KR101603124B1 - 포터블 다기능 용접기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나의 용접기를 간단히 휴대하여 선택에 따라 다기능 용접이 가능하도록 한 포터블 다기능 용접기에 관한 것으로, 특히 CO2, MAG, MIG, MMA, TIG, 스플건 등을 선택적으로 수행할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 상기 다기능 용접기 본체(20)의 상단에 릴레이(24), 전원 트랜지스터(25), 메인 PCB(27)및 서브 PCB(26)가 설치되고, 상기 본체(20)의 전면에는 전류 및 전압 조정기(21)와 용접선택스위치(22) 및 토치 어댑터(23)가 설치되며, 상기 본체(20)의 내부 중심부에 메인 PCB(27)가 설치됨과 함께 상기 메인 PCB(27)의 하부에 고주파 유도코일(28)과 리액터(29) 그리고 용접봉 및 릴사후드(42)가 설치되며, 상기 메인PCB(27)의 일측으로 콘덴서(30), 정류용 다이오드(37), 메인 트랜지스터(38)가 설치되며, 이들의 하부에 드라이브 PCB(34)와 IGBT스위칭소자(35) 그리고 MF콘덴서(36)가 설치되고, 상기 본체(20)의 배면에 솔레노이드 밸브(31)(32)와 냉각팬(33)이 설치되어 구성된 것이다.

Description

포터블 다기능 용접기{PORTABLE MULTI WELDING MACHINE}
본 발명은 하나의 용접기를 간단히 휴대하여 선택에 따라 다기능 용접이 가능하도록 한 포터블 다기능 용접기에 관한 것으로, 특히 CO2, MAG(metal active gas), MIG(Metal Inert Gas), MMA(Manual Metal Arc welding), TIG(TungstenInert-Gas), 스플건 등을 선택적으로 수행할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 용접이란 열이나 압력 등을 이용하여 금속을 절단, 접합하는 기술로서 전기, 전자제품 제조 및 일반 산업현장에서 광범위하게 사용되고 있다.
이러한 용접의 개발 추세는 전력 전자공학의 발달 및 소비자의 요구에 따라 고품질, 고정밀, 다기능, 무인화 및 자동화 추세이고, 이와 더불어 작업장에서의 스패터(spatter) 저감 등이 요구되고 있다.
이와 같은 통상의 용접기는 제조제작 산업에서 재료와 자재를 생산하는 장치라기보다는 자재를 이용하여 가공함으로써 재화의 가치를 높이는 기능을 담당하며, 사용 소재로는 철강, 비철, 비금속류가 해당이 된다.
용접기는 소재에 따라서 구분되며, 소재가 구분됨에 따라 용접기에 공급되는 전류의 양이 달라져야 한다는 특징이 동반된다.
즉, 일반적인 용접으로는 소재에 따라서 CO2 용접, MIG 용접, MAG 용접, TIG 용접, 아크 용접 등으로 구분된다.
용접분야에 종사하는 인원은 감소함과 동시에 여성의 비율이 증가하는 경향이므로 용접기에 요구되는 기술의 전개 방향은 자동화 및 로봇화에 적합한 기능을 요구하고 있다.
인버터 제어 방식 용접기의 구성은 상용 주파수의 교류를 직류로 변환하고 고속 스위칭 소자를 사용한 인버터에 의하여 10~50kHz의 고주파수로 변환된다.
그리고 고주파 출력은 다시 용접변압기에 의하여 용접에 적합한 전압으로 강압되어 정류되고 이를 직류 리액터를 통하여 직류전류를 평활시켜 아크 부하에 적절한 직류를 공급하는 방식이다.
인버터 방식의 MAG/CO2 용접기는 스위칭소자를 사용하여 전압 및 전류를 용접에 적합한 형태로 직접 제어함으로써 스패터의 발생을 감소시킬 수 있다.
MIG/CO2 용접기는 별도의 실드가스를 사용하면서 소모전극 와이어를 연속적으로 송급 선단에서 아크가 발생하도록 하여 용적이 용융지로 이행되도록 하는 용접법이며, 이 용접법은 사용되는 실드가스의 종류에 따라 크게 불활성가스를 사용하는 MIG용접, 순수한 탄산가스를 사용하는 CO2용접, CO2와 아르곤 가스가 혼합된 MAG용접 세 종류로 분류된다.
그러나 종래 상기와 같은 용접기에 있어서는, 하나의 용접기로 하나의 기능만 수행할 수 있었을 뿐, 하나의 용접기로 다양한 기능을 수행할 수 없는 결점이 있었다.
특히, 여러 대의 기계를 사용할 경우, 선의 연결이 복잡해지고 안전성을 신뢰할 수 없는 결점이 있었다.
대한민국 공개특허 제2008-0001303호 (2008.05.26.) 대한민국 등록실용신안 제0403989호 (2005.12.09.)
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 용접기의 스위칭 전압 제어, 고주파 유도, 용접기 모드 제어를 통해 CO2, TIG, MIG, MAG, 아크 용접, 플라즈마 등을 휴대가능한 하나의 용접기로 선택적으로 수행할 수 있는 포터블 다기능 용접기를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 본체의 상단에 릴레이, 전원 트랜지스터, 메인 및 서브 PCB가 배치되고, 전면에는 전류,전압 조정기와 용접선택스위치 및 토치 어댑터가 설치되며, 내부 중심부에 메인 PCB가 설치되고, 상기 메인 PCB의 하부에 고주파 유도코일과 리액터가 나란히 설치되며, 상기 메인PCB의 일측으로 메인 트랜지스터 등이 설치되고, 이들의 하부에 드라이브 PCB와 IGBT스위칭소자 그리고 MF콘덴서가 설치되며, 배면에 솔레노이드 밸브와 냉각팬이 설치되어 구성함을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명은 하나의 용접기에 다기능을 수행할 수 있도록 소형 경량으로 구성하여 좁은 면적에서도 기능 선택에 따라 다기능 용접을 수행할 수 있음과 함께 이동이 용이한 효과가 있다.
특히, 최근 작업 모재가 점차적으로 비금속화(스텐레스 스틸, 알루미늄, 동, 스틸)로 바뀌어 감에 따라 소형 다기능 포터블 용접기를 제안하여 적은 소비 전력과 고효율을 얻을 수 있어 작업현장에서 탁월한 기능을 발휘할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 판금 작업시, 차량 판금, 방화문 도어, 실내 인테리어 현장 보수 작업 등에서의 효율적인 사용이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 블럭도
도 2는 본 발명의 우측에서 본 부품배치도
도 3은 본 발명의 좌측에서 본 부품 배치도
도 4는 본 발명의 전면부를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 후면부를 나타낸 도면이다
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 블럭도로, 전원이 입력되는 전원 입력부(1)와, 입력전원을 정류 및 평활시키는 정류 및 평활부(2)와, 상기 정류 및 평활부(2)의 출력을 스위칭시키는 스위칭부(3)와, 상기 스위칭부(3)의 출력을 고속으로 정류시키는 고속정류부(4)와, 상기 고속정류부(4)의 출력을 전자기 에너지의 축적에 의하여 교류 전류 또는 전류의 급격한 변화에 대해서 큰 저항을 나타나게 하는 DC로 변환시키는 DC리액터(5)와, 상기 DC 리액터(5)의 출력에 의해 DC전압을 공급받아 CO2, MMA, TIG, MIG, MAG 용접을 수행하기 위한 용접부(7)와, 상기 DC리액터(5)와 용접부(7)사이에 설치된 고주파 유도부(6)와, 상기DC리액터(5)의 출력에 따라 용접신호를 샘플링하여 콘트롤부(10)로 출력하는 용접신호 샘플링부(8)와, 상기 용접부(7)의 출력에 따라 용접전압신호를 샘플링하여 출력하는 용접전압신호 샘플링부(9)와, 상기 용접신호샘플링부(8)와 용접전압신호 샘플링부(9)로부터 신호를 입력받아 각 부를 제어하는 콘트롤부(10)와, 용접방식이나 용접재료를 선택하기 위한 신호를 상기 콘트롤부(10)로 보내기 위한 용접선택키(11)와, 전압 및 전류값을 설정하여 상기 콘트롤부(10)로 보내기 위한 전압 및 전류값 설정부(12)와, 상기 콘트롤부(10)의 제어에 의해 와이어피더(14)와 스플건피더(15)를 제어하는 와이어피더 모터 콘트롤루(13)와, 상기 콘트롤부(10)의 제어에 의해 와이어 피더 제어신호를 출력하는 와이어피더 제어신호부(16)와, 상기 콘트롤부(10)의 제어에 의해 동작하며, 상기 와이어피더 제어신호부(16)의 제어신호에 따라 PWM신호를 출력하는 PWM 제네레이터(17)와, 상기 PWM제네레이터(17)로 스플건피더 제어신호를 보내기 위한 스플건피더 제어신호부(18)와, 상기 PWM 제네레이터(17)의 출력신호에 따라 상기 스위칭부(3)로 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 제어신호를 출력하는 IGBT구동부(19)로 구성된 것이다.
도 2는 본 발명의 본체(20)를 우측에서 바라본 도면으로, 상단에 릴레이(24), 전원 트랜지스터(25), 서브 PCB(26)가 설치되고, 전면에는 전류 및 전압 조정기(21)와 용접선택스위치(22) 및 토치 어댑터(23)가 설치된다.
그리고 내부에는 중심부에 메인 PCB(27)가 설치되고, 상기 메인 PCB(27)의 하부에 고주파 유도코일(28)과 리액터(29)가 나란히 설치된다.
또한, 상기 메인PCB(27)의 일측으로 콘덴서(30), 정류용 다이오드(37), 메인 트랜지스터(38)가 설치되고, 이들의 하부에 드라이브 PCB(34)와 IGBT스위칭소자(35) 그리고 MF콘덴서(36)가 설치되고, 배면에 솔레노이드 밸브(31)(32)와 냉각팬(33)이 설치되어 구성된 것이다.
도 3은 본 발명의 용접기를 좌측에서 바라본 도면으로, 본체(20)의 상단에 메인PCB(40)와 전원트랜지스터(25) 및 릴레이(24)가 설치되고, 앞면에 전류 및 전압 조정기(21),용접선택스위치(22), 토치 어댑터(23)가 설치된다.
그리고 내부에는 중심부에 용접봉 및 릴사후드(42)가 설치되고, 휴즈 홀더(52)와 휘더 브라켓(39)이 설치된다.
또한, 상기 용접봉 및 릴사후드(42)의 일측으로 콘덴서(30)와 메인 트랜지스터(38) 및 정류용 다이오드(37)가 설치되고, 이들의 하부에 냉각팬(33)과 고속다이오드모듈(41) 등이 설치된다.
도 4는 본 발명의 용접기 본체(20)의 전면도로, 상단에 다수의 램프(43)가 설치되고, 이의 하부에 전류 및 전압 조정기(21)와 용접 선택스위치(22)가 설치되며, 하단에는 스플건 콘넥터 전원부(44)와 토치 어댑터(23)가 설치됨과 함께 아르곤가스 출구(45)와 티그 토치 스위치(46) 및 출력단자(47)가 설치된다.
도 5는 본 발명의 용접기 본체(20)의 배면도로, 상부에 NFB차단기(48)와 전원 플러그(51)가 설치되고, 하부에는 CO2가스입구(49)와 에어가스입구(50) 및 냉각팬(33)이 설치되어 구성된 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 포터블 다기능 복합 용접기는 하나의 용접기로 휴대하고 다니면서CO2, MAG, TIG, MMA, MIG,스플건 등의 기능을 선택적으로 용이하게 수행할 수 있다.
즉, 작업자가 전원을 온시키면, 전원입력부(1)를 통하여 전원이 입력되며, 정류 및 평활부(2)를 통하여 전원이 정류 및 평활된다.
그리고 스위칭부(3)를 통해 스위칭되어 고속정류부(4)를 통해 고속으로 정류된 후 DC리액터(5)를 통해 상기 고속정류부(4)의 출력을 전자기 에너지의 축적에 의하여 교류 전류 또는 전류의 급격한 변화에 대해서 큰 저항을 나타내도록 변환시킨다.
또한, DC리액터(5)의 출력이 용접신호 샘플링부(8)를 통해 콘트롤러(10)로 입력되는 한편 고주파 유도부(6)를 통해 고주파로 유도되어 용접부(7)로 입력되므로 이러한 용접부(7)를 통해 용접을 수행할 수 있게 된다.
그리고 용접부(7)의 출력이 용접전압신호 샘플링부(9)를 통해 콘트롤부(10)로 입력됨과 함께 작업자가 용접선택키(11)를 통해 용접재료와 용접 방식 등을 선택하여 입력시킨다.
또한, 전압 및 전류값 설정부(12)를 통해 전압값과 전류값을 설정하여 콘트롤부(10)로 입력시킨다.
따라서, 콘트롤부(10)에서는 와이어피더 모터콘트롤부(13)를 통해 와이어 피더(14)와 스플건 피더(15)를 통작시키므로 이들이 기능을 수행할 수 있게 된다.
또한, 콘트롤부(10)에서는 와이어피더 제어신호부(16)와 PWM제네레이터(17)를 제어하여 PWM제네레이터(17)에서 PWM신호를 출력하게 되며, 이때 스플건피더 제어신호부(18)에서는 스플건 피더 제어신호를 PWM제네레이터(17)로 보내게 된다.
따라서, 상기 PWM 출력신호에 따라 IGBT구동부(19)에서는 IGBT신호를 스위치칭부(3)로 보내어 스위칭을 수행하게 된다.
본 발명의 포커블 다기능 용접기의 본체(20)는 도 2 및 도 3과 같이 배치되어 구성되는 것으로, 본체(20)내에 다기능을 수행할 수 있도록 효율적으로 배치되어 있다.
도 2의 경우는 본체(20)를 우측에서 바라본 배치도로, 상단에 릴레이(24), 전원 트랜지스터(25), 서브 PCB(26)가 설치되고, 전면에는 전류 및 전압 조정기(21)와 용접선택스위치(22) 및 토치 어댑터(23)가 설치되며, 내부 중심부에 메인 PCB(27)가 설치되고, 상기 메인 PCB(27)의 하부에 고주파 유도코일(28)과 리액터(29)가 나란히 설치됨과 함께 상기 메인PCB(27)의 일측으로 콘덴서(30), 정류용 다이오드(37), 메인 트랜지스터(38)가 설치되며, 이들의 하부에 드라이브 PCB(34)와 IGBT스위칭소자(35) 그리고 MF콘덴서(36)가 설치되고, 배면에 솔레노이드 밸브(31)(32)와 냉각팬(33)이 설치된다.
도 3의 경우는 본체(20)를 좌측에서 바라본 배치도로, 본체(20)의 상단에 메인PCB(40)와 전원트랜지스터(25) 및 릴레이(24)가 설치되고, 앞면에 전류 및 전압 조정기(21),용접선택스위치(22), 토치 어댑터(23)가 설치되며, 내부 중심부에 용접봉 및 릴사후드(42)가 설치되고, 휴즈 홀더(52)와 휘더 브라켓(39)이 설치됨과 함께 상기 용접봉 및 릴사후드(42)의 일측으로 콘덴서(30)와 메인 트랜지스터(38) 및 정류용 다이오드(37)가 설치되고, 이들의 하부에 냉각팬(33)과 고속다이오드모듈(41) 등이 설치된다.
상기에서 전류 및 전압 조정기(21)를 통해 전류와 전압을 설정할 수 있으며, 용접선택 스위치(22)를 통해 필요한 용접 조건을 선택할 수 있다.
또한, 도 4와 같이 용접기 본체(20)의 전면 상단에 다수의 램프(43)가 설치되고, 이의 하부에 전류 및 전압 조정기(21)와 용접 선택스위치(22)가 설치되며, 하단에는 스플건 콘넥터 전원부(44)와 토치 어댑터(23)가 설치됨과 함께 아르곤가스출구(45)와 티그 토치스위치(46) 및 출력단자(47)가 설치되는 한편, 도 5와 같이, 배면 상부에 NFB차단기(48)와 전원플러그(51)가 설치됨과 함께 하부에는 CO2가스입구(49)와 에어가스입구(50) 및 냉각팬(33)이 설치된다.
한편, 본 발명은 3가지 모델로 제조할 수 있는 것으로, 제1모델로는 CO2, MIG가 가능한 모델을 제조할 수 있고, 제2모델로는 CO2, MIG, 스플건, TIG가 가능한 모델을 제조할 수 있으며, 제3모델로는 CO2, MIG, TIG, 아크, 스플건이 가능한 모델을 제조할 수 있다.
1:전원입력부 2:정류 및 평활부
3:스위칭부 4:고속정류부
5:DC리액터 6:고주파 유도부
7:용접부 8:용접신호샘플링부
9:용접전압신호샘플링부 10:콘트롤부
11:용접선택키 12:전압 및 전류값 설정부
13:와이어피더모터 콘트롤부 14:와이어피더
15:스플건피더 16:와이어피더제어신호부
17:PWM제네레이터 18:스플건피더제어신호부
19:IGBT구동부 20:본체
21:전류 및 전압조정기 22:용접선택스위치
23:토치 어댑터 24:릴레이
25:전원트랜지스터 26:서브PCB
27:메인PCB 28:고주파유도코일
29:리액터 30:콘덴서

Claims (2)

  1. 통상의 다기능 용접기에 있어서,
    전원이 입력되는 전원 입력부(1)와, 입력전원을 정류 및 평활시키는 정류 및 평활부(2)와, 상기 정류 및 평활부(2)의 출력을 스위칭시키는 스위칭부(3)와, 상기 스위칭부(3)의 출력을 고속으로 정류시키는 고속정류부(4)와, 상기 고속정류부(4)의 출력을 전자기 에너지의 축적에 의하여 교류 전류 또는 전류의 급격한 변화에 대해서 큰 저항을 나타나게 하는 DC로 변환시키는 DC리액터(5)와, 상기 DC 리액터(5)의 출력에 의해 DC전압을 공급받아 CO2, MMA, TIG, MIG, MAG 용접을 수행하기 위한 용접부(7)와, 상기 DC리액터(5)와 용접부(7)사이에 설치된 고주파 유도부(6)와, 상기DC리액터(5)의 출력에 따라 용접신호를 샘플링하여 콘트롤부(10)로 출력하는 용접신호 샘플링부(8)와, 상기 용접부(7)의 출력에 따라 용접전압신호를 샘플링하여 출력하는 용접전압신호 샘플링부(9)와, 상기 용접신호샘플링부(8)와 용접전압신호 샘플링부(9)로부터 신호를 입력받아 각 부를 제어하는 콘트롤부(10)와, 용접방식이나 용접재료를 선택하기 위한 신호를 상기 콘트롤부(10)로 보내기 위한 용접선택키(11)와, 전압 및 전류값을 설정하여 상기 콘트롤부(10)로 보내기 위한 전압 및 전류값 설정부(12)와, 상기 콘트롤부(10)의 제어에 의해 와이어 피더(14)와 스플건 피더(15)를 제어하는 와이어 피더 모터 콘트롤루(13)와, 상기 콘트롤부(10)의 제어에 의해 와이어 피더 제어신호를 출력하는 와이어피더 제어신호부(16)와, 상기 콘트롤부(10)의 제어에 의해 동작하며, 상기 와이어피더 제어신호부(16)의 제어신호에 따라 PWM신호를 출력하는 PWM 제네레이터(17)와, 상기PWM제네레이터(17)로 스플건피더 제어신호를 보내기 위한 스플건피더 제어신호부(18)와, 상기 PWM 제네레이터(17)의 출력신호에 따라 상기 스위칭부(3)로 IGBT구동신호를 출력하는 IGBT구동부(19)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 포터블 다기능 용접기.
  2. 통상의 다기능 용접기에 있어서,
    상기 다기능 용접기 본체(20)의 상단에 릴레이(24), 전원 트랜지스터(25), 메인 PCB(27)및 서브 PCB(26)가 설치되고,
    상기 본체(20)의 전면에는 전류 및 전압 조정기(21)와 용접선택스위치(22) 및 토치 어댑터(23)가 설치되며,
    상기 본체(20)의 내부 중심부에 메인 PCB(27)가 설치됨과 함께 상기 메인 PCB(27)의 하부에 고주파 유도코일(28)과 리액터(29) 그리고 용접봉 및 릴사후드(42)가 설치되며,
    상기 메인PCB(27)의 일측으로 콘덴서(30), 정류용 다이오드(37), 메인 트랜지스터(38)가 설치되며, 이들의 하부에 드라이브 PCB(34)와 IGBT스위칭소자(35) 그리고 MF콘덴서(36)가 설치되고,
    상기 본체(20)의 배면에 솔레노이드 밸브(31)(32)와 냉각팬(33)이 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 포터블 다기능 용접기.
KR1020150074129A 2015-05-27 2015-05-27 포터블 다기능 용접기 KR101603124B1 (ko)

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