KR950006368B1 - 자동용접장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동용접장치

제1도는 종래기술에 의한 자동용접장치의 개략도.

제2도는 본 발명에 의한 자동용접장치의 개략적인 평면도.

제3도는 본 발명에 의한 공작물 위치 조정장치의 개략적인 측면도.

제4도는 본 발명에 의한 용접로봇트용 자동지그의 개략적인 측면도.

제5도는 본 발명에 의한 대기용 리프트 스토크의 작동됨을 개략적으로 나타낸 측면도.

제6도와 제7도는 본 발명에 의한 무인반송대차를 설명하기 위한 개략적인 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

9 : 가접장치 10~13 : 가접용지그

16 : 셔틀대차 23 : 공작물 위치 조정장치

24-27 : 용접로봇트 31 : 용접로봇트용 자동지그

32 : 무인반송대차 33 : 횡행대차

57 : 대기용 리프트스토크 63 : 호스트 컴퓨터

65 : 반출스토크 컨베이어

본 발명은 굴삭기 상부프레임을 로봇트에 의해 용접하는 경우 이 dml 용접 및 반, 출입이 자동으로 이루어지도록 한 자동용접장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴삭기의 붐이나 아암등과 같이 중량체의 공작물을 자동용접할 때 수반되는 공작물의 반, 출입장치, 용접하기 위해 클램핑시키는 고정장치등의 단위 공정별 제어가 미리 입력된 프로그램에 의해 자동제어 되므로서 무인 용접이 가능한 자동용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 중량이 무거운 공작물을 로봇트 용접하기 위해서는 공작물의 이송을 위한 이송장치, 공작물의 클램핑을 위한 고정장치, 공작물의 반입 및 반출을 위한 장치등을 필요로 하게 된다. 그러나 종래의 자동용접장치는 제1도에 개락적으로 도시한 바와 같이, 다수개의 용접로봇트(1) 각각에 공작물 소정장치(positioner)(2)를 설치하여 레일(3)상에 설치된 무인 반출입대차(4)로 반입스토크(5)에 대기하고 있는 공작물을 용접로봇트(1)에 공급하도록 하고, 용접로봇트(1)에 의해 용접이 완료되면 반출스토크(6)로 공작물을 이동시키는 구조로 되어 있다.

따라서, 공작물을 가접하여 반입스토크(5)에 위치시키면 레일상에 설치된 무인 반출입 대차(4)가 이동되어 반입스토크(5)의 공작물을 고정장치(2)로 이송시켜 클램핑을 하고, 용접로봇트(1)로 용접을 행한 후 용접이 완료되면 무인 반출입대차(4)가 이동하여 용접이 완료된 공작물을 반출스토크(6)로 이송을 시킨다. 그후, 무인 반출입대차(4)는 다시 반입스토크(5)로 이동되어 대기중인 공작물을 로딩하여 상기 용접이 완료되면 공작물이 반출된 상태의 용접로봇트(1)로 이송을 하도록 되어 있다.

즉, 하나의 용접로봇트에 하나의 공작물 고정장치가 설치되어 있고 무인 반출입대차(4)의 공작물 리프트 기능도 1세트 밖에 없으며, 반출입스토크에 공작물을 1개 또는 2개를 적재할 수가 있었다.

따라서, 종래의 자동용접장치는 용접로봇트(1)에서 용접이 완료된 공작물을 반출스토크(6)에 이송시킨 후 반입스토크(5)의 공작물을 용접로봇트(1)로 이송시키는 일련의 동작을 반복하게 되므로 용접로봇트의 비작업시간이 증가되어 불필요한 시간의 낭비가 있었으며, 반입스토크(5)에 공작물의 위치를 조정해주는 장치가 없어 인위적으로 공작물의 위치를 설정해 주어야 하므로 작업이 비능률적이었을 뿐만 아니라, 안전사고의 위험이 있었고, 한대의 용접로봇트에 하나의 고정장치만이 설치되어 있어 무인 반출입대차(4)와 연동동작이 이루어지지 않아 작업시간의 증대되므로 용접로봇트에 의한 제품의 대량 생산이 어렵고, 다수대의 용접로봇트가 횡으로 설치되어 있어 용접전의 가공물의 처리와 용접후의 가공물의 처리 작업을 각각 다른 장소에서 행한 후 이송시켜야 하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 용접로봇트에 의해 행하는 공작물의 메인용접을 가접공정 단계와 분리시켜 용접함으로써 제품의 품질이 향상되는 자동용접장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본발명의 다른 목적은, 용접로봇트에 공작물을 반출입하는 무인반송대차를 대기용 리프트스토크와 연동시켜 사용함으로써 제품의 로딩, 언로딩 시간이 단축되어 작업능률을 향상시킬 수 있는 자동 용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 가접완료된 공작물을 반입스토크 및 센터링 장치에 위치시키면 자동으로 센터링되는 동시에 이의 모델명을 감지하여 자동용접장치의 각 공정순으로 공작물을 자동 반,출입시키므로 무인 용접작업이 가능한 자동용접장치를 제공하는데 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 4단계의 가접장치 각각의 가접용지그에 공작물을 자동 이송시키는 셔틀대차를 구비한 가접 장치와, 상기 가접장치로부터 반입되는 가접완료된 공작물을 적재하여 x,y축으로 센터링시키는 공작물 위치 조정장치와, 용접로봇트와 공작물을 반,출입시키는 무인반송대차와 연동작동되며 공작물을 고정시키는 용접로봇트용 자동지그와, 상기 자동지그와 무인반송대차 사이에 설치되어 용접 전,후의 공작물이 로딩, 언로딩되는 대기용 리프트스토크와, 상기 자동지그로부터 반출되는 공작물을 받아 잔여용접지그에 이송시키는 반출스토크 컨베이어와, 상기 각 장치에 공작물의 반,출입이 가능하도록 종방향으로 주행하는 대차를 탑재하여 횡방향으로 주행하는 주행대차로 이루어진 무인반송대차와, 상기 각 장치들의 단독 및 통합제어가 가능한 FMS 제어 방식의 호스트 컴퓨터로 이루어진 것이다.

제2도는 본 발명에 의한 자동용접장치의 개략적인 평면도이고, 제3도 내지 제7도는 본 발명의 자동용접장치의 단위공정별 장치를 설명하기 위한 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 자동용접장치는 로봇트 용접되는 공작물을 4단계 가접 지그를 이용하여 가접하는 가접단계, 용접로봇트에 의해 공작물을 실질적으로 자동용접하는 용접단계, 자동용접장치의 각 단계에 공작물을 반,출입시키는 공작물 운반 및 로봇트 용접하기 위해 공작물을 자동 고정시키는 셋엎단계, 자도용접장치내에서 이동되는 공작물을 로딩, 언로딩시키는 스토크 및 센터링단계, 로봇트 용접 불가 부위를 전용 용접하는 잔여 용접단계로 분류되며, 상기와 같은 자동용접장치의 각 단계는 공작물의 모델에 따른 프로그램이 각 입력된 호스트(HOST) 컴퓨터에서 자동 또는 수동으로 제어가 가능하도록 된 것이다.

상기와 같은 본 발명의 자동용접장치는 4단계의 가접공정으로 분류된 가접용지그(10-13)를 횡방향으로 동일 중심선상에 설치하고 제1단계의 공정에 해당되는 가접지그(10)일측에 공작물의 모델명을 입력하는 조작판넬(15)을 설치하며, 상기 가접지그(10-13)의 사이에는 공작물을 자동이송시키는 셔틀대차(16)가 설치되며, 가접장치(9)로부터 반입되는 가접완료된 공작물을 적재하는 반입스토크(14a)가 무인반송대차가 주행하는 레인(28)을 중심으로 양측에 위치하도록 4단계의 가접지그(13)일측에 인접하게 설치된다.

제3도에 상세하게 도시된 바와 같이, 상기 반입스토크(14a)의 보조로울어(17)(18)에 공작물의 적재유무확인용 접촉센서(19)(20)를 설치하되 보조로울러(17)(18)는 공작물이 반입 및 반출됨에 따라 수평 또는 수직방향으로 엎(up) 또는 다운(down)되도록 설치되며, 보조로울러(17)(18)의 반대쪽에 스톱퍼(21)의 승,하강을 제어할 수 있도록 공작물의 반입됨을 감지하는 빔 센서(22)를 설치하며, 상기 반입스토크(14a)의 일측에 공작물의 위치를 조정하는 공작물 위치조정장치(23)가 인접되게 설치된다.

그리고, 천정 주행식 다관절 용접로봇트(24-27)를 수대 설치하되, 상기 용접로봇트(24-27)의 프로그램은 공작물의 각 모델에 해당되는 프로그램을 입,출력하는 기능과 각 용접로봇트(24-27)에 동일 프로그램을 전송하는 기능을 갖도록 프로그램화 된다. 한편, 상기 용접로봇트(24-27)의 각 헤드부 양측에 공작물을 센터링 및 클램핑시키는 헤드(Head) 스토크(30)와 테일(Tail)스토크(29)로 이루어지는 용접로봇트용 자동지그(31)를 설치하며, 이들 사이에는 용접로봇트(24)에 공작물을 반,출입시키는 무인반송대차(32)의 횡해대차(33)가 이송되도록 종방향의 레일(34)이 설치된다.

또한, 제4도에 도시된 바와 같이, 상기 헤드, 테일 스토크(30)(29)는 지면에 고정된 베이스(35,36)상에 횡행대차(33)가 주행하는 레일(34)을 중심으로 전,후 이송이 가능하도록 유압장치(43),(44)를 내장한 몸체(37,38)가 설치되고, 상기 몸체(37),(38)에 좌,우 이송장치(39,40)를 설치하되 좌,우 이송장치(39,40)에는 공작물의 적재 유무 확인용 센서(45,46)를 갖는 테이블(41,42), 공작물의 측면, 상면을 고정하는 고정조오(47,50),(48,49)가 각각 설치된다.

제5도에 상세하게 도시된 바와 같이, 상기 용접로봇트용 자동지그(31)의 전방에 무인반송대차(32)의 공작물의 로딩, 언로딩시간을 단축시켜주며, 용접로봇트용 자동지그(31)와 무인반송대차(32)와 연동사용이 가능한 대기용리프트스토크(57)를 설치하되, 대기용 리프트스토크(57)에는 공작물의 적재유무 확인용 센서(51,52)를 구비한 테이블(58,59), 리프팅되는 테이블(58,59)의 위치결정용센서(53,54)를 구비한 대향하는 좌,우 리프트장치(55,56), 상기 리프트장치(55,56)를 작동시키는 유압장치(60)를 설치한다.

그리고, 제6도와, 제7도에 상세하게 도시된 바와 같이, 상기 무인반송대차(32)는 자동용접장치의 각 단위 장치에 공작물의 반,출입이 자동으로 이루어지도록 종방향의 레일(34)상에서 주행하는 횡행대차(33)와, 상기 횡행대차(33)를 탑재하여 횡방향으로 주행하는 주행대차(33a)로 이루어지며, 무인반송대차(32)와 호스트 컴퓨터(53) 사이의 데이타 통신은 케이블 대신 광전소자를 사용하며, 횡행대차(33)는 리프트실린더(61) 구동으로 절첩되는 링크(62)에 의해, 승, 하강이 가능하도록 설치되며 8개의 바퀴로 이동하는 휠 구동방식으로 구성된다.

상기 주행대차(33a)가 주행하는 횡방향의 레일(34) 양단부에 충격방지용 안전범퍼(33b)(33c)가 설치되며, 횡행대차(33)의 몸체 상면 일측에 리프트실린더(61) 작동용 유압탱크(64a)가 장착되며 이의 반대측에 횡행대차(33)를 구동시키는 주행모타(64b)가 장착된다.

상기 횡행대차(33)로부터 반출되는 용접 오나료된 공작물을 적재하여 용접 불가능한 부위를 전용 용접하도록 설치된 로봇트 잔여 용접용지그(64)에 이송시키는 반출스토크 컨베이어(65)가 상기 1단계 가접지그(10)의 일측에 설치되며, 상기 자동용접장치의 일측에 FMS 제어방식 호스트(HOST) 컴퓨터(63)가 설치되어 자동용접장치의 단위공정을 단독 또는 통합으로 제어하되, 상기 제어는 자동 또는 수동으로 제어할 수 있도록 프로그램화 된 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 자동요접장치의 작용 및 효과를 설명하면 4단계로 이루어진 가접공정의 1단계는 가접지그(10)에 공작물을 반입시켜 가접하고자 하는 경우, 이의 일측에 설치된 공작물 모델 입력 제어 조작판넬(15)에 작업자가 공작물의 모델명(번호 또는 명칭)을 입력시키면 호스트 컴퓨터(63)에 미리 입력된 데이타와 작업자가 입력시킨 공작물 모델명의 데이타가 일치하는 경우, 공작물의 불량유무를 확인하고 공작물의 위치를 결정한 후 단계적으로 가접을 하게 되는 것이며, 4단계의 가접공정을 거쳐 가접 완료된 공작물을 셔틀대차(16)가 리프팅 시켜 이송함으로서 반입스토크(14a) 및 공작물 위치 조정장치(23)에 반출 되어지는 것이다.

상기와 같은 가접완료된 공작물이 반입스토크(14a) 및 공작물 위치 조정장치(23)에 반입되면 공작물 위치조절장치(23)에 자동 이송되어 공작물의 X,Y축의 센터링이 실시되며, 이에 따라 공작물의 모델명이 감지되어지며 공작물 위치조정장치(23)에 대기하게 된다.

공작물의 스토크 및 센터링의 완료 신호가 호스트 컴퓨터(63)에 전송되면, 호스트 컴퓨터(63)는 각각 용접로봇트(24-17)의 용접작업 유무를 확인하여 공작물의 반입을 필요로 하는 용접로봇트를 결정한다.

한편, 호스트 컴퓨터(63)의 판단에 의해 주행대차(33a)와 횡행대차(33)로 이루어진 무인반송대차(32)에 반입할 공작물과 반입장소를 입력시킴에 따라 반입스토크(14a)가 위치한 종행레일(28)측으로 무인반송대차(32)가 위치이동하데 되며, 주행대차(33a)에 탑재된 횡행대차(33)가 반입스토크(14a)로 이동하여 이의 센터라인에서 정지한다. 정지된 횡행대차(33)와 리프팅실린더(61)의 확장으로 링크(62)가 상승하여 공작물을 반입스토크(14a)로부터 로딩하게 되며 로딩후 주행대차(33a)내로 복귀하여 공작물을 주행대차(33a)에 탑재시킨다.

그리고, 공작물을 탑재한 후 무인반송대차(32)는 공작물을 필요로하는 용접로봇트의 헤드부 양측에 설치된 용접로봇트용 자동지그(31) 구간의 종행 레일(34)앞에서 정지하며, 정지한 무인반송대차(32)는 용접로봇트용 자동지그(31)에 장착된 공작물의 용접 완료 유,무를 확인한 후 용접완료되어 있으면 횡횅대차(33)는 용접로봇트용 자동지그(31)로 진입하게 되며 이때 횡행대차(33)는 대기용 리프트스토크(57)에 공작물이 적재되어 있는가를 미리 확인한 후 진입여부를 확인하게 된다. 횡행대차(33)가 용접로봇트용 자동지그(31)의 센터라인에 집입하여 정지하고, 이때 용접로봇트용 자동지그(31)는 횡행대차(33)가 미리 프로그램화된 높이로 리프팅되어 공작물을 로딩할 수 있도록 공작물을 언클램핑한 상태로 오픈시켜 둔다.

상기 횡행대차(33)가 공작물을 로딩할 수 있는 높이로 리프팅 완료하면 용접로봇트용 자동지그(31)의 헤드스토크(30)와 테일스토크(29)는 외측방향으로 이동하여 본래 위치로 복귀됨을 확인한 후, 횡행대차(33)는 하강하여 소정 높이에 정지하며, 정지된 주행대차(33a)방향으로 이동하여 대기용 리프트스토크(57)의 센터라인에 정지한다. 횡행대차(33)에 정재된 용접완료된 공작물을 대기용 리프트스토크(57)에 적재시키면 대기용리프트(57)는 프로그램화된 소정의 높이로 리프팅완료되며, 횡행대차(33)는 다시 이동하여 주행대차(33a)내로 복귀 완료하여 주행대차(33a)에 적재된 용접되지 않는 공작물을 로딩하여 용접로봇트용 자동지그(31)에 진입완료한다. 횡행대차의 테이블(65a)은 리프팅되어 소정 높이에서 정지하며, 용접로봇트용 자동지그(31)에의 헤드스토크(30) 및 테일스토크(29)는 미리 프로그램화된 공작물 클램핑 위치로 이동완료하며, 횡행대차 테이블(65a)은 공작물을 용접로봇트용 자동지그(31)에 적재시킨 다음 소정의 높이로 하강하여 대기용 리프트스토크(57)의 센터라인에 진입 정지한다.

용접로봇트용 자동지그(31)의 센터링 장치가 작동하여 공작물의 Y축을 센터링 완료 후 약간 백이동한 후, X축 센터링 장치가 작동하여 공작물의 위치결정 로케이터에 셋팅한 다음, 다시 Y축 센터링 장치가 작동하여 클램핑을 완료한다. 그리고 Z축 클램핑 장치가 이동하여 공작물을 안전하게 공작물시키면 용접로봇트(24)가 작동하며 용접을 실시하게 되는 것이다.

횡행대차(33)는 대기용 리프트스토크(57)에 적재된 용접 완료된 공작물을 로딩하여 주행대차(33a)내로 복귀와료되며, 횡행대차(33)를 탑재한 주행대차(33a)는 횡행대차(33)에 반입된 용접완료된 공작물을 반출 스토크 컨베이어(65)로 위치이동하여 센터라인에 정지한 후, 공작물을 로딩한 횡행대차(33)가 반출스토크 컨베이어(65)내로 진입하여 공작물을 반출스토크(65)에 적재시킨다.

반출스토크 컨베이어(65)는 적재된 공작물을 잔여용접 작업자가 로딩할 수 있도록 잔여용접장치(64)로 스텝 이동시키며, 용접로봇트(24)에 의해 불가능한 용접불가부위를 전용용접하는 잔여용접장치(64)에 의해 잔여 용접작업을 실시하며, 공작물의 잔여용접작업이 완료되면 잔여 용접장치(64)의 일측에 설치된 교정프레스(미도시)에 이동시켜 용접으로 인한 공작물 부재의 변형 부위를 교정프레스로 교정작업을 하게되며, 교종작업이 완료되면 용접완료된 공작물의 용접후 발생되는 이물질을 세척한 다음 단계로 이송되어지므로 공작물의 용접작업은 모두 완료되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 자동용접장치는, (가) 용접로봇트에 의해 자동용접하는 경우 공작물을 가접하는 가접공정을 거쳐서 메인용접을 하게 되어 제품의 품질이 향상되므로 제품의 신뢰성이 향상되는 것이며, (나) 용접로봇트에 의해 자동용접되도록 공작물을 클램핑하는 용접로봇트용 자동지그와 자동용접장치의 각 단위장치에 공작물을 반,출입시키는 무인반송대차 자동용접장치의 사이에 대기용 리스트 스토크를 설치하므로서 공작물의 로딩, 언로딩 시간의 대폭적으로 단축되어 자동용접장치의 각 장치들의 가동율을 극대시킴으로써 작업 능률이 향상되어 공작물의 대량생산이 가능한 것이며, (다) 자동용접장치의 각 단위장치의 자동화로 무인용접작업이 가능하여 작업인원의 감축이 가능하므로 이로인해 인건비를 절약하여 제품의 가격을 낮출 수가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 4단계의 가접장치 각각의 가접용지그(10-13)에 공작물을 자동 이송시키는 셔틀대차(16)를 구비한 가접장치(9)와, 상기 가접장치(9)로부터 반입되는 가접완료된 공작물을 적재하여 X,Y축으로 센터링시키는 공작물 위치 조정장치(23)와, 용접로봇트(24-27)와 공작물을 반,출입시키는 무인반송대차(32)와 연동작동되며 공작물을 고정시키는 용접로봇트용 자동지그(31)와, 상기 자동지그(31)와 무인반송대차(32) 사이에 설치되어 용접 전,후의 공작물이 로딩, 언로딩되는 대기용 리프트 스토크(57)와, 상기 자동지그(31)로부터 반출되는 공작물을 받아 잔여용접지그(64)에 이송시키는 반출스토크 컨베이어(65)와, 상기 각 장치에 공작물의 반,출입이 가능하도록 종방향으로 주행하는 횡행대차(33)와 이를 탑재하여 횡방향으로 주행하는 주행대차(33a)로 이루어진 무인반송대차(32), 상기 각 장치들의 단독 및 통합제어가 가능한 FMS 제어 방식의 호스트 컴퓨터(63)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동용접장치.