KR100241027B1 - 저항 용접의 감시방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저항용접의 감시방법 및 그 장치에 관한 것으로서 전극의 높이 변화에 따른 편차정도를 도표화하여 기억장소에 저장하고, 상기 저장된 데이타에 의해 편차만큼 능동적으로 이동토록 x,y 축 구동모터를 설치하여 정확한 용접을 할 수 있다.

따라서, 심용접의 정확한 심용접의 통전구간을 알 수 있고, 용접중의 용접전류, 용접전압, 용접 압력, 스피드등 여러가지 용접변수를 모니터링하여 매순간 측정된 값과 스트립상의 용접부와 선형적인 연관성을 갖게 함으로써, 모니터한 결과와 실제용접부를 눈으로 확인했을 때 측정 데이타의 시간축과 용접부가 일차 비례함으로 데이타의 흔들림으로 부터 어느 부위의 용접 이상을 예측할 수 있고, 실제 용접부를 확인하지 않더라도 측정데이타의 시간축상의 위치로 부터 용접부 어느 지점에서 이상 여부를 예측할 수 있으므로 공정 작업자들의 판파단 사고를 줄이고, 이로부터 판파단의 스트레스로 부터 작업자를 해방시키므로써 작업효율을 한층 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

저항 용접의 감시방법 및 그 장치

제1도는 일반적인 전기저항용접의 작업순서를 도시한 도면.

제2도는 종래의 전기저항 용접을 도시한 실시상태도.

제3도는 본 발명에 따른 전기저항 용접을 도시한 실시상태도.

제4도는 일반적인 근접 스위치에서 높이의 변화에 따른 거리의 편차정도를 나타낸 그래프도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 앤드게이트 2 : 타이머

3 : 근접스위치 4,11 : 상부전극

5 : 상부전극 상세도 6 : 근접 스위치 출력

7 : 2축 테이블 9 : 상,하 전단기

10 : 클램프 12 : 하부전극

13 : X 축 구동모터 14 : Y축 구동모터

15 : 모터 드라이버 16 : 기억장소

본 발명은 저항 용접인 심(seam) 용접기중에서 전류나 전압의 제어기능을 가진 반도체 소자인 사이리스터(thyristor)을 포함한 전력 소자를 이용한 전력 공급방식의 용접 장치에 있어서 용접중의 실제 변수값의 측정을 위한 모니터링시의 정확한 용접 통전구간을 확인할 수 있는 저항 용접의 감시방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 대형제철소 설비에 사용되는 저항용접 형식인 심용접(seam welder)에서 작업자가 작업중의 용접진행상황을 확인하려고 용접중에 용접전압, 용접전류, 휠압력, 속도등의 변수를 설정치에 대비해서 측정치를 알 수 있다는 것은 작업자들에게 매우 효과적이다. 이와 같은 이유로 용접중의 여러가지 용접변수를 모니터링(monitoring)하려는 많은 시도가 있다. 그러나 심용접에서는 용접 상·하 휠의 접촉후에 휠구동부가 이동하여 스트립(strip)과 연결되므로 실제 정확한 통전시간을 측정하는 것이 어렵다. 그 이유는 전력소자로써 사이리스터(thyristor)를 사용하는 경우에 전압의 쇼트(short(OV)) 구간을 통전구간으로 인정하기도 불가능하다. 또한, 전류파형은 최종 출력단에 전류평활을 위해서 부착된 리액터 때문에 통전순간 즉시 그 순간부터 파형이 상승하고, 오프시 빠르게 하강하지 못하므로 전류파형으로 부터 통전구간을 인식하는 것도 어려운 실정인 것이다.

따라서, 저항 용접에서의 정확한 통전구간의 인식은 여러가지 어려움을 내포하고 있으나, 용접불량을 방지하고, 수요자의 품질 보증요구에 대처하기 위하여 반드시 필요한 부분인 것이다.

이와같은 기술과 관련된 종래의 저항 용접 통전구간 인식방법에 있어서는 출원 94-40098 와 같은 발명이 알려져 있다.

상기 출원에 의하면, 근접스위치의 비직선성의 문제를 최소화하기 위해서 온 가능한 정격 감지거리(sensing distance)에서 사용하도록 권장하고 있다. 그러나, 실제 용접중에 계속해서 용접후 상하 용접휠을 연마(dressing)함으로써 정격 감지거리(sensing distance)를 일정하게 유지하도록 하는 것은 매우 번거로운 수작업이 요구되는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위한 것으로서 그 목적은, 매 전극휠의 연마후 정격 편차의 유지를 위한 번거로운 작업을 개선하며, 심용접의 정확한 통전구간을 알 수 있고, 용접중의 용접전류, 용접전압, 용접 압력, 스피드등 여러가지 용접변수를 모니터링(monitoring)하여 매순간 측정된 값과 스트립(strip) 상의 용접부와 선형적인 연관성을 갖게 함으로써, 모니터한 결과와 실제용접부를 눈으로 확인했을 때 측정 데이타의 신간축과 용접부가 일차 비례함으로 데이타의 흔들림으로 부터 어느 부위의 용접 이상을 예측할 수 있는 바탕을 마련할 수 있는 저항용접 감시방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 실제 용접부를 확인하지 않더라도 측정데이타의 시간축상의 위치로 부터 용접부 어느 지점에서 이상 여부를 예측할 수 있으므로 작업자들의 판파단 사고를 줄이고, 판파단의 스트레스로 부터 작업자를 해방시키므로써 작업효율을 한층 향상시킬 수 있는 저항 용접 감시장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 상부 휠측과 평행하게 설치된 근접 스위치를 앞면과 뒷면에 두곳에 설치하여 감지편차 및 편차의 최소화를 위해서 2축으로 이동가능한 테이블을 설치하는 단계와, 두개의 근접스위치 각각의 출력을 앤드게이트(and gate)에서 출력신호가 High인 출력신호로 통전구간 측정을 위한 타이머 카운터를 동작시켜서 정확한 통전구간을 측정할 수 있는 단계와, 매번 용접후 전극의 연마로 전극 직경변화에 인한 근접 스위치의 거리변하에 따라서 적절하게 x,y 테이블(table)을 이용하여 계속 정확한 용접 온부를 가리킬 수 있도록 미리 높이의 변화에 대한 편차 정도를 각각 도포화하여 기억장소에 저장하는 단계와, 높이의 변화가 생기더라도 그에 해당하는 편차 정도만큼 능동적으로 이동하도록 하여 정확한 용접 온부를 계속 나타낼 수 있도록 하는 단계를 포함하여 구성되는 저항 용접의 감시 방법을 마련함에 의한다.

또한, 휠촉부와 평행하게 설치되는 근접 스위치와, 상기 근접 스위치가 코일의 통전 시작 위치에서 정확히 동작되도록 설치되는 2축테이블과, 상기 근접스위치의 높이 변화에 대한 편차정도를 각각 테이블화하여 저장하는 기억장소와, 상기 기억장소에 저장되어 있는 도표의 편차 값으로 모터 동력전달부(motordriver) 에 가해져서 높이 변화 (Y) 변화폭의 변화에 해당하는 편차거리(x)만큼 이동하도록 하는 (x)(y)테이블 구동모터를 포함하여 구성되는 저항용접의 감시장치를 마련함에 의한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제3도에 도시한 바와같이, 용접기에서 실제 용접통전 구간을 인식하기 위해서는 용접기의 상부 휠부분(4)(11)에 직선성이 우수한 근접 스위치(3)을 상부 휠의 면면에 평행하게 설치한다. 그래서, 용접휠 지격의 변화로 Y의 값이 변하면, 제4도와 같은 x,y의 테이블화된 값을 이용하여 X축으로의 이동값을 찾을 수 있고, 그 위치로 2축 테이블이 움직이도록 위치조정을 한 다음, 근접 스위치(3)가 동작하는 구간이 바로 실제 통전구간이 되도록한다.

또한, 2축으로 미소거리 조정 가능한 형식(2축 xy 테이블)의 근접스위치부를 휠의 앞면과 뒷면에 두개를 각각 설치하고, 상기 2축의 xy 테이블 중에서 용접진행 방향을 x 축 이라고 하고, 휠 가압방향을 y 축이라고 정하며 상기 두개의 근접 스위치 출력(6)이 앤드게이트(1)를 통과하고, 상기 출력신호가 유지되는 동안을 통전시간이라고 간주하며, 두개의 코일층 짧은 것이 있어서 한개의 근접 스위치의 출력이라도 출력되지 않으면 그 순간까지는 실제 통전이 이루어지지 않은 구간이라고 정의할 수 있다.

계속해서, 두개의 근접 스위치의 출력이 모두 High가 되어서 앤드게이트(1)의 출력이 High인 구간동안 모니터링 시스템을 트리거시키거나 타이머(2)를 작동하여 목적으로 하는 저항용접 감시장치를 작동하는 구성으로 이루어진다.

이와같은 구성으로 된 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

심용접에서 사용되는 전극직경은 20cm 정도를 사용하여 매번 용접후 연마 작업으로 직경이 작아지는데, 통상 현상에서는 16cm 정도까지 사용한다. 제4도는 일반적인 근접스위치의 사양을 보인 것으로서, 높이 변화(Y)에 대한 편차정도(X)가 변한다. 따라서, 4cm 정도의 근접 스위치의 높이의 변화(Y)에 대한 근접스위치의 편차 거리(X)를 각각 미리 롬등의 기억장소(16)에 도표화하여 저장하여 둔다.

또한, 외부에서 입력되는 외경측정 장치의 출력으로 부터 외경의 감소는 다시 말하면, 근접 스위치의 강판 사이의 거리 감소를 의미하기 때문에 전극의 직경의 변화를 입력으로 하여 그때 매 순간 순간의 근접 스위치의 높이 변화에 따른 편차거리를 2축의 x,y 테이블의 x 축 모터(13), y 축 모터(14)에 기억장소(16)에 저장되어 있는 도표의 편차값으로 모터 드라이버(15)에 가해져서 높이의 변화, (Y)변화폭의 변화에 해당하는 편차거리(x)만큼 이동하도록 하여 근접스위치의 높이가 변화하더라도 그에 해당하는 편차 거리만큼 적절하게 센서를 x 축으로 이동함으로써 계속 정확하게 용접 온부를 가리키도록 할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 심용접의 정확한 통전구간을 알 수 있고, 용접중의 용접전류, 용접전압, 용접 압력, 스피드등 여러가지 용접 변수를 모니터링 하여 매순간 측정된 값과 스트립(strip)상의 용접부와 선형적인 연관성을 갖게 하며, 상기 모니터링한 결과와 실제용접부를 눈으로 확인했을 때 측정 데이타의 시간축과 용접부가 일차 비례함으로 데이타의 흔들림으로 부터 어느 부위의 용접 이상을 예측할 수 있고, 실제 용접부를 확인하지 않더라도 측정데이타의 시간축상의 위치로 부터 용접부 어느 지점에서 이상 여부를 예측할 수 있으므로 공정 작업자들의 판파단 사고를 줄이고, 이로부터 판파단의 스트레스로 부터 작업자를 해방시키므로써 작업효율을 한층 향상시킬 수 있는 등의 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 용접기의 상부 휠(4)(11)에 설치되어 전극과 코일간의 거리를 감지하는 근접 스위치(3)와, 상기 근접스위치(3)가 코일의 통전 시작위치에서 정확히 동작되도록 설치되는 2축 테이블과, 상기 근접 스위치(3)의 높이 변화에 대한 편차정도를 테이블화하여 저장하는 기억장소(16)와, 상기 기억장소(16)에 저장되어 있는 도표의 편차 값으로 모터 동력전달부(motordriver) 에 가해져서 높이 변화 (Y) 변화폭의 변화에 해당하는 편차거리(x)만큼 이동하도록 하는 (x)(y)테이블 구동모터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 저항용접의 감시장치.
2. 상부 휠축과 평행하게 설치된 근접스위치를 앞면과 뒷면의 두곳에 설치하여 감지편차 및 편차의 최소화를 위해서 2축으로 이동가능한 테이블을 설치하는 단계와, 두개의 근접스위치 각각의 출력을 앤드게이트에서 출력신호가 최고(High)인 출력신호로 통전구간 측정을 위한 타이머 카운터를 동작시켜서 정확한 통전구간을 측정할 수 있는 단계와, 매번 용접후 전극의 연마로 전극직경변화에 인한 근접스위치의 거리변화에 따라서 적절하게 x,y 테이블을 이동하여 계속 정확한 용접 온부를 가리킬 수 있도록 미리 높이의 변화에 대한 편차정도를 각각 도표화하여 기억장소에 저장하는 단계와, 높이의 변화가 생기더라도 그에 해당하는 편차 정도만큼 능동적으로 이동하도록 하여 정확한 용접 온부를 계속 나타낼 수 있도록 하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 저항용접의 감시방법.