KR102152482B1 - 용접 프로시저 메모리들을 가진 전압 감지 와이어 공급기 - Google Patents

용접 프로시저 메모리들을 가진 전압 감지 와이어 공급기 Download PDF

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Abstract

전압 감지 와이어 공급기(feeder)는 저장 디바이스 및 사용자 인터페이스를 포함한다. 사용자 인터페이스는 제1 선택(selection) 및 제2 선택을 수신하도록 구성된다. 제1 선택은 전압 감지 와이어 공급기로 하여금 저장 디바이스에 저장된 제1 세팅(setting) 그룹을 이용하게끔 지시(direct)하도록 구성되고, 제2 선택은 전압 감지 와이어 공급기로 하여금 저장 디바이스에 저장된 제2 세팅 그룹을 이용하게끔 지시하도록 구성된다.

Description

용접 프로시저 메모리들을 가진 전압 감지 와이어 공급기{VOLTAGE SENSING WIRE FEEDER WITH WELD PROCEDURE MEMORIES}
본 발명은 일반적으로 용접(welding) 시스템, 보다 상세하게는, 용접 프로시저 메모리들을 가진 전압 감지 와이어 공급기(feeder)에 관한 것이다.
용접은 여러 산업 및 애플리케이션들에서 점점 더 널리 퍼지게 된 프로세스이다. 그러한 프로세스들은, 다수의 애플리케이션들이 수동 용접 애플리케이션들에 대해 계속 존재하기는 하지만, 일정한 정황(context)들에서 자동화될 수 있다. 양자의 경우에, 그러한 용접 애플리케이션들은, 용접 소모품들(예를 들어, 와이어, 실드(shielding) 가스 등)의 공급이 원하는 시간에 적절한 양으로 용접에 제공되도록 보장하기 위해, 여러 가지 유형의 장비에 의존한다. 예를 들어, 금속 불활성 가스(metal inert gas; MIG) 용접은 용접 와이어가 용접 토치(torch)에 닿을 수 있게 하기 위해 일반적으로 와이어 공급기에 의존한다. 필러(filler) 금속을 제공하기 위해 용접 동안에 와이어가 계속적으로 공급된다. 전력원은 필러 금속 및 하부의 베이스(base) 금속을 녹이기 위해 아크(arc) 가열을 이용할 수 있도록 보장한다.
금속 감지 와이어 공급기는 용접 전력원으로부터 제공되는 용접 전력을 이용하여 작동되며, 이에 의해 전압 감지 와이어 공급기를 작동시키기 위한 별도의 케이블의 이용을 배제하는, 와이어 공급기의 한 유형이다. 따라서, 전압 감지 와이어 공급기와 용접 전력원 사이에서 연장(extend)하는 케이블들의 수는 전압 감지 와이어 공급기가 아닌 와이어 공급기를 이용하는 시스템들보다 더 적을 수 있다. 전압 감지가 아닌 와이어 공급기를 갖는 시스템에서, 와이어 공급기를 작동시키는 케이블은 와이어 공급기와 용접 전력원 사이에서 데이터를 전달(carry)하기 위해 다수의 절연(isolate)된 전도성 라인들을 포함할 수 있다. 또한, 비전압 감지 와이어 공급기(non-voltage sensing wire feeder)(예를 들어, 일정 속도 와이어 공급기)는 와이어 공급기와 용접 전력원 사이의 통신에 기초하여 작동하는 프로세스들 및/또는 피처(feature)들을 포함할 수 있다. 따라서, 전압 감지 와이어 공급기는 전압 감지 와이어 공급기와 용접 전력원 사이에서의 별도의 케이블의 이용을 배제하는 한편, 전압 감지 와이어 공급기는 일반적으로 용접 전력원과 통신하지 못할 수 있다.
일 실시예에서, 전압 감지 와이어 공급기는 저장 디바이스, 및 제1 선택(selection) 및 제2 선택을 수신하도록 구성된 사용자 인터페이스를 포함한다. 제1 선택은 전압 감지 와이어 공급기로 하여금 저장 디바이스에 저장된 제1 세팅(setting) 그룹을 이용하게끔 지시(direct)하도록 구성되고, 제2 선택은 전압 감지 와이어 공급기로 하여금 저장 디바이스에 저장된 제2 세팅 그룹을 이용하게끔 지시하도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 방법은, 전압 감지 와이어 공급기에서, 전압 감지 와이어 공급기의 저장 디바이스에 저장된 다수의 세팅 그룹들로부터의 세팅 그룹의 선택을 수신하는 것을 포함한다. 방법은 선택된 세팅 그룹으로부터의 데이터를 이용하여 용접 애플리케이션을 제어하는 것을 또한 포함한다. 방법은 용접 애플리케이션의 제어를 조정(coordinate)하기 위해 용접 전력원과 전압 감지 와이어 공급기 사이에서 통신하는 것을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 용접 시스템은 용접 애플리케이션에 대한 용접 전력을 제공하도록 구성된 용접 전력원을 포함한다. 용접 시스템은 용접 케이블, 및 전압 감지 와이어 공급기의 저장 디바이스에 저장된 다수의 세팅 그룹들을 갖는 전압 감지 와이어 공급기를 또한 포함한다. 전압 감지 와이어 공급기는 용접 케이블을 통해 용접 전력원으로부터 용접 전력을 수신하고, 용접 케이블을 통해 용접 전력원과 통신하도록 구성된다. 세팅 그룹들 각각은 전압 감지 와이어 공급기와 용접 전력원 사이의 통신에 적어도 부분적으로 의존한다.
본 발명의 이러한 피처들과 다른 피처들, 양상들, 및 이점들은, 도면 전반에 걸쳐서 유사한 특징들이 유사한 부분들을 나타내는 첨부된 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명을 읽었을 때 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 양상들에 따라, 용접 전력원과 전압 감지 와이어 공급기 사이의 통신을 가능하게 하는 디바이스들을 채택하는 용접 시스템의 일 실시예에 관한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 양상들에 따라, 전압 감지 와이어 공급기의 사용자 인터페이스의 일 실시예에 관한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 양상들에 따라, 전압 감지 와이어 공급기의 용접 프로시저 메모리를 이용하는 방법의 일 실시예에 관한 흐름도이다.
이제 도면을 보면, 도 1은 용접 전력원과 전압 감지 와이어 공급기 사이의 통신을 가능하게 하는 디바이스들을 채택하는 용접 시스템(10)의 일 실시예에 관한 블록도이다. 본 발명의 기술들이, 다른 가스 금속 아크 용접(gas metal arc welding; GMAW) 시스템들 등과 같은, 다른 용접 시스템들에 대해 이용될 수 있기는 하지만, 예시된 실시예에서, 용접 시스템(10)은 금속 불활성 가스(metal inert gas; MIG) 용접 시스템이다. 용접 시스템(10)은 용접 애플리케이션을 작동시키고, 제어하며, 그에 소모품들을 공급한다. 용접 시스템(10)은 용접 전력원(12) 및 전압 감지 와이어 공급기(14)(예를 들어, 일정 속도 와이어 공급기가 아님)를 포함한다.
용접 전력원(12)은 (예를 들어, AC 전력망(power grid), 엔진/발전기(generator) 세트, 배터리, 또는 다른 에너지 발전 또는 저장 디바이스들, 또는 이들의 조합으로부터) 일차(primary) 전력(16)을 수신하고, 일차 전력을 조절(condition)하며, 시스템(10)의 요구(demand)들에 따라 하나 이상의 용접 디바이스들에 출력 전력을 제공한다. 일차 전력(16)은 오프사이트(offsite) 위치로부터 공급될 수 있다(즉, 일차 전력은 전력망으로부터 유래(originate)될 수 있다). 따라서, 용접 전력원(12)은, 시스템(10)의 요구들(예를 들어, 특정한 용접 프로세스들 및 상황(regime)들)에 의해 지시(dictate)됨에 따라 AC 입력 전력을 AC 또는 DC 출력 전력으로 변환할 수 있는, 변압기, 정류기, 스위치 등과 같은 회로 요소들을 포함할 수 있는 전력 변환 회로(18)를 포함한다. 그러한 회로들은 일반적으로 당해 기술 분야에 알려져 있다.
일부 실시예들에서, 전력 변환 회로(18)는 일차 전력(16)을 용접 전력 출력 및 보조 전력 출력 양자 모두로 변환하도록 구성될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 전력 변환 회로(18)는 일차 전력을 용접 전력 출력으로만 변환하도록 맞추어질 수 있으며, 일차 전력을 보조 전력으로 변환하기 위해 별도의 보조 변환기가 제공될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 용접 전력원(12)은 벽 콘센트(wall outlet)로부터 직접적으로 출력되는 변환된 보조 전력을 수신하도록 맞추어질 수 있다. 실제로, 용접 전력 및 보조 전력 양자 모두를 발전 및 공급하기 위해 용접 전력원(12)에 의해 임의의 적절한 전력 변환 시스템 또는 매커니즘이 채택될 수 있다.
용접 전력원(12)은 용접 전력원(12)의 작동을 제어하기 위한 제어 회로(20)를 포함한다. 용접 전력원(12)은 사용자 인터페이스(22)를 또한 포함한다. 제어 회로(20)는, 사용자가 그를 통해 프로세스들을 선택하고 원하는 파라미터들(예를 들어, 전압, 전류, 특정한 펄스(pulsed) 또는 비펄스(non-pulsed) 용접 상황들 등)을 입력할 수 있는, 사용자 인터페이스(22)로부터의 입력을 수신할 수 있다. 사용자 인터페이스(22)는, 키패드, 키보드, 버튼, 터치 스크린, 음성 활성화 시스템, 무선 디바이스 등과 같은, 임의의 입력 디바이스를 이용하여 입력들을 수신할 수 있다. 또한, 제어 회로(20)는 사용자에 의해 입력된 파라미터들뿐만 아니라 임의의 다른 파라미터들도 제어할 수 있다. 특히, 사용자 인터페이스(22)는, 오퍼레이터에게 정보를 제시하거나, 보여주거나, 또는 표시하기 위한 디스플레이(24)를 포함할 수 있다. 제어 회로(20)는, 전압 감지 와이어 공급기(14)와 같은, 시스템(10)의 다른 디바이스들에 데이터를 전달(communicate)하기 위한 인터페이스 회로를 또한 포함할 수 있다. 용접 전력원(12)은 다른 용접 디바이스들과 무선으로 통신(28)하기 위한 송수신기(26)를 포함한다. 예시된 실시예들에서, 용접 전력원(12)은, 네트워크(32)(예를 들어, 인터넷)를 통해 데이터를 전달하기 위해 네트워크 인터페이스 제어기(network interface controller; NIC)(30)를 이용하는 것과 같이, 유선 접속을 이용하여 다른 용접 디바이스들과 통신할 수 있다.
가스 공급원(supply)(34)은, 용접 애플리케이션에 따라, 아르곤, 헬륨, 이산화탄소 등과 같은, 실드 가스를 제공한다. 실드 가스는, 가스의 흐름을 제어하는 밸브(36)로 흐르며, 원하는 경우에, 용접 애플리케이션에 공급되는 가스의 양을 조절(modulate) 또는 조정(regulate)하는 것을 고려하기 위해 선택될 수 있다. 밸브(36)는, 밸브(36)를 통한 가스 흐름을 가능하게 하거나, 억제(inhibit)하거나, 또는 제어하기 위해 제어 회로(20)에 의해 열리거나, 닫히거나, 또는 다르게 작동될 수 있다. 예를 들어, 밸브(36)가 닫혔을 때, 실드 가스가 밸브(36)를 통해 흐르는 것이 억제될 수 있다. 반대로, 밸브(36)가 열렸을 때, 실드 가스가 밸브(36)를 통해 흐르는 것이 가능하게 될 수 있다. 일정한 실시예들에서, 용접 시스템(10)이 밸브(36)를 제어함에 따라, 가스 흐름 변동(fluctuation) 내에서 인코딩된 데이터를 이용하여(예를 들어, 가스 흐름 내의 가스 펄스들을 통해) 용접 전력원(12)으로부터 전압 감지 와이어 공급기(14)에 데이터가 전달된다. 실드 가스는 밸브(36)에서 나가서 (일부 구현들에서 용접 전력 출력과 패키징될 수 있는) 케이블 또는 호스(hose)(38)를 통해 용접 애플리케이션에 실드 가스를 제공하는 전압 감지 와이어 공급기(14)로 흐른다. 이해될 수 있는 바와 같이, 용접 시스템(10)의 일정한 실시예들은 가스 공급원(34), 밸브(36), 및/또는 호스(38)를 포함하지 않을 수 있다.
용접 전력은 케이블(40)을 통해 전압 감지 와이어 공급기(14)로 흐른다. 전압 감지 와이어 공급기(14)는, 제어 회로(42)를 작동시키는 것과 같이, 전압 감지 와이어 공급기(14)의 여러 컴포넌트들을 작동시키기 위해 용접 전력을 이용한다. 용접 전력원(12)은 케이블(40)을 이용하여 전압 감지 와이어 공급기(14)와 또한 통신할 수 있다. 예를 들어, 용접 전력원(12) 및/또는 전압 감지 와이어 공급기(14)는, 용접 전력을 통해 데이터가 제공됨에 따라 단일 컨덕터를 이용하여 용접 전력 및 데이터가 함께 제공되는, 용접 케이블 통신(weld cable communication; WCC)을 이용할 수 있다. 따라서, 용접 전력원(12)과 와이어 공급기(14) 사이에서 WCC를 이용하여 통신을 가능하게 하기 위해, 용접 전력원(12)은 WCC 회로(39)를 포함하고, 와이어 공급기(14)는 WCC 회로(41)를 포함한다. 따라서, 단일 케이블(40)을 이용하여, 용접 전력은 용접 전력원(12)으로부터 전압 감지 와이어 공급기(14)에 제공될 수 있고, 용접 전력원(12)은 전압 감지 와이어 공급기(14)와 통신할 수 있다.
제어 회로(42)는 전압 감지 와이어 공급기(14)의 동작들을 제어한다. 제어 회로(42)는 전압 감지 와이어 공급기(14)의 동작들을 제어하는 적어도 하나의 제어기 또는 프로세서(43)를 포함하며, 시스템(10)의 성능 및 요구들에 관한 다수의 입력들을 수신 및 프로세싱하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(43)는, 하나 이상의 "범용(general-purpose)" 마이크로프로세서들, 하나 이상의 특수 목적 마이크로프로세서들, 및/또는 ASICS, 또는 이들의 일부 조합과 같은, 하나 이상의 마이크로프로세서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(43)는 하나 이상의 축소 명령 집합 컴퓨터(reduced instruction set computer; RISC) 프로세서들을 포함할 수 있다.
제어 회로(42)는 저장 디바이스(44) 및 메모리 디바이스(45)를 포함할 수 있다. 저장 디바이스(44)(예를 들어, 비휘발성 저장소)는, ROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 임의의 다른 적절한 광학, 자기, 또는 고체 상태 저장 매체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 저장 디바이스(44)는 데이터(예를 들어, 용접 애플리케이션에 대응하는 데이터, 하나 이상의 용접 프로시저 메모리들 등), 명령(예를 들어, 용접 프로세스들을 수행하기 위한 소프트웨어 또는 펌웨어), 및 임의의 다른 적절한 데이터를 저장할 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 용접 애플리케이션에 대응하는 데이터는, 용접 토치의 자세(attitude)(예를 들어, 지향(orientation)), 접점 끝(contact tip)과 워크피스(workpiece) 사이의 거리, 전압, 전류, 용접 디바이스 세팅들 등을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 "용접 프로시저 메모리"는 선택 가능 입력에 대응하는 세팅 그룹을 지칭한다. 세팅 그룹은, 전압 감지 와이어 공급기(14)의 저장 디바이스(44) 및/또는 메모리 디바이스(45)에 저장되며, 선택 가능 입력의 선택시에 저장 디바이스(44) 및/또는 메모리 디바이스(45)로부터 집합적으로 복구될 수 있다. 또한, "용접 프로시저 메모리들"은, 하나보다 많은 "용접 프로시저 메모리" 또는, 다시 말해서, 선택 가능 입력에 각각 대응하는 다수의 세팅 그룹들을 지칭한다. 예를 들어, 전압 감지 와이어 공급기(14)는 제1 선택 가능 입력의 선택시에 제1 선택 가능 입력에 대응하는 제1 세팅 그룹을 복구하도록 구성된 제1 선택 가능 입력을 포함할 수 있다. 또한, 전압 감지 와이어 공급기(14)는 제2 선택 가능 입력의 선택시에 제2 선택 가능 입력에 대응하는 제2 세팅 그룹을 복구하도록 구성된 제2 선택 가능 입력을 포함할 수 있다. 세팅 그룹은, 와이어 공급 속도, 전력원 전압 세팅, 전력원 전류 세팅, 전력원 유형 세팅, 전력원 구성 세팅, 전력원 모델, 전력원 정보, 시스템 구성 세팅, 가스 유형, 와이어 크기, 아크(arc) 제어 세팅, 용접 프로세스 세팅, 용접 시퀀스, 및 임의의 다른 적절한 용접 세팅, 구성, 파라미터 등을 포함할 수 있다.
메모리 디바이스(45)는, 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM)와 같은 휘발성 메모리, 및/또는 판독 전용 메모리(read-only memory; ROM)와 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리 디바이스(45)는 여러 가지 정보를 저장할 수 있으며 다양한 목적들을 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 메모리 디바이스(45)는 프로세서(43)로 하여금 실행하게끔 하기 위한 프로세서 실행 가능 명령들(예를 들어, 펌웨어 또는 소프트웨어)을 저장할 수 있다. 또한, 연관된 세팅들 및 파라미터들과 함께 여러 용접 프로세스들에 대한 여러 가지 제어 상황들이, 작동 동안에 특정 출력을 제공(예를 들어, 와이어 공급을 개시함, 가스 흐름을 가능하게 함, 용접 전류 데이터를 캡쳐함, 단락 회로 파라미터들을 검출함, 스패터(spatter)의 양을 결정함 등)하도록 구성된 코드와 함께 저장 디바이스(44) 및/또는 메모리 디바이스(45)에 저장될 수 있다.
일정한 실시예들에서, 전압 감지 와이어 공급기(14)는 (예를 들어, 직접적으로 또는 네트워크를 통하여 중 어느 하나로) 용접 전력원(12), 또는 또 다른 디바이스와 무선으로 통신(48)하기 위한 송수신기(46)를 또한 포함한다. 일정한 실시예들에서, 송수신기(46)는 다른 디바이스들과 무선으로 통신하도록 구성된 블루투스 디아비스일 수 있다. 일정한 실시예들에서, 송수신기(46)는, 기록(archival), 저장 등을 위해 또 다른 디바이스로 및/또는 그로부터 용접 프로시저 메모리들을 송신 및/또는 수신하는 데에 이용될 수 있다. 또한, 송수신기(46)는 데이터 로그(log)들, 오류 코드들, 오류 정보, 또는 임의의 다른 적절한 데이터를 송신 및/또는 수신하는 데에 이용될 수 있다. 예시된 실시예에서, 전압 감지 와이어 공급기(14)는, 네트워크(32)를 통해 데이터를 전달하기 위해 NIC(50)를 이용하는 것과 같이, 유선 접속을 이용하여 다른 용접 디바이스들과 통신할 수 있다. 또한, 전압 감지 와이어 공급기(14)는 무선 접속을 이용하여 네트워크(32)를 통해 통신할 수 있다.
전압 감지 와이어 공급기(14)는 사용자 인터페이스(52)를 포함한다. 제어 회로(42)는, 사용자 인터페이스(22)에 관하여 설명된 방법들 및 디바이스들을 통해서와 같이, 사용자 인터페이스(52)로부터 입력을 수신할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(52)는, 오퍼레이터로 하여금 용접 프로시저 메모리들 중 하나를 선택할 수 있게끔 하기 위한, 하나 이상의 버튼들, 터치 스크린들, 스위치들 등을 포함할 수 있다. 또한, 제어 회로(42)는 전압, 전류, 와이어 속도, 와이어 유형 등과 같은 정보를 오퍼레이터에게 (예를 들어, 사용자 인터페이스(52)의 디스플레이 상에) 디스플레이할 수 있다. 접촉기(contactor)(54)(예를 들어, 높은 전류(amperage) 릴레이)는 제어 회로(42)에 의해 제어되며, 용접 전력이 용접 애플리케이션에 대한 용접 전력 케이블(56)로 흐르는 것을 가능하게 하거나 또는 억제하도록 구성된다. 일정한 실시예들에서, 접촉기(54)는 전자기계적 디바이스일 수 있는 반면, 다른 실시예들에서, 접촉기(54)는 고체 상태 디바이스와 같은 임의의 다른 적절한 디바이스일 수 있다. 전압 감지 와이어 공급기(14)는 와이어를 와이어의 스풀(spool)(62)에서 빼내기 위해 회전하는 롤러(60)를 구동하도록 제어 회로(42)로부터 제어 신호들을 수신하는 와이어 구동기(drive)(58)를 포함한다. 와이어는 케이블(64)을 통해 용접 애플리케이션에 제공된다. 유사하게, 전압 감지 와이어 공급기(14)는 케이블(66)을 통해 실드 가스를 제공할 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 케이블들(56, 64, 및 66)은 커플링 디바이스(68)와 함께 일괄 제공(bundle)될 수 있다.
토치(70)는 용접 애플리케이션에 대한 와이어, 용접 전력, 및 실드 가스를 전달한다. 토치(70)는 토치(70)와 워크피스(74) 사이에 용접 아크를 확립하는 데에 이용된다. 클램프(78)(또는 또 다른 전력 연결 디바이스)로 종료될 수 있는, 작업 케이블(76)은 용접 전력 회로를 완성하기 위해 용접 전력원(12)을 워크피스(74)에 커플링한다. 예시된 바와 같이, 전압 감지 케이블(80)은 감지 클램프(82)(또는 또 다른 전력 연결 매커니즘)를 이용하여 전압 감지 와이어 공급기(14)로부터 워크피스(74)에 커플링된다. 따라서, 전압 감지 와이어 공급기(14)는, 용접 아크가 토치(70)에 의해 형성되지 않을 때에도 작동할 수 있도록, 용접 전력원(12)에 연결된다. 특히, 전압 감지 와이어 공급기(14)는 케이블(40)을 통해 용접 전력원(12)으로부터 용접 전력을 수신한다. 용접 전력은 전압 감지 와이어 공급기(14)의 여러 컴포넌트들(예를 들어, 제어 회로(42), 와이어 구동기(58), 사용자 인터페이스(52))에 연결된다. 전압 감지 와이어 공급기(14) 전력에 대한 리턴 경로는 감지 클램프(82)가 워크피스(74)에 연결되어 있는 상태로 전압 감지 케이블(80)을 이용하여 형성된다. 또한, 작업 클램프(78)가 있는 작업 케이블(76)은 용접 전력원(12)에 리턴 경로의 최종 부분을 제공한다. 따라서, 리턴 경로는 케이블(80), 워크피스(74), 및 케이블(76)을 포함한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 용접 전력은 케이블들(40, 56, 및 76)에 의해 형성된 전도성 경로를 통해 어느 방향으로든 흐를 수 있다.
일반적으로, 와이어 공급기는, 일정 속도 와이어 공급기(예를 들어, 전력을 제공하는 두 개의 컨덕터들을 가진 14-컨덕터 케이블 및 제어 신호들을 제공하는 나머지(remaining) 컨덕터들과 같은, 전용 전력/제어 케이블을 통해 제공되는 실질적으로 불변의(non-changing) DC 전압 또는 AC 전압을 이용하여 작동되는 와이어 공급기), 또는 전압 감지 와이어 공급기(예를 들어, 용접 케이블을 통해 제공되는 용접 전력을 이용하여 작동되는 와이어 공급기) 중 어느 하나이다. 전압 감지 와이어 공급기는, 일정 전압(constant voltage; CV), 일정 전류(constant current; CC), AC 또는 DC 용접 전력원 중 어느 하나에 의해 작동될 수 있다. 전압 감지 와이어 공급기 및 CV 전력원에 있어서, 전압은 전력원에서 설정되는 반면 와이어 공급 속도(전류)는 전압 감지 와이어 공급기에서 설정된다.
전술한 바와 같이, (용접 전력원(12)과 와이어 공급기 사이에서 추가적인 케이블이 연장하는 시스템들 - 그러한 추가적인 케이블을 갖는 시스템들에서, 용접 전력원(12)과 와이어 공급기 사이의 통신은 추가적인 케이블의 컨덕터들의 수, 예를 들어, 14-컨덕터 케이블의 14개의 컨덕터들에 의해 종종 제한됨 - 을 제외하고) 일반적으로, 전압 감지 와이어 공급기는 케이블(40)을 이용하여 작동되기 때문에 전압 감지 와이어 공급기는 용접 전력원(12)과 통신하는 능력을 포함하지 않는다. 그러나, 본원에서 설명된 바와 같이, 전압 감지 와이어 공급기(14)는, 용접 전력원(12)과 전압 감지 와이어 공급기(14) 사이에서 연장하는 추가적인 케이블을 이용하지 않으면서 여러 가지 방식들로 용접 전력원(12)과 통신할 수 있다 (그리고 이러한 통신은, 본원에서 설명되는 통신이 전달되는 데이터의 유형 또는 양을 제한하지 않기 때문에, 전용 통신 케이블을 이용하는 시스템들에 비해 발달한 것일 수 있다). 예를 들어, 용접 전력원(12) 및 전압 감지 와이어 공급기(14)는 용접 전력 케이블(40)을 통해 용접 전력 및 데이터를 함께 제공하는 것에 의해 WCC를 이용하여 통신할 수 있다. 또 다른 예시로서, 용접 전력원(12) 및 전압 감지 와이어 공급기(14)는 송수신기들(26 및 46)을 이용하여 무선으로 통신할 수 있다. 또한, 용접 전력원(12) 및 전압 감지 와이어 공급기(14)는 네트워크(32)로의 접속을 통해(예를 들어, 인터넷을 통해) 함께 통신할 수 있다. 또한, 용접 전력원(12)은 가스 호스(38)를 통한 가스의 흐름을 이용하여(예를 들어, 가스의 흐름 내의 가스 펄스들을 통해) 전압 감지 와이어 공급기(14)와 통신할 수 있다. 이러한 통신 방법들 각각은 (용접 전력 케이블(40) 및 호스(38)를 제외하고) 용접 전력원(12)과 전압 감지 와이어 공급기(14) 사이에서 연장하는 케이블을 이용하지 않는다.
따라서, 일반적인 전압 감지 와이어 공급기가 용접 전력원(12)과 전압 감지 와이어 공급기들 사이의 통신을 가능하게 하는 적절한 수단을 갖지 않는 것에 적어도 부분적으로 기인하여, 일반적인 전압 감지 와이어 공급기는 용접 프로시저 메모리들을 수용할 수 없으며 용접 프로시저 메모리들을 포함하지 않는다. 반면에, 전압 감지 와이어 공급기(14)는, 선택 가능 용접 프로시저 메모리들을 포함하며, 용접 프로시저 메모리들을 이용하기 위해 용접 전력원(12)과 전압 감지 와이어 공급기(14) 사이의 통신을 가능하게 한다. 예를 들어, 용접 프로시저 메모리는 전력원 전압 세팅을 포함할 수 있다. 그와 같이, 용접 프로시저 메모리가 선택될 때, 전압 감지 와이어 공급기(14)는 용접 전력원(12)에 전력원 전압 세팅을 제공할 수 있다. 또 다른 예시로서, 용접 프로시저 메모리는, 용접 전력원(12) 및 전압 감지 와이어 공급기(14)가 함께 작업하는, 프로세스(예를 들어, 실드 가스가 없는 플럭스 코어드 아크 용접(flux-cored arc welding; FCAW), 실드 가스가 있는 MIG, 실드 가스가 있는 FACAW, 펄스(pulsed) MIG, 스틱(6010), 스틱(7108), 리프트 아크 TIG, 스크래치 스타트 TIG, ACAG(air carbon arc gouging), 원격 리프트 아크 TIG 등) 또는 시퀀스(예를 들어, 프리 플로우(pre-flow), 런 인(run-in), 아크 스트라이크, 용접, 크레이터(crater), 번백(burnback), 포스트 플로우(post-flow) 등)에 대응하는 데이터를 포함할 수 있다. 프로세스에 대응하는 데이터는 하나 이상의 전압 세팅, 전류 세팅, 와이어 속도, 시간 등을 포함할 수 있다.
도 2는 전압 감지 와이어 공급기(14)의 사용자 인터페이스(52)의 일 실시예에 관한 정면도이다. 사용자 인터페이스(52)는 전압 감지 와이어 공급기(14)의 전원을 온/오프(on/off)하기 위한 전원 스위치(84)를 포함한다. 사용자 인터페이스(52)는 전압 감지 케이블(80)을 커플링하기 위한 커넥터(86), 및 용접 토치 트리거 커넥터를 커플링하기 위한 커넥터(88)를 또한 포함한다. 또한, 사용자 인터페이스(52)는 오퍼레이터로 하여금 전압 감지 와이어 공급기(14)의 개별적인 세팅들을 조절할 수 있게끔 하는 와이어 속도 제어(90) 및 전압 제어(92)를 포함한다.
사용자 인터페이스(52)는 용접 애플리케이션에 대응하는 여러 세팅들을 선택하기 위한 선택기들(94, 96, 98, 및 100)을 또한 포함한다. 선택기들(94, 96, 98, 및 100)은 버튼, 스위치, 터치 스크린 등일 수 있다. 또한, 선택기들(94, 96, 98, 및 100)은, 용접 프로시저 메모리, 용접 프로세스(예를 들어, 스틱, 텅스텐 불활성 가스(tungsten inert gas; TIG), MIG 등), 트리거 홀드(hold) 옵션(예를 들어, 인에이블(enable)될 때 용접 토치 트리거를 실제로 억제(depress)하지 않으면서 용접 토치 트리거가 억제 상태에 있는 것처럼 홀딩될 수 있음), 및/또는 가스 정화(purge) 선택(예를 들어, 용접 애플리케이션에 대한 용접 토치를 준비하기 위해 실드 가스가 용접 토치를 통해 흐르도록 제어하기 위함)을 선택하는 데에 이용될 수 있다. 일정한 실시예들에서, 오퍼레이터는 원하는 용접 프로시저 메모리가 선택될 때까지 선택기(94)를 여러 번 억제할 수 있다. 예를 들어, 선택기(94)는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 10개, 20개, 또는 보다 많은 용접 프로시저 메모리들의 선택을 가능하게 할 수 있다. 다른 실시예들에서, 사용자 인터페이스(52)는, 각각이 오직 하나의 용접 프로시저 메모리만을 선택하는, 개별 선택기들을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(52)는 전압 감지 와이어 공급기(14)의 여러 파라미터들의 상태를 표시하기 위해 표시기들(102)을 포함한다. 예를 들어, 표시기들(102)은 전압 모드, 전류 모드, 전압, 전류 등을 표시할 수 있다.
도 3은 전압 감지 와이어 공급기(14)의 용접 프로시저 메모리를 이용하는 방법(104)의 일 실시예에 관한 흐름도이다. 블록(106)에서, 전압 감지 와이어 공급기(104)는 용접 프로시저 메모리의 선택을 수신한다. 용접 프로시저 메모리는 전압 감지 와이어 공급기(14) 상에 저장된 다수의 용접 프로시저 메모리들로부터 선택된다. 용접 프로시저 메모리는, 와이어 공급 속도, 전력원 전압 세팅, 전력원 전류 세팅, 용접 프로세스 세팅, 용접 시퀀스 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 블록(108)에서, 전압 감지 와이어 공급기(14)는 용접 프로시저 메모리로부터의 데이터를 이용하여 용접 애플리케이션을 제어한다. 또한, 블록(110)에서, 용접 전력원(12) 및 전압 감지 와이어 공급기(14)는 용접 애플리케이션의 제어를 조정하기 위해 함께 통신한다. 일정한 실시예들에서, 용접 전력원(12)과 전압 감지 와이어 공급기(14)는, 전압 감지 와이어 공급기(14)와 용접 전력원(12) 사이에 전기적으로 커플링된 용접 케이블을 통해 용접 전력과 함께 데이터를 제공하는 것에 의해 통신할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 용접 전력원(12)과 전압 감지 와이어 공급기(14)는, 네트워크 인터페이스를 이용하는 것, 가스 인터페이스를 이용하는 것 등에 의해 무선으로 통신할 수 있다.
본원에 설명된 바와 같이, 전압 감지 와이어 공급기(14)는 하나 이상의 용접 프로시저 메모리들을 포함할 수 있다. 또한, 전압 감지 와이어 공급기(14)는, 전압 감지 와이어 공급기(14)와 용접 전력원(12) 사이에 커플링된 전용 전력/제어 케이블(용접 케이블(40)과 별개임)을 이용하지 않으면서 용접 프로시저 메모리들에 대응하는 용접 애플리케이션들을 수행하기 위해 용접 전력원(12)과 통신하도록 구성될 수 있다. 따라서, 용접 전력원(12)과 전압 감지 와이어 공급기(14) 사이에서 연장하는 다수의 케이블들은 최소 개수로 유지될 수 있지만, 전압 감지 와이어 공급기(14)는 비전압 감지 와이어 공급기(예를 들어, 일정 속도 와이어 공급기)의 피처들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일정한 피처들만이 본원에서 예시 및 설명되기는 하였지만, 많은 변형들 및 변경들이 당업자에 의해 발생할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 진정한 정신의 범위에 들어가는 모든 그러한 변형들 및 변경들을 포괄하도록 의도됨이 이해될 것이다.

Claims (20)

  1. 용접 케이블을 통해 제공되는 용접 전력원으로부터의 용접 전력에 의해 작동되는 전압 감지 와이어 공급기(feeder)에 있어서,
    상기 전압 감지 와이어 공급기를 워크피스(workpiece) 연결로 전기적으로 커플링하도록 구성된 전압 감지 리드(lead);
    상기 전압 감지 와이어 공급기로부터 용접 토치로 상기 용접 전력을 전달하거나 억제하도록 구성된 접촉기;
    제1 동작 세팅 그룹을 포함하는 제1 용접 프로시저 메모리 및 제2 동작 세팅 그룹을 포함하는 제2 용접 프로시저 메모리를 저장하는 메모리 디바이스;
    상기 제1 용접 프로시저 메모리 또는 상기 제2 용접 프로시저 메모리 중 사용자가 원하는 선택을 수신하도록 구성된 사용자 인터페이스; 및
    용접 공급기 제어 회로
    를 포함하고,
    상기 용접 공급기 제어 회로는,
    상기 제1 동작 세팅 그룹에 기초하여 상기 접촉기의 동작 및 상기 전압 감지 와이어 공급기의 와이어 공급 속도를 제어하고, 상기 제1 용접 프로시저 메모리가 선택되면 상기 용접 전력원에 제1 전압 출력 세팅을 제공하고,
    상기 제2 동작 세팅 그룹에 기초하여 상기 접촉기의 동작 및 상기 전압 감지 와이어 공급기의 상기 와이어 공급 속도를 제어하고, 상기 제2 용접 프로시저 메모리가 선택되면 상기 용접 전력원에 제2 전압 출력 세팅을 제공하도록 구성되고,
    상기 용접 전력원에 제공되는 상기 동작 세팅은, 상기 용접 케이블의 동일한 전기적 컨덕터의 용접 전력에 대한 데이터 신호로서 제공되는 것인, 전압 감지 와이어 공급기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 용접 프로시저 메모리 또는 상기 제2 용접 프로시저 메모리는, 상기 용접 전력원과 상기 전압 감지 와이어 공급기가 함께 동작하게 하는 프로세스, 시퀀스, 또는 이들의 조합에 대응하는 데이터를 포함하는 것인, 전압 감지 와이어 공급기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세스, 시퀀스, 또는 이들의 조합에 대응하는 데이터는 전압 세팅, 전류 세팅, 와이어 속도, 시간 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 전압 감지 와이어 공급기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 용접 프로시저 메모리 또는 상기 제2 용접 프로시저 메모리는 프로세스에 대응하는 데이터를 포함하고,
    상기 프로세스는 실드 가스가 없는 플럭스 코어드 아크 용접(flux-cored arc welding; FCAW), 실드 가스가 있는 금속 불활성 가스(metal inert gas; MIG), 실드 가스가 있는 FACAW, 펄스(pulsed) MIG, 스틱(6010), 스틱(7108), 리프트 아크 텅스텐 불활성 가스(tungsten inert gas; TIG), 스크래치 스타트 TIG, ACAG(air carbon arc gouging), 원격 리프트 아크 TIG, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 전압 감지 와이어 공급기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전압 감지 와이어 공급기 및 상기 용접 전력원은 상기 용접 케이블을 통해 용접 케이블 통신(weld cable communication; WCC)으로 서로 통신하도록 구성된 것인, 전압 감지 와이어 공급기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전압 감지 와이어 공급기는 상기 용접 케이블 및 전압 감지 케이블에 의해 상기 용접 전력원에 커플링되고, 상기 전압 감지 케이블은 상기 전압 감지 리드인 것인, 전압 감지 와이어 공급기.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 와이어 공급기 제어 회로는 결합된 용접 전력과 데이터를 상기 용접 전력원으로부터 수신하고, 결합된 용접 전력과 데이터를 상기 용접 전력원으로 제공하도록 구성되고,
    상기 결합된 용접 전력과 데이터는, 상기 제1 동작 세팅 그룹, 상기 제2 동작 세팅 그룹 또는 이들의 일부 조합을 이용하기 위해, 상기 전압 감지 와이어 공급기와 상기 용접 전력원 간의 통신을 가능하게 하는 것인, 전압 감지 와이어 공급기.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스는 상기 제1 용접 프로시저 메모리 또는 상기 제2 용접 프로시저 메모리 중 사용자가 원하는 선택을 수신하도록 구성된 입력 디바이스를 포함하는 것인, 전압 감지 와이어 공급기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 동작 세팅 그룹 및 상기 제2 동작 세팅 그룹은, 전력원 전압 세팅, 전력원 전류 세팅, 전력원 유형 세팅, 전력원 구성 세팅, 시스템 구성 세팅, 아크(arc) 제어 세팅, 용접 프로세스 세팅, 용접 시퀀스, 또는 이들의 임의 조합을 포함하는 것인, 전압 감지 와이어 공급기.
  13. 삭제
  14. 전압 감지 와이어 공급기를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 전압 감지 와이어 공급기에서, 상기 전압 감지 와이어 공급기의 저장 디바이스에 저장된 복수의 세팅 그룹들로부터의 세팅 그룹의 선택을 수신하는 단계;
    상기 선택된 세팅 그룹을 이용하여 상기 전압 감지 와이어 공급기의 동작을 제어하는 단계; 및
    단일 컨덕터를 사용하여 용접 전력원에 용접 전력과 함께 상기 세팅을 제공하는 단계
    를 포함하는 전압 감지 와이어 공급기를 제어하는 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제14항에 있어서,
    상기 세팅 그룹은, 전력원 전압 세팅, 전력원 전류 세팅, 전력원 유형 세팅, 전력원 구성 세팅, 시스템 구성 세팅, 아크 제어 세팅, 용접 프로세스 세팅, 용접 시퀀스, 또는 이들의 일부 조합을 포함한 것인, 전압 감지 와이어 공급기를 제어하는 방법.
  18. 용접 전력원 및 전압 감지 와이어 공급기를 구비한 용접 시스템에 있어서,
    상기 전압 감지 와이어 공급기는 용접 케이블을 통해 공급되는 상기 용접 전력원으로부터의 용접 전력에 의해 작동되며, 사용자 인터페이스 및 상기 와이어 공급기의 동작을 제어하도록 구성된 와이어 공급기 제어 회로를 포함하고,
    상기 와이어 공급기는, 제1 세팅 그룹을 포함하는 제1 용접 프로시저 메모리 및 제2 세팅 그룹을 포함하는 제2 용접 프로시저 메모리를 저장하는 저장 디바이스를 더 포함하고,
    상기 사용자 인터페이스는 제1 선택 및 제2 선택을 수신하도록 구성되며, 상기 제1 선택은 상기 전압 감지 와이어 공급기가 상기 제1 세팅 그룹을 사용하게 구성되며, 상기 제2 선택은 상기 전압 감지 와이어 공급기가 상기 제2 세팅 그룹을 사용하게 구성되고,
    상기 와이어 공급기 제어 회로는, 상기 제1 세팅 그룹에 기초하여 상기 와이어 공급기의 동작을 제어하고, 상기 제1 용접 프로시저 메모리가 선택될 때 상기 제1 세팅 그룹 중 적어도 하나의 세팅을 상기 용접 전력원에게 공급하며, 상기 제2 세팅 그룹에 기초하여 상기 와이어 공급기의 동작을 제어하고, 상기 제2 용접 프로시저 메모리가 선택될 때 상기 제2 세팅 그룹 중 적어도 하나의 세팅을 상기 용접 전력원에 공급하도록 구성되고,
    상기 용접 전력원에 제공되는 세팅은, 상기 용접 전력 및 상기 세팅이 단일 컨덕터를 사용하여 함께 제공되도록, 상기 용접 전력으로 제공되는 것인, 용접 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 세팅 그룹, 상기 제2 세팅 그룹 또는 이들의 일부 조합은, 전력원 전압 세팅, 전력원 전류 세팅, 전력원 유형 세팅, 전력원 구성 세팅, 시스템 구성 세팅, 아크 제어 세팅, 용접 프로세스 세팅, 용접 시퀀스, 또는 이들의 일부 조합을 포함한 것인, 용접 시스템.
  20. 삭제
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