KR940008588B1 - 굴삭기 자동 용접 장치의 제어방법 - Google Patents

굴삭기 자동 용접 장치의 제어방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

굴삭기 자동 용접 장치의 제어방법
제1도는 본 발명의 자동용접장치의 개략도.
제2도는 본 발명의 제어시스템의 블럭도.
제3도는 본 발명의 각 단계별 공정을 나타낸 흐름도.
제4도는 본 발명의 자동용접 제어상태를 나타낸 순서도.
제5도는 본 발명의 일실시예를 나타낸 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 반입 스토크(stock) 11 : 센터링 장치
20 : 대차 30 : 로보트
31 : 포지셔너(Positioner) 40 : 반출스토크
50, 51 : 컴퓨터 52 : 프린터
53 : 피.엘.씨(PLC) 제어부 54 : 스토크 제어부
55 : 지그네어부 56 : 대차 제어부
57 : 로보트 제어부 58 : 매니 플레이터 제어부
본 발명은 굴삭기의 붐(BOOM)과 암(ARM)의 용접을 로보트에 의해 자동으로 용접처리할 수 있도록 하는 것에 관한 것으로서, 특히 용접제품의 용접방식 및 제품의 반입, 반출등 모든 상태를 자동으로 제어토록하는 굴삭기의 자동용접장치 제어방법에 관한 것이다.
종래 로보트에 의한 굴삭기의 붐과 암의 자동용접장치는 구조의 단순화로 하나의 제품만 로보트에 로딩시킨 다음 일측면만 용접이 가능하도록 되어 있을 뿐만 아니라 용접전 또는 용접완료후 제품의 운반 과정이 자동제어 되지 않게 되어 용접속도가 지연될 뿐만 아니라 정밀한 자동제어가 어려워 굴삭기의 붐과 암을 대량 생산하는데 많은 문제점이 발생되었던 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 용접을 자동으로 행하는 로보트와, 제품의 저장을 위한 스토크장치, 그리고 제품을 이동시키는 대차로 구성된 용접장치를 무인으로 가동시켜 생산성 효율을 쿠대화 시킬 수 있도록 하는 굴삭기의 자동용접장치 제어방법을 제공하는데 있다.
이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명 대상인 굴삭기의 자동용접장치 개략도로서, 크게는 용접 대상의 붐 또는 암을 다수개 대기상태에 저장토록하는 6스텝으로 이루어진 반입 스토크(10)와, 제품의 기준을 잡기 위한 센터링 장치(11), 용접 완료된 제품을 적재하기 위한 3스텝의 반출 스토크(40)가 설치되며, 한 제품에 대하여 양면에서 동시 용접을 하는 로보트(30)가 설치된다. 또한, 로보트(30)가 용접할 수 있도록 제품을 클램프하고 회전시켜 주는 포지셔너(31)가 존재하고, 반입 스토크(10), 포지셔너(31) 및 반출 스토크(40)간에 제품을 이동시켜 주는 자동 세팅 대차(20)로 구성되어, 가용접에서 반입된 제품이 무인으로 용접후 반출까지 컴퓨터에 의해 자동으로 이루어진다.
제2도는 본 발명 제어 시스템의 블럭도로서, 컴퓨터(51)는 로보트 콘트롤러(57) 및 PLC(53)등과 연결되어 모든 상황을 직접 제어할 수 있도록 구성하여 로보트(30)의 움직임이나 각종 데이타를 전송받아 그래픽 또는 경보등을 화면에 표시하도록 되어 있다. 또한 로보트 제어부(57)는 로보트(30)의 이동위치와 각종 용접 데이타등을 컴퓨터(51)로 전송하며, PLC 제어부(53)는 대차 제어부(56)와 스토크 제어부(54)의 센터링 및 스토크내의 제품 유무등을 제어토록 구성된다.
그리고 컴퓨터(51)와 주변장치간에는 RS-232C 통신 포트로 연결되어 각종 제어 데이터를 컴퓨터(51)에서 그래픽으로 표시할 수 있을 뿐만 아니라 각 라인의 진행상태를 디스플레이 되도록 구성되어 있다.
여기에서 미설명 부호 50은 생산관리를 위하여 별도로 운영되는 컴퓨터이며, 52는 프린터이다.
제3도는 본 발명의 각 단계별 공정을 나타낸 흐름도로서, (가)도는 반입 스토크(10)에서 처리되는 제 1 스토크(10a)의 진행순서도이다.
즉, 버튼 조작으로 모델명을 입력시키게 되면 센터링 장치(11)가 구동되어 제품의 위치결정 및 위치표시를 한후, 제품을 정상적인 위치에 안착시키고, 세팅 완료되면 센터링 장치를 자동 해제시켜 제 1 스토크(10a)에서 진행되는 제 1 스토크 루틴(L1)을 마치게 된다.
(b)도는 반입 스토크(10)와 대차(20)에서 처리되는 과정의 제품 적재 루틴(L2)으로써, 상기 센터링 처리 루틴(L1) 수행후 대차(20)는 제 1 스토크(10a) 위치로 이동하여 적재된 제품을 로딩(Loading)한 다음, 제2 내지 제 6 스토크(10b∼10e)구간에 제품의 유무를 확인하고, 모든 스토크에 제품이 없을 경우 제 6 스토크(10f)에 제품을 적재시킨다.
이때, 제 1 스토크(10a)의 센터링 구간에 1사이클 시간내에 다음 제품이 센터링되어 적재완료 되었을 경우 대차는 운반을 개시하여 제 5 스토크(10e) 구간에 하역하고, 그 다음은 제 4 스토크(10d)의 순으로 순차적 진행하여 최후에는 제 6 스토크(10f) 구간에서 대기 상태에 있게 되는 제품 적재루틴(12)을 종료하게 된다.
(c)도는 로보트(30)에서 진행되는 용접처리 루틴(L3)으로써, 최초 용접대상의 모델판단 및 NC프로그램을 확인한 후, 로보트(30)와 포지셔너(31)을 원점상태로 복귀시키고, 대차(20)에 제품반송을 지령하게 된다. 따라서 대차(20)는 제 6 스토크(10f)에 적재된 제품을 포지셔너(31)로 세팅시키며, 이때는 대차(20)와 포지셔너(31)가 연동되어진다. 또한, 세팅이 완료되면 대차(20)는 다시 제 6 스토크(10f) 지점으로 복귀되며 복귀 완료후에는 용접을 개시하게 된다.
용접완료후 제품을 적재위치로 복귀시키기 위해 대차(20)에 제품 반송 개시 지령을 내리고, 대차(20)가 이동완료되면 대차에 용접완료된 제품의 적재작업을 수행하여 대차(20)와 포지셔너(31)가 연동되어 적재작업을 행하게 된다. 상기 적재작업이 완료되면 포지셔너(31)는 원점 복귀한 후 다음 용접대상의 모델판단 및 NC프로그램을 확인하는 용접처리 루틴(L3)을 반복하게 된다.
(d)도는 반출 스토크(40)에서 처리되는 과정의 제품반출 루틴(L4)으로써, 반출 스토크(40)에 적재된 제품의 유무를 확인한 후 대차(20) 이동 개시 지령을 내려 용접완료된 제품을 반출 스토크(40)에 하역 완료시킨 다음 대차(20)를 원점 복귀시키게 된다. 만일 반출 스토크(40)에 용접 완료된 제품이 모두 적재되어 있는 경우 경보음을 발신시킨 후 반출 스토크(40)에 적재된 제품을 하역시킨 다음 대차(20) 이동 개시 지령을 내리고 과정을 반복하여 제품 반출 루틴(L4)을 완료하게 된다.
제4도는 본 발명의 자동용접 제어상태를 나타낸 순서도로서 기능별로 나누어 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 초기 작업 준비단계로서, 로보트 제어부(57), PLC 제어부(53), 컴퓨터(50)(51)에 전원을 인가하면(스텝 101) 모든 상태를 초기상태로 놓고 로보트(30)를 구동시키며, 반입, 반출 스토크(10)(40)와 대차(20)를 자동상태로 전환 함과 동시에 대차(20)는 초기 위치인 반입 스토크(10)의 제 6 스토크(10f)에 있게 된다. 또한, 컴퓨터(51)는 라인 전체의 상태가 화면에 나타나며 이때 로보트(30) 및 대차(20)의 준비상태를 체크하여 이상 발생시에는 에러표시를 하게 된다.
상기 스텝 완료후 용접제품을 반입 스토크(10)의 제 1 스토크(10a)에 적재하여 센터링 작업에서 포지셔너(31) 위치까지 이동되는 과정을 설명하면, 전원인가(스텝 101) 과정이 끝나면 용접대상의 제품을 크레인으로 제 1 스토크(10a)에 이동시키고, 모델명을 입력한다. 또한 모델명 입력이 완료되면 모델별로 미리 입력된 위치로 이동후 정지하고 모델명에 맡는 센터링 동작을 위하여 스타트시킨다.(스텝 102) 상기 과정을 마친다음 Y축이 동작하면서 센터링이 완료되면(스텝 103) 제품의 X, Y 길이를 측정하여 미리 입력된 크기와 비교한 후 모델이 같은지를 확인한다. 즉, 모델이 다를 경우에는 경보를 울리고, 같을때에는 다음 동작이 이루어지도록 하는 과정(스텝 104)의 제 1 스토크 처리 루틴(L1)이 완료된다.
한편, 상기 제 1 스토크 처리 루틴(L1) 완료후 모델명이 같으면 대차(20)는 제품을 이송시키기 위하여 제 1 스토크(10a)로 후진한 후(스텝 105), 제 6 스토크(10f)를 우선으로 하여 제 6 스토크(10f)에 제품이 없으면 제 5 스토크(10e)를 확인한다. 즉, 제 6 스토크(10f)로부터 역순으로 확인하여 제품이 있는 스토크로 대차가 이동하게 되며, 적재의 경우도 동일하다.(스텝 106)
만일 제품이 제 1 스토크(10a)에 존재할 경우 대차(20)는 제 1 스토크(10a)에 정지한 후 모델명을 대차(20)가 인수받고 대차의 리프터가 상승하여 제품을 대차(20)에 적재시킨다.(스텝 107) 그다음 포지셔너(31)에 제품의 유무를 확인하여 포지셔너(31)에 제품이 없으면 대차(20)에 적재된 제품을 포지셔너(31)에 세팅(스텝 108)하게 된다.
또한, 포지셔너(31)에 제품이 없을 경우 대차(20)는 포지셔너(31)의 세팅 위치에 와서 정지하고 모델번호를 포지셔너(31)에 인계하면 제품을 클램핑할 수 있는 위치까지 이동한다. 그리고 대차(20)는 리프터를 클램프 위치까지 제품을 하강시키며, 포지셔너(31)는 제품을 클램핑(스텝 108)하고 대차(20)는 리프터를 최하로 하강시킨다.(스텝 109)
상기 스텝완료후 대차(20)에 루딩된 제품의 유무를 판단하고(스텝 110) 없으면 후진하여 제 6 스토크(10f) 위치에 정지하고(스텝 111) 로보트(30)는 대차(20)가 로보트 동작구간을 벗어나면(스텝 112) 용접을 행하게(스텝 113)되는 용접 루틴(L3)을 완료하게 된다.
한편, 용접이 완료되면(스텝 201) 대차(20)는 포지셔너(31)에 장착된 제품을 적재하기 위해 전진한후(스텝 202) 포지셔너(31)의 모델번호를 인수받고(스텝 203) 제 1 리프터를 상승시킨 다음(스텝 204) 포지셔너(31)는 제품의 클램프 상태를 해제시키며, 또한 대차(20)는 포지셔너(31)로부터 제품을 받아 제 1 리프터를 최대로 상승(스텝 204)시킨 다음 후진하여 최초의 초기 위치에서 정지(스텝 205)된후 반출 스토크(40)에 제품 유무 상태를 확인하여 제품이 없을때는 제 3 반출 스토크(40c)를 우선을 하여 대차에 로딩된 제품을 반출스토크(40)에 옮겨 놓고 최초의 상태로 돌아오는(스텝 206) 제품 반출 루틴(L4)을 완료하게 된다.
제5도는 본 발명의 다른 일실시예를 나타낸 순서도로서 포지셔너(31)에 용접완료된 제품이 존재하고 반입 스토크(10)의 제 6 반입 스토크(10f)에 제품이 있는 경우이다.
즉, 로보트(30)가 용접이 완료되면 대차(20)는 스토크에서 제품 이송 작업을 중단하고(스텝 301) 반입 스토크(10)의 제 6 반입 스토크(10f)로 전진하여(스텝 302) 제 2 리프터에 제품을 로딩한후(스텝 303) 대차(20)는 포지셔너(31)의 언로딩 위치로 전진하여 정지한다. (스텝 304) 이때 대차(20)는 포지셔너(31)의 모델번호를 인수받고 제 1 리프터를 상승시킨다. (스텝 305) 포지셔너(31)는 제품의 클램핑을 해제(스텝 306)하고, 대차(20)는 제품을 받아 제 1 리프터를 최대로 상승시키고(스텝 307), 이때 포지셔너(31)는 후진하여 최초의 초기 위치에서 정지한다. (스텝 308) 상기 스텝 이후 대차(20)는 제 2 리프터에 제품의 로딩유무를 확인하여 제품이 로딩되어 있을때(스텝 309) 대차(20)는 포지셔너(31)의 세팅위치로 전진하며 상기 포지셔너(31)에 제품번호를 인계하면 클램프위치까지 이동한다. (스텝 310) 이때 대차(20)는 제 2 리프터를 클램프 위치까지 하강하고 포지셔너(31)는 제품을 클램프 완료되면 대차(20)는 제 2 리프터를 최대로 하강(스텝 311) 시킨다. 이때 대차(20)는 제 1 리프터에 제품이 로딩되어 있으면(스텝 312), 반출 스토크(40)에 제품 유무 상태를 확인하고 제품이 없을 경우 제 3 반출 스토크(40c)를 우선으로 하여 대차(20)의 제 1 리프터에 로딩된 제품을 반출 스토크(40)에 옮겨놓고(스텝 313) 대기 스토크로 돌아오게 된다.(스텝 314)
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명의 굴삭기 자동용접장치의 제어방법에 의하면 용접제품을 제 1 반입 스토크에 적재하여 센터링 조정을 행하는 제 1 스토크 처리 루틴과, 반입 스토크에 다수개의 가용접 제품을 순차적으로 적재하는 제품 적재루틴과 컴퓨터에 의해 자동으로 용접을 행하는 용접처리 루틴과 용접 완료된 제품을 반출 스토크에 하역하는 제품반출 루틴으로 이루어져 굴삭기의 암과 붐 용접장치를 무인으로 가동시켜 생산성 효율을 극대화 할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (5)

  1. 굴삭기 자동용접장치의 제어방법에 있어서, 가용접 제품의 모델입력, 센터링 조정, 제품 세팅이 수행되는 제 1 스토크처리루틴(L1)과, 상기 제 1 스토크처리루틴(L1) 수행후 대차(20)에 의해 용접 위치로 이송시키고, 가용접 제품을 반입 스토크(10)에 순차적으로 적재시키는 제품 적재루틴(L2)과 포지셔너(31)에 제품이 로딩시 자동으로 용접이 수행되도록 한 용접처리루틴(L3)과, 상기 용접 처리루틴(L3) 수행후 용접 완료 제품을 반출 스토크(40)에 순차적으로 적재시키는 제품 반출 루틴(L4)으로 된 것을 특징으로 하는 굴삭기 자동용접장치의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제 1 스토크처리루틴(L1)은 전원인가후 붐의 이송과 모델입력 및 X축을 전진시켜 제품을 제 1 스토크에 적재하는 과정(스텝 102)과, 상기 과정 완료후 제품의 센터링 공정(스텝 103) 및 모델 비교 수단공정(스텝 104)으로 이루어진 굴삭기 자동용접장치의 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제품 적재루틴(L2)은 대차(20)에 의해 제 1 반입 스토크(10a)로 후진하여 제 6 반입 스토크(10f)로 이송하는 과정(스텝 105)과 제 6 스토크(10f)를 우선 순위로 하여 역순으로 제품을 순차적으로 적재하는 과정(스텝 106)으로 된 굴삭기 자동용접장치의 제어방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 자동용접처리루틴(L3)은, 용접제품의 대차에 적재시켜 포지셔너(31)에 제품을 세팅하는 과정(스텝 107, 108)과 상기 과정후 제품을 클램핑하고 리프터를 하강하는 과정(스텝 108)과, 상기 과정후 포지셔너(31)에 로딩된 제품의 유무를 판단하고 대차(20)를 후진시켜 제 6 스토크(10f)내에 정지시키는 과정(스텝 109, 110)과, 대차(20)과 용접범위를 벗어남을 인식하는 과정(스텝 111)으로 이루어진 굴삭기 자동용접장치의 제어방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제품 반출루틴(L4)은 용접 완료시 대차(20)를 적재위치로 전진하여 모델을 인수하는 과정(스텝 202, 203)과, 상기 과정후 제 1 리프트를 상승시켜 반출 스토크(40)에 순차적으로 적재시키는 과정(스텝 204)과, 상기 과정후 초기 위치로 후진하여 정지하는 과정(스텝 205)으로 이루어진 굴삭기 자동용접장치의 제어방법.
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