KR100271080B1 - Device of anti inferior welding by detecting arc current - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 아크(ARC) 전류 검출에 의한 용접불량 방지장치에 관한 것으로, 상세하게는 이상 아크(ARC)가 발생하면 용접공정(또는 작업라인)이 중단되게 함으로써 용접불량을 방지함으로써 불량 용접된 제품의 유출을 방지하도록 한 것이다.The present invention relates to a welding failure prevention device by detecting the arc (ARC) current, and more particularly, to prevent the welding failure by stopping the welding process (or work line) when the abnormal arc (ARC) occurs, the product welded poorly It is to prevent the leakage of.
일반적으로 용접 중에는 예기치 못한 용접불량들이 자주 발생되므로 용접불량을 지속적으로 감시할 필요가 있다. 즉, 용접 와이어가 꼬인 경우, 용접 와이어의 공급이 불량한 경우, 용접 와이어가 전부 소모된 경우, 용접 와이어의 길이가 1회분의 용접을 하기에는 그 길이가 짧은 경우, 용접 와이어가 끊긴 경우, 용접 와이어가 융착 된 경우, 팁이 막힌 경우, 용접기의 이상 등의 원인으로 인하여 용접 와이어가 공급되지 않는데도 불구하고 용접작업이 계속 이루어져 용접불량이 발생되면 제품이 미 용접 또는 부분 용접된 체로 출하되는 경우가 있으므로 자동차의 경우 안정성에 심각한 문제점이 있으며, 내구력이 떨어지거나 자칫 대형 교통사고로 이어지는 등의 문제점이 있으며 출고된 자동차의 경우 이러한 결함이 발견되면 리콜(RE-CALL)이 발생될 수 있으며, 경우 일반 산업기계도 마찬가지이다.In general, unexpected welding defects frequently occur during welding, so it is necessary to continuously monitor welding defects. That is, when the welding wire is twisted, when the supply of the welding wire is poor, when the welding wire is exhausted, when the length of the welding wire is too short for one-time welding, when the welding wire is broken, the welding wire is In the case of welding, if the tip is clogged, the welding work is continued even though the welding wire is not supplied due to the abnormality of the welding machine, and if the welding failure occurs, the product may be shipped as unwelded or partially welded sieve. In the case of automobiles, there are serious problems in stability, problems such as poor durability, or large traffic accidents, and in the case of shipped cars, when such defects are found, a recall may occur. The same is true for machines.
따라서, 본 발명은 용접 전원부에 변류기(또는 변류계)를 전기적으로 접속하여 용접 불량시에 발생되는 용접 아크전류를 감시하다가 아크 전류의 이상이 발생되면 이를 감지하여 PLC와 같은 제어기로 입력시켜 수동 용접기와 작업라인을 제어기의 프로그램 구동을 정지시키고 부저나 램프를 이용하여 경보가 이루어지게 함으로써 작업자가 용접이상으로 판단하여 용접 이상을 조치할 수 있도록 함으로써 불량 용접된 제품의 출하를 방지하도록 함을 목적으로 한다.Therefore, the present invention monitors the welding arc current generated at the time of welding failure by electrically connecting a current transformer (or current meter) to the welding power supply, and detects an abnormality of the arc current and inputs it to a controller such as a PLC to provide a manual welding machine. The purpose of this is to stop the program operation of the controller and the work line and to make an alarm by using a buzzer or a lamp so that the operator can judge that the welding is abnormal and take action on the welding. do.
또한, 용접기의 출력부에 불량 카운터와 생산 갯수 카운터를 각각 접속하여 용접한 갯수와 용접 불량된 갯수를 카운터하여 표시할 수 있도록 한다.In addition, the defective counter and the production number counter are connected to the output of the welding machine, respectively, so that the number of welded and the number of defective welds can be displayed by counting them.
상기 목적을 달성하기 위하여 용접 토취로 용접용 전원을 공급하는 전원부에 변류기(current transformer)를 접속하고, PLC와 같은 제어기의 입력부에 상기 변류기를 접속하여 용접할 때 발생하는 아크전류가 제어기로 입력된 다음 제어기에 설정된 기준 아크전류와 비교되게 하고, 입력되는 아크전류가 제어기에 설정된 기준 아크 전류값 이하이면 용접불량으로 판정하여 제어 프로그램을 정지시키고 경보하도록 함으로써 작업자가 이상을 조치할 수 있도록 한다.In order to achieve the above object, an arc current generated when a current transformer is connected to a power supply unit for supplying welding power with a welding torch and the current transformer is connected to an input unit of a controller such as a PLC is welded. Next, it is compared with the reference arc current set in the controller, and if the input arc current is less than the reference arc current value set in the controller, it is judged as a welding defect, so that the operator can take action by stopping the control program and alarming.
또한, 제어기의 출력부에 불량 카운터와 생산 갯수 카운터를 각각 접속하여 용접한 갯수와 용접 불량된 갯수를 카운터하여 표시할 수 있도록 함으로써 전체 용접량과 불량 용접량을 쉽게 인식할 수 있도록 한다.In addition, by connecting the defective counter and the production number counter to the output of the controller, respectively, the number of welded and the number of welded bad can be displayed by the counter so that it is easy to recognize the total welding amount and the poor welding amount.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 - 본 발명의 일실시 예로 도시한 용접기의 정면도.1-a front view of the welding machine shown in one embodiment of the present invention.
도 2 - 본 발명의 일실시 예로 도시한 용접기의 평면도.2-a plan view of a welding machine according to an embodiment of the present invention.
도 3 - 본 발명의 회로 블럭도.3-a circuit block diagram of the present invention.
도 4 - 본 발명의 작업순서도.4-work flow chart of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
(2)--용접기 (4)--용접물(용접제품)(2)-Welding Machine (4)-Welding (Welding Products)
(6)--용접부 (8)--동력전달장치(6)-Welding (8)-Power Train
(10)--모터 (12)--용접 토취(10)-Motor (12)-Welding Torch
(14)--용접 와이어 (16)--용접 와이어 공급통(14)-welding wire (16)-welding wire supply bin
(18)--용접 와이어 케이블 (20)--용접 와이어 공급장치(18)-welded wire cable (20)-welded wire feeder
(22)--용접 전원부 (24)--제어기(PLC)(22)-Welding Power Section (24)-Controller (PLC)
(26)--기준 아크 설정부 (28)--용접제품 로딩 및 클램핑 감지센서(26)-Reference arc setting section (28)-Welding product loading and clamping detection sensor
(30)--경보부 (32)--용접갯수 카운터(30)-Alarm section (32)-Welding counter
(34)--용접불량 갯수 카운터 (CT)--변류기(34)-Weld Defect Count Counter (CT)-Current Transformer
도 1, 2는 본 발명의 일실시 예로 도시한 수동용접기의 정면 및 그 평면 구성도이고 도 3은 본 발명의 회로 블록도이다.1 and 2 are a front view and a plan view of the manual welding machine shown in one embodiment of the present invention and Figure 3 is a circuit block diagram of the present invention.
용접물(4)이 클램프되는 용접부(6)와, 용접부(6)를 동력전달장치(8)를 이용하여 정지 또는 회전시키는 모터(10)와, 용접부(6)에 근접 위치하면서 용접물(4)을 용접하는 용접 토취(12)와, 용접 와이어(14)가 수납 및 인출되는 용접와이어 공급통(16)과, 용접 토취(12)의 후미에 케이블(18)을 통하여 용접 와이어(14)를 용접 토취(12)로 자동공급하는 용접 와이어 공급장치(20)로 구성된 수동 용접기(2)의 아크용접장치에 있어서, 용접 토취(12)로 용접 전원을 공급하는 용접 전원부(22)에 수동용접기(2)를 접속하고, 수동용접기(2)의 일단에 용접 아크전류의 이상 유무를 검출하는 변류기(current transformer)(CT)를 접속하고, PLC(programmable logic controller)와 같은 제어기(24)의 입력부에 산기 수동용접기(2)를 접속하여 용접할 때 발생하는 아크전류가 제어기(24)로 입력된 다음 기준 아크 설정부(26)로 설정되는 제어기(24)의 기준 아크전류와 비교되게 하고, 입력되는 아크전류가 제어기(24)에 설정된 기준 아크 전류값 범위를 벗어나면 용접불량으로 판정하여 제어기(24)의 제어 프로그램을 정지시키도록 한다.The welded part 6 to which the welded material 4 is clamped, the motor 10 which stops or rotates the welded part 6 using the power transmission device 8, and the welded material 4 are located in proximity to the welded part 6; The welding torch 12 is welded to the welding wire 14 through the welding wire 12, the welding wire supply cylinder 16 in which the welding wire 14 is received and drawn out, and the cable 18 at the rear of the welding torch 12. 12. In the arc welding device of the manual welding machine 2 composed of the welding wire supply device 20 which automatically feeds to 12, the manual welding machine 2 is connected to the welding power supply unit 22 that supplies the welding power to the welding torch 12. A current transformer (CT) connected to one end of the manual welder 2 to detect an abnormality of the welding arc current, and a diffuser manual welder at an input of a controller 24 such as a programmable logic controller (PLC). Arc current generated when welding by connecting (2) is input to the controller 24 and then the reference arc When the arc current input is out of the range of the reference arc current value set in the controller 24, it is judged as a welding defect by comparing with the reference arc current of the controller 24 set by the setting unit 26. Stop the control program.
제어기(24)의 다른 입력부에 용접제품(용접물)이 용접부(6)로의 로딩과 클램핑을 감지하는 용접제품 로딩 및 크램핑 감지센서(28)를 접속하고, 제어기(24)의 입ㆍ출력부에 상기 수동 용접기(2)의 제어부를 접속하여 수동 용접기(2)를 제어할 수 있도록 하고, 제어기(2)의 다른 출력부에 경보부(30)를 접속하여 시각적 또는 청각적으로 용접불량을 인지할 수 있도록 하여 작업자가 용접 이상 상태를 조치할 수 있도록 한다.To the other input of the controller 24 a welded product (weld) connects the welded product loading and clamping detection sensor 28 to detect loading and clamping into the welded portion 6, and to the input and output of the controller 24. The control unit of the manual welding machine 2 can be connected to control the manual welding machine 2, and the alarm unit 30 can be connected to the other output of the controller 2 to recognize visually and audible welding defects. Allow workers to take action on welding abnormalities.
제어기(2)의 신호 출력부에 용접 갯수 카운터(32)와 용접불량 갯수 카운터(34)를 출력하는 7쎄그먼트 또는 액정표시기와 같은 표시기를 접속하여 전체 용접 갯수와 불량용접 갯수를 파악할 수 있도록 한다.7 segment or liquid crystal display that outputs the welding number counter 32 and the welding defect number counter 34 to the signal output of the controller 2 is connected so that the total welding number and the poor welding number can be grasped. .
이와 같이 구성하여서 된 본 발명은 기준 아크전류 설정부(26)로 기준 아크 전류를 설정하고, 용접 와이어 공급통(16)에 수납된 용접 와이어(14)를 케이블(18)과 공급장치(20)를 통하여 용접 토취(12)로 자동 공급하도록 하고, 또한 용접물(4)을 용접부(6)로 로딩시켜 클램핑시키면 용접준비 작업이 완료되며, 용접물(4)의 관체처럼 용접부위가 회전되는 경우 모터(10)와 동력전달장치(8)를 이용하여 용접물(4)을 회전시키면서 용접하면 될 것이다.According to the present invention constructed as described above, the reference arc current is set by the reference arc current setting unit 26, and the welding wire 14 housed in the welding wire supply cylinder 16 is connected to the cable 18 and the supply device 20. When the welding preparation is completed by automatically feeding the welding torch 12 through the welding torch 12 and loading the welding material 4 into the welding part 6, the welding part is rotated like the tubular body of the welding material 4. 10) and the power transmission device 8 may be welded while rotating the weld (4).
한편, 용접물(4)이 용접부(6)로 로딩되어 클램핑이 완료되면 용접제품의 로딩과 클램핑을 감지하는 센서(28)가 이를 감지하여 제어기(24)로 입력하면 용접이 시작된다. 즉, 모터(10)와 동력전달장치(8)에 의해 용접물(6)이 회전하고, 와이어 공급장치(20)에 의해 공급통(16)내의 용접 와이어(14)가 와이어 공급장치(20)에 의해 용접 토취(12)로 공급되고, 용접전원은 용접물(4)과 용접 토취(12)로 공급되고 아크전류가 발생되어 용접물(4)의 용접이 이루어진다.On the other hand, when the welding material 4 is loaded into the welding part 6 and the clamping is completed, the welding is started when the sensor 28 which detects the loading and clamping of the weld product is input to the controller 24. That is, the welded material 6 rotates by the motor 10 and the power transmission device 8, and the welding wire 14 in the supply cylinder 16 is transferred to the wire supply device 20 by the wire supply device 20. It is supplied to the welding torch 12, the welding power is supplied to the weld 4 and the welding torch 12, the arc current is generated to weld the weld (4).
상기에서 용접과 동시에 변류기(CT)가 아크전류를 감지한 다음 수동용접기(2)를 통하여 제어기(24)로 입력하게 되며, 제어기(24)는 상기 변류기(CT)로부터 입력되는 아크 전류가 정상적인 값으로 입력되면 용접작업을 정상적으로 수행하고, 용접이 완료된 제품은 용접부(6)로부터 이탈시켜(로딩) 출고시키게 되며, 용접제품이 출고된 용접부(6)로 다음 번 용접할 용접물(4)을 로딩 및 클램핑시켜 상기의 과정으로 용접을 계속하게 된다.At the same time as the welding, the current transformer CT detects the arc current and then inputs it to the controller 24 through the manual welding machine 2, and the controller 24 inputs the arc current input from the current transformer CT to a normal value. If it is input to the welding operation is normally performed, the finished product is released from the welding portion 6 (loading) to be shipped, and the welded material 4 to be welded next time to the welded portion 6, the welded product has been shipped and Clamping continues the welding in the above process.
한편, 용접 중, 용접 와이어가 꼬인 경우, 용접 와이어의 공급이 불량한 경우, 용접 와이어가 전부 소모된 경우, 용접 와이어의 길이가 1회분의 용접을 하기에는 그 길이가 짧은 경우, 용접 와이어가 끊긴 경우, 용접 와이어가 융착 된 경우, 팁이 막힌 경우, 용접기의 이상 등의 원인으로 인하여 용접 와이어가 공급되지 않는 데도 불구하고 용접작업이 계속 이루어지는 경우 등의 원인으로 인하여 제어기(24)로 이상 아크전류가 입력되면(변류기(CT)로부터 입력되는 용접 아크 전류가 정상적인 값의 범위를 벗어나면) 제어기(24)는 아크전류 이상신호를 출력하여 수동 용접기(2)와 작업라인을 정지시키고, 또한 경보부(30)로 경보신호가 출력되므로 작업자가 이를 인지하게되며, 이와 동시에 용접불량 갯수 카운터(34)로 용접불량 갯수가 카운터 표시되며, 작업자는 용접 이상 조치를 취하고 난 다음 제어기(24)를 초기화시켜 작업을 계속하면 된다.On the other hand, when the welding wire is twisted during welding, when the supply of the welding wire is poor, when the welding wire is exhausted, when the length of the welding wire is too short for one-time welding, when the welding wire is broken, When the welding wire is fused, the tip is clogged, the abnormal arc current is input to the controller 24 due to the cause such as when the welding operation is continued even though the welding wire is not supplied due to the abnormality of the welding machine. When the welding arc current input from the current transformer CT is out of the range of the normal value, the controller 24 outputs an arc current abnormal signal to stop the manual welding machine 2 and the work line, and also the alarm unit 30. As the alarm signal is output, the operator recognizes this, and at the same time, the welding defect number counter 34 displays the welding defect number counter. Takes over the welding action is if I continue to work to reset the controller (24).
용접이상을 조치하여 용접이 완료된 제품은 앞서 기술한 것처럼 용접부(6)로부터 이탈시켜(로딩) 출고시키게 되며, 용접제품이 출고된 용접부(6)로 다음 번 용접할 용접물(4)을 로딩 및 클램핑시켜 상기의 과정으로 용접을 계속하게 된다.As a result of the welding abnormality, the welded product is released (loaded) from the welded part 6 as described above, and is shipped. The welding is continued by the above process.
본 발명에서 용접 상태나 용접물(4)의 재질 용접부위의 면적이나 두께 등에 따라 기준아크 설정부(26)를 적절히 설정하여 사용하면 될 것이다.In the present invention, the reference arc setting unit 26 may be appropriately set and used according to the welding state or the area or thickness of the material welded portion of the welded material 4.
이상과 같이 본 발명은 수동용접기에 변류기(또는 변류계)를 전기적으로 접속하여 용접 불량시에 발생되는 용접 아크전류를 감시하다가 아크 전류의 이상이 발생되면 이를 감지하여 제어기로 입력시켜 수동용접기 및 작업라인을 정지시키고 부저나 램프를 이용하여 경보가 이루어지게 함으로써 작업자가 용접이상을 쉽게 판단하여 용접 이상을 바로(즉시)조치할 수 있도록 함으로써 불량 용접된 제품의 출하가 방지되는 효과가 있다.As described above, the present invention monitors the welding arc current generated at the time of welding failure by electrically connecting a current transformer (or current meter) to the manual welding machine, and detects an abnormality of the arc current and inputs it to the controller to operate the manual welding machine and work. By stopping the line and making an alarm using a buzzer or a lamp, the operator can easily determine the welding abnormality and immediately correct the welding abnormality, thereby preventing the shipment of a poorly welded product.
또한 제어기의 출력부에 용접갯수 카운터와 용접 불량갯수 카운터를 각각 접속하여 용접한 갯수와 용접 불량된 갯수를 쉽게 파악할 수 있는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.In addition, the welding number counter and the welding failure number counter are connected to the output of the controller, respectively, it is a very useful invention with the effect of being able to easily determine the number of welds and the number of weld failures.
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