KR20030096151A - 용접비드 이미지에 의해 제어되는 용접기와 비드 이미지데이터베이스 형성방법 및 비드 이미지에 의한 용접 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용접제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 각종 용접상태에 대한 비드 이미지가 저장된 비드 이미지 데이터베이스와 상기 비드 이미지가 실제 용접될 수 있는 용접조건이 저장되고 상기 비드 이미지 데이터베이스와 연동되는 용접조건 데이터베이스와 상기 비드 이미지 데이터베이스에서 입력인터페이스로 비드 이미지를 선택하고, 상기 선택된 비드 이미지는 모니터로 영상출력시키는 입력 인터페이스와 상기 입력 인터페이스에 의하여 선택된 비드 이미지에 연동되는 상기 용접조건 데이터베이스의 용접조건을 제어명령으로 전송시키는 제어부와 상기 제어부에서 전송된 제어명령에 의해 용접이 실시되는 용접기로 구성되는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의해 용접 제어되는 용접기 및 이를 실행하는 데 필요한 비드 이미지 데이터베이스 형성방법 그리고 이를 실행하는 비드 이미지에 의한 용접제어 방법에 관한 것이다.

Description

용접비드 이미지에 의해 제어되는 용접기와 비드 이미지 데이터베이스 형성방법 및 비드 이미지에 의한 용접 방법{Weldind machine control by bead image and Method of making bead image database and Welding method by bead image}
본 발명은 각종 용접상태에 대한 용접비드 이미지가 저장된 비드 이미지 데이터베이스와 상기 비드 이미지가 실제 용접될 수 있는 용접조건이 저장되고 상기 비드 이미지 데이터베이스와 연동되는 용접조건 데이터베이스와 상기 비드 이미지 데이터베이스에서 입력인터페이스로 비드 이미지를 선택하고, 상기 선택된 비드 이미지는 모니터로 영상출력시키는 입력 인터페이스와 상기 입력 인터페이스에 의하여 선택된 비드 이미지에 연동되는 상기 용접조건 데이터베이스의 용접조건을 제어명령으로 전송시키는 제어부와 상기 제어부에서 전송된 제어명령에 의해 용접이 실시되는 용접기로 구성되는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의해 용접 제어되는용접기 및 이를 실행하는 데 필요한 비드 이미지 데이터베이스 형성방법 그리고 이를 실행하는 비드 이미지에 의한 용접제어 방법을 기술적 요지로 한다.
일반적으로 용접은 서로 분리된 금속재료를 열, 압력 또는 열과 압력을 동시에 가해서 접합하는 기술을 의미하는 것으로서, 좁은 뜻의 용접은 융접을 가리키는데, 이에는 아크용접·레이저용접·플라즈마용접 ·가스용접·저항용접·특수용접 등이 있으며, 이 중에서도 아크용접과 저항용접이 가장 널리 이용된다.
아크용접은 방전을 통해 전극(電極) 사이에 아크를 만들고 그 발열에 의해서 용착부(熔着部)를 녹혀서 접합하는 방법으로서, 용융금속을 보호하기 위해서 용접봉 또는 와이어가 아크 방전을 일으키면서 자체 보호가스를 만들거나 외부에서 별도로 탄산가스, 아르곤가스, 헬륨가스 또는 이들 혼합가스를 공급해준다.
전극에는 소모식과 비소모식이 있는데, 소모식은 용접봉 또는 와이어를 전극으로 사용하면서 녹여서 접합부를 메우며, 비소모식은 용접시 전극이 녹지 않고 소재(素材)를 녹여서 접합시키며 때로는 전극과는 별도로 첨가 봉이나 와이어를 공급해서 접합부를 메운다.
비소모식 전극으로는 흔히 텅스텐이 사용된다. 불활성가스를 이용하는 경우에 소모전극, 즉 용착금속의 용접봉을 사용하는 것을 MIG용접, 비소모전극 즉 텅스텐 전극을 사용하는 것을 TIG용접이라고 한다. 레이저용접은 접합할 부위에 레이저를 집중적으로 쏘아서 발열 용융시켜서 접합하는 방법으로서 때로는 접합부에 레이저와 동시에 아크를 일으켜서 보다 효율적으로 접합을 하는 경우도 있다.
그런데, 용접은 각종 전자부품에서 대형 항공기, 선박, 플렌트 및 건축 토목 등에 이르기까지 1차 가공 상태의 재료로부터 높은 부가가치를 창출하는 제품의 제조, 수리, 보수에까지 필수적으로 요구되는 기술로서 그 종류의 다양성 만큼이나 그 제어방법에 큰 관심이 집중되고 있다.
한편 용접의 실시후에 발생되는 용접흔적을 비드라 하는데, 이러한 비드의 이미지는 새로운 예술적 수단으로서 관심이 집중될 필요성이 있다.
즉, 용접 산업이 3D 이미지를 갖게 된 것은 용접 작업시의 환경 뿐만 아니라 용접 후의 비드외관이 아름답지 못하다는 것도 하나의 원인이었다.
따라서, 사회적으로 용접을 기피하는 현상을 용접 친화적으로 전환 하기 위해서는 작업이 편하고, 그 환경을 깨끗하게 하는 것과 아름다운 용접 비드를 형성하여서 예술적 느낌과 감성을 가지도록 하는 노력이 필요하다. 특히 용접한 제품의 품질과 품위를 높이기 위해서는 용접비드의 형성이 확실하면서도 부드러운 느낌이 들도록 해야 한다.
그리고 상기 비드는 높은 부가가치의 제품을 생산하는 산업분야일수록 그 의미가 커지는데, 용접조건에 따라 미리 형성될 비드 이미지를 미리보고 판단해야 할 필요성이 있다.
더 나아가 새로운 고부가가치의 제품에 있어서는, 미리 비드 이미지를 설계하고 용접을 실시하는 역발상의 용접방법이 제기되어야 할 필요성이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 용접의 실시후에 발생되는 비드 이미지에 대한 새로운 감성적 표현 방법을 개척하고 복잡하고 어려운 용접조건 입력방법을 이미지화하여 사용자가 쉽게 양질의 결과를 얻도록 하는 방법을 개척하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 용접의 난이성을 해소시켜 예술적 표현을 실현시키는 새로운 수단(예를들어 회화에 있어서 물감과 붓)으로서 용접의 비드 이미지를 활용하게 하고 그 비드이미지에 의해 용접제어되는 용접기 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 상기 고부가가치의 제품을 생산하는 산업분야에 있어서 미리 비드 이미지를 설계하고 용접이 실행될 수 있도록 하여 생산제품의 용접외관에 대하여 예측가능한 비드 이미지를 제공하는 비드이미지에 의해 용접제어되는 용접기 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
따라서 용접에 대한 전문적인 지식이 없는 사람에게는 원하는 비드 이미지를 손쉽게 구현시키는 비드이미지에 의해 용접제어되는 용접기 및 그 방법을 제공하고, 고도의 기술이 필요한 고부가가치의 용접산업분야에는 미리 예측가능한 작업이 수행되도록 하여 생산된 용접물의 품질과 품격을 향상시키는 비드이미지에 의해 용접제어되는 용접기 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 비드 이미지에 의해 용접 제어되는 용접기의 구성블럭도
도 2에서 도 4는 본 발명에 따른 비드 이미지에 의해 용접 제어되는 용접기의 실행 블럭도
도 5는 본 발명에 따른 비드 이미지에 의한 용접제어 방법의 실시흐름도
도 7은 본 발명에 의해 용접 제어되는 용접기의 데이터베이스 형성 흐름도
도 8은 본 발명의 용접조건의 설명을 위한 일반적인 용접기의 구동입력파형
도 9에서 도 11은 용접시 발생되는 비드 이미지
도 12에서 도 14는 펄스의 변화에 따라 형성되는 비드이미지
도 15에서 도 22는 각 용접조건에 따른 비드 이미지의 변화를 표현한 테이블과 도표.
*도면의 주요부분에 관한 부호의 설명*
1 : 핫 스타트 레벨 2 : 스타트 전류
3 : 업슬로프 4 : 펄스폭
5 : 펄스전류 6 : 펄스 주파수
15 : 용접조건 입력단계 25 : 비드 이미지 수집단계
35 : GUI 형성단계 45 : 검색엔진
36 : GUI 제공단계 46 : 비드 이미지 편집 단계
56 : 용접조건 검색단계 66 : 전송단계
76 : 용접단계
100 : 데이터베이스 110 : 비드 이미지 데이터베이스
120 : 용접조건 데이터베이스 200 : 용접기
500 : 입력 인터페이스 600 : 제어부
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자세하게는 각종 용접상태에 대한 비드 이미지가 저장된 비드 이미지 데이터베이스와; 상기 비드 이미지가 실제 용접될 수 있는 용접조건을 저장한 용접조건 데이터베이스와; 상기 비드 이미지를 영상출력 시키는 모니터와; 상기 모니터에 출력된 비드 이미지의 영상을 선택하는 외부 입력신호를 발생시키는 입력 인터페이스와; 상기 입력 인터페이스에 의하여 외부 입력신호가 입력되면, 상기 용접조건 데이터베이스에 저장된 상기 선택된 비드 이미지의 실제 용접조건을 제어명령으로 전송시키는 제어부와; 상기 제어부에서 전송된 제어명령에 의해 용접이 실시되는 용접기로; 구성되는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의해 용접 제어되는 용접기를 기술적 요지로 한다.
여기서 상기 모니터에는, 상기 용접조건 데이터베이스에 저장된 상기 비드 이미지의 용접조건이 동시에 영상출력되는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의해 용접 제어되는 용접기로 되는 것이 바람직하다.
또한 상기 입력 인터페이스는 모니터에 출력된 비드 이미지를 수정할 수 있으며, 상기 용접조건 데이터베이스는 상기 비드 이미지의 수정에 연동되는 용접조건을 출력시키는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의해 용접제어되는 용접기로 되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 입력 인터페이스는 모니터에 출력된 용접조건을 수정할 수 있으며, 상기 비드 이미지 데이터베이스는 상기 용접조건의 수정에 연동되는 비드 이미지를 모니터로 출력시키는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의해 용접제어되는 용접기로 되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 모니터 화면에 비드의 이미지 편집을 위한 GUI 화면을 출력시키는 GUI 제공단계와; 모니터 화면에서 GUI 화면의 메뉴바를 이용하여 주어진 용접길이에 대하여 비드길이, 비드 폭, 비드 피치, 비드 간격 등을 조정하여 비드 이미지를 편집시키는 비드 이미지 편집 단계와; 상기 비드 이미지 편집 단계에서 형성시킨 비드 이미지를 실제 용접으로 형성시키기 위한 용접조건 검색단계와; 상기 검색된 용접조건을 실제의 용접기에 전송시키는 전송단계와; 상기 전송된 용접조건에 따라 용접이 수행되는 용접단계로; 구성되어 비드 이미지를 편집하면 자동으로 용접조건이 설정되어 용접을 실시되는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의한 용접제어 방법을 또 다른 기술적 요지로 한다.
여기서 상기 GUI 제공단계는 상기 GUI 화면의 메뉴바에 비드 형성에 관계되는 용접방법, 가스종류, 모재종류 및 형상, 용접이음 형상, 용접자세, 용접기의 출력조건 및 용접속도 등의 용접조건을 제공하는 단계와; 상기 메뉴바의 용접조건으로 용접하면 형성되는 비드 이미지를 연산 또는 검색하여 출력시키는 단계가; 더 포함되어 구성되어 용접조건을 설정하면 자동으로 비드 이미지가 시뮬레이션되고, 그에 따른 실행명령에 따라 비드 이미지에 의한 용접제어 방법으로 되는 것이 바람직하다.
또한 상기 비드 이미지에 의한 용접제어 방법은, 상기 비드 이미지 편집단계에서 선택된 용접길이 또는 시간에 대하여 편집된 비드 이미지와, 상기 용접조건 검색단계에서 검색된 용접조건을, 데이터베이스로 저장시키는 편집된 비드 이미지 데이터베이스 형성단계를; 더 포함하여 구성되어 이후, 동일한 편집 비드 이미지의 연속작업이 데이터베이스의 검색만으로 쉽게 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의한 용접제어 방법으로 되는 것이 바람직하다.
이하 도면과 함께 본 발명에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 비드 이미지에 의해 용접 제어되는 용접기의 구성블럭도이며, 도 2에서 도 4는 본 발명에 따른 비드 이미지에 의해 용접 제어되는 용접기의 실행 블럭도이며, 도 5는 본 발명에 따른 비드 이미지에 의한 용접제어 방법의 실시흐름도이며, 도 7은 본 발명에 의해 용접 제어되는 용접기의 데이터베이스 형성 흐름도이며, 도 8은 본 발명의 용접조건의 설명을 위한 일반적인 용접기의 구동입력파형이며, 도 9에서 도 11은 용접시 발생되는 비드 이미지이며, 도 12에서 도 14는 펄스의 변화에 따라 형성되는 비드이미지이며, 도 15에서 도 22는 각 용접조건에 따른 비드 이미지의 변화를 표현한 테이블과 도표이다.
이하 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 비드 이미지에 의해 용접 제어되는 용접기는 크게 비드 이미지 데이터베이스(110)와 용접조건 데이터베이스(120)와 입력인터페이스(500)와 제어부(600)와 용접기(200)로 구성된다.
또한 상기 입력 인터페이스(500)는 GUI(미도시)(Graphic user interface)와 검색엔진(45)으로 구성된다.
그리고 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 비드 이미지에 의한 용접제어 방법은 GUI 제공단계(36)와 비드 이미지 편집 단계(46)와 용접조건 검색단계(56)와 전송단계(66)와 용접단계(76)로 구성된다.
한편 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 비드 이미지 데이터베이스(110) 형성방법은 용접조건 입력단계(15)와 비드 이미지 수집단계(25)와 GUI 형성단계(35)로 구성된다.
이하 도 1과 함께 본 발명의 비드 이미지에 의해 용접 제어되는 용접기에 관하여 살펴보기로 한다
본 발명의 상기 이미지 데이터베이스(110)는 각종 용접상태에 대한 비드 이미지가 저장된 데이터베이스(100)이다.
또한 본 발명의 상기 용접조건 데이터베이스(120)는 상기 비드 이미지가 실제 용접될 수 있는 용접조건이 저장되고 상기 비드 이미지 데이터베이스(110)와 연동되는 데이터베이스(100)이다.
상기 각 데이터베이스의 상호 연동관계는 검색엔진(45)에 의하여 형성되며, 도 3을 참고로 하여 살펴보면 용접기에 입력되는 특정 용접조건을 데이터베이스로 구축시키고 각 용접조건에 대하여 형성되는 비드 이미지를 그래픽 데이터베이스로저장한 것이 비드 이미지 데이터베이스(110)가 될 것이며, 검색엔진을 통하여 특정 용접조건하에서의 비드 이미지를 검색하여 출력함으로써 상호 연동관계가 실현된다.
상기 연동관계는 도 4에 도시된 바와 같이 비드 이미지 데이터베이스(110)에 의해서 용접조건이 역검색되는 관계를 포함함은 물론이다.
도 4에 의하면 본 발명은 비드 이미지를 검색하여 선택하면 용접조건이 연동되어 검색됨은 물론이며, 상기 용접조건이 제어부로 전송되어 선택된 용접조건에 의해 용접될 수 있는 준비단계가 성립함을 알 수 있다.
본 발명의 설명을 위하여 상기 데이터베이스(100)는 별개로 구분되어 있으나 실제에 있어서는 용접조건과 비드 이미지라는 서로 다른 필드를 가지는 하나의 데이터베이스로 구성될 것이다.
이하 도 2와 함께 본 발명의 실시에 관하여 살펴보기로 한다.
본 발명은 모니터(400)상에 비드 이미지가 출력(10)되면, 상기 입력 인터페이스(500)를 이용하여 비드 이미지를 선택(20)하고, 상기 선택된 비드 이미지는 피드백되어 모니터(400)로 영상출력되는 관계에 있다.
본 발명의 상기 제어부(600)는 상기 입력 인터페이스(500)에 의하여 선택된 비드 이미지에 연동되는 상기 용접조건 데이터베이스(120)의 용접조건을 검색(30)하여 제어명령으로 상기 용접기(200)로 출력(40)시키는 회로부이다.
상기 제어부(600)는 실제에 있어서는 시스템 전체를 제어하는 장치로서, 다양한 입력장치로부터 자료를 받아서 처리한 후 그 결과를 출력장치로 보내는 일련의 과정을 제어하고 조정하는 일을 수행하는 회로부이다.
즉, 상기 제어부(600)는 입력명령의 비교, 판단, 연산을 담당하는 논리연산부와 명령어의 해석과 실행을 담당하는 회로부로 구성되는데, 본 발명에 있어서는 이러한 공지의 제어기능 이외에 상기 데이터베이스의 출력이 용접기의 입력명령이 되도록 전송시키는 전송회로와 그 전송에 필요한 데이터 통신 프로토콜 및 데이터 신호 컨버터등을 포함한다.
이를 위하여 본 발명의 제어부(600)에는 상기 데이터베이스의 출력이 임시 기억될 수 있는 레지스터(register) 또는 메모리 등이 포함되는 것이 바람직하며, 이하 본 발명의 제어부(600) 회로구성은 본 발명의 요지에 벗어나므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 용접기(200)는 상기 제어부(600)의 제어에 의하여 상기 데이터베이스 출력이 전송되어오면, 이 데이터에 의하여 실제 용접을 실행함으로써 비드 이미지 데이터베이스(110)에 저장된 그래픽 이미지가 용접모재상에 다시 재현되도록 한다.
이에 의해 본 발명은 상기 모니터(400)를 통하여 비드이미지를 시뮬레이션하여 확인함으로써 용접후 비드이미지를 예측하고, 예측된 비드이미지에 따라 용접제어하는 특징이 있다.
본 발명은 상기 비드 이미지 데이터베이스와 용접조건 데이터베이스가 연동관계에 있으므로 도 5에 도시된 바와 같이 용접조건을 선택하여 용접시 비드 이미지를 시뮬레이션하여 결과를 예측한 후, 용접실행을 하는 공정이 포함된다.
한편 도 6을 참고로하여 본 발명을 살펴보면 본 발명은 GUI 제공단계(36)와 비드 이미지 편집 단계(46)와 용접조건 검색단계(56)와 전송단계(66)와 용접단계(76)로 구성되는 비드 이미지에 의한 용접제어 방법을 또 다른 기술적 요지로 한다.
상기 GUI 제공단계(36)는 모니터 화면에 미리 준비된 용접조건 데이터베이스와 비드 이미지 데이터베이스로부터 비드이미지와 용접조건이 출력되며, 상기 용접조건 및 비드 이미지의 편집수단이 구비된 GUI 화면을 출력시키는 단계이다.
본 발명의 상기 입력 인터페이스(500)는 제어특성상 GUI(Graphic user interface) 로 구성되는 것이 바람직한데, GUI (graphical user interface) 란 사용자가 그래픽을 통해 컴퓨터와 정보를 교환하는 작업 환경을 이르는 것을 의미하며, 본 발명에 있어서는 통상 모니터에 구현되는 그래픽 편집화면에 의하여 구성된다.
따라서 본 발명의 GUI는 사용자가 그래픽을 통해 컴퓨터에 저장된 비드 이미지 데이터베이스(110)를 선택하거나 편집할 수 있게 하는 작업 환경을 의미하며, 상기 GUI 화면을 통하여 사용자는 비드 이미지를 편집하고 이에 연동되는 용접조건이 디스플레이되도록 함으로써, 용접제어가 시각적으로 인식이 되면서 동시에 상기 용접조건에 대한 용접결과가 동시에 시뮬레이션되는 특징이 있다.
본 발명의 GUI 화면에서는 키보드를 통한 명령어로 비드 이미지 편집작업을 수행시키거나, 마우스 등을 이용하여 화면의 메뉴 중에서 하나를 선택하거나 비드 이미지를 드래그하여 편집작업을 실행하도록 하는 등, 본 발명의 기술적 요지를 실현시키기 위한 다양한 변형 실시가 가능할 것이다 .
한편 본 발명의 상기 GUI에 의하여 편집된 비드 이미지는 용접기에 의하여 현실화 되는 것이다.
실제 용접에 있어서, 상기 용접기로 특정 비드 이미지를 실현 시키기 위하여는 상기 용접기에 특정 입력이 가해져야 하는데, 본 발명은 상기 GUI 화면에 의하여 비드 이미지가 편집되면, 본 발명의 상기 검색엔진에 의하여 상기 비드 이미지를 실제로 형상화 시키기 위한 용접기 입력 즉, 용접조건이 상기 용접조건 데이터베이스(120)에서 검색 또는 연산되어 출력되는 것이다.
한편 상기 GUI 제공단계(36)는 용접조건의 편집에 의하여 비드 이미지가 편집되도록 하는 것도 바람직한데, 자세하게는, 상기 GUI 화면의 메뉴바에 비드 형성에 관계되는 용접방법, 모재종류 및 형상, 이음형상, 용접자세, 가스종류, 또는 도 8에 도시된 바와 같은 펄스 주파수(6), 펄스폭(4), 핫 스타트 레벨(1), 스타트 전류(2), 업슬로프(3), 펄스전류(5), 용접전류, 다운슬로프 등의 용접조건을 제공하는 단계와 상기 메뉴바의 용접조건으로 용접하면 형성되는 비드 이미지를 연산 또는 검색하여 출력시키는 단계가 더 포함되어 구성되어 용접조건을 설정하면 자동으로 비드 이미지가 시뮬레이션되도록 하여야 할 것이다.
본 발명의 상기 비드 이미지 편집단계(46)는 모니터 화면에서 GUI 화면을 이용하여 주어진 용접모재에 대하여 용접시간, 용접길이, 비드길이, 비드 폭, 비드 피치, 비드 간격 등을 조정하여 용접할 비드 이미지를 편집시키는 단계이다.
또한 상기 용접조건 검색단계(56)는 상기 비드 이미지 편집 단계에서 형성시킨 비드 이미지를 실제 용접으로 형성시키는데 필요한 데이터를 상기 용접조건 데이터베이스에서 검색하는 단계이다.
상기 용접조건 데이터베이스(120)는 하나의 비드 형상을 형성시키기 위한 용접조건들로 구성되는 경우, 해당되는 각 비드의 연속된 조합은 용접구간에 대한 비드 이미지를 결정하게 되므로, 상기 연속된 비드 이미지 즉, 편집된 비드 이미지를 출력하는 용접조건을 구하기 위해서 기본 용접조건 데이터베이스(120)를 검색하여 일련의 연속된 출력집합으로 검색 또는 연산할 필요가 있는 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 상기 입력 인터페이스는 상기 비드 이미지 데이터베이스(110)도 상기 용접조건 데이터베이스(120)에 연동되는 관계가 되도록 하여, 모니터에 출력된 용접조건을 편집하면, 상기 비드 이미지 데이터베이스(110)는 상기 편집된 용접조건에 연동되어 비드 이미지를 모니터로 출력시킨다.
따라서 용접조건만을 편집하여도 용접결과인 비드 이미지가 시뮬레이션 되도록 하는 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명의 상기 용접조건 검색단계(56)는 검색만을 수행한다는 한정적인 의미는 아니며 필요에 따라 편집된 비드 이미지를 출력하기 위한 용접조건을 구하기 위하여 연산작업이 실행될 수도 있으며, 본 발명의 검색은 그러한 연산까지 포함하는 광의의 검색을 의미한다.
본 발명의 상기 전송단계(66)는 상기 검색된 용접조건을 실제의 용접기에 전송시키는 단계이다.
이를 위하여 본 발명은 용접기(200)와 제어부(600)간의 정보전달을 위한 전송수단이 마련되어야 함은 자명한 것이며, 신호의 전송을 위한 프로토콜이나 이를 위한 시그널컨버터등은 공지의 기술내용이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 용접단계(76)는 상기 전송된 용접조건을 메모리(300)에 저장시키고 용접을 수행시키는 단계로서 용접기(200)에 의해 실행되는 단계이다.
이를 위하여 본 발명의 용접기(200)는 전송된 정보를 일시저장하는 메모리(300)가 포함되는 것이 바람직하다.
이상 설명한 본 발명에 의하여 비드 이미지를 편집하면 자동으로 용접조건이 설정되어 용접이 실시되는 비드 이미지에 의한 용접제어 방법이 제공된다.
이상 설명한 본 발명은 비드 이미지 데이터베이스(110)와 용접조건 데이터베이스(120)에 의하는 것이 기초적 요건에 해당되는 데, 이를 위하여 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이 용접기의 용접품질을 결정시키는 용접방법, 가스종류, 모재종류 및 형상, 용접이음 형상, 용접자세, 용접기의 출력조건 및 용접속도 등의 각 용접인자를 변수로 하는 용접조건 입력단계와 상기 용접조건에 의하여 용접기에서 실제로 형성되는 비드 이미지 수집단계(25)와 상기 비드 이미지와 용접조건이 서로 연동되어 출력되도록 검색엔진(45)을 형성시키는 GUI 형성단계(35)로 구성되는 비드 이미지 데이터베이스 형성방법을 또 다른 기술적 요지로 한다.
상기 용접조건 입력단계의 용접인자는 도 8에 도시된 용접펄스의 각 인자를 예로 들 수 있으며, 도 8은 본 발명의 설명을 위하여 예시된 것으로서 펄스주파수(6), 펄스폭(4), 핫 스타트 레벨(1), 스타트 전류(2), 업슬로프(3), 펄스전류(5), 용접전류, 다운슬로프 등의 용접조건이 도시되어 있는데, 본 발명이 반드시 이에 한정됨을 의미하는 것은 아니다.
상기 용접기 출력조건을 예시하면 용접기에서 출력되는 펄스폭과 주파수, 펄스전류 통전시간등이 있으며, 각 용접기 출력조건 변화에 따라 변동되는 용융풀에 의해 만들어지는 비드의 형상도 무한히 다양하게 변화된다.
이하 도면과 함께 비드셀과 비드이미지 그리고 상기 비드 이미지에 대한 용접조건의 관계에 관하여 살펴보기로 한다.
비드셀의 모양은 도 9에 도시된 바와 같이 길이(LC)와 폭(WC)에 의하여 구분이 가능하며 주로 용접기 출력과 용접속도에 따라 비드셀의 모양은 원 또는 타원으로 변화된다.
또한 도 10의 비드셀의 간격(PC)은 도 12와 같이 용접기에서 출력되는 펄스의 주기(T)에 의하여 영향을 받으며, 도 11과 같이 상기 비드셀이 서로 겹쳐서 형성되는 비드리플의 경우에도 도 12, 도 13, 도 14에 도시된 바와 같이 펄스의 주기(T)에 의해 겹쳐지는 간격에 따라 비드위의 결무늬가 다양하게 형성된다.
도 14와 도 15는 이러한 다양한 용접인자의 변화에 의하여 실제로 형성되는 다양한 모양의 비드셀을 예시한 것으로서 본 발명은 이러한 비드 이미지와 용접조건과의 관계를 데이터베이스로 구축하여 용접제어에 직접활용하는 것이다.
이하, 도 15와 도 17과 같은 비드 이미지를 형성시키는데 필요한 다양한 용접조건에 대하여 살펴보기로 한다.
도 15는 도 16에서와 같이 동일 전류하에서 웰딩 타임에 대한 비드 직경의 변화이며, 도 18은 비드셀 직경에 미치는 전류의 영향을 검토하기 위해 50~200A사이의 영역에서 1초동안 정지아크를 유지했을 때의 조건을 나타내는데, 도 17은 이때의 전류 크기에 따른 입열량과 비드셀의 직경을 보인 것이다.
도 19는 상기 도 16의 조건에 대한 결과 그래프로서 도 19에 도시된 바와 같이 용접 시간이 증가하면 입열량은 시간에 비례하여 커지지만 비드셀 직경(Dc)은 포화되는 경향을 보인다.
한편 비드셀의 형상비는 펄스 전류 및 용접속도가 영향을 미치는데, 비드셀의 폭(Wc)은 주로 펄스 전류에 의해 지배되고, 비드셀의 길이(Lc)는 펄스 시간 및 용접속도에 주로 지배된다.
여기서 비드셀 길이는 항상 다음 식과 같이 그 폭 이상으로 된다.
Lc > Wc
그리고 펄스 시간 중 토치 이동거리를 Lt라 할때,
Lt = 펄스시간(Tp)ㆍ용접속도(v)
Lc = Wc + Lt = Wc + Tpㆍv 의 관계식이 성립한다.
도 20은 펄스폭을 변화시키면서 여러 피크 전류에 의해 펄스용접하였을 때의 조건을 나타내며, 도 21은 피크 전류를 100, 150, 200A로 하였을 때 펄스폭에 따른 비드셀의 형상비를 보인 것이다.
도 21에 의하면 피크 전류가 낮아 비드셀의 폭이 작을수록 펄스폭의 증가에따라 비드셀은 길게 됨을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 도면에 도시된 다양한 비드 이미지는 수많은 용접조건의 조합에 의하여 형성되는 것으로서, 본 발명은 비드 이미지에 상기와 같은 다양한 용접조건을 데이터베이스로 구축하고, 구축된 데이터베이스를 실제 용접의 제어신호로 활용함으로써 그 목적을 달성하는 것이다.
또한 본 발명은 편집된 비드 이미지 자체를 저장하여 데이터베이스로 형성시킴으로써 향후 동일한 편집내용이 필요할 경우 데이터베이스의 검색에 의하여 필요한 용접제어가 실행되도록 한다.
즉, 본 발명은 상기 비드 이미지 편집단계에서 선택된 용접길이 또는 시간에 대하여 편집된 비드 이미지와 상기 용접조건 검색단계에서 검색된 용접조건을 데이터베이스로 저장시키는 편집된 비드 이미지 데이터베이스 형성단계를 더 포함하여 구성되어 이후, 동일한 편집 비드 이미지의 연속작업이 데이터베이스의 검색만으로 쉽게 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 본 발명에 의하여 용접의 실시후에 발생되는 비드 이미지에 대한 새로운 예술적 관심이 개척되도록, 용접의 난이성을 해소시켜 예술을 실현시키는 새로운 수단(예를들어 회화에 있어서 물감과 붓)으로서 용접의 비드 이미지를 활용하게 하는 비드이미지에 의해 용접 제어되는 용접기 및 그 방법이 제공되는 이점이 있다.
또한 상기 고부가가치의 제품을 생산하는 산업분야에 있어서 미리 비드 이미지를 설계하고 용접이 실행될 수 있도록 하는 비드이미지에 의해 용접제어되는 용접기 및 그 방법이 제공되는 이점이 있다.
따라서 용접에 대한 전문적인 지식이 없는 사람에게는 원하는 비드 이미지를 손쉽게 구현시키는 비드이미지에 의해 용접제어되는 용접기 및 그 방법을 제공하고, 고도의 기술이 필요한 고부가가치의 용접산업분야에는 미리 예측가능한 작업이 수행되도록 하여 생산된 용접물의 품질과 품격을 향상시키는 비드이미지에 의해 용접제어되는 용접기 및 그 방법이 제공되는 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 각종 용접상태에 대한 비드 이미지가 저장된 비드 이미지 데이터베이스와;
    상기 비드 이미지가 실제 용접될 수 있는 용접조건이 저장되고 상기 비드 이미지 데이터베이스와 연동되는 용접조건 데이터베이스와;
    상기 비드 이미지 데이터베이스에서 입력인터페이스로 비드 이미지를 선택하고, 상기 선택된 비드 이미지는 모니터로 영상출력시키는 입력 인터페이스와;
    상기 입력 인터페이스에 의하여 선택된 비드 이미지에 연동되는 상기 용접조건 데이터베이스의 용접조건을 제어명령으로 전송시키는 제어부와;
    상기 제어부에서 전송된 제어명령에 의해 용접이 실시되는 용접기로;
    구성되는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의해 용접 제어되는 용접기.
  2. 제1항에 있어서 상기 모니터에는,
    상기 용접조건 데이터베이스에 저장된 상기 비드 이미지의 용접조건이 동시에 영상출력되는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의해 용접 제어되는 용접기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 입력 인터페이스는
    상기 모니터에 출력된 비드 이미지를 마우스 또는 키보드로 편집할 수 있는 GUI(Graphic user interface)와;
    상기 GUI에 의하여 편집된 비드 이미지의 출력조건을 상기 용접조건 데이터베이스에서 검색 또는 연산하여 출력시키는 검색엔진을;
    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의해 용접제어되는 용접기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 입력 인터페이스는
    상기 모니터에 출력된 용접조건을 편집하면, 상기 비드 이미지 데이터베이스는 상기 편집된 용접조건에 연동되어 비드 이미지를 모니터로 출력시키는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의해 용접제어되는 용접기.
  5. 용접기의 용접품질을 결정시키는 용접방법, 이음형상, 모재, 용접자세를 비롯하여 용접전류, 용접전압, 주파수, 펄스폭 등의 각 용접인자를 변수로 하는 용접조건 입력단계와;
    상기 용접조건에 의하여 용접기에서 실제로 형성되는 비드 이미지를 수집하고 저장하는 비드 이미지 수집단계와;
    상기 비드 이미지와 용접조건이 서로 연동되어 출력되도록 검색엔진을 형성시키는 GUI 형성단계로;
    구성되는 것을 특징으로 하는 비드 이미지 데이터베이스 형성방법.
  6. 모니터 화면에 미리 준비된 용접조건 데이터베이스와 비드 이미지 데이터베이스로부터 비드이미지와 용접조건이 출력되며, 상기 용접조건 및 비드 이미지의편집수단이 구비된 GUI 화면을 출력시키는 GUI 제공단계와;
    모니터 화면에서 GUI 화면을 이용하여 주어진 용접모재에 대하여 용접시간, 용접길이, 비드길이, 비드 폭, 비드 피치, 비드 간격 등을 조정하여 용접할 비드 이미지를 편집시키는 비드 이미지 편집 단계와;
    상기 비드 이미지 편집 단계에서 형성시킨 비드 이미지를 실제 용접으로 형성시키는데 필요한 데이터를 상기 용접조건 데이터베이스에서 검색하는 용접조건 검색단계와;
    상기 검색된 용접조건을 실제의 용접기에 전송시키는 전송단계와;
    상기 전송된 용접조건을 메모리에 저장시키고 용접을 수행시키는 용접단계로;
    구성되어
    비드 이미지를 편집하면 자동으로 용접조건이 설정되어 용접을 실시되는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의한 용접제어 방법.
  7. 제6항에 있어서 상기 GUI 제공단계는
    상기 GUI 화면의 메뉴바에 비드 형성에 관계되는 용접방법, 이음형상, 모재, 용접자세를 제공하는 단계와; 펄스 주파수, 펄스폭, 핫 스타트 레벨, 스타트 전류, 업슬로프, 펄스전류, 용접전류, 다운슬로프 등의 용접조건을 제공하는 단계와;
    상기 메뉴바의 용접조건으로 용접하면 형성되는 비드 이미지를 연산 또는 검색하여 출력시키는 단계가;
    더 포함되어 구성되어
    용접조건을 설정하면 자동으로 비드 이미지가 시뮬레이션되는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의한 용접제어 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서 상기 비드 이미지에 의한 용접제어 방법은,
    상기 비드 이미지 편집단계에서 선택된 용접길이 또는 시간에 대하여 편집된 비드 이미지와,
    상기 용접조건 검색단계에서 검색된 용접조건을,
    데이터베이스로 저장시키는 편집된 비드 이미지 데이터베이스 형성단계를;
    더 포함하여 구성되어
    이후, 동일한 편집 비드 이미지의 연속작업이 데이터베이스의 검색만으로 쉽게 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 비드 이미지에 의한 용접제어 방법.
KR1020030082871A 2003-11-21 2003-11-21 용접비드 이미지에 의해 제어되는 용접기와 비드 이미지데이터베이스 형성방법 및 비드 이미지에 의한 용접 방법 KR20030096151A (ko)

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