KR20020050837A - On-line flux rate detect system for flux cord wire - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용접선재의 내부에 충진되는 플럭스의 충진율을 검사하는 장치에 관한 것이며, 특히, 용접선재의 내부에 충진되는 플럭스의 충진율을 온라인(on-line) 상태에서 연속적으로 검출하여 제조공정에서 플럭스의 충진불량으로 발생하는 용접용 선재의 불량발생을 방지하는 검사장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 용접선재의 내부에 충진되는 플럭스의 충진율을 온라인 상태에서 연속적으로 검출하여 제조공정에서 플럭스의 충진불량으로 발생하는 용접용 선재의 불량발생을 방지하는 검사방법에 관한 것이기도 하다.The present invention relates to an apparatus for inspecting the filling rate of the flux filled in the welding wire, in particular, the flux in the manufacturing process by continuously detecting the filling rate of the flux filled in the welding wire on-line (on-line) state It relates to an inspection device for preventing the occurrence of defects in the welding wire rod caused by the poor filling of. In addition, the present invention also relates to an inspection method for preventing the occurrence of defects in the welding wire rod caused by the poor filling of the flux in the manufacturing process by continuously detecting the filling rate of the flux filling the inside of the welding wire in the online state.
현재 사용되는 연속 용접용 중저가용 용접선재의 경우 점차 솔리드 와이어(solid wire)에서 플럭스 충진 용접선재(flux cord wire)로 사용량이 변화하고 있는 실정이다. 이러한 플럭스 충진 용접선재는 냉연재를 가공하여 그 내부에 강자성(ferromagnetic) 물질을 충진하는 것으로서, 용접시에 이러한 플럭스 성분의 도움을 받아 용접이 원활하게 진행되고, 고급의 솔리드 용접선재에 비하여 비교적 저가의 냉연재를 사용하여 솔리드 용접선재와 동일한 특성을 갖는 효과가 있다.Currently, the use of medium-low-priced welding wire for continuous welding is gradually changing from solid wire to flux-filled welding wire. These flux-filled weld wires are filled with ferromagnetic materials by processing cold rolled materials, and the welding progresses smoothly with the help of flux components during welding, and is relatively inexpensive compared to high-quality solid welded wires. By using the cold rolled material of has the same effect as the solid weld wire.
그러나, 플럭스 충진 용접선재의 생산과정에서 모재가 되는 냉연재의 가공과 더불어 플럭스 재료의 충진이 진행되는 과정에서 충진되는 플럭스의 양이 일정하게 조절되어야 하는데, 이런 플럭스의 충진이 일정하지 못할 경우에는 최종 생산제품의 특성을 좌우하여 심한 경우 제품의 불량으로 연결되는 문제점을 갖는다.However, in the process of producing the flux-filled welded wire, the amount of flux to be filled in the process of filling the flux material together with the processing of the cold rolled material that is the base material is required. In severe cases depending on the characteristics of the final product has a problem that leads to the failure of the product.
이러한 문제점을 보완하기 위해서는, 항상 공정시에 투입되는 플럭스의 양을 검출하여 이를 지속적으로 감시하고 있다가 비정상적인 요인이 발생할 경우에 즉각 경보신호를 발생하는 체계가 필요하다.In order to solve this problem, there is a need for a system that continuously detects and continuously monitors the amount of flux injected in the process and immediately generates an alarm signal when an abnormal factor occurs.
그래서, 종래의 플럭스 충진 용접선재의 생산라인에는 도 1에 도시된 바와 같은 근접센서 또는 광학식 거리검출 센서를 설치하였다. 즉, 이런 근접센서 또는광학식 거리검출 센서를 사용하여 용접선재의 내부로 공급되는 플럭스의 공급유무 및 그 공급높이를 검출하였다.Thus, the conventional production line of flux-filled welding wire was provided with a proximity sensor or an optical distance detection sensor as shown in FIG. That is, the presence or absence of the flux supplied to the inside of the welding wire and the supply height were detected by using the proximity sensor or the optical distance detection sensor.
그러나, 이렇게 광학식 거리검출 센서를 사용하는 종래의 경우에는 생산라인의 환경에 따라 발생하는 용접선재의 진동 등의 원인으로 인하여 검출 센서와 용접선재 사이의 거리가 지속적으로 변화하는 문제가 발생하고, 그로 인해 정확한 플럭스의 충진량을 검출하는데 어려움이 있다.However, in the conventional case using the optical distance detection sensor, the distance between the detection sensor and the welding wire continuously changes due to the vibration of the welding wire, which occurs according to the environment of the production line. This makes it difficult to detect the exact amount of flux filling.
이러한 문제점을 개선하고자 하는 방안으로 플럭스 충진 용접선재의 최종 완제품을 일정한 비율로 샘플링하여 이들 시편의 무게를 측정하여 정상충진 상태에 대한 무게변화를 통하여 정상제품과 불량제품을 판단하였다. 그러나, 이와 같은 방법은 일부분의 샘플링을 통한 불량여부의 판단이기 때문에, 샘플링되지 않은 다른 부분에 대한 정확한 불량여부를 확인한다는 것은 불가능하다.In order to improve these problems, the final finished products of the flux-filled welding wire were sampled at a constant rate, and the weights of these specimens were measured to determine the normal products and the defective products by changing the weight of the normal filling state. However, since this method is a determination of whether or not a failure through sampling of a part, it is impossible to confirm whether or not the correct failure for other parts that are not sampled.
이렇듯, 앞서 설명한 종래의 검사방법은 플럭스의 투입과정 및 제조공정상에서 정확한 플럭스의 공급량을 지속적으로 검출하는 것이 불가능하고, 특히, 온라인(on-line) 상태에서의 플럭스의 충진율을 검사하는 것은 사실상 불가능하다.As described above, the conventional inspection method described above cannot continuously detect the correct flux supply in the flux input process and the manufacturing process, and in particular, it is virtually impossible to inspect the flux filling rate on-line. Do.
따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 와전류(eddy current)를 이용하여 용접선재의 내부에 충진되는 플럭스의 충진율을 온라인 상태에서 검출함으로써 전체적인 용접선재의 품질을 관리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the overall quality of the welding wire by detecting the filling rate of the flux filling the inside of the welding wire using the eddy current in the online state. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for managing the same.
도 1은 종래기술에 따른 광학식 센서를 이용하여 용접용 선재의 내부에 충진되는 플러스의 주입상태를 감시하는 장치의 개략도이고,1 is a schematic diagram of a device for monitoring a state of plus injection filled in the welding wire using an optical sensor according to the prior art,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 용접용 선재의 내부에 충진되는 플럭스의 충진율을 온라인으로 검사하는 장치의 개략도이다.2 is a schematic diagram of an apparatus for on-line inspection of the filling rate of fluxes filled in the welding wire rod according to one embodiment of the present invention.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠♠ Explanation of symbols on the main parts of the drawing ♠
10 : 용접선재 11 : 정현파 발진기10: welding wire 11: sine wave oscillator
12 : 파워 드라이브 회로부 13 : 검출코일12: power drive circuit portion 13: detection coil
14 : 차동증폭 회로부 15 : 대역통과필터14 differential amplifier circuit 15 band pass filter
16 : 신호처리장치 17 : 정보관리부16: signal processing device 17: information management unit
18 : 알람부18: alarm unit
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 검사장치는, 정현파를 발진시키는 정현파 발진기와, 상기 정현파 발진기에서 출력된 파형을 적절한 전류로 변환하는 파워 드라이브 회로부와, 상기 파워 드라이브 회로부를 거쳐 공급된 전류로 교류자장을 형성하고 그 내부를 관통하여 공급되는 용접선재에 상기 교류자장을 공급하여 상기 용접선재에 충진되는 플럭스의 충진량에 따라 변동되는 와전류가 형성되도록 하는 검출코일을 포함한다. 또한, 본 발명의 검사장치는 상기 와전류에 의한 유도자계의 변화량 신호 중에서 원하는 신호영역만을 통과시키는 대역통과필터 및, 상기 대역통과필터를 거친 후 공급된 정현파에 대한 유도자계성분에 대한 출력값을 파형으로 신호처리하여 현재 통과하고 있는 용접선재의 내부에 충진된 플럭스의 변화량을 구하는 신호처리장치를 포함한다.The inspection apparatus of the present invention for achieving the above object, a sine wave oscillator for generating a sine wave, a power drive circuit unit for converting the waveform output from the sine wave oscillator into an appropriate current, and the current supplied through the power drive circuit unit And a detection coil for forming an alternating magnetic field and supplying the alternating magnetic field to a welding wire supplied through the inside thereof to form an eddy current that varies depending on the amount of flux charged in the welding wire. In addition, the inspection apparatus of the present invention is a waveform of the band pass filter for passing only the desired signal region of the change signal of the induced magnetic field due to the eddy current, and the output value of the induced magnetic field component for the sine wave supplied after passing through the band pass filter as a waveform. It includes a signal processing device for signal processing to obtain the amount of change in the flux filled in the welding wire passing through the current.
또한, 본 발명의 검사방법은, 정현파를 발진시키는 발진단계와, 상기 발진단계에서 출력된 파형을 적절한 전류로 변환하는 변환단계와, 상기 변환단계를 거쳐 공급된 전류로 교류자장을 형성하고 그 내부를 관통하여 공급되는 용접선재에 상기 교류자장을 공급하여 상기 용접선재에 충진되는 플럭스의 충진량에 따라 변동되는 와전류가 형성되도록 하는 와전류 형성단계를 포함한다. 또한, 본 발명의 검사방법은 상기 와전류에 의한 유도자계의 변화량 신호를 증폭시키는 증폭단계와, 상기 증폭단계에서 증폭된 신호 중에서 원하는 신호영역만을 통과시키는 필터링단계 및, 상기 필터링단계를 거친 후 공급된 정현파에 대한 유도자계성분에 대한 출력값을 파형으로 신호처리하여 현재 통과하고 있는 용접선재의 내부에 충진된 플럭스의 변화량을 구하는 신호처리단계를 포함한다.In addition, the inspection method of the present invention, an oscillation step of oscillating a sine wave, a conversion step of converting the waveform output from the oscillation step into an appropriate current, and forming an alternating magnetic field with the current supplied through the conversion step and the inside thereof And an eddy current forming step of supplying the alternating magnetic field to the weld wire supplied through the eddy current so as to form an eddy current that varies according to the filling amount of the flux charged in the welding wire. In addition, the inspection method of the present invention is an amplifying step of amplifying the change signal of the induced magnetic field due to the eddy current, a filtering step of passing only the desired signal region of the signal amplified in the amplifying step, and supplied after the filtering step And a signal processing step of processing the output value of the induction magnetic field component for the sine wave into a waveform to obtain a change amount of the flux filled in the welding wire rod currently passing through.
아래에서, 본 발명에 따른 용접선재의 내부에 충진되는 플럭스의 충진율을 온라인으로 검사하는 장치 및 방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.In the following, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the apparatus and method for on-line inspection of the filling rate of the flux filled in the interior of the welding wire according to the present invention will be described in detail.
도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 용접용 선재의 내부에 충진되는 플럭스의 충진율을 온라인으로 검사하는 장치의 개략도이다.2 is a schematic diagram of an apparatus for inspecting online the filling rate of fluxes filled in the welding wire rod according to one embodiment of the present invention.
도 2에 보이듯이, 본 발명의 검사장치는 정현파를 발진시키는 정현파 발진기(11)와, 이런 정현파 발진기(11)에서 출력된 파형을 적절한 전류로 변환하는 파워 드라이브 회로부(12)와, 이런 파워 드라이브 회로부(12)를 거쳐 공급된 전류로 자장을 형성하도록 코일이 감겨 있는 검출코일(13)을 포함한다.As shown in Fig. 2, the inspection apparatus of the present invention includes a sine wave oscillator 11 for oscillating a sine wave, a power drive circuit portion 12 for converting a waveform output from the sine wave oscillator 11 into an appropriate current, and such a power drive. The detection coil 13 is wound around the coil to form a magnetic field with the current supplied through the circuit portion 12.
또한, 본 발명은 이런 검출코일(11)을 관통하여 진행하는 용접선재(10)의 내부에 충전되는 플럭스의 충진율에 따라 변화하는 미약한 유도자계의 변화량 신호를 증폭시킬 수 있도록 고입력 임피던스를 갖는 차동증폭 회로부(14)와, 이런 차동증폭 회로부(14)에서 증폭된 신호 중에서 원하는 신호영역만을 통과시키는 대역통과 필터(15)를 포함한다.In addition, the present invention has a high input impedance so as to amplify the signal of the change amount of the weak induction magnetic field that changes according to the filling rate of the flux charged in the welding wire 10 that passes through the detection coil (11) A differential amplifier circuit 14 and a bandpass filter 15 for passing only a desired signal region among the signals amplified by the differential amplifier circuit 14.
또한, 본 발명은 이런 대역통과 필터(15)를 거친 후 공급된 정현파에 대한 유도자계성분에 대한 출력값을 파형으로 신호처리하여 현재 통과하고 있는 용접선재의 내부에 충진된 플럭스의 변화량을 얻는 신호처리장치(16)와, 이런 신호처리장치(16)를 통해 획득한 플럭스의 변화량을 연속적으로 저장하여 그래프 형태로 제품의 품질을 관리하는 정보 관리부(17) 및, 신호처리장치(16)를 통해 획득한 플럭스의 변화량이 일정치 이상을 초과하면 라인을 정지시키도록 경보신호를 알리는 알람부(18)를 포함한다.In addition, the present invention signal processing the output value of the induction magnetic field component for the sine wave supplied after passing through the band pass filter 15 as a waveform to obtain the amount of change of the flux filled in the current of the welding wire passing through The device 16 and the information manager 17 for continuously controlling the quality of the product in the form of a graph by continuously storing the amount of change of the flux obtained through the signal processor 16 and the signal processor 16. And an alarm unit 18 for notifying the alarm signal to stop the line when the amount of change in one flux exceeds a predetermined value.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 검출코일(13)로부터 지속적으로 공급되는 교류자장이 검출대상인 용접선재(10)에 유도되어 와전류(Eddy current)를 일으키고, 이 때 발생하는 2차 자장에 의한 자장의 변동치를 용접선재(10)의 내부에 충진되는 플럭스의 변화량으로 검출하는 것이다.As described above, in the present invention, the alternating magnetic field continuously supplied from the detection coil 13 is induced in the welding wire 10 to be detected to generate an eddy current, and thus the magnetic field due to the secondary magnetic field generated at this time is generated. The fluctuation value is detected by the amount of change in flux that is filled in the weld wire 10.
상기와 같이 본 발명은 와전류(eddy current)를 이용하여 용접선재의 내부에 충진되는 플럭스의 충진율을 검사하도록 구성되는데, 이는 검출대상인 용접선재가 자성을 지니는 철성분 이외에도 비철금속계와 각종 합금에 대해서도 투자율이 존재할 경우에는 이 변화를 검출할 수 있는 방식으로서, 용접선재의 내부에 충진되는 강자성(ferromagnetic) 물질로 구성된 플럭스의 경우에도 와전류의 적용이 가능하기 때문이다. 즉, 본 발명은 검출코일의 내부를 관통하는 용접선재의 면적에 대한 플럭스의 함량을 그 때에 형성되는 와전류의 변화량을 통해 측정하는 것이다.As described above, the present invention is configured to inspect the filling rate of the flux filling the inside of the welding wire by using an eddy current, which is a permeability for nonferrous metals and various alloys in addition to the iron component of the welding wire which is detected. This is because, when present, the change can be detected, and the eddy current can be applied to a flux made of a ferromagnetic material filled in the weld wire. That is, the present invention measures the amount of flux with respect to the area of the welding wire rod penetrating the inside of the detection coil through the amount of change in the eddy current formed at that time.
그리고, 본 발명은 플럭스의 충진율을 검사하기 위하여, 검출코일(13)에서 발생하는 유도자계의 변화에 따른 진폭변화를 검출하는 방식인데, 이 방식은 검출코일(13)을 관통하여 측정 대상인 용접선재(10)를 통과시킨 후 검출코일(13)에 정현파인 사인파를 가해주고, 통과되는 용접선재(10)의 단면적의 변화에 의한 출력 변동값을 검출하는 것이다.In addition, the present invention is a method for detecting the amplitude change according to the change of the induction magnetic field generated in the detection coil 13, in order to examine the filling rate of the flux, this method is a welding wire that is to be measured through the detection coil 13 After passing (10), a sine wave which is a sine wave is applied to the detection coil 13, and an output variation value due to a change in the cross-sectional area of the welded wire 10 passed is detected.
아래에서는, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 검사장치의 작동관계를 상세히 설명하겠다.In the following, the operation relationship of the inspection apparatus of the present invention configured as described above will be described in detail.
도 2에 보이듯이, 정현파 발진기(11)에서 발진된 정현파는 파워 드라이브 회로부(12)를 거쳐 적절한 전력으로 변환된 후 검출코일(13)로 공급된다. 그러면, 검출코일(13)에서는 그 내부를 관통하여 진행하는 용접선재(10)에 지속적으로 교류자장을 공급하고, 그로 인해 용접선재(10)에서는 와전류가 형성된다. 이 때, 와전류는 용접선재(10)의 내부에 충진되는 플럭스의 충진율을 따라 다르게 각각 변화되는데, 그 변화량 신호는 매우 미약하다.As shown in FIG. 2, the sine wave oscillated in the sine wave oscillator 11 is converted into appropriate power through the power drive circuit 12 and then supplied to the detection coil 13. Then, the detection coil 13 continuously supplies an alternating magnetic field to the welding wire 10 that passes through the inside thereof, whereby the eddy current is formed in the welding wire 10. At this time, the eddy current is changed differently according to the filling rate of the flux filling the inside of the welding wire 10, the change signal is very weak.
이런 미약한 변화량 신호는 차동증폭 회로부(14)를 거쳐 증폭된 후, 대역통과 필터(15)를 거쳐 증폭된 신호 중에서 원하는 신호영역만이 통과되고, 그로 인해 정현파에 대한 유도자계성분만이 얻어진다. 이렇게 얻어진 출력값은 신호처리장치(16)를 통해 신호처리되고, 그로 인해 현재 통과하고 있는 용접선재의 내부에 충진된 플럭스의 변화량을 얻게 된다. 이렇게 하여 얻어지는 플럭스의 변화량에 대한 정보는 정보 관리부(17)에 연속적으로 저장되어 그래프 형태로 제품의 품질을 관리하게 되고, 이 정보가 일정치 이상을 초과하면 알람부(18)를 통해 라인을 정지시키도록 경보신호를 알리게 된다.After the weak change amount signal is amplified by the differential amplifier circuit 14, only the desired signal region is passed among the signals amplified by the bandpass filter 15, thereby obtaining only the induction magnetic field component for the sine wave. . The output value thus obtained is signal-processed through the signal processing device 16, thereby obtaining the amount of change in the flux filled in the welding wire rod currently passing through. The information on the amount of change of the flux thus obtained is continuously stored in the information management unit 17 to manage the quality of the product in the form of a graph. When the information exceeds a predetermined value, the line is stopped through the alarm unit 18. It will alert you to the alarm signal.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 검사장치는 용접선재의 내부의 충진되는 플럭스의 변화량을 온라인 상태에서 연속적으로 검출하여 제품의 품질을 관리할 수 있어, 불량율과 제품별 품질의 편차를 최소화하여 보다 안정적인 용접선재의 제조를 가능하게 하는 효과가 있다.As described in detail above, the inspection apparatus of the present invention can continuously manage the quality of the product by continuously detecting the amount of flux filling inside the welding wire in an on-line state, thereby minimizing the variation between the defective rate and the quality of each product, thereby making it more stable. There is an effect of enabling the production of a welded wire.
이상에서 본 발명의 용접선재의 내부에 충진되는 플럭스의 충진율을 온라인으로 검사하는 장치 및 방법에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.In the above description, the technical details of the apparatus and method for online inspection of the filling rate of the flux filled in the welding wire of the present invention have been described with the accompanying drawings, which illustrate the best embodiment of the present invention by way of example. It is not intended to limit.
또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20130204 Year of fee payment: 9 |
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| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140217 Year of fee payment: 10 |
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| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150216 Year of fee payment: 11 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |