KR19980069422A

KR19980069422A - 용접비드 감지방법

Info

Publication number: KR19980069422A
Application number: KR1019970006483A
Authority: KR
Inventors: 박창규; 최만수
Original assignee: 이대원; 삼성중공업 주식회사
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-10-26
Also published as: KR100456330B1

Abstract

개시된 내용은 여러대의 갠트리로봇을 이용한 용접자동화시스템에 관한 것으로, 분할된 용접선의 분할점을 인식하여 기용접된 용접비드(bead)를 감지하면 자동으로 용접을 중지하는 용접비드 감지방법에 관한 것이다. 본 발명은 이미 선행되어 있는 갠트리로봇의 위빙(weaving)횟수가 설정된 n번이 될 때까지 지정된 샘플링시간마다 아크전류를 검출하여 비드검출기준값을 산출한다. 매 위빙시 발생되는 아크전류값과 비드검출기준값을 비교하고, 그 비교결과에 따라 용접비드유무를 판단하여 용접비드가 검출되었다고 판단하면 용접을 중지하도록 한다. 따라서, 본 발명에서는 용접자동화를 구현하기 위해 용접수행시 발생하는 아크전류를 이용하여 용접비드의 존재여부를 확인하기 때문에 시간이 절약되고, 별도의 시스템이 없이 소프트웨어의 실행만으로 간단하게 용접비드부분을 검출하여 기용접된 용접끝점까지 가지않고 자동으로 용접을 중지시킬 수 있는 잇점을 제공한다.

Description

용접비드 감지방법

본 발명은 용접자동화시스템에 관한 것으로, 특히 용접선의 분할점을 인식하여 기용접된 용접비드(bead)를 감지하면 자동으로 용접을 중지하는 용접비드 감지방법에 관한 것이다.

일반적으로 용접자동화를 구현하기 위해 수 미터(m)에서 수십미터에 이르기까지의 긴 용접선을 여러대의 갠트리로봇(Gantry Robot)이 분할하여 용접을 한다. 현재 용접자동화를 위해 용접할 위치를 찾아내는 아크센서(Arc Sensor)를 이용한 자동용접은 수행되고 있는 실정이나, 하나의 부재내에 용접선이 분할되어 용접 시작점과 끝점사이에 미리 용접이 선행되어 용접비드가 존재하는 경우를 인식하는 기술은 알려지고 있지 않은 실정이다.

그러므로, 종래의 용접자동화방법에서는 용접이 선행되어 용접비드가 존재하는 경우에도 용접교시 끝점까지 그대로 용접을 진행하므로 불필요한 갠트리로봇의 동작과 전류 등의 낭비가 있었다. 또한, 이미 하나의 갠트리로봇에 의해 나머지 용접을 하지 않은 나머지 부분을 용접하려면 용접이 선행된 부분까지의 위치를 파악해야 한다. 그러나, 이를 위해 별도의 장치나 프로그램이 필요하게 되며 실제 작업시에도 용접전류를 센싱하는 동작에 소요되는 시간이 부가적으로 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 위와같은 문제점을 해결하기 위해 용접선 분할에 의해 용접 시작점과 끝점 사이에 미리 용접이 선행되어 용접비드가 존재하는 경우를 인식하여 용접교시끝점까지 용접을 진행하지 않고 도중에 자동으로 용접을 중지하도록 하는 용접비드 감지방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 적용된 용접자동화시스템을 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 용접비드(bead) 감지방법을 설명하기 위한 흐름도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 로봇20 : 용접대상체

30 : 용접기40 : 로봇제어기

위와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 용접자동화시스템에서의 용접비드를 검출하기 위한 방법에 있어서, 상기 용접자동화시스템 로봇의 위빙동작수행중 발생되는 용접부분의 아크전류를 소정 샘플링시간마다 검출하는 용접전류검출단계, 기설정된 소정 횟수동안 상기 용접전류검출단계에서 검출된 아크전류를 이용하여 비드검출 기본값을 산출하는 비드검출 기본값산출단계 및 상기 산출된 비드검출 기본값과 현재 검출된 아크전류값을 비교하여 상기 아크전류값의 전류변화 현상이 연속하여 소정 횟수동안 발생하면 용접비드가 존재하는 것으로 판단하여 용접수행을 중지하는 용접비드유무판단단계를 포함하는 용접비드 검출방법에 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하겠다.

도 1은 본 발명에 적용된 용접자동화시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 도시된 바와같이, 용접자동화시스템은 용접하고자하는 용접대상체(20)에 용접을 수행하는 로봇(10)과, 로봇(10)으로 용접전류를 인가하는 용접기(30)와, 로봇(10)을 제어하는 로봇제어기(40)로 구성된다.

로봇은 용접기(30)로부터 용접전류가 인가되면, 로봇제어기(40)의 제어하에 용접대상체(20)의 용접시작점부터 용접끝점까지 용접을 한다. 이때, 로봇제어기(40)는 용접수행시 발생하는 아크(arc)전류를 검출하고, 이 검출된 아크전류를 이용하여 용접비드존재유무를 판단한다. 로봇제어기(40)는 용접비드가 존재하면 용접끝점까지 용접을 진행하지 않고 자동으로 용접을 중지하도록 로봇(10)을 제어한다.

이제, 도 2를 참조하여 상술한 로봇제어기(40)에서 소프트웨어적으로 동작하는 용접비드 감지방법을 좀더 자세히 설명하겠다. 먼저, 용접비드 부분을 감지하기 위한 초기변수값을 설정한다(제 201단계). 본 발명에서 요구되는 초기변수들은 위빙합산데이타(weav_sum_data), 위빙횟수(count), 비드검출횟수(cnt), 아크전류데이타(data_pre)이고, 이 변수들의 초기값을 모두 '0'으로 설정한다. 그 다음 현재 진행중인 용접부분에서 발생하는 아크전류를 검출하는 아크센싱 프로그램을 수행한다(제 202단계).

여기서, 본 발명의 이해를 돕기 위해 먼저 도 3을 참조하여 앞서 언급한 아크센싱 프로그램을 상세히 설명하겠다.

도 3에서, 먼저 아크전류를 구하기 위한 데이터변수들을 초기설정한다(제 301단계). 즉, 샘플링횟수(sampling no) 및 아크전류 합산데이타(sum_data)변수의 초기값을 '0'으로 설정한다. 로봇제어기(40)는 로봇의 위빙동작수행중 발생되는 아크전류를 측정한다(제 302단계). 그리고, 측정된 아크전류에 실린 노이즈를 제거하기 위해 디지탈필터링을 한다(제 303단계). 그 다음 디지탈필터링된 아크전류를 데이타변수(data_pre)에 저장한다(제 304단계). 그리고, 초기값이 '0'으로 설정된 아크전류 합산데이타(sum_data)에 상기 304단계에서 구해진 아크전류데이타(data_pre)를 가산하여 아크전류합산데이타를 구한다(제 305단계). 그 다음 기설정된 샘플링횟수(m)가 되었는지 판단하여(제 306단계), 기설정된 샘플링횟수이면 아크전류검출프로그램을 종료하고, 기설정된 샘플링횟수가 아니면, 샘플링횟수를 '1'증가하고(제 307단계) 제 302단계로 돌아가 단계를 반복수행한다.

다시, 도 2로 돌아가 본 발명의 용접비드 검출방법에 대해 설명하겠다.

초기값이 '0'으로 설정된 위빙합산데이타(weav_sum_data)에 제 202단계에서 구해진 아크전류 합산데이타(sum_data)를 가산하여 위빙합산데이타(weav_sum_data)를 산출한다(제 203단계). 이 위빙합산데이타(weav_sum_data)의 신뢰도를 높이기 위해 위빙횟수(count)가 기설정된 횟수(n)인지 판단한다(제 204단계). 위빙횟수(count)가 n번이 아니면 위빙횟수를 1증가(제 205단계)하여 제 202단계로 돌아가 단계롤 반복수행한다. 위빙횟수가 n번이면 상술한 203단계에서 구해진 위빙합산데이타(weav_sum_data)를 위빙횟수(n)로 나누어 평균대표값(avg_data)를 구한다(제 206단계).

지금까지 구해진 평균대표값을 이용하여 현재 진행중인 용접부분의 비드유무 판단을 하기위해 다시 아크센싱 프로그램(도 3 참조)을 수행한다(제 207단계). 그 다음 206단계에서 구해진 평균대표값(avg_data)에 소정의 여유분(α)을 가산한 비드검출기준값(avg_data+α)을 산출하고, 이 산출된 비드검출기준값이 아크센싱 프로그램에서 구해진 아크전류 합산데이타(sum_data)보다 작거나 같은지 판단한다(제 208단계). 현재 검출된 용접부분의 아크전류값 즉, 아크전류 합산데이타(sum_data)가 상술한 단계들에서 구해진 비드검출 기준값(avg_data+α)보다 작으면 비드검출횟수를 '0'으로 리셋하고(제 209단계), 제 207단계로 돌아가 단계를 반복수행한다. 그러나, 아크전류 합산데이타(sum_data)가 비드검출 기준값(avg_data+α)보다 크거나 같으면 비드검출횟수(cnt)를 '1' 증가시킨다(제 210단계). 그 다음 비드검출횟수(cnt)가 기설정된 소정 횟수(i)인지 판단한다(제 211단계). 즉, 비드검출에 의해 나타나는 전류변화현상이 연속적으로 수차례 발생하는지 판단한다. 제 211단계에서 비드검출횟수가 기설정된 i이면, 용접비드가 존재하는 것으로 판단하여 용접을 중지시킨다(제 212단계). 그러나, 비드검출이 소정 횟수동안 연속적으로 일어나지 않으면, 제 207단계로 돌아가 단계를 반복수행한다.

상술한 바와같이, 본 발명에서는 용접자동화를 구현하기 위해 용접수행시 발생하는 아크전류를 검출하고, 이 아크전류를 이용하여 용접비드의 존재여부를 확인하기 때문에 시간이 절약되고, 별도의 시스템이 없이 소프트웨어의 실행만으로 간단하게 용접비드부분을 검출하여 용접끝점까지 가지않고 도중에 자동으로 용접을 중지시키는 잇점을 제공한다.

Claims

용접자동화시스템에서의 용접비드를 검출하기 위한 방법에 있어서,

상기 용접자동화시스템 로봇의 위빙동작수행중 발생되는 용접부분의 아크전류를 소정 샘플링시간마다 검출하는 용접전류검출단계;

기설정된 소정 횟수동안 상기 용접전류검출단계에서 검출된 아크전류를 이용하여 비드검출 기본값을 산출하는 비드검출 기본값산출단계; 및

상기 산출된 비드검출 기본값과 현재 검출된 아크전류값을 비교하여 상기 아크전류값의 전류변화 현상이 연속하여 소정 횟수동안 발생하면 용접비드가 존재하는 것으로 판단하여 용접수행을 중지하는 용접비드유무판단단계를 포함하는 용접비드 검출방법.
제 1항에 있어서, 상기 용접전류검출단계는 상기 검출된 아크전류의 노이즈를 제거하기 위해 디지탈필터링하는 것을 특징으로 하는 용접비드 검출방법.
제 2항에 있어서, 상기 용접전류검출단계는 상기 로봇의 위빙동작이 기설정된 횟수만큼 수행이 될 때까지 기설정된 샘플링시간마다 상기 디지탈필터링된 아크전류를 구하는 것을 특징으로 하는 용접비드 검출방법.
제 1항에 있어서, 상기 비드검출 기본값산출단계는 위빙횟수가 기설정된 소정 횟수에 도달할때까지 상기 용접전류검출단계에서 계산된 아크전류데이타들을 가산하여 위빙합산데이타를 구하고, 이 구해진 위빙합산데이타를 상기 위빙횟수로 나누어 평균을 구하고, 구해진 평균값에 소정의 여분값을 가산하여 비드검출 기본값을 산출하는 것을 특징으로 하는 용접비드 검출방법.
제 1항에 있어서, 상기 용접비드유무판단단계는 상기 비드검출 기본값과 상기 아크전류값을 비교하여 상기 비드검출 기본값이 아크전류값보다 작거나 같은 경우가 연속적으로 기설정된 소정 횟수만큼 검출될때에만 용접수행을 중지하는 것을 특징으로 하는 용접비드 검출방법.