KR20080093683A - Digital Controller for Weld Torch Weaving - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용접 토치 위빙용 디지털 제어장치에 관한 것으로 특히, 사용자가 각종 위빙 파라미터를 입력시킬 수 있도록 하는 사용자 조작 스위치부와; 단일 직류전원을 입력받아 각부의 구동에 필요한 서로 다른 직류전원을 각각 공급시켜 주는 전원 공급부와; 상기 사용자 조작 스위치부에서 입력되는 각종 위빙 파라미터 값을 디지털신호로 입력받아 해당 값에 부응하여 모션 제어부를 제어함은 물론 형광 표시부에 이들이 표시되도록 하는 마이컴과; 상기 마이컴과 엔코더의 출력신호에 부응하여 H 브리지 모터 구동부를 제어하는 모션 제어부와; 상기 모션 제어부의 출력신호에 부응하여 직류모터를 정해진 방향과 속도로 구동시켜 주는 H 브리지 모터 구동부와; 상기 마이컴에서 출력되는 각종 정보를 문자나 숫자로 표시해 주는 형광 표시부와; 상기 H 브리지 모터 구동부의 출력신호에 부응하여 구동되는 직류모터의 구동속도와 위치를 검출하여 모션 제어부로 전달하는 엔코더와; 상기 마이컴에서 출력되는 용접 토치 위빙 관련정보를 원격지로 전송 또는 원격지로부터 전송받을 수 있는 통신인터페이스부;로 구성한 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a digital control device for welding torch weaving, and in particular, a user operation switch unit for allowing a user to input various weaving parameters; A power supply unit which receives a single DC power supply and supplies different DC powers for driving each unit; A microcomputer that receives various weaving parameter values input from the user manipulation switch unit as a digital signal, controls the motion controller in response to the corresponding values, and displays them on the fluorescent display unit; A motion controller for controlling an H bridge motor driver in response to the output signals of the microcomputer and encoder; An H bridge motor driver for driving a DC motor in a predetermined direction and speed in response to an output signal of the motion controller; A fluorescent display unit displaying various types of information output from the microcomputer in letters or numbers; An encoder for detecting a driving speed and a position of a DC motor driven in response to an output signal of the H bridge motor driving unit and transmitting the detected speed to a motion controller; And a communication interface unit capable of transmitting or receiving the welding torch weaving related information output from the microcomputer to a remote site.
따라서, 용접 토치의 사용자가 조작 스위치부를 통해 위빙 폭과 위빙 주파수, 좌/우 정지시간, 위빙 시작 및 정지, 위빙 중심 이동 등과 같은 위빙 파라미터를 자유롭게 조절할 수 있어 용접 로봇을 이용한 토치 용접에 따른 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 용접 자체의 신뢰도를 대폭 증대시킬 수 있는 것이다. Therefore, the user of the welding torch can freely adjust the weaving parameters such as the weaving width and the weaving frequency, the left / right stop time, the weaving start and stop, and the weaving center movement through the operation switch unit. Not only can it be greatly improved, but also the reliability of the welding itself can be greatly increased.
Description
도 1은 본 발명 장치의 블록 구성도. 1 is a block diagram of an apparatus of the present invention.
도 2는 본 발명 장치 중 사용자 조작 스위치부의 상세 구성도. Figure 2 is a detailed configuration diagram of the user operation switch unit of the present invention device.
도 3은 본 발명 장치의 실제 내부 인쇄회로기판과 형광 표시부의 사진. Figure 3 is a photograph of the actual internal printed circuit board and the fluorescent display of the device of the present invention.
도 4는 본 발명에서 적용된 위빙 파라미터를 정의하기 위한 타이밍도. 4 is a timing diagram for defining a weaving parameter applied in the present invention.
도 5는 종래 일반적인 모터 드라이브 회로의 구성도. 5 is a configuration diagram of a conventional general motor drive circuit.
도 6은 위빙 및 정지시간을 정의하기 위한 타이밍도. 6 is a timing diagram for defining weaving and stopping time.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 사용자 조작 스위치부 1: user operation switch unit
1a : 위빙 폭과 위빙 주파수 및 좌/우 정지시간 조절 스위치 1a: Weaving width and weaving frequency and left / right stop time adjustment switch
1b : 위빙 중심 이동 조절 스위치 1c : 위빙 시작 및 정지 스위치 1b: Weaving center
2 : 전원 공급부 3 : 마이컴 2: power supply 3: microcomputer
4 : 모션 제어부 5 : H 브리지 모터 구동부 4: Motion control part 5: H bridge motor drive part
6 : 직류모터 7 : 형광 표시부 6: DC motor # 7: fluorescent display
8 : 엔코더 9 : 통신인터페이스부 8: Encoder # 9: Communication Interface Unit
10 : 앤드 리미트 스위치 11 : 변류기 10: end limit switch 11: current transformer
12 : 비휘발성 메모리 12: nonvolatile memory
본 발명은 용접 토치 위빙용 디지털 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 필요에 따라 사용자 조작 스위치부에 설치되어 있는 스위치들의 조작을 통해 위빙(Weaving) 폭과 위빙 주파수, 좌/우 정지시간, 위빙 시작 및 정지, 위빙 중심 이동 등과 같은 위빙 파라미터를 자유롭게 조절할 수 있도록 하여 용접 토치의 동작을 보다 정밀하게 제어할 수 있도록 발명한 것이다. The present invention relates to a digital control device for welding torch weaving, and more specifically, a weaving width, a weaving frequency, a left / right stop time through a manipulation of switches installed in a user operation switch unit as necessary. In order to more precisely control the operation of the welding torch, we can freely adjust the weaving parameters such as weaving start and stop, weaving center movement, and the like.
일반적으로, 용접장치는 용접시 아크를 유효 적절하게 이용하여 완전한 용접을 할 수 있도록 위빙동작을 구현한다. 이때 위빙동작이란 용접봉의 운용법 중 하나로서, 용접봉의 끝을 용접선 방향에 대해 지그재그 형태로 동작시키는 방법을 말한다. In general, the welding device implements the weaving operation so that the welding can be completed by using the arc effectively. At this time, the weaving motion is one of the operation method of the welding rod, it refers to a method of operating the end of the electrode in a zigzag form with respect to the welding line direction.
이러한 위빙동작을 구현하는 용접장치 로봇의 구성은 용접로봇의 아암 끝단에 설치된 브라켓의 충격센서는 용접시 용접토치가 비정상적인 충돌에 의해 부하가 작용할 때 이를 감지하는 장치로서, 용접 토치가 부착된 아암을 추종 동작하게 하고 이렇게 함으로써 용접 위빙운동이 가능하게 된다. The welding device robot that implements this weaving motion is configured by the impact sensor of the bracket installed at the arm end of the welding robot. It is a device that detects the load when the welding torch is affected by abnormal collision during welding. Follow-up operation enables welding weaving motion by this.
한편, 용접로봇의 모터를 구동하기 위해서는 모터와, 모터 드라이브, 엔코더 및 모션 제어용 제어기가 필요하며, 모터 드라이브에 펄스 혹은 아날로그 전압을 인가함으로써 모터의 회전 속도 등을 제어하게 된다. Meanwhile, in order to drive the motor of the welding robot, a motor, a motor drive, an encoder, and a controller for motion control are required, and the rotation speed of the motor is controlled by applying a pulse or an analog voltage to the motor drive.
모터 구동을 위한 제어 형태로는 펄스를 입력하는 방식과 아날로그 전압을 인가하는 두 가지 방법으로 크게 나누어지는데, 먼저 펄스 입력 방식의 경우는 인가된 펄스 개수와 모터 회전에 의해 발생되는 엔코더 개수를 비교함으로써 원하는 위치에 모터가 정지할 수 있도록 구성되고, 펄스 주파수가 클수록 모터 속도는 증가하게 된다. There are two main types of control for driving a motor: pulse input and analog voltage. In the case of pulse input, the number of pulses applied and the number of encoders generated by motor rotation are compared. The motor is configured to stop at the desired position, and as the pulse frequency increases, the motor speed increases.
즉 펄스 입력 방식은 모터의 회전수에 따른 엔코더 값을 위치 값으로 변환하여 원하는 위치에서 모터가 정지하도록 하는 것이고, 아날로그 전압 입력방식은 모터의 속도를 지령하기 위한 것이다. In other words, the pulse input method converts an encoder value according to the rotational speed of the motor into a position value to stop the motor at a desired position, and the analog voltage input method is for commanding the speed of the motor.
도 5는 종래 일반적인 모터 드라이브 회로의 구성도를 나타낸 것이다. 5 is a block diagram of a conventional general motor drive circuit.
현재, 모터 구동을 위해 다양한 모터 구동용 보드들이 시중에 판매되고 있고, 크게 위치 제어용 및 속도 제어용으로 나누어지는데, 속도 제어용 보드의 경우는 일반적으로 구성하기가 간단하며 상용화된 제품보다는 사용자가 직접 제작하여 사용하고 있는 실정이다. Currently, various motor driving boards are sold in the market for motor driving, and are divided into position control and speed control. Speed control boards are generally simple to configure and manufactured by users rather than commercially available products. I'm using it.
그리고 위치 제어용 보드의 경우는 사용자가 원하는 위치 및 속도를 설정하면 펄스 개수 및 주파수를 변조하여 원하는 위치에 설정된 속도로 모터가 구동하도록 구성되어 있다. In the case of the position control board, if the user sets the desired position and speed, the motor is configured to drive at the speed set at the desired position by modulating the number of pulses and the frequency.
또한 직선 보간(linear interpolation) 및 원호 보간(circular interpolation) 등의 기능을 구비한 보드들이 개발 혹은 개발중에 있고, 사용자는 간단히 원하는 기능 등을 소프트웨어적으로 설정만 하면 기능이 구현되도록 구성되어 있다. In addition, boards with functions such as linear interpolation and circular interpolation are being developed or under development. The user simply configures the desired function in software to implement the function.
그러나, 상기와 같이 구성된 상용화된 모션 보드들은 다양한 사용자를 위해 일반 기능들만을 구비하였기 때문에 로봇 모션 및 일반 용접 장비에 필요한 위빙 및 위빙 끝단에서의 정지기능 등을 구현하기에는 많은 문제점들이 있다. However, since the commercialized motion boards configured as described above have only general functions for various users, there are many problems in implementing the weaving and the stop function at the end of the weaving required for the robot motion and general welding equipment.
도 2 는 위빙 및 정지 기능에 대한 내용을 도식적으로 보여준 것으로, 원하는 위빙 폭을 설정된 속도로 움직인 후 위빙 끝단에서 모터 동작을 정지시켜 잠시 머물 수 있도록 하기 위한 작업들을 구현하기 위해서는 원하는 소프트웨어를 작성해야 하고, 또한 위빙 끝단에 도착한 시점을 항상 검사해야 하는 문제점을 가지고 있으며, 위빙 및 정지 기능을 구현하기 위한 소프트웨어 때문에 추가적인 기능을 위한 소프트웨어 첨가도 한계를 가질 수밖에 없는 문제점이 있다. 2 is a diagram showing the contents of the weaving and stopping function. In order to implement the tasks for stopping the motor operation at the end of the weaving at a set speed after moving the desired weaving width at the set speed, the desired software must be written. In addition, there is a problem in that the time to arrive at the end of the weaving always has a problem, and there is a problem that the addition of software for additional functions has a limitation because of the software for implementing the weaving and stop function.
따라서, 이와 같은 종래의 용접 위빙장치는 위빙 모션의 구현을 위해 충격센서와 이와 연계된 장치들을 이용하였고, 이렇게 함으로써 용접선 추적을 위한 로봇의 위치계산이 이루어지게 되므로 이러한 작업을 위해 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었는데, 특히, 로봇에 비젼(Vision) 센서 등의 부가장치를 부착할 경우 위빙 모션으로 인하여 센서가 좌우로 흔들려 센서데이터의 처리에 오류가 자주 발생하는 문제점을 야기하였다 Therefore, such a conventional welding weaving device uses an impact sensor and related devices to implement the weaving motion, and thus, since the position calculation of the robot for welding seam tracking is performed, it takes a lot of time for this operation. In particular, when attaching an additional device such as a vision sensor to the robot, the sensor is shaken from side to side due to the weaving motion, which causes a problem that frequently occurs in the processing of the sensor data.
다시 말해서, 종래 대부분의 용접 토치 위빙 제어장치는 아날로그 회로로 되어 있으므로 위빙이 정확하지 않아 특히 협개선 용접과 같이 정밀한 위빙이 필요한 곳에는 이를 사용할 수 없는 문제점이 있고, 또한 위빙 폭이나 정지시간은 목측에 의해 설정되기 때문에 현재 설정한 위빙 폭이 정확히 얼마인지, 정지시간이 정확히 얼마인지 및 위빙 주파수는 얼마인지 등을 정확히 알 수 없는 문제점이 있다. In other words, most of the conventional welding torch weaving control device is an analog circuit, so the weaving is not accurate, so it cannot be used where precise weaving is required, such as narrow line welding. Since it is set by the present invention, there is a problem in that it is not possible to know exactly how much the current weaving width, exactly how much stop time and how much the weaving frequency.
본 발명은 종래의 이와 같은 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 용접 토치의 사용자가 조작 스위치부에 설치되어 있는 각종 스위치들을 적절히 조작하여 위빙 폭과 위빙 주파수, 좌/우 정지시간, 위빙 시작 및 정지, 위빙 중심 이동 등과 같은 위빙 파라미터를 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 방식을 통해 용접 토치의 동작을 보다 정밀하게 제어할 수 있도록 함으로써 용접 로봇을 이용한 토치 용접에 따른 정밀도를 향상시킬 수 있음은 물론 용접 자체의 신뢰도를 대폭 증대시킬 수 있는 용접 토치 위빙용 디지털 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, the user of the welding torch by appropriately operating the various switches installed in the operation switch unit weaving width and weaving frequency, left / right stop time, weaving start and By controlling the weaving parameters such as stopping and moving the weaving center freely, it is possible to more precisely control the operation of the welding torch, thereby improving the precision according to the welding of the torch using the welding robot. It is an object of the present invention to provide a digital control device for welding torch weaving that can greatly increase the reliability.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 장치는, 사용자가 각종 위빙 파라미터를 입력시킬 수 있도록 하는 사용자 조작 스위치부와; 단일 직류전원을 입력받아 각부의 구동에 필요한 서로 다른 직류전원을 각각 공급시켜 주는 전원 공급부와; 상기 사용자 조작 스위치부의 출력신호를 디지털신호로 입력받아 각종 위빙 파라미터 값에 부응하여 모션 제어부를 제어함은 물론 형광 표시부에 이들이 표시되도록 하는 마이컴과; 상기 마이컴과 엔코더의 출력신호에 부응하여 모터 구동부를 제어하는 모션 제어부와; 상기 모션 제어부의 출력신호에 부응하여 직류모터를 정해진 방향과 속도로 구동시켜 주는 H 브리지 모터 구동부와; 상기 마이컴에서 출력되는 각종 정보를 문자나 숫자로 표시해 주는 형광 표시부와; 상기 H 브리지 모터 구동 부의 출력신호에 부응하여 구동되는 직류모터의 구동속도와 위치를 검출하여 모션 제어부로 전달하는 엔코더와; 상기 마이컴에서 출력되는 용접 토치 위빙 관련정보를 원격지로 전송 또는 원격지로부터 전송받을 수 있는 통신인터페이스부;로 구성한 것을 특징으로 한다. The present invention device for achieving the above object, the user operation switch unit for allowing the user to input a variety of weaving parameters; A power supply unit which receives a single DC power supply and supplies different DC powers for driving each unit; A microcomputer that receives the output signal of the user manipulation switch unit as a digital signal and controls the motion control unit in response to various weaving parameter values and displays them on the fluorescent display unit; A motion controller for controlling a motor driver in response to output signals of the microcomputer and encoder; An H bridge motor driver for driving a DC motor in a predetermined direction and speed in response to an output signal of the motion controller; A fluorescent display unit displaying various types of information output from the microcomputer in letters or numbers; An encoder which detects a driving speed and a position of a DC motor driven in response to an output signal of the H bridge motor driver and transmits the detected speed to a motion controller; And a communication interface unit capable of transmitting or receiving the welding torch weaving related information output from the microcomputer to a remote site.
이때, 상기 사용자 조작 스위치부는 위빙 폭과 위빙 주파수 조절 스위치와, 좌/우 정지시간 조절 스위치, 위빙 시작 및 정지 스위치, 위빙 중심 이동 조절 스위치를 구비하고 사용자가 위빙 파라미터인 위빙 폭과 위빙 주파수, 좌/우 정지시간, 위빙 시작 및 정지, 위빙 중심 이동을 자유롭게 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. In this case, the user operation switch unit is provided with a weaving width and weaving frequency control switch, left / right stop time control switch, weaving start and stop switch, weaving center movement control switch, the user weaving width and weaving frequency, weaving frequency, left / Right stop time, weaving start and stop, weaving center characterized in that it can be adjusted freely.
또, 상기 마이컴의 입력단자에는 필요에 따라 위빙 슬라이드의 스트로크 종료위치를 전기적인 신호로 검출하는 앤드 리미트 스위치를 부가 설치하여 상기 마이컴으로 하여금 상기 앤드 리미트 스위치에서 위빙 슬라이드의 스트로크 종료위치가 검출되어 오면 직류모터의 구동을 정지시켜 줄 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. In addition, the input terminal of the microcomputer is provided with an end limit switch that detects the stroke end position of the weaving slide as an electric signal, if necessary, so that the micom detects the stroke end position of the weaving slide at the end limit switch. Characterized in that the drive of the DC motor can be stopped.
또한, 상기 H 브리지 모터 구동부의 출력단에는 마이컴에서 모터의 전류를 검출하여 직류모터에 흐르는 전류가 정해진 전류 값을 초과하는 과부하 상태로 판단되면 직류모터의 구동을 차단하도록 하는 변류기를 부가 설치한 것을 특징으로 한다. In addition, the output terminal of the H-bridge motor driving unit is provided with a current transformer to detect the current of the motor in the microcomputer to cut off the operation of the DC motor when it is determined that the current flowing in the DC motor exceeds the predetermined current value. It is done.
그리고, 상기 마이컴은 직류모터의 구동 중 상기 H 브리지 모터 구동부를 통해 모터에서 발생되는 열을 감지하여 정해진 온도 이상으로 과열된 것으로 판단되 면 형광 표시부에 과열상태를 표시함과 동시에 상기 모션 제어부를 통해 직류모터의 구동을 차단하도록 한 것을 특징으로 한다. The microcomputer senses heat generated from the motor through the H bridge motor driving unit while driving the DC motor, and if it is determined that the microcomputer is overheated above a predetermined temperature, the microcomputer displays an overheating state on the fluorescent display and at the same time through the motion controller. Characterized in that to block the drive of the DC motor.
또, 필요에 따라서는 상기 마이컴의 내부 또는 외부에 사용자가 정해 놓은 각종 위빙 파라미터를 저장하였다가 전원 투입시 이들을 마이컴으로 전달시켜 주는 비휘발성 메모리를 부가 설치한 것을 특징으로 한다. In addition, if necessary, a non-volatile memory for storing various weaving parameters set by a user inside or outside the microcomputer and transferring them to the microcomputer when the power is turned on is additionally installed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 장치의 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 장치 중 사용자 조작 스위치부의 상세 구성도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 장치의 실제 내부 인쇄회로기판과 형광 표시부의 사진을 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명에서 적용된 위빙 파라미터를 정의하기 위한 타이밍도를 나타낸 것이다. Figure 1 shows a block diagram of the device of the present invention, Figure 2 shows a detailed block diagram of the user operation switch unit of the device of the present invention, Figure 3 is a photograph of the actual internal printed circuit board and the fluorescent display of the device of the
이에 따르면 본 발명 장치는, 사용자가 각종 위빙 파라미터를 입력시킬 수 있도록 하는 사용자 조작 스위치부(1)와; According to the present invention, there is provided an apparatus comprising: a user
단일 직류전원을 입력받아 각부의 구동에 필요한 서로 다른 직류전원을 각각 공급시켜 주는 전원 공급부(2)와; A
상기 사용자 조작 스위치부(1)에서 입력되는 각종 위빙 파라미터 값을 디지털신호로 입력받아 해당 값에 부응하여 모션 제어부(4)를 제어함은 물론 형광 표시부(7)에 이들이 표시되도록 하는 마이컴(3)과; The
상기 마이컴(3)과 엔코더(8)의 출력신호에 부응하여 H브리지 모터 구동부(5)를 제어하는 모션 제어부(4)와; A motion controller (4) for controlling the H-bridge motor driver (5) in response to the output signals of the microcomputer (3) and the encoder (8);
상기 모션 제어부(4)의 출력신호에 부응하여 직류모터(6)를 정해진 방향과 속도로 구동시켜 주는 H 브리지 모터 구동부(5)와; An H
상기 마이컴(3)에서 출력되는 각종 정보를 문자나 숫자로 표시해 주는 형광 표시부(7)와; A
상기 H 브리지 모터 구동부(5)의 출력신호에 부응하여 구동되는 직류모터(6)의 구동속도와 위치를 검출하여 모션 제어부(4)로 전달하는 엔코더(8)와; An encoder (8) for detecting the driving speed and the position of the DC motor (6) which is driven in response to the output signal of the H bridge motor driving unit (5) and transmitting it to the motion control unit (4);
상기 마이컴(3)에서 출력되는 용접 토치 위빙 관련정보를 원격지로 전송 또는 원격지로부터 전송받을 수 있는 통신인터페이스부(9);로 구성한 것을 특징으로 한다. And a
이때, 상기 사용자 조작 스위치부(1)는 위빙 폭과 위빙 주파수 및 좌/우 정지시간 조절 스위치(1a)와, 위빙 중심 이동 조절 스위치(1b), 위빙 시작 및 정지 스위치(1c)를 구비하고 사용자가 위빙 파라미터인 위빙 폭과 위빙 주파수, 좌/우 정지시간, 위빙 시작 및 정지, 위빙 중심 이동을 자유롭게 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. At this time, the user
또, 상기 마이컴(3)의 입력단자에는 필요에 따라 위빙 슬라이드의 스트로크 종료위치를 전기적인 신호로 검출하는 앤드 리미트 스위치(10)를 부가 설치하여 상기 마이컴(3)으로 하여금 상기 앤드 리미트 스위치(10)에서 위빙 슬라이드의 스트로크 종료위치가 검출되어 오면 직류모터(6)의 구동을 정지시켜 줄 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. In addition, an
또한, 상기 H 브리지 모터 구동부(5)의 출력단에는 마이컴(3)에서 직류모터(6)에 흐르는 전류를 검출하여 그 전류가 정해진 전류 값을 초과하는 과부하 상태로 판단되면 직류모터(6)의 구동을 차단하도록 하는 변류기(11)를 부가 설치한 것을 특징으로 한다. In addition, when the current flowing through the
그리고, 상기 마이컴(3)은 직류모터(6)의 구동 중 상기 H 브리지 모터 구동부(5)를 통해 직류모터(6)의 작동 중 발생되는 열을 감지하여 정해진 온도 이상으로 과열된 것으로 판단되면 상기 형광 표시부(7)에 과열상태를 표시함과 동시에 상기 모션 제어부(4)를 통해 직류모터(6)의 구동을 차단하도록 한 것을 특징으로 한다. The
또, 필요에 따라서는 상기 마이컴(3)의 내부 또는 외부에 사용자가 정해 놓은 각종 위빙 파라미터를 저장하였다가 전원 투입시 이들을 마이컴(3)으로 전달시켜 주는 비휘발성 메모리(12)를 부가 설치한 것을 특징으로 한다. In addition, if necessary, a
이와 같이 구성된 본 발명 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation and effect of the device of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 본 발명 장치는 크게 사용자 조작 스위치부(1)와 전원 공급부(2), 마이컴(3), 모션 제어부(4), H 브리지 모터 구동부(5), 직류모터(6), 형광 표시부(7), 엔코더(8) 및 통신인터페이스부(9)로 이루어진 것을 주요기술 구성요소로 한다. First, the apparatus of the present invention mainly includes a user
이때, 상기 사용자 조작 스위치부(1)는 위빙 폭과 위빙 주파수 및 좌/우 정지시간 조절 스위치(1a)와, 위빙 중심 이동 조절 스위치(1b), 위빙 시작 및 정지 스위치(1c)를 구비하고 있어 사용자가 필요에 따라 위빙 파라미터인 위빙 폭과 위빙 주파수, 좌/우 정지시간, 위빙 시작 및 정지, 위빙 중심 이동 등을 자유롭게 조절할 수 있어 용접 토치의 동작을 보다 정밀하게 제어할 수 있으므로 용접 로봇을 이용한 토치 용접에 따른 정밀도를 향상시킬 수 있음은 물론 용접 자체의 신뢰도를 대폭 증대시킬 수 있는 것이다. At this time, the user
또, 상기 전원 공급부(2)는 도시 생략한 외부 또는 내부의 정류기를 통해 단일 직류전원을 입력받아 각부(예를 들어 마이컴을 포함한 엔코더 및 각부와 직류모터 등)의 구동에 필요한 서로 다른 직류전원으로 변환시켜 각각에 공급시켜 주게 되는데, 이때 사용자 콘솔인 상기 사용자 조작 스위치부(1)에 장착된 각종 스위치에는 Pull-up 전원을 공급한다. In addition, the
또한, 상기 마이컴(3)은 후술하는 비휘발성 메모리(12) 또는 상기 사용자 조작 스위치부(1)로부터 입력되는 각종 위빙 파라미터 값을 디지털신호로 입력받아 해당 값에 부응하여 모션 제어부(4)를 제어함은 물론 형광 표시부(7)에 이들이 표시되도록 한다. In addition, the
그리고, 상기 모션 제어부(4)는 마이컴(3)에서 출력되는 제어신호와 엔코더(8)에서 검출되어 피드백되는 직류모터(6)의 속도 및 위치검출신호에 부응하는 제어신호를 H 브리지 모터 구동부(5)에 출력시켜 주게 되고, 상기 H 브리지 모터 구동부(5)는 상기 모션 제어부(4)의 출력신호에 부응하여 직류모터(6)가 정방향 또는 역방향 중 어느 한 방향으로 정해진 속도를 갖고 구동되도록 하게 된다. In addition, the
한편, 상기 형광 표시부(7)는 마이컴(3)과의 SPI 디지털 통신을 통해 사용자 가 시각으로 인식할 수 있도록 하는 각종 용접 토치 위빙 관련 정보를 문자나 숫자로 표시해 주게 된다. Meanwhile, the
또, 상기 엔코더(8)는 H 브리지 모터 구동부(5)의 출력신호에 부응하여 구동되는 직류모터(6)의 실제 구동속도와 위치를 검출하여 모션 제어부(4)로 피드백시켜 주어 상기 모션 제어부(4)로 하여금 직류모터(6)의 구동속도나 위치가 마이컴(3)에서 원하는 형태를 갖게 제어할 수 있도록 한다. In addition, the
또한, 상기 통신인터페이스부(9)는 마이컴(3)에서 출력되는 용접 토치 위빙에 관련된 각종 정보를 필요에 따라 원격지로 전송 또는 원격지로부터 전송받아 후술하는 비휘발성 메모리(12)에 저장할 수 있도록 한 것이다. In addition, the communication interface (9) is to be stored in the non-volatile memory (12) to be described later to receive a variety of information related to the welding torch weaving output from the microcomputer (3) as needed or transmitted from a remote location. .
한편, 필요에 따라서는 상기 마이컴(3)의 입력단자에 위빙 슬라이드의 스트로크 종료위치를 전기적인 신호로 검출하는 앤드 리미트 스위치(10)를 부가 설치하여 줌으로써, 상기 마이컴(3)에서 앤드 리미트 스위치(10)를 통해 위빙 슬라이드의 스트로크 종료위치를 검출하여 직류모터(6)의 구동을 정지시킬 수도 있다. On the other hand, if necessary, an
뿐만 아니라, 상기 H 브리지 모터 구동부(5)의 출력단에 변류기(11)를 설치하고 이 변류기(11)의 출력신호는 마이컴(3)의 입력단자로 전달할 수 있도록 함으로써 상기 마이컴(3)에서 직류모터(6)의 구동 중 그에 흐르는 전류를 검출하여 그 전류가 자체 내에 기억해 놓은 정해진 전류 값을 초과하게 되면 과부하로 인식하고 상기 직류모터(6)의 구동을 차단하게 되어 직류모터(6)가 과부하로 인해 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다. In addition, by installing a
이 밖에도 상기 마이컴(3)은 직류모터(6)의 구동 중 상기 H 브리지 모터 구 동부(5)를 통해 직류모터(6)의 작동 중 발생되는 열을 계속해서 감지하여 혹시라도 과부하 등으로 인해 상기 직류모터(6)의 온도가 자체 내에 기억해 놓은 정해진 온도보다 높으면 과열로 판단하고, 상기 형광 표시부(7)에 과열상태를 표시하여 사용자가 이를 인식하고 필요한 조치를 취할 수 있도록 함과 동시에 상기 모션 제어부(4)를 통해 직류모터(6)의 구동을 차단하여 줌으로써 과열로 인해 직류모터(6)가 소손되는 것을 미연에 방지할 수 있다. In addition, the
또한, 필요에 따라서는 상기 마이컴(3)의 내부 또는 외부에 비휘발성 메모리(12)를 부가 설치하여 줌으로써 사용자가 필요에 따라 조절하는 각종 위빙 파라미터를 상기 비휘발성 메모리(12)에 저장하였다가 전원 투입시 사용자에 의해 조절된 각종 위빙 파라미터가 마이컴(3)으로 전달되므로 용접 로봇의 구동시마다 각종 위빙 파라미터를 재설정해야 하는 번거로움을 해결할 수 있다. In addition, if necessary, by installing the
한편, 본 발명 장치가 구비된 용접 로봇의 위빙 시작에서 정지까지는 다음과 같은 순서로 이루어진다. On the other hand, weaving start to stop of the welding robot equipped with the present invention device is made in the following order.
먼저, 사용자가 사용자 조작 스위치부(1)에 설치되어 있는 위빙 시작 및 정지 스위치(1c)를 시작 위치로 전환시키면 상기 마이컴(3)은 비휘발성 메모리(12)에 저장되어 있는 이전의 위빙 파라미터인 위빙 폭과, 좌 정지 시간, 우 정지 시간, 위빙 주파수를 읽어서 위빙용 직류모터(6)가 움직여야 할 거리와 속도 및 가속도를 계산한다. First, when the user switches the weaving start and stop
이후, 상기 마이컴(3)은 위빙 폭의 반에 해당하는 거리 값과 계산된 속도 값을 모션 제어부(4)에 전달하고 모션 시작명령을 전송하게 되고, 이를 전달받은 상 기 모션 제어부(4)는 위빙 폭의 반에 해당하는 거리를 이동 완료함과 동시에 인터럽트 신호를 마이컴(3)으로 전송한다. Thereafter, the
이와 같이 모션 제어부(4)로부터 인터럽트신호를 전송받은 상기 마이컴(3)은 좌 정지 시간만큼 기다린 후, 다시 반대방향으로 위빙 폭에 해당하는 거리 값과 속도 값을 상기 모션 제어부(4)로 전송하므로 상기 모션 제어부(4)는 이에 대응하는 위빙 폭에 해당하는 거리를 이동 완료함과 동시에 인터럽트신호를 또 다시 마이컴(3)에 전송하게 한다. As described above, the
따라서, 상기 마이컴(3)은 우 정지 시간만큼 기다린다. Therefore, the
이렇게 하나의 위빙 싸이클을 완료하고 이후 반복한다. This completes one weaving cycle and repeats later.
사용자가 위빙 시작 및 정지 스위치를 정지 위치로 옮기면 이동하던 방향으로 위빙 중심에서 이동을 완료하여 위빙을 종료한다. When the user moves the weaving start and stop switch to the stop position, the movement is completed at the weaving center in the moving direction to end the weaving.
한편, 사용자에 의해 위빙 중 위빙 폭 변경 명령이 입력되면 상기 마이컴(3)은 이동거리를 증감하여 모션 제어부(4)에 변경된 이동 거리를 전송하여 변경된 위빙 폭으로 위빙을 계속한다. On the other hand, when a user inputs a weaving width change command during weaving, the
또, 위빙 중심 이동 조절 스위치(1b)로부터 위빙 중 위빙 중심 이동 명령이 입력되면 상기 마이컴(3)은 해당 방향으로는 위빙 거리를 증가시키고 반대방향으로는 위빙 거리를 감소시켜서 상기 모션 제어부(4)에 전달함으로써 중심을 이동시켜 변경된 위빙 중심에서 위빙을 계속한다. In addition, when the weaving center shift command is input during the weaving from the weaving center
또한, 위빙 중 위빙 주파수 변경 명령이 입력되면 상기 마이컴(3)은 변경된 주파수에 맞는 위빙 속도를 계산하여 상기 모션 제어부(4)에 전송하여 변경된 위빙 주파수로 위빙을 계속한다. In addition, when a weaving frequency change command is input during the weaving, the
그리고, 상기 마이컴(3)은 H 브리지 모터 구동부(5)를 통해 직류모터(6)의 과열상태를 감시하다가 정해진 온도 이상으로 과열된 상태로 판단되면 상기 모션 제어부(4)를 통해 H 브리지 모터 구동부(5)로의 구동신호 출력을 차단시켜 상기 H 브리지 모터 구동부(5)는 물론 직류모터(6)를 보호하게 된다. The
이 밖에도 상기 마이컴(3)은 H브리지 모터 구동부(5)의 출력단자에 결합된 변류기(11)를 통해 직류모터(6)에 흐르는 전류를 계속해서 입력받아 직류모터(6)에 흐르는 전류 값이 자체 내에 기억되어 있는 해당 직류모터(6)의 정격전류 값보다 큰 상태로 일정시간 이상 유지하는 것으로 판단되면 모터축이 잠긴 상태(Stall)로 판단하여 상기 H 브리지 모터 구동부(5)의 출력을 차단시켜 줌으로써 전술한 바와 같이 상기 H 브리지 모터 구동부(5)는 물론 직류모터(6)를 보호할 수 있는 것이다. In addition, the
뿐만 아니라, 본 발명 장치에는 RS-232와 같은 통신인터페이스부(9)가 구비되어 있어 외부의 제어장치로부터 본 발명 장치로 각종 위빙 파라미터를 전송받을 수 있음은 물론 원격지의 제어장치로 각종 위빙 파라미터를 전송할 수 있으며, 또한 원격지의 제어장치에서 전송되어 오는 위빙 시작과 정지신호를 통해 위빙의 시작과 정지를 행할 수도 있다. In addition, the present invention device is provided with a
한편, 도 4는 본 발명에서 적용된 위빙 파라미터를 정의하기 위한 타이밍도를 나타낸 것으로, 사용자가 사용자 조작 스위치부(1)에 설치되어 있는 위빙 폭과 위빙 주파수 및 좌/우 정지시간 조절 스위치(1a)와, 위빙 중심 이동 조절 스위치(1b), 위빙 시작 및 정지 스위치(1c)를 통해 자신이 원하는 만큼 위빙 폭과 위빙 주파수, 좌/우 정지시간, 위빙 시작 및 정지, 위빙 중심 이동을 조절할 수 있음을 알 수 있다. On the other hand, Figure 4 shows a timing diagram for defining the weaving parameters applied in the present invention, the user is provided in the user
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다. Although the above-described embodiments have been described with respect to the most preferred embodiments of the present invention, it is not limited to the above embodiments, and it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 장치에 의하면, 용접 토치의 사용자가 조작 스위치부에 설치되어 있는 각종 스위치들을 적절히 조작하여 위빙 폭과 위빙 주파수, 좌/우 정지시간, 위빙 시작 및 정지, 위빙 중심 이동 등과 같은 위빙 파라미터를 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 방식을 통해 용접 토치의 동작을 보다 정밀하게 제어할 수 있도록 함으로써 용접 로봇을 이용한 토치 용접에 따른 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 용접 자체의 신뢰도를 대폭 증대시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다. As described above, according to the apparatus of the present invention, the user of the welding torch appropriately operates various switches installed in the operation switch unit so that the weaving width, the weaving frequency, the left / right stop time, the weaving start and stop, the weaving center movement, etc. By allowing the same control of the weaving parameters, the control of the welding torch can be more precisely controlled, which greatly improves the accuracy of torch welding using a welding robot and greatly increases the reliability of the welding itself. It can be very useful invention.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070037724A KR20080093683A (en) | 2007-04-18 | 2007-04-18 | Digital Controller for Weld Torch Weaving |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070037724A KR20080093683A (en) | 2007-04-18 | 2007-04-18 | Digital Controller for Weld Torch Weaving |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20080093683A true KR20080093683A (en) | 2008-10-22 |
Family
ID=40154154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070037724A Ceased KR20080093683A (en) | 2007-04-18 | 2007-04-18 | Digital Controller for Weld Torch Weaving |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20080093683A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105467931A (en) * | 2015-12-23 | 2016-04-06 | 深圳市微芯集成电路设计有限公司 | Method and system for motion control |
| KR101835001B1 (en) * | 2016-11-07 | 2018-03-07 | 한국생산기술연구원 | Controlling method for weaving motion of welding apparatus and Welding apparatus using the same |
| CN115716160A (en) * | 2022-11-14 | 2023-02-28 | 新代科技(苏州)有限公司 | An integrated swing laser welding robot control system and control method |
-
2007
- 2007-04-18 KR KR1020070037724A patent/KR20080093683A/en not_active Ceased
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105467931A (en) * | 2015-12-23 | 2016-04-06 | 深圳市微芯集成电路设计有限公司 | Method and system for motion control |
| KR101835001B1 (en) * | 2016-11-07 | 2018-03-07 | 한국생산기술연구원 | Controlling method for weaving motion of welding apparatus and Welding apparatus using the same |
| CN115716160A (en) * | 2022-11-14 | 2023-02-28 | 新代科技(苏州)有限公司 | An integrated swing laser welding robot control system and control method |
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| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20120312 Patent event code: PE09021S01D |
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| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20120918 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20120312 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |