KR20140133947A - 전극 팁의 연마방법 - Google Patents

Abstract

최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상(硏磨異常)이 판단 가능한 전극 팁의 연마방법을 제공한다. 구체적으로, 팁 드레서(18)는, 커터(28)를 유지한 홀더(27)와 홀더(27)를 회전시키는 서보모터 장치(36)와, 서보모터 장치(36)의 작동을 제어하는 컨트롤러(50)를 구비한다. 서보모터 장치(36)는, 한 쌍의 전극 팁(11)의 정상연마 시 부하토크 내 중간값의 토크 발생 시, 컨트롤러(50)에, 토크 발생신호를 출력한다. 컨트롤러(50)는, 정상연마 시의 경과시간에 대응하는 시간 내에 토크 발생 신호를 입력하지 않았을 때, 연마이상으로 판단한다.

Description

전극 팁의 연마방법{ELECTRODE TIP-GRINDING METHOD}

본 발명은, 서보모터(servo motor) 장치를 구비하고 구성되는 팁 드레서(tip dresser)를 사용하여 연마하는 전극 팁의 연마방법에 관한 것이다.

종래, 스폿용접의 용접건에 장착되는 한 쌍의 전극 팁을 연마할 시, 용접건을 설치한 용접 로봇과의 신호의 입출력이 용이함에 따라, 서보모터 장치를 구비하고 구성되는 팁 드레서가 이용되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

[선행기술문헌]

[특허문헌]

특허문헌 1 : 일본공개특허 제2003-103378호 공보

그러나, 종래의 서보모터 장치를 사용한 팁 드레서에서는, 서보모터 장치가 서보모터의 최대 토크(정동 토크(stalling torque)) 발생 시에 부하(負荷)를 저하시키도록 동작할 뿐으로, 최대 토크 발생 시 이외에서의 전극 팁의 연마이상(硏磨異常)을 알 수 없어 불편하였다.

본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위한 것이며, 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상이 판단 가능한 전극 팁의 연마방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

<청구항 1의 설명>

본 발명에 관한 전극 팁의 연마방법은, 용접건에 의해 유지된 한 쌍의 전극 팁을 연마하는 팁 드레서가, 한 쌍의 상기 전극 팁의 선단(先端)부가 절삭(cutting) 가능한 커터를 유지한 홀더와, 한 쌍의 상기 전극 팁을 절삭 가능하게, 상기 홀더를 회전시키기 위한 구동원으로서의 서보모터 및 이 서보모터의 회전을 제어하는 서보 앰프를 가지고 구성되는 서보모터 장치와, 이 서보모터 장치의 작동을 제어하는 컨트롤러를 구비하고 구성되며, 상기 팁 드레서가 한 쌍의 상기 전극 팁을 연마할 시에, 상기 서보모터의 최대 토크 이하에서의 전극 팁의 연마이상이 판별 가능한 전극 팁의 연마 방법에 있어서, 상기 서보모터 장치가, 한 쌍의 상기 전극 팁의 정상연마 시 부하토크 내 중간값의 토크 발생 시, 상기 컨트롤러에, 토크 발생신호를 출력하는 구성으로 하고, 상기 컨트롤러가, 정상연마 시의 경과 시간에 대응하는 시간 내에, 상기 토크 발생신호를 입력하지 않았을 때, 연마이상으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 전극 팁의 연마방법에서는, 전극 팁의 연마 시에, 컨트롤러가, 정상연마 시의 경과시간에 대응하는 시간 내에, 서보모터 장치로부터 소정의 중간값 토그 발생신호를 입력하지 않으면, 전극 팁이 정상적으로 연마되지 않은 것으로 되어 연마이상으로 판단할 수 있고, 용접건을 유지한 용접로봇의 제어장치 등에, 이상 신호를 출력할 수 있다.

따라서, 본 발명에 관한 전극 팁의 연마방법에서는, 전극 팁을 유지한 용접건이 다른 팁 드레서에 배치되어 있거나, 또는, 서보모터가 공회전 하는 등에 원인이 있는 것을 알 수 있어, 서보모터의 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상을 판단할 수 있다.

<청구항 2의 설명>

그리고, 본 발명에 관한 전극 팁의 연마방법에서는, 정상연마 시 상기 서보모터 부하토크의 시간 경과에 따른 파형이, 연마개시(전극 팁 홀더로의 접촉에 따른 용접건의 가압개시)로부터 상승하여 제 1 피크값이 되어, 그 후 저하하고, 저하 후에 제 1 피크값보다 높은 제 2 피크값을 맞이하여 정체하고, 연마완료가 되는 파형으로 한다. 상기 서보모터 장치가, 한 쌍의 상기 전극 팁의 정상연마 시 부하토크 내의 중간값의 값으로써, 차례로 높아지는 2개의 값 이상의 토크 발생 시, 상기 컨트롤러에 대해, 고저(高低) 2개 값의 토크 발생신호를 출력하는 구성으로 함과 동시에, 낮은 값인 저토크값이, 상기 제 1 피크값과 상기 제 2 피크값 사이의 저하된 최소값보다 작은 값으로 하고, 높은 값인 고토크값이, 상기 제 2 피크값보다 낮고, 또한, 상기 제 1 피크값보다 높은 값으로 설정된다. 상기 컨트롤러가, 정상연마 시의 경과시간에 각각 대응하는 시간 내에, 저(低)토크값 이상과 고(高)토크값 이상의 토크 발생신호를 입력하지 않았을 때, 연마이상으로 판단하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같은 연마방법에서는, 예를 들어, 컨트롤러가 연마작업 개시(서보모터의 회전개시)로 되어도, 서보모터 장치로부터 저토크값 이상의 토크 발생신호를 입력하지 않았을 때에는, 기술(旣述)한 바와 같이, 전극 팁을 유지한 용접건이 다른 드레서에 배치되어 있거나, 또는, 서보모터가 공회전 하고 있는 등에 원인이 있는 것을 알 수 있고, 서보모터의 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상을 판단할 수 있다.

또, 컨트롤러가, 연마개시 후(전극 팁의 홀더로의 접촉에 따른 가압개시 후), 서보모터 장치로부터 저토크값 이상의 토크 발생신호를 입력하였으나, 고토크값 이상의 토크 발생신호를 입력하지 않은 경우에는, 팁 드레서에 기계적인 고장은 없으나, 전극 팁의 선단부(先端部)가 지나치게 변형(마모)되어 있거나, 또는, 전극 팁이 용접건의 생크(shank)에 적절하게 유지되어 있지 않아 공회전 하거나, 또는, 용접건 측의 팁 드레서로의 가압력 부족 등에 원인이 있는 것을 알 수 있어, 서보모터의 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상을 판단할 수 있다.

또한, 컨트롤러가, 연마개시 후, 소정 시간 내에, 서보모터 장치로부터 저토크값 이상과 고토크값 이상의 토크 발생신호를 순차 입력하면, 전극 팁의 정상정인 연마작업이 종료되었다고 판단할 수 있다.

단, 컨트롤러가, 연마개시 후, 서보모터 장치로부터 저토크값 이상과 고토크값 이상의 토크 발생신호를 순차 입력하여도, 그 경과시간이 너무 짧은 경우에는, 형상이 다른 전극 팁이 연마되어 있거나, 또는, 수명 등에 의해 커터가 절삭 불능으로 되어 있는 등에 원인이 있는 것을 알 수 있어, 이들의 경우에도, 서보모터의 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상을 판단할 수 있다.

또, 컨트롤러는, 소정 경과시간 내에, 서보모터 장치로부터 저토크값 이상과 고토크값 이상의 토크 발생신호를 순차 입력하고, 또한, 정상연마 시간이 경과하면, 전극 팁의 정상적인 연마작업이 종료되었다고 판단할 수 있어, 그 이후 연마를 중지할 수 있으며, 전극 팁의 지나친 절삭을 방지할 수 있어, 전극 팁의 소비량을 저감하는 데에도 기여할 수 있다.

<청구항 3>

또한, 상기 서보모터 장치가, 상기 컨트롤러에 대해, 상기 저토크값과 상기 고토크값과의 토크 발생신호와 더불어, 상기 저토크값과 상기 고토크값과의 사이의 중토크값 이상이 된 때에도 토크 발생신호를 출력하는 구성으로 함과 동시에, 상기 중토크값이 상기 고토크값보다 낮고, 또한, 상기 제 1 피크값보다 높은 값으로 설정된다. 상기 컨트롤러가, 정상연마 시의 경과시간에 각각 대응하는 시간 내에, 상기 저토크값 이상, 상기 중토크값 이상, 및, 상기 고토크값 이상의 토크 발생신호를 입력하지 않았을 때, 연마이상으로 판단하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같은 연마방법에서는, 전극 팁의 연마 시 컨트롤러가 중토크값 이상으로 된 때에도 토크 발생신호를 입력하므로, 저토크값 이상 및 고토크값 이상 외에, 그 중간 토크값의 토크 발생신호의 유무로 연마이상을 판단할 수 있어, 신속하고 효율적으로 연마이상을 판단할 수 있다.

즉, 연마 시, 예를 들어, 컨트롤러가, 서보모터의 회전개시로 되어도, 서보모터 장치로부터 저토크값 이상의 토크 발생신호를 입력하지 않았을 때에는, 기술한 바와 같이, 전극 팁을 유지한 용접건이 다른 드레서에 배치되어 있거나, 또는 서보모터가 공회전 하고 있는 등에 원인이 있는 것을 알 수 있고, 서보모터의 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상을 판단할 수 있다.

또, 컨트롤러가 연마개시 후, 서보모터 장치로부터 저토크값 이상의 토크 발생신호를 입력하였으나, 중토크값 이상의 토크 발생신호를 입력하지 않은 경우에는, 팁 드레서에 기계적인 고장은 없으나, 전극 팁의 선단부가 지나치게 변형(마모)되었거나, 또는, 전극 팁이 용접건의 생크에 적절히 유지되지 않고 공회전 하고 있거나, 또는, 용접건 측의 팁 드레서로의 가압력 부족 등에 원인이 있는 것을 알 수 있고, 서보모터의 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상을 판단할 수 있다.

또한, 컨트롤러가, 연마개시 후, 서보모터 장치로부터 저토크값 이상과 중토크값 이상의 토크 발생신호를 순차 입력하였으나, 고토크값 이상의 토크 발생신호를 입력하지 않은 경우에는, 전극 팁의 선단부가 극단히 변형되어 있는 등에 원인이 있는 것을 알 수 있어, 서보모터의 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상을 판단할 수 있다.

그리고 또한, 컨트롤러가, 연마개시 후 소정 시간 내에, 서보모터 장치로부터 저토크값 이상, 중토크값 이상, 고토크값 이상의 토크 발생신호를 순차 입력하면, 전극 팁의 정상적인 연마작업이 종료되었다고 판단할 수 있다.

단, 컨트롤러가, 연마개시 후, 서보모터 장치로부터 저토크값 이상, 중토크값 이상, 고토크값 이상의 토크 발생신호를, 순차 입력하여도, 그 경과시간이 너무 짧은 경우에는, 형상이 다른 전극 팁이 연마되어 있거나, 또는 수명 등에 의해 커터가 절삭 불능으로 되어 있는 등에 원인이 있는 것을 알 수 있고, 이들의 경우에도, 서보모터의 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상을 판단할 수 있다.

물론, 컨트롤러는, 소정 시간 내에 서보모터 장치로부터 저토크값 이상, 중토크값 이상, 고토크값 이상의 토크 발생신호를 순차 입력하고, 또한, 정상연마 시간이 경과하면, 전극 팁의 정상적인 연마작업이 종료되었다고 판단할 수 있어, 그 이후의 연마를 중지할 수 있고, 전극 팁의 지나친 절삭을 방지할 수 있어, 전극 팁의 소비량을 저감하는 데에도 기여할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에서 사용하는 팁 드레서 부근을 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는, 동 실시형태 팁 드레서의 개략 측면도이다.
도 3은, 동 실시형태 팁 드레서의 전극 팁 연마 시의 종단면도이다.
도 4는, 동 실시형태 팁 드레서의 블록도이다.
도 5는, 정상연마 시의 경과시간에 따른 서보모터의 실효 토크를 나타내는 파형도이다.
도 6은, 팁 드레서 연마 시의 컨트롤러가 연마이상을 판단하는 흐름도를 나타낸다.
도 7은, 전극 팁의 연마이상 시의 일례를 나타내는 경과시간에 따른 서보모터의 실효 토크를 나타내는 파형도이다.
도 8은, 전극 팁의 연마이상 시의 다른 예를 나타내는 경과시간에 따른 서보모터의 실효 토크를 나타내는 파형도이다.
도 9는, 전극 팁의 연마이상 시 또 다른 예를 나타내는 경과시간에 따른 서보모터의 실효 토크를 나타내는 파형도이다.
도 10은, 전극 팁의 연마이상 시 다른 예를 나타내는 경과시간에 따른 서보모터의 실효 토크를 나타내는 파형도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명하면, 실시형태에 사용하는 한 쌍의 전극 팁(11, 11)을 유지하는 용접건(5)은, 도 1, 2에 나타내듯이, 다관절 용접로봇(1)의 아암(2) 선단에 유지됨과 동시에, 한 쌍의 전극 팁(11, 11)을 상호로 대향하는 생크(7, 8)에 끼워 넣어 구성된다. 그리고, 용접건(5)은 범용의 서보건(servo gun)으로, 전극 팁(11)을, 인코더(encoder)를 내장시킨 서보모터(6)에 의해 이동시키도록 유지함과 동시에, 한 쌍의 전극 팁(11, 11) 상호를, 동등하게 접근시키는 위치 제어기능을 구비하고 구성된다. 또, 용접건(5)은, 연산기능을 구비하고 있으며, 서보모터(6)의 회전수 제어·토크제어를 행하여, 전극 팁(11, 11)의 위치제어와 가압력 제어 등을 행할 수 있는 것이다.

또, 도 1에 나타내는 부호 3은, 용접건(5)을 포함한 용접로봇(1)의 작동을 제어하는 제어장치이다. 또한, W1, W2는, 용접로봇(1)이 용접가공을 행하는 용접라인에서의 가공지점이고, 이들 가공지점(W1, W2)에서는, 소정 수, 소정부분에서 타점(스폿용접)하고 도시하지 않는 판금(板金) 등을 용접하여 연결하게 된다.

팁 드레서(18)는, 도 2∼도 4에 나타내듯이, 드레서 본체(24)와, 서보모터 장치(36)와, 컨트롤러(50)를 구비하고 구성된다. 드레서 본체(24)는, 한 쌍의 전극 팁(11, 11)의 선단부(12)가 절삭 가능한 커터(28)를 유지한 홀더(27)를 구비하고, 서보모터 장치(36)의 서보 모터(37)의 회전 구동에 의해, 홀더(27)가 커터(28)와 함께 회전하고, 전극 팁(11)의 선단부(12)가 커터(28)에 절삭되어, 연마된다.

그리고, 홀더(27)는, 도 3에 나타내듯이, 적정 형상의 전극 팁(11) 선단부(12)의 형상에 대응하는 오목부(27a)를 상하 양면에 구비함과 동시에, 절삭 찌꺼기의 배출용 구멍부(27b)를 구비하고, 커터(28)는, 배출용 구멍부(27b)의 벽면에 장착나사(29)에 의해 장착되고, 오목부(27a, 27a)의 각 내주면에 절삭날(28a, 28a)을 배치시키고 있다. 때문에, 회전 구동하는 홀더(27)의 오목부(27a, 27a)에 접촉시키도록, 전극 팁(11, 11)의 선단부(12)가 삽입되면, 회전하는 커터(28)의 절삭날(28a, 28a)에 의해 소모된 선단부(12)가 절삭되어 적정 형상으로 연마되게 된다.

절삭날(28a)은, 전극 팁(11) 선단부(12)의 선단면(12a)과, 선단면(12a)으로부터 전극 팁(11)의 원주(圓柱)형상 기부(基部)(13)에 이어지도록 지름 확대하는 지름 확대부(12b)를 연마하도록 설정된다.

또, 홀더(27)는, 기어 기구(31)의 대(大)기어부(32) 수납부(32a)에 수납 고정되고, 큰 기어부(32)는, 케이스(24a) 내에서 회전 가능하게 축받이(33)에 의해 지지된다.

기어 기구(31)는, 서보모터(37)의 회전 구동축(37a)(도 4 참조)에 설치된 도시하지 않는 구동 기어와, 이 구동 기어와 큰 기어부(32)에 맞물림 하는 도시하지 않는 중간 기어와, 대기어(32)를 구비하고 구성되며, 서보모터(37)의 회전구동에 의해, 대기어(32)에 수납된 홀더(27)를, 커터(28)와 함께 회전시키게 된다.

서보모터 장치(36)는, 교류용 서보모터(37), 서보모터(37)의 회전 구동축(37a)의 각도위치와 회전속도가 검지 가능한 인코더(38), 서보모터(37)의 회전 구동을 제어하는 서보앰프(39)를 구비하고 구성되며, 서보앰프(39)에는, AC전원(45)이 접속된다.

그리고, 실시형태의 서보앰프(39)는, 마이크로 프로세서를 구비하고, 컨트롤러(50)로부터의 제어신호에 의해, 소정의 회전속도로 서보모터(37)의 회전 구동축(37a)을 회전시키도록 제어한다. 또한, 실시형태의 서보앰프(39)에서는, 서보모터(37)에 통전하는 전류값 등에 기초하여, 서보모터(37)의 부하토크가 최대 토크(정동 토크)가 된 때, 서보모터(37)의 고장 방지를 위해, 서보모터(37)의 구동을 정지시키는 토크 리미트(보호기구)를 구비한다.

그리고, 또한, 실시형태의 서보앰프(39)는, 서보모터(37)에 통전하는 전류값 등에 기초하여, 정상연마 시 서보모터(37)의 부하토크 변동 시에, 3단계의 부하토크 발생시점에서, 컨트롤러(50)에 ON신호를 출력하도록 구성된다.

또한, 전극 팁(11, 11)의 연마 시, 정상적으로 행해지는 경우에는, 경과시간에 따른 부하토크의 증감 파형은, 도 5에 나타내는 상태가 된다. 즉, 부하토크는, 서보모터(37)의 회전개시부터 전극 팁(11)의 홀더(27)로의 접촉 직전(가압개시)까지의 연마 준비시간 동안은 상승하지 않으나, 전극 팁(11)의 홀더(27)로의 가압개시로부터, 즉, 연마개시(S)로부터 우측으로 상승하는 증가선(L1)을 그리며 상승하고, 또한 제 1 피크값 P1을 맞이하며, 그 후, 오목형 곡선(L2)을 그리며, 최소값 PV를 맞이하기까지 저하하고, 저하 후, 제 1 피크값 P1보다 높은 제 2 피크값P2을 맞이하며, 이어서, 정체하여, 연마완료(E)가 되는 파형이 된다. 제 1 피크값 P1을 맞이하는 증가선(L1)을 그리는 연마상태는, 전극 팁(11)의 선단부(12)가 홀더(27)의 오목부(27a) 내주면(內周面)에 닿을 시에, 선단부(12)에 발생하는 부분적인 볼록부가 큰 압력으로 접촉하면서 절삭되는 상태이다. 계속해서, 오록형상 곡선(L2)을 그릴 시의 연마상태는, 전극 팁(11)의 선단부(12) 볼록부가 부분적으로 닿지만 작아지고, 부하 토크가 저하한다. 그 후, 더욱 볼록부가 없어짐과 동시에, 선단부(12)의 선단면(12a)과 지름 확대부(12b)로 되는 부위가 부분적으로 대응하는 상태로부터, 전역에 걸쳐 넓은 면적에서 절삭되는 상태이다. 그리고, 제 2 피크값 P2을 맞이하면, 선단부(12)가 소정 형상으로 연마된 상태가 된다.

그리고, 연마개시(S)부터 연마완료(E)점까지의 경과시간(TE)은, 일정(예를 들어 3초)하게 된다. 또, 연마개시(S)부터 제 1 피크값 P1을 맞이하기까지의 경과시간(T1)은, 1초 걸리지 않는 시간(도면의 예에서는, 약 0.2초)으로 하고, 최소값 PV를 맞이하는 시간 TV는 1초 전후로 하며, 연마개시(S)부터 제 2 피크값P 2을 맞이하기까지의 경과시간(T2)은, 2초 이상 3초 미만(도면의 예에서는, 2.6초)로 한다.

또, 실시형태의 경우 전극 팁(11)의 정상연마 시는, 전극 팁(11)의 직경을 16Ф로 하고, 용접건(5)의 가압력을 120kgf/㎠, 홀더(27)의 회전수를 177rpm으로 하여 연마한다.

또한, 회전개시로부터 가압개시(연마개시)(S)까지의 가압준비 시간(TF)은, 실시형태의 경우, 3초로 한다.

그리고, 실시형태의 경우, 서보모터(38)는, 서보모터(37)의 부하 토크 내에서, 차례로 높아지는 저토크값 Y1 이상, 중토크값 Y2 이상, 및 고토크값 Y3 이상의 토크 발생 시, 컨트롤러(50)에, 각 토크값 Y1, Y2, Y3의 토크 발생신호를 출력하는 구성으로 한다. 즉, 서보앰프(39)는, 컨트롤러(50)에 대해, 저토크값 Y1 이상 시 저토크값 ON신호(LL ON신호)를 출력하고, 중토크값 Y2 이상 시 중토크값 ON신호(ML ON신호)를 출력하며, 고토크값 Y3 이상 시에 고토크값 ON(HL ON신호)을 출력한다. 그리고, ON신호(LL ON신호, ML ON신호, HL ON신호)를 출력 후, 각각, 각 토크값 Y1, Y2, Y3을 하회한 시에는, 각각의 ON신호(LL ON신호, ML ON신호, HL ON신호)의 출력을 정지한다.

또한, 실시형태의 경우, 저토크값 Y1은, 제 1 피크값 P1과 제 2 피크값 P2 사이의 저하된 최소값 PV보다 작은 값으로 하고, 중토크값 Y2가 제 2 피크값 P2보다 낮고, 또한, 제 1 피크값 P1보다 높은 값으로 한다. 또, 고토크값 Y3이 중토크값 Y2보다 높고, 또한, 제 2 피크값 P2보다 낮은 값으로 설정된다.

그리고, 컨트롤러(50)는, 용접로봇(1)의 제어장치(3)로부터 전극 팁(11, 11)이 소정수의 스폿 용접을 행한 경우에 있어서, 전극 팁(11, 11)의 연마를 행하는 신호를 입력했을 때, 서보모터 장치(36)의 서보앰프(39)에 서보모터(37)를 소정 회전수로 회전시키도록 제어신호를 출력하여, 연마작업 개시가 되고, 또, 용접건(5)이 드레서 본체(24)의 회전하는 홀더(27)에 대해, 한 쌍의 전극 팁(11, 11)을 눌러 용접건(5)으로부터의 가압신호를 받아, 컨트롤러(50)는 연마개시(S)로 판단한다. 그리고, 컨트롤러(50)는, 도 6에 나타내듯이, 연마이상을 판단한다.

그리고, 먼저, 단계 S101에서, LL ON신호가 입력 완료인지 여부를 판정한다. 입력 완료이면(단계 S101에서 YES) 단계 S102로 이행하고, 입력되지 않았으면(단계 S101에서 NO) 단계 S103로 이행하여, 연마작업 개시(회전개시)로부터 tf초 경과되었는지 여부를 판정한다. 그리고, 이 시간(tf)은, 실시형태의 경우, 연마개시(S)로부터 최소값 PV가 되는 경과시간의 1초와 가압 준비시간의 3초에 대응시켜, 합계 4초로 한다.

또한, 단계 S103에서, 회전개시로부터 4(tf)초 경과되어 있으면(단계 S103에서 YES) 연마이상으로 판단하여 단계 S104로 이행하고, 컨트롤러(50)는, 연마이상 I를 출력한다. 이 연마이상 I의 경우에는, 팁 드레서(18) 기어 기구(31)의 기어가 파손되어 있거나, 용접건(5)이 다른 위치의 팁 드레서 홀더에 배치되어 있는 등에 원인이 있고, 컨트롤러(50)는, 용접로봇(1)의 작동을 정지하고, 또한, 서보모터(37)의 회전구동을 정지시키도록, 제어장치(3)와 서보모터 장치(36)에 에러 신호를 출력한다. 그리고, 이 때, 컨트롤러(50)는 소정의 연마이상 I를 알리도록, 소정의 램프 점등 등을 행하도록 하여도 된다.

여기서, 이 연마이상 I 시의 부하 토크의 파형은, 도 7에 나타내는 상태를 예시할 수 있다.

그리고, 단계 S101로부터 단계 S102로 이행한 경우에, 컨트롤러(50)는, ML ON신호의 유무를 판정하고, ML ON신호가 입력되지 않으면(단계 S102에서 NO) 단계 S106로 이행하고, ML ON신호가 입력되면(단계 S102에서 YES) 단계 S105로 이행한다.

단계 S106에서, LL ON신호를 입력하고 나서 tm초(예를 들어, 정상연마 시의 경과시간보다 많은 2∼3배 정도, 실시형태의 경우 3배인 5초) 경과되었는지 여부를 판정하여, 경과되지 않으면(단계 S106에서 NO) 단계 S102로 되돌아가고, 경과되면(단계 S106에서 YES) 단계 S107로 이행하며, 컨트롤러(50)는 연마이상 II를 출력한다. 이 연마이상 II의 경우에는, 팁 드레서(18)에 기계적인 고장은 없으나, 전극 팁(11)의 선단부(12)가 지나치게 변형(마모)되었거나, 또는, 전극 팁(II)이 용접건(5)의 생크(7, 8)에 적절히 유지되지 않고 공회전 하거나, 또는, 용접건(5) 측의 팁 드레서(18)로의 가압력 부족 등에 원인이 있고, 컨트롤러(50)는, 용접건(5)을 개방하여 용접로봇(1)의 작동을 정지시키고, 또한, 전극 팁(1)의 형상 에러를 표시하도록, 제어장치(3)에 에러신호를 출력함과 동시에, 서보모터(37)의 회전구동을 정지시키도록, 서보모터 장치(36)에 에러신호를 출력한다. 그리고, 이 때, 컨트롤러(50)는, 소정의 연마이상 II를 알리도록, 소정의 램프 점등 등을 행하도록 하여도 된다.

여기서, 이 연마이상 II 시의 부하토크의 파형은, 도 8에 나타내는 상태를 예시할 수 있다.

그리고, 단계 S102로부터 단계 S105로 이행한 경우에, 컨트롤러(50)는 HL ON신호의 유무를 판정하고, HL ON신호가 입력되지 않으면(단계 S105에서 NO) 단계 S108로 이행하고, HL ON신호가 입력되면(단계 S105에서 YES) 단계 S109로 이행한다.

단계 S108에서, ML ON신호가 입력되고 나서 tb초(예를 들어, 정상연마 시의 경과시간보다 많은 2∼3배 정도, 실시형태의 경우, 3배 정도인 3초) 경과되었는지 여부를 판정하고, 경과되지 않으면(단계 S108에서 NO) 단계 S105로 되돌아가고, 경과되면(단계 S108에서 YES), 단계 S107로 이행하고, 컨트롤러(50)는 기술한 연마이상 II를 출력한다.

그리고, 단계 S105로부터 단계 S109로 이행한 경우에는, 컨트롤러(50)는, 연마개시(S)로부터 tt초(예를 들어, 정상연마의 제 2 피크값P2에 도달하기보다 약간 짧은 시간인 2초) 경과되었는지 여부를 판정하고, 연마개시(S)로부터 2초 경과하지 않으면(단계 S109에서 NO) 단계 S110로 이행하고, 컨트롤러(50)는, 연마이상 III을 출력한다.

이 연마이상 III의 경우에는, 형상이 다른 전극 팁이 연마되어 있거나, 또는, 수명 등에 의해 커터가 절삭 불능으로 되어 있는 용접건(5)의 가압력 상승 등에 원인이 있고, 컨트롤러(50)는 용접건(5)을 개방하여 용접로봇(1)의 작동을 정지시키고, 또한, 커터(28)의 수명을 표시하도록, 제어장치(3)에 에러신호를 출력함과 동시에, 서보모터(37)의 회전구동을 정지시키도록, 서보모터 장치(36)에 에러신호를 출력한다. 그리고, 이 때, 컨트롤러(50)는, 소정의 연마이상 III을 알리도록, 소정 램프의 점등 등을 행하도록 하여도 된다.

여기서, 이 연마이상 III 시의 부하토크의 파형은, 도 9에 나타내는 상태를 예시할 수 있다.

한편, 단계 S109에서, 연마개시(S)로부터 2초 경과하면(단계 S109에서 YES), 단계 S111로 이행하고, 정상적으로 연마작업을 완료할 수 있다라고 하여, 연마개시(S)부터 연마완료(E)까지의 연마완료 시간(TE)이 경과하기까지, 서보모터(37)를 회전 구동시킨 후, 서보모터(37)의 회전구동을 정지시키도록, 서보모터 장치(36)에 연마완료 신호를 출력함과 동시에, 용접건(5)을 개방하여 용접로봇(1)이 다음 작업으로 이행할 수 있도록, 제어장치(3)에 연마완료 신호를 출력한다.

즉, 컨트롤러(50)는, 소정 시간 내에, 서보모터 장치(36)로부터 저토크값 Y1 이상, 중토크값 Y2 이상, 고토크값 Y3 이상의 토크발생 신호(LL ON신호, ML ON신호, 및 HL ON신호)를 순차 입력한다. 그리고, 정상연마 시간(TE)이 경과하면, 전극 팁(11)의 정상적인 연마작업이 종료되었다고 판단할 수 있어, 그 이후의 연마를 중지할 수 있고, 전극 팁(11)의 지나친 절삭을 방지할 수 있어, 전극 팁(11)의 소비량을 저감하는 데에도 기여할 수 있다.

또, 실시형태의 팁 드레서(18)에서는, 서보앰프(39)가, 서보모터(37)에 통전하는 전류값 등에 기초하여, 서보모터(37)의 부하 토크가 최대 토크(정동 토크)가 된 때, 서보모터(37)의 고장방지를 위해, 서보모터(37)의 구동을 정지시키는 토크 리미트(보호기구)를 구비하고 있으며, 이와 같은 경우에도, 제어기(50)가 그 신호를 입력하고, 용접건(5)을 개방시킴과 동시에, 용접로봇(1)을 정지시키도록, 제어장치(3)에 에러신호를 출력할 수 있다. 여기서, 이 때의 부하토크의 파형은, 도 10에 나타내는 상태를 예시할 수 있다.

이상과 같이, 실시형태의 전극 팁의 연마방법에서는, 컨트롤러(50)가 소정 시간 내에 LL ON신호가 입력되지 않으면, 연마이상 I로써,

1. 전극 팁을 유지한 용접건이 다른 팁 드레서에 배치되어 있음,

2. 기어 기구 등의 기계적인 고장에 의해, 서보모터가 공회전 함,

등의 이상을 알 수 있다.

또, 컨트롤러(50)가, LL ON신호를 입력하여도, 소정 시간 내에 ML ON신호가 입력되지 않았거나, 또는, ML ON신호를 입력하여도, 소정 시간 내에 HL ON신호가 입력되지 않으면, 연마이상 II로써,

3. 전극 팁(11)의 선단부(12)가 지나치게 변형(마모)되어 있음,

4. 전극 팁(11)이 용접건(5)의 생크(7), (8)에 적절히 유지되지 않고 공회전 하고 있음,

5. 용접건(5) 측의 팁 드레서(18)로의 가압력이 부족되어 있음,

등의 이상을 알 수 있다.

또한, 컨트롤러(50)가, LL ON신호와 ML ON신호를 입력하여, 단시간에 HL ON신호를 입력하면, 연마이상 III으로써,

6. 용접건(5)측의 가압력이 소정값보다 상승하고 있음,

7. 형상이 다른 전극 팁이 연마되어 있음,

8. 수명 등에 의해 커터의 절삭불량이 발생하고 있음,

등의 이상을 알 수 있다.

즉, 실시형태의 전극 팁 연마방법에서는, 여러 가지 연마이상 I, II, III을 알 수 있고, 서보모터(37)의 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상을 판단할 수 있어, 연마작업 중지와 함께 신속하고 정확하게 대처를 하는 것이 가능하게 된다.

그리고, 실시형태의 연마방법에서는, 커터 수명의 영향으로 인한 절삭부족 상태의 용접, 팁 드레서의 기계적인 고장으로 인한 미절삭 상태의 용접, 연마 시의 절삭 과다로 인한 전극 팁의 소모(단명화)를 방지할 수 있다.

또, 실시형태의 연마방법에서는, 서보모터 장치(36)로부터의 디지털 신호의 ON 신호에 기초하여, 컨트롤러(50)가 소정의 판정을 행할 수 있으므로, 용접로봇(1)의 제어장치(3)와의 디지털 신호의 입출력도 용이하게 되고, 용접로봇(1)의 용접 현장에 적합하게 된다.

그리고, 실시형태에서는 서보앰프(39)로부터 출력되는 ON 신호가, 저토크값 Y1, 중토크값 Y2 및, 고토크값 Y3의 3단계에 따른 것을 예시하였으나, 저토크값 Y1과 고토크값 Y3과의 2단계에 따른 LL ON신호와 HL ON신호와의 2종류로 하여도 된다.

이 경우 컨트롤러(50A)는, 도 6에 나타내는 흐름도의 단계 S102와 단계 S106를 없애고, 단계 S108에서 판정하는 경과시간(tb)을, LL ON신호의 출력 후의 정상연마 시의 시간의 2∼3배 정도, 예를 들어, 3배 정도인 8초로 하면 된다.

이와 같은 경우에도, 연마 시, 컨트롤러(50A)가 회전개시로 되어, 서보모터 장치(36)로부터 저토크값 Y1 이상의 토크 발생신호(LL ON신호)가 입력되지 않은 때에는, 전극 팁(11)을 유지한 용접건(5)이 다른 드레서에 배치되어 있거나, 또는 서보모터(37)가 공회전 하는 등에 원인이 있는 것을 알 수 있어, 서보모터(37)의 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상 I(도 6의 단계 S104 참조)을 판단할 수 있다.

또, 컨트롤러(50A)가, 연마개시 후 서보모터 장치(36)로부터 저토크값 Y1 이상의 토크 발생신호(LL ON신호)를 입력하였으나, 고토크값 Y3 이상의 토크 발생신호(LL ON신호)를 입력하지 않은 경우에는, 팁 드레서(18)에 기계적인 고장은 없으나, 전극 팁(11)의 선단부(12)가 지나치게 변형(마모)되거나, 또는, 전극 팁(11)이 용접건(5)의 생크(7, 8)에 적절하게 유지되지 않아 공회전 하고 있는, 또는 용접건(5) 측에 드레서로의 가압력 부족 등에 원인이 있는 것을 알 수 있어, 서보모터(37)의 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상 II(도 6의 단계 S107 참조)를 판단할 수 있다.

또한, 컨트롤러(50A)가, 연마개시 후, 서보모터 장치(36)로부터 저토크값 Y1 이상과 고토크값 Y3 이상의 토크 발생신호(LL ON신호, HL ON신호)를, 순차 입력하면(도 6의 단계 S101, S105, S109, S201로 이행하면) 전극 팁(11)의 정상적인 연마작업이 종료되었다고 판단할 수 있다.

단, 컨트롤러(50A)가, 연마개시 후, 서보모터 장치(36)로부터 저토크값 Y1 이상과 고토크값 Y3 이상의 토크 발생신호(LL ON신호, HL ON신호)를, 순차 입력하여도 그 경과시간이 너무 짧은 경우에는(도 6에 나타내는 단계 S109에서 NO), 형상이 다른 전극 팁이 연마되어 있거나, 또는, 수명 등에 의해 커터가 절삭 불능으로 되어 있는 등에 원인이 있는 것을 알 수 있고, 이들의 경우에도, 서보모터(37)의 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상 III(도 6의 단계 S110 참조)을 판단할 수 있다.

또, 컨트롤러(50A)는, 적정 시간 내에 서보모터 장치(36)로부터 저토크값 Y1 이상과 고토크값 Y3 이상의 토크 발생신호를, 순차 입력하고, 또한, 정상연마 시간(TE)이 경과하면, 전극 팁(11)의 정상적인 연마작업이 종료되었다고 판단할 수 있고, 그 이후의 연마를 중지할 수 있어, 전극 팁(11)의 지나친 절삭을 방지할 수 있고, 전극 팁(11)의 소비량을 저감하는 데에도 기여할 수 있다.

또한, 실시형태에서는, 서보앰프(39)로부터 출력되는 ON 신호가, 저토크값 Y1, 중토크값 Y2 및, 고토크값 Y3의 3단계에 따른 것을 예시하였으나, 예를 들어, 서보앰프(39)는, 저토크값 Y1, 최소값 PV, 고토크값 Y3 내의 일단계 값 이상인 때, 토크 발생신호를 출력시키도록 하여도 된다.

이와 같이 구성하여도, 이 경우의 컨트롤러(50B)는, 도 6의 어느 하나의 연마이상 I, II, III을 출력할 수 있고, 서보모터(37)의 최대 토크 발생 시 이외에서의 연마이상 I, II, III의 어느 하나를 판단할 수 있다.

그리고, 실시형태에서는, 단계 S106과 단계 S108에서, 직전의 ON 신호의 출력으로부터의 경과시간의 유무를 판단하도록 설정하였으나, 물론 이들 경과시간은, 정상연마 시의 연마개시(S)로부터의 경과시간의 2∼3배, 예를 들어, 3배의 경과시간으로 설정하여도 되고, 또는, 가압 준비시간 TF를 가미(加味)하여, 회전개시로부터의 경과시간으로 설정하여도 된다. 물론, 단계 S109의 경과시간 tt도, 가압 준비시간 TF를 가미한 회전개시로부터 경과시간으로서 설정하여도 된다.

또한, 기술한 여러 가지 경과시간(확인시간이나 대기시간으로 하여도 된다) tf, tm, tb, tt는 정상연마 시의 경과시간에, 어느 정도의 변동시간을 가미한 것으로, 실시형태의 시간에 한정되는 것은 아니고, 정확하게 연마이상 I, II, III을 판정할 수 있다면, 적절히 증감시켜도 된다.

5 : 용접건 11 : 전극 팁
12 : 선단부 18 : 팁 드레서
27 : 홀더 28 : 커터
36 : 서보모터 장치 37 : 서보모터
39 : 서보앰프 50 : 컨트롤러
P1 : 제 1 피크값 P2 : 제 2 피크값
PV : 최소값 Y1 : 저토크값
Y2 : 중토크값 Y3 : 고토크값

Claims (3)

1. 용접건에 의해 유지된 한 쌍의 전극 팁을 연마하는 팁 드레서(tip dresser)가,
   한 쌍의 상기 전극 팁의 선단부(先端部)가 절삭(切削) 가능한 커터를 유지한 홀더와,
   한 쌍의 상기 전극 팁을 절삭 가능하게, 상기 홀더를 회전시키기 위한 구동원으로서의 서보모터 및 이 서보모터의 회전을 제어하는 서보 앰프를 가지고 구성되는 서보모터 장치와,
   이 서보모터 장치의 작동을 제어하는 컨트롤러
   를 구비하여 구성되고,
   상기 팁 드레서가 한 쌍의 상기 전극 팁을 연마할 시에, 상기 서보모터의 최대 토크 이하에서의 전극 팁의 연마이상(硏磨異常)이 판별 가능한 전극 팁의 연마 방법에 있어서,
   상기 서보모터 장치가, 한 쌍의 상기 전극 팁의 정상연마 시 부하 토크 내 중간값의 토크 발생 시, 상기 컨트롤러에, 토크 발생신호를 출력하는 구성으로 하고,
   상기 컨트롤러가, 정상연마 시의 경과 시간에 대응하는 시간 내에, 상기 토크 발생신호를 입력하지 않았을 때, 연마이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전극 팁의 연마방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   정상연마 시의 상기 서보모터 부하토크의 시간 경과에 따른 파형이, 연마개시로부터 상승하여 제 1 피크값이 되어 그 후 저하되고, 저하 후에 제 1 피크값보다 높은 제 2 피크값을 맞이하고 정체하여, 연마완료가 되는 파형으로 하고,
   상기 서보모터 장치가, 한 쌍의 상기 전극 팁의 정상연마 시의 부하토크 내 중간값의 값으로서, 차례로 높아지는 2개의 값 이상의 토크 발생 시, 상기 컨트롤러에 대해, 고저(高低) 2개 값의 토크 발생신호를 출력하는 구성으로 함과 동시에,
   낮은 값인 저토크값이, 상기 제 1 피크값과 상기 제 2 피크값 사이의 저하된 최소값보다 작은 값으로 하고,
   높은 값인 고토크값이, 상기 제 2 피크값보다 낮고, 또한, 상기 제 1 피크값보다 높은 값으로 설정되며,
   상기 컨트롤러가, 정상연마 시의 경과시간에 각각 대응하는 시간 내에, 저토크값 이상과 고토크값 이상의 토크 발생신호를 입력하지 않았을 때, 연마이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전극 팁의 연마방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 서보모터 장치가, 상기 컨트롤러에 대해, 상기 저토크값과 상기 고토크값과의 토크 발생신호와 더불어, 상기 저토크값과 상기 고토크값과의 사이의 중토크값 이상이 된 때에도 토크 발생신호를 출력하는 구성으로 함과 동시에,
   상기 중토크값이, 상기 고토크값보다 낮고, 또한, 상기 제 1 피크값보다 높은 값으로 설정되고,
   상기 컨트롤러가, 정상연마 시의 경과시간에 각각 대응하는 시간 내에, 상기 저토크값 이상(以上), 상기 중토크값 이상 및, 상기 고토크값 이상의 토크 발생신호를 입력하지 않았을 때, 연마이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전극 팁의 연마방법.

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