KR100687814B1 - Method for escaping from the collision in step welding with welding robot - Google Patents

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KR100687814B1
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최윤서
홍영화
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

A method for avoiding collision during the step welding of a welding robot is provided to conduct the step welding along a reset step welding path by predicting the collision of a welding torch and a screen of the welding robot with a step portion, and prevent flaws of welding quality by preventing generation of arc on a step path that is reset with being spaced from the step portion in a predetermined distance. A method for avoiding collision during the step welding of a welding robot controlled by a robot control part comprises: a step(S401) of determining the location and position of the welding robot at a step portion of a welding object; a step(S403) of setting a step welding path according to the step portion from the location and position of the welding robot; a step(S405) of determining whether the welding robot is collided with the step portion or not based on the step welding path; a step(S407) of resetting the step welding path if the collision of the welding robot with the step portion is predicted; and a step(S409) of performing the step welding using the reset step welding path.

Description

용접 로봇의 스텝 용접 시 충돌 회피 방법{Method for escaping from the collision in step welding with welding robot}Method for escaping from the collision in step welding with welding robot}

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 레이저 비전 센서를 이용한 용접 로봇의 스텝 용접을 수행하는 모습을 나타낸 예시도.1 and 2 is an exemplary view showing a step welding of the welding robot using a laser vision sensor according to the prior art.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 용접 로봇의 충돌 회피 스텝 용접 모습을 나타낸 예시도.Figure 3 is an exemplary view showing a collision avoidance step welding of the welding robot according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 용접 로봇의 충돌 회피 스텝 용접의 절차를 나타낸 순서도.Figure 4 is a flow chart showing the procedure of collision avoidance step welding of the welding robot according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로봇 제어부에서 재설정된 스텝 용접 경로를 따라 스텝 용접을 수행하는 모습을 나타낸 예시도.5 is an exemplary view showing a step welding is performed along the reset step welding path in the robot control unit according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 로봇 제어부에서 재설정된 스텝 용접 경로를 따라 스텝 용접을 수행하는 모습을 나타낸 예시도.6 is an exemplary view showing a step welding is performed along the reset step welding path in the robot control unit according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

17…피용접물 19…스텝 부위17... Welded object 19. Step area

21…기존 스텝 용접 경로 501…용접 토치21... Existing step weld path 501. Welding torch

503…레이저 비전 센서 505…가리개503... Laser vision sensor 505... Screen

507…재설정된 스텝 용접 경로507... Reset step weld path

본 발명은 용접 로봇의 충돌 회피 스텝 용접 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a collision avoidance step welding method and apparatus of a welding robot.

일반적으로 용접 로봇을 이용하여 대형 구조물을 용접할 경우, 용접할 곳의 위치를 정확히 감지하여 용접하는데 많은 시간과 인력이 필요하게 된다. 그리고 사람이 직접 용접 토치를 이용하여 용접을 할 경우, 용접할 부재나 피용접물이 평탄하면 용접 작업을 용이하게 할 수 있으나, 용접 대상물이 굴곡이 져 있거나 스텝(Step)이 형성되어 있을 경우에는 작업자가 직접 수작업으로 스텝 부분을 확인하여 작업을 해야만 한다.In general, when welding a large structure using a welding robot, it takes a lot of time and manpower to accurately detect and weld the location of the welding place. When a person directly welds using a welding torch, the welding work can be facilitated if the member to be welded or the welded object is flat, but if the welding object is curved or a step is formed, the worker Must check the step part by hand manually.

이러한 기존 스텝 용접 시스템에서 용접 로봇이 용접 작업을 진행하다가 피용접물의 스텝이나 굴곡이 형성된 곳을 지날 경우 레이저 비전 센서가 스텝 부위를 인식하여 용접 로봇이 위치나 자세를 변화시켜 용접 작업이 진행되고 있다.In such a conventional step welding system, when a welding robot performs a welding operation and passes a step or a bend of a welded object, the laser vision sensor recognizes the step portion and the welding robot changes its position or posture, thereby performing the welding operation. .

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 레이저 비전 센서를 이용한 용접 로봇의 스텝 용접을 수행하는 모습을 나타낸 개략도이다.1 and 2 is a schematic view showing a step welding of the welding robot using a laser vision sensor according to the prior art.

도 1 및 도 2를 참조하면, 도시된 바와 같이 용접 공정을 진행하는 용접 로 봇은 용접 토치(11)와 용접 로봇의 앞쪽에 설치되어 스텝 부위를 체크하는 레이저 비전 센서(13)를 포함하여 구성된다. 여기서 상기 레이저 비전 센서(13)는 아크, 흄, 스패터 등에 의한 노폐물이 들어가는 것을 방지하기 위해 막아 놓은 가리개(15)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the welding robot undergoing a welding process as shown in the drawing includes a welding torch 11 and a laser vision sensor 13 installed at the front of the welding robot to check a step portion. do. In this case, the laser vision sensor 13 includes a shield 15 that is blocked in order to prevent waste from entering by an arc, a fume, a spatter, or the like.

상기 용접 로봇의 용접 토치(11)는 로봇 제어 장치에서 설정된 스텝 용접 경로(21)를 따라 이동하는 기능을 수행한다.The welding torch 11 of the welding robot performs a function of moving along the step welding path 21 set by the robot controller.

상기 용접 로봇은 레이저 비전 센서(13)로부터 스텝 부위(19)를 감지한 후, 용접 토치(11)의 용접 각도를 조금씩 변화시키면서 용접 공정을 실시간으로 진행시킨다. 여기서 용접 로봇은 용접에 앞서서 레이저 비전 센서(13)를 통해 레이저 띠를 촬영한다.The welding robot detects the step portion 19 from the laser vision sensor 13 and then advances the welding process in real time while changing the welding angle of the welding torch 11 little by little. Here, the welding robot photographs the laser strip through the laser vision sensor 13 before welding.

예컨대, 레이저 비전 센서(13)는 레이저 띠의 정중앙이 꺾인 모양으로 보여질 때를 스텝 부위(19)의 시작점으로 인식한다. 상기 레이저 띠의 정중앙이 꺾여질 때 스텝 부위를 인식한 위치에서 용접 토치(11)의 용접 각도를 변화시키면서 용접물을 용입한다. 용접 토치(11)의 용접 각도를 조금씩 변화시키면서 진행하다가 재차 레이저 띠의 정중앙이 꺾인 모양으로 보여질 때를 스텝 부위(19)의 끝점으로 인식한다. 그리고 레이저 띠의 정중앙이 꺾여질 때 상기 스텝 부위(19)의 끝점을 인식한 위치에서 용접 로봇의 용접 토치(11)는 다시 용접 각도를 변화시키면서 용접물을 용입한다.For example, the laser vision sensor 13 recognizes as a starting point of the step portion 19 when the true center of the laser strip is shown in a bent shape. The weld object is infused while changing the welding angle of the welding torch 11 at the position where the step portion is recognized when the center of the laser band is bent. When the welding angle of the welding torch 11 is changed little by little, it is recognized as the end point of the step portion 19 when the center of the laser band is again seen as a bent shape. When the center of the laser band is bent, the welding torch 11 of the welding robot injects the welded material while changing the welding angle at the position where the end point of the step portion 19 is recognized.

그러나 종래 기술에 따른 스텝 용접 시스템에서 용접 로봇이 스텝 부위(19)를 스텝 용접하는 경우, 스텝 부위(19)를 판단하는 경우에만 초점이 맞추어져 왔 다. 그러나 실제로 용접 로봇을 이용해 스텝 부위(19)를 스텝 용접할 때 용접 토치 혹은 레이저 비전 센서(13)에 아크, 흄, 스패터 등에 의한 노폐물이 들어가는 것을 방지하기 위해 막아 놓은 가리개(15) 등이 피용접물의 스텝 부위(19)와 충돌할 우려가 있다. 상기 우려하는 바와 같이 용접 로봇의 용접 토치(11)를 이동시킴에 있어서 공작물이나 공작물 포지셔너(Positioner) 등에 충돌하는 경우가 종종 발생한다. 종래에는 용접 토치가 충돌하더라도 용접 로봇을 제어하는 로봇 제어 장치의 지시에 의해 계속해서 이동되므로 용접 토치가 파손되거나 용접 로봇의 일부가 손상되는 등 안전 사고의 위험이 뒤따랐었다.However, in the step welding system according to the prior art, when the welding robot to step weld the step portion 19, the focus has been focused only when judging the step portion 19. In practice, however, when the step portion 19 is welded using a welding robot, the shield 15, which is blocked in order to prevent the entry of the waste by arc, fume, spatter, etc. into the welding torch or the laser vision sensor 13, is avoided. There is a risk of colliding with the stepped portion 19 of the weldment. As mentioned above, when the welding torch 11 of the welding robot is moved, it often collides with a workpiece, a work positioner, or the like. Conventionally, even if a welding torch collides, it is continuously moved by an instruction of a robot control device for controlling a welding robot, and thus a risk of a safety accident has been followed, such as a welding torch is broken or a part of a welding robot is damaged.

이러한 스텝 용접 작업에 있어서 스텝 부위를 정확히 알더라도 피용접물의 스텝 부위와 충동하게 되면 스텝 용접이 불가하게 되며, 상기 피용접물과의 충돌 시 용접 로봇의 파손이 우려되고 이로 인해 용접 작업이 제한되는 문제점을 가지고 있다.In this step welding operation, even if the step portion is accurately known, if the impingement with the step portion of the welded object is impossible, the step welding is impossible, and when the collision with the welded object is caused, the welding robot may be damaged and thus the welding operation is limited. Have

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 목적은 용접 로봇의 용접 토치 및 가리개와 스텝 부위와의 충돌을 예측하여 재설정된 스텝 용접 경로로 스텝 용접을 수행할 수 있는 용접 로봇의 스텝 용접 시 충돌 회피 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to predict the collision of the welding torch and the shield and the step portion of the welding robot welding robot that can perform step welding with the reset step welding path It is to provide a collision avoidance method during the step welding.

본 발명의 다른 목적은 스텝 부위에서 일정 간격 이상 떨어져 재설정된 스텝 용접 경로에서 아크를 발생시키지 아니하여 용접 품질의 불량을 방지할 수 있는 용 접 로봇의 스텝 용접 시 충돌 회피 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a collision avoidance method for step welding of a welding robot that can prevent a defect in welding quality by not generating an arc in a step welding path reset at a predetermined interval or more away from the step portion.

상술한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 로봇 제어부에 의해 제어되는 용접 로봇의 스텝 용접 시 충돌 회피 방법으로서, 상기 피용접물의 스텝 부위에서의 용접 로봇의 위치와 자세를 결정하는 단계, 상기 용접 로봇의 위치와 자세로부터 상기 스텝 부위에 따른 스텝 용접 경로를 설정하는 단계, 상기 스텝 용접 경로에 근거하여 상기 용접 로봇과 상기 스텝 부위와의 충돌 여부를 판단하는 단계, 상기 용접 로봇과 상기 스텝 부위와의 충돌이 예측될 경우, 스텝 용접 경로를 재설정하는 단계 및 상기 재설정된 스텝 용접 경로를 이용하여 스텝 용접을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇의 스텝 용접 시 충돌 회피 방법을 제공할 수 있다.In order to achieve the above objects, according to an aspect of the present invention, as a collision avoidance method for the step welding of the welding robot controlled by the robot control unit, determining the position and posture of the welding robot at the step portion of the welded object Step, setting the step welding path according to the step portion from the position and posture of the welding robot, determining whether or not the collision between the welding robot and the step portion based on the step welding path, Resetting the step welding path and performing the step welding using the reset step welding path when the collision with the step portion is predicted. Can be provided.

바람직한 실시예에서, 상기 용접 로봇과 상기 스텝 부위와의 충돌 여부 판단은 스텝 부위와 용접 로봇의 끝단에 부착되어 설정된 스텝 용접 경로를 따라 움직이는 용접 토치 및 가리개의 3차원 위치 좌표를 이용하여 예측되는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 용접 로봇과 상기 스텝 부위와의 충돌이 예측되지 아니하는 경우, 상기 용접 로봇은 설정된 스텝 용접 경로 그대로를 이용하여 스텝 용접을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 용접 로봇은 상기 스텝 용접 경로가 스텝 위치로부터 일정 간격 이상 떨어져 재설정된 경우, 상기 일정 간격 이상 떨어져 재설정된 스텝 용접 경로에서 아크를 발생시키지 아니하는 것을 특징으로 할 수 있다.In a preferred embodiment, it is determined whether the collision between the welding robot and the step portion is predicted using the three-dimensional position coordinates of the welding torch and the shade moving along the set step welding path attached to the step portion and the end of the welding robot. It can be characterized. In addition, when a collision between the welding robot and the step portion is not predicted, the welding robot may perform step welding using the set step welding path as it is. In addition, the welding robot may be characterized in that when the step welding path is reset apart from the step position by a predetermined interval or more, the arc is not generated in the step welding path reset by more than the predetermined interval.

이어서, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 용접 로봇의 충돌 회피 스텝 용접 모습을 나타낸 예시도이다.3 is an exemplary view showing a collision avoidance step welding of the welding robot according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 용접 로봇(300)은 용접 토치(303), 레이저 비전 센서(305) 및 가리개(307)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the welding robot 300 according to the present invention, as shown, includes a welding torch 303, a laser vision sensor 305, and a shade 307.

상기 용접 로봇(300)은 선회부에 상하로 회동 가능하게 설치되는 아암(Arm) 선단을 포함하며, 상기 아암 선단에 수직 평면상에서 회전되게 설치된 손목부에 용접 토치(303) 및 레이저 비전 센서(305)를 부착한 것이다. 상기 레이저 비전 센서(305)는 용접 작업 시 아크(arc), 흄(Fume), 스패터(Spatter) 등과 같은 노폐물로 인해 발생하는 영상 데이터의 노이즈를 방지하기 위한 가리개(307)가 부착된다.The welding robot 300 includes an arm tip that is rotatably installed up and down in a pivoting part, and a welding torch 303 and a laser vision sensor 305 in a wrist part installed to be rotated on a vertical plane to the arm tip. ) Is attached. The laser vision sensor 305 is attached with a shade 307 for preventing noise of image data generated by waste such as arc, fume, spatter, etc. during welding.

또한, 상기 용접 로봇(300)은 용접 로봇(300)의 동작을 제어하는 로봇 제어부(미도시) 및 레이저 비전 센서(305)의 구동을 제어하는 센서 제어부(미도시)와 연동하는 기능을 포함한다.In addition, the welding robot 300 includes a function of interworking with a robot controller (not shown) for controlling the operation of the welding robot 300 and a sensor controller (not shown) for controlling the driving of the laser vision sensor 305. .

상기 로봇 제어부는 본 발명에 따른 충돌 회피 스텝 용접을 수행하는 프로그램이 저장된 메모리, 상기 메모리에 결합되어 상기 충돌 회피 스텝 용접 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함한다. 여기서 상기 메모리는 용접 로봇(300)을 스텝 부위(309)로 이동시키기 위해 스텝 부위(309)의 캐드(CAD) 데이터를 사전에 저장하 는 기능을 수행할 수 있다. 상기 프로세서는 센서 제어부로부터 레이저 비전 센서(305)를 통해 촬영된 영상 데이터를 전송받아 피용접물의 스텝 부위(309)에 따른 스텝 용접 경로를 설정할 수 있다. 또한, 상기 프로세서는 용접 로봇(300)의 용접 토치(303) 및 가리개(307)가 이동하는 3차원 좌표를 인식하여 스텝 부위(309)와의 충돌 여부를 판단하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 프로세서는 용접 로봇(300)의 용접 토치(303) 및 가리개(307)와 스텝 부위(309)와의 충돌이 예측될 경우, 스텝 용접 경로를 재설정하여 용접 작업을 지시하는 기능을 수행할 수 있다.The robot controller includes a memory in which a program for performing collision avoidance step welding according to the present invention is stored, and a processor coupled to the memory to execute the collision avoidance step welding program. Here, the memory may perform a function of previously storing CAD data of the step portion 309 in order to move the welding robot 300 to the step portion 309. The processor may receive the image data photographed through the laser vision sensor 305 from the sensor controller to set a step welding path according to the step portion 309 of the welded object. In addition, the processor may recognize a three-dimensional coordinates in which the welding torch 303 and the shade 307 of the welding robot 300 moves to determine whether or not the collision with the step portion 309. In addition, when a collision between the welding torch 303, the shade 307, and the step portion 309 of the welding robot 300 is predicted, the processor may perform a function of instructing a welding operation by resetting the step welding path. have.

상기 센서 제어부는 상기 로봇 제어부와 연동하며, 센서 구동부와 영상 처리부를 포함하여 구성된다. 상기 센서 제어부는 로봇 제어부의 요청 신호에 따라 상기 레이저 비전 센서(305)를 구동시키고 상기 레이저 비전 센서(305)가 촬영한 영상 데이터를 입력 받아 프로세서로 전송하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서 레이저 비전 센서(305)는 센서 제어부의 영상 데이터 요청 신호에 따라 스텝 부위(309)를 촬영하는 기능을 수행한다.The sensor controller is interlocked with the robot controller and includes a sensor driver and an image processor. The sensor controller may drive the laser vision sensor 305 according to a request signal from the robot controller, and receive the image data photographed by the laser vision sensor 305 and transmit the image data to the processor. Here, the laser vision sensor 305 performs a function of capturing the step portion 309 according to the image data request signal of the sensor controller.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 용접 로봇의 충돌 회피 스텝 용접의 절차를 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a procedure of collision avoidance step welding of a welding robot according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 로봇 제어부는 피용접물의 스텝 부위(309)에서 스텝 용접을 위한 용접 로봇(301)의 위치와 자세를 결정한다(S401). 여기서 상기 용접 로봇(301)의 위치와 자세에 의해서 용접 로봇(301)의 용접 토치(303), 레이저 비전 센서 및 가리개(307) 등의 위치가 결정될 수 있다.Referring to FIG. 4, first, the robot controller determines a position and a posture of the welding robot 301 for step welding at the step portion 309 of the workpiece to be welded (S401). Here, the position of the welding torch 303, the laser vision sensor, and the shade 307 of the welding robot 301 may be determined by the position and posture of the welding robot 301.

상기 용접 로봇의 위치와 자세를 결정한 로봇 제어부는 용접 로봇(301)의 위치와 자세로부터 피용접물의 스텝 부위(309)에 따른 스텝 용접 경로를 설정한다(S403). 여기서 상기 스텝 용접 경로는 센서 제어부로부터 레이저 비전 센서(305)를 통해 촬영된 영상 데이터를 이용하여 로봇 제어부의 프로세스로부터 피용접물의 스텝 부위에 따라 설정될 수 있다.The robot control unit having determined the position and posture of the welding robot sets the step welding path according to the step portion 309 of the welded object from the position and posture of the welding robot 301 (S403). The step welding path may be set according to the step portion of the workpiece to be welded from the process of the robot controller by using image data photographed through the laser vision sensor 305 from the sensor controller.

이후 로봇 제어부는 상기 설정된 상기 스텝 용접 경로에 근거하여 상기 용접 로봇(301)의 용접 토치(303) 및 가리개(307)와 상기 스텝 부위(309)와의 충돌 여부를 판단한다(S405). 상기 로봇 제어부는 메모리에 저장된 캐드(CAD) 데이터를 이용하여 레이저 비전 센서로부터 측정된 스텝 부위와 용접 로봇(301)의 끝단에 부착되어 설정된 스텝 용접 경로를 따라 움직이는 용접 토치(303) 및 가리개(307)의 3차원 위치 좌표로 충돌 여부를 판단할 수 있다. 여기서 상기 용접 토치(303) 및 가리개(307)의 3차원 위치 위치는 용접 로봇(301)의 자세와 위치로부터 역기구학(Inverse Kinematics)과 순기구학(Direct Kinematics)을 통해 계산될 수 있다.Thereafter, the robot controller determines whether or not the welding torch 303 and the shade 307 of the welding robot 301 collide with the step portion 309 based on the set step welding path (S405). The robot controller is attached to the end of the welding robot 301 and the step portion measured from the laser vision sensor using CAD data stored in the memory and moves along the set step welding path. It can be determined whether or not the collision by the three-dimensional position coordinate of the). In this case, the three-dimensional position of the welding torch 303 and the shade 307 may be calculated through inverse kinematics and direct kinematics from the position and position of the welding robot 301.

상기 로봇 제어부에서 용접 로봇(301)과 스텝 부위(309)와의 충돌이 예측될 경우, 상기 용접 토치(303) 및 가리개(307)가 충돌을 피할 수 있도록 설정된 스텝 용접 경로를 스텝 부위(309)로부터 소정의 간격만큼 떨어뜨려 재설정한다(S407). 이후 상기 로봇 제어부는 재설정된 스텝 용접 경로를 이용하여 스텝 부위(309)에서 용접 로봇(301)의 용접 토치(303) 및 가리개(307)와의 충돌을 회피하여 스텝 용접을 수행시킬 수 있다(S409). 여기서 상기 스텝 용접 경로가 스텝 부위(309)로부터 일정 간격 이상 떨어져 재설정된 경우, 로봇 제어부는 상기 일정 간격 이상 떨어져 재설정된 스텝 용접 경로에서 용접 로봇(301)으로 하여금 아크를 발생시키지 않고 스텝 용접을 진행시켜 스텝 부위(309)에서의 용접 품질 불량을 방지할 수 있다.When a collision between the welding robot 301 and the step portion 309 is predicted in the robot controller, a step welding path is set from the step portion 309 so that the welding torch 303 and the shade 307 can avoid a collision. It is reset by dropping by a predetermined interval (S407). Thereafter, the robot controller may perform step welding by avoiding collision with the welding torch 303 and the shade 307 of the welding robot 301 at the step portion 309 using the reset step welding path (S409). . Here, when the step welding path is reset apart from the step portion 309 by a predetermined interval or more, the robot controller performs the step welding without generating an arc by the welding robot 301 in the step welding path reset by being separated by the predetermined interval or more. In this way, poor welding quality at the stepped portion 309 can be prevented.

상기 로봇 제어부에서 용접 로봇(301)의 용접 토치(303) 및 가리개(307)와 스텝 부위(309)와의 충돌이 예측되지 아니하는 경우, 상기 용접 제어부는 설정된 스텝 용접 경로를 그대로 이용하여 스텝 용접을 수행한다.When the collision between the welding torch 303, the shade 307, and the step portion 309 of the welding robot 301 is not predicted by the robot controller, the welding controller performs step welding by using the set step welding path as it is. Perform.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로봇 제어부에서 재설정된 스텝 용접 경로를 따라 스텝 용접을 수행하는 모습을 나타낸 예시도이다.5 is an exemplary view showing a step welding is performed along the reset step welding path in the robot control unit according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 용접 로봇의 끝단에 부착된 용접 토치(501)와 레이저 비전 센서(503)의 노폐물 방지를 위한 가리개(505)는 피용접물(509)의 스텝 부위(511)와 충돌할 우려가 있다. 만약 기존 스텝 용접 경로(513)를 따라 이동하는 상기 용접 로봇의 용접 토치(501) 및 가리개(505)와 스텝 부위(511)와의 충돌이 예측될 경우, 상기 용접 로봇의 용접 토치(501) 및 가리개(505)는 본 발명에 따른 로봇 제어부의 제어를 받아 스텝 부위(511)와의 충돌 회피를 위해 재설정된 스텝 용접 경로(507)를 따라 이동한다.Referring to FIG. 5, the welding torch 501 attached to the end of the welding robot and the shield 505 for preventing the waste of the laser vision sensor 503 may collide with the step portion 511 of the workpiece 509. There is. If a collision between the welding torch 501 and the shade 505 of the welding robot traveling along the existing step welding path 513 is predicted, the welding torch 501 and the shade of the welding robot are predicted. 505 moves under the control of the robot controller according to the present invention along the reset step welding path 507 to avoid collision with the step portion 511.

상술한 바와 같이, 상기 로봇 제어부는 메모리에 미리 저장된 캐드(CAD) 데이터를 이용하여, 또는 미리 측정된 스텝 부위의 3차원 위치 정보를 이용하여, 레이저 비전 센서(503)로부터 측정된 스텝 부위(511)와 용접 로봇의 끝단에 부착되어 기존 스텝 용접 경로(513)를 따라 움직이는 용접 토치(501) 및 가리개(505)의 3차원 좌표로 충돌 여부를 예측할 수 있다. 상기 로봇 제어부는 용접 로봇의 용접 토 치(501) 및 가리개(505)와 스텝 부위(511)와의 충돌이 예측되는 경우, 상기 충돌을 회피할 수 있도록 상기 용접 토치(501) 및 가리개(505)를 스텝 부위(511)로부터 소정의 간격만큼 떨어뜨린 스텝 용접 경로(507)로 재설정하여 본 발명에 따른 충돌 회피 스텝 용접을 수행시킬 수 있다.As described above, the robot control unit measures the step region 511 measured from the laser vision sensor 503 by using CAD data stored in the memory or by using three-dimensional position information of the step region measured in advance. ) And the three-dimensional coordinates of the welding torch 501 and the shade 505 which are attached to the end of the welding robot and move along the existing step welding path 513, may predict the collision. The robot controller controls the welding torch 501 and the shade 505 to avoid the collision when a collision between the welding torch 501 and the shade 505 of the welding robot and the step portion 511 is predicted. The collision avoidance step welding according to the present invention can be performed by resetting to the step welding path 507 separated from the step portion 511 by a predetermined interval.

만약 상기 로봇 제어부에서 용접 로봇의 용접 토치(501) 및 가리개(505)와 스텝 부위(511)와의 충돌이 예측되지 아니하는 경우, 상기 용접 제어부는 설정된 기존 스텝 용접 경로(513) 그대로를 이용하여 스텝 용접을 수행시킬 수 있다.If a collision between the welding torch 501 and the shield 505 of the welding robot and the step 505 and the step portion 511 is not predicted by the robot control unit, the welding control unit may use the existing step welding path 513 as it is set. Welding can be performed.

도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 로봇 제어부에서 재설정된 스텝 용접 경로를 따라 스텝 용접을 수행하는 모습을 나타낸 예시도이다. 도 5를 참조하여 설명한 것과 동일한 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.6 is an exemplary view showing a step welding is performed along the reset step welding path in the robot control unit according to another embodiment of the present invention. Detailed description of the same parts as those described with reference to FIG. 5 will be omitted.

도 6을 참조하면, 용접 로봇의 용접 토치 및 가리개와 스텝 부위와의 충돌이 예측될 경우, 본 발명에 따른 로봇 제어부는 상기 용접 토치 및 가리개가 충돌을 피할 수 있도록 설정된 기존 스텝 용접 경로를 스텝 부위(511)로부터 소정의 간격만큼 떨어뜨려 재설정한다.Referring to FIG. 6, when a collision between the welding torch and the shield and the step portion of the welding robot is predicted, the robot control unit according to the present invention steps the existing step welding path set so that the welding torch and the shield avoid the collision. Reset from 511 by a predetermined interval.

이 때 상기 로봇 제어부는 스텝 부위(511)로부터 일정 간격 이상 떨어져 스텝 용접 경로(603)가 재설정되면 용접 품질의 불량을 예측할 수 있다. 상기 스텝 부위(511)로부터 일정 간격 이상 떨어져 재설정된 스텝 용접 경로로(603)부터 용접 품질의 불량이 예측되는 경우, 상기 로봇 제어부는 상기 일정 간격 이상 떨어져 재설정된 스텝 용접 경로(603)에서 용접 로봇으로 하여금 아크를 발생시키지 않고 설 정된 스텝 용접 경로(601)를 따라 스텝 용접을 수행시킬 수 있다.At this time, if the step welding path 603 is reset from the step portion 511 by a predetermined distance or more from the step portion 511, the robot controller may predict a poor welding quality. When a poor welding quality is predicted from the step welding path 603 that is reset from the step portion 511 by a predetermined interval or more, the robot controller is a welding robot in the step welding path 603 that is reset by more than the predetermined interval. The step welding can be performed along the set step welding path 601 without generating an arc.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 게시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented.

본 발명에 의하면 용접 로봇의 용접 토치 및 가리개와 스텝 부위와의 충돌을 예측하여 재설정된 스텝 용접 경로로 스텝 용접을 수행할 수 있는 용접 로봇의 스텝 용접 시 충돌 회피 방법을 제공한다.According to the present invention, a collision avoidance method for step welding of a welding robot capable of performing step welding with a reset step welding path by predicting a collision between a welding torch and a shield and a step portion of the welding robot is provided.

본 발명에 의하면 스텝 부위에서 일정 간격 이상 떨어져 재설정된 스텝 용접 경로에서 아크를 발생시키지 아니하여 용접 품질의 불량을 방지할 수 있는 용접 로봇의 스텝 용접 시 충돌 회피 방법을 제공한다.According to the present invention, there is provided a collision avoidance method for step welding of a welding robot that can prevent a poor welding quality by not generating an arc in a step welding path reset at a predetermined interval or more away from the step portion.

Claims (4)

로봇 제어부에 의해 제어되는 용접 로봇의 스텝 용접 시 충돌 회피 방법으로서,A collision avoidance method for step welding of a welding robot controlled by a robot controller, 상기 피용접물의 스텝 부위에서의 용접 로봇의 위치와 자세를 결정하는 단계;Determining a position and a posture of the welding robot at the stepped portion of the welded object; 상기 용접 로봇의 위치와 자세로부터 상기 스텝 부위에 따른 스텝 용접 경로를 설정하는 단계;Setting a step welding path according to the step portion from the position and posture of the welding robot; 상기 스텝 용접 경로에 근거하여 상기 용접 로봇과 상기 스텝 부위와의 충돌 여부를 판단하는 단계;Determining whether the welding robot collides with the step part based on the step welding path; 상기 용접 로봇과 상기 스텝 부위와의 충돌이 예측될 경우, 스텝 용접 경로를 재설정하는 단계; 및Resetting a step welding path when a collision between the welding robot and the step portion is predicted; And 상기 재설정된 스텝 용접 경로를 이용하여 스텝 용접을 수행하는 단계Performing step welding using the reset step welding path 를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 로봇의 스텝 용접 시 충돌 회피 방법.Collision avoidance method during the step welding of the welding robot comprising a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 용접 로봇과 상기 스텝 부위와의 충돌 여부 판단은 스텝 부위와 용접 로봇의 끝단에 부착되어 설정된 스텝 용접 경로를 따라 움직이는 용접 토치 및 가리개의 3차원 위치 좌표를 이용하여 예측되는 것Determination of the collision between the welding robot and the step portion is predicted using the three-dimensional position coordinates of the welding torch and the shade moving along the set step welding path attached to the step portion and the end of the welding robot 을 특징으로 하는 용접 로봇의 스텝 용접 시 충돌 회피 방법.Collision avoidance method during the step welding of the welding robot, characterized in that. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 용접 로봇과 상기 스텝 부위와의 충돌이 예측되지 아니하는 경우, 상기 용접 로봇은 설정된 스텝 용접 경로 그대로를 이용하여 스텝 용접을 수행하는 것When the collision between the welding robot and the step portion is not predicted, the welding robot performs step welding using the set step welding path as it is. 을 특징으로 하는 용접 로봇의 스텝 용접 시 충돌 회피 방법.Collision avoidance method during the step welding of the welding robot, characterized in that. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 용접 로봇은 상기 스텝 용접 경로가 스텝 위치로부터 일정 간격 이상 떨어져 재설정된 경우, 상기 일정 간격 이상 떨어져 재설정된 스텝 용접 경로에서 아크를 발생시키지 아니하는 것The welding robot does not generate an arc in the step welding path reset at a distance apart from the predetermined distance when the step welding path is reset at a distance apart from the step position. 을 특징으로 하는 용접 로봇의 스텝 용접 시 충돌 회피 방법.Collision avoidance method during the step welding of the welding robot, characterized in that.
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EP3760358A1 (en) * 2019-06-18 2021-01-06 DAIHEN Corporation Robot control apparatus with a laser sensor and an angle adjusting control unit, and robot control system with such apparatus

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