KR20180004617A - 용접팁 마모량 검출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제어부가 절삭부를 회전시켜 용접팁을 드레싱하는 단계, 마모량 검출부가 용접팁의 마모량을 검출하는 단계; 및 총 마모량 산출부가 마모량을 이용하여 용접팁의 드레싱 수행시마다 마모된 총 마모량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

용접팁 마모량 검출 방법{APPARATUS FOR MEASURING WEAR OF WELDING TIP}

본 발명은 용접팁 마모량 검출 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접팁에 대한 드레싱 작업을 수행할 때마다 용접팁의 마모량을 검출하고 검출된 마모량을 누적 합산하여 총 마모량을 검출하는 용접팁 마모량 검출 방법에 관한 것이다.

전기 저항 스폿 용접 라인에서는 용접건에 장착된 한 쌍의 용접팁이 워크를 사이에 두고 가압과 통전을 동시에 수행함으로써 워크가 발하는 전기 저항열로 용접한다

전기 저항 스폿 용접에 사용되는 용접팁은 용접을 반복 수행하면 변형 및 마모되고, 또한 표면에 피용접물이 용착하기 때문에, 양호한 용접을 계속할 수 없게 된다.

그리고, 스폿용접의 연속작업에 의해 전극 선단이 가열되고 산화가 진행되면 용접팁의 접촉저항이 증대하게 되는데, 이 상태에서 알루미늄 합금이나 도금강판의 용접을 수행할 경우, 도금물의 픽업이 발생하게 된다.

또한, 용접팁의 타점수가 일정횟수 이상에 이르렀을 경우에는 용접팁의 표면스폿용접의 연속작업에 의해 전극 선단이 가열되고 산화가 진행되어 결국 용접팁의 접촉저항이 증대되는 문제점이 있었다.

또한, 용접전류가 일정하더라도 선단의 면적이 증가하면, 전류밀도가 감소하여 용접불량의 원인이 된다.

따라서, 용접팁 선단을 정기적으로 드레싱하여 용접팁을 항상 초기 상태와 가까운 상태로 복원시키는 것이 필요하게 되었다.

이에, 용접팁 드레싱 장치는 상기한 바와 같이 용접팁의 선단을 절삭하여 기 설정된 초기 형상으로 복원시키게 된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0056150호(2012.06.01)의 '트윈 스팟 용접용 팁 드레싱 장치 및 이를 이용한 트윈 스팟 용접 시스템의 용접건 팁 마모량 보정 방법'에 개시되어 있다.

종래의 용접팁 드레싱 장치는 용접팁을 드레싱하여 용접팁을 초기 형상으로 복원시키고 용접팁 선단의 오염도 제거하지만, 용접팁도 마모된다.

용접팁 드레싱 장치로 용접팁을 드레싱하면서도 용접팁의 마모량을 검출하고 검출된 마모량에 따라 용접팁을 교환할 필요성이 있었다.

그러나, 종래에는 작업자가 용접팁의 마모량을 육안으로 확인하여 용접팁을 교환하도록 하였다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 용접팁에 대한 드레싱 작업을 수행할 때마다 용접팁의 마모량을 검출하고 검출된 마모량을 누적 합산하여 총 마모량을 검출한 후, 이 총 마모량을 바탕으로 용접팁에 대한 교환 여부를 안내하는 용접팁 마모량 검출 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 용접팁 마모량 검출 방법은 제어부가 절삭부를 회전시켜 용접팁을 드레싱하는 단계; 마모량 검출부가 상기 용접팁의 마모량을 검출하는 단계; 및 총 마모량 산출부가 상기 마모량을 이용하여 상기 용접팁이 드레싱 수행시마다 마모된 총 마모량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 총 마모량 산출부는 상기 마모량을 기 저장된 이전 마모량을 누적 합산하여 상기 총 마모량을 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 제어부는 상기 총 마모량을 기 설정된 설정값과 비교하여 비교 결과에 따라 상기 용접팁이 과도하게 마모된 상태임을 출력부를 통해 경고하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 제어부는 상기 총 마모량이 상기 설정값 이상이면 상기 용접팁의 교체 시기가 도래하였음을 안내하기 위한 용접팁 교체 안내 정보를 영상 또는 음성으로 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 제어부는 상기 용접팁을 드레싱하여 상기 마모량을 검출할 때마다 상기 총 마모량과 상기 설정값을 출력부를 통해 표시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 제어부는 입력부를 통해 마모량 치수를 입력받고 입력된 상기 마모량 치수에 따라 상기 용접팁을 드레싱하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 용접팁 마모량 검출 방법은 용접팁에 대한 드레싱 작업을 수행할 때마다 용접팁의 마모량을 검출하고 검출된 마모량을 누적 합산하여 총 마모량을 검출한 후, 이 총 마모량을 바탕으로 용접팁에 대한 교환 여부를 안내한다.

본 발명의 일 측면에 따른 용접팁 마모량 검출 방법은 용접팁의 교환 및 상태를 체크하여 작업자에게 안내하고, 용접팁의 원가를 절감하며, 공정라인의 생산효율을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접팁 마모량 검출 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 설정값과 총 마모량을 나타낸 예시도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접팁 마모량 검출 방법의 순서도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접팁 마모량 검출 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접팁 마모량 검출 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 설정값과 총 마모량을 나타낸 예시도이다.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접팁 마모량 검출 장치는 입력부(10), 출력부(20), 모터(30), 마모량 검출부(40), 총 마모량 산출부(50) 및 제어부(60)를 포함한다.

입력부(10)는 용접팁(미도시)의 드레싱 및 용접팁의 마모량을 검출하기 위한 각종 운전조건을 작업자로부터 입력받아 제어부(60)에 입력한다. 입력부(10)에는 숫자키와 기능키가 마련된다. 입력부(10)를 통해 입력되는 운전조건에는 용접팁의 교체를 안내하는 기준이 되는 설정값이나 용접팁을 절삭시키는 모터(30)의 속도와 마모량 치수 등이 포함될 수 있다.

마모량 치수는 드레싱 작업시 작업자가 절삭하고자 하는 용접팁의 절삭량으로써, 작업자에 의해 다양하게 설정될 수 있다. 제어부(60)는 입력된 마모량 치수에 따라 모터(30)를 구동시켜 절삭부(미도시)를 회전시킴으로써, 용접팁을 마모량 치수만큼 절삭시킨다.

설정값은 용접팁의 교체를 안내하기 위한 기준이 되는 용접팁의 마모량으로써 작업자 등에 의해 사전에 설정된다. 용접팁이 드레싱될 때마다 용접팁의 총 마모량이 검출되는데, 이 총 마모량이 설정값 이상이 되면 해당 용접팁의 교체 시기가 도래하였음을 안내하는 용접팁 교체 안내 정보가 출력부(20)를 통해 출력된다. 이에 대해서는 후술한다.

입력부(10)는 키보드 또는 조작 패널 등이 채용될 수 있으나, 후술한 출력부(20)와 함께 터치스크린 형태로도 제작될 수도 있다.

출력부(20)는 용접팁 드레싱 작업에 따른 용접팁의 마모 상태 정보 및 설정값을 출력한다. 예를 들어, 출력부(20)는 현재까지 용접팁이 마모된 마모량을 출력한다.

또한, 출력부(20)는 용접팁이 과도하게 마모된 상태임을 경고한다.

즉, 용접팁의 총 마모량이 설정값 이상일 경우, 출력부(20)는 제어부(60)의 제어신호에 응답하여 용접팁이 과도하게 마모된 상태임을 경고하는데 이 경우 용접팁의 교체 시기가 도래하였음을 안내하는 용접팁 교체 안내 정보를 영상 또는 음성으로 출력한다. 이에 작업자는 용접팁의 교체 시기가 도래하였음을 인지하여 용접팁을 교체할 수 있다.

모터(30)는 제어부(60)의 제어신호에 응답하여 절삭부를 회전시킴으로써, 용접팁을 절삭시킨다. 절삭부는 모터(30)에 의해 회전하면서 용접팁의 단부를 절삭하는데, 이때 용접팁은 그 단부가 절삭부에 의해 절삭되면서 기 설정된 형태로 복원된다.

마모량 검출부(40)는 용접팁의 마모량을 검출한다. 마모량 검출부(40)는 용접팁을 이동시키는 이송모터의 회전수를 검출하고, 검출된 회전수를 기반으로 용접팁의 현재 위치를 검출한 후, 검출된 용접팁의 위치 변화를 기반으로 용접팁의 마모량을 검출한다.

참고로, 본 실시예에서는 마모량 검출부(40)가 드레싱 작업 중 용접팁의 위치 변화를 토대로 용접팁의 마모량을 검출하는 것을 예시로 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되는 것은 아니며, 드레싱 작업시 용접팁의 마모량을 검출하는 방식을 모두 포함할 수 있다.

총 마모량 산출부(50)는 상기한 마모량 검출부(40)에 의해 검출된 마모량을 기 저장된 이전 마모량을 누적 합산하여 현재까지 용접팁이 마모된 총 마모량을 산출한다.

로보트는 사전에 기 설정된 용접 타점에 스폿 용접을 다수 회에 걸쳐 수행한다. 이 경우, 용접 타점이 기 설정된 횟수에 도달하면 해당 용접팁에 대한 드레싱 조건이 만족하는 것으로 판정된다.

이에 용접팁은 상기한 바와 같이 드레싱 작업을 수행하여 그 단부를 절삭하는데, 이러한 드레싱 작업은 반복적으로 수행된다. 용접팁의 마모량은 드레싱 작업이 수행될 때마다 지속적으로 증가하게 된다.

마모량 검출부(40)는 드레싱 작업이 수행될 때마다 마모량을 검출하고, 총 마모량 산출부(50)는 마모량 검출부(40)에 의해 검출된 마모량을 누적 합산한다. 이에 이전 마모량은 이전 드레싱 작업시마다 검출된 마모량들을 모두 합산한 값이 된다.

또한, 총 마모량은 이전 드레싱 작업시까지 산출된 이전 마모량에 현재 드레싱 작업시 검출된 마모량을 누적 합산한 값이다.

즉, 총 마모량 산출부(50)는 마모량 검출부(40)에 의해 마모량이 검출될 때마다 검출된 마모량을 기 저장된 이전 마모량에 누적 합산함으로써, 해당 용접팁의 총 마모량을 산출한다.

이와 같은 총 마모량은 기 설정된 설정값과 비교되며 해당 용접팁에 대한 용접팁 교체 안내 정보를 출력하는지 여부를 판단하는 기준이 된다.

제어부(60)는 입력부(10)에 의해 드레싱 작업을 위한 운전조건, 예를 들어 마모량 치수가 입력되면, 이송모터(미도시)를 제어하여 용접팁을 이송시킨다.

참고로, 2개의 용접팁 중 상측에 배치된 용접팁은 하부로 이송되고 하부에 배치된 이송팁은 상부로 이송되어 절삭부에 위치하게 된다. 여기서, 절삭부는 용접팁이 기 설정된 구면을 유지하도록 형성된다.

상기한 바와 같이 용접건이 이송되어 용접팁이 절삭부에 위치하게 되면, 제어부(60)는 모터(30)를 기 설정된 운전 조건에 따라 구동시킨다. 이에 따라 절삭부가 회전하면서 용접팁을 절삭시킨다.

즉, 제어부(60)는 모터(30)를 제어하여 절삭부를 통해 상기한 운전 조건, 예를 들어 입력부(10)로부터 입력받은 마모량 치수만큼 용접팁을 절삭시킴으로써, 용접팁을 작업자가 필요로 하는 기 설정된 구면으로 복원시킨다.

이와 같이, 모터(30)의 구동에 의해 용접팁이 드레싱됨에 따라, 마모량 검출부(40)는 용접팁의 마모량을 검출한다.

또한, 총 마모량 산출부(50)는 기 저장된 이전 마모량에 마모량 검출부(40)에 의해 검출된 마모량을 누적 합산하여 현재까지 수행된 모든 드레싱 작업에 의해 마모된 용접팁의 총 마모량을 산출한다.

이와 같이 총 마모량이 검출되면, 제어부(60)는 총 마모량 산출부(50)에 의해 산출된 총 마모량을 기 설정된 설정값과 비교하여 총 마모량이 설정값 이상이면 용접팁이 과도하게 마모된 상태임을 출력부(20)를 통해 경고함으로써, 작업자가 용접팁의 마모 상태를 인지할 수 있도록 한다.

이 경우, 제어부(60)는 용접팁의 교체 시기가 도래하였음을 안내하는 용접팁 교체 안내 정보를 영상 또는 음성 등으로 출력함으로써, 작업자가 용접팁의 교체시기가 도래하였음을 인지하고 이를 토대로 해당 용접팁을 교체할 수 있도록 한다.

한편, 제어부(60)는 상기한 바와 같이 총 마모량 산출부(50)에 의해 총 마모량이 산출되면 해당 총 마모량을 출력한다. 이 경우 제어부(60)는 도 2 에 도시된 바와 같이 각 로보트별(로보트 1, 로보트 2, 로보트 3)로 설정된 설정값과 총 마모량을 출력함으로써, 작업자가 각 로보트별로 현재 설정된 설정값과 드레싱 작업에 따른 해당 용접팁의 총 마모량을 손쉽게 인지할 수 있도록 한다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 용접팁 마모량 검출 방법을 도 3 을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접팁 마모량 검출 방법의 순서도이다.

도 3 을 참조하면, 작업자의 키조작에 따라 입력부(10)는 드레싱 작업을 위한 운전조건을 제어부(60)에 입력한다. 이 경우 운전조건에는 해당 용접팁에 대해 수행되어야 할 마모량 치수 등이 포함될 수 있다.

제어부(60)는 입력부(10)로부터 드레싱 작업을 위한 운전조건, 예를 들어 마모량 치수를 입력받는다(S10).

제어부(60)는 입력부(10)로부터 운전조건이 입력됨에 따라, 이송모터를 제어하여 용접팁을 이송시킨다. 이에 따라 용접팁 각각은 상하로 이송되어 절삭부에 위치하게 된다.

용접팁이 절삭부에 위치함에 따라, 제어부(60)는 모터(30)를 기 설정된 운전 조건에 따라 구동시킨다. 즉, 제어부(60)는 모터(30)를 제어하여 절삭부를 회전시킴으로써, 입력부(10)로부터 입력받은 마모량 치수에 따라 용접팁을 절삭(S20)시킨다. 이에 따라 용접팁은 절삭부에 의해 절삭되면서 기 설정된 구면으로 복원된다.

이와 같이, 모터(30)의 구동에 의해 용접팁이 드레싱됨에 따라, 마모량 검출부(40)는 용접팁의 마모량을 검출한다(S30).

이 경우, 마모량 검출부(40)는 용접팁을 이동시키는 이송모터의 회전수로 용접팁의 현재 위치를 검출하고, 검출된 용접팁의 위치 변화를 기반으로 용접팁의 마모량을 검출할 수 있다.

한편, 마모량 검출부(40)에 의해 용접팁의 마모량이 검출됨에 따라, 총 마모량 산출부(50)는 기 저장된 이전 마모량에 현재 마모량 검출부(40)에 의해 검출된 마모량을 누적 합산하여 현재까지 수행된 드레싱 작업 각각에 의해 마모된 총 마모량을 산출한다(S40).

이와 같이 총 마모량이 산출되면, 제어부(60)는 총 마모량 산출부(50)에 의해 산출된 총 마모량을 기 설정된 설정값과 비교하여 총 마모량이 설정값 이상인지 여부를 판단한다(S50).

단계(S50)에서의 판단 결과 총 마모량이 설정값 이상이면 제어부(60)는 출력부(20)를 통해 용접팁이 과도하게 마모된 상태임을 경고(S60)하는데, 이 경우 제어부(60)는 용접팁의 교체 시기가 도래하였음을 안내하는 용접팁 교체 안내 정보를 영상 또는 음성 등으로 출력함으로써, 작업자가 용접팁의 교체 시기가 도래하였음을 인지하도록 한다.

반면에, 단계(S50)에서의 판단 결과 총 마모량이 설정값 미만이면 제어부(60)는 용접팁의 총 마모량을 출력부(20)를 통해 출력할 수 있다.

한편, 제어부(60)는 상기한 바와 같이 용접팁의 총 마모량이 검출되면 검출된 총 마모량을 출력하는데, 각 로보트별로 설정값과 총 마모량을 출력함으로써, 작업자가 총 마모량이 설정값 이상인지와 무관하게 각 로보트별로 현재 설정된 설정값과 해당 용접팁의 총 마모량을 손쉽게 인지할 수 있도록 한다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 용접팁 마모량 검출 방법은 용접팁에 대한 드레싱 작업을 수행할 때마다 용접팁의 마모량을 검출하고 검출된 마모량을 누적 합산하여 총 마모량을 검출한 후, 이 총 마모량을 바탕으로 용접팁에 대한 교환 여부를 안내한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접팁 마모량 검출 방법은 용접팁의 교환 및 상태를 체크하여 작업자에게 안내하고, 용접팁의 원가를 절감하며, 공정라인의 생산효율을 향상시킬 수 있도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

10: 입력부
20: 출력부
30: 모터
40: 마모량 검출부
50: 총 마모량 산출부
60: 제어부

Claims (6)

1. 제어부가 절삭부를 회전시켜 용접팁을 드레싱하는 단계;
   마모량 검출부가 상기 용접팁의 마모량을 검출하는 단계; 및
   총 마모량 산출부가 상기 마모량을 이용하여 상기 용접팁의 드레싱 수행시마다 마모된 총 마모량을 산출하는 단계를 포함하는 용접팁 마모량 검출 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 총 마모량 산출부는 상기 마모량을 기 저장된 이전 마모량을 누적 합산하여 상기 총 마모량을 산출하는 것을 특징으로 하는 용접팁 마모량 검출 방법.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 총 마모량을 기 설정된 설정값과 비교하여 비교 결과에 따라 상기 용접팁이 과도하게 마모된 상태임을 출력부를 통해 경고하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접팁 마모량 검출 방법.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 총 마모량이 상기 설정값 이상이면 상기 용접팁의 교체 시기가 도래하였음을 안내하기 위한 용접팁 교체 안내 정보를 영상 또는 음성으로 출력하는 것을 특징으로 하는 용접팁 마모량 검출 방법.
   
5. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 용접팁을 드레싱하여 상기 마모량을 검출할 때마다 상기 총 마모량과 상기 설정값을 출력부를 통해 표시하는 것을 특징으로 하는 용접팁 마모량 검출 방법.
   
6. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 입력부를 통해 마모량 치수를 입력받고 입력된 상기 마모량 치수에 따라 상기 용접팁을 드레싱하는 것을 특징으로 하는 용접팁 마모량 검출 방법.
   
   

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