KR950028859A - 격자 용접 로보트 및 격자 용접 방법 - Google Patents

격자 용접 로보트 및 격자 용접 방법 Download PDF

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Abstract

격자 용접 로봇은 용접 토오치의 아아크 센서에 의해X축 슬라이드 위치 Xp를 검출하고, 비교기에 의해 값Xp를 기순치 Xo와 비교하고, 미분기에 의해 값Xp의 미분치를 계산하고 계산 유니트에 의해 비교기 출력치와 미분기 출력치의 차로부터 주행속도 수정량△V을 산출한다. 각각 가산속도 지령Vin 및 가산 속도 지령Vout 의해 내측 바퀴 및 외측 바퀴용의 각 구동모우터를 제어하기 위해, 수정량△V이 용접 대차의 내측바퀴 및 외측 바퀴의 각각의 최초 속도에 가산된다. 그럼으로써 용접선을 트레이싱하기 위한 용접 대차용의 개략적 안내가 수행된다.

Description

격자 용접 로봇 및 격자 용접 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1(A)도 및 제1(B)도는 본 발명에 따라 아아크 센서 신호를 사용하는 대차 주행의 개략적 안내제어를 위한 제어규칙을 보여주는 도면이며; 제2(A)도는 본 발명의 한 실시예에 따른 격자 용접 로보트의 평면도이며, 제2(B)도는 본 발명의 볼 스크루 이송기구의 부분파단 사시도이며, 제3도는 제2(A)도에 도시된 격자 용접 로보트의 전면도이며, 제4도는 격자 용접 로보트의 대차 주행을 위한 개략적 안내 제어 시스템의 브록 다이어그램이며; 제5(A)도 내지 제5(C)도는 아아크 센서의 원리의 예시도이며, 제6(A)도 내지 제6(D)도는 본 발명의 한 실시예에 따른 용접 동작의 예시도이며; 제8도는 구석부분에 있어 용접 속도 제어방법의 예시도이며; 제9도는 본 발명의 격자 용접 로보트가 용접선을 트레이싱하도록 용접 대차의 개략적 안내를 할 때 용접 토오차가 X축 슬라이드 위치Xp 궤적을 시간경과에 따라 어떻게 변화시키는가를 보여주는 그래프이며, 제10(A)도는 용접대차가 용접선을 트레이싱하도록 개략적 안내를 하는데 사용된 실험용 재료의 평면도이며, 제10(B)도는 제10(A)도의 A-A선단면도이다.

Claims (36)

  1. 용접 대차를 주행 및 선회시키기 위해 독립적으로 제어될 수 있는 1쌍의 구동바퀴를 가진 자기구동(자주식) 용접대차;토오치 선단에 있는 용접 와이어를 고속으로 회전시키기 위해 상기 대차에 장착된 용접 토오치;상기 용접 토오치를 상기 대차에 의해 수평방향으로 이동시키기 위한X축 슬라이드 기구;토오치의 높이를 일정하게 유지시키기 위해 용접 토오치를 토오치축 발향으로 이동시키기 위한 Y축 슬라이드 기구;구석부분에서 선회동작이 수행될 수 있게 하기 위해 용접될 부재의 구석구분을 검출하기 위한 검출기;아아크 센서를 사용함으로써 용접 토오치의 X축 방향위치 및 Y축 방향위치를 제어하기 위한 축방향 제어수단;상기 용접될 부재에 대해 상기 용접 대차를 용접 개시위치에 설정하기 위한 설정수단; 및 상기 용접 대차의 주행방향을 제어하기 위한 개략적 안내 제어기를 구비하고 있으며, 상기 개략적 안내 제어기는, 상기 아아크 센서에 의해상기 용접 토오치를 용접 그루브의 중심에 위치되게 제어했을 때 상기 용접 토오치의 X축 슬라이드 위치를 검출하기 위한X축 검출기;상기 검출된X축 슬라이드 위치를 상기 용접 토오치의 X축 슬라이드 위치의 사전설정된 기준치와 비교하기 위한 비교기; 상기 용접 토오치의 상기 검출된 X축 슬라이드 위치의 (시간)미분치를 계산하기 위한 계산유니트; 및 상기 용접 대차를 상기 용접선과 실질적으로 평행하게 주행시키고, 상기 용접대차와 상기 용접선 사이에 실질적으로 일정한 거리를 유지시켜, 상기 용접 토오치의 상기 X축 방향 슬라이드 위치가 용접에 적합한 위치에 위치되도록, 상기 비교기와 상기 계산 유니트의 출력으로부터 유도된 가산 속도 신호를 상기 쌍의 구동바퀴에 독립적으로 공급함으로써 상기 용접 대차의 진행 방향을 제어하기 위한 제어 유니트로 되어 있는 것을 특징으로 하는 격자 용접 로봇
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출기는 근접 스위치인 것을 특징으로 하는 로보트
  3. 제2항에 있어서, 상기 검출기는 상기 대차의 선회각을 검출하기 위한 인코더를 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 로봇
  4. 제3항에 있어서, 상기 설정수단은 리미트 수위치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 로보트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 설정수단은 리미트 수위치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 로보트.
  6. 제1항에 있어서 상기 X축 슬라이드 기구 및 Y축 슬라이드 기구는 각각 볼 스크루 이송기구로 되어 있는 것을 특징으로 하는 로보트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 개략적 안내 제어기는, 상기 용접 토오치의 X축 슬라이드 위치의 편의로부터 계산된 속도 신호를 수신하는 제1증폭기; 및 상기 용접 토오치의 X축 슬라이드 위치의 (시간)미분치인신호를 수신하는 제2증폭기를 포함하고 있으며, 상기 증폭기들의 출력은 상기 제어유니트에 연결되는 것을 특징으로 하는 로보트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2증폭기는 상이한 제안을 갖는 것을 특징으로 하는 로보트.
  9. 제7항에 있어서, 상기 개략적 안내 제어기의 상기 제어유니트는, 상기 구동 바퀴의 각 구동모우터를 구동하기 위한 각 신호를 발생하기 위해, 상기 용접 대차의 최초 속도Vo를 상기 제1 및 제2증폭기로부터의 출력에 각각 가산하는 두 가산기를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 로보트.
  10. 제9항에 있어서, 상기 최초속도는 표준 용접 속도 설정 유니트로부터 출력되는 것을 특징으로 하는 로보트.
  11. 제9항에 있어서, 상기 구동 바퀴는 한쌍의 내측 구동바퀴와 한쌍의 외측 구동바퀴로 되어 있으며, 상기 내측 구동바퀴는 상기 외측 구동바퀴보다 용접 그루브에 더 가까이 위치하는 것을 특징으로 하는 로보트.
  12. 제1항에 있어서, 상기 구동바퀴는 한쌍의 내측 구동바퀴와 한쌍의 외측 구동바퀴로 되어 있으며, 상기 내측 구동바퀴는 상기 외측 구동바퀴보다 용접 그루브에 더 가까이 위치하는 것을 특징으로 하는 로보트.
  13. 토오치 선단에 있는 용접 와이어를 고속으로 회전하기 위해 용접 대차에 장착된 용접 토오치를 갖고 있고, 상기 용접 대차를 주행시키고 선회시키기 위해 독립적으로 제어될 수 있는 한쌍의 구동바퀴를 갖고 있는 자기 구동 용접 대차를 준비하며;상기 대차 위에 있는X축 슬라이드 기구로 상기 용접 토오치를 상기 대차에 대해 수평 방향으로 이동시키며;토오치 높이를 일정히 유지하기 위해, 상기 대차 위에 있는 Y축 슬라이드기구로 상기 용접 토오치를 토오치축 방향으로 이동시키며;대차가 검출된 구석부분에서 선회 동작을 할 수 있도록 하기 위해 용접될 부재의 구석부분을 검출하며;아아크 센서를 이용하여 용접 토오치의 X축 방향위치와 Y축 방향위치를 제어하며; 상기 용접 대차를 상기 용접될 부재에 대해 용접 개시 위치에 설정하며; 개략적 안내 제어 동작에 의해 상기 용접 대차의 주행방향을 제어하는, 용접 동작 중 격자 용접 로봇을 제어하는 방법으로서, 상기 개략적 안내 제어 동작은; 상기 아아크 센서에 의해 상기 용접 토오치를 용접 그루브의 중심에 위치되게 제어할대 상기 용접 토오치의 X축 슬라이드 위치를 검출하며; 상기 검출된 X축 슬라이드 위치를 상기 용접 토오치의 상기 X축 슬라이드 위치의 사전 설정된 기준치와 비교하며; 상기 용접 토오치의 상기 검출된 X축 슬라이드 위치의 (시간)미분치를 계산하며; 상기 용접 대차를 상기 용접선과 실질적으로 평행하게 주행시키고, 상기 대차와 상기 용접선 사이에 실질적으로 일정한 거리를 유지시켜, 상기 용접 토오치의 상기X축 방향슬라이드 위치가 용접을 위한 적정위치에 위치되도록, 상기 비교단계와 상기 계산단계에서 발생된 출력으로부터 유도된 가산 속도신호를 상기 쌍의 구동바퀴에 독립적으로 공급함으로써 상기 용접 대차의 진행방향을 제어하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 격자 용접 로봇을 제어하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 구석부분의 검출은 근접 스위치에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 구석부분을 검출하는 단계는 인코더에 의해 상기 대차의 선회각을 검출하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 설정단계는 리미트 스위치에 의해 상기 용접 개시 위치를 검출하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 설정단계는 리미트 스위치에 의해 상기 용접 개시 위치를 검출하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제13항에 있어서, 용접 토오치를 상기 수평방향으로 또한 상기 토오치 축방향으로 이동시키는 상기 단계들은 각각 각 볼 스크루 이송기구에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제13항에 있어서, 상기 개략적 안내 제어 동작은, 제1증폭신호를 발행하기 위해, 상기 용접 토오치의 상기X축 슬라이드 위치의 편의로부터 계산된 속도 신호를 증폭하며;제2증폭 신호를 발생하기 위해, 상기 용접 토오치의 상기 X축 슬라이드 위치의 미분치인 신호를 증폭시키며;상기 제1 및 제2증폭 신호는 상기 제어 유니트에 결합되게 하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 속도 신호 및 미분치인 상기 신호는 상이한 게인을 가진 증폭기에 의해 증폭되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 개략적 안내 제어 동작의 상기 제어 단계는, 상기 구동 바퀴의 각 구동 모우터를 구동하기 위한 각 신호를 발생하기 위해, 상기 용접 대차의 최초속도(Vo)를 상기 제1 및 제2증폭기로부터의 출력에 각각 가산하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 표준 용접 속도 설정 유니트로부터 상기 최초속도를 출력하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법,
  23. 제21항에 있어서, 상기 구동바퀴는 쌍의 내측 구동바퀴와 쌍의 외측 구동바퀴로 되어 있으며, 상기 내측구동바퀴는 상기 외측 구동바퀴보다 용접 그루브에 더 접근 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제13항에 있어서, 상기 구동바퀴는 쌍의 내측 구동바퀴와 쌍의 외측 구동바퀴로 되어 있으며, 상기 내측 구동바퀴는 상기 외측 구동바퀴보다 용접 그루브에 더 접근 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 토오치 선단에 있는 용접 와이어를 고속으로 회전하기 위해 용접 대차에 장착된 용접 토오치를 갖고 있고, 상기 용접 대차를 주행시키고 선회시키기 위해 독립적으로 제어될 수 있는 한쌍의 구동바퀴를 갖고 있는 자기 구동 용접 대차를 준비하며;상기 대차 위에 있는 X축 슬라이드 기구로 상기 용접 토오치를 상기 대차에 대해 수평 방향으로 이동시키며; 토오치 높이를 일정히 유지하기 위해, 상기 대차 위에 있는 Y축 슬라이드 기구로 상기 용접 토오치를 토오치축 방향으로 이동시키며;대차가 검출된 구석부분에서 선회 동작을 할 수 있도록 하기 위해 용접될 부재의 구석부분을 검출하며; 상기 용접 대차를 상기 용접될 부재에 대해 용접 개시 위치에 설정하며;개략적 안내 제어 동작에 의해 상기 용접 대차의 주행방향을 제어하는, 용접 동작 중 격자 용접 로봇을 제어하는 방법으로서, 상기 개략적 안내 제어 동작은; 상기용접 토오치의 X축 슬라이드 위치를 검출하며; 상기 검출된 X축 슬라이드 위치를 상기 용접 토오치의 상기 X축 슬라이드 위치의 사전 설정된기준치와 비교하며, 상기 용접 토오치의 상기 검출된 X축 슬라이드 위치의 (시간)미분치를 계산하며; 상기 용접 대차를 상기 검출된 구석부분에서 주어진 속도로 상기 용접선을 따라 주행시키고, 상기 검출된 구석부분에 있어 상기 대차와 상기 용접선 사이에 실질적으로 일정한 거리를 유지시켜, 상기 용접 토오치의 상기 X축방향 슬라이드 위치가 용접을 위한 적정위치에 위치되도록, 상기 비교단계와 상기 계산단계에서 발생된 출력으로부터 유도된 속도신호를 상기 쌍의 구동바퀴에 독립적으로 공급함으로써 상기 검출된 구석부분에 있어 상기 용접 대차의 진행 방향 및 속도를 제어하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 격자 용접 로봇을 제어하는 방법.
  26. 제25항에 있어서,상기 구석부문을 근접 스위치로 검출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 구석부분을 검출하는 단계는 인코더에 의해 상기 대차의 선회각을 검출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 토오치 선단에 있는 용접 와이어를 고속으로 회전하기 위해 용접 대차에 장착된 용접 토오치를 갖고 있고, 상기 용접 대차를 주행시키고 선회시키기 위해 독립적으로 제어될 수 있는 한쌍의 구동바퀴를 갖고 있는 자기 구동 용접 대차을 준비하여; 상기 대차 위에 있는 X축 슬라이드 기구로 상기 용접 토오치를 상기 대차에 대해 수평 방향으로 이동시키며; 토오치 높이를 일정히 유지하기 위해, 상기 대차 위에 있는 Y축 슬라이드 기구로 상기 용접 토오치를 토오치축 방향으로 이동시키며; 아아크 센서를 이용하여 용접 토오치의 X축 방향위치와 Y축 방향위치를 제어하며; 상기 용접 대차를 상기 용접될 부재에 대해 용접 토오치의 X축 방향위치와 Y축 방향위치를 제어하며; 상기 용접 대차를 상기 용접될 부재에 대해 용접 개시 위치에 설정하며; 개략적 안내 제어 동작에 의해상기 용접 대차의 주행방향을 제어하는, 용접 동작 중 격자 용접 로보트를 제어하는 방법으로서, 상기 개략적 안내 제어 동작은; 상기 아아크 센서에 의해 상기 용접 토오치를 용접 그루브의 중심에 위치되게 제어할 때 상기 용접 토오치의 X축 슬라이드 위치를 검출하며; 상기 검출된 X축 슬라이드 위치를 상기 용접 토오치의 상기 X축 슬라이드 위치의 사전 설정된 기준치와 비교하며; 상기 용접 토오치의 상기 검출된 X축 슬라이드 위치의 (시간)미분치를 계산하며; 상기 용접 대차를 상기 용접선과 실질적으로 평행하게 주행시키고, 상기 대차와 상기 용접선 사이에 실질적으로 일정한 거리를 유지시켜, 상기 용접 토오치의 상기 X축 방향 슬라이드 위치가 용접을 위한 적정위치에 위치되도록, 상기 비교단계와 상기 계산단계에서 발생된 출력으로부터 유도된 가산 속도신호를 상기 쌍의 구동바퀴에 독립적으로 공급함으로써 상기 용접 대차의 진행방향을 제어하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 격자 용접 로봇을 제어하는 방법.
  29. 제28항에 있어서 상기 설정단계는 리미트 스위치에 의해 상기 용접 개시위치를 검출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제28항에 있어서, 상기 용접 토오치를 상기 수평방향 및 상기 토오치 축방향으로 이동시키는 상기 단계들은 각각 볼 스크루 이송기구에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제28항에 있어서, 상기 개략적 안내 제어동작은, 제1증폭 신호를 발생시키기 위해, 상기 용접 토오치의 X축 슬라이드 위치의 편차로부터 계산된 속도신호를증폭하며; 제2증폭 신호를 발생시키기 위해, 상기 용접토오치의 X축 슬라이드 위치의 미분치인 신호를 증폭하며; 상기 제1 및 제2증폭신호는 상기 제어 유니트에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 속도신호 및 미분치인 상기 신호는 상이한 게인을 가진 증폭기에 의해 증폭되는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제31항에 있어서, 상기 개략적 안내 제어 동작의 상기 제어 단계는, 상기 구동 바퀴의 각 구동모우터를 구동하기 위한 각 신호를 발생하기 위해, 상기 용접 대차의 최초속도(Vo)를 상기 제1 및 제2증폭기로부터의 추력에 각각 가산하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제33항에 있어서, 표준 용접 속도 설정 유니트로부터 상기 최초 속도를 출력하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제33항에 있어서, 상기 구동바퀴는 한쌍의 내측 구동바퀴와 한쌍의 외측 구동바퀴로 되어 있으며 상기 내측 구동바퀴는 상기 외측 구동바퀴보다 용접 그루브에 더 가까이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제28항에 있어서, 상기 구동바퀴는 한쌍의 내측 구동바퀴로 되어 있으며 상기 내측 구동바퀴는 상기 외측 구동바퀴보다 용접 그루브에 더 가까이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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