KR102012942B1 - 용접 및 가우징 겸용 송급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접 및 가우징 겸용 송급 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 송급 장치는 작업 선택 장치 결합구, 작업 선택 장치, 및 용접 전원 장치를 연결하는 연결구; 상기 연결구에 결합되어 용접 작업 및 가우징 작업 중 어느 하나를 선택하는 작업선택 버튼; 및 상기 작업 선택 버튼에 결합되어 가우징 작업시 가우징 토치의 온/오프 동작을 제어하는 가우징 스위치를 포함한다.
본 발명에 의하면 용접 작업을 수행하면서 손쉽게 가우징 작업으로 전환할 수 있다.

Description

용접 및 가우징 겸용 송급 장치 {WELDING AND GOUSING COMBINED FEEDER}

본 발명은 용접 및 가우징 겸용 송급 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가우징 전환 스위치를 추가하여 하나의 송급 장치로 용접 작업과 가우징 작업을 동시에 할 수 있는 송급 장치에 관한 것이다.

용접은 접합부에 금속재료를 가열, 용융시켜 서로 다른 두 재료의 원자 결합을 재배열하여 결합시키는 방법으로 아크용접, 가스용접, 테르밋용접 등이 있다.

이러한 용접에 사용되는 장치를 용접기라 하며, 용접기는 금속 재료를 서로 접합하기 위한 기계로, 전기용접기에는 직류 아크 용접기, 교류 아크 용접기, 저항 용접기 등이 있다. 이러한 전기용접기들 중 특히, 이산화탄소용접기는 통상적으로 이산화탄소 및 아르곤 등의 불활성가스 속에서 용접이 행해지는 것으로, 용접와이어에 의한 용융금속이 대기와 접촉되지 않아 산화나 질화를 방지할 수 있어 철은 물론이고 알루미늄이나 동, 스테인레스강, 특수강 등의 용접에 많이 사용된다.

이 이산화탄소 용접기는 상기와 같은 이점에 의해 대부분 공장에서 많이 사용되는 것으로, 고속 용접에 적합하다.

가우징(gouging)이란 소재의 표면에 홈이 생기도록 '둥글게 파낸다'라는 뜻으로, 용접시 발생할 수 있는 결함 부분을 아크를 발생시켜서 융융시켜 파내는 작업을 말한다

일반적으로, 아크 용접 시스템은 용접 전원장치와 와이어 송급 장치로 이루어져 있으며, 와이어 송급 장치의 일측에는 실제 용접 작업을 수행하는 용접 토치가 구비되어 있고, 용접 전원 장치는 와이어 송급 장치를 거쳐 용접 토치에 전원을 공급할 수 있도록 되어 있다.

그리고 가우징 작업은 절단 혹은 잘못된 부분을 제거하기 위해 사용되므로 일반적인 용접보다 높은 출력이 사용된다. 따라서 용접 작업용 전원 공급 장치와 가우징 작업용 전원 공급 장치가 구분되어 있다.

하지만, 현장에서 작업을 하다 보면 용접하면서 용접 부위에 수정이 필요한 경우 곧바로 가우징 작업을 해야 하는 경우가 많다. 이러한 경우 다시 가우징 토치를 가져와 작업을 하는 것은 여간 번거로운 일이 아니다.

특허문헌1에는 용접 및 가우징 선택용 스위치가 구비된 전기용접기가 개시되어 있으나, 용접기 본체에 구비되어 있어 스위치를 동작시키기 위해서는 작업자가 다시 본체까지 가야만 한다. 하지만, 용접 작업은 본체와는 멀리 떨어져서 이루어지므로 스위치 조작에 불편함이 있다.

특허문헌2는 전압 및 전류를 설정하기 위한 전압/전류설정부; 가우징전환스위치; 출력전압 및 출력전류 피이드백신호를 일정크기의 신호로 변경한 후 가우징전환스위치의 작동여부에 따라 하나의 신호를 선택하여 출력하기 위한 정전압/정전류전환스위치; 및 정전압/정전류전환스위치에서 선택된 피이드백신호에 따라 전체 전력의 출력을 정전압형 혹은 정전류형으로 동작되게 하는 PWM제어회로를 포함하는 가우징 겸용 인버터 용접기가 개시되어 있다.

특허문헌2 역시 본체에 관한 것이고, 작업자가 용접 작업을 하면서 손쉽게 가우징 작업으로 전환할 수 있는 방법에 대해서는 개시되어 있지 않다.

(01) 대한민국 공개특허 제10-2018-0131928호, 가우징 및 이산화탄소 용접이 가능한 전기용접기, 공개일 : 2018.12.11. (02)대한민국 등록실용신안 제20-0287067호, 가우징 겸용 인버터 용접기, 등록일 : 2002.08.13.

본 발명은 본 발명은 하나의 송급 장치로 용접 작용과 가우징 작업을 동시에 할 수 있는 송급 장치를 제공하고자 한다.

또한, 용접 작업과 가우징 작업을 손쉽게 전환할 수 있는 송급 장치를 제공하고자 한다.

본 발명에 용접 및 가우징 겸용 송급 장치는, 용접 전원 공급 장치부터 전원을 공급받는 본체; 상기 본체의 일측에 구비되어 용접 와이어를 권취하는 스풀; 상기 스풀을 회전시켜 상기 용접 와이어를 용접 토치로 제공하는 송급 모터; 상기 전압출력 조절부, 전류출력 조절부, 및 송급모터의 회전을 조절하는 인칭 스위치를 포함하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 전압 및 전류이 출력되고, 용접 토치가 결합되는 용접 토치 결합구; 상기 제어부에 연결되고, 용접 작업 및 가우징 작업을 선택할 수 있는 작업 선택 장치가 결합되는 작업 선택 장치 결합구; 및 상기 작업 선택 장치의 선택에 따라 전압을 출력이 출력되고, 가우징 토치가 결합되는 가우징 토치 결합구;를 포함하고,

상기 작업 선택장치는, 상기 작업 선택 장치 결합부, 작업 선택 장치, 및 용접 전원 장치를 연결하는 연결구; 상기 연결구에 결합되어 용접 작업 및 가우징 작업 중 어느 하나를 선택하는 작업선택 버튼; 및 상기 작업 선택 버튼에 결합되어 가우징 작업시 가우징 토치의 온/오프 동작을 제어하는 가우징 스위치를 포함하고,

상기 연결구는 상기 용접 전원 공급 장치에 연결되어 전원을 공급받는 전원공급구; 상기 작업선택 결합구에 결합되는 제어신호 연결구; 및 상기 작업선택 버튼이 결합되는 스위칭 신호 연결구;를 포함하고, 상기 작업선택 버튼이 온되면 최대치의 전압이 출력되고 상기 송급모터로의 전원 공급이 차단되고, 상기 작업선택 버튼이 오프되면 상기 가우징 토치로의 출력이 차단되고 송급모터로 전원이 공급되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 하나의 용접 장치로 용접 작업와 가우징 작업을 동시에 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 작업자 근처에 항상 비치되는 송급 장치에 작업 선택 장치를 부착하여 용접 작업을 수행하면서 가우징 작업으로 손쉽게 전환할 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 용접 및 가우징 겸용 송급 장치를 도시한 것이다.
도 2는 케이블의 구조를 도시한 것이다.
도 3은 제어부와 케이블 단자의 연결 회로를 도시한 것이다.
도 4는 작업 선택 장치와 케이블 단자의 연결 회로를 도시한 것이다.
도 5는 송급 장치에 용접 토치와 가우징 토치를 장착한 예를 나타낸 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면 본 발명의 실시예에 대해 상세히 살펴본다.

도 1은 본 발명에 따른 송급 장치를 도시한 것이고, 도 2는 케이블의 구조를 도시한 것이고, 도 3은 제어부와 케이블의 연결 회로를 도시한 것이고, 도 4는 작업 선택 장치와 케이블의 연결 회로를 도시한 것이고, 도 5는 송급 장치에 용접 토치와 가우징 토치를 장착한 예를 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 송급 장치는 본체(100), 용접 와이어를 권취하는 스풀(200), 상기 스풀을 회전시켜 상기 용접 와이어를 용접 토치로 제공하는 송급 모터(300), 상기 전압 조절부, 전류 조절부, 및 송급모터의 회전을 조절하는 인칭 스위치를 포함하는 제어부(400), 상기 제어부의 제어에 따라 전압 및 전류이 출력되고, 용접 토치가 결합되는 용접 토치 결합구(500), 상기 제어부에 연결되고, 용접 작업 및 가우징 작업을 선택할 수 있는 작업 선택 장치가 결합되는 작업 선택 장치 결합구(600), 상기 작업 선택 장치의 선택에 따라 전압을 출력이 출력되고, 가우징 토치가 결합되는 가우징 토치 결합구(800)를 포함한다.

상기 본체(100)는 일체형 사출 구조물이나 판재, 선재, 파이프재들을 서로 용접하거나 연결하여 이루어지는 프레임 구조체일 수 있다. 본체(100)는 형상은 도 1에 도시된 형상으로 국한되지 않고 상술한 부재들을 지지할 수 있는 다양한 형상으로 변형될 수 있다.

상기 스풀(200)은 본체(100)의 일측에 구비되어 용접시 필요한 용접 와이어를 권취한다. 상기 와이어는 용접에 사용되는 금속선으로 보통 단면이 원형이지만 경우에 따라서는 직사각형 띠모양으로 된 것도 있으며 주로 자동 및 반자동 용접에 사용된다.

상기 송급모터(300)는 상기 스풀을 회전시켜 스풀에 권취되어 있는 와이어를 용접 토치로 제공한다. 상기 송급 모터(300)는 후술되는 인칭스위치의 제어에 따라 모터의 회전속도가 조절될 수 있다.

상기 제어부(400)는 가변식 저항 방식에 의해 출력 전류를 조절하는 전류 조절부(410), 가변식 저항 방식에 의해 출력 전압을 조절하는 전압 조절부(420), 및 송급 모터의 구동을 조절하는 인칭 스위치(430)를 포함한다.

전류는 용접 토치 스위치를 눌렀을 때 송급 모터의 회전 속도를 조절하고, 전압은 용접 토치 스위치를 눌렀을 때 용접 토치를 통해 나온 와이어와 모재간에 아크를 일으키고 용접 세기를 조절한다.

전원 공급 장치는 케이블을 통해 상기 제어부(400)로 전원을 공급하고, 제어부의 제어에 따라 용접 토치 및 가우징 토치로 전원이 출력된다. 이때 싱글 케이블이 사용되는데 8개의 단자로 구성된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 싱글 케이블의 예시를 나타낸 것이고, 도 3은 케이블과 제어부의 연결을 간략히 도시한 것이다.

송급 장치의 케이블은 A, B, C, D, E, F, G, H로 구성된 8개 단자로 구성된다.

상기 A단자와 B단자는 송급 모터에 연결되어 송급 모터에 전원을 전원을 제공하고, C단자와 G단자는 용접 토치의 스위치에 연결되어 용접 토치의 스위치 동작에 따라 용접토치로 전원을 제공한다.

그리고 상기 D단자, E단자, 및 G단자는 상기 제어부의 전류 조절부(410)에 연결되고, 상기 E단자, F단자, 및 G단자는 상기 제어부의 전압 조절부(420)에 연결된다. 전류 조절부(410)의 회전에 따라 D가 G쪽으로 가까워질수록 송급모터의 회전속도가 느려지고 반대로 D가 E쪽으로 가까워질 수록 송급 모터의 회전속도가 빨라진다. 그리고 전압 조절부(420)의 회전에 따라 F라 G쪽으로 가까워질수록 와이어와 모재간의 아크를 발생시키는 전압의 세기가 약해지고 반대로 F가 E쪽으로 갈수록 전압의 세기가 커지면서 아크를 강하게 발생시킨다.

상기 H 단자는 인칭 스위치에 연결되어 용접 작업시 용접 토치의 출력 및 송급모터의 회전을 제어한다.

한편, 상기 용접 토치 결합구(500)는 용접 토치가 결합될 수 있도록 본체의 전방에 형성될 수 있다. 그리고 스풀(200)에 권취되어 있는 와이어는 결합구를 통해 용접 토치로 제공될 수 있다.

상기 제어부(400)의 일측에는 용접 토치 스위치 연결 단자(440)가 형성되어 있다. 상기 스위치 연결 단자(440)에는 C단자와 G단자가 연결되어 있다.

상기 작업 선택 장치 결합구(600)는 본체의 일측면에 형성될 수 있다. 작업 선택 장치 결합구(600)는 작업 선택 장치(700)가 결합되는 부위로 전원 공급 장치와 연결되어야 하므로 본체의 뒤쪽에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 작업 선택 장치(700)는 연결구(710), 작업선택 버튼(720), 및 가우징 스위치(730)로 구성될 수 있다.

상기 연결구(710)는 3갈래 연결구로, 작업 선택 장치 결합구(600), 작업 선택 장치(700), 및 용접 전원 장치를 연결한다. 즉, 연결구의 일측에는 용접 전원 공급 장치가 연결되고, 다른 일측에는 작업 선택 장치 결합구(600)가 연결되고, 또 다른 일측에는 작업 선택 버튼(720)이 연결된다. 즉, 연결구(710)는 상기 용접 전원 공급 장치에 연결되어 전원을 공급받는 전원공급구(712), 상기 작업선택 결합구에 결합되는 제어신호 연결구(714), 및 상기 작업선택 버튼이 결합되는 스위칭 신호 연결구(716)로 구성된다.

상기 작업 선택 버튼(720)은 스위칭 신호 연결구(760)에 결합되어 케이블선으로 연결되어 있다. 그리고 가우징 스위치(730)도 제어신호 연결구(714)에 결합된다. 도시된 것과 같이 가우징 스위치(730)는 작업 선택 버튼(720)에서 연장되어 형성될 수 있다.

상기 가우징 스위치(730)는 작업 선택 버튼(720)이 온 되는 경우, 가우징 토치를 온/오프하는 스위치이다.

도 4는 작업 선택 장치의 회로를 나타낸 것인데, 이를 참조하면, 작업 선택 버튼(720)과 가우징 스위치(730)은 전원공급구(712) 단자와 제어신호 연결구(714) 사이에 전기적으로 연결되어 있다.

상기 작업 선택 버튼(720)은 A단자, E단자, 및 F단자와 연결되어 있다. 전원공급구쪽 E, F 단자는 제어신호 연결구족 E, F 단자와 각각 연결되어 있음에 반해, A 단자는 전원공급구쪽 A단자와 제어신호 연결구쪽 A단자가 분리되어 있으며, 버튼의 온/오프에 따라 A단자가 연결(단락) 또는 오픈(단선)된다.

상기 작업 선택 버튼은 E단자와 F단자는 연결하는 제1 스위치와 A단자를 연결/오픈하는 제2 스위치로 구성될 수 있다.

작업 선택 버튼(720)이 온되면 제1 스위치가 온되면서 E단자와 F단자가 연결되어 전압이 최대치로 올라간다. 이때 제어부(400)의 전압 조절부(420)는 동작하지 않는다. 그리고 제2 스위치는 오픈되어 송급 모터로 전원이 제공되지 않는다. 이 상태에서 가우징 스위치(730)를 누르게 되면 C단자와 G단자가 전기적으로 연결되어 가우징 토치로 최대 전압이 출력된다. G, C 단자가 연결되더라도 송급모터로의 전원이 공급되지 않으므로 송급모터는 동작하지 않는다.

반대도 작업 선택 버튼(720)이 오프되면, 제1 스위치가 오픈되면서 E단자와 F단자가 오픈(단선)되고 제2 스위치가 온 되면서 두개의 A단자가 연결된다. E단자와 F단자가 원래대로 분리되었으므로, 제어부의 전압 조절부(420)에 따라 전압이 조절되고, A단자가 연결되었으므로 송급모터에 정상적으로 전원이 공급되어 송급모터가 동작하게된다.

상기와 같은 방법으로 작업 선택 보튼(720)을 온/오프하면 용접 작업과 가우징 작업을 손쉽게 전환할 수 있다. 즉, 용접 작용시에는 작업 선택 버튼(720)은 오프 상태에 있으며 이때는 보통의 송급 장치와 같이 동작하게 된다. 용접 작업 수행중 수정이 필요하가 불필요한 부분을 제거하고자 할 때에는 작업 선택 버튼(720)을 온 위치로 전환하고, 가우징 스위치(730)를 온/오프 하면서 가우징 작업을 할 수 있다.

도 5는 송급 장치에 용접 토치(10)와 가우징 토치(20)가 결합된 예를 나타낸 것이다. 이외에도 용접 및 가우징 작업에 필요한 에어호스(30), 가스호스(40), 전력선(50) 등이 추가로 연결되어 있는 것을 확인할 수 있다.

도시된 것과 같이, 작업 선택 장치(700)를 가우징 토치(20)와 하나로 묶어서 작업을 하면 보다 손쉽게 가우징 작업을 수행할 수 있다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 본체 200 : 스폴
300 : 송급 모터 400 : 제어부
500 : 용접 토치 결합구 600 : 작업 선택 장치 결합구
700 : 작업 선택 장치 710 : 연결구
720 : 작업선택 버튼 730 : 가우징 스위치
800 : 가우징 토치 결합구

Claims (4)

1. 용접 전원 공급 장치부터 전원을 공급받는 본체;
   상기 본체의 일측에 구비되어 용접 와이어를 권취하는 스풀;
   상기 스풀을 회전시켜 상기 용접 와이어를 용접 토치로 제공하는 송급 모터;
   전압 조절부, 전류 조절부, 및 송급모터의 회전을 조절하는 인칭 스위치를 포함하는 제어부;
   상기 제어부의 제어에 따라 전압 및 전류이 출력되고, 용접 토치가 결합되는 용접 토치 결합구;
   상기 제어부에 연결되고, 용접 작업 및 가우징 작업을 선택할 수 있는 작업 선택 장치가 결합되는 작업 선택 장치 결합구; 및
   상기 작업 선택 장치의 선택에 따라 전압을 출력이 출력되고, 가우징 토치가 결합되는 가우징 토치 결합구;를 포함하고,
   상기 작업선택 장치는,
   상기 작업 선택 장치 결합구, 작업 선택 장치, 및 용접 전원 장치를 연결하는 연결구;
   상기 연결구에 결합되어 용접 작업 및 가우징 작업 중 어느 하나를 선택하는 작업선택 버튼; 및
   상기 작업 선택 버튼에 결합되어 가우징 작업시 가우징 토치의 온/오프 동작을 제어하는 가우징 스위치를 포함하고,
   상기 연결구는
   상기 용접 전원 공급 장치에 연결되어 전원을 공급받는 전원공급구;
   상기 작업 선택 장치 결합구에 결합되는 제어신호 연결구; 및
   상기 작업선택 버튼이 결합되는 스위칭 신호 연결구;를 포함하고,
   상기 작업선택 버튼이 온되면 최대치의 전압이 출력되고 상기 송급모터로의 전원 공급이 차단되고,
   상기 작업선택 버튼이 오프되면 상기 가우징 토치로의 출력이 차단되고 송급모터로 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 용접 및 가우징 겸용 송급 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 작업선택 버튼이 온 상태에서, 상기 가우징 스위치가 온되면 상기 가우징 토치로 전압이 최대치로 공급되는 것을 특징으로 하는 용접 및 가우징 겸용 송급 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 용접 토치 결합구, 작업 선택 장치 결합구, 및 연결구는 싱글 케이블이 결합될 수 있는 있는 8개의 단자(A, B, C, D, E, F, G, H)의 단자가 형성되어 있고,
   상기 A단자와 B단자는 상기 송급 모터에 연결되고,
   상기 C단자와 G단자는 용접 토치의 스위치에 연결되고,
   상기 D단자, E단자, 및 G단자는 상기 제어부의 전류 조절부에 연결되고,
   상기 E단자, F단자, 및 G단자는 상기 제어부의 전압 조절부에 연결되고,
   상기 H 단자는 인칭 스위치에 연결되어 용접 작업시 용접 토치의 출력 및 송급모터의 회전을 제어하고,
   상기 작업선택 버튼이 온되면 상기 E단자와 F단자가 연결되어 상기 전압 출력 조절부의 동작에 상관없이 최대치의 전압이 출력되고, 상기 A단자가 단선되어 상기 송급모터로의 전원 공급이 차단되는 것을 특징으로 하는 용접 및 가우징 겸용 송급 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 C단자와 G단자는 상기 가우징 스위치에 연결되어, 상기 가우징 스위치가 온되면 C단자와 G단자가 전기적으로 연결되어 가우징 토치가 동작하는 것을 특징으로 하는 용접 및 가우징 겸용 송급 장치.
   

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