KR102273452B1

KR102273452B1 - 정밀용접 시스템

Info

Publication number: KR102273452B1
Application number: KR1020210020768A
Authority: KR
Inventors: 박종태
Original assignee: 박종태
Priority date: 2021-02-16
Filing date: 2021-02-16
Publication date: 2021-07-05

Abstract

본 발명은, 용접 다이 하면에 모노레일을 따라 이동하는 수직기둥을 제시하여 수직 구조물의 용접 시 용이하게 수직 정렬할 수 있도록 하여 용접 작업에 따른 불량을 최소화할 수 있고, 작업자의 제어에 따라 이동하는 모노레일과 수직기둥을 제시하여 용접 작업의 효율성을 높이는 정밀용접시스템이 제공된다.

Description

정밀용접 시스템{Precision Welding System}

본 발명은 정밀용접 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모노레일을 이용한 용접물에 대한 수직 이동을 부가한 용접 다이에 대한 정밀용접 시스템에 관한 것이다.

용접이란, 두 개의 똑같은 금속끼리 혹은 다른 금속 사이에 고열을 가해 붙이는 기술이다. 금속은 금속끼리 접할 때 전자를 교환하며 붙는 금속결합을 하게 되는데, (주로 고열을 이용해 녹여서) 서로 다른 재료의 결합 표면을 일치시키고 불순물을 제거하여(혹은 섞여 들어가게 한다고) 붙게 된다.

용접의 분류에는 융접, 압접, 납땜이 있다. 융접은 모재를 융해시켜서 붙이는 것으로 퓨전 웰딩(Fusion welding)이라고 부르며, 압접은 모재를 소성변형시켜 붙이는 것으로 프레셔 웰딩(Pressure welding)혹은 스폿 웰딩(Spot welding)이라고 한다. 쉽게 말하면 열로 녹여 붙이기와 눌러서 붙이기. 납땜은 나머지 둘과는 달리 모재를 녹이지 않고 용가재만 녹여서 붙인다. 경납땜(Brazing)과 연납땜(Soldering)이 있는데 450도 온도 이상에서 이루어 지는 것을 경납땜이라며 하고, 450도 온도 이하에서 이루어지는 것을 연납땜이라 한다. 경납땜은 높은 온도에서 금속 성질을 활용하여 필러금속을 침투시키는 것이고, 연납땜은 다소 강도가 약한, 흔히 사람들에 알려진 기판 납땜이다. 보통 용접이라 하면 대개 고온에서 금속을 녹이면서 접합하는 것을 말한다.

융접을 더 분류하자면, 피복제로 무엇을 쓰냐에 따라 크게 전기 용접과 특수 용접으로 나누며, 전기용접은 방전 시 발생하는 아크열을 이용하는 아크용접과 저항을 이용하는 전기 저항 용접으로 나눈다.

용접의 장점은 자재가 절약되고, 공정수가 감소되고, 제품의 성능과 수명이 좋아지며, 이음 효율이 좋다는 것이다. 대표적으로 볼트, 리벳, 나사이음은 그만큼 재료가 더 들어가는데다 모재 가공에 별도의 품이 들어가지만, 용접은 용접봉 과 실력있는 용접사 하나면 끝. 공정수 면에서도 다른 이음 방법은 기본적으로 모재손질과 천공작업 등이 필수로 들어가야 하지만, 용접은 용접부위와 치수만 정해지면 용접면 청소 후 작업하면 끝난다. 이음 효율면에서는 맞대기 이음의 경우 거의 100%의 이음 효율까지도 가능. 때문에 작업의 자동화가 쉽고, 그 대표적인 것이 로봇용접이다. 얼마나 효율이 좋은가 하면 1톤의 금속도 10g의 금속으로 이어주기만 하면 들어올리는게 가능하다.

기본 1천도를 넘어가는 열을 다루는 직업이다보니 굉장히 위험하다. 용접봉 잘못 만지거나 떨어뜨려 피부에 닿아 화상을 입는 경우는 말할 필요도 없이 흔하며, 용접시 발생하는 불똥에 의한 화재는 연간 약 1천여건에 달할 정도이다. 다행히 TIG 용접(아르곤용접)의 경우에는 불똥이 거의 튀지 않아 안전하고, 이를 요구하는 현장이 점차 늘어나는 추세이다.

부재가 제대로 고정이 되지 않은 상태에서 작업하다가 부재가 넘어지면서 충돌하거나 협착되는 사고가 가장 많다. 기본적으로 금속 덩어리를 다루기 때문에 부재의 무게가 매우 무거워 어디 부러지기 좋아 위험하다. 호스의 파손이나 노후로 인한 누출된 가스에 불이 붙어서 화재나 폭발사고를 당하는 경우도 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 정밀용접 시스템의 제작이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 용접물과 그 모재의 수직 정렬을 용이하게 하는 정밀용접 시스템을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 모재의 수직 정렬을 용이하게 하도록 하는 모재 고정 모듈이 설치된 정밀용접 시스템을 제공한다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 정밀용접 시스템은 모재의 하부를 지지하는 용접다이, 상기 용접 다이의 상부에 수직으로 구조물 용접이 가능하도록 설치된 수직기둥을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 수직기둥의 프레임 저면 중간부에 설치된 메인 휠 횡축, 상기 메인 휠 횡축부에 설치된 상태에서 H빔의 모노레일에 결합된 구동수단, 상기 메인 휠 횡축부에 설치된 상태에서 H빔의 모노레일에 결합된 전도방지수단을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 구동수단은, 상기 메인 휠 횡축 상에 회전가능하게 설치된 형태에서 상기 모노레일 상면 양측에 올려진 메인 휠, 커버 내의 양측 바닥판 상면에 고정 설치되는 제1 고정 브라켓, 상기 고정 브라켓의 상단부에 연동되어 회전 가능하게 설치되는 제1 가동 브라켓, 상기 가동 브라켓의 상단부와 모노레일의 상판 양측 저면에 회전 가능하게 접동되도록 설치된 서브 휠, 상기 커버의 바닥판과 상기 제1 가동 브라켓의 전방 저면 사이에 탄력적으로 설치된 서브 휠 모듈을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 전도방지수단은, 상기 커버의 양 측판 내측에 고정 설치되는 제2 고정 브라켓, 상기 제2 고정 브라켓의 상단부에 회전 가능하게 설치되는 제2 가동 브라켓, 상기 제2 가동 브라켓의 중단부에 회전 가능하게 축지된 상태에서 모노레일의 양 측면에 회전 가능하게 설치된 가이드 휠, 상기 커버의 양 측판 내면과 상기 제2 가동 브라켓의 전방부 사이에 탄력적으로 설치된 가이드 휠 모듈을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 수직 기둥은, 용접용 모재 고정을 위해 모재 고정 모듈이 설치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 모재 고정 모듈은, 상기 수직 기둥의 하부에 고정되는 칼럼, 상기 수직 기둥의 측면을 구성하며 모재를 지지 및 유지하도록 설치되는 측판, 상기 측판과 칼럼을 결합하며 관절연결하도록 설치되는 연결부 및 상기 연결부의 최상단에 결합하여 상기 수직 기둥의 전방을 향해 위치하는 안전 플레이트를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 연결부에 있어서, 상기 측판에 설치되어 모재의 밸런싱을 위한 장치, 상기 밸런싱을 위한 장치와 칼럼에 고정되도록 설치되는 제1관절단부 및 제2관절단부, 상기 칼럼에 고정되어 제2관절단부까지 형성되는 실린더를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 수직 기둥의 원격 동작관리를 위한 제어시스템은, 통신망을 통해 유선망에 연결된 관제서버와 양방향 통신하고, 상기 수직 기둥의 ECU(Electronic Control Unit)을 제어하기 위한 기둥 제어부, 상기 관제서버와의 원격 통신을 위한 원격 제어부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 기둥 제어부는 PLC(Power Line Communication)를 통해서 상기 수직 기둥의 동작 데이터를 수신하고 상기 수신된 동작 데이터를 상기 원격 제어부로 송신하고, 상기 원격 제어부는 상기 통신망에 접속하기 위한 모뎀과 연결되어 상기 통신망을 통해 상기 관제서버와의 원격 통신을 담당하고, 상기 PLC와 상기 수직 기둥의 내부 네트워크로 연결되어 TCP/IP 통신을 통해 상기 수직 기둥의 ECU 제어가 가능할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 원격 동작관리 방법은, 상기 수직기둥, 모재 고정 모듈 및 컨트롤러가 수행하고 관리자가 상기 기둥 제어부에서 상기 내부 네트워크에 연결된 키 패드와 컨트롤러를 상기 ECU로 전달하는 단계, 상기 관제 서버에서는 포트 포워딩(Port Forwarding)으로 상기 수직 기둥의 동작 데이터를 수신하고 수신된 동작 데이터를 적어도 하나의 클라이언트에 제공하는 단계, 상기 관제서버와 상기 클라이언트 사이에서는 멀티채널 스트리밍(Multichannel Streaming)이 수행하는 단계 및 상기 관제서버에서는 상기 원격 제어부에서 수신된 동작 데이터가 기설정된 범위에서 벗어나는 경우, 컨트롤러에 알림 동작하도록 하고, 상기 원격 제어부로부터 수신된 동작 데이터를 데이터베이스에 저장하여 기설정된 노선도에 맞게 동작하도록 하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 용접 다이의 하부에 설치된 모노레일을 통해 용접물 및 그 모재의 수직 정렬과 이동을 용이하게 한다는 특징을 가진 정밀용접 시스템이 제공된다. 본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 정밀용접 시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1a는 정밀용접 시스템의 측면의 세부적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 정밀용접 시스템의 수직 기둥, 휠 및 모노레일 구성에 대해 도시한 도면이다.
도 3은 정밀용접 시스템의 휠 및 모노레일 구성을 세부적으로 도시한 도면이다.
도 4는 정밀용접 시스템의 모재 고정 모듈에 대해 도시한 도면이다.
도 5는 정밀용접 시스템의 제어 방법에 대해서 도시한 도면이다.
도 6은 정밀용접 시스템의 제어부에 대해서 도시한 도면이다.
도 7은 정밀용접 시스템의 컨트롤러 디스플레이에 대해서 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 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, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고 "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

도 1은 용접다이(1)와 그 상면의 수직기둥(3)에 대해서 도시한 도면이다.

기존의 용접용 다이의 경우, 단순히 모재의 하부만을 지지하고 있어서 상부에 구조물을 용접하는 경우, 수직 정렬이 어려워 불량이 발생하는 경우가 많다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 용접 다이에 수직 기둥을 설치하여 수직 구조물의 용접 시 용이하게 수직 정렬을 가능할 수 있도록 하여 용접 시 수직 정렬에 따른 불량을 최소화할 수 있다는 장점이 있다. 또한 아래에 기술하겠지만, 상기 수직 기둥이 용접 다이 상면에서 컨트롤러를 통해 자동 이동이 가능하다는 점에서 기존의 용접용 다이보다 뛰어난, 수직 정렬 및 그의 운반이 가능한 용접 시스템을 제시하고 있다.

도 2 내지 도 3은 용접 다이의 하부에 설치되는 모노레일의 내부 구조물을 상세하게 도시한 것이다.

모노레일(30)은 "H" 형상을 가지고, 커버(51)는 90도 기울어진 "ㄷ" 형상을 갖는다.

한 쌍의 메인 휠(60)는, 상기 커버(51) 내에서의 상부로부터 일정한 거리를 두고 이격이 되어 있으면서, 메인 휠 횡축 상에 회전 가능하도록 설치되어 있다. 또한 상기 모노레일(30) 상면에 상기 메인 휠(60)이 안착되어 회전가능하도록 구성되어 있고, 회전할 때는 메인 휠 횡축(61)이 구동되면서 모노레일(30)의 상면과 마찰력에 의해서 일방향으로 이동한다.

한 쌍의 서브 휠 모듈(70)은, 상기 커버(51) 내부에는 제1 고정 브라켓(701), 제1 가동 브라켓(702), 서브 휠(703) 및 제1 스프링(704)으로 구성된다.

상기 제1 고정 브라켓(701)은 "U" 형상을 가지고, 상기 커버(51) 내의 양측면의 바닥부로부터 설치된다.

상기 제1 가동 브라켓(702)은 상기 제1 고정 브라켓(701)과 마찬가지로 "U" 형상을 가지고, 상기 제1 고정 브라켓(701)의 상면에 회전 가능하도록 설치된다.

상기 서브 휠(703)은 상기 모노레일(30)의 하면에 상기 메인 휠(60)과 마주보도록 안착되며, 상기 제1 가동 브라켓(702)에 상기 메인 휠 횡축과 마찬가지로 상기 서브 휠(703)이 회전가능하도록 설치된다.

상기 스프링(704)은 상기 모노레일(30)에 상기 메인 휠(60) 및 상기 서브 휠(703)이 구동될 때, 상기 수직기둥(3)에 의한 하중이 상기 서브 휠(703)에 가중되더라도 이탈하지 않도록 최소화해주는 역할을 한다.

한 쌍의 가이드 휠 모듈(80)은, 상기 커버(51) 양 외측면의 하단부에 설치되는 제2 고정 브라켓(801), 제2 가동 브라켓(802), 가이드 휠(803), 제2 스프링(804)으로 구성된다.

상기 제2 고정 브라켓(801)은 "ㄷ" 형상을 가지고, 상기 커버(51)의 양 외측면에 밀착하여 설치된다.

상기 제2 가동 브라켓(802)은 상기 제2 고정 브라켓(801)과 마찬가지로 "ㄷ" 형상을 가지고, 상기 제2 고정 브라켓(801)의 하면에 회전 가능하도록 설치된다.

상기 가이드 휠(803)은 상기 커버(51)의 양 외측면에 밀착되어 회전가능하도록 설치되며, 상기 가이드 휠(803)이 구동될 때 상기 메인 휠(60) 및 서브 휠(703)을 따라 동일한 일측 방향으로 상기 모노레일(30)을 따라 이동하도록 구성된다.

상기 제2 스프링(804)은 상기 커버(51)의 양 외측면의 내부와 상기 제2 가동 브라켓(802) 사이에 탄력적으로 설치된 형태를 가지며 상기 가이드 휠 모듈(80)이 상기 모노레일(30)을 따라 구름운동 가능하도록 하여 상기 수직기둥(3)을 부드럽게 주행해주는 역할을 한다.

상기 메인 휠(60)과 서브 휠(703) 및 가이드 휠(803)은, 모노레일(30)과의 마찰력 증대를 위해 고무 또는 우레탄으로 형성된 것을 특징으로 한다.

도 4는 모재 고정 모듈에 대한 실시예를 도시한 것이다.

모재 고정 모듈(100)은 고정된 칼럼(200)을 포함하고, 이러한 고정된 칼럼(200)은 모재물이 수직 정렬되어 있는 수직 기둥의 베이스에 의해 고정된다. 모재물은 측판(1a)에 의해 지지되고 붙들려 있으며, 이러한 측판(1a)은 고정된 칼럼(200)에 대해 적재되어 있는 동안 모재물의 크기 및 높이에 조절될 수 있도록 고정된 칼럼(200)에 결합된다.

측판(1a)에는 모재의 중단부와 협력하게 구성된 고정 장치(300)가 제공되고, 이러한 고정장치는 다양한 형태를 취할 수 있다. 고정 장치(300)는 또한 측판(1a)의 상부에 피봇 가능하게 설치되고 모재 몸통 전방으로 낮추어지도록 설계된 안전 플레이트(203)를 더 포함한다. 이러한 안전 플레이트(203)는 이 경우 그것의 원위 단부에서 안전 플레이트(203)가 하강할 때 모재의 본질적인 수직 정렬을 지지하기 위한 모재 잠금 장치(204)를 포함한다. 상기 안전 플레이트(203)는 일반적으로 모재의 중단 부에 위치하도록 장착된 잠금 장치로 제자리에 고정된다.

도4를 참조하면, 측판(1a)은 관절연결되는 관절부에 의해 고정된 칼럼(200)에 결합되고, 모재 고정 모듈(100)은 측판(1a)의 밸런싱 장치를 더 포함하도록 구성된다. 상기 밸런싱 장치는 제1관절단부(350A)이 칼럼(200)에 고정되고, 제2관절단부(350B)는 측판(1a)에 고정된 실린더(400)를 포함한다.

관절연결되는 연결부(350)는 다양한 형태를 취할 수 있다. 일례로, 도시된 바와 같이 연결부(350)는 칼럼(200)과 측판(1a) 사이에 평행사변형 연결 장치를 형성하며, 각각 하부 레버(31) 및 상부 레버(32)인 한 세트의 레버들을 포함할 수 있다. 상세하게는, 관절연결되는 연결부(350)는 한쪽에서는 고정된 칼럼(200)에, 그리고 다른 한쪽에서는 측판(1a)의 각 단부에서 구분형으로 된 한 쌍의 하부 레버(31)들을 포함한다.

상기 연결부(350)의 기하학적 동작 형태는 바람직하게는 측판(1a)이 본질적으로 수직 궤적을 따라 이동할 수 있는 방식으로 동작되는 것이 바람직하지만, 평행사변형 연결 장치는 원호 궤도를 따라 고정된 칼럼(200)과 측판(1a) 사이의 상대적인 이동 동작을 유발하고, 그 이동의 진폭은 실린더(400)의 유효 작동 진폭에 의해 결정되는 점을 특징으로 한다.

실린더(400)의 단부들(400A, 400B)은 실린더(400)가 고정된 칼럼(200)에 대한 측판(1a)의 위치 선정에 따라 실린더(400)의 제1관절단부(350A)와 일치하는 축 중심으로 약간의 회전 움직임을 겪어서 고정된 칼럼(200)과 측판(1a)에 대해 실린더(400)가 대응하는 동작을 수행한다는 양태로 관절연결된다.

도 5는 수직 기둥의 동작 관리를 위한 네트워크 환경을 도시한 것이다.

네트워크 환경은 제어시스템(1000), 통신망(10), 유선망(20), 관제서버(2000)를 포함한다.

상기 수직 기둥(3)의 동작 관리를 위하여 상기 수직 기둥(3)에 제어시스템(1000)을 구축하고 용접 다이(1) 전방에 상기 수직기둥(3)의 동작 관리를 위한 관제서버(2000)를 구축한다.

이때, 제어시스템(1000)과 관제서버(2000) 사이의 원격 통신으로 통신망(10)을 이용하여 상기 수직 기둥(3)의 실시간 동작관리 및 제어를 가능하게 한다.

통신망(10)은 이동통신 사업자에 의해 구축된 LTE, 3G, 4G 등의 이동통신망으로 나타낼 수 있다.

상기 제어시스템(1000)은, 통신망(10)을 통해 유선망(20)에 연결된 관제서버(2000)와 원격 통신을 할 수 있다.

상기 제어시스템(1000)과 관제서버(2000)는 상호 간에 통신하여 명령, 코드, 파일, 컨텐츠, 서비스 등을 제공하는 적어도 하나의 컴퓨터 장치로 구현될 수 있다.

도 6는 제어시스템의 내부 구성을 도시한 것이다.

상기 수직 기둥(3) 측에 구현된 제어시스템(1000)은 크게 두 부분으로 나누어 지는데, 수직 기둥을 구동하는 모터 제어부(MC)(1100)를 제어하기 위한 기둥 제어부(1200) 및 원격 통신 및 기둥 전반의 제어를 위한 원격 제어부(1400)으로 구성될 수 있다.

상기 기둥 제어부(1200)는 PLC(Power Line Communication)(1210)을 통해서 모터 제어부(1100)와 연결되어 상기 수직 기둥의 전반적인 제어를 담당한다.

상기 수직 기둥의 원격 제어 및 동작을 위해서는 기둥 제어부(1200)에 인터페이스(1230)를 포함할 수 있다. 인터페이스(1230)는 입출력 장치와의 인터페이스를 위한 수단이다.

상기 기둥 제어부(1200)는 인터페이스(1230)를 통해 컨트롤러(1300)의 조작상태를 확인할 수 있다. 상기 컨트롤러(1300)에 의한 조작 상태를 그대로 모터 제어부(1100)로 전달한다.

상기 원격 제어부(1400)는 메인 장치로 기둥 서버(141)를 포함할 수 있다. 상기 기둥 서버(1410)는 두 개의 통신 포트를 가지고 있다. 하나는 통신망(10)에 접속하기 위한 모뎀(1420)과 연결되어 해당 통신망(10)을 통해 원격 통신을 하며, 다른 하나는 PLC(1210)와 내부 네트워크(5)로 연결되어 TCP/IP 통신을 통해 수직 기둥의 모터 컨트롤이 가능하도록 한다.

상기 내부 네트워크(5)는 사설 네트워크 환경으로 특정 구역 내부에 연결을 지원하는 인터페이스로서, NAT(Network Address Translation)이나 Firewall 등을 고려하지 않아도 된다.

상기 내부 네트워크(5)는 제어시스템(1000)의 구성요소들 간의 통신 및 데이터 전송을 가능하게 할 수 있으며, 예를 들어 고속 시리얼 버스(High-Speed Serial Bus), 병렬 버스(Parallel Bus), SAN(Storage Area Network) 및/또는 다른 적절한 통신 기술을 이용하여 구성될 수 있다.

상기 원격 제어부(1400)와 관제서버(2000) 간의 네트워크 인터페이스는 관제서버(2000)가 모든 RTP 관련 포트를 개방하고 대기하는 상태일 수 있다.

상기 관제서버(2000)는 포트 포워딩(Port Forwarding)을 통해 상기 수직 기둥의 동작 데이터를 수신하게 되는데, 동작 데이터는 관제서버(2000)와 연계된 데이터베이스에 저장된다.

상기 관제서버(2000)는 수신된 동작 데이터를 적어도 하나의 클라이언트(예컨대, 관리자 등)에게 제공할 수 있다.

상기 관제서버(2000)와 클라이언트 간의 네트워크 인터페이스는 공용 인터넷 상에서의 연결 또는 사설 및 내부 네트워크(5)를 통한 연결을 지원하는 인터페이스로서, 공유기를 사용하는 경우, 클라이언트는 NAT 뒤에 존재할 수 있다.

상기 관제서버(2000)는 웹 인터페이스를 통해 상기 수직 기둥의 동작 데이터를 표시하고 관리자에 의해 설정된 원격제어 데이터를 제어시스템(1000)로 전송하기 위한 웹 서버가 탑재되어 있다.

상기 관제서버(2000)는 웹 인터페이스를 통해 기설정된 노선이 표시되고, 동작 중인 상기 수직 기둥의 위치를 상기 노선에 표시할 수 있다.

상기 관제서버(2000)는 웹 인터페이스를 통해 복수의 수직 기둥에 대한 제어 화면을 디스플레이에 표시함으로써 관리자가 전체 수직 기둥의 동작 상태를 파악할 수 있다. 또한, 상기 관제서버(2000)는 웹 인터페이스를 통해 상기 수직 기둥에 대해 개별 제어가 가능할 뿐만 아니라, 복수 개의 수직 기둥에 대해서도 동시에 제어할 수 있다.

따라서, 상기 수직 기둥에 구성된 제어시스템(1000)과 관제서버(2000) 간에 이동 통신망을 이용한 원격 통신을 수행함으로써 수직 기둥의 실시간 동작 관리 및 제어가 가능하다.

본 발명의 상세한 실시예에 있어서,

작업자가 컨트롤러(1300)에서 인터페이스(1230)를 통해 수직기둥(3)을 조작할 수 있다. 이때, 인터페이스(1230)에는 수직기둥(3)의 위치와 이동가능한 노선들이 표시될 수 있다. 작업자가 컨트롤러(1300)를 통해 수직기둥(3)을 조작하면, 조작 상태 그대로 모터 제어부(1100)으로 전달되어 수직기둥(3) 조작이 가능하다. 동시에 원격 제어부(1400)와 기둥 제어부(1200)을 통해서 수직기둥(3)의 제어 상태 전반에 대해서 작업자가 언제든지 준비 가능한 상태에 놓이게 되고, 특히 원격 제어부(1400)의 경우, 관제서버(2000)와의 네트워크 공유로 RTP 관련 포트를 개방하여 대기상태에 놓이게 된다. 또한 원격 제어부(1400)와 기둥 제어부(1200)를 포함하는 제어시스템(1000)은 관제서버(2000)과의 원격 통신으로 통신망(10)을 통해 또는 유선망(20)을 통해 수직기둥(3)의 제어에 대해서 실시간으로 가능할 수 있게 되는 것이다. 관제서버(2000)는 각 컨트롤러(1300) 클라이언트에 연결되어 있어서 복수의 클라이언트 연결도 가능하여 복수의 작업자 및 관리자가 컨트롤러(1300)와 인터페이스(1230)에 대한 조작이 가능하다. 또한 관제서버(2000)는 작업자의 조작 데이터에 대해서 수신하게 되고, 이와 연계된 데이터베이스로 해당 데이터가 저장된다. 이렇게 작업자가 컨트롤러(1300)로 수직기둥(3)을 조작하면, 모노레일(30) 상의 메인 휠 횡축(61)이 회전하게 되어 메인 휠(60)을 작동하게 된다. 메인 휠(60)이 작동하는 동시에 서브 휠 모듈(70) 또한 작동하게 되고, 상황에 따라 가이드 휠 모듈(80)은 제2 스프링(804)의 탄성력에 보조를 받아 모노레일(30) 상의 이탈을 방지하면서 그 노선 상의 이동을 보조하는 역할을 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

1 : 용접다이
3 : 수직기둥
10 : 통신망
20 : 유선망
30 : 모노레일
1000 : 제어시스템
1100 : 모터제어부
1200 : 기둥제어부
1300: 컨트롤러
1400 : 원격 제어부
2000 : 관제서버

Claims

모재의 하부를 지지하는 용접다이; 및
상기 용접 다이의 상부에 수직으로 구조물 용접이 가능하도록 설치된 수직기둥;
을 포함하는 정밀용접 시스템에 있어서,
상기 수직기둥의 프레임 저면 중간부에 설치된 메인 휠 횡축;
상기 메인 휠 횡축부에 설치된 상태에서 H빔의 모노레일에 결합된 구동수단; 및
상기 메인 휠 횡축부에 설치된 상태에서 H빔의 모노레일에 결합된 전도방지수단; 을 포함하고,
상기 구동수단은,
상기 메인 휠 횡축 상에 회전가능하게 설치된 형태에서 상기 모노레일 상면 양측에 올려진 메인 휠;
커버 내의 양측 바닥판 상면에 고정 설치되는 제1 고정 브라켓;
상기 고정 브라켓의 상단부에 연동되어 회전 가능하게 설치되는 제1 가동 브라켓;
상기 가동 브라켓의 상단부와 모노레일의 상판 양측 저면에 회전 가능하게 접동되도록 설치된 서브 휠;
상기 커버의 바닥판과 상기 제1 가동 브라켓의 전방 저면 사이에 탄력적으로 설치된 서브 휠 모듈;
을 포함하고,
상기 전도방지수단은,
상기 커버의 양 측판 내측에 고정 설치되는 제2 고정 브라켓;
상기 제2 고정 브라켓의 상단부에 회전 가능하게 설치되는 제2 가동 브라켓;
상기 제2 가동 브라켓의 중단부에 회전 가능하게 축지된 상태에서 모노레일의 양 측면에 회전 가능하게 설치된 가이드 휠;
상기 커버의 양 측판 내면과 상기 제2 가동 브라켓의 전방부 사이에 탄력적으로 설치된 가이드 휠 모듈;
을 포함하고,
상기 수직 기둥은,
용접용 모재 고정을 위해 모재 고정 모듈이 설치되고,
상기 모재 고정 모듈은,
상기 수직 기둥의 하부에 고정되는 칼럼;
상기 수직 기둥의 측면을 구성하며 모재를 지지 및 유지하도록 설치되는 측판;
상기 측판과 칼럼을 결합하며 관절연결하도록 설치되는 연결부; 및
상기 연결부의 최상단에 결합하여 상기 수직 기둥의 전방을 향해 위치하는 안전 플레이트;
를 포함하되,
상기 연결부에 있어서,
상기 측판에 설치되어 모재의 밸런싱을 위한 장치;
상기 밸런싱을 위한 장치와 상기 수직 기둥의 하부에 고정되는 칼럼에 고정되도록 설치되는 제1관절단부; 및
상기 밸런싱을 위한 장치와 상기 수직 기둥의 하부에 고정되는 칼럼에 고정되도록 설치되며 상기 제1관절단부와 일정거리 이격되는 제2관절단부;
상기 칼럼에 고정되어 제2관절단부까지 형성되는 실린더;
를 포함하고,
상기 제1관절단부 및 제2관절단부는,
상기 실린더의 상기 제1관절단부와 일치하는 축 중심으로 약간의 회전 움직임을 겪어서 고정된 상기 칼럼과 상기 측판에 대해 상기 실린더가 회동하여 대응하는 동작을 수행하고,
수직 기둥의 원격 동작관리를 위한 제어시스템은,
통신망을 통해 유선망에 연결된 관제서버와 양방향 통신하고,
상기 수직 기둥의 ECU(Electronic Control Unit)을 제어하기 위한 기둥 제어부;
상기 관제서버와의 원격 통신을 위한 원격 제어부;
를 포함하고,
상기 기둥 제어부는 PLC(Power Line Communication)를 통해서 상기 수직 기둥의 동작 데이터를 수신하고 상기 수신된 동작 데이터를 상기 원격 제어부로 송신하고,
상기 원격 제어부는 상기 통신망에 접속하기 위한 모뎀과 연결되어 상기 통신망을 통해 상기 관제서버와의 원격 통신을 담당하고, 상기 PLC와 상기 수직 기둥의 내부 네트워크로 연결되어 TCP/IP 통신을 통해 상기 수직 기둥의 ECU 제어가 가능한 정밀용접 시스템.
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