KR20130057208A - Arc sensing module - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An arc sensing module is provided to include a can communication conversion module for enabling stable communication between a welding machine and a welding control device and to include a twisted-pair cable for preventing data noise which is sent from a welding machine. CONSTITUTION: An arc sensing module includes a welder(10) and a welding controlling unit(30). The welder includes a current sensor(11), a voltage sensor(12), a controller(13), and a communicating module(14). The controller receives a current value and a voltage value which are sensed by a current sensor and a voltage sensor. The communication module sends the current value, which is sensed by the current sensor and the voltage sensor, to the welding controlling unit which is located at the outside. [Reference numerals] (11) Current sensor; (12) Voltage sensor; (13) Controller; (14) Communicating module; (30) Welding controlling unit; (AA) Welding output; (BB) Communication transmission

Description

아크 센싱 모듈{Arc sensing module}Arc sensing module

본 발명은 아크 센싱 모듈에 관한 것으로, 더 상세하게는 용접기 내부의 전류 및 전압 측정 데이터를 외부에 용접 제어 장치에 전송하는 방식으로, 아크 센싱의 정확성을 향상시킬 수 있는 아크 센싱 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to an arc sensing module, and more particularly, to an arc sensing module capable of improving the accuracy of arc sensing by transmitting current and voltage measurement data inside a welder to a welding control device.

일반적으로, 아크 센싱 기술은 자동 용접 장치를 구성하는 중요한 원천 기술 중 하나로 아크 센싱 기술은 용접 시, 모재에서부터 돌출되어 있는 용접봉의 높이에 따라 용접기에서 측정되는 전류 및 전압의 변화량으로, 용접봉 길이 및 모재의 형상을 측정하는 기술이다.In general, arc sensing technology is one of the important source technologies that make up the automatic welding device. Arc sensing technology is a change in electric current and voltage measured in the welding machine according to the height of the electrode protruding from the base material during welding. It is a technique to measure the shape of.

[도 3]에 도시된 바와 같이, 용접토치(1)는 팁(3, tip)과 와이어(5, wire)를 포함하며, 스틱 아웃(Stick out)의 길이에 따라 용접 측정 전류 및 전압 값이 변하는데, 이렇게 변동된 전류/전압값을 실시간으로 측정하여, 스틱 아웃의 길이의 변화를 관측하고, 아크의 안정성을 판별하는 것이다.As shown in FIG. 3, the welding torch 1 includes a tip 3 and a wire 5, and the welding measurement current and voltage values are varied according to the length of the stick out. The measured current / voltage value is measured in real time, the change of the length of the stick out is observed, and the stability of the arc is determined.

또한, 관측한 스틱 아웃의 길이 변화를 이용하여, 모재(A)의 형상을 판별할 수 있으며, 전류값과 전압값의 변화를 측정하여, 용접기의 전류 및 전압을 설정할 수 있다.In addition, the shape of the base material A can be determined using the observed change in the length of the stick out, and the current and voltage of the welder can be set by measuring the change of the current value and the voltage value.

이러한 종래 아크 센싱 모듈은 [도 4]에 도시된 바와 같이, 용접기(40) 내부의 전류센서(41) 및 전압센서(42)의 구성 이외에 외부전압센서(50)와 외부전류센서(60)를 추가로 설치하여, 아날로그 방식으로 측정값을 용접제어장치(80)에 전달하는 방식으로 이루어지며, 이러한 아날로그 방식의 데이터 전송으로 인해 별도의 A/D변환기(70)를 구비해야 하며, 전달되는 신호에 노이즈가 발생하는 문제점이 있다.As shown in FIG. 4, the conventional arc sensing module uses the external voltage sensor 50 and the external current sensor 60 in addition to the configuration of the current sensor 41 and the voltage sensor 42 inside the welder 40. In addition to the installation, it is made of a method of transmitting the measured value to the welding control device 80 in an analog manner, due to this analog data transmission must be provided with a separate A / D converter 70, the signal to be transmitted There is a problem that noise occurs.

더불어, 이러한 노이즈 발생으로, 전류값 및 전압값의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있으며, 추가적인 장치를 구비함에 따라 용접 자동화 장비를 경량화하기 어려우며, 제작 비용도 많이 소요되는 문제점이 있다.In addition, due to such noise, there is a problem in that the accuracy of the current value and the voltage value is lowered, it is difficult to reduce the weight of the welding automation equipment by providing additional devices, there is a problem that takes a lot of manufacturing costs.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0050368호(2011. 05. 13)에 기재된 아크 용접 시스템, 싱글 아크 용접 시스템 및 랜덤 아크 용접 시스템을 들 수 있으며, 이러한 특허문헌에 기재된 기술은 용접로봇의 외부에 용접전압검출부 및 용접전류검출부를 추가로 구비해야 하는 문제점이 있다.
As a background technology of the present invention, the arc welding system, single arc welding system, and random arc welding system described in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0050368 (2011. 05. 13) can be cited. The described technique has a problem in that a welding voltage detection unit and a welding current detection unit are additionally provided outside the welding robot.

대한민국 등록특허 공보, 10-0943757B1, 2010. 02. 16, 6쪽, 도면 1 내지 도면 2.Republic of Korea Patent Publication, 10-0943757B1, 2010. 02. 16, p. 6, Figures 1 to 2.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명에 따른 아크 센싱 모듈의 목적은 용접기 내부의 전류 및 전압값을 외부에 전송하여, 외부에서 안정적으로 용접기를 제어할 수 있도록 하는데 있다.The present invention has been proposed to solve the above conventional problems, the object of the arc sensing module according to the present invention is to transmit the current and voltage value inside the welder to the outside, so that the welder can be stably controlled from the outside. It is.

다른 목적은, 캔 통신 변환 모듈을 포함하여, 용접기와 용접제어장치 간에 안정적인 통신 작업을 수행하도록 하는데 있다.Another object is to include a can communication conversion module, to perform a stable communication operation between the welding machine and the welding control device.

또 다른 목적은, 트위스트 페어 케이블을 구성하여, 용접기에서 전송하는 데이터의 노이즈를 방지하는데 있다.Another object is to construct a twisted pair cable to prevent noise of data transmitted from the welder.

또 다른 목적은, 용접기의 전류 및 전압 측정값에 따라 용접 위치 및 아크 안정을 위한 전류 및 전압값을 산출하는데 있다.
Another object is to calculate current and voltage values for welding position and arc stabilization according to current and voltage measurements of the welder.

본 발명에 따른 아크 센싱 모듈은 용접기 및 용접제어장치로 구성된 아크 센싱 모듈에 있어서, 상기 용접기는 용접기의 전류 변화를 감지하는 전류센서, 용접기의 전압 변화를 감지하는 전압센서; 상기 전류센서 및 상기 전압센서에서 감지된 전류값 및 전압값을 입력받고, 전류 및 전압을 제어하는 제어기 및 상기 전류센서 및 상기 전압센서에서 감지된 전류값을 외부에 위치한 상기 용접제어장치에 전송하는 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.The arc sensing module according to the present invention comprises an arc sensing module comprising a welding machine and a welding control device, wherein the welding machine includes: a current sensor for detecting a change in current of the welder, a voltage sensor for detecting a change in voltage of the welder; Receiving the current value and the voltage value detected by the current sensor and the voltage sensor, and the controller for controlling the current and voltage and transmitting the current value detected by the current sensor and the voltage sensor to the welding control device located outside Characterized in that it comprises a communication module.

또한, 본 발명에 따른 아크 센싱 모듈에 있어서, 통신모듈은 캔(CAN-Controller Area Network) 통신 변환 모듈로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the arc sensing module according to the present invention, the communication module may be configured as a CAN (Controller Area Network) communication conversion module.

또한, 본 발명에 따른 아크 센싱 모듈에 있어서, 상기 통신모듈 및 상기 용접제어장치는 트위스트 페어 케이블(Twist Pair cable)로 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the arc sensing module according to the present invention, the communication module and the welding control device is characterized in that connected by a twisted pair cable (Twist Pair cable).

또한, 본 발명에 따른 아크 센싱 모듈에 있어서, 상기 용접제어장치는 상기 용접기의 전류 및 전압 변화에 따른 용접 위치의 제어하는 용접위치제어부 및 상기 용접기의 전류 및 전압의 조정값을 산출하여 상기 용접기에 전달하는 전류/전압값 산출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, in the arc sensing module according to the present invention, the welding control device is a welding position control unit for controlling the welding position according to the current and voltage change of the welding machine and calculates the adjustment value of the current and voltage of the welding machine to the welder It characterized in that it comprises a current / voltage value calculation unit for transmitting.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 아크 센싱 모듈은 용접기 내부의 전류 및 전압값을 외부에 전송함으로써, 용접기 외부에 추가적인 전류센서 및 전압센서를 구비하지 않고, 외부에서 안정적으로 용접기를 제어할 수 있으며, 전체적인 용접 자동화 장치를 경량화 할 수 있는 효과가 있다.As described above, the arc sensing module according to the present invention transmits the current and the voltage value inside the welder to the outside, so that the welder can be stably controlled from the outside without the additional current sensor and the voltage sensor outside the welder. And, there is an effect that can reduce the overall welding automation device.

또한, 캔 통신 변환 모듈을 포함함으로써, 용접기와 용접제어장치 간에 안정적인 통신 작업을 수행할 수 있으며, 전송 데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by including the can communication conversion module, it is possible to perform a stable communication operation between the welding machine and the welding control device, there is an effect that can improve the reliability of the transmission data.

또한, 트위스트 페어 케이블을 구성하여, 용접기에서 전송하는 정확한 전류값 및 전압값 데이터의 노이즈를 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, by configuring a twisted pair cable, there is an effect that can prevent the noise of the accurate current value and voltage value data transmitted from the welder.

또한, 용접기의 전류 및 전압 측정값에 따라 용접 위치 및 아크 안정을 위한 전류 및 전압값을 산출하여, 전달할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the current and voltage values for the welding position and arc stabilization are calculated and transmitted according to the current and voltage measurement values of the welder.

도 1은 본 발명에 따른 아크 센싱 모듈의 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 아크 센싱 모듈의 용접제어장치의 상세 구성도.
도 3은 아크 센서의 원리를 나타내는 개념도.
도 4는 종래 아크 센싱 모듈의 구성을 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing the configuration of the arc sensing module according to the present invention.
Figure 2 is a detailed configuration of the welding control device of the arc sensing module according to the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating the principle of an arc sensor;
Figure 4 is a block diagram showing the configuration of a conventional arc sensing module.

이하, 본 발명에 따른 아크 센싱 모듈을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, specific details for implementing the arc sensing module according to the present invention will be described.

[도 1]은 본 발명에 따른 아크 센싱 모듈의 구성을 나타내는 구성도로, 용접기(10), 통신케이블(20), 용접제어장치(30)로 구성된다.1 is a configuration diagram showing the configuration of the arc sensing module according to the present invention, which is composed of a welding machine 10, a communication cable 20, a welding control device 30.

상기 용접기(10)는 용접 동작을 수행하는 역할을 하며, 내부에 전류센서(11), 전압센서(12), 제어기(13) 및 통신모듈(14)를 포함한다.The welding machine 10 performs a welding operation, and includes a current sensor 11, a voltage sensor 12, a controller 13, and a communication module 14 therein.

상기 전류센서(11)는 상기 용접기(10) 내부의 전류를 감지하는 역할을 하며, 상기 전압센서(12)는 상기 용접기(10) 내부의 전압을 감지하는 역할을 한다.The current sensor 11 serves to detect a current inside the welder 10, and the voltage sensor 12 serves to detect a voltage inside the welder 10.

상기 제어기(13)는 상기 전류센서(11) 및 상기 전압센서(12)와 연결되어, 감지된 전류값과 전압값을 전달받고, 상기 용접제어장치(30)로부터 설정된 전류값과 전압값을 전달받아 상기 용접기(10)를 구동하게 된다.The controller 13 is connected to the current sensor 11 and the voltage sensor 12 to receive the sensed current value and the voltage value, and transmit the current value and the voltage value set from the welding control device 30. In response, the welder 10 is driven.

상기 통신모듈(14)은 상기 전류센서(11) 및 상기 전압센서(12)와 연결되어, 감지된 전류값 및 전압값을 외부에 위치한 상기 용접제어장치(30)에 전달하는 역할을 한다.The communication module 14 is connected to the current sensor 11 and the voltage sensor 12 to transfer the sensed current value and the voltage value to the welding control device 30 located outside.

본 발명에 있어서, 상기 통신모듈(14)은 CAN(Controller Area Network)통신변환모듈로 구성하는데, 이러한 CAN통신변환모듈은 노이즈에 강한 통신 프로토콜로서, 안정적인 데이터 전송이 가능하여, 데이터 통신의 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있는 것이다.In the present invention, the communication module 14 is composed of a controller area network (CAN) communication conversion module. The CAN communication conversion module is a communication protocol resistant to noise, and enables stable data transmission, thereby improving reliability of data communication. There is an advantage that can be secured.

이처럼 상기 용접기(10) 내부에 상기 통신모듈(14)을 포함함으로써, 용접기에서 감지된 전류 및 전압을 외부에 전달할 수 있고, 이에 따라 상기 용접기 외부에 별도의 전류센서 및 전압센서를 구비하지 않아도 되는 장점이 있는 것이다.
As such, by including the communication module 14 inside the welder 10, the current and voltage sensed by the welder may be transmitted to the outside, and thus, a separate current sensor and a voltage sensor may not be provided outside the welder. There is an advantage.

상기 통신케이블(20)은 상기 통신모듈(14)과 상기 용접제어장치(30)를 연결하는 역할을 하며, 본 발명의 실시예에서 상기 통신케이블(20)은 트위스트 페어 케이블(Twist Pair Cable)로 구성하였다.The communication cable 20 serves to connect the communication module 14 and the welding control device 30, in the embodiment of the present invention the communication cable 20 is a twisted pair cable (Twist Pair Cable) Configured.

상기 트위스트 페어 케이블은 각각 절연한 두 줄을 꼬아서 만든 케이블로 한 선은 감지신호를 전달하고, 나머지 한 선은 접지되어 사용된다.The twisted pair cable is a cable made by twisting two insulated wires, one wire transmits a detection signal and the other wire is grounded.

이러한 트위스트 페어 케이블은 근처 케이블 등에서 발생하는 신호 간섭을 줄이고, 접지된 선은 혼신을 흡수하여, 데이터를 전달하는 선을 보호하는 역할을 하는 장점이 있는 것이다.Such a twisted pair cable has an advantage of reducing signal interference generated from nearby cables and the like, and the grounded wire absorbs interference and protects the wire for transmitting data.

이처럼 본 발명에 있어서, 상기 통신케이블(20)을 트위스트 페어 케이블로 구성하여, 상기 용접기(10)에서 감지된 전류값 및 전압값을 외부로 전송 시, 노이즈 발생을 최소화 할 수 있으며, 이에 따라 아크 센싱 작업의 정확성을 향상시킬 수 있는 것이다.
As described above, in the present invention, by configuring the communication cable 20 as a twisted pair cable, when the current value and the voltage value detected by the welding machine 10 are transmitted to the outside, the generation of noise can be minimized. It can improve the accuracy of sensing work.

상기 용접제어장치(30)는 상기 통신케이블(20)을 통해 상기 용접기(10)에서 감지된 전압값 및 전류값을 전달받아 상기 용접기(10)를 제어하는 역할을 하며, 본 발명에 있어서, 상기 용접제어장치(30)는 [도 2]에 도시된 바와 같이, 용접위치제어부(31) 및 전류/전압값산출부(33)를 포함한다. The welding control device 30 serves to control the welder 10 by receiving a voltage value and a current value detected by the welder 10 through the communication cable 20. The welding control device 30 includes a welding position control unit 31 and a current / voltage value calculating unit 33 as shown in FIG. 2.

상기 용접위치제어부(31)는 상기 용접기(10)에서 전달받은 전압값 및 전류값에 따라 상기 용접기(10)의 위치를 변경하는 모터(편의상 기재하지 않음)에 제어신호를 전달하는 역할을 하며, 상기 전류/전압값산출부(33)는 상기 용접기(10)의 전류 및 전압의 조정값을 산출하여, 상기 용접기(10)에 전달하는 역할을 한다.
The welding position control unit 31 serves to transmit a control signal to a motor (not described for convenience) that changes the position of the welding machine 10 according to the voltage value and current value received from the welding machine 10, The current / voltage value calculator 33 calculates an adjustment value of the current and the voltage of the welder 10, and serves to transmit the adjusted value to the welder 10.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 아크 센싱 모듈을 적용 시, 용접기 내부의 전류 및 전압값을 외부에 전송함으로써, 용접기 외부의 추가적인 전류센서, 전압센서 및 A/D컨버터 등의 구성 없이, 외부에서 안정적으로 용접기를 제어할 수 있으며, 나아가 전체적인 용접 자동화 장치를 경량화 할 수 있는 효과를 누릴 수 있다.As described above, when applying the arc sensing module according to the present invention, by transmitting the current and voltage value inside the welder to the outside, without the configuration of additional current sensor, voltage sensor and A / D converter, etc. outside the welder, It is possible to stably control the welding machine, and furthermore, it is possible to enjoy the effect of lightening the overall welding automation device.

또한, 캔 통신 변환 모듈 및 트위스트 페어 케이블를 포함함으로써, 용접기와 용접제어장치 간에 노이즈 발생을 방지하고, 안정적인 통신 작업을 수행할 수 있는 효과를 누릴 수 있다.
In addition, by including the can communication conversion module and the twisted pair cable, it is possible to prevent the occurrence of noise between the welder and the welding control device, and to enjoy the effect of performing a stable communication operation.

이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 아크 센싱 모듈으로 구현할 수 있다.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the technical idea of the present invention is not limited to the above embodiments, and may be implemented as an arc sensing module in a range that does not depart from the technical idea of the present invention.

A : 모재
1 : 용접토치
3 : 팁(tip)
5 : 와이어(wire)
10 : 용접기
11 : 전류센서
12 : 전압센서
13 : 제어기
14 : 통신모듈
20 : 트위스터 페어 케이블
30 : 용접제어장치
31 : 용접위치제어부
33 : 전류/전압값산출부
40 : 종래 용접기
41 : 종래 전류센서
42 : 종래 전압센서
43 : 종래 제어기
50 : 외부전압센서
60 : 외부전류센서
70 : A/D변환기
80 : 종래 용접제어장치A: Base material
1: welding torch
3: tip
5: wire
10: welding machine
11: current sensor
12: voltage sensor
13: controller
14: communication module
20: twister pair cable
30: welding control device
31: welding position control unit
33: current / voltage value calculation unit
40: conventional welding machine
41: conventional current sensor
42: conventional voltage sensor
43: conventional controller
50: External voltage sensor
60: external current sensor
70: A / D converter
80: conventional welding control device

Claims (4)

용접기 및 용접제어장치로 구성된 아크 센싱 모듈에 있어서,
상기 용접기는,
용접기의 전류 변화를 감지하는 전류센서;
용접기의 전압 변화를 감지하는 전압센서;
상기 전류센서 및 상기 전압센서에서 감지된 전류값 및 전압값을 입력받고, 전류 및 전압을 제어하는 제어기 및
상기 전류센서 및 상기 전압센서에서 감지된 전류값을 외부에 위치한 상기 용접제어장치에 전송하는 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 센싱 모듈.In the arc sensing module consisting of a welding machine and a welding control device,
The welder,
A current sensor for detecting a change in current of the welding machine;
A voltage sensor for detecting a change in voltage of the welder;
A controller which receives the current value and the voltage value sensed by the current sensor and the voltage sensor and controls the current and voltage;
And a communication module for transmitting the current value sensed by the current sensor and the voltage sensor to the welding control device located outside. 제1항에 있어서,
상기 통신모듈은 캔(CAN-Controller Area Network) 통신 변환 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 아크 센싱 모듈.The method of claim 1,
The communication module is an arc sensing module, characterized in that consisting of a CAN (Controller Area Network) communication conversion module. 제1항에 있어서,
상기 통신모듈 및 상기 용접제어장치는 트위스트 페어 케이블(Twist Pair cable)로 연결되는 것을 특징으로 하는 아크 센싱 모듈.The method of claim 1,
The communication module and the welding control device arc sensing module, characterized in that connected by a twisted pair cable (Twist Pair cable). 제1항에 있어서,
상기 용접제어장치는,
상기 용접기의 전류 및 전압 변화에 따른 용접 위치의 제어하는 용접위치제어부 및
상기 용접기의 전류 및 전압의 조정값을 산출하여 상기 용접기에 전달하는 전류/전압값 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 센싱 모듈.The method of claim 1,
The welding control device,
Welding position control unit for controlling the welding position according to the current and voltage change of the welding machine and
Arc current sensing module comprising a current / voltage value calculation unit for calculating the adjustment value of the current and voltage of the welder and delivers to the welder.
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