일반기술

실시간 아크면적 검출방법 및 장치

본 기술은 실시간으로 아크의 면적을 검출할 수 있는 방법 및 이에 사용되는 장치에 관한 것으로, 기본적으로 2차원 포토다이오드 배열과 하드웨어적 신호처리회로를 채택하고, 각 포토다이오드 셀의 신호는 병렬처리하면서 한계 레벨을 기준으로 디지털화하여 합산함으로 면적을 산출함을 원리로 한다.<<기존기술의 내용과 문제점>>일반적으로 자동 아크용접장치는 전류를 흐르게 하여 철판 등을 자동으로 용접하는 설비이다. 기존장치에 있어서는 원하는 용접부 품질을 얻기 위하여 용접전류, 전압, 아크상태 등의 정보를 감지하고 이를 아크용접장치의 제어에 이용할 필요가 있다. 종래의 아크상태정보를 감지하기 위하여 광학필터, CCD(Charge Coupled Device)소자가 내장된 특수카메라, 화상처리장치 등을 이용하는 일본 특허공개공보(94-47541)의 기술이 사용되고 있었는데, 이에 의하면 광학필터를 통과한 전극주변의 영상은 특수카메라를 통해 촬영되며, 그 후 모든 2차원 배열의 CCD화소의 영상정보가 1개 채널의 직렬단자(Serial Port)를 통해 화상처리장치의 영상처리보드에 전달되어 아크의 면적과 전극의 위치를 감지하고 있었다. 그런데, 종래의 수단에 있어서는 특수 카메라에서 아크영상을 촬영하여 화상처리에 용이한 디지털영상정보를 생성시키는 영상획득(Image Capture)과정에 1/30초가 소요되고, 상기 디지털 영상정보를 화상처리하는 영상처리(Image Processing)과정에 영상처리 알고리즘에 따른 차이를 고려하더라도 0.2내지0.5초가 소요되어, 한순간의 아크상태를 감지하는데 0.23내지 0.53초 정도가 소요되므로 시간 사이에 변화하는 아크상태에 대해서는 감지할 수 없게 되어 실시간으로 아크상태를 감지하기에는 적합하지 않다는 문제점이 있다.<<기술특징>>따라서 본기술은 종래기술의 문제점을 보완하기 위하여 2차원 포토다이오드 배열과 하드웨어적 신호처리회로를 사용하여 시간의 지연이 없이 아크의 면적을 산정할 수 있는 실시간 아크면적 검출방법 및 장치를 제공한다. 본기술의 원리로는기본적으로 2차원 포토다이오드 배열과 하드웨어적 신호처리회로를 채택하고, 각 포토다이오드 셀의 신호는 병렬처리하면서 한계 레벨을 기준으로 디지털화하여 합산함으로써 면적을 산출함을 원리로 한다.<<효과>>2차원 포토다이오드 배열과 하드웨어적 신호처리를 사용함으로, 시간의 지연이 없이 실시간으로 아크의 면적을 산정할 수 있어서 정확한 정보에 의해 용접부위를 신속하게 제어할 수 있으며, 불량율을 저하시켜 생산성 향상에 크게 기여하는 매우 획기적인 효과가 있다.