KR20180003048A - 용접 품질 관리 시스템 - Google Patents

용접 품질 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 용접 품질 관리 시스템은 용접건을 이용하여 용접 대상물을 스폿 용접하며, 상기 스폿 용접시 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치를 측정하는 적어도 하나의 용접 로봇, 상기 용접 로봇의 동작을 제어하며, 상기 측정된 전압, 전류, 통전시간 및 건가압을 이용하여 용접 품질을 판정하는 로봇 제어기 및 상기 로봇 제어기와 네트워크를 구성하며, 상기 로봇 제어기로부터 상기 스폿 용접시 전압, 전류, 통전시간, 건가압, 용접위치 및 판정 결과를 수신하여, 용접 로봇의 상태를 모니터링하는 용접 관리 서버를 포함한다.

Description

용접 품질 관리 시스템{WELDING MONITORING SYSTEM}
본 발명은 용접 품질 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 용접은 금속부재를 가열/가압 등의 조작으로 야금적으로 접합시키는 것으로, 접합할 양 금속부재의 접합부를 국부적으로 가열/용융시켜 여기에 용가재를 용융 첨가하여 이들을 국부적 주조작용으로 접합시키는 융접(fusion welding)과, 접합부를 적당한 온도로 가열하여 이에 기계적 압력을 가하여 접합을 완성하는 방법인 압접(press welding) 및 접합하는 모재보다 융점이 훨씬 낮은 비철합금 용가재인 납재료를 접합부에 용융 첨가하여 그 용융 납재료의 응고 시에 있어서의 분자간 인력을 이용하여 접합목적을 달성하는 납접 등이 있다.
이러한 용접 과정은 균일하게 용접할 수 있으면서 안전한 용접 기술을 연구 개발하여 오늘날에는 로봇 및 자동화 기술의 발전에 따라 용접 과정을 자동으로 수행하는 자동 용접 장치가 생산 라인에 널리 사용되어 생산성 향상에 많은 도움을 주고 있다.
그러나, 종래의 용접 관리 시스템은 스폿 용접의 2차 전류 감지 장치를 통해 측정된 전류값이 기 설정된 범위를 벗어나는지 여부에 따라 단순히 Pass/Fail 판정을 하였다. 이에 대해, 복합적인 용접 품질 판정을 위해서는 용접건의 가압력 데이터가 필요하나, 이를 위해서는 별도의 부가장비를 이용해야 하는 문제점이 있다.
또한, 용접이 수행되는 위치에 대한 용접 품질의 판정하고, 이를 표시할 수 없어 용접이 정확한 위치에 이루어졌는지 여부를 시각적으로 쉽게 확인할 수 없는 문제점이 있다.
하기의 특허문헌 1은 용접 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이나, 상술한 문제에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
한국 등록특허공보 제10-1038569호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 스폿 용접시의 전류, 전압, 통전시간, 건가압, 용접위치를 측정하고, 이를 이용하여 품질을 판정함으로써, 복합적인 용접 품질 판정을 할 수 있는 용접 품질 관리 시스템을 제공한다.
또한, 용접이 수행되는 위치에 대한 용접의 품질을 판정하고 이를 표시함으로써, 용접 로봇이 정확한 위치에 용접을 수행하였는지 여부를 시각적으로 쉽게 모니터링 할 수 있는 용접 품질 관리 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접 품질 관리 시스템은 용접건을 이용하여 용접 대상물을 스폿 용접하며, 상기 스폿 용접시 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치를 측정하는 적어도 하나의 용접 로봇, 상기 용접 로봇의 동작을 제어하며, 상기 측정된 전압, 전류, 통전시간 및 건가압을 이용하여 용접 품질을 판정하는 로봇 제어기 및 상기 로봇 제어기와 네트워크를 구성하며, 상기 로봇 제어기로부터 상기 스폿 용접시 전압, 전류, 통전시간, 건가압, 용접위치 및 판정 결과를 수신하여, 용접 로봇의 상태를 모니터링하는 용접 관리 서버를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 용접 관리 서버는 상기 용접 대상물의 도면 데이터를 저장하며, 상기 용접위치와 상기 도면 데이터를 이용하여, 상기 용접 로봇이 정확한 위치에 스폿 용접을 수행하였는지 여부를 판단할 수 있다.
여기서, 상기 용접 관리 서버는 상기 도면 데이터에 대한 상기 용접 로봇의 용접위치를 표시하는 제1 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 로봇 제어기는 상기 용접 로봇으로부터 상기 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치에 대한 데이터를 수신하고, 이를 처리하는 신호 처리부, 상기 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치를 이용하여 용접 품질을 판정하는 품질 판정부 및 상기 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치와 상기 용접 품질을 표시하는 제2 디스플레이부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 개별 용접 로봇의 사용 상태 및 용접 상태를 파악하여 용접의 불량을 찾아 품질을 향상시킴으로써, 효율적인 로봇 용접 시스템의 운영 및 관리를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 품질 관리 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1에 로봇 제어기와 용접 관리 서버의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 품질 관리 시스템을 설명하기 위한 구성도이며, 도 2는 도 1에 로봇 제어기와 용접 관리 서버의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 품질 관리 시스템은 용접 로봇(100), 로봇 제어기(200) 및 용접 관리 서버(300)를 포함할 수 있다.
용접 로봇(100)은 용접건을 포함할 수 있으며, 상기 용접건을 이용하여 용접 대상물을 스폿 용접할 수 있다. 구체적으로, 용접 로봇(100)은 3차원공간에서 이동가능한 용접건을 이용하여 용접 대상물을 집어 스폿 용접을 수행할 수 있다.
또한, 용접 로봇(100)은 스폿 용접 시, 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치를 측정할 수 있다.
용접 로봇(100)은 1차 측과 2차 측의 권선비로 전압을 변환하여 출력하는 트랜스포머의 2차 측에 연결되는 트랜스포머에서 출력되는 전압 및 전류와 통전시간을 측정하여 로봇 제어기(200)로 출력할 수 있다.
또한, 용접 로봇(100)은 용접건의 건가압을 측정하기 위해 상기 용접건을 구동하는 서보모터의 전류값을 측정하여 로봇 제어기(200)로 출력할 수 있다.
또한, 용접 로봇(100)은 용접 대상물에 대하여 용접을 수행하고 있는 용접위치(용접 포인트 좌표)를 로봇 제어기(200)로 출력할 수 있다.
또한, 용접 로봇(100)은 용접을 수행하기 위한 전류, 전압, 통전시간과, 건가압, 통전위치 이외에도 전력 사용량, 이산화탄소 가스 사용량 및 용접봉 사용량 정보등을 로봇 제어기(200)로 출력할 수 있으며, 상기 정보를 PLC 또는 IO 접점 통신 방식을 이용하여 로봇 제어기(200)로 전송할 수 있다. 여기서, 용접 로봇(100)과 로봇 제어기(200) 사이의 통신 방식은 RF 통신, 적외선 통신, 블루투스, 지그비, 와이파이 통신과 같은 무선 통신 방식이 적용될 수도 있다.
로봇 제어기(200)는 용접 로봇(100)의 동작을 제어할 수 있으며, 용접 로봇(100)에 의해 측정된 전압, 전류, 통전시간 및 건가압을 이용하여 용접 품질을 판정할 수 있다.
여기서, 로봇 제어기(200)는 용접 로봇(100)과 유선 또는 무선 통신망으로 연결되어 용접 로봇(100)의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 로봇 제어기(200)는 입력 또는 저장된 용접 관리 프로그램을 통해 동작을 수행할 수 있다.
또한, 로봇 제어기(200)는 용접 관리 서버(300)와 네트워크를 구성하여 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치와 용접 품질의 판정 결과를 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 로봇 제어기(200)는, 도 2에서와 같이, 신호 처리부(210), 품질 판정부(220) 및 제2 디스플레이부(230)를 포함할 수 있다.
신호 처리부(210)는 용접 로봇(100)으로부터 입력되는 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치에 대한 정보를 처리하여 품질 판정부(200)로 출력할 수 있다. 여기서, 신호 처리부(210)는 용접 로봇(100)으로부터 상기 용접건의 서보모터의 전류값을 수신하는 경우, 상기 전류값에 대응되는 건가압을 산출하여 품질 판정부(220)로 출력할 수 있다.
품질 판정부(220)는 신호 처리부(210)로부터 입력되는 전압, 전류, 통전시간, 건가압에 대한 정보를 종합하여 용접 품질을 판정할 수 있다. 여기서, 용접의 품질을 판정하기 위한 전압, 전류, 통전시간, 건가압의 기준값은 입력되거나, 용접 관리 서버(300)로부터 전송될 수 있다.
품질 판정부(220)는 상기 판정한 용접 품질에 대한 정보를 상기 입력된 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치에 대한 정보와 함께 용접 관리 서버(300)로 전송할 수 있다. 또한, 품질 판정부(2200는 상기 판정한 용접 품질에 대한 정보와 상기 입력된 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치에 대한 정보를 제2 디스플레이부(230)로 출력할 수 있다.
제2 디스플레이부(230)는 품질 판정부(220)로부터 입력되는 용접 품질에 대한 정보와 상기 입력된 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치에 대한 정보를 가공하여 표시할 수 있다.
용접 관리 서버(300)는 로봇 제어기(200)와 네트워크를 통해 연결될 수 있으며, 용접 품질을 모니터링하기 위해 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치와 용접 품질에 대한 정보를 수신할 수 있다.
또한, 용접 관리 서버(300)는 용접 로봇(100)의 용접 대상물에 대한 도면 데이터를 저장할 수 있으며, 로봇 제어기(200)로부터 수신된 용접위치와 해당 용접위치에서의 스폿 용접에 따른 전류, 전압, 통전시간, 건가압 및 판정결과에 대한 정보를 이용하여, 용접 로봇(100)이 정확한 위치에 스폿 용접을 수행하였는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 용접 관리 서버(300)는, 도 2에서와 같이, 제1 디스플레이부(310)를 포함할 수 있다.
제1 디스플레이부(310)는 용접 대상물의 도면 데이터에 대한 용접 로봇(100)의 용접위치를 표시할 수 있다. 또한, 제1 디스플레이부(310)는 상기 용접위치가 용접을 목적 용접위치인지 여부를 판단한 결과를 표시할 수 있으며, 이 외에도, 로봇 제어기(200)로부터 수신한 상기 용접위치에서의 스폿 용접에 따른 전류, 전압, 통전시간, 건가압 및 판정결과에 대한 정보를 가공하여 표시할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100: 용접 로봇
200: 로봇 제어기
210: 신호 처리부
220: 품질 판정부
230: 제2 디스플레이부
300: 용접 관리 서버
310: 제1 디스플레이부

Claims (4)

  1. 용접건을 이용하여 용접 대상물을 스폿 용접하며, 상기 스폿 용접시 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치를 측정하는 적어도 하나의 용접 로봇;
    상기 용접 로봇의 동작을 제어하며, 상기 측정된 전압, 전류, 통전시간 및 건가압을 이용하여 용접 품질을 판정하는 로봇 제어기; 및
    상기 로봇 제어기와 네트워크를 구성하며, 상기 로봇 제어기로부터 상기 스폿 용접시 전압, 전류, 통전시간, 건가압, 용접위치 및 판정 결과를 수신하여, 용접 로봇의 상태를 모니터링하는 용접 관리 서버;
    를 포함하는 용접 품질 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 용접 관리 서버는,
    상기 용접 대상물의 도면 데이터를 저장하며, 상기 용접위치와 상기 도면 데이터를 이용하여, 상기 용접 로봇이 정확한 위치에 스폿 용접을 수행하였는지 여부를 판단하는 용접 품질 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 용접 관리 서버는,
    상기 도면 데이터에 대한 상기 용접 로봇의 용접위치를 표시하는 제1 디스플레이부;를 더 포함하는 용접 품질 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 로봇 제어기는,
    상기 용접 로봇으로부터 상기 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치에 대한 데이터를 수신하고, 이를 처리하는 신호 처리부;
    상기 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치를 이용하여 용접 품질을 판정하는 품질 판정부; 및
    상기 전압, 전류, 통전시간, 건가압 및 용접위치와 상기 용접 품질을 표시하는 제2 디스플레이부;
    를 포함하는 용접 품질 관리 시스템.

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