KR20240003096A - Automatic tracking method and device for welding height of pipe adj - Google Patents

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KR20240003096A
KR20240003096A KR1020220080162A KR20220080162A KR20240003096A KR 20240003096 A KR20240003096 A KR 20240003096A KR 1020220080162 A KR1020220080162 A KR 1020220080162A KR 20220080162 A KR20220080162 A KR 20220080162A KR 20240003096 A KR20240003096 A KR 20240003096A
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welding
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KR1020220080162A
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문형순
김철민
김성환
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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명의 일 실시 예는 용접토치의 높이를 제어하는 보정값을 계산하여 용접 시 정밀한 높이를 자동으로 추적하여 언더컷을 방지하는 용접 높이 자동 추적 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법은 (a) 설정모듈이 상기 용접토치의 설정전류값(IS) 및 제1최대보정값(LMAX1)을 설정하는 단계; (b) 측정모듈이 상기 용접토치의 전압(V), 전류(I) 및 각도(Φ)를 측정하여 측정값을 수신모듈로 송신하는 단계; (c) 상기 수신모듈이 계산모듈로 측정값을 송신하고, 상기 계산모듈이 상기 용접토치 높이 변화에 따른 용접 전류값의 변화율(K) 및 계산보정값(ΔL1)을 계산하는 단계; (d) 상기 계산모듈이 계산보정값(ΔL1)과 상기 제1최대보정값(LMAX1)을 비교하고, 제1최대보정값(LMAX1)을 재설정하여 제2최대보정값(LMAX2)을 형성하는 단계; (e) 제어모듈이 상기 용접토치를 제어하여 상기 용접토치를 구동하고, 실제보정값(La)이 형성되는 단계; (f) 상기 계산모듈이 상기 실제보정값(La)과 상기 제2최대보정값(LMAX2)을 비교하고, 상기 제2최대보정값(LMAX2)을 재설정하여 제3최대보정값(LMAX3)를 설정하는 단계; 및 (g) 상기 제어모듈이 재설정된 제3 최대보정값(LMAX3)에 따라 상기 용접토치의 높이 모션을 제어하여 용접을 수행하는 단계;를 포함한다. One embodiment of the present invention provides a method and device for automatically tracking the welding height, which calculates a correction value for controlling the height of a welding torch and automatically tracks the precise height during welding to prevent undercut. The method of automatically tracking the welding height of pipes capable of controlling pipe change according to an embodiment of the present invention includes (a) a setting module setting the set current value ( IS ) and the first maximum correction value (L MAX1 ) of the welding torch; step; (b) a measurement module measuring the voltage (V), current (I), and angle (Φ) of the welding torch and transmitting the measured values to a receiving module; (c) the receiving module transmits the measured value to the calculation module, and the calculation module calculates the rate of change (K) and the calculation correction value (ΔL 1 ) of the welding current value according to the change in the height of the welding torch; (d) The calculation module compares the calculated correction value (ΔL 1 ) and the first maximum correction value (L MAX1 ), resets the first maximum correction value (L MAX1 ), and sets the second maximum correction value (L MAX2 ). forming a; (e) a control module controls the welding torch to drive the welding torch, and an actual correction value (L a ) is formed; (f) The calculation module compares the actual correction value (L a ) and the second maximum correction value (L MAX2 ) and resets the second maximum correction value (L MAX2 ) to obtain a third maximum correction value (L Setting MAX3 ); and (g) performing welding by controlling the height motion of the welding torch according to the reset third maximum correction value (L MAX3 ) by the control module.

Description

파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법 및 장치{AUTOMATIC TRACKING METHOD AND DEVICE FOR WELDING HEIGHT OF PIPE ADJ}Method and device for automatically tracking welding height of pipes capable of controlling pipe change {AUTOMATIC TRACKING METHOD AND DEVICE FOR WELDING HEIGHT OF PIPE ADJ}

본 발명은 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 용접토치의 높이를 제어하는 보정값을 계산하여 용접 시 정밀한 높이를 자동으로 추적하여 언더컷을 방지하는 용접 높이 자동 추적 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and device for automatically tracking the welding height of pipes that can be changed and adjusted, and more specifically, to prevent undercut by automatically tracking the precise height during welding by calculating a correction value that controls the height of the welding torch. It relates to a method and device for automatically tracking welding height.

일반적으로 배관을 용접하는 경우 종래에 용접될 배관(파이프)을 숙련된 작업자가 한 손으로 결속한 후, 나머지 한손으로 파지한 상태로 용접 작업을 진행하였는데, 이 때 힘을 주는 작업자의 손의 떨림이나 흔들림에 의해 용접 작업이 정밀하게 수행되지 못하는 문제점이 있다. In general, when welding pipes, a skilled worker would tie the pipes to be welded together with one hand and then proceed with the welding work while holding it with the other hand. At this time, the worker's hand would tremble while applying force. There is a problem in that the welding work cannot be performed precisely due to vibration or vibration.

또한, 14인치 이상의 직경을 갖는 파이프의 경우 일정한 진원도를 형성하지 못해 원주 방향으로 직경이 달라짐. 따라서 파이프 원주 용접의 경우 필수적인 기능으로 높이 제어가 요구된다.Additionally, in the case of pipes with a diameter of 14 inches or more, the diameter varies in the circumferential direction because a constant roundness cannot be formed. Therefore, in the case of pipe circumference welding, height control is required as an essential function.

그러나 용접 시 높이 추적을 위한 아크 센서의 경우 높이 제어는 가능하나 높이 제어 시 용접 아크가 모재를 녹여 언더컷(undercut)과 같은 용접 결함을 유발할 수 있다.However, in the case of an arc sensor for height tracking during welding, height control is possible, but during height control, the welding arc melts the base metal and may cause welding defects such as undercut.

한국등록특허 제 10-2302446호(발명의 명칭: 용접 변수 모니터링을 통한 용접토치 제어시스템 및 제어방법) 에는 아크 용접 장치에서 용접 시 용접전류, 용접전압 및 와이어 송급속도 중 적어도 하나를 포함하는 용접상태정보를 감지하는 센싱모듈; 상기 센싱모듈에서 감지되는 상기 용접상태정보를 전달받아 분석하여, 상기 아크 용접 장치의 용접토치의 상하 모션을 제어하는 토치 모션 제어정보를 생성하는 모니터링 모듈; 및 상기 모니터링 모듈의 상기 토치 모션 제어정보에 따라 상기 용접토치의 상하 모션을 실시간으로 제어하는 토치 모션 제어모듈;을 포함하되, 상기 모니터링 모듈은, 용접전류, 용접전압 및 와이어 송급속도 중 적어도 하나 이상에 대한 기준설정값을 포함하는 제어설정정보를 관리자로부터 입력받을 수 있도록 구성되는 제어설정 입력부와, 상기 제어설정 입력부에 의해 입력되는 상기 제어설정정보를 저장하는 제어설정 저장부와, 전달받은 상기 용접상태정보와 상기 제어설정 저장부에 저장된 상기 제어설정정보의 각 항목별 기준설정값을 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 용접토치의 상하 이동방향 및 상하 이동거리를 산출하여 이를 포함하는 상기 토치 모션 제어정보를 생성하는 토치 모션 모니터링부가 개시되어 있다.Korean Patent No. 10-2302446 (title of the invention: welding torch control system and control method through monitoring welding variables) describes a welding state including at least one of welding current, welding voltage, and wire feed speed when welding in an arc welding device. A sensing module that detects information; a monitoring module that receives and analyzes the welding state information sensed by the sensing module and generates torch motion control information that controls the vertical motion of the welding torch of the arc welding device; And a torch motion control module that controls the vertical motion of the welding torch in real time according to the torch motion control information of the monitoring module, wherein the monitoring module is configured to control at least one of welding current, welding voltage, and wire feed speed. a control setting input unit configured to receive control setting information including a standard setting value from an administrator, a control setting storage unit storing the control setting information input by the control setting input unit, and the received welding unit. The torch motion control includes comparing the status information and the standard setting value for each item of the control setting information stored in the control setting storage unit, and calculating the vertical movement direction and vertical movement distance of the welding torch according to the comparison result. A torch motion monitoring unit that generates information is disclosed.

그러나 이러한 종래 기술은, 원주 방향으로 직경이 달라지는 높이를 보정하지 못하고, 이로 인해 높이 제어의 방향의 결함이 발생해 언더컷과 같은 용접 아크가 모재를 녹이는 용접결함이 발생할 수 있다.However, this prior art does not compensate for the height where the diameter varies in the circumferential direction, which may cause defects in the direction of height control, resulting in welding defects such as undercuts in which the welding arc melts the base metal.

따라서, 파이프의 진원도에 따라 높이를 제어하고, 용접 높이를 추적하여 용접 아크가 모재를 녹이는 언더컷을 방지하는 용접 높이 자동 추적 기술 및 장치가 필요하다.Therefore, there is a need for automatic welding height tracking technology and devices that control the height according to the roundness of the pipe and track the welding height to prevent undercut where the welding arc melts the base material.

한국등록특허 제 10-2302446호Korean Patent No. 10-2302446

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 배관의 직경 변화에 대응하여 외주면에 용이하게 설치되어 용접을 수행하는 것이다.The purpose of the present invention to solve the above problems is to easily install and perform welding on the outer peripheral surface in response to changes in the diameter of the pipe.

또한 본 발명의 목적은, 파이프의 진원도에 따라 높이를 제어하고, 용접 높이를 추적하여 용접을 수행하는 것이다.Another purpose of the present invention is to control the height according to the roundness of the pipe and perform welding by tracking the welding height.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, (a) 설정모듈이 상기 용접토치의 설정전류값(IS) 및 제1최대보정값(LMAX1)을 설정하는 단계; (b) 측정모듈이 상기 용접토치의 전압(V), 전류(I) 및 각도(Φ)를 측정하여 측정값을 수신모듈로 송신하는 단계; (c) 상기 수신모듈이 계산모듈로 측정값을 송신하고, 상기 계산모듈이 상기 용접토치 높이 변화에 따른 용접 전류값의 변화율(K) 및 계산보정값(ΔL1)을 계산하는 단계; (d) 상기 계산모듈이 계산보정값(ΔL1)과 상기 제1최대보정값(LMAX1)을 비교하고, 제1최대보정값(LMAX1)을 재설정하여 제2최대보정값(LMAX2)을 형성하는 단계; (e) 제어모듈이 상기 용접토치를 제어하여 상기 용접토치를 구동하고, 실제보정값(La)이 형성되는 단계; (f) 상기 계산모듈이 상기 실제보정값(La)과 상기 제2최대보정값(LMAX2)을 비교하고, 상기 제2최대보정값(LMAX2)을 재설정하여 제3최대보정값(LMAX3)를 설정하는 단계; 및 (g) 상기 제어모듈이 재설정된 제3 최대보정값(LMAX3)에 따라 상기 용접토치의 높이 모션을 제어하여 용접을 수행하는 단계;를 포함하고, 용접토치의 높이를 제어하는 보정값을 계산하여 용접 시 정밀한 높이를 자동으로 추적하여 언더컷을 방지하는 것을 특징으로 한다. The configuration of the present invention to achieve the above object includes: (a) setting the setting module to set the setting current value ( IS ) and the first maximum correction value (L MAX1 ) of the welding torch; (b) a measurement module measuring the voltage (V), current (I), and angle (Φ) of the welding torch and transmitting the measured values to a receiving module; (c) the receiving module transmits the measured value to the calculation module, and the calculation module calculates the rate of change (K) and the calculation correction value (ΔL 1 ) of the welding current value according to the change in the height of the welding torch; (d) The calculation module compares the calculated correction value (ΔL 1 ) and the first maximum correction value (L MAX1 ), resets the first maximum correction value (L MAX1 ), and sets the second maximum correction value (L MAX2 ). forming a; (e) a control module controls the welding torch to drive the welding torch, and an actual correction value (L a ) is formed; (f) The calculation module compares the actual correction value (L a ) and the second maximum correction value (L MAX2 ) and resets the second maximum correction value (L MAX2 ) to obtain a third maximum correction value (L Setting MAX3 ); and (g) performing welding by controlling the height motion of the welding torch according to the third maximum correction value (L MAX3 ) reset by the control module. A correction value for controlling the height of the welding torch is included. It is characterized by automatically tracking the precise height during welding and preventing undercut.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 측정모듈이 상기 용접토치의 전압(V) 및 전류(I)을 측정하는 단계; (b2) 상기 측정모듈이 상기 용접토치와 용접부를 잇는 가상선과 상기 용접부 사이의 각도(Φ)를 측정하는 단계; 및 (b3) 상기 측정모듈에서 측정된 측정값을 상기 수신모듈이 전달받아 상기 측정값을 저장하는 단계;를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, step (b) includes: (b1) measuring the voltage (V) and current (I) of the welding torch by the measurement module; (b2) the measurement module measuring the angle (Φ) between the welding portion and an imaginary line connecting the welding torch and the welding portion; and (b3) the receiving module receiving the measurement value measured by the measurement module and storing the measurement value.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 변화율(K)의 산출식은 하기의 식과 같은 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법 K=ΔI / ΔL (여기서 ΔI : 전류의 변화량, ΔL : 용접토치 높이의 변화량)일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the calculation formula for the rate of change (K) is the following equation: K = ΔI / ΔL (where ΔI: amount of change in current, ΔL). : change in welding torch height).

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 계산보정값(ΔL1)은 하기의 식과 같은 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법In an embodiment of the present invention, the calculated correction value (ΔL 1 ) is a method for automatically tracking the weld height of pipes capable of changing and controlling pipes, characterized in that the equation is as follows:

ΔL1 = = (I-IS) / K ΔL 1 = = (II S )/K

(여기서 ΔI : 전류의 변화량, cos(Φ) : 각도(Φ)에 대한 코사인 값, I : 측정 전류값, IS : 일정한 전류값을 유지하기 위한 설정 전류값, K : 용접토치 높이 변화에 따른 용접 전류값의 변화율)일 수 있다.(where ΔI: change in current, cos(Φ): cosine value for angle (Φ), I: measured current value, I S : set current value to maintain a constant current value, K: according to change in welding torch height It may be the rate of change of the welding current value).

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 (d) 단계는, (d1) 상기 계산모듈이 상기 계산보정값(ΔL1)이 상기 제1최대보정값(LMAX1) 이상일 시 상기 계산보정값(ΔL1)이 상기 제1최대보정값(LMAX1)과 동일하게 재설정하는 단계; 및 (d2) 상기 계산모듈이 상기 재설정된 제1최대보정값(LMAX1)의 값과 동일한 값을 제2최대보정값(LMAX2)으로 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, in step (d), (d1) the calculation module calculates the calculated correction value (ΔL 1 ) when the calculated correction value (ΔL 1) is greater than or equal to the first maximum correction value (L MAX1 ) . ) is reset to be equal to the first maximum correction value (L MAX1 ); and (d2) the calculation module setting the second maximum correction value (L MAX2 ) to the same value as the reset first maximum correction value (L MAX1 ).

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 (f)단계는, (f1) 상기 계산모듈이 상기 실제보정값(La)이 상기 제2최대보정값(LMAX2)의 배수가 넘을 시 상기 제2최대보정값(LMAX2)을 증가시키는 단계; 및 (f2) 상기 계산모듈이 상기 실제보정값(La) 상기 제2최대보정값(LMAX2)의 2배 미만일시 상기 제2최대보정값(LMAX2)과 동일한 값을 제3최대보정값(LMAX3)으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, in step (f), (f1) the calculation module calculates the second maximum correction value (L a ) when the actual correction value (L a ) exceeds a multiple of the second maximum correction value (L MAX2 ). increasing the correction value (L MAX2 ); and (f2) when the actual correction value (L a ) is less than twice the second maximum correction value (L MAX2 ), the calculation module sets the same value as the second maximum correction value (L MAX2 ) as the third maximum correction value. It may include the step of setting (L MAX3 ).

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 (f2)단계는, 상기 제2최대보정값(LMAX2)이 2번 연속으로 동일한 값을 구비할 시 상기 제2최대보정값(LMAX2)의 증가값을 미설정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, step (f2) increases the second maximum correction value (L MAX2 ) when the second maximum correction value (L MAX2 ) has the same value twice in a row. Can be unset.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 (g)단계는, (g1) 상기 계산모듈이 상기 수신모듈로 제3최대보정값(LMAX3)을 송신하는 단계; (g2) 상기 수신모듈이 계산된 제3최대보정값(LMAX3)을 송신받아 상기 제어모듈에 수신하는 단계; 및 (g3) 상기 제어모듈이 계산된 제3최대보정값(LMAX3)의 값에 따라 상기 용접토치의 높이 모션을 제어하여 상기 용접부에 용접을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, step (g) includes: (g1) the calculation module transmitting a third maximum correction value (L MAX3 ) to the receiving module; (g2) the receiving module receiving the calculated third maximum correction value (L MAX3 ) and receiving it to the control module; and (g3) performing welding on the welding portion by controlling the height motion of the welding torch according to the value of the third maximum correction value (L MAX3 ) calculated by the control module.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 계산보정값(ΔL1)은 절댓값으로 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the calculated correction value (ΔL 1 ) may be formed as an absolute value.

본 발명의 실시 예에 있어서, 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 장치는, 상기 용접부를 용접하는 상기 용접토치; 정보를 보관하고 설정하는 상기 설정모듈; 상기 용접토치의 용접전류, 용접전압, 상기 용접 와이어와 상기 용접부를 잇는 가상선과 상기 용접부 사이의 각도(Φ) 및 송급속도 중 선택되는 적어도 하나 이상의 정보를 측정하는 측정모듈; 상기 측정모듈과 연결되고, 상기 측정모듈로부터 측정 정보를 수신받아 저장하는 수신모듈; 상기 수신모듈과 연결되고, 상기 수신모듈로부터 받은 측정 정보를 이용하여 상기 용접토치의 높이 모션을 계산하는 계산모듈; 및 상기 계산모듈과 연결되고, 상기 계산모듈로부터 받은 정보를 기반으로 상기 용접토치를 높이를 제어하고 모니터링하는 제어모듈;을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, an apparatus for automatically tracking the weld height of a pipe capable of changing and controlling pipes includes: the welding torch for welding the weld portion; The setting module for storing and setting information; A measurement module that measures at least one information selected from the welding current of the welding torch, the welding voltage, the angle (Φ) between the virtual line connecting the welding wire and the welding portion and the welding portion, and the feeding speed; a receiving module connected to the measurement module and receiving and storing measurement information from the measurement module; a calculation module connected to the receiving module and calculating a height motion of the welding torch using measurement information received from the receiving module; and a control module connected to the calculation module and controlling and monitoring the height of the welding torch based on information received from the calculation module.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 용접토치는, 상기 용접토치에 삽입되며, 상기 용접부를 용접하는 용접 와이어; 및 상기 용접 와이어와 연결되며, 상기 용접 와이어의 구동하는 모터;를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the welding torch includes a welding wire that is inserted into the welding torch and welds the weld portion; and a motor connected to the welding wire and driving the welding wire.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 모터는 상기 제어모듈과 연결되고, 상기 제어모듈이 상기 모터를 제어하여 상기 용접 와이어의 속도를 제어할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the motor is connected to the control module, and the control module can control the motor to control the speed of the welding wire.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 측정모듈은, 상기 용접토치에 위치하며, 전류 및 전압을 측정하는 전류측정센서; 및 상기 용접토치에 위치하며, 상기 상기 용접 와이어와 상기 용접부를 잇는 가상선과 상기 용접부 사이의 각도(Φ)를 측정하는 각도측정센서;를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the measurement module includes a current measurement sensor located in the welding torch and measuring current and voltage; and an angle measuring sensor located on the welding torch and measuring an angle (Φ) between the welding portion and an imaginary line connecting the welding wire and the welding portion.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 배관의 직경 변화에 대응하여 외주면에 용이하게 설치되어 용접을 수행하는 장점이 있다.The effect of the present invention according to the above configuration has the advantage of being easily installed on the outer peripheral surface in response to changes in the diameter of the pipe and performing welding.

또한 본 발명의 목적은, 파이프의 진원도에 따라 높이를 제어하고, 용접 높이를 추적하여 용접을 수행하여 언더컷등의 용접결함을 방지하는 장점이 있다.Another object of the present invention is to prevent welding defects such as undercuts by controlling the height according to the roundness of the pipe and performing welding by tracking the welding height.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접캐리지 및 토치의 모션 축 기준 방향 정의도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프의 용접 조인트 현상 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프, 가이드링 및 용접토치를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접부와 용접토치의 높이 추적 방향, 보정값 및 파이프와 용접부 사이의 높이를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 최대 보정량에 따른 용접토치의 이동 궤적을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 최대 보정량 조건에 따라 변경한 추적 경로를 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 높이 변화에 따른 전류 값의 변화 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 최대 보정량과 실제 보정량을 비교한 비교도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접토치의 워빙 모션도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프 용접부 높이 자동 추적 공정의 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프 용접부 높이 자동 추적 기술의 시스템도이다.
Figure 1 is a definition diagram of the motion axis reference direction of a welding carriage and a torch according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view of a welded joint of a pipe according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a conceptual diagram showing a pipe, a guiding ring, and a welding torch according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a conceptual diagram showing the height tracking direction, correction value, and height between the pipe and the welding portion of the welding portion and the welding torch according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a conceptual diagram showing the movement trajectory of a welding torch according to the maximum correction amount according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a conceptual diagram showing a tracking path changed according to the maximum correction amount condition according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a graph of change in current value according to change in height according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a comparative diagram comparing the maximum correction amount and the actual correction amount according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a wobbling motion diagram of a welding torch according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a configuration diagram of an automatic pipe weld height tracking process according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a system diagram of automatic pipe weld height tracking technology according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms and, therefore, is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this means not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member in between. "Includes cases where it is. Additionally, when a part is said to “include” a certain component, this does not mean that other components are excluded, but that other components can be added, unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in this specification are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접 캐리지(200) 및 용접토치(220)의 모션 축 기준 방향 정의도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프(100)의 용접 조인트 현상 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프(100), 가이드링(210) 및 용접토치(220)를 나타낸 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접부(130)와 용접토치(220)의 높이 추적 방향, 보정값 및 파이프(100)와 용접부(130) 사이의 높이를 나타낸 개념도이다. Figure 1 is a definition diagram of the reference direction of the motion axis of the welding carriage 200 and the welding torch 220 according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a perspective view of a weld joint phenomenon of the pipe 100 according to an embodiment of the present invention. 3 is a conceptual diagram showing a pipe 100, a guide ring 210, and a welding torch 220 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a welding portion 130 according to an embodiment of the present invention. This is a conceptual diagram showing the height tracking direction of the welding torch 220, the correction value, and the height between the pipe 100 and the welding portion 130.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 최대 보정값에 따른 용접토치(220)의 이동 궤적을 나타낸 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 최대 보정값 조건에 따라 변경한 추적 경로를 나타낸 개념도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 높이 변화에 따른 전류 값의 변화 그래프이다.Figure 5 is a conceptual diagram showing the movement trajectory of the welding torch 220 according to the maximum correction value according to an embodiment of the present invention, and Figure 6 is a tracking path changed according to the maximum correction value condition according to an embodiment of the present invention. This is a conceptual diagram showing, and Figure 7 is a graph of the change in current value according to the change in height according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 최대 보정값과 실제 보정값을 비교한 비교도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 용접토치(220)의 워빙 모션도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프(100) 용접부(130) 높이 자동 추적 공정의 구성도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프(100) 용접부(130) 높이 자동 추적 기술의 시스템도이다. Figure 8 is a comparative diagram comparing the maximum correction value and the actual correction value according to an embodiment of the present invention, Figure 9 is a wobbing motion diagram of the welding torch 220 according to an embodiment of the present invention, and Figure 10 is a It is a configuration diagram of a process for automatically tracking the height of a pipe 100 welded portion 130 according to an embodiment of the present invention, and Figure 11 is a system of automatic tracking technology for the height of a pipe 100 welded portion 130 according to an embodiment of the present invention. It is also a degree.

파이프(100)를 감싸는 형상으로 형성되는 가이드링(210)을 구비하며 가이드링(210)을 따라 용접 와이어(221)를 구비하는 용접토치(220)를 이용하여 용접부(130)를 용접하는 용접 캐리지(200)를 이용하는 높이 추적 방법은, 설정모듈이 용접토치(220)의 설정전류값(IS) 및 제1최대보정값(LMAX1)을 설정하는 단계, 측정모듈(600)이 용접토치(220)의 전압(V), 전류(I) 및 각도(Φ)를 측정하여 측정값을 수신모듈(500)로 송신하는 단계, 수신모듈(500)이 계산모듈(400)로 측정값을 송신하고, 계산모듈(400)이 용접토치(220) 높이 변화에 따른 용접 전류값의 변화율(K) 및 계산보정값(ΔL1)을 계산하는 단계, 계산모듈(400)이 계산보정값(ΔL1)과 제1최대보정값(LMAX1)을 비교하고, 제1최대보정값(LMAX1)을 재설정하여 제2최대보정값(LMAX2)을 형성하는 단계, 제어모듈(300)이 용접토치(220)를 제어하여 용접토치(220)를 구동하고, 실제보정값(La)이 형성되는 단계, 계산모듈(400)이 실제보정값(La)과 제2최대보정값(LMAX2)을 비교하고, 제2최대보정값(LMAX2)을 재설정하여 제3최대보정값(LMAX3)를 설정하는 단계 및 제어모듈(300)이 재설정된 제3 최대보정값(LMAX3)에 따라 용접토치(220)의 높이 모션을 제어하여 용접을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.A welding carriage is provided with a guide ring 210 formed in a shape surrounding the pipe 100 and welds the weld portion 130 using a welding torch 220 provided with a welding wire 221 along the guide ring 210. The height tracking method using (200) includes the steps of the setting module setting the set current value ( IS ) and the first maximum correction value (L MAX1 ) of the welding torch 220, and the measurement module 600 setting the welding torch ( 220) measuring the voltage (V), current (I), and angle (Φ) and transmitting the measured values to the receiving module 500, the receiving module 500 transmits the measured values to the calculation module 400, and , the calculation module 400 calculates the rate of change (K) and the calculated correction value (ΔL 1 ) of the welding current value according to the change in height of the welding torch 220, the calculation module 400 calculates the calculated correction value (ΔL 1 ) Comparing and first maximum correction value (L MAX1 ) and resetting the first maximum correction value (L MAX1 ) to form a second maximum correction value (L MAX2 ), the control module 300 controls the welding torch 220 ) is controlled to drive the welding torch 220 and the actual correction value (L a ) is formed, and the calculation module 400 compares the actual correction value (L a ) and the second maximum correction value (L MAX2 ). and setting the third maximum correction value (L MAX3 ) by resetting the second maximum correction value (L MAX2 ), and the control module 300 uses the welding torch (L MAX3 ) according to the reset third maximum correction value (L MAX3). 220) may include performing welding by controlling the height motion.

도 10에서 보는 바와 같이, 먼저 (a)단계인 용접이 시작되는 용접 시작 단계인 (S100)은 설정모듈이 용접토치(220)의 설정전류값(IS) 및 제1최대보정값(LMAX1)을 설정하는 단계가 수행될 수 있고, (a)단계에서 설정전류값(IS)은 일정한 전류값을 유지하기 위한 설정 전류값으로 설정전류값(IS)을 통해 일정한 용접토치(220)의 높이 유지가 가능할 수 있다.As shown in FIG. 10, in step (a), the welding start step (S100), the setting module sets the set current value ( IS ) and the first maximum correction value (L MAX1 ) of the welding torch 220. ) may be performed, and in step (a), the set current value ( IS ) is a set current value for maintaining a constant current value, and the welding torch 220 is constant through the set current value ( IS ). It may be possible to maintain the height of

제1최대보정값(LMAX1)은 최대 보정값으로 설정된 제1최대보정값(LMAX1)을 통해 실시간 높이 제어 공정 중 안정적인 토치 높이 제어가 가능하고, 제1최대보정값(LMAX1)은 재설정되어 변할 수 있다.Stable torch height control is possible during the real-time height control process through the first maximum correction value (L MAX1 ) set as the maximum correction value, and the first maximum correction value (L MAX1 ) can be reset. It can become and change.

(a)단계가 수행된 후 (b)단계인 측정모듈(600)이 용접토치(220)의 전압(V), 전류(I) 및 각도(Φ)를 측정하여 측정값을 수신모듈(500)로 송신하는 단계가 수행될 수 있다.After step (a) is performed, the measurement module 600 in step (b) measures the voltage (V), current (I), and angle (Φ) of the welding torch 220 and sends the measured values to the receiving module 500. The step of transmitting may be performed.

(b)단계는 측정모듈(600)이 용접토치(220)의 전압(V) 및 전류(I)을 측정하는 (b1) 단계, 측정모듈(600)이 용접토치(220)와 용접부(130)를 잇는 가상선과 용접부(130) 사이의 각도(Φ)를 측정하는 (b2) 단계 및 측정모듈(600)에서 측정된 측정값을 수신모듈(500)이 전달받아 측정값을 저장하는 (b3) 단계를 포함할 수 있다. Step (b) is step (b1) in which the measurement module 600 measures the voltage (V) and current (I) of the welding torch 220, and the measurement module 600 measures the welding torch 220 and the welding portion 130. Step (b2) of measuring the angle (Φ) between the virtual line connecting and the welded portion 130, and step (b3) of the receiving module 500 receiving the measured value measured by the measuring module 600 and storing the measured value. may include.

(b1) 단계에서, 측정모듈(600) 중 전류측정센서가 용접토치(220)의 전압(V) 및 전류(I)를 측정할 수 있고, 용접 와이어(221)의 길이가 길수록 용접토치(220)와 모재 사이의 저항(R)이 커질 수 있다. 일정한 전압을 유지하는 정전압 용접기의 경우 옴의 법칙(V = I × R)에 따라 전류(I)는 작아질 수 있다.In step (b1), the current measurement sensor of the measurement module 600 can measure the voltage (V) and current (I) of the welding torch 220, and the longer the length of the welding wire 221, the more the welding torch 220 ) and the resistance (R) between the base material may increase. In the case of a constant voltage welder that maintains a constant voltage, the current (I) can be small according to Ohm's law (V = I × R).

(b2) 단계에서, 도4(b)에서 보는 바와 같이, 측정모듈(600) 중 각도측정센서는 레이더 센서로 구성될 수 있고, 각도측정센서가 확관파이프(110)와 삽입파이프(120)의 접촉부위인 용접부(130)와 용접 와이어(221)를 이은 가상선(a)과 파이프(100) 외측면 사이의 각도를 측정할 수 있다. In step (b2), as shown in Figure 4 (b), the angle measurement sensor in the measurement module 600 may be configured as a radar sensor, and the angle measurement sensor is connected to the expansion pipe 110 and the insertion pipe 120. The angle between the virtual line (a) connecting the welding portion 130, which is the contact portion, and the welding wire 221, and the outer surface of the pipe 100 can be measured.

(b3) 단계에서, 측정모듈(600)은 수신모듈(500)과 연결될 수 있고, 수신모듈(500)과 연결된 측정모듈(600)이 수신모듈(500)에 측정 데이터를 송신할 수 있다. 수신모듈(500)은 송신받은 데이터를 수신모듈(500)에 저장할 수 있고, 필요에 따라 계산모듈(400), 제어모듈(300) 등으로 전송 할 수 있다. In step (b3), the measurement module 600 may be connected to the receiving module 500, and the measurement module 600 connected to the receiving module 500 may transmit measurement data to the receiving module 500. The receiving module 500 can store the transmitted data in the receiving module 500 and, if necessary, transmit it to the calculation module 400, control module 300, etc.

(b)단계가 수행된 후 (c)단계인 수신모듈(500)이 계산모듈(400)로 측정값을 송신하고, 계산모듈(400)이 용접토치(220) 높이 변화에 따른 용접 전류값의 변화율(K) 및 계산보정값(ΔL1)을 계산하는 단계가 수행될 수 있고, (c)단계는, 변화율(K)을 계산하는 (c1)단계, 계산보정값(ΔL1)을 계산하는 (c2)단계를 포함할 수 있다.After step (b) is performed, the receiving module 500 in step (c) transmits the measured value to the calculation module 400, and the calculation module 400 calculates the welding current value according to the change in height of the welding torch 220. The steps of calculating the rate of change (K) and the calculated correction value (ΔL 1 ) may be performed, and step (c) includes step (c1) of calculating the rate of change (K) and calculating the calculated correction value (ΔL 1 ). Step (c2) may be included.

(c1)단계는 도7에서 보는 바와 같이, 계산모듈(400)이 전류의 변화량(ΔI), 용접토치(220) 높이의 변화량(ΔL)을 이용하여 용접토치(220) 높이 변화에 따른 용접 전류값의 변화율(K)을 산출할 수 있다. 변화율(K)는 실험적으로 산출할 수 있으며, 사용하는 전류 범위에 따라 약 2 내지 약6 정도의 값을 나타낼 수 있다. 이때 변화율(K)의 값이 작아지면 계산보정값(ΔL1)이 증가할 수 있고 As shown in Figure 7, in step (c1), the calculation module 400 calculates the welding current according to the change in height of the welding torch 220 using the amount of change in current (ΔI) and the amount of change in height of the welding torch 220 (ΔL). The rate of change (K) of the value can be calculated. The rate of change (K) can be calculated experimentally and can range from about 2 to about 6 depending on the current range used. At this time, if the value of change rate (K) decreases, the calculated correction value (ΔL 1 ) may increase.

용접토치(220) 높이 변화에 따른 용접 전류값의 변화율(K)의 산출식은 하기와 같다.The formula for calculating the rate of change (K) of the welding current value according to the change in height of the welding torch 220 is as follows.

K=ΔI / ΔLK=ΔI/ΔL

(여기서 ΔI : 전류의 변화량, ΔL : 용접토치(220) 높이의 변화량)(where ΔI: change in current, ΔL: change in height of welding torch (220))

(c2)단계는 계산모듈(400)이 계산보정값(ΔL1)을 계산하는 (S200)이 수행될 수 있다. (c1)에서 산출한 변화율(K)를 이용하여 측정된 용접 전류값(I)이 설정된 설정 전류값(IS)과 차이가 날 시 전류의 변화량(ΔI)을 용접토치(220) 높이 변화에 따른 용접 전류값의 변화율(K) 및 용접부(130)와 용접 와이어(221)를 이은 가상선(a)과 파이프(100) 외측면 사이의 각도(Φ)에 대한 코사인 값인 cos(Φ)로 나누어 계산보정값(ΔL1)을 계산할 수 있다.In step (c2), (S200) the calculation module 400 calculates the calculation correction value (ΔL 1 ) may be performed. When the welding current value (I) measured using the change rate (K) calculated in (c1) is different from the set current value ( IS ), the amount of change in current (ΔI) is adjusted to the change in height of the welding torch 220. Divide by the rate of change (K) of the welding current value and cos (Φ), which is the cosine value for the angle (Φ) between the virtual line (a) connecting the welding portion 130 and the welding wire 221 and the outer surface of the pipe 100. Calculation correction value (ΔL 1 ) can be calculated.

계산된 계산보정값(ΔL1)의 부호(±)를 이용하여 용접토치(220)가 어느 방향으로 이동하는지 계산할 수 있고, 계산보정값(ΔL1)의 절대값을 이용하여 용접토치(220)의 이동값을 계산할 수 있다. It is possible to calculate which direction the welding torch 220 moves using the sign (±) of the calculated correction value (ΔL 1 ), and the absolute value of the calculated correction value (ΔL 1 ) can be used to calculate the direction in which the welding torch 220 moves. The movement value of can be calculated.

계산보정값(ΔL1)의 산출식은 하기와 같다.The calculation formula for the calculated correction value (ΔL 1 ) is as follows.

ΔL1 = = (I-IS) / K ΔL 1 = = (II S )/K

(여기서 ΔI : 전류의 변화량, cos(Φ) : 각도(Φ)에 대한 코사인 값, I : 측정 전류값, IS : 일정한 전류값을 유지하기 위한 설정 전류값, K : 용접토치(220) 높이 변화에 따른 용접 전류값의 변화율)(where ΔI: change in current, cos(Φ): cosine value for angle (Φ), I: measured current value, I S : set current value to maintain a constant current value, K: height of welding torch (220) Rate of change in welding current value according to change)

(c)단계가 수행된 후 (d)단계인 계산모듈(400)이 계산보정값(ΔL1)과 제1최대보정값(LMAX1)을 비교하고, 제1최대보정값(LMAX1)을 재설정하여 제2최대보정값(LMAX2)을 형성하는 단계가 수행될 수 있다.After step (c) is performed, the calculation module 400 in step (d) compares the calculated correction value (ΔL 1 ) and the first maximum correction value (L MAX1 ), and calculates the first maximum correction value (L MAX1 ). A step of resetting to form a second maximum correction value (L MAX2 ) may be performed.

(d) 단계는, 계산모듈(400)이 계산보정값(ΔL1)이 제1최대보정값(LMAX1) 이상일 시 제1최대보정값(LMAX1)이 계산보정값(ΔL1)과 동일하게 재설정하는 (d1)단계 및 계산모듈(400)이 재설정된 제1최대보정값(LMAX1)의 값과 동일한 값을 제2최대보정값(LMAX1)으로 설정하는 (d2) 단계를 포함할 수 있다.In step (d), when the calculated correction value (ΔL 1 ) of the calculation module 400 is greater than or equal to the first maximum correction value (L MAX1 ), the first maximum correction value (L MAX1 ) is equal to the calculated correction value (ΔL 1 ). It may include a step (d1) of resetting and a step (d2) of the calculation module 400 setting the second maximum correction value (L MAX1 ) to the same value as the reset value of the first maximum correction value (L MAX1 ). You can.

(d)단계에서 작업자에 의해 임의 위치에 있는 토치 높이와 실시간으로 제어하고자 하는 위치인 토치가 설정전류(Is) 값으로 수렴하는 위치의 높이 차이가 많을 경우 갑작스럽게 토치 위치 변경이 되어 용접 아크가 불안정하게 될 수 있고, 측정 신호(I) 이상으로 인해 측정 전류값(I)이 매우 커지거나 작아지게 되어 제어를 위한 계산보정값(ΔL1)이 커져 불안정한 용접 아크를 유발할 수 있다.In step (d), if there is a large difference in height between the height of the torch at a random position by the operator and the position where the torch, which is the position to be controlled in real time, converges to the set current (Is) value, the torch position is suddenly changed and the welding arc is It may become unstable, and the measurement current value (I) may become very large or small due to an abnormality in the measurement signal (I), which may cause the calculated correction value (ΔL 1 ) for control to become large, causing an unstable welding arc.

(d1)단계는, 불안정한 용접 아크 발생을 방지하기 위해 계산모듈(400)이 계산보정값(ΔL1)의 제1최대보정값(LMAX1)을 한정하여 제어할 수 있고, 계산보정값(ΔL1)이 제1최대보정값(LMAX1) 이상일 시 계산보정값(ΔL1)이 제1최대보정값(LMAX1)과 동일하게 재설정 될 수 있다.In step (d1), in order to prevent the occurrence of an unstable welding arc, the calculation module 400 can control the first maximum correction value (L MAX1 ) of the calculated correction value (ΔL 1 ) by limiting it, and the calculated correction value (ΔL 1 ) is greater than or equal to the first maximum correction value (L MAX1 ), the calculated correction value (ΔL 1 ) can be reset to be equal to the first maximum correction value (L MAX1 ).

(d2)단계는, 계산모듈(400)이 계산보정값(ΔL1)과 동일하게 재설정한 제1최대보정값(LMAX1)과 동일한 값을 제2최대보정값(LMAX2)으로 설정하여, 제2최대보정값(LMAX2)과 계산보정값(ΔL1)의 차이에서 발생하는 불안정한 용접 아크를 방지하고, 용접토치(220)의 높이 제어 공정 중 안정적인 높이 제어를 할 수 있다.In step (d2), the calculation module 400 sets the second maximum correction value (L MAX2) to the same value as the first maximum correction value (L MAX1 ) reset to be the same as the calculation correction value (ΔL 1 ), It is possible to prevent an unstable welding arc that occurs due to the difference between the second maximum correction value (L MAX2 ) and the calculated correction value (ΔL 1 ), and to achieve stable height control during the height control process of the welding torch 220.

(d)단계가 수행된 후 (e)단계인 제어모듈(300)이 용접토치(220)를 제어하여 용접토치(220)를 구동하고, 실제보정값(La)이 형성되는 단계가 수행될 수 있다.After step (d) is performed, the control module 300 in step (e) controls the welding torch 220 to drive the welding torch 220, and the step of forming the actual correction value (L a ) is performed. You can.

(e)단계는 계산모듈(400)에서 계산된 제2최대보정값(LMAX2)을 수신모듈(500)이 제어모듈(300)에 전달하고, 제어모듈(300)이 용접토치(220)를 제어하여 용접토치(220)를 구동시켜 용접토치(220)의 높이를 제2최대보정값(LMAX2)만큼 이동시켜 실제보정값(La)이 형성될 수 있다.In step (e), the receiving module 500 transmits the second maximum correction value (L MAX2 ) calculated in the calculation module 400 to the control module 300, and the control module 300 uses the welding torch 220. The actual correction value (L a ) can be formed by controlling and driving the welding torch 220 to move the height of the welding torch 220 by the second maximum correction value (L MAX2 ).

(e)단계가 수행된 후 (f)단계인 계산모듈(400)이 실제보정값(La)과 제2최대보정값(LMAX2)을 비교하고, 제2최대보정값(LMAX2)을 재설정하여 제3최대보정값(LMAX3)를 설정하는 단계가 수행될 수 있다.After step (e) is performed, the calculation module 400 in step (f) compares the actual correction value (L a ) and the second maximum correction value (L MAX2 ), and calculates the second maximum correction value (L MAX2 ). A step of resetting and setting the third maximum correction value (L MAX3 ) may be performed.

(f)단계는, 계산모듈(400)이 실제보정값(La)이 제2최대보정값(LMAX2)의 배수가 넘을 시 제2최대보정값(LMAX2)을 증가시키는 (f1) 단계 및 계산모듈(400)이 증가된 제2최대보정값(LMAX2)의 값과 동일한 값을 제3최대보정값(LMAX3)으로 설정하는 (f2)단계를 포함할 수 있다.Step (f) is a step (f1) in which the calculation module 400 increases the second maximum correction value (L MAX2 ) when the actual correction value (L a ) exceeds a multiple of the second maximum correction value (L MAX2 ). And it may include a step (f2) in which the calculation module 400 sets the third maximum correction value (L MAX3 ) to a value equal to the increased value of the second maximum correction value (L MAX2 ).

(f1) 단계는 (S400)인 계산모듈(400)이 실제보정값(La)과 제2최대보정값(LMAX2)을 비교하는 단계가 수행될 수 있고, (S400)이 수행된 후 실제보정값(La)이 제2최대보정값(LMAX2)의 2배 이상일 시 제2최대보정값(LMAX2)을 증가시키는 (S502)가 수행될 있다. 도 8에서 보는 바와 같이 실제보정값(La)을 제2최대보정값(LMAX2)으로 나눈 값인 m이 2 이상일 시 제2최대보정값(LMAX2)의 값은 증가할 수 있다.In step (f1), the calculation module 400 (S400) may be performed to compare the actual correction value (L a ) and the second maximum correction value (L MAX2 ), and after (S400) is performed, the actual correction value (L a ) may be compared. When the correction value (L a ) is more than twice the second maximum correction value (L MAX2 ), (S502) of increasing the second maximum correction value (L MAX2 ) may be performed. As shown in FIG. 8, when m, which is the actual correction value (L a ) divided by the second maximum correction value (L MAX2 ), is 2 or more, the value of the second maximum correction value (L MAX2 ) may increase.

(f2)단계는 (S400) 수행 후 실제보정값(La)이 제2최대보정값(LMAX2)의 2배 미만일 시 제2최대보정값(LMAX2)의 값과 동일한 값을 제3최대보정값(LMAX3)을 형성하고, 보정값 카운트에 1을 더하는 (S501)가 수행될 수 있다. 그대로 유지되는 최대보정값 카운트가 2번 연속으로 이어지면 안정적인 구간으로 진입했다고 판단하는 (S600)이 수행될 수 있다.In step (f2), if the actual correction value (L a ) is less than twice the second maximum correction value (L MAX2 ) after performing (S400), a value equal to the value of the second maximum correction value (L MAX2 ) is set to the third maximum correction value. Forming a correction value (L MAX3 ) and adding 1 to the correction value count (S501) may be performed. If the maximum correction value count remains the same two times in a row, (S600) may be performed to determine that a stable section has been entered.

(S502)단계 수행 후 실제보정값(La)이 증가된 제2최대보정값(LMAX2)의 2배 미만이여서 증가하지 않고 2번 연속으로 동일한 값을 구비할 시 제2최대보정값(LMAX2)의 값과 동일한 값을 제3최대보정값(LMAX3)을 형성하고, 보정값 카운트에 1을 더하는 (S501)을 수행될 수 있다. 그대로 유지되는 최대보정값 카운트가 2번 연속으로 이어지면 안정적인 구간으로 진입했다고 판단하는 (S600)단계가 수행될 수 있다..After performing step (S502), the actual correction value (L a ) is less than twice the increased second maximum correction value (L MAX2 ), so it does not increase, and when it has the same value twice in a row, the second maximum correction value (L (S501) may be performed to form a third maximum correction value (L MAX3 ) with a value equal to the value of MAX2 and adding 1 to the correction value count. If the maximum correction value count remains the same two times in a row, step (S600) can be performed to determine that a stable section has been entered.

(f)단계가 수행된 후 (g)단계인 제어모듈(300)이 재설정된 제3 최대보정값(LMAX3)이 변화하지 않을 시 용접토치(220)의 높이 모션을 제어하여 용접을 수행하는 (S700)을 수행할 수 있다.After step (f) is performed, if the third maximum correction value (L MAX3 ) reset by the control module 300 in step (g) does not change, welding is performed by controlling the height motion of the welding torch 220. (S700) can be performed.

(g)단계는 계산모듈(400)이 수신모듈(500)로 제3최대보정값(LMAX3)을 송신하는 (g1) 단계, 수신모듈(500)이 계산된 제3최대보정값(LMAX3)을 송신받아 제어모듈(300)에 수신하는 (g2) 단계 및 제어모듈(300)이 계산된 제3최대보정값(LMAX3)의 값에 따라 용접토치(220)의 높이 모션을 제어하여 용접부(130)에 용접을 수행하는 (g3) 단계를 포함할 수 있다.Step (g) is step (g1) in which the calculation module 400 transmits the third maximum correction value (L MAX3 ) to the receiving module 500, and the receiving module 500 transmits the calculated third maximum correction value (L MAX3 ). ) is transmitted to the control module 300, and the control module 300 controls the height motion of the welding torch 220 according to the calculated third maximum correction value (L MAX3 ) to control the welding portion. (130) may include step (g3) of performing welding.

(g1) 단계는 계산모듈(400)이 계산한 제3최대보정값(LMAX3)을 수신모듈(500)로 송신하여 수신모듈(500)이 제3최대보정값(LMAX3)을 저장할 수 있다.In step (g1), the third maximum correction value (L MAX3 ) calculated by the calculation module 400 is transmitted to the receiving module 500 so that the receiving module 500 can store the third maximum correction value (L MAX3 ). .

(g2) 단계는 수신모듈(500)이 저장하고 있던 제3최대보정값(LMAX3)을 제어모듈(300)에 수신하여 제어모듈(300)이 제3최대보정값(LMAX3)을 저장할 수 있다.In step (g2), the third maximum correction value (L MAX3 ) stored by the receiving module 500 is received by the control module 300 so that the control module 300 can store the third maximum correction value (L MAX3 ). there is.

(g3) 단계는 제어모듈(300)이 용접토치(220)를 조절하여 용접토치(220)의 높이를 제3최대보정값(LMAX3)만큼 상승하거나 하강하여 용접토치(220)의 높이를 변경할 수 있고, 용접토치(220)의 높이 변경 후 제어모듈(300)이 용접토치(220)를 제어하여 용접토치(220)를 구동하여 용접을 실시할 수 있다.In step (g3), the control module 300 adjusts the welding torch 220 to raise or lower the height of the welding torch 220 by the third maximum correction value (L MAX3 ) to change the height of the welding torch 220. After changing the height of the welding torch 220, the control module 300 can control the welding torch 220 and drive the welding torch 220 to perform welding.

도면5에서 보는 바와 같이, 용접전 작업자가 시작한 용접토치(220) 위치가 자동 추적하고자하는 용접토치(220) 위치 즉 설정전류(IS)의 위치보다 낮을 시, 계산된 보정값의 부호(±)를 이용하여 용접토치(220)가 상부 방향으로 이동하여 제3최대보정값(LMAX3)만큼 상부로 이동할 수 있다.As shown in Figure 5, when the position of the welding torch 220 started by the worker before welding is lower than the position of the welding torch 220 to be automatically tracked, that is, the position of the set current ( IS ), the sign (± ), the welding torch 220 can move upward by the third maximum correction value (L MAX3 ).

용접전 작업자가 시작한 용접토치(220) 위치가 자동 추적하고자하는 용접토치(220) 위치 즉 설정전류(IS)의 위치보다 높을 시, 계산된 보정값의 부호(±)를 이용하여 용접토치(220)가 하부 방향으로 이동하여 제3최대보정값(LMAX3)만큼 하부로 이동할 수 있다.When the position of the welding torch (220) started by the worker before welding is higher than the position of the welding torch (220) to be automatically tracked, that is, the position of the set current ( IS ), the sign (±) of the calculated correction value is used to set the welding torch (220). 220) may move downward and move downward by the third maximum correction value (L MAX3 ).

이러한 과정을 통해 종래 기술은 확관파이프(110)와 삽입파이프(120)의 접촉부위인 용접부(130)와 용접 와이어(221)를 이은 가상선(a) 방향으로 용접토치(220)의 높이를 추적하여 용접부(130)에 언더컷이 발생할 수 있지만, 도4(a)에서 보는 바와 같이, 본원 발명은 삽입파이프(120)의 외측면과 수직한 방향으로 높이를 추적하여 높이 추적 시 설정된 높이 추적 위치에 관계없이 용접 결함이 발생하지 않을 수 있다.Through this process, the prior art tracks the height of the welding torch 220 in the direction of the virtual line (a) connecting the welding portion 130, which is the contact area between the expansion pipe 110 and the insertion pipe 120, and the welding wire 221. As a result, undercuts may occur in the welded portion 130, but as shown in Figure 4 (a), the present invention tracks the height in a direction perpendicular to the outer surface of the insert pipe 120 and tracks the height at the set height tracking position during height tracking. Regardless, welding defects may not occur.

도 1 에서 보는 바와 같이, 파이프(100)를 감싸는 형상으로 형성되는 가이드링(210)을 구비하는 용접 캐리지(200)는 용접토치(220)를 구비할 수 있고, 용접토치(220)는 용접 캐리지(200)에 의해 x, y축으로 이동할 수 있다.As shown in FIG. 1, the welding carriage 200 having a guide ring 210 formed in a shape surrounding the pipe 100 may be equipped with a welding torch 220, and the welding torch 220 is a welding carriage. You can move to the x and y axes by (200).

도 2 에서 보는 바와 같이, 파이프(100)는 삽입되는 삽입파이프(120)와 삽입파이프(120) 외측면과 접촉하는 확관파이프(110)를 포함할 수 있고, 삽입파이프(120)와 확관파이프(110)가 접촉하는 접촉부위에 용접을 수행하는 용접부(130)가 형성될 수 있다. 이때 삽입파이프(120)의 외경의 직경은 확관파이프(110)의 내경의 직경과 동일할 수 있다.As shown in Figure 2, the pipe 100 may include an insertion pipe 120 and an expansion pipe 110 in contact with the outer surface of the insertion pipe 120, and the insertion pipe 120 and the expansion pipe ( A welding portion 130 that performs welding may be formed at a contact portion where 110) is in contact. At this time, the outer diameter of the insertion pipe 120 may be the same as the inner diameter of the expansion pipe 110.

도 3 에서 보는 바와 같이, 14인치 이상의 직경을 갖는 파이프(100)의 경우 일정한 진원도를 형성하지 못해 원주 방향으로 직경이 달라질 수 있고, 가이드링(210)을 따라 주행하는 종래의 용접 캐리지(200)는 파이프(100) 진원도 변화에 의해 일정한 높이를 유지하지 못하여 언더컷 등의 용접결함을 유발할 수 있다. 본원발명은 파이프(100) 진원도 변화에 따른 보정값을 계산하여 용접토치(220)의 높이를 조절할 수 있고 이로 인해 용접시 파이프(100) 진원도와 상관없이 일정한 높이로 용접을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 3, in the case of a pipe 100 with a diameter of 14 inches or more, the diameter may vary in the circumferential direction because a constant roundness cannot be formed, and the conventional welding carriage 200 running along the guide ring 210 is unable to maintain a constant height due to changes in the roundness of the pipe 100, which may cause welding defects such as undercut. In the present invention, the height of the welding torch 220 can be adjusted by calculating a correction value according to the change in the roundness of the pipe 100, and thus welding can be performed at a constant height regardless of the roundness of the pipe 100 during welding.

도 4(c)에서 보는 바와 같이, 용접토치(220) 끝단와 파이프(100) 용접부(130) 사이의 높이(L)는 토치에서 빠져 나온 용접 와이어(221)의 길이와 같을 수 있다. 용접 와이어(221)의 길어질수록 용접토치(220)와 모재 사이의 저항(R)은 커져 일정한 전압을 유지하는 정전압 용접기의 경우 옴의 법칙(V = I × R)에 따라 전류(I)는 작아질 수 있다.As shown in FIG. 4(c), the height L between the end of the welding torch 220 and the welded portion 130 of the pipe 100 may be equal to the length of the welding wire 221 coming out of the torch. As the welding wire 221 becomes longer, the resistance (R) between the welding torch 220 and the base material increases. In the case of a constant voltage welder that maintains a constant voltage, the current (I) is small according to Ohm's law (V = I × R). You can lose.

도9에서 보는 바와 같이, 용접토치(220)의 워빙 모션 그림은 하기의 표와 같이 구동될 수 있다. 1단계에서 위빙 시간을 측정하는 위빙모드를 구비할 수 있으며 이때 왼쪽 엣지는 구동되지 않고 토치 높이 조정 모터는 상/하 방향으로 보정될 수 있다.As shown in Figure 9, the wobbling motion picture of the welding torch 220 can be driven as shown in the table below. It can be equipped with a weaving mode that measures the weaving time in the first stage, and at this time, the left edge is not driven and the torch height adjustment motor can be compensated in the up/down direction.

2단계에서 수신모듈(500)이 전류측정센서에 전압, 전류 측정 주기를 측정신호를 송신할 수 있고, 3단계에서 전류측정센서가 용접토치(220)의 전류 및 전압 신호를 측정할 수 있다. 4단계에서 측정센서가 측정한 값을 수신모듈(500)이 송신받고 수신모듈(500)이 계산모듈(400)에 측정값을 수신하여 계산모듈(400)이 전압 전류 신호에 따른 보정값을 계산할 수 있다. 계산모듈(400)이 계산한 보정값을 제어모듈(300)에 수신하여 제어모듈(300)이 용접토치(220)를 제어하여 보정값에 따른 용접토치(220)의 높이를 제어할 수 있다.In step 2, the receiving module 500 can transmit measurement signals for the voltage and current measurement period to the current measurement sensor, and in step 3, the current measurement sensor can measure the current and voltage signals of the welding torch 220. In step 4, the receiving module 500 receives the value measured by the measurement sensor, the receiving module 500 receives the measured value from the calculating module 400, and the calculating module 400 calculates the correction value according to the voltage and current signal. You can. By receiving the correction value calculated by the calculation module 400 to the control module 300, the control module 300 can control the welding torch 220 to control the height of the welding torch 220 according to the correction value.

IndexIndex Weaving modeWeaving mode WCMWCM
(Welding Control Module)(Welding Control Module)
WMMWMM
(Welding signal Measurement Module)(Welding signal Measurement Module)
SMMSMM
(Step Motor Module)(Step Motor Module)
토치 높이 조정 모터torch height adjustment motor
1One ① → ②
WV_MODE_GET_TIME
(left_edge off)
① → ②
WV_MODE_GET_TIME
(left_edge off)
위빙 시간측정Weaving time measurement -- 상/하 보정Up/down correction
22 ② → ③WV_MODE_RIGHT_EDGE
(right_edge on)
② → ③WV_MODE_RIGHT_EDGE
(right_edge on)
전압/
전류
측정
주기
송신
Voltage/
electric current
measurement
to give
send
전압/
전류
측정
주기
수신
Voltage/
electric current
measurement
to give
reception
--
33 ③ → ④WV_MODE_SAMPLING
(right_edge off)
③ → ④WV_MODE_SAMPLING
(right_edge off)
전류 전압 신호 측정Current voltage signal measurement --
44 ④ → ①
WV_MODE_LEFT_EDGE
(left_edge on)
④ → ①
WV_MODE_LEFT_EDGE
(left_edge on)
전압
전류
신호
수신
보정값 계산

보정값
송신
Voltage
electric current
signal
reception
Compensation value calculation

correction value
send
전류
전압
측정
신호
송신
electric current
Voltage
measurement
signal
send
보정값(제어명령) 수신Receiving correction value (control command)

도11에서 보는 바와 같이, 파이프(100) 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 장치는, 용접부(130)를 용접하는 용접토치(220), 정보를 보관하고 설정하는 설정모듈, 용접토치(220)의 용접전류, 용접전압, 용접 와이어(221)와 용접부(130)를 잇는 가상선과 용접부(130) 사이의 각도(Φ) 및 송급속도 중 선택되는 적어도 하나 이상의 정보를 측정하는 측정모듈(600), 측정모듈(600)과 연결되고, 측정모듈(600)로부터 측정 정보를 수신받아 저장하는 수신모듈(500), 수신모듈(500)과 연결되고, 수신모듈(500)로부터 받은 측정 정보를 이용하여 용접토치(220)의 높이 모션을 계산하는 계산모듈(400) 및 계산모듈(400)과 연결되고, 계산모듈(400)로부터 받은 정보를 기반으로 용접토치(220)를 높이를 제어하고 모니터링하는 제어모듈(300)을 포함할 수 있다.As shown in Figure 11, the automatic tracking device for the welding height of the pipe that can change and control the pipe 100 includes a welding torch 220 for welding the welding portion 130, a setting module for storing and setting information, and a welding torch 220. ) of welding current, welding voltage, the angle (Φ) between the virtual line connecting the welding wire 221 and the welding portion 130 and the welding portion 130, and the feeding speed. A measurement module 600 that measures at least one information selected from the group. , a receiving module 500 that is connected to the measurement module 600 and receives and stores measurement information from the measurement module 600, and is connected to the receiving module 500 and uses the measurement information received from the receiving module 500. A calculation module 400 that calculates the height motion of the welding torch 220 and a control connected to the calculation module 400 and controlling and monitoring the height of the welding torch 220 based on information received from the calculation module 400. It may include a module 300.

용접토치(220)는 용접토치(220)에 삽입되며, 용접부(130)를 용접하는 용접 와이어(221), 용접 와이어(221)와 연결되며, 용접 와이어(221)의 구동하는 모터를 구비할 수 있다.The welding torch 220 is inserted into the welding torch 220, is connected to a welding wire 221 for welding the welding portion 130, and the welding wire 221, and may be provided with a motor that drives the welding wire 221. there is.

용접토치(220)는 전기적 구동수단에 의해 피용접물을 따라 이송하는 용접케리지에 구비될 수 있고, 용접 캐리지(200)의 x,y축을 따라 상하좌우로 이동될 수 있다. 용접토치(220)는 용접 와이어(221)를 공급하는 모터를 구비할 수 있어 용접 와이어(221)가 용접토치(220) 내부에서 상하부로 이동될 수 있다. The welding torch 220 may be provided on a welding carriage that is transported along the object to be welded by an electrical driving means, and may be moved up, down, left and right along the x and y axes of the welding carriage 200. The welding torch 220 may be provided with a motor that supplies the welding wire 221, so that the welding wire 221 can be moved up and down inside the welding torch 220.

설정모듈은 관리자로부터 적어도 하나 이상의 기준설정값을 포함하는 설정정보를 입력받을 수 있고, 설정받은 정보를 계산모듈(400)에 전달하여 설정정보에 대한 보정값을 형성할 수 있다.The setting module may receive setting information including at least one standard setting value from the administrator, and may transmit the set information to the calculation module 400 to form a correction value for the setting information.

측정모듈(600)은 전류측정센서 및 각도측정센서를 구비할 수 있고, 전류측정센서는 용접토치(220)의 전압 및 전류를 주기적으로 측정하여 수신모듈(500)에 전달할 수 있다.The measurement module 600 may include a current measurement sensor and an angle measurement sensor, and the current measurement sensor may periodically measure the voltage and current of the welding torch 220 and transmit them to the receiving module 500.

각도측정센서는 레이더센서로 형성될 수 있고, 각도측정센서가 확관파이프(110)와 삽입파이프(120)의 접촉부위인 용접부(130)와 용접 와이어(221)를 이은 가상선(a)과 파이프(100) 외측면 사이의 각도를 측정하여 수신모듈(500)에 전달할 수 있다.The angle measurement sensor may be formed as a radar sensor, and the angle measurement sensor is an imaginary line (a) connecting the welding portion 130, which is the contact area between the expansion pipe 110 and the insertion pipe 120, and the welding wire 221, and the pipe. (100) The angle between the outer surfaces can be measured and transmitted to the receiving module (500).

수신모듈(500)은 설정모듈, 측정모듈(600) 및 계산모듈(400)에서 정보를 수신받아 제어모듈(300)로 송신할 수 있다. 설정모듈 및 측정모듈(600)에서 입력되거나 측정된 정보를 수신받아 계산모듈(400)로 전달하고 계산모듈(400)이 계산한 보정값을 제어모듈(300)로 송신하여 제어모듈(300)이 용접토치(220)의 높이를 제어할 수 있다.The receiving module 500 can receive information from the setting module, measurement module 600, and calculation module 400 and transmit it to the control module 300. Information input or measured from the setting module and measurement module 600 is received and transmitted to the calculation module 400, and the correction value calculated by the calculation module 400 is transmitted to the control module 300. The height of the welding torch 220 can be controlled.

제어모듈(300)은 계산모듈(400)이 계산한 보정값에 따라 용접토치(220)의 높이를 제어할 수 있다. 보정값의 부호에 따라 상하부방향으로 이동할 수 있고 보정값의 절댓값에 따라 이동거리를 설정할 수 있다.The control module 300 may control the height of the welding torch 220 according to the correction value calculated by the calculation module 400. It can be moved up and down depending on the sign of the correction value, and the moving distance can be set according to the absolute value of the correction value.

또한 제어모듈(300)은 용접토치(220)의 모터와 연결되어 용접 와이어(221)의 송급 속도를 제어할 수 있다. 용접 와이어(221)는 모터에 의해 강제로 잡아 당겨져서 풀러지는 아이들 롤러를 구비할 수 있고, 모터가 감긴 와이어를 풀어서 공급할 수 있다. 이때 제어모듈(300)이 와이어의 공급 속도를 제어하여 용접속도를 제어할 수 있다.Additionally, the control module 300 is connected to the motor of the welding torch 220 and can control the feeding speed of the welding wire 221. The welding wire 221 may be provided with an idle roller that is forcibly pulled and unwound by a motor, and the motor may unwind and supply the wound wire. At this time, the control module 300 can control the welding speed by controlling the supply speed of the wire.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as unitary may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is indicated by the patent claims described below, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.


100 : 파이프
110 : 확관파이프
120 : 삽입파이프
130 : 용접부
200 : 용접 캐리지
210 : 가이드링
220 : 용접토치
221 : 용접 와이어
300 : 제어모듈
400 : 계산모듈
500 : 수신모듈
600 : 측정모듈

100: pipe
110: expansion pipe
120: Insertion pipe
130: welding part
200: welding carriage
210: guiding ring
220: welding torch
221: welding wire
300: Control module
400: Calculation module
500: Receiving module
600: Measurement module

Claims (13)

파이프를 감싸는 형상으로 형성되는 가이드링을 구비하며 상기 가이드링을 따라 용접 와이어를 구비하는 용접토치로 매개를 이용하여 용접부를 용접하는 용접 캐리지를 이용하는 높이 추적 방법에 있어서,
(a) 설정모듈이 상기 용접토치의 설정전류값(IS) 및 제1최대보정값(LMAX1)을 설정하는 단계;
(b) 측정모듈이 상기 용접토치의 전압(V), 전류(I) 및 각도(Φ)를 측정하여 측정값을 수신모듈로 송신하는 단계;
(c) 상기 수신모듈이 계산모듈로 측정값을 송신하고, 상기 계산모듈이 상기 용접토치 높이 변화에 따른 용접 전류값의 변화율(K) 및 계산보정값(ΔL1)을 계산하는 단계;
(d) 상기 계산모듈이 계산보정값(ΔL1)과 상기 제1최대보정값(LMAX1)을 비교하고, 제1최대보정값(LMAX1)을 재설정하여 제2최대보정값(LMAX2)을 형성하는 단계;
(e) 제어모듈이 상기 용접토치를 제어하여 상기 용접토치를 구동하고, 실제보정값(La)이 형성되는 단계;
(f) 상기 계산모듈이 상기 실제보정값(La)과 상기 제2최대보정값(LMAX2)을 비교하고, 상기 제2최대보정값(LMAX2)을 재설정하여 제3최대보정값(LMAX3)를 설정하는 단계; 및
(g) 상기 제어모듈이 재설정된 제3 최대보정값(LMAX3)에 따라 상기 용접토치의 높이 모션을 제어하여 용접을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법.
In the height tracking method using a welding carriage that has a guide ring formed in a shape to surround a pipe and welds a weld portion using a welding torch provided with a welding wire along the guide ring,
(a) a setting module setting the set current value ( IS ) and the first maximum correction value (L MAX1 ) of the welding torch;
(b) a measurement module measuring the voltage (V), current (I), and angle (Φ) of the welding torch and transmitting the measured values to a receiving module;
(c) the receiving module transmits the measured value to the calculation module, and the calculation module calculates the rate of change (K) and the calculation correction value (ΔL 1 ) of the welding current value according to the change in the height of the welding torch;
(d) The calculation module compares the calculated correction value (ΔL 1 ) and the first maximum correction value (L MAX1 ), resets the first maximum correction value (L MAX1 ), and sets the second maximum correction value (L MAX2 ). forming a;
(e) a control module controls the welding torch to drive the welding torch, and an actual correction value (L a ) is formed;
(f) The calculation module compares the actual correction value (L a ) and the second maximum correction value (L MAX2 ) and resets the second maximum correction value (L MAX2 ) to obtain a third maximum correction value (L Setting MAX3 ); and
(g) performing welding by controlling the height motion of the welding torch according to the third maximum correction value (L MAX3 ) reset by the control module; Welding of pipes capable of changing and controlling pipes, comprising: Height automatic tracking method.
청구항 1에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b1) 상기 측정모듈이 상기 용접토치의 전압(V) 및 전류(I)을 측정하는 단계;
(b2) 상기 측정모듈이 상기 용접토치와 용접부를 잇는 가상선과 상기 용접부 사이의 각도(Φ)를 측정하는 단계; 및
(b3) 상기 측정모듈에서 측정된 측정값을 상기 수신모듈이 전달받아 상기 측정값을 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법.
In claim 1,
In step (b),
(b1) measuring the voltage (V) and current (I) of the welding torch by the measurement module;
(b2) the measurement module measuring the angle (Φ) between the welding portion and an imaginary line connecting the welding torch and the welding portion; and
(b3) a step of receiving the measured value measured by the measuring module by the receiving module and storing the measured value.
청구항 1에 있어서,
상기 변화율(K)의 산출식은 하기의 식과 같은 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법
K=ΔI / ΔL
(여기서 ΔI : 전류의 변화량, ΔL : 용접토치 높이의 변화량)
In claim 1,
The calculation formula for the rate of change (K) is the following formula. Method for automatically tracking the weld height of pipes capable of controlling pipe change.
K=ΔI/ΔL
(Where ΔI: change in current, ΔL: change in welding torch height)
청구항 1에 있어서,
상기 계산보정값(ΔL1)은 하기의 식과 같은 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법
ΔL1 = = (I-IS) / K
(여기서 ΔI : 전류의 변화량, cos(Φ) : 각도(Φ)에 대한 코사인 값, I : 측정 전류값, IS : 일정한 전류값을 유지하기 위한 설정 전류값, K : 용접토치 높이 변화에 따른 용접 전류값의 변화율)
In claim 1,
The calculated correction value (ΔL 1 ) is a method for automatically tracking the weld height of pipes capable of changing and controlling pipes, characterized in that the equation is as follows:
ΔL 1 = = (II S )/K
(where ΔI: change in current, cos(Φ): cosine value for angle (Φ), I: measured current value, I S : set current value to maintain a constant current value, K: according to change in welding torch height Rate of change of welding current value)
청구항 1에 있어서,
상기 (d) 단계는,
(d1) 상기 계산모듈이 상기 계산보정값(ΔL1)이 상기 제1최대보정값(LMAX1) 이상일 시 상기 계산보정값(ΔL1)이 상기 제1최대보정값(LMAX1)과 동일하게 재설정하는 단계; 및
(d2) 상기 계산모듈이 상기 재설정된 제1최대보정값(LMAX1)의 값과 동일한 값을 제2최대보정값(LMAX2)으로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법.
In claim 1,
In step (d),
(d1) When the calculation module calculates the calculation correction value (ΔL 1 ) is greater than or equal to the first maximum correction value (L MAX1 ), the calculation correction value (ΔL 1 ) is equal to the first maximum correction value (L MAX1 ). steps to reset; and
(d2) the calculation module setting the second maximum correction value (L MAX2 ) to the same value as the reset first maximum correction value (L MAX1 ); pipe change control comprising a. A method of automatically tracking the weld height of possible pipes.
청구항 1에 있어서,
상기 (f) 단계는,
(f1) 상기 계산모듈이 상기 실제보정값(La)이 상기 제2최대보정값(LMAX2)의 배수가 넘을 시 상기 제2최대보정값(LMAX2)을 증가시키는 단계; 및
(f2) 상기 계산모듈이 상기 실제보정값(La) 상기 제2최대보정값(LMAX2)의 2배 미만일시 상기 제2최대보정값(LMAX2)과 동일한 값을 제3최대보정값(LMAX3)으로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법.
In claim 1,
In step (f),
(f1) the calculation module increasing the second maximum correction value (L MAX2 ) when the actual correction value (L a ) exceeds a multiple of the second maximum correction value (L MAX2 ); and
(f2) When the actual correction value (L a ) is less than twice the second maximum correction value (L MAX2 ), the calculation module sets the same value as the second maximum correction value (L MAX2 ) to the third maximum correction value (L MAX2). A method of automatically tracking the weld height of pipes capable of controlling pipe change, comprising the step of setting L MAX3 ).
청구항 6에 있어서,
상기 (f2) 단계는,
상기 제2최대보정값(LMAX2)이 2번 연속으로 동일한 값을 구비할 시 상기 제2최대보정값(LMAX2)의 증가값을 미설정하는 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법.
In claim 6,
In step (f2),
Welding of piping capable of pipe change control, characterized in that the increase value of the second maximum correction value (L MAX2 ) is not set when the second maximum correction value (L MAX2 ) has the same value twice in succession Height automatic tracking method.
청구항 1에 있어서,
상기 (g) 단계는,
(g1) 상기 계산모듈이 상기 수신모듈로 제3최대보정값(LMAX3)을 송신하는 단계;
(g2) 상기 수신모듈이 계산된 제3최대보정값(LMAX3)을 송신받아 상기 제어모듈에 수신하는 단계; 및
(g3) 상기 제어모듈이 계산된 제3최대보정값(LMAX3)의 값에 따라 상기 용접토치의 높이 모션을 제어하여 상기 용접부에 용접을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법.
In claim 1,
In step (g),
(g1) the calculation module transmitting a third maximum correction value (L MAX3 ) to the receiving module;
(g2) the receiving module receiving the calculated third maximum correction value (L MAX3 ) and receiving it to the control module; and
(g3) controlling the height motion of the welding torch according to the value of the third maximum correction value (L MAX3 ) calculated by the control module to perform welding on the weld portion; Pipe change control comprising a. This method automatically tracks the weld height of pipes possible.
청구항 1에 있어서,
상기 계산보정값(ΔL1)은 절댓값인 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법.
In claim 1,
A method of automatically tracking the weld height of a pipe capable of changing and controlling the pipe, characterized in that the calculated correction value (ΔL 1 ) is an absolute value.
청구항 1 내지 청구항 9중 선택되는 어느 한 항에 따른 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 방법을 이용하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 장치는,
상기 용접부를 용접하는 상기 용접토치;
정보를 보관하고 설정하는 상기 설정모듈;
상기 용접토치의 용접전류, 용접전압, 상기 용접 와이어와 상기 용접부를 잇는 가상선과 상기 용접부 사이의 각도(Φ) 및 송급속도 중 선택되는 적어도 하나 이상의 정보를 측정하는 측정모듈;
상기 측정모듈과 연결되고, 상기 측정모듈로부터 측정 정보를 수신받아 저장하는 수신모듈;
상기 수신모듈과 연결되고, 상기 수신모듈로부터 받은 측정 정보를 이용하여 상기 용접토치의 높이 모션을 계산하는 계산모듈; 및
상기 계산모듈과 연결되고, 상기 계산모듈로부터 받은 정보를 기반으로 상기 용접토치를 높이를 제어하고 모니터링하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 장치.
The automatic tracking device for the weld height of pipes capable of changing and controlling pipes using the automatic tracking method of welding heights of pipes capable of changing and controlling pipes according to any one of claims 1 to 9, includes:
The welding torch for welding the weld portion;
The setting module for storing and setting information;
A measurement module that measures at least one information selected from the welding current of the welding torch, the welding voltage, the angle (Φ) between the virtual line connecting the welding wire and the welding portion and the welding portion, and the feeding speed;
a receiving module connected to the measurement module and receiving and storing measurement information from the measurement module;
a calculation module connected to the receiving module and calculating a height motion of the welding torch using measurement information received from the receiving module; and
A control module that is connected to the calculation module and controls and monitors the height of the welding torch based on information received from the calculation module.
청구항 10에 있어서,
상기 용접토치는,
상기 용접토치에 삽입되며, 상기 용접부를 용접하는 용접 와이어; 및
상기 용접 와이어와 연결되며, 상기 용접 와이어의 구동하는 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 장치.
In claim 10,
The welding torch is,
a welding wire inserted into the welding torch and welding the weld portion; and
A motor that is connected to the welding wire and drives the welding wire. A device for automatically tracking the welding height of a pipe capable of changing and controlling the pipe, comprising a motor that drives the welding wire.
청구항 11에 있어서,
상기 모터는 상기 제어모듈과 연결되고, 상기 제어모듈이 상기 모터를 제어하여 상기 용접 와이어의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 장치.
In claim 11,
The motor is connected to the control module, and the control module controls the motor to control the speed of the welding wire.
청구항 10에 있어서,
상기 측정모듈은,
상기 용접토치에 위치하며, 전류 및 전압을 측정하는 전류측정센서; 및
상기 용접토치에 위치하며, 상기 상기 용접 와이어와 상기 용접부를 잇는 가상선과 상기 용접부 사이의 각도(Φ)를 측정하는 각도측정센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 변경조절이 가능한 배관의 용접 높이 자동 추적 장치.
In claim 10,
The measurement module is,
A current measurement sensor located on the welding torch and measuring current and voltage; and
An angle measuring sensor located on the welding torch and measuring the angle (Φ) between the virtual line connecting the welding wire and the welding portion and the welding portion; Automatic welding height of pipe capable of changing and adjusting the pipe, comprising a. Tracking device.
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