KR101615903B1 - Automatic welding control device - Google Patents

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Abstract

모재의 기하학적 형상을 정확히 묘사하도록 용접 전류를 검출하여 용접 조건과 위빙(weaving) 조건을 용이하게 설정하고, 용접 정밀도를 향상토록 한 자동 용접 제어장치에 관한 것으로서, 용접기로부터 측정한 현재 전류 값을 위빙폭 방향으로 정렬하여 전류 데이터를 생성하고, 생성한 전류 데이터와 이전 모션에서의 전류 데이터를 위치 기반으로 평균하여 모재의 기하학적 형상을 나타내는 전류 값을 생성하며, 생성한 전류 값을 기반으로 위빙을 위한 폭방향 보정값 및 깊이방향 보정값을 생성하는 아크 센서; 상기 아크 센서로부터 생성한 폭방향 보정값 및 깊이방향 보정값을 기초로 로봇 기구의 위빙 모션을 제어하는 위빙 모듈; 상기 용접기에 출력할 전류 값을 전송하고, 상기 용접기로부터 현재 전류 값을 수신하여 상기 아크 센서에 전달하는 용접 모듈을 포함하여, 자동 용접 제어장치를 구현한다.The present invention relates to an automatic welding control apparatus for detecting a welding current so as to accurately describe a geometric shape of a base material, thereby easily setting welding conditions and weaving conditions and improving welding accuracy, And generates a current value indicating the geometry of the base material by averaging the generated current data and the current data in the previous motion on the basis of the position to generate a current value based on the generated current value, An arc sensor for generating a width direction correction value and a depth direction correction value; A weaving module for controlling the weaving motion of the robot mechanism based on the width direction correction value and the depth direction correction value generated from the arc sensor; And a welding module for transmitting a current value to be output to the welding machine, receiving a current value from the welding machine, and transmitting the current value to the arc sensor, thereby implementing an automatic welding control device.

Figure R1020140108027
Figure R1020140108027

Description

자동 용접 제어장치{Automatic welding control device}[0001] Automatic welding control device [0002]

본 발명은 자동 용접 제어장치에 관한 것으로, 특히 모재의 기하학적 형상을 정확히 묘사하도록 용접 전류를 획득하여 용접 조건과 위빙(weaving) 조건을 용이하게 설정하고, 용접 정밀도를 향상토록 한 자동 용접 제어장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic welding control apparatus and, more particularly, to an automatic welding control apparatus for acquiring a welding current so as to accurately describe a geometric shape of a base material and easily setting welding conditions and weaving conditions, .

일반적으로 산업현장에는 다양한 종류의 산업용 로봇이 사용되고 있으며, 그 중 철판 등의 각종 재료를 자동으로 용접하기 위해 용접 로봇을 사용한다. 용접 로봇을 사용한 용접에는 용접대상 모재를 운반하여 지그에 고정시키고, 대상 모재에 용접이 실시될 용접 라인 상의 용접 시작점과 용접 종료점을 입력하면, 제어기는 저장된 소정의 프로그램에 기초하여 로봇에 구비된 용접 토치를 구동하여 용접을 행한다.Generally, various types of industrial robots are used in the industrial field, and welding robots are used for automatically welding various kinds of materials such as iron plates. In the welding using the welding robot, the base material to be welded is transported and fixed to the jig. When the welding start point and the welding end point on the welding line to be welded are inputted to the target base material, The torch is driven to perform welding.

여기서 모재를 용접하는 데에는 아크 용접(arc welding) 등의 방법이 주로 사용된다. 아크 용접은 용접 토치에 와이어를 공급하면서 용접 토치와 용접 모재 사이에 강한 전류를 형성하여 와이어 및 모재를 순간적으로 녹이면서 융착시키는 용접방법이다. 아크 용접을 행할 때에는 모재의 종류나 용접하고자 하는 용접 부위의 상호 접촉형상에 따라 소정의 용접조건을 미리 설정하여 입력시킨다. 이러한 용접조건들에는 용접전류, 용접전압, 용접 토치와 모재간의 이격거리, 와이어의 공급속도 및 용접 토치에 의한 위빙 모션(weaving motion)의 속도 등이 포함된다.Here, arc welding and the like are mainly used for welding the base material. Arc welding is a welding method in which a wire is supplied to a welding torch while a strong current is generated between the welding torch and the welding base material to melt and weld the wire and the base material instantaneously. When arc welding is performed, a predetermined welding condition is set in advance according to the type of the base material and the mutual contact shape of the welding part to be welded. These welding conditions include the welding current, the welding voltage, the distance between the welding torch and the base material, the feed rate of the wire, and the speed of the weaving motion by the welding torch.

여기서 위빙 모션이란 용접 로봇이 용접 작업을 행할 때 한 번의 경로이동으로 용입량을 많게 하기 위하여, 단순한 직선/곡선만으로 움직이는 것이 아니라 용접 진행방향에 대하여 지그재그로 진자운동(oscillation motion)을 하는 것을 의미한다.Here, the weaving motion means that when the welding robot performs a welding operation, the robot moves in a zig-zag manner in the zig-zag direction, not in a straight line / curved line, but in a zig- .

용접 로봇을 이용하여 아크 용접을 하는 경우, 상기 위빙 모션을 위해 아크 센싱(arc sensing)을 이용한다.When arc welding is performed using a welding robot, arc sensing is used for the weaving motion.

아크 센싱은 로봇의 위빙 용접 중 용접 전류를 획득하여 단위 모션에 대한 용접 전류 값과 토치의 편향 값을 계산하고, 이를 기준 전류값 및 기준 편향값과 비교하여 용접 토치를 위빙 모션에 대한 깊이 방향과 폭 방향으로 조정하여 용접전류를 유지하고 용접선을 추적하는 방법을 말한다. 이러한 아크 센싱은 용접전류를 측정하는 장치와 소프트웨어의 조합으로 비교적 간단하게 구현이 가능하므로 용접 자동화의 분야에서 널리 시도되고 있다.The arc sensing is to calculate the welding current value and the deflection value of the torch for the unit motion by acquiring the welding current during the weaving welding of the robot and comparing the welding current value and the deflection value of the torch with the reference current value and the reference deflection value, And adjusting the width direction to keep the welding current and track the weld line. Such arc sensing is widely tried in the field of welding automation because it can be implemented relatively simply by a combination of a device for measuring the welding current and software.

아크 센서를 이용한 용접심 추적 성능은 측정한 전류가 얼마만큼 모재의 형상을 잘 묘사하는가에 의해 결정된다. 그런데 용융 풀(molten pool)의 유체적인 거동과 아크의 비직진성 및 모션 지령과 실제 위치의 지연 등으로 인해 취득한 용접 전류의 형태는 모재의 기하학적 형상을 잘 나타내지 못하는 경우가 있다. 만일 용접 전류가 극단적으로 치우친 형태로 측정되었다면 계산된 토치의 편향값도 극단적으로 치우친 결과로 계산되므로 좌우방향의 보정 값이 큰 폭으로 진동하는 현상이 발생하고 시스템은 불안정해 질 수 있다. 따라서 아크 센싱을 사용할 경우에는 측정된 용접 전류의 형태가 모재의 기하학적 형상을 잘 나타낼 수 있도록 용접조건과 위빙 조건을 세밀하게 조정하거나 시스템의 안정성을 높이기 위해 추종 성능을 낮추어 사용하게 되며 경우에 따라서는 적용이 힘든 경우도 있다.The weld seam tracking performance using the arc sensor is determined by how well the measured current describes the shape of the base material. However, the shape of the welding current obtained due to the fluid behavior of the molten pool, the non-linearity of the arc, the motion command, and the actual positional delay may not be able to represent the geometry of the base material. If the welding current is measured in an extremely skewed form, the computed torch deflection value is also calculated as an extremely skewed result, so that the correction value in the right and left direction may vibrate to a large extent and the system may become unstable. Therefore, in case of using arc sensing, the welding current and the weaving condition are finely adjusted so that the shape of the welding current can be well represented by the shape of the base material, or the tracking performance is lowered in order to improve the stability of the system. It can be difficult to apply.

또한, 일반적인 아크 센싱은 기준 전류값과 기준 편향값을 아크 센싱 초기에 측정하는데, 이때 용접 선과 토치가 오프셋을 가진 상태라면 기준 전류값과 기준 편향값도 오프셋을 가진 값으로 지정되고, 이는 결과적으로 용접전류와 용접선의 추적에도 오프셋이 적용되는 단점이 있다.In general arc sensing, the reference current value and the reference deflection value are measured at the beginning of the arc sensing. If the welding line and the torch have an offset, the reference current value and the reference deflection value are also designated as the offset values, There is a disadvantage in that offset is also applied to trace welding current and weld line.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해 종래에 제안된 기술이 하기의 <특허문헌 1> 대한민국 공개특허 공개번호 10-2012-0035969호(2012.04.17. 공개) 및 <특허문헌 2> 대한민국 공개특허 공개번호 10-2012-0033524호(2012.04.09. 공개)에 개시되었다.In order to solve the above problems, a conventionally proposed technique is disclosed in the following Patent Document 1: Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0035969 (Apr. 17, 2012) and Patent Document 2: 10-2012-0033524 (published on Apr. 9, 2012).

<특허문헌 1>에 개시된 종래기술은 위빙 개시 후 최초 기준점을 설정하고, 위빙 용접을 개시하면서 다음 위빙 인덱스가 짝수인지를 확인하여, 홀수이면 위빙 인덱스가 짝수가 될 때까지 위빙 용접을 계속하고, 짝수라면 용접전류의 DAQ를 시작하여 짝수 인덱스에 이르면 DAQ를 기반으로 용접전류에 대한 노이즈 필터를 하고, 시간 지연을 획득한다. 이러한 <특허문헌 1>은 별도의 측정장비를 추가하지 않으면서도 로봇 자체만으로 구현가능하며, 용접기 및 로봇제어기의 특성을 일일이 고려하지 않고도 측정이 가능하고, 용접시 발생하는 노이즈에도 강인하게 대처할 수 있어 시간지연량에 대한 측정 오차를 최소화하게 된다.The prior art disclosed in Patent Document 1 sets a first reference point after starting the weaving operation and confirms whether the next weaving index is even when the weaving welding is started. If the weaving index is odd, weaving welding is continued until the weaving index becomes an even number, If it is an even number, it starts DAQ of welding current and if it reaches even index, it performs noise filter for welding current based on DAQ and obtains time delay. This Patent Document 1 can be implemented only by the robot itself without adding any additional measuring equipment, and it is possible to measure without considering the characteristics of the welding machine and the robot controller, and to cope with the noise generated at the welding Thereby minimizing the measurement error with respect to the amount of time delay.

<특허문헌 2>에 개시된 종래기술은 아크 용접 시 발생하는 용접 전류를 측정하여 용접선과 토치 단부간의 거리를 일정하게 유지하는 알고리즘을 이용하여 용접 장치 및 용접선과 토치 간 높이를 제어함으로써, 용접 선의 변형에 대한 정밀한 티칭 작업 없이도 용접선과 토치가 일정한 높이로 이격된 상태로 용접 수행을 한다.
The prior art disclosed in Patent Document 2 controls the welding apparatus and the height between the welding line and the torch by using an algorithm for measuring the welding current generated during arc welding and keeping the distance between the welding line and the torch end constant, The welding is performed in a state where the welding line and the torch are spaced apart from each other at a constant height without precise teaching.

대한민국 공개특허 공개번호 10-2012-0035969호(2012.04.17. 공개)Korean Published Patent Application No. 10-2012-0035969 (Published April 17, 2012) 대한민국 공개특허 공개번호 10-2012-0033524호(2012.04.09. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2012-0033524 (2012.04.09. Disclosed)

그러나 상기와 같은 종래기술은 아크 센싱 값을 효과적으로 사용하기 위해서는 초기 시작 위치를 정밀하게 설정하기 위한 많은 노력이 요구되고, 기준 값을 측정하는 구간에서는 용접 선을 추적할 수가 없는 단점이 있었다.However, in order to effectively use the arc sensing value, the conventional art as described above requires a lot of efforts to precisely set an initial starting position, and has a disadvantage in that the welding line can not be traced in a section for measuring a reference value.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 모재의 기하학적 형상을 정확히 묘사하도록 용접 전류를 획득하여 용접 조건과 위빙(weaving) 조건을 용이하게 설정하고, 용접 정밀도를 향상토록 한 자동 용접 제어장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a welding method and a welding method for welding a workpiece by acquiring a welding current so as to accurately describe a geometric shape of a base material, And an automatic welding control device for improving the welding precision.

본 발명의 다른 목적은 용융 풀의 유체적인 거동과 아크의 비직진성 및 모션 지령과 실제 위치의 지연 등이 존재하더라도 용접 전류의 형태가 모재의 기하학적 형상을 잘 묘사할 수 있도록 한 자동 용접 제어장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide an automatic welding control device capable of accurately describing the geometry of the base material even when the fluid behavior of the molten pool, the non-linearity of the arc, the motion command, .

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동 용접 제어장치는 용접기로부터 측정한 현재 전류 값을 위빙폭 방향으로 정렬하여 전류 데이터를 생성하고, 생성한 전류 데이터와 이전 모션에서의 전류 데이터를 위치 기반으로 평균하여 모재의 기하학적 형상을 나타내는 전류 값을 생성하며, 생성한 전류 값을 기반으로 위빙을 위한 폭방향 보정값 및 깊이방향 보정값을 생성하는 아크 센서; 상기 아크 센서로부터 생성한 폭방향 보정값 및 깊이방향 보정값을 기초로 로봇 기구의 위빙 모션을 제어하는 위빙 모듈; 상기 용접기에 출력할 전류 값을 전송하고, 상기 용접기로부터 현재 전류 값을 수신하여 상기 아크 센서에 전달하는 용접 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an automatic welding control apparatus according to the present invention generates current data by aligning current current values measured from a welder in the ice-making direction, and generates current data and current data An arc sensor for generating a current value representing a geometric shape of the base material by averaging based on the position and generating a width direction correction value and a depth direction correction value for weaving based on the generated current value; A weaving module for controlling the weaving motion of the robot mechanism based on the width direction correction value and the depth direction correction value generated from the arc sensor; And a welding module that transmits a current value to be output to the welding machine, receives a current value from the welding machine, and transmits the current value to the arc sensor.

상기에서 위빙 모듈은 용접 위치인 조인트가 위치하여야 하는 위치 값을 상기 로봇 기구로 전송하여 위빙 모션을 제어하면서, 위빙 모션 모드를 결정하고, 단위 모션의 인덱스에 대한 신호를 상기 아크 센서에 전달하는 것을 특징으로 한다.The weaving module determines a weaving motion mode and transmits a signal of the index of the unit motion to the arc sensor while controlling the weaving motion by transmitting the position value at which the joint as the welding position should be positioned to the robot mechanism .

상기에서 아크 센서는 상기 용접 모듈에서 전달되는 용접기의 현재 전류 값을 단위 모션동안 순서대로 저장하는 용접데이터 수집모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the arc sensor includes a welding data collecting module for sequentially storing the current values of the welding machine transmitted from the welding module during a unit motion.

상기에서 아크 센서는 새로운 모션일 경우, 상기 용접데이터 수집모듈에 저장된 최근 단위 모션동안의 전류 값에서 잡음을 제거하고 전류 데이터를 생성하는 노이즈 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The arc sensor further includes a noise filter for removing noise from a current value during a recent unit motion stored in the welding data collection module and generating current data when the arc sensor is in a new motion.

상기에서 아크 센서는 상기 노이즈 필터로부터 생성된 전류 데이터를 모션 인덱스에 따라 위빙 폭방향에 대해 정렬하는 순서변환모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The arc sensor further includes an order conversion module for aligning the current data generated from the noise filter with respect to the weaving width direction according to the motion index.

상기에서 순서변환모듈은 상기 모션 인덱스가 홀수인 경우에만 상기 전류 데이터를 역전시켜 위빙 폭 방향에 대한 정렬된 전류데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.The order conversion module generates the current data aligned in the weaving width direction by reversing the current data only when the motion index is an odd number.

상기에서 아크 센서는 상기 정렬된 전류 데이터 또는 상기 노이즈 필터에서 출력되는 전류데이터를 이전 모션에 대한 전류데이터로 저장하는 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the arc sensor further comprises a buffer for storing the aligned current data or the current data output from the noise filter as current data for the previous motion.

상기에서 아크 센서는 상기 노이즈 필터 또는 순서변환모듈을 통해 출력된 위빙폭 방향으로 정렬된 전류데이터와 상기 버퍼에 저장된 이전 모션의 전류데이터를 순서에 따라 평균하여 모재의 기하학적 형성을 나타내는 전류 값을 생성하는 위치기반 평균필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The arc sensor generates a current value indicating a geometric formation of the base material by sequentially averaging the current data arranged in the weir direction and the current data of the previous motion stored in the buffer through the noise filter or the order conversion module Based average filter that performs a position-based average filter.

상기에서 아크 센서는 상기 위치기반 평균필터에서 출력되는 전류 값을 기초로 토치가 중심에 대해 편향된 정도를 계산하는 편향값 계산모듈; 미리 설정된 폭방향 비례이득을 이용하여 상기 편향값 계산모듈에서 계산된 편향된 정도에 반비례하는 폭방향 보정값을 생성하여 상기 위빙 모듈에 전달하는 폭방향 보정값 계산모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Based on the current value output from the position-based averaging filter, the arc sensor calculates a deflection value calculating module for calculating a deflection degree of the torch with respect to the center; And a width direction correction value calculation module for generating a width direction correction value in inverse proportion to the deviation degree calculated by the deviation value calculation module using a preset widthwise proportional gain and transmitting the widthwise correction value to the weaving module.

상기에서 아크 센서는 상기 위치기반 평균필터에서 출력되는 전류 값을 평균하여 평균 전류 값을 생성하는 평균 전류값 계산모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The arc sensor may further include an average current value calculation module that averages the current values output from the position based average filter to generate an average current value.

상기에서 아크 센서는 미리 설정된 깊이방향 비례이득(C_zw)과 용접 모듈에서 측정한 현재 전류값(I_trg) 및 상기 평균 전류값 계산모듈에서 생성한 평균 전류 값(I_mean)을 하기의 <수식>에 적용하여 위빙 모션을 위한 깊이방향 보정 값(d_zw)을 생성하는 깊이방향 보정값 계산모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above, the arc sensor is applied to the following equation (I_mean) using the preset depth direction proportional gain C_zw, the current value I_trg measured by the welding module, and the average current value I_mean generated by the average current value calculation module And a depth direction correction value calculation module for generating a depth direction correction value d_zw for the weaving motion.

<수식><Formula>

Figure 112014078563839-pat00001

Figure 112014078563839-pat00001

본 발명에 따르면 모재의 기하학적 형상을 정확히 묘사하도록 용접 전류를 획득함으로써, 용접 조건과 위빙(weaving) 조건을 용이하게 설정할 수 있는 장점이 있으며, 모재의 기하학적 형상의 정확한 묘사에 의해 용접 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to easily set the welding condition and the weaving condition by acquiring the welding current so as to accurately describe the geometrical shape of the base material, and it is possible to improve the welding precision by accurately describing the geometric shape of the base material There are advantages to be able to.

또한, 본 발명에 따르면 용융 풀의 유체적인 거동과 아크의 비직진성 및 모션 지령과 실제 위치의 지연 등이 존재하더라도 용접 전류의 형태가 모재의 기하학적 형상을 잘 묘사할 수 있으므로, 용접 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
Also, according to the present invention, even if the fluid behavior of the molten pool, the non-linearity of the arc, the motion command, and the delay of the actual position exist, the shape of the welding current can well describe the geometry of the base material, There are advantages to be able to.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동 용접 제어장치의 블록 구성도,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에서 모재의 기하학적 특성을 강조하는 과정 설명도,
도 3은 본 발명에서 필렛 조인트에 대한 로봇 위빙 모션의 궤적 설명도,
도 4는 위빙 모션에 대한 일반적인 용접 전류 데이터 형태도,
도 5는 본 발명에 의한 모재의 기하학적 특성이 나타나는 용접 전류 데이터 형태도,
도 6은 용접 거리 170mm에서의 용접 전류 데이터 예시도,
도 7은 기준값 측정이 사용되지 않은 아크 센싱의 용접 전류 데이터 제1예시도,
도 8은 기준값 측정이 사용되지 않은 아크 센싱의 용접 전류 데이터 제2예시도.
1 is a block diagram of an automatic welding control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
FIGS. 2A to 2C are explanatory diagrams for explaining a process of emphasizing the geometric characteristics of a base material in the present invention,
3 is a locus explanatory diagram of a robot weaving motion for a fillet joint in the present invention,
4 is a diagram of a typical welding current data form for weaving motion,
FIG. 5 is a diagram showing a welding current data form in which the geometrical characteristics of the base material according to the present invention are shown;
Fig. 6 is an illustration of welding current data at a welding distance of 170 mm,
Fig. 7 is a first example of the welding current data of the arc sensing in which the reference value measurement is not used,
Fig. 8 is a second example of welding current data of arc sensing in which reference value measurement is not used; Fig.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동 용접 제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an automatic welding control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동 용접 제어장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of an automatic welding control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동 용접 제어장치는 아크 센서(100), 위빙 모듈(200), 로봇 기구(300), 용접기(400) 및 용접 모듈(500)을 포함한다.The automatic welding control apparatus according to the preferred embodiment of the present invention includes an arc sensor 100, a weaving module 200, a robot mechanism 300, a welder 400, and a welding module 500.

상기 로봇 기구(300)는 상기 위빙 모듈(200)의 제어에 따라 용접 토치의 위빙 모션을 동작시키는 역할을 하며, 상기 용접기(400)는 상기 용접 모듈(500)에서 발생하는 용접 전류를 기반으로 실제 아크 용접을 수행하는 역할을 한다.The robotic mechanism 300 operates the weaving motion of the welding torch according to the control of the weaving module 200. The welding machine 400 is operated based on the welding current generated by the welding module 500, Arc welding.

여기서 용접기(400)와 로봇 기구(300)는 일반적인 또는 종래기술에서 언급하는 용접 로봇에 필수적으로 구비된 구성요소이며, 당해 분야에서 이미 잘 알려진 구성이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Here, the welding machine 400 and the robot mechanism 300 are components essential to a welding robot, which is generally known or referred to in the prior art, and are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted.

상기 용접 모듈(500)은 미리 저장된 용접에 필요한 파라미터를 기반으로 각 샘플링 시간마다 상기 용접기(400)가 출력해야 하는 전류 값(I_trg)을 상기 용접기(400)에 전달하고, 상기 용접기(400)로부터 현재 전류 값(I_act)을 수신하여 상기 아크 센서(100)에 전달하는 역할을 한다.The welding module 500 transfers a current value I_trg to be output by the welding machine 400 to the welding machine 400 at each sampling time based on parameters required for preliminarily stored welding, And receives the current value I_act and transmits it to the arc sensor 100.

상기 아크 센서(100)는 상기 용접기(400)로부터 측정한 현재 전류 값(I_act)을 위빙폭 방향으로 정렬하여 전류 데이터(I_dir(1:n))를 생성하고, 생성한 전류 데이터와 이전 모션에서의 전류 데이터(I_dir(1:n)')를 위치 기반으로 평균하여 모재의 기하학적 형상을 나타내는 전류 값(I_go(1:n)을 생성하며, 생성한 전류 값을 기반으로 위빙을 위한 폭방향 보정값 및 깊이방향 보정값을 생성하여 상기 위빙 모듈(200)에 전달하는 역할을 한다.The arc sensor 100 generates current data I_dir (1: n) by aligning the present current value I_act measured from the welder 400 in the ice width direction and outputs the current data I_dir (1: n) representing the geometrical shape of the base material by averaging the current data I_dir (1: n) 'of the current data I_dir Value and a depth direction correction value and transmits it to the weaving module 200.

이러한 아크 센서(100)는 상기 용접 모듈(500)에서 전달되는 용접기(400)의 현재 전류 값(I_act)을 단위 모션동안 순서대로 저장하는 용접데이터 수집모듈(102); 새로운 모션일 경우, 상기 용접데이터 수집모듈(102)에 저장된 최근 단위 모션동안의 전류 값(I_act(1:n))에서 잡음을 제거하고 전류 데이터(I_w(1:n))를 생성하는 노이즈 필터(103)를 포함한다.The arc sensor 100 includes a welding data collection module 102 for sequentially storing a current value I_act of the welding machine 400 transmitted from the welding module 500 during a unit motion; A noise filter for removing noise from a current value I_act (1: n) during a recent unit motion stored in the welding data collection module 102 and generating current data I_w (1: n) (103).

또한, 상기 아크 센서(100)는 상기 노이즈 필터(103)로부터 생성된 전류 데이터(I_w(1:n))를 모션 인덱스(짝수, 홀수)에 따라 위빙폭 방향에 대해 정렬하는 순서변환모듈(105)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 순서변환모듈(105)은 상기 모션 인덱스가 홀수인 경우에만 상기 전류 데이터(I_w(1:n))를 역전시켜 위빙폭 방향에 대한 정렬된 전류데이터(I-dir(1:n))를 생성한다.The arc sensor 100 further includes an order conversion module 105 for aligning the current data I_w (1: n) generated from the noise filter 103 with respect to the ice-making direction in accordance with the motion index (even and odd) ). &Lt; / RTI &gt; Here, the order conversion module 105 reverses the current data I_w (1: n) only when the motion index is an odd number and outputs the sorted current data I-dir (1: n) .

또한, 상기 아크 센서(100)는 상기 정렬된 전류 데이터(I-dir(1:n)) 또는 상기 노이즈 필터(103)에서 출력되는 전류데이터(I_w(1:n))를 이전 모션에 대한 전류데이터로 저장하는 버퍼(107); 상기 노이즈 필터(103) 또는 순서변환모듈(105)을 통해 출력된 위빙폭 방향으로 정렬된 전류데이터와 상기 버퍼(107)에 저장된 이전 모션의 전류데이터(I-dir(1:n)')를 순서에 따라 평균하여 모재의 기하학적 형상을 나타내는 전류 값(I_go(1:n))을 생성하는 위치기반 평균필터(106)를 더 포함한다.The arc sensor 100 outputs the current data I_dir (1: n) or the current data I_w (1: n) output from the noise filter 103 to the current A buffer 107 for storing data as data; The current data I-dir (1: n) 'of the previous motion stored in the buffer 107 and the current data arranged in the upper I-biquadratic direction outputted through the noise filter 103 or the order conversion module 105 Based average filter 106 that generates a current value I_go (1: n) representing the geometric shape of the base material by averaging in order.

바람직하게 상기 아크 센서(100)는 상기 위치기반 평균필터(106)에서 출력되는 전류 값(I_go(1:n))을 기초로 용접 토치가 중심에 대해 편향된 정도(W)를 계산하는 편향값 계산모듈(109); 미리 설정된 폭방향 비례이득(C_yw)을 이용하여 상기 편향값 계산모듈(109)에서 계산된 편향된 정도(W)에 반비례하는 폭방향 보정값을 생성하여 상기 위빙 모듈(200)에 전달하는 폭방향 보정값 계산모듈(110)을 더 포함한다.Preferably, the arc sensor 100 calculates a deflection value calculation (e.g., a deflection value calculation) that calculates the degree of deflection (W) of the welding torch against the center, based on the current value I_go Module 109; Directional correction value that is inversely proportional to the deflection degree W calculated by the deflection value calculation module 109 using the preset widthwise proportional gain C_yw and transmits the widthwise correction value to the weaving module 200 0.0 &gt; 110 &lt; / RTI &gt;

더욱 바람직하게 상기 아크 센서(100)는 상기 위치기반 평균필터(106)에서 출력되는 전류 값(I_go(1:n))을 평균하여 평균 전류 값(I_mean)을 생성하는 평균 전류값 계산모듈(108); 미리 설정된 깊이방향 비례이득(C_zw)과 용접 모듈(500)에서 측정한 현재 전류값(I_trg) 및 상기 평균 전류값 계산모듈(108)에서 생성한 평균 전류 값(I_mean)을 연산하여 위빙 모션을 위한 깊이방향 보정 값(d_zw)을 생성하는 깊이방향 보정값 계산모듈을 더 포함한다.More preferably, the arc sensor 100 calculates an average current value I_mean by averaging the current values I_go (1: n) output from the position-based averaging filter 106 ); And calculates the average current value I_mean generated by the average current value calculation module 108 and the current current value I_trg measured by the welding module 500 in accordance with a predetermined depth direction proportional gain C_zw, And a depth direction correction value calculation module for generating a depth direction correction value d_zw.

상기 위빙 모듈(200)은 상기 아크 센서(100)로부터 생성한 폭방향 보정값 및 깊이방향 보정값을 기초로 로봇 기구의 위빙 모션을 제어하는 역할을 한다. 이러한 위빙 모듈(200)은 용접 위치인 조인트가 위치하여야 하는 위치 값을 상기 로봇 기구(300)로 전송하여 위빙 모션을 제어하면서, 위빙 모션 모드(모션중 모드, 새로운 모션)를 결정하고, 단위 모션의 인덱스(짝수, 홀수)에 대한 신호를 상기 아크 센서(100)에 전달하는 것이 바람직하다.The weaving module 200 controls the weaving motion of the robot apparatus based on the width direction correction value and the depth direction correction value generated from the arc sensor 100. The weaving module 200 determines a weaving motion mode (a motion mode, a new motion) while controlling the weaving motion by transmitting a position value to which the joint, which is a welding position, should be positioned, to the robot mechanism 300, (Even and odd) of the arc sensor 100 to the arc sensor 100.

도 1에서 참조부호 101 및 104는 스위치를 나타낸다.1, reference numerals 101 and 104 denote switches.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동 용접 제어장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the automatic welding control apparatus according to the preferred embodiment of the present invention will now be described in detail.

기본적으로 용접 로봇은 로봇 기구(300)와 용접기(400)를 포함하며, 이들에 대한 제어를 위빙 모듈(200)과 용접 모듈(500)이 수행한다. 이때, 로봇 프로그램에 의해 위빙에 필요한 파라미터와 용접에 필요한 파라미터는 위빙 모듈(200)과 용접 모듈(500)에 각각 전달된 상태이다. Basically, the welding robot includes a robot mechanism 300 and a welding machine 400, and the weaving module 200 and the welding module 500 perform control on the robot mechanism 300 and the welding machine 400. At this time, parameters required for weaving and parameters necessary for welding by the robot program are transmitted to the weaving module 200 and the welding module 500, respectively.

각 샘플링 시간마다 위빙 모듈(200)은 1 ~ 6번 조인트가 위치하여야 하는 값 (th(1:6)을 로봇 기구(300)로 전송하고, 용접 모듈(500)은 용접기(400)가 출력해야 하는 전류값(I_trg)을 용접기(400)로 전송하고, 현재 전류값(I_act)을 상기 용접기(400)로부터 수신한다.The weaving module 200 transmits a value th (1: 6) to which the joints 1 to 6 should be positioned to the robot mechanism 300 for each sampling time, and the welding module 500 transmits the value th (1: (I_trg) to the welder (400) and receives the current value (I_act) from the welder (400).

그리고 상기 위빙 모듈(200)은 위빙 모션을 제어하면서 위빙 모션중(모션중)인지 새로운 위빙 모션을 계획해야하는지(새로운 모션)를 나타내는 위빙모션모드, 단위 모션의 인덱스가 짝수인지 홀수인지에 대한 모션 인덱스에 대한 신호를 출력하여 아크 센서(100)에 전달한다.In addition, the weaving module 200 controls the weaving motion so that the weaving motion mode indicating whether the weaving motion (in motion) or the new weaving motion should be planned (new motion), the motion index indicating whether the index of the unit motion is an even or odd number And transmits the signal to the arc sensor 100.

상기 아크 센서(100)는 상기 위빙 모듈(200)에서 생성하는 위빙모션모드가 "모션중"이면 용접데이터 수집모듈(102)은 상기 용접 모듈(500)로부터 전달받은 현재 전류값(I_act)을 단위 모션 동안의 용접전류(I_act(1:n))로 내부 버퍼에 순서대로 저장한다.If the weaving motion mode generated by the weaving module 200 is "during motion", the arc sensor 100 sets the current value I_act received from the welding module 500 as a unit The welding current (I_act (1: n)) during motion is stored in the internal buffer in order.

다음으로, 위빙모션모드가 "새로운 모션"을 나타내면 아크 센서(100)는 용접 토치의 위빙 모션을 조정하기 위한 폭방향 보정값 및 깊이방향 보정값을 생성하여 상기 위빙 모듈(200)에 전달한다, 여기서 위빙모션모드가 "모션중"이면 위빙 모듈(200)은 이전에 입력받은 폭방향 보정값 및 깊이방향 보정값을 그대로 사용하여 로봇 기구(300)의 위빙 모션을 제어한다.Next, when the weaving motion mode indicates "new motion ", the arc sensor 100 generates a width direction correction value and a depth direction correction value for adjusting the weaving motion of the welding torch and transmits it to the weaving module 200, Here, if the weaving motion mode is "in motion ", the weaving module 200 controls the weaving motion of the robot mechanism 300 using the previously obtained width direction correction value and depth direction correction value as they are.

위빙모션모드가 "새로운 모션"일 경우, 노이즈 필터(103)는 상기 용접데이터 수집모듈(102)에 저장된 최근 단위 모션 동안의 전류데이터(I_act(1:n))에서 기본적인 노이즈를 제거한 전류데이터(I_w(1:n))를 생성한다.When the weaving motion mode is the "new motion ", the noise filter 103 outputs current data (I_act (1: n)) obtained by removing the fundamental noise from the current data I_act I_w (1: n)).

이어, 아크 센서(100)는 상기 위빙 모듈(200)에서 출력되는 모션 인덱스가 홀수인지 짝수인지를 파악하여, 짝수이면 상기 노이즈 필터(103)에서 출력되는 전류데이터(I_w(1:n))를 그대로 이용하고, 이와는 달리 모션 인덱스가 홀수이면 순서변환모듈(105)에서 상기 전류데이터(I_w(1:n))를 역전시켜 위빙 폭방향에 대해 정렬된 전류데이터(I_dir(1:n)를 생성한다. 여기서 위빙 폭방향은 모션 인덱스가 짝수일 때 움직이는 방향으로 정의된다.The arc sensor 100 determines whether the motion index outputted from the weaving module 200 is an odd number or an even number and outputs current data I_w (1: n) output from the noise filter 103 If the motion index is an odd number, the sequence conversion module 105 reverses the current data I_w (1: n) and generates current data I_dir (1: n) aligned in the weaving width direction Where the weaving width direction is defined as the direction of motion when the motion index is an even number.

여기서 단위 모션에 대한 전류 측정값에는 모재의 기하학적 영향과 함께 아크 특성, 용융 풀의 거동 및 모션 생성과 관련된 여러 가지 현상이 복잡하게 얽혀있다. 단위 모션에서 측정한 전류값에서 모재의 기하학적 특성만 분리해내기는 실제로 어렵다. 또한, 여러 가지 방법으로 아크 특성, 용융 풀의 거동에 대한 특성을 정의하더라도 또 다른 용접 환경에서는 그 값을 더 이상 사용하지 못할 수도 있다. 하지만, 이러한 요소들은 해당 용접에 대해서는 비슷한 경향을 가지고 존재하므로 이전 단위 모션의 용접 전류값과 해당 모션의 용접 전류값을 위치에 대해 평균한다면 기하학적 영향 이외의 현상들은 상당부분 서로 상쇄되고 기하학적 형상의 영향이 주된 데이터가 될 수 있다. 이렇게 처리된 용접 전류 데이터는 모재의 기하학적 형상의 특징을 잘 나타내므로 아크 센싱을 사용함에 있어 용접조건과 위빙 조건을 조정하는 데에 노력을 적게 들일 수 있고, 안정성이 높으면서도 추종성능이 높은 시스템을 구축할 수 있으므로 아크 센싱을 사용하여 용접 자동화를 구현하는 데에 매우 유용하다.Here, the current measurement values for the unit motion are complexly intertwined with the geometry of the base material, various phenomena related to the arc characteristics, the behavior of the molten pool, and the motion generation. It is actually difficult to separate only the geometric characteristics of the parent material from the current values measured in the unit motion. In addition, even if the arc characteristics and the characteristics of the behavior of the melt pool are defined in various ways, the value may no longer be used in another welding environment. However, since these factors have a similar tendency for the welding, if the welding current value of the previous unit motion and the welding current value of the corresponding motion are averaged with respect to the position, the phenomena other than the geometrical influence are canceled to a great extent and the influence of the geometric shape Can be the main data. Since the processed welding current data shows the characteristics of the geometric shape of the base material well, it is possible to use less effort to adjust the welding condition and weaving condition in using arc sensing, and the system with high stability and high tracking performance This is very useful for implementing welding automation using arc sensing.

도 2a 내지 도 2c는 단위 모션에서 측정한 용접 전류값에 모재의 기하학적 특성 이외의 여러 가지 현상들이 섞여 들어온 것과 이를 상쇄하여 모재의 기하학적 특성만 남게 되는 것을 개념적으로 나타내는 그림이다. 도 2a 및 도 2b는 모재의 중심을 기준으로 폭 방향으로 움직이는 동안 측정한 전류 데이터라고 볼 수 있는데, 데이터가 중심에 위치하지 않고 다소 지연되는 듯한 느낌이 든다(가로축은 폭 방향 위치, 세로축은 전류값을 나타낸다). 이 두 번에 걸쳐 측정한 데이터를 위치 기준으로 평균값을 취하면 도 2c와 같은 전류값을 얻을 수 있는데, 데이터가 중심에 위치하고 오목한 것이 강조되어 나타난다. 즉, 모재의 기하학적 특성이 잘 나타나게 된다.FIGS. 2A to 2C are conceptual diagrams showing that various phenomena other than the geometric characteristics of the base material are mixed with the welding current values measured in the unit motion, and the geometric characteristics of the base material are left by canceling them. 2A and 2B can be regarded as current data measured while moving in the width direction with respect to the center of the base material, but the data is not located at the center and is somewhat delayed (the horizontal axis indicates the width direction position and the vertical axis indicates the current Lt; / RTI &gt; Taking the average value of the data measured over these two times as the position reference, a current value as shown in FIG. 2C can be obtained. The data is centered and the concave is emphasized. That is, the geometric characteristics of the base material are well visible.

이를 위해 본 발명에서는 해당 모션에 대한 모재의 기하학적 특성을 부각시키고 필요치 않은 특성을 제거하기 위해 위치기반 평균필터(106)를 이용하여, 위빙 폭방향으로 정렬된 전류데이터(I_dir(1:n))와 버퍼(107)에 저장된 이전 모션에서의 전류데이터(I_dir(1:n)')를 하기의 [수학식1]과 같이 순서(위치기반)에 따라 평균하여 모재의 기하학적 형상을 잘 나타내는 전류값(I_go(1:n))을 생성한다. 여기서 위빙 폭방향에 대해 정렬된 전류데이터(I_dir(1:n)은 다음 모션에서 사용할 수 있도록 버퍼(107)에 저장된다.To this end, in the present invention, current data I_dir (1: n) aligned in the weaving width direction is extracted using the position-based averaging filter 106 in order to emphasize the geometrical characteristics of the base material for the motion, And the current data I_dir (1: n) 'in the previous motion stored in the buffer 107 are averaged according to the order (location basis) as shown in the following equation (1) (I_go (1: n)). Here, the current data I_dir (1: n) aligned with the weaving direction is stored in the buffer 107 for use in the next motion.

Figure 112014078563839-pat00002
Figure 112014078563839-pat00002

한편, 본 발명의 다른 특징으로서 기준 전류값과 기준 편향값을 측정하는 과정을 생략하는 용접 제어장치를 제공하는 것이다. 이를 통해 아크 센싱 초기에 용접 토치가 용접 선과 오프셋을 가지더라도 본 발명에서 제안된 아크 센서를 이용한 아크 센싱을 통해 용접 토치가 용접 선에 수렴되므로 초기 시작 위치를 정밀하게 설정하지 않아도 되며 용접 선을 추적하는 구간을 보다 연장시 킬 수 있는 장점이 있다.Another aspect of the present invention is to provide a welding control apparatus for omitting a process of measuring a reference current value and a reference deflection value. Even though the welding torch has the welding line and offset at the beginning of the arc sensing, the welding torch is converged on the welding line through the arc sensing using the arc sensor proposed in the present invention, so that the initial starting position is not precisely set, It is advantageous to extend the duration of the operation.

예컨대, 편향값 계산모듈(109)은 상기 전류값(I_go(1:n))을 이용하여 용접 토치가 중심에 대해 편향된 정도(W)를 생성한다. 용접 토치가 중심에 대해 편향된 정도를 구하는 방법은 하기 [수학식2]와 같으며, 이는 기존의 아크 센서에서 사용하는 방법을 그대로 적용하는 것이 바람직하다.For example, the deflection value calculation module 109 uses the current value I_go (1: n) to generate the degree of deviation (W) of the welding torch with respect to the center. The method of obtaining the degree of deflection of the welding torch with respect to the center is as shown in the following equation (2), and it is preferable to apply the method used in the conventional arc sensor as it is.

Figure 112014078563839-pat00003
Figure 112014078563839-pat00003

다음으로, 폭방향 보정값 계산모듈(110)은 미리 설정된 폭방향 비례이득(C_yw)을 이용하여 상기 편향된 정도(W)와 반비례하게 폭방향 보정값(d_yw)을 생성하고, 이를 상기 위빙 모듈(200)에 전달한다. 여기서 폭방향 보정값 계산을 위해 기준 편향값은 사용되지 않으며, 폭방향 비례이득(C_yw)은 사용자에 의해 정의된다. 여기에서는 기본적인 제어방법을 사용하였으나 경우에 따라서는 적분이득이나 미분이득 등을 사용할 수도 있다.Next, the width direction correction value calculation module 110 generates the width direction correction value d_yw in inverse proportion to the deflection degree W using the preset widthwise proportional gain C_yw, 200). Here, the reference deflection value is not used for calculating the widthwise correction value, and the widthwise proportional gain (C_yw) is defined by the user. Although the basic control method is used here, in some cases, an integral gain or differential gain can be used.

한편, 평균 전류값 계산모듈(108)은 상기 위치기반 평균필터(106)로부터 출력되는 전류값(I_go(1:n))을 이용하여 해당 모션의 평균 전류값(I_mean)을 생성한다. 그리고 깊이방향 보정값 계산모듈(111)은 미리 설정된 깊이방향 비례이득(C_zw)과 해당 모션의 평균 용접전류(I_mean) 및 용접 모듈(500)에서 목표로 하는 전류값(I_trg)을 하기의 [수학식3]에 적용하여 위빙 깊이방향의 보정값(d_zw)을 생성하고, 이를 위빙 모듈(200)에 전달한다. 여기서 깊이방향 비례이득(C_zw)은 사용자에 의해 정의된다. 여기에서는 기본적인 제어방법을 사용하였으나 경우에 따라서는 적분 이득이나 미분 이득 등을 사용할 수도 있다.Meanwhile, the average current value calculation module 108 generates the average current value I_mean of the corresponding motion using the current value I_go (1: n) output from the position-based averaging filter 106. The depth direction correction value calculation module 111 calculates the depth direction proportional gain C_zw and the average welding current I_mean of the motion and the target current value I_trg in the welding module 500 according to the following mathematical formula (3)] to generate a correction value d_zw in the weaving depth direction, and transmits the correction value d_zw to the weaving module 200. Where the depth direction proportional gain (C_zw) is defined by the user. Although the basic control method is used here, in some cases, an integral gain or differential gain can be used.

Figure 112014078563839-pat00004
Figure 112014078563839-pat00004

상기 위빙 모듈(200)은 전달되는 폭방향 보정값과 깊이방향 보정값을 다음 단위 모션을 생성하는 데에 적용하며, 이러한 과정을 반복하여 용접 선을 추적하게 된다.The weaving module 200 applies the width direction correction value and the depth direction correction value to generate the next unit motion, and repeats this process to track the welding line.

한편, 본 발명자는 제안한 자동 용접 제어장치의 효과를 입증하기 위해 실험을 하였다.On the other hand, the present inventor has experimented to prove the effect of the proposed automatic welding control apparatus.

도 3은 시험을 수행한 수직 필렛 조인트와 위빙 모션의 궤적을 나타낸 것이다. 용접 시작 위치는 필렛 중심에서 위빙 폭방향으로 -2.5mm 오프셋을 주었으며 단위 모션의 순서는 1부터 지정된다. 본 발명에서는 짝수의 모션 방향을 위빙 폭방향으로 정의한다고 하였으나 아래 시험 데이터에는 홀수가 위빙 폭방향으로 정의되어 있다. 이를 구현한 것은 본 발명의 설명대로였으나 데이터를 플로팅하는 프로그램의 특성으로 인해 아래에는 반대로 표현되었다.Fig. 3 shows the locus of the vertical fillet joint and the weaving motion under test. The starting position of the welding is -2.5 mm offset in the weaving width direction from the center of the fillet, and the order of the unit motion is specified from 1. In the present invention, an even number of motion directions is defined as a weaving width direction, but an odd number is defined as a weaving width direction in the following test data. The implementation of this was as described in the present invention, but due to the nature of the program plotting the data, the following was reversed.

도 4는 위빙 모션에 대한 일반적인 용접 전류 데이터를 도시한 것이고, 도 5는 본 발명의 제안을 적용한 모재의 기하학적 특성이 나타나는 용접 전류 데이터를 나타낸 것이다.Fig. 4 shows general welding current data for weaving motion, and Fig. 5 shows welding current data showing the geometrical characteristics of the base material to which the proposal of the present invention is applied.

도 4는 기준 편향값과 기준 전류값을 측정하는 방법이 적용되었으며 측정 위치는 용접 거리 약 15mm이다. 가로축은 위빙 폭방향으로 정렬된 샘플링 순서이고 세로축은 전류데이터의 ADC값이다. 범례는 단위 모션의 인덱스를 나타낸다. 도 4에서는 모재의 형상적 특성 이외에 용융 풀의 거동, 아크 특성, 모션 특성 등이 뒤섞여 있다. 이 데이터를 해당 모션의 편향 값을 계산하는 데에 사용하면 불안정한 경향을 가지게 된다. 도 5는 상기 데이터를 본 발명에서 처리한 방법으로 처리한 데이터를 보여준다. 기대하는 조인트의 기하학적 형상이 반영되어 중앙에서 왼쪽 부위(가로축 약 50 위치)가 오목한 형상이 나타난다.In FIG. 4, a method of measuring the reference deflection value and the reference current value is applied, and the measurement position is a welding distance of about 15 mm. The horizontal axis is the sampling order arranged in the weaving width direction and the vertical axis is the ADC value of the current data. The legend represents the index of the unit motion. In Fig. 4, the behavior of the molten pool, the arc characteristic, and the motion characteristic are mixed in addition to the shape characteristic of the base material. When this data is used to calculate the deflection value of the corresponding motion, it becomes unstable. 5 shows the data processed by the method of the present invention. The geometric shape of the expected joint is reflected, and a concave shape appears in the left part of the center (about 50 on the horizontal axis).

도 6은 용접에서 용접거리 약 170mm에서 측정한 용접 전류 데이터를 나타낸 것이다. 도 5와 마찬가지로 조인트의 기하학적 형상이 반영되어 중앙에서 왼쪽 부위(가로축 약 50 위치)가 오목한 형상이 나타난다. 단, 기준 편향값과 기준 전류값을 측정하고 이를 이용하여 보정 값을 구하는 방법이 사용되었으므로, 최초 2.5mm 정도의 오프셋으로 시작한 용접이 170mm가 지나도 유지되고 있음을 알 수 있다.6 shows the welding current data measured at a welding distance of about 170 mm in the welding. 5, the geometry of the joint is reflected, and a concave shape appears in the left part (about 50 on the horizontal axis) at the center. However, since the method of measuring the reference deflection value and the reference current value and using the method to obtain the correction value is used, it can be seen that the welding started at an offset of about 2.5 mm is maintained even after 170 mm.

도 7과 도 8은 본 발명에서 제안하는 데이터 처리 방법을 사용하여 보정 값을 계산하고, 기준 편향값과 기준 용접 전류를 측정하지 않는 아크 센싱 방법을 사용하였을 때의 위빙 모션에 대한 용접 전류값을 나타낸 것이다. 초기 오프셋은 상기 시험과 마찬가지로 위빙 폭방향으로 -2.5mm를 주었다. 각각 용접거리 15mm(도 7)와 170mm(도 8) 부근에서 측정되었는데, 두 경우 모두 모재의 기하학적 특성을 일정하게 잘 나타내고 있음을 알 수 있다. 단, 기준 편향값과 기준 용접 전류를 측정하지 않는 아크 센싱 방법을 사용하였으므로 15mm 부근에서는 중심에서 좌측으로 편향된 그래프이지만 170mm에서는 중심으로 수렴되는 현상을 보여주고 있다.FIGS. 7 and 8 are graphs showing a relationship between a welding current value and a welding current value for a weaving motion when a correction value is calculated using the data processing method proposed in the present invention, and an arc sensing method in which a reference deflection value and a reference welding current are not measured is used . The initial offset was -2.5 mm in the weaving width direction as in the above test. (Fig. 7) and 170 mm (Fig. 8), respectively. In both cases, it can be seen that the geometric characteristics of the base material are well represented. However, since the arc sensing method which does not measure the reference deflection value and the reference welding current is used, the graph is deflected from the center to the left in the vicinity of 15 mm, but converges to the center in the case of 170 mm.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

본 발명은 기준 편향값 및 기준 전류값을 측정하지 않고서도 모재의 기하학적 형상을 정확하게 묘사하고, 위빙 모션을 정밀하게 제어할 수 있는 용접 로봇 기술에 효과적으로 적용된다.
The present invention is effectively applied to welding robot technology capable of precisely describing the geometry of the base material and precisely controlling the weaving motion without measuring the reference deflection value and the reference current value.

100: 아크 센서
102: 용접 데이터 수집모듈
103: 노이즈 필터
105: 순서변환모듈
106: 위치기반 평균필터
108: 평균 전류값 계산모듈
109: 편향값 계산모듈
110: 폭방향 보정값 계산모듈
111: 깊이방향 보정값 계산모듈
100: arc sensor
102: welding data acquisition module
103: Noise filter
105: order conversion module
106: Location-based average filter
108: Average current value calculation module
109: Deflection value calculation module
110: Width direction correction value calculation module
111: Depth direction correction value calculation module

Claims (10)

용접기로부터 측정한 현재 전류 값을 위빙폭 방향으로 정렬하여 전류 데이터를 생성하고, 생성한 전류 데이터와 이전 모션에서의 전류 데이터를 위치 기반으로 평균하여 모재의 기하학적 형상을 나타내는 전류 값을 생성하며, 생성한 전류 값을 기반으로 위빙을 위한 폭방향 보정값 및 깊이방향 보정값을 생성하는 아크 센서;
상기 아크 센서로부터 생성한 폭방향 보정값 및 깊이방향 보정값을 기초로 로봇 기구의 위빙 모션을 제어하는 위빙 모듈;
상기 용접기에 출력할 전류 값을 전송하고, 상기 용접기로부터 현재 전류 값을 수신하여 상기 아크 센서에 전달하는 용접 모듈을 포함하고,
상기 아크 센서는 상기 용접 모듈에서 전달되는 용접기의 현재 전류 값을 단위 모션동안 순서대로 저장하는 용접데이터 수집모듈; 상기 용접데이터 수집모듈에 저장된 최근 단위 모션동안의 전류 값에서 잡음을 제거하고 전류 데이터를 생성하는 노이즈 필터; 상기 노이즈 필터로부터 생성된 전류 데이터를 모션 인덱스에 따라 위빙 폭 방향에 대해 정렬하는 순서변환모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 제어장치.
Generates the current data by aligning the current value measured from the welder in the ice width direction, generates the current data representing the geometry of the base material by averaging the generated current data and the current data in the previous motion based on the position, An arc sensor for generating a width direction correction value and a depth direction correction value for weaving based on a current value;
A weaving module for controlling the weaving motion of the robot mechanism based on the width direction correction value and the depth direction correction value generated from the arc sensor;
And a welding module for transmitting a current value to be output to the welding machine, receiving a current value from the welding machine, and transmitting the current value to the arc sensor,
Wherein the arc sensor comprises: a welding data collection module for storing current current values of a welding machine delivered from the welding module in order during a unit motion; A noise filter for removing noise from the current value during the recent unit motion stored in the welding data collection module and generating current data; And an order conversion module for aligning the current data generated from the noise filter with respect to the weaving width direction according to the motion index.
청구항 1에 있어서, 상기 위빙 모듈은 용접 위치인 조인트가 위치하여야 하는 위치 값을 상기 로봇 기구로 전송하여 위빙 모션을 제어하면서, 위빙 모션 모드를 결정하고, 단위 모션의 인덱스에 대한 신호를 상기 아크 센서에 전달하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 제어장치.
[2] The method of claim 1, wherein the weaving module determines a weaving motion mode by transmitting a position value to which the joint, which is a welding position, should be positioned, to the robot mechanism to control the weaving motion, To the automatic welding control apparatus.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 순서변환모듈은 상기 모션 인덱스가 홀수인 경우에만 상기 전류 데이터를 역전시켜 위빙폭 방향에 대한 정렬된 전류데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 제어장치.
The automatic welding control apparatus as claimed in claim 1, wherein the order conversion module generates current data sorted in the upwind direction by reversing the current data only when the motion index is odd.
청구항 1에 있어서, 상기 아크 센서는 상기 정렬된 전류 데이터 또는 상기 노이즈 필터에서 출력되는 전류데이터를 이전 모션에 대한 전류데이터로 저장하는 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 제어장치.
The automatic welding control apparatus according to claim 1, wherein the arc sensor further comprises a buffer for storing the aligned current data or the current data output from the noise filter as current data for previous motion.
청구항 6에 있어서, 상기 아크 센서는 상기 노이즈 필터 또는 순서변환모듈을 통해 출력된 위빙 폭 방향으로 정렬된 전류데이터와 상기 버퍼에 저장된 이전 모션의 전류데이터를 순서에 따라 평균하여 모재의 기하학적 형성을 나타내는 전류 값을 생성하는 위치기반 평균필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 제어장치.
The arc sensor according to claim 6, wherein the arc sensor sequentially averages the current data of the previous motion stored in the buffer and the current data aligned in the weaving width direction outputted through the noise filter or the order transformation module to indicate geometric formation of the base material Further comprising a position based average filter for generating a current value.
청구항 7에 있어서, 상기 아크 센서는 상기 위치기반 평균필터에서 출력되는 전류 값을 기초로 용접 토치가 중심에 대해 편향된 정도를 계산하는 편향값 계산모듈; 미리 설정된 폭 방향 비례이득을 이용하여 상기 편향값 계산모듈에서 계산된 편향된 정도에 반비례하는 폭방향 보정값을 생성하여 위빙 모듈에 전달하는 폭방향 보정값 계산모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 제어장치.
8. The apparatus of claim 7, wherein the arc sensor comprises: a deflection value calculation module that calculates an extent to which the welding torch is deflected relative to a center based on a current value output from the position-based averaging filter; Further comprising a width direction correction value calculation module for generating a widthwise correction value in inverse proportion to the deviation degree calculated by the deviation value calculation module using a preset widthwise proportional gain and transmitting the widthwise correction value to the weaving module. Control device.
청구항 7에 있어서, 상기 아크 센서는 상기 위치기반 평균필터에서 출력되는 전류 값을 평균하여 평균 전류 값을 생성하는 평균 전류값 계산모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 제어장치.
The automatic welding control apparatus according to claim 7, wherein the arc sensor further comprises an average current value calculation module for averaging the current values output from the position-based average filter to generate an average current value.
청구항 9에 있어서, 상기 아크 센서는 미리 설정된 깊이방향 비례이득(C_zw)과 용접 모듈에서 측정한 현재 전류값(I_trg) 및 상기 평균 전류값 계산모듈에서 생성한 평균 전류 값(I_mean)을 하기의 <수식>에 적용하여 위빙 모션을 위한 깊이방향 보정 값(d_zw)을 생성하는 깊이방향 보정값 계산모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 용접 제어장치.
<수식>
Figure 112014078563839-pat00005

The arc sensor according to claim 9, wherein the arc sensor has a predetermined depth direction proportional gain (C_zw), a current value (I_trg) measured by the welding module, and an average current value (I_mean) Further comprising: a depth direction correction value calculation module for applying the depth direction correction value (d_zw) for the weaving motion to the depth direction correction value (d_zw).
<Formula>
Figure 112014078563839-pat00005

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