KR100253659B1 - Control apparatus of welding machine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반자동 용접기의 신규한 제어장치를 개시한다.The present invention discloses a novel control device for a semi-automatic welding machine.
종래에는 제어케이블이 다수의 신호선으로 구성되어 취급 및 사용이 불편하며, 전원케이블과 한 조립체로 구성하는 경우 잡음과 리플 전류의 혼입으로 적절한 제어가 불가능하였다.Conventionally, the control cable is composed of a plurality of signal lines, which is inconvenient to handle and use, and in the case of a power cable and an assembly, proper control is not possible due to mixing of noise and ripple current.
본 발명에서는 서로 사용전위가 다른 복수의 제어신호들을 와이어 피더에서 시리얼신호로 전송한 후 용접기에서 패럴렐신호로 재생하여 차별적으로 증폭함으로써 동일한 제어신호를 재현하도록 하였다. 이에 따라 신호선을 1 내지 수개로 감소시켜 제어케이블이 가스호스내에 수납될 수 있게 되며, 카드형의 구성으로 기존의 용접장치에 그대로 적용할 수 있게 된다.In the present invention, a plurality of control signals having different usage potentials are transmitted as serial signals in a wire feeder, and then reproduced as parallel signals in a welding machine to amplify differentially to reproduce the same control signals. Accordingly, by reducing the number of signal lines to one to several, the control cable can be accommodated in the gas hose, it is possible to apply to the existing welding device in the card type configuration.
Description
본 발명은 반자동 용접기의 제어시스템에 관한 것으로, 특히 보호가스 금속아아크 용접의 반자동용접기에 사용되기에 적합한 제어장치 관한 것이다.The present invention relates to a control system of a semi-automatic welding machine, and more particularly to a control device suitable for use in the semi-automatic welding of the protective gas metal arc welding.
보호가스 금속 아아크 용접(shield gas metal arc welding)은 보호가스로 용접분위기를 형성하여 용접효율과 품질을 향상시키고 피복아아크 용접으로 불가능한 재질의 용접을 가능하게 하는 용접방법이다. 보호가스 금속 아아크용접에는 또한 TIG(Tungsten Inert Gas) 용접법등 비(非)용극(溶極)식 용접법과, MIG(Metal Inert Gas)나 탄산가스(Co2) 또는 MAG(Metal Active Gas) 용접법등 소모성 전극을 사용하는 용극식 용접법이 있다. 용극식 보호가스 금속 아아크 용접에 있어서는 소모성 전극으로 금속제 와이어(wire)를 사용하여 용접봉의 연속공급을 도모하고 있는데, 이때 와이어(wire)를 송급(送給)하는 것이 와이어 송급장치이다.Shield gas metal arc welding (shield gas metal arc welding) is a welding method to form a welding atmosphere with a protective gas to improve the welding efficiency and quality, and to enable the welding of the material impossible by the coated arc welding. Protection is also (Tungsten Inert Gas) TIG gas metal arc welding the welding processes, such as rain (非) yonggeuk (溶極) expression welding process and, MIG (Metal Inert Gas) or carbon dioxide (Co 2) or MAG (Metal Active Gas) welding techniques, such as There is a melt welding method using a consumable electrode. In molten protective gas metal arc welding, a metal wire is used as a consumable electrode to continuously supply a welding rod. In this case, a wire feeding device is a wire feeding device.
제1도에는 반자동 탄산가스용접기의 일반적인 구성을 도시하고 있는데, MIG용접기등 용극식 보호가스 금속 아아크 용접기는 대략 이와 대동소이한 구성을 가지고 있다.FIG. 1 shows a general configuration of a semi-automatic carbon dioxide gas welding machine. A molten protective gas metal arc welding machine such as a MIG welding machine has a configuration substantially similar thereto.
제1도에서, 전원(AC)에 접속된 용접기(V)는 용접전류를 공급하며 탄산가스(MIG 경우는 불활성가스, MAG 경우는 혼합가스)는 가스 봄베(gas bombe;B)에서 공급된다. 와이어(W)의 연속송급을 위해서는 와이어 피더(wire feeder;F)가 사용되는데, 와이어(W)는 이 와이어 피더(F)에 설치된 스풀(spool;S)에 감겨진 상태에서 와이어 송급장치(F)에 의해 토오치(torch;T)로 공급된다.In FIG. 1, the welding machine V connected to the power source AC supplies a welding current, and carbon dioxide gas (inert gas in the case of MIG, mixed gas in the case of MAG) is supplied from a gas bomb B. A wire feeder (F) is used for continuous feeding of the wire (W). The wire (W) is wound on a spool (S) installed in the wire feeder (F) and the wire feeder (F). Is supplied to the torch (T).
와이어 피더(F)는 용접작업의 편의를 위해 휴대 가능한 크기 및 중량으로 구성되어 용접기(V) 및 가스봄베(B)간에는 통상 수십 m 길이의 전원케이블(P) 및 제어 케이블(C)과 가스호스(G)로 연결된다.The wire feeder (F) is configured in a portable size and weight for the convenience of welding work, and between the welding machine (V) and the gas cylinder (B), a power cable (P), a control cable (C) and a gas hose, which are usually several tens of meters in length, Connected to (G).
전원케이블(P)로 공급된 용접전류는 와이어피더(F)에서 송급되는 와이어(W)에 접속되고, 가스호스(G)로 공급된 탄산가스등의 분위기가스는 토오치(T)에서 와이어(W)의 주위로 분사된다. 한편 제어케이블(C)는 와이어피더(F) 또는 별도의 제어기에서 용접기(V)를 제어하는 제어신호를 전달하게 된다.The welding current supplied to the power cable P is connected to the wire W fed from the wire feeder F, and the atmosphere gas such as carbon dioxide gas supplied to the gas hose G is connected to the wire W from the torch T. Is sprayed around). Meanwhile, the control cable C transmits a control signal for controlling the welding machine V from the wire feeder F or a separate controller.
그런데 이와 같은 종래의 반자동용접기 구성에 있어서는 전원케이블(P)과 제어케이블(C) 그리고 가스호스(G)가 각각 별개로 구성되어 수십 m나 연장되므로 다음과 같은 여러가지 문제가 있었다.However, in the conventional semi-automatic welding machine, since the power cable P, the control cable C, and the gas hose G are separately configured and extended several tens of meters, there are various problems as follows.
즉 용접기(V)로부터 작업현장의 와이어 피더(F)까지 세 가닥의 케이블 및 호스(P,C,G)가 연장되므로 그 부피와 중량이 매우 클 뿐아니라, 선박건조나 철골구조물등과 같이 대형 구조물을 건조하는 경우에는 다수의 용접작업이 동시에 진행되므로 작업현장에 각각 세 가닥인 다수의 케이블 및 호스(P,C,G)가 복잡하게 연장되어 안전사고등을 유발할 우려가 있다. 이를 방지하기 위해 세 가닥의 케이블 및 호스(P,C,G)를 케이블 타이(cable tie)나 하네스(harness)등으로 결속하는 것이 일반적이나 이 경우는 용접기의 설치나 이동시 매우 번거로운 문제가 있다.In other words, since three cables and hoses (P, C, G) are extended from the welding machine (V) to the wire feeder (F) of the work site, the volume and weight thereof are very large and large, such as ship construction or steel structure. In the case of constructing the structure, a plurality of welding operations are performed at the same time, so that a plurality of cables and hoses (P, C, G), each of three strands, are complicatedly extended, which may cause safety accidents. To prevent this, it is common to bind the three cables and hoses (P, C, G) with cable ties or harnesses, but in this case, there is a very troublesome problem when installing or moving a welder.
한편 이러한 세 가닥의 케이블 및 호스(P,C,G)는 제2도에 도시된 바와 같이 와이어 피더(F)에 접속된다. 즉 전원케이블(P) 및 제어케이블(C)은 각각 커플러(coupler;K1,K2)를 통해, 그리고 가스호스(G)는 니플(nipple;N)을 통해 와이어 피더(F)의 접속부(L)에 접속되어 토오치(T)로 연결된다.Meanwhile, these three cables and hoses P, C, and G are connected to the wire feeder F as shown in FIG. That is, the power cable P and the control cable C are connected through a coupler K1 and K2, and the gas hose G is connected to the wire feeder F through a nipple N. Is connected to the torch (T).
이와 같이 케이블 및 호스(P,C,G)가 각각 독립적으로 접속되므로 이들 커플러(K1,K2)나 니플(N)이 분리될 가능성이 매우 높으며 수십 m에 이르는 긴 경로에서 서로 독립적인 세 가닥의 케이블 및 호스(P,C,G)중의 어느 하나에 손상이나 누설이 발생된 경우에도 이를 발견해내기 매우 어렵다. 예를 들어 가스호스(G)가 니플(N)로부터 이탈되거나 그 연장경로상에서 손상이 발생되어 가스의 공급이 중단되거나 유량이 부족한 경우에도 그대로 용접이 진행되어 용접부에 결함이 발생되는 문제나, 제어케이블(C)이 분리되어 용접전류등이 부적절한 경우에도 전원케이블(P)이 접속되어 있으면 그대로 용접이 진행되는 문제등이 발생되는 것이다.Since the cables and hoses (P, C, G) are connected independently of each other, it is very likely that these couplers (K1, K2) or nipples (N) are separated, and three strands independent of each other in a long path of several tens of meters are used. If any of the cables and hoses (P, C, G) are damaged or leaked, it is very difficult to detect them. For example, even when the gas hose G is separated from the nipple N or damaged on the extension path, the gas is stopped or the flow is insufficient. Even if the cable C is disconnected and the welding current is inappropriate, a problem may occur in which the welding proceeds as it is if the power cable P is connected.
이에 따라 전원케이블(P)과 제어케이블(C), 그리고 가스호스(G)를 통합하여 취급과 결합이 가능하도록 하기 위해 여러가지 제안들이 이루어진바 있다.Accordingly, various proposals have been made to integrate the power cable (P), the control cable (C), and the gas hose (G) to enable handling and coupling.
그 하나는 제3도에 도시된 구조인바, 이는 1987. 9. 5자 실용신안공고 제87-2569호로 개시된 "용접용 케이블"이다.One of them is the structure shown in Fig. 3, which is a "welding cable" disclosed in September 5, 1987, Utility Model Publication No. 87-2569.
제3도에서, 케이블 조립체(11)는 그 중앙에 가스호스(G)가 배열되고 그 외측을 도전선(導電線;13)들로 이루어진 전원케이블(P)이 싸고 있으며, 다시 그 외측에 절연체(15)로 절연된 신호선(12)들이 제어케이블(C)을 이뤄 절연피복(14)으로 피복되어 있다. 여기서 가스호스(G)와 도전선(13)간에는 도시되지 않은 스프링이 라이너(liner)로 삽입된다.In FIG. 3, the
이와 같은 케이블 조립체(11)는 매우 컴팩트(compact)한 구성을 가지고 있으나, 근본적인 문제점을 안고 있어서 널리 사용되고 있지 못하다.The
즉 CO2용접등 보호가스용접은 기본적으로 아아크 용접이므로 대전력이 필요한 바, 고전압 또는 고전류의 전원이 전원케이블(P)로 공급되지 않으면 안된다. 예를 들어 일반적인 CO2용점에 사용되는 전원전압은 18 내지 52V 정도이지만 그 전류는 200 내지 500A의 매우 큰 대전류가 된다.That is, since the protective gas welding such as CO 2 welding is basically arc welding, a large power is required, and a high voltage or high current power must be supplied to the power cable (P). For example, the power supply voltage used for general CO 2 melting point is about 18 to 52V, but the current becomes a very large large current of 200 to 500A.
따라서 전원케이블(P) 주위에는 강한 자장이 형성되는 바, 제3도의 구성에서는 제어케이블(C)의 신호선(12)들이 얇은 층의 절연체(15)만을 이격하여 전원케이블(P)의 도전선(13)에 인접하므로 신호선(12)에 유도전류등에 의해 큰 잡음이 혼입되어 적절한 용접장치의 제어가 이루어지지 못하고 큰 리플(ripple) 전류에 의해 용접장치에 손상이 야기되는 문제도 있던 것이다.Therefore, a strong magnetic field is formed around the power cable P. In the configuration of FIG. 3, the
한편 제4도에 도시된 것은 1995. 5. 3자 본원인에 의해 1995년 실용신안등록 출원 제9333호로 출원된 "용접케이블 조립체"이다.On the other hand, shown in Figure 4 is a "welding cable assembly" filed in 1995 Utility Model Registration No. 9333 by the applicant of the third party in 1995.
제4도에서, 동축(同軸)으로 배열된 가스호스(G) 및 제어케이블(C)은 8자형의 절연피복(14)에 의해 전원케이블(P)과 병렬로 배열되어 있다(16은 피복재임).In Fig. 4, the coaxially arranged gas hoses G and the control cables C are arranged in parallel with the power cables P by an eight-shaped insulating sheath 14 (16 is a covering material). ).
이러한 구성에 있어서는 제어케이블(C)의 신호선(12)들이 파워케이블(P)의 도전선(13)들을 둘러싸지 않고 이와 충분히 이격되므로 신호케이블(C)에 잡음이 혼입(混入)되거나 리플전류가 발생하는 문제를 효율적으로 방지할 수 있다.In this configuration, since the
그러나 이러한 선출원 케이블조립체(11)는 단면이 원형이 아니라 8자형이므로 제조와 취급이 제3도의 구성에 비해 다소 번거로운 문제가 있다.However, such a
그런데 이와 같은 케이블 조립체(11)들의 구성상의 문제는 제어케이블(C)이 지나치게 많은 신호선(12)들로 이루어지기 때문이다. 이 신호선(12)은 일반적으로 9개 내지 12개로 이루어지는데, 이와 같이 다수의 신호선(12)들의 다발로 케이블조립체(11)의 제어케이블(C)이 구성되므로 이들이 상당한 단면적을 차지하게 되어 케이블조립체(11)의 부피와 중량이 커지고, 이에 따라 용접장치의 설치와 사용에 여러 가지 문제를 초래하고 있는 것이다.However, such a configuration problem of the
여기서 신호선(12) 및 제어케이블(C)이라는 용어를 사용하고 있지만, 이들은 실제적으로는 제5도에 도시된 바와 같이 전선의 다발에 불과하다.Although the
제5도에는 I1 내지 I9의 신호(이하 신호선과 동일부호를 혼용함)를 전송하는 9개의 신호선(12;I1~I9)으로 구성된 제어케이블(C)을 예시하고 있는 바, 이 제어케이블(C)은 작업자가 작업을 진행하고 있는 와이어피더(제1도의 F)에서 수십 m 떨어진 용접기(제1도의 V)를 제어하기 위한 것이다.FIG. 5 illustrates a control cable C composed of nine signal lines 12 (I1 to I9) for transmitting signals I1 to I9 (the same reference numerals as the signal lines below). ) Is for controlling the welding machine (V in FIG. 1) several tens of meters away from the wire feeder (F in FIG. 1) where the worker is working.
제5도에 예시된 예에서, I1은 와이어(W)를 송급하는 송급모터(M)의 전원선으로 9-31V(기준 24V)가 인가되고, I2는 공통접지선(OV)이며, I3은 인칭(inching)시 송급모터(M)의 공회전을 위한 스위치선으로 15V가 인가되며, I4는 토오치(T)의 스위치선으로 24V가 인가되고, I5는 가스봄베(B)로부터의 가스공급을 차단하는 솔레노이드밸브(SOL)의 제어선으로 역시 24V가 인가된다. 나머지 신호선(I6~I9)들은 각각 크레이터(crater) 유무선택이나 용접전압이나 송급모터(M)의 속도 제어를 위한 신호선들로 필요에 따라 서로 다른 전위가 인가된다.In the example illustrated in FIG. 5, I1 is applied 9-31V (reference 24V) to the power supply line of the feeding motor M for supplying the wire W, I2 is the common ground line OV, and I3 is inching In case of (inching), 15V is applied to the switch line for idling the feeding motor (M), I4 is applied to the switch line of the torch (T), and I5 cuts off the gas supply from the gas cylinder (B). 24V is also applied to the control line of the solenoid valve SOL. The remaining signal lines I6 to I9 are signal lines for selecting craters or controlling welding voltage or speed of the feeding motor M, respectively, and different potentials are applied as necessary.
이와 같이 종래의 제어케이블(C)의 각 신호선(12;I1~I9)들은 실제적으로 데이터를 전송하는 것이 아니라, 개폐스위치의 전선을 수십 mm 연장한 것에 불과한 것이다.As such, the signal lines 12 (I1 to I9) of the conventional control cable C do not actually transmit data, but merely extend the wires of the on / off switch by several tens of mm.
이러한 신호(I1~I9)들을 디지털화함으로써 종래의 제어케이블(C)의 신호선(12;I1~I9)들을 감소시켜 케이블 조립체(11)의 단면을 경감하고자 하는 아이디어가 종래 착안되지 않은 바는 아니지만, 근본적으로 각 신호선(12;I1~I9)의 사용전위가 서로 다를 뿐아니라, 다수의 릴레이나 솔레노이드등이 필요하게 되어 그 뭔가가 크게 상승되고 실제적으로 릴레이나 솔레노이드등으로 구성되는 스위치들을 구동할만한 전력의 송출이 불가능하다고 판단되어 당분야에서 아직껏 디지털 제어시스템이 제안되거나 실용화된 바 없다.Although the idea of reducing the signal lines 12 (I1 to I9) of the conventional control cable C to reduce the cross section of the
이와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 본 발명에 의한 제어장치는 하나 또는 수개의 신호선만으로 와이어 피더로부터 용접기를 원격제어할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of such conventional problems, an object of the present invention is to provide a system capable of remotely controlling a welder from a wire feeder using only one or several signal lines.
제1도는 반자동 탄산가스 용접기의 일반적인 구성을 보이는 블록도.1 is a block diagram showing a general configuration of a semi-automatic carbon dioxide gas welding machine.
제2도는 종래의 접속방식에 있어서, 케이블 및 호스의 접속부위를 보이는 요부사시도.2 is a main perspective view showing a connection portion of a cable and a hose in a conventional connection method.
제3도는 종래의 용접케이블 조립체의 구성을 보이는 단면도.3 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional welding cable assembly.
제4도는 본원인의 선출원 용접케이블 조립체의 구성을 보이는 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the present application welding cable assembly of the present application.
제5도는 종래의 제어시스템을 보이는 블록도.5 is a block diagram showing a conventional control system.
제6도는 본 발명 제어시스템을 보이는 블록도.6 is a block diagram showing a control system of the present invention.
제7도는 본 발명에 있어서 제어신호의 바람직한 형태를 보이는 파형도.7 is a waveform diagram showing a preferred form of a control signal in the present invention.
제8도는 본 발명의 제어신호의 더욱 바람직한 형태를 보이는 파형도.8 is a waveform diagram showing a more preferred form of the control signal of the present invention.
제9a도 및 b도는 각각 본 발명에 의해 달성가능한 용접케이블 조립체의 구성을 보이는 단면도이다.9A and 9B are cross-sectional views each showing a configuration of a welded cable assembly which can be achieved by the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
V : 용접기 F : 와이어 피더(wire feeder)V: welder F: wire feeder
I1~I9 : 제어신호 I10 : 시리얼(serial)신호I1 ~ I9: Control Signal I10: Serial Signal
CPU1 : 송출(送出)제어부 CPU2 : 수신제어부CPU1: Transmission control unit CPU2: Reception control unit
A/D : A/D 변환부 D/A1~D/A3 : D/A 변환부A / D: A / D Converter D / A1 ~ D / A3: D / A Converter
P/S : 병직렬변환부 S/P : 직병렬변환부P / S: Parallel to Serial Conversion S / P: Serial to Parallel Conversion
AMP1,AMP2 : 증폭부AMP1, AMP2: Amplifier
상술한 목적의 달성을 위해 본 발명에 의한 제어장치는The control device according to the present invention for achieving the above object is
복수의 제어신호를 A/D 변환하는 A/D 변환부와, A/D변환된 디지털 신호를 시 분할하여 시리얼(serial)신호로 송출하는 송출제어부가 와이어피더에 구비되고,The wire feeder is provided with an A / D conversion unit for A / D conversion of a plurality of control signals and a transmission control unit for time-divisionally dividing the A / D converted digital signal into a serial signal.
송출제어부로부터 신호선을 따라 인가된 시리얼신호를 패럴렐(parallel)신호로 재생하는 수신제어부와, 이 수신제어부로부터의 재생신호를 D/A변환하는 D/A변환부와, 이 D/A변환부로부터의 아날로그(analog)신호를 소요전위로 증폭하는 증폭부를 용접기에 구비하는 것을 특징으로 한다.A reception control unit for reproducing a serial signal applied along the signal line from the transmission control unit as a parallel signal, a D / A conversion unit for D / A converting a reproduction signal from the reception control unit, and from this D / A conversion unit It characterized in that the welding unit is provided with an amplifier for amplifying the analog (analog) signal to the required potential.
이러한 본 발명의 구성은 와이어 피더로부터 송출된 패럴렐 상태의 아날로그 신호를 용접기에서 그대로 재현하게 되므로, 기존의 와이어피더 및 용접기에 본 발명 제어장치를 부가하는 것만으로 기존의 와이어피더와 용접기 자체의 구성을 변경하거나 릴레이 또는 솔레노이드등의 고가의 제어요소를 부가할 필요가 없게 된다.The configuration of the present invention is to reproduce the parallel analog signal transmitted from the wire feeder as it is in the welding machine, the existing wire feeder and the construction of the existing welder itself by simply adding the control device of the present invention to the welder. There is no need to change or add expensive control elements such as relays or solenoids.
또한 제어케이블의 신호선을 수개 내지 1개로 대폭적으로 절감할 수 있게 되어 케이블 조립체의 단면을 매우 간단하게 구성할 수 있게 된다.In addition, it is possible to greatly reduce the number of signal lines of the control cable from one to one, which makes it very simple to configure the cross section of the cable assembly.
[실시예]EXAMPLE
이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예들의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.Such specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
제6도에서, 본 발명에 의한 제어장치는 와이어피더(F)에 구비된 송출부와 용접기(V))에 구비된 수신부가 제어케이블(C)의 (바람직하기로 하나의) 신호선(2)으로 연결되어 구성된다.In FIG. 6, the control device according to the present invention is characterized by the signal line 2 (preferably) of the control cable C of the sending part provided in the wire feeder F and the receiving part provided in the welding machine V. It is connected and configured.
송출부와 수신부는 바람직하기로 각각 한 카아드형태의 회로기판상에 구성되어 제1도등에 도시된 와이어피더(F)와 용접기(V)에 각각 결합구성되는 바, 이에 따라 종래의 와이어피더(F) 및 용접기(V)는 전술한 바와 같이 제어요소의 변경이나 부가가 전혀 필요없게 된다.The transmitting part and the receiving part are preferably configured on a card-shaped circuit board, respectively, and are coupled to the wire feeder F and the welding machine V shown in FIG. 1, respectively. F) and welder V require no change or addition of the control element as described above.
이를 위해 본 발명 제어장치는 와이어피더(F)의 송출부 전단의 제어신호(I1~I6)를 용접기(V)의 수신부 후단에서 그대로 재현하여야 하는 바, 이하 그 구성을 살펴보기로 한다.To this end, the control device of the present invention should reproduce the control signals I1 to I6 at the front end of the transmitting part of the wire feeder F as it is at the rear end of the receiving part of the welding machine V. Hereinafter, the configuration thereof will be described.
먼저 와이어피더(F)의 송출부를 살펴보면 9개의 패럴렐 상태인 아날로그신호들인 제어신호(I1~I6)들은 A/D변환부(A/D)를 통해 디지털 신호(I1'~I9')로 변환된다. 여기서 제어신호(I1~I6)들은 9V~31V, 15V나 24V등의 각각의 전위를 가지거나 A/D변환부(A/D)로 출력되는 디지털 신호(I1'~I9')의 전위는 디지털 IC의 출력전위인 0V 또는 5V의 값을 가지게 된다.First, referring to the transmitter of the wire feeder F, control signals I1 to I6, which are analog signals in nine parallel states, are converted into digital signals I1 ′ to I9 ′ through the A / D converter A / D. . Here, the control signals I1 to I6 have respective potentials of 9V to 31V, 15V or 24V, or the potentials of the digital signals I1 'to I9' outputted to the A / D converter A / D are digital. It has a value of 0V or 5V, the output potential of the IC.
이와 같은 디지털 신호(I1'~I9')들은 송출제어부(CPU1)로 입력되어 시리얼신호로 변환되는데, 바람직하기로 송출제어부(CPU1)는 래치(latch)부(LC1)와 병직렬변환부(P/S)를 구비한다.The digital signals I1 'to I9' are inputted to the transmission control unit CPU1 and converted into serial signals. Preferably, the transmission control unit CPU1 has a latch unit LC1 and a parallel-to-parallel conversion unit P. / S).
래치부(LC1)는 송출제어부(CPU1)의 내부 클럭에 따라 A/D변환부(A/D)로부터의 디지털 신호(I1'~I9')들의 통과를 소정의 타이밍(timing)에 따라 교호적으로 래칭(latching)함으로써 시분할하게 된다.The latch unit LC1 alternates the passage of the digital signals I1 'to I9' from the A / D conversion unit A / D in accordance with a predetermined timing in accordance with the internal clock of the transmission control unit CPU1. The time division is achieved by latching.
이와 같이 시분할된 디지털 신호(I1'~I9')들은 병직렬변환부(P/S)를 통해 일련의 시리얼신호(I10)로 변환하여 신호선(2)으로 송출된다.The time-divided digital signals I1 'to I9' are converted into a series of serial signals I10 through the parallel-to-serial conversion unit P / S, and are transmitted to the
여기서 래치부(LC1)에서의 디지털 스위칭에 의해 시분할된 디지털 신호(I1'~I9')들은 병직렬변환부(P/S)에서 그대로 합성되어 제7도와 같은 시리얼신호(I10)를 형성할 수 있다.Here, the digital signals I1 'to I9' time-divided by the digital switching in the latch unit LC1 may be synthesized as they are in the parallel-to-serial conversion unit P / S to form a serial signal I10 as shown in FIG. have.
제7도에서, 시리얼신호(I10)는 래치부(LC1)에서의 시분할에 따라 제1신호로부터 제9신호까지 순차적으로 반복되는데, 바람직하기로 각 신호의 전단에는 이 구분을 용접기(V)의 수신부에 인식시키기 위한 개시펄스가 부가되고, 개스펄스에 이어 각 제어신호(I1~I6)에 대응하는 신호펄스들이 따르게 된다.In FIG. 7, the serial signal I10 is sequentially repeated from the first signal to the ninth signal in accordance with the time division at the latch portion LC1. Preferably, this division is applied to the front end of each welder V. A start pulse for recognizing the receiver is added, followed by the signal pulses corresponding to the respective control signals I1 to I6.
여기서 제어신호(I1~I6)의 크기는 도시된 바와 같이 신호펄스의 개수로서 나타나거나 (PCM방식), 또는 신호펄스의 폭으로 나타날 수 있다(PWM방식).The magnitude of the control signals I1 to I6 may be represented as the number of signal pulses (PCM method) or the width of the signal pulses (PWM method) as shown.
제7도에서 모든 제어신호(I1~I9)를 D/A변환하여 시리얼전송하는 것으로 전제하고 있으나, 소요전력이 커지는 경우에는 이를 수신부에서 A/D 재생하여 증폭한다고 하더라도 제어에 필요한 충분한 전력을 얻기 곤란한 경우가 발생될 수 있다.In FIG. 7, it is assumed that all control signals I1 to I9 are serially transmitted by D / A conversion. However, when the required power becomes large, even if the receiver regenerates and amplifies the A / D to obtain sufficient power for control. Difficult cases may arise.
이에 따라 제8도에 도시된 실시예에 있어서는, 어느 한 신호(I1~I9), 예를 들어 송급모터(M)의 전원선(I1)의 전위를 기준전위로 하고, 제7도의 시리얼신호(I10)를 이 기준전위에 신호전위로 부가하여 전송하는 방식을 채택하고 있다.Accordingly, in the embodiment shown in FIG. 8, the potential of one of the signals I1 to I9, for example, the power supply line I1 of the power supply motor M is referred to as the reference potential, and the serial signal of FIG. I10) is added to this reference potential as a signal potential to transmit.
이러한 제8도의 전송방식은 높은전위(9~31V)의 기준전위를 반송파(盤松波)로 하여 낮은 전위(0 또는 5V)의 신호전위를 전송하는 방식으로 기준전위에 의해 고전력을 재생할 수 있는 이점이 있다.The transmission method of FIG. 8 has the advantage of reproducing high power by the reference potential by transmitting a signal potential of low potential (0 or 5V) by using a high potential (9 to 31 V) as the reference potential as a carrier wave. There is this.
다시 제6도로 돌아가, 신호선(2)의 전후단에는 각각 필터부(FT1,FT2)가 구비되어 신호선(2)에 인접한 전원케이블(P; 제6도에는 도시안됨)등으로부터의 잡음의 혼입을 차단하고 전류의 역류등을 방지하게 된다.Back to FIG. 6, filter units FT1 and FT2 are provided at the front and rear ends of the
여기서 제어케이블(C)에 대한 주된 잡음원(源)은 전원케이블(P)이 되는 바, 이는 전원케이블(P)에 대전력이 통과하기 때문이다. 이때 잡음 또는 리플(ripple)전류의 주기는 주로 전원케이블(P)을 통과하는 전류의 주기(예를 들어 60Hz)의 정수배가 된다.The main source of noise for the control cable (C) is the power cable (P), because the large power passes through the power cable (P). At this time, the period of the noise or ripple current is mainly an integer multiple of the period of the current (for example, 60Hz) passing through the power cable (P).
이에 따라 시리얼신호(I10)의 전송주파수, 즉 제어신호(I1~I9)를 A/D변환하는 샘플링(sampling)주파수를 고주파로 할수록 제어신호(I1~I9)의 정확한 전송이 가능하게 되며, 전력재생에도 유리하게 된다.Accordingly, the higher the transmission frequency of the serial signal I10, that is, the sampling frequency for A / D conversion of the control signals I1 to I9, to a higher frequency, the more accurate transmission of the control signals I1 to I9 becomes possible. It is also advantageous for regeneration.
바람직하기로 시리얼신호(I10)의 전송주파수는 1000Hz 이상이며, 더욱 바람직하기로 9000Hz 이상이 된다.Preferably, the transmission frequency of the serial signal I10 is 1000 Hz or more, and more preferably 9000 Hz or more.
용접기(V)측의 수신부에는 신호선(2)을 통해 시분할 전송된 시리얼신호(I10)를 다시 패럴렐상태의 복수의 제어신호(I1"~I9")들로 직병렬변환하여 재생하는 수신제어부(CPU2)가 구비된다.Receiving control unit (CPU2) to the reception unit of the welding machine (V) side by converting the serial signal (I10) time-divisionally transmitted through the signal line (2) to a plurality of control signals (I1 "to I9" in parallel again) ) Is provided.
수신제어부(CPU2)는 시리얼신호(I10)의 개시펄스에 동기되어 신호펄스들을 직병렬 변환하는 직병렬변환부(S/P)와, 여기서 변환된 단속적신호들을 연속된 신호로 래칭하여 재생하는 래치부(LC2)를 구비한다.The reception control unit CPU2 is a serial / parallel conversion unit S / P for serially and serially converting signal pulses in synchronization with the start pulse of the serial signal I10 and a latch for latching and converting the intermittent signals converted into a continuous signal. The part LC2 is provided.
수신제어부(CPU2)에서 재생된 제어신호(I1"~I9")는 패럴렐상태의 디지털 신호인바, 그 후방에는 이를 아날로그신호로 재생하는 D/A변환부(D/A1~D/A3)가 구비된다.The control signals I1 "to I9" reproduced by the reception control unit CPU2 are parallel digital signals, and are provided with a D / A converter (D / A1 to D / A3) to reproduce them as analog signals. do.
그런데 디지털 제어에 사용되는 IC등의 구동전위는 0~5V이므로 D/A변환부(D/A1~D/A9)에서 재생된 제어신호들은 그 파형만 최초의 제어신호(I1~I9)와 동일할뿐 그 최고전위는 5V가 된다.However, since the driving potential of ICs used for digital control is 0 to 5 V, the control signals reproduced by the D / A converters D / A1 to D / A9 are the same as those of the first control signals I1 to I9. The highest potential is 5V.
이에 따라 D/A변환부(D/A1~D/A3)의 후방에는 증폭부(AMP1,AMP2)가 구비되어, 제어신호를 소요전위가 되도록 증폭함으로써 원래의 제어신호(I1~I9)를 재현해내게 된다.Accordingly, the amplifiers AMP1 and AMP2 are provided at the rear of the D / A converters D / A1 to D / A3 to reproduce the original control signals I1 to I9 by amplifying the control signal to the required potential. I will do it.
여기서 제어신호(I1~I9)는 전술한 바와 같이 단일한 전위가 아니라 9-31V(송급모터(M)의 전원), 15V(인칭등) 또는 24V(솔레노이드 밸브(SOL) 제어등)등 사용목적에 따라 여러 가지 전위로 구성된다.In this case, the control signals I1 to I9 are not intended to be used as a single potential, but 9-31V (power supply of the supply motor M), 15V (inching lamp) or 24V (solenoid valve (SOL) control lamp, etc.). Depending on the various potentials.
이에 따라 증폭부(AMP1,AMP2) 역시 제어신호(I1~I9)의 사용전위에 따라 서로 다른 증폭전위의 복수의 증폭부(AMP1,AMP2)들로 분리구성되고, D/A변환부(D/A1~D/A3)도 각 증폭부(AMP1,AMP2)에 따라 분리 구성되는 것이 바람직하다.Accordingly, the amplifiers AMP1 and AMP2 are also divided into a plurality of amplifiers AMP1 and AMP2 having different amplification potentials according to the use potentials of the control signals I1 to I9, and the D / A converters D / A A1 to D / A3) are also preferably separated by the amplification units AMP1 and AMP2.
이상과 같이 본 발명에 의하면 와이어피더(F)의 송출부 전단에서의 제어신호(I1~I9)를 용접기(V)의 수신부 후단에서 그대로 재현해낼수 있게 되므로 송출부와 수신부를 각각 카드형태의 회로기판으로 구성하면, 다른 기구적 구성을 변경하거나 추가할 필요없이 종래의 와이어피더(F)와 용접기(V)에 본 발명 제어장치를 그대로 적용할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the control signals I1 to I9 at the front end of the sending part of the wire feeder F can be reproduced as it is at the rear end of the receiving part of the welding machine V, so that the sending part and the receiving part are each of a card type circuit board. In this configuration, it is possible to apply the control device of the present invention to the conventional wire feeder (F) and the welding machine (V) without changing or adding other mechanical configuration.
한편 본 발명 시스템의 적용에 의한 가장 큰 효과로는 케이블 조립체의 전원 케이블의 신호선의 수를 수개 내지 1개로 크게 감소시킬 수 있게 되는 바, 이에 따라 제9a도 및 b도에 도시된 바와 같은 케이블 조립체의 구성을 채택할 수 있게 된다. 이들은 각각 동일자 출원되는 "용접케이블 조립체"(실용신안등록출원번호 추후보정)로 개시되는 것들이다.On the other hand, the greatest effect of the application of the present invention is that it is possible to greatly reduce the number of signal lines of the power cable of the cable assembly from several to one, accordingly the cable assembly as shown in Figure 9a and b The configuration of can be adopted. These are those disclosed as "welded cable assemblies" (utility model registration application number later revised), each filed on the same day.
먼저 제9a도에서, 케이블 조립체(1)는 절연피복(4)내에 고리형으로 배열된 도전케이블(3)로 구성되는 전원케이블(P)내에 가스호스(G)가 배열되어 있다. 본 발명에 의해 제어케이블(C)의 신호선(2)이 수개로, 도시된 실시예에서 3개로 감소되므로 제어케이블(C)은 가스호스(G)내에 배열될 수 있게 된다(5는 신호선(2)을 피복하는 절연체임).First, in FIG. 9A, the gas assembly G is arranged in a power cable P, which is composed of a
이와 같은 구성에 의하면 제어케이블(C)이 별도의 면적을 차지하지 않으므로 케이블 조립체(1)의 단면이 크게 감소되고, 고전력이 통과하여 큰 자장을 형성하는 전원케이블(P)에서 자장이 서로 상쇄되는 그 내부에 제어케이블(C)이 배열되므로 자장에 의한 잡음혼입등의 우려가 없게 된다.According to this configuration, since the control cable (C) does not occupy a separate area, the cross section of the cable assembly (1) is greatly reduced, and the magnetic fields are canceled with each other in the power cable (P) that passes through high power to form a large magnetic field. Since the control cable C is arranged inside, there is no fear of noise mixing due to the magnetic field.
한편 제9b도에서는 제어케이블(C)이 하나의 신호선(2)으로 구성되는 바, 이에 따라 별도의 절연체(제9a도의 5) 피복없이 신호선(2)은 한 나선(裸線)으로 구성될 수 있어 그 구성이 더욱 간략하게 된다.Meanwhile, in FIG. 9B, the control cable C is composed of one
이상과 같이 본 발명에 의하면 케이블 조립체의 구성을 극히 단순하게 하여 취급과 사용이 간편하며 정확한 제어가 가능할뿐아니라, 기존의 용접장치에 그대로 부가하여 사용할 수 있는 제어장치가 제공된다.According to the present invention as described above, the configuration of the cable assembly is extremely simple, the handling and use is easy and accurate control, as well as a control device that can be used in addition to the existing welding apparatus is provided.
Claims (9)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101482608B1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-01-15 | 이병주 | A welding wire auto feeding device |
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