KR200194305Y1 - Apparatus for diagonizing a current/voltage detection circuit in a spot welder - Google Patents
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Abstract
본 고안은 스폿 용접기의 용접 동작간의 기간동안 2 차 전류의 적분값을 검출하여 전류/전압 검출 회로의 이상 상태를 검출하는 장치에 관한 것으로, 본 고안의 장치는 상기 검출된 2 차 전류값을 증폭하여 전압 레벨로 출력하는 증폭기; 다수의 기준 전압을 선택적으로 제공하는 기준 전압 발생부; 상기 증폭기의 출력값과 상기 기준 전압 발생부에 의해 선택된 전압값의 합산값을 일정한 적분 기간동안 적분하여 적분된 값을 생성하는 적분기; 상기 적분기의 출력을 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환기; 상기 A/D 변환기로 부터 제공된 디지탈 신호와 기설정 기준 값과의 차값의 변동 범위에 따라 상기 적분기의 이상 상태를 검출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a device for detecting an abnormal state of a current / voltage detection circuit by detecting an integral value of a secondary current during a period between welding operations of a spot welder, and the device of the present invention amplifies the detected secondary current value. An amplifier for outputting at a voltage level; A reference voltage generator selectively providing a plurality of reference voltages; An integrator which integrates the sum of the output value of the amplifier and the voltage value selected by the reference voltage generator for a predetermined integration period to generate an integrated value; An A / D converter converting the output of the integrator into a digital signal; And a controller for detecting an abnormal state of the integrator according to a variation range of a difference value between the digital signal provided from the A / D converter and a preset reference value.
따라서 전류/전압 검출 회로의 고장 여부를 판단함으로써, 안전 사고의 예방 및 유지/보수 사항에 신속히 대처할 수 있다.Therefore, by determining whether the current / voltage detection circuit is broken, it is possible to quickly cope with the prevention and maintenance of the safety accident.
Description
본 고안은 스폿(spot) 용접기에 관한 것으로, 특히 스폿 용접기에서 2 차 전류/전압을 검출하는 전류/전압 검출 회로의 고장 진단 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spot welder, and more particularly to a failure diagnosis apparatus of the current / voltage detection circuit for detecting the secondary current / voltage in the spot welder.
스폿 용접은 두 장 또는 그 이상의 얇은 박판의 모재를 전극 사이에 공기압으로 압착시킨 상태에서 큰 전류(8,000 ~ 30,OOOA)를 공급하여 모재 사이에 발생하는 접촉 및 압축 저항을 이용한 주울열로 모재의 접촉부를 용융 접합시키는 단순하면서도 깨끗한 접합부를 얻을 수 있는 용접 방법이다.Spot welding is a joule heat using contact and compression resistance generated between the base materials by supplying a large current (8,000 ~ 30, OOOA) while pressing two or more thin sheets of base material by air pressure between the electrodes. It is a welding method which can obtain the simple and clean joint which melt-bonds a contact part.
제1도에는 스폿 용접 방식을 이용하는 스폿 용접기의 개략적인 블록도가 도시된다. 스폿 용접기는 스폿 용접기에 필요 전원을 공급하고 전원 전압을 감시하는 전력 회로(10), 다이리스터(thyristor)로 구성된 전력 소자(20), 다이리스터(20)의 게이트에 전압을 인가해주고 점화 시기를 제어하는 점화 회로(30), 스폿 용접기에서 사용하는 용접 파라미터 및 여러 가지 용접 변수값을 저장하는 RAM과 같은 메모리(40), 용접시 발생하는 용접 전류 및 전압을 각기 트로이달(troidal) 센서(55)와 양단 전극(110, 120)을 통하여 검출하여 모니터링하는 전류/전압 검출 회로(50), 원격 조작패널(70)과 시리얼 통신을 하는 인터페이스 회로(60), 스폿 용접기를 제어하는 제어부(90)를 포함한다.1 shows a schematic block diagram of a spot welder using the spot welding method. The spot welder applies a voltage to the gate of the power circuit 20 composed of the thyristor and the power circuit 10 for supplying the necessary power to the spot welder and monitoring the power supply voltage, and the gate of the thyristor 20 and ignition timing. A memory 40 such as an ignition circuit 30 for controlling, a welding parameter used in a spot welder, and a RAM for storing various welding parameter values, and a troidal sensor 55 for welding current and voltage generated during welding, respectively. And a current / voltage detection circuit 50 for detecting and monitoring through the electrodes 110 and 120, an interface circuit 60 for serial communication with the remote control panel 70, and a controller 90 for controlling a spot welder. It includes.
도시된 바와같이, 부재(200)를 용접하기 위한 전극(110, 120)에는 트랜스포머(100)를 통하여 전류가 제공된다. 여기서, 스폿 용접에 사용되는 전원은 교류 220V, 380V, 440V가 일반적인데, 이를 큰 권수비의 변압기로 강하시켜 높은 전류를 얻게 된다. 즉, 트랜스포머의 1, 2 차측 전력은 항상 일정하므로 1 차측의 전압을 변압기로 강하시켜 2 차측에서 높은 전류를 발생시킨다. 따라서, 2 차측에서 두 전극 사이에 걸리는 전압은 1 내지 2V 정도로 낮아지게 된다. 이때 2 차측에서 얻을 수 있는 전류 통전량은 다이리스터 전력 소자(20)로 인가되는 교류 전원의 통전 시기를 결정 하므로써 제어된다.As shown, current is provided through the transformer 100 to the electrodes 110 and 120 for welding the member 200. In this case, the power source used for spot welding is AC 220V, 380V, 440V, which is generally lowered by a large turns ratio transformer to obtain a high current. That is, since the primary and secondary power of the transformer is always constant, the voltage on the primary side drops to the transformer to generate a high current on the secondary side. Therefore, the voltage applied between the two electrodes on the secondary side is lowered by about 1 to 2V. At this time, the current carrying amount obtained from the secondary side is controlled by determining the energizing time of the AC power applied to the thyristor power device 20.
상술한 구성의 스폿 용접기의 전류/전압 검출 회로(50)는 용접 품질을 유지하기 위하여 용접 전류와 용접 전압을 실시간으로 측정하여 용접 전원을 제어하는 데이터로 사용하고 있으며, 용접전원을 제어하는 프로그램의 편의를 위하여 용접 전류와 용접 전압의 순시치 뿐만 아니라 1 차 입력 전원 주파수의 반 사이클 동안의 용접 전류의 적분값과 용접 전압의 적분값을 측정하는 적분기를 사용하고 있다.The current / voltage detection circuit 50 of the spot welder of the above-described configuration is used as data for controlling welding power by measuring welding current and welding voltage in real time in order to maintain welding quality. For the sake of convenience, an integrator is used to measure the integral of the weld current and the weld voltage during half a cycle of the primary input power frequency, as well as the instantaneous values of the weld current and weld voltage.
그러나, 종래 기술의 스폿 용접기는 전압/전류 검출 회로의 전압 및 전류 측정용 적분기가 정상적으로 동작하는지 확인할 수 있는 방법이 제시되어 있지 않기 때문에 적분기의 고장 발생시 이를 감지하지 못하는 경우 안전 사고의 우려 및 유지 보수시 고장 여부의 발견이 어려운 문제가 있었다.However, the spot welder of the prior art does not provide a method for verifying that the integrator for voltage and current measurement of the voltage / current detection circuit is operating normally. It was difficult to find out whether there was a failure.
그러므로, 본 고안은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 스폿 용접기의 전압/전류 검출 회로내 적분기의 고장을 진단할 수 있는 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a device capable of diagnosing a failure of an integrator in a voltage / current detection circuit of a spot welder.
제1도는 전형적인 스폿 용접기의 개략적인 블록도.1 is a schematic block diagram of a typical spot welder.
제2도는 제1도에 도시된 전류/전압 검출 회로의 고장 진단 장치의 상세 회로도.2 is a detailed circuit diagram of a failure diagnosis apparatus of the current / voltage detection circuit shown in FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 전력 회로 20 : 전력 소자10: power circuit 20: power device
30 : 점화 회로 40 : RAM30: ignition circuit 40: RAM
100 : 트랜스포머 130 : 증폭기100: transformer 130: amplifier
140 : 기준 전압 발생부 150 : 적분기140: reference voltage generator 150: integrator
상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따르면, 스풋 용접기의 용접 동작들사이의 기간동안 2차 전류의 적분값을 검출하는 전류/전압 검출 회로의 이상 상태를 검출하는 장치는 상기 검출된 2 차 전류값을 증폭하여 전압 레벨로 출력하는 증폭기; 다수의 기준 전압을 선택적으로 제공하는 기준 전압 발생부; 상기 증폭기의 출력값과 상기 기준 전압 발생부에 의해 선택된 전압값의 합산값을 일정한 적분 기간 동안 적분하여 적분된 값을 생성하는 적분기; 상기 적분기의 출력을 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환기; 상기 A/D 변환기(170)로부터 제공된 디지탈 신호와 기설정기준 값간의 차값의 변동 범위에 따라 상기 적분기의 이상 상태를 검출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above object, the apparatus for detecting an abnormal state of the current / voltage detection circuit for detecting the integral value of the secondary current during the period between the welding operations of the foot welder is the detected secondary current An amplifier for amplifying the value and outputting it at a voltage level; A reference voltage generator selectively providing a plurality of reference voltages; An integrator configured to integrate the sum of the output value of the amplifier and the voltage value selected by the reference voltage generator for a predetermined integration period to generate an integrated value; An A / D converter converting the output of the integrator into a digital signal; And an controller for detecting an abnormal state of the integrator according to a variation range of a difference value between the digital signal provided from the A / D converter 170 and a preset reference value.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 기준 전압 발생부는 다수의 기준전압을 생성하는 기준전압 생성 수단과 상기 스폿 용접기의 용접 동작 이후 새로운 용접 루틴을 시작하기 전까지의 기간동안 상기 적분기의 고장 진단을 위하여 상기 다수의 기준 전압 생성수단에서 발생되는 다수의 전압중의 하나를 선택적으로 상기 적분기로 출력하는 멀티플렉서를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the reference voltage generator is a plurality of reference voltage generating means for generating a plurality of reference voltages and after the welding operation of the spot welder for a period before the start of a new welding routine for the diagnosis of the plurality of integrator And a multiplexer for selectively outputting one of a plurality of voltages generated by the reference voltage generating means to the integrator.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도를 참조하면, 제1도에 도시된 전형적인 스폿 용접기에서 적분기의 고장을 진단할 수 있는 구성을 갖는 전압/전류 검출 장치의 고장 진단 장치의 상세 구성이 도시되며, 제1도 및 제2도와 관련하여 동일한 구성 요소는 동일한 참조 번호로서 인용될 것이다.Referring to FIG. 2, a detailed configuration of the failure diagnosis apparatus of the voltage / current detection apparatus having a configuration capable of diagnosing the failure of the integrator in the typical spot welder shown in FIG. 1 is shown. In the context of the drawings, like elements will be referred to by like reference numerals.
본 고안에 따른 전압/전류 검출 회로(50)는 증폭기(130), 적분기(150), 기준전압 발생부(140), 아날로그/디지탈(A/D) 변환기(170) 및 제어부(90)를 포함한다.The voltage / current detection circuit 50 according to the present invention includes an amplifier 130, an integrator 150, a reference voltage generator 140, an analog / digital (A / D) converter 170, and a controller 90. do.
증폭기(130)는 트로이달 센서(55)로부터 검출되는 전류값을 증폭하여 측정이 용이한 전압 레벨로 만들어 적분기(150)의 반전 단자(-)로 제공한다.The amplifier 130 amplifies the current value detected from the Troydal sensor 55 to a voltage level that is easy to measure, and provides it to the inverting terminal (-) of the integrator 150.
기준 전압 발생부(140)는 다수의 전원(142, 146)과 이들 전원에서 발생되는 전압을 선택하는 멀티플렉서(148)를 구비하며, 전류/전압 검출 장치(50)의 적분기(150)에 필요한 기준 전압을 선택적으로 제공하는 기능을 수행한다. 본 고안에 따르면, 전류/전압 검출 회로(50)는 스폿 용접기에서 용접 동작을 수행중에는 고장 진단을 수행하지 않고 통상의 전류 및 전압 검출 기능만을 수행하여야 한다. 이 경우, 기준 전압 발생부(140)는 제어부(90)의 제어하에 멀티플렉서(148)를 이용하여 접지에 연결된 “0” 볼트(V)의 전원 공급 라인을 선택한다. 반면에, 전류/전압 검출 회로(50)는 스폿 용접기에서 용접 동작을 종료한 이후에는 고장 진단을 수행하여야 한다. 이를 위하여 기준 전압 발생부(140)는 제어부(90)의 제어하에 멀티플렉서(148)를 이용하여 제1전원(142) 또는 제2전원(146)에 연결된 전원 공급 라인을 선택한다. 기준 전압 발생부(140)에 의해 선택된 기준 전압 레벨은 적분기(150)의 반전 단자(-)로 인가된다.The reference voltage generator 140 includes a plurality of power supplies 142 and 146 and a multiplexer 148 for selecting voltages generated from these power supplies, and the reference required for the integrator 150 of the current / voltage detection device 50. Function to provide voltage selectively. According to the present invention, the current / voltage detection circuit 50 should perform only a normal current and voltage detection function without performing a failure diagnosis during the welding operation in the spot welder. In this case, the reference voltage generator 140 selects a power supply line of “0” volts (V) connected to the ground by using the multiplexer 148 under the control of the controller 90. On the other hand, the current / voltage detection circuit 50 must perform a failure diagnosis after the welding operation in the spot welder. To this end, the reference voltage generator 140 selects a power supply line connected to the first power source 142 or the second power source 146 using the multiplexer 148 under the control of the controller 90. The reference voltage level selected by the reference voltage generator 140 is applied to the inverting terminal (−) of the integrator 150.
적분기(150)는 증폭기(130)의 출력값과 기준 전압 발생부(140)에 의해 선택된 전압값이 점(155)에서 합산된 값을 일정한 기간동안 적분하여 적분된 값을 A/D 변환기(170)로 제공한다. 본 고안에 따르면, 적분기(150)는 제어부(90)의 제어하에 적분값을 “0” 값으로 클리어하는 스위치(160)를 가지고 있다. 이 스위치(160)는 캐패시터의 양단을 단락시키는 아날로그 스위치를 포함할 수 있다.The integrator 150 integrates the sum of the output value of the amplifier 130 and the voltage value selected by the reference voltage generator 140 at the point 155 for a predetermined period of time and integrates the integrated value into the A / D converter 170. To provide. According to the present invention, the integrator 150 has a switch 160 for clearing the integral value to a "0" value under the control of the controller 90. The switch 160 may include an analog switch for shorting both ends of the capacitor.
A/D 변환기(170)는 적분기(150)에서 출력된 아날로그 전압을 디지탈 신호로 변환하여 제어부(90)로 제공한다.The A / D converter 170 converts the analog voltage output from the integrator 150 into a digital signal and provides it to the controller 90.
마이크로프로세서로 구현될 수 있는 제어부(90)는 A/D 변환기(170)로 부터 제공된 디지탈 신호를 이용하여 전류/전압 검출 회로(50)의 적분기의 고장을 진단한다.The controller 90, which may be implemented as a microprocessor, diagnoses the failure of the integrator of the current / voltage detection circuit 50 using the digital signal provided from the A / D converter 170.
이하, 본 고안의 동작은 다음과 같이 상세히 설명된다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail as follows.
본 고안에 따라 구성된 전류/전압 검출 회로(50)는 스폿 용접기의 용접 동작중에는 고장 진단 기능을 수행하지 않고 통상의 전류/전압 검출 동작을 수행한다.The current / voltage detection circuit 50 constructed according to the present invention performs a normal current / voltage detection operation without performing a failure diagnosis function during the welding operation of the spot welder.
따라서, 기준 전압 발생부(140)는 제어부(90)의 제어하에 OV 에 해당하는 전압을 선택하여 기준 전압으로서 적분기(150)로 제공한다. 적분기(150)는 증폭기(130)의 출력값과 OV의 기준 전압이 합산된 값을 적분한다. 이때, 기준 전압이 OV이므로 적분기(150)는 증폭기(130)의 출력값만을 적분하게 된다. 또한, A/D 변환기(170)는 적분기(150)의 출력을 디지탈 신호로서 변환하여 제어부(70)로 출력하게 되므로, 결국 기준 전압 발생부(140)의 영향이 없는 전류/전압 검출 회로의 전류 검출 기능만을 수행하게된다.Accordingly, the reference voltage generator 140 selects a voltage corresponding to OV under the control of the controller 90 and provides the voltage to the integrator 150 as a reference voltage. The integrator 150 integrates the sum of the output value of the amplifier 130 and the reference voltage of OV. At this time, since the reference voltage is OV, the integrator 150 integrates only the output value of the amplifier 130. In addition, since the A / D converter 170 converts the output of the integrator 150 as a digital signal and outputs it to the controller 70, the current of the current / voltage detection circuit without the influence of the reference voltage generator 140. Only the detection function will be performed.
이와 반대로, 본 고안에 따라 구성된 전류/전압 검출 회로(50)는 스폿 용접기의 용접 동작이후 새로운 용접 루틴을 시작하기 전까지의 기간동안 고장 진단 기능을 수행한다. 따라서, 기준 전압 발생부(140)는 제어부(90)의 제어하에 특정 전압, 예로, 1.6V 공급용 전원(142)을 멀티플렉서(148)를 이용하여 선택한다. 멀티플렉서(148)에 의해 선택된 1.6V 의 기준 전압은 적분기(150)로 제공된다.On the contrary, the current / voltage detection circuit 50 constructed in accordance with the present invention performs a failure diagnosis function for a period after the welding operation of the spot welder before starting a new welding routine. Accordingly, the reference voltage generator 140 selects a specific voltage, for example, a 1.6V power supply 142 using the multiplexer 148 under the control of the controller 90. The 1.6V reference voltage selected by the multiplexer 148 is provided to the integrator 150.
상술한 바와 마찬가지로, 적분기(150)는 증폭기(130)의 출력값과 1.6V의 기준전압이 합산된 값을 적분하는데, 현재 스폿 용접기는 용접 동작을 수행하지 않는 기간이므로 증폭기(130)의 출력은 거의 0에 가까운 값을 가지게 된다. 따라서, 적분기(150)는 기준 전압값 만을 적분하게 된다.As described above, the integrator 150 integrates the sum of the output value of the amplifier 130 and the reference voltage of 1.6 V. Since the spot welder does not perform a welding operation, the output of the amplifier 130 is almost It will have a value close to zero. Therefore, the integrator 150 integrates only the reference voltage value.
A/D 변환기(170)는 적분기(150)의 출력을 디지탈 신호로서 변환하여 제어부(90)로 출력하며, 제어부(90)는 변환된 디지탈 값을 기설정 기준 값과 비교하여 그 차이가 일정한 범위내에 있는지를 판단함으로써 적분기(150)의 고장을 진단하게 된다. 본 고안에 따르면, 상술한 기설정 기준 값은 현재 적분기(150)로 제공된 기준 전압, 적분기의 적분 시간 및 적분기 이득을 이용하여 설정된다. 즉, 기설정 기준 값은(적분기 이득 x 기준 전압 x 적분 시간)으로 규정된다. 예를 들어, 적분기의 이득이 1000 이고 기준 전압이 1.6V 이고, 적분 시간을 8ms 라고 가정하면, 적분이 종료된 시점에서의 적분기(150)의 출력은 “1000 × 1.6 × 8 × 10-3= 12.8V” 가 된다. 그러므로, 이 기설정 기준 값을 적분기(150)의 출력 값과 비교한 차값이 일정한 범위내에 있는지를 판단하여 전류/전압 검출 회로(50)내 적분기의 고장 여부를 검출할 수 있게된다.The A / D converter 170 converts the output of the integrator 150 as a digital signal and outputs the digital signal to the controller 90. The controller 90 compares the converted digital value with a preset reference value and the difference is constant. The failure of the integrator 150 can be diagnosed by determining whether it is within. According to the present invention, the above-described preset reference value is set using the reference voltage currently provided to the integrator 150, the integration time of the integrator, and the integrator gain. That is, the preset reference value is defined as (integrator gain x reference voltage x integration time). For example, assuming that the gain of the integrator is 1000, the reference voltage is 1.6V, and the integration time is 8ms, the output of the integrator 150 at the time of the integration is completed is “1000 × 1.6 × 8 × 10 −3 = 12.8V ”. Therefore, it is possible to detect whether the integrator in the current / voltage detection circuit 50 has failed by judging whether the difference value comparing the preset reference value with the output value of the integrator 150 is within a predetermined range.
전류/전압 검출 회로에서 이상 상태의 발생시, 제어부(90)는 외부로 이상 상태를 알리는 에러 신호를 발생하고, 스폿 용접기의 동작을 정지시킨다. 제어부(90)에서 발생되는 에러 신호는 사용자에게 알리는 부저음 또는 디스플레이 수단을 통하여 시각적으로 이상 상태를 경고할 수도 있다.When an abnormal state occurs in the current / voltage detection circuit, the control unit 90 generates an error signal informing of the abnormal state to the outside and stops the operation of the spot welder. The error signal generated by the controller 90 may visually warn of an abnormal state through a buzzer sound or a display means informing the user.
본 고안의 상술한 실시예는 전류/전압 검출 회로의 용접 전류용 적분기에 대하여만 기술되고 도시되었지만, 본 고안의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 적분기의 입력으로 용접 전극 양단에서 검출된 전압값을 이용함으로써 용접전압용 적분기의 고장 진단 구성이 구현될 수 있다는 것을 알 것이다.Although the above-described embodiment of the present invention has been described and shown only for the integrator for the welding current of the current / voltage detection circuit, to those skilled in the art, the voltage detected across the welding electrode as an input of the integrator It will be appreciated that the fault diagnosis configuration of the integrator for welding voltage can be implemented by using the value.
이상 설명한 바와같이, 본 고안에 따라서 전류/전압 검출 회로내 적분기의 고장 여부를 판단함으로써, 안전 사고의 예방 및 유지/보수 사항에 신속히 대처할 수 있게된다.As described above, according to the present invention, by determining whether the integrator in the current / voltage detection circuit is faulty, it is possible to quickly cope with the prevention and maintenance of the safety accident.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20030620 Year of fee payment: 4 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |