KR20170097514A - 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스폿용접기의 적응제어 스폿용접에서 예열모드 통전, 용접모드 통전 및 담금질모드 통전순으로 수행함으로 상기 예열모드 입력에서 산화피막을 제거하거나 도금피막을 제거하여 전극 접촉부를 안정시킬 뿐만 아니라 스패터(Spatter)의 감소 및 용접성 개선을 도모할 수 있는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 용접기 컨트롤러(30)는 데이터설정과 모니터를 위해 RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)를 이용하여 티칭박스(10)와 컴퓨터 (20)가 각각 상호 접속되고 있으며, 상기 티칭박스(10)로 데이터를 설정하거나 상기 컴퓨터(20)로도 데이터 설정과 모니터하고 있는 스폿용접기의 적응제어용접에 있어서, 상기 RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)는 시켄스 제어부(33)를 매개로 출력제어부(34)와 통전제어부(35)가 각기 상호 연결되고 있으며, 상기 통전제어부(35)에는 아날로그/디지털 변환의 적응제어부(36)가 상호 연결되고 있는 것을 특징으로 한다.
이를 위한 본 발명은, 용접기 컨트롤러(30)는 데이터설정과 모니터를 위해 RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)를 이용하여 티칭박스(10)와 컴퓨터 (20)가 각각 상호 접속되고 있으며, 상기 티칭박스(10)로 데이터를 설정하거나 상기 컴퓨터(20)로도 데이터 설정과 모니터하고 있는 스폿용접기의 적응제어용접에 있어서, 상기 RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)는 시켄스 제어부(33)를 매개로 출력제어부(34)와 통전제어부(35)가 각기 상호 연결되고 있으며, 상기 통전제어부(35)에는 아날로그/디지털 변환의 적응제어부(36)가 상호 연결되고 있는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 스폿용접기의 적응제어 스폿용접에서 예열모드 통전, 용접모드 통전 및 담금질모드 통전순으로 수행함으로 상기 예열모드 입력에서 산화피막을 제거하거나 도금피막을 제거하여 전극 접촉부를 안정시킬 뿐만 아니라 스패터(Spatter)의 감소 및 용접성 개선을 도모할 수 있는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에 관한 것이다.
생산 현장에서의 스폿용접(Spot Welding)은 금속판을 포개어 놓고 전극 끝을 금속판 아래 위에 대고 비교적 작은 부분에 전류 및 가압력을 집중시켜 국부적으로 가열하는 동시에 전극의 압력을 가하여 행하는 저항 용접인 것이다. 스폿 용접을 위한 스폿용접시스템은 기계적인 장치와 전기적인 장치가 결합되어 용접에 필요한 전류(Welding Current), 용접 가압력(Welding Force), 용접 시간(Welding Time)을 조절하여 금속을 접합하는 공정시스템인 것이다.
종래 기술에 따른 스폿용접시스템은 용접기 컨트롤러의 제어신호에 의해 용접전류를 생성하고 생성된 용접전류의 전류량 또는 용접시간을 제어하는 전력변환부, 피용접물에 전달되는 대전류를 생성하는 용접 변압부, 피용접물의 용접 부위에 필요한 전극 가압력을 전달하는 용접 건, 용접기 컨트롤러의 제어 신호에 의해 전극 가압력을 발생하는 공압장치를 구비하는 용접부, 전력변환부, 용접 변압부 및 용접부의 구동을 제어하는 용접기 컨트롤러를 포함할 수 있다. 그리고, 용접 구동부는 용접 로봇 또는 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 용접 제어장치도 포함되고 있다.
스폿용접시스템의 설비비가 저렴하고 자동화가 용이하여 자동차의 생산공정에 많이 이용되어 왔는 바, 예컨데 자동차 1 대를 생산하는데에 약 3000 ~ 4000 타점 정도의 용접이 가해질 정도로 중요한 공정인 것이다. 현재 부식 및 차체 강도 향상을 위한 표면처리 도금강판이 널리 사용됨에 따라 용접성이 저하되고 있으며, 이를 극복할 방안이 필요하며 마땅한 비파괴검사 방법이 없기 때문에 스폿 용접에서의 용접 모니터링 기술은 매우 중요하게 여겨진다.
스폿용접의 특성상 비파괴 검사가 어려워 자동차 차체 조립공정에서 일부 샘플을 채취하는 파괴적인 방법을 사용하여 용접부의 품질검사를 하게 되나, 이러한 방법은 다시 복구가 불가능하여 경제적 손실이 수반되고 있음으로, 전수검사를 위해서는 용접 모니터링 및 실시간 제어가 필요하다.
용접성의 예측방법으로 종래에는 용접과정이 모두 완료된 후에 용접 품질예측이 가능하고, 스폿 용접공정 중 또는 스폿용접이 완료되기 전에 미리 용접품질을 실시간으로 파악하는 기술이 필요하다. 전기저항 용접은 주울의 법칙을 이용한 용접으로, 용접부의 발열량(Q)은 Ｑ＝０．２４＊Ｉ２ ＊Ｒ＊ｔ [cal] 에 의해서 용접이 실행되고 있으며, 여기서 I 는 용접전류, R 은 재료의 저항, t 는 통전시간을 나타낸다.
스폿용접을 연속적으로 진행할 경우에는 전극 선단경의 마모 또는 이물질 등에 의해서 저항값이 변경되어, 용접부의 발열이 정상적으로 되지 않는 경우가 발생한다. 이때 전극 선단경이 마모될 경우에는 저항 =ρ 판넬두께/접촉면적 에서 단면적이 증가함으로 저항값이 감소하고 있다.
그러므로 일정한 횟수의 스폿용접 후, 정기적으로 전극 선단경을 연마시키고 있는 바, 여기서 구리재질의 전극이 쉽게 마모되고 있다. 연마기의 칼날고장이나, 정상적인 연마가 이루어지지 않은 상태에서 스폿용접이 진행될 경우에는 용접불량이 발생되고, 이는 로봇에 의한 자동화 공정이므로 대량 불량이 발생된다.
이러한 현상을 방지하기 위하여, 전극양단의 저항을 검출받아 전극의 연마상태를 감시하고 있다. 이에 본 발명자는 적응제어형 스폿용접에서 이동 저항측정에 의한 용접팁 품질검사시스템을 개발하여 프로젝션용접으로 사용하고 있다.
한편, 종래기술로써 대한민국 특허등록 제10-1182179호(브레이크 슈 자동용접시 스패터 저감을 위한 용접시간 적응제어방법 및 그 장치)는 자동차브레이크 슈의 웨브와 림의 프로젝션 자동용접 시 스패터의 저감을 위한 용접시간 적응제어방법으로서, 용접전류와 가압력은 고정하고; 용접시간은 A 내지 E 구간에 해당하는 5개의 세부구간을 포함하되; A 구간은 융착국부의 예열을 위해 용접전류를 가하는 통전구간이고, B 구간은 비통전 구간이며, C 구간은 융착국부의 용융온도로 높이기 위한 용융구간이고, D 구간은 융착국부의 순간온도 상승을 억제하기 위하 완화구간이며, E 구간은 통전정지구간이고, 각각의 상기 세부구간으로 구성된 용접시간은 용접상태에 따라 적응제어장치에 의해 적응제어하는 것을 특징으로 한 것이다.
본 발명자는 적응제어 용접제어시스템을 이용하여 예열모드 통전구간에서 판재의 이물질, 접촉저항 제거 및 적절한 예열을 가할 수 있도록 적응제어 스폿용접에서 초기펄스 인가하는 시스템 발명을 개발하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 제반 사정을 감안하여 다단 통전기능의 적응제어 콘트롤러를 발명한 것으로, 스폿용접기에서의 적응제어 스폿용접함에 있어 예열모드 입력에서 산화피막을 제거하거나 도금피막을 제거하여 전극 접촉부를 안정시킬 뿐만 아니라 스패터(Spatter)의 감소 및 용접성 개선을 도모함으로 원활히 순차적으로 예열모드 통전, 용접모드 통전 및 담금질모드 통전을 행할 수 있도록 개량된 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 용접기 컨트롤러(30)는 데이터설정과 모니터를 위해 RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)를 이용하여 티칭박스 (10)와 컴퓨터(20)가 각각 상호 접속되고 있으며, 상기 티칭박스(10)로 데이터를 설정하거나 상기 컴퓨터(20)로도 데이터 설정과 모니터하고 있는 스폿용접기의 적응제어용접에 있어서, 상기 RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)는 시켄스 제어부(33)를 매개로 출력제어부(34)와 통전제어부(35)가 각기 상호 연결되고 있으며, 상기 통전제어부 (35)에는 아날로그/디지털 변환의 적응제어부(36)가 상호 연결되고 있는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구체적인 특징은, 용접기 컨트롤러(30)는 데이터설정과 모니터를 위해 RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)를 이용하여 티칭박스(10)와 컴퓨터(20)가 각각 상호 접속되고 있으며, 상기 티칭박스(10)로 데이터를 설정하거나 상기 컴퓨터(20)로도 데이터 설정과 모니터하고 있는 스폿용접기의 적응제어용접에 있어서, 상기 RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)는 시켄스 제어부 (33)를 매개로 출력제어부(34)와 통전제어부(35)가 각기 상호 연결되고 있으며, 상기 통전제어부 (35)에는 아날로그/디지털 변환의 적응제어부(36)가 상호 연결되고 있고; 상기 적응제어부(36)에서는 타이머유니트의 저항검출기판을 통해 전류피드백이나 용접팁 양단 전압을 제어한 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 자동차의 생산공정에서 스폿용접의 불량 감소 및 생산성의 향상에 도움될 뿐만 아니라, 작업자의 공정 능력향상 및 스폿용접의 기술축적에도 기여할 수 있으며, 또한 용접 적응제어와 다양한 용접변수 모니터링으로 효율성있는 용접성 확보와 더불어 불량률의 감소, 원가절감과 생산성 향상의 효과로써 극대화시킬 수 있는 잇점이 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템을 도시해 놓은 기능블록도,
도 2 는 상부 전극의 용접팁과 하부전극의 용접팁사이에 모재가 설치되어 접촉저항과 고유저항으로 발열하는 상태도,
도 3 은 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 스폿용접 시켄스를 나타낸 도면,
도 4 는 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 적응제어 용접에서의 통전방법 입력을 상세히 설명하는 컴퓨터의 모니터 화면들,
도 5 는 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 업슬로프 펄스모드를 설명하기 위한 작동 그래프,
도 6 은 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 다운슬로프 펄스모드를 설명하기 위한 작동 그래프,
도 7 은 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 구형 펄스모드를 설명하기 위한 작동 그래프이다.
도 2 는 상부 전극의 용접팁과 하부전극의 용접팁사이에 모재가 설치되어 접촉저항과 고유저항으로 발열하는 상태도,
도 3 은 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 스폿용접 시켄스를 나타낸 도면,
도 4 는 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 적응제어 용접에서의 통전방법 입력을 상세히 설명하는 컴퓨터의 모니터 화면들,
도 5 는 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 업슬로프 펄스모드를 설명하기 위한 작동 그래프,
도 6 은 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 다운슬로프 펄스모드를 설명하기 위한 작동 그래프,
도 7 은 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 구형 펄스모드를 설명하기 위한 작동 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템을 도시해 놓은 기능블록도이며, 본 발명은 스폿용접기의 적응제어 스폿용접에서 예열모드 통전, 용접모드 통전 및 담금질모드 통전순으로 수행함으로 상기 예열모드 입력에서 산화피막을 제거하거나 도금피막을 제거하여 전극 접촉부를 안정시킬 뿐만 아니라 스패터의 감소 및 용접성 개선을 도모할 수 있는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템인 것이다.
예컨데, 자동차의 생산공장에서는 로봇에 의한 자동화 스폿용접 공정을 수행하고 있는 바, 여기서 저항용접의 기본원리는 2 개의 용접재를 가압하여 전류를 흘림으로 전극 접촉면에서의 접촉저항 및 고유저항에 의한 저항 발열을 이용하는 용융 접합하는 기술인 것이다.
상기 용접재의 너깃 생성과정 및 동저항 개요는 가압시작 - 가압완료 - 용융시작 - 너깃성장 순으로 행하여진다. 스폿용접에서 전극의 선단면의 넓이는 선단경의 변경유무를 전류의 세기에 의해 찾는 방법인데, 용접기 컨트롤러(30)의 적응제어부(36)는 실시간으로 저항을 측정하여 용접부 저항에 맞는 최적의 전류피드백이나 용접팁 양단 전압을 실시간으로 제어하는 기술인 것이다.
용접기 컨트롤러(30)는 데이터설정과 모니터를 위해 RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)를 이용하여 티칭박스(10)와 컴퓨터(20)가 각각 상호 접속되고 있으며, 상기 티칭박스(10)로 데이터를 설정하거나 상기 컴퓨터(20)로도 데이터 설정과 모니터하고 있다.
컴퓨터(20)에서의 용접 모니터링(도 4 참조)을 스폿용접기에서 디스플레이장치로써 모니터 화면으로 디스플레이되도록 설치하거나 통신케이블을 이용한 전용 티칭박스(10)를 설치하여 작업자로 하여금 간편하게 사용할 수 있다.
RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)는 시켄스 제어부(33)를 매개로 출력제어부(34)와 통전제어부(35)가 각기 상호 연결되고 있으며, 상기 통전제어부 (35)에는 아날로그/디지털 변환의 적응제어부(36)가 상호 연결되고 있다. 상기 적응제어부(36)에는 도시되지 않는 타이머유니트의 저항검출기판을 통해 전류피드백이나 용접팁 양단 전압을 조절할 수 있다.
그러므로, 로봇에 의한 자동화 스폿용접 공정중 주울의 법칙을 이용한 스폿용접을 진행하는 과정에 있어, 스폿용접기에서 타이머유니트의 저항검출기판을 이용하여 실시간 피드백된 저항값으로 상부 전극 또는 하부전극에서 선단경의 이상여부를 판단함으로 이동 저항측정에 의한 용접팁 품질검사를 용접 모니터링 및 실시간 제어할 수 있다.
도 2 는 상부 전극의 용접팁과 하부전극의 용접팁사이에 모재가 설치되어 접촉저항과 고유저항으로 발열하는 상태도이다.
스폿용접기에는 3 상 전원이 공급되는 한편, 용접트랜스를 매개로 수냉식으로 용접팁(41)의 상부 전극과 용접팁(42)의 하부전극이 형성 설치되는 바, 상부 전극의 용접팁(41)과 하부전극(42)의 용접팁사이에는 모재로써 용접재(43, 44)가 놓여짐으로 스폿용접에 따른 너깃(45)이 성장하게 된다.
여기서 용접트랜스와 상하 가압되는 용접팁(41)의 상부 전극과 용접팁(42)의 하부전극에서는 저항검출선이 타이머유니트의 저항검출기판에 연결되도록 구성할 수 있다. 이때 가압력은 모재의 종류에 따라 300 - 450 Kg 으로 가해지고, 용접팁 (41, 42)을 해당 시간의 수냉식으로 용접후 냉각시키고 있다.
그러므로, 스폿용접기에서 수냉식 용접팁(41)의 상부 전극 또는 용접팁(42)의 하부전극이 각기 형성 설치되고 있는 바, 여기서 상하 가압되는 상부 전극의 용접팁 (41)과 하부전극의 용접팁(42)사이에는 모재로써 용접재(43, 44)가 놓여져 있음으로 전극 접촉면에 스폿용접에 따른 너깃(45)이 성장되게 한다.
상부 전극의 용접팁(41)과 모재로써 용접재(43)사이에 접촉저항이, 용접재 (43)와 너깃(45)사이에 모재저항이 각기 형성되고 있는 한편, 너깃(45)의 상하면으로의 접촉저항이, 너깃(45)과 용접재(44)사이에 모재저항이, 용접재(44)와 하부전극의 용접팁(42)사이에 접촉저항이 각기 형성되고 있다.
따라서, 상부 전극의 용접팁(41), 용접재(43, 44)와 전극 접촉면의 너깃 (45), 그리고 하부전극의 용접팁(42)에서의 접촉저항, 모재저항, 접촉저항, 모재저항, 접촉저항이 접촉저항과 고유저항으로 발열하게 됨으로, 전체 양단으로 저항검출기판의 타이머유니트에 연결되고 있다.
도 3 은 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 스폿용접 시켄스를 나타낸 도면이고, 도 1 에 도시된 용접기 컨트롤러에서 아날로그/디지털변환의 적응제어부, 통전제어부 및 시컨스 제어부에 의해 가압 - 통전개시 - 발열 - 너깃의 성장 - 유지 - 개방 단계순으로 작동되고 있다.
가압 단계는 상부 전극의 용접팁(41), 용접재(43, 44)와 전극 접촉면의 너깃(45), 그리고 하부전극의 용접팁(42)에서의 가압은 서로 겹쳐지는 판재로써 용접재(43, 44)를 전극으로 잡는다. 그러므로, 통전 개시단계는 상하 용접재(43, 44)를 사이에 두고 상하 가압되는 상부 전극의 용접팁(41)과 하부전극의 용접팁(42)사이에 대전류가 흐르게 된다.
발열단계에서는 상하 가압되는 상부 전극의 용접팁(41)과 하부전극(42)사이에 있는 용접재(43, 44)의 접촉면에서 전기저항에 의해 열이 발생하고 있다. 이어 너깃 성장단계에서는 전기저항의 열에 의해 상하 용접재(43, 44)의 접촉부에 너깃경이 성장하게 된다.
이로부터 유지단계에서는 용접재(43, 44)의 너깃 용융부를 수냉되는 상부 전극의 용접팁(41)과 하부전극의 용접팁(42)으로 냉각시킨다. 따라서, 개방단계에서는 상부 전극의 용접팁(41)과 하부전극의 용접팁(42)을 가압 개방하고 스폿용접을 완료하게 된다.
이상 설명한 바와 본 발명에 의하면, 스폿용접기의 적응제어 스폿용접에서 예열모드 통전, 용접모드 통전 및 담금질모드 통전순으로 수행함으로 상기 예열모드 입력에서 산화피막을 제거하거나 도금피막을 제거하여 전극 접촉부를 안정시킬 뿐만 아니라 스패터의 감소 및 용접성 개선을 도모할 수 있다.
도 4 는 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 적응제어 용접에서의 통전방법 입력을 상세히 설명하는 컴퓨터의 모니터 화면들이다. 도 1 에 도시된 용접기 컨트롤러에 연결된 컴퓨터의 모니터에는 적응제어 용접에서의 통전방법 입력은 시간 - 전류(열량) 그래프에서 통전구간 5 개까지 가능한 예열모드 통전구간, 통전구간 1 개의 용접모드 통전구간, 통전구간 1 개의 담금질모드 통전구간으로 전류값, 저항값, 열량값으로 표시하고 있다.
상기 예열모드 통전구간, 용접모드 통전구간, 담금질모드 통전구간에 관한 데이터들을 모니터 화면상에서 작업자에 의해 아이템별로 값, 단위 및 범위로 각기 데이터를 설정할 수 있고(도면에 도시된 해당 데이터 참조), 좌측 화면과 같이 도시되고 있다.
예열모드 통전구간에서 판재의 이물질, 접촉저항 제거, 적정한 예열을 가한 다음, 용접모드 통전구간에서 본격적인 스폿용접이 이루어짐으로 이 통전구간에서는 전극 양단의 저항패턴에 따라서 적응제어가 이루어지고 있다. 담금질모드 통전구간에서는 일반적으로 사용하고 있지 않거나 경우에 따라 사용할 수도 있다.
그러므로, 적응제어 셋팅시 일반적인 스폿용접을 하는 경우에는 예컨데 2 통전, 즉 예열모드 통전 1 개와 용접모드 통전의 스폿용접을 실행하고 있다.
또한, 고장력강, 판재 겹수가 여러 장을 스폿용접을 하는 경유, 또는 판두께가 두꺼운 경유에는 예컨데 3 통전, 즉 예열모드 통전 2 개와 용접모드 통전의 스폿용접을 하고 있다.
도 5 는 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 업슬로프 펄스모드를 설명하기 위한 작동 그래프이고, 도 1 에 도시된 용접기 컨트롤러에서 아날로그/디지털변환의 적응제어부, 통전제어부 및 시컨스 제어부에 의해 저항검출기판의 타이머유니트를 통해 도시되지 않는 기동스위치로써 스폿용접이 실행한다.
가압 - 예열모드 통전 - 본 통전(적응제어통전) - 담금질모드 통전 - 유지 - 개방 순으로 실행하고, 이때 시켄스적으로 기동신호, 가압출력, 용접전류 및 용접완료 출력이 각기 구형파로 공급되고 있다.
예열모드 통전구간에서는 PH W1의 예열모드 용접1, PH CT1의 예열모드 냉각시간1 --- 으로 최대 5 통전까지 설정하게 한다. 용접모드 통전구간에서는 적응 제어로써 W 용접모드 용접 이며, 담금질모드 통전에서는 TWCT의 담금질모드 냉각시간1, TW의 담금질모드 용접인 것이다.
그러므로, 업슬로프 펄스모드는 예열모드 통전구간에 의해 핫스테핑강 자재표면의 Si, Mn 등의 산화피막을 제거하여 전극접촉부를 안정시켜 스패터감소 및 용접성개선을 기할 수 있다.
도 6 은 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 다운슬로프 펄스모드를 설명하기 위한 작동 그래프이고, 예열모드 통전구간에서는 PH W1의 예열모드 용접1, PH CT1의 예열모드 냉각시간1 --- 으로 최대 5 통전까지 설정하게 한다. 용접모드 통전구간에서는 적응 제어로써 W 용접모드 용접 이며, 담금질모드 통전에서는 TWCT의 담금질모드 냉각시간1, TW의 담금질모드 용접인 것이다.
따라서, 다운슬로프 펄스모드는 예열모드 통전구간에 의해 도금강판에서 도금피막을 제거하여 전극 접촉부를 안정시켜 스패터 감소 및 용접성 개선을 기할 수 있다.
도 7 은 본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템에서 구형 펄스모드를 설명하기 위한 작동 그래프이고, 예열모드 통전구간에서는 PH W1의 예열모드 용접1, PH CT1의 예열모드 냉각시간1 --- 으로 최대 5 통전까지 설정하게 한다. 용접모드 통전구간에서는 적응 제어로써 W 용접모드 용접 이며, 담금질모드 통전에서는 TWCT의 담금질모드 냉각시간1, TW의 담금질모드 용접인 것이다.
그러므로, 구형 펄스모드는 예열모드 통전구간에 의해 다단 통전을 통하여 판재에 적당한 예열을 가하여 스패터 감소 및 용접성 개선을 기할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 자동차의 생산공정에서 스폿용접의 불량 감소 및 생산성의 향상에 도움될 뿐만 아니라, 작업자의 공정 능력향상 및 스폿용접의 기술축적에도 기여할 수 있으며, 또한 용접 적응제어와 다양한 용접변수 모니터링으로 효율성있는 용접성 확보와 더불어 불량률의 감소, 원가절감과 생산성 향상의 효과로써 극대화시킬 수 있는 잇점이 있다.
본 발명의 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다.
따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10 : 티칭 박스
20 : 컴퓨터
30 : 용접기 컨트롤러
33 : 시컨스 제어부
34 : 출력제어부
35 : 통전제어부
36 : 적응제어부
41, 42 : 용접팁
43, 44 : 용접재
45 : 너깃
20 : 컴퓨터
30 : 용접기 컨트롤러
33 : 시컨스 제어부
34 : 출력제어부
35 : 통전제어부
36 : 적응제어부
41, 42 : 용접팁
43, 44 : 용접재
45 : 너깃
Claims (13)
- 용접기 컨트롤러(30)는 데이터설정과 모니터를 위해 RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)를 이용하여 티칭박스(10)와 컴퓨터(20)가 각각 상호 접속되고 있으며, 상기 티칭박스(10)로 데이터를 설정하거나 상기 컴퓨터(20)로도 데이터 설정과 모니터하고 있는 스폿용접기의 적응제어용접에 있어서,
상기 RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)는 시켄스 제어부(33)를 매개로 출력제어부(34)와 통전제어부(35)가 각기 상호 연결되고 있으며,
상기 통전제어부 (35)에는 아날로그/디지털 변환의 적응제어부(36)가 상호 연결되고 있는 것을 특징으로 하는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 컴퓨터(20)에서의 용접 모니터링을 스폿용접기에서 디스플레이장치로써 모니터 화면으로 디스플레이되도록 설치하거나 통신케이블을 이용한 전용 티칭박스 (10)를 설치하여 간편하게 사용한 것을 특징으로 하는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 적응제어부(36)에서는 타이머유니트의 저항검출기판을 통해 전류피드백이나 용접팁 양단 전압을 제어한 것을 특징으로 하는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템. - 용접기 컨트롤러(30)는 데이터설정과 모니터를 위해 RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)를 이용하여 티칭박스(10)와 컴퓨터(20)가 각각 상호 접속되고 있으며, 상기 티칭박스(10)로 데이터를 설정하거나 상기 컴퓨터(20)로도 데이터 설정과 모니터하고 있는 스폿용접기의 적응제어용접에 있어서,
상기 RS - 485 통신포트(31)와 이더넷 통신부(32)는 시켄스 제어부(33)를 매개로 출력제어부(34)와 통전제어부(35)가 각기 상호 연결되고 있으며, 상기 통전제어부 (35)에는 아날로그/디지털 변환의 적응제어부(36)가 상호 연결되고 있고;
상기 적응제어부(36)에서는 타이머유니트의 저항검출기판을 통해 전류피드백이나 용접팁 양단 전압을 제어한 것을 특징으로 하는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 타이머유니트의 저항검출기판에는 스폿용접기에서 상하 가압되는 상부 전극의 수냉식 용접팁 (41)과 하부전극의 용접팁(42)사이에는 모재로써 용접재(43, 44)가 놓여져 있음으로 전극 접촉면에 스폿용접에 따른 너깃(45)이 성장되게 한 것을 특징으로 하는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 상부 전극의 용접팁(41)과 용접재(43)사이에 접촉저항이, 용접재 (43)와 너깃(45)사이에 모재저항이 각기 형성되고 있는 한편, 너깃(45)의 상하면으로의 접촉저항이, 너깃(45)과 용접재(44)사이에 모재저항이, 용접재(44)와 하부전극의 용접팁(42)사이에 접촉저항이 각기 형성되고 있고,
상부 전극의 용접팁(41), 용접재(43, 44)와 전극 접촉면의 너깃(45), 그리고 하부전극의 용접팁(42)에서의 접촉저항, 모재저항, 접촉저항, 모재저항, 접촉저항이 접촉저항과 고유저항으로 발열하게 된 것을 특징으로 하는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 용접기 컨트롤러(30)에서 아날로그/디지털변환의 적응제어부(36), 통전제어부(35) 및 시컨스 제어부(33)에 의해 가압 - 통전개시 - 발열 - 너깃의 성장 - 유지 - 개방 단계순으로 작동되고 있는 것을 특징으로 하는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 가압 단계는 상부 전극의 용접팁(41), 용접재(43, 44)와 전극 접촉면의 너깃(45), 그리고 하부전극의 용접팁(42)에서의 가압은 서로 겹쳐지는 판재로써 용접재(43, 44)를 전극으로 잡으며,
통전 개시단계는 상하 용접재(43, 44)를 사이에 두고 상하 가압되는 상부 전극의 용접팁(41)과 하부전극의 용접팁(42)사이에 대전류가 흐르고,
발열단계에서는 상하 가압되는 상부 전극의 용접팁(41)과 하부전극(42)사이에 있는 용접재(43, 44)의 접촉면에서 전기저항에 의해 열이 발생하고,
너깃 성장단계에서는 전기저항의 열에 의해 상하 용접재(43, 44)의 접촉부에 너깃경이 성장하며,
유지단계에서는 용접재(43, 44)의 너깃 용융부를 수냉되는 상부 전극의 용접팁(41)과 하부전극의 용접팁(42)으로 냉각시키며,
개방단계에서는 상부 전극의 용접팁(41)과 하부전극의 용접팁(42)을 가압 개방하고 스폿용접을 완료하게 한 것을 특징으로 하는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 용접기 컨트롤러(30)에 연결된 컴퓨터의 모니터에는 적응제어 용접에서의 통전방법 입력은 시간 - 전류(열량) 그래프에서 통전구간 5 개까지 가능한 예열모드 통전구간, 통전구간 1 개의 용접모드 통전구간, 통전구간 1 개의 담금질모드 통전구간으로 전류값, 저항값, 열량값으로 표시하고 있는 것을 특징으로 하는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 용접기 컨트롤러(30)에서 아날로그/디지털변환의 적응제어부, 통전제어부 및 시컨스 제어부에 의해 저항검출기판의 타이머유니트를 통해 도시되지 않는 기동스위치로써 스폿용접이 실행하고;
가압 - 예열모드 통전 - 본 통전(적응제어통전) - 담금질모드 통전 - 유지 - 개방 순으로 실행하고, 시켄스적으로 기동신호, 가압출력, 용접전류 및 용접완료 출력이 각기 구형파로 공급되고 있는 것을 특징으로 하는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 예열모드 통전에서 업 슬로프 펄스모드는 핫스테핑강 자재표면의 Si, Mn 등의 산화피막을 제거하여 전극접촉부를 안정시켜 스패터 감소 및 용접성 개선한 것을 특징으로 하는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 예열모드 통전에서 다운슬로프 펄스모드는 도금강판에서 도금피막을 제거하여 전극 접촉부를 안정시켜 스패터 감소 및 용접성 개선한 것을 특징으로 하는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 예열모드 통전에서 구형 펄스모드는 다단 통전을 통하여 판재에 적당한 예열을 가하여 스패터 감소 및 용접성 개선한 것을 특징으로 하는 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020160019381A KR20170097514A (ko) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160019381A KR20170097514A (ko) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170097514A true KR20170097514A (ko) | 2017-08-28 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160019381A Ceased KR20170097514A (ko) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | 스폿용접기용 적응제어용접에서의 초기펄스 인가시스템 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20170097514A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190076261A (ko) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 주식회사 포스코 | 스폿 용접 방법 |
| WO2020009635A1 (en) * | 2018-07-04 | 2020-01-09 | Car-O-Liner Group AB | A spot welding machine |
| CN113618213A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-09 | 北京航空航天大学 | 一种提高2GPa钢焊接头拉剪力和塑性的焊接工艺 |
-
2016
- 2016-02-18 KR KR1020160019381A patent/KR20170097514A/ko not_active Ceased
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190076261A (ko) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 주식회사 포스코 | 스폿 용접 방법 |
| WO2020009635A1 (en) * | 2018-07-04 | 2020-01-09 | Car-O-Liner Group AB | A spot welding machine |
| US11904402B2 (en) | 2018-07-04 | 2024-02-20 | Car-O-Liner Group AB | Spot welding machine |
| CN113618213A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-09 | 北京航空航天大学 | 一种提高2GPa钢焊接头拉剪力和塑性的焊接工艺 |
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