KR101427744B1 - 일정한 와이어 송급이 가능한 와이어 송급장치 및 이를 포함하는 아크용접기 - Google Patents

일정한 와이어 송급이 가능한 와이어 송급장치 및 이를 포함하는 아크용접기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일렬 배치된 다수 개의 와이어 송급장치가 위치에 상관없이 일정한 와이어 송급을 가능하게 하는 와이어 송급장치 및 이를 포함하는 아크용접기에 관한 것으로, 와이어 이송을 위해 제1활차를 구동시키는 중계모터와, 상기 중계모터와 전기적으로 직렬 연결되는 감압소자를 구비한 중계 와이어 송급장치; 및 상기 중계 와이어 송급장치로부터 이송된 상기 와이어 이송을 위해 제2활차를 구동시키며 상기 중계모터 및 감압소자와 전기적으로 병렬 연결되는 종단모터를 구비한 종단 와이어 송급장치;를 포함하는 것이다.

Description

일정한 와이어 송급이 가능한 와이어 송급장치 및 이를 포함하는 아크용접기{Wire feeder and arc welding machine including the same}
본 발명은 일렬 배치된 다수 개의 와이어 송급장치가 위치에 상관없이 일정한 와이어 송급을 가능하게 하는 와이어 송급장치 및 이를 포함하는 아크용접기에 관한 것이다.
일반적인 아크 용접은 와이어 송급장치를 이용해서 와이어(wire)가 용접 대상이 되는 모재(母材)로 송급되고, 상기 와이어에 전류가 공급되면 토치 선단의 노즐을 통해 이산화탄소 가스 또는 불활성 가스 등의 분위기 가스가 공급되어서, 상기 분위기 가스가 대기로부터 용접 부위를 감싸도록 되며, 와이어가 모재와 함께 용융되면서 용접이 이루어진다.
도 1(종래 기술에 따른 아크용접기를 개략적으로 도시한 도면)에서 보인 바와 같이, 종래 아크용접기는 전원(AC)에 접속된 용접기 본체(V)에서 용접전류가 공급되고, 가스봄베(Gas bombe, B)에서 이산화탄소 등과 같은 불활성 가스 등의 분위기 가스가 공급된다.
한편, 와이어 송급장치(F)는 와이어(W)를 연속적으로 공급하는데, 와이어(W)는 와이어 스풀(Spool, S)에 감겨진 상태에서 모터(미도시됨)에 의해 구동하는 활차(RM)를 통해 토치(Torch, T)로 공급된다. 여기서, 상기 활차(RM)는 모터로부터 회전력을 받아 와이어를 강제 이송시키는 공지,공용의 기기로서, 이에 대한 형태와 구조 등에 대해서는 그 설명을 생략한다. 계속해서, 와이어 송급장치(F)는 용접작업의 편의를 위해 휴대 가능한 크기 및 중량으로 구성되어야 하므로, 용접기 본체(V) 및 가스봄베(B)는 와이어 송급장치(F)와 적어도 수 미터 내지 수십 미터, 예를 들어 1 내지 50m 거리만큼 멀어져 있는 채로 전원케이블(PC), 제어케이블(CC) 및 가스호스(GH)를 매개로 연결된다.
전원케이블(PC)을 통해 공급된 용접용 전류는 와이어 송급장치(F)로부터 송급되는 와이어(W)로 흐르고, 가스호스(GH)로 공급된 분위기 가스는 토치(T)에서 와이어(W)의 주위로 분사됨으로써 용접이 수행된다. 따라서 와이어 송급장치(F)에 의해 송급된 와이어는 용접이 수행되는 과정 중에 용재로 소모되면서 소모된 양만큼 공급되는 일련의 과정이 연속적으로 일어나게 된다.
그런데, 와이어 스풀(S)에서 토치(T)까지의 거리가 먼 경우, 와이어 스풀(S)의 미는 힘만으로는 토치까지 와이어를 안정적으로 송급할 수 없는 한계가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 와이어 스풀(S)과 와이어 송급장치(이하 '종단 와이어 송급장치') 사이에 와이어 송급을 중계하는 중계 와이어 송급장치를 보강함으로써 와이어를 와이어 스풀(S)에서 토치(T)까지 안정적으로 공급할 수 있도록 했다. 통상적으로 해당 기술분야에서는 이러한 타입의 와이어 송급장치를 푸쉬-풀 타입(push-pull type) 와이어 송급장치라고 칭한다.
그런데, 상기 푸쉬-풀 타입 와이어 송급장치는 중계 와이어 송급장치보다 종단 와이어 송급장치의 모터 회전수가 더 낮을 수 있고, 이럴 경우 와이어의 송급 속도 차이로 인해서 중계 와이어 송급장치와 종단 와이어 송급장치 사이의 와이어가 뒤틀리거나 왜곡되어 꼬이는 문제가 발생할 수 있었다. 이를 방지하기 위해서 중계 와이어 송급장치에 설치된 모터(이하 '중계모터')의 정격 모터속도(즉, 모터의 회전수)가 종단 와이어 송급장치 내 모터(이하 '종단모터')의 정격 모터속도와 동일하거나 약간 낮도록 해서, 중계 와이어 송급장치와 종단 와이어 송급장치 사이의 와이어가 일정한 장력을 유지하도록 해야 했다. 이를 위해 통상적으로 상기 중계모터의 정격 모터속도는 145RPM을 유지시키고, 상기 종단모터의 정격 모터속도는 170RPM을 유지시켰다. 참고로, 상기 중계모터와 종단모터는 중계 와이어 송급장치와 종단 와이어 송급장치에 각각 구비된 활차(RM1, RM2; 도 3 참조)를 구동시킨다.
하지만, 용접기 본체로부터 용접전류설정치에 해당되는 모터전압을 거리차이가 분명한 상기 두 모터에 각각 공급하는 경우, 상기 거리차이로 인한 전압강하 현상으로 인해서 상기 종단모터에 인가되는 전압이 상대적으로 낮아지고, 이를 통해 상기 종단모터의 정격 모터속도도 상대적으로 더불어 낮아지면서, 앞서 언급한 와이어의 뒤틀림 및 왜곡에 의한 꼬임 현상이 그대로 발생하는 문제가 있었다.
참고로, 도 2(종래 와이어 송급장치에 구성된 중계모터와 종단모터의 설정전류별 측정 회전수를 보인 그래프)에 보인 바와 같이, 와이어를 송급하지 않는 무부하 상태에서 전압을 인가하는 경우(도 2(a)), 설정전류를 높일수록 종단모터에 인가되는 전압이 증가하면서 종단모터의 RPM이 상대적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 정작 와이어를 송급하는 부하 상태에서 전압을 인가하는 경우(도 2(b)), 설정전류를 높일 때에는 문제가 되지 않지만 용접시 많이 활용되는 전류인 저전류(250A 이하)에서는 종단모터에 인가되는 전압이 오히려 낮아지면서 종단모터의 RPM이 상대적으로 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 결국, 종래 와이어 송급장치는 전술한 바와 같이, 용접작업을 위한 와이어 송급 과정에서 해당 와이어의 뒤틀림 및 왜곡에 의한 꼬임 현상이 불가피하게 발생했다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 모터의 거리차이로 인해 발생하는 모터전압 차이를 최소화하도록 일정한 와이어 송급이 가능한 와이어 송급장치 및 이를 포함하는 아크용접기의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
와이어 이송을 위해 제1활차를 구동시키는 중계모터와, 상기 중계모터와 전기적으로 직렬 연결되는 감압소자를 구비한 중계 와이어 송급장치; 및
상기 중계 와이어 송급장치로부터 이송된 상기 와이어 이송을 위해 제2활차를 구동시키며 상기 중계모터 및 감압소자와 전기적으로 병렬 연결되는 종단모터를 구비한 종단 와이어 송급장치;
를 포함하는 일정한 와이어 송급이 가능한 와이어 송급장치일 수 있다.
본 발명에 따른 와이어 송급장치에 있어서,
상기 감압소자는 가변저항인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 와이어 송급장치에 있어서,
상기 중계 와이어 송급장치는 상기 중계모터의 회전수를 카운트하는 중계속도검출부와, 상기 중계속도검출부로부터 수신한 상기 중계모터의 회전수로부터 상기 와이어 송급 속도인 중계속도를 연산하는 중계제어부를 더 포함하고;
상기 종단 와이어 송급장치는 상기 종단모터의 회전수를 카운트하는 종단속도검출부와, 상기 종단속도검출부로부터 수신한 상기 종단모터의 회전수로부터 상기 와이어 송급 속도인 종단속도를 연산하는 종단제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 와이어 송급장치에 있어서,
상기 중계제어부와 종단제어부는 서로 통신하면서 상기 중계제어부 또는 종단제어부 중 선택된 하나 이상이 상기 종단속도와 중계속도를 비교하고, 일정 기준치 이상 차이가 발생할 경우, 전기를 공급하는 용접기 본체에 단전을 제어하는 정지제어신호를 발신하는 것;
이 바람직하다.
본 발명에 따른 와이어 송급장치에 있어서, 상기 종단 와이어 송급장치는
용접을 위한 전류값을 설정받아서 전기를 공급하는 용접기 본체로 상기 전류값을 전송하는 전류설정부와, 용접을 위한 전압값을 설정받아서 상기 용접기 본체로 상기 전압값을 전송하는 전압설정부와, 상기 전류값 및 전압값에 대한 설정치를 표시하는 디스플레이부를 구비하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
가스를 공급하는 봄베,
와이어 이송을 위해 제1활차를 구동시키는 중계모터와, 상기 중계모터와 전기적으로 직렬 연결되는 감압소자를 구비한 중계 와이어 송급장치; 및 상기 중계 와이어 송급장치로부터 이송된 상기 와이어 이송을 위해 제2활차를 구동시키며 상기 중계모터 및 감압소자와 전기적으로 병렬 연결되는 종단모터를 구비한 종단 와이어 송급장치;를 포함하는 와이어 송급장치,
전원에 접속되어 상기 와이어 송급장치 및 와이어에 전기를 인가하는 용접기 본체, 및
용접작업을 위해 상기 봄베, 와이어 송급장치 및 용접기 본체로부터 각각 가스, 와이어 및 전기를 공급받아 출력시키는 토치.
를 포함하는 아크용접기일 수 있다.
상기의 본 발명은, 중계모터와 종단모터가 일정한 정격 모터속도를 유지할 수 있으므로, 중계 와이어 송급장치와 종단 와이어 송급장치 사이에서 와이어가 뒤틀리거나 꼬이는 문제없이 상기 와이어를 토치에 안정적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 아크용접기를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 종래 와이어 송급장치에 구성된 중계모터와 종단모터의 설정전류별 측정 회전수를 보인 그래프이고,
도 3은 본 발명에 따른 와이어 송급장치와 이를 포함하는 아크용접기를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 와이어 송급장치를 개략적으로 도시한 블록도이고,
도 5는 본 발명에 따른 와이어 송급장치에서 중계모터와 종단모터에 각각 전압공급을 하기 위한 회로모습을 개략적으로 도시한 블록도이고,
도 6은 본 발명에 따른 와이어 송급장치에 구성된 중계모터와 종단모터의 설정전류별 측정 회전수를 보인 그래프이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 와이어 송급장치와 이를 포함하는 아크용접기를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 와이어 송급장치를 개략적으로 도시한 블록도인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 송급장치(10)는 하나 이상의 중계 와이어 송급장치(100)와 종단 와이어 송급장치(200)를 포함하고, 아크용접기는 와이어 송급장치(10), 봄베(B) 및 용접기 본체(V)를 포함한다.
중계 와이어 송급장치(100)는 와이어 스풀(S)과 종단 와이어 송급장치(200) 사이에 하나 이상이 배치될 수 있다. 그리고 중계 와이어 송급장치(100)는 와이어 스풀(S)로부터 종단 와이어 송급장치(200)로 와이어를 송급한다. 이를 위하여, 중계 와이어 송급장치(100)는 중계모터(110)와 중계제어부(120)를 포함한다.
중계모터(110)는 중계 와이어 송급장치(100)의 본체 내에 배치될 수 있고, 회전력을 이용하여 와이어를 와이어 스풀(S)로부터 종단 와이어 송급장치(200)로 송급한다.
중계제어부(120)는 중계 와이어 송급장치(100)의 본체 내에 배치될 수 있으며, 종단 와이어 송급장치(200)로부터 제어신호를 수신하여 용접기 본체(V)로 송신한다.
종단 와이어 송급장치(200)는 종단제어부(220)와, 용접용 와이어를 토치(T)로 송급하는 종단모터(210)를 포함한다. 종단제어부(220)와 종단모터(210)는 종단 와이어 송급장치(200)를 이루는 본체에 내설되고, 상기 본체는 종단 와이어 송급장치(200)의 외형을 이루면서 작업자가 휴대할 수 있도록 될 수 있다.
계속해서, 종단 와이어 송급장치(200)에는 컨트롤러(280)가 구비될 수 있다. 컨트롤러(280)는 작업자가 조작해서 용접에 필요한 전류 및 전압을 각각 설정할 수 있도록 하는 전류설정부(260) 및 전압설정부(270)와, 작업자에게 설정치를 표시하는 디스플레이부(250)를 포함한다. 또한, 컨트롤러(280)는 인칭 스위치(미도시함), 가스 체크 스위치(미도시함), 와이어 직경 선택 스위치(미도시함), 크레이터 유/무 스위치(미도시함) 중 적어도 어느 하나 이상을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 이러한 컨트롤러(280)는 컨트롤 박스 또는 컨트롤 패널 형태로 제작될 수 있고, 작업자가 조작하기 용이하도록 종단 와이어 송급장치(200)의 외면에 배치된다.
중계 와이어 송급장치(100)는 가스 튜브(GH)를 개폐할 수 있는 중계가스밸브(140)를 포함할 수 있고, 아울러 종단 와이어 송급장치(200) 또한 가스 튜브(GH)를 개폐할 수 있는 종단가스밸브(240)를 포함할 수 있다.
종단모터(210)는 종단 와이어 송급장치(200)의 본체 내부에 구비될 수 있으며, 와이어를 토치(T)를 향해 송급한다. 즉, 종단모터(210)는 와이어를 외부에서 종단 와이어 송급장치(200)의 본체 내부로 인입한 후 토치(T)로 인출하는 방향으로 동력을 발생시키는 것이다.
와이어 송급 과정을 좀 더 구체적으로 설명하면, 와이어 스풀(S)로부터 인출된 와이어는 중계 와이어 송급장치(100), 종단 와이어 송급장치(200), 토치(T) 순으로 송급된다. 따라서 와이어 스풀(S)과 종단 와이어 송급장치(200)의 거리가 먼 경우, 중계 와이어 송급장치(100)가 구비됨에 따라 와이어를 토치(T)까지 안정적으로 송급할 수 있으며, 이를 통해 작업자는 안정적으로 작업을 유지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 와이어 스풀(S)로부터 공급되는 와이어에 의한 종단모터(210)의 부하를 감소시켜서, 종단모터(210)의 수명을 연장할 수 있는 효과 또한 기대할 수 있다.
용접기 본체(V)는 제어신호에 따라 중계모터(110) 및 종단 모터(210)에 인가되는 전류와 전압의 양을 조절하여 중계모터(110) 및 종단모터(210)의 회전속도를 조절하거나 정지시킬 수 있다.
한편, 종단제어부(220)는 종단모터(210)의 회전속도로부터 종단 와이어 송급장치(200)를 지나가는 와이어의 송급속도인 종단속도를 계산할 수 있다. 중계제어부(120)는 중계모터(110)의 회전속도로부터 중계 와이어 송급장치(100)를 지나가는 와이어의 송급속도인 중계속도를 계산할 수 있다. 그리고 종단제어부(220) 및 중계제어부(120)는 각각 서로 통신하면서 중계속도와 종단속도를 비교하고, 필요한 경우 용접기 본체(V)를 제어함으로써 중계모터(110) 및 종단모터(210)의 동작을 제어할 수 있다.
이를 위해 중계모터(110)의 회전수로부터 중계속도를 산출하기 위하여 중계 와이어 송급장치(100)는 중계모터(110)의 회전수를 카운트하여 중계제어부(120)로 송출하는 중계속도검출부(130)를 포함한다. 한편, 종단모터(210)의 회전수로부터 종단속도를 산출하기 위하여 종단 와이어 송급장치(200)는 종단모터(210)의 회전수를 카운트하여 종단제어부(220)로 송출하는 종단속도검출부(230)를 포함한다. 여기서, 중계속도검출부(130) 및 종단속도검출부(230)는 각 모터(110, 210)의 회전수를 카운트하는 엔코더를 각각 포함한다.
중계제어부(120)는 상기 중계속도를 종단제어부(220)로 송신할 수 있다. 그리고 종단제어부(220)는 상기 종단속도와 중계속도를 비교하여 양 속도가 지정된 범위 내에 있으면 용접 작업을 계속 수행할 수 있는 것으로 간주하고 현 상태를 유지시킨다. 물론 중계제어부(120)가 종단제어부(220)로부터 종단속도를 수신하여 중계속도와 비교할 수도 있다. 이하에서는 종단제어부(220)가 중계제어부(120)로부터 중계속도를 수신한 후 양 속도를 비교하는 것을 예로 들어 설명한다.
종단제어부(220)가 종단속도와 중계속도를 비교하여 그 차이가 기준치, 예를 들어 20% 이상이면 종단모터(210) 및 중계모터(110)의 구동을 정지시키는 정지제어신호를 중계제어부(120)를 통해 용접기 본체(V)로 송신하거나, 용접기 본체(V)로 직접 송신할 수 있다. 이는 종단속도가 중계속도보다 상기 기준치 이상 빠르면 와이어에 무리한 장력이 걸려서 상기 와이어가 절단되는 위험이 있고, 반대로 중계속도가 종단속도보다 빠르면 중계 와이어 송급장치(100) 종단 와이어 송급장치(200) 사이에서 해당 와이어에 뒤틀림 및 왜곡에 의한 꼬임 현상이 발생할 수 있기 때문이다.
앞서 예시한 바와 같이, 중계제어부(120) 또한 종단모터(210)의 회전속도(종단속도)와 중계모터(110)의 회전속도(중계속도)를 비교할 수 있으므로, 중계제어부(120)에서 직접 정지제어신호를 생성해서 용접기 본체(V)로 송신할 수도 있음은 물론이다.
종단제어부(220) 및 중계제어부(120)는 와이어의 송급과 관련된 구동을 제어할 뿐만 아니라 용접에 필요한 가스의 공급 여부 등도 제어할 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이, 가스 튜브(GH)는 봄베(B)와 토치(T)를 연결할 수 있다. 여기서, 가스 튜브(GH)는 중계 와이어 송급장치(100)와 종단 와이어 송급장치(200)를 거쳐 토치(T)에 가스를 공급한다.
도 5는 본 발명에 따른 와이어 송급장치에서 중계모터와 종단모터에 각각 전압공급을 하기 위한 회로모습을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 6은 본 발명에 따른 와이어 송급장치에 구성된 중계모터와 종단모터의 설정전류별 측정 회전수를 보인 그래프인 바, 이를 참조해 설명한다.
작업자는 종단 와이어 송급장치(200)의 전류설정부(260) 및 전압설정부(270)를 이용하여 용접에 적당한 전류값 및 전압값을 설정한다. 이렇게 설정된 전류값은 종단 와이어 송급장치(200)의 인터페이스(C4)로부터 제어선을 통해 중계 와이어 송급장치(100)의 인터페이스(C3, C2)를 순차로 거쳐 용접기 본체(V)의 인터페이스(C1)로 전달된다. 결국, 상기 설정 전류값은 C4, C3, C2, C1 순의 루트로 이동한다.
같은 방식으로 전압설정부(270)에 의해 설정된 전압값은 D4, D3, D2, D1 순의 루트로 이동해서 최종적으로 용접기 본체(V)에 전달된다.
이러한 루트로 상기 전류값과 전압값을 수신한 용접기 본체(V)는 모터전원케이블이 적용된 제1,2결선을 통해 중계모터(110) 및 종단모터(210)로 모터전압을 공급한다.
상기 전류값 또는 전압값 중 한가지 만을 종단 와이어 송급장치(200)에서 설정할 수도 있다. 예를 들어 설명하면, 종단 와이어 송급장치(200)에서는 용접에 적합한 전류값만을 설정해서 C4, C3, C2, C1 순의 루트로 용접기 본체(V)에 전류값을 전송하면, 용접기 본체(V)는 수신한 상기 전류값을 기초로 설정된 기준에 맞는 전압값을 연산해서, 해당하는 전압값을 상기 제1,2결선을 통해 중계모터(110) 및 종단모터(210)로 각각 공급한다.
한편, 용접기 본체(V)로부터 중계모터(110) 및 종단모터(210)까지 H1, H2, H3, H4 순으로 (+)전원선이 연결되고, I1, I2, I3, I4 순으로 접지선이 연결된다. 여기서, H1, H2, H3, H4 순으로 연결된 통전라인을 제1결선으로 칭하고, I1, I2, I3, I4 순으로 연결된 통전라인을 제2결선으로 칭한다.
도시한 바와 같이, 상기 제1결선은 용접기 본체(V) 전원부와 중계 와이어 송급장치(100)를 연결하는 제1케이블(310)과, 중계 와이어 송급장치(100)와 종단 와이어 송급장치(200)를 연결하는 제3케이블(300)을 포함하고, 상기 제2결선은 용접기 본체(V)의 접지부와 중계 와이어 송급장치(100)를 연결하는 제2케이블(320)과, 중계 와이어 송급장치(100)와 종단 와이어 송급장치(200)를 연결하는 제4케이블(340)을 포함한다.
한편, 용접기 본체(V)와 상대적으로 인접한 중계모터(110)는 도시한 바와 같이, 제1,2노드(110a, 110b)를 매개로 상기 제1결선 및 제2결선과 전기적으로 연결된다. 즉, 제1노드(110a)는 H2 및 H3 인터페이스 사이에서 중계모터(110)를 제1결선과 전기적으로 연결시키고, 제2노드(110b)는 I2 및 I3 인터페이스 사이에서 중계모터(110)를 제2결선과 전기적으로 연결시키는 것이다.
한편, 제1,2결선의 각 말단은 종단모터(210)와 전기적으로 연결된다. 결국, 중계 와이어 송급장치(100)의 중계모터(110)와 종단 와이어 송급장치(200)의 종단모터(210)는 제1,2결선에서 전기적으로 병렬연결되고, 회로구조상 중계모터(110)와 종단모터(210)에 가해지는 전압은 동일해진다.
그런데, 전원부에 해당하는 용접기 본체(V)로부터 상대적으로 원거리에 위치한 종단 와이어 송급장치(200)는 현실적으로 케이블 저항에 의해 전압강하가 발생하고, 이를 통해 중계모터(110)와 전기적으로 병렬 연결된 종단모터(210)는 상대적으로 낮은 전압이 인가될 수밖에 없다. 결국, 앞서 문제를 제시한 바와 같이, 종단모터(210)는 중계모터(110)에 비해 상대적으로 낮은 전압이 인가됨으로써 회전수가 감소되고, 이를 통해 와이어 송급 과정에서 중계 와이어 송급장치(100)와 종단 와이어 송급장치(200) 사이의 와이어가 뒤틀리거나 꼬이는 문제가 발생했다.
본 발명에 따른 와이어 송급장치는 이러한 문제를 해소하기 위해서, 전원이 구성된 용접기 본체(V)와 상대적으로 인접한 중계 와이어 송급장치(100)의 중계모터(110)에 감압소자(111)를 직렬 배치한다. 결국, 중계모터(110)에 인가되는 전압이 감압되고, 이를 통해 종단 와이어 송급장치(200) 내 종단모터(210)가 받는 전압강하가 상쇄되는 효과를 기대할 수 있다. 따라서 중계모터(110)와 종단모터(210) 사이에 전압 차이가 발생하지 않으므로, 상대적으로 높게 설정된 종단모터(210)의 RPM이 항시 유지되고, 이를 통해 와이어는 항시 일정한 장력을 유지하면서 송급될 수 있다. 또한, 종단모터(210)가 상대적으로 고속 회전을 유지하므로, 실질적으로 중계모터(110)는 와이어의 장력에 이끌려서 종단모터(210)를 따라 동일한 회전속도를 유지하게 된다.
참고로, 본 실시 예에서는 종단모터(210)의 정격 모터속도를 200RPM으로 설정하고, 중계모터(110)의 정격 모터속도를 170RPM으로 설정하며, 감압소자(111)의 저항값을 1옴으로 했다.
한편, 감압소자(111)는 가변저항이 적용될 수 있다. 와이어의 직경 또는 중계 와이어 송급장치(100)와 종단 와이어 송급장치(200) 간의 거리 변화 등에 따라 종단 와이어 송급장치(200)의 종단모터(210)에 가해지는 전압강하 정도가 달라질 수 있다. 따라서, 중계모터(110)에 적용되어야 할 감압 정도에 차이가 발생할 수 있으므로, 감압소자(111)의 저항크기를 가변할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이를 위해 본 발명에 따른 감압소자(111)에 가변저항을 적용해서, 와이어의 직경 또는 중계 와이어 송급장치(100)와 종단 와이어 송급장치(200)의 거리 차 등에 따라 저항크기를 작업자가 임의로 조정할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 감압소자(111)를 구비한 와이어 송급장치에 와이어를 송급하지 않는 무부하 상태로 전압을 인가하는 경우(도 6(a)), 감압소자(111)에 의해 중계모터(110)와 종단모터(210)가 일정한 전압을 인가받으므로, 설정전류에 상관없이 일정한 RPM이 유지됨을 확인할 수 있다.
한편, 와이어를 송급하는 부하 상태에서 전압을 인가하는 경우(도 6(b))에도, 중계모터(110)와 종단모터(210)는 일정한 인가 전압에 의해 설정전류에 상관없이 일정한 RPM을 유지하면서 와이어 송급률을 일정하게 유지할 수 있음이 확인된다. 물론, 중계모터(110)와 종단모터(210)의 회전속도가 일정하게 유지됨으로써, 중계 와이어 송급장치(100)와 종단 와이어 송급장치(200) 사이에서 와이어는 뒤틀림이나 꼬임 발생 없이 일정한 상태를 유지할 수 있고, 이로 인해 작업자는 최상의 용접 작업을 안정적으로 진행할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10; 와이어 송급장치 100; 중계 와이어 송급장치
110; 중계모터 120; 중계제어부
130; 중계속도검출부 140; 중계가스밸브
200; 종단 와이어 송급장치 210; 종단모터
220; 종단제어부 230; 종단속도검출부
240; 종단가스밸브 250; 디스플레이부

Claims (6)

  1. 와이어 이송을 위해 제1활차를 구동시키는 중계모터와, 상기 중계모터와 전기적으로 직렬 연결되는 가변저항 방식의 감압소자와, 상기 중계모터의 회전수를 카운트하는 중계속도검출부와, 상기 중계속도검출부로부터 수신한 상기 중계모터의 회전수로부터 상기 와이어 송급 속도인 중계속도를 연산하는 중계제어부를 구비한 중계 와이어 송급장치; 및
    상기 중계 와이어 송급장치로부터 이송된 상기 와이어 이송을 위해 제2활차를 구동시키며 상기 중계모터 및 감압소자와 전기적으로 병렬 연결되는 종단모터와, 상기 종단모터의 회전수를 카운트하는 종단속도검출부와, 상기 종단속도검출부로부터 수신한 상기 종단모터의 회전수로부터 상기 와이어 송급 속도인 종단속도를 연산하는 종단제어부를 구비한 종단 와이어 송급장치;를 포함하되,
    상기 중계제어부와 종단제어부는 서로 통신하면서 상기 중계제어부 또는 종단제어부 중 선택된 하나 이상이 상기 종단속도와 중계속도를 비교하고, 일정 기준치 이상 차이가 발생할 경우, 전기를 공급하는 용접기 본체에 단전을 제어하는 정지제어신호를 발신하는 것;
    을 특징으로 하는 일정한 와이어 송급이 가능한 와이어 송급장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 종단 와이어 송급장치는
    용접을 위한 전류값을 설정받아서 전기를 공급하는 용접기 본체로 상기 전류값을 전송하는 전류설정부와, 용접을 위한 전압값을 설정받아서 상기 용접기 본체로 상기 전압값을 전송하는 전압설정부와, 상기 전류값 및 전압값에 대한 설정치를 표시하는 디스플레이부를 구비하는 컨트롤러를 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 일정한 와이어 송급이 가능한 와이어 송급장치.
  6. 삭제
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