KR0176542B1 - Arc sensing method for auto-welding process - Google Patents

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KR0176542B1 KR1019950037437A KR19950037437A KR0176542B1 KR 0176542 B1 KR0176542 B1 KR 0176542B1 KR 1019950037437 A KR1019950037437 A KR 1019950037437A KR 19950037437 A KR19950037437 A KR 19950037437A KR 0176542 B1 KR0176542 B1 KR 0176542B1
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Abstract

본 발명은 자동용접 도중에 용접중심선에 대한 용접봉의 위빙중심축 위치를 확인하기 위한 아크센싱방법에 관한 것이다.The present invention relates to an arc sensing method for checking the position of the weaving center axis of the electrode with respect to the welding center line during the automatic welding.

본 발명의 아크센싱방법에 따르면 용접봉에 대한 모재들의 위치에 상관없이 용접봉의 위빙중심축의 위치가 정확하게 파악될 수 있으며, 이에 따라 용접봉이 용접 중심선으로부터 벗어난 상태로 용접이 진행되는 것을 예방할 수 있게 된다.According to the arc sensing method of the present invention, regardless of the position of the base materials for the electrode, the position of the weaving center axis of the electrode can be accurately identified, thereby preventing the welding from proceeding in a state where the electrode is deviated from the welding center line.

Description

자동용접공정의 아크센싱방법Arc sensing method of automatic welding process

제1도는 용접봉과 이 용접봉에 의해 용접될 모재들을 보이는 개략적 사시도.1 is a schematic perspective view showing a welding rod and the base materials to be welded by the welding rod.

제2도는 제1도의 II-II선 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.

제3도는 제2도에 도시된 상태에서 용접봉이 제1위치로부터 제2위치로 이동되는 동안 용접봉과 모재의 용접면과의 수직거리의 변화를 도시한 개략도.3 is a schematic diagram showing a change in the vertical distance between the welding rod and the welding surface of the base material while the welding rod is moved from the first position to the second position in the state shown in FIG.

제4도는 용접봉이 제1위치로부터 제2위치로 이동되는 동안 아아크 전류의 변화를 도시한 개략도.4 is a schematic diagram showing the change in arc current while the electrode is moved from the first position to the second position.

제5도는 용접봉에 대해 모재들이 경사진 상태를 보이는 개략적 단면도.5 is a schematic cross-sectional view showing the inclined state of the base material with respect to the electrode.

제6도는 제5도에 도시된 상태에서 용접봉이 제1위치로부터 제2위치로 이동되는 동안 용접봉과 모재의 용접면과의 수직거리의 변화를 도시한 개략도.6 is a schematic diagram showing a change in the vertical distance between the welding rod and the welding surface of the base material while the welding rod is moved from the first position to the second position in the state shown in FIG.

제7도는 제5도에 도시된 상태에서 용접봉이 제1위치로부터 제2위치로 이동되는 동안 아아크 전류의 변화를 도시한 개략도.FIG. 7 is a schematic diagram showing a change in arc current while the electrode is moved from the first position to the second position in the state shown in FIG.

제8도는 제4도에 도시된 바와 같이 변화되는 아아크 전류의 미분값을 도시한 개략도.FIG. 8 is a schematic diagram showing the derivative of the arc current that is varied as shown in FIG.

제9도는 제7도에 도시된 바와 같이 변화되는 아아크 전류의 미분값을 도시한 개략도.FIG. 9 is a schematic diagram showing the derivative value of arc current changed as shown in FIG.

제10도는 용접봉의 위빙중심축이 용접중심선으로부터 소정거리 이격되고 모재들은 용접봉에 대해 경사진 상태를 보이는 개략적 단면도.10 is a schematic cross-sectional view showing the weaving center axis of the electrode spaced apart from the welding center line by a predetermined distance and the base materials inclined with respect to the electrode.

제11도는 제10도에 도시된 상태에서 용접봉이 제1위치로부터 제2위치로 이동되는 동안 용접봉과 모재의 용접면과의 수직거리의 변화를 도시한 개략도.FIG. 11 is a schematic view showing a change in the vertical distance between the welding rod and the welding surface of the base material while the welding rod is moved from the first position to the second position in the state shown in FIG.

제12도는 제10도에 도시된 상태에서 용접봉이 제1위치로부터 제2위치로 이동되는 동안 아아크 전류의 변화를 도시한 개략도.FIG. 12 is a schematic diagram showing a change in arc current while the electrode is moved from the first position to the second position in the state shown in FIG.

제13도는 제12도에 도시된 바와 같이 변화되는 아아크 전류의 미분값을 도시한 개략도.FIG. 13 is a schematic diagram showing the derivative value of arc current changed as shown in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 용접봉 20 : 제1모재10: welding rod 20: first base material

21 : 용접면 25 : 용접중심선21: welding surface 25: welding center line

30 : 제2모재 31 : 용접면30: second base material 31: welding surface

C : 위빙중심축C: Weaving center axis

본 발명은 자동용접 도중에 용접중심선에 대한 용접봉의 위빙중심축 위치를 확인하기 위한 아크센싱(arc sensing)방법에 관한 것으로, 특히 용접봉의 위빙중심축에 대한 모재의 용접면들의 각도가 서로 다른 경우에도 용접봉의 위빙중심축 위치를 정확하게 확인할 수 있는 아크센싱방법에 관한 것이다.The present invention relates to an arc sensing method for checking the position of the weaving center axis of the welding rod relative to the welding center line during the automatic welding. In particular, even when the welding surfaces of the base metal with respect to the welding center axis of the welding rod are different from each other. It relates to an arc sensing method that can accurately determine the position of the weaving center axis of the electrode.

용접로보트를 사용하여 두개의 부재를 자동용접함에 있어서, 용접로보트에 설치된 용접봉이 용접중심선 즉, 상호 용접되기 위하여 밀착된 두개의 부재간의 경계선을 정확히 추적하면서 용접을 행하도록 하는 것이 필수적이다.In the automatic welding of two members using a welding robot, it is essential that the welding rods installed in the welding robot perform welding while accurately tracking the center of welding, that is, the boundary between two members in close contact with each other for welding.

이처럼 용접봉이 용접중심선을 정확히 추적하면서 용접을 행하도록 하기 위한 방법으로서, 용접봉의 위빙(weaving; 용접진행방향에 대한 용접봉의 좌우로의 이동)시에 그 용접봉과 용접될 부재들간에 아아크전류를 발생시키고, 용접봉과 용접면간의 거리변화에 따르는 아아크전류값의 변화에 기초하여 용접중심선을 추적하도록 하는 소위 아크센싱방법이 널리 사용되고 있다. 이러한 방법에 대해 도면을 참조하면서 좀더 상세히 살펴보기로 한다.As a method for the welding rod to perform the welding while accurately tracking the center line of welding, arc current is generated between the welding rod and the members to be welded during the weaving of the electrode. In addition, the so-called arc sensing method for tracking the welding center line based on the change in the arc current value according to the change in the distance between the electrode and the welding surface is widely used. This method will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

예를 들어 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이 상호 용접될 단부가 맞대어진 제1모재(20)와 제2모재(30)를 자동 용접함에 있어서, 용접봉(10)은 용접될 부위를 따라 화살표(A) 방향으로 진행함과 동시에 가상선으로 도시된 바와 같이 좌우로 위빙하면서 그 두개의 모재(20, 21)를 용접하게 된다. 용접봉(10)은, 그 용접봉(10)과 제1모재(20)의 용접면(21)이 이루는 각도(θ)가 제2모재(30)의 용접면(31)과 이루는 각도(θ)와 동일하게 위치되어 있으며, 용접봉(10)의 위빙중심축(C)은 용접중심선(25)의 수직상방에 위치하고 있다. 즉, 용접봉(10)이 용접중심선(25)의 수직상방에 위치하는 상태에서 좌우로 각각 동일한 거리(L)만큼 위빙하도록 되어 있다.For example, in the automatic welding of the first base material 20 and the second base material 30 to which the ends to be welded to each other as shown in FIGS. 1 and 2 are welded, the electrode 10 is used to select a portion to be welded. The two base materials 20 and 21 are welded while advancing in the direction of the arrow A and simultaneously weaving from side to side as shown by an imaginary line. The welding rod 10 includes an angle θ formed between the welding rod 10 and the welding surface 21 of the first base material 20 and the welding surface 31 of the second base material 30. The same position, the weaving center axis (C) of the welding rod 10 is located vertically above the welding center line (25). That is, in the state where the welding rod 10 is located vertically upward of the welding center line 25, each of the welding rod 10 is weaved by the same distance L each.

이러한 상태에서 위빙되는 도중에 용접봉(10)은, 그 위빙중심축(C)으로부터 제1모재(20) 측으로 가장 멀리 떨러진 위치(이하 제1위치라칭함) 및 제2모재(30) 측으로 가장 멀리 떨어진 위치(이하 제2위치라 칭함) 사이에서 이동되게 되며, 상기 제1위치에서 용접봉(10)과 제1모재(20)와의 수직거리(H1)는 제2위치에서의 용접봉(10)과 제2모재(30)와의 수직거리(H1)와 동일한 상태가 된다. 그리고, 용접봉(10)이 위빙중심축(C)과 일치되는 위치에서, 그 용접봉(10)은 용접중심선(25)의 수직상방에 있게 되며 그 용접중심선(25)으로부터 상기 제1위치 또는 제2위치에서의 수직거리(H1)보다 큰 거리(H)만큼 수직이격된 상태를 유지하게 된다.During the weaving in this state, the welding rod 10 is farthest away from the weaving center axis C toward the first base material 20 side (hereinafter referred to as the first position) and the second base material 30 side. It is moved between the position (hereinafter referred to as the second position), the vertical distance (H1) between the electrode 10 and the first base material 20 in the first position is the electrode 10 and the second in the second position It becomes the same state as the perpendicular | vertical distance H1 with 2 base materials 30. FIG. And, at the position where the electrode 10 is coincident with the weaving center axis C, the electrode 10 is vertically above the welding center line 25 and the first position or the second from the welding center line 25. The vertical spacing is maintained by the distance H greater than the vertical distance H1 at the position.

제3도는 용접봉(10)의 위빙도중 상기 제1위치로부터 제2위치까지 이동되는 동안에 제1모재(20)의 용접면(21) 또는 제2모재(30)의 용접면(31)과의 수직거리의 변화를 보이는 개략도로서, 수평축은 시간의 경고를 보이며 수직축은 제1모재(20)의 용접면(21) 또는 제2모재(30)의 용접면(31)과의 수직거리를 나타낸다. 제3도를 참조하면, 제1위치에 있던 용접봉(10)은 그 위빙에 따라 소정시간(t1) 후 제2위치로 이동되게 되는데, 제1위치로부터 제2위치로 이동하는 도중 위빙중심축(C)에 도달하는 시간(t1/2)까지는 그 용접봉(10)과 제1모재의 용접면(21)과의 수직거리가 증대되게 된다. 그리고, 용접봉(10)이 위빙중심축(C)을 통과하여 제2위치까지 이동되는 동안에는 그 용접봉(10)과 제2모재의 용접면(31)과의 수직거리가 점차로 단축되게 된다.3 is perpendicular to the welding surface 21 of the first base material 20 or the welding surface 31 of the second base material 30 while moving from the first position to the second position during the weaving of the welding rod 10. As a schematic diagram showing the change in distance, the horizontal axis shows a warning of time and the vertical axis shows a vertical distance from the welding surface 21 of the first base material 20 or the welding surface 31 of the second base material 30. Referring to FIG. 3, the welding rod 10 located in the first position is moved to the second position after a predetermined time t1 according to the weaving, and the weaving center axis during the movement from the first position to the second position ( Until the time t1 / 2 reaching C), the vertical distance between the welding rod 10 and the welding surface 21 of the first base material is increased. Then, while the welding rod 10 is moved through the weaving center axis C to the second position, the vertical distance between the welding rod 10 and the welding surface 31 of the second base material is gradually shortened.

한편, 용접봉(10)과 모재들(20,30) 사이에 고전압을 인가하게 되면, 모재와 용접봉(10) 사이에 아아크 전류가 발생하게 된다. 이 아아크 전류값은 모재의 용접면과 용접봉(10)간의 거리가 길어질수록 작아지게 되므로, 용접봉(10)이 제1위치에서 제2위치로 이동되는 동안 상기 아아크 전류값은 제4도에 도시된 바와 같은 패턴으로 변화하게 된다.On the other hand, when a high voltage is applied between the electrode 10 and the base materials 20 and 30, an arc current is generated between the base material and the electrode 10. Since the arc current value decreases as the distance between the welding surface of the base material and the electrode 10 increases, the arc current value is shown in FIG. 4 while the electrode 10 moves from the first position to the second position. The pattern changes as shown.

이와 같이 변화되는 아아크 전류값에 기초하여, 상기 제1위치에서 위빙중심축(C)까지 이동되는 동안의 전류의 적분값과 위빙중심축(C)으로부터 제2위치까지 이동되는 동안의 전류의 적분값을 구하고 이 적분값들을 서로 비교한다. 상기 각 적분값들이 서로 동일한 경우에 용접봉(10)은 그 위빙중심축(C)이 용접중심선(25)을 지나는 상태로 이동되고 있음을 의미하는 것으로 즉, 용접봉(10)이 용접중심선(25)을 정확하게 추적하고 있음을 의미한다.Based on the arc current value thus changed, the integral value of the current while moving from the first position to the weaving center axis C and the integral of the current while moving from the weaving center axis C to the second position. Find the value and compare these integrals. When the integral values are the same as each other, the electrode 10 means that the weaving center axis C is moved while passing through the welding center line 25, that is, the electrode 10 is weld center line 25. Means that you are tracking it correctly.

만일 상기 각 적분값들이 서로 다른 경우에는, 용접봉(10)의 위빙중심축(C)이 용접중심선(25)으로부터 벗어나 있음을 의미하며 즉, 용접봉(10)이 용접중심선(25)을 정확하게 추적하고 있지 못함을 의미한다. 이러한 경우에는, 소정의 제어수단에 의해 상기 적분값들이 서로 일치하도록 위빙중심축(C)의 위치를 실시간으로 보정하여 줌으로써 용접봉(10)이 용접중심선(25)을 정확하게 추적할 수 있게 된다.If the integral values are different from each other, this means that the weaving center axis C of the electrode 10 is out of the welding center line 25, that is, the electrode 10 accurately tracks the welding center line 25. It means no. In this case, the electrode 10 can accurately track the welding center line 25 by correcting the position of the weaving center axis C in real time so that the integral values coincide with each other by a predetermined control means.

그런데, 상술한 바와 같이 아아크전류의 적분값들을 기초로 하는 아크센싱방법에 따르면, 제2도를 참조하면서 설명한 바와 같이 제1모재(20)의 용접면(21)과 용접봉(10)이 이루는 각도(θ)가 제2모재(30)의 용접면(31)과 용접봉(10)이 이루는 각도(θ)와 동일한 상태로 용접되는 경우에는 유효하나, 상기 각도들이 서로 다른값을 가지는 상태에서는 상당한 오차가 발생하게 된다.However, according to the arc sensing method based on the integral values of the arc current as described above, the angle formed by the welding surface 21 and the electrode 10 of the first base material 20 as described with reference to FIG. (θ) is effective when welded in the same state as the angle (θ) formed between the welding surface 31 and the electrode 10 of the second base material 30, but a significant error in the state that the angles have different values Will occur.

즉, 제5도에 도시된 바와 같이 용접봉(10)의 위빙중심축(C)이 용접중심선(25)의 수직상방에 위치하며 그 용접중심선(25)을 지나는 상태에서, 제1모재(20)의 용접면(21)과 용접봉(10)이 이루는 각도(θ1)가 제2모재(30)의 용접면(31)과 용접봉(10)이 이루는 각도(θ2)가 서로 다른 경우에는, 상기 제1위치에서의 용접봉(10)과 제1모재(20)의 용접면(21)간의 수직거리(H2)와 제2위치에서의 용접봉(10)과 제2모재(30)의 용접면(31)간의 수직거리(H3)가 서로 달라지게 된다.That is, as shown in FIG. 5, in the state in which the weaving center axis C of the welding rod 10 is located vertically above the welding center line 25 and passes the welding center line 25, the first base material 20 is formed. When the angle θ1 formed by the welding surface 21 and the welding rod 10 of the welding surface 21 is different from the angle θ2 formed by the welding surface 31 and the welding rod 10 of the second base material 30, the first The vertical distance H2 between the welding rod 10 at the position and the welding surface 21 of the first base material 20 and between the welding surface 31 of the welding rod 10 and the second base material 30 at the second position. The vertical distances H3 are different from each other.

그러므로, 용접봉(10)이 제1위치에서 제2위치로 이동하는 동안의 제1모재(20)의 용접면(21) 또는 제2모재(30)의 용접면(31)과의 수직거리는 제6도에 도시된 바와 같이 변하게 된다. 즉, 제1위치로부터 위빙중심축(C)까지 이동되는 시간(t1/2) 동안 제1모재의 경사면(21)과 용접봉과(10)의 수직거리는 비교적 급속도로 증대되고, 위빙중심축(C)으로부터 제2위치까지 이동되는 동안 제2모재의 경사면(31)과 용접봉과(10)의 수직거리는 비교적 완만하게 감소된다. 이에 따라 그 수직거리와 관계된 아아크 전류값은 제7도에 도시된 바와 같이 변화하게 된다.Therefore, the vertical distance from the welding surface 21 of the first base material 20 or the welding surface 31 of the second base material 30 while the welding rod 10 moves from the first position to the second position is equal to sixth. As shown in FIG. That is, the vertical distance between the inclined surface 21 and the welding rod 10 of the first base material increases relatively rapidly during the time t1 / 2 from the first position to the weaving center axis C, and the weaving center axis C is increased. The vertical distance between the inclined surface 31 of the second base material and the welding rod 10 decreases relatively gently while moving from the to the second position. As a result, the arc current value associated with the vertical distance changes as shown in FIG.

이러한 상태에 있어서는, 상기 제1위치에서 위빙중심축(C)까지 이동되는 동안의 전류의 적분값과 위빙중심축(C)으로부터 제2위치까지 이동되는 동안의 전류의 적분값이 서로 달라지게 됨을 알 수 있다. 따라서, 용접봉(10)이 용접중심선(25)을 제대로 추적하고 있음에도 불구하고 위빙중심축(C)이 용접중심선(25)에 대해 소정거리 벗어나 있는 것으로 인식되어, 소정의 제어수단에 의해 상기 적분값들이 동일한 값을 유지하도록 즉 도면에 있어서 용접봉(10)의 위빙중심축(C)의 위치가 제1모재(20)측으로 이동되도록 보정이 행해지게 된다. 이에 따라 용접봉(10)은, 그 위빙중심축(C)이 용접중심선(25)으로부터 제1모재(20)측으로 소정거리 벗어난 상태에서 즉, 용접중심선(25)을 정확하게 추적하지 못하는 상태에서 용접을 진행하게 되므로, 용접품질이 저하된다는 문제점이 있었다.In this state, the integral value of the current while moving from the first position to the weaving center axis C and the integral value of the current while moving from the weaving center axis C to the second position are different from each other. Able to know. Therefore, although the welding rod 10 tracks the welding center line 25 properly, the weaving center axis C is recognized as being out of a predetermined distance with respect to the welding center line 25, and the integral value is determined by a predetermined control means. Correction is performed so that they maintain the same value, that is, the position of the weaving center axis C of the welding rod 10 moves to the first base material 20 side in the drawing. Accordingly, the welding rod 10 performs welding in a state in which the weaving center axis C is out of a predetermined distance from the welding center line 25 toward the first base material 20, that is, in a state in which the welding center line 25 cannot be accurately tracked. Since it proceeds, there was a problem that the welding quality is lowered.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 용접봉에 대한 모재들의 위치에 상관없이 용접중심선에 대한 용접봉의 위빙중심축의 위치를 정확히 확인하여, 용접봉이 정확하게 용접중심선을 추적하면서 용접을 행할 수 있도록 개선된 자동용접공정의 아크센싱방법을 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve this problem, irrespective of the position of the base material for the welding rod to accurately check the position of the weaving center axis of the welding rod relative to the welding center line, so that the welding rod can be carried out while accurately tracking the welding center line It is an object of the present invention to provide an arc sensing method of an improved automatic welding process.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동용접공정의 아크센싱방법은, 용접봉의 위빙시에 용접봉과 용접면간의 거리변화에 따르는 아아크전류값의 변화에 기초하여 용접중심선에 대한 용접봉의 위빙중심축의 위치를 확인하는 방법에 있어서, 상기 용접봉의 위빙중심축에서의 아아크전류의 미분값을 기초로 하여 용접중심선에 대한 용접봉의 위빙중심축 위치를 확인하도록 된 점에 특징이 있다.In order to achieve the above object, the arc sensing method of the automatic welding process according to the present invention, the weaving center of the welding rod relative to the welding center line based on the change in the arc current value according to the change in distance between the welding rod and the welding surface during the weaving of the welding rod In the method for confirming the position of the shaft, it is characterized in that the position of the weaving center axis of the electrode relative to the welding center line based on the derivative value of the arc current in the weaving center axis of the electrode.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 제2도에 도시된 바와 같이 용접봉(10)이, 그 용접봉(10)과 제1모재(20)의 용접면(21)이 이루는 각도(θ)가 제2모재(30)의 용접면(31)과 이루는 각도(θ)와 동일하게 위치되어 있으며, 용접봉(10)의 위빙중심축(C)은 용접중심선(25)의 수직상방에 위치하며 그 용접중심선(25)을 지나는 상태에서 위빙을 행하면서 용접을 진행하는 경우에 대해 살펴보기로 한다.First, as shown in FIG. 2, the welding rod 10 has an angle θ formed between the welding rod 10 and the welding surface 21 of the first base 20 by the welding surface of the second base 30. Weaving center axis (C) of the same as (31), the weaving center axis C of the welding rod 10 is located above the welding center line 25 and the weaving center in the state passing through the welding center line 25 Let's look at the case of proceeding the welding while doing.

상술한 바와 같이 위빙되는 도중에 용접봉(10)은, 그 위빙중심축(C)으로부터 제1모재(20) 측으로 가장 멀리 떨어진 위치(이하 제1위치라 칭함) 및 제2모재(30) 측으로 가장 멀리 떨어진 위치(이하 제2위치라 칭함) 사이에서 이동되게 된다. 용접봉(10)의 위빙도중 제1위치로부터 제2위치까지 이동되는 동안에 제1모재(20)의 용접면(21) 또는 제2모재(30)의 용접면(31)과의 수직거리는 제3도에 도시된 바와 같이 변화하게 된다. 즉, 제1위치와 제2위치에서 해당 용접면과 용접봉(10)과의 수직거리는 H1이며, 용접봉(10)이 위빙중심축(C)과 일치하는 위치에서 그 용접봉(10)과 용접중심선간의 수직거리는 H가 된다.As described above, the welding rod 10 is farthest away from the weaving center axis C toward the first base material 20 side (hereinafter referred to as the first position) and the second base material 30 side. It is moved between distant positions (hereinafter referred to as second position). The vertical distance between the welding surface 21 of the first base material 20 or the welding surface 31 of the second base material 30 during the movement of the welding rod 10 from the first position to the second position is shown in FIG. 3. As shown in FIG. That is, the vertical distance between the corresponding welding surface and the welding rod 10 at the first position and the second position is H1, and the welding rod 10 between the welding rod 10 and the welding center line at the position coinciding with the weaving center axis C. The vertical distance is H.

그리고, 용접봉(10)이 제1위치로부터 제2위치로 이동되는 동안 아아크 전류값은 제4도에 도시된 바와 같은 패턴으로 변화하게 된다. 이와 같이 변화되는 전류를 미분하게 되면, 제8도에 도시된 바와 같은 상태로 됨을 쉽게 알 수 있다. 즉, 제1위치에서 용접중심선(25)까지의 전류의 미분값은 소정의 음의 값(-a)을 지니게 되며, 용접중심선(25)에서 제2위치까지의 전류의 미분값은 양의 값(+a)을 가지게 된다. 상기 각 미분값의 크기는 서로 동일하며 단지 부호만 달라지게 된다. 그리고, 위빙중심축(C)에서의 미분값은 0이 된다. 상술한 바와 같이 용접봉(10)이 용접중심선(25)을 정확히 추적하고 있는 상태에서는 용접봉(10)의 위빙중심축(C)이 용접중심선(25)을 지나게 되므로, 용접봉(10)이 그 위빙중심축(C)에 일치하는 시점에서 아아크 전류값의 미분값은 0이 된다.And, while the electrode 10 is moved from the first position to the second position, the arc current value changes in a pattern as shown in FIG. By differentiating the electric current thus changed, it can be easily seen that the state as shown in FIG. That is, the derivative of the current from the first position to the welding center line 25 has a predetermined negative value (-a), and the derivative of the current from the welding center line 25 to the second position is a positive value. will have (+ a) The magnitude of each derivative is the same and only the sign is different. The derivative value at the weaving center axis C is zero. As described above, in the state in which the electrode 10 accurately tracks the welding center line 25, since the weaving center axis C of the electrode 10 passes through the welding center line 25, the electrode 10 is the weaving center. At the time coinciding with the axis C, the derivative value of the arc current value becomes zero.

만일 용접봉(10)의 위빙중심축(C)이, 예를 들어 제2모재(30) 측으로 벗어나게 되면, 용접봉(10)이 위빙중심축에 위치할 때의 아아크전류의 미분값은 양의 값을 지니게 되며, 이에 따라 용접봉(10)은 소정의 제어수단에 의해 그 위빙중심축(C)이 용접중심선(25)에 교차되는 방향으로 실시간 위치 보정되게 된다.If the weaving center axis C of the welding rod 10 is deviated to, for example, the second base material 30, the derivative value of the arc current when the welding rod 10 is located at the weaving center axis is a positive value. Thus, the electrode 10 is a real-time position correction in the direction in which the weaving center axis C intersects the welding center line 25 by a predetermined control means.

한편, 제5도에 도시된 바와 같이 용접봉(10)의 위빙중심축(C)이 용접중심선(25)의 수직상방에 위치하는 상태에서, 제1모재(20)의 용접면(21)과 용접봉(10)이 이루는 각도(θ1)가 제2모재(30)의 용접면(31)과 용접봉(10)이 이루는 각도(θ2)가 서고 다른 경우에는, 상기 제1위치에서의 용접봉(10)과 제1모재(20)의 용접면(21)간의 수직거리와 제2위치에서의 용접봉(10)과 제2모재(30)의 용접면(31)간의 수직거리가 서로 달라지게 된다. 이러한 경우에 있어서, 용접봉(10)이 제1위치에서 제2위치로 이동하는 동안의 제1모재(20)의 용접면(21) 또는 제2모재(30)의 용접면(21)과의 수직거리는 제6도에 도시된 바와 같이 변하게 되고, 이에 따라 그 수직거리와 관계된 아아크 전류값은 제7도에 도시된 바와 같이 변화하게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, in the state where the weaving center axis C of the welding rod 10 is located vertically above the welding center line 25, the welding surface 21 and the welding rod of the first base material 20 are formed. When the angle θ1 formed by (10) is different from the welding surface 31 of the second base material 30 and the angle θ2 formed by the welding rod 10 is different from each other, the welding rod 10 at the first position and The vertical distance between the welding surface 21 of the first base material 20 and the vertical distance between the welding rod 10 and the welding surface 31 of the second base material 30 at the second position are different from each other. In this case, perpendicular to the welding surface 21 of the first base material 20 or the welding surface 21 of the second base material 30 while the welding rod 10 moves from the first position to the second position. The distance is changed as shown in FIG. 6, so that the arc current value associated with the vertical distance is changed as shown in FIG.

제7도에 도시된 바와 같이 변화하는 전류의 미분값은 상기 제9도에 도시된 바와 같은 형태로 나타나게 된다. 즉, 제1위치에서 위빙중심선(C)까지의 전류의 미분값은 소정의 음의 값(-b)을 지니게 되며, 위빙중심선(C)에서 제2위치까지의 전류의 미분값은 양의 값(+c)을 가지게 된다. 상기 전류변화곡선의 기울기가 서로 다르므로, 상기 각 미분값의 크기는 서로 다르며 부호 또한 달라지게 된다. 그리고, 용접중심선(25)에서의 미분값은 0이 된다. 상술한 바와 같이 용접봉(10)이 용접중심선(25)을 정확히 추적하고 있는 상태에서는 용접봉(10)의 위빙중심축(C)이 용접중심선(25)을 지나게 되므로, 용접봉(10)이 그 위빙중심축(C)에 일치하는 시점에서 아아크 전류값의 미분값은 0이 된다.As shown in FIG. 7, the derivative value of the changing current is represented as shown in FIG. 9. That is, the derivative of the current from the first position to the weaving center line C has a predetermined negative value (-b), and the derivative of the current from the weaving center line C to the second position is a positive value. will have (+ c). Since the slopes of the current change curves are different from each other, the magnitudes of the differentiation values are different from each other and their signs are also different. The derivative value at the welding center line 25 is zero. As described above, in the state in which the electrode 10 accurately tracks the welding center line 25, since the weaving center axis C of the electrode 10 passes through the welding center line 25, the electrode 10 is the weaving center. At the time coinciding with the axis C, the derivative value of the arc current value becomes zero.

만일 용접봉(10)의 위빙중심축(C)이 예를 들어 제10도에 도시된 바와 같이 제2모재(30) 측으로 소정거리 벗어나게 되면, 제1위치에서의 용접봉(10)과 제1모재의 용접면(21)과의 수직거리(H4)는 제2위치에서의 용접봉(10)과 제2모재의 용접면(31)과의 수직거리(H6)와 다른 값을 갖게 된다. 그리고, 용접봉(10)이 위빙중심선(C)에 위치할 때의 그 용접봉(10)과 용접중심선(25)과의 수직거리(H5)는, 용접봉(10)과 용접중심선과의 수직거리(H)와 달라지게 된다.If the weaving center axis C of the welding rod 10 is out of a predetermined distance toward the second base member 30 as shown in FIG. 10, for example, the welding rod 10 and the first base material of the welding rod 10 may be moved. The vertical distance H4 from the welding surface 21 has a value different from the vertical distance H6 between the welding rod 10 at the second position and the welding surface 31 of the second base material. The vertical distance H5 between the welding rod 10 and the welding center line 25 when the welding rod 10 is located at the weaving center line C is the vertical distance H between the welding rod 10 and the welding center line. Will be different from).

용접봉(10)이 상기 제1위치로부터 제2위치로 이동되는 동안 그 용접봉(10)과 제1모재(20)의 용접면(21) 또는 제2모재(30)의 용접면(31)간의 수직거리 및 전류는 각각 제11도와 제12도에 도시된 바와 같이 변화하게 된다. 제11도 및 제12도에 있어서, 수평축상의 부호 t1은 용접봉(10)이 제1위치로부터 제2위치까지 이동된 시간을 나타내며, t1/2은 용접봉(10)이 제1위치로부터 그 위빙중심축까지 이동된 시간을 나타낸다.Perpendicular between the welding rod 10 and the welding surface 21 of the first base material 20 or the welding surface 31 of the second base material 30 while the electrode 10 is moved from the first position to the second position. The distance and current will change as shown in FIG. 11 and FIG. 12, respectively. 11 and 12, reference numeral t1 on the horizontal axis indicates the time when the electrode 10 is moved from the first position to the second position, and t1 / 2 indicates the weaving center of the electrode 10 from the first position. Shows the time traveled to the axis.

그리고, 제12도와 같이 변화되는 전류의 미분값은 제13도에 도시된 바와 같은 상태가 된다. 즉, 용접봉(10)이 용접중심선(25)의 수직상방에 위치할 때의 아아크전류의 미분값은 0을 유지하는데 반하여 용접봉(10)이 위빙중심축(C)에 일치할 때 즉, 시간이 t1/2일 때의 아아크전류의 미분값은 소정크기의 양의 값(+c)을 지니게 된다.And the derivative value of the electric current changed like FIG. 12 becomes a state as shown in FIG. That is, the differential value of arc current when the electrode 10 is located vertically above the welding center line 25 is maintained at 0, whereas when the electrode 10 coincides with the weaving center axis C, that is, the time The derivative value of the arc current at t 1/2 has a positive value (+ c) of a predetermined magnitude.

이와 같이 용접봉(10)이 위빙중심축(C)에 위치할 때의 전류의 미분값이 양의 값(+c)을 가지는 것은 용접봉(10)의 위빙중심축(C)이 제2모재(30)측으로 이동되어 있음을 의미하며 이에 따라, 용접봉(10)은 소정의 제어수단에 의해 그 위빙중심축(C)이 용접중심선(25)에 교차되는 방향으로 실시간 보정될 수 있게 된다.As described above, the differential value of the current when the electrode 10 is located on the weaving center axis C has a positive value (+ c), so that the weaving center axis C of the electrode 10 is the second base material 30. ) Means that the electrode 10 can be corrected in real time in the direction in which the weaving center axis C intersects the welding center line 25 by a predetermined control means.

앞에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 아크센싱방법을 사용하게 되면, 용접봉(10)에 대한 모재들의 위치에 상관없이 용접봉(10)의 위빙중심축(C)의 위치가 정확하게 파악될 수 있으며, 이에 따라 용접봉(10)이 용접중심선(25)으로부터 벗어난 상태로 용접이 진행되는 것을 예방할 수 있게 된다.As described above, when the arc sensing method according to the present invention is used, the position of the weaving center axis C of the electrode 10 can be accurately determined regardless of the position of the base materials for the electrode 10. Accordingly, the welding rod 10 may be prevented from being welded in a state in which it deviates from the welding center line 25.

한편, 본 실시예를 설명함에 있어서, 아아크전류의 미분값의 확인에 의해서만 용접중심선이 추적되는 것으로 설명하였으나, 경우에 따라서는 상기 미분값을 종래의 적분값과 함께 비교 확인하는 방법이 채용될 수도 있을 것이다.Meanwhile, in the present embodiment, the welding center line is traced only by confirming the derivative value of the arc current. However, in some cases, a method of comparing and confirming the derivative value with a conventional integral value may be employed. There will be.

이와 같이 본 발명에 따르면, 용접봉에 대한 모재들의 위치에 상관없이 용접봉의 위빙중심축의 위치가 정확하게 파악될 수 있으며, 이에 따라 용접봉이 용접중심선으로부터 벗어난 상태로 용접이 진행되는 것을 예방할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the position of the weaving center axis of the welding rod can be accurately determined regardless of the position of the base metals with respect to the welding rod, and thus the welding rod can be prevented from being welded out of the welding center line.

Claims (1)

용접봉의 위빙시에 용접봉과 용접면간의 거리변화에 따르는 아아크전류값의 변화에 기초하여 용접중심선에 대한 용접봉의 위빙중심축의 위치를 확인하는 자동용접공정의 아크센싱방법에 있어서, 상기 용접봉의 위빙중심축에서의 아아크전류의 미분값을 기초로 하여 용접중심선에 대한 용접봉의 위빙중심축 위치를 확인하도록 된 것을 특징으로하는 자동용접공정의 아크센싱방법.In the arc sensing method of the automatic welding process in which the position of the weaving center axis of the welding electrode relative to the welding center line based on the change in the arc current value according to the change of the distance between the welding electrode and the welding surface during the weaving of the electrode, the weaving center of the electrode Arc sensing method of the automatic welding process, characterized in that to determine the position of the weaving center axis of the electrode with respect to the welding center line based on the derivative value of the arc current in the axis.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101038119B1 (en) * 2010-11-16 2011-05-31 이미숙 The method of tracking weld line using welding torch weaving

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KR101038119B1 (en) * 2010-11-16 2011-05-31 이미숙 The method of tracking weld line using welding torch weaving

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