KR100264810B1 - 터치 센서를 이용한 용착 검출장치 및 그 검출방법 - Google Patents

터치 센서를 이용한 용착 검출장치 및 그 검출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터치 센서를 이용한 용착 검출방법에 관한 것으로, 로보트를 가동하는 단계와, 상기 가동한 로보트를 용접 초기점으로 이동하는 단계와, 상기 이동된 로보트의 정확한 용접 초기점 및 종단점을 검출하는 단계와, 상기 검출된 용접중 용착의 발생여부를 판단하는 단계와, 상기 용착 여부를 판단하여 용착이 발생하지 않으면 용접을 종료하고 용착이 발생하면 용착해제를 위한 고전압, 저전류를 흘려 용착을 해체한 후 용접을 종료하는 단계와, 상기 용접 종료후 터치 센서로 용착 검출을 판단하는 단계와, 상기 용착 검출을 판단하여 용착 검출이 되지 않으면 로보트의 다음 용접 위치로 이동하고, 용착이 검출되면 용착해제를 위한 고전압, 저전류를 흘려 용착을 해체한 후 다음 용접위치로 이동하는 단계를 포함하여 용접후의 용착상태를 검출할 수 있으므로 생산성에 크게 도움이 되며 여러번에 걸쳐 용착을 확인함으로 용착 판단 실패율이 적다.

Description

터치 센서를 이용한 용착 검출장치 및 그 검출방법
제1도는 본 발명에 따른 용접기의 용착 검출장치를 개략적으로 나타낸 도면.
제2도는 본 발명에 따른 용착 검출방법을 나타낸 플로우 챠트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 피터 2 : 모재
3 : 로보트 4 : 용접기
5 : 로보트 제어기 6 : 마그네틱 스위치
7 : 터치센서회로 8 : 전원
본 발명은 터치 센서를 이용한 용착 검출장치 및 그 검출방법에 관한 것으로, 특히, 아크 용접에서 초기점 및 종단점 검출장치에 사용되는 터치 센서를 이용하여 용접중 또는 용접직후 발생한 용착현상을 검출하기 위한 터치 센서를 이용한 용착 검출장치 및 그 검출방법에 관한 것이다.
용접로보트를 이용한 자동 아크용접 작업에 있어서 흔히 발생하는 용착은 용접작업중 또는 용접작업후 용접와이어가 모재에 접착되는 현상으로서, 용접작업의 생산성에 큰 영향을 미친다. 상기 문제점을 해결하기 위하여 종래의 용접장치는 용접기와 로보트간에 용착을 인식할 수 있는 신호단을 설치하여 용착을 인식하고 용착이 검출되면 용착을 해제하도록 하는 기능을 가지고 있다. 그러나 이러한 종래의 방법으로는 용접이 진행중일 때만 용착인식이 가능하고 용접이 끝난후에는 용착인식이 불가능하다. 따라서 용접 종료후 용착 현상이 발생하면 로보트가 다음 용접위치로 이동할수 없기 때문에 위치이동을 할때 쇼크 센서(Shock Sensor)등이 작동하여 로보트가 정지하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 용접장치에서 용접작업이 끝난 직후에 발생되는 용착현상을 터치센서를 이용하여 감지해서 처리함으로서 용접작업이 중단되는 것을 방지하여 생산성을 높이는데 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 피더에서 공급되는 용접 와이어를 이용하여 모재에 아크용접을 실행하는 로보트와, 상기 로보트에 전원을 공급하며 용착검출시 용착신호를 제공하여 용착을 제거하는 용접기와, 상기 용접기의 양출력단(+,-)사이의 전압을 검출하여 그 값에 따라 용착여부를 판단하는 용착신호를 터치센서시스템에 제공하기 위한 로보트 제어기로 구성된 용접시스템과, 상기 로보트를 용접상태 또는 용착검출상태로 절환하는 마그네틱 스위치와, 상기 용접시스템의 초기점 및 종단점의 용착여부를 감지하는 터치센서회로와, 상기 터치센서회로에 파워를 공급하는 전원으로 구성된 터치센서 시스템으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
제1도는 본 발명에 따른 용접기의 용착검출장치를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 아크용접을 실행하는 용접시스템(A)과 용접 초기점 및 종단점의 검출과 용착의 검출을 위한 터치센서 시스템(B)이 도시되어 있다. 상기 용접시스템(A)은 피더(Feeder, 1)에서 공급되는 용접 와이어를 이용하여 모재(2)에 아크용접을 실행하는 로보트(3)와, 상기 로보트(3)에 전원을 공급하며 용착검출시 용착신호를 제공하여 용착을 제거하는 용접기(4)와, 상기 용접기(4)의 양출력단(+,-)사이의 전압을 검출하여 그 값에 따라 용착여부를 판단하는 용착신호를 터치센서시스템(B)에 제공하기 위한 로보트 제어기(5)로 구성되어 있다. 다음에, 터치센서 시스템(B)은 로보트를 용접상태 또는 용착검출상태로 절환하는 마그네틱 스위치(6)와, 상기 용접시스템(B)의 초기점 및 종단점의 용착여부를 감지하는 터치센서회로(7)와, 상기 터치센서회로(7)에 파워를 공급하는 전원(8)으로 구성되어 있다.
로보트(3)가 용접을 개시하면 용접기 출력 양단의 양단자(+)와 음단자(-)에 로보트 제어기로부터 정해진 전압, 전류가 걸리는데 이것은 용접시 발생하는 아크에 의한 것으로 상기 용접시 용착현상이 발생하면 용접기 출력양단의 양단자(+)와 음단자(-)사이의 전압은 0V가 되고 전류값은 무한히 커지게 된다. 따라서 이때 양단자(+)와 음단자(-) 양단의 저항값은 0에 근접하게 된다. 상기 현상을 이용하여 용접기의 출력 양단의 양단자(+)와 음단자(-)를 용접기(4)와 로보트 제어기(5)간 시그널 케이블 신호선에 직접 연결하고 그 양단의 저항값이 일정한 값(약100Ω) 이하가 되면 용착이 발생한 것으로 인식한다. 용접을 시작하기 위해 로보트 제어기(5)로부터 케이블을 통해 터치센서 시스템(B)에 신호를 보내서 전원(8)을 통해 마그네틱 스위치(6)를 턴-온 시키면 마그네틱 스위치(6)의 a 접점은 온, b 접점은 오프되어 로보트가 용접할 수 있는 상태가 된다. 이때 용착이 되면 용접기로부터 케이블을 통하여 로보트 제어기에 용착 검출 신호가 전달되어 용접중의 동작여부를 판단하게 된다. 일단 용접 동작이 끝나면 로보트 제어기(5)는 케이블을 통해 마그네틱 스위치(6)에 신호를 보내 마그네틱 스위치(6)를 턴-오프시킨다. 그러면 b 접점이 공통접점(com)에 연결되어 터치 센서 회로(7)가 동작할 수 있는 상태가 된다. 이때, 용착상태이면 마그네틱 스위치(6)를 턴-온하여 용접할 수 있는 회로로 전환한후 고전압, 저전류로 짧은 시간동안 용접하여 용착을 해제하고 전환한후 고전압, 저전류로 짧은 시간동안 용접하여 용착을 해제하고 다시 마그네틱 스위치(6)를 턴-오프하여 용착을 검출할 수 있는 회로로 전환하여 용착상태를 재검출하여, 용착이 아니면 다음 로보트의 위치로 이동하고 용착상태이면 마그네틱 스위치(6)를 턴-온하여 용접할 수 있는 회로로 전환하고 다시한번 고전압, 저전류로 짧은시간동안 용접을 한다. 상기 상태에서 마그네틱 스위치(6)를 턴-오프하여 용착을 검출하여 다시 용착상태이면 알람을 작동시킨다.
제2도는 터치센서를 이용한 용착 검출방법 나타낸 플로우챠트로서, 먼저 로보트를 가동하고(100) 상기 가동한 로보트를 용접 초기점으로 이동하고(101) 상기 이동된 로보트가 정확한 용접 초기점 및 종단점을 검출한다(102). 다음으로 상기 검출된 용접중 용착의 발생여부를 판단하여(103) 용착이 발생하였다면 고전압, 저전류로 짧은시간동안 용착해제하고(104) 용착 재검출을 한후에 용착발생 여부를 판단하여(105) 용착이 발생하였다면 용착해제 횟수인 n이 3보다 작은가를 판단하여(106) 3보다 작으면 이면 용착해제 횟수를 증가시키고(107) 용작해제 횟수가 3보다 크다면 용접을 종료(108)한다. 다음으로 상기 용접중 용착이 발생하지 않으면 용접을 종료하고(108) 터치 센서로 용착 검출을 판단하여(109) 용착이 발생했다면 용접가능 회로로 전환하는 마그네틱 스위치를 턴-온 시키고(110) 상기 전환된 회로로 고전압, 저전류로 짧은 시간동안 용착 해제를 한후(111) 터치 센서로 전환하는 마그네틱 스위치를 턴-오프시킨다(112). 다음으로 상기 전환된 회로로 터치 센서로 용착 재검출을 판단하여(113) 용착이 재검출 되면 용착해제 횟수인 n이 3보다 작은가를 판단하여(114) 3보다 작으면 용착해제 횟수를 증가시키고(115) 용착해제 횟수가 3보다 크다면 알람을 작동하여(116) 용접을 중지시키고(117) 용착이 재검출 되지 않으면 로보트의 다음 위치로 이동하게 된다(118).
본 발명은 로보트를 이용한 자동 용접에서 용접 작업 직후의 동작여부를 판단하여 용착을 해결할수 있어 생산성에 도움이 되며 여러번에 걸쳐 용착을 확인함으로 용착 판단 실패율이 적다. 또한 종래의 터치센서 회로를 이용함으로 별도의 하드웨어가 필요없이 알고리즘 구현이 간단하고 경제적이다.

Claims (4)

  1. 피더에서 공급되는 용접 와이어를 이용하여 모재에 아크용접을 실행하는 로보트(3)와, 상기 로보트에 전원을 공급하며 용착검출시 상기 로보트에 용착제거를 위한 고전압, 저전류를 제공하여 용착을 제거하는 용접기(4)와, 상기 용접기의 양출력단(+,-) 사이의 전압을 검출하여 그 값에 따라 용착여부를 판단하고, 용접후 터치센서스템을 제어하여 용착여부를 검출하는 로보트 제어기(5)로 구성된 용접시스템(A)과, 상기 로보트를 용접상태 또는 용착검출상태로 절환하는 마그네틱스위치(6)와, 상기 용접시스템의 용접 초기점 및 종단점의 용착여부를 감지하는 터체센서회로(7)와, 상기 터치센서회로에 파워를 공급하는 전원으로 구성된 터치센서시스템(B)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치센서를 이용한 용착 검출장치.
  2. 로보트를 가동하는 단계와, 상기 가동한 로보트를 용접 초기점으로 이동하는 단계와, 상기 이동된 로보트의 정확한 용접 초기점 및 종단점을 검출하는 단계와, 상기 검출된 초기점 및 종단점 사이의 용접구간의 용접 도중 용착의 발생 여부를 판단하는 단계와, 상기 용착 여부를 판단하여 용착이 발생하지 않으면 용접을 종료하고 용착이 발생하면 용착해제를 위한 고전압, 저전류를 흘려 용착을 해제한 후 용접을 종료하는 단계와, 상기 용접종료 후 터치센서로 용착 검출을 판단하는 단계와, 상기 용착 검출을 판단하여 용착검출이 되지 않으면 로보트의 다음 용접위치로 이동하고, 용착이 검출되면 용착해제를 위한 고전압, 저전류를 흘려 용착을 해제한 후 다음 용접위치로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 용접에서 터치센서를 이용한 용접 후 용착 검출방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 터치 센서로 용착검출을 하는 단계에서 용착이 발생했다면 용접가능 회로로 전환하는 마그네틱 스위치를 턴-온 시키는 단계와, 상기 전환된 회로로 고전압, 저전류로 짧은 시간동안 용착 해제를 하는 단계와, 상기 전환된 회로로 터치 센서로 용착 재검출을 판단하는 단계와, 상기 용착 재검출을 하는 단계에서 용착이 재검출 되지 않으면 로보트의 다음 위치로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 이용한 용착 검출방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 터치센서로 용착 재검출을 하는 단계에서 용착이 재검출되면 용착을 해제하기 위한 횟수인 n을 증가시켜 상기 횟수가 세번 이하이면 용착해제 시도 횟수를 증가시키고 용착시도횟수가 세번을 초과하면 알람을 작동하여 용접을 중지시키는 것을 특징으로 하는 터치 센서를 이용한 용착 검출방법.
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