KR100592356B1 - 전기 아크 용접 장치, 전기 아크 용접기, 전기 아크 용접 방법 및 이 방법에 의해 제조되는 장치 - Google Patents

전기 아크 용접 장치, 전기 아크 용접기, 전기 아크 용접 방법 및 이 방법에 의해 제조되는 장치 Download PDF

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러셀 케이 마이어스
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링컨 글로벌, 인크.
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Abstract

용접봉과 워크피스간에 AC 용접 아크를 발생시키는 전기 아크 용접 시스템은, 제1 전원 공급기로 하여금 제1 컨트롤러의 극성 전환 스위칭 포인트를 갖는 스위치 신호 또는 커맨드를 생성함으로써 용접봉과 워크피스간에 AC 전류를 생성하게 하는, 제1 전원 공급기의 제1 컨트롤러를 포함하고, 상기 제1 컨트롤러는 그 제1 컨트롤러에 대한 제1 전원 공급기 특정 파라미터에 응답하여 제1 용접 파라미터에서 동작한다. 상기 시스템은, 슬레이브 전원 공급기로 하여금 스위칭 포인트에서 AC 전류의 극성을 전환시킴으로써 상기 용접봉과 워크피스간에 AC 전류를 생성하게 동작시키는 하나 이상의 슬레이브 컨트롤러를 구비하고, 슬레이브 컨트롤러는 그 슬레이브 컨트롤러에 대한 제2 전원 공급기 특정 파라미터 신호에 응답하여 제2 용접 파라미터에서 동작한다. 제1 컨트롤러와 제2 슬레이브 컨트롤러에 연결되는 정보 네트워크는 제1 컨트롤러 및 슬레이브 컨트롤러에 대한 디지털 형식의 제1 전원 공급기 특정 파라미터 신호 및 제2 전원 공급기 특정 파라미터 신호를 포함하고, 디지털 인터페이스는 제1 컨트롤러와 슬레이브 컨트롤러를 연결하여 제1 컨트롤러로부터의 스위치 신호 또는 커맨드로써 상기 제2 전원 공급기의 스위칭 포인트를 제어한다.

Description

전기 아크 용접 장치, 전기 아크 용접기, 전기 아크 용접 방법 및 이 방법에 의해 제조되는 장치{ELECTRIC ARC WELDING APPARATUS, ELECTRIC ARC WELDER, ELECTRIC ARC WELDING METHOD, AND APPARATUS MANUFACTURED BY THE METHOD}
본 발명은 전기 아크 용접에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 전원 공급기를 조합하여 탄뎀 용접봉(tandem electrode)을 작동시키는 전기 아크 용접 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 고 용량의 교류 회로 전원 공급기를 사용하여, 대형 금속 대상물의 이음 용접에 사용되는 유형에 속하는 2개 이상의 탄뎀 용접봉을 구동시키기 위한 전기 아크 용접 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 출력 극성을 전환시키는 스위치를 갖는 임의의 표준 AC 전원 공급기를 사용할 수 있지만, 전원 공급기는 스타바(Stava)에게 허여된 미국 특허 제6,111,216호에 개시되어 있는 스위칭 개념을 이용하는 것이 좋으며, 이 문헌에 개시되어 있는 전원 공급기는 스위치가 극성을 전환하기 전에 아크 전류가 저감되는 2개의 대형 출력 극성 스위치를 갖는 인버터이다. 따라서, 용어 "스위칭 포인트"는 전원 공급기가 미리 선택된 값, 약 100 암페어보다 적은 전류를 대기하도록 먼저 턴오프되는 복잡한 과정이다. 100 암페어 임계값에 다다를 때, 전원 공급기의 출력 스위치는 인버터의 D.C. 출력 링크로부터 극성을 바꾸려고 전환된다. 이에 따라, "스위칭 포인트"는 출력 극성을 전환하기 위해 스위칭 커맨드가 후속하는, 전원 공급기 인버터에서의, "킬(kill)" 커맨드로서 알려진 오프 출력 커맨드이다. 킬 출력은 저하된 전류 레벨에서 사라질 수 있다. 이과정은 AC 전원 공급기가 저 전류에서만 극성을 전환하도록 각 연속 극성에서 복사된다. 이런 식으로, 출력 극성 제어 스위치의 스너빙 회로(snubbing circuit)는 사이즈면에서 축소되거나 삭제된다. 이 스위칭 개념으로 본 발명에 이용된 스위칭 포인트를 정의하는 것이 좋기 때문에, 스타바의 특허 제6,111,216호는 여기에서의 인용에 의해 본 명세서에 포함된다. 탄뎀(tandem) 용접봉의 AC 전류 개념은 종래에 잘 알려져 있다. 1999년 6월 12일에 출원한 종래의 출원 일련 번호 제09/336,804호에는 탄뎀 용접봉이 개별 인터버형 전원 공급기에 의해 각각 전력 공급되는 시스템이 개시되어 있다. 주파수는 인접한 탄뎀 용접봉에서 교류 전류간의 간섭이 저감되도록 변경된다. 실제로, 이 출원은 AC 용접봉이 이어지는, DC 전력 공급되는 용접봉이나 2개 이상의 AC 구동된 용접봉을 구동시키는 단일 전력원에 관한 것이다. 각각의 상황에서, 개별 인버터형 전원 공급기가 각 용접봉마다 사용되고, 교류 전류의 고 용량 전원 공급기에 스타바의 특허 제6,111,216호의 스위칭 포인트 개념이 채용된다. 개별적 고 용량의 전원 공급기로써 탄뎀 용접봉 각각을 각각 구동시키는 이 시스템은 본 발명에 대한 배경 정보가 되고, 그러한 배경으로서 본 명세서에 포함된다. 같은 식으로, 1999년 9월 27일에 출원한 미국 출원 제09/406,406호는 탄뎀 용접 작업에서 각 용접봉이 단일 용접봉 아크와 병렬로 연결된 2개 이상의 독립적 전원 공급기에 의해 구동되는 아크 용접 시스템을 또한 개시하고 있다. 그 시스템은 스타바의 특허 제6,111,216호에 따라 작동되는 극성 전환 스위치 네트워크에서의 입력을 형성하는, 2개 이상의 정확하게 평형된 전원 공급기를 갖는 단일 세트의 스위치를 포함한다. 전원 공급기 각각은 단일 커맨드 신호에 의해 구동되고, 그러므로 극성 전환 스위치를 통해 결합되고 보내진 동일한 전류 값을 분배한다. 이러한 유형의 시스템은 용접봉에서의 전류 모두가 단일 세트의 스위치를 통과하기 때문에 대형의 극성 전환 스위치를 필요로 한다. 이 출원은 단일 용접봉에 대하여 마스터 및 슬레이브 전원 공급기의 조합을 개시하고 있으며, 본 발명에 관한 일반적인 배경 정보를 개시하고 있다. 이러한 이유에서 이 출원은 여기에서의 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
파이프 용접과 같은 용접 응용 분야에서는 종종 고 전류를 필요로 하고 탄뎀 용접봉에 의해 발생된 여러개의 아크를 이용한다. 그러한 용접 시스템은 2개의 인접한 탄뎀 용접봉간의 자기 상호작용 때문에 아크 장애로 인한 소정의 부정합 상태에 놓이게 된다. 인접한 AC 구동된 탄뎀 용접봉으로 인한 단점을 보상하기 위한 시스템이, 본 발명의 양수인이 1999년 6월 21일에 출원한 종래의 출원 일련 번호 제09/336,804호에 개시되어 있다. 그러한 종래의 출원에 있어서, AC 구동된 용접봉 각각은 인버터 기반의 그들 자신의 전원 공급기를 갖는다. 각 전원 공급기의 출력 주파수는 인접한 용접봉간에 자기 간섭을 막도록 변경된다. 이 시스템은 각 용접봉마다 별개의 전원 공급기를 필요로 한다. 소정의 용접봉의 전류 수요가 인버터 기반의 전원 공급기의 전류 등급을 초과하기 때문에, 새로운 전원 공급기를 설계 및 공작하여 제조하여야 한다. 그러므로, 탄뎀 용접봉을 작동시키는 그러한 시스템은 파이프 용접에 필요한 고 전류를 얻기 위하여 고 용량의 또는 고 등급의 전원 공급기를 필요로 한다. 탄뎀 작동 용접봉에 대해 특수한 고 전류 등급의 전원 공급기의 필요성을 저감시키기 위하여, 양수인은 2개 이상의 병렬로 연결된 인버터 전원 공급기에 의해 각 AC 용접봉이 구동되는, 출원 일련 번호 제09/406,406호에 개시되어 있는 시스템을 개발하였다. 이들 병렬 연결된 전원 공급기는 극성 전환 네트워크의 입력측에서 결합된 그의 출력 전류를 갖는다. 그러므로, 소정의 용접봉에 보다 많은 전류가 필요할 때, 2개 이상의 병렬 연결된 전원 공급기가 작동된다. 이 시스템에서, 전원 공급기 각각은 일제히 작동되며 출력 전류를 동일하게 분배한다. 따라서, 용접 상태에서 변화에 요구되는 전류는 단일 유닛의 과전류 등급에 의해서만 제공될 수 있다. 전류 평형 시스템은 여러개의 보다 소형 전원 공급기의 조합을 고려하겠지만, 그 전원 공급기들은 극성 전환 스위칭 네트워크의 입력측에 병렬로 연결되어야 한다. 그러한 경우에는 대형의 스위치가 각 용접봉마다 필요하였다. 그 결과, 그러한 시스템은 파이프 용접에 사용되는 유형의 탄뎀 용접 작업에서 각 용접봉마다 특정 전원 공급기를 필요로 하는 단점은 극복하였지만, 스위치들이 상당히 대형이어야 하고, 그 입력에서 병렬 연결된 전원 공급기가 단일 전류 커맨드 신호로부터 구동됨으로써 정확하게 매칭되어야 한다는 단점들이 여전히 존재한다. 이러한 종래의 출원은 각 탄뎀 용접봉에 전류를 보내는 각 용접 셀에 대해 동기 신호의 개념을 이용한다. 그러나, 이 시스템도 여전히 대형의 스위치를 필요로 한다. 이러한 유형의 시스템은 용접 셀을 상호 접속하는 이더넷 네트워크에서의 동작에는 유용하였다. 이더넷 상호 접속에 있어서, 타이밍이 정확하게 제어될 수 없다. 전술한 시스템에서, 소정의 용접봉의 스위칭 타이밍은 시간축상에서만 변경되어야 하지만, 특정 시간에 맞게 정확하게 일치할 필요는 없다. 그러므로, 전류 평형과 단일의 스위치 네트워크를 필요로 하는 전술한 시스템은 이더넷 네트워크나 인터넷 및 이더넷 제어 시스템을 사용할 때 탄뎀 아크 용접 작업에 이용되는 고 용량의 전류를 획득하는 방법이 된다. 인터넷 링크가 있거나 없는 이더넷 네트워크에 의해 용접기를 제어하는 것이 필요하다. 타이밍 제한으로 인해, 이들 네트워크에는 일반적인 동기 기술만 사용하는 유형의 탄뎀 용접봉 시스템을 사용하는 것이 필요하다.
네트워크 제어를 도모하면서 하나의 용접봉을 구동시키는 인버터형 전원 공급기가 여러개 병렬 연결된 고 전류 시스템이 유리하다. 그것의 단점은 상기 시스템에서는 전류가 정확하게 평형되어야 하며 단일의 고 용량 출력 스위칭 네트워크가 필요하다는 것이였다. 그러한 시스템은 네트워크에 의해 제어될 수 있지만, 각각의 병렬 연결된 전원 공급기에 대한 파라미터는 변경될 수 없다. 그 셀 각각은 동기 신호에 의해 서로로부터 오프셋될 수만 있다. 그러한 시스템은, 셀간에 단지 오프셋만 제공하는 복잡한 네트워크가 유용하지 않았기 때문에 인터넷 및/또는 LAN 제어에 의한 중앙 제어에는 적합하지 않았다.
본 발명은 셀 자체에 각각 자신의 스위칭 네트워크를 구비하는 하나 이상의 병렬 연결된 전원 공급기가 포함되는 각 용접봉에 단일 AC 아크 용접 셀의 개념을 이용한다. 스위칭 네트워크의 출력은 이어서 그 용접봉을 구동하기 위해 결합된다. 이것에 의해, 시스템에서의 병렬 연결된 개별 전원 공급기의 극성 전환을 위해 비교적 소형의 스위치를 사용할 수 있다. 또한, 비교적 소형의 전원 공급기가 병렬 연결되어 탄뎀 용접 작업에 사용되는 여러개의 용접봉 각각에 고 전류 입력을 구축 할 수 있다. 단일 용접봉을 구동하기 위한 극성 스위치 네트워크 다음에 병렬 연결된 여러개의 독립적으로 제어되는 전원 공급기를 사용함으로써 인터넷 또는 이더넷 등의 네트워크의 이용이 유리하게 된다.
본 발명에 따르면, 각 시스템에서 보다 소형의 전원 공급기를 병렬로 연결하여 단일 용접봉에 전력을 공급한다. 각 병렬로 연결된 전원 공급기의 스위칭 포인트를 고 정확도의 인터페이스와 조정함으로써, AC 출력 전류는 극성 전환 전에 결합없이도 병렬 전원 공급기로부터의 전류합이 된다. 이 개념을 사용함으로써, 인터넷 링크가 있거나 없는 이더넷 네트워크는 용접 시스템의 각각 병렬로 연결된 전원 공급기의 용접 파라미터를 제어할 수 있다. 스위치 포인트의 타이밍은 참신한 인터페이스에 의해 정확하게 제어될 수 있지만, 각 전원 공급기의 컨트롤러로 보내진 용접 파라미터는 정확한 시간축이 없는 이더넷 네트워크에 의해 제공될 수 있다. 각 전원 공급기마다 이들 코딩된 용접 파라미터의 정확성에 따른 시간이 필요없게 된다. 양호한 실시예에서, 스위치 포인트는 약 100 암페어의 최소 임계값 아래로의 전류 저하의 검출을 기다리는 "킬" 커맨드이다. 각 전원 공급기는 스위치 커맨드를 갖고 나서, 스위치된다. 순간적이거나, 대기 지연을 가진 "킬" 커맨드를 포함하는 연속적이던지, 병렬 연결된 전원 공급기간의 스위치 포인트는 10 ㎲ 미만의 정확성, 1∼5 ㎲의 범위이면 더 좋은 정확성을 가진 인터페이스 카드에 의해 정확하게 조정된다. 이 타이밍 정확성은 병렬 연결된 전원 공급기에서의 스위칭 동작을 조정하고 매칭시켜서 AC 출력 전류를 조정한다.
인터넷 또는 이더넷 LAN을 이용함으로써, 각 전원 공급기의 용접 파라미터에 대한 용접 파라미터의 세트는 덜 정확한 정보 네트워크상에서 이용 가능하므로, 병렬 연결된 전원 공급기의 컨트롤러는 고 정확성의 디지털 인터페이스 카드와 상호 접속된다. 따라서, 시스템의 개별적 병렬 연결된 전원 공급기의 스위칭이 조정된다. 이 점 때문에 용접 시스템의 이더넷 및 LAN 제어를 이용하는 것이 유리하다. 정보 네트워크는 선택된 위상 관계에서 탄뎀 용접 작업시에 여러개의 용접봉에 연결된 여러개의 아크 용접 시스템을 시작하기 위한 동기 신호를 포함한다. 용접봉의 용접 시스템 각각은 시스템이 상이한 용접봉 사이에서 자기 간섭을 피하도록 시프트되거나 지연되면서 정확하게 제어된 개별 스위치 포인트를 갖는다. 이것은 공통 정보 네트워크를 사용하는 여러개의 AC 용접봉의 구동을 가능하게 한다. 본 발명은 병렬 연결된 전원 공급기가 소정의 용접봉을 AC 전류로 전력 공급하기에 매우 유용하다. 스위치 포인트는 정확한 인터페이스에 의해 조정되고 각각 병렬 연결된 전원 공급기의 용접 파라미터는 일반적인 정보 네트워크에 의해 제공된다. 이 네트워크는 또한 본 발명에 사용된 상호 접속된 스위칭 포인트를 필요로 하지 않는 DC 용접봉을 작동시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 용접봉과 워크피스간에 AC 용접 아크를 발생시키는 전기 아크 용접 시스템이 제공된다. 설명하겠지만, 이 시스템은 단일 인버터로써 하나의 용접봉을 구동시킬 수 있다. 본 발명의 특징으로서, 2개 이상의 전원 공급기로 단일 용접봉을 구동시킬 수 있다. 이에 따라, 시스템은 제1 컨트롤러가 수신한 소정의 시스템 동기 신호에 대하여 일반적인 시간성을 갖는 관계(timed relationship)에서 극성 전환 스위칭 포인트를 갖는 스위치 신호를 생성함으로써 제1 전원 공급기로 하여금 용접봉과 워크피스간에 AC 전류를 생성하게 하는, 제1 전원 공급기의 제1 컨트롤러를 포함한다. 이 제1 컨트롤러는 그 제1 컨트롤러에 보내진 제1 전원 공급기 특정 파라미터 신호 세트에 응답하여 제1 용접 파라미터에서 동작된다. 슬레이브 전원 공급기로 하여금 스위칭 포인트에서 AC 전류의 극성을 전환함으로써 동일한 용접봉과 워크피스간에 AC 전류를 생성하도록 동작시키는 하나 이상의 슬레이브 컨트롤러가 제공된다. 슬레이브 컨트롤러는 그 슬레이브 컨트롤러에 대한 제2 전원 공급기 특정 파라미터 세트에 응답하여 제2 용접 파라미터에서 동작한다. 제1 컨트롤러 및 제2 또는 슬레이브 컨트롤러에 연결된 정보 네트워크는 2개의 컨트롤러에 대한 디지털화된 제1 전원 공급기 특정 파라미터 신호 및 제2 전원 공급기 특정 파라미터 신호와 시스템 특정 동기 신호를 포함한다. 따라서, 컨트롤러는 그 정보 네트워크로부터 파라미터 신호와 동기 신호를 수신하며, 그 네트워크는 인터넷 링크가 있거나 없는 이더넷 네트워크일 수 있으며 또는 단순히 LAN일 수 있다. 본 발명은 제1 또는 마스터 컨트롤러부터의 스위치 신호로써 제2 또는 슬레이브 전원 공급기의 스위칭 포인트를 제어하기 위하여 제1 컨트롤러와 슬레이브 컨트롤러를 연결시키는 디지털 인터페이스를 포함한다. 실제로, 제1 컨트롤러는 스위치 포인트에서 전류 반전을 시작한다. 이 이벤트는 고 정확성으로 슬레이브 컨트롤러에게 전달되어 그의 전류 반전 프로세스를 시작한다. 각 컨트롤러가 소정량보다 낮은 아크 전류를 감지할 때, "예비 신호"가 생성된다. 모든 병렬로 연결된 전원 공급기로부터의 "예비" 신호 후에, 모든 전원 공급기는 극성을 전환한다. 이것은 각 25 ㎲마다 스트로브 또는 룩 커맨드(look command) 수신시에 발생한다. 그러므로, 그 스위칭은 일제히 이루어지며 25 ㎲ 미만의 지연을 갖는다. 그 결과, 2개의 컨트롤러는 단일 용접봉에서 AC 전류의 스위칭 포인트를 제어하는 상호 접속된 데이터를 갖는다. 동일한 컨트롤러들은 사실상 인터넷과 이더넷 또는 근거리 이더넷 네트워크의 조합을 포함하는 정보 네트워크로부터 파라미터 정보와 동기 신호를 수신한다. 본 발명에 따르면, 디지털 인터페이스의 타이밍 정확성은 약 10 ㎲미만이고, 일반적인 범위가 1∼5 ㎲이면 더 좋다. 따라서, 단일 용접봉을 구동시키는 2개의 컨트롤러의 스위칭 포인트는 5 ㎲ 미만 내에서 커맨드된다. 그리고 나서, 스위칭은 정확하게 25 ㎲ 내에서 이루어진다. 동시에, 탄뎀 용접 작업에서, AC 전류를 단일 용접봉으로 보내는 2개의 컨트롤러에 또한 연결된 정보 네트워크로부터 비교적 시간에 덜 의존하는 정보가 수신된다. 25 ㎲의 최대 지연은 변경될 수 있지만, 스위치 커맨드 정확성보다 낮다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 용접봉와 워크피스간에 AC 용접 아크를 발생시키는 전기 아크 용접 시스템이 제공된다. 그 시스템은 특정 스위치 시간에 제1 전류의 극성을 전환시키는 제1 스위치 제어 신호를 생성함으로써 용접봉과 워크피스간에 제1 용접 파라미터를 갖는 제1 AC 전류를 생성하는 제1 전원 공급기를 포함한다. 제공되는 제2 전원 공급기는 제1 전원 공급기의 특정 스위치 시간과 조정된 스위치 시간에 제2 전류의 극성을 전환시키는 제2 스위치 제어 신호로써 동일한 용접봉과 워크피스간에 제2 용접 파라미터를 갖는 제2 AC 전류를 생성한다. 본 발명은 스위치 신호가 10 ㎲이며 특정 스위치 시간의 5 ㎲ 미만이면 더 좋은 제1 스위치 전환 신호에 의한 제2 스위치 반전 신호를 생성하기 위하여 제1 전원 공급기와 제2 전원 공급기 간의 타이밍 인터페이스를 포함한다. 그 결과, 병렬로 연결된 개별 스위치되는 전원 공급기들은 스위치 전환 시간을 정확하게 일치시킴으로써 조정된다. 마스터 컨트롤러는 위상 신호와 동기화된 스위치 커맨드 신호를 갖는다. 커맨드 신호는 병렬로 연결된 전원 공급기의 컨트롤러로 디지털 인터페이스에 의해 신속하게 전달된다. 제2 전원 공급기는 이어서 그것의 스위치 포인트를 처리한다. 일실시예에서, 이들 스위치 포인트는 극성 전환을 일으킨다. 양호하게는, 이들 스위치 포인트는 단순히 인버터로 "킬"되게 하여 이들 인터버가 시정수 곡선에 따라 전류를 저감하게 한다. 양쪽의 전류가 소정량 아래로 저감될 때, 병렬로 연결된 전원 공급기가 스위치된다.
본 발명에 있어서, 상호 접속된 컨트롤러는 2개의 출력 전류의 극성을 나타내는 극성 로직을 갖는다. 이것은 단순히 2개의 전원 공급기가 매칭하는 극성으로 스위치되게 한다. 이런 식으로, 제1 전원 공급기의 컨트롤러는 극성이 전환되는 제2 전원 공급기의 컨트롤러를 나타낸다. 극성 로직은 본 발명을 구현하는데 이용되지만 발명의 부분은 아니다. 스위칭 커맨드의 정확성은 인터넷 링크가 있거나 없는 이더넷 네트워크와 같은 정보 네트워크에 의해 다른 방식으로 제어되는 컨트롤러 사이에서의 디지털 고속 상호 접속 인터페이스의 결정적인 측면이다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 제1 용접봉과 워크피스간에 제1 AC 용접 아크를, 제1 용접봉 및 제2 용접봉이 워크피스를 따라 이동할 때 제2 용접봉과 그 동일한 워크피스간에 제2 AC 용접 아크를 발생시키는 전기 아크 용접 시스템이 제공된다. 이것이 탄뎀 장착식 용접 작업의 정의이다. 본 발명은 또한 제1 셀을 포함하는 시스템을 포함하고, 이 제1 셀은, 제1 AC 용접 아크에 연결되고 제1 용접 파라미터를 갖는 제1 동기화된 신호에 의해 결정된 제1 동기화된 시간에 동작되는 2개 이상의 전원 공급기와, 상기 제1 셀에 있는 전원 공급기들의 극성 전환을 상관시키는, 제1 셀의 전원 공급기들 사이에 있는 고정확성의 상호 접속 인터페이스를 포함한다. 또한 제2 셀도 제공되며, 이 셀은 제2 용접 아크에 연결되고 제1 동기화된 신호로부터 오프셋된, 제2 용접 파라미터를 갖는 제2 동기화된 신호에 의해 결정된 제2 동기화된 시간에 동작되는 2개 이상의 전원 공급기와, 제2 셀의 전원 공급기들의 극성 전환을 상관시키는, 제2 셀의 전원 공급기들 사이에 있는 고 정확성 상호 접속 인터페이스를 포함한다. LAN에 연결된 인터넷 링크와 같은 저 정확성의 정보 네트워크는 제1 셀 및 제2 셀에 연결되고, 제1 용접 파라미터 및 제2 용접 파라미터와 디지털화된 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호를 포함하는 디지털 신호를 포함한다. 이런 식으로, 각 셀의 병렬로 연결된 전원 공급기는 고 정확성의 인터페이스에 의해 상호 접속되지만, 여러개의 컨트롤러는 시간에 의존하지 않는 정보 네트워크의 신호로 동작된다.
본 발명의 주 목적은 단일 용접봉을 구동시키는 2개의 병렬 연결된 전원 공급기를 포함하는 용접 셀 또는 시스템을 제공하는 것이며, 그 전원 공급기는 스위칭 포인트 또는 커맨드를 조정하도록 상호 접속되어 있지만, 시간에 의존하지 않는 파라미터를 제공하는 외부 네크워크에 의해 독립적으로 제어된다.
본 발명의 다른 목적은 전술한 바와 같이, 아크 용접 셀 또는 시스템을 제공하는 것이며, 이 셀 또는 시스템은 용접봉 간섭을 피하거나 저감시키기 위하여 오프셋 위상 관계를 가진 2개 이상의 탄뎀 장착된 용접봉을 구동시키는데 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 전술한 바와 같이, 아크 용접 셀 또는 시스템을 제공하는 것이며, 이 셀 또는 시스템은 단일 용접봉을 위한 고용량의 용접 전원 공급기를 구성할 수 있도록 조합 가능한 일련의 소형 전원 공급기들을 사용한다. 이런 식으로, 여러개의 소형 전원 공급기들은 더 많은 전류 요구가 있을 때 더 많은 전력을 공급하도록 조합될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 전술한 바와 같이, 아크 용접 셀 또는 시스템을 제공하는 것이며, 이 셀 또는 시스템은 어떤 다른 전원 공급기와 상이한 파라미터로써 그 셀에 있는 하나의 전원 공급기를 제어하게 한다. 이런 식으로, 하나의 전원 공급기는 다른 전원 공급기가 더 많은 전류 요구에 응답하는 더 큰 범위를 갖는 동안에 더 높은 레벨에서 유지될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 AC 전류로 단일 용접봉을 구동시키는 병렬로 연결된 전원 공급기를 포함하는 전기 아크 시스템을 제공하는 것이며, 여기서 그 용접봉에서 함께 추가된 전류를 제공하려면 극성 전환 스위치의 매칭이 필요하다.
이들 및 기타 목적 및 장점은 첨부하는 도면과 함께 다음의 설명으로부터 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예의 블록도이다.
도 2는 2개의 병렬 연결된 전원 공급기의 배선도이며, 그 각각의 전원 공급기는 본 발명을 실시할 때 그 전원 공급기가 사용되는 스위칭 출력을 포함한다.
도 3은 도 3a의 그래프에 도시되는 정보 네트워크로부터의 오프셋 동기 신호와 본 발명의 용접 시스템에 의해 도 3b의 일반적인 개략도를 사용해서 본 발명의 용접 시스템에 의해 각각 구동되는 3개의 탄뎀 작동 용접봉을 도시하는 도면이다.
도 4는 단일 중앙 제어부로부터 2개의 별개 용접 시스템 또는 셀을 동작시키기 위한 본 발명의 양호한 실시예를 보다 상세하게 도시하는 블록도이다.
도 5는 도 5a의 도면에서 도시되는 여러개의 탄뎀 용접봉을 구동시키는 데 사용되는 본 발명의 개략적인 레이아웃이다.
도 6은 도 6a에 도면에서 도시되는 2개의 탄뎀 용접봉을 구동시키는데 사용되는 본 발명의 개략적인 레이아웃이다.
도 7은 스타바의 특허 제6,111,216호의 스위치 포인트 개념을 이용한 도 7a의 그래프에 도시되는 오프셋 스위칭 동작에 의해 작동되는 2개의 탄뎀 장착 용접봉을 도시하는 도면이다.
도 8은 조정된 스위치 커맨드가 처리되고 다음의 일치하는 신호가 생성되자 마자 병렬의 전원 공급기의 스위칭을 일으키는 소프트웨어 프로그램의 개략적인 레이아웃이다.
이제 참조하게 되는 도면들은 발명의 양호한 실시예를 예시하기 위함이며, 동일한 것을 제한하려고 하는 것이 아니다. 도 1에는 용접국(WS)에서 아크로서 교류 전류를 생성하기 위해 단일 셀의 형태로 된 단일 전기 아크 용접 시스템(S)이 도시되어 있다. 이 시스템 또는 셀은 파이프 이음 접합 또는 다른 용접 작업의 형태로 용접봉(E) 및 워크피스(W)와 직렬로 연결된 출력 리드선(10, 12)을 갖는 제1 마스터 용접기(A)를 포함한다. 홀 효과 전류 트랜듀서(14)는 용접기(A)의 전류에 비례하여 라인(16)에 전압을 제공한다. 용접 파라미터와 같이, 시간에 대한 의존도가 낮은 데이터(less time critical data)가 원격 중앙 제어부(18)에서 생성된다. 같은 방식으로, 슬레이브에 후속하는 용접기(B)가 추가 AC 전류를 용접국(WS)으로 보내기 위해 리드선(10, 12)과 병렬로 연결된 리드선(20, 22)을 포함한다. 홀 효과 전류 트랜듀서(24)는 용접 작업 중에 용접기(B)의 전류 레벨을 나타내는 라인(26)에 전압을 생성한다. 단일 슬레이브 또는 팔로워 용접기(B)가 도시되어 있지만, 용접봉(E)과 워크피스(W) 양단에 교류 전류를 생성하기 위하여 임의 개수의 추가 용접기가 마스터 용접기(A)와 병렬로 연결될 수 있다. 참신한 특징은 극성 전환 네트워크 앞에서가 아니라 용접국에서의 AC 전류의 결합이다. 각각의 용접기는 조합된 마스터 컨트롤러 및 전원 공급기(30)와 슬레이브 컨트롤러 및 전원 공급기(32)로서 도시되는 컨트롤러와 인버터 기반의 전원 공급기를 포함한다. 본 발명에 따르면, 컨트롤러(30, 32)는 비교적 저 레벨의 로직 네트워크로부터 파라미터 데이터와 동기 데이터를 수신한다. 파라미터 정보 또는 데이터는 각 전원 공급기에 전류, 전압 및/또는 와이어 급전 속도 등의 원하는 파리미터가 제공되는 전원 공급기 특성이다. 저 레벨의 디지털 네트워크가 파라미터 정보를 제공할 수 있지만, 본 발명의 장점은 같은 시간에 극성 전환을 위한 AC 전류의 스위칭이 발생하는 방식으로 AC 출력 전류를 갖는 여러개의 컨트롤러 및 전원 공급기 유닛을 병렬로 연결할 수 있는 능력에 관련된다. "같은" 시간이란 10 ㎲ 미만의 시간차를 나타내고 일반적인 범위가 1∼5 ㎲이면 더 좋다. 전원 공급기(30)와 전원 공급기(32)로부터의 AC 출력을 정확하게 조정하기 위하여, 스위칭 포인트와 극성 정보는 타이밍이 덜 정확한 일반적인 로직 네트워크로부터 제공될 수 없다. 따라서, 본 발명에 따르면, 개별 AC 전원 공급기는 "게이트웨이"라고 칭해지는 매우 고속이며 매우 정확한 DC 로직 인터페이스에 의해 조정된다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 전원 공급기(30, 32)에는 각각 양방향 리드선(42m, 42s)으로 표시되는 필요한 동작 파라미터가 제공된다. 이들 시간에 의존하지 않는 정보는 도 1에 도시되는 디지털 네트워크에 의해 제공되며 이에 대해서는 후술하겠다. 마스터 전원 공급기(30)는 단방향 라인(40)으로 표시되는 동기 신호를 수신하여 그것의 AC 출력 전류의 컨트롤러 동작을 타이밍 조절한다. 전원 공급기(30)에 대한 AC 전류의 극성은 라인(46)으로 나타내는 바와 같이 출력된다. 마스터 전원 공급기(30)의 AC 전류에 대한 실제 스위칭 커맨드는 라인(44)상에 출력된다. 스위치 커맨드는 전원 공급기(S)에게 인버터의 형태에서, "킬"하라고 하며, 인버터에서는 전류가 심하게 저감된다. 이와 다르게, 이 커맨드는 극성을 전환시키기 위한 실제의 스위치 신호이다. 라인(44)상에서 "스위칭 포인트" 또는 커맨드는 스타바의 특허 제6,111,216호에서 설명하는 바과 같이 "스위칭 포인트"를 이용하는 "킬" 및 전류 반전 커맨드인 것이 좋다. 그러므로, 시간성을 갖는 스위칭 포인트 또는 커맨드는 전원 공급기(30)로부터 라인(44)으로 출력된다. 이들 스위칭 포인트 또는 커맨드는 저 전류에서 또는 단순히 전류 반전 포인트에서 스위치 예비 신호가 뒤따르는 전원 공급기 "킬"을 포함한다. 인버터가 설정 전류 아래에 있을 때까지 어느 인버터도 실제로 반전하지 않기 때문에 "킬" 개념이 구현될 때 스위치 "예비"가 사용된다. 컨트롤러(30)의 스위치의 극성은 라인(46)상에 있는 로직을 제어한다. 슬레이브 전원 공급기(32)는 라인(44b)상에 있는 스위치 포인트 또는 커맨드 로직과, 라인(46c)상에 있는 극성 로직을 전환시킨다. 이들 2개의 로직 신호는 송신 게이트웨이로서의 게이트웨이(50) 및 수신 게이트웨이로서의 게이트웨이(52)와 같이 표시된 고도로 정확한 로직 인터페이스를 통해 마스터 전원 공급기와 슬레이브 전원 공급기 사이에 상호 접속된다. 이들 게이트웨이는 전원 공급기 각각에 대한 네트워크 인터페이스 카드이므로 라인(44b, 46b)상에 있는 로직이 각각 라인(44, 46)에 밀접하게 타이밍 조절된다. 실제로, 네트워크 인터페이스 카드 또는 게이트웨이(50, 52)는 10 ㎲ 이내에서 이 로직을 제어하고 1∼5 ㎲ 이내이면 더 좋다. 본 발명은 게이트웨이 또는 인터페이스 카드에 의해 제공되는 것으로 도시되는, 라인(42m, 42s)을 통해 중앙 제어부(18)로부터의 데이터에 대한 개별 전원 공급기를 제어하는 저 정확성의 네트워크를 포함한다. 이들 라인은 시간에 의존하지 않고 게이트웨이의 정확성 특징을 이용하지 않는 원거리[예컨대 중앙 제어부(18)]로부터 데이터를 포함한다. 스위치 전환을 타이밍 조절하는 고도로 정확한 데이터는 네트워크 인터페이스 카드(50, 52)를 통해 상호 접속하는 로직 신호를 이용한다. 도 1의 시스템은 단일 AC 아크의 단일 셀이다.
본 발명은 파이프 용접시에 발견된 대형 갭을 채우기 위해 2개 이상의 AC 아크가 발생되는 탄뎀 용접봉에 주로 적용될 수 있다. 그러므로, 마스터 전원 공급기(30)는 단일 용접봉, 즉 ARC 1에 대한 시스템(S)의 타이밍 또는 위상 동작을 결정하는 동기 신호를 수신한다.
ARC 2, 3, 및 4를 발생시키기 위해 시스템(S) 및 기타 동일한 시스템을 사용한다. 이 개념이 도 5와 도 6에 개략적으로 도시되어 있다. 도 1에는 탄뎀 용접봉 중 단 하나에 대하여 동기 또는 위상 설정 신호가 표시되어 있다. 중앙 제어 컴퓨터 및/또는 웹 서버(60)를 포함하는 정보 네트워크(N)는 탄뎀 작업시에 상이한 용접봉을 제어하는 여러개의 시스템 또는 셀에서의 특정 전원 공급기에 대한 디지털 정보 또는 데이터 등급을 제공한다. 인터넷 정보는 국부 상호 접속 라인(70a, 70b, 70c)을 갖는 이더넷 네트워크(70)의 형태로 LAN으로 보내진다. 유사한 상호 접속 라인이 탄뎀 용접 작업의 ARC 1, 2, 3, 및 4를 발생시키는 4개의 셀에 사용된 각 전원 공급기로 향한다. 시스템 또는 셀(S)의 설명은 다른 용접봉에서 각 아크에 적용된다. AC 전류가 채용되면, 마스터 전원 공급기가 사용된다. 일부 상황에서는 마스터 전원 공급기에만 셀 특정 동기 신호가 사용된다. 단일 아크 용접 설비에는 동기 신호가 필요하지 않을 것이다. 보다 높은 전류가 필요하다면, 시스템 또는 셀은 도 1의 시스템(S)에 대하여 전술한 바인 마스터 및 슬레이브 전원 공급기 조합을 포함한다. 일부 상황에서는, 탄뎀 용접봉 용접 작업에서 선두 용접봉과 같이, DC 아크가 더 좋다. DC 전원 공급기는 동기화될 필요도 없고, 극성 로직 및 스위칭 포인트 또는 커맨드의 정확한 상호 접속도 필요없다. 일부 DC 전력원의 용접봉은 AC 구동된 용접봉의 주파수에서가 아니라, 음극과 양극 사이에서 전환될 수 있다. 아크의 구성(make-up)에 관계없이, 이더넷 또는 LAN(70)은 탄뎀 용접 작업에 사용되는 다양한 시스템의 특정 전원 공급기에 맞게 지정된 코딩 방식에서 식별된 파라미터 정보를 포함한다. 이 네트워크는 또한 시스템들이 시간 관계에서 오프셋될 수 있는 여러개의 셀 또는 시스템의 동기 신호를 채용한다. 이들 동기 신호는 도 1의 라인(40)으로 표시하는 바와 같이 마스터 전원 공급기에 의해 디코딩되어 수신된다. 이런 식으로, AC 아크는 시간축상에서 오프셋된다. 이들 동기 신호는 네트워크 인터페이스 카드 또는 게이트웨이(50, 52)를 통해 스위칭 포인트만큼 정확하게 될 필요가 없다. 데이터 네트워크상의 동기 신호는 가변 펄스 발생기(80)의 형태로 네트워크 인터페이스에 의해 수신된다. 그 발생기는 라인(84, 86, 88)에 오프셋 동기 신호를 생성한다. 이들 동기 신호는 탄뎀 작업에서 별개 용접봉에 대해 개별 교류 전류의 위상을 규정한다. 동기 신호는 인터페이스(80)에 의해 발생되거나 네트워크(70)를 통해 그 발생기에 의해 실제 수신될 수 있다. 사실상, 네트워크(70)는 많은 동기 신호에 대해 지연 패턴을 생성하도록 발생기(80)를 동작시키기만 한다. 또한, 발생기(80)는 그 특성이 탄뎀 용접 작업에서 원하는 것이면 동기 펄스의 주파수로써 개별 셀의 주파수를 변경할 수 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이 본 발명을 실시하기 위해 다양한 컨트롤러 및 전원 공급기를 사용할 수 있지만, 본 발명의 양호한 실시예는, 전원 공급기(PSA)가 컨트롤러 및 전원 공급기(30)와 조합되고 전원 공급기(PSB)가 컨트롤러 및 전원 공급기(32)와 조합되는 도 2에서 설명된다. 이들 2개의 유닛은 사실상 구조면에서 동일하므로 적절할 경우에 동일한 참조 부호를 부여한다. 전원 공급기(PSA)의 설명은 전원 공급기(PSB)에도 동일하게 적용된다. 인버터(100)는 3상 라인 전류(L1, L2, L3)를 수신하는 입력 정류기(102)를 구비한다. 출력 변압기(110)는 출력 정류기(112)를 통해, 반대 극성 스위치(Q1, Q2)를 구동시키는 탭 인덕터(120)에 연결된다. 전원 공급기(PSA)의 컨트롤러(140a)와 전원 공급기(PSB)의 컨트롤러(140b)는, 컨트롤러(140a)가 컨트롤러(140b)에 타이밍 정보를 출력한다는 점을 제외하고는 사실상 동일하다. 스위칭 포인트 또는 라인(142, 144)은 극성 스위치(Q1, Q2)의 도전 상태를 제어하여, 본 명세서에 포함되는 스타바의 특허 제6,111,216호에 상세하게 설명되어 있는 바와 같이, 라인(142, 144)상에서 로직이 지시하는 시간에 극성을 전환한다. 이러한 제어는 로직 프로세서를 이용한 디지털 식이며, 그에 따라 A/D 컨버터(150)는 피드백 라인(16) 또는 라인(26)상의 전류 정보를 변환하여 아날로그 에러 증폭기로서 예시되어 있는 에러 증폭기(152)로부터의 출력 레벨을 디지털 값을 제어한다. 실제로, 이것은 디지털 시스템이며 제어 구조에 추가의 아날로그 신호는 없다. 그러나 예시하는 바와 같이, 증폭기는 컨버터(150)로부터 제1 입력(152a)을, 컨버터(140a 또는 140b)로부터 제2 입력(152b)을 갖는다. 라인(152b)상에서 전류 커맨드 신호는 용접국(WS)의 아크 양단에서 AC 전류에 필요한 파형을 포함한다. 증폭기(152)로부터의 출력은 컨버터(160)에 의해 아날로그 전압 신호로 변환되어 발진기(164)가 조절하는 주파수에서 펄스 폭 변조기(162)를 구동시키고, 상기 발진기는 프로세서 소프트웨어의 타이머 프로그램이다. 이 주파수는 18 ㎑보다 높다. 이 시스템의 전체 구조는 본 발명의 양호한 실시예에서 디지털화 방식이며 다시 아날로그 신호로의 재변환을 포함하지 않는다. 이러한 설명은 예시적인 목적을 위한 개략적인 것이며, 본 발명을 실시하는데 사용되는 전원 공급기의 유형을 한정하려는 의도는 없다. 다른 전원 공급기가 채용될 수 있다.
본 발명의 구현은 개별 용접봉에서 용접 아크를 발생시키는 AC 전류를 이용한 탄뎀 용접 공정에 개별 용접봉을 구동시킴으로써 이루어진다. 그러한 탄뎀 구성이 도 3, 도 3a, 및 도 3b에 도시되며, 여기에서 워크피스(W)는 이격된 플레이트(200, 202)의 엣지 형태에서 세로형 갭(204)을 형성한다. 용접봉(210, 212, 214)은 AC 아크에 의해 녹아서 베드(210a, 212a, 214a)가 각각 증착된다. ARC(1, 2, 3) 각각은 도 1에 도시되는 네트워크(N)을 통해 수신된 정보로부터 서로 다른 위상 관계를 갖는다. 특정 디지털 동기 신호(220, 222, 224)는 도 3a에 도시된 거리 X, Y만큼 오프셋되고 주파수 x, y, z를 갖는다. 이들 주파수는 같거나 다를 수 있다. 이들 용접봉 또는 셀 특정 동기 신호는 도 1에 도시하는 바와 같이, 중앙 제어부(60)로부터 인터넷(62)을 통해 다양한 셀의 위상 발생기(80)에 전달된다. 용접봉(210, 212, 214)에 대한 개별 용접 셀의 타이밍 및/또는 주파수를 제어하도록 개별 동기 펄스가 라인(82, 84, 86)을 통해 전해진다. 실제로, 선두 용접봉은 DC 아크 사용을 필요로 할 수 있지만, 동기화될 필요는 없다. 또한, 동기 신호(220, 222, 224)는 동상일 수 있다. 각 동기 신호는 도 1에 도시되는 개별 용접 시스템 또는 셀의 타이밍을 설정한다.
도 4는 2개의 셀(S', S"), 또는 용접봉(E1)과 워크피스(W1) 및 용접봉(E2)과 워크피스(W2)에 의해 형성된 2개의 아크에 사용될 때의 본 발명을 설명하는 일반적인 레이아웃이다. 실제로, 워크피스는 양쪽이 같고 용접봉만 별개이지만, 그들은 용접 공정에서 별개 아크를 형성한다. 도 4에 도시하는 것인 2개의 아크를 위해 본 발명을 이용하기 위해, 네트워크(300)는 인터페이스 블록(304)으로 표시하는 전원 공급기(PS) 특정 파라미터가 로딩된 중앙 제어부(302)를 포함한다. 이들 파라미터는 원할 때마다 네트워크(30)에 의한 질의를 위해 블록(306)이 나타내는 것처럼 기억된다. 네트워크 서버는 라인(320∼326)으로서 표시하는 상호 접속을 통해 용접 파라미터가 개별 컨트롤러 및 전원 공급기 조합(M1, S1, M2, S2)에 로딩되는 LAN(312)에 인터넷(310)을 통해 연결된다. 같은 식으로, 개별 시스템(S', S")의 동기 신호는 라인(312)상에서 이용 가능하며 라인(330)으로서 표시하는 바와 같이 펄스 발생기 또는 클록(340)과 통신한다. 발생기의 출력은 시스템(S', S")의 지연 또는 동기를 개별적으로 제어하는 동기 데이터 라인(332, 334)로서 표시된다. 이것은 도 4에 도시하는 이중 용접봉 시스템의 2개의 아크간의 시간 관계를 나타낸다. 셀(S')은 슬레이브 전원 공급기(S1)와 병렬로 연결된 마스터 전원 공급기(M1)를 포함한다. 같은 식으로, 시스템(S")은 슬레이브 전원 공급기(S2)의 출력과 병렬로 연결된 마스터(M2)를 포함한다. 네트워크 인터페이스 카드(342, 344)는 마스터로부터의 타이밍을 슬레이브에 전달하고, 도 1의 설명에 관하여 나타내는 바와 같이 극성 로직을 지시한다. 이런 식으로, 탄뎀에 사용된 2개의 개별 용접봉은 인터넷 링크를 포함할 수 있는 네트워크를 통해 지시되는 파라미터와 동기 신호에 의해 개별적으로 구동된다. 타이밍 블록 제어의 실제 구현은 마스터 제어 보드 내부에서 이루어진다. 인터페이스 카드(S', S")는 마스터 제어와 슬레이브 제어간에 신호를 변환하고 분리시킨다.
본 발명은 임의 개수의 용접봉을 포함하도록 확장될 수 있다. 3개의 용접봉(350, 352, 354)이 도 5와 도 5a에 도시되어 있다. 전술한 바와 같이 네트워크(360)는 2개의 추가 시스템(370, 372)과 함께 도 1에 도시된 시스템(S)과 통신한다. 네트워크(360)는 시스템(370, 372) 각각의 유사한 게이트웨이(380, 382)와 함께, 도 1에 도시하는 게이트웨이(50, 52)를 통해 로직을 제어한다. 본 발명의 이 실시예는 하나의 용접봉(356)을 통해 동기화되고 시간성을 갖는 AC 전류를 제공하는 2개의 전원 공급기(PSA, PSB)를 예시하고 있다. 용접봉(352)은 전원 공급기(PSC)가 단일 마스터만 사용하여 용접봉(352)의 AC 전류를 생성하도록 게이트웨이(380)에 의해 네트워크(360)와 연결된다. 용접봉(354)은 출력 극성 스위치가 없는 DC 전원 공급기인 전원 공급기(PSD)에 의해 구동되고, 게이트웨이(382)를 통해 네트워크(360)에 의해 구동된다. 상이한 탄뎀 용접봉 프로세스의 구조를 구축하기 위해 다른 구성이 사용된다. 예를 들어, 2개의 용접봉(400, 402)이 도 6과 도 6a의 레이아웃에 도시되어 있다. 4개의 개별 전원 공급기(PSA1, PSB1, PSC1, PSD1)가 병렬로 연결되어 용접봉(402) 양단에 AC 전류를 생성한다. 전원 공급기(PSE)는 출력 극성 스위치가 없는 DC 전원 공급기이다. 전원 공급기의 모두에는 개별 게이트웨이 또는 네트워크 인터페이스 카드(410, 412, 414, 416, 418)가 각각 제공된다. 각각의 게이트웨이는 개별 전원 공급기의 파라미터를 수신하다. 게이트웨이(410∼416)는 처음 4개의 전원 공급기에 있는 스위치들의 타이밍과 극성이 정확하게 상관되도록 상호 접속된다. 게이트웨이(414, 416)가 게이트웨이(412)와 직렬로 구동되게 표시되지만, 실제로, 그들은 병렬적인 방식으로 게이트웨이(410)의 출력으로부터 직접 구동된다. 이것은 개별 게이트웨이에서의 타이밍차의 축적을 막는다.
전술한 바와 같이, 마스터 및 슬레이브 전원 공급기의 스위칭 포인트는 실제로, 인버터가 먼저 턴오프되고 나서, 전원 공급기가 저 전류에 이른 후에 스위치가 극성 전환을 위해 반전되는 스위칭 시퀀스이다. 인버터가 턴오프되면, 전류가 저감된다. 그리고 나서 극성 전환이 일어난다. 이 개념은 스타바의 특허 제6,111,216호에 개시되어 있다. 이 특허받은 스위칭 기술이 도 7과 도 7a에 도시되어 있으며, 2개의 용접봉(420, 422)은 곡선(424)과 곡선(426)으로서 개략적으로 도시된 AC 전류 곡선을 갖는다. 곡선(424)에 있어서, 전원 공급기가 포인트(430)에서 턴오프된다. 전류는 음극으로의 반전이 있는 시간에 저 전류 레벨(432)까지 감쇠된다. 이 음의 전류 레벨은 원하는 파라미터가 도착할 때까지 유지된다. 전원 공급기는 이어서 포인트(434)에서 턴오프되고 음의 전류 펄스는 스위치가 양극으로 전환하는 때에 스위치 포인트(436)까지 감쇠된다. 마스터와 하나 이상의 슬레이브 전원 공급기에 의해, 스위치 포인트 또는 시간(432, 436)과 함께, 킬 포인트(430, 434)를 조정할 필요가 있다. 간략하게 설명해서, 이 극성 반전 시퀀스를 "스위칭 시간"이라고 한다. 곡선(426)은 거리 e만큼 오프셋되고 직렬로 연결된 하나 이상의 전원 공급기에 의해 제공된다. 이 곡선은 전원 공급기 킬 포인트(440)와 킬 포인트(444)를 갖는다. 그 스위칭 포인트(442, 446)는 전류 반전 스위칭 포인트(432, 436)와 일치한다. 도 7a에 도시되는 기술이 양호하지만, 스위칭 포인트에서 직류 전류 반전도 본 발명에 이용된다. 그러한 경우에, 스위치들은 대형이어야 하고 스너버(snubber) 네트워크 또는 그 스위치와 병렬로 연결된 대형의 스너버 네트워크를 필요로 한다.
전술한 바와 같이, 마스터 컨트롤러가 스위치하려고 할 때, 스위치 커맨드는 마스터 컨트롤러에서 발행된다. 이것은 "킬" 신호가 마스터에 의해 수신되게 하여 킬 신호와 극성 로직은 단일 용접봉과 병렬로 연결된 하나 이상의 슬레이브 전원 공급기의 컨트롤러에 신속하게 전달된다. 표준 AC 전원 공급기에 극성 스위치와 병렬로 연결된 대형의 스너버를 사용한다면, 슬레이브 컨트롤러 또는 컨트롤러들은 마스터 전원 공급기가 그 스위치 커맨드를 수신한 후 1∼10 ㎲ 이내에 즉시 스위치된다. 이것은 고 정확성의 인터페이스 카드 또는 게이트웨이의 장점이다. 실제로, 병렬로 연결된 전원 공급기의 전류 반전을 위한 실제 스위칭은 출력 전류가 소정 값, 즉 약 100 암페어 미만일 때까지 일어나지 않는다. 이것에 의해 보다 소형의 스위치를 사용할 수 있다.
이 지연된 스위칭 기술을 이용한 본 발명의 구현에는 모든 전원 공급기가 소정의 저 전력 레벨 아래로 된 후에만 실제 스위칭이 필요하다. 지연 프로세스는 디지털 프로세서의 소프트웨어에서 달성되고 도 8의 개략적 레이아웃으로 도시된다. 마스터 전원 공급기(500)의 컨트롤러가 라인(502)으로 표시되는 커맨드 신호를 수신할 때, 전원 공급기는 스위칭 스퀀스를 개시한다. 마스터는 슬레이브의 스위칭이 마스터의 극성 스위칭에 부합하도록 원하는 극성을 제공하기 위해 라인(504)상에 로직을 출력한다. 커맨드된 스위치 시퀀스에서, 마스터 전원 공급기(500)의 인버터는, 홀 효과 트랜듀서(510)에 의해 판독될 때 용접봉(E)의 전류가 저감되도록 턴오프되거나 다운된다. 라인(502)상에서 스위치 커맨드는 병렬 연결된 슬레이브 전원 공급기(520, 522)의 컨트롤러에서 라인(512)으로 표시되는 즉각적인 "킬" 신호를 일으켜서 홀 효과 트랜듀서(532, 534)에 의해 측정되는 접합점(530)에 전류를 제공한다. 모든 전원 공급기는 인버터가 턴오프되거나 다운되는 스위치 시퀀스에 있다. 소프트웨어 비교기 회로(550, 552, 524)는 저감된 전류와 라인(556)상의 전압이 기준되는 소정의 저 전류에 비교한다. 각 전원 공급기가 소정 값 아래로 저감할 때, 신호는 샘플 및 홀드 회로(570, 572, 574)의 입력 각각에서 라인(560, 562, 564)에 나타난다. 그 회로는 스트로브 신호에 의해 전원 공급기 각각으로부터 라인(580)에 출력된다. 설정 로직이 회로(570, 572, 574)에 저장될 때, YES 로직이 스트로브 신호의 시간에서 라인(READY1, READY2, READY3)상에 제공된다. 이 신호는 전원 공급기에 생성되고 그 주기가 25 ㎲이지만, 다른 고속의 스트로브를 사용할 수도 있다. 그 신호는 도 8에 점선으로 표시하는, 마스터 전원 공급기의 컨트롤러(C)로 보내진다. AND 게이트(580)가 나타내는 소프트웨어 ANDing 기능은 모든 전원 공급기가 극성을 스위치할 예정일 때 라인(582)상에서 YES 로직 출력을 갖는다. 이 출력 상태가 클록에 전해져서, 원하는 극성의 로직이 제공된 D 단자를 갖는 소프트웨어 플립플롭(600)의 단자 ECLK를 라인(504)상에 나타나도록 스위칭되게 한다. 약 1 ㎒ 클록에서 동작하는 발진기 또는 타이머는 라인(602)상의 신호로 플립플롭을 단말(CK)에서 클록킹한다. 이것은 라인(504)상에 있는 극성 커맨드 로직을 Q 단말(604)로 전송하여, 라인(612)의 이 로직이 마스터 전원 공급기(500)를 스위칭하는 동일한 시간에 라인(610)의 이 동일한 로직을 제공하여 슬레이브(520, 522)를 스위칭한다. 스위칭 후에, 라인(504)상의 극성 로직은 마스터 전원 공급기가 스위칭 주파수에 기초된 다음의 스위치 커맨드를 대기하는 동안에 반대 극성으로 변한다. 다른 회로를 스위칭 시퀀스의 지연을 해결하도록 사용할 수 있지만, 도 8에 나타낸 것이 현재의 방식이다.
인터페이스 타이밍을 10 ㎲ 미만이라고 설명하였다. 이 값은 이더넷 정확성보다 실질적으로 더 정확하게 된다. 그러므로, 그것이 약 100 ㎲만큼 높다면, 여전히 장점을 제공할 수 있다. 그러나, 조정된 스위칭은 25 ㎲에서 READY 스트로브와 약 10 ㎲보다 낮은 정확도로 용이해 질 수 있다. 각 전원 공급기는 스위치 커맨드가 발생하기 전에 극성을 전환할 것이다. 예비 전류 전에 어느 하나가 저감될 수 있고 이어서 다른 하나가 예비 전류로 저감되는 동안에 다시 되돌아 올 수 있다. 중요한 것은 저 전류에서의 정확한 제어와 스위칭이다. 또한, 전원 공급기는 정확한 인터페이스로써 전환 극성 쵸퍼 스위치의 양극 상태를 가진 백투백(back-to-back) 반전 극성 쵸퍼일 수 있다. 백투백 AC 쵸퍼 전원 공급기는 2000년 5월 22일 출원한 미국 특허 출원 일련 번호 제09/575,264호에 개시되어 있고, 이 문헌은 여기에서의 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (116)

  1. 용접봉(electrode)과 워크피스간에 AC 용접 아크를 발생시키는 전기 아크 용접 장치로서,
    제1 전원 공급기의 제1 컨트롤러로서, 상기 제1 전원 공급기로 하여금 상기 제1 컨트롤러의 소정의 시스템 특정 동기 신호에 대하여 시간성을 갖는 관계에서 극성 전환 스위칭 포인트를 갖는 스위치 신호를 생성함으로써 상기 용접봉과 워크피스간에 AC 전류를 생성하게 하고, 상기 제1 컨트롤러에 대한 제1 전원 공급기 특정 파라미터 신호에 응답하여 제1 용접 파라미터에서 동작되는 제1 컨트롤러와,
    슬레이브 전원 공급기로 하여금 스위칭 포인트에서 상기 AC 전류의 극성을 전환시킴으로써 상기 용접봉과 워크피스간에 AC 전류를 생성하게 동작시키는 하나 이상의 슬레이브 컨트롤러로서, 상기 슬레이브 컨트롤러에 대한 제2 전원 공급기 특정 파라미터 신호에 응답하여 제2 용접 파라미터에서 동작되는 하나 이상의 슬레이브 컨트롤러와,
    상기 제1 컨트롤러와 상기 제2 슬레이브 컨트롤러에 연결되며, 상기 제1 컨트롤러 및 상기 슬레이브 컨트롤러에 대한 디지털 형식의 제1 전원 공급기 특정 파라미터 신호 및 제2 전원 공급기 특정 파라미터 신호와 상기 소정의 시스템 특정 동기 신호를 포함하는 정보 네트워크와,
    상기 제1 컨트롤러와 상기 슬레이브 컨트롤러를 연결시키고, 상기 제1 컨트롤러로부터의 상기 스위치 신호에 의해 상기 제2 전원 공급기의 상기 스위칭 포인트를 제어하는 디지털 인터페이스를 포함하는 전기 아크 용접 장치.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, 상기 전원 공급기들은 상기 스위치 신호 다음에 일제히 극성을 전환하는 것인 전기 아크 용접 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 정보 네트워크는 상기 전술한 제1 소정 신호로부터 시간적으로 오프셋된 제2 소정 시스템 특정 동기 신호와 제3 전원 공급기 특정 파라미터 신호를 포함하는 것인 전기 아크 용접 장치.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 디지털 인터페이스는 10 ㎲ 미만의 타이밍 정확도를 갖는 것인 전기 아크 용접 장치.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제5항에 있어서, 상기 정확도는 1∼5 ㎲인 범위를 갖는 것인 전기 아크 용접 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 용접봉과 워크피스간에 AC 용접 아크를 발생시키는 전기 아크 용접 장치로서,
    특정 스위치 시간에 제1 전류의 극성을 전환시키는 제1 스위치 제어 신호를 생성함으로써 상기 용접봉과 워크피스간에 제1 용접 파라미터를 갖는 제1 AC 전류를 생성하는 제1 전원 공급기와,
    상기 특정 스위치 시간에 근접한 스위치 시간에 상기 제2 전류의 극성을 전환시키는 제2 스위치 제어 신호에 의해 상기 용접봉과 워크피스간에 제2 용접 파라미터를 갖는 제2 AC 전류를 생성하는 제2 전원 공급기와,
    상기 제1 전원 공급기와 제2 전원 공급기 사이에 있으며 상기 제1 신호에 의해 상기 제2 신호를 생성하는 타이밍 인터페이스로서, 상기 제2 전원 공급기의 상기 스위치 시간은 상기 특정 스위치 시간의 5㎲내에 있는 것인 타이밍 인터페이스를 포함하는 전기 아크 용접 장치.
  11. 삭제
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항에 있어서, 상기 제1 용접 파라미터 및 제2 용접 파라미터는 상기 전원 공급기의 출력 전류를 포함하는 것인 전기 아크 용접 장치.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항 또는 제12항에 있어서, 상기 제1 전원 공급기의 상기 출력 전류는 고정된 값인 것인 전기 아크 용접 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제1 용접봉과 워크피스간에 제1 AC 용접 아크와, 상기 제1 용접봉과 제2 용접봉이 상기 워크피스를 따라 이동할 때 상기 제2 용접봉과 상기 워크피스간에 제2 용접 아크를 발생시키는 전기 아크 용접 장치로서,
    상기 제1 AC 용접 아크에 연결되며, 제1 용접 파라미터를 갖는 제1 동기화된 신호에 의해 결정된 제1 동기화된 시간에 동작되는 2개 이상의 전원 공급기를 갖는 제1 셀로서, 상기 제1 셀의 상기 전원 공급기들 사이에 있으며 상기 제1 셀의 상기 전원 공급기들의 극성 전환을 상관시키는 고 정확도의 상호 접속 인터페이스를 포함하는 제1 셀과,
    상기 제2 용접 아크에 연결되며, 상기 제1 동기 신호로부터 오프셋된 제2 동기 신호에 의해 결정되는 제2 용접 파라미터를 갖는 제2 동기화된 시간에 동작되는 2개 이상의 전원 공급기를 갖는 제2 셀로서, 상기 제2 셀의 상기 전원 공급기들 사이에 있으며 상기 제2 셀의 상기 전원 공급기들의 극성 전환을 상관시키는 고 정확도의 상호 접속 인터페이스를 포함하는 제2 셀과,
    상기 제1 셀 및 제2 셀에 연결되며, 상기 제1 용접 파라미터 및 제2 용접 파라미터를 포함하는 디지털 신호와 디지털화된 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호를 포함하는 저 정확도의 정보 네트워크를 포함하는 전기 아크 용접 장치.
  17. 제1항, 제10항 또는 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정보 네트워크는 인터넷 링크와, 상기 링크와 통신하는 이더넷을 포함하는 것인 전기 아크 용접 장치.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제16항에 있어서, 상기 제1 용접 파라미터 및 제2 용접 파라미터는 전류, 전압 및 와이어 급전 속도로 이루어진 클래스로부터 선택되는 것인 전기 아크 용접 장치.
  19. 제1항, 제10항 또는 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 공급기 각각에 의해 "예비(ready)" 신호가 생성된 후에만 상기 극성을 전환하는 소프트웨어 회로를 포함하는 전기 아크 용접 장치.
  20. 용접봉과 워크피스간에 AC 용접 아크를 발생시키는 전기 아크 장치로서,
    특정 활성 스위치 시간에 제1 전류의 극성을 전환시키는 제1 스위치 제어 신호를 생성함으로써, 상기 용접봉과 워크피스간에 제1 용접 파라미터를 갖는 제1 AC 전류를 생성하는 제1 전원 공급기와,
    스위치 활성 시간에 제2 전류의 극성을 전환시키는 제2 스위치 제어 신호로써 상기 용접봉과 워크피스간에 제2 용접 파라미터를 갖는 제2 AC 전류를 생성하는 제2 전원 공급기와,
    상기 제1 전원 공급기와 제2 전원 공급기 사이에 있으며 상기 제1 신호에 의해 상기 제2 신호를 생성하는 타이밍 인터페이스로서, 상기 제2 전원 공급기의 상기 스위치 활성 시간이 상기 제1 전원 공급기의 상기 특정 스위치 활성 시간의 10 ㎲ 내에 있는 것인 타이밍 인터페이스를 포함하는 전기 아크 용접 장치.
  21. 삭제
  22. 제20항에 있어서, 상기 제1 전원 공급기는 극성을 변경할 예정일 때 제1 "예비" 신호를 생성하고, 상기 제2 전원 공급기는 극성을 변경할 예정일 때 제2 "예비" 신호를 생성하고, 소프트웨어 회로는 상기 제1 예비 신호 및 제2 예비 신호가 생성된 후에 상기 전원 공급기 양쪽을 스위치하는 것인 전기 아크 용접 장치.
  23. 용접봉과 워크피스간에 AC 용접 아크를 발생시키는 전기 아크 장치로서,
    특정 시간에 제1 전류의 극성을 전환시키는 제1 스위치 신호를 생성함으로써, 상기 용접봉과 워크피스간에 제1 용접 파라미터를 갖는 제1 AC 전류를 생성하는 제1 전원 공급기와,
    소정 시간에 제2 전류의 극성을 전환시키는 제2 스위치 신호에 의해 상기 용접봉과 워크피스간에 제2 용접 파라미터를 갖는 제2 AC 전류를 생성하는 제2 전원 공급기와,
    상기 제1 전원 공급기와 제2 전원 공급기 사이에 있으며 상기 제1 신호에 의해 상기 제2 신호를 생성하는 타이밍 인터페이스와,
    상기 제1 신호 및 제2 신호 다음에 상기 전원 공급기들을 스위치하는 회로를 포함하고,
    상기 스위치 회로는 상기 전원 공급기들의 전류가 소정량보다 적을 때 상기 전원 공급기를 스위치하는 검출기를 포함하는 회로를 포함하는 전기 아크 용접 장치.
  24. 청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항, 제20항 또는 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 용접 파라미터 및 제2 용접 파라미터는 1 ㎲보다 큰 시간 정확도로 정보 네트워크에 의해 상기 제1 전원 공급기 및 제2 전원 공급기에 보내지는 것인 전기 아크 용접 장치.
  25. 청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제23항에 있어서, 상기 소정량은 100 암페어인 것인 전기 아크 용접 장치.
  26. 용접봉과 워크피스간에 AC 용접 아크를 발생시키는 전기 아크 용접 장치로서,
    특정 활성 스위치 시간에 제1 전류의 극성을 전환시키는 제1 스위치 제어 신호를 생성함으로써, 상기 용접봉과 워크피스간에 제1 용접 파라미터를 갖는 제1 AC 전류를 생성하는 제1 전원 공급기와,
    스위치 활성 시간에 제2 전류의 극성을 전환시키는 제2 스위치 제어 신호에 의해 상기 용접봉과 워크피스간에 제2 용접 파라미터를 갖는 제2 AC 전류를 생성시키는 제2 전원 공급기와,
    상기 제1 전원 공급기와 제2 전원 공급기 사이에 있으며 상기 제1 신호 및 제2 신호가 10 ㎲ 내에 있는 상기 제1 신호에 의해 상기 제2 신호를 생성하는 타이밍 인터페이스를 포함하는 전기 아크 용접 장치.
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 제1항 또는 제26항에 있어서, 상기 AC 전원 공급기는 백투백 쵸퍼를 포함하는 것인 전기 아크 용접 장치.
  30. 삭제
  31. 용접봉과 워크피스간에 AC 용접 아크를 발생시키는 전기 아크 용접 장치로서,
    특정 활성 스위치 시간에 제1 전류의 극성을 전환시키는 제1 스위치 제어 신호를 생성함으로써, 상기 용접봉과 워크피스간에 제1 AC 전류 파형을 생성하는 제1 전원 공급기와,
    스위치 활성 시간에 제2 전류의 극성을 전환시키는 제2 스위치 제어 신호에 의해 상기 용접봉과 워크피스간에 제2 AC 전류 파형을 생성하는 제2 전원 공급기와,
    상기 제1 전원 공급기와 제2 전원 공급기 사이에 있으며 상기 제1 스위치 제어 신호에 의해 상기 제2 스위치 제어 신호를 생성하는 타이밍 인터페이스를 포함하는 전기 아크 용접 장치.
  32. 청구항 32은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제31항에 있어서, 상기 제1 스위치 제어 신호 및 제2 스위치 제어 신호는 10 ㎲ 내에 있는 것인 전기 아크 용접 장치.
  33. 제26항, 제31항 또는 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 공급기 각각의 출력 전류를 검출하는 센서와, 상기 출력 전류가 특정 레벨 이하일 때에 상기 스위치 활성 시간 및 상기 특정 활성 스위치 시간을 일으키는 회로를 포함하는 전기 아크 용접 장치.
  34. 청구항 34은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항, 제26항, 제31항 또는 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 AC 전원 공급기는 인버터인 것인 전기 아크 용접 장치.
  35. 청구항 35은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제26항, 제31항 또는 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스위치 활성 시간 및 상기 특정 활성 스위치 시간은 동일한 것인 전기 아크 용접 장치.
  36. 제31항 또는 제32항에 있어서, 상기 전류 파형들 중 하나 이상의 전류 파형이 파형 성형기에 의해 제어되는 각 펄스의 크기로 18 ㎑ 이상의 주파수에서 발생하는 다수의 전류 펄스에 의해 생성되는 것인 전기 아크 용접 장치.
  37. 제31항 또는 제32항에 있어서, 상기 제1 AC 전류 파형 및 제2 AC 전류 파형의 위상을 제어하는 동기 회로를 포함하는 전기 아크 용접 장치.
  38. 제31항 또는 제32항에 있어서, 상기 파형 각각은 전용 파라미터 세트에 의해 제어되는 형상을 갖는 것인 전기 아크 용접 장치.
  39. 용접봉과 워크피스 양단에 연결된 제1 출력 리드선으로 제1 AC 출력을 생성하는 제1 출력 극성 전환 스위치 네트워크를 갖는 제1 전력원과, 상기 전력원으로부터의 전류가 추가되는 상기 제1 리드선과 병렬로 상기 용접봉과 워크피스 양단에 연결된 제2 출력 리드선으로 제2 AC 출력을 생성하는 제2 출력 극성 전환 스위치 네트워크를 갖는 제2 전력원을 포함하는 전기 아크 용접기.
  40. 제39항에 있어서, 상기 AC 출력 각각은 파형 성형기에 의해 제어되는 각 펄스의 크기로 18 ㎑ 이상의 주파수에서 발생하는 다수의 전류 펄스에 의해 생성되는 것인 전기 아크 용접기.
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  42. 제1 용접봉과 워크피스 사이에 있는 제1 갭에 걸쳐 제1 파형과, 상기 용접봉이 상기 워크피스에 대하여 이동하는 동안 제2 용접봉과 상기 워크피스 사이에 있는 제2 갭에 걸쳐 제2 파형을 발생시키는 전기 아크 용접 장치로서,
    상기 파형들 중 하나 이상의 파형을 발생시키는 2개의 전력원을 포함하고, 다수의 전류 펄스에 의해 생성되는 상기 하나 이상의 파형은 파형 성형기와 상기 제1 파형 및 제2 파형을 동기화하는 회로에 의해 제어되는 각 펄스의 크기로 18 ㎑ 이상의 주파수에서 발생되는 것인 전기 아크 용접 장치.
  43. 청구항 43은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제39항 또는 제42항에 있어서, 상기 워크피스는 오픈 루트 조인트인 것인 전기 아크 용접 장치.
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  78. 갭을 형성하는 워크피스의 2개의 이격된 단부에서, 선두 용접 와이어를 녹이고 상기 녹인 와이어를 갭에 증착시킴으로써 상기 2개의 이격된 단부를 부분적으로 접합하는 단락 회로 아크 용접 방법으로서,
    (a) 상기 용접 와이어에 용접 전류를 공급하며, 상기 용접 와이어에서의 상기 용접 전류를 부분적으로 제어하는 펄스 폭 변조기와 상기 펄스폭 변조기를 부분적으로 제어하는 파형 발생기를 포함하는 하나 이상의 전원 공급기를 갖는 주요 아크 용접기를 제공하는 단계와,
    (b) 전류 파형을 나타내는 용접 사이클을 구성하는 일련의 전류 펄스를 생성하는 단계로서, 각각의 전류 펄스가 상기 워크피스에 대하여 소정의 전기 극성을 갖는 것인 전류 펄스의 생성 단계와,
    (c) 상기 복수개의 전류 펄스의 펄스 폭을 제어하는 단계를 포함하는 용접 방법.
  79. 제78항에 있어서, 상기 파형 발생기는 상기 펄스 폭 변조기에 의해 발생된 신호를 부분적으로 제어하여 상기 전류 파형을 생성하는 것을 용이하게 하는 것인 용접 방법.
  80. 제78항에 있어서, 상기 파형 발생기에 의해 사용되는 특정 파형을 선택하여 상기 펄스 폭 변조기를 부분적으로 제어하는 단계를 포함하는 용접 방법.
  81. 청구항 81은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제78항에 있어서, 상기 펄스 폭 변조기는 고주파수에서 동작하는 것인 용접 방법.
  82. 청구항 82은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제78항에 있어서, 상기 워크피스는 파이프를 포함하는 것인 용접 방법.
  83. 청구항 83은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제78항에 있어서, 상기 2개의 이격된 단부는 파이프의 이음을 형성하는 것인 용접 방법.
  84. 청구항 84은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제78항에 있어서, 상기 주요 아크 용접기는 복수의 전원 공급기를 포함하는 것인 용접 방법.
  85. 청구항 85은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제84항에 있어서, 제1 전원 공급기는 마스터 전원 공급기이고, 하나 이상의 다른 전원 공급기는 슬레이브 전원 공급기인 것인 용접 방법.
  86. 청구항 86은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제85항에 있어서, 상기 마스터 전원 공급기와 상기 슬레이브 전원 공급기는 동기 회로에 의해 부분적으로 제어되는 것인 용접 방법.
  87. 청구항 87은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제78항에 있어서, 상기 주요 아크 용접기에 대해 원거리에 있는 위치로부터 상기 주요 아크 용접기를 부분적으로 제어하는 단계를 더 포함하는 용접 방법.
  88. 청구항 88은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제87항에 있어서, 정보 네트워크를 포함하여 상기 원거리에 있는 위치로부터 상기 주요 아크 용접기를 부분적으로 제어하는 정보 네트워크를 포함하는 용접 방법.
  89. 제78항에 있어서, 상기 주요 아크 용접기와 통신하는 제2 용접 아크 용접기를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제2 용접 아크 용접기는 제2 용접 와이어와 상기 워크피스간에 제2 용접 전류를 공급하는 것인 용접 방법.
  90. 제89항에 있어서, 상기 제2 용접 아크 용접기는 상기 제2 용접 전류를 상기 제2 용접 와이어에 공급하는 하나 이상의 전원 공급기를 포함하고, 상기 전원 공급기는 상기 제2 용접 와이어에서 상기 제2 용접 전류를 부분적으로 제어하는 펄스 폭 변조기와 상기 펄스 폭 변조기를 부분적으로 제어하는 파형 발생기를 포함하며, 상기 전원 공급기는 각 전류 펄스가 상기 워크피스에 대하여 소정의 전기 극성을 갖는 특정 전류 파형을 나타내는 용접 사이클을 구성하는 일련의 전류 펄스를 생성하고, 상기 펄스 폭 변조기는 상기 복수의 전류 펄스의 전류 펄스 폭을 제어하는 것인 용접 방법.
  91. 제78항에 있어서, 상기 주요 아크 용접기와 통신하는 제3 아크 용접기를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제3 아크 용접기는 제3 용접 와이어와 상기 워크피스간에 제3 용접 전류를 공급하는 것인 용접 방법.
  92. 청구항 92은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제91항에 있어서, 상기 제3 아크 용접기는 상기 제3 용접 전류를 상기 제3 용접 와이어에 공급하는 하나 이상의 전원 공급기를 포함하고, 상기 전원 공급기는 상기 제3 용접 와이어에서 상기 제3 용접 전류를 부분적으로 제어하는 펄스 폭 변조기와 상기 펄스 폭 변조기를 부분적으로 제어하는 파형 발생기를 포함하며, 상기 전원 공급기는 각 전류 펄스가 상기 워크피스에 대하여 소정의 전기 극성을 갖는 특정 전류 파형을 나타내는 용접 사이클을 구성하는 일련의 전류 펄스를 생성하고, 상기 펄스 폭 변조기는 상기 복수의 전류 펄스의 전류 펄스 폭을 제어하는 것인 용접 방법.
  93. 청구항 93은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제78항에 있어서, 상기 주요 아크 용접기와 통신하는 제4 아크 용접기를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제4 아크 용접기는 제4 용접 와이어와 상기 워크피스간에 제4 용접 전류를 공급하는 것인 용접 방법.
  94. 청구항 94은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제93항에 있어서, 상기 제4 아크 용접기는 상기 제4 용접 전류를 상기 제4 용접 와이어에 공급하는 하나 이상의 전원 공급기를 포함하고, 상기 전원 공급기는 상기 제4 용접 와이어에서 상기 제4 용접 전류를 부분적으로 제어하는 펄스 폭 변조기와 상기 펄스 폭 변조기를 부분적으로 제어하는 파형 발생기를 포함하며, 상기 전원 공급기는 각 전류 펄스가 상기 워크피스에 대하여 소정의 전기 극성을 갖는 특정 전류 파형을 나타내는 용접 사이클을 구성하는 일련의 전류 펄스를 생성하고, 상기 펄스 폭 변조기는 상기 복수의 전류 펄스의 전류 펄스 폭을 제어하는 것인 용접 방법.
  95. 청구항 95은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제89항에 있어서, 상기 복수의 아크 용접기를 서로 가깝게 배치시키는 단계를 포함하는 용접 방법.
  96. 청구항 96은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제89항에 있어서, 상기 아크 용접기 중 2개 이상의 전류 파형의 위상 또는 주파수를 제어하는 단계를 포함하는 용접 방법.
  97. 청구항 97은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제96항에 있어서, 상기 아크 용접기 중 2개 이상의 상기 전류 파형의 펄스는 상이한 것인 용접 방법.
  98. 청구항 98은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제88항에 있어서, 상기 정보 네트워크는 상기 아크 용접기 중 2개 이상의 아크 용접기를 부분적으로 제어하는 것인 용접 방법.
  99. 청구항 99은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제89항에 있어서, 상기 복수의 아크 용접기는 복수의 전원 공급기를 포함하는 것인 용접 방법.
  100. 청구항 100은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제99항에 있어서, 상기 복수의 전원 공급기는 마스터 전원 공급기와 하나 이상의 슬레이브 전원 공급기를 포함하는 것인 용접 방법.
  101. 청구항 101은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제100항에 있어서, 상기 마스터 전원 공급기와 상기 슬레이브 전원 공급기는 동기 회로에 의해 부분적으로 제어되는 것인 용접 방법.
  102. 청구항 102은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제78항에 있어서, 상기 하나 이상의 아크 용접기의 상기 전원 공급기는 DC 용접 전류를 생성하는 것인 용접 방법.
  103. 청구항 103은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제78항에 있어서, 상기 하나 이상의 아크 용접기의 극성을 제어하여 상기 용접 전류의 극성을 부분적으로 제어하는 단계를 포함하는 용정 방법.
  104. 청구항 104은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제78항에 있어서, 상기 하나 이상의 아크 용접기의 상기 용접 전류는 단일 극성을 유지하는 것인 용접 방법.
  105. 청구항 105은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제78항에 있어서, 상기 하나 이상의 아크 용접기의 상기 용접 전류는 양극과 음극 사이에서 교번하는 것인 용접 방법.
  106. 청구항 106은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제105항에 있어서, 상기 용접 전류의 상기 양극 및 음극은 상기 극성 제어기에 의해 제어되는 DC 전류로부터 부분적으로 형성되는 것인 용접 방법.
  107. 청구항 107은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제105항에 있어서, 2개 이상의 아크 용접기는 양극 및 음극의 용접 전류를 생성하고, 상기 각 용접 전류는 상이한 위상을 갖는 것인 용접 방법.
  108. 청구항 108은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제89항에 있어서, 하나 이상의 아크 용접기는 단일 극성의 용접 전류를 제공하고, 하나 이상의 다른 용접기는 양극 및 음극의 용접 전류를 제공하는 것인 용접 방법.
  109. 청구항 109은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제89항에 있어서, 상기 주요 아크 용접기는 단일 극성의 용접 전류를 사용하는 용접을 수행하고, 하나 이상의 다른 아크 용접기는 양극 및 음극의 용접 전류를 사용하는 용접을 수행하는 것인 용접 방법.
  110. 청구항 110은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제78항에 있어서, 상기 파형 발생기 또는 상기 펄스 폭 변조기는 소프트웨어 제어되는 것인 용접 방법.
  111. 청구항 111은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제78항에 있어서, 상기 파형 발생기와 상기 펄스 폭 변조기는 마이크로칩에 내장되는 것인 용접 방법.
  112. 제1 전원 공급기로써 제1 용접봉과 워크피스간에 제1 전류 파형을 가진 제1 AC 용접 아크와, 상기 제1 용접봉과 제2 용접봉이 용접 경로를 따라 일제히 이동할 때 상기 제2 전원 공급기로써 상기 제2 용접봉과 워크피스간에 제2 AC 용접 아크를 발생시키는 전기 아크 용접 장치로서,
    상기 제1 전원 공급기 및 제2 전원 공급기 각각은 파형 성형기에 의해 제어되는 각 전류의 크기와 스위칭 신호에 의해 제어되는 파형의 극성으로 18 ㎑ 이상의 주파수에서 발생하는 다수의 전류 파형에 의해 그의 파형을 생성하는 고속 스위칭 인버터를 포함하고, 상기 제1 파형은 제어된 시간 길이만큼 상기 제2 파형으로부터 오프셋되는 것인 전기 아크 용접 장치.
  113. 삭제
  114. 제1 전원 공급기로써 제1 용접봉과 워크피스간에 제1 전류 파형을 가진 제1 AC 용접 아크와, 상기 제1 용접봉과 제2 용접봉이 용접 경로를 따라 일제히 이동할 때 제2 전원 공급기로써 상기 제2 용접봉과 워크피스간에 제2 AC 용접 아크를 발생시키는 전기 아크 용접 장치로서,
    상기 제1 전원 공급기 및 제2 전원 공급기 각각은 파형 성형기에 의해 제어되는 각 전류의 크기와 스위칭 신호에 의해 제어되는 파형의 극성으로 18 ㎑ 이상의 주파수에서 발생하는 다수의 전류 파형에 의해 그의 파형을 생성하는 고속 스위칭 인버터를 포함하고, 상기 제1 파형 및 제2 파형은 각각 사이클 길이를 갖고 그 경우에 동시 발생하는 극성 관계의 주기가 1 사이클 미만이 되는 것인 전기 아크 용접 장치.
  115. 제112항 또는 제114항에 있어서, 상기 제1 파형 및 제2 파형은 동일한 것인 전기 아크 용접 장치.
  116. 제78항 내지 제111항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 장치.
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