KR20130138574A

KR20130138574A - 용접 시스템의 모니터링 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20130138574A
Application number: KR1020120062272A
Authority: KR
Inventors: 이문용; 정명섭
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2013-12-19

Abstract

본 발명은 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점의 개수와 실용접점의 개수를 비교하여 용접 시스템의 고장 여부를 진단할 수 있도록 하는 용접 시스템의 모니터링 방법이 개시된다.
본 발명은 용접 시스템에 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수를 포함하는 용접 조건을 설정하는 과정; 용접 개시에 따라 설정된 용접 조건을 적용하여 스폿 용접을 실행하고, 용접건에 제공되는 전류량을 검출하는 과정; 용접건에 제공되는 전류량과 기준 전류량을 비교하여 실용접점의 발생을 검출하고, 실용접점의 개수를 카운터 적산하는 과정; 용접 완료가 검출되면 카운터 적산된 실용접점의 개수와 용접 조건으로 설정된 용접점 개수를 비교하여 용접점 누락을 판정하는 과정; 용접점 누락이 판정되면 용접 라인을 정지시키고, 경고 메시지를 출력하여 수리 복구를 유도하는 과정을 포함한다.

Description

용접 시스템의 모니터링 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MONITERING OF WELDING SYSTEM}

본 발명은 용접 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점의 개수와 실용접점의 개수를 비교하여 용접 시스템의 고장 여부를 진단할 수 있도록 하는 용접 시스템의 모니터링 방법 및 장치에 관한 것이다.

자동차는 2 ~ 3만개의 부품이 조립되어 생산되며, 차체의 부품은 2장 혹은 그 이상의 패널이 전기저항으로 융착을 제공하는 스폿 용접 시스템으로 생산된다.

도 1은 일반적인 스폿 용접 시스템을 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 스폿 용접 시스템(10)은 제어반(11)이 설정된 차종별, 부품별 용접 프로세서에 따라 로봇(13)의 거동을 제어하여 용접건(15)의 팁(17,19)을 설계도상의 용접라인으로 이동시키고, 용접건(15)의 팁(17,19)으로 패널의 접합면 양측을 가압한 상태에서 설정된 일정시간 동안 설정된 전류량을 통전시켜 전기저항의 발생시킴으로써 스폿 용접을 실행한다.

도 2는 일반적인 용접건의 스폿 용접 작업 상태를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 가압력을 견디기 위해 구리와 크롬 또는 베릴륨, 텡스텐과의 합금 등으로 만들어지는 용접건의 팁(17,19)으로 겹처진 2장 혹은 그 이상의 패널(PL)을 사이에 두고 가압한 상태에서 순간적인 전기저항을 발생시켜 스폿을 발생시킴으로써 2장 혹은 그 이상의 패널(PL)을 접합시킨다.

종래의 차체 부품 조립공정에서는 로봇의 거동오차나 지그의 설치오차 또는 부품 패널의 규제오차 등에 의해 각 부품 패널 상의 용접위치에 대한 신뢰도나 정밀도가 떨어짐에도 불구하고, 제품 설계도상의 부품 치수 및 용접위치가 실제 조립된 차체 부품에 정확히 반영되었는지를 판별하는 방법이 제공되지 않았다.

따라서, 차체 부품의 용접위치를 검사하기 위해서는 프린트된 제품 설계도상의 용접위치와 실제 공정라인에서 용접으로 조립된 제품의 용접위치를 작업자의 육안으로 비교하여 판별하는 수준이었다.

또한, 차체 부품의 용접 품질을 확보하기 위해서는 로봇에 의해 용접되고 있는 용접점들의 품질관리가 절대적으로 중요하다.

종래에는 로봇에 의한 점용접으로 생산된 차체 부품의 용접 품질은 용접공정 라인에 배치된 품질관리 요원들의 육안에 의해 결정된다.

또한, 품질관리 요원들이 일정시간 간격(예를 들어 2시간 간격)으로 용접 품질이 특별이 관리되어야 하는 중요 용접 부위에 드라이버를 끼우고 망치로 쳐서 분리 시험하는 검사를 통해 차체 부품의 용접 품질이 결정되었다.

이와같이 작업자나 품질관리 요원의 의한 차체 부품의 용접 품질 관리는 개개인의 숙련도와 특성 및 주변 환경에 따라 결정되므로 용접 누락 등을 정확하게 검출할 수 없으며, 보다 정확하고 용접 품질관리를 제공할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 감안하여 제안된 것으로 해결하고자 하는 과제는 제어반에 설정된 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수와 실용접점의 개수를 비교하여 용접 시스템의 고장 여부를 실시간으로 진단할 수 있도록 용접 시스템의 모니터링 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따르는 특징은 용접 시스템에 있어서, 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수를 입력하는 설정부; 상기 설정부로 입력된 용접 조건을 적용하여 스폿 용접을 실행하고, 용접건에 출력되는 전류량과 설정된 기준 전류량을 비교하여 실용접점의 개수를 카운터 적산하며, 용접 완료가 검출되면 차종별, 부품별 용접점 개수와 카운터 적산된 실용접점의 개수를 비교하여 용접 누락 불량 여부를 진단하는 제어부; 상기 설정부로 입력되는 설계에 따른 차종별, 부품별 용접 조건과 카운터 적산되는 실용접점의 개수를 저장하는 메모리부; 상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 스폿 용접을 위한 전류량을 출력시키는 구동부; 상기 구동부에서 출력되는 전류량을 검출하여 상기 제어부에 제공하는 전류검출부; 상기 제어부의 제어신호에 따라 용접조건의 설정과 스폿 용접의 진행 상태 및 용접 누락 불량의 진단 결과를 설정된 소정의 형식으로 출력하는 표시부를 포함하는 용접 시스템의 모니터링장치가 제공된다.

상기 설정부는 소정의 기능키와 숫자키를 포함하고, 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수, 용접간격, 용접시간, 전류량을 포함하는 용접 조건을 제어부에 입력할 수 있다.

상기 설정부는 조작 패널이나 터치 스크린 중 어느 하나로 구성될 수 있고, 표시부의 화면상에 배치될 수 있다.

상기 제어부는 구동부에서 출력되는 전류량이 설정된 기준 전류량의 범위에 포함되면 정상적인 실용접점으로 판정하여 실용접점을 카운터 적산할 수 있다.

상기 제어부는 용접 완료의 검출에 따라 카운터 적산된 실용접점의 개수가 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수와 일치하지 않으면 용접 누락 불량으로 판정할 수 있다.

상기 제어부는 용접 누락 불량이 판정되면 라인 정지와 경고 메시지를 출력하여 수리 복구를 유도할 수 있다.

상기 구동부는 AC인버터 혹은 DC인버터 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 용접 시스템에 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수를 포함하는 용접 조건을 설정하는 과정; 용접 개시에 따라 설정된 용접 조건을 적용하여 스폿 용접을 실행하고, 용접건에 제공되는 전류량을 검출하는 과정; 상기 용접건에 제공되는 전류량과 기준 전류량을 비교하여 실용접점의 발생을 검출하고, 실용접점의 개수를 카운터 적산하는 과정; 용접 완료가 검출되면 카운터 적산된 실용접점의 개수와 용접 조건으로 설정된 용접점 개수를 비교하여 용접점 누락을 판정하는 과정; 용접점 누락이 판정되면 용접 라인을 정지시키고, 경고 메시지를 출력하여 수리 복구를 유도하는 과정을 포함하는 용접 시스템의 모니터링방법이 제공된다.

상기 용접 조건은 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수, 용접간격, 용접시간, 전류량을 포함할 수 있다.

상기 용접건에 제공되는 전류량과 기준 전류량의 범위에 포함되면 실용접점의 발생을 검출하여 실용접점의 개수를 카운터 적산할 수 있다.

용접 완료에 따라 카운터 적산된 실용접점의 개수와 차종별, 부품별 용접 조건으로 설정된 용접점 개수가 일치하면 정상 용접으로 판정하고 카운터 적산된 실용접점의 개수와 차종별, 부품별 용접 조건으로 설정된 용접점 개수가 불일치하면 용접 누락 불량으로 판정하여 소정의 형식으로 경고메시지를 출력하할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 차체 부품에 대한 용접 품질을 정확하게 모니터링할 수 있어 용접 시스템의 운용에 안정성 및 효율성을 제공할 수 있다.

또한, 차체 부품에 대한 안정된 용접 품질의 관리를 제공함으로서, 차체 부품에 대한 신뢰성을 제공하고, 별도의 품질 관리요원이 배제되어 생산성 및 생산원가의 절감을 제공할 수 있다.

도 1은 일반적인 스폿 용접 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 일반적인 용접건의 스폿 용접 작업 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용접 시스템의 모니터링장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 용접 시스템의 모니터링 절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용접 시스템의 모니터링장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 용접 시스템의 모니터링장치는 설정부(101)와 제어부(102), 메모리부(103), 구동부(104), 전류검출부(105) 및 표시부(106)를 포함한다.

상기 설정부(101)는 소정의 기능키와 숫자키들을 포함하고, 운전자(작업자)의 선택에 따라 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수, 용접간격, 용접시간, 전류량 등을 포함하는 용접 조건을 입력할 수 있다.

상기 조작부(101)는 조작패널이나 터치 스크린으로 구성될 수 있으며, 터치 스크린으로 구성되는 경우 표시부(106) 화면상에 배치될 수 있다.

제어부(102)는 용접 시스템의 전반적인 운용을 제어하고, 상기 설정부(101)에서 입력되는 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수, 용접간격, 용접시간, 전류량 등을 포함하는 용접 조건을 메모리부(103)에 설정한다.

상기 제어부(102)는 용접 개시가 검출되면 메모리부(103)에 설정된 용접 조건을 적용하여 차체 부품을 생산하기 위한 스폿 용접을 실행하며, 용접건에 출력되는 전류량과 설정된 기준 전류량을 비교하여 실용접점의 개수를 카운터 적산하고, 용접 완료가 검출되면 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수와 카운터 적산된 실용접점의 개수를 비교하여 용접 누락 불량 여부를 진단한다.

상기 제어부(102)는 용접 누락 불량이 검출되면 해당 작업 라인을 중지시키고, 표시부(106)를 통해 설정된 소정 형식의 경고 메시지를 출력하여 용접 누락 불량 발생에 대하여 신속한 수리 복구를 유도한다.

메모리부(103)는 상기 설정부(101)로 입력되는 차종별, 부품별 용접 조건과 카운터 적산되는 실용접점 개수가 저장된다.

구동부(104)는 상기 제어부(104)에서 인가되는 제어신호에 따라 전기저항으로 스폿 용접을 실행시키는 전류량을 출력하여 용접건에 제공한다.

상기 구동부(104)는 AC 인버터 혹은 DC 인버터로 구성될 수 있다.

전류검출부(105)는 상기 구동부(104)에서 출력되어 용접건으로 제공되는 전류량을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(102)에 제공한다.

표시부(106)는 제어부(102)에서 인가되는 제어신호에 따라 설정부(101)로 입력되는 용접 조건과 스폿 용접의 진행 상태에 대한 전반적인 상태를 문자, 그래픽, 숫자 등을 포함하는 설정된 소정의 형식으로 표출시켜 운전자(작업자)가 쉽게 인지할 수 있도록 한다.

상기 표시부(106)는 터치 스크린의 조작 패널을 더 포함하여 설정부(101)와 일체로 구성될 수 있다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.

도 4은 본 발명의 실시예에 따른 용접 시스템의 모니터링 절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.

본 발명이 적용되는 용접 시스템이 대기중인 상태에서 운전자(작업자)의 조작에 따라 설정부(101)에서 제공되는 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수, 용접간격, 용접시간, 전류량 등을 포함하는 용접 조건을 메모리부(103)에 설정한다(S101).

이후, 상기 제어부(102)는 설정부(101)에 구비되는 기능키의 입력으로 용접 개시가 검출되는지를 판단하며(S102), 용접개시가 검출되면 메모리부(103)에 설정된 설정된 용접 조건을 적용하여 차체 부품을 생산하기 위한 스폿 용접을 실행한다(S103).

상기 제어부(102)는 AC 인버터 혹은 DC 인버터로 구성되는 구동부(104)를 제어하여 2장 혹은 그 이상의 패널을 스폿 용접시키기 위한 전류량을 출력하여 용접건에 제공한다.

이때, 전류검출부(105)는 용접건에 출력되는 전류량을 검출하여 제어부(102)에 제공한다(S104).

상기 제어부(102)는 전류검출부(105)에서 제공되는 용접건에 출력되는 전류량과 설정된 기준 전류량을 비교하여(S105) 구동부(104)에서 출력되어 용접건에 제공되는 전류량이 기준 전류량의 설정된 범위에 포함되는지 판단한다(S106).

상기 S106에서 제어부(102)는 용접건에 제공되는 전류량이 기준 전류량의 설정된 범위에 포함되면 정상적인 스폿 용접으로 판단하여 실용접점의 개수를 카운터 적산한다(S107).

상기와 같이 실용접점의 개수를 카운터 적산하는 상태에서 제어부(102)는 용접 완료가 검출되는지를 판단한다(S108).

상기 S108에서 제어부(102)는 용접 완료가 검출되지 않으면 상기 S107의 과정으로 리턴되어 실용접점 개수를 카운터 적산을 지속적으로 실행하고, 용접 완료가 검출되면 상기 S101에서 설정된 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수와 카운터 적산된 실용접점의 개수를 비교하여(S109) 서로 일치하는지 판단한다(S110).

상기 S110에서 제어부(102)는 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수와 카운터 적산된 실용접점의 개수가 서로 일치하면 해당 차체 부품에 정상적인 용접이 이루어진 것으로 판정한다(S111).

그러나, 상기 S110에서 제어부(102)는 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수와 카운터 적산된 실용접점의 개수가 서로 일치하지 않으면 용접 누락 불량의 발생으로 판정한다(S112).

그리고, 상기 S112에서 제어부(102)는 용접 누락 불량이 판정되면 해당 작업 라인을 중지시키고, 표시부(106)를 통해 설정된 소정 형식의 경고 메시지를 출력하여 용접 누락 불량 발생에 대하여 신속한 수리 복구를 유도한다(S113).

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

101 : 설정부 102 : 제어부
103 : 메모리부 104 : 구동부
105 : 전류검출부 106 : 표시부

Claims

용접 시스템에 있어서,
설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수를 입력하는 설정부;
상기 설정부로 입력된 용접 조건을 적용하여 스폿 용접을 실행하고, 용접건에 출력되는 전류량과 설정된 기준 전류량을 비교하여 실용접점의 개수를 카운터 적산하며, 용접 완료가 검출되면 차종별, 부품별 용접점 개수와 카운터 적산된 실용접점의 개수를 비교하여 용접 누락 불량 여부를 진단하는 제어부;
상기 설정부로 입력되는 설계에 따른 차종별, 부품별 용접 조건과 카운터 적산되는 실용접점의 개수를 저장하는 메모리부;
상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 스폿 용접을 위한 전류량을 출력시키는 구동부;
상기 구동부에서 출력되는 전류량을 검출하여 상기 제어부에 제공하는 전류검출부;
상기 제어부의 제어신호에 따라 용접조건의 설정과 스폿 용접의 진행 상태 및 용접 누락 불량의 진단 결과를 설정된 소정의 형식으로 출력하는 표시부;
를 포함하는 용접 시스템의 모니터링장치.
제1항에 있어서,
상기 설정부는 소정의 기능키와 숫자키를 포함하고, 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수, 용접간격, 용접시간, 전류량을 포함하는 용접 조건을 제어부에 입력하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템의 모니터링장치.
제1항에 있어서,
상기 설정부는 조작 패널이나 터치 스크린 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접 시스템의 모니터링장치.
제1항에 있어서,
상기 설정부는 표시부의 화면상에 배치되는 것을 특징으로 하는 용접 시스템의 모니터링장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 구동부에서 출력되는 전류량이 설정된 기준 전류량의 범위에 포함되면 정상적인 실용접점으로 판정하여 실용접점을 카운터 적산하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템의 모니터링장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 용접 완료의 검출에 따라 카운터 적산된 실용접점의 개수가 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수와 일치하지 않으면 용접 누락 불량으로 판정하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템의 모니터링장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 용접 누락 불량이 판정되면 라인 정지와 경고 메시지를 출력하여 수리 복구를 유도하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템의 모니터링장치.
제1항에 있어서,
상기 구동부는 AC인버터 혹은 DC인버터 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접 시스템의 모니터링장치.
용접 시스템에 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수를 포함하는 용접 조건을 설정하는 과정;
용접 개시에 따라 설정된 용접 조건을 적용하여 스폿 용접을 실행하고, 용접건에 제공되는 전류량을 검출하는 과정;
상기 용접건에 제공되는 전류량과 기준 전류량을 비교하여 실용접점의 발생을 검출하고, 실용접점의 개수를 카운터 적산하는 과정;
용접 완료가 검출되면 카운터 적산된 실용접점의 개수와 용접 조건으로 설정된 용접점 개수를 비교하여 용접점 누락을 판정하는 과정;
용접점 누락이 판정되면 용접 라인을 정지시키고, 경고 메시지를 출력하여 수리 복구를 유도하는 과정;
을 포함하는 용접 시스템의 모니터링방법.
제9항에 있어서,
상기 용접 조건은 설계에 따른 차종별, 부품별 용접점 개수, 용접간격, 용접시간, 전류량을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템의 모니터링방법.
제9항에 있어서,
상기 용접건에 제공되는 전류량과 기준 전류량의 범위에 포함되면 실용접점의 발생을 검출하여 실용접점의 개수를 카운터 적산하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템의 모니터링방법.
제9항에 있어서,
상기 용접 완료에 따라 카운터 적산된 실용접점의 개수와 차종별, 부품별 용접 조건으로 설정된 용접점 개수가 일치하면 정상 용접으로 판정하고,
카운터 적산된 실용접점의 개수와 차종별, 부품별 용접 조건으로 설정된 용접점 개수가 불일치하면 용접 누락 불량으로 판정하여 소정의 형식으로 경고메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 용접 시스템의 모니터링방방법.