WO2012165749A1 - 자동추적 용접장치 - Google Patents

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WO2012165749A1
WO2012165749A1 PCT/KR2012/000867 KR2012000867W WO2012165749A1 WO 2012165749 A1 WO2012165749 A1 WO 2012165749A1 KR 2012000867 W KR2012000867 W KR 2012000867W WO 2012165749 A1 WO2012165749 A1 WO 2012165749A1
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WO
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welding
laser
line
unit
laser line
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PCT/KR2012/000867
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English (en)
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Inventor
허동호
Original Assignee
Heo Dong Ho
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
    • B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
    • B23K9/1274—Using non-contact, optical means, e.g. laser means
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K37/0282—Carriages forming part of a welding unit
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers

Definitions

  • the present invention relates to an automatic tracking welding device that allows welding to be performed by recognizing a welding position while moving along the surface of a welding target.
  • welding refers to a method of joining metal materials in which parts of materials are melted, mixed with each other, and then cooled to be hardened by locally applying heat to the joining positions.
  • the present invention is provided with a traveling part which moves in contact with the surface of the welding target by using magnetic force, a welding part which is provided on one side of the traveling part and performs welding while moving together, and is provided on both left and right sides of the welding part. And a control unit for controlling the traveling unit and the welding unit by using a welding position guide unit for irradiating a laser line and checking the irradiated laser line to confirm a welding position, and a welding position identified by the welding position guide unit.
  • the welding position guide part includes a laser irradiation device for continuously irradiating a laser line to the welding target, and a continuous trajectory of laser lines irradiated by the laser irradiation device mounted at different heights on the same vertical line as the laser irradiation device.
  • the height change of the irradiated laser line after checking at an angle different from the irradiation angle of the laser irradiation device A line collection module for detecting a laser line and a laser line information processing unit for converting the height change of the laser line irradiated by the laser irradiation device and the laser line checked by the line collection module into two-dimensional data and transferring the two-dimensional data to the controller; By irradiating a laser line to the welding target, detecting a movement distance and height change of the irradiated laser line, converting the detection result into 2D data, and collecting line information for providing the converted 2D data to the controller And a mounting plate for mounting the line information collecting means on both left and right sides of the driving unit.
  • the present invention it is possible to check the surface distance of the welding distance and the welding position by the line information collecting means.
  • FIG. 1 is a view showing an embodiment of an automatic tracking welding device according to the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of FIG. 1;
  • Figure 3 is a view showing a state confirming the welding position in the automatic tracking welding apparatus according to the present invention.
  • Figure 4 is a view showing a state in which a laser line is formed on the welding target by the laser irradiation apparatus which is the main component of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a two-dimensional view of the laser line irradiated in FIG. 4 using information collected through a line collecting module.
  • FIG. 1 is a view showing an embodiment of the automatic tracking welding apparatus according to the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view of FIG.
  • the automatic tracking welding device 1 is provided with a traveling part 100 moving along the surface of the welding target (see FIG. 3 M) and one side of the traveling part 100.
  • Welding position guide portion 600 for guiding a welding position
  • welding portion 200 for performing a welding operation while moving along the welding position identified by the welding position guide portion 600 and the welding portion 100 and the welding position
  • It is configured to include a control unit 400 for controlling the guide unit 600 and the welding unit 200.
  • the driving unit 100 is configured to include a body 110 that is formed inside the hollow in a substantially rectangular shape and the driving wheel 120 rotated by a drive motor on the outside of the body 110.
  • the inside of the body 110 is further provided with a magnetic force generating device 380 for generating a magnetic force ( ⁇ ).
  • the magnetic force generating device 380 may be composed of a magnet or an electromagnet, and by selectively adjusting the position inside the body 110 to vary the strength of the magnetic field, the traveling part 100 may be welded (see FIG. 3). It can be moved along the surface of M) or separated from the welding object (see FIG. 3 M).
  • a detachable lever 360 is provided at one side of the magnetic force generating device 380 to adjust the magnetic field.
  • the detachable lever 360 is selectively lifted so that one side of the magnetic force generating device 380 can be tilted to adjust the magnetic field.
  • the magnetic field may be controlled by adjusting the strength of the current supplied from the controller 400 to the electromagnet.
  • the upper plate 130 is further provided on the upper side of the body 110.
  • the upper plate 130 is to provide a mounting position of the welding unit 200 as well as the control unit 400, it may be formed slightly larger than the diameter of the body (110).
  • a control box 420 constituting the control unit 400 is mounted on an upper surface of the upper plate 130.
  • the control box 420 accommodates a plurality of control configurations including a PCB and a power supply unit for controlling the traveling part 100, the welding part 200, and the welding position guide part 600.
  • a handle 320 is further provided at one side of the control box 420.
  • the handle 320 is configured to allow the user to easily move when the user grips or attaches or detaches the automatic tracking welding device 1 according to the present invention to the surface of the welding target (see FIG. 3M). to be.
  • the body 110 is further provided with a protective cover 340 in the direction in which the welding tool 220 is located.
  • the protective cover 340 is a configuration for protecting the running unit 100 and the control unit 400 from the high temperature heat generated by the welding tool 220.
  • one side of the control box 420 is provided with a height adjusting means 240 constituting the welding unit 200.
  • the welding unit 200 is a welding tool 220 for generating a high-temperature spark, the height adjusting means 240 for adjusting the vertical movement height of the welding tool 220 and the welding of the welding tool 220 It comprises a welding angle adjusting means 60 for adjusting the angle.
  • the welding tool 220 is movable up and down by the height adjusting means 240 is fixed to the upper plate 130 on one side of the control box 420 is configured to be moved up and down, the height adjusting means It is fixed by the clamp 280 and rotatably provided up and down by the welding angle adjusting means 260 connected to the shanghai copper block 242 and the connecting frame 244 to (240).
  • the body 110 is further provided with a guide mounting frame 140 for mounting the welding position guide 600.
  • the guide part mounting frame 140 is provided on both the left and right sides of the body 110 with respect to the welding tool 220, and is formed in a long flat plate shape along the body 110, both ends of the It is formed to protrude toward the body 110, the central portion is spaced apart from the body 110 by a predetermined interval.
  • the center portion spaced as described above is provided with a mounting position adjusting groove 142 to which the mounting plate 620 to be described below is mounted.
  • the mounting position adjusting groove 142 may be provided with a plurality of positions of the mounting plate 620 may be adjusted according to the fastening position.
  • the mounting plate 620 is fastened to the guide mounting frame 140 by the mounting position fixture 640. To this end, the mounting groove 622 is formed in the mounting plate 620.
  • the mounting position fixture 640 and the mounting position adjusting groove 142 are positioned to correspond to the fastening groove 622, and then the mounting position fixture 640 is fastened while rotating. And, although not shown in detail, the fastening member is further inserted into the guide portion mounting frame 140 in the rear side of the mounting position adjusting groove 142 to correspond to the mounting position fixture 640 for such fastening, The fastening member may be fastened in combination with the mounting position fixture 640.
  • the mounting plate 620 is formed to have a long flat plate shape so as to protrude outwardly from the body 110 to protrude to a length corresponding to or greater than the welding tool 220, and the end plate has an upward inclination. do.
  • line information collecting means 660 for checking the welding position of the welding tool 220 is mounted at the end of the mounting plate 620 having the upward slope as described above by checking the welding object (M in FIG. 3). .
  • FIG 3 is a view showing a state of confirming the welding position in the automatic tracking welding device according to the present invention.
  • the line information collecting means 660 has a laser irradiation apparatus 662 for irradiating a laser to the welding target M and an angle different from the irradiation angle of the laser generated by the laser irradiation apparatus 662.
  • Line information processing unit for mounting the line collecting module 664 to confirm the welding target (M) and the laser line information obtained through the line collecting module 664 to transmit the processing result to the control unit 400 ( 666).
  • the line information processor 666 is mounted to the mounting plate 620 by using an irradiation angle adjusting device 680, and uses the irradiation angle adjusting device 680 to irradiate the welding object M with the laser beam. It is equipped to adjust the irradiation angle.
  • the laser irradiation apparatus 662 and the line collecting module 664 are provided on one surface of the line information processor 666 to have different heights on the same vertical line.
  • the line information collecting means 660 is located on the same vertical line to irradiate the laser line on the surface of the welding target (M), the height of the laser line by checking only the displacement of the irradiated laser line by varying the angle It is configured to confirm the change and to accurately check the bending of the weld target (M) surface by analyzing the identified height change and displacement.
  • FIG. 4 is a view showing a state in which a laser line is formed on the welding target by a laser irradiation apparatus which is a main component of the present invention
  • FIG. 5 shows information obtained by collecting a laser line irradiated from FIG. 4 through a line collecting module. A drawing showing a two-dimensional illustration is shown.
  • the laser irradiation device 662 irradiates a laser at an angle of ⁇ toward the welding object M in a state where the laser irradiation device 662 is mounted on the mounting plate 620.
  • the line collecting module 664 is provided to have a position slightly spaced upward on the same vertical line as the laser irradiation device 662 to illuminate the welding object (M) at an angle of ⁇ , thereby The line collecting module 664 may check the laser line L irradiated to the welding object M at an oblique angle.
  • the line collection module 664 can identify the point, such as A, B, C, the height of each other in the laser line (M), by processing the identified point in the line information processing unit 666
  • the bending of the surface of the welding target M is converted into a two-dimensional plane graph as shown in FIG. 5.
  • the line information processor 666 transmits the laser line L information and the 2D graph information to the controller 400, and the controller 400 receives the laser line L and the two-dimensional graph information.
  • the tool 220 controls the traveling part 100 and the welding part 200 to perform a welding operation while moving.
  • the welding position guide portion 600 having the function as described above is provided on both the left and right sides of the welding tool 220 to guide the welding position while any one operates in accordance with the traveling direction of the traveling part 100. .
  • any one of the welding position guide portion 600 guides the welding position, the other one is irradiated with a laser to the portion where the welding is completed, and the roughness of the irradiated laser line (L) by checking the change in height It may be possible to check the status.
  • the line collecting module 664 may further include a band pass filter to acquire only the wavelength of the irradiated laser line L so that the light of the welding tool 220 may be obtained. Noise caused by the external environment can be reduced.
  • the welding operation is automatically performed by checking the welding distance and the surface curvature of the welding position by the line information collecting means, thereby making it possible to perform a more accurate and stable welding operation, thereby making up for the shortage of skilled welders.

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Abstract

본 발명은 자력(磁力)을 이용하여 용접대상의 표면과 접하여 이동하는 주행부, 상기 주행부 일측에 구비되어 함께 이동하면서 용접 작업을 수행하는 용접부, 상기 용접부의 좌우 양측에 구비되며, 용접대상에 레이저 라인을 조사하고 조사된 레이저 라인을 확인하여 용접위치를 확인하는 용접위치 안내부 및 상기 용접위치 안내부에 의해 확인된 용접위치를 이용하여 상기 주행부와 용접부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 용접위치 안내부에는 상기 용접대상에 레이저 라인을 연속해서 조사하는 레이저 조사장치와, 상기 레이저 조사장치와 동일 수직선상에서 서로 다른 높이에 장착되어 상기 레이저 조사장치에서 조사되는 레이저 라인의 연속된 궤적을 상기 레이저 조사장치의 조사각도와 다른 각도에서 확인하고 조사된 레이저 라인의 높이 변화를 감지하는 라인수집모듈 및 상기 레이저 조사장치에 의해 조사되는 레이저 라인과 상기 라인수집모듈에 의해 확인되는 레이저 라인의 높이 변화를 2차원 데이터로 변환하여 상기 제어부로 전달하기 위한 레이저라인 정보처리부를 포함하여 상기 용접대상에 레이저 라인을 조사하여, 조사된 레이저 라인의 이동거리 및 높이 변화를 감지하고 감지결과를 2차원 데이터로 변환하며, 변환된 2차원 데이터를 상기 제어부로 제공하기 위한 라인정보 수집수단 및 상기 라인정보 수집수단을 상기 주행부의 좌우 양측에 장착하기 위한 마운팅 플레이트가 포함된다.

Description

자동추적 용접장치
본 발명은 용접대상의 표면을 따라 이동하면서 용접위치를 인식하여 용접이 수행될 수 있도록 하는 자동추적 용접장치에 관한 것이다.
일반적으로 용접(Welding)은 접합하는 위치에 국부적으로 열을 가해 재료의 일부를 용융상태로 만들어서 서로 섞은 다음 냉각시켜 굳히는 금속재료의 접합 방법을 말한다.
그리고, 이와 같은 용접은 그 특수성으로 인하여 숙련된 작업자가 용접대상의 접합부위를 확인하면서 용접을 수행하게 되는데, 이와 같은 용접 작업은 많은 위험요소를 내포하는 작업으로 최근에는 숙련된 용접공의 수가 줄어들고 있으며, 용접공의 부족을 보완하면서 작업의 정밀도와 안정성을 향상시킬 수 있도록 다양한 용접장치가 개발되어 상용화되고 있다.
본 발명의 목적은 용접대상의 형상에 따른 용접 위치를 보다 정확하게 확인하여 용접작업이 수행될 수 있도록 하는 자동추적 용접장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 용접위치를 2차원 구조로 확인하여 용접툴의 이동 방향은 물론 이동 깊이까지 확인하여 용접이 수행될 수 있도록 하는 자동추적 용접장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 자력(磁力)을 이용하여 용접대상의 표면과 접하여 이동하는 주행부, 상기 주행부 일측에 구비되어 함께 이동하면서 용접 작업을 수행하는 용접부, 상기 용접부의 좌우 양측에 구비되며, 용접대상에 레이저 라인을 조사하고 조사된 레이저 라인을 확인하여 용접위치를 확인하는 용접위치 안내부 및 상기 용접위치 안내부에 의해 확인된 용접위치를 이용하여 상기 주행부와 용접부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 용접위치 안내부에는 상기 용접대상에 레이저 라인을 연속해서 조사하는 레이저 조사장치와, 상기 레이저 조사장치와 동일 수직선상에서 서로 다른 높이에 장착되어 상기 레이저 조사장치에서 조사되는 레이저 라인의 연속된 궤적을 상기 레이저 조사장치의 조사각도와 다른 각도에서 확인하고 조사된 레이저 라인의 높이 변화를 감지하는 라인수집모듈 및 상기 레이저 조사장치에 의해 조사되는 레이저 라인과 상기 라인수집모듈에 의해 확인되는 레이저 라인의 높이 변화를 2차원 데이터로 변환하여 상기 제어부로 전달하기 위한 레이저라인 정보처리부를 포함하여 상기 용접대상에 레이저 라인을 조사하여, 조사된 레이저 라인의 이동거리 및 높이 변화를 감지하고 감지결과를 2차원 데이터로 변환하며, 변환된 2차원 데이터를 상기 제어부로 제공하기 위한 라인정보 수집수단 및 상기 라인정보 수집수단을 상기 주행부의 좌우 양측에 장착하기 위한 마운팅 플레이트가 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 라인정보 수집수단에 의해 용접거리와 용접 위치의 표면 굴곡을 확인할 수 있게 된다.
따라서, 정확한 용접위치를 확인하고, 이를 따라 자동으로 용접작업이 수행됨으로써 용접작업이 보다 빠르고 정확하게 수행될 수 있는 이점이 있다.
뿐만 아니라, 상기와 같이 용접대상의 표면 굴곡을 확인하고, 이를 따라 용접작업이 수행되므로 다양한 대상에서 자동용접을 수행할 수 있는 이점이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 자동추적 용접장치의 일실시 예를 보인 도면.
도 2 는 도 1 의 분해 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 자동추적 용접장치에서 용접 위치를 확인하는 모습을 보인 도면.
도 4 는 본 발명의 요부구성인 레이저 조사장치에 의해 용접대상에 레이저 라인이 형성된 모습을 보인 도면.
도 5 는 도 4 에서 조사된 레이저 라인을 라인수집 모듈을 통해 수집한 정보를 이용하여 2차원 도시한 모습을 보인 도면.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1 에는 본 발명에 따른 자동추적 용접장치의 일실시 예를 보인 도면이 도시되어 있고, 도 2 에는 도 1 의 분해 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 자동추적 용접장치(1)는 용접대상(도 3 참조 M)의 표면을 따라 이동하는 주행부(100)와, 상기 주행부(100)의 일측에 구비되어 용접 위치를 안내하는 용접위치 안내부(600), 상기 용접위치 안내부(600)에 의해 확인된 용접위치를 따라 이동하면서 용접작업을 수행하는 용접부(200) 및 상기 주행부(100)와 용접위치 안내부(600) 및 용접부(200)를 제어하기 위한 제어부(400)를 포함하여 구성된다.
상세히, 상기 주행부(100)는 대략 직사각 형상으로 내부가 중공 형성되는 몸체(110)와 상기 몸체(110)의 외측에서 구동모터에 의해 회전하는 주행바퀴(120)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 몸체(110)의 내부에는 자력(磁力)을 발생시키기 위한 자력발생장치(380)가 더 구비된다.
상기 자력발생장치(380)는 마그네트 또는 전자석으로 구성될 수 있으며, 상기 몸체(110) 내부에서 선택적으로 위치가 조정되어 자기장의 세기를 가변시킴으로써, 상기 주행부(100)가 용접대상(도 3 참조 M)의 표면을 따라 이동하거나, 용접대상(도 3 참조 M)으로부터 분리될 수 있도록 한다.
그리고, 이와 같은 자기장의 조절을 위해 상기 자력발생장치(380) 일측에는 착탈레버(360)가 구비된다. 상기 착탈레버(360)는 상기 자력발생장치(380)의 일측이 기울어질 수 있도록 선택적으로 들어올려 자기장이 조절된다. 또한, 상기 자력발생장치(380)가 전자석으로 구성될 경우에는 상기 제어부(400)에서 전자석으로 공급되는 전류의 세기를 조절하여 자기장을 조절할 수 있다.
한편, 상기 몸체(110)의 상측에는 상판(130)이 더 구비된다.
상기 상판(130)은 상기 제어부(400)는 물론 상기 용접부(200)의 장착위치를 제공하기 위한 것으로, 상기 몸체(110)의 직경보다 조금 더 크게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 상판(130)의 상면에는 상기 제어부(400)를 구성하는 컨트롤박스(420)가 장착된다. 상기 컨트롤박스(420)의 내부에는 상기 주행부(100)와 용접부(200) 및 용접위치 안내부(600)를 제어하기 위한 PCB와 전원공급부 등을 포함하는 복수의 제어구성이 수용된다.
또한, 상기 컨트롤박스(420)의 일측에는 손잡이(320)가 더 구비된다.
상기 손잡이(320)는 사용자가 파지하여 본 발명에 따른 자동추적 용접장치(1)를 용접대상(도 3 참조 M)의 표면에 부착시키거나 분리시킬 때 사용자가 용이하게 이동시킬 수 있도록 하기 위한 구성이다.
그리고, 상기 몸체(110)에는 상기 용접툴(220)이 위치되는 방향에 보호덮개(340)가 더 구비된다.
상기 보호덮개(340)는 상기 용접툴(220)에서 발생되는 고온의 열로부터 주행부(100)와 제어부(400)를 보호하기 위한 구성이다.
한편, 상기 컨트롤박스(420)의 일측에는 상기 용접부(200)를 구성하는 높이조절수단(240)이 구비된다.
상세히, 상기 용접부(200)는 고온의 불꽃을 발생시키는 용접툴(220)과, 상기 용접툴(220)의 상하 이동 높이를 조절하기 위한 높이조절수단(240) 및 상기 용접툴(220)의 용접각을 조절하기 위한 용접각 조절수단(60)을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 용접툴(220)은 상기 컨트롤박스(420) 일측에서 상기 상판(130)에 고정되어 상하로 이동가능하게 구성되는 높이조절수단(240)에 의해 상하로 이동 가능하고, 상기 높이조절수단(240)에 상하이동블럭(242)과 연결프레임(244)을 이용해 연결되는 용접각 조절수단(260)에 의해 상하로 이동하면서 클램프(280)에 의해 고정되어 회전가능하게 구비된다.
한편, 상기 몸체(110)에는 상기 용접위치 안내부(600)의 장착을 위한 안내부 장착프레임(140)이 더 구비된다.
상기 안내부 장착프레임(140)은 상기 용접툴(220)을 기준으로 상기 몸체(110)의 좌우 양측에 각각 구비되며, 상기 몸체(110)를 따라 길이가 긴 평판 형상으로 형성되며, 양단부가 상기 몸체(110)를 향해 돌출되도록 형성되어 중앙 부분은 상기 몸체(110)와 소정 간격 이격된다.
그리고, 이와 같이 이격된 중앙 부분에는 아래에서 설명할 마운팅 플레이트(620)가 장착되는 장착위치 조절홈(142)이 마련된다. 상기 장착위치 조절홈(142)은 다수로 구비되어 체결되는 위치에 따라 상기 마운팅 플레이트(620)의 위치가 조절될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 안내부 장착프레임(140)에는 상기 마운팅 플레이트(620)가 장착위치 고정구(640)에 의해 체결된다. 이를 위해 상기 마운팅 플레이트(620)에는 체결홈(622)이 형성된다.
따라서, 상기 체결홈(622)에 장착위치 고정구(640)와 장착위치 조절홈(142)이 대응되도록 위치된 다음 상기 장착위치 고정구(640)가 회전하면서 체결된다. 그리고, 상세히 도시되지는 않았지만, 이와 같은 체결을 위해 상기 장착위치 고정구(640)에 대응하여 상기 안내부 장착프레임(140)에는 상기 장착위치 조절홈(142)의 후측에서 체결부재가 더 삽입되고, 상기 체결부재가 상기 장착위치 고정구(640)와 형합하여 체결될 수 있다.
상기 마운팅 플레이트(620)는 상기 몸체(110)보다 더 외측으로 돌출되어 상기 용접툴(220)과 대응되거나 그 이상의 길이로 돌출될 수 있도록 길게 평판 형상으로 형성되며, 단부가 상향 경사를 가지도록 형성된다.
그리고, 상기와 같이 상향 경사를 가지는 마운팅 플레이트(620)의 단부에는 용접대상(도 3 에서 M)을 확인하여 용접툴(220)의 용접위치를 확인하기 위한 라인정보 수집수단(660)이 장착된다.
도 3 에는 본 발명에 따른 자동추적 용접장치에서 용접 위치를 확인하는 모습을 보인 도면이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 라인정보 수집수단(660)에는 용접대상(M)에 레이저를 조사하는 레이저 조사장치(662)와, 상기 레이저 조사장치(662)에서 발생되는 레이저의 조사각도와 다른 각도를 이루도록 장착되어 용접대상(M)을 확인하는 라인수집 모듈(664) 및 상기 라인수집 모듈(664)을 통해 수득되는 레이저라인 정보를 분석하여 상기 제어부(400)로 처리 결과를 전달하는 라인정보 처리부(666)가 포함된다.
상기 라인정보 처리부(666)는 상기 마운팅 플레이트(620)에 조사각도 조절구(680)를 이용하여 장착되고, 상기 조사각도 조절구(680)를 이용하여 상기 용접대상(M)으로 조사되는 레이저의 조사각도를 조절하도록 장착된다.
그리고, 상기 라인정보 처리부(666) 일면에는 상기 레이저 조사장치(662)와 라인수집모듈(664)이 동일 수직선상에서 서로 다른 높이를 가지도록 구비된다.
즉, 상기 라인정보 수집수단(660)은 서로 동일한 수직선 상에 위치하여 용접대상(M)의 표면에 레이저 라인을 조사하고, 조사된 레이저 라인의 이동변위를 각도만 달리하여 확인함으로써 레이저 라인의 높이 변화를 확인하고, 확인된 높이 변화와 이동변위를 분석하여 용접대상(M) 표면의 굴곡을 정확하게 확인하도록 구성된다.
이에 관한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4 에는 본 발명의 요부구성인 레이저 조사장치에 의해 용접대상에 레이저 라인이 형성된 모습을 보인 도면이 도시되어 있고, 도 5 에는 도 4에서 조사된 레이저 라인을 라인수집 모듈을 통해 수집한 정보를 이용하여 2차원 도시한 모습을 보인 도면이 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 상기 레이저 조사장치(662)는 상기 마운팅 플레이트(620)에 장착된 상태에서 상기 용접대상(M)을 향해 α의 각도로 레이저를 조사하게 된다.
그리고, 상기 라인수집모듈(664)은 상기 레이저 조사장치(662)와 동일 수직선 상에서 상측으로 조금 이격된 위치를 가지도록 구비되어 상기 용접대상(M)을 β의 각도로 비추게 되고, 이로 인해 상기 라인수집모듈(664)은 상기 용접대상(M)에 조사되는 레이저 라인(L)을 비스듬한 각도에서 확인할 수 있게 된다.
따라서, 상기 라인수집모듈(664)에서는 상기 레이저 라인(M)에서 서로 높낮이가 다른 A, B, C와 같은 지점을 확인할 수 있으며, 이와 같이 확인된 지점을 상기 라인정보 처리부(666)에서 가공하여 용접대상(M) 표면의 굴곡을 도 5와 같이 2차원 평면 그래프로 환산하게 된다.
그리고, 상기 라인정보 처리부(666)에서는 상기 레이저 라인(L) 정보와 2차원 그래프 정보를 상기 제어부(400)로 전달하게 되고, 이를 전달받은 제어부(400)에서는 상기 레이저 라인(L)을 따라서 용접툴(220)이 이동하면서 용접작업을 수행할 수 있도록 상기 주행부(100)와 용접부(200)를 제어하게 된다.
한편, 상기와 같은 기능의 용접위치 안내부(600)는 상기 용접툴(220)의 좌우 양측에 각각 구비되어 상기 주행부(100)의 진행방향에 따라 어느 하나가 작동하면서 용접위치를 안내하게 된다.
그리고, 상기 용접위치 안내부(600) 중 어느 하나가 용접위치를 안내하게 되면, 나머지 하나는 용접이 완료된 부분에 레이저를 조사하고, 조사된 레이저 라인(L)의 높낮이 변화를 확인하여 개략적인 용접상태를 확인하는 것도 가능할 것이다.
또한, 도시되지는 않았지만, 상기 라인수집모듈(664)에는 밴드 패스 필터(Band Pass Filter)를 더 구비하여 조사된 레이저 라인(L)의 파장만 취득할 수 있도록 함으로써 용접툴(220)의 불빛이나 외부 환경에 의한 노이즈를 줄일 수 있다.
본 발명에 따르면 많은 위험요소를 내포하고 있는 용접 현장에서 숙련된 용접공 없이도 용이하게 용접작업을 수행할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 라인정보 수집수단에 의해 용접거리와 용접위치의 표면 굴곡을 확인하면서 용접작업이 자동으로 수행되어 보다 정확하고 안정적인 용접 작업을 수행할 수 있으므로 숙련된 용접공의 부족을 보완할 수 있다.
따라서, 강관이나 선박, 대형 탱크 등을 포함하는 용접 기술 분야에서 널리 활용될 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다고 할 수 있다.

Claims (1)

  1. 자력(磁力)을 이용하여 용접대상의 표면과 접하여 이동하는 주행부;
    상기 주행부 일측에 구비되어 함께 이동하면서 용접 작업을 수행하는 용접부;
    상기 용접부의 좌우 양측에 구비되며, 용접대상에 레이저 라인을 조사하고 조사된 레이저 라인을 확인하여 용접위치를 확인하는 용접위치 안내부; 및
    상기 용접위치 안내부에 의해 확인된 용접위치를 이용하여 상기 주행부와 용접부를 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 용접위치 안내부에는,
    상기 용접대상에 레이저 라인을 연속해서 조사하는 레이저 조사장치와, 상기 레이저 조사장치와 동일 수직선상에서 서로 다른 높이에 장착되어 상기 레이저 조사장치에서 조사되는 레이저 라인의 연속된 궤적을 상기 레이저 조사장치의 조사각도와 다른 각도에서 확인하고 조사된 레이저 라인의 높이 변화를 감지하는 라인수집모듈 및 상기 레이저 조사장치에 의해 조사되는 레이저 라인과 상기 라인수집모듈에 의해 확인되는 레이저 라인의 높이 변화를 2차원 데이터로 변환하여 상기 제어부로 전달하기 위한 레이저라인 정보처리부를 포함하여 상기 용접대상에 레이저 라인을 조사하여, 조사된 레이저 라인의 이동거리 및 높이 변화를 감지하고 감지결과를 2차원 데이터로 변환하며, 변환된 2차원 데이터를 상기 제어부로 제공하기 위한 라인정보 수집수단 및
    상기 라인정보 수집수단을 상기 주행부의 좌우 양측에 장착하기 위한 마운팅 플레이트가 포함되는 자동추적 용접장치.
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