KR880001188B1 - 글로브럴 용접기 및 쇼티드 아아크 용접기를 사용하는 아아크센싱 시스템에서의 전류 검출 신호처리회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

글로브럴 용접기 및 쇼티드 아아크 용접기를 사용하는 아아크센싱 시스템에서의 전류 검출 신호처리회로

제 1 도는 본 발명의 회로도.

제 2 도는 제1도의 각 부분의 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

가 : 전류신호처리부 나 : 전압신호처리부

7,8 : 가변저항 9 : 비교기

10,11 : 샘플 앤드 호울드 12,13 : 적분형증폭기

14,15 : 평활회로 16,17 : 라인 드라이브 증폭기

본 발명은 산업용 용접로보트 시스템에 있어서, 용접토치가 좌우 위빙(Weaving)을 통하여 씸 추적(Seem Tracking)을 할 경우 모재의 씸에 토치가 정확하게 위치하기 위해 토치에 흐르는 전류를 검출하는 신호처리 회로에 관한 것이다.

일반적으로 전류 검출 방법은 전류 트랜스포머(Current Transformer, C.T)에 의해 사용되지만 미세한 동작을 요하는 시스템에서는 오동작의 우려성과 또 정밀도를 구현하는 제어장치는 적합하지 않아 이를 보상하기 위하여 회로적으로 몇 가지 발표 되었기는 하나, 이는 실제 적용시 외부소자와의 매칭(matching)관계에서 잘 이루어지지 않아 아직도 시급한 개발을 요하고 있는 실정이다.

또한 글로브럴 용접기(Globulal Welder) 및 쇼티드 아아크 용접기(Shorted Arc Welder)를 사용하는 경우에는 용융된 용접 와이어(Wire)가 모재에 녹아 붙는 순간이 생기게 되는데 이는 전류를 검출하는데 어려운 점과 오동작을 유발하는 등의 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 고안의 목적은 아아크 중일때 전류를 검출하고 모재에 용접토치가 쇼트되었을 경우에 전압이 제로로 되는 순간 전류 값을 홀딩시켜 용접토치가 모재의 씸중앙에 오도록 전류신호를 받아 처리하는 것이다.

또 본 고안의 다른 목적은 산업용 용접 로보트와 연관시켜 사용할 수 있도록 고안된 아아크 센싱 시스템에 서의 전류 검출 신호처리 회로를제공하는데 있다.

이러한 상기의 목적들을 달성할 수 있는 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 상세히 기술하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 회로도로서 직류전원(1)과 리액터(2)을 연결한 용접기(6)에 용접토치(4)와 모재(5)를 연결하고, 용접토치(4)의 일단(h)에 전류 검출소자(3)를 연결한 통상의 용접기에 있어서, 전류 검출소자(3)와 용접토치(4)의 일단(h)에 전류 신호 처리부(가)와 전압신호처리부(나)의 가변저항(7)(8)을 연결하고, 비교기(9)와 샘플 앤드 호울드(10)(11)를 연결하며, 샘플 앤드 호울드(10)(11)의 출력에 적분형 증폭기(12)(13)와 평균치 계산 모듈일 평활회로(14)(15) 및 라인드라이브 증폭기(16)(17)를 연결하여 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 효과를 설명하면 용접기(6)에서 용접 전류 전압이 발생하여 리액터(2)를 거쳐 직류 전원(1)을 용접토치(4)와 모재(5)에 공급할 때, 전류 검출소자(3)에 유기되는 전류는 전류신호 처리부(가)의 가변저항(7)에 흘러서 입력되는 전류에 비례하여 전압이 발생되는 샘플 앤드 호울드(10)에 입력된다.

이때의 전압 파형(a)은 제2도의 전류 신호 처리부(가)에 도시한 바와 같다.

이때 용접토치(4)와 모재(5)의 양단전압(0-42V)인 점(h)은 전압신호 처리부(나)의 가변저항(8)에 의해 적절한 전압 레벨로 조정하여 비교기(9)와 샘플 앤드 호울드(11)의 입력단에 입력된다.

이때의 전압파형(b)은 제2도의 전압신호처리부(나)에 도시한 바와 같이 아아크 중일때는 일정 전압이 유기되고 용접토치(4)와 모재(5)가 쇼트되었을 경우는 거의 제로 전압으로 나타난다.

그럼 우선 전압신호 처리부(나)를 먼저 설명하면, 비교기(9)의 출력단은 입력신호 전압(즉, 점(b)의 전압파형)이 반전되어 아아크 중일때는 미소한 전압이 나타나고 쇼트 중일때는 일정한 전압이 발생하여 점(c)의 전압 파형이 나타나게 된다.

이 전압 파형(c)은 샘플 앤드 호울드(10)(11)에 입력되어 샘플 앤드 호울드(11)의 입력단 전압(b)가 믹서되고 그 출력 전압은 점(d)의 전압파형과 같은 전압이 적분형 증폭기(13)에 입력되어 아날로그 신호처리에서 확실한 값을 얻고자 외부적인 잡음을 제거할 수 있도록 한다.

그 출력 전압은 점(e)의 전압 파형과 같으며, 평균치 계산 모듈인 평활회호(15)에 입력되어 다시 아날로그량의 평균치(R.M.S)를 계산하여 이득 조정 및 변수 조정을 적절한 값으로 조정하여 라인드라이브 증폭기(17)에 입력시킨다.

입력된 전압은 적절한 값으로 증폭시켜 단자(CH₂)에 전압이 나타나 본 발명과 연관시켜 사용되는 산업용 용접로보트의 마이크로 프로세스 유니트에 전송되어진다.

다음으로 전류 신호 처리부(가)를 설명하면, 샘플 앤드 호울드(10)에 전류 검출 소자(3)로 가변저항(7)에 의해 발생된 점(a)의 전압파형인 전압고 비교기(9)의 출력 전압인 전(c)의 전압파형에 의해 샘플 앤드 호울드의 제어단자를 온, 오프하게 되므로 샘플 앤드 호울드(10)의 출력전압이 나타난다.

이 출력전압인 점(5)의 전압 파형은 상기에서 설명한 바 있는 전압 신호 처리부(나)와 같은 원리로 적분형 증폭기(12)와 평활회로(14) 및 라인드라이브 증폭기(16)를 거쳐 증폭된 전압값이 단자(CH₁)에 나타나 산업용 로보트의 마이크로 프로세스 유니트에 전송되어 모재(5)의 씸에 용접토치(4)가 중앙에 위치하게 본 발명의전류 대소치를 검출하여 이를 정향적으로 처리할 수 있도록 단자(CH₁)는 처리값이고 단자(CH₂)는 동기값이다.

이상에서와 같이 본 발명은 토치와 모재사이에 방전과 쇼트가 진행중에 미세한 전류를 전압으로 바꾸어 모재의 씸 중앙에 토치가 오도록 한 재현 정도와 정밀도가 높고 기존에 볼 수 없었던 새로운 방법으로 이를 이용한 응용벙위도 지대한 효과를 나타내리라 사료가 된다.

Claims (1)

1. 도시한 바와 같이 직류 전원(1)과 리액터(2)를 연결한 용접기(6)에 용접토치(4)와 모재(5)를 연결하고, 용접토치(4)의 일단(h)에 전류 검출 소자(3)를 연결한 통상의 용접기에 있어서, 전류 검출 소자(3)와 용접토치(4)의 일단(h)에 전류 신호 처리부(가)와 전압신호 처리부(나)의 가변저항(7)(8)을 연결하고, 비교기(9)와 샘플 앤드 호울드(10)(11)를 연결하며, 샘플 앤드 호울드(10)(11)의 출력에 적분형 증폭기(12)(13)와 평활회로(14)(15) 및 라인드라이브 증폭기(16)(17)를 연결하여 구성된 라인드라이브 증폭기(16)(17)를 연결하여 구성된 글로브럴 용접기 및 쇼티드 아아크 용접기를 사용하는 아아크 센싱 시스템에서의 전류 검출 신호 처리회로.

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