KR20010010459A - An apparatus and method of estimating welding quality in al flash butt welding device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플레쉬버트 용접기에 관한 것으로, 특히 플레쉬버트 용접시 발생하는 플레쉬의 지속시간 분산값을 계산하여 품질지수를 산출함으로써 용접의 품질을 판정하는 플레쉬버트 용접기의 용접품질 판정장치 및 용접품질 판정방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flash butt welder, and more particularly, a welding quality judging device and a welding quality judging method for determining the quality of a weld by calculating a quality index by calculating a dispersion time of a flash generated during the flash butt welding. It is about.
일반적으로 제철소에서 생산된 열연코일은 한정된 길이를 갖고 있기 때문에 후속공정인 연속 냉연라인의 생산성을 높이고 품질의 균일성을 확보하기 위하여 코일과 코일의 용접이 제철냉연라인 입측에서 실행되고 있다. 코일을 용접하는 방법으로는 여러가지 방법이 있지만 현재 가장 많이 사용하는 것이 프래쉬버트 용접(flash butt welding)방법이다. 이 플레쉬버트 용접방법에서는 2개의 코일에 대전류를 인가하면서 서로 접촉시킴으로써 코일을 용접한다. 2개의 코일에 대전류를 인가함에 따라 서로 접근하는 코일 사이에 방전이 발생하게 되어 코일에 열이 가해지고 코일에 적당한 압력을 가함에 따라 접촉하는 코일이 서로 용접된다.In general, hot rolled coils produced in steel mills have a limited length, so that the coils and the welding of the coils are performed at the steel cold rolling line in order to increase the productivity of the continuous cold rolling line and to ensure the uniformity of quality. There are many ways to weld a coil, but the most popular one is flash butt welding. In this flash butt welding method, coils are welded by contacting each other while applying a large current to the two coils. As a large current is applied to the two coils, a discharge is generated between the coils approaching each other so that heat is applied to the coils and the coils in contact with each other are welded to each other by applying an appropriate pressure to the coils.
이러한 플레쉬버트 용접방법은 제철소에서의 코일의 용접에 사용될 뿐만 아니라 파이프제조라인에서도 적용되는 것으로 산업계 전반에 걸쳐서 폭 넓게 사용되는 방법이다.Such a flash butt welding method is not only used for welding coils in steel mills but also applied to pipe manufacturing lines, and is widely used throughout the industry.
그러나, 상기 플레쉬버트 용접방법에는 결함이 존재한다. 이 결함은 크게 금속학적인 결함과 기계적인 결함으로 나눌 수 있는데, 금속학적인 결함은 2개의 용접 대상물질 사이로의 산화물 침투, 열영향부의 연화, 열영향부의 크랙 등에 기인하고 기계학적인 결함은 용접부의 강도부족, 청결불량 및 트리밍 불량 등에 기인한다.However, there is a defect in the flash butt welding method. These defects can be divided into metallurgical defects and mechanical defects. The metallurgical defects are caused by oxide penetration between the two welding target materials, softening of the heat affected zone, and cracking of the heat affected zone. It is due to lack of strength, poor cleanliness and poor trimming.
이들 결함들중 산화물 침투와 균열 및 용접부 강도부족과 같은 결함들은 외관상으로 쉽게 알 수 없기 때문에 용접후에 설비파손을 초래하는 경우가 많았다. 또한, 이들 결함들은 용접중에 적절하게 용접공정변수들을 조절하면 크게 줄어들 수 있다. 따라서, 이러한 용접부 결함을 용접공정중에 관측하거나 예측하고자 하는 많은 시도가 있었다. 이러한 예로서는 전압, 전류, 이송량 등과 같은 공정변수를 검출하거나 또는 용접중 발생하는 불꽃의 광량을 검출하여 플레쉬버트 용접부의 공정 모니터링에 이용하려는 시도가 있었다.Among these defects, defects such as oxide penetration, cracking, and lack of weld strength were often not easily seen, and thus often resulted in equipment damage after welding. In addition, these defects can be greatly reduced by adjusting the welding process parameters appropriately during welding. Therefore, many attempts have been made to observe or predict such weld defects during the welding process. As an example, there have been attempts to detect process variables such as voltage, current, transfer amount, or the like, or to detect a light amount of sparks generated during welding and to use it for process monitoring of a flash butt weld.
일본국 특개소 제52-130455호에서는 플레쉬버트 용접중 용접전압을 측정하여 설정전압과 비교해서 그 차 만큼을 펄스발생회로에 의해서 가산하는 방법을 이용하였다. 그러나, 이 방법은 소재의 종류와 두께 및 폭에 따라 적절한 용접전압을 가해야만 하는데 정전류공급을 위해서는 용접전압의 변동은 불가피하고 용접품질의 변동을 피할 수 없는 단점을 가지고 있었다.In Japanese Patent Laid-Open No. 52-130455, a method of measuring welding voltage during flash butt welding and comparing the set voltage with the difference is added by the pulse generating circuit. However, this method requires the appropriate welding voltage according to the type, thickness and width of the material. For constant current supply, the welding voltage is inevitable and the welding quality cannot be avoided.
또한, 일본국 특개평 제2-15883호에서는 포토다이오드, 광학계 및 관련된 전자회로를 이용하여 플레쉬 발생횟수만을 검출하여 품질모니터링에 적용하였다. 그러나, 상기 방법에서는 용접속도를 느리게 하거나 전류를 낮게 하면 플레쉬 발생횟수가 적어지고 반대로 용접속도를 빠르게 하거나 전류를 높게 하면 플레쉬 발행횟수가 많아지기 때문에 용접부 결함의 발생이 증가하는 단점이 있었다. 그러므로, 플레쉬 발생횟수 자체만으로는 용접품질을 판정하는데에는 어려움이 있었다. 더욱이, 포토다이오드 및 전자회로를 대전류가 흐르는 용접기내에 설치하기 때문에 상기 포토다이오드와 전자회로가 전자기 잡음에 노출되어 정확한 판정이 더욱 어렵게 되는 문제도 있었다.In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 2-15883 uses only a photodiode, an optical system, and an associated electronic circuit to detect only the number of flash occurrences and apply it to quality monitoring. However, in the above method, if the welding speed is lowered or the current is lowered, the number of flashes is generated less. On the contrary, if the welding speed is increased or the current is increased, the number of flashes is increased, the weld defects increase. Therefore, it was difficult to determine the welding quality only by the number of flash occurrences. In addition, since the photodiode and the electronic circuit are installed in a welding machine through which a large current flows, there is also a problem that the photodiode and the electronic circuit are exposed to electromagnetic noise, making accurate determination more difficult.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 플레쉬버트 용접시 피용접재에서 발생하는 플레쉬를 전기신호로 변환하여 플레쉬지속시간을 산출하고 이 플레쉬지속시간의 편차값을 계산함으로써 외부환경이나 피용접재의 재질에 의해 영향받지 않고 항상 정확한 품질을 판정할 수 있는 플레쉬버트 용접기의 용접품질 판정장치 및 용접품질 판정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, by converting the flash generated from the welded material to the electric signal during the welding of the welding butt to calculate the flash duration and calculate the deviation value of the flash duration, the external environment or welded An object of the present invention is to provide a welding quality judging device and a welding quality judging method of a flash butt welder which can always determine accurate quality without being affected by the material of the ash.
본 발명의 다른 목적은 품질판정장치를 광섬유를 통해 외부에 설치함으로써 용접시 인가되는 대전류에 의한 전자기잡음에 영향을 받지 않는 플레쉬버트 용접기의 용접품질 판정장치 및 용접품질 판정방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a welding quality determination device and a welding quality determination method of a flash butt welder which is not affected by electromagnetic noise due to the large current applied during welding by installing the quality determination device externally through the optical fiber.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 플레쉬버트 용접기의 용접품질 판정장치는 플레쉬버트 용접기 내에 설치되어 용접시 발생하는 플레쉬를 집광하는 집광렌즈와, 광섬유를 통해 상기 집광렌즈에 연결되어 광섬유를 통해 입력되는 광신호를 전기신호를 변화시키는 포토다이오드와, 상기 포토다이오드로부터 입력되는 전기신호를 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부에 연결되어 증폭부로부터 입력되는 전기신호의 피크를 검출하는 피크검출부와, 상기 증폭부에 연결되어 증폭부로부터 입력되는 전기신호의 진폭의 평균값을 구하는 평균회로부와, 상기 증폭부 및 평균회로부에 연결되어 상기 증폭부와 평균회로부로부터 각각 입력되는 전기신호와 진폭의 평균값을 비교하여 전기신호의 하이레벨과 로우레벨의 신호를 검출하는 비교부와, 상기 비교부에 연결되어 입력되는 전기신호의 하이레벨과 로우레벨의 리딩에지 및 트레일링에지를 검출하여 상기 하이레벨과 로우레벨의 구간을 산출하는 리딩에지 검출부 및 트레일링에지 검출부와, 하이레벨 및 로우레벨의 구간에 대한 시간을 산출하도록 기준펄스를 공급하는 기준펄스 발생부와, 상기 기준펄스 발생부로부터 공급되는 기준펄스를 기초로하여 용접시의 플레쉬지속시간을 산출하는 플레쉬지속시간 측정회로부와, 산출된 플레쉬지속시간을 기초로해서 플레쉬지속시간에 대한 분산값을 계산하고 품질지수를 산출하여 플레쉬버트 용접의 품질을 판정하는 마이크로프로세서로 구성된다,In order to achieve the above object, the welding quality judging apparatus of the flash butt welder according to the present invention is installed in the flash butt welder and the condenser lens for condensing the flash generated during welding, and the optical fiber is connected to the condenser lens through the optical fiber A photodiode for changing an electrical signal into an optical signal input through the photodiode, an amplifier for amplifying an electrical signal input from the photodiode, and a peak detector connected to the amplifier for detecting peaks of the electrical signal input from the amplifier An average circuit unit connected to the amplifying unit to obtain an average value of the amplitudes of the electrical signals input from the amplifying unit, and an average value of the electrical signals and amplitudes respectively connected to the amplifying unit and the average circuit unit and input from the amplifying unit and the average circuit unit, respectively; A comparator for detecting a high level signal and a low level signal of the electric signal by comparing A leading edge detector and a trailing edge detector for detecting a high level and a low level leading edge and a trailing edge of an electrical signal connected to a comparator and calculating a section between the high level and the low level; A reference pulse generator for supplying a reference pulse to calculate a time for a section of the level, a flash duration measuring circuit unit for calculating a flash duration in welding based on the reference pulse supplied from the reference pulse generator; Based on the calculated flash duration, it is composed of a microprocessor that calculates the dispersion value for the flash duration and calculates the quality index to determine the quality of the flashbutt welding.
또한, 본 발명에 따른 플레쉬버트 용접기의 용접품질 평가방법은 플레쉬버트 용접시 발생하는 플레쉬를 전기신호로 변환하는 단계와, 변환된 전기신호의 평균값을 산출하여 전기신호와 비교함으로써 하이레벨과 로우레벨로 이루어진 디지털화된 신호로 변환하는 단계와, 상기 디지털화된 신호의 리딩에지와 트레일링에지를 검출하여 플레쉬지속시간을 산출하는 단계와, 상기 플레쉬지속시간의 분산값을 산출하는 단계와, 기준품질지수를 기초로하여 플레쉬버트 용접의 품질지수를 계산하는 단계와, 상기 품질지수에 따라 플레쉬버트 용접의 품질을 판정하는 단계로 구성된다.In addition, the welding quality evaluation method of the flash butt welder according to the present invention comprises the steps of converting the flash generated during the flash butt welding into an electrical signal, by calculating the average value of the converted electrical signal to compare with the electrical signal high level and low level Converting into a digitized signal comprising: calculating a flash duration by detecting leading and trailing edges of the digitized signal; calculating a dispersion value of the flash duration; and a reference quality index Calculating a quality index of the flash butt welding, and determining the quality of the flash butt welding according to the quality index.
플레쉬지속시간의 분산값(σ)은 다음식The dispersion value (σ) of the flash duration is
에 따라 산출되며(여기서, X는 플레쉬지속시간, μ는 플레쉬지속시간의 평균값), 플레쉬트 용접의 품질지수는 다음식에 의해 산출된다.(Where X is the flash duration and μ is the average value of the flash duration), and the quality index of the flash welding is calculated by the following equation.
단, α+β+γ=1이고, 기준품질지수 μ0, A0및σ0 2는 각각 플레쉬광량의 평균값, 플레쉬광량의 진폭 및 플레쉬지속 시간.However, α + β + γ = 1, and reference quality indices μ 0 , A 0 and σ 0 2 are the average value of the amount of flash light, the amplitude of the flash light amount, and the flash duration.
상기한 플레쉬버트 용접의 품질지수가 1 이상인 경우에는 용접품질이 양호한 것이라 판단하고 1 미만인 경우에는 용접품질이 불량으로 판정한다.When the quality index of the above-described flash butt welding is 1 or more, it is determined that the welding quality is good, and when it is less than 1, the welding quality is determined to be poor.
도 1은 본 발명에 따른 플레쉬버트 용접기의 용접품질 판정장치의 개략도.1 is a schematic diagram of a welding quality determination apparatus of a flash butt welder according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 용접품질 판정장치의 상세블럭도.Figure 2 is a detailed block diagram of the welding quality determination apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 플레쉬버트 용접기의 용접품질을 판정하는 방법을 나타내는 플로우챠트.Figure 3 is a flow chart showing a method for determining the welding quality of the flash butt welder according to the present invention.
- 도면부호의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 --Brief description of the symbols for the main parts of the drawings.
100 : 용접품질 판정장치 105 : 포토다이오드100: welding quality judging device 105: photodiode
108 : 집광렌즈 112 : 증폭부108: condenser lens 112: amplifying unit
114 : 피크검출부 116 : 평균회로부114: peak detection section 116: average circuit section
118 : 비교부 120 : 리딩에지 검출부118: comparison unit 120: leading edge detection unit
122 : 트레일링에지 검출부 124 : 기준펄수 발생부122: trailing edge detector 124: reference pulse generator
126 : 플레쉬지속시간 측정회로부 130 : 마이크로프로세서126: flash duration measurement circuit unit 130: microprocessor
132 : 기준품질지수 설정부132: reference quality index setting unit
일반적으로 플레쉬버트 용접시 피용접재에 방전에 의한 열이 발생하여 피용접재가 용융되어 비산된다. 용접부의 품질을 높이기기 위해서는 가능한한 미세한 플레쉬를 폭방향으로 고르게 발생시켜야만 한다. 미세한 플레쉬를 발생시키면, 비산되는 금속입자가 미세하기 때문에 단면에 생기는 크레이터(creater)가 작게 되어, 용접시 산화물 등이 접합면에 잔류하는 가능성이 작게 되어 용접부의 품질향상을 기대할 수 있다.In general, heat is generated by discharge in the welded material during the welding of the flash butt, and the welded material is melted and scattered. In order to improve the quality of the weld, it is necessary to generate as small a fine flash as possible in the width direction. When a fine flash is generated, the metal particles to be scattered are fine, so that a crater generated in the cross section becomes small, and the possibility of oxides or the like remaining on the joint surface during welding becomes small, so that the quality of the weld can be expected.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 용접시 발생하는 플레쉬광량을 검출함으로써 용접부의 품질을 판정한다. 즉, 플레쉬 광량신호를 계측하여 플레쉬가 지속되는 시간이 얼마 만큼 주기적이고 고르게 진행되는지를 감지하기 위하여 플레쉬 지속시간과 비플레쉬 지속시간의 분산, 플레쉬광량의 평균값과 진폭을 각각 계산한다. 계산된 플레쉬광량의 평균값과 진폭 및 플레쉬 지속시간의 분산값이 크다면 플레쉬가 고르게 발생하지 않았다는 것을 의미하고, 반대로 플레쉬 광량의 평균값과 진폭 및 플레쉬 지속시간의 분산값이 작다면 고르게 플레쉬가 발생하여 용접부 품질이 양호하다는 것을 의미한다.In view of the above, the present invention determines the quality of the welded portion by detecting the amount of flash light generated during welding. In other words, the flash light quantity signal is measured to calculate how long the flash is sustained and evenly and calculates the variance of the flash duration, the non-flash duration, and the average value and amplitude of the flash quantity. If the average value of the calculated amount of flash light and the dispersion value of the amplitude and the flash duration are large, it means that the flash did not occur evenly. It means that the weld quality is good.
또한, 본 발명에서는 플레쉬를 감지하는 포토다이오드(photo-diode)와 플레쉬광량을 검출하는 회로를 용접기 외부에 설치하여 상기 포토다이오드와 회로가 대전류의 인가시 전자기잡음에 노출되는 것을 방지하였다. 도 1에 이러한 장치가 도시되어 있다.In addition, in the present invention, a photodiode for detecting a flash and a circuit for detecting the amount of flash light are installed outside the welding machine to prevent the photodiode and the circuit from being exposed to electromagnetic noise when a large current is applied. This apparatus is shown in FIG. 1.
도면을 살펴보면, 피용접재(1)에는 전극(2)이 설치되어 대전류가 인가되고 있다. 피용접재가 서로 접근함에 따라 피용접재 사이에는 플레쉬가 발생하게 되고 이 플레쉬의 광이 집광렌즈(3)를 통해 모이게 된다. 상기 집광렌즈(3)는 광섬유(4)를 통해 용접품질 판정장치(10)에 연결되어 있다. 상기 용접품질 판정장치(10)는 입력된 플레쉬, 즉 광신호를 전기적 신호로 변환한 후 처리하여 플레쉬버트 용접의 품질을 판정한다.Referring to the drawings, the electrode 2 is provided on the welded material 1 and a large current is applied thereto. As the to-be-welded materials approach each other, a flash is generated between the to-be-welded materials, and the light of the flashes is collected through the condensing lens 3. The condenser lens 3 is connected to the welding quality determining apparatus 10 through the optical fiber 4. The welding quality judging device 10 converts the input flash, that is, the optical signal into an electrical signal, and processes the same to determine the quality of the flash butt welding.
도 2에 상기한 용접품질 판정장치가 도시되어 있다. 도면에 도시한 바와 같이, 광섬유(4)를 통해 전달되는 플레쉬, 즉 광신호는 집광렌즈(108)에 의해 집광되어 포토다이오드(105)에 입력된다. 포토다이오드(105)에 입력된 광신호는 전기적 신호로 변환된 후 증폭부(112)에 의해 증폭되어 피크검출부(114), 평균회로부(118) 및 비교부(118)에 입력된다. 피크검출부(114)는 입력되는 전기적 신호의 피크를 검출하여 이를 마이크로프로세서(130)로 출력한다. 전기적 신호의 피크는 전기신호의 진폭을 나타내는 것으로 용접시 플레쉬가 발생했다는 것을 의미한다. 따라서, 마이크로프로세서(130)는 상기 피크검출부(114)에서 입력되는 피크를 기초로 하여 전기적 신호의 진폭을 검출하고 플레쉬 횟수를 산출한다.2 shows a welding quality determining apparatus as described above. As shown in the figure, a flash, ie, an optical signal, transmitted through the optical fiber 4 is collected by the condenser lens 108 and input to the photodiode 105. The optical signal input to the photodiode 105 is converted into an electrical signal and then amplified by the amplifier 112 and input to the peak detector 114, the average circuit unit 118, and the comparison unit 118. The peak detector 114 detects a peak of an input electrical signal and outputs it to the microprocessor 130. The peak of the electrical signal represents the amplitude of the electrical signal, which means that a flash occurred during welding. Therefore, the microprocessor 130 detects the amplitude of the electrical signal and calculates the number of flashes based on the peak input from the peak detector 114.
평균회로부(116)에 입력된 전기적 신호는 그 진폭의 평균값이 구해진 후 비교부(118)로 입력된다. 비교부(118)에서는 상기 평균회로부(116)로부터 입력되는 평균값과 증폭부(112)를 통해 입력되는 전기적 신호를 비교하여 전기적 신호를 디지털화한다. 즉, 증폭부(112)로부터 입력되는 신호가 평균값 보다 큰 경우에는 플레쉬가 발생한 경우로서 이를 하이(high)신호로 출력하고 평균값 보다 작은 경우에는 플레쉬가 발생하지 않은 경우로서 이를 로우(low)신호로 출력한다.The electrical signal input to the average circuit unit 116 is input to the comparison unit 118 after the average value of the amplitude is obtained. The comparison unit 118 digitizes the electrical signal by comparing the average value input from the average circuit unit 116 with the electrical signal input through the amplification unit 112. That is, when the signal input from the amplifying unit 112 is larger than the average value, a flash is generated and a high signal is output. If the signal is smaller than the average value, the flash is not generated as a low signal. Output
이 디지털화된 신호는 리딩에지(leading edge) 검출부(120) 및 트레일링에지(trailing edge) 검출부(122)로 입력되어 리딩에지 및 트레일링에지가 검출된 후 플레쉬지속시간 측정회로부(126)로 입력된다.The digitized signal is input to the leading edge detector 120 and the trailing edge detector 122 to detect the leading edge and the trailing edge and then to the flash duration measuring circuit 126. do.
플레쉬지속시간 측정회로부(126)에서는 리딩에지 검출부(120)와 트레일링에지 검출부(122)로부터 각각 입력되는 리딩에지와 트레일링에지에 의해 디지털화된 신호의 하이레벨 구간 및 로우레벨 구간을 검출하고 기준펄스 발생부(124)로부터 입력되는 기준펄스를 기초로 하여 하이레벨의 지속시간과 로우레벨의 지속시간, 즉 플레쉬의 지속시간과 플레쉬가 발생하지 않는 시간을 측정한다. 측정된 플레쉬의 지속시간 데이터는 래치(128)에서 유지된 후 마이크로프로세서(130)에 입력된다.The flash duration measuring circuit unit 126 detects the high level section and the low level section of the digitized signal by the leading and trailing edges respectively input from the leading edge detector 120 and the trailing edge detector 122. On the basis of the reference pulse input from the pulse generator 124, the duration of the high level and the duration of the low level, that is, the duration of the flash and the time of no flash are measured. The measured duration data of the flash is held in latch 128 and then input to microprocessor 130.
마이크로프로세서(130)는 입력되는 측정된 플레쉬 지속시간을 기초로하여 전체 공정에 대한 플레쉬 지속시간의 평균값을 구하고 그 분산값을 구한다. 또한, 기준품질지수 설정부(32)로부터 입력되는 기준값을 바탕으로 플레쉬버트 용접의 품질지수를 산출한 후 이를 결과표시(134)를 통해 표시한다.The microprocessor 130 calculates an average value of the flash durations for the entire process and calculates the variance thereof based on the measured flash durations input. In addition, after calculating the quality index of the flash butt welding based on the reference value input from the reference quality index setting unit 32 and displays it through the result display (134).
도 3은 본 발명에 따른 플레쉬버트 용접품질 판정방법을 나타내는 도면으로서, 이를 참조하여 다음에 용접품질 판정방법을 설명한다.3 is a view showing a flash butt welding quality determination method according to the present invention, with reference to this will be described a welding quality determination method.
우선 도 3에 도시된 바와 같이, 피용접재에 대전류가 인가되어 플레쉬버트용접이 시작되면 포토다이오드(105)로 입력된 후 증폭부(112)에 의해 증폭된 전기적 신호의 피크가 피크검출부(114)에 검출되고 이어서 검출된 피크가 마이크로프로세서(130)에 입력된다(S1,S2). 또한, 증폭부(116)에 의해 증폭된 신호는 평균회로부(116)에 의해 평균값이 구해진 후 마이크로프로세서(130)에 입력된다(S3).First, as shown in FIG. 3, when a large current is applied to the material to be welded to start the flash butt welding, the peak of the electrical signal amplified by the amplifier 112 after being input to the photodiode 105 is detected. ) And then detected peaks are input to the microprocessor 130 (S1, S2). In addition, the signal amplified by the amplifier 116 is input to the microprocessor 130 after the average value is obtained by the average circuit 116 (S3).
그후, 플레쉬지속시간 측정회로부(126)에 의해 리딩에지신호와 트레일링에지신호 및 기준펄스를 기초로하여 플레쉬지속시간이 산출된 후 마이크로프로세서(130)로 입력되고 그 결과가 저장된다(S4,S5).Thereafter, the flash duration measurement circuit unit 126 calculates the flash duration based on the leading edge signal, the trailing edge signal, and the reference pulse, and then inputs the result to the microprocessor 130 (S4,). S5).
이러한 플레쉬지속시간의 산출은 용접이 종료할 때까지 계속된다. 즉, 플레쉬버트 용접의 시작부터 종료시까지 계속되어 용접중의 모든 플레쉬지속시간이 산출된다(S6).The calculation of the flash duration is continued until the welding is finished. In other words, all the flash durations during welding are calculated from the start of the flash butt welding to the end (S6).
마이크로프로세서(130)에서는 입력된 플레쉬지속시간에 의해 다음의 수학식 1과 같이 플레쉬지속시간 분산값을 계산한다(S7)The microprocessor 130 calculates a flash duration variance value based on the input flash duration as shown in Equation 1 below (S7).
여기서, σ는 플레쉬지속시간의 분산을 나타내고 X는 플레쉬지속시간을 나타내며, μ는 플레쉬지속시간의 평균을 나타낸다.Is the variance of the flash duration, X represents the flash duration, and μ represents the average of the flash durations.
플레쉬지속시간의 분산은 플레쉬버트 용접의 품질판정의 가장 기본이 되는 인자이다. 즉, 분산이 크면 플레쉬가 주기적으로 발생하지 않는다는 것을 의미하기 때문에 용접부의 품질이 불량하게 되며, 반대로 분산이 작으면 플레쉬가 주기적으로 발생했다는 것을 의미하기 때문에 용접부의 품질이 양호하다는 것을 의미한다.The dispersion of flash duration is the most important factor in the quality determination of flash butt welding. That is, if the dispersion is large, the quality of the weld is poor because the flash does not occur periodically. On the contrary, the dispersion is small, which means that the quality of the weld is good because the flash is generated periodically.
이후, 마이크로프로세서(130)는 기준품질지수 설정부(132)로부터 입력되는 기준 설정값을 기초로 하여 수학식 2와 같은 품질지수를 산출한다(S8,S9)Thereafter, the microprocessor 130 calculates a quality index as shown in Equation 2 based on the reference set value input from the reference quality index setting unit 132 (S8, S9).
여기서, μ0, A0, σ0 2는 기준품질지수 설정부(132)로부터 입력되는 기준 설정값으로서, 이것들은 모두 실험적으로 구해진 설정값이다. 이때, α+β+γ=1로서, μ0는 플레쉬광량의 평균값이고 A0는 플레쉬광량의 진폭이며 σ0 2는 플레쉬지속 시간의 분산값이다.Here, mu 0 , A 0 , sigma 0 2 are reference setting values input from the reference quality index setting unit 132, and these are all setting values obtained experimentally. At this time, as α + β + γ = 1, μ 0 is an average value of the flash light amount, A 0 is an amplitude of the flash light amount, and σ 0 2 is a dispersion value of the flash duration.
이 산출된 품질지수(Wq)를 기초로하여 마이크로프로세서(130)가 현재의 플레쉬버트용접의 품질을 판정한 후 이를 표시부(134)를 통해 외부로 표시한다. 즉, 품질지수(Wq)가 1 이상인 경우에는 품질지수가 양호한 것으로 판단하고 1 미만인 경우에는 불량으로 판단한다.Based on the calculated quality index Wq, the microprocessor 130 determines the quality of the current flash butt welding and displays it externally through the display unit 134. That is, if the quality index (Wq) is 1 or more, it is determined that the quality index is good, and if it is less than 1, it is determined to be bad.
본 발명에 따른 플레쉬버트 용접기의 용접품질 판정장치 및 용접품질 판정방법은 용접시 발생하는 플레쉬의 발생에 대한 분산값을 계산하여 품질지수를 산출하기 때문에 외부환경이나 피용접재의 상태 등의 변화에 관계없이 항상 정확하게 품질을 판정할 수 있게 된다. 또한, 플레쉬를 계측하여 처리하는 품질판정장치가 용접기 외부에 설치되어 있기 때문에 대전류의 인가에 의한 전자기간섭에 영향을 받지 않게 되어 더욱 정확한 판정이 가능하게 된다.The welding quality judging device and the welding quality judging method of the flash butt welder according to the present invention are related to changes in the external environment, the state of the welded material, etc., because the quality index is calculated by calculating the dispersion value for the generation of the flash generated during welding. You can always judge the quality accurately. In addition, since the quality determining device for measuring and processing the flash is provided outside the welding machine, it is not influenced by the electromagnetic interference caused by the application of a large current, thereby making it possible to make a more accurate determination.
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