 좌우 회전 운동이 이루어져 용접품질을 향상시킬 수 있게 한다.The horizontal/vertical adjustment unit 75 configured as described above is supported by a welding torch ( The welding point of 4) is maintained in a horizontal state, and the welding torch ( By maintaining the horizontal state with respect to the welding point of 4), when adjusting the rotation angle of the welding torch (4) mounted on the welding header (3) as shown in (a) to (d) of Figure 12, welding The torch (4) can rotate left and right without changing the welding point, thereby improving welding quality.

용접선 추적축 구동부(8)는 용접헤더(3)에 구비될 수 있다.The weld line tracking axis driving unit 8 may be provided in the welding header 3.

용접선 추적축 구동부(8)는 용접토치(4)의 용접선(WL) 폭방향 위치를 조절하여, 용접토치(4)가 용접선(WL)을 따라 용접을 수행하도록 용접토치(4)의 수평방향 위치를 조정할 수 있다.The welding line tracking axis driving unit 8 adjusts the width direction position of the welding line (WL) of the welding torch (4), so that the welding torch (4) performs welding along the welding line (WL) in the horizontal direction. can be adjusted.

용접선 추적축 구동부(8)는 후술할 레이저 변위센서(LS)에서 검출한 용접선 위치값에 따라 용접토치(4)의 위치를 자동 조절 및 용접선(WL)을 이탈하는 것을 조절할 수 있으며, 제어부에 의해 자동으로 작동될 수 있다.The welding line tracking axis driving unit 8 can automatically adjust the position of the welding torch 4 and control its deviation from the welding line WL according to the welding line position value detected by the laser displacement sensor LS, which will be described later, and can be controlled by the control unit. It can operate automatically.

도 7에 도시된 바와 같이, 용접선 추적축 구동부(8)는 토치 추적축 LM블록(81), 추척구동유닛(82), 토치수평레일(83)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 7, the welding line tracking axis driving unit 8 may include a torch tracking axis LM block 81, a tracking driving unit 82, and a torch horizontal rail 83.

토치 추적축 LM블록(81)은 용접선(WL)의 폭방향으로 수평이동 가능하게 구비되며 용접토치(4)가 거동이 일치되게 결합될 수 있다.The torch tracking axis LM block 81 is provided to be horizontally movable in the width direction of the weld line WL, and the welding torch 4 can be combined with the welding torch 4 in a consistent manner.

추척구동유닛(82)은 토치 추적축 LM블록(81)을 용접선(WL)의 폭방향으로 수평이동 시킬 수 있다. 일예로, 추척구동유닛(82)은 토치 추적축 LM블록(81)이 결합된 제2 볼스크류부재(821)와 이러한 제2 볼스크류부재(821)에 연결되는 벨트풀리(822)를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The tracking drive unit 82 can horizontally move the torch tracking axis LM block 81 in the width direction of the weld line WL. For example, the tracking drive unit 82 includes a second ball screw member 821 to which the torch tracking axis LM block 81 is coupled and a belt pulley 822 connected to the second ball screw member 821. It may be configured, but is not limited to this.

용접선 추적축 구동부(8)는 동력전달을 추척구동유닛(82)에서 벨트풀리(822)를 통해 제2 볼스크류부재(821)와 토치 추적축 LM블록(81)으로 전달할 수 있다.The welding line tracking shaft drive unit 8 can transmit power from the tracking drive unit 82 to the second ball screw member 821 and the torch tracking shaft LM block 81 through the belt pulley 822.

토치수평레일(83)은 용접헤더(3)의 헤더유닛(31)에 고정되며, 토치 추적축 LM블록(81)이 용접선(WL)의 폭방향으로 수평이동 가능하게 결합되는 레일부재로서, 토치 추적축 LM블록(81)이 요동하거나 탈거되지 않고 안정적으로 이동할 수 있도록 토치 추적축 LM블록(81)의 이동궤적을 유지시키는 기능을 수행할 수 있다.The torch horizontal rail (83) is fixed to the header unit (31) of the welding header (3), and is a rail member to which the torch tracking axis LM block (81) is coupled so that it can move horizontally in the width direction of the welding line (WL). It can perform the function of maintaining the movement trajectory of the torch tracking axis LM block (81) so that the tracking axis LM block (81) can move stably without shaking or being removed.

위빙축 구동부(9)는 용접토치(4)의 전방(진행방향)에 마련될 수 있으며, 용접선 검출을 위한 레이저 변위센서(LS)를 용접 진행방향과 수직한 위빙축(W축)을 따라 위빙(weaving) 위빙하여, 레이저 변위센서(LS)가 단차를 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.The weaving axis driving unit 9 may be provided in front (direction of progress) of the welding torch 4, and weaves a laser displacement sensor (LS) for detecting the weld line along the weaving axis (W axis) perpendicular to the direction of welding. By weaving, the laser displacement sensor (LS) can be configured to detect the step.

위빙축 구동부(9)는 단차가 검출된 위치를 기준으로 용접선 추적축 구동부(8)의 위치를 조절(Z축 위치 조절)하여 용접선 추적을 수행할 수 있으며, 제어부에 의해 자동으로 작동될 수 있다.The weaving axis drive unit 9 can perform weld line tracking by adjusting the position of the weld line tracking axis drive unit 8 (Z-axis position adjustment) based on the position where the step is detected, and can be automatically operated by the control unit. .

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 위빙축 구동부(9)는 하우징(91), 위빙구동유닛(92), 브라켓(93), 위치조절장치(94)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 7 and 8, the weaving shaft drive unit 9 may include a housing 91, a weaving drive unit 92, a bracket 93, and a position adjusting device 94.

하우징(91)은 용접선 추적축 구동부(8)에 결합될 수 있다.The housing 91 may be coupled to the weld line tracking axis drive unit 8.

위빙구동유닛(92)은 하우징(91)에 설치될 수 있으며, 레이저 변위센서(LS)가 설치되는 브라켓(93)을 용접 진행방향과 수직한 W축(위빙축)을 따라 위빙되도록 할 수 있다. 일예로, 위빙구동유닛(92)은 브라켓(93)이 결합된 제3 볼스크류부재(921)와 이러한 제3 볼스크류부재(921)에 동력을 전달하는 동력전달기어(922)를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The weaving drive unit 92 can be installed in the housing 91, and the bracket 93 on which the laser displacement sensor LS is installed can be weaved along the W axis (weaving axis) perpendicular to the welding progress direction. . For example, the weaving drive unit 92 includes a third ball screw member 921 to which the bracket 93 is coupled and a power transmission gear 922 that transmits power to the third ball screw member 921. It may be possible, but it is not limited to this.

브라켓(93)은 레이저 변위센서(LS)가 설치될 수 있으며, 위빙구동유닛(92)에 연결되어 레이저 변위센서(LS)를 용접 진행방향과 수직한 W축(위빙축)을 따라 위빙되도록 할 수 있다.The bracket 93 can be equipped with a laser displacement sensor (LS) and is connected to the weaving drive unit 92 so that the laser displacement sensor (LS) is weaved along the W axis (weaving axis) perpendicular to the welding progress direction. You can.

위치조절장치(94)는 하우징(91)에 설치되고 브라켓(93)에 연결되어 브라켓(93)의 위치를 조절할 수 있다. 즉, 위치조절장치(94)는 레이저 변위센서(LS)의 위치를 조절할 수 있다.The position adjusting device 94 is installed in the housing 91 and connected to the bracket 93 to adjust the position of the bracket 93. That is, the position adjusting device 94 can adjust the position of the laser displacement sensor LS.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치(1)는 제1 접촉식 변위센서(DS1), 제2 접촉식 변위센서(DS2), 레이저 변위센서(LS), 곡면감지센서(CS)를 포함할 수 있다.The automatic welding device 1 according to an embodiment of the present invention includes a first contact displacement sensor (DS1), a second contact displacement sensor (DS2), a laser displacement sensor (LS), and a curved surface detection sensor (CS). can do.

제1 접촉식 변위센서(DS1) 및 제2 접촉식 변위센서(DS2)는 선형 엔코더 디지털 변위센서일 수 있으며, 용접헤더(3)에 구비될 수 있다.The first contact displacement sensor DS1 and the second contact displacement sensor DS2 may be linear encoder digital displacement sensors and may be provided in the welding header 3.

제1 접촉식 변위센서(DS1) 및 제2 접촉식 변위센서(DS2)는 용접시 주름판재(CP)의 표면에 접촉하여 주름판재(CP)의 형상을 감지할 수 있다. The first contact displacement sensor DS1 and the second contact displacement sensor DS2 can detect the shape of the corrugated sheet CP by contacting the surface of the corrugated sheet CP during welding.

제1 접촉식 변위센서(DS1)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 캐리지(2)의 주행방향을 기준으로 제2 접촉식 변위센서(DS2)보다 후방에 배치될 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the first contact-type displacement sensor DS1 may be disposed rearward than the second contact-type displacement sensor DS2 based on the traveling direction of the carriage 2.

이와 같은 구성에서, 제1 접촉식 변위센서(DS1) 및 제2 접촉식 변위센서(DS2)는 주름판재(CP)의 높이를 감지하거나, 주름판재(CP)의 경사를 감지할 수 있다.In this configuration, the first contact displacement sensor DS1 and the second contact displacement sensor DS2 can detect the height of the corrugated plate CP or the inclination of the corrugated plate CP.

제2 접촉식 변위센서(DS2)는 캐리지(2)의 주행시 제1 접촉식 변위센서(DS1)보다 주름판재(CP)의 형상을 선행 감지하여 용접 진행방향에 형성된 주름판재(CP)의 주름부의 경사를 먼저 감지할 수 있다.The second contact-type displacement sensor (DS2) detects the shape of the corrugated plate (CP) ahead of the first contact-type displacement sensor (DS1) when the carriage (2) travels, and detects the corrugated part of the corrugated plate (CP) formed in the welding direction. The slope can be detected first.

한편, 제어부는 제1 접촉식 변위센서(DS1) 및 제2 접촉식 변위센서(DS2)에서 감지한 주름판재(CP)의 형상 정보를 기초로 주행축 구동부(5), 용접헤더/토치 높이축 구동부(6) 및 용접헤더/토치 회전축 구동부(7)를 제어할 수 있다.Meanwhile, the control unit operates the traveling axis driving unit 5 and the welding header/torch height axis based on the shape information of the corrugated plate (CP) detected by the first contact displacement sensor (DS1) and the second contact displacement sensor (DS2). The driving unit 6 and the welding header/torch rotation axis driving unit 7 can be controlled.

일 실시예에서, 제어부는 제1 접촉식 변위센서(DS1) 및/또는 제2 접촉식 변위센서(DS2)를 통해 캐리지(2)의 주행속도를 산출하고, 미리 설정된 기준 용접속도와 비교하여 캐리지(2)의 주행속도를 실시간으로 산출하고 산출된 주행속도를 기초로 주행축 구동부(5)를 제어할 수 있다.In one embodiment, the control unit calculates the running speed of the carriage 2 through the first contact displacement sensor DS1 and/or the second contact displacement sensor DS2, and compares it with a preset reference welding speed to determine whether the carriage The traveling speed of (2) can be calculated in real time and the traveling shaft drive unit 5 can be controlled based on the calculated traveling speed.

레이저 변위센서(LS)는 위빙축 구동부(9)의 브라켓(93)에 설치될 수 있으며, 용접선(WL)을 검출하기 위해 용접 진행방향과 수직한 W축(위빙축)을 따라 위빙할 수 있다.The laser displacement sensor (LS) can be installed on the bracket 93 of the weaving axis drive unit 9, and can be weaved along the W axis (weaving axis) perpendicular to the welding progress direction to detect the welding line (WL). .

레이저 변위센서(LS)는 위빙(weaving) 동작을 수행하면서 거리 데이터 분석 알고리즘에 따라 용접선(WL), 용접비드(WB)에 대한 데이터를 제어부에 전달할 수 있다.The laser displacement sensor (LS) can transmit data about the weld line (WL) and weld bead (WB) to the control unit according to a distance data analysis algorithm while performing a weaving operation.

한편, 제어부는 레이저 변위센서(LS)에서 검출한 용접선 위치값을 기초로 용접선 추적축 구동부(8)를 제어할 수 있다.Meanwhile, the control unit may control the weld line tracking axis driving unit 8 based on the weld line position value detected by the laser displacement sensor LS.

예를 들어, 제어부는 레이저 변위센서(LS)에서 검출한 용접선 위치값을 기초로 용접선 추적축 구동부(8)를 제어하여 용접토치(4)의 위치를 자동 조절 및 용접토치(4)가 용접토치가 용접선(WL)을 이탈하는 것을 조절할 수 있다.For example, the control unit automatically adjusts the position of the welding torch (4) by controlling the welding line tracking axis driving unit (8) based on the welding line position value detected by the laser displacement sensor (LS). Leaving the weld line (WL) can be controlled.

레이저 변위센서(LS)는, 점 레이저를 이용하는 거리센서일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 라인 레이저를 이용하는 거리센서 및 광을 이용하는 거리센서 등 거리를 측정할 수 있는 다양한 센서를 포함할 수 있음은 물론이다.The laser displacement sensor (LS) may be a distance sensor using a point laser, but is not limited to this and may include various sensors capable of measuring distance, such as a distance sensor using a line laser and a distance sensor using light. am.

상기에서, 레이저 변위센서(LS)는, 위빙 폭 범위가 10mm일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 레이저 변위센서(LS)는 점 레이저를 이용한 거리센서일 경우, 측정 범위가 8mm 내지 10mm, 주파수(frequency)가 2Hz 내지 3Hz, 웨이브 폼이 사각 펄스일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.In the above, the laser displacement sensor LS may have a weaving width range of 10 mm, but is not limited thereto. In addition, when the laser displacement sensor (LS) is a distance sensor using a point laser, the measurement range may be 8 mm to 10 mm, the frequency may be 2 Hz to 3 Hz, and the wave form may be a square pulse, but it is not limited thereto.

곡면감지센서(CS)는 용접헤더(3)의 헤더유닛(31)에 구비되며, 주름판재(CP)의 표면에 광을 조사하여 주름판재(CP)의 곡면 형상을 감지할 수 있다.The curved surface detection sensor (CS) is provided in the header unit 31 of the welding header 3, and can detect the curved shape of the corrugated sheet (CP) by irradiating light to the surface of the corrugated sheet (CP).

여기서, 제어부는 곡면감지센서(CS)에서 주름판재(CP)의 형상 정보를 기초로 용접헤더/토치 높이축 구동부(6) 및 용접헤더/토치 회전축 구동부(7)를 제어할 수 있다.Here, the control unit can control the welding header/torch height axis driving unit 6 and the welding header/torch rotation axis driving unit 7 based on shape information of the corrugated plate (CP) from the curved surface detection sensor (CS).

예를 들어, 제어부는 곡면감지센서(CS)에서 감지한 주름판재(CP)의 형상 정보와, 제1 접촉식 변위센서(DS1) 및 제2 접촉식 변위센서(DS2)에서 계측한 용접토치(4)의 회전각 정보를 기초로 주름부의 각 구간별 용접조건(피크, 용접전류, 용접펄스 주파수, 파이로트 가스량, 전류펄스의 폭 등)들을 주름부 각각의 구간에서 용접특성에 맞게 조절할 수 있다.For example, the control unit receives the shape information of the corrugated plate (CP) detected by the curved surface detection sensor (CS), and the welding torch measured by the first contact displacement sensor (DS1) and the second contact displacement sensor (DS2) ( Based on the rotation angle information in 4), the welding conditions (peak, welding current, welding pulse frequency, pilot gas amount, current pulse width, etc.) for each section of the wrinkle section can be adjusted to suit the welding characteristics in each section of the wrinkle section. .

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치(1)는 도 13에 도시된 돌출형 주름(CG)을 가지는 주름판재(CP)는 물론 함몰형 주름(CG)을 가지는 주름판재(CP)의 용접에 모두 사용될 수 있으며, 이에 따라 본 실시예에서는 구체적으로 설명하지 않지만 주행레일(11)을 주름판재(CP)에 고정시키는 클램프부재 및 레일고정유닛 등을 포함할 수 있다.Meanwhile, the automatic welding device 1 according to an embodiment of the present invention includes a corrugated plate (CP) having protruding wrinkles (CG) shown in FIG. 13 as well as a corrugated plate (CP) having recessed wrinkles (CG). It can be used for all welding, and accordingly, although not specifically described in this embodiment, it may include a clamp member and a rail fixing unit for fixing the running rail 11 to the corrugated plate material CP.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기한 본 발명의 자동용접장치(1)는 주름(CG)을 갖는 주름판재(CP)에서 용접토치(4)가 용접헤더/토치 회전축 구동부(7)에 의해 기울어져서 주름(CG)의 용접면(평면 또는 곡면)과 수직한 상태로 용접선(WL)을 따라 이동하면서 용접을 수행할 수 있으며, 주름판재(CP)의 평면 부분에서도 용접토치(4)가 평면의 용접면과 수직한 상태로 용접선(WL)을 따라 이동하면서 용접을 수행함은 물론이다.As shown in FIG. 13, the automatic welding device 1 of the present invention is configured such that the welding torch 4 is tilted by the welding header/torch rotation axis drive unit 7 on the corrugated plate CP having wrinkles CG. Welding can be performed while moving along the weld line (WL) in a state perpendicular to the welding surface (flat or curved) of the corrugated plate (CG), and the welding torch (4) can be used on the flat part of the corrugated plate (CP) Of course, welding is performed while moving along the weld line (WL) in a state perpendicular to the welding surface.

이하에서는 상기한 본 발명의 자동용접장치(1)를 이용한 용접방법을 도 15 내지 도 18을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the welding method using the automatic welding device 1 of the present invention described above will be described with reference to FIGS. 15 to 18.

도 15 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동용접장치를 이용한 용접방법을 설명하기 위한 순서도로서, 도 15는 용접 시작 위치검출 알고리즘에 대한 순서도이고, 도 16은 곡면 추적 알고리즘에 대한 순서도이고, 도 17은 용접선 추적 알고리즘에 대한 순서도이고, 도 18은 도 16에서 곡면 용접 구간일 경우 곡면 추적 알고리즘을 설명하기 위한 순서도이다.Figures 15 to 17 are flowcharts for explaining a welding method using an automatic welding device according to an embodiment of the present invention. Figure 15 is a flowchart for the welding start position detection algorithm, and Figure 16 is a flowchart for the curved surface tracking algorithm. , FIG. 17 is a flowchart for the weld line tracking algorithm, and FIG. 18 is a flowchart for explaining the curved surface tracking algorithm in the case of a curved welding section in FIG. 16.

본 발명의 일 실시예에 자동용접장치를 이용한 용접방법은, 도 15에 도시된 용접 시작 위치검출 알고리즘과 도 16에 도시된 곡면 추적 알고리즘과 도 17에 도시된 용접선 추적 알고리즘으로 이루어질 수 있다.The welding method using an automatic welding device in one embodiment of the present invention may be comprised of the welding start position detection algorithm shown in FIG. 15, the curved surface tracking algorithm shown in FIG. 16, and the weld line tracking algorithm shown in FIG. 17.

용접작업을 수행하기 위해 용접 시작 위치를 검토해야 하는데, 도 13 및 도 15을 참조하여 설명한다.In order to perform welding work, the welding start position must be reviewed, which will be explained with reference to FIGS. 13 and 15.

자동용접장치(1)를 용접 시작 위치에 위치시키고, 용접헤더/토치 높이축 구동부(6)를 작동시켜 용접 시작 위치로 용접헤더(3)를 하강시킨다(S1).The automatic welding device (1) is positioned at the welding start position, and the welding header/torch height axis drive unit (6) is operated to lower the welding header (3) to the welding start position (S1).

용접헤더(3)를 하강시킨 상태에서, 용접헤더(3)에 마련되는 제1 접촉식 변위센서(DS1)에서 감지한 주름판재(CP)의 제1 높이값이 '0'이상인지 판단한다(S2).With the welding header (3) lowered, it is determined whether the first height value of the corrugated plate (CP) detected by the first contact displacement sensor (DS1) provided in the welding header (3) is '0' or more ( S2).

단계(S2)에서, 제1 높이값이 '0'이상이 아니라고 판단되면, 용접헤더/토치 높이축 구동부(6)의 현재 높이축(Y축) 위치가 제1 높이값보다 큰지를 판단하고, 크지 않은 경우에는 단계(S1)로 되돌아 가고, 클 경우에는 제1 접촉식 변위센서(DS1)의 고정 에러 신호를 발생하여 용접을 종료하도록 한다(S3).In step S2, if it is determined that the first height value is not '0' or more, it is determined whether the current height axis (Y-axis) position of the welding header/torch height axis driver 6 is greater than the first height value, If it is not large, the process returns to step (S1), and if it is large, a fixed error signal of the first contact-type displacement sensor (DS1) is generated to end welding (S3).

단계(S2)에서, 제1 높이값이 '0'이상이라고 판단되면, 용접토치(4)의 회전 중심에서 제1 접촉식 변위센서(DS1)의 설정 높이값과 제1 높이값을 기초로 제1 높이 편차량을 계산하고(S4), 제1 높이 편차량만큼 Y축 위치를 이동시킨다(S5).In step S2, if it is determined that the first height value is '0' or more, the first height value is set at the rotation center of the welding torch 4 based on the set height value and the first height value of the first contact displacement sensor DS1. 1 Calculate the height deviation amount (S4), and move the Y-axis position by the first height deviation amount (S5).

Y축 위치가 이동된 상태에서, 위빙축 구동부(9)의 위치를 초기화하고, 위빙축 구동부(9)에 마련되는 레이저 변위센서(LS)의 초기값을 기억하고(S6), 단차 검출을 위해 위빙축 구동부(9)를 작동시켜 레이저 변위센서(LS)로 위빙축(W축)을 스캔한다(S7).In a state where the Y-axis position is moved, the position of the weaving shaft driver 9 is initialized, the initial value of the laser displacement sensor LS provided in the weaving shaft driver 9 is stored (S6), and the step is detected. The weaving axis driving unit (9) is operated to scan the weaving axis (W axis) with the laser displacement sensor (LS) (S7).

위빙축(W축)을 스캔하면서, 제1 현재 변위값에서 제1 이전 변위값을 뺀 제1 변위 차이값이 검출된 단차에 0.7을 곱한 값보다 큰지를 판단한다(S8).While scanning the weaving axis (W axis), it is determined whether the first displacement difference value obtained by subtracting the first previous displacement value from the first current displacement value is greater than the detected step difference multiplied by 0.7 (S8).

단계(S8)에서, 제1 변위 차이값이 클 경우 단차 검출로 얻어진 W축의 제1 현재 위치값과 용접선(WL)의 설정 위치값을 기초로 제1 위치 편차량을 계산하고(S9), 제1 위치 편차량을 이용해 용접선 추적축 구동부(8)의 위치를 조절(Z축 위치 조절)하여 용접선(WL)의 Z축을 정렬한다(S10).In step S8, when the first displacement difference value is large, the first position deviation amount is calculated based on the first current position value of the W axis obtained by step detection and the set position value of the weld line WL (S9), 1 Align the Z-axis of the weld line (WL) by adjusting the position of the weld line tracking axis drive unit 8 (Z-axis position control) using the position deviation amount (S10).

용접선(WL)의 Z축이 정렬됨으로써 용접 시작 위치검출 알고리즘을 완료되어 자동용접 시작 동작 대기 상태를 유지한다(S11).As the Z-axis of the weld line (WL) is aligned, the welding start position detection algorithm is completed and the automatic welding start operation standby state is maintained (S11).

상기한 단계(S8), 제1 변위 차이값이 크지 않은 경우 단차 검출 동작이 예정된 횟수(예를 들어, 단차 검출 동작 3회)를 초과하였는지 판단하고, 예정된 횟수를 초과한 경우에는 시작 용접선 검출 에러 신호를 발생하여 용접을 종료하도록 한다(S12).In the above step (S8), if the first displacement difference value is not large, it is determined whether the step detection operation has exceeded a predetermined number of times (e.g., 3 step detection operations), and if the predetermined number of steps has been exceeded, a start weld line detection error is performed. A signal is generated to end welding (S12).

단계(S12)에서, 예정된 횟수를 초과하지 않은 경우 주행축 구동부(5)를 작동시켜 주행축(X축)의 위치를 전방으로 이동시키고 단계(S6)로 되돌아간다(S13).In step S12, if the predetermined number of times is not exceeded, the traveling shaft driving unit 5 is operated to move the position of the traveling shaft (X-axis) forward and the process returns to step S6 (S13).

상기한 단계(S1)로부터 단계(S13)을 수행하여 용접 시작 위치를 검출할 수 있다.The welding start position can be detected by performing step S13 from step S1 described above.

상기와 같이 용접 시작 위치검출 알고리즘이 수행된 후, 곡면 추적 알고리즘 및 용접선 추적 알고리즘을 수행하게 된다.After the welding start position detection algorithm is performed as described above, the curved surface tracking algorithm and the welding line tracking algorithm are performed.

도 16을 참조하여 곡면 추적 알고리즘에 대해 설명한다.The curved surface tracking algorithm will be described with reference to FIG. 16.

먼저, 단계(S11)로부터 자동용접을 시작하여 용접헤더(3)에 마련되는 제2 접촉식 변위센서(DS2) 및 곡면감지센서(CS)에 의해 얻어지는 회전축(R축)을 조절하는 용접헤더/토치 회전축 구동부(7)의 회전 각도값으로 곡면 용접 구간인지를 판단한다(S14).First, automatic welding starts from step S11 and the welding header / welding header / It is determined whether it is a curved welding section based on the rotation angle value of the torch rotation shaft drive unit 7 (S14).

단계(S14)에서, 곡면 용접 구간일 경우 Y축, X축, R축 각각의 속도값을 계산 및 출력하고, 곡면 추적 알고리즘을 완료한다(S15).In step S14, in the case of a curved welding section, the speed values of each of the Y-axis, X-axis, and R-axis are calculated and output, and the curved surface tracking algorithm is completed (S15).

단계(S14)에서, 곡면 용접 구간이 아닐 경우 평면으로 판단하여 설정 용접 속도로 X축을 주행하면서(S16), 제1 접촉식 변위센서(DS1)의 설정 높이값과 제1 접촉식 변위센서(DS1)에서 주행 중에 감지한 주름판재(CP)의 제2 높이값을 기초로 제2 높이 편차량을 계산한다(S17).In step S14, if it is not a curved welding section, it is judged to be flat and travels along the X-axis at the set welding speed (S16), and the set height value of the first contact displacement sensor DS1 ) Calculate the second height deviation amount based on the second height value of the corrugated plate (CP) detected while driving (S17).

계산된 제2 높이 편차량만큼 Y축 위치를 이동시킴에 따라 곡면 추적 알고리즘을 완료한다(S18).The curved surface tracking algorithm is completed by moving the Y-axis position by the calculated second height deviation amount (S18).

상기에서, 곡면 용접 구간일 경우 Y축, X축, R축 각각의 속도값을 계산 및 출력하는 단계(S15)는, 다음의 단계들을 포함할 수 있는데, 도 18을 참조하여 설명한다.In the above, in the case of a curved welding section, the step (S15) of calculating and outputting the speed values of each of the Y-axis, X-axis, and R-axis may include the following steps, which will be described with reference to FIG.

단계(S15)는, 제1 접촉식 변위센서(DS1)의 설정 높이값과 제1 접촉식 변위센서(DS1)에서 주행 중에 감지한 주름판재(CP)의 제3 높이값을 기초로 제3 높이 편차량을 계산하고(S15-1), 용접헤더/토치 높이축(Y축) 구동부(6)의 속도값을 계산 및 출력하고(S15-2), 용접헤더/토치 회전축(R축) 구동부(7)의 회전구동모터(72) 엔코더값을 이용하여 회전축(R축)의 회전 각도를 측정하고(S15-3), 주행축(X축) 구동부(5)의 속도값을 계산 및 출력하고(S15-4), 제1 접촉식 변위센서(DS1)의 제3 높이값과 제1 접촉식 변위센서(DS1)보다 전방에 배치되는 제2 접촉식 변위센서(DS2)의 높이값을 기초로 제4 높이 편차량을 계산하고(S15-5), 용접헤더/토치 회전축(R축) 구동부(7)의 속도값을 계산 및 출력하고(S15-6), 용접헤더/토치 회전축(R축) 구동부(7)의 회전구동모터(72)로 회전링크 구조물(74) 및 수평/수직 조절부(75)를 작동시켜 용접토치(4)가 용접포인트 변동 없이 평면 또는 곡면에 대해 수평 및 수직 상태를 유지할 수 있도록 하고(S15-7), 용접헤더(3)에 의해 회전되는 용접토치(4)가 용접면과 수직을 유지한 상태로 용접작업을 수행한다(S15-8).Step (S15) determines the third height based on the set height value of the first contact-type displacement sensor (DS1) and the third height value of the corrugated plate (CP) detected by the first contact-type displacement sensor (DS1) while driving. Calculate the amount of deviation (S15-1), calculate and output the speed value of the welding header/torch height axis (Y axis) drive unit (6) (S15-2), and calculate and output the speed value of the welding header/torch rotation axis (R axis) drive unit (S15-2). Measure the rotation angle of the rotation axis (R axis) using the encoder value of the rotation drive motor 72 in 7) (S15-3), calculate and output the speed value of the driving axis (X axis) drive unit 5 ( S15-4), based on the third height value of the first contact-type displacement sensor (DS1) and the height value of the second contact-type displacement sensor (DS2) disposed ahead of the first contact-type displacement sensor (DS1) 4 Calculate the height deviation amount (S15-5), calculate and output the speed value of the welding header/torch rotation axis (R axis) drive unit (7) (S15-6), and calculate the speed value of the welding header/torch rotation axis (R axis) drive unit (S15-6). By operating the rotation link structure 74 and the horizontal/vertical adjustment unit 75 with the rotation drive motor 72 of (7), the welding torch 4 maintains a horizontal and vertical state with respect to a flat or curved surface without changing the welding point. (S15-7), and the welding work is performed with the welding torch (4) rotated by the welding header (3) maintained perpendicular to the welding surface (S15-8).

도 17을 참조하여 용접선 추적 알고리즘에 대해 설명한다.The weld line tracking algorithm will be described with reference to FIG. 17.

먼저, 단계(S15) 또는 단계(S18)에서, 위빙축 구동부(9)의 위치를 초기화하고, 레이저 변위센서(LS)의 초기값을 기억하고(S19), 단차 검출을 위해 위빙축 구동부(9)를 작동시켜 레이저 변위센서(LS)로 위빙축(W축)을 스캔한다(S20).First, in step S15 or step S18, the position of the weaving shaft driver 9 is initialized, the initial value of the laser displacement sensor LS is stored (S19), and the weaving shaft driver 9 is installed to detect the step. ) to scan the weaving axis (W axis) with the laser displacement sensor (LS) (S20).

위빙축(W축)을 스캔하면서, 제2 현재 변위값에서 제2 이전 변위값을 뺀 제2 변위 차이값이 검출된 단차에 0.7을 곱한 값보다 큰지를 판단한다(S21).While scanning the weaving axis (W axis), it is determined whether the second displacement difference value obtained by subtracting the second previous displacement value from the second current displacement value is greater than the detected step difference multiplied by 0.7 (S21).

단계(S21)에서, 제2 변위 차이값이 클 경우 단차 검출로 얻어진 W축의 제2 현재 위치값과 용접선(WL)의 설정 위치값을 기초로 제2 위치 편차량을 계산하고(S22), 제2 현재 변위값에서 제2 이전 변위값을 뺀 제2 변위 차이값이 허용 편차량보다 큰지를 판단한다(S23).In step S21, if the second displacement difference value is large, the second position deviation amount is calculated based on the second current position value of the W axis obtained by step detection and the set position value of the weld line WL (S22), 2 It is determined whether the second displacement difference value obtained by subtracting the second previous displacement value from the current displacement value is greater than the allowable deviation amount (S23).

단계(S23)에서, 제2 변위 차이값이 클 경우 제2 위치 편차량을 이용해 용접선 추적축 구동부(8)의 위치를 조절(Z축 위치 조절)하여 용접선(WL)의 Z축을 정렬하여 용접선 추적 알고리즘을 완료한다(S24).In step S23, when the second displacement difference value is large, the position of the weld line tracking axis drive unit 8 is adjusted (Z-axis position adjustment) using the second position deviation amount to align the Z axis of the weld line WL to track the weld line. Complete the algorithm (S24).

이후, 용접작업 스톱 명령 여부를 확인하고, 스톱 명령이 아닌 경우 단계(S14)로 되돌아 가고, 스톱 명령인 경우 용접작업을 종료한다(S25).Afterwards, it is checked whether there is a stop command for welding work. If it is not a stop command, the process returns to step S14. If it is a stop command, the welding work is terminated (S25).

상기한 단계(S21)에서, 제2 변위 차이값이 크지 않은 경우 용접비드(WB)로 인식 및 카운팅한다(S26).In the above step (S21), if the second displacement difference value is not large, it is recognized and counted as a weld bead (WB) (S26).

용접비드(WB)로 인식한 카운팅 횟수가 예정된 횟수(예를 들어, 용접비드 카운팅 5회)를 초과하였는지 판단하고, 예정된 횟수를 초과하지 않은 경우에는 용접비드(WB)로 판단하여 단계(S14)로 되돌아 가고, 예정된 횟수를 초과한 경우에는 용접 끝점으로 인식 및 정지하여 용접을 종료하도록 한다(S27).It is determined whether the number of counts recognized as a weld bead (WB) exceeds the scheduled number (for example, 5 weld bead counting times), and if it does not exceed the scheduled number, it is judged as a weld bead (WB) in step S14. It returns to , and if the scheduled number of times is exceeded, it is recognized as the end point of welding and stops to complete welding (S27).

상기한 단계(S23)에서, 제2 변위 차이값이 크지 않은 경우 허용 편차량의 초과 에러를 카운팅한다(S28).In the above step (S23), if the second displacement difference value is not large, an error exceeding the allowable deviation amount is counted (S28).

상기 허용 편차량의 초과 에러 카운팅 횟수가 예정된 횟수(예를 들어, 허용 편차량 초과 에러 10회)를 초과하였는지 판단하고, 예정된 횟수를 초과하지 않은 경우에는 노이즈로 판단하여 단계(S14)로 되돌아 가고, 예정된 횟수를 초과한 경우에는 주름판재(CP)의 상면에 고정되는 주행레일(11)의 설치 에러 또는 용접선(WL)의 불균일로 예상하여 용접을 종료하도록 한다(S29).It is determined whether the number of errors exceeding the allowable deviation amount exceeds a predetermined number (for example, 10 errors exceeding the allowable deviation amount), and if it does not exceed the predetermined number, it is determined to be noise and returns to step S14. , if the scheduled number of times is exceeded, the welding is terminated in anticipation of an installation error in the running rail 11 fixed to the upper surface of the corrugated plate (CP) or an unevenness of the weld line (WL) (S29).

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been described focusing on the embodiments of the present invention, but this is only an example and does not limit the present invention, and those of ordinary skill in the field to which the present invention pertains will not deviate from the essential technical content of the present embodiments. It will be appreciated that various combinations, modifications, and applications not illustrated in the examples are possible within the scope. Accordingly, technical details related to modifications and applications that can be easily derived from the embodiments of the present invention should be construed as included in the present invention.

1: 자동용접장치 11: 주행레일
12: 랙기어 2: 캐리지
3: 용접헤더 31: 헤더유닛
4: 용접토치 41: 토치 장착부
5: 주행축 구동부 51: 베이스프레임
52: 주행롤러 53: 레일 클램프
54: 조임 스크류 55: 피니언기어
56: 주행구동모터 57: 수동 주행 클러치
58: 힌지축 6: 용접헤더/토치 높이축 구동부
61: 제1 볼스크류부재 611: 스크류축
612: 승강너트 62: 승강구동모터
63: 동력전달벨트 64: 승강가이드레일
65: 높이축 지지 LM블록 7: 용접헤더/토치 회전축 구동부
71: 승강 프레임 72: 회전구동모터
73: 감속기 74: 회전링크 구조물
741: 힌지 링크 742: 슬라이드 힌지
7421: 힌지 바 7422: 제1 삽입공
7423: 제2 삽입공 743: 제1 회전 힌지
7431: 제1 힌지 핀 7432: 제1 힌지 머리
744: 제2 회전 힌지 7441: 제2 힌지 핀
7442: 제2 힌지 머리 745: 제1 링크 바
746: 제2 링크 바 75: 수평/수직 조절부
751: 설치 플레이트 7511: 제1 플레이트
7512: 제2 플레이트 752: 수평 레일
753: 회전축 지지 LM블록 754: 회전링크 지지 LM블록
755: 수직 레일 8: 용접선 추적축 구동부
81: 토치 추적축 LM블록 82: 추적구동유닛
821: 제2 볼스크류부재 822: 벨트풀리
83: 토치수평레일 9: 위빙축 구동부
91: 하우징 92: 위빙구동유닛
921: 제3 볼스크류부재 922: 동력전달기어
93: 브라켓 94: 위치조절장치
DS1: 제1 접촉식 변위센서 DS2: 제2 접촉식 변위센서
LS: 레이저 변위센서 CS: 곡면감지센서
CP: 주름판재 CG: 주름
WL: 용접선 WB: 용접비드
1: Automatic welding device 11: Running rail
12: Rack gear 2: Carriage
3: Welding header 31: Header unit
4: Welding torch 41: Torch mounting part
5: Driving shaft driving part 51: Base frame
52: Travel roller 53: Rail clamp
54: Tightening screw 55: Pinion gear
56: Travel drive motor 57: Manual travel clutch
58: Hinge axis 6: Welding header/torch height axis driving unit
61: first ball screw member 611: screw shaft
612: Lifting nut 62: Lifting drive motor
63: Power transmission belt 64: Elevating guide rail
65: Height axis support LM block 7: Welding header/torch rotation axis drive unit
71: Elevating frame 72: Rotation drive motor
73: Reducer 74: Rotating link structure
741: Hinge link 742: Slide hinge
7421: Hinge bar 7422: First insertion hole
7423: second insertion hole 743: first rotation hinge
7431: first hinge pin 7432: first hinge head
744: second rotation hinge 7441: second hinge pin
7442: second hinge head 745: first link bar
746: second link bar 75: horizontal/vertical adjustment unit
751: Installation plate 7511: First plate
7512: second plate 752: horizontal rail
753: Rotation shaft support LM block 754: Rotation link support LM block
755: vertical rail 8: weld line tracking axis drive unit
81: Torch tracking axis LM block 82: Tracking drive unit
821: Second ball screw member 822: Belt pulley
83: Torch horizontal rail 9: Weaving shaft driving unit
91: Housing 92: Weaving drive unit
921: Third ball screw member 922: Power transmission gear
93: Bracket 94: Position adjusting device
DS1: First contact displacement sensor DS2: Second contact displacement sensor
LS: Laser displacement sensor CS: Curved surface detection sensor
CP: corrugated board CG: corrugated
WL: Weld line WB: Weld bead

Claims (13)

주름판재의 상면에 고정되는 주행레일;
상기 주행레일의 길이방향을 따라 이동하여 주름판재의 용접선을 따라 이동 가능한 캐리지;
상기 캐리지에 결합되며 용접토치가 장착된 용접헤더;
상기 캐리지에 구비되며, 상기 캐리지를 상기 주행레일을 따라 이동시키는 주행축(X축) 구동부;
상기 캐리지에 구비되며, 상기 용접헤더의 높이와 상기 용접토치와 주름판재 사이의 간격을 동시에 조절하는 용접헤더/토치 높이축(Y축) 구동부;
상기 캐리지에 구비되며, 상기 용접헤더의 상기 캐리지의 주행방향에 대한 기울기를 조절하는 용접헤더/토치 회전축(R축) 구동부;
상기 용접헤더에 구비되며, 상기 용접토치의 용접선 폭방향 위치를 조절하는 용접선 추적축(Z축) 구동부; 및
상기 용접헤더에 장착되는 상기 용접토치의 전방에 마련되며, 상기 용접선 추적축 구동부의 위치를 조절하는 위빙축(W축) 구동부;를 포함하는 자동용접장치.
A running rail fixed to the upper surface of the corrugated plate;
A carriage that moves along the longitudinal direction of the running rail and can move along the weld line of the corrugated plate material;
A welding header coupled to the carriage and equipped with a welding torch;
a traveling axis (X-axis) driving unit provided on the carriage and moving the carriage along the traveling rail;
A welding header/torch height axis (Y-axis) drive unit provided on the carriage and simultaneously adjusting the height of the welding header and the gap between the welding torch and the corrugated plate;
a welding header/torch rotation axis (R-axis) drive unit provided on the carriage and controlling an inclination of the welding header with respect to the traveling direction of the carriage;
a welding line tracking axis (Z-axis) drive unit provided on the welding header and controlling a position of the welding torch in the width direction of the welding line; and
An automatic welding device comprising a weaving axis (W-axis) drive unit provided in front of the welding torch mounted on the welding header and controlling the position of the welding line tracking axis drive unit.
제1항에 있어서,
상기 용접헤더/토치 높이축 구동부는,
스크류축과, 상기 용접헤더/토치 회전축 구동부에 결합되며 상기 스크류축의 회전에 따라 승강하는 승강너트를 구비하는 제1 볼스크류부재;
상기 스크류축에 동력전달벨트로 연결되어 상기 스크류축을 회전시키는 승강구동모터;
상기 캐리지의 양측에 구비되며 상기 용접헤더의 승강동작을 지지하는 승강가이드레일; 및
용접헤더/토치 회전축 구동부에 고정 연결되고, 상기 승강가이드레일에 대응되는 위치에 마련되어 상기 승강가이드레일을 따라 슬라이드 동작하는 높이축 지지 LM블록;을 포함하는 자동용접장치.
According to paragraph 1,
The welding header/torch height axis driving unit,
A first ball screw member having a screw shaft and a lifting nut that is coupled to the welding header/torch rotation shaft drive unit and moves up and down as the screw shaft rotates;
a lifting drive motor connected to the screw shaft through a power transmission belt to rotate the screw shaft;
Lifting guide rails provided on both sides of the carriage and supporting the lifting and lowering movement of the welding header; and
An automatic welding device comprising a height axis support LM block that is fixedly connected to the welding header/torch rotation axis drive unit, is provided at a position corresponding to the lifting guide rail, and slides along the lifting guide rail.
제2항에 있어서,
상기 용접헤더/토치 회전축 구동부는,
상기 높이축 지지 LM블록에 고정 연결되어 상기 용접토치가 장착되는 상기 용접헤더의 승강을 가능하게 하는 승강 프레임;
상기 승강 프레임의 일측에 구비되는 회전구동모터;
상기 승강 프레임의 일측에 회전 가능하게 연결되고, 상기 회전구동모터의 회전력을 전달받아 상기 용접토치가 장착되는 상기 용접헤더를 회전시키는 회전링크 구조물; 및
상기 승강 프레임의 타측에 슬라이딩 가능하게 연결되고, 상기 회전링크 구조물이 상기 회전구동모터에 의해 회전하면서 상기 용접헤더에 장착되는 상기 용접토치의 회전각을 조절할 때, 상기 용접토치가 용접포인트 변동 없이 평면 또는 곡면에 대해 수평 및 수직 상태를 유지할 수 있도록 하는 수평/수직 조절부;를 포함하는 자동용접장치.
According to paragraph 2,
The welding header/torch rotation axis driving unit,
A lifting frame fixedly connected to the height axis support LM block to enable the welding header on which the welding torch is mounted to be raised and lowered;
A rotation drive motor provided on one side of the lifting frame;
a rotation link structure rotatably connected to one side of the lifting frame and receiving rotational force from the rotation drive motor to rotate the welding header on which the welding torch is mounted; and
It is slidably connected to the other side of the lifting frame, and when the rotation link structure rotates by the rotation drive motor and adjusts the rotation angle of the welding torch mounted on the welding header, the welding torch is flat without changing the welding point. Or, an automatic welding device including a horizontal/vertical control unit that maintains the horizontal and vertical state with respect to the curved surface.
제1항에 있어서,
상기 용접선 추적축 구동부는,
용접선의 폭방향으로 수평이동 가능하게 구비되며 상기 용접토치가 거동이 일치되게 결합되는 토치 추적축 LM블록;
상기 토치 추적축 LM블록을 용접선의 폭방향으로 수평이동 시키는 추척구동유닛; 및
상기 토치 추적축 LM블록의 이동궤적을 유지시키는 토치수평레일;을 포함하는 자동용접장치.
According to paragraph 1,
The welding line tracking axis driving unit,
A torch tracking axis LM block is provided to be horizontally movable in the width direction of the welding line and is coupled to the welding torch in a consistent manner.
a tracking drive unit that horizontally moves the torch tracking axis LM block in the width direction of the weld line; and
An automatic welding device comprising a torch horizontal rail that maintains the movement trajectory of the torch tracking axis LM block.
제1항에 있어서,
상기 위빙축 구동부는,
상기 용접선 추적축 구동부에 결합되는 하우징;
상기 하우징에 설치되는 위빙구동유닛;
레이저 변위센서가 설치되며, 상기 위빙구동유닛에 연결되어 상기 레이저 변위센서를 용접 진행방향과 수직한 W축(위빙축)을 따라 위빙되는 브라켓; 및
상기 하우징에 설치되고 상기 브라켓에 연결되어 상기 브라켓의 위치를 조절하는 위치조절장치;를 포함하는 자동용접장치.
According to paragraph 1,
The weaving shaft driving unit,
A housing coupled to the weld line tracking axis driving unit;
A weaving drive unit installed in the housing;
A bracket on which a laser displacement sensor is installed, connected to the weaving drive unit, and weaving the laser displacement sensor along a W-axis (weaving axis) perpendicular to the welding progress direction; and
An automatic welding device comprising a position control device installed in the housing and connected to the bracket to adjust the position of the bracket.
제1항에 있어서,
상기 용접헤더에 구비되며, 주름판재의 표면에 접촉하여 주름판재의 형상을 감지하고, 감지한 주름판재의 높이값을 기초로 상기 용접헤더/토치 높이축 구동부를 제어하여 상기 용접토치의 높이를 조절하도록 하며, 선형 엔코더 디지털 변위센서로 이루어지는 제1 접촉식 변위센서; 및
상기 용접헤더에 구비되며, 주름판재의 표면에 접촉하여 주름판재의 형상을 감지하고, 감지한 주름판재의 경사값을 기초로 상기 용접헤더/토치 회전축 구동부를 제어하여 상기 용접토치의 자세를 용접면에 수직되게 유지하도록 하며, 선형 엔코더 디지털 변위센서로 이루어지는 제2 접촉식 변위센서;
상기 위빙축 구동부에 마련되어 위빙 동작을 수행하면서 용접선 위치를 검출하고, 검출한 용접선 위치값을 기초로 상기 용접선 추적축 구동부를 제어하여 상기 용접선 추적축 구동부의 위치를 조절하도록 하는 레이저 변위센서; 및
상기 용접헤더의 헤더유닛에 구비되며, 주름판재의 표면에 광을 조사하여 주름판재의 곡면 형상을 감지하고, 감지한 주름판재의 형상 정보를 기초로 상기 용접헤더/토치 높이축 구동부 및 상기 용접헤더/토치 회전축 구동부를 제어하는 곡면감지센서;를 포함하는 자동용접장치.
According to paragraph 1,
It is provided on the welding header, detects the shape of the corrugated sheet by contacting the surface of the corrugated sheet, and controls the welding header/torch height axis driver based on the detected height value of the corrugated sheet to adjust the height of the welding torch. A first contact displacement sensor consisting of a linear encoder digital displacement sensor; and
It is provided on the welding header, detects the shape of the corrugated sheet by contacting the surface of the corrugated sheet, and controls the welding header/torch rotation axis drive unit based on the detected inclination value of the corrugated sheet to change the posture of the welding torch to the welding surface. A second contact displacement sensor is maintained perpendicular to and is made of a linear encoder digital displacement sensor;
a laser displacement sensor provided in the weaving shaft drive unit to detect a weld line position while performing a weaving operation, and control the weld line tracking axis drive unit based on the detected weld line position value to adjust the position of the weld line tracking axis drive unit; and
It is provided in the header unit of the welding header, detects the curved shape of the corrugated sheet material by irradiating light on the surface of the corrugated sheet material, and based on the detected shape information of the corrugated sheet material, the welding header/torch height axis driver and the welding header /Automatic welding device including a curved surface detection sensor that controls the torch rotation axis driving unit.
제1항에 따른 자동용접장치를 이용한 용접방법으로서,
상기 용접헤더/토치 높이축 구동부를 작동시켜 용접 시작 위치로 상기 용접헤더를 하강시키는 제1 단계;
상기 용접헤더에 마련되는 제1 접촉식 변위센서에서 감지한 주름판재의 제1 높이값이 '0'이상인지 판단하는 제2 단계;
상기 제2 단계에서, 상기 제1 높이값이 '0'이상이 아니라고 판단되면, 상기 용접헤더/토치 높이축 구동부의 현재 높이축(Y축) 위치가 상기 제1 높이값보다 큰지를 판단하고, 크지 않은 경우에는 상기 제1 단계로 되돌아 가고, 클 경우에는 상기 제1 접촉식 변위센서의 고정 에러 신호를 발생하여 용접을 종료하도록 하는 제3 단계;
상기 제2 단계에서, 상기 제1 높이값이 '0'이상이라고 판단되면, 상기 용접토치의 회전 중심에서 상기 제1 접촉식 변위센서의 설정 높이값과 상기 제1 높이값을 기초로 제1 높이 편차량을 계산하는 제4 단계;
상기 제1 높이 편차량만큼 Y축 위치를 이동시키는 제5 단계;
상기 위빙축 구동부의 위치를 초기화하고, 상기 위빙축 구동부에 마련되는 레이저 변위센서의 초기값을 기억하는 제6 단계;
단차 검출을 위해 상기 위빙축 구동부를 작동시켜 상기 레이저 변위센서로 위빙축(W축)을 스캔하는 제7 단계;
제1 현재 변위값에서 제1 이전 변위값을 뺀 제1 변위 차이값이 검출된 단차에 0.7을 곱한 값보다 큰지를 판단하는 제8 단계;
상기 제8 단계에서, 상기 제1 변위 차이값이 클 경우 단차 검출로 얻어진 W축의 제1 현재 위치값과 용접선의 설정 위치값을 기초로 제1 위치 편차량을 계산하는 제9 단계;
상기 제1 위치 편차량을 이용해 상기 용접선 추적축 구동부의 위치를 조절(Z축 위치 조절)하여 용접선의 Z축을 정렬하는 제10 단계; 및
자동용접 시작 동작 대기하고, 용접 시작 위치검출 알고리즘을 완료하는 제11 단계;를 포함하는 자동용접장치를 이용한 용접방법.
A welding method using an automatic welding device according to paragraph 1,
A first step of lowering the welding header to the welding start position by operating the welding header/torch height axis driving unit;
A second step of determining whether the first height value of the corrugated plate detected by the first contact displacement sensor provided in the welding header is '0' or more;
In the second step, if it is determined that the first height value is not '0' or more, it is determined whether the current height axis (Y-axis) position of the welding header/torch height axis driver is greater than the first height value, If it is not large, it returns to the first step, and if it is large, a third step of generating a fixed error signal of the first contact-type displacement sensor to end welding;
In the second step, if it is determined that the first height value is '0' or more, the first height is determined based on the set height value of the first contact displacement sensor and the first height value at the rotation center of the welding torch. A fourth step of calculating the amount of deviation;
A fifth step of moving the Y-axis position by the first height deviation amount;
A sixth step of initializing the position of the weaving shaft driving unit and storing the initial value of the laser displacement sensor provided in the weaving shaft driving unit;
A seventh step of scanning the weaving axis (W axis) with the laser displacement sensor by operating the weaving axis driving unit to detect the step difference;
An eighth step of determining whether the first displacement difference value obtained by subtracting the first previous displacement value from the first current displacement value is greater than the detected step difference multiplied by 0.7;
In the eighth step, when the first displacement difference value is large, a ninth step of calculating a first position deviation amount based on the first current position value of the W axis obtained by step detection and the set position value of the weld line;
A tenth step of aligning the Z-axis of the weld line by adjusting the position of the weld line tracking axis drive unit (Z-axis position adjustment) using the first position deviation amount; and
An 11th step of waiting for the automatic welding start operation and completing the welding start position detection algorithm. A welding method using an automatic welding device comprising a.
제7항에 있어서,
상기 제8 단계에서, 상기 제1 변위 차이값이 크지 않은 경우 단차 검출 동작이 예정된 횟수를 초과하였는지 판단하고, 예정된 횟수를 초과한 경우에는 시작 용접선 검출 에러 신호를 발생하여 용접을 종료하도록 하는 제12 단계; 및
상기 제12 단계에서, 예정된 횟수를 초과하지 않은 경우 상기 주행축 구동부를 작동시켜 주행축(X축)의 위치를 전방으로 이동시키고 상기 제6 단계로 되돌아가는 제13 단계;를 포함하는 자동용접장치를 이용한 용접방법.
In clause 7,
In the eighth step, if the first displacement difference value is not large, it is determined whether the step detection operation has exceeded a predetermined number of times, and if the predetermined number of times has been exceeded, a start weld line detection error signal is generated to terminate the welding. step; and
In the twelfth step, if the predetermined number of times is not exceeded, a thirteenth step of operating the traveling shaft drive unit to move the position of the traveling shaft (X-axis) forward and returning to the sixth step is an automatic welding device comprising a. Welding method using.
제7항에 있어서,
상기 제11 단계로부터 자동용접을 시작하여 상기 용접헤더에 마련되는 제2 접촉식 변위센서 및 곡면감지센서에 의해 얻어지는 회전축(R축)을 조절하는 상기 용접헤더/토치 회전축 구동부의 회전 각도값으로 곡면 용접 구간인지를 판단하는 제14 단계;
상기 제14 단계에서, 상기 곡면 용접 구간일 경우 Y축, X축, R축 각각의 속도값을 계산 및 출력하고, 곡면 추적 알고리즘을 완료하는 제15 단계;
상기 제14 단계에서, 상기 곡면 용접 구간이 아닐 경우 평면으로 판단하여 설정 용접 속도로 X축을 주행하는 제16 단계;
상기 제1 접촉식 변위센서의 상기 설정 높이값과 상기 제1 접촉식 변위센서에서 주행 중에 감지한 주름판재의 제2 높이값을 기초로 제2 높이 편차량을 계산하는 제17 단계; 및
상기 제2 높이 편차량만큼 Y축 위치를 이동시키고, 곡면 추적 알고리즘을 완료하는 제18 단계;를 포함하는 자동용접장치를 이용한 용접방법.
In clause 7,
Automatic welding starts from the 11th step and the curved surface is set to the rotation angle value of the welding header/torch rotation axis drive unit that controls the rotation axis (R axis) obtained by the second contact-type displacement sensor and curved surface detection sensor provided in the welding header. A 14th step of determining whether it is a welding section;
In the 14th step, in the case of the curved surface welding section, a 15th step of calculating and outputting speed values of each of the Y-axis, X-axis, and R-axis and completing the curved surface tracking algorithm;
In the 14th step, if the curved welding section is not a section, it is judged to be flat and a 16th step of traveling on the X-axis at a set welding speed;
A 17th step of calculating a second height deviation amount based on the set height value of the first contact-type displacement sensor and the second height value of the corrugated plate detected by the first contact-type displacement sensor while driving; and
An 18th step of moving the Y-axis position by the second height deviation amount and completing the curved surface tracking algorithm. A welding method using an automatic welding device comprising a.
제9항에 있어서,
상기 곡면 용접 구간일 경우 Y축, X축, R축 각각의 속도값을 계산 및 출력하는 상기 제15 단계는,
상기 제1 접촉식 변위센서의 상기 설정 높이값과 상기 제1 접촉식 변위센서에서 주행 중에 감지한 주름판재의 제3 높이값을 기초로 제3 높이 편차량을 계산하는 제15-1 단계;
상기 용접헤더/토치 높이축(Y축) 구동부의 속도값을 계산 및 출력하는 제15-2 단계;
상기 용접헤더/토치 회전축(R축) 구동부의 회전구동모터 엔코더값을 이용하여 회전축(R축)의 회전 각도를 측정하는 제15-3 단계;
주행축(X축) 구동부의 속도값을 계산 및 출력하는 제15-4 단계;
상기 제1 접촉식 변위센서의 상기 제3 높이값과 상기 제1 접촉식 변위센서보다 전방에 배치되는 제2 접촉식 변위센서의 높이값을 기초로 제4 높이 편차량을 계산하는 제15-5 단계;
상기 용접헤더/토치 회전축(R축) 구동부의 속도값을 계산 및 출력하는 제15-6 단계;
상기 용접헤더/토치 회전축(R축) 구동부의 상기 회전구동모터로 회전링크 구조물 및 수평/수직 조절부를 작동시켜 상기 용접토치가 용접포인트 변동 없이 평면 또는 곡면에 대해 수평 및 수직 상태를 유지할 수 있도록 하는 제15-7 단계; 및
상기 용접헤더에 의해 회전되는 상기 용접토치가 용접면과 수직을 유지한 상태로 용접작업을 수행하는 제15-8 단계;를 포함하는 자동용접장치를 이용한 용접방법.
According to clause 9,
The 15th step of calculating and outputting the speed values of each of the Y-axis, X-axis, and R-axis in the case of the curved surface welding section,
Step 15-1 of calculating a third height deviation amount based on the set height value of the first contact-type displacement sensor and the third height value of the corrugated plate detected by the first contact-type displacement sensor while driving;
Step 15-2 of calculating and outputting a speed value of the welding header/torch height axis (Y-axis) driving unit;
Step 15-3 of measuring the rotation angle of the rotation axis (R-axis) using the rotary drive motor encoder value of the welding header/torch rotation axis (R-axis) drive unit;
Step 15-4 of calculating and outputting the speed value of the traveling axis (X-axis) driving unit;
15-5 for calculating a fourth height deviation amount based on the third height value of the first contact-type displacement sensor and the height value of the second contact-type displacement sensor disposed ahead of the first contact-type displacement sensor. step;
Step 15-6 of calculating and outputting a speed value of the welding header/torch rotation axis (R axis) driving unit;
The rotation link structure and the horizontal/vertical adjustment unit are operated by the rotation drive motor of the welding header/torch rotation axis (R axis) drive unit so that the welding torch can maintain a horizontal and vertical state with respect to a flat or curved surface without changing the welding point. Step 15-7; and
A welding method using an automatic welding device comprising a step 15-8 of performing a welding operation while the welding torch rotated by the welding header is maintained perpendicular to the welding surface.
제9항에 있어서,
상기 제15 단계 또는 상기 제18 단계에서, 상기 위빙축 구동부의 위치를 초기화하고, 상기 레이저 변위센서의 초기값을 기억하는 제19 단계;
단차 검출을 위해 상기 위빙축 구동부를 작동시켜 상기 레이저 변위센서로 위빙축(W축)을 스캔하는 제20 단계;
제2 현재 변위값에서 제2 이전 변위값을 뺀 제2 변위 차이값이 검출된 단차에 0.7을 곱한 값보다 큰지를 판단하는 제21 단계;
상기 제21 단계에서, 상기 제2 변위 차이값이 클 경우 단차 검출로 얻어진 W축의 제2 현재 위치값과 용접선의 설정 위치값을 기초로 제2 위치 편차량을 계산하는 제22 단계;
상기 제2 현재 변위값에서 상기 제2 이전 변위값을 뺀 상기 제2 변위 차이값이 허용 편차량보다 큰지를 판단하는 제23 단계;
상기 제23 단계에서, 상기 제2 변위 차이값이 클 경우 상기 제2 위치 편차량을 이용해 상기 용접선 추적축 구동부의 위치를 조절(Z축 위치 조절)하여 용접선의 Z축을 정렬하고, 용접선 추적 알고리즘을 완료하는 제24 단계; 및
용접작업 스톱 명령 여부를 확인하고, 스톱 명령이 아닌 경우 상기 제14 단계로 되돌아 가고, 스톱 명령인 경우 용접작업을 종료하는 제25 단계;를 포함하는 자동용접장치를 이용한 용접방법.
According to clause 9,
In the 15th step or the 18th step, a 19th step of initializing the position of the weaving shaft driver and storing an initial value of the laser displacement sensor;
A 20th step of scanning the weaving axis (W axis) with the laser displacement sensor by operating the weaving axis driver to detect the step difference;
Step 21 of determining whether the second displacement difference value obtained by subtracting the second previous displacement value from the second current displacement value is greater than the detected step difference multiplied by 0.7;
In the 21st step, if the second displacement difference value is large, a 22nd step of calculating a second position deviation amount based on the second current position value of the W axis obtained through step detection and the set position value of the weld line;
A 23rd step of determining whether the second displacement difference value obtained by subtracting the second previous displacement value from the second current displacement value is greater than an allowable deviation amount;
In the 23rd step, when the second displacement difference value is large, the Z-axis of the weld line is aligned by adjusting the position of the weld line tracking axis drive unit (Z-axis position adjustment) using the second position deviation amount, and running the weld line tracking algorithm. Step 24 to complete; and
A welding method using an automatic welding device comprising a 25th step of checking whether there is a stop command for the welding operation, returning to the 14th step if it is not a stop command, and ending the welding operation if it is a stop command.
제11항에 있어서,
상기 제21 단계에서, 상기 제2 변위 차이값이 크지 않은 경우 용접비드로 인식 및 카운팅하는 제26 단계; 및
용접비드로 인식한 카운팅 횟수가 예정된 횟수를 초과하였는지 판단하고, 예정된 횟수를 초과하지 않은 경우에는 용접비드로 판단하여 상기 제14 단계로 되돌아 가고, 예정된 횟수를 초과한 경우에는 용접 끝점으로 인식 및 정지하여 용접을 종료하도록 하는 제27 단계;를 포함하는 자동용접장치를 이용한 용접방법.
According to clause 11,
In the 21st step, if the second displacement difference value is not large, a 26th step of recognizing and counting as a weld bead; and
It is determined whether the number of counts recognized as a weld bead exceeds the predetermined number of times. If it does not exceed the predetermined number of times, it is judged to be a weld bead and returns to step 14. If the number exceeds the predetermined number of times, it is recognized as the end point of the weld and stops. A welding method using an automatic welding device including a 27th step of completing welding.
제11항에 있어서,
상기 제23 단계에서, 상기 제2 변위 차이값이 크지 않은 경우 상기 허용 편차량의 초과 에러를 카운팅하는 제28 단계; 및
상기 허용 편차량의 초과 에러 카운팅 횟수가 예정된 횟수를 초과하였는지 판단하고, 예정된 횟수를 초과하지 않은 경우에는 노이즈로 판단하여 상기 제14 단계로 되돌아 가고, 예정된 횟수를 초과한 경우에는 주름판재의 상면에 고정되는 주행레일의 설치 에러 또는 용접선의 불균일로 예상하여 용접을 종료하도록 하는 제29 단계;를 포함하는 자동용접장치를 이용한 용접방법.
According to clause 11,
In the 23rd step, if the second displacement difference value is not large, a 28th step of counting an error in excess of the allowable deviation amount; and
It is determined whether the error counting number of the allowable deviation exceeds the predetermined number of times. If it does not exceed the predetermined number of times, it is judged as noise and returns to the 14th step. If it exceeds the predetermined number of times, the number is A welding method using an automatic welding device comprising a 29th step of terminating welding in anticipation of installation errors in the fixed running rail or unevenness of the weld line.
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