KR101122948B1 - 아크 전압 검출 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아크 전압 검출 장치에 관한 것으로, 용접 중 발생하는 모재의 변형에도 용접 장치가 토치 높이를 일정하게 유지할 수 있도록, 용접 토치에 전원을 공급하는 전극과 연결된 제1전극; 용접 모재에 전원을 공급하는 전극과 연결된 제2전극; 및 용접 중 발생하는 제1전극과 제2전극 사이의 전압차를 측정하는 감지부;를 포함한다.
용접, 토치, 높이, 감지

Description

아크 전압 검출 장치{A voltage sensing apparatus for arc}
본 발명은 아크 전압 검출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접 중 발생하는 모재의 변형에도 용접 장치가 토치 높이를 일정하게 유지할 수 있도록 아크 전압을 검출하는 장치에 관한 것이다.
용접 중 정전류 전원 용접기는 토치와 모재(Base Metal) 사이에 전압을 인가하고, 이 둘 사이에서 발생하는 아크에 의해 용접을 수행하는 기술을 사용한다. 이러한 용접 기술은 용접 중에 모재의 변형이 발생할 경우, 용접 상태가 불량해지는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 모재의 변형에 따라 토치의 높이를 기계적으로 조절하는 기술이 제안되었다. 그러나 이러한 기술은 토치 높이의 변화가 즉각적이지 못하고 눈대중에 의해 이루어지기 때문에 정밀 용접 분야에는 활용될 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 전술된 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 아크 전압 측정에 의해 모재의 변형에 따른 즉각적인 토치 높이 조절이 가능하도록 정밀하고 즉답적인 아크 전압 측정 기술의 제공을 목적으로 한다.
전술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태에 따른 아크 전압 검출 장치는, 용접 토치에 전원을 공급하는 전극과 연결된 제1전극, 용접 모재에 전원을 공급하는 전극과 연결된 제2전극, 및 용접 중 발생하는 제1전극과 제2전극 사이의 전압차를 측정하는 감지부를 포함하여 이루어지되, 상기 용접 토치에 전원을 공급하는 장치 및 상기 용접 토치의 높이를 제어하는 장치와 공통 접지로 연결된 제3전극; 상기 제1전극과 제2전극 사이에 연결된 제1콘덴서; 상기 제2전극과 제3전극 사이에 연결된 제3콘덴서; 및 상기 제1전극과 제3전극 사이에 연결된 제2콘덴서;를 추가로 포함하고, 상기 감지부는 상기 제1전극과 제2전극 사이에서 제1콘덴서에 대해 병렬로 연결될 수 있다.
삭제
본 실시형태에서, 상기 제1전극과 제1콘덴서 사이에 연결된 고주파 억제용 코일;을 추가로 포함할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 감지부의 일단과 제1콘덴서 사이에 연결된 전류 제한용 저항; 을 추가로 포함할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 감지부는 상기 제1전극과 제2전극에 대해 전기적으로 분리된 상태에서 전압차를 측정하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서, 상기 감지부는: 일측이 개방된 링 형상의 코어; 상기 코어의 외주를 따라 감긴 권선부; 상기 코어의 개방 부분에 위치되어, 상기 코어에서 발생된 자계의 강도에 따라 저항값이 변하는 홀 소자; 및 상기 홀 소자의 저항값 변화를 증폭하여 출력하는 증폭기;를 포함할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 감지부는: 포토 커플러가 사용될 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 감지부는: 절연 변압기가 사용될 수 있다.
삭제
본 발명에 따르면 아크 전압 검출에 의해, 모재의 변형에도 토치와 모재의 높이를 일정하게 유지할 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예가 기술된다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대 로 내려져야 할 것이다.
(제1실시예)
먼저 첨부된 도면 도 1을 참조로 본 발명의 제1실시예에 따른 아크 전압 검출 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 검출 장치의 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 제1실시예에 따른 아크 전압 검출 장치(100: 이하에서 설명의 편의를 위하여, 별다른 설명이 없는 한 ‘아크 전압 검출 장치’는 간략히 ‘검출 장치’라 한다)에서, 제1전극(110)은 용접 토치에 전원을 공급하는 전극과 연결된다.
제2전극(120)은 용접 모재에 전원을 공급하는 전극과 연결된다.
제3전극(130)은 용접 토치에 전원을 공급하는 장치 및 상기 용접 토치의 높이를 제어하는 장치와 공통 접지로 연결된다.
코일(112)은 고주파 억제용 코일로, 제1전극(110)과 제1콘덴서(114) 사이에 연결되어, 용접 시작시 발생하는 고주파 성분을 억제하게 된다.
제1콘덴서(114)는 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 연결된다.
제2콘덴서(116)는 제1전극(110)과 제3전극(130) 사이에 연결된다.
제3콘덴서(118)는 제2전극(120)과 제3전극(130) 사이에 연결된다.
콘덴서들(114,116,118)은 고주파를 바이패스하기 위해 사용된다.
저항(122)은 감지부(150)의 일단과 제1콘덴서(114) 사이에 연결되며, 권선 부(152)에 흐르는 전류량을 제한하여, 높은 아크 전압에도 권선부(152)가 손상되지 않도록 돕는다.
감지부(150)는 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이의 전압차를 측정한다. 감지부(150)는 일단이 저항(122)에 연결되고 타단이 제2전극(120)에 연결된다. 감지부(150)는 제1전극(110)과 제2전극(120)에 대해 전기적으로 분리된 상태에서 이들의 전압차를 측정하게 되는데, 이를 위하여 코어(154)가 일측이 개방된 링 형상으로 형성된다.
권선부(152)는 코어(154)의 외주를 따라 감긴다.
홀 소자(156)는 코어(154)의 개방 부분에 위치되어, 코어(154)에서 발생된 자계의 강도에 따라 저항값이 변한다.
증폭기(158)는 홀 소자(156)의 저항값 변화를 증폭하여 출력하며, 이때의 출력 전압에 따라 용접 장치가 토치의 높이를 조절하게 된다.
(제2실시예)
이하에서 첨부된 도면 도 2를 참조로 본 발명의 제2실시예에 따른 검출 장치를 설명한다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 검출 장치의 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 제2실시예에 따른 검출 장치는 제1실시예에 따른 검출 장치에 비해 감지부(150)에 대응되는 감지부(250)에 포토 커플러(255)가 사용되는 것을 제외하고는 실질적으로 동일하다.
(제3실시예)
이하에서 첨부된 도면 도 3을 참조로 본 발명의 제3실시예에 따른 검출 장치를 설명한다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 검출 장치의 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 제3실시예에 따른 검출 장치는 제1실시예에 따른 검출 장치에 비해, 감지부(150)에 대응되는 감지부(350)에 절연 변압기(355: isolation transformer)가 사용되는 것을 제외하고는 실질적으로 동일한 구성을 갖는다.
(제4실시예)
이하에서 첨부된 도면 도 4를 참조로 본 발명의 제4실시예에 따른 용접 장치를 설명한다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 용접 장치의 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 제4실시예에 따른 용접 장치는 검출 장치(100)로부터 토치(40)와 모재(50) 사이에서 발생하는 아크 전압을 아크 제어 장치(20)가 수신하고, 이에 따라 슬라이더(30)의 동작을 제어하여 토치(40)의 높이를 제어하게 된다.
미설명부호 ‘10’은 본체로 토치(40)와 모재(50)에 전압을 공급하게 된다.
한편, 검출 장치(100)의 접지선이 아크 제어 장치(20)와 본체(10)의 바디나 접지에 공통으로 연결됨에 유의한다. 이는 노이즈 성분을 억제하여 검출 정확성을 높이고 오동작을 줄이기 위해 필요하다.
이상으로 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 기술하였다.
그러나 본 발명은 전술된 실시예에만 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 당업자에 의해, 첨부된 청구범위의 정신과 사상 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 검출 장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 검출 장치의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 검출 장치의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 용접 장치의 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 검출 장치
150: 감지부

Claims (9)

  1. 용접 토치에 전원을 공급하는 전극과 연결된 제1전극(110), 용접 모재에 전원을 공급하는 전극과 연결된 제2전극(120), 및 용접 중 발생하는 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이의 전압차를 측정하는 감지부(150)를 포함하여 이루어지되,
    상기 용접 토치에 전원을 공급하는 장치 및 상기 용접 토치의 높이를 제어하는 장치와 공통 접지로 연결된 제3전극(130);
    상기 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 연결된 제1콘덴서(114);
    상기 제2전극(120)과 제3전극(130) 사이에 연결된 제3콘덴서(118); 및
    상기 제1전극(110)과 제3전극(130) 사이에 연결된 제2콘덴서(116);
    를 추가로 포함하고,
    상기 감지부(150)는 상기 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에서 제1콘덴서(114)에 대해 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 아크 전압 검출 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1전극(110)과 제1콘덴서(114) 사이에 연결된 고주파 억제용 코일(112);
    을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 전압 검출 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부(150)의 일단과 제1콘덴서(114) 사이에 연결된 전류 제한용 저항(122);
    을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 전압 검출 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부(150)는 상기 제1전극(110)과 제2전극(120)에 대해 전기적으로 분리된 상태에서 전압차를 측정하는 것을 특징으로 하는 아크 전압 검출 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 감지부(150)는:
    일측이 개방된 링 형상의 코어(154);
    상기 코어(154)의 외주를 따라 감긴 권선부(152);
    상기 코어(154)의 개방 부분에 위치되어, 상기 코어(154)에서 발생된 자계의 강도에 따라 저항값이 변하는 홀 소자(156); 및
    상기 홀 소자(156)의 저항값 변화를 증폭하여 출력하는 증폭기(158);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 전압 검출 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 감지부(150)에 대응되는 감지부(250)는:
    포토 커플러(255)인 것을 특징으로 하는 아크 전압 검출 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 감지부(150)에 대응되는 감지부(350)는:
    절연 변압기(355)인 것을 특징으로 하는 아크 전압 검출 장치.
  9. 삭제
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