KR102356460B1 - 자동 용접 스텝 제어 장치 - Google Patents

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KR102356460B1
KR102356460B1 KR1020210172987A KR20210172987A KR102356460B1 KR 102356460 B1 KR102356460 B1 KR 102356460B1 KR 1020210172987 A KR1020210172987 A KR 1020210172987A KR 20210172987 A KR20210172987 A KR 20210172987A KR 102356460 B1 KR102356460 B1 KR 102356460B1
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남성덕
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주식회사 대운자동화
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Abstract

본 발명의 실시예는 자동 용접 스텝 제어 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 스텝 모터의 특성을 이용하여 주행부, 운봉부 및 와이어 송급부의 3대 구성 요소를 정밀 제어 함으로써 고품질의 용접을 구현할 수 있는 자동 용접 스텝 제어 장치를 제공하는데 있다. 이를 위해 본 발명은 전원이 투입되면 용접 신호, 송급 신호 및 운봉 신호를 출력하며, 주행 신호를 입력받으면 주행 스텝 모터를 제어하여 용접 토치를 정지 신호가 입력될때까지 주행시키는 주행부; 상기 주행부로부터 운봉 신호를 입력받으면 운봉 스텝 모터를 제어하여 용접 토치를 정방향으로 설정한 스텝이 n(여기서, n은 자연수임)일때 +n스텝 위치까지 운봉시킨 후 정지하고, 이어서 역방향으로 설정한 스텝의 두배만큼 운봉시킨 후 정지하며, 이어서 정방향으로 설정한 +n스텝만큼 운봉시킨 후 정지시켜 용접 1사이클을 완성시키는 운봉부; 및 상기 주행부가 출력해준 송급 또는 정지 신호를 운봉부가 전달해주면 송급 스텝 모터를 제어하여 용접 와이어를 정방향으로 송급 또는 역회전 하여 용접 와이어를 후진시키는 송급부를 포함하는 자동 용접 스텝 제어 장치를 제공한다.

Description

자동 용접 스텝 제어 장치{Automatic welding step control device}
본 발명의 실시예는 자동 용접 스텝 제어 장치에 관한 것이다.
금속을 접합하는 용접 방법 또는 금속 표면에 특정 성질을 부여하는 용접 방법의 하나로서, 용접 부위에 용접 와이어를 연속적으로 공급하는 방법이 알려져 있다. 일례로, 헬륨, 아르곤, 또는 이산화탄소 등의 보호 가스로 용접 부위를 대기와 차단하고 그 안으로 용접 와이어를 연속적으로 송급하며 용접하는 방법이 알려져 있다. 용접 와이어와 보호 가스를 이용한 용접 방식은 용접 기본 변수(전류, 전압, 속도)에 의한 용접 이음부 건전성의 확보 의존도가 크고, 전력 불안정 및 기기 노이즈 발생에 따른 와이어 송급 헌팅이 발생할 수 있고, 용접기 파워 소스의 출력 전력의 불안정이 있을 수 있다. 이러한 이유들로 인하여 양호한 비드를 얻으면서 고속 용접화를 구현하는데 한계가 있다. 용접 전류의 과도함은 언더컷, 오버랩 및 볼록 비드와 같은 용접 불량을 야기하며, 용접 이동 속도의 상승은 용입 물량, 언더컷 및 블로우 홀 등의 발생을 초래한다. 또한 용접부 입력 제어 팩터의 한계로 인하여 박판 용접의 변형량이 증가할 수 있다. 용접부 입열량 제어 팩터는 용접 전류, 전압 및 속도를 포함한다. 또한 용접시 대기에 대한 차폐 기능을 하는 보호 가스 부족시, 블로홀 결함을 야기한다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 스텝 모터의 특성을 이용하여 주행부, 운봉부 및 와이어 송급부의 3대 구성 요소를 정밀 제어 함으로써 고품질의 용접을 구현할 수 있는 자동 용접 스텝 제어 장치를 제공하는데 있다.
일례로, 본 발명의 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 주행부, 운봉부, 와이어 송급부 모두가 필요에 따라 이동(이송)과 정지를 반복적으로 진행할 수 있어 점 및 연속 용접이 모두 가능하고 운봉이 필요한 용접에서 정지, 주행, 운봉 및 와이어 송급이 정확하게 동조되어 고품질의 용접이 실행 가능한 자동 용접 스텝 제어 장치를 제공하는데 있다.
다른예로, 본 발명의 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 주행부의 반복적인 이동 및 정지, 운봉부의 운봉 폭 조절, 그리고 송급부의 용접 종료시 정확한 시점에 후진 등이 가능하여 점 및 연속 용접과 운봉이 필료한 용접에서 탁월한 기능으로 우수한 품질과 편리를 제공할 수 있는 자동 용접 스텝 제어 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 용접 스텝 제어 장치는 전원이 투입되면 용접 신호, 송급 신호 및 운봉 신호를 출력하며, 주행 신호를 입력받으면 주행 스텝 모터를 제어하여 용접 토치를 정지 신호가 입력될때까지 주행시키는 주행부; 상기 주행부로부터 운봉 신호를 입력받으면 운봉 스텝 모터를 제어하여 용접 토치를 정방향으로 설정한 스텝이 n(여기서, n은 자연수) 일때 +n스텝 위치까지 운봉시킨 후 정지하고, 이어서 역방향으로 설정한 스텝의 두배(프로그램에서 -n스텝만큼 이동후 다시 -n스텝만큼 한번 더 이동하게 함) 운봉시킨 후 정지하며, 이어서 정방향으로 설정한 스텝(+n)만큼 운봉시킨 후 정지시켜 용접 1사이클을 완성시키는 운봉부; 및 상기 주행부가 출력해준 송급 또는 정지 신호를 운봉부가 전달해주면 송급 스텝 모터를 제어하여 용접 와이어를 정방향으로 송급 또는 (프로그램에서 설정한 양만큼) 역회전 하여 용접 와이어를 후진시키는 송급부를 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 상기 운봉 스텝 모터에 결합된 회전판; 상기 회전판의 일단에 결합된 돌기; 일단의 장공에 상기 돌기가 결합되고 타단의 홀에 중심축이 결합된 편심축 회전체를 더 포함하고, 상기 편심축 회전체의 길이 방향을 따라 상기 용접 토치가 결합될 수 있다.
일부 예들에서, 상기 용접 토치의 운봉폭은 상기 운봉 스텝 모터에 의한 회전판의 돌기 위치에 의해 결정될 수 있다.
일부 예들에서, 상기 주행부는 정지 신호를 입력받으면 송급 신호 출력을 오프하고, 송급 정지 신호를 출력하며, 용접 정지 설정(불룸) 시간, 또는 위치 카운터에서 보내주는 정지 신호가 입력되면 용접 신호 출력과 운봉 신호 출력을 오프하며, 원점 복귀 신호를 입력받으면 주행 스텝 모터를 제어하여 용접 토치를 원점으로 복귀시킬 수 있다.
일부 예1, 상기 운봉부는 운봉 스텝 모터를 정지 시키고(즉 운봉없이) 상기 주행부에 출력되는 주행 신호를 오프하여 상기 주행 스텝 모터가 정지되도록 하고 상기 송급부에 출력되는 송급 신호를 전달하여 상기 송급 스텝 모터가 용접 와이어를 송급하도록 할 수 있다.
일부 예2, 상기 운봉부는 운봉 스텝 모터를 정지시키고 (즉 운봉없이) 상기 주행부에 출력되는 주행 신호를 출력하고 상기 주행 스텝 모터가 주행되도록 하며 상기 송급부에 출력되는 송급 신호를 차단함으로써 상기 송급 스텝 모터가 정지 되도록 할 수 있다.
예1과 예2를 반복 수행하여 알루미늄 자동 용접을 가능하게 한다
일부 예들에서, 상기 주행부에서 운봉 신호 출력을 오프하면, 상기 운봉부는 진행하던 사이클(운봉 시작 지점과 종료지점이 동일 지점인 동시에 운봉 폭의 중간 지점이기도 함) 완료후 상기 운봉 스텝 모터를 제어하여 시작 지점 또는 중간 지점을 포함하는 종료 지점에서 용접 토치가 정지하도록 할 수 있다.
본 발명은 스텝 모터의 특성을 이용하여 주행부, 운봉부 및 와이어 송급부의 3대 구성 요소를 정밀 제어 함으로써 고품질의 용접을 구현할 수 있는 자동 용접 스텝 제어 장치를 제공한다.
일례로, 본 발명은 주행부, 운봉부, 와이어 송급부 모두가 필요에 따라 이동(이송)과 정지를 반복적으로 진행할 수 있어 점 및 연속 용접이 모두 가능하고 운봉이 필요한 용접에서 정지, 주행, 운봉 및 와이어 송급이 정확하게 동조되어 고품질의 용접이 실행 가능한 자동 용접 스텝 제어 장치를 제공한다.
다른예로, 본 발명의 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 주행부의 반복적인 이동 및 정지, 운봉부의 편리한 운봉 폭 조절과 운봉 정지시 항상 운봉폭의 중심 위치 유지, 그리고 송급부의 용접 종료시 정확한 시점에 후진 등이 가능하여 점 및 연속 용접과 운봉이 필료한 용접 그리고 운봉없이 주행 정지시 송급 주행시 송급 정지를 함으로서 알루미늄 등 용접도 가능하게 하고 탁월한 기능으로 우수한 품질과 편리를 제공할 수 있는 자동 용접 스텝 제어 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 용접 스텝 제어 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 용접 스텝 제어 장치의 1사이클에 대한 동작 원리 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 용접 스텝 제어 장치에서 운봉 스텝 모터에 의한 운봉폭을 도시한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동 용접 스텝 제어 장치에서 주행부, 운봉부 및 송급부의 동조 상태를 도시한 설명도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
또한, 본 발명에 따른 주행부, 운봉부, 송급부 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품은 임의의 적절한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 주문형 반도체), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 주행부, 운봉부, 송급부 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품의 다양한 구성 요소들은 하나의 집적회로 칩 상에, 또는 별개의 집적회로 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 주행부, 운봉부, 송급부의 다양한 구성 요소는 요성 인쇄 회로 필름 상에 구현 될 수 있고, 테이프 캐리어 패키지, 인쇄 회로 기판, 또는 주행부, 운봉부, 송급부와 동일한 서브스트레이트 상에 형성될 수 있다. 또한, 주행부, 운봉부, 송급부의 다양한 구성 요소는, 하나 이상의 컴퓨팅 장치에서, 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 프로세스 또는 쓰레드(thread)일 수 있고, 이는 이하에서 언급되는 다양한 기능들을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 명령들을 실행하고 다른 구성 요소들과 상호 작용할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은, 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리와 같은 표준 메모리 디바이스를 이용한 컴퓨팅 장치에서 실행될 수 있는 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 예를 들어, CD-ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 다른 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 본 발명에 관련된 당업자는 다양한 컴퓨팅 장치의 기능이 상호간 결합되거나, 하나의 컴퓨팅 장치로 통합되거나, 또는 특정 컴퓨팅 장치의 기능이, 본 발명의 예시적인 실시예를 벗어나지 않고, 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치들에 분산될 수 될 수 있다는 것을 인식해야 한다.
또한, 본 발명에 따른 스텝 모터는 주로 정밀 제어에 사용되는 모터로서 CNC, 3D 프린트터 등 자동 제어에 많이 사용되는 모터의 하나이다. 스텝 모터는 프로그램을 이용하여 스텝으로 모터의 회전을 제어하며 프로그램을 통해서 블룸(가변 저항)으로 모터의 회전 스텝 속도 등을 제어할 수 있다. 또한, 스텝 모터는 정밀 제어가 용이하고 단거리 왕복 이동에 유리하며 저속에서도 고토크가 가능하게 하고 감속기없이 속도 조절이 쉬운 장점이 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동 용접 스텝 제어 장치(100)의 구성 블럭도가 도시되어 있고, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동 용접 스텝 제어 장치(100)의 1사이클에 대한 동작 원리가 설명되어 있으며, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동 용접 스텝 제어 장치(100)에서 운봉 스텝 모터(121)에 의한 운봉폭이 도시되어 있고, 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동 용접 스텝 제어 장치(100)에서 주행부(110), 운봉부(120) 및 송급부(130)의 동조 상태가 도시되어 있다. 이하에서는 도 1 내지 4를 함께 참조한다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 용접 스텝 제어 장치(100)는 주행부(110), 운봉부(120) 및 송급부(130)를 포함할 수 있다.
주행부(110)는 전원이 투입되면 용접 신호, 송급 신호 및 운봉 신호를 출력하고, 주행 신호를 입력받으면 주행 스텝 모터(111)를 제어하여 용접 토치(101)를 정지 신호가 입력될때까지 소정 경로(원형 경로 또는 직선 경로)를 따라 주행시킬 수 있다.
일부 예들에서, 송급 신호는 주행부(110)에서 송급부(130)로 직접 출력되거나 또는 운봉부(120)를 통해서 송급부(130)로 간접 전달될 수 있다.
일부 예들에서, 주행부(110)는 정지 신호를 입력받으면 송급 신호 출력을 오프하고, 송급 정지 신호를 출력하며, 미리 설정된 용접 정지 시간이 되면 용접 신호 출력과 운봉 신호 출력을 오프하며, 원점 복귀 신호를 입력받으면 주행 스텝 모터(111)를 제어하여 용접 토치(101)를 원점으로 복귀시킬 수 있다.
일부 예들에서, 주행부(110)가 운봉 신호 출력을 오프하면, 운봉부(120)는 진행하던 사이클 완료후 운봉 스텝 모터(121)를 제어하여 시작 지점 또는 중간 지점을 포함하는 종료 지점에서 용접 토치(101)가 정지하도록 할 수 있다.
일부 예들에서, 주행부(110)는 전원 공급부(112), 예열 시간 설정부(113)(또는 예열 블룸), 주행 속도 설정부(114)(또는 주행 속도 블룸), 용접 정지 시간 설정부(115)(또는 용접 정지 시간 조절 블룸), 용접 정지 센서(116), 복귀 센서(117) 및 원점 센서(118)를 더 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 예열 시간 설정부(113)를 통하여 예열 시간이 미리 설정될 수 있고, 주행 속도 설정부(114)에서 주행 속도가 미리 설정될 수 있으며, 용접 정지 시간 설정부(115)에서 용접 정지 시간이 미리 설정될 수 있다.
일부 예들에서, 주행부(110)는 전원 공급부(112)를 통해 전원이 투입되면 용접 신호를 출력하고 예열 시간 설정부(113)에서 미리 설정한 시간이 되면 운봉부(120)를 통해서 송급부(130)에 송급 신호가 출력되도록 한다. 또한, 프로그램에서 미리 설정한 시간이 되면 운봉부(120)에도 운봉 신호를 출력할 수 있다.
일부 예들에서, 주행부(110)는 정지 신호가 입력 될때까지 운봉부(120)에서 주행 신호가 입력되면 주행 속도 설정부(114)에서 미리 설정한 속도로 주행 스텝 모터(111)를 정회전시키고 주행 신호가 오프되면 주행 스텝 모터(111)의 정회전을 정지시킨다
일부 예들에서, 용접 종료시 용접 정지 센서(116)가 이를 센싱하여 주행부(110)에 용접 정지 신호를 입력하게 되는데, 이에 따라 주행부(110)는 송급 신호 출력을 오프하고 송급 정지 신호를 출력할 수 있다. 일부 예들에서, 주행부(110)는 용접 정지 시간 설정부(115)에서 미리 설정한 시간이 되면 용접 신호 출력과 운봉 신호 출력을 오프한다.
일부 예들에서, 복귀 센서(117)가 복귀를 센싱하여 이를 주행부(110)에 원점 복귀 신호로서 입력하면 프로그램에서 미리 정해진 속도로 주행 스텝 모터(111)를 역회전시켜서 원점으로 복귀한다. 원점에 복귀하면 원점에 있는 원점 센서(118)가 이를 센싱하여 릴레이를 통해서 주행부(110)의 전원을 차단한다.
운봉부(120)는 주행부(110)로부터 운봉 신호를 입력받으면 설정된 운봉속도로 운봉 스텝 모터(121)를 제어하여 용접 토치(101)를 정방향으로 +n 스텝만큼 운봉시킨 후 정지하고(정지1), 이어서 역방향으로 -n스텝 + (-n) 스텝만큼 운봉시킨 후 정지하며(정지2), 이어서 정방향으로 +n 스텝만큼 운봉(1사이클 완료) 시킨후 정지시킨다. 즉, 시작 지점과 동일 지점인 운봉 폭의 중간지 점에서 정지한다. 이를 용접 1사이클로 정의할 수 있다.
일부 예들에서, 운봉부(120)는 운봉 스텝 모터(121)가 정지하고 주행부(110)에 출력되는 주행 신호를 오프하여 주행 스텝 모터(111)가 정지되도록 하고 송급부(130)에 출력되는 송급 신호를 전달함으로써 송급 스텝 모터(131)가 송급하도록 할 수 있다.
일부 예들에서, 운봉부(120)는 운봉 스텝 모터(121)가 정지하고 주행부(110)에 출력되는 주행 신호를 출력하여 주행 스텝 모터(111)가 주행되도록 하고 송급부(130)에 출력되는 송급 신호를 차단하여 송급 스텝 모터(131)가 정지도록 할 수 있다.즉, 운봉없이 주행과 송급을 제어하여 알루미늄 용접 실현이 가능하게 한다.
일부 예들에서, 운봉부(120)는 운봉 속도 설정부(124A)(운봉 속도 조절 블룸), 운봉폭 설정부(122)(또는 운봉폭 조절 블룸) 및 운봉 정지 시간 설정부(123)(또는 운봉 정지 시간 조절 블룸)를 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 운봉 속도 설정부(124A)에서 운봉 속도가 설정될 수 있고 운봉폭 설정부(122)에서 운봉 스텝 모터(121)의 스텝(예를 들면, n스텝)이 미리 조정되어 운봉폭이 설정될 수 있고, 운봉 정지 시간 설정부(123)에서 운봉 정지 시간이 미리 설정될 수 있거나 위치 카운터의 출력을 받을 수도 있다.
일부 예들에서, n스텝은 운봉부(120)의 운봉폭 설정부(122)에서 설정한 값(n스텝 값이 커지면 운봉폭이 커지고 작아지면 운봉폭이 작아진다)일 수 있다. 일부 예들에서, 본 발명은 용접 작업 진행 중에도 운봉 폭 조절이 용이하여 모재와 모재 사이의 간격(갭)이 일정하지 않은 용접에서 용접 품질의 향상과 생산성 향상에 큰 도움이 될 수 있다. 이는 종래 기술과의 차이점이다(장점1: 용접 진행중 운봉폭 조절 기능).
일부 예들에서, 운봉부(120)는 운봉 또는 정지시, 주행부(110)로의 주행 신호와 송급부(130)로의 송급 신호를 출력 또는 오프함으로써 주행과 송급을 제어할 수 있다.
일부 예들에서, 운봉 1사이클은 아래와 같이 수행될 수 있는데, 이를 도 2를 함께 참조하여 설명한다.
우선, 본 발명의 실시예는 운봉 스텝 모터(121)에 결합된 회전판(124)과, 회전판(124)의 일단에 결합된 돌기(125)와, 일단의 장공(126)에 돌기(125)가 결합되고 타단의 홀(127)에 중심축(128)이 결합된 편심축 회전체(129)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 편심축 회전체(129)의 길이 방향을 따라 용접 토치(101)가 결합됨으로써, 용접 토치(101)의 운봉폭이 운봉 스텝 모터(121)에 의한 회전판(124)의 돌기(125) 위치에 의해 결정될 수 있다.
1. 주행부(110)에서 운봉 신호가 출력되면 운봉부(120)의 프로그램에서 운봉 스텝 모터(121)를 설정된 속도로 n스텝만큼 +방향으로 회전시켜 편심축 회전체(129)를 해당 거리만큼 회전 이동하여 용접 토치(101)를 이에 상응한 거리만큼 이동시킨다(정지 지점 1: 도 2 참조).
일부 예들에서, 정지시 필요에 따라 주행부(110) 및 송급부(130)에 각각 주행 신호 및 송급 신호를 출력 또는 오프한다.
예 1; 주행 스텝 모터(111), 운봉 스텝 모터(121), 송급 스텝 모터(131)가 동시에 정지
일부 예들에서, 운봉부(120)은 정지하고 주행 신호를 출력 또는 오프하고, 주행부(110)가 송급부(130)에 보내는 송급 신호를 차단 또는 전달 한다. 즉, 운봉 없이 주행시 송급정지, 주행정지시 송급을 반복 함으로서 알미늄 용접도 가능하게 한다.
예 2; 주행 스텝 모터(111) 및 운봉 스텝 모터(121)의 정지, 송급 스텝 모터(131)의 회전
일부 예들에서, 정지시 운봉부(120)는 운봉을 진행함과 동시에 주행 신호 출력을 출력하고, 주행부(110)가 송급부(130)에 보내는 송급 신호를 전달한다(주행 운봉 송급 동조)(스텐레스, 철 등 용접에 많이 사용).
이와 같이 하여, 주행, 운봉, 송급의 3자 동조(주행 송급의 동조)는 용접의품질 향상과 활용 범위를 넓혀준다(장점 2; 확실한 2자 또는 3자의 동조).
2. 설정한 정지 시간만큼 정지후 운봉부(120)는 운봉 스텝 모터(121)를 n스텝만큼 -방향으로 회전시켜 편심축 회전체(129)를 해당 거리만큼 회전 이동하여 용접 토치(101)를 이에 상응한 거리만큼 이동시킨다(중간 지점).
다시한번 운봉 스텝 모터(121)를 n스텝만큼 -방향으로 회전하여 편심축 회전체(129)를 해당 거리만큼 회전 이동하여 용접 토치(101)를 이에 상응한 거리만큼 이동시키고 정지 한다(정지 지점 2). 이는 실질적으로 정지 지점 1과 동일할 수 있다.
일부 예들에서, 정지시 필요에 따라 주행부(110) 및 송급부(130)에 각각 주행 신호 및 송급 신호를 출력 또는 오프한다.
예 1; 주행 스텝 모터(111), 운봉 스텝 모터(121), 송급 스텝 모터(131)가 동시에 정지
일부 예들에서, 정지시 운봉부(120)는 정지하고 주행 신호를 오프 하고, 주행부(110)가 송급부(130)에 보내는 송급 신호를 차단한다(즉, 3자 동조).
예 2; 주행 스텝 모터(111), 운봉 스텝 모터(121)의 정지, 송급 스텝 모터(131)의 회전
일부 예들에서,운봉부(120)은 정지하고 주행 신호 출력을 오프하며 주행부(110)가 송급부(130)에 보내는 송급 신호를 전달한다(주행 운봉 동조)(스텐레스, 철 등 용접에 많이 사용).
이와 같이 주행, 운봉, 송급의 3자 동조(주행 운봉의 동조)는 용접의 품질 향상과 활용 범위를 넓혀 준다(장점 2; 확실한 2자 또는 3자의 동조).
3. 설정값 만큼 정지후 운봉부(120)는 설정된 속도로 운봉 스텝 모터(121)를 n스텝만큼 +방향으로 회전시켜 편심축 회전체(129)를 해당 거리만큼 회전 이동하여 용접 토치(101)를 이에 상응한 거리만큼 이동시킨다(중간 지점).
이와 같이 하여, 1 내지 3까지가 운봉 1사이클일 수 있다. 일부 예들에서, 주행부(110)에서 운봉 신호 출력을 오프할때까지 1 내지 3까지를 계속해서 반복 진행한다. 참고로, 도 2에서 시작 지점, 중간 지점, 종료 지점은 동일 지점이다.
일부 예들에서, 주행부(110)에서 운봉 신호 출력을 오프하면 진행하던 사이클 완료후 종료 지점(중간 지점, 시작 지점)에서 정지한다. 다시 시작할때 역시 이 지점 (운봉폭의 중심)에서 시작되기에 용접 작업에 편리를 제공하여 생산성을 높일 수 있다(스텝 모터는 정지시 모터에 전류가 계속해서 공급되며 모터가 움직이지 못하게하는 특성을 이용하여 정지시의 위치를 유지). 일부 예들에서, 시작 지점에서 정지하고 정지 지점에서 시작하게한다. 이러한 운봉에서의 원점이 또한 운봉 폭의 중심이기도 하다(장점 3; 운봉폭의 중심 위치 유지).
종래 기술에서는 상술한 바와 같은 정지 위치가 정해져 있지 않아 운봉의 중심 위치를 확인하기 어려웠던 문제가 있었다.
일부 예들에서, 용접 조건에 따라서 주행과 운봉, 또는 주행, 운봉, 송급을 동시에 운전과 정지시킬수 있다. 이는 일정 시점(a 시점에서 송급 시작, b 시점에서 송급 정지)에서만 송급을 필료로 하는 용접(알루미늄 알곤 용접)도 가능하게 하여 사용 범위를 확대할 수 있다. 이는 도 4에 잘 도시되어 있다.
송급부(130)는 주행부(110)로부터(또는 운봉부(120)로부터) 송급 신호를 입력받으면 송급 스텝 모터(131)를 제어하여 용접 와이어를 정방향으로 송급할 수 있다. 일부 예들에서, 송급부(130)는 송급 속도 설정부(132)를 포함할 수 있다. 송급 속도 설정부(132)에서 용접 와이어의 송급 속도가 설정될 수 있다.
일부 예들에서, 송급부(130)는 주행부(110)가 출력해 주는 송급 신호를 운봉부(120)가 전달 해주면, 송급부(130)의 송급 속도 설정부(132)에서 설정한 속도로 송급 스텝 모터(131)를 정회전시켜 용접 와이어를 송급하고, 송급 신호를 전달 안해주면 정지한다.
일부 예들에서, 주행부(110)가 송급 신호를 오프하고 송급 정지 신호를 출력하면 송급부(130)는 프로그램에서 설정한 속도로 설정한 스텝만큼 송급 스텝 모터(131)를 역회전 한 후에 정지한다. 따라서 송급도 운봉부(120)의 제어에 따라 주행과 함께 운봉에 동조를 하게 된다.
이와 같이 하여, 본 발명은 스텝 모터의 특성을 이용하여 주행부(110), 운봉부(120) 및 와이어 송급부(130)의 3대 구성 요소를 정밀 제어 함으로써 고품질의 용접을 구현할 수 있는 자동 용접 스텝 제어 장치(100)를 제공할 수 있다. 일례로, 본 발명은 주행부(110), 운봉부(120), 와이어 송급부(130) 모두가 필요에 따라 이동(이송)과 정지를 반복적으로 진행할 수 있어 점 및 연속 용접이 모두 가능하고 운봉이 필요한 용접에서 정지, 주행, 운봉 및 와이어 송급이 정확하게 동조되어 고품질의 용접이 실행 가능한 자동 용접 스텝 제어 장치(100)를 제공할 수 있다. 다른예로, 본 발명의 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 주행부(110)의 반복적인 이동 및 정지, 운봉부(120)의 운봉 폭 조절, 그리고 송급부(130)의 용접 종료시 정확한 시점에 후진 등이 가능하여 점 및 연속 용접과 운봉이 필료한 용접에서 탁월한 기능으로 우수한 품질과 편리를 제공할 수 있는 자동 용접 스텝 제어 장치(100)를 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 자동 용접 스텝 제어 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 자동 용접 스텝 제어 장치 101; 용접 토치
110; 주행부 111; 주행 스텝 모터
112; 전원 공급부 113; 예열 시간 설정부
114; 주행 속도 설정부 115; 용접 정지 시간 설정부
116; 용접 정지 센서 117; 복귀 센서
118; 원점 센서 120; 운봉부
121; 운봉 스텝 모터 122; 운봉폭 설정부
123; 운봉 정지 시간 설정부 124A;운봉 속도 설정부
124; 회전판 125; 돌기
126; 장공 127; 홀
128; 중심축 129; 편심축 회전체
130; 송급부 131; 송급 스텝 모터
132; 송급 속도 설정부

Claims (7)

  1. 전원이 투입되면 용접 신호, 송급 신호 및 운봉 신호를 출력하며, 주행 신호를 입력받으면 주행 스텝 모터를 제어하여 용접 토치를 정지 신호가 입력될때까지 주행시키는 주행부;
    상기 주행부로부터 운봉 신호를 입력받으면 운봉 스텝 모터를 제어하여 용접 토치를 정방향으로 설정한 스텝이 n(여기서, n은 자연수임)일때 +n스텝 위치까지 운봉시킨 후 정지하고, 이어서 역방향으로 설정한 스텝의 두배만큼 운봉시킨 후 정지하며, 이어서 정방향으로 설정한 +n스텝만큼 운봉시킨 후 정지시켜 용접 1사이클을 완성시키는 운봉부; 및
    상기 주행부가 출력해준 송급 또는 정지 신호를 운봉부가 전달해주면 송급 스텝 모터를 제어하여 용접 와이어를 정방향으로 송급 또는 역회전 하여 용접 와이어를 후진시키는 송급부를 포함하고,
    상기 운봉 스텝 모터에 결합된 회전판; 상기 회전판의 일단에 결합된 돌기; 일단의 장공에 상기 돌기가 결합되고 타단의 홀에 중심축이 결합된 편심축 회전체를 더 포함하고,
    상기 편심축 회전체의 길이 방향을 따라 상기 용접 토치가 결합된, 자동 용접 스텝 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접 토치의 운봉폭은 상기 운봉 스텝 모터에 의한 회전판의 돌기 위치에 의해 결정되는, 자동 용접 스텝 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행부는 정지 신호를 입력받으면 송급 신호 출력을 오프하고, 송급 정지 신호를 출력하며, 용접 정지 설정 시간 또는 위치 카운터에서 보내주는 정지 신호가 입력되면 용접 신호 출력과 운봉 신호 출력을 오프하며, 원점 복귀 신호를 입력받으면 주행 스텝 모터를 제어하여 용접 토치를 원점으로 복귀시키는, 자동 용접 스텝 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 운봉부는 운봉 스텝 모터를 정지 시키고 상기 주행부에 출력되는 주행 신호를 오프하여 상기 주행 스텝 모터가 정지되도록 하고 상기 송급부에 출력되는 송급 신호를 전달하여 상기 송급 스텝 모터가 용접 와이어를 송급하도록 하는, 자동 용접 스텝 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 운봉부는 운봉 스텝 모터를 정지시키고 상기 주행부에 출력되는 주행 신호를 출력하여 상기 주행 스텝 모터가 주행되도록 하며 상기 송급부에 출력되는 송급 신호를 차단함으로써 상기 송급 스텝 모터가 정지 되도록 하는, 자동 용접 스텝 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행부에서 운봉 신호 출력을 오프하면, 상기 운봉부는 진행하던 사이클 완료후 상기 운봉 스텝 모터를 제어하여 시작 지점 또는 중간 지점을 포함하는 종료 지점에서 용접 토치가 정지하도록 하는, 자동 용접 스텝 제어 장치.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140134470A (ko) * 2013-05-14 2014-11-24 천광주 서브머지드 아크 용접기
KR20190059145A (ko) * 2017-11-22 2019-05-30 대우조선해양 주식회사 필렛의 용입 불량을 방지하는 운봉 장치
KR20210039509A (ko) * 2019-09-23 2021-04-12 한국조선해양 주식회사 자동 정지 기능을 갖는 용접용 주행장치

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