KR101891193B1 - 에어 압력 조절장치 및 그 제어방법 - Google Patents

에어 압력 조절장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

에어 압력 조절장치 및 그 제어방법에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 에어 압력 조절장치는: 압축기에서 압축되는 에어가 공급되는 메인 배관; 메인 배관에서 분지되고, 용접기에 각각 연결되는 복수의 분지관; 복수의 분지관에 설치되고, 분지관의 에어 압력을 측정하는 제1 압력 센서; 복수의 분지관에 각각 연결되고, 용접기에 공급되는 에어의 압력을 조절하도록 분지관에 공급되는 에어의 일부를 분지관의 외측으로 배출시키는 압력 조절 밸브; 및 압력 조절 밸브에 연결되고, 제1 압력 센서에서 측정되는 에어의 압력이 목표 압력보다 높은 경우, 분지관의 외측으로 일부의 에어를 배출하도록 압력 조절 밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에어 압력 조절장치 및 그 제어방법{AIR PRESSURE ADJUSTING APPARATUS AND CONTROLLING METHOD}
본 발명은 에어 압력 조절장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어의 압력을 용접기에 요구되는 압력으로 실시간 제어할 수 있는 에어 압력 조절장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 패널 등에는 볼트나 너트가 용접된다. 볼트나 너트를 패널에 용접할 때에 용접기에 에어가 공급된다. 용접기에는 에어의 압력을 수동 조절할 수 있도록 에어 압력 조절부가 설치된다. 에어 압력 조절부를 조작하여 에어의 압력을 적절하게 제어한 후 용접 작업을 수행한다.
그러나, 종래에는 용접기에 공급되는 에어를 수동으로 제어하므로, 용접기에 공급되는 에어의 압력이 작업자에 따라 약간 다르게 제어될 수 있다. 용접기에 공급되는 에어의 압력이 적절하게 조절되지 못하는 경우, 용접 불량이 발생되어 패널을 폐기하거나 불량 용접부를 제거한 후 패널을 다시 용접한다. 또한, 패널을 폐기함에 따라 패널의 폐기 비용이 증가되고, 라인 가동률이 저하될 수 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0931620호(2009. 12. 04 등록, 발명의 명칭: 압력미세조정이 가능한 가스 레귤레이터를 갖춘 용접기용 와이어 피더)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 에어의 압력을 용접기에 요구되는 압력으로 실시간 제어할 수 있는 에어 압력 조절장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 에어 압력 조절장치는: 압축기에서 압축되는 에어가 공급되는 메인 배관; 상기 메인 배관에서 분지되고, 용접기에 각각 연결되는 복수의 분지관; 복수의 상기 분지관에 설치되고, 상기 분지관의 에어 압력을 측정하는 제1 압력 센서; 복수의 상기 분지관에 각각 연결되고, 상기 용접기에 공급되는 에어의 압력을 조절하도록 상기 분지관에 공급되는 에어의 일부를 상기 분지관의 외측으로 배출시키는 압력 조절 밸브; 및 상기 압력 조절 밸브에 연결되고, 상기 제1 압력 센서에서 측정되는 에어의 압력이 목표 압력보다 높은 경우, 상기 분지관의 외측으로 일부의 에어를 배출하도록 상기 압력 조절 밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 에어 압력 조절장치는 복수의 상기 분지관에서 상기 압력 조절 밸브와 상기 용접기 사이에 각각 설치되고, 상기 분지관의 에어 압력을 측정하는 제2 압력 센서; 및 복수의 상기 분지관에서 상기 제2 압력 센서와 상기 용접기 사이에 각각 연결되고, 상기 제2 압력 센서에서 측정된 에어 압력이 상기 목표 압력을 벗어나는 경우, 상기 분지관의 에어 압력을 재조절하는 레귤레이터를 더 포함할 수 있다.
상기 에어 압력 조절장치는 상기 압력 조절 밸브와 상기 압축기를 연결하는 바이패스부를 더 포함하고, 상기 압력 조절 밸브는 상기 분지관으로 공급되는 에어를 상기 바이패스부와 상기 레귤레이터에 공급하는 3방 밸브일 수 있다.
상기 바이패스부는 상기 압력 조절 밸브에 각각 연결되는 복수의 제1 바이패스관; 복수의 상기 제1 바이패스관이 연결되는 에어 저장 탱크; 및 상기 에어 저장 탱크와 상기 압축기를 연결하는 제2 바이패스관을 포함할 수 있다.
상기 에어 압력 조절장치는 상기 분지관을 개폐시키도록 상기 분지관에 설치되는 개폐밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 에어 압력 조절장치의 제어방법은: 압축기에서 압축되는 에어가 메인 배관에 공급되는 단계; 상기 메인 배관의 에어가 분지관에 공급되는 단계; 상기 분지관의 에어 압력을 제1 압력 센서에서 측정하여 제어부에 전달하는 단계; 상기 제1 압력 센서에서 측정되는 에어의 압력이 상기 제어부에 설정된 목표 압력보다 높은 경우, 상기 분지관의 에어 일부를 압력 조절 밸브를 통해 상기 분지관의 외부로 배출시키는 단계; 및 상기 압력 조절 밸브에 의해 압력 조절된 에어가 레귤레이터에서 압력 재조정된 후 용접기에 공급되는 단계를 포함한다.
상기 압력 조절 밸브는 상기 분지관에서 배출되는 에어를 바이패스부를 통해 상기 압축기에 재공급할 수 있다.
본 발명에 따르면, 용접기에 공급되는 에어의 압력이 압력 조절 밸브에 의해 목표 압력에 맞게 실시간으로 조절되므로, 차량용 패널 등을 용접할 때에 용접 불량이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 라인 가동률을 향상시키고, 용접되는 패널의 폐기 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 바이패스부가 압력 조절 밸브에서 배출되는 에어를 압축기에 다시 공급하므로, 압축기의 압축 효율을 증가시키고, 압축된 에어가 대기 중으로 배출되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 압력 조절장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 압력 조절장치의 제어방법을 도시한 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 에어 압력 조절장치 및 그 제어방법의 일 실시예를 설명한다. 에어 압력 조절장치 및 그 제어방법을 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 압력 조절장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 압력 조절장치는 메인 배관(20), 복수의 분지관(30), 제1 압력 센서(31), 압력 조절 밸브(40) 및 제어부(70)를 포함한다.
메인 배관(20)에는 압축기(10)에서 압축되는 에어가 공급된다. 압축기(10)는 에어 공급장치(미도시)에서 공급되는 에어를 용접기(60)에서 필요한 압력 이상으로 압축한다.
복수의 분지관(30)은 메인 배관(20)에서 분지되고, 용접기(60)에 각각 연결된다. 복수의 분지관(30)에는 메인 배관(20)으로부터 에어가 공급된다. 이때, 메인 배관(20)에는 분배기(25)가 연결되고, 분배기(25)에는 복수의 분지관(30)이 연결된다. 분배기(25)는 복수의 분지관(30)에 일정한 압력의 에어를 공급한다.
복수의 분지관(30)에는 분지관(30)의 유로를 개폐시킬 수 있도록 개폐밸브(35)가 각각 설치된다. 개폐밸브(35)를 개방시킨 후 해당 분지관(30)에 연결된 용접기(60)의 용접 작업을 수행한다. 개폐밸브(35)가 용접 작업을 하지 않는 용접기(60)의 분지관(30)을 폐쇄시킬 수 있으므로, 압축기(10)가 필요한 양의 에어만을 압축함에 따라 압축기(10)의 구동시간을 줄일 수 있다.
또한, 분지관(30)에 연결되는 용접기(60)의 용접 양태와 용접 용량에 따라 용접기(60)에 요구되는 에어의 압력이 달라질 수 있다. 이때, 각 압력 조절 밸브(40)는 각 분지관(30)마다 요구되는 압력으로 에어를 공급할 수 있다. 각 분지관(30)마다 요구되는 압력은 제어부(70)에 미리 설정되거나 입력부(미도시)를 통해 변경될 수 있다.
제1 압력 센서(31)는 복수의 분지관(30)에 각각 설치되고, 분지관(30)의 에어 압력을 측정한다. 제1 압력 센서(31)는 측정된 분지관(30)의 에어 압력에 관한 신호를 제어부(70)에 전달한다.
압력 조절 밸브(40)는 복수의 분지관(30)에 각각 연결되고, 용접기(60)에 공급되는 에어의 압력을 조절하도록 분지관(30)에 공급되는 에어의 일부를 분지관(30)의 외측으로 배출시킨다. 이때, 압력 조절 밸브(40)는 후술하는 바이패스부(80)를 통해 에어의 일부를 배출하여 압축기(10)에 재공급할 수 있다. 또한, 압력 조절 밸브(40)는 공기 중으로 압축 공기를 배출할 수도 있다. 압력 조절 밸브(40)는 분지관(30)에 공급되는 에어의 일부를 분지관(30)의 외측으로 배출시키므로, 분지관(30)의 에어 압력이 용접기(60)에 요구되는 압력으로 유지될 수 있다.
제어부(70)는 압력 조절 밸브(40)에 연결되고, 제1 압력 센서(31)에서 측정되는 에어의 압력이 목표 압력보다 높은 경우, 분지관(30)의 외측으로 일부의 에어를 배출하도록 압력 조절 밸브(40)를 제어한다. 따라서, 용접기(60)에 공급되는 에어의 압력이 압력 조절 밸브(40)에 의해 목표 압력에 맞게 조절되므로, 차량용 패널 등을 용접할 때에 용접 불량이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
제어부(70)에서 압력 조절 밸브(40)를 제어하여 분지관(30)의 에어 압력을 실시간 제어하므로, 용접기(60)에 공급되는 에어의 압력을 실시간 제어할 수 있다. 또한, 각 분지관(30)에서 요구되는 압력을 모니터링하면서 실시간 제어가 가능하다. 따라서, 용접기(60)의 용접 불량률을 감소시킬 수 있으므로, 라인 가동률을 향상시키고, 용접되는 패널의 폐기 비용을 감소시킬 수 있다.
제어부(70)에는 복수의 용접기(60)에 필요한 목표 압력이 미리 설정되거나 용접 공정 이전에 입력부를 통해 입력될 수 있다.
에어 압력 조절장치는 제2 압력 센서(32)와 레귤레이터(50)를 더 포함할 수 있다.
제2 압력 센서(32)는 복수의 분지관(30)에서 압력 조절 밸브(40)와 용접기(60) 사이에 각각 설치되고, 분지관(30)의 에어 압력을 측정한다. 압력 조절 밸브(40)를 통과한 에어는 분지관(30)을 따라 유동되면서 에어 압력이 변경될 수 있다. 제2 압력 센서(32)는 압력 조절 밸브(40)를 통과한 에어의 압력을 다시 측정한다.
레귤레이터(50)는 복수의 분지관(30)에서 제2 압력 센서(32)와 용접기(60) 사이에 각각 연결되고, 제2 압력 센서(32)에서 측정된 에어 압력이 목표 압력을 벗어나는 경우, 분지관(30)의 에어 압력을 재조절한다. 레귤레이터(50)는 용접기(60)에 유입되기 직전의 에어의 압력을 미세 조정한다.
제2 압력 센서(32)는 레귤레이터(50)의 에어 유입측에 레귤레이터(50)와 별도로 설치될 수 있다. 또한, 제2 압력 센서(32)는 레귤레이터(50)의 내부에 설치될 수도 있다.
에어 압력 조절장치는 압력 조절 밸브(40)와 압축기(10)를 연결하는 바이패스부(80)를 더 포함한다. 바이패스부(80)가 압력 조절 밸브(40)에서 배출되는 에어를 압축기(10)에 다시 공급하므로, 압축기(10)의 압축 효율을 증가시키고, 압축된 에어가 대기 중으로 배출되는 것을 방지할 수 있다.
바이패스부(80)는 복수의 제1 바이패스관(81), 에어 저장 탱크(83) 및 제2 바이패스관(85)을 포함한다.
복수의 제1 바이패스관(81)은 압력 조절 밸브(40)에 각각 연결된다. 제1 바이패스관(81)은 분지관(30)의 개수와 동일한 개수로 설치된다.
에어 저장 탱크(83)에는 복수의 제1 바이패스관(81)이 연결된다. 에어 저장 탱크(83)는 제1 바이패스관(81)에서 공급되는 에어를 임시 저장한다.
제2 바이패스관(85)은 에어 저장 탱크(83)와 압축기(10)를 연결한다. 에어 저장 탱크(83)에 임시 저장된 에어는 제2 바이패스관(85)을 통해 압축기(10)에 다시 공급된다. 압축된 에어가 압축기(10)에 다시 공급되므로, 압축기(10)의 압축 효율을 향상시키고, 에어 압축시 압축기(10)에서 소모되는 전기 에너지를 감소시킬 수 있다.
압력 조절 밸브(40)는 분지관(30)으로 공급되는 에어를 바이패스부(80)와 레귤레이터(50)에 공급하는 3방 밸브(three way valve)일 수 있다. 3방 밸브는 바이패스부(80)로 유입되는 에어의 양을 조절하거나 바이패스부(80)를 완전히 폐쇄할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 압력 조절장치의 제어방법에 관해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 압력 조절장치의 제어방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 2를 참조하면, 용접기(60)가 구동되면, 압축기(10)에서 에어를 압축한다(S11). 압축기(10)에서는 용접기(60)에서 필요한 압력 이상으로 에어를 압축한다.
압축기(10)에서 압축된 에어는 메인 배관(20)으로 공급된다(S12). 메인 배관(20)에는 복수의 분지관(30)에 필요한 만큼의 에어가 공급된다.
메인 배관(20)의 에어는 분지관(30)에 공급된다(S13). 이때, 분지관(30)의 개폐밸브(35)가 작업자에 의해 조작되고, 개폐밸브(35)가 분지관(30)을 개방시킴에 따라 메인 배관(20)의 에어가 해당 분지관(30)에 공급된다. 따라서, 일부의 용접기(60)가 사용되는 경우, 일부의 분지관(30)에만 에어가 공급될 수 있으므로, 압축기(10)의 압축일(compression work)을 감소시킬 수 있다.
제1 압력 센서(31)는 분지관(30)의 에어 압력을 측정한다(S14). 제1 압력 센서(31)는 분지관(30)의 압력에 관한 신호를 제어부(70)에 전달한다.
제어부(70)는 분지관(30)에 공급되는 에어의 압력이 제어부(70)에 설정된 목표 압력보다 높은 지를 판단한다(S15).
분지관(30)에 공급되는 에어의 압력이 제어부(70)에 설정된 목표 압력보다 높은 경우, 분지관(30)의 에어 일부를 압력 조절 밸브(40)를 통해 분지관(30)의 외부로 배출시킨다(S16). 분지관(30)의 에어 일부가 압력 조절 밸브(40)에 의해 분지관(30)의 외부로 배출되므로, 분지관(30)의 에어 압력을 목표 압력으로 조절할 수 있다.
이때, 압력 조절 밸브(40)는 분지관(30)에서 배출되는 에어를 바이패스부(80)를 통해 압축기(10)에 재공급한다. 이때, 압력 조절 밸브(40)의 에어 일부는 제1 바이패스관(81)을 통해 에어 저장 탱크(83)에 저장된다. 압축기(10)에서 에어가 압축되기 시작하면, 에어 저장 탱크(83)의 에어가 제2 바이패스관(85)을 통해 압축기(10)에 공급된다.
제2 압력 센서(32)에서는 분지관(30)의 에어 압력을 측정한다(S17). 압력 조절 밸브(40)를 통과한 에어는 분지관(30)을 따라 유동되는 동안에 에어 압력이 변경될 수 있다. 제2 압력 센서(32)는 용접기(60)에 에어가 유입되기 전에 에어의 압력을 다시 측정하여 제어부(70)에 전달한다.
레귤레이터(50)는 압력 조절 밸브(40)에서 배출되는 에어의 압력을 목표 압력으로 재조정한다(S18).
레귤레이터(50)에서 압력 재조정된 에어는 용접기(60)에 공급된다(S19). 따라서, 용접기(60)에는 용접기(60)에 필요한 압력의 에어가 공급되므로, 용접기(60)의 용접 성능이 향상될 수 있다.
상기와 같이, 분지관(30)에서 에어의 압력이 압력 조절 밸브(40)에 의해 제어되므로, 용접기(60)에 공급되는 에어의 압력을 실시간 제어할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 압축기 20: 메인 배관
25: 분배기 30: 분지관
31: 제1 압력 센서 32: 제2 압력 센서
35: 개폐밸브 40: 압력 조절 밸브
50: 레귤레이터 60: 용접기
70: 제어부 80: 바이패스부
81: 제1 바이패스관 83: 에어 저장 탱크
85: 제2 바이패스관

Claims (7)

  1. 압축기에서 압축되는 에어가 공급되는 메인 배관;
    상기 메인 배관에서 분지되고, 용접기에 각각 연결되는 복수의 분지관;
    복수의 상기 분지관에 각각 설치되고, 상기 분지관의 에어 압력을 측정하는 제1 압력 센서;
    복수의 상기 분지관에 각각 연결되고, 상기 용접기에 공급되는 에어의 압력을 조절하도록 상기 분지관에 공급되는 에어의 일부를 상기 분지관의 외측으로 배출시키는 압력 조절 밸브; 및
    상기 압력 조절 밸브에 연결되고, 상기 제1 압력 센서에서 측정되는 에어의 압력이 목표 압력보다 높은 경우, 상기 분지관의 외측으로 일부의 에어를 배출하도록 상기 압력 조절 밸브를 제어하는 제어부를 포함하고,
    복수의 상기 분지관에서 상기 압력 조절 밸브와 상기 용접기 사이에 각각 설치되고, 상기 분지관의 에어 압력을 측정하는 제2 압력 센서;
    복수의 상기 분지관에서 상기 제2 압력 센서와 상기 용접기 사이에 각각 연결되고, 상기 제2 압력 센서에서 측정된 에어 압력이 상기 목표 압력을 벗어나는 경우, 상기 분지관의 에어 압력을 재조절하는 레귤레이터; 및
    상기 압력 조절 밸브와 상기 압축기를 연결하는 바이패스부를 더 포함하고,
    상기 압력 조절 밸브는 상기 분지관으로 공급되는 에어를 상기 바이패스부와 상기 레귤레이터에 공급하는 3방 밸브인 것을 특징으로 하는 에어 압력 조절장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 바이패스부는,
    상기 압력 조절 밸브에 각각 연결되는 복수의 제1 바이패스관;
    복수의 상기 제1 바이패스관이 연결되는 에어 저장 탱크; 및
    상기 에어 저장 탱크와 상기 압축기를 연결하는 제2 바이패스관을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 압력 조절장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 분지관을 개폐시키도록 상기 분지관에 설치되는 개폐밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 압력 조절장치.
  6. 압축기에서 압축되는 에어가 메인 배관에 공급되는 단계;
    상기 메인 배관의 에어가 분지관에 공급되는 단계;
    상기 분지관의 에어 압력을 제1 압력 센서에서 측정하여 제어부에 전달하는 단계;
    상기 제1 압력 센서에서 측정되는 에어의 압력이 상기 제어부에 설정된 목표 압력보다 높은 경우, 상기 분지관의 에어 일부를 압력 조절 밸브를 통해 상기 분지관의 외부로 배출시키는 단계; 및
    상기 압력 조절 밸브에 의해 압력 조절된 에어가 레귤레이터에서 압력 재조정된 후 용접기에 공급되는 단계를 포함하고,
    상기 압력 조절 밸브는 상기 분지관에서 배출되는 에어를 바이패스부를 통해 상기 압축기에 재공급하는 것을 특징으로 하는 에어 압력 조절장치의 제어방법.
  7. 삭제
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