KR100503554B1 - 아크용접 모니터장치 - Google Patents

Abstract

로봇의 동작궤적, 바꿔 말하면 용접워크의 용접선 정보에 대하여 용접전류, 용접전압 등의 검출데이터가 어떻게 대응하고 있는지 쉽게 파악할 수 있는 아크용접 모니터장치를 제공한다.

용접전류 및 용접전압 중 적어도 한쪽을 검출하는 수단(4),(5)과, 상기 검출한 데이터를 저장하는 수단(14)과, 로봇의 동작궤적을 기억하는 수단(14)과, 상기 수단으로 검출한 용접전류 및 용접전압 중 적어도 한쪽과, 상기 수단으로 기억된 로봇의 동작궤적을 디스플레이 상에 표시하는 수단(12)을 구비하며, 그 디스플레이 상에서 표시된 동작궤적 상에서 범위를 설정하고 그 범위에서의 아크용접 모니터 표시를 행한다.

Description

아크용접 모니터장치{Arc welding monitoring device}

본 발명은, 아크용접을 감시하고 용접품질의 관리를 행하는 아크용접 모니터장치에 관한 것이다.

종래, 아크용접 상태를 감시하는 것으로는 용접 중의 용접전류값·용접전압값을 검출하고 검출데이터가 미리 설정된 설정범위 내에 있는지를 식별하여 범위 밖인 경우, 경보를 발하는 용접감시장치가 있다. 이 방법으로는 일본특허공고평7-2275호 공보가 있다. 일본특허공고평7-2275호 공보에서는, 아크용접기에 의한 아크용접을 감시하는 장치에 있어서 용접전류 또는 아크전압을 검출하는 검출수단과, 검출수단의 아날로그 출력신호를 소정의 샘플링주파수로 디지탈신호로 변환하는 A/D 변환기와, 이동평균을 구하기 위한 연산기간 및 이동피치를 설정하는 연산기간 및 이동피치 설정수단과, 상기 용접전류 또는 아크전압의 이동평균값을 감시하기 위한 감시값을 설정하는 감시값 설정수단과, 상기 용접전류 또는 아크전압의 이동평균치를 상기 감시값과 비교하여 용접상황 내지 용접결과를 판정하는 판정수단과, 상기 판정수단의 판정결과를 표시출력하는 판정출력수단을 구비하는 아크용접 모니터장치가 개시되어 있다. 이 때의 검출데이터의 화면표시의 일례를 도 3에 도시한다. 세로축은 용접전류, 용접전압, 횡축은 용접시간을 나타낸다. 이것은 용접시간에 대한 용접전류, 용접전압의 변화를 도시한 그래프이다.

그러나 아크용접 로봇에 의한 용접에 있어서 종래의 용접감시장치에 의해 용접상태를 감시한 경우, 도 3에 도시한 바와 같이 용접경과시간에 대한 용접전류 및 용접전압의 변화를 포착하여 용접이상이 발생했는지 인식할 수 있지만, 로봇의 어느 프로그램을 사용했는지, 다시 말하면 어떤 용접워크를 용접했는지를 파악할 수가 없다. 특히 아크용접 로봇를 사용하여 복잡한 워크를 용접한 경우, 용접감시장치에 의해 용접이상을 검출하더라도 용접워크의 어느 위치에서 그 이상이 발생했는지 알기 어렵다. 또 반대로 용접워크를 관찰하여 용접불량을 발견한 경우, 그 때의 용접전류파형, 용접전압파형이 어떠한 거동이었는지 해석하고 싶은 경우가 있다. 그러나 종래의 용접감시장치로는, 용접워크의 선택한 범위의 용접전류, 용접전압데이터가 검출한 데이터의 어느 부분을 나타내고 있는지 불명료하다.

도 1은 본 발명의 실시예를 도시한 시스템 개략도,

도 2는 본 발명의 실시예의 용접이상 판정처리부의 개략을 도시한 도면,

도 3은 종래의 아크용접 모니터장치에 의해 모니터 상의 화면에 표시된 용접전류·용접전압의 화면표시내용,

도 4는 본 발명의 아크용접 모니터장치에 의해 모니터 상의 화면에 표시된 용접전류·용접전압·동작궤적의 화면표시의 일례,

도 5는 본 발명의 아크용접 모니터장치에 의해 모니터 상의 화면에 표시된 용접전류·용접전압·동작궤적의 화면표시의 일례이다.

본 발명은 로봇의 동작궤적, 다시 말하면 용접워크의 용접선 정보에 대해 용접전류, 용접전압 등의 검출데이터가 어떻게 대응하고 있는지 쉽게 파악할 수 있는 아크용접 모니터장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 제1아크용접 모니터장치는, 아크용접용 로봇 제어장치에 있어서, 용접전류 및 용접전압 중 적어도 한쪽을 검출하는 수단과, 상기 검출한 데이터를 보존하는 수단과, 로봇의 동작궤적을 기억하는 수단과, 상기 수단으로 검출한 용접전류 및 용접전압 중 적어도 한쪽과, 상기 수단으로 기억된 로봇의 동작궤적을 디스플레이 상에서 표시하는 수단과, 상기 검출한 데이터의 상기 디스플레이 상에서 표시하는 범위를 설정하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제2아크용접 모니터장치는, 상기 검출한 데이터의 상기 디스플레이 상에서 표시를 행하는 범위를 설정하는 수단에 있어서, 상기 디스플레이 상에서 표시된 로봇의 동작궤적의 부분을 지정함으로써 설정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제3아크용접 모니터장치는, 상기 검출한 데이터의 상기 디스플레이상에서 표시를 행하는 범위를 설정하는 수단에 있어서, 상기 용접전류 또는 용접전압 데이터의 범위를 지정함으로써 설정을 행하고 범위설정 부분의 로봇의 동작궤적 부분을 그 이외의 부분과는 다른 색으로 표시하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제4아크용접 모니터장치는, 용접이상판정조건 설정수단과, 상기 용접이상판정조건 설정수단에 의해 설정된 조건과 상기 검출데이터를 비교하는 비교기를 구비하며, 상기 검출데이터를 감시하고 용접이상판정을 행하여 이상이 발생한 경우, 용접이상으로 판정된 데이터 범위를 동작궤적 상에 그 이외의 범위와는 다른 색을 이용하여 표시하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제5아크용접 모니터장치는, 상기 검출하여 보존하는 데이터는 용접전류, 용접전압 이외에 각종 센서에 의해 얻어진 데이터인 것을 특징으로 하는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

① 용접전류, 용접전압 데이터와 로봇동작 프로그램이 관련되어 기록되고, 화면상에 용접전류, 용접전압 변화 뿐만 아니라 용접이 행해진 로봇의 동작궤적이 표시되기 때문에 용접전류, 용접전압 데이터가 어느 용접워크에 대응하고 있는지, 또한 용접워크의 용접선이 어떻게 교시되어 있는지 쉽게 파악할 수 있다.

② 화면상에 표시된 용접전류, 용접전압 등의 데이터가 로봇의 동작궤적의 어느 부분의 데이터를 표시하고 있는지 확인할 수 있기 때문에 용접상태가 불안정한 부분을 특정하고 용접조건의 변경 및 로봇의 용접자세의 변경을 행하여야만 하는 부분을 파악할 수 있어 용접품질 향상에 공헌한다.

③ 용접이상부분을 특정할 수 있기 때문에 용접워크의 육안에 의한 결함검출을 실시하는 경우, 용접이상이라고 판정된 부분만을 행하면 된다.

④ 용접워크의 지정된 부분의 용접전류, 용접전압 등의 데이터의 표시를 행할 수 있기 때문에 용접결함부분을 육안으로 발견한 경우, 그 부분의 용접전류, 용접전압 등의 거동을 파악할 수 있어 아크용접현상의 해명에 도움이 된다.

⑤ 용접전류, 용접전압 뿐만 아니라, 예컨대 와이어 송급속도, 가스유량 등 각종 센서에서 얻어지는 정보에 대해 감시할 수 있다.

이하, 도면에 의해 본 발명의 실시예로서 아크용접 모니터장치에 대해 설명하기로 한다.

도 1은, 본 발명을 실시하기 위한 시스템의 예를 나타낸 개념블럭도로서, 1은 로봇제어장치, 2는 용접기, 3은 로봇(미도시)에 장착된 토치, 12는 모니터 장치이다.

이하, 용접실행과 용접전류·용접전압의 검출에 관한 동작의 흐름을 설명하기로 한다. 모재(10)와 토치(3) 사이에 용접기(2)에서 공급되는 전압을 인가함으로써 아크가 발생하고 토치(3)를 운봉(運棒)함으로써 용접비드가 형성된다. 그 때 용접전류를 전류검출기(4)로 검출하고, 용접전압을 전압검출기(5)로 검출한다. 검출된 용접전류값·용접전압값은 각각 로우패스필터(6),(7)에 입력되어 고주파(노이즈)성분이 제거되고 A/D변환기(8),(9)에 의해 디지탈값으로 변환되어 로봇 제어장치(1) 내에 도입된다. 도입된 용접전류값·용접전압값은 CPU(11)에 의해 각종 연산처리가 실시되고, 여러가지 용접이상 검출알고리즘에 의해 아크 상태의 감시가 행해진다. 또한 도입된 용접전류값·용접전압값은 기억부(14)에 적절히 보존된다. 로봇의 동작궤적정보는 로봇제어장치(1) 내의 궤적위치 검출부(13)에 의해 취득되고 그 정보는 기억부(14)에 보존된다.

제1실시예에서는, 기억부(14)에 보존된 로봇 동작궤적정보에 근거하여 모니터장치(12)의 디스플레이 상에 로봇의 동작시뮬레이션이 행해지고 로봇동작궤적이 표시된다. 또한 동시에 기억부(14)에 보존된 용접전류값·용접전압값이 모니터장치(12)의 디스플레이에 표시된다. 이로써 용접전류, 용접전압 변화의 관측 뿐 아니라 용접이 행해진 로봇의 동작프로그램을 확인할 수 있으며 용접워크의 용접선 형태를 파악할 수 있다.

제2실시예에서는, 기억부(14)에 보존된 로봇 동작궤적정보에 근거하여 모니터장치(12)의 디스플레이 상에 로봇의 동작시뮬레이션이 행해지고 로봇 동작궤적이 표시된다. 로봇의 동작궤적이 표시되어 있을 때 디스플레이 상에서 기억부(14)에 보존된 용접전류·용접전압 데이터의 화면표시범위의 설정방법으로서, 예컨대 외부입력장치로서 마우스를 사용한다. 검출데이터의 변화를 보고 싶은 동작궤적의 범위를 마우스로 지정함으로써 그 범위의 용접전류·용접전압데이터의 내용이 모니터장치(12)의 디스플레이 상에 표시된다. 도 4는, 이 때의 화면표시의 일례를 도시한다. 도면은, 상단이 로봇의 동작궤적을 표시하고 있으며 하단이 용접전류, 용접전압의 변화를 표시하고 있다. 도면 중에서 로봇의 동작은 스텝1, 스텝2, 스텝3, 스텝4의 순서대로 동작하고, 스텝1은 용접개시점, 스텝4는 용접종료점, 스텝2, 스텝3은 교시점을 나타낸다. 여기서 스텝1과 스텝2 사이의 굵은 선으로 그려진 범위가 마우스 등의 입력장치에 의해 선택된 파형표시 선택범위를 나타낸다. 이로써 작업자는 용접워크에 대응한 동작궤적의 범위를 지정함으로써 쉽게 용접워크의 선택한 부분의 용접전류·용접전압데이터의 내용을 파악할 수 있다.

제3실시예에서는, 제2실시예와 마찬가지로 기억부(14)에 보존된 로봇 동작궤적정보에 근거하여 모니터장치(12)의 디스플레이 상에서 동작시뮬레이션이 행해지고 로봇 동작궤적이 표시된다. 또한 기억부(14)에 보존된 용접전류·용접전압데이터도 디스플레이 상에 함께 표시된다. 디스플레이 상에 표시된 용접전류·용접전압데이터 중 어느 범위의 데이터가 동작궤적의 어느 부분에 상당하는지를 파악하고 싶은 경우가 있다. 그와 같은 경우, 예컨대 용접전류·용접전압그래프 위에 커서를 표시하고 그로써 데이터범위를 지정함으로써 그 범위에 상당하는 동작궤적부분이, 예컨대 범위 외의 색과는 다른 색으로 표시되어 용접전류·용접전압데이터의 선택범위가 동작궤적의 어느 부분의 데이터인지 식별할 수 있게 된다. 도 5는, 이 때의 화면표시의 일례를 도시하고 있다. 도면은, 상단이 로봇의 동작궤적을 표시하고 있으며 하단이 용접전류, 용접전압의 변화를 표시하고 있다. 도면 중에서 로봇의 동작은 스텝1, 스텝2, 스텝3, 스텝4의 순서대로 동작하고, 스텝1은 용접개시점, 스텝4는 용접종료점, 스텝2, 스텝3은 교시점을 나타낸다. 여기에서 스텝1과 스텝2 사이의 굵은 선으로 그려진 범위가 도 5 하단의 커서에 의해 선택된 범위의 용접전류·용접전압이 얻어진 영역을 나타낸다. 이로써 용접전류·용접전압데이터의 거동변화로 특이한 부분이 발견된 경우 등, 그 데이터가 동작궤적, 즉 용접워크의 어느 부분인지를 용이하게 식별할 수 있게 된다.

제4실시예는, 제2 및 제3실시예에 용접이상 판정처리부를 더 추가하여 용접상태의 감시를 행한다. 용접이상 판정처리부의 일실시예의 블럭도를 도 2에 도시한다. 용접이상의 판정은 로봇제어장치(1) 내에 있는 용접이상 판정기(22)에 의해 행해진다. 용접이상 판정기(22)는 용접이상 판정조건설정기(24), 비교기(23), 용접이상 판정결과 출력기(25)에 의해 구성된다. 각종 센서에 의해 취득된 데이터는 센서데이터 입력부(21)에 도입된다. 도입된 데이터는 비교기(23)에 의해 용접이상 판정조건 설정기(24)에 의해 미리 설정된 기준치와 비교된다. 만일, 검출데이터가 상기 기준값 이내가 아니라면 용접이상 판정결과 출력기(25)에 의해 용접이상 발생정보를 기억부(14)에 보존한다. 또 동시에 이상이 발생했다고 하여 외부경보장치(26)에서 외부로 이상검출신호가 출력된다. 또한 용접이상판정의 알고리즘으로는 단락회수, 평균용접전류값, 평균용접전압값 등을 이용하면 된다. 모니터장치(12)에서의 측정데이터의 표시는 제2 및 제3실시예와 마찬가지로 기억부(14)에 보존된 로봇 동작궤적정보에 근거하여 디스플레이 상에서 동작시뮬레이션이 행해지고 로봇 동작궤적이 표시된다.

제5실시예는, 기억부(14)에 보존된 용접전류·용접전압 데이터 외의 각종 측정데이터, 예컨대 와이어송급속도, 가스유량 등 각종 센서에서 얻어지는 정보에 대해서도 디스플레이 상에 함께 표시하는 것이다. 디스플레이 상에 표시된 각종 측정데이터 중 용접이상으로 판정된 부분은, 예컨대 정상적인 경우와는 다른 색으로 표시된다. 또 동작궤적에 대해서도 용접이상으로 판정된 부분은 정상적인 경우와는 다른 색으로 표시된다. 이로써 각종 측정데이터의 거동변화로 용접이상으로 판정된 부분이 그 데이터의 어느 범위인지, 또 동작궤적, 즉 용접워크의 어느 부분에 이상이 있는지 쉽게 식별할 수 있게 된다.

본 발명은 아크용접 로봇시스템에 있어서, 용접상태를 감시하고 용접품질의 관리를 행하는 아크용접 모니터장치에 관한 것이다.

Claims (5)

1. 아크용접용 로봇 제어장치의 아크용접 모니터장치에 있어서,

   용접전류 및 용접전압 중 적어도 한쪽을 검출하는 용접전기신호 검출수단과,

   상기 검출한 용접전기신호를 보존하는 데이터보존수단과,

   로봇의 동작궤적을 기억하는 동작궤적기억수단과,

   상기 용접전기신호 검출수단으로 검출한 용접전류 및 용접전압 중 적어도 한쪽과, 상기 동작궤적기억수단으로 기억된 로봇의 동작궤적을 디스플레이 상에서 표시하는 표시수단과,

   상기 표시를 행하는 범위를 설정하는 표시범위 설정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 아크용접 모니터장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 상에서 표시된 로봇의 동작궤적의 부분을 지정함으로써 설정을 행하는 것인 아크용접 모니터장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용접전류 또는 용접전압 데이터의 범위를 지정함으로써 설정을 행하고 범위설정 부분의 로봇의 동작궤적 부분을 그 이외의 부분과는 다른 색으로 표시하는 것인 아크용접 모니터장치.
4. 제1항 내지 제3항에 있어서, 용접이상판정조건 설정수단과, 상기 용접이상판정조건 설정수단에 의해 설정된 조건과 상기 검출데이터를 비교하는 비교기를 구비하며, 상기 검출데이터를 감시하고 용접이상판정을 행하여 이상이 발생한 경우, 용접이상으로 판정된 데이터 범위를 동작궤적 상에 그 이외의 범위와는 다른 색을 이용하여 표시하는 것을 특징으로 하는 아크용접 모니터장치.
5. 제1항 내지 제4항에 있어서, 상기 데이터보존수단은 용접전류·용접전압 이외의 각종 센서에 의해 얻어진 데이터도 보존하는 것인 것을 특징으로 하는 아크용접 모니터장치.