KR101399963B1

KR101399963B1 - 자동 용접장치

Info

Publication number: KR101399963B1
Application number: KR1020120053988A
Authority: KR
Inventors: 김무석; 박영진; 홍진일; 전도형
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2014-05-27
Also published as: KR20130130299A

Abstract

자동 용접장치가 개시된다. 본 발명의 자동 용접장치는, 용접선을 따라 주행하며, 용접선에 용접작업을 수행하는 용접 토치가 마련되는 용접유닛과, 용접유닛이 용접유닛의 주행방향인 X축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지하는 균형 감지유닛과, 용접유닛의 기울어짐을 보상하여 용접유닛의 균형을 유지하는 균형 유지유닛과, 용접유닛과 균형 유지유닛을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

자동 용접장치{Apparatus of automatic welding}

본 발명은 자동 용접장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 균형을 유지하며 용접선에 용접작업을 수행할 수 있는 자동 용접장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 용접은 약 1천년전부터 사용되었으나, 실제 그 적용에 있어선 제1차 및 제2차 세계대전 후부터 급속히 발전하여 자동차, 차량, 조선, 건축, 전기기기, 산업기계, 금속가공 등 많은 분야에서 활용되고 있으며, 특히 금속가공기술에서 중요한 위치를 차지하고 있다.

특히 용접작업은 선박의 건조과정에서 상당한 부분을 차지하고 있다. 따라서 선박 건조 시 생산성을 향상시키기 위해 자동 용접장치를 많이 사용하고 있다.

이러한 종래기술에 따른 자동 용접장치는, 용접 토치가 마련된 용접유닛이 용접선(weld line)을 따라 주행하며 용접작업을 수행한다.

그런데 종래기술에 따른 자동 용접장치는, 용접 토치의 무게 등에 의해 용접유닛이 기울어져 용접 토치와 용접선이 정확하기 일치하지 못해 용접 불량이 발생되는 문제점이 있다.

즉 용접유닛은, 용접선에서 소정 간격 이격된 용접선을 따라 주행 시 용접 토치쪽으로 기울어지는 현상이 발생된다. 이러한 용접유닛이 기울어지는 현상은, 용접토치가 용접유닛의 주행방향인 전후방향에 교차되는 좌우방향으로 마련되는 장착 아암에 장착되기 때문이다.

즉, 용접 토치 등의 무게에 의해 발생되는 모멘트에 의해 용접유닛이 용접 토치쪽으로 기울어진다.

따라서 용접유닛의 용접과정에서 기울어져 용접 토치와 용접선이 어긋나는 것을 방지하며, 용접 토치의 위치를 제어하여 용접선과 용접 토치의 위치를 일치시킴으로써 용접불량을 방지하는 자동 용접장치가 필요한 실정이다.

한국특허공개공보 제10-2008-000028120(현대중공업 주식회사), 2008.03.31

따라서 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 용접과정에서 균형을 유지하며 용접선과 용접 토치의 위치를 일치시킬 수 있는 자동 용접장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 용접선을 따라 주행하며, 상기 용접선에 용접작업을 수행하는 용접 토치가 마련되는 용접유닛; 상기 용접유닛이 상기 용접유닛의 주행방향인 X축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지하는 균형 감지유닛; 상기 용접유닛의 기울어짐을 보상하여 상기 용접유닛의 균형을 유지하는 균형 유지유닛; 및 상기 용접유닛과 상기 균형 유지유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 자동 용접장치를 제공할 수 있다.

상기 용접유닛은, 용접 유닛 본체; 상기 용접 유닛 본체와 연결되며, 상기 용접선을 따라 마련되는 주행레일에 안내되어 상기 용접 유닛 본체를 상기 X축 방향으로 이동시키는 주행부; 및 상기 용접 유닛 본체와 연결되며, 상기 용접 토치의 위치를 제어하는 용접 토치 이동부를 포함할 수 있다.

상기 용접 토치 이동부는, 상기 용접 토치를 상기 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부; 상기 용접 토치를 상기 X축 방향과 Y축 방향에 수직하는 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부; 및 상기 용접 토치를 상기 Y축과 상기 Z축이 이루는 평면상에서 회전시키는 용접 토치 위빙(weaving)부를 포함할 수 있다.

상기 Z축 이동부는 상기 용접 유닛 본체에 결합되며, 상기 Y축 이동부는 상기 Z축 이동부에 결합되고, 상기 용접 토치 위빙부는 상기 Y축 이동부에 결합되고, 상기 용접 토치는 상기 용접 토치 위빙부에 결합될 수 있다.

상기 균형 감지유닛은, 상기 용접 유닛이 상기 주행레일에 인가하는 압력을 감지하는 한 쌍의 로드 셀(load cell)일 수 있다.

상기 균형 유지유닛은, 균형추; 및 상기 균형추가 결합되며, 상기 균형추를 상기 Y축 방향으로 이동시키는 균형추 이동부를 포함할 수 있다.

상기 용접선을 감지하는 용접선 감지유닛; 및 상기 용접토치와 상기 용접선의 위치 차이를 검출하여 상기 제어부에 제공하는 용접선 오차 검출부를 더 포함할 수 있다.

상기 용접선 감지유닛은, 상기 용접유닛의 주행방향으로 상기 용접 토치의 전방에 미리 설정된 이격거리만큼 이격되어 배치되며, 상기 용접선을 스캐닝하는 레이저 비젼 센서(Laser vision sensor)일 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 균형 감지유닛이 용접유닛이 기울어지는 것을 감지하고, 균형 유지유닛이 용접유닛의 기울어짐을 보상하여 용접유닛의 균형을 유지함으로써, 용접 토치와 용접선이 어긋나는 것을 방지하고, 용접선과 용접 토치의 위치를 일치시켜 용접할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1의 자동 용접장치가 도시된 평면도이다.
도 3은 도 1의 자동 용접장치의 주행부가 도시된 도면이다.
도 4는 도 1의 자동 용접장치의 제어부에 저장되는 용접선 오차가 나타난 도면이다.
도 5는 도 4의 용접선 오차의 기호를 표시하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접장치의 제어방법이 도시된 순서도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접장치가 도시된 사시도이고, 도 2는 도 1의 자동 용접장치가 도시된 평면도이며, 도 3은 도 1의 자동 용접장치의 주행부가 도시된 도면이고, 도 4는 도 1의 자동 용접장치의 제어부에 저장되는 용접선 오차가 나타난 도면이며, 도 5는 도 4의 용접선 오차의 기호를 표시하는 방법을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접장치의 제어방법이 도시된 순서도이다.

설명의 편의를 위해 용접유닛의 주행방향인 전후방향을 X축 방향, 주행방향에 교차하는 좌우방향을 Y축 방향, 주행방향에 대한 상하방향을 Z축 방향이라 한다.

도 1 내지 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 용접장치는, 용접선(weld line, W)을 따라 주행하며, 용접선(W)에 용접작업을 수행하는 용접 토치(T)가 마련되는 용접유닛(110)과, 용접유닛(110)에 마련되며, 용접유닛(110)이 용접유닛(110)의 주행방향인 X축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지하는 균형 감지유닛(120)과, 용접유닛(110)에 연결되며, 용접유닛(110)의 기울어짐을 보상하여 용접유닛(110)의 균형을 유지하는 균형 유지유닛(130)과, 용접유닛(110)과 균형 유지유닛(130)을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.

용접선(W)은 비드 필릿 용접 또는 맞대기 용접 등을 위해 용접모재(C)에 마련된다. 이러한 용접선(W)을 따라 용접유닛(110)이 주행하며, 용접 토치(T)를 통해 용접선(W)에 용접작업을 수행한다.

용접유닛(110)은, 용접 유닛 본체(111)와, 용접 유닛 본체(111)와 연결되며, 용접선(W)을 따라 마련되는 주행레일(R)에 안내되어 용접 유닛 본체(111)를 이동시키는 주행부(113)와, 용접 유닛 본체(111)와 연결되며, 용접 토치(T)의 위치를 제어하는 용접 토치 이동부(115)를 포함한다. 주행부(113)는 X축 방향으로 복수 개가 구비될 수 있다.

주행부(113)는, 주행레일(R)을 중심으로 Y축 방향으로 상호 대칭되어 배치되며, 주행레일(R)에서 구름운동하는 한 쌍의 주행롤러(113a, 113b)와, 주행롤러(113a, 113b)가 각각 회전가능하게 결합되며, 용접 유닛 본체(111)를 지지하는 한 쌍의 주행롤러 브라켓(114)을 포함한다.

주행롤러 브라켓(114)은 주행레일(R)을 중심으로 Y축 방향으로 상호 이격 배치되고, 주행롤러(113a, 113b)는 주행롤러 브라켓(114) 각각에 회전가능하게 결합된다.

주행레일(R)은 용접선(W)에 소정간격 이격되어 마련되며, 용접선(W)의 방향과 거의 평행하게 배치되어 용접유닛(110)의 주행을 안내한다.

이러한 주행레일(R)에는, 상단부에서 아래쪽으로 예각을 이루며 경사지는 제1 측단부(R1)와, 하단부에서 위쪽으로 예각을 이루며 경사지고, 제1 측단부(R1)와 상하방향으로 대칭되는 제2 측단부(R2)가 마련된다.

주행롤러(113a, 113b)는, 제1 측단부(R1)에서 구름운동하는 상부 주행롤러(113a)와, 제2 측단부(R2)에서 구름운동하는 하부 주행롤러(113b)를 포함한다.

결국 4개의 주행롤러(113a, 113b)가 주행레일(R)을 좌우측에서 클램핑하는 구조를 이루기 때문에 주행부(113)가 주행레일(R)에서 이탈하지 않는다. 도시되지 않았으니, 4개의 주행롤러(113a, 113b)는 X축 방향으로 복수 개 구비될 수 있다.

한편 주행부(113)는, 동력을 발생시키는 구동모터(미도시)와, 주행롤러(113a, 113b)와 연결되어 구동모터의 동력을 주행롤러(113a, 113b)에 전달하는 동력전달부(미도시)를 더 포함한다.

용접 토치 이동부(115)는 용접 유닛 본체(111)와 연결되며, 용접 토치(T)의 위치를 제어한다. 이러한 용접 토치 이동부(115)는, 용접 토치(T)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부(116)와, 용접 토치(T)를 주행방향에 대하여 상하방향인 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부(117)와, 용접 토치(T)를 Y축과 Z축이 이루는 평면상에서 회전시키는 용접 토치 위빙부(weaving, 118)를 포함한다.

본 실시예에서 Z축 이동부(117)는 용접 유닛 본체(111)에 결합되며, Y축 이동부(116)는 Z축 이동부(117)에 Z축 방향으로 업/다운(up/down) 가능하게 결합되고, 용접 토치 위빙부(118)는 Y축 이동부(116)에 Y축 방향으로 이동가능하게 결합되고, 용접 토치(T)는 용접 토치 위빙부(118)에 회동가능하게 결합된다.

즉 용접 유닛 본체(111)에 결합된 Z축 이동부(117)는, Y축 이동부(116)를 Z축 방향으로 업/다운(up/down)시킨다. Z축 이동부(117)에 Z축 방향으로 업/다운(up/down) 가능하게 결합된 Y축 이동부(116)는 용접 토치 위빙부(118)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 또한 Y축 이동부(116)에 Y축 방향으로 이동가능하게 결합된 용접 토치 위빙부(118)는 용접 토치(T)를 가 용접 토치(T)를 Y축과 Z축이 이루는 평면상에서 회동시킨다.

결국 용접 토치(T)는, 용접유닛(110)의 주행방향에 따른 이동, Y축 방향으로의 이동, Z축 방향으로의 이동 및 Y축과 Z축이 이루는 평면상에서 X축 방향을 회전 축심으로 하는 회동이 가능하다.

한편 균형 감지유닛(120)은, 용접유닛(110)이 용접유닛(110)의 주행방향인 전후방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지한다. 균형 감지유닛(120)은, 용접 유닛 본체(111)가 주행롤러 브라켓(114)에 인가하는 압력을 감지하는 한 쌍의 로드 셀(load cell)이다.

이러한 한 쌍의 균형 감지유닛(120)은, 용접 유닛 본체(111)가 주행롤러 브라켓(114)에 인가하는 압력을 감지하도록, 용접 유닛 본체(111)와 주행롤러 브라켓(114) 사이에 마련된다. 또한 균형 감지유닛(120)은 제어부와 연결되어 감지된 압력 값을 제어부로 송신한다.

본 실시예에서 균형 감지유닛(120)은 로드 셀(load cell)로 마련되지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 용접유닛(110)의 기울임을 감지할 수 있는 다양한 기울기센서(예를 들어, 자이로스코프 등등)가 균형 감지유닛(120)으로 사용될 수 있다.

한편 균형 유지유닛(130)은, 용접유닛(110)에 연결되며 용접유닛(110)의 기울어짐을 보상하여 용접유닛(110)의 균형을 유지한다. 이러한 균형 감지유닛(120)은, 균형추(131)와, 균형추(131)가 결합되며, 균형추(131)를 Y축 방향으로 이동시키는 균형추 이동부(132)를 포함한다.

균형추(131)는, 용접 토치(T)의 무게와 후술하는 용접선 감지유닛(140, 설명의 편의를 위해 후술함)의 무게를 합한 무게에 상당하는 무게로 마련된다.

균형추 이동부(132)는, Y축 이동부(116)에 발생되는 모멘트를 상쇄하도록, Y축 이동부(116)의 반대편에 마련된다.

결국 균형추(131)는, 균형추 이동부(132)에 의해 Y축 방향으로 이동됨으로써, 용접유닛(110)이 기울어지지 않고 균형을 유지하게 한다.

한편 균형추 이동부(132)는 Z축 이동부(117)에 업/다운(up/down) 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 균형추(131)는 이동부가 Y축 이동부(116)의 업/다운(up/down)에 연동되어 Y축 이동부(116)와 함께 업/다운(up/down)됨으로써, 용접유닛(110)의 균형유지를 더욱 간편하게 수행할 수 있다.

제어부는 용접유닛(110)과 균형 유지유닛(130)을 제어한다. 즉 제어부는, 주행부(113)와 용접 토치 이동부(115) 등을 제어하여 용접작업을 수행하며, 균형 감지유닛(120)의 신호값을 수신하여 용접유닛(110)이 기울어지는 것을 파악하고, 균형 유지유닛(130)을 통해 용접유닛(110)이 기울어지는 것을 방지한다.

한편 본 실시예에 따른 자동 용접장치는, 용접유닛(110)에 연결되며, 용접선(W)을 감지하는 용접선 감지유닛(140)과, 용접선 감지유닛(140)의 신호값에 따라 용접토치와 용접선(W)의 위치 차이를 검출하고, 검출된 위치 차이를 제어부에 제공하는 용접선 오차 검출부(미도시)를 더 포함한다.

본 실시예에서 용접선 감지유닛(140)은, 용접유닛(110)의 주행방향에서 용접 토치(T)에서 미리 설정된 이격거리(D)로 이격되어 전방에 배치되며, 용접선(W)을 스캐닝하는 레이저 비젼 센서(Laser vision sensor)이다.

이러한 레이저 비젼 센서는 용접 작업 시 발생되는 빛에 의한 간섭을 피하기 위해 용접 토치(T)에서 미리 설정된 이격거리(D)로 이격된다.

용접선 오차 검출부(미도시)는 검출된 용접토치와 용접선(W)의 위치 차이(이하 "용접선 오차"라 함)를 제어부에 제공한다. 즉 용접선 오차 검출부(미도시)는 용접선(W)을 스캐닝하여 획득한 용접선(W)의 위치와 용접 토치(T)의 위치 차이인 용접선 오차를 Y축, Z축에 따라 실시간으로 검출한다.

용접선 오차 검출부(미도시)에서 검출된 용접선 오차는 통신수단을 통해 제어부로 전송된다. 이러한 용접선 오차의 전송과정에서 데이터의 손상 또는 누락이 발생될 수 있는데, 이러한 데이터의 손상 또는 누락에 의한 피해를 방지하기 위해 용접선 오차 검출부(미도시)는, 용접작업이 시작되는 위치를 원점으로 하여 원점으로부터의 거리인 절대위치로 표시한다.

용접선 오차를 바로 앞에서 스캐닝한 용접선(W) 위치에서의 변화값으로 처리하면 데이터의 손상지점부터 누적오차가 발생되어 데이터 손상지점 이후의 용접작업이 모두 데이터 손상의 영향을 받지만, 도 4에 도시된 바와 같이, 용접선 오차를 원점에서의 절대위치로 처리하는 경우 데이터 손상부분만이 영향을 받고 이후의 용접작업은 데이터 손상의 영향을 받지 않는다.

또한 도 5에 도시된 바와 같이 용접선 오차의 데이터 손상여부를 판단하기 위해, Y축 방향의 우측을 플러스(+) 기호, 좌측을 마이너스(-) 기호로 표시하고, Z축 방향의 상측을 플러스(+) 기호, 하측을 마이너스(-) 기호로 표시한다.

따라서 제어부는 전송된 용접선 오차의 급격한 변화(예를 들어 +1100에서 -1200으로의 변화)를 이를 데이터의 손상이나 누락으로 판단한다.

본 실시예에 따른 용접선 오차는 앞서 설명한 바와 같이 원점에서의 절대위치로 처리되므로, 데이터의 손상이나 누락으로 판단된 용접선 오차를 확인하고 이전의 용접선 오차 정보를 취하여 다시 용접작업을 수행할 수 있다.

한편, 제어부에 전송된 용접선 오차는 제어부에 저장된다. 이때 용접선 오차 검출부(미도시)가 검출한 용접선 오차는 현재 용접 토치(T)의 위치보다 이격거리(D)만큼 선행하는 위치의 용접선 오차이므로, 제어부는, 용접선 오차의 저장 시 X축 방향의 값에 이격거리(D)를 합하여 저장한 후, 용접 토치(T)가 실제로 이격거리(D)가 합해진 위치에 도달하면 저장된 그 위치의 용접선 오차를 로딩하여 용접 토치(T)의 위치를 제어한다.

한편 제어부의 저장용량에는 한계가 있으므로 소정의 범위에서 이미 사용된 용접선 오차값을 삭제하고 새로운 용접선 오차값을 저장한다. (예를 들어 2000개의 저장 범위를 가지는 경우, 2001번의 저장 시 기존의 1번을 삭제하고 나머지를 한 칸씩 앞으로 이동시키고 마지막 섹터에 2001을 저장하는 방식)

이하에서 본 실시예에 따른 자동 용접장치의 동작을 설명한다.

본 실시예에 따른 자동 용접장치의 제어방법은, 용접유닛(110)이 주행방향인 X축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지하는 균형 감지단계(S100)와, 균형 유지유닛(130)이 용접유닛(110)의 기울어짐을 보상하여 용접유닛(110)의 균형을 유지하는 균형 유지단계(S200)와, 용접유닛(110)이 용접선(W)에 용접작업을 수행하는 용접단계(S700)를 포함한다.

본 실시예에 따른 자동 용접장치의 제어방법은, 용접선 감지유닛(140)이 용접선(W)을 감지하는 용접선 감지단계(S300)와, 용접선 오차 검출부(미도시)가 용접선 감지유닛(140)의 신호값에 따라 용접토치와 용접선(W)의 위치 차이를 검출하는 용접선 오차 검출단계(S400)와, 용접토치와 용접선(W)의 위치 차이에 용접 토치(T)와 용접선 감지유닛(140)의 이격거리(D)가 합해진 용접선 오차값을 저장하는 오차값 저장단계(S500)와, 제어부가 저장된 용접선 오차값에 따라 용접토치를 이동시키는 오차값 저장단계(S600)를 더 포함한다.

균형 감지단계(S100)에서는 용접유닛(110)이 주행방향인 X축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 균형 감지유닛(120) 감지한다. 즉 용접유닛(110)의 주행 또는 정지 시 균형 감지유닛(120)은 용접유닛(110)이 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지한다.

균형 유지단계(S200)에서는, 균형 유지유닛(130)이 용접유닛(110)의 기울어짐을 보상하여 용접유닛(110)의 균형을 유지한다. 균형 감지유닛(120)에 의해 용접유닛(110)의 기울어짐을 인식한 제어부가 균형 유지유닛(130)을 작동시켜 균형을 유지한다. 즉 균형추(131)의 이동에 의해 용접유닛(110)에 인가되는 모멘트를 상쇄한다.

이와 같이 균형을 유지하며 용접유닛(110)이 주행레일(R)을 따라 주행하고, 용접선 감지유닛(140)이 용접선(W)을 감지한다.(용접선 감지단계(S300))

용접선 오차 검출단계(S400)에서는, 용접선 오차 검출부(미도시)가 용접선 감지유닛(140)의 신호값에 따라 용접토치와 용접선(W)의 위치 차이를 검출한다.

저장단계에서는, 용접토치와 용접선(W)의 위치 차이에 용접 토치(T)와 용접선 감지유닛(140)의 이격거리(D)가 합해진 용접선 오차값이 제어부에 저장된다.

오차값 저장단계(S600)에서는, 제어부가 저장된 용접선 오차값에 따라 용접 토치(T)를 이동시킨다.

용접단계(S700)에서는 용접선(W)과 일치된 용접 토치(T)에 의해 용접작업이 수행된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 자동 용접장치 및 그 제어방법에 따르면, 균형 감지유닛(120)이 용접유닛(110)이 기울어지는 것을 감지하고, 균형 유지유닛(130)이 용접유닛(110)의 기울어짐을 보상하여 용접유닛(110)의 균형을 유지함으로써, 용접 토치(T)와 용접선(W)이 어긋나는 것을 방지하고, 용접선(W)과 용접 토치(T)의 위치를 일치시켜 용접작업을 수행할 수 있다.

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

110: 용접유닛 111: 용접 유닛 본체
113: 주행부 113a, 113b: 주행롤러
114: 주행롤러 브라켓 115: 용접 토치 이동부
116: Y축 이동부 117: Z축 이동부
118: 용접 토치 위빙부 120: 균형 감지유닛
130: 균형 유지유닛 131: 균형추
132: 균형추 이동부 140: 용접선 감지유닛
W: 용접선 T: 용접 토치
C: 용접모재 R: 주행레일
D: 이격거리

Claims

용접선을 따라 주행하며, 상기 용접선에 용접작업을 수행하는 용접 토치가 마련되는 용접유닛;
상기 용접유닛이 상기 용접유닛의 주행방향인 X축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지하는 균형 감지유닛;
상기 용접유닛의 기울어짐을 보상하여 상기 용접유닛의 균형을 유지하는 균형 유지유닛; 및
상기 용접유닛과 상기 균형 유지유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 용접유닛은,
용접 유닛 본체;
상기 용접 유닛 본체와 연결되며, 상기 용접선을 따라 마련되는 주행레일에 안내되어 상기 용접 유닛 본체를 상기 X축 방향으로 이동시키는 주행부; 및
상기 용접 유닛 본체와 연결되며, 상기 용접 토치의 위치를 제어하는 용접 토치 이동부를 포함하며,
상기 균형 감지유닛은,
상기 용접 유닛이 상기 주행레일에 인가하는 압력을 감지하는 한 쌍의 로드 셀(load cell)인 자동 용접장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 용접 토치 이동부는,
상기 용접 토치를 상기 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부;
상기 용접 토치를 상기 X축 방향과 Y축 방향에 수직하는 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부; 및
상기 용접 토치를 상기 Y축과 상기 Z축이 이루는 평면상에서 회전시키는 용접 토치 위빙(weaving)부를 포함하는 자동 용접장치.
제3항에 있어서,
상기 Z축 이동부는 상기 용접 유닛 본체에 결합되며,
상기 Y축 이동부는 상기 Z축 이동부에 결합되고,
상기 용접 토치 위빙부는 상기 Y축 이동부에 결합되고,
상기 용접 토치는 상기 용접 토치 위빙부에 결합되는 자동 용접장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 균형 유지유닛은,
균형추; 및
상기 균형추가 결합되며, 상기 균형추를 상기 Y축 방향으로 이동시키는 균형추 이동부를 포함하는 자동 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 용접선을 감지하는 용접선 감지유닛; 및
상기 용접토치와 상기 용접선의 위치 차이를 검출하여 상기 제어부에 제공하는 용접선 오차 검출부를 더 포함하는 자동 용접장치.
제7항에 있어서,
상기 용접선 감지유닛은,
상기 용접유닛의 주행방향으로 상기 용접 토치의 전방에 미리 설정된 이격거리만큼 이격되어 배치되며, 상기 용접선을 스캐닝하는 레이저 비젼 센서(Laser vision sensor)인 자동 용접장치.