KR20020026913A - The digital automatic union control board of the welding carriage - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용접 캐리지의 전자동 디지털 통합 제어보드의 개발에 관한 것으로, 중공업 및 조선관련 분야 등에서 용접을 위한 용접캐리지의 사용시 사용하고자하는 용접조건의 변화 및 용접기의 종류에 관계없이 마이크로프로세서를 사용한 주 제어기를 설계할 때 용접조건 및 사용자의 요구에 상응하는 형태와 기능을 모듈별로 설계함으로서 상황의 변화와 무관하게 통합제어보드를 사용함으로서 각 조건 및 사용자의 요구에 따라 제어보드와 프로그램을 교체하는 불필요한 인적 물적인 경제적 손실을 방지하고자 하는 통합제어장치이다.The present invention relates to the development of a fully automatic digital integrated control board of the welding carriage, the main controller using a microprocessor irrespective of the type of welding machine and the change of welding conditions to be used when using the welding carriage for welding in heavy industry and shipbuilding related fields, etc. When designing the module by designing the shape and function corresponding to the welding condition and user's request by module, the integrated control board is used irrespective of the change of situation. It is an integrated control device to prevent material economic loss.
기존의 용접캐리지(cs100, cs500W, cs100M, cs100P : 실용신안 0246031호, 실용신안 0256666호 등)의 제어보드는 자신의 캐리지에서만 사용가능하며 만약 용접환경에 미소한 변화가 생겨 사용자가 새로운 기능의 요구 또는 추가사항이 발생할 때는 다시 제어보드를 설계하고 제작하며 이에 따른 프로그램의 수정작업을 해야하므로 불필요한 시간적·인적·경제적 손실이 불가피하다.The control boards of existing welding carriages (cs100, cs500W, cs100M, cs100P: utility model 0246031, utility model 0256666, etc.) can only be used in their own carriages. Or, when additional matters occur, the control board must be designed and manufactured again and the program must be modified accordingly, so that unnecessary time, human and economic losses are inevitable.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 모듈식 개발이 가능하고 저가의 마이크로 프로세서인 PIC17C756을 사용하고 이를 위한 입출력 디지털신호을 위해 D/A컨버터(DAC0800)과 인버터(L298)을 사용하며, 입력 1000A, 출력 ±5V이며 ±0.02%의 오차능력을 가진 전류센서를 사용한다. 전류센서를 사용하여 피드백제어를 하므로 용접시의 전류와 전압의 변동에 대해서도 제어가 가능하다. 기존의 용접캐리지에 사용되는 제어보드의 경우는 용접의 조건과 사용자에 의한 기능의 추가 등이 요구되면 이에 맞게 주 프로세서의 제어신호를 조정하고 이에 의해 전류와 전압이 발생되고 용접조건에 맞게 위빙과 주행모터가 구동하여 용접해야 하므로 이를 위한 프로그램의 수정이 필요하여 유사한 조건인데도 조금의 용접조건 변화와 사용자의 요구가 증가되면 새로운 캐리지의 제어보드를 제작하는것과 같은 불필요한 작업이 요구되어진다. 본 발명에 의한 통합제어보드는 이러한 상황에 맞게 모듈화된 통합제어보드를 사용함으로서 용접조건의 변화와 사용자의 기능적인 추가가 요구되어도 새로운 제어보드의 추가와 프로그램의 수정 작업 없이 그대로 통합제어보드만으로 용접할 수 있다. 즉 제어보드의 추가 작업을 위한 설계와 기판 제작 및 부품의 소모와 이에 따른 주변 회로의 제어를 위한 프로그램의 수정 작업 등이 생략될 수 있는 장점이 있다.The present invention uses a low-cost microprocessor PIC17C756 modular development to solve the above problems, and uses a D / A converter (DAC0800) and an inverter (L298) for input and output digital signals, input 1000A Use a current sensor with ± 5V output and ± 0.02% error. The feedback control is performed using the current sensor, so it is possible to control the current and voltage variations during welding. In case of the control board used in the existing welding carriage, if the condition of welding and the addition of the function by the user are required, the control signal of the main processor is adjusted accordingly. Since the driving motor needs to be driven and welded, it is necessary to modify the program for this purpose. However, if the welding conditions change and the user's demand increases, unnecessary work such as manufacturing a control board of a new carriage is required. The integrated control board according to the present invention uses the integrated control board modularized according to such a situation, even if the welding conditions change and the user's functional addition is required. can do. That is, there is an advantage in that the design for the additional work of the control board, the manufacture of the board, the consumption of parts, and the modification work of the program for the control of the peripheral circuit can be omitted.
도 1 은 용접 캐리지의 전자동 디지털 통합 제어보드의 전체 구성도이고1 is an overall configuration diagram of a fully automatic digital integrated control board of the welding carriage;
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 용접 조건의 지정을 위한 디지털입력부와 정밀 제어를 위한 센서입력부이고,2 is a digital input unit for specifying welding conditions and a sensor input unit for precise control according to an embodiment of the present invention.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 전체시스템을 제어하는 메인 컨트롤러부이고,3 is a main controller for controlling the entire system according to an embodiment of the present invention,
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 디지털신호를 아날로그신호로 변화하는 D/A컨버터부와 이에 따른 전류와 전류를 외부로 보내는 전류/전압 출력부이고,4 is a D / A converter that converts a digital signal into an analog signal according to an embodiment of the present invention, and a current / voltage output unit that sends current and current to the outside,
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 디지털신호를 펄스로 변환하는 인버터부와 이에 따라 제어되는 주행모터와 위빙모터부이고5 is an inverter unit for converting a digital signal into a pulse according to an embodiment of the present invention, and the driving motor and the weaving motor unit controlled accordingly.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 용접캐리지의 동작상태를 표시하는 디스플레이부이고,6 is a display unit for displaying the operation state of the welding carriage according to an embodiment of the present invention,
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 용접캐리지의 용접조건을 입력하는 조작부이다.7 is an operation unit for inputting the welding conditions of the welding carriage according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 설명><Description of main parts of drawing>
도 1 : 용접캐리지의 디지털 전자동 통합제어보드의 구성도1: Configuration diagram of digital fully automatic integrated control board of welding carriage
도 2 : 디지털 및 센서신호 입력부 도 3 : 마이크로 프로세서부2: Digital and sensor signal input part 3: Microprocessor part
도 4 : D/A컨버터를 포함하는 전류와 전압출력부4: Current and voltage output unit including a D / A converter
도 5 : 인버터부를 포함하는 전류와 전압출력부5: Current and voltage output unit including the inverter unit
도 6 : 용접상태를 표시하는 표시부 도 7 : 용접조건을 입력하는 조작부6: Display unit for displaying the welding state Figure 7: Control unit for entering the welding conditions
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용접 캐리지의 전자동 디지털 통합 제어보드는 사용자의 패널 조작에 의한 전류, 전압, 주행속도, 위빙속도 등을 조작하는 조작 패널을 포함한 디지털 입력부와;Fully automatic digital integrated control board of the welding carriage according to the present invention for achieving the above object includes a digital input unit including an operation panel for operating the current, voltage, traveling speed, weaving speed, etc. by the user panel operation;
입력신호로 전류, 전압, 주행속도, 위빙속도, 위빙폭 등을 받고 이의 신호를 D/A컨버터와 인버터부로 변환하여 보내며, 주행모터와 위빙모터 및 전류/전압 출력신호를 센서로 받아 디스플레이하는 전과정을 제어하는 메인 컨트롤러부(PIC 마이크로 프로세서부)와;Receives current, voltage, driving speed, weaving speed, weaving width as input signal, converts the signal to D / A converter and inverter, and receives and displays driving motor, weaving motor and current / voltage output signal as sensor A main controller unit (PIC microprocessor unit) for controlling the unit;
메인 컨트롤러에서 나오는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A컨버토를 포함한 전류/전압 출력부와;A current / voltage output unit including a D / A converter for converting a digital signal from the main controller into an analog signal;
메인 컨트롤러에서 나오는 디지털 신호를 펄스로 변환하는 인버터부와;An inverter unit for converting a digital signal from the main controller into pulses;
인버터에서 나오는 신호에 의해 동작하는 주행모터와 위빙모터부와;A driving motor and a weaving motor unit operated by a signal from the inverter;
전류/전압 출력신호를 감지하여 정확한 조작 전류와 전압으로 제어해가는 전류센서부와;A current sensor unit for sensing a current / voltage output signal and controlling the current and voltage with an accurate operation current and voltage;
전류, 전압, 주행속도, 위빙속도 등을 디스플레이하는 표시부;A display unit for displaying current, voltage, traveling speed, weaving speed, and the like;
를 포함하는 용접 캐리지의 전자동 디지털 통합 제어장치로 구성되는 것에 특징이 있다.It is characterized in that the automatic digital integrated control of the welding carriage comprising a.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 용접캐리지의 전자동 디지털 통합제어보드는 디지털 및 아날로그 형태의 명령 신호로의 조작이 가능하고 전류와 전압값, 위빙 및 주행속도, 위빙폭 등의 기능적인 추가 사항이 발생하여도 메인 콘트롤러의 입출력 신호를 위한 포트의 구성을 모듈화하여 구성하고 이의 제어를 프로그램화하여 메인 CPU에 저장하여 사용함으로서 추가적인 제어보드의 제작 또는 교체와 프로그램의 수정 작업없이 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다.Fully automatic digital integrated control board of the welding carriage according to the present invention configured as described above is capable of operating as a command signal of digital and analog form and functional additions such as current and voltage value, weaving and traveling speed, weaving width, etc. Even if it occurs, it is possible to use the module for the input / output signal of the main controller by modularizing it, and programing its control and storing it in the main CPU so that it can be used as it is without making or replacing additional control boards and modifying the program. have.
이하 본 발명에 따른 용접 캐리지의 전자동 디지털 통합 제어보드의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하겠다.Hereinafter, a preferred embodiment of a fully automatic digital integrated control board of a welding carriage according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 용접 캐리지의 전자동 디지털 통합 제어보드의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a fully automatic digital integrated control board of a welding carriage according to the present invention.
도 2는 본 발명의 출력신호에 의해 정밀한 자동용접이 가능하도록 용접조건을 설정해 주는 사용자에 의해 조작되는 조작부의 회로도이다.2 is a circuit diagram of an operation unit operated by a user who sets welding conditions to enable precise automatic welding by an output signal of the present invention.
도 3은 본 발명의 주 핵심 부분으로서 용접조건에 따라 정밀한 용접과 사용자에게 용접의 상태를 제공하는 전과정을 제어하는 주 제어부분이며 통합제어보드의 주 제어부이다. 여기에서 용접캐리지의 위빙속도와 주행속도를 제어하고 정확한 용접이 되도록 전류와 전압값을 제어하며 그 상태를 디스플레이하도록 제어하며 이를 나타내는 회로도이다.3 is a main control part for controlling the entire process of providing a state of welding to the user and precise welding according to the welding conditions as the main core part of the present invention is the main control unit of the integrated control board. Here is a circuit diagram that controls the weaving speed and the running speed of the welding carriage, controls the current and voltage values to display the correct welding, and displays the status.
도 4는 본 발명에 따른 조작부의 명령에 의해 주 제어부에서 나오는 신호를 아날로그신호로 변환하고 이에 의한 전류와 전압을 출력하여 정밀한 용접이 되도록하는 부분의 회로도이다.4 is a circuit diagram of a part for converting a signal from the main control unit into an analog signal by the command of the operation unit according to the present invention, and outputting current and voltage thereby to achieve precise welding.
도 5는 본 발명에 따른 조작부의 명령에 의해 주 제어부에서 나오는 신호를 변환하여 주행과 위빙이 정확히 이루어지도록 하는 인버터부와 주행모터 및 위빙모터에 가해지는 신호를 만드는 회로도이다.FIG. 5 is a circuit diagram of a signal applied to an inverter unit, a traveling motor, and a weaving motor to convert a signal from the main control unit by a command of an operation unit according to the present invention so that driving and weaving are performed correctly.
도 6은 본 발명에 따른 조작부의 명령에 의해 용접캐리지가 어떻게 동작되는지의 상태를 나타내는 표시부에 대한 회로도이다.6 is a circuit diagram of a display unit showing a state of how the welding carriage is operated by the command of the operation unit according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 용접조건(전압, 전류, 위빙속도, 주행속도 등)을 입력하는 조작패널의 정면도이다.7 is a front view of an operation panel for inputting welding conditions (voltage, current, weaving speed, traveling speed, etc.) according to the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 Micro-processor에 의한 Main CPU(PIC17C756:원칩 마이컴)에 의한 전자동 디지털 통합 제어보드로 용접 캐리지를 구성함으로서 다양한 사용자의 요구와 환경의 변화 및 용접기의 종류에 상관없이 고기능으로 사용가능함으로 경제성과 효율성을 이룰 수 있으며 기존의 여러 형태의 용접캐리지에서 사용하는 제어보드를 하나의 제어보드로 통합하여 사용할 수 있어 여러 형태의 용접캐리지를 제작하는데 드는 시간적비용, 사용 재료의 비용, 기술적인 비용 등을 절감할 수 있는 장점과 기존의 아날로그 용접캐리지의 기능을 보완한 디지털형태를 사용함으로서 정밀성과 기능성을 향상 시키는 효과가 있다. 즉 하나의 통합제어보드를 사용한 하나의 용접캐리지의 사용으로 다양한 용접조건과 사용자의 요구 기능을 만족시켜줌으로서 공급자측과 사용자측에 상당한 경제적효과 유용성을 제공하며 디지털기술의 향상에 의한 고부가가치의 용접캐리지의 개발로 수입 및 수출증대 효과가 기대된다.As described above, the present invention is composed of a welding carriage with a fully automatic digital integrated control board by a main CPU (PIC17C756: one chip microcomputer) by a micro-processor, regardless of various user needs, environmental changes, and types of welding machines. It can be used with high function and can achieve economic efficiency and efficiency. It is possible to integrate the control board used in the existing various types of welding carriage into one control board, so that it is possible to save the time and the cost of manufacturing various types of welding carriage. It has the advantage of reducing the cost and technical cost, and improving the precision and functionality by using the digital form supplementing the function of the existing analog welding carriage. In other words, by using one welding carriage using one integrated control board, it satisfies various welding conditions and user's required functions, providing significant economic effect and usefulness to suppliers and users, and high value-added welding carriage by improving digital technology. Is expected to increase imports and exports.
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