KR101609650B1 - 용접신호 패턴을 이용한 협개선 용접선 자동추적방법 - Google Patents

용접신호 패턴을 이용한 협개선 용접선 자동추적방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용접신호 패턴을 이용한 협개선 용접선 자동추적방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접 부위인 용접그루브의 좌우 폭을 측정하여 측정된 좌우 폭만큼 좌우로 직선 왕복하면서 용접그루브를 메우는 것이 특징인 용접신호 패턴을 이용한 협개선 용접선 자동추적방법에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 용접신호 패턴을 이용한 협개선 용접선 자동추적방법은 용접선 추적 오차를 계산하고 추적 오차 간의 기하학적 관계를 이용한 용접시스템으로 용접부위를 확실히 용융시켜 용접 결함 발생율을 낮추며, 각기 다른 경사면에 따른 정확한 전류값을 사용하여 용접함으로써 보다 정확하게 용접할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.

Description

용접신호 패턴을 이용한 협개선 용접선 자동추적방법{Automatic welding tracking method of steep slope using welding signal pattern}
본 발명은 자동용접 추적방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 용접그루브의 좌우폭 측정시 경사면이 급한 협개선과 경사면이 완만한 평개선의 경사각을 각각 측정하여 측정된 경사각 값을 평균 내어 얻어진 평균값에 해당하는 전류값을 사용하여 용접하는 것이다.
일반적으로 위빙 용접방법은 용접선 추적 오차 간의 기하학적 관계가 적용되고, 상기 위빙 용접방법은 좌우추적센서가 구비되어 있다.
또한, 좌우추적센서는 레이저거리센서와 용접그루브간의 거리에 따른 용접전류 혹은 전압 간의 실험적 관계식과 용접그루브의 각도 및 위빙시 측정된 용접전류 혹은 전압값을 구현하여 용접을 행하는 것이다.
종래기술로서 공개특허공보 공개번호 제10-2008-0111977호의 무선통신 및 용접선 추적이 가능한 다전극 자동 용접시스템에 의하면, 무선 리모트 팬던트; 하나의 토치에 2개의 와이어를 송급할 수 있는 시스템을 구비한 용접 캐리지; 무선으로 데이터베이스를 전송할 수 있는 무선 데이터베이스 시스템; 무선 데이터를 송수신하고 수신된 데이터를 각종 제어 보드에 데이터를 전송시켜 개별 제어 보드가 이에 맞는 동작을 수행하도록 구성된 주 제어시스템; 데이터 베이스를 전송할 수 있는 개인용 단말기; 하나의 토치에 2개의 와이어를 송급할 수 있도록 구성된 와이어피더 박스; 및 와이어피더 및 용접을 수행하기 위한 용접기를 포함하는 무선통신 및 용접선 추적이 가능한 다전극 자동 용접 시스템이라고 기재되어 있다.
다른 종래기술로서 등록특허공고 등록번호 제10-1399963호의 자동 용접장치에 의하면, 용접선을 따라 주행하며, 상기 용접선에 용접작업을 수행하는 용접 토치가 마련되는 용접유닛; 상기 용접유닛이 상기 용접유닛의 주행방향인 X축 방향에 교차하는 Y축 방향으로 기울어지는 것을 감지하는 균형 감지유닛; 상기 용접유닛의 기울어짐을 보상하여 상기 용접유닛의 균형을 유지하는 균형 유지유닛; 및 상기 용접유닛과 상기 균형 유지유닛을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 용접유닛은, 용접 유닛 본체; 상기 용접 유닛 본체와 연결되며, 상기 용접선을 따라 마련되는 주행레일에 안내되어 상기 용접 유닛 본체를 상기 X축 방향으로 이동시키는 주행부; 및 상기 용접 유닛 본체와 연결되며, 상기 용접 토치의 위치를 제어하는 용접 토치 이동부를 포함하며, 상기 균형 감지유닛은, 상기 용접 유닛이 상기 주행레일에 인가하는 압력을 감지하는 한 쌍의 로드 셀(load cell)인 자동 용접장치라고 기재되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 장치는 무선 데이터 통신으로 정해진 벡타값에 의해 용접선을따라 자동 용접이 이루어지는데, 용접그루브는 협개선과 평개선이 있어 용접중심선에서 약간 벗어나 위빙 할 경우 위빙 양끝단의 전류차가 매우 크게 나타나나 기하학적 특성이 달라지기 때문에 정확한 위빙 중심선의 벗어난 양을 예측하기 힘들어 용접부위를 용융시킬 확률이 낮아 용접 결함 발생율이 높아지는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 자동용접 추적방법은 용접선 추적 오차를 계산하고 추적 오차 간의 기하학적 관계를 이용하여 용접부위를 확실히 용융시켜 용접 결함 발생율을 낮추고자 하는 데 그 목적이 있다.
본 발명 용접신호 패턴을 이용한 협개선 용접선 자동추적방법은 용접 부위인 용접그루브의 좌우 폭을 측정하여 측정된 좌우 폭만큼 좌우로 직선 왕복하면서 용접그루브를 메우는 것이 특징이다.
따라서, 본 발명은 용접신호 패턴을 이용한 협개선 용접선 자동추적방법은 용접선 추적 오차를 계산하고 추적 오차 간의 기하학적 관계를 이용한 용접시스템으로 용접부위를 확실히 용융시켜 용접 결함 발생율을 낮추며, 각기 다른 경사면에 따른 정확한 전류값을 사용하여 용접함으로써 보다 정확하게 용접할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 자동용접 추적방법의 설명도.
도 2는 본 발명의 상수
Figure 112014100275071-pat00001
를 구하는 변하는 높이에 따라 변하는 전류값의 그래프.
도 3은 본 발명의 자동용접 추적방법의 협개선과 평개선 개요도.
도 4는 본 발명의 협개선과 평개선의 경사각을 측정하여 평균낸 자동용접 추적방법의 알고리즘.
도 5는 본 발명의 위빙시 용접중심선에서 약간 벗어나 경우의 설명도.
도 6은 본 발명의 위빙시 용접중심선에서 미세하게 벗어난 경우의 설명도.
도 7은 본 발명의 용접위빙 패턴의 상세도.
도 8은 본 발명의 위빙시 측정된 신호패턴의 설명도.
도 9는 본 발명의 위빙시 용접 토치의 위치에 따른 정지기간 및 위빙시 일부분만 측정한 신호패턴틔 설명도.
도 10은 본 발명의 좌우 추적을 위한 제어흐름도.
도 11은 본 발명의 높이 추적을 위한 제어흐름도.
도 12는 본 발명의 회전 및 직선운동이 동시에 구현 가능한 용접장치의 개요도.
본 발명 용접신호 패턴을 이용한 협개선 용접선 자동추적방법은 용접 부위인 용접그루브(10)의 좌우 폭을 측정하여 측정된 좌우 폭만큼 좌우로 직선 왕복하면서 용접그루브(10)를 메우는 것이 특징이다.
상기 용접그루브(10)의 좌우폭 측정시 경사면이 급한 협개선과 경사면이 완만한 평개선의 경사각을 각각 측정하여 측정된 경사각 값을 평균 내어 얻어진 평균값에 해당하는 전류값을 사용하여 용접하는 것이 특징이다.
또한, 상기 용접그루브(10)의 좌우폭 측정시 경사면이 완만한 평개선의 알고리즘은,
Figure 112014100275071-pat00002
Figure 112014100275071-pat00003
Figure 112014100275071-pat00004
되는 것이 특징으로 한다.
Figure 112014100275071-pat00005
: 용접장치가 용접을 행한 평개선의 비드거리
Figure 112014100275071-pat00006
: 용접장치의 이동에 따라 변하는 전류값
Figure 112014100275071-pat00007
: 용접장치가 용접그루브(10)를 따라 용접을 행할 때, 용접장치와 용접그루브 사이의 각도
Figure 112014100275071-pat00008
: 상수
또한, 상기 용접그루브(10)의 좌우폭 측정시 경사면이 급한 협개선의 알고리즘은,
Figure 112014100275071-pat00009
Figure 112014100275071-pat00010
Figure 112014100275071-pat00011
되는 것이 특징으로 한다.
Figure 112014100275071-pat00012
: 용접장치가 용접을 행한 평개선의 비드거리
Figure 112014100275071-pat00013
: 용접장치의 이동에 따라 변하는 전류값
Figure 112014100275071-pat00014
: 용접장치가 용접그루브(10)를 따라 용접을 행할 때, 용접장치와 용접그루브 사이의 각도
Figure 112014100275071-pat00015
: 상수
이하 본 발명 용접신호 패턴을 이용한 협개선 용접선 자동추적방법을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 자동용접 추적방법의 설명도, 도 2는 본 발명의 상수
Figure 112014100275071-pat00016
를 구하는 변하는 높이에 따라 변하는 전류값의 그래프, 도 3은 본 발명의 자동용접 추적방법의 협개선과 평개선 개요도, 도 4는 본 발명의 협개선과 평개선의 경사각을 측정하여 평균낸 자동용접 추적방법의 알고리즘, 도 5는 본 발명의 회전 및 직선운동이 동시에 구현 가능한 이송구조의 단면도이다.
본 발명은 자동용접 추적방법에 관한 것으로, 용접 부위인 용접그루브(10)를 측정하여 측정된 좌우폭만큼 좌우로 직선왕복 하면서 용접그루브(10)를 메우는 것이 특징인 자동용접 추적방법이다.
일반적인 용접방법은 용접봉(160)을 용접의 진행방향에 대하여 옆으로 번갈아 움직이면서 용접하는 방법으로서, 종래에는 작업자가 아크를 발생시키기 위해 용접봉(160)을 용접그루브(10)에 수직으로 유지하고 상기 용접봉(160)의 끝을 아크 발생위치에 근접시킨 상태에서 용접그루브(10)에 가볍게 두들겨 통전시키게 된다.
용접그루브(10)는 용접을 하기 위해 형성되어 있는 홈을 가리킨다.
또한, 상기 용접봉(160)의 끝을 용접그루브(10)에 가볍게 두들겨 통전시키고 그 반동을 이용함으로써, 용접봉을 위로 올린 뒤 용접봉의 끝과 용접그루브의 간격을 적절하게 유지하여 아크를 발생시켜 용접그루브를 메우는 것이다.
이하, 본 발명 용접선을 추적하여 추적오차간의 관계식과 용접그루브의 각도 및 직선왕복시 측정된 용접전류 혹은 전압 값으로 구현하여, 직선왕복 위빙 용접을 행하는 것으로, 직선왕복 용접은 용접그루브의 경사각을 따라 용접장치가 이동하면서 변하는높이
Figure 112014100275071-pat00017
에 대하여 용접장치와 용접그루브 사이의 각도값
Figure 112014100275071-pat00018
을 계산하여 직선왕복 용접을 행한다.
그리고, 도1과 같이 용접장치가 용접그루브(10)를 따라 용접을 행할 때, 용접장치와 용접그루브 사이의 각도를
Figure 112014100275071-pat00019
Figure 112014100275071-pat00020
Figure 112014100275071-pat00021
라고한다.
즉, 상기 용접그루브(10)의 경사면을 따라 이동하면서 용접을 행하면, 도1과 같이 용접장치가 용접을 행한 비드거리
Figure 112014100275071-pat00022
는 용접장치의 수평이동거리이다.
또한,
Figure 112014100275071-pat00023
Figure 112014100275071-pat00024
Figure 112014100275071-pat00025
은 용접그루브의 변하는 높이를 나타내며 용접장치가 용접을 행한 비드거리의 알고리즘은,
Figure 112014100275071-pat00026
Figure 112014100275071-pat00027
Figure 112014100275071-pat00028
라고 정의한다.
또한, 상수
Figure 112014100275071-pat00029
는
Figure 112014100275071-pat00030
Figure 112014100275071-pat00031
Figure 112014100275071-pat00032
로서 변하는 높이에 따라 변하는 전류값이라 정의한다.
한편, 일반적인 용접그루브(10)는 경사면이 고르지 않으며, 경사면이 급한 협개선과 경사면이 완만한 평개선으로 형성되어 있어,
Figure 112014100275071-pat00033
Figure 112014100275071-pat00034
Figure 112014100275071-pat00035
에 따라 전류량의 차이는 크게 발생하게 된다.
이에, 경사면이 급한 협개선과 경사면이 완만한 평개선의 경사각을 각각 측정하여 측정된 경사각 값을 평균 내어 얻어진 평균값에 해당하는 전류값을 사용하게 된다.
즉,
Figure 112014100275071-pat00036
Figure 112014100275071-pat00037
Figure 112014100275071-pat00038
에 대한 상수
Figure 112014100275071-pat00039
는 실험에 의해 정해져 있기에
Figure 112014100275071-pat00040
Figure 112014100275071-pat00041
Figure 112014100275071-pat00042
값을 알게 되면 각 경사면에 해당하는 전류값을 알 수 있기에 보다 정확한 용접이 가능하게 된다.
그리고, 상기 용접그루브(10)의 좌우폭 측정시 경사면이 완만한 평개선에서 도3과 같이 용접장치가 용접을 행한 평개선의 비드거리는
Figure 112014100275071-pat00043
Figure 112014100275071-pat00044
Figure 112014100275071-pat00045
으로 나타내며, 도2와 같이 용접장치가 용접을 행한 평개선의 비드거리는 용접장치의 이동에 따라 변하는 전류값
Figure 112014100275071-pat00046
Figure 112014100275071-pat00047
Figure 112014100275071-pat00048
과 용접장치와 용접그루브 사이의 각도
Figure 112014100275071-pat00049
Figure 112014100275071-pat00050
Figure 112014100275071-pat00051
를 변하는높이에 따라 변하는 전류값인 상수
Figure 112014100275071-pat00052
로 나눈 값으로 경사면이 완만한 평개선의 알고리즘은,
Figure 112014100275071-pat00053
Figure 112014100275071-pat00054
Figure 112014100275071-pat00055
이다.
또한, 상기 용접그루브(10)의 좌우폭 측정시 경사면이 급한 협개선에서 도3과 같이 용접장치가 용접을 행한 평개선의 비드거리는
Figure 112014100275071-pat00056
Figure 112014100275071-pat00057
Figure 112014100275071-pat00058
로 나타내며, 상기 도2와 같이 용접장치가 용접을 행한 평개선의 비드거리는 용접장치의 이동에 따라 변하는 전류값
Figure 112014100275071-pat00059
Figure 112014100275071-pat00060
Figure 112014100275071-pat00061
과 용접장치와 용접그루브 사이의 각도
Figure 112014100275071-pat00062
Figure 112014100275071-pat00063
Figure 112014100275071-pat00064
를 변하는높이에 따라 변하는 전류값인 상수
Figure 112014100275071-pat00065
로 나눈 값으로 경사면이 완만한 평개선의 알고리즘은,
Figure 112014100275071-pat00066
Figure 112014100275071-pat00067
Figure 112014100275071-pat00068
이다.
그리고, 경사면이 급한 협개선과 경사면이 완만한 평개선의 경사각을 각각 측정하여 평균내어 직선왕복 위빙 용접한 알고리즘은,
Figure 112014100275071-pat00069
Figure 112014100275071-pat00070
Figure 112014100275071-pat00071
이다.
한편, 본 발명의 자동용접 추적방법은 위빙시 협개선과 평개선에서 측정된 전류패턴은 다음과 같다.
도 5를 참조하여 설명하면, 용접그루브의 용접중심선에서 약간 벗어나 위빙할 경우, 위빙시 용접그루브의 양끝단에서 발생하는 전류 차가 매우 크게 나타나나 기하학적 특성이 달라지기 때문에, 위빙시 용접그루브의 용접중심선에서 벗어난 양을 정확히 예측하기 힘들다.
또한, 도 6을 참조하여 설면하면, 용접중심선에서 미소하게 벗어나 위빙할 경우, 위빙시 양끝단의 전류차가 나타나나 너무 작은 양의 용접중심선 옵셋(offset)에 비해 전류 혹은 전압값의 변화가 너무 급격하게 변하기 때문에 정확한 위빙 옵셋값을 예측하기 힘들다.
그리고 위빙시 용접중심선을 미소하게 벗어나 편차가 발생하여도 급격하게 변하는 전류 혹은 전압값의 변화 및 기하학적 형상이 달라지기 때문에 위빙시 양끝단의 전류 혹은 전압 값 차이만으로는 용접중심선에서 벗어난 양을 예측할 수 없다.
참고로 미소하게 벗어난 경우의 범위와 약간 벗어난 경우의 범위를 수치로 표시하면 미소하게 벗어난 경우는 1mm 이내를 가리키며, 약간 벗어난 경우는 1∼4mm 사이를 가리킨다.
4mm를 초과하여 벗어나면 전류 차가 너무 커 측정값을 계산하는 것이 무의미하게 된다.
또한, 급격하게 변하는 전류 혹은 전압값의 차는 원치 않는 신호들이 존재하지 않을 경우, 전류 혹은 전압값의 차이를 어느 정도 예측이 가능하지만 용접의 경우 용융풀의 이동 및 용접아크의 거동으로 인해 원치 않는 신호들이 원래 신호에 추가되어 순간적인 전류값 만으로는 전체 용접부 형상에 대한 기하학적 정보를 예측하기는 힘들기 때문에 급격하게 변하는 전류 혹은 전압값의 평균값을 구해야 한다.
또한, 측정된 용접 신호 패턴은 도7에 도시된 바와 같이 위빙, 왼쪽정지, 오른쪽정지로 구성되어 있으며, 용접신호는 왼쪽정지 구간, 위빙 구간 및 오른쪽정지 구간 모두 측정할 경우 도8와 같은 패턴으로 측정된다.
또한, 일반적인 용접선 추적 알고리즘의 경우 위빙 끝단인 왼쪽 정지시 측정한 전류값과 오른쪽정지시 측정한 전류값의 차이만을 이용해서 용접선 추적을 행하나 협개선의 경우 도8에서 도시된 바와 같이 정지 시 측정값 차이로는 용접토치의 위치를 반영한 정밀 추적이 불가능하다.
그리고 용접그루브의 다양한 형상을 고려하여 정밀 추적을 하기 위해서는 용접그루브의 다양한 위치신호를 측정하고, 상기 위치신호의 패턴을 분석하여 용접선 추적을 수행한다.
또한, 원치 않는 신호들이 없는 안전적으로 신호 패턴을 예측할 수 있는 왼쪽정지 구간과 오른쪽정지 구간에는 반드시 신호를 측정한다.
먼저 용접그루브 양끝단의 왼쪽 및 오른쪽 정지 기간동안 전류 혹은 전압신호를 측정하고, 양쪽 정지시간과 비슷한 시간 동안의 위빙 중 신호를 측정한다.
그리고 위 두 구간 동안 측정된 신호의 패턴을 이용하여 용접토치의 위치를 예측하고 패턴에 따른 용접선 추적 알고리즘을 적용한다.
또한, 용접선 좌우 추적 방법은 도9과 같이 패턴1, 패턴2, 패턴3의 경우 위빙 양끝단이 협개선에 위치하기 때문에
Figure 112014100275071-pat00072
Figure 112014100275071-pat00073
Figure 112014100275071-pat00074
알고리즘을 이용 하여 용접추적을 구현하며, 패턴4, 패턴5의 경우 위빙 양끝단이 협개선과 평개선이 모두 위치하기 때문에
Figure 112014100275071-pat00075
Figure 112014100275071-pat00076
Figure 112014100275071-pat00077
알고리즘을 사용 하여 구현할 수 없기 때문에
Figure 112014100275071-pat00078
Figure 112014100275071-pat00079
Figure 112014100275071-pat00080
를 변형하여
Figure 112014100275071-pat00081
Figure 112014100275071-pat00082
Figure 112014100275071-pat00083
값을 평개선과 협개선 각도값을 평균내어 사용한다.
또한, 용접선 높이 추적 방법은 도9에 도시한 바와 같이 좌우 추 적에 사용되지 않은 영역의 경우 용접토치의 높이가 같더라도 전체 전류 혹은 전압값의 평균치는 달라지게 된다.
따라서 용접선 높이 추적방법은 평개선 위치에서 측정된 전류 혹은 전압값을
Figure 112014100275071-pat00084
Figure 112014100275071-pat00085
Figure 112014100275071-pat00086
알고리즘을 이용하여 용접선 높이 추적방법을 구현한다.
한편, 도 12는 본 발명의 회전 및 직선운동이 동시에 구현 가능한 용접장치의 개요도이다.
본 발명의 자동용접 추적방법의 용접장치(1000)는 회전 및 직선운동이 동시에 구현 가능한 이송구조로서, 용접을 가하는 용접부(100), 회전위빙부(200), 직선위빙부(300)로 구성되어 있다.
즉, 직선위빙부(200)에는 고정프레임인 직선위빙몸체(340)와 직선위빙몸체(340)에 결합된 슬라이딩 블럭(330)을 수평으로 관통하는 볼스크류(320)가 구성되어 있으며, 상기 볼스크류(320)의 일단에는 볼스크류(320)를 회전시켜 슬라이딩 블럭(330)을 관통하여 직선으로 운동시키는 직선위빙모터(310)가 설치되어 있다.
상기 볼스크류(320)의 타단에는 회전위빙부(200)가 구성되게 된다.
볼스크류(320)와 회전위빙부(200)의 결합을 원활하게 하기 위하여 회전위빙부(200)와 슬라이딩 블럭(330) 사이에는 내부가 중공된 케이싱(260)이 결합되고, 상기 케이싱(260)의 내부에 볼스크류(320)가 결합됨으로써 수평으로 직선위빙부(300)가 운동할 수 있게 된다.
상기 회전위빙부(200)는 상기 볼스크류(320)의 끝단부에 결합되는 회전위빙몸체(270)와 상기 회전위빙몸체(270)의 일측에 중심축이 결합되어 있는 피니언기어(210)와 상기 피니언기어(210)의 상·하부에 결합되는 랙(250)으로 구성되어 있다.
이때, 상기 피니터기어(210)의 상부에 결합되는 랙(250)을 상부랙(250a)이라 하고, 하부에 결합되는 랙(250)을 하부랙(250b)이라 명하다.
그리고 상기 상·하부랙(250)은 끝단부에는 용접부(100)가 힌지결합되어 있다.
한편, 상기 용접부(100)는 상기 상·하부랙(250)에 의해 각각 힌지(120)로 결합되어 있는 토치고정블록(140)과 상기 토치고정블록(140)의 상부에는 토치(110)가 하부에는 팁(150)과 용접봉(160)이 구비된다.
이에, 더욱 상세히 구동관계를 설명하면 상기 랙(250)은 상부랙(250a)과 하부랙(250b)로 구비되되, 상기 하부랙의 하부에는 회전중심 인식용 돌출구조물(240)이 구비되어 있으며, 상기 회전중심 인식용 돌출구조물과 대응되는 맞은편에 회전중심 인식용 마이크로스위치(230)가 구비되어 있다.
또한, 상기 회전위빙부(200)의 일단에는 직선위빙랙(260)이 구비되어 있으며, 상기 직선위빙랙은 직선위빙부(300)와 연결되고, 그 타단에는 용접부(100)가 랙에 의해 연결되어 있다.
그리고, 상기 용접부(100)는 토치(110), 토치고정블럭(140), 레이저거리센서(130), 힌지(120), 용접봉(160)을 포함하고 있으며, 상기 토치(110)는 용접봉이 결합되는 몸체로서 상기 용접봉이 직접 결합되는 부분을 팁(150)이라고 하고, 상기 토치는 토치고정블럭 중앙에 수직으로 관통된 원기둥형상의 홀에 삽입되어 결합된다.
또한, 토치고정블럭(140)의 일측에 레이저거리센서(130)가 설치되어 있어 직선왕복 위빙 용접 시 상기 레이저거리센서로 용접그루브(10)와 용접봉(160)의 거리값을 측정하고, 힌지(120)는 바닥과 평행하되, 상기 토치고정블럭(140)을 관통하여 레이저거리센서와도 평행하게 설치된다.
또한, 상기 힌지는 상부힌지(120a)와 하부힌지(120b)로 구비되며, 힌지(120)는 회전위빙부(200)의 랙(250)과 연결되어 상부랙(250a)과 하부랙(250b)이 서로 반대방향으로 움직이게 되어 힌지결합된 토치고정블록(140)은 좌우로 회동할 수 있게 되는 것이다.
그리고, 회전위빙부(200)의 랙(250)의 끝단부는 용접부(100)에 구비된 힌지(120)에 연결되어 있으며, 그 타측은 회전위빙부(200)의 내부에 구비된 피니언기어(210)에 연결되어 용접 시 레이저거리센서(130)에 의해 측정된 값에 따라 회전위빙을 진행시킨다.
한편, 상기 피니언기어(210)는 회전용모터(220)에 의해 구동되며, 상기 회전용모터에 의해 작동되는 랙(250)은 회전중심 인식용 마이크로스위치와 회전중심 인식용 돌출구조물(240)에 의해 중심점(원점)을 인식 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 자동용접 추적방법은 자동용접 추적방법은 용접선 추적 오차를 계산하고 추적 오차 간의 기하학적 관계를 이용한 용접시스템으로 용접부위를 확실히 용융시켜 용접 결함 발생율을 낮추며, 각기 다른 경사면에 따른 정확한 전류값을 사용하여 용접함으로써 보다 정확하게 용접할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
10 : 용접그루브
100 : 용접부 110 : 토치 120 : 힌지
120a : 상부 힌지 120b : 하부 힌지 130 : 레이저거리센서
140 : 토치고정블럭 150 : 팁 160 : 용접봉
200 : 회전위빙부 210 : 피니언기어 220 : 회전용모터
230 : 회전중심 인식용 마이크로스위치
240 : 회전중심 인식용 돌출구조물
250 : 랙 250a : 상부랙 250b : 하부랙
260 : 케이싱 270. 회전위빙몸체
300 : 직선위빙부 310 : 직선위빙모터 320 : 볼스크류
330 : 슬라이딩 블럭 340. 직선위빙몸체
1000 : 용접장치

Claims (4)

  1. 용접 부위인 용접그루브(10)의 좌우 폭을 측정하여 측정된 좌우 폭만큼 좌우로 직선 왕복하면서 용접그루브(10)를 메우는 용접신호 패턴을 이용한 협개선 용접선 자동추적방법에 있어서,
    상기 용접그루브(10)의 좌우폭 측정시 경사면이 급한 협개선과 경사면이 완만한 평개선의 경사각을 각각 측정하여 측정된 경사각 값을 평균 내어 얻어진 평균값에 해당하는 전류값을 사용하여 용접하는 것이며,
    상기 용접그루브(10)의 좌우폭 측정시 경사면이 완만한 평개선의 알고리즘은,
    Figure 112015123043812-pat00113
    Figure 112015123043812-pat00114
    Figure 112015123043812-pat00115
    되는 것이며,
    상기 용접그루브(10)의 좌우폭 측정시 경사면이 급한 협개선의 알고리즘은,
    Figure 112015123043812-pat00116
    Figure 112015123043812-pat00117
    Figure 112015123043812-pat00118
    되는 것이며,
    또한, 상기 경사면이 급한 협개선과 경사면이 완만한 평개선의 경사각을 각각 측정하여 평균낸 직선왕복 위빙 용접한 알고리즘은,
    Figure 112015123043812-pat00119
    Figure 112015123043812-pat00120
    Figure 112015123043812-pat00121
    되는 것이 특징인 용접신호 패턴을 이용한 협개선 용접선 자동추적방법.
    Figure 112015123043812-pat00122
    : 용접장치가 용접을 행한 평개선의 비드거리
    Figure 112015123043812-pat00123
    : 용접장치의 이동에 따라 변하는 전류값
    Figure 112015123043812-pat00124
    : 용접장치가 용접그루브(10)를 따라 용접을 행할 때, 용접장치와 용접그루브 사이의 각도
    Figure 112015123043812-pat00125
    : 용접장치가 용접을 행한 평개선의 비드거리
    Figure 112015123043812-pat00126
    : 용접장치의 이동에 따라 변하는 전류값
    Figure 112015123043812-pat00127
    : 용접장치가 용접그루브(10)를 따라 용접을 행할 때, 용접장치와 용접그루브 사이의 각도
    Figure 112015123043812-pat00128
    : 상수
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CN113118655A (zh) * 2021-03-17 2021-07-16 南京东斯达机电科技有限公司 坡口间隙不均匀的单边v型坡口焊件的焊接方法及装置

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