KR100823618B1

KR100823618B1 - 도금공장 웰더를 위한 소재 두께별 루퍼량의 자동결정 및제어방법

Info

Publication number: KR100823618B1
Application number: KR1020010067693A
Authority: KR
Inventors: 김종만
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2008-04-21
Also published as: KR20030035581A

Abstract

도금공장의 웰더(4)를 위하여 소재의 두께별로 루퍼량을 자동으로 결정하고 제어하는 방법에 있어서,

웰더(4)에 사용될 소재의 두께 범위를 미리 n 개의 영역으로 구분하여(15) 각 영역에서 소재의 탄성 및 무게와 웰더(4)의 특성을 고려하여 모터(11)를 구동시킬 오차 보상 범위값(Kn)을 시행착오법에 의하여 설정(16)하여 웰더 피엘씨(10)에 저장함으로써 기초 데이터베이스를 구축하는 제1단계와,

그 후 실제 용접작업을 함에 있어서 웰더 피엘씨(10)가 상위의 상위 컴퓨터(9)로부터 소재의 두께 정보를 받아서(13) 가공하여(14) 저장하는 제2단계와,

상기 두께 정보(14)를 상기 데이터베이스(17)에 대응시켜서 비교하여(18) 허용 오차 보상값(Kn)을 구하고(17), 수학식 2에 의하여 미리 설정된 목표 루퍼량(L₁)과 상기 허용 오차 보상값(Kn)을 더하여 가상 루퍼량(L₃)을 산출하는 제3단계와,

상기 가상 루퍼량(L₃)을 제어값(DATAn)으로 환산하여(19) 인버터 컨트롤러(20)에 인가시켜 모터(11)를 구동시킨 후, 핀치 롤(3, 5)의 회전 속도를 속도검출 센서(12)에 의하여 감지하여 이를 루퍼량(L₄)으로 환산하여 다시 인버터 컨트롤러(20)로 피드백하여, 수학식 3에 의하여 증분 루퍼량(ΔL)을 반복적으로 인가함으로써 루퍼량 유지를 위한 자동 제어를 행하는 제4단계와,

웰더(4)작업 대상인 소재의 두께가 변경되면 다시 제2단계로 복귀하는 제5단계로 구성된다.

본 발명에 의하면 소재의 두께별로 미리 데이터베이스를 구축하여 놓은 후 실제 소재의 두께에 따라 자동으로 분기하여 제어를 행하므로 작업성이 우수하고, 생산효율이 향상되며, 고장의 발생을 방지할 수 있고, 수작업에 의한 정밀도 저하의 문제가 없으며, 제품의 불량을 최소화함은 물론, 작업자의 편리성을 도모할 수 있는 매우 획기적인 효과가 있다.

도금, 웰더, 소재, 두께, 루퍼량

Description

도금공장 웰더를 위한 소재 두께별 루퍼량의 자동결정 및 제어방법 {Automatic Decision and Control Method of Amount of Loop as of Thickness of Material for Welder in Plating Factory}

도 1은 일반적인 도금공장의 용접라인의 구성도,

도 2는 본 발명의 방법이 구현되는 제어장치의 구성도,

도 3a 내지 도 3d는 각각 본 발명의 방법의 각 단계를 예시하는 블럭도,

도 4는 본 발명의 방법의 작동을 설명하는 전체 흐름도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 페이 오프 릴(Pay Off Reel) 2 : 입측 루프 롤

3 : 입측 핀치 롤 4 : 웰더(Welder)

5 : 출측 핀치 롤 6 : 출측 루프 롤

7 : 입측 루프 8 : 출측 루프

9 : 상위 컴퓨터(SCC Computer) 10 : 웰더 피엘씨(Welder PLC)

11 : 모터(VVVF AC Motor) 12 : 속도검출 센서

20 : 인버터 컨트롤러(VVVF Inverter Controller)

본 발명은 도금공장 웰더를 위한 소재 두께별 루퍼량의 자동결정 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 웰더의 전단과 후단에 설치되어 있는 입측 및 출측 루퍼가 상기 웰더에 투입되는 소재의 두께에 따라 미리 설정 및 저장되어 있는 기본 루퍼량과 무게 및 탄력에 의한 루프 하강에 대한 보상량을 고려하여 자동으로 정확한 루퍼량를 산출하고 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 웰더(4)를 통과하는 스트립의 이동 및 루프(7, 8) 형성에 이용되는 핀치 롤(3, 5)은 상기 웰더(4)의 전단과 후단 양측에 설치되어 있다. 즉, 페이 오프 릴(1)에 감겨 있던 스트립이 풀리면서 1쌍의 입측 핀치 롤(3)에 물리고, 그 후 웰더(4)를 통과한 후, 다시 1쌍의 출측 핀치 롤(5)에 물린 후 후공정으로 이송되며, 상기 웰더(4)에 의하여 필요한 용접 작업이 행하여진다.

이때 상기 웰더(4)의 용접 작업을 위해서는 스트립이 정확히 고정되어야 하므로 이를 위하여 상기 입측 핀치 롤(3) 및 출측 핀치 롤(5)은 각각 입측 루프(7) 및 출측 루프(8)를 형성하고 있다. 즉, 먼저 1쌍의 입측 핀치 롤(3) 사이에 위치하는 입측 루프 롤(2)과 1쌍의 출측 핀치 롤(5) 사이에 위치하는 출측 루프 롤(6)을 일정한 높이로 상승시킴으로써 스트립을 구부리고, 그 후 상기 입측 핀치 롤(3) 및 출측 핀치 롤(5)의 구동 및 구동 해제의 제어에 의하여 루퍼량을 일정하게 유지하여야 한다.

그런데 상기 루퍼량은 처음에 입측 루프(7) 및 출측 루프(8)가 형성된 이후 에 일정 시간이 경과하면 소재의 자체 무게와 소재의 탄성에 의하여 점차 하강하여 줄어들게 된다. 따라서 설정된 루퍼량의 지속적인 유지를 위한 제어가 필요하다.

상기 루퍼량의 제어를 위해서는 양측 핀치 롤(3, 5)에 동력을 전달하는 모터에 인가되는 제어량을 조절함으로써 제어하게 된다. 이때 전압, 전류, 이들의 인가시간, 인가펄스의 갯수 등이 상기 제어량이 되는데, 이들은 모두 웰더(4)마다 개별적으로 산출되어야 하는 값이며, 또한 서로 다른 단위로 환산 가능한 개념이고, 결국은 실제로 핀치 롤(3, 5)을 구동함으로써 루퍼량이 몇 mm 상승하게 되는지를 결정하는 것이다. 따라서 이하에서는 상기 루퍼량의 단위를 특별히 언급하는 경우를 제외하고는 길이단위(mm)로 통일하여 기술하도록 한다.

종래에 있어서는 상기 입측 루프(7) 및 출측 루프(8)의 형성 및 유지 제어에 있어서 필요한 증분 루퍼량의 산출에 있어서 하기의 수식을 사용하였다.

여기서 ΔL은 증분 루퍼량으로서 목표 루퍼량 유지를 위해 필요한 루퍼 증가 필요량, L₁은 루퍼 설정량으로서 목표 루퍼량, L₂는 그 전의 제어에 의하여 인가된 모터 전압에 의해 추정되는 루퍼의 증가 실행량이다.

그런데 상기 수학식 1에 의하면 종래에는 루퍼량의 제어시에 소재의 특성, 즉 무게, 휨에 대한 강도, 탄성, 두께 등에 의한 기계적인 영향을 고려하지 않고 있었다. 즉, 오직 루퍼 설정량인 L₁ 값만이 고려되었고, 예컨대 이 값이 1,500mm로 설정되면 이 값을 유지하기 위하여 핀치 롤(3, 5) 전단의 루퍼 제어를 하도록 구성하고 있었다.

여기서 소재의 두께에 대하여 먼저 생각해보면, 하나의 웰더(4)에 있어서도 소재는 다양할 수 있고, 이러한 다양한 소재에 있어서는 그 특성에 가장 큰 영향을 미치는 요소가 소재의 두께인데, 이러한 두께는 예컨대 0.4 ∼ 2.3 mm 의 범위를 가질 수 있다. 여기서 얇은 소재는 잘 구부러지므로 상기 핀치 롤(3, 5)을 구동하는 모터에 인가하는 전압이 작은 경우에도 루퍼량이 잘 형성되고 유지될 수 있지만, 두꺼운 소재의 경우에는 동일한 루퍼량을 유지시키기 위해서는 보다 큰 토크가 필요하므로 보다 높은 전압 또는 전류, 보다 많은 펄스가 인가되어야 한다는 것은 자명하다.

그런데 종래의 수학식 1에 있어서는 이에 대한 고려가 전혀 없어서 용접에 사용되는 소재의 두께에 따라 실제로 루프(7, 8)가 형성되는 루퍼량이 많은 차이가 있었다.

또한 루퍼량의 유지 제어에 있어서는 전단계의 제어에 의하여 증가된 실제 루퍼량 또는 이를 환산할 수 있는 핀치 롤(3, 5)의 실제 속도를 측정하여 이를 피드백 값으로 사용하여야 하는데, 종래의 수학식 1에 있어서의 루퍼의 증가 실행량(L₂)은 단순히 모터에 인가되는 전압, 전류 또는 펄스에 의하여 추정되는 핀치 롤(3, 5)의 속도 또는 이동거리를 제어에 이용하고 있었다. 따라서 정확한 루퍼량의 제어가 불가능하였다.

따라서 상기 2가지 요인으로 인하여 용접 작업시에 무엇보다도 중요한 소재 의 선단부와 후단부의 정확한 위치 제어가 어려웠고, 이로 인하여 웰더(4)의 자동 운전이 불가능해져서 작업시간이 지연되었으며, 또한 운전자가 수작업으로 루퍼를 제어할 수 밖에 없었기 때문에 제품의 정밀도 불량의 주요 원인이 되고 있었다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 웰더(4)의 루퍼 구성시에 소재별 특성중 중요 요소인 두께에 따라 핀치 롤(3, 5)의 제어, 즉 인가전압을 달리함으로써, 원활한 루퍼 구성에 따른 설비의 자동 운전을 가능하게 하고, 또한 전단계의 제어에 의한 실제 핀치 롤(3, 5)의 구동 속도를 측정하여 피드백함으로써 보다 정밀하게 루퍼 제어를 실행할 수 있는 도금공장 웰더(4)를 위한 소재 두께별 루퍼량의 자동결정 및 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 상위 컴퓨터(9), 웰더 피엘씨(10), 모터(11), 속도검출 센서(12) 및 인버터 컨트롤러(20)의 장치로 구성되는 제어 장치 중 웰더 피엘씨(10)에 저장되어 로드되는 프로그램 및 데이터베이스에 의하여 구현되는데, 상기 웰더 피엘씨(10)는 자체 저장장치와 판단장치를 가지는 것으로서, 이에는 상위 컴퓨터(9) 및 속도검출 센서(12)의 출력이 입력되고, 인버터 컨트롤러(20)로 출력하며, 상기 인버터 컨트롤러(20)에는 속도검출 센서(12)의 출력이 입력되고, 모터(11)로 출력하도록 구성되어 있다.

상기 웰더 피엘씨(10)에 저장되는 본 발명의 방법은 도 4에 도시된 바와 같이 웰더(4)에 사용될 소재의 두께 범위를 미리 n 개의 영역으로 구분하여(15) 각 영역에서 소재의 탄성 및 무게와 웰더(4)의 특성을 고려하여 모터(11)를 구동시킬 오차 보상 범위값(Kn)을 시행착오법에 의하여 설정(16)하여 웰더 피엘씨(10)에 저장함으로써 기초 데이터베이스를 구축하는 제1단계와,

상기 두께 정보(14)를 상기 데이터베이스(17)에 대응시켜서 비교하여(18) 허용 오차 보상값(Kn)을 구하고(17),

에 의하여 미리 설정된 목표 루퍼량(L₁)과 상기 허용 오차 보상값(Kn)을 더하여 가상 루퍼량(L₃)을 산출하는 제3단계와,

상기 가상 루퍼량(L₃)을 제어값(DATAn)으로 환산하여(19) 인버터 컨트롤러(20)에 인가시켜 모터(11)를 구동시킨 후, 핀치 롤(3, 5)의 회전 속도를 속도검출 센서(12)에 의하여 감지하여 이를 루퍼량(L₄)으로 환산하여 다시 인버터 컨트롤러(20)로 피드백하여

에 의하여 증분 루퍼량(ΔL)을 반복적으로 인가함으로써 루퍼량 유지를 위한 자동 제어를 행하는 제4단계와,

웰더(4)작업 대상인 소재의 두께가 변경되면 다시 제2단계로 복귀하는 제5단계로 구성되어 있다.

이하 상기와 같은 본 발명의 방법의 실시예를 들면서 그 동작에 대하여 첨부된 도면을 참조하면서 보다 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 방법이 저장되고 실행되기 위한 장치의 구성은 도 2에 도시된 바와 같다. 이 장치는 루퍼를 형성하고 유지하기 위하여 직접 스트립에 접촉하여 구동되는 핀치 롤(3, 5)에 인가되는 전압, 전류 또는 펄스를 제어하기 위하여 상위 컴퓨터(9), 웰더 피엘씨(10), 모터(11), 속도검출 센서(12) 및 인버터 컨트롤러(20)로 구성되는 제어 장치이다.

본 발명의 방법은 그 중 웰더 피엘씨(10)에 저장되어 로드되는 프로그램 및 데이터베이스에 의하여 구현된다. 따라서 상기 웰더 피엘씨(10)는 자체 저장장치와 판단장치를 가지고 있어야 한다. 상기 웰더 피엘씨(10)에는 상위 컴퓨터(9) 및 속도검출 센서(12)의 출력이 입력되고, 인버터 컨트롤러(20)로 출력하도록 구성되어 있다.

한편 상기 인버터 컨트롤러(20)에는 속도검출 센서(12)의 출력이 입력되고, 모터(11)로 출력하도록 구성되어 있다.

이러한 제어장치를 이용하고, 특히 상기 웰더 피엘씨(10)에 저장되었다가 실행되는 본 발명의 방법은 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 웰더(4)에 대하여 모두 4단계의 절차에 따라 구현되며, 특히 그 웰더(4)에 적용될 소재의 두께가 달라지면 제2단계부터 제4단계까지의 절차를 반복하도록 구성되어 있다.

제1단계는 각각의 웰더(4)별로 따로 구축되어야 하는 단계이다. 이는 각 웰더(4)마다 고유의 특성이 있고, 그 웰더(4)가 처리할 수 있는 소재의 두께도 차이가 있기 때문이다.

먼저 어느 하나의 특정 웰더(4)에 대하여 사용될 소재의 두께 범위를 미리 n 개의 영역으로 구분한다(15). 상기 소재의 두께 범위는 웰더(4)마다 다르지만, 도 3a에 도시된 본 발명의 실시예에 있어서는 예컨대 0.4mm ∼ 2.3mm의 두께의 소재를 사용할 수 있는 웰더(4)에 대하여 설명하고 있고, 이 두께 범위에 대한 영역 구분의 갯수는 실시예에 따라 다양하게 설정할 수 있지만, 도 3a에 도시된 본 발명의 실시예에 의하면 8개의 영역(TABLE1 ∼ TABLE8)으로 구분하여 설명하고 있다.

그 후 이들 각 영역에 대하여 그 소재의 두께에 따른 탄성 및 무게와 웰더(4)의 특성을 고려하여 모터(11)를 구동시킬 오차 보상 범위값(Kn)을 시행착오법(Trial and Error Method)에 의하여 설정(16)한다. 상기 오차 보상 범위값(Kn)은 얇은 소재에 대해서는 작은 값을 설정하고, 두꺼운 소재에 대해서는 큰 값을 설정하면 되는데, 실제 각 웰더(4)의 핀치 롤(3, 5)의 구동력과 소재의 탄성, 무게 등을 고려하여 여러번의 시험을 거쳐서 결정되어야 하는 값이다. 따라서 적절한 수학적 공식에 의하여 구하기는 매우 어려운 것이므로 이를 시행착오법에 의하여 구하 고 있다.

본 발명의 실시예에 있어서는 어떤 특정의 웰더(4)에 대하여 소재 두께가 0.4 ∼ 2.3mm일 때 이를 8개의 영역으로 나눈 경우에 도 3a에 도시된 바와 같이 제1영역(TABLE1)에 해당하는 두께 0.4 ∼ 1.0mm의 소재에 대해서는 시행착오법에 의하여 오차 보상 범위값(K₁)이 0mm로 결정되어 있다. 이러한 방식으로 모든 영역에 대하여 결정된 시행착오법에 의한 오차 보상 범위값(Kn)의 실시예의 결과값을 예시하면,

제1영역(TABLE1)에 대해서는 오차 보상 범위값(K₁)은 0mm,

제2영역(TABLE2)에 대해서는 오차 보상 범위값(K₂)은 5mm,

제3영역(TABLE3)에 대해서는 오차 보상 범위값(K₃)은 10mm,

제4영역(TABLE4)에 대해서는 오차 보상 범위값(K₄)은 15mm,

제5영역(TABLE5)에 대해서는 오차 보상 범위값(K₅)은 20mm,

제6영역(TABLE6)에 대해서는 오차 보상 범위값(K₆)은 25mm,

제7영역(TABLE7)에 대해서는 오차 보상 범위값(K₇)은 30mm,

제8영역(TABLE8)에 대해서는 오차 보상 범위값(K₈)은 35mm

이다.

이렇게 모든 영역에 대하여 오차 보상 범위값(Kn)이 정해지면(16) 필요한 경우에는 이들을 비교 가능한 데이터 형태(WORD1 ∼ WORD8)로 변환한 후(17) 웰더 피 엘씨(10)의 저장수단에 저장함으로써 그 특정 웰더(4)에 대한 소재별 오차 보상 범위값(Kn)의 기초 데이터베이스를 구축하는 단계가 완료된다.

그 후 제2단계에서는 실제 그 특정 웰더(4)에서 특정 소재의 용접작업을 하게 되는 경우인데, 도 3b에 도시된 바와 같이 먼저 웰더 피엘씨(10)가 상위의 상위 컴퓨터(9)로부터 그 소재의 두께 정보(TABLE21)를 받는다(13). 이때 실시예에 있어서와 같이 상기 데이터(TABLE21)가 아스키 데이터라면 이를 직접 비교에 이용할 수 없기 때문에 이를 비교 가능한 데이터 형태로 재가공(WORD10)하여(14) 저장하여야 한다. 상기 소재의 두께는 제1단계에서 데이터베이스를 구축한 두께 범위(예컨대 0.4 ∼ 2.3mm) 내에 포함되는 것이어야 한다.

그 후 제3단계가 실행되는데, 여기서는 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 두께 정보(WORD10, 14)를 상기 데이터베이스(WORD1 ∼ WORD8, 17)에 대응시켜서 비교한다(18). 이에 의하여 이 특정 소재에 대하여 도 3a에 도시된 허용 오차 보상값(Kn)을 구할 수 있다(17).

그 후 다음과 같은 수학식 2

에 의하여 미리 설정된 목표 루퍼량(L₁)과 상기 허용 오차 보상값(Kn)을 더하여 가상 루퍼량(L₃)을 산출한다. 상기 목표 루퍼량(L₁)은 종래의 목표 루퍼량과 동일한 값인데, 이는 소재의 두께를 고려하지 않고 어떠한 소재에 대해서도 그 특정 웰더(4)에 대하여 요구되는 루퍼량이다. 이는 웰더(4)별로 그 특성에 따라 달리 설정되어야 하는데, 본 발명의 실시예에 의하면 예컨대 1,500mm로 설정할 수 있다.

상기 수학식 2의 결과값을 예로 들면, 예컨대 목표 루퍼량(L₁)이 1,500mm이고, 소재의 두께가 1.5mm이었을 경우에는, 상기 소재는 데이터베이스의 제5영역(TABLE4)에 해당하므로 이에 해당하는 허용 오차 보상값(K₄)은 15mm가 된다. 따라서 가상 루퍼량(L₃)은 상기 목표 루퍼량(L₁)인 1,500mm에 허용 오차 보상값(K₄)인 15mm를 더하여 1,515mm가 된다. 즉 이 값을 목표로 삼아서 제어를 하더라도 실제로는 소재의 무게 또는 탄성으로 인한 자연 하강분이 15mm정도 되기 때문에 실제 루퍼량은 1,500mm가 되어 그 웰더(4)의 특성에 맞는 목표 루퍼량(L₁)이 달성되는 것이다.

이제 제4단계에서는 상기 가상 루퍼량(L₃)을 제어값(DATAn)으로 환산한다(19). 상기 환산의 내용은 모터(11)의 사양, 핀치 롤(3, 5)의 직경 등에 따라 환산계수가 달라질 수 있다. 그리고 상기 제어값(DATAn)은 전압에만 한정되는 것은 아니며, 상기 모터(11)의 제어에 이용되는 모든 물리량이 될 수도 있다. 예컨대 전압, 전류, 인가할 펄스의 갯수 등으로 환산할 수도 있음은 자명한 사실이다.

상기 제어값(DATAn, 19)의 실시예로서 전압값을 예로 들면,

제1영역(TABLE1)에 대해서는 전압값(DATA1)은 1.2V,

제2영역(TABLE2)에 대해서는 전압값(DATA2)은 2.4V,

제3영역(TABLE3)에 대해서는 전압값(DATA3)은 3.6V,

제4영역(TABLE4)에 대해서는 전압값(DATA4)은 4.8V,

제5영역(TABLE5)에 대해서는 전압값(DATA5)은 6.0V,

제6영역(TABLE6)에 대해서는 전압값(DATA6)은 7.2V,

제7영역(TABLE7)에 대해서는 전압값(DATA7)은 8.4V,

제8영역(TABLE8)에 대해서는 전압값(DATA8)은 10.0V

로 할 수 있다.

상기 제어값(DATAn, 19)은 인버터 컨트롤러(20)에 인가되어 모터(11)를 구동시킨다. 그러면 상기 모터(11)가 구동되면서 이에 맞물려 있는 핀치 롤(3, 5)이 회전된다.

그 후 상기 핀치 롤(3, 5)의 실제 회전 속도를 속도검출 센서(12)에 의하여 감지한다. 상기 회전 속도는 종래의 기술에 있어서와 같이 모터(11)의 전압 인가량에 의하여 핀치 롤(3, 5)의 회전 속도를 추정하는 것이 아니고, 실제 핀치 롤(3, 5)의 회전 속도를 속도검출 센서(12)에 의하여 검출하여야 한다.

그 다음에는 상기 회전 속도 측정치를 루퍼량(L₄)으로 환산하여 다시 인버터 컨트롤러(20)로 피드백한다. 이렇게 실제의 회전 속도를 이용함으로써 보다 정확한 제어가 가능하게 된다.

그 후 다음과 같은 수학식 3

에 의하여 증분 루퍼량(ΔL)을 반복적으로 인가함으로써 루퍼량 유지를 위한 자동 제어를 행한다. 상기와 같이 가상 루퍼량(L₃)에서 실측 루퍼량(L₄)을 빼면 모 터(11)를 구동해야 할 양이 산출되는 것이다. 즉,

이 된다. 따라서 계속 가상 루퍼량(L₃)을 달성하기 위하여 제어량, 예컨대 전압을 인가하고, 다시 실제 핀치 롤(3, 5)의 회전 속도를 검출하여 비교한 후 다시 전압을 인가하는 과정을 반복하게 된다.

그 후 그 두께의 소재에 대한 웰더(4) 작업이 종료되고, 다시 웰더(4)작업 대상인 소재의 두께가 변경되면 다시 상기 제2단계로 복귀하도록 구성되어 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 소재의 두께별로 미리 데이터베이스를 구축하여 놓은 후 실제 소재의 두께에 따라 자동으로 분기하여 제어를 행하므로 작업성이 우수하고, 생산효율이 향상되며, 고장의 발생을 방지할 수 있고, 수작업에 의한 정밀도 저하의 문제가 없으며, 제품의 불량을 최소화함은 물론, 작업자의 편리성을 도모할 수 있는 매우 획기적인 효과가 있다.

Claims

적어도 상위 컴퓨터(9), 웰더 피엘씨(10), 모터(11), 속도검출 센서(12) 및 인버터 컨트롤러(20)로 구성되는 장치 중 웰더 피엘씨(10)에 저장되어 로드되는 프로그램 및 데이터베이스에 의하여 구현되는 도금공장의 웰더(4)를 위하여 소재의 두께별로 루퍼량을 자동으로 결정하고 제어하는 방법에 있어서,

상기 웰더 피엘씨(10)는 자체 저장장치와 판단장치를 가지며, 이에는 상위 컴퓨터(9) 및 속도검출 센서(12)의 출력이 입력되고, 인버터 컨트롤러(20)로 출력하며, 상기 인버터 컨트롤러(20)에는 속도검출 센서(12)의 출력이 입력되고, 모터(11)로 출력하도록 구성되며,

상기 웰더(4)에 사용될 소재의 두께 범위를 미리 n 개의 영역으로 구분하여(15) 각 영역에서 소재의 탄성 및 무게와 웰더(4)의 특성을 고려하여 모터(11)를 구동시킬 오차 보상 범위값(Kn)을 시행착오법에 의하여 설정(16)하여 웰더 피엘씨(10)에 저장함으로써 기초 데이터베이스를 구축하는 제1단계와,

그 후 실제 용접작업을 함에 있어서 웰더 피엘씨(10)가 상위의 상위 컴퓨터(9)로부터 소재의 두께 정보를 받아서(13) 가공하여 저장하는 제2단계와,

상기 두께 정보(14)를 상기 데이터베이스(17)에 대응시켜서 비교하여(18) 허용 오차 보상값(Kn)을 구하고, 수학식 2

에 의하여 미리 설정된 목표 루퍼량(L₁)과 상기 허용 오차 보상값(Kn)을 더하여 가상 루퍼량(L₃)을 산출하는 제3단계와,

상기 가상 루퍼량(L₃)을 제어값(DATAn)으로 환산하여(19) 인버터 컨트롤러(20)에 인가시켜 모터(11)를 구동시킨 후, 핀치 롤(3, 5)의 회전 속도를 속도검출 센서(12)에 의하여 감지하여 이를 루퍼량(L₄)으로 환산하여 다시 인버터 컨트롤러(20)로 피드백하여, 수학식 3

에 의하여 증분 루퍼량(ΔL)을 반복적으로 인가함으로써 루퍼량 유지를 위한 자동 제어를 행하는 제4단계와,

웰더(4)작업 대상인 소재의 두께가 변경되면 다시 제2단계로 복귀하는 제5단계로 구성됨을 특징으로 하는

도금공장 웰더(4)를 위한 소재 두께별 루퍼량의 자동결정 및 제어방법.