KR102084059B1

KR102084059B1 - 용접로봇을 이용한 용접방법

Info

Publication number: KR102084059B1
Application number: KR1020180027476A
Authority: KR
Inventors: 전도형; 이재창; 김병덕; 김용욱; 박경웅; 박기범; 이상욱; 이현철
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2020-03-03
Also published as: KR20190106264A

Abstract

본 발명에서는 용접로봇을 이용한 용접방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예는 격벽으로 외부와 격리된 작업구역 내에서 용접로봇을 이용하여 용접하는 용접방법으로서, 상기 작업구역의 종류에 따라 용접로봇을 선정하는 선정단계, 상기 선정단계에서 선정된 용접로봇을 구성하는 복수의 모듈을 상기 작업구역 내에서 조립하는 조립단계, 상기 조립단계에서 조립된 상기 용접로봇을 이용하여 상기 작업구역 내에서 용접을 수행하는 용접단계 및 상기 작업구역 내에서 용접로봇을 상기 복수의 모듈로 분리하여 상기 작업구역 외부로 회수하는 회수단계를 포함한다.

Description

용접로봇을 이용한 용접방법{WELDING METHOD USING WELDING ROBOT}

본 발명은 용접로봇을 이용한 용접방법에 관한 것으로서, 용접로봇을 이용하여 작업공간에서 용접을 수행하는 방법에 관한 것이다.

용접작업을 수행하기 위해 용접로봇이 이용될 수 있다. 용접로봇은 용접토치가 구비된 로봇암을 가질 수 있고, 상기 로봇암을 제어하여 작업공간상에 존재하는 용접요구부위에 용접작업을 수행할 수 있다.

한편, 용접로봇은 그 크기 및 중량이 커서 작업공간에 용접로봇을 배치하는 데에 상당한 노력이 요구될 수 있다. 나아가, 용접작업이 필요한 작업공간이 격벽 등에 의해 밀폐되는 등 크기 및 중량이 큰 용접로봇이 작업공간상에 배치되기 어려운 경우, 상기 용접로봇을 작업공간상에 효과적으로 배치하여 용접작업을 수행하는 것은 중요한 과제가 된다.

본 발명의 실시예들은 작업공간에 따라 합리적인 용접로봇을 선정하고, 효과적으로 상기 작업공간상에 용접로봇을 배치하며, 효율적인 용접작업을 수행할 수 있는 용접방법을 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 용접로봇을 이용한 용접방법은 격벽으로 외부와 격리된 작업구역 내에서 용접로봇을 이용하여 용접하는 용접방법으로서, 상기 작업구역의 종류에 따라 용접로봇을 선정하는 선정단계, 상기 선정단계에서 선정된 용접로봇을 구성하는 복수의 모듈을 상기 작업구역 내에서 조립하는 조립단계, 상기 조립단계에서 조립된 상기 용접로봇을 이용하여 상기 작업구역 내에서 용접을 수행하는 용접단계 및 상기 작업구역 내에서 용접로봇을 상기 복수의 모듈로 분리하여 상기 작업구역 외부로 회수하는 회수단계를 포함한다.

상기 조립단계에서는, 상기 격벽에 형성된 개방부를 통해 상기 복수의 모듈을 상기 작업구역 내에 투입할 수 있다.

상기 복수의 모듈은 용접작업을 수행하는 작업모듈 및 이동수단이 구비된 이동모듈을 포함하고, 상기 조립단계에서는, 상기 작업구역 내에서 상기 작업모듈 및 이동모듈을 결합시켜 상기 용접로봇을 조립할 수 있다.

상기 작업구역이 바닥으로부터 돌출된 복수의 장애물이 존재하는 비평탄구역인 경우 상기 용접로봇을 레일형으로 선정하고, 상기 작업구역이 상기 장애물이 존재하지 않는 평탄구역인 경우 상기 용접로봇을 모바일형으로 선정할 수 있다.

상기 선정단계에서 상기 레일형이 선정된 경우, 상기 조립단계에서는 상기 작업구역의 상기 장애물 상부측에 레일을 설치하고, 상기 레일상에 레일형 이동모듈을 설치하며, 용접작업을 수행하는 작업모듈을 상기 레일형 이동모듈상에 결합시켜 레일형 용접로봇을 조립할 수 있다.

상기 선정단계에서 상기 레일형이 선정된 경우, 상기 조립단계에서, 상기 레일은 격벽에 의해 격리된 복수의 작업구역을 함께 관통하도록 설치되고, 상기 용접단계에서, 상기 용접로봇은 상기 레일을 따라 복수의 작업구역을 이동하며 용접을 수행할 수 있다.

상기 용접단계에서는, 상기 용접로봇에 구비된 센서를 통해 상기 작업구역상에 미리 설정된 기준부를 인식하고, 상기 기준부를 미리 저장된 맵데이터에 대응시켜 상기 용접로봇의 위치를 파악할 수 있다.

상기 용접단계에서는, 상기 용접로봇에 마련된 카메라를 통해 상기 용접로봇에 의한 용접대상이 상기 맵데이터에 설정된 용접대상과 일치하는지 파악할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 작업공간에 따라 합리적인 용접로봇을 선정하고, 효과적으로 상기 작업공간상에 용접로봇을 배치하며, 효율적인 용접작업을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 용접로봇을 이용한 용접방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 용접이 수행되는 작업공간을 외부에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 용접로봇을 이용한 용접방법에서 상호 구획된 복수의 작업공간에서 용접이 수행되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 용접로봇을 이용한 용접방법에서 모바일형 용접로봇을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 용접로봇을 이용한 용접방법에서 레일형 용접로봇을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 용접로봇을 이용한 용접방법에서 비평탄구역을 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.

또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 용접로봇을 이용한 용접방법의 순서도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 용접방법이 수행되는 작업공간을 외부에서 바라본 도면이다.

본 발명의 일실시예는 격벽(52)으로 외부와 격리된 작업구역(50) 내에서 용접로봇(100)을 이용하여 용접하는 용접방법으로서, 상기 작업구역(50)의 종류에 따라 용접로봇(100)을 선정하는 선정단계(S100), 상기 선정단계(S100)에서 선정된 용접로봇(100)을 구성하는 복수의 모듈을 상기 작업구역(50) 내에서 조립하는 조립단계(S200), 상기 조립단계(S200)에서 조립된 상기 용접로봇(100)을 이용하여 상기 작업구역(50) 내에서 용접을 수행하는 용접단계(S300) 및 상기 작업구역(50) 내에서 용접로봇(100)을 상기 복수의 모듈로 분리하여 상기 작업구역(50) 외부로 회수하는 회수단계(S400)를 포함한다.

구체적으로, 본 발명의 일실시예에서 상기 작업구역(50)은 다양한 유형일 수 있으며, 본 발명의 일실시예에서 상기 작업구역(50)은 격벽(52)으로 외부와 격리되어 밀폐블록을 형성할 수 있다.

도 2 및 3에는 본 발명의 일실시예에 따라 격벽(52)을 통해 외부와 격리 및 구획된 작업구역(50)이 도시되어 있다. 도 2은 상기 작업구역(50)을 외부에서 바라본 모습이며, 도 3에는 격벽(52)으로 구획된 복수의 작업구역(50) 내부가 개략적으로 도시되어 있다.

한편, 선정단계(S100)에서는 상기 작업구역(50)의 종류에 따라 용접로봇(100)을 선정한다. 상기 작업구역(50)의 종류는 다양할 수 있으며, 예컨대 외부와 연통되는 개방부(55)가 작업구역(50)의 상면에 형성된 형태 또는 측면상에 형성된 형태 등으로 구분될 수도 있고, 본 발명의 일실시예에서는 작업구역(50) 내에 용접로봇(100)의 주행을 방해하는 장애물(57)의 존부에 따라 평탄구역(50a) 및 비평탄구역(50b)으로 구분할 수 있다.

또한, 상기 작업구역(50)의 종류에 따라 효율적인 용접작업 수행을 위한 용접로봇(100)을 선정한다. 즉, 작업구역(50)의 특징에 따라 용접로봇(100)의 타입을 선정하게 된다.

본 발명의 일실시예는 용접작업을 위해 용접토치(125)가 구비된 용접로봇(100)을 제시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 절단작업, 검사작업 등을 수행하기 위해 용접로봇(100) 타입이 선정될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 작업구역(50)의 특징에 따라 다양한 이동방식의 용접로봇(100)이 선정될 수 있다. 예컨대, 휠이나 크롤러 등으로 통해 주행이 가능한 작업구역(50)의 경우 휠 또는 크롤러를 가지는 모바일형 용접로봇(100a)을 선정할 수 있고, 장애물(57)이 존재하여 주행이 어려운 작업구역(50)의 경우 상기 작업구역(50)상에 설치되는 레일(180)을 따라 이동하는 레일형 용접로봇(100b)을 선택할 수도 있다.

조립단계(S200)에서는 상기 선정단계(S100)에서 선정된 용접로봇(100)을 구성하는 복수의 모듈을 상기 작업구역(50) 내에서 조립한다.

본 발명의 일실시예에서 상기 용접로봇(100)은 복수의 모듈로 구성된다. 복수의 모듈은 센서(170)가 포함된 센서모듈, 용접 등을 수행하기 위한 작업도구가 구비된 작업모듈(120) 및 용접로봇(100)의 이동수단이 포함된 이동모듈(150) 등으로 구성될 수 있다.

조립단계(S200)에서는 상기 작업구역(50)내로 상기 복수의 모듈을 상호 분리된 상태로 투입하게 된다. 격벽(52)에 의해 구획된 작업구역(50)은 용접로봇(100)이 투입될 수 있는 개방부(55)가 협소하거나, 천장에 위치하는 등 접근이 어려운 위치의 경우 상기 용접로봇(100)을 투입하기 곤란할 수 있다.

나아가, 상기 용접로봇(100)의 구동부, 용접 작업을 위한 장비 등에 의해 용접로봇(100)은 그 크기나 중량이 큰 경우가 많으며, 이러한 경우 상기 용접로봇(100)을 작업구역(50)내로 투입하는 것은 더욱 어려운 작업이 된다.

본 발명의 일실시예는 상기 용접로봇(100)을 직접 격벽(52)으로 구획된 작업구역(50) 내로 투입하지 않고, 상기 용접로봇(100)을 구성하는 복수의 모듈을 상호 분리하여 각각 작업구역(50) 내로 투입하게 된다.

용접로봇(100)을 구성하는 각각의 모듈은 조립된 상태의 용접로봇(100)에 비해 크기나 중량이 작아 작업구역(50)내로 이동시키기 수월하고, 이에 따라 작업구역(50)에서 외부와 연통되도록 형성되는 개방부(55)의 크기나 위치 등의 제약에도 불구하고 용이하게 용접로봇(100)을 투입할 수 있다.

나아가, 용접로봇(100)이 복수의 모듈 상태로 투입되므로, 작업구역(50)상에 존재하는 개방부(55)의 제약에도 불구하고 부피 또는 중량의 제한이 완화되어 고성능 등 다양한 타입의 용접로봇(100)을 작업구역(50)내로 투입할 수 있다.

도 2 및 3에는 작업구역(50)의 측벽상에 개방부(55)가 형성된 모습이 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명의 일실시예에 따른 모바일형 용접로봇 (100a)이 도시되어 있다. 도 4에 도시된 모바일형 용접로봇(100a)은 휠 타입의 이동모듈(150)과 용접토치(125)가 구비된 로봇암 타입의 작업모듈(120)로 구성되며, 도 2 및 3에 도시된 작업구역(50)의 개방부(55)를 통해 상기 작업구역(50)내로 투입될 수 있다.

복수의 모듈이 분리된 상태로 작업구역(50)내에 투입되면, 작업자는 각 모듈을 조립하여 작업구역(50)상에서 완성된 용접로봇(100)을 준비한다.

상기 용접로봇(100)은 작업구역(50)내로 먼저 투입된 모듈상에 연속하여 투입되는 다른 모듈을 제공 및 결합하여 투입과정과 동시에 조립과정이 이루어지거나, 작업자가 개방부(55) 등을 통해 작업구역(50)내에 진입하여 조립할 수 있다.

작업구역(50)내로 작업자가 진입하기 어려운 경우에는 소형의 조립로봇을 투입하거나 호이스트 등으로 구성되어 용접로봇(100)을 조립하기 위한 시설을 이용하여 상기 용접로봇(100)의 조립을 수행할 수도 있는 등 다양한 방식이 가능하다.

한편, 용접단계(S300)에서는 상기 조립단계(S200)에서 조립된 상기 용접로봇(100)을 이용하여 상기 작업구역(50) 내에서 용접을 수행하게 되고, 회수단계(S400)에서는 상기 작업구역(50) 내에서 용접로봇(100)을 상기 복수의 모듈로 분리하여 상기 작업구역(50) 외부로 회수한다.

용접로봇(100)의 분리는 작업자에 의해 진행될 수도 있고, 각 모듈 자체가 분리 가능하도록 미리 설계될 수도 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 작업구역(50)의 특징에 따라 효율적인 용접작업이 가능한 용접로봇(100)을 이용할 수 있고, 격벽(52)에 의해 격리 및 구획된 작업구역(50)이라도 용접로봇(100)을 그 크기나 중량의 제약을 완화시켜 투입할 수 있으며, 효과적인 용접작업의 수행이 가능하다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 용접로봇을 이용한 용접방법은 상기 조립단계(S200)에서 상기 격벽(52)에 형성된 개방부(55)를 통해 상기 복수의 모듈을 상기 작업구역(50) 내에 투입할 수 있다.

개방부(55)는 다양한 형상일 수 있으며, 다양한 위치에 마련될 수 있다. 도 2 내지 3에는 본 발명의 일실시예에 따라 측벽상에 외부와 연통되는 개방부(55)가 마련된 모습이 도시되어 있고, 상기 개방부(55)를 통해 용접로봇(100)을 구성하는 복수의 모듈이 각각 작업구역(50) 내로 투입될 수 있다.

한편, 도 4 및 5에는 본 발명의 일실시예에 따른 용접로봇(100)이 도시되어 있으며, 도 4의 경우 모바일형 용접로봇(100a)이 도시되어 있고, 도 5의 경우 레일형 용접로봇(100b)이 도시되어 있다.

본 발명의 일실시예에서, 상기 복수의 모듈은 용접작업을 수행하는 작업모듈(120) 및 이동수단이 구비된 이동모듈(150)을 포함하고, 상기 조립단계(S200)에서는, 상기 작업구역(50) 내에서 상기 작업모듈(120) 및 이동모듈(150)을 결합시켜 상기 용접로봇(100)을 조립할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 용접로봇(100)을 구성하는 복수의 모듈에는 작업모듈(120)과 이동모듈(150)이 포함되며, 작업모듈(120)에는 용접을 위한 용접토치(125)가 구비되고, 이동모듈(150)에는 용접로봇(100)의 이동을 위한 이동수단이 구비된다.

본 발명의 일실시예는 용접로봇(100)을 복수의 모듈로 구성하되, 상기 복수의 모듈은 작업모듈(120) 및 이동모듈(150) 등으로 구분되는 바, 조립 및 분리 과정을 효과적으로 용이하게 진행할 수 있으며, 나아가 작업구역(50)에 따라 요구되는 타입을 충족하는 다양한 용접로봇(100)을 편리하게 제공할 수 있다.

예컨대, 도 4에 도시된 모바일형 용접로봇(100a)에서 모바일형 이동모듈(150a)을 레일형 이동모듈(150b)로 교체하는 경우 도 5의 레일형 용접로봇(100b)이 제시될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일실시예는 작업구역(50)의 종류에 따라 용접로봇(100) 전체를 별도로 구비하지 않더라도 각 모듈을 필요에 맞게 교체 또는 변경하여 조립하는 경우 선정단계(S100)에서 선정된 용접로봇(100)의 타입을 충족시킬 수 있다. 용접작업이 아닌 경우 작업모듈(120)을 필요에 맞게 교체할 수도 있다.

한편, 본 발명의 일실시예는 상기 선정단계(S100)에서 상기 작업구역(50)이 바닥으로부터 돌출된 복수의 장애물(57)이 존재하는 비평탄구역(50b)인 경우 상기 용접로봇(100)을 레일형 용접로봇(100b)으로 선정하고, 상기 작업구역(50)이 상기 장애물(57)이 존재하지 않는 평탄구역(50a)인 경우 상기 용접로봇(100)을 모바일형 용접로봇(100a)으로 선정할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서 비평탄구역(50b)은 바닥에서 돌출된 복수의 장애물(57)이 존재하여 휠, 크롤러 또는 레그 타입의 이동수단을 활용하기에 불편한 작업구역(50)을 의미한다. 여기에서 장애물(57)은 다양할 수 있고, 바람직하게는 바닥의 상부측에 위치되어 모바일형 용접로봇(100a)의 주행을 방해할 수 있는 대상을 의미한다.

한편, 평탄구역(50a)은 상기 장애물(57)이 존재하지 않아 용접이 요구되는 용접부위까지 용접로봇(100)이 휠 등을 통해 주행할 수 있는 작업구역(50)을 의미한다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이 모바일형 용접로봇(100a)이란 이동모듈(150)에 휠 등이 구비되어 주행하는 타입을 의미하고, 레일형 용접로봇(100b)이란 작업구역(50)상에 설치되는 레일(180)상을 이동하는 타입을 의미한다.

평탄구역(50a)의 경우, 휠 등이 구비된 모바일형 용접로봇(100a)을 이용함으로써 레일(180) 등 용접로봇(100)의 이동을 위한 별개 구성을 추가 설치하지 않아도 된다. 또한, 비평탄구역(50b)의 경우 레일형 용접로봇(100b)을 이용함으로써 장애물(57)이 존재함에도 불구하고 작업구역(50)내에서 용접로봇(100)의 이동이 가능하다.

도 3에는 모바일형 용접로봇(100a)이 투입되는 평탄구역(50a)이 도시되어 있으며, 도 5 및 6에는 레일형 용접로봇(100b)이 투입되고 레일(180)이 설치되는 비평탄구역(50b)이 도시되어 있다.

한편, 도 6에는 장애물(57)의 상부측에 레일(180)이 설치되고, 상기 레일(180)상에 레일형 용접로봇(100b)이 배치된 모습이 도시되어 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 용접로봇을 이용한 용접방법은 상기 선정단계(S100)에서 상기 레일형 용접로봇(100b)이 선정된 경우, 상기 조립단계(S200)에서는 상기 작업구역(50)의 상기 장애물(57) 상부측에 레일(180)을 설치하고, 상기 레일상에 레일형 이동모듈(150b)을 설치하며, 용접작업을 수행하는 작업모듈(120)을 상기 레일형 이동모듈(150b)상에 결합시켜 레일형 용접로봇(100b)을 조립할 수 있다.

구체적으로, 작업구역(50)이 비평탄구역(50b)인 경우, 작업자는 장애물(57)의 상부측에 레일(180)을 설치한다. 레일(180)은 용접작업의 범위에 따라 설치 위치 또는 설치 길이 등이 결정될 수 있다.

한편, 상기 레일(180)이 설치된 이후 레일형 용접로봇(100b)의 레일형 이동모듈(150b)이 상기 레일(180)상에 설치된다. 작업공간으로 투입되는 작업모듈(120)은 레일(180)상에 설치된 레일형 이동모듈(150b)상에 결합된다.

본 발명의 일실시예는 레일형 용접로봇(100b)을 작업공간상에 투입하는 경우, 레일(180)의 설치 이후 이동모듈(150)을 투입하고, 상기 이동모듈(150)상에 작업모듈(120)을 결합시킴으로써, 용접로봇(100)을 레일(180)상에 위치시키기 위한 별도의 이동과정을 생략할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예는 상기 선정단계(S100)에서 상기 레일형이 선정된 경우, 상기 조립단계(S200)에서, 상기 레일(180)은 격벽(52)에 의해 격리된 복수의 작업구역(50)을 함께 관통하도록 설치되고, 상기 용접단계(S300)에서, 상기 용접로봇(100)은 상기 레일(180)을 따라 복수의 작업구역(50)을 이동하며 용접을 수행할 수 있다.

도 6에는 복수의 T형빔이 작업공간의 하부측에 위치된 비평탄구역(50b)이 도시되어 있고, 레일(180)은 상기 복수의 T형빔 상부측에 연장된 형태로 마련되어 있다.

복수의 작업구역(50)이 이웃하는 경우, 상기 레일(180)은 각 작업구역(50)의 격벽(52)을 관통하도록 연장될 수 있고, 레일형 용접로봇(100b)은 상기 레일(180)을 따라 이동하면서 각 작업구역(50)에서의 조립 및 분리과정을 생략하면서 복수의 작업구역(50)에 용접작업을 수행할 수 있어 효과적이다.

다시 도 4 및 5를 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 용접로봇(100)에 센서(170)가 구비된 모습이 도시되어 있다. 상기 센서(170)는 복수로 마련될 수 있고, 레이저를 이용하는 LIDAR(light detection and ranging) 센서(170) 등 다양한 종류의 것으로 마련될 수 있다.

도 4 및 5에 도시된 용접로봇(100)은 본 발명의 일실시예에 따라 작업모듈(120)이 복수의 관절을 가지는 로봇암을 포함하고, 상기 작업모듈(120)이 이동모듈(150)에 결합되기 위한 결합부에 센서(170)가 구비된다. 따라서, 상기 센서(170)는 다양한 범위로 움직이는 로봇암을 구비하는 작업모듈(120)상에 마련됨에도 불구하고 용접로봇(100) 전체에서 고정된 위치를 유지할 수 있다. 다만, 상기 센서(170)는 이동모듈(150)에 구비되는 등 필요에 따라 다양한 위치에 마련될 수 있다.

본 발명의 일실시예는 상기 용접단계(S300)에서 상기 용접로봇(100)에 구비된 센서(170)를 통해 상기 작업구역(50)상에 미리 설정된 기준부를 인식하고, 상기 기준부를 미리 저장된 맵데이터에 대응시켜 상기 용접로봇(100)의 위치를 파악할 수 있다.

상기 센서(170)는 앞서 설명한 LIDAR 타입 등으로 구비될 수 있으며, 작업구역(50)에는 상시 센서(170)를 통해 위치가 인식될 수 있는 기준부가 미리 마련된다. 기준부는 특정 형상이나 반사율 등을 가지도록 마련될 수 있으며, 상기 센서(170)에 의해 파악된 기준부의 위치는 작업구역(50)에 대해 미리 저장된 맵데이터상에 설정된 기준부의 위치와 대조된다.

센서(170)로 파악된 기준부의 위치와 맵데이터상의 기준부 위치는 작업자에 의해 직접 대조될 수도 있고, 작업자가 용접로봇(100)을 조작하기 위한 제어콘솔(70)에 마련된 제어부에서 대조될 수도 있으며, 나아가 용접로봇(100)에 자동화시스템이 탑재된 경우 상기 자동화시스템의 제어부에서 직접 대조될 수도 있다. 도 2에는 작업자가 제어콘솔(70)을 이용하여 용접로봇(100)을 제어하는 모습이 도시되어 있다.

센서(170)를 통해 기준부의 위치가 파악되면, 상기 맵데이터상의 기준부와 대조하여 현재의 용접로봇(100) 위치를 파악할 수 있고, 이에 따라 작업자는 제어콘솔(70)을 이용하여 맵데이터상에 표시된 용접부위로 상기 용접로봇(100)을 이동시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예는 상기 용접단계(S300)에서 상기 용접로봇(100)에 마련된 카메라(175)를 통해 상기 용접로봇(100)에 의한 용접대상이 상기 맵데이터에 설정된 용접대상과 일치하는지 파악할 수 있다.

기준부의 대조를 통해 용접로봇(100)을 용접부위로 이동시키더라도, 맵데이터의 오차 또는 센서(170)의 오류 등으로 용접로봇(100)이 원하는 위치에 도착하지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일실시예는 상기 용접로봇(100)에 마련된 카메라(175)를 이용하여 실제 용접로봇(100)의 위치를 파악하고, 현재 용접로봇(100)의 위치와 맵데이터상의 용접로봇(100) 위치상의 오차를 보정할 수 있게 된다.

카메라(175)를 통한 위치 인식은 작업자가 제어콘솔(70)상의 화면을 통해 직접 수행할 수도 있고, 제어콘솔(70) 또는 용접로봇(100)에 마련되는 제어부가 카메라(175)의 촬영정보를 기반으로 위치를 인식할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 일실시예는 센서(170)에서 측정된 정보 및 맵데이터 정보를 기반으로 작업자가 직접 작업구역(50) 내에 진입하지 않더라도 효과적으로 용접부위를 찾아 용접로봇(100)을 이동 및 용접작업을 수행할 수 있으며, 나아가 카메라(175)의 촬영정보를 이용함으로써 실제 용접로봇(100)의 위치 및 용접대상을 재확인할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

S100 : 선정단계 S200 : 조립단계
S300 : 용접단계 S400 : 회수단계
50 : 작업구역 50a : 평탄구역
50b : 비평탄구역 52 : 격벽
55 : 개방부 57 : 장애물
70 : 제어콘솔 100 : 용접로봇
100a : 모바일형 용접로봇 100b : 레일형 용접로봇
120 : 작업모듈 125 : 용접토치
150 : 이동모듈 150a : 모바일형 이동모듈
150b : 레일형 이동모듈 170 : 센서
175 : 카메라 180 : 레일

Claims

격벽으로 외부와 격리된 작업구역 내에서 용접로봇을 이용하여 용접하는 용접방법으로서,
상기 작업구역이 바닥으로부터 돌출된 복수의 장애물이 존재하는 비평탄구역인 경우 상기 용접로봇을 레일형으로 선정하는 선정단계;
상기 선정단계에서 선정된 용접로봇을 구성하는 복수의 모듈을 상기 작업구역 내에서 조립하는 조립단계;
상기 조립단계에서 조립된 상기 용접로봇을 이용하여 상기 작업구역 내에서 용접을 수행하는 용접단계; 및
상기 작업구역 내에서 용접로봇을 상기 복수의 모듈로 분리하여 상기 작업구역 외부로 회수하는 회수단계;를 포함하고,
상기 조립단계에서는 상기 작업구역의 상기 장애물 상부측에 레일을 설치하고, 상기 레일상에 레일형 이동모듈을 설치하며, 용접작업을 수행하는 작업모듈을 상기 레일형 이동모듈상에 결합시켜 레일형 용접로봇을 조립하며,
상기 레일은 격벽에 의해 격리된 복수의 작업구역을 함께 관통하도록 설치되고,
상기 용접단계에서, 상기 용접로봇은 상기 레일을 따라 상기 복수의 작업구역을 이동하며 용접을 수행하는 용접로봇을 이용한 용접방법.
청구항 1에 있어서,
상기 조립단계에서는, 상기 격벽에 형성된 개방부를 통해 상기 복수의 모듈을 상기 작업구역 내에 투입하는 용접로봇을 이용한 용접방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 선정단계에서는,
상기 작업구역이 상기 장애물이 존재하지 않는 평탄구역인 경우 상기 용접로봇을 모바일형으로 선정하는 용접로봇을 이용한 용접방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 용접단계에서는,
상기 용접로봇에 구비된 센서를 통해 상기 작업구역상에 미리 설정된 기준부를 인식하고, 상기 기준부를 미리 저장된 맵데이터에 대응시켜 상기 용접로봇의 위치를 파악하는 용접로봇을 이용한 용접방법.
제7항에 있어서,
상기 용접단계에서는,
상기 용접로봇에 마련된 카메라를 통해 상기 용접로봇에 의한 용접대상이 상기 맵데이터에 설정된 용접대상과 일치하는지 파악하는 용접로봇을 이용한 용접방법.