KR101597350B1 - The arc welding voltage measurement system and the voltage measurement method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아크 용접 모니터링장치용 전압측정시스템 및 전압측정방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 아크 용접 시 측정되는 전압의 크기를 감소시키되, 다수개로 분배하는 전압분배기(61)와, 상기 전압분배기(61)에서 다수개로 분배된 전압을 인가받아 저항을 조절하여 신호 처리 가능한 전압레벨로 증폭시키는 연산증폭기(62)와, 다수의 다이오드(D)들과 저항(R)이 각각 구성되되, 상기 연산증폭기(62)로부터 요구되는 전압을 각각의 다이오드(D)에 적층하여 연산증폭기(62)에 분배된 각각의 전압이 -가 되지 않게 아날로그디지털변환기(21)로 인가되어 신호 처리될 수 있는 0V ~ 5V의 전압레벨이 되도록 연산증폭기(62)에 요구되는 전압을 공급하는 직류전압쉬프터(63)로 구성되어, 상기 용접봉(13)과 접지단자(50) 간의 전압을 측정하여 측정된 전압을 손실 및 누락 없이 아날로그디지털변환기(21)로 출력할 수 있도록 하여 별도의 필터가 구성되지 않아 경제적 효율성을 높일 수가 있으며 부피를 감소시킬 수 있는 유용한 발명인 것이다.The present invention relates to a voltage measuring system and a voltage measuring method for an arc welding monitoring apparatus, and more particularly, to a voltage measuring apparatus and a voltage measuring method for an arc welding monitoring apparatus, and more particularly to a voltage distributor 61 for reducing a magnitude of a voltage measured during arc welding, An operational amplifier 62 for receiving a voltage divided into a plurality of voltages and amplifying the voltage to a voltage level capable of signal processing by adjusting a resistance and a plurality of diodes D and a resistor R, 62 which can be subjected to the signal processing by being applied to the analog-to-digital converter 21 so that the respective voltages distributed to the operational amplifier 62 are not set to be negative, And a DC voltage shifter 63 for supplying a voltage required for the operational amplifier 62 so as to be at a voltage level so that the voltage between the electrode 13 and the ground terminal 50 is measured to determine the loss and Increase the number does not consist of a separate filter economic efficiency to be output to the analog-to-digital converter 21 without rocking, and is useful inventions which can reduce the volume.

Figure R1020140016980
Figure R1020140016980

Description

아크 용접 전압측정시스템 및 그 전압측정방법{The arc welding voltage measurement system and the voltage measurement method}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an arc welding voltage measurement system,

본 발명은 아크 용접 전압측정시스템 및 전압측정방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 아크 용접 시 측정되는 전압을 손실 및 결정 정보의 누락 없이 아날로그디지털변환기로 출력할 수 있게 하는 아크 용접 전압측정시스템 및 전압측정방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an arc welding voltage measuring system and a voltage measuring method, and more particularly, to an arc welding voltage measuring system and a voltage measuring method capable of outputting a voltage measured during an arc welding to an analog- ≪ / RTI >

용접 산업은 조선, 자동차, 건설, 전자 등과 같은 용접 공정이 제품의 품질, 생산성, 제조원가에 큰 영향을 미치게 되며 용접분야에서도 이제는 용접이 가능한가의 여부보다는 품질과 생산성이 기업의 부가가치 창출에 있어서 중요한 요소로 대두화 되고 있다.In the welding industry, welding processes such as shipbuilding, automobiles, construction, and electronics have a major impact on product quality, productivity, and manufacturing cost. In the welding field, quality and productivity are important factors in creating added value .

통상적으로 용접 모니터링 시스템은 용접 공정에서 좋은 용접품질을 확보하고 실시간으로 확인 및 적절한 조리를 위하여, 각 용접 프로세스에 적합한 다양한 센서를 사용하여 실시간으로 계측 및 결과분석을 통해 용접부의 품질을 예측 평가 관리하는 시스템을 의미한다.Typically, the welding monitoring system ensures good welding quality in the welding process, estimates and manages the quality of the welds through real-time measurement and analysis of results using various sensors suitable for each welding process for real-time confirmation and proper cooking System.

산업용 용접 로봇을 이용하여 제품을 생산할 경우에는 작업자가 직접 현장에서 용접 품질을 감시하고 있지 못하기 때문에 품질의 자동검사, 즉 품질 모니터링의 중요성이 강조되고 있는 실정이다.In the case of producing products using industrial welding robots, the importance of automatic inspection of quality, that is, quality monitoring, is emphasized because workers can not directly monitor welding quality in the field.

수동 용접이나 반자동 용접 고정에서는 작업자의 기능과 용접기의 성능에 따라 용접 품질이 결정된다고 볼 수 있으므로 작업자의 기능 수준 평가와 용접기의 정확한 성능 평가 없이는 요구되는 품질을 연속적으로 얻기가 힘들다.In the case of manual welding or semi-automatic welding, the quality of welding is determined according to the function of the operator and the performance of the welding machine. Therefore, it is difficult to continuously obtain the required quality without evaluating the function level of the operator and accurately evaluating the performance of the welding machine.

또한, 용접 공정에 따른 조건 설정, 용접 상황 확인, 불량 추이 및 유형 확인, 용접 데이터의 저장 및 통계처리, 불량 발생 시 원인 규명 등의 어려움을 해결할 수 있다.
In addition, it is possible to solve difficulties such as setting conditions according to the welding process, confirming the welding situation, checking defect type and type, storing and statistical processing of welding data, and identifying the cause of defects.

따라서 실시간으로 처리되는 데이터를 토대로 용접품질을 측정하되, 측정되는 데이터의 원본이 손실이 없으며, 결정 정보가 누락되지 않고 아날로그디지털변환기를 통해 신호 처리되어 정확한 불량유무를 판단할 수 있도록 하는 기술이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to measure the welding quality based on the data processed in real time, but there is no loss of the original of the measured data, and a technique is required to judge whether there is an exact defect by signal processing through the analog- It is true.

우선 종래의 기술들을 살펴보면,First of all,

등록번호 10-0561087(특) 아크 용접기에 의한 용접이 실시됨에 따른 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 감지하는 각각의 감지수단과; 상기 감지된 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 신호 처리하여 디지털 정보로 변환하는 신호처리수단과; 상기 디지털 신호로 변환된 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압에 대한 정보를 기억하는 기억수단과; 상기 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압에 대한 상기 감지신호, 디지털신호 또는 출력신호의 배율을 조정하며, 상기 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압에 관한 정보의 취득, 기억, 출력 등의 일련의 동작과정을 비롯한 전체 시스템을 제어하며, 취득된 정보를 이용하여 용접기의 아크저항, 용접시간, 저항변동계수, 단락시간비 등을 연산하는 제어수단과; 상기 제어수단에 연결되어 사용자에 의한 키보드 또는 마우스 등의 명령을 입력하는 사용자 인터페이스 수단과; 상기 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압 및 이에 의해 가공된 데이터에 대해 기억된 정보를 파형이나 도표, 숫자, 문자 등의 다양한 영상정보로 변환하는 영상정보변환수단과; 상기 영상정보로 변환된 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압, 에 대한 디지털 신호를 모니터링 할 수 있도록 프린터, 모니터 중 적어도 하나 이상의 수단을 이용하여 출력 할 수 있도록 제공되는 모니터링 수단; 을 포함하여 구성됨으로서 상기 용접전류, 용접전압, 와이어 송급속도, 송급전압이 동시에 하나의 모니터링 수단에 의하여 모니터링 되는 것이다.
Registration No. 10-0561087 (Special) Each sensing means for detecting welding current, welding voltage, wire transfer speed and feeding voltage according to welding by arc welding machine; Signal processing means for signal processing the detected welding current, welding voltage, wire transfer speed and feeding voltage to convert the signal into digital information; Storage means for storing information on the welding current, the welding voltage, the wire transfer speed, and the feeding voltage converted into the digital signal; The control unit adjusts the magnification of the sensing signal, the digital signal or the output signal with respect to the welding current, the welding voltage, the wire feeding speed, the feeding voltage, A control unit for controlling the entire system including a series of operation processes such as an output, and calculating arc resistance, welding time, resistance variation coefficient, short time ratio, etc. of the welding machine using the acquired information; User interface means connected to the control means for inputting commands such as a keyboard or a mouse by a user; Image information converting means for converting the stored information about the welding current, the welding voltage, the wire feeding speed, the feeding voltage and the data processed thereby into various image information such as a waveform, a diagram, a number, and a character; Monitoring means provided to be capable of outputting by using at least one of a printer and a monitor so as to monitor a digital signal for a welding current, a welding voltage, a wire transfer rate, and a feed voltage converted into the image information; So that the welding current, the welding voltage, the wire transfer speed, and the feeding voltage are monitored by one monitoring means at the same time.

공개번호 10-2013-0091261(특) 작업 프로그램을 기억하는 작업 프로그램 기억부와, 상기 작업 프로그램에 따라 머니퓰레이터의 작동을 제어하는 제어부를 구비한 아크용접 로봇 제어장치의 아크용접 모니터 장치로서, 상기 작업 프로그램은 복수의 교시단계로 구성되고, 아크용접을 행하는 교시 단계에는 용접 조건 및 머니퓰레이터의 자세 데이터가 교시되어 있는 아크용접 모니터 장치에 있어서, 상기 아크용접 중에 취득한 용접 전류 및 용접 전압 중 적어도 하나를 시계열 데이터로서 기억하는 시계열 데이터 기억부; 상기 시계열 데이터와 상기 작업 프로그램을 연관짓는 연관부; 및 상기 시계열 데이터를 표시하면서 동시에, 상기 연관된 작업 프로그램의 교시 단계를 제1 마커로 상기 시계열데이터 상에 표시하는 표시부를 구비하는 것이다.
An arc welding monitoring apparatus for an arc welding robot control apparatus having a work program storage unit for storing a work program and a control unit for controlling operation of the manipulator according to the work program, The arc welding monitoring apparatus includes a plurality of teaching stages and a teaching stage in which arc welding is performed. The welding condition and posture data of the manipulator are taught. In the arc welding monitoring apparatus, at least one of the welding current and the welding voltage acquired during the arc welding A time-series data storage unit for storing the data as data; An associating unit associating the time series data with the work program; And a display unit displaying the time series data and simultaneously displaying the teaching step of the associated work program with the first marker on the time series data.

등록번호 10-1286950 (특) 용접기의 동작 제어용 신호를 출력하고, 피더부로부터 전송되는 실시간 모니터링 신호를 수신하여 원격지의 모니터링 시스템으로 출력하는 용접기 본체부; 상기 용접기 본체부와 케이블로 연결되어 상기 용접기 본체부의 동작 제어 신호에 따라 전압, 전류, 와이어 구동모터 및 가스의 토출 동작을 제어하고, 전압 값, 전류 값 및 각각의 전압/전류 파형과, 와이어 구동모터의 구동전압 및 속도와, 가스 사용량을 실시간으로 모니터링한 신호를 상기 용접기 본체부로 전송하는 피더부; 및 상기 피더부와 연결되어 용접 작업을 수행하는 토치부를 포함하는 것이다.
Registration No. 10-1286950 (Special) A welder main body which outputs a signal for controlling the operation of a welding machine, receives a real-time monitoring signal transmitted from a feeder and outputs it to a monitoring system at a remote site; A wire driving motor and a gas discharge operation of the welding machine main body in accordance with an operation control signal of the welding machine main body, A feeder unit for transmitting a signal obtained by monitoring a driving voltage and a speed of the motor and a gas consumption in real time to the welder main unit; And a torch portion connected to the feeder portion and performing a welding operation.

등록번호 10-0561084(특) 용접실시 대상물인 용접모재의 영상데이터가 저장된 영상데이터베이스와; 영상신호를 출력시키는 영상 디스플레이부와; 상기 영상 데이터베이스에서 원하는 용접모재를 선택하며, 선택된 용접모재의 영상에서 특정 용접부위를 지정하여 입력시킬 수 있는 인터페이스부와; 상기 인터페이스부에서 선택된 것과 동일한 용접모재 및 용접부위에 대하여, 실제 용접되고 있는 용접상태를 감지하는 모니터링 수단과; 상기 모니터링 수단에서 감지된 용접상태의 정보를 저장하는 메모리와; 상기 인터페이스부의 지시에 따라 선택된 용접모재의 지정 용접부위에 상기 모니터링 수단에서 감지된 용접품질이 표현되도록 제어명령을 발생시키는 제어부로; 구성되어 용접모재의 용접상태가 용접모재의 영상상에 디스플레이이 되는 것이다.
Registration No. 10-0561084 (Special) An image database in which image data of a welding base material to be welded is stored; An image display unit for outputting a video signal; An interface unit for selecting a desired welding base material from the image database and designating and inputting a specific welding region in an image of the selected welding base material; Monitoring means for detecting a welding condition actually being welded on the welding base material and the welding portion which are the same as those selected in the interface portion; A memory for storing information of the welding state sensed by the monitoring means; A controller for generating a control command so that the welding quality detected by the monitoring means is expressed on the designated welding portion of the selected welding base material according to the instruction of the interface portion; And the welding state of the welding base material is displayed on the image of the welding base material.

상기한 종래 기술은 전체적인 모니터링 장치에 관한 것으로서, 용접전류 및 전압, 와이어 송급속도, 송급전압을 감지하여 이를 신호 처리하고 저장하여 전체적인 비교 및 분석할 수 있도록 구성되나, 전압을 측정함에 있어서 원본 데이터가 그대로 신호 처리되어 변환될 수 있지 못하여 일부 및 결정 정보가 누락될 수밖에 없는 구성이다.The above-mentioned related art is related to an overall monitoring apparatus, which is configured to detect a welding current and a voltage, wire transfer speed, and feed voltage, process the data, process the data, and compare and analyze the data. However, It can not be converted into a signal and can not be converted, so that a part and determination information are inevitably missing.

다른 형태의 기술을 보면, 앞서 설명한 종래 기술과 목적은 동일하지만 지적해왔던 문제점이 그대로 노출될 수가 있어 용접의 정확한 불량유무를 판단하기가 어렵다.In the case of other types of technology, it is difficult to judge whether there is an exact defect in the welding because the problems described above are the same as the conventional technique and the purpose described above.

또 다른 형태의 기술들을 보면, 용접기가 직접 용접 관련 동작상태를 실시간으로 검출하여 제공하고, 용접모재를 디스플레이 하도록 구성되어 있으나, 상기한 바와 같이 용접모재 또는 용접기의 동작상태만을 확인할 수 있을 뿐 용접의 불량상태의 유무 및 실질적인 실질적은 전압측정의 제대로 이루어지지 않아 결정적인 정보가 누락될 수밖에 없는 문제점을 갖고 있다.
According to another type of technology, the welding machine is configured to detect and provide the welding operation related status in real time and display the welding base material. However, only the operation state of the welding base material or the welding machine can be confirmed, There is a problem that the presence or absence of a defective state and the actual substantial voltage measurement are not properly performed and thus crucial information is missing.

따라서 본 발명의 목적은 아크 용접 시 검출되는 전압을 측정하여 디지털신호 처리한 후, MCU로 전송되는 데이터의 정확도를 높일 수 있도록 측정된 전압을 분배하는 전압분배기, 분배된 전압을 증폭시키는 전압증폭기 및 증폭 시 요구되는 전압을 공급하는 직류전압쉬프터를 구성하여, 아날로그디지털변환기로 신호 처리 가능한 전압레벨로 맞추도록 하면서도, 원본데이터의 손실 및 결정 정보의 누락이 없이 정확한 데이터 값이 전송되도록 하여, 용접상태를 판정 시 신뢰성 및 정확성을 높일 수 있는 아크 용접 전압측정시스템 및 전압측정방법을 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로 완성해낸 것이다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a voltage divider that measures a voltage detected during arc welding and processes the digital signal, distributes the measured voltage to increase the accuracy of data transmitted to the MCU, a voltage amplifier that amplifies the divided voltage, A DC voltage shifter for supplying a voltage required for amplification is provided so that accurate data values can be transmitted without loss of original data and missing decision information while adjusting the voltage level to be able to process signals with an analog-to-digital converter, The arc welding voltage measuring system and the voltage measuring method capable of improving the reliability and accuracy in the determination of the arc welding voltage and the voltage measurement method.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 모재에 아크 용접을 하는 용접봉이 구성된 용접기와, 상기 용접기와 연결되어 가스를 공급하는 가스공급부와, 상기 용접기와 연결되어 전체적인 제어 및 측정된 전압을 인가받아 불량유무를 판단하는 본체부와, 상기 용접봉이 용접을 할 수 있게 이루어지되, 상부에 모재가 안착될 수 있도록 구성되며 상기 용접기와 연결된 접지단자가 구비된 지그로 구성되는 용접장치의 용접봉과 접지단자와 연결되되 상기 본체부와 연결되어 전압측정시스템에 있어서, 아크 용접 시 측정되는 전압의 크기를 감소시키되, 다수개로 분배하는 전압분배기(61)와, 상기 전압분배기(61)에서 다수개로 분배된 전압을 인가받아 저항을 조절하여 신호 처리 가능한 전압레벨로 증폭시키는 연산증폭기(62), 다수의 다이오드(D)들과 저항(R)이 각각 구성되되, 상기 연산증폭기(62)로부터 요구되는 전압을 각각의 다이오드(D)에 적층하여 연산증폭기(62)에 분배된 각각의 전압이 -가 되지 않게 아날로그디지털변환기(21)로 인가되어 신호 처리될 수 있는 0V ~ 5V의 전압레벨이 되도록 연산증폭기(62)에 요구되는 전압을 공급하는 직류전압쉬프터(63)로 구성되어, 상기 용접봉(13)과 접지단자(50) 간의 전압을 측정하여 측정된 전압을 손실 및 누락 없이 아날로그디지털변환기(21)로 출력하도록 하여 상기 기술적 과제를 해결하고자 하였고,Technical Solution In order to achieve the above object, there is provided a welding apparatus comprising a welding machine including a welding rod for arc welding to a base material, a gas supply part connected to the welding machine for supplying gas, A welding unit for welding the welding electrode to the welding electrode and a ground terminal connected to the welding terminal of the welding apparatus, the welding electrode being composed of a jig having a ground terminal connected to the welding unit, A voltage divider (61) connected to the main body and configured to reduce a magnitude of a voltage measured at the time of arc welding and distribute the voltage to a plurality of the voltage dividers; and a voltage distributor An operational amplifier 62 that adjusts the resistance to amplify the signal to a voltage level capable of signal processing, a plurality of diodes D and A voltage required from the operational amplifier 62 is stacked on each of the diodes D so that each voltage distributed to the operational amplifier 62 is applied to the analog-to-digital converter 21 And a DC voltage shifter 63 for supplying a voltage required for the operational amplifier 62 to a voltage level of 0V to 5V which can be signal-processed by applying the voltage between the electrode 13 and the ground terminal 50, So as to output the measured voltage to the analog-to-digital converter 21 without loss or omission, thereby solving the technical problem,

상기한 전압측정시스템을 이용한 전압측정방법은 아크 용접 시 측정되는 전압을 감소시키되, 전압분배기(61)로 분배하는 분배단계(100)와, 분배된 상기 전압을 연산증폭기(62)로 인가받되, 아날로그디지털변환기(21)로 처리 가능한 0V ~ 5V의 전압레벨에 맞게 요구되는 전압을 직류전압쉬프터(63)로부터 공급받는 공급단계(200), 상기 직류전압쉬프터(63)로부터 전압을 공급받아 분배된 상기 전압이 -가 되지 않고 아날로그디지털변환기(21)로 신호 처리 가능한 전압레벨로 증폭시키는 증폭단계(300)와, 증폭된 된 전압을 아날로그디지털변환기(21)로 출력하는 출력단계(400)로 이루어지도록 하여 상기 기술적 과제를 해결하고자 하였다.
The voltage measuring method using the voltage measuring system includes a distributing step 100 for reducing the voltage measured during arc welding and distributing the voltage to the voltage divider 61, A supply step 200 for supplying a voltage required for the voltage level of 0 V to 5 V which can be processed by the analog-to-digital converter 21 from the DC voltage shifter 63, An amplification step 300 for amplifying the voltage to a voltage level that can be processed by the analog-to-digital converter 21 without being negative and an output step 400 for outputting the amplified voltage to the analog-to-digital converter 21 So as to solve the above technical problem.

본 발명에 따른 아크 용접 전압측정시스템 및 전압측정방법에 의하면, 아크 용접 시 측정되는 전압을 아날로그디지털변환기로 신호 처리 가능한 전압레벨로 맞추도록 하면서도, 원본데이터의 손실 및 결정 정보의 누락이 없이 정확한 데이터 값이 전송되도록 하여, 용접상태를 판정 시 신뢰성 및 정확성을 높일 수 있으며, 종래의 기술처럼 별도의 필터를 구성하지 않아도 되어 경제적 효율성 및 설치 시 부피를 감소시킬 수 있는 유용한 발명인 것이다.
According to the arc welding voltage measuring system and voltage measuring method of the present invention, the voltage measured during arc welding can be adjusted to a voltage level capable of signal processing by an analog-to-digital converter, and accurate data The reliability and accuracy can be improved in determining the welding state, and it is an advantageous invention that it is not necessary to construct a separate filter as in the conventional technology, thereby reducing economic efficiency and volume during installation.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 회로도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 구성도
도 5는 본 발명의 검출되어 측정된 전압파형을 나타내는 도면
도 6은 본 발명의 출력 시 출력되는 전압파형을 나타내는 도면
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 순서도 1 is a view showing a preferred embodiment of the present invention
2 is a view showing a preferred embodiment of the present invention
3 is a circuit diagram showing a preferred embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing a preferred embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing the detected and measured voltage waveform of the present invention
6 is a view showing a voltage waveform outputted at the time of output of the present invention
7 is a flowchart showing a preferred embodiment of the present invention

본 발명은 아크 용접 시 측정되는 전압을 손실 및 결정 정보의 누락 없이 아날로그디지털변환기(21)로 출력할 수 있게 하는 아크 용접 전압측정시스템 및 전압측정방법을 제공한다.The present invention provides an arc welding voltage measurement system and a voltage measurement method that enable the voltage measured during arc welding to be output to the analog-to-digital converter (21) without missing loss and determination information.

이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성 및 작용에 대하여 도 1 내지 도 7을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.

우선 본 발명을 설명하기에 앞서 그 구성을 도 1 내지 4를 참고하여 설명하면, 모재에 아크 용접을 하는 용접봉이 구성된 용접기와, 상기 용접기와 연결되어 가스를 공급하는 가스공급부와, 상기 용접기와 연결되어 전체적인 제어 및 측정된 전압을 인가받아 불량유무를 판단하는 본체부와, 상기 용접봉이 용접을 할 수 있게 이루어지되, 상부에 모재가 안착될 수 있도록 구성되며 상기 용접기와 연결된 접지단자가 구비된 지그로 구성되는 용접장치의 용접봉과 접지단자와 연결되되 상기 본체부와 연결되어 전압측정시스템에 있어서, 아크 용접 시 측정되는 전압의 크기를 감소시키되, 다수개로 분배하는 전압분배기(61)와, 상기 전압분배기(61)에서 다수개로 분배된 전압을 인가받아 저항을 조절하여 신호 처리 가능한 전압레벨로 증폭시키는 연산증폭기(62)와, 다수의 다이오드(D)들과 저항(R)이 각각 구성되되, 상기 연산증폭기(62)로부터 요구되는 전압을 각각의 다이오드(D)에 적층하여 연산증폭기(62)에 분배된 각각의 전압이 -가 되지 않게 아날로그디지털변환기(21)로 인가되어 신호 처리될 수 있는 0V ~ 5V의 전압레벨이 되도록 연산증폭기(62)에 요구되는 전압을 공급하는 직류전압쉬프터(63)로 구성되어, 상기 용접봉(13)과 접지단자(50) 간의 전압을 측정하여 측정된 전압을 손실 및 누락 없이 아날로그디지털변환기(21)로 출력하는 것이다.
1 to 4, a welding machine is provided with a welding rod for arc welding on a base material, a gas supply part connected to the welding machine for supplying gas, and a gas supply part connected to the welding machine And a ground terminal connected to the welding machine. The main body is configured to be able to weld the welding rod, and the base metal can be seated on an upper portion of the main body. A voltage divider (61) connected to the electrode and ground terminal of the welding apparatus, the voltage divider (61) reducing the magnitude of the voltage measured during arc welding, An operational amplifier 61 for receiving a plurality of divided voltages from the divider 61 and amplifying the voltage by adjusting the resistance to a voltage level capable of signal processing A plurality of diodes D and a resistor R are formed on the diode D and a voltage required from the operational amplifier 62 is stacked on each of the diodes D, And a DC voltage shifter 63 for supplying a voltage required to the operational amplifier 62 so as to be a voltage level of 0 V to 5 V which can be applied to the analog-to-digital converter 21 so that the voltage of the voltage- , And measures the voltage between the electrode (13) and the ground terminal (50) and outputs the measured voltage to the analog-to-digital converter (21) without loss or omission.

본 발명에 실시 예로써 적용되는 용접장치는 도 1에 도시된 바와 같이 용접봉(13)을 구비하여 아크 용접 방식으로 모재(5)의 용접을 수행하는 용접기가 구성된다. 이 때 상기 용접기(10)는 가스공급부(30)로부터 아르곤(Ar) 등의 불활성 가스를 공급받아 용접봉(13)을 통하여 작업 영역 주위에 불활성 가스를 공급함으로써 불활성 분위기를 조성한 후 아크 용접을 수행하게 된다.A welding apparatus as an embodiment of the present invention comprises a welding rod 13 having a welding rod 13 as shown in Fig. 1, and a welder for welding the base material 5 by an arc welding method. At this time, the welding machine 10 is supplied with an inert gas such as argon (Ar) from the gas supply part 30 and supplies an inert gas around the working area through the welding rod 13 to perform an arc welding do.

여기서, 상기 지그(40)는 모재(5)에 용접작업을 수행하기 위한 작업 공간으로서, 지그(40)에는 용접기(10)로부터 연결된 접지단자(50)가 구성되며, 용접봉(13), 모재(5) 및 접지단자(50)는 하나의 회로를 구성함으로써 아크용접이 진행될 수 있는 것이다.
The jig 40 is a working space for performing a welding operation on the base material 5. The jig 40 is provided with a ground terminal 50 connected to the welding machine 10 and is connected to the welding electrode 13, 5 and the ground terminal 50 constitute one circuit so that arc welding can proceed.

상기 본체부(20)의 경우 용접 작업이 자동적으로 수행될 수 있도록 제어하도록 하면서도, 본 발명의 전압측정시스템(60)으로부터 정확한 데이터를 전송받아 모니터링 할 수 있도록 하는 것으로, 내부에는 아날로그디지털변환기(21)와, 상기 아날로그디지털변환기(21)와 연결되어 데이터를 전송받아 아크용접의 불량유무를 판단하는 통상의 모니터링부(23)가 더 포함되어 구성된다.In the case of the main body 20, accurate data can be received and monitored from the voltage measuring system 60 of the present invention while controlling the welding operation to be performed automatically, and an analogue digital converter 21 And a normal monitoring unit 23 connected to the analog-to-digital converter 21 for receiving data to determine whether there is a defect in arc welding.

상기 아날로그디지털변환기(21) 및 모니터링부(23)의 경우 통상의 구성으로 적용되기 때문에 별도의 설명은 생략한다.In the case of the analog-to-digital converter 21 and the monitoring unit 23, since they are applied in a normal configuration, a further explanation will be omitted.

용접 시에는 용접봉(13)이 모재에 인접한 상태에서 일정한 전압 및 전류가 용접봉(13)에 인가됨으로써 아크를 발생시키고, 발생된 아크를 이용하여 용접 작업을 수행하게 되는 것이다.In the welding, a constant voltage and current are applied to the welding rod 13 in a state where the welding rod 13 is adjacent to the base material to generate an arc, and the welding operation is performed using the generated arc.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 접지단자(50)와 본체부(20)와 각각 연결되어 아크 용접 시 전류를 측정하는 전류측정부(17)가 더 구비되어 전류를 측정하게 되는 것이다.
As shown in FIG. 2, the current measuring unit 17 further includes a current measuring unit 17 connected to the ground terminal 50 and the main body 20 to measure current during arc welding.

한편, 본 발명의 핵심구성요소로써, 아크 용접 시 검출되는 전압을 측정하여, 아날로그디지털변환기(21)로 신호처리 가능한 전압레벨로 맞춰 원본데이터의 손실이 없으며 결정 정보가 누락되지 않도록 하는 전압측정시스템(60)이 구성된다.As a key component of the present invention, a voltage measuring system for measuring the voltage detected during arc welding and adjusting the voltage detected by the analog-to-digital converter (21) to a voltage level capable of signal processing, (60).

먼저, 본 발명의 전압측정시스템(60)을 설명하기에 앞서, 통상적으로 용접 시에는 모재(5)의 두께에 따라 최적값 또는 최적범위의 전압이 인가되기 때문에 본 발명의 실시 예로써 한정짓지 아니한다.
Before the voltage measuring system 60 of the present invention is described, since the optimum value or the optimum range of voltage is applied according to the thickness of the base material 5 during welding, it is not limited to the embodiment of the present invention .

상기 전압측정시스템(60)의 경우 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 용접봉(13)과 접지단자(50)와 각각 연결되어 아크 용접 시 전압을 검출하여 측정하되, 측정되는 전압의 크기를 다수개로 분배하여 선택적으로 전압의 크기를 감소시켜 연산증폭기(62)로 인가하는 전압분배기(61)가 구성된다.In the case of the voltage measurement system 60, as shown in FIGS. 2 to 4, the electrode is connected to the electrode 13 and the ground terminal 50 to detect and measure the voltage during arc welding. And a voltage divider 61 for selectively applying the voltage to the operational amplifier 62 while reducing the magnitude of the voltage.

즉, 상기 전압분배기(61)의 경우 통상의 전압분배기(61)를 적용되고, 도 5에 도시된 바와 같이 -50V ~ 100V 사이의 전압파형을 검출하여 측정하되, 이를 다수개로 분배하여 필요한 크기만큼 감소시키는 역할을 수행하게 되는 것이다. That is, in the case of the voltage divider 61, a normal voltage divider 61 is applied. As shown in FIG. 5, a voltage waveform between -50 V and 100 V is detected and measured. As well as the role of

예를 들면, 본 발명에서 적용되는 아날로그디지털변환장치(21)는 0V ~ 5V 사이의 전압이 신호 처리 가능하도록 구성되기 때문에 최초 검출되어 측정된 신호가 하기될 연산증폭기(62) 및 직류전압쉬프터(63)를 통해 원본데이터의 손실 없이 모든 데이터가 분배되어 아날로그디지털변환기(21)로 신호 처리될 수 있도록 분배시키게 되는 것이다.
For example, since the analog-to-digital converter 21 according to the present invention is configured so that a voltage between 0V and 5V can be processed, the first detected and measured signal is the operational amplifier 62 and the DC voltage shifter 63 so that all the data can be distributed without loss of the original data and can be signal-processed by the analog-to-digital converter 21.

여기서, 상기 전압분배기(61)와 연결되어 다수개로 분배된 전압을 인가받아 선택적으로 저항을 조절하여 신호 처리 가능한 전압레벨로 증폭시키는 연산증폭기(62)가 구성되어 분배된 전압이 아날로그디지털변환기(21)로 신호 처리 가능한 전압레벨로 증폭시키게 되는 것이다.The operational amplifier 62 is connected to the voltage divider 61 to receive a plurality of divided voltages, and selectively amplifies the voltage to a voltage level capable of signal processing. The distributed voltage is applied to the analog-to-digital converter 21 To a voltage level capable of signal processing.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이 최초 아크 용접 시 검출되어 측정되는 전압이 -50V ~ 100V의 전압으로 측정됨으로써 전압분배기(61)를 통해 다수개로 분배되되, 상기 아날로그디지털변환기(21)로 신호처리 가능한 전압레벨은 0V ~ 5V로 사이이기 때문에 분배되는 전류가 -전압이 되지 않도록 증폭시키게 된다.That is, as shown in FIG. 5, the voltage measured and detected during the initial arc welding is measured at a voltage of -50 V to 100 V, so that the voltage is divided into a plurality of voltages through the voltage divider 61, Since the possible voltage level is between 0V and 5V, the distributed current is amplified so that it does not become a - voltage.

다시 말해, 연산증폭기(62)를 통해 증폭 하여 신호 처리 시 -전압의 경우 신호 처리가 불가능하여 -전압이 삭제 또는 누락되어 추후 모니터링부(23)를 통해 불량유무를 판단함에 있어 정확성을 확보하기 어려운 문제점을 갖고 있기 때문이다.
In other words, it is difficult to ensure accuracy in determining whether the voltage is erased or missing through the monitoring unit 23 after the signal is amplified through the operational amplifier 62 and the signal processing is impossible in the case of the voltage during the signal processing. I have a problem.

한편, 상기한 바와 같이 연산증폭기(62)가 -상태의 전압을 +상태의 전압으로 증폭시키기 위해서 상기 연산증폭기(62)에 분배된 다수의 전압이 아날로그디지털변환기(21)로 인가되어 신호 처리될 수 있는 전압레벨이 되도록 연산증폭기(62)에서 요구되는 전압을 각각 공급하는 직류전압쉬프터(63)로 구성된다.Meanwhile, as described above, in order for the operational amplifier 62 to amplify the voltage in the -state to the voltage in the + state, a plurality of voltages distributed to the operational amplifier 62 are applied to the analog-to-digital converter 21, And a DC voltage shifter 63 for supplying a voltage required by the operational amplifier 62 so as to be a voltage level at which the voltage level can be set.

상기 직류전압쉬프터(63)는 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 다이오드(D)들과 저항(R)이 각각 구성되되, 상기 연산증폭기(62)로부터 요구되는 전압을 각각의 다이오드(D)에 적층하여 전압분배기(61)에 의해 분배된 전압이 연산증폭기(62)로 인가되어 각각 분배된 전압이 -가 되지 않도록 전압을 공급하는 것이다.The DC voltage shifter 63 includes a plurality of diodes D and a resistor R as shown in FIG. 3, and a voltage required from the operational amplifier 62 is supplied to each of the diodes D And the voltages distributed by the voltage divider 61 are applied to the operational amplifier 62 to supply the voltages so that the divided voltages do not become negative.

즉, 최초 검출되어 측정된 전압이 도 5에 도시된 바와 같이 -50V ~ 100V 이고, 본 발명에서 적용되는 아날로그디지털변환기(21)의 신호 처리 가능한 전압레벨은 0V ~ 5V 사이이기 때문에, 상기 직류전압쉬프터(63)의 저항(R)이 상기 연산증폭기(62)의 +전압을 인가받아 각각의 상기 다이오드(D)에 적층시켜, 분배된 각각의 전압이 -가 되지 않고 0V ~ 5V 사이의 전압이 되도록 하여 신호 처리 가능하도록 인가하게 되는 것이다.
5, the voltage level at which the signal can be processed by the analog-to-digital converter 21 applied in the present invention is between 0 V and 5 V. Therefore, the DC voltage The resistor R of the shifter 63 is applied with the positive voltage of the operational amplifier 62 and laminated to each of the diodes D so that the divided voltages do not become negative and a voltage between 0V and 5V So that the signal can be processed.

상기한 바와 같이 본 발명의 전압측정시스템(60)을 전체적으로 요약하면, 전압분배기(61)를 통해 -50V ~ 100V 사이의 전압이 다수개로 분배되고, 분배된 전압이 신호 처리 가능한 0V ~ 5V 사이의 전압레벨이 되도록 직류전압쉬프터(63)를 통해, 분배된 전압에 연산증폭기(62)를 통해 요구되는 전압을 인가받아 전압레벨이 되도록 인가하여, 도 6에 도시된 바와 같이 0V ~ 3V 사이의 전압이 되어 아날로그디지털변환기(21)로 출력이 되는 것이다.
As described above, the voltage measuring system 60 according to the present invention can be generally summarized as follows. A voltage between -50 V and 100 V is distributed through a voltage divider 61, and a voltage between 0 V and 5 V The voltage required by the operational amplifier 62 is applied to the divided voltage through the direct current voltage shifter 63 so as to become the voltage level so as to be the voltage level so that the voltage between 0V and 3V And is output to the analog-to-digital converter 21.

종래에 있어서는, 아크 용접 시 전압을 측정하되, 별도의 필터를 구성하였으나, 이러한 필터의 구성으로 인해 경제적 효율성이 저하되고 시스템의 부피가 크게 됨으로써 설치에 제약이 있었을 뿐만 아니라, 필터를 통한 후 신호가 처리되기 때문에 결정 정보가 누락되어 원본데이터의 손실로 인해 추후 모니터링 시 정확한 아크 용접의 불량유무를 판단하기가 어려웠었다.Conventionally, a voltage is measured during arc welding, but a separate filter is configured. However, due to the configuration of such a filter, the economic efficiency is lowered and the volume of the system is increased, It is difficult to judge whether there is a defect of accurate arc welding at the time of monitoring due to loss of original data.

그러나 본 발명의 전압측정시스템(60)의 구성으로 인해 최초 아크 용접 시 상기 용접봉(13)과 접지단자(50) 간의 검출된 전압을 측정하여 측정된 전압을 조금의 손실 및 결정 정보의 누락 없이 그대로 아날로그디지털변환기(21)로 출력가능 하게 됨으로써 본 발명의 전압측정시스템(60)을 통해 제공받는 데이터를 통해 아크 용접의 불량유무를 정확하게 판단할 수 있게 되는 것이다.However, due to the configuration of the voltage measurement system 60 of the present invention, the detected voltage between the electrode 13 and the ground terminal 50 during the initial arc welding is measured and the measured voltage is measured It is possible to accurately determine whether or not the arc welding is defective through the data provided through the voltage measuring system 60 of the present invention by being output to the analog-to-digital converter 21. [

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 전압측정시스템(60)의 상기 전압분배기(61), 연산증폭기(62), 직류전압쉬프터(63) 중 어느 하나와 연결되어 아크 용접 시 검출되어 측정되는 전압을 기록 및 저장하는 DB(70)가 더 포함되어 구성될 수가 있다. 상기 DB(70)가 구성될 경우 시간, 날짜별로 출력전의 원본 전압파형의 데이터를 기록 및 저장할 수 있게 되는 것이다.
As shown in FIG. 4, the voltage measured by the arc welding is connected to any one of the voltage divider 61, the operational amplifier 62, and the DC voltage shifter 63 of the voltage measuring system 60, And a DB 70 for recording and storing the data. When the DB 70 is constructed, data of the original voltage waveform before output can be recorded and stored for each time and date.

한편, 상기한 본 발명의 전압측정시스템(60)을 이용한 아크 용접 전압측정방법을 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이 아크 용접 시 측정되는 전압을 전압분배기(61)로 분배하는 분배단계(100)와, 분배된 상기 전압을 연산증폭기(62)로 인가받되, 아날로그디지털변환기(21)로 처리 가능한 전압레벨에 맞게 요구되는 전압을 직류전압쉬프터(63)로부터 공급받는 공급단계(200)와, 상기 직류전압쉬프터(63)로부터 전압을 공급받아 분배된 상기 전압이 -가 되지 않고 아날로그디지털변환기(21)로 신호 처리 가능한 전압레벨로 증폭시키는 증폭단계(300)와, 증폭된 된 전압을 아날로그디지털변환기(21)로 출력하는 출력단계(400)로 이루어진다.7, a method of measuring an arc welding voltage using the voltage measuring system 60 according to the present invention will be described with reference to FIG. 7. In the distribution step 100 (see FIG. 7) of distributing the voltage measured during arc welding to the voltage divider 61 A supply step 200 of receiving a voltage required for the voltage level that can be processed by the analog-to-digital converter 21 from the DC voltage shifter 63, the voltage being supplied to the operational amplifier 62, An amplification step (300) for amplifying the divided voltage supplied from the DC voltage shifter (63) to a voltage level that can be processed by the analog-to-digital converter (21) To the converter (21).

또한, 상기 공급단계(200)는 증폭단계(300)를 수행하기 전에 전압분배기(61)를 통해 분배되어 연산증폭기(62)로 인가된 전압 중 +전압을 인가받아 다수의 다이오드(D)들에 각각 적층하되, 연산증폭기(62)에서 0V ~ 5V의 전압레벨이 되도록 요구되는 전압을 공급하는 것이다.
The supply step 200 is performed through the voltage divider 61 before performing the amplification step 300 and is applied to the plurality of diodes D by applying a positive voltage to the operational amplifier 62 And supplies the required voltage so that the operational amplifier 62 has a voltage level of 0V to 5V.

본 발명에 따른 아크 용접 모니터링장치용 전압측정시스템 및 전압측정방법에 의하면, 아크 용접 시 측정되는 전압을 아날로그디지털변환기(21)로 신호 처리 가능한 전압레벨로 맞추도록 하면서도, 원본데이터의 손실 및 결정 정보의 누락이 없이 정확한 데이터 값이 전송되도록 하여, 용접상태를 판정 시 신뢰성 및 정확성을 높일 수 있으며, 종래의 기술처럼 별도의 필터를 구성하지 않아도 되어 경제적 효율성 및 설치 시 부피를 감소시킬 수 있는 유용한 발명인 것이다.
According to the voltage measuring system and the voltage measuring method for an arc welding monitoring apparatus according to the present invention, the voltage measured during arc welding is adjusted to a voltage level capable of signal processing by the analog-to-digital converter (21) It is possible to increase the reliability and accuracy in the determination of the welding state, and it is unnecessary to construct a separate filter as in the conventional technology, and it is a useful invention that can reduce the volume during installation and economical efficiency will be.

5 : 모재 10 : 용접기 13 : 용접봉
20 : 본체부 21 : 아날로그디지털변환기(ADC)
23 : 모니터링부
30 : 가스공급부 40 : 지그 50 : 접지단자
60 : 전압측정시스템 61 : 전압분배기 62 : 연산증폭기
63 : 직류전압쉬프터 70 : DB
D : 다이오드 R : 저항
100 : 분배단계 200 : 공급단계 300 : 증폭단계
400 : 출력단계
5: base material 10: welder 13: welding rod
20: main body 21: analog-to-digital converter (ADC)
23: Monitoring section
30: gas supply section 40: jig 50: ground terminal
60: voltage measurement system 61: voltage divider 62: operational amplifier
63: DC voltage shifter 70: DB
D: Diode R: Resistance
100: dispensing step 200: supplying step 300: amplifying step
400: Output stage

Claims (4)

모재에 아크 용접을 하는 용접봉이 구성된 용접기와, 상기 용접기와 연결되어 가스를 공급하는 가스공급부와, 상기 용접기와 연결되어 전체적인 제어 및 측정된 전압을 인가받아 불량유무를 판단하는 본체부와, 상기 용접봉이 용접을 할 수 있게 이루어지되, 상부에 모재가 안착될 수 있도록 구성되며 상기 용접기와 연결된 접지단자가 구비된 지그로 구성되는 용접장치의 용접봉과 접지단자와 연결되고 상기 본체부와 연결되되, 아크 용접 시 측정되는 전압의 크기를 감소시켜 다수개로 분배하는 전압분배기와, 상기 전압분배기에서 다수개로 분배된 전압을 인가받아 저항을 조절하여 신호 처리 가능한 전압레벨로 증폭시키는 연산증폭기와, 상기 용접봉과 접지단자 간의 전압을 측정하여 측정된 전압을 손실 및 누락 없이 아날로그디지털변환기로 출력하도록 구성되는 전압측정시스템에 있어서,
다수의 다이오드(D)들과 저항(R)이 각각 구성되되, 상기 연산증폭기(62)로부터 요구되는 전압을 각각의 다이오드(D)에 적층하여 연산증폭기(62)에 분배된 각각의 전압이 -가 되지 않게 아날로그디지털변환기(21)로 인가되어 신호 처리될 수 있는 0V~5V의 전압레벨이 되도록 연산증폭기(62)에 요구되는 전압을 공급하는 직류전압쉬프터(63)가 구성되고,
상기 직류전압쉬프터(63)의 저항(R)은 상기 연산증폭기(62)의 +전압을 인가받아 각각의 상기 다이오드(D)에 적층시키는 것을 특징으로 하는 아크 용접 전압측정시스템.
A main body part connected to the welding machine and connected to the welding machine and connected to the welding machine to determine the presence or absence of defects by receiving the overall controlled and measured voltage; And a welding electrode and a ground terminal of a welding apparatus constituted by a jig having a ground terminal connected to the welding machine, the ground electrode being connected to the main body, A voltage divider for reducing the magnitude of a voltage measured at the time of welding and dividing the voltage into a plurality of voltages; an operational amplifier for receiving a plurality of divided voltages from the voltage divider to adjust a resistance to amplify the voltage to a voltage level capable of signal processing; Measure the voltage between terminals and output the measured voltage to analog-to-digital converter without loss or omission In a voltage measurement system is configured to,
A plurality of diodes D and a resistor R are formed and the voltage required from the operational amplifier 62 is stacked on each of the diodes D so that each of the voltages distributed to the operational amplifier 62 has a voltage of - A DC voltage shifter 63 for supplying a voltage required for the operational amplifier 62 so as to be a voltage level of 0V to 5V which can be applied to the analog-to-digital converter 21 and processed for signal processing,
Wherein the resistor R of the DC voltage shifter 63 receives the positive voltage of the operational amplifier 62 and stacks the positive voltage of the operational amplifier 62 on each of the diodes D.
삭제delete 제 1항의 아크 용접 전압측정시스템을 이용하고,
아크 용접 시 측정되는 전압을 감소시켜 전압분배기(61)로 분배하는 분배단계(100); 분배된 상기 전압을 연산증폭기(62)로 인가받되, 아날로그디지털변환기(21)로 처리 가능한 0V ~ 5V의 전압레벨에 맞게 요구되는 전압을 직류전압쉬프터(63)로부터 공급받는 공급단계(200); 상기 직류전압쉬프터(63)로부터 전압을 공급받아 분배된 상기 전압이 -가 되지 않고 아날로그디지털변환기(21)로 신호 처리 가능한 전압레벨로 증폭시키는 증폭단계(300); 증폭된 된 전압을 아날로그디지털변환기(21)로 출력하는 출력단계(400); 로 이루어지되,
상기 공급단계(200)는 증폭단계(300)를 수행하기 전에 분배된 전압 중 +전압을 인가받아 다수의 다이오드(D)에 각각 적층하되, 연산증폭기(62)에서 요구되는 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 아크 용접 전압측정방법.An arc welding voltage measuring system as claimed in claim 1,
A distribution step (100) of reducing the voltage measured during arc welding and distributing it to a voltage divider (61); A supply step (200) of receiving the divided voltage from the DC voltage shifter (63), which is received by the operational amplifier (62), and which is required to have a voltage level of 0V to 5V that can be processed by the analog / digital converter (21); An amplification step (300) of amplifying the divided voltage supplied from the direct current voltage shifter (63) to a voltage level that can be processed by the analog-to-digital converter (21) without being applied to the divided voltage; An output step (400) of outputting the amplified voltage to the analog-to-digital converter (21); Lt; / RTI >
The supplying step 200 is a step of supplying a voltage required by the operational amplifier 62 while applying a positive voltage to the plurality of diodes D among the divided voltages before performing the amplifying step 300 Of the arc welding voltage. 삭제delete
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