KR100760513B1 - 스포트 용접기의 용접에 대한 최적 조건 자동 감시장치 - Google Patents

스포트 용접기의 용접에 대한 최적 조건 자동 감시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스포트 용접기의 용접에 대한 최적 조건 자동 감시장치에 관한 것으로, 스포트 용접 시 용접전류를 측정하는 용접전류 측정부; 상기 용접전류 측정부에서 측정된 용접전류를 표시하는 용접전류 표시부; 상기 용접전류의 상/하한 리미트 값을 설정하는 상/하한 리미트 설정부; 상기 상/하한 리미트 설정부에서 설정한 상/하한 리미트 값을 각각 표시하는 상/하한 리미트 표시부; 상기 측정된 용접전류와 기 설정된 상한 및 하한 리미트 값의 비교 결과에 의해 상한경보 동작, 하한경보 동작, 정상 동작으로 구분하여 나타내는 경광등 표시램프; 및 상기 스포트 용접기 자동 감시장치의 전체 동작을 제어하며, 상기 용접전류 측정부에서 측정된 용접전류와 기 설정된 상한 및 하한 리미트 값을 비교한 결과에 의해 상기 경광등 표시램프의 동작을 제어하는 메인 MCU;를 포함하여 구성함으로써, 산업현장에서 사용되고 있는 스포트 용접 작업시 발생할 수 있는 원부자재 또는 작업조건 등의 변화로 인한 불량발생을 실시간 감시하여 불량품의 출고를 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
스포트 용접, 스포트 용접기, 감시, 최적 조건, 전류, 리미트, 공정

Description

스포트 용접기의 용접에 대한 최적 조건 자동 감시장치{AUTOMATIC MONITOR OF SPOT WELDING MACHINE}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 스포트 용접기 자동 감시장치의 외형도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 스포트 용접기 자동 감시장치의 구성도
도 3a 내지 도 3c는 용접전류의 측정 및 감시기능을 설명하기 위한 도면으로서,
도 3a는 상한경보 동작을 나타낸 도면이고,
도 3b는 하한경보 동작을 나타낸 도면이고,
도 3c는 정상 동작을 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 자동 조절 기능을 설명하기 위한 도면으로서,
도 4a는 누적 불량 시료에 의한 자동조절기능을 설명하기 위한 도면이고,
도 4b는 접촉저항에 의한 자동조절기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시간 자동검사 기능을 설명하기 위한 도면
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
100 : 스포트 용접기 자동 검사장치
110 : 용접전류 표시부 112 : 경광등 표시램프
114 : 상한 리미트 표시부 116 : 하한 리미트 표시부
118 : 생산량 표시부 120 : 생산량 리셋 버튼
122 : 불량수 표시부 124 : 불량수 리셋 버튼
126 : 전원 스위치 128 : 공정번호 표시부
130 : 공정입력버튼 210 : 용접전류 측정부
220 : 접촉저항 측정부 230 : 공정메모리 입력부
240 : 생산량 카운터부 250 : 불량수 카운터부
260 : 상/하한 리미트 설정부 270 : 자동/수동 절환부
280 : 메모리 290 : 용접기 제어부
300 : 작업 자동 검출부 310 : 송수신 통신부
320 : 전원 회로부
330 : 메인(MAIN) MCU(Micro Controller Unit)
본 발명은 스포트 용접기(Spot welding machine)의 용접에 대한 최적 조건 자동 감시장치에 관한 것으로, 특히 산업현장에서 사용되고 있는 스포트 용접 작업시 발생할 수 있는 원부자재 또는 작업조건 등의 변화로 인한 불량발생을 실시간 감시하여 불량품의 출고를 원천적으로 방지할 수 있는 스포트 용접기 자동 감시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 스포트 용접(Spot welding)은 점 용접이라고도 하며 주로 판재의 용접 에 사용된다. 리벳 이음은 판재에 구멍을 뚫고 리벳으로 접합시키나 스포트 용접은 구멍을 뚫지 않고 접합할 수 있는 장점이 있다. 이 방법은 전극 사이에 용접물을 넣고 가압하면서 전류를 통하여 그 접촉 부분의 저항열로 가압 부분을 융합시킨다. 이 융합 부분을 '너겟'이라고 한다. 스포트 용접을 잘하려면 가압력, 통전시간, 전류밀도 등을 잘 조절하는 것이 필요하다.
스포트 용접을 하기 위하여서는 가압력 통전시간 전류의 크기에 주의하여야 한다. 가압력이 크면 접촉 저항이 감소하여 용접 경과가 좋지 않고 작으면 전류를 통과시킬 때 스파크가 나타나서 용접 경과도 좋지 않으며 전극과 용접 표면을 침해한다. 그리고, 용접 표면은 깨끗이 하고 평탄하여야되며 용제는 사용하지 않는다. 용접 시간은 맞대기 용접에 비하여 가열 면적이 좁으므로 대단히 짧다. 또한, 용접 온도에 도달하여 가압할 때 압력이 세면 용접부가 오목하게 들어가서 약해지며 압력이 약하면 완전한 용접이 안 되기 때문에 주의를 해야한다.
그러나, 종래에는 산업현장에서 스포트 용접 작업을 할 때 원부자재 또는 작업조건 등의 변화로 인한 스포트 용접 불량이 발생하더라도 이를 감시하는 장치가 없기 때문에 불량품의 출고를 원천적으로 방지할 수 있는 기능이 없었다.
또한, 종래에는 스포트 용접시 불량 및 양품의 누적 수량을 카운팅하는 기능이 없기 때문에 불량 및 양품의 누적 수량을 파악할 수 없었다.
또한, 종래에는 스포트 용접시 반복적으로 발생하는 불량에 대해 공정조건으로 자동으로 조절하는 기능과 스포트 용접시 용접작업의 진행 유무 자동으로 판별하는 기능이 없었다.
또한, 종래에는 주로 사용하는 용접공정들에 대해 용접조건을 각 공정별로 저장하여 작업시 간편하게 용접조건을 불러서 사용할 수 있도록 하는 기능이 없기 때문에 스포트 용접의 작업시마다 공정조건을 입력해야 하는 불편한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 산업현장에서 사용되고 있는 스포트 용접 작업시 발생할 수 있는 원부자재 또는 작업조건 등의 변화로 인한 불량발생을 실시간 감시하여 불량품의 출고를 원천적으로 방지할 수 있는 스포트 용접기 자동 감시장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 스포트 용접 전류의 측정으로 용접불량 유무의 판별기능을 갖는 스포트 용접기 자동 감시장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 스포트 용접시 불량 및 양품의 누적수량 카운팅 기능을 갖는 스포트 용접기 자동 감시장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 스포트 용접시 반복적인 불량발생에 따른 자동 조절기능을 갖는 스포트 용접기 자동 감시장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 예비전류에 의한 접촉저항측정에 의한 자동 조절기능을 갖는 스포트 용접기 자동 감시장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 공정 메모리 기능을 갖는 스포트 용접기 자동 감시장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 스포트 용접시 용접작업의 진행 유무 자동 판별기 능을 갖는 스포트 용접기 자동 감시장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 RS485 통신출력을 이용한 PC 데이터 통합관리 기능을 갖는 스포트 용접기 자동 감시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 스포트 용접기의 용접에 대한 최적 조건 자동 감시장치는, 스포트 용접 시 용접전류를 측정하는 용접전류 측정부; 상기 용접전류 측정부에서 측정된 용접전류를 표시하는 용접전류 표시부; 상기 용접전류의 상/하한 리미트 값을 설정하는 상/하한 리미트 설정부; 상기 상/하한 리미트 설정부에서 설정한 상/하한 리미트 값을 각각 표시하는 상/하한 리미트 표시부; 상기 측정된 용접전류와 기 설정된 상한 및 하한 리미트 값의 비교 결과에 의해 상한경보 동작, 하한경보 동작, 정상 동작으로 구분하여 나타내는 경광등 표시램프; 및 상기 스포트 용접기 자동 감시장치의 전체 동작을 제어하며, 상기 용접전류 측정부에서 측정된 용접전류와 기 설정된 상한 및 하한 리미트 값을 비교한 결과에 의해 상기 경광등 표시램프의 동작을 제어하는 메인 MCU;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스포트 용접기 자동 감시장치는, 상기 스포트 용접의 작업 진행을 실시간으로 감시하여 작업한 수량을 누적하여 카운팅하고 그 값을 메모리에 저장하는 생산량 카운터부; 상기 생산량 카운터부에서 카운트한 작업 수량을 표시하는 생산량 표시부; 상기 생산량 카운터부에서 카운터한 누적 카운터 값을 초기화하는 생산량 리셋 버튼; 상기 스포트 용접의 작업 진행을 실시간으로 감시하여 불량으로 판명된 수량 을 누적하여 카운팅하고 그 값을 상기 메모리에 저장하는 불량수 카운터부; 상기 불량수 카운터부에서 카운트한 불량으로 판명된 작업 수량을 표시하는 불량수 표시부; 및 상기 불량수 카운터부에서 카운터한 누적 카운터 값을 초기화하는 불량수 리셋 버튼;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스포트 용접기 자동 감시장치는, 상기 스포트 용접의 용접조건을 각 공정번호별로 저장하는 메모리; 상기 공정번호를 표시하는 공정번호 표시부; 및 상기 공정번호별로 주로 사용하는 용접공정들에 대한 용접조건을 입력하여 상기 메모리에 저장하도록 하는 공정메모리 입력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공정메모리 입력부는, 상기 공정번호 표시부에서 입력할 번호를 선택한 후 공정입력버튼을 일정시간 동안 누르면 상기 공정번호 표시부에 표시된 번호에 현재의 용접조건을 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 스포트 용접기 자동 감시장치는, 용접면에 실제 용접시 흐르게 될 용접전류 값보다 적은 값을 용접 실행 전에 흘려서 상기 용접면에 대한 접촉저항을 측정하는 접촉저항 측정부;를 더 포함하며, 상기 메인 MCU는 상기 접촉저항 측정부에서 측정된 접촉저항 값에 따라 주 용접전류의 크기를 판단하여 용접 시 발생할 수 있는 용접불량을 사전에 차단하는 것을 특징으로 한다.
상기 스포트 용접기 자동 감시장치는, 상기 스포트 용접기에 흐르는 전류를 실시간으로 측정하여 미리 설정한 기준값 이상의 전류가 흐를 때 한 번의 용접이 진행되는 것으로 판단하는 작업 자동 검출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인 MCU는, 상기 용접전류 측정부에서 측정한 용접전류값이 상한 리미트 값 보다 크거나 또는 하한 리미트 값보다 작은 현상이 3회 반복적으로 발생하면 측정된 3회의 용접전류값을 더하여 3으로 나눈 평균값을 기준으로 용접장치의 용접전류에 대한 설정값을 변경하도록 하여 불량의 발생을 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기 스포트 용접기 자동 감시장치는, PC와 데이터 송수신이 가능하도록 인터페이스하는 송수신 통신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스포트 용접기 자동 감시장치는, 특허청구범위 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 동작을 사용자의 선택에 의해 자동 또는 수동으로 동작하도록 상기 메인 MCU로 제어 신호를 입력하는 자동/수동 절환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
실시 예
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 스포트 용접기 자동 감시장치의 외형도 및 구성도를 각각 나타낸 것이다.
상기 스포트 용접기 자동 감시장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 용접전류 표시부(110), 경광등 표시램프(112), 상한 리미트 표시부(114), 하한 리미트 표시부(116), 생산량 표시부(118), 생산량 리셋 버튼(120), 불량수 표시부(122), 불량수 리셋 버튼(124), 전원 스위치(126), 공정번호 표시부(128), 공정입력버튼(130), 용접전류 측정부(210), 접촉저항 측정부(220), 공정메모리 입력부(230), 생산량 카운터부(240), 불량수 카운터부(250), 상/하한 리미트 설정부(260), 자동/수동 절환부(270), 메모리(280), 용접기 제어부(290), 작업 자동 검출부(300), 송수신 통신부(310), 전원 회로부(320), 메인(MAIN) MCU(Micro Controller Unit)(330)를 포함하여 구성한다.
먼저, 상기 용접전류 표시부(110)는 상기 용접전류 측정부(210)에서 측정한 용접전류값을 표시한다.
상기 경광등 표시램프(112)는 상기 용접전류 측정부(210)에서 측정된 용접전류값과 기 설정된 상한 및 하한 리미트 값을 비교한 결과에 의해 상한경보 동작, 하한경보 동작, 정상 동작으로 구분하여 동작한다. 예를 들어, 상한경보 동작 시에는 적색램프('HI')를 점등하고, 하한경보 동작 시에는 황색램프('LO')를 점등하고, 정상 동작 시에는 녹색램프('PASS')를 점등한다.
상기 상한 리미트 표시부(114)는 상기 상/하한 리미트 설정부(260)에서 설정한 상한 리미트 값을 표시하고, 상기 하한 리미트 표시부(116)는 상기 상/하한 리미트 설정부(260)에서 설정한 하한 리미트 값을 표시한다.
상기 생산량 표시부(118)는 상기 생산량 카운터부(240)에서 카운트한 작업 수량을 표시한다.
상기 생산량 리셋 버튼(120)은 버튼을 일정 시간(예를 들어, 2 내지 3초) 누르고 있으면 상기 생산량 카운터부(240)에서 카운터한 누적 카운터 값을 "0"으로 초기화시킨다.
상기 불량수 표시부(122)는 상기 불량수 카운터부(250)에서 카운트한 불량으로 판 명된 작업 수량을 표시한다.
상기 불량수 리셋 버튼(124)는 버튼을 일정 시간(예를 들어, 2 내지 3초) 누르고 있으면 상기 불량수 카운터부(250)에서 카운터한 누적 카운터 값을 "0"으로 초기화시킨다.
상기 전원 스위치(126)는 상기 스포트 용접기 자동 검사장치(100)의 전원을 온(ON)/오프(OFF)하는 스위치이다.
상기 공정번호 표시부(128)는 7 세그먼트 LED 디스플레이로 구성되며, 주로 사용하는 용접공정들에 대한 용접조건(용접전압 및 용접전류값 등)을 각 공정별로 저장하도록 공정번호를 표시한다. 이때, 상기 공정입력버튼(130)을 원 터치하면 상기 공정번호가 1에서 9까지 또는 1에서 99까지 이동하게 된다.
상기 공정입력버튼(130)은 상기 공정번호 표시부(128)에 표시된 공정번호를 원 터치에 의해 1에서 9까지(또는 1에서 99까지) 이동시키며, 버튼을 일정 시간(예를 들어, 2 내지 3초) 누르면 상기 공정번호 표시부(128)에 표시된 공정번호에 현재의 용접조건을 저장하도록 한다.
상기 용접전류 측정부(210)는 스포트 용접의 매 작업순간마다 용접전류를 측정하여 상기 메인 MCU(330)로 측정한 용접전류값을 전송한다.
상기 접촉저항 측정부(220)는 용접면에 실제 용접시 흐르게 될 용접전류값보다 적은 용접전류값을 용접 실행 전에 흘려서 상기 용접면에 대한 접촉저항을 측정한다.
상기 공정메모리 입력부(230)는 상기 공정번호별로 주로 사용하는 용접공정들에 대한 용접조건을 입력하여 상기 메모리(280)에 저장하도록 한다. 상기 공정메모리 입 력부(230)는 상기 공정번호 표시부(128)에서 입력할 번호를 선택한 후 상기 공정입력버튼(130)을 일정시간 동안 누르면 상기 공정번호 표시부(128)에 표시된 번호에 현재의 용접조건을 저장하도록 한다.
상기 생산량 카운터부(240)는 상기 스포트 용접의 작업 진행을 실시간으로 감시하여 작업한 수량을 누적하여 카운팅하고 그 값을 상기 메모리(280)에 저장하도록 한다.
상기 불량수 카운터부(250)는 상기 스포트 용접의 작업 진행을 실시간으로 감시하여 불량으로 판명된 수량을 누적하여 카운팅하고 그 값을 상기 메모리(280)에 저장하도록 한다.
상기 상/하한 리미트 설정부(260)는 용접전류의 상/하한 리미트 값을 입력하여 설정한다. 이때, 상기 상/하한 리미트 설정부(260)에서 입력한 용접전류의 상/하한 리미트 값은 상기 상한 리미트 표시부(114)와 상기 하한 리미트 표시부(116)에 각각 표시되고, 또한 상기 메모리(280)에 저장된다.
상기 자동/수동 절환부(270)는 상기 스포트 용접기 자동 검사장치(100)의 동작을 사용자의 선택에 의해 자동 또는 수동으로 동작하도록 스위칭한다.
상기 메모리(280)는 상기 스포트 용접의 용접조건을 각 공정번호별로 저장하고, 상기 용접전류 측정부(210)에서 측정된 용접전류값을 저장하고, 상기 접촉저항 측정부(220)에서 측정된 용접면의 접촉저항 값을 저장하고, 상기 생산량 카운터부(240)에서 카운트 된 작업 수량을 저장하고, 상기 불량수 카운터부(250)에서 카운트 된 불량 수량을 저장하고, 상기 상/하한 리미트 설정부(260)에서 입력한 상/하한 리미 트 값을 저장하고, 그 밖에 필요한 데이터 및 프로그램을 저장하고 있다.
상기 용접기 제어부(290)는 상기 메인 MCU(330)의 제어에 의해 스포트 용접을 하는 스포트 용접기의 동작을 제어한다.
상기 작업 자동 검출부(300)는 스포트 용접기에 흐르는 전류를 실시간으로 측정하여 미리 설정한 기준값 이상의 전류가 흐를 때 한 번의 용접이 진행되는 것으로 판단하고 이를 누적하여 카운트한다.
상기 송수신 통신부(310)는 PC와 데이터 송수신이 가능하도록 인터페이스하는 역할을 한다.
상기 전원 회로부(320)는 상기 스포트 용접기 자동 검사장치(100)의 필요한 부분으로 전원을 공급한다.
상기 메인 MCU(330)는 상기 용접전류 측정부(210)에서 측정된 용접전류와 기 설정된 상한 및 하한 리미트 값을 비교한 결과에 의해 상기 경광등 표시램프(112)의 동작을 제어한다. 그리고, 상기 메인 MCU(330)는 상기 접촉저항 측정부(220)에서 측정된 접촉저항 값에 따라 주 용접전류의 크기를 판단하여 용접 시 발생할 수 있는 용접불량을 사전에 차단하도록 제어한다. 또한, 상기 메인 MCU(330)는 상기 용접전류 측정부(210)에서 측정한 용접전류값이 상한 리미트 값보다 크거나 또는 하한 리미트 값보다 작은 현상이 3회 반복적으로 발생하면 측정된 3회의 용접전류값을 더하여 3으로 나눈 평균값을 기준으로 용접장치의 용접전류에 대한 설정값을 변경하도록 하여 불량의 발생을 방지하도록 제어한다. 또한, 상기 메인 MCU(330)는 상기 스포트 용접기 자동 감시장치(100)의 각 구성의 동작을 제어한다.
한편, 아래의 표 1은 본 발명에 의한 스포트 용접기 자동 감시장치(100)의 정격사양을 일 예로서 나타낸 것이다.
Figure 112006089613580-pat00001
상기 구성을 갖는 본 발명에 의한 스포트 용접기 자동 감시장치(100)는 다음과 같은 기능을 구비하고 있다.
[주요 기능]
1. 용접전류의 측정 및 감시기능
상기 스포트 용접의 매 작업순간마다 용접전류를 측정하여 기 설정된 상한 및 하한 리미트 값과 비교하여 그 결과에 따라서 작업자가 판별 가능하도록 경보용으로 장착된 경광등 표시램프(112)를 작동한다.
1-a) 상한경보 동작
도 3a의 그림과 같이, 측정한 전류값이 상한경보 설정값 이상이면 상한경보출력으로 경광등의 적색램프를 온(ON) 한다.
1-b) 하한경보 동작
도 3b의 그림과 같이, 측정한 전류값이 하한경보 설정값 이하이면 하한경보출력으로 경광등의 황색램프를 온(ON) 한다.
1-c) 정상동작
도 3c의 그림과 같이, 측정한 전류값이 상한경보 설정값보다 작고 하한경보 설정값보다 크면 정상적인 작업이므로 경광등의 녹색램프를 온(ON) 한다.
2. 자동 조절 기능
2-a) 누적 불량 시료에 의한 자동조절기능
도 4a의 그림과 같이, 측정한 전류값이 상한경보 설정값보다 크거나 혹은 하한경보 설정값보다 작은 현상이 2 내지 3회 반복적으로 나타나면, 이 경우는 원부재료의 문제나 용접장치의 이상 또는 전원전압의 이상 등을 예상할 수 있다. 본 기능은 이러한 원부재료 또는 기계장치 등의 이상발생시 신속한 대응을 위하여 동일한 불량이 3회 반복 발생하면 측정된 3회 불량 시료의 측정 전류값을 더하여 3으로 나눈 평균값을 기준으로 용접장치의 용접전류에 대한 설정값을 변경하도록 하여 연속적인 불량의 발생을 방지하도록 한다.
[예제]
① 용접장치의 전류 설정값 : 16000A
② 상한경보 설정값 : 16500A
③ 하한경보 설정값 : 15500A
④ 불량시료 1 내지 3회 전류 측정값 : 1500A, 14500A, 15500A
상기의 ④번 항에 측정된 불량시료 3개의 평균값(15000A)을 기준으로 용접장치에 1000A의 전류가 상승할 수 있도록 설정전류의 조정을 통보한다.
2-b) 접촉저항에 의한 자동조절기능
도 4b의 그림과 같이, 실제 용접시 흘리게 될 용접전류보다 작은 값(예비 용접 전류값)을 용접의 실행 전에 흘려서 그 결과로 용접면에 대한 접촉저항을 측정하여 주 용접시 발생할 수 있는 용접불량을 사전에 차단하는 기능이다.
이 기능은 예비용접 전류로 인하여 용접면이 융착 현상이 발생하지 않도록 가능한 오차범위 내에서 작은 전류를 인가하여야 한다.
본 시스템에서는 주 용접전류의 1/10의 전류를 예비 용접 전류값으로 한다.
이 기능은 용접면의 접촉저항과 용접전류는 직접적인 상관관계가 있으므로 미리 접촉저항을 측정하여 주 용접전류를 줄일 것인지 더 흘려줄 것인지를 판단하고 용접장치를 제어하여 불량을 방지한다.
[사용 예제]
① 주 용접 전류 설정값 : 16000A
② 예비 용접 전류 설정값 : 1600A
③ 예비용접전류가 흐르는 순간의 두 용접 도체 간의 저항을 측정함.
④ 사전에 데이터화 되어있는 용접조건(접촉저항 기준 값)과 비교하여 용접장치로 가감된 용접전류 설정값 전달.
3. 공정 메모리 기능
공정 메모리 기능이라 함은 주로 사용하는 용접공정들에 대해 용접조건(용접전압 및 용접 전류값)을 각 공정별로 저장하여 작업시 간편하게 용접조건을 불러서 사용할 수 있도록 하는 기능이다.
상기 공정 메모리 기능과 관련된 동작은 다음과 같다.
먼저, 공정번호를 저장할 수 있는 공정번호 표시부(예를 들어, 7 세그먼트 LED 디스플레이)(128)와 공정메모리 입력부(230) 및/또는 공정입력버튼(130)을 내장한다.
상기 공정입력버튼(130)을 원-터치하면 상기 공정번호 표시부(128)의 공정번호가 1에서 9까지(또는 1에서 99까지) 이동하게 된다.
상기 공정번호 표시부(128)에 입력할 번호를 선택하고 용접조건을 입력한 상태에서 상기 공정입력버튼(130)을 2 내지 3초간 누르면 상기 공정번호가 1회 카운터 되면서 공정메모리를 완료한다. 이때, 용접작업의 진행 중 언제라도 상기 공정입력버튼(130)을 2 내지 3초간 누르면 상기 공정번호 표시부(128)에 표시된 번호에 현재의 용접조건을 저장하게 된다.
한편, 상기 공정메모리 기능은 사용시 주의를 요하며 오사용으로 불량이 발생할 수 있다. 작업의 진행중 공정버튼을 잘못 원터치 하게 되면 설정값 등이 변경되어 작업불량이 발생할 수 있다. 그리고, 공정번호 0번에는 메모리를 저장할 수 없으며 공정번호를 0에 설정하면 공정기능은 사용하지 않는 경우가 된다.
4. 누적 생산량의 계수 카운팅 기능
누적 생산량의 계수 카운팅 기능은 작업의 진행중 실시간으로 작업된 수량을 확인할 수 있도록 누적 생산량을 카운팅 한다. 상기 누적 생산량의 카운트 작업은 상기 생산량 카운터부(240)에서 실시하고, 카운팅 된 누적 생산량의 수는 상기 생산량 표시부(118)를 통해 표시된다. 이때, 카운터의 표기방식은 7 세그먼트 LED를 사용하며 사용범위는 9999까지로 한다.
누적카운터의 초기화는 판넬의 전면에 위치한 상기 생산량 리셋(RESET) 버튼(120)을 2 내지 3초간 누르면 카운터 값이 초기화되어 "0"으로 돌아간다.
작업의 진행중 기타사유 등으로 인하여 작업을 중단하는 경우에 대비하여 누적 카운터 값을 내부의 메모리(280)에 저장하도록 한다.
감시중 불량으로 판명된 작업분은 누적 카운터에서 제외한다.
5. 누적 불량분 계수 카운팅 기능
누적 불량분 계수 카운팅 기능은 작업의 진행중 실시간으로 감시하여 불량으로 판명된 수량을 누적하여 카운팅 한다. 상기 불량으로 판면된 생산량을 누적하여 카운팅하는 작업은 상기 불량수 카운터부(250)에서 실시하고, 여기서 카운팅 된 누적 생산량의 수는 상기 불량수 표시부(122)를 통해 표시된다. 이때, 카운터의 표기방식은 7 세그먼트 LED를 사용하며 사용범위는 9999까지로 한다.
누적카운터의 초기화는 판넬의 전면에 위치한 불량수 리셋 버튼(124)을 2 내지 3초간 누르면 카운팅 값이 초기화되어 "0"으로 돌아간다.
작업의 진행중 기타사유 등으로 인하여 작업을 중단하는 경우에 대비하여 누적 카운터 값을 내부의 메모리(280)에 저장하도록 한다.
내장된 생산량 카운터 및 불량 수 카운터 값을 합산하면 총 생산량을 알 수 있다.
6. 실시간 자동검사 기능
본 시스템에서는 기존에 설치되어 운용되고 있는 스포트 용접기에 상기 작업 자동 검출부(300)를 별도로 부착하여 스포트 용접의 진행 여부를 실시간으로 검사하도록 한다. 따라서, 기존의 스포트 용접기의 작동 등 운용에는 영향을 주지않도록 설계한다. 상기 작업 자동 검출부(300)가 부착되므로 인하여 기존의 용접기의 작동 및 기타 어떠한 동작에도 간섭을 일으키지 않아야 한다.
상기 스포트 용접기의 작동은 실제 용접시 전류를 흘리는 시간이 아주 짧다(대략 1∼10㎳ 내외). 그리고, 실제로 검사기는 용접의 진행 여부를 알 수가 없다.
따라서, 실시간으로 감시기를 작동하려면 특정값의 전류를 기준값으로 정하고 그 기준값 이상의 전류가 흐를 때에 한 번의 용접이 진행되는 것으로 판단한다. 기준값에 대한 정의는 별도로 협의 또는 시운전이 필요로 하므로 추후 변경이 가능하도록 설계하되 초기값은 5000A로 한다.
도 5의 그림과 같이, 입력 전류값이 기준 전류값(5000A) 이하일 때는 검사동작을 실행하지 않는다. 입력전류가 기준전류값(5000A)를 초과하면 검사동작을 시작하며 상승하는 전류값을 연속적으로 반복 측정을 고속으로 실행하여 시간의 경과에 따른 최고 피크 전류값을 측정하고 검사결과 양불 판정을 위하여 설정된 상한값과 하한값과 비교한 후 그 결과를 출력한다.
출력의 표시방법 및 표시 유지시간 등은 협의 후 결정하여야 한다.
초기값은 피크 전류의 측정 시점으로부터 1초 후 결과를 판정하여 표시등을 작동하며 작동 유지시간은 1초로 한다.
출력 및 표시등의 복귀는 정상 동작일 경우에는 1초 후 자동으로 복귀하나 판정결과가 불량일 경우에는 자동으로 복귀하지 않으며 다음 동작(용접동작)시까지 유지한 후 다음 동작으로 입력전류가 기준값을 초과하면 출력 및 표시등을 초기화한다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시 예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 스포트 용접기 자동 감시장치에 의하면, 산업현장에서 사용되고 있는 스포트 용접 작업시 발생할 수 있는 원부자재 또는 작업조건 등의 변화로 인한 불량발생을 실시간 감시하여 불량품의 출고를 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 스포트 용접 전류의 측정으로 용접불량 유무의 판별기능, 스포트 용접시 불 량 및 양품의 누적수량 카운팅 기능, 스포트 용접시 반복적인 불량발생에 따른 자동 조절기능, 예비전류에 의한 접촉저항측정에 의한 자동 조절기능, 공정 메모리 기능, 스포트 용접시 용접작업의 진행 유무 자동 판별기능, RS485 통신출력을 이용한 PC 데이터 통합관리 기능 등을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Claims (9)

  1. 스포트 용접기의 용접에 대한 최적 조건 자동 감시장치에 있어서,
    스포트 용접 시 용접전류를 측정하는 용접전류 측정부;
    상기 용접전류 측정부에서 측정된 용접전류를 표시하는 용접전류 표시부;
    상기 용접전류의 상/하한 리미트 값을 설정하는 상/하한 리미트 설정부;
    상기 상/하한 리미트 설정부에서 설정한 상/하한 리미트 값을 각각 표시하는 상/하한 리미트 표시부;
    상기 측정된 용접전류와 기 설정된 상한 및 하한 리미트 값의 비교 결과에 의해 상한경보 동작, 하한경보 동작, 정상 동작으로 구분하여 나타내는 경광등 표시램프; 및
    상기 스포트 용접기 자동 감시장치의 전체 동작을 제어하며, 상기 용접전류 측정부에서 측정된 용접전류와 기 설정된 상한 및 하한 리미트 값을 비교한 결과에 의해 상기 경광등 표시램프의 동작을 제어하는 메인 MCU;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스포트 용접기 자동 감시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스포트 용접기 자동 감시장치는:
    상기 스포트 용접의 작업 진행을 실시간으로 감시하여 작업한 수량을 누적하여 카운팅하고 그 값을 메모리에 저장하는 생산량 카운터부;
    상기 생산량 카운터부에서 카운트한 작업 수량을 표시하는 생산량 표시부;
    상기 생산량 카운터부에서 카운터한 누적 카운터 값을 초기화하는 생산량 리셋 버튼;
    상기 스포트 용접의 작업 진행을 실시간으로 감시하여 불량으로 판명된 수량을 누적하여 카운팅하고 그 값을 상기 메모리에 저장하는 불량수 카운터부;
    상기 불량수 카운터부에서 카운트한 불량으로 판명된 작업 수량을 표시하는 불량수 표시부; 및
    상기 불량수 카운터부에서 카운터한 누적 카운터 값을 초기화하는 불량수 리셋 버튼;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스포트 용접기 자동 감시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스포트 용접기 자동 감시장치는:
    상기 스포트 용접의 용접조건을 각 공정번호별로 저장하는 메모리;
    상기 공정번호를 표시하는 공정번호 표시부; 및
    상기 공정번호별로 주로 사용하는 용접공정들에 대한 용접조건을 입력하여 상기 메모리에 저장하도록 하는 공정메모리 입력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스포트 용접기 자동 감시장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 공정메모리 입력부는:
    상기 공정번호 표시부에서 입력할 번호를 선택한 후 공정입력버튼을 일정시간 동안 누르면 상기 공정번호 표시부에 표시된 번호에 현재의 용접조건을 저장하는 것을 특징으로 하는 스포트 용접기 자동 감시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스포트 용접기 자동 감시장치는:
    용접면에 실제 용접시 흐르게 될 용접전류 값보다 적은 값을 용접 실행 전에 흘려서 상기 용접면에 대한 접촉저항을 측정하는 접촉저항 측정부;를 더 포함하며,
    상기 메인 MCU는 상기 접촉저항 측정부에서 측정된 접촉저항 값에 따라 주 용접전류의 크기를 판단하여 용접 시 발생할 수 있는 용접불량을 사전에 차단하는 것을 특징으로 하는 스포트 용접기 자동 감시장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 스포트 용접기 자동 감시장치는:
    상기 스포트 용접기에 흐르는 전류를 실시간으로 측정하여 미리 설정한 기준값 이상의 전류가 흐를 때 한 번의 용접이 진행되는 것으로 판단하는 작업 자동 검출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스포트 용접기 자동 감시장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 MCU는:
    상기 용접전류 측정부에서 측정한 용접전류값이 상한 리미트 값보다 크거나 또는 하한 리미트 값보다 작은 현상이 3회 반복적으로 발생하면 측정된 3회의 용접전류값을 더하여 3으로 나눈 평균값을 기준으로 용접장치의 용접전류에 대한 설정값을 변경하도록 하여 불량의 발생을 방지하는 것을 특징으로 하는 스포트 용접기 자동 감시장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 스포트 용접기 자동 감시장치는:
    PC와 데이터 송수신이 가능하도록 인터페이스하는 송수신 통신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스포트 용접기 자동 감시장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스포트 용접기 자동 감시장치는:
    상기 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 동작을 사용자의 선택에 의해 자동 또는 수동으로 동작하도록 상기 메인 MCU로 제어 신호를 입력하는 자동/수동 절환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스포트 용접기 자동 감시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101261387B1 (ko) * 2011-06-29 2013-05-06 계명대학교 산학협력단 레이저를 이용한 압전센서 다이어프램 용접장치
KR20190074664A (ko) 2017-12-20 2019-06-28 주식회사 유니로보틱스 용접 품질 측정장치 및 측정방법

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