KR100978218B1

KR100978218B1 - 용접기용 공용 접지장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100978218B1
Application number: KR1020080106598A
Authority: KR
Inventors: 설기재
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2010-08-26
Also published as: KR20100047621A

Abstract

접지 전극의 극성을 상이하게 사용하는 탄산가스 용접기와 스터드 용접기의 각 접지를 해당 용접공정의 전환 시에 전환 실린더의 구동에 따라 자동으로 전환하여 사용할 수 있도록 함으로써 로봇을 이용하여 탄산가스 용접작업과 스터드 용접작업을 한 공정 내에서 자동화 공정으로의 구현이 가능하도록 하는 용접기용 공용 접지장치 및 그 제어방법을 제공한다.

접지 전극, 용접기, 전환 실린더

Description

용접기용 공용 접지장치 및 그 제어방법{COMMONABLE EARTHING DEVICE FOR A WELDER AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 용접기용 공용 접지장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접지 전극의 극성을 상이하게 사용하는 탄산가스 용접기와 스터드 용접기의 각 접지를 해당 용접공정의 전환 시에 전환 실린더의 구동에 따라 자동으로 전환하여 사용할 수 있도록 함으로써 로봇을 이용하여 탄산가스 용접작업과 스터드 용접작업을 자동화 공정으로의 구현이 가능하도록 하는 용접기용 공용 접지장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 탄산가스(CO₂) 용접기는 용접 토치를 통하여 불활성 가스인 탄산가스(CO₂₎를 방출하여 용접부를 대기와 차단하고, 그 속에 와이어 드럼으로부터의 용접 와이어를 송급시켜 용접 모재와 방전현상을 일으켜 용접하는 용접기이다.

한편, 스터드 용접기는 금속으로 된 스터드 볼트와 모재를 결합시키기 위하여, 용접건을 통하여 스터드 볼트와 모재 사이에 아크를 발생시켜 그 표면에 적당한 열이 발생할 때, 용접건의 스프링 압력에 의해 스터드 볼트의 끝부분과 모재가 융착되도록 하는 용접기이다.

이와 같이, 상기한 탄산가스 용접기는 차체 구조의 특성상 스폿 용접건 등이 들어갈 수 없는 막힌 구조물의 접합에 주로 사용되고, 상기한 스터드 용접기는 스터드 볼트나 너트 등을 차체의 구조물에 접합하기 위하여 주로 사용되며, 최근에는 로봇을 이용하여 한 공정에서 두 가지 용접작업을 진행할 수 있도록 자동화 공정을 구현하는 추세이다.

그러나 상기한 탄산가스 용접기는 접지 전극의 극성이 (-)극이고, 상기 스터드 용접기는 접지 전극의 극성이 (+)극이어서 동일 공정 내에서, 같이 접지할 수 없는 단점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 서로 상이한 접지 전극의 극성을 갖는 두 용접기의 접지 공용화의 단점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 접지 전극의 극성을 상이하게 사용하는 탄산가스 용접기와 스터드 용접기의 각 접지를 해당 용접공정의 전환 시에 전환 실린더의 구동에 따라 자동으로 전환하여 사용할 수 있도록 함으로써 로봇을 이용하여 탄산가스 용접작업과 스터드 용접작업을 한 공정 내에서 자동화 공정으로의 구현이 가능하도록 하는 용접기용 공용 접지장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 용접기용 공용 접지장치는 일측 용접기의 메인 프레임 일측에 횡방향으로 설치되는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 일측에 전극 브라켓을 통하여 설치되며, 일측 용접기의 접지와 접지 케이블을 통하여 연결되는 제1접지 전극; 상기 베이스 플레이트의 타측에 전극 브라켓을 통하여 설치되며, 타측 용접기의 접지와 접지 케이블을 통하여 연결되는 제2접지 전극; 상기 제1접지 전극과 제2접지 전극 사이의 상기 베이스 플레이트 중앙에 설치되어 제어유압에 따라 작동로드를 양방향으로 작동시키는 전환 실린더; 상기 제1접지 전극에 대응하여 상기 전환 실린더의 작동로드 일단에 장착되어 제1연결 전극; 상기 제2접지 전극에 대응하여 상기 전환 실린더의 작동로드 타단에 장착되며, 로봇 행거의 접지에 접지 케이블을 통하여 연결되는 제2연결 전극; 상기 제1연결 전극의 위치를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 전환감지수단; 상기 메인 프레임의 타측에 장착되어 제어기의 제어신호에 따라 솔레노이드의 작동으로 유로를 전환하여 상기 전환 실린더에 공급할 제어유압을 가변적으로 공급 제어하는 전환 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제1접지 전극과 제2접지 전극은 구리블록으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 전환 실린더는 그 작동로드가 양방향으로 작동하는 양방향 유압 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이러한 상기 전환 실린더는 상기 베이스 플레이트 상의 일측에 구성되는 장착블록을 통하여 그 타측단이 장착되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제1연결 전극과 제2연결 전극은 구리소재로 이루어져 상기 전환 실린더의 작동로드 양단에 각각 나사 체결되는 것을 특징으로 한다.

상기 전환감지수단은 상기 베이스 플레이트 상의 상부에 구성되는 센서 브라켓; 상기 센서 브라켓의 일측에 장착되어 상기 제1연결 전극의 전진 상태를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 제1위치센서; 상기 센서 브라켓의 타측에 장착되어 상기 제1연결 전극의 후진 상태를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 제2위치센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제1위치센서와 제2위치센서는 근접센서로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 전환 밸브는 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 제어기는 상기 전환감지수단에 의한 전환 실린더의 위치신호와 공정전환신호를 비교하여 상기 전환 밸브를 제어하여 상기 전환 실린더의 전환작동을 제어하는 제어로직을 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기한 용접기용 공용 접지장치의 제어방법은 전환 스위치를 통하여 공정전환신호를 수신하는 제1단계; 전환 실린더의 위치신호를 수신하는 제2단계; 상기 전환 실린더의 위치신호와 전환할 공정전환신호가 일치하는가를 판단하는 제3단계; 상기 제3단계의 조건을 만족하면, 해당 용접공정을 진행하는 제4단계; 상기 제3단계의 조건을 만족하지 않으면, 전환신호를 출력하여 전환 밸브를 제어하여 상기 전환 실린더를 전환 작동시키는 제5단계; 상기 제5단계에 이어서, 상기 전환 실린더 위치신호를 재 수신하는 제6단계; 상기 전환 실린더의 재 위치신호와 전환할 공정전환신호가 일치하는가를 판단하는 제7단계; 상기 제7단계의 조건을 만족하면, 상기 제4단계로 리턴하며, 상기 제7단계의 조건을 만족하지 않으면, 접지 에러 신호를 출력하는 제8단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 용접기용 공용 접지장치 및 그 제어방법에 의하면, 접지 전극의 극성을 상이하게 사용하는 탄산가스 용접기와 스터드 용접기의 각 접지를 해당 용접공정의 전환 시에 제어기의 제어신호에 따라 전환 실린더의 구동을 제어하여 자동으로 전환될 수 있도록 함으로써 로봇을 이용하여 탄산가스 용접공정과 스터드 용접공정을 한 공정 내에서 자동화 공정으로의 구현이 가능하도록 하는 이점이 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용접기용 공용 접지장치가 적용되는 자동화 용접 시스템의 개념도이고, 도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용접기용 공용 접지장치의 구성도 및 개념도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 용접기용 공용 접지장치의 제어 블록도이다.

본 실시예에 따른 용접기용 공용 접지장치가 적용되는 자동화 용접 시스템은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 공정의 좌측방에 용접건(1)을 통하여 스터드 볼트(3)를 용접 모재(10)에 용착 결합시키기 위한 고정식 스터드 용접기(5)가 구성되고, 우측방에는 용접 토치(7)를 통하여 불활성 가스인 탄산가스(CO₂₎를 방출하면서, 용접 와이어(9)를 송급하여 용접 모재와 방전현상을 일으켜 용접하는 고정식 탄산가스 용접기(11)가 구성된다.

그리고 상기 탄산가스 용접기(11)와 스터드 용접기(5) 사이에는 상기 용접 모재(10)를 크램퍼(13)로 고정하여 해당 용접공정으로 이동시키는 로봇(15)이 구성되어 한 공정에서 두 가지 용접작업을 진행할 수 있도록 자동화 공정을 구현한다.

이러한 자동화 용접 시스템에 적용되는 본 실시예에 따른 용접기용 공용 접지장치(20)는, 상기 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 탄산가스 용접기(11)의 메인 프레임(17)에 구성된다.

즉, 본 실시예에 따른 공용 접지장치(20)의 구체적인 구성은, 도 2와 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 탄산가스 용접기(11)의 메인 프레임(17) 일측에 횡방향 으로 베이스 플레이트(21)가 설치된다.

상기 베이스 플레이트(21)의 좌측에는 전극 브라켓(B)을 통하여 제1접지 전극(ET1)이 설치되는데, 이 제1접지 전극(ET1)은 상기 스터드 용접기(5)의 접지(+)와 접지 케이블(C)을 통하여 연결된다.

그리고 상기 베이스 플레이트(21)의 우측에는 역시 전극 브라켓(B)을 통하여 제2접지 전극(ET2)이 설치되는데, 이 제2접지 전극(ET2)은 역시 상기 탄산가스 용접기(11)의 접지(-)와 접지 케이블(C)을 통하여 연결된다.

여기서, 상기 제1접지 전극(ET1)과 제2접지 전극(ET2)은 모두 구리블록으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 제1접지 전극(ET1)과 제2접지 전극(ET2) 사이의 상기 베이스 플레이트(21) 중앙에는 제어유압에 따라 작동로드(R)를 양방향으로 작동시키는 전환 실린더(23)가 설치된다.

즉, 상기 전환 실린더(23)는 그 작동로드(R)가 양방향으로 작동하는 양방향 유압 실린더로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 베이스 플레이트(21) 상의 일측에 구성되는 장착블록(25)을 통하여 그 우측단이 장착되어 설치된다.

또한, 상기 전환 실린더(23)는 그 작동로드(R)의 양단에 제1연결 전극(CT1)과 제2연결 전극(CT2)이 각각 설치되는데, 상기 제1연결 전극(CT1)은 상기 제1접지 전극(ET1)에 대응하여 상기 전환 실린더(23)의 작동로드(R) 좌측단에 장착되며, 상기 제2연결 전극(CT2)은 상기 제2접지 전극(ET2)에 대응하여 상기 전환 실린더(23)의 작동로드(R) 우측단에 장착된다.

이때, 상기 제2연결 전극(CT2)은 로봇 행거의 접지에 접지 케이블(C)을 통하여 연결되어 상기 제1연결 전극(CT1)과 함께 접지된다.

이러한 제1연결 전극(CT1)과 제2연결 전극(CT2)은 모두 구리소재로 이루어져 상기 전환 실린더(23)의 작동로드(R) 양단에 각각 나사 체결되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 제1연결 전극(CT1)의 위치를 감지하여 그 신호를 제어기(30)로 출력하기 위한 전환감지수단(40)이 구비되는데, 상기 전환감지수단(40)은 상기 베이스 플레이트(21) 상의 상부에 센서 브라켓(41)이 구비되고, 상기 센서 브라켓(41)의 좌측에 제1위치센서(S1)가 설치되어 상기 제1연결 전극(CT1)의 전진 상태를 감지하여 그 신호를 제어기(30)로 출력하며, 상기 센서 브라켓(41)의 우측에 제2위치센서(S2)가 설치되어 상기 제1연결 전극(CT1)의 후진 상태를 감지하여 그 신호를 제어기(30)로 출력하도록 구성된다.

여기서, 상기 센서 브라켓(41)은 그 우측 단부가 상기 베이스 플레이트(21) 상의 일측에 구성되는 상기 장착블록(25)의 상단에 볼트 체결되어 장착된다.

또한, 상기 제1위치센서(S1)와 제2위치센서(S2)는 모두 상기 제1연결 전극(CT1)이 위치되면, 이를 감지하여 그 신호를 제어기(30)로 출력하는 근접센서로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 메인 프레임(17)의 하부에는 제어기(30)의 제어신호에 따라 솔레노이드의 작동으로 유로(L)를 전환하여 상기 전환 실린더(23)에 공급할 제어유압을 가변적으로 공급 제어하는 전환 밸브(50)가 설치된다.

여기서, 상기 전환 밸브(50)는 전기적인 신호에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 제어기(30)는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 제1위치센서(S1)와 제2위치센서(S2)에 의한 전환 실린더(23)의 위치신호와 공정전환신호를 비교하여 상기 전환 밸브(50)를 제어하여 상기 전환 실린더(23)의 전환작동을 제어하는 제어로직을 포함한다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 용접기용 공용 접지장치의 제어방법은, 도 4와 도 5에서 도시한 바와 같이, 제어기(30)가 전환 스위치(31)를 통하여 공정전환신호를 수신한다.(S1)

이어서, 상기 제어기(30)는 상기 전환 실린더(23)의 위치신호를 제1위치센서(S1) 혹은 제2위치센서(S2)로부터 수신하게 된다.(S2)

그러면, 상기 제어기(30)는 수신된 전환 실린더(23)의 위치신호와 전환할 공정전환신호가 일치하는가를 판단하게 되는데,(S3) 이때, 상기 수신된 전환 실린더(23)의 위치신호와 전환할 공정전환신호가 일치하면, 작동을 종료하고 해당 용접공정을 진행하도록 한다.(S4)

한편, 상기 단계(S3)에서, 그러면, 상기 수신된 전환 실린더(23)의 위치신호와 전환할 공정전환신호가 일치하지 않으면, 제어기(30)는 전환신호를 출력하여 전환 밸브(50)를 제어하게 되며, 이로 인해 상기 전환 실린더(23)를 전환 작동시키게 된다.(S5)

이어서, 상기 제어기(30)는 상기 전환 실린더(23)의 위치신호를 제1위치센서(S1) 혹은 제2위치센서(S2)로부터 재 수신한 후,(S6) 상기 전환 실린더(23)의 재 위치신호와 전환할 공정전환신호가 일치하는가를 다시 판단하게 된다.(S7)

이때, 상기 단계(S7)의 조건을 만족하면, 상위 단계(S4)로 리턴하여 전환작동을 종료하고 해당 용접공정을 진행하도록 하며, 상기 단계(S7)의 조건을 만족하지 않으면, 접지 에러 신호를 출력하여 작업자에게 이를 알리도록 표시하게 된다.(S8)

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용접기용 공용 접지장치가 적용되는 자동화 용접 시스템의 개념도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용접기용 공용 접지장치의 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용접기용 공용 접지장치의 개념도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 용접기용 공용 접지장치의 제어 블록도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 용접기용 공용 접지장치의 제어방법에 따른 제어 흐름도이다.

Claims

일측 용접기의 메인 프레임 일측에 횡방향으로 설치되는 베이스 플레이트;

상기 베이스 플레이트의 일측에 전극 브라켓을 통하여 설치되며, 일측 용접기의 접지와 접지 케이블을 통하여 연결되는 제1접지 전극;

상기 베이스 플레이트의 타측에 전극 브라켓을 통하여 설치되며, 타측 용접기의 접지와 접지 케이블을 통하여 연결되는 제2접지 전극;

상기 제1접지 전극과 제2접지 전극 사이의 상기 베이스 플레이트 중앙에 설치되어 제어유압에 따라 작동로드를 양방향으로 작동시키는 전환 실린더;

상기 제1접지 전극에 대응하여 상기 전환 실린더의 작동로드 일단에 장착되어 제1연결 전극;

상기 제2접지 전극에 대응하여 상기 전환 실린더의 작동로드 타단에 장착되며, 로봇 행거의 접지에 접지 케이블을 통하여 연결되는 제2연결 전극;

상기 제1연결 전극의 위치를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 전환감지수단;

상기 메인 프레임의 타측에 장착되어 제어기의 제어신호에 따라 솔레노이드의 작동으로 유로를 전환하여 상기 전환 실린더에 공급할 제어유압을 가변적으로 공급 제어하는 전환 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접기용 공용 접지장치.
제1항에서,

상기 제1접지 전극과 제2접지 전극은

구리블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접기용 공용 접지장치.
제1항에서,

상기 전환 실린더는

그 작동로드가 양방향으로 작동하는 양방향 유압 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접기용 공용 접지장치.
제1항에서,

상기 전환 실린더는

상기 베이스 플레이트 상의 일측에 구성되는 장착블록을 통하여 그 타측단이 장착되는 것을 특징으로 하는 용접기용 공용 접지장치.
제1항에서,

상기 제1연결 전극과 제2연결 전극은

구리소재로 이루어져 상기 전환 실린더의 작동로드 양단에 각각 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 용접기용 공용 접지장치.
제1항에서,

상기 전환감지수단은

상기 베이스 플레이트 상의 상부에 구성되는 센서 브라켓;

상기 센서 브라켓의 일측에 장착되어 상기 제1연결 전극의 전진 상태를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 제1위치센서;

상기 센서 브라켓의 타측에 장착되어 상기 제1연결 전극의 후진 상태를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 제2위치센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접기용 공용 접지장치.
제6항에서,

상기 제1위치센서와 제2위치센서는

근접센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접기용 공용 접지장치.
제1항에서,

상기 전환 밸브는

솔레노이드 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접기용 공용 접지장치.
제1항에서,

상기 제어기는

상기 전환감지수단에 의한 전환 실린더의 위치신호와 공정전환신호를 비교하 여 상기 전환 밸브를 제어하여 상기 전환 실린더의 전환작동을 제어하는 제어로직을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접기용 공용 접지장치.
전환 스위치를 통하여 공정전환신호를 수신하는 제1단계;

전환 실린더의 위치신호를 수신하는 제2단계;

상기 전환 실린더의 위치신호와 전환할 공정전환신호가 일치하는가를 판단하는 제3단계;

상기 제3단계의 조건을 만족하면, 해당 용접공정을 진행하는 제4단계;

상기 제3단계의 조건을 만족하지 않으면, 전환신호를 출력하여 전환 밸브를 제어하여 상기 전환 실린더를 전환 작동시키는 제5단계;

상기 제5단계에 이어서, 상기 전환 실린더 위치신호를 재 수신하는 제6단계;

상기 전환 실린더의 재 위치신호와 전환할 공정전환신호가 일치하는가를 판단하는 제7단계;

상기 제7단계의 조건을 만족하면, 상기 제4단계로 리턴하며, 상기 제7단계의 조건을 만족하지 않으면, 접지 에러 신호를 출력하는 제8단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접기용 공용 접지장치의 제어방법.