KR20010009897A - 용접기 제어장치 - Google Patents

Abstract

철 또는 알루미늄 구조물의 접합이나 플랜트 등의 건조에 이용되는 CO2 용접기에 다양한 기능의 프로그램을 설정하여 여러가지 용접 조건에서 일원 제어가 실행되도록 한 용접기 제어장치에 관한 것이다.

본 발명은 용접하고자 하는 금속에 대하여 제반적인 용접 조건을 설정하는 용접조건 설정부와, 용접조건 설정부에서 입력되는 아날로그 상태의 조건신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그 디지털 변환부와, 설정되는 제반 용접 조건을 설정된 프로그램을 통해 분석하여 설정된 조건의 용접 실행을 위해 주변장치를 제어하는 제어부와, 제어부의 동작 실행을 위한 프로그램이 저장되며 제어부의 억세스 요구에 따라 해당하는 데이타를 출력하는 메모리부와, 사용자가 설정한 용접 조건에 따라 제어부에서 인가되는 제어신호에 셋업되어 아크 발생 펄스를 출력하는 펄스 발생부와, 용접의 개시에 따라 사용자 설정한 용접 시간을 카운터하며, 시스템의 에러 검출을 위하여 설정된 일정 시간 간격으로 인터럽터를 발생하는 타이머와, 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 용접 탭에 공급되는 전압 및 전류의 량을 조정하는 전압/전류 구동부및, 용접이 진행되는 상태에서 제어부의 전반적인 동작 상태를 감시하여 시스템이 다운되거나 정상 동작이 수행되지 못하는 경우 시스템을 리셋시키는 워치도그를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

용접기 제어장치{Controling Apparatus of A Welding Machine}

본 발명은 용접기에 관한 것으로, 더 상세하게는 철 또는 알루미늄 구조물의 접합이나 플랜트 등의 건조에 이용되는 CO2 용접기에 다양한 기능의 프로그램을 설정하여 여러가지 용접 조건에서 일원 제어가 실행되도록 한 용접기 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 용접은 2개의 금속을 용융상태(熔融狀態)에서 접합하거나 반용융상태 또는 상온(常溫)에서 압력을 가하여 접합함으로써, 재료를 절약하고 작업 공정수를 최소화하며, 보수의 용이성 및 최소의 설비비를 제공하는 것이다.

CO2 용접의 경우 아르콘(Ar)이나 헬륨(He)과 같은 불용성 개스(Gas) 대신에 이산화탄소(CO2)와 산소(O2)의 혼합가스를 보호 가스로 하여 행하는 금속 아크 용접법으로서 고온에서 산화성이 크므로 실리콘(Si), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al) 등과 같은 탈산제를 포함한 금속전극을 사용하여 구조용강, 고장력강 및 스테인레스강의 접합에 사용된다.

상기와 같이 구조용 강, 고장력 강, 스테인레스 강 등을 접합시키는 종래의 CO2 용접기의 경우 용접할 수 있는 금속의 강성이 설정되어 있으므로 인하여 해당강성을 갖는 금속에만 적용할 수 있어 다양한 강성을 갖는 금속의 용접이 불가능한 문제점이 있으며, 용접시 아크 방전을 발생시키는 펄스가 한정되어 있어 다양한 금속에 대하여 용접이 불가능한 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 제반적인 문제점을 감안한 것으로, 그 목적은 금속의 재질 및 강성에 따라 다양한 아크 방전 펄스를 발생시킬 수 있도록 하여 금속의 재질이나 강성에 관계없이 용접을 실행할 수 있도록 하고, 용접 조건의 설정 및 용접 실행이 일원 제어 되도록 하여 다기능 용접이 가능하도록 하며, 용접부분에 균일한 비드를 형성하여 안정된 접합성을 제공하도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 용접기 제어장치의 개략적인 구성 블록도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 용접조건 설정부 20 : 아날로그 디지털 변환부

30 : 제어부 40 : 메모리부

50 : 펄스 발생부 60 : 타이머

70 : 전압/전류 구동부 80 : 워치도그

90 : 시리얼 인터페이스

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 CO2 용접기에 있어서, 용접하고자 하는 금속에 대하여 제반적인 용접 조건을 설정하는 용접조건 설정부와, 상기 용접조건 설정부에서 입력되는 아날로그 상태의 조건신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그 디지털 변환부와, 상기 설정되는 제반 용접 조건을 설정된 프로그램을 통해 분석하여 설정된 조건의 용접 실행을 위해 주변장치를 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 동작 실행을 위한 프로그램이 저장되며 제어부의 억세스 요구에 따라 해당하는 데이타를 출력하는 메모리부와, 사용자가 설정한 용접 조건에 따라 제어부에서 인가되는 제어신호에 셋업되어 아크 발생 펄스를 출력하는 펄스 발생부와, 용접의 개시에 따라 사용자 설정한 용접 시간을 카운터하며, 시스템의 에러 검출을 위하여 설정된 일정 시간 간격으로 인터럽터를 발생하는 타이머와, 상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 용접 탭에 공급되는 전압 및 전류의 량을 조정하는 전압/전류 구동부및, 용접이 진행되는 상태에서 제어부의 전반적인 동작 상태를 감시하여 시스템이 다운되거나 정상 동작이 수행되지 못하는 경우 시스템을 리셋시키는 워치도그를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 프로그램의 개발 및 수정시 상기 제어부에 설정되어 있는 각종 동작 실행에 대한 변수를 판독하여 프로그램의 개발에 백업 데이타로 활용할 수 있도록 인터페이스 하고, 프로그램의 업 그레이드 나 오류의 정정 시 해당하는 데이타의 인터페이스를 제공하며, 시스템의 고장시 고장 원인을 파악하기 위한 인터페이싱을 실행하는 시리얼 인터페이스부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 용접기 제어장치는 용접 조건 설정부(10)와, 아날로그/디지털 변환부(20), 제어부(30), 메모리부(40), 펄스 발생부(50), 타이머(60), 전압/전류 구동부(70), 워치도그(80) 및 시리얼 인터페이스(90)로 이루어지는데, 용접조건 설정부(10)는 사용자의 선택에 따라 입력되는 용접하고자 하는 금속의 재질, 강성, 용접 두께, 용접시간, 용접 펄스의 조건 및 용접 모드 등 제반적인 조건신호를 출력한다.

아날로그/디지털 변환부(20)는 상기 용접조건 설정부(10)에서 입력되는 아날로그 상태의 제반 조건신호를 제어부(30)가 인식할 수 있는 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

제어부(30)는 상기 설정되는 제반 용접의 조건을 설정된 프로그램에 통해 분석한 다음 분석된 결과에 따라 주변장치의 동작을 제어하여 설정된 조건의 용접을 실행시킨다.

메모리부(40)는 비휘발성 메모리 수단으로 상기 제어부(30)의 동작 실행을 위한 프로그램이 저장되어 제어부(30)의 억세스 요구에 따라 해당하는 데이타를 출력한다.

펄스 발생부(50)는 사용자가 용접하고자 하는 금속에 설정한 조건에 따라 제어부(30)에서 인가되는 제어신호에 셋업되어 설정된 조건의 용접을 수행하기 위한 펄스 신호를 출력한다.

타이머(60)는 용접의 개시에 따라 사용자 설정한 용접 시간을 카운터하며, 시스템의 에러 검출을 위하여 설정된 일정 시간 간격으로 인터럽터를 발생한다.

전압/전류 구동부(70)는 상기 제어부(30)에서 인가되는 제어신호에 따라 설정된 조건의 용접을 유지시키기 위하여 용접 탭에 공급되는 전압 및 전류의 량을 조정한다.

워치도그(80)는 용접이 진행되는 상태에서 제어부(30)의 전반적인 동작 상태를 감시하여 외란 이나 시스템 프로그램의 결함, 인터럽트 처리의 오류 등으로 인하여 특정 루틴에서 무한 루프로 프로그램이 실행되어 시스템이 다운되는지의 여부를 검출하여 시스템이 정상적으로 운용될 수 없는 것으로 판단되는 경우 리셋 신호를 출력하여 시스템을 초기화시킨다.

시리얼 인터페이스(90)는 RS-232C 통신 포트로 프로그램의 개발 및 수정시 상기 제어부(30)에 설정되어 있는 각종 동작 실행에 대한 변수를 판독하여 프로그램의 개발에 백업 데이타로 활용할 수 있도록 인터페이스 하고, 프로그램의 업 그레이드 나 오류의 정정 시 해당하는 데이타의 인터페이스를 제공하며, 시스템의 고장시 고장 원인을 파악하기 위한 인터페이싱을 실행한다.

전술한 바와 같은 기능을 구비하여 이루어지는 본 발명에 따른 용접기 제어장치의 동작은 다음과 같다.

먼저, 사용자가 용접 조건 입력부(10)를 통하여 용접하고자 하는 금속에 대하여 금속의 성질과 형성시키고자 하는 비드의 두께, 용접 길이, 전류 및 전압의 레벨, 공급되는 가스의 량, 출력 펄스의 주기 등 제반적인 용접 조건을 입력하면 아날로그/디지털 변환부(20)는 상기 입력되는 아날로그 상태의 제반 용접 조건을 제어부(30)가 인식할 수 있는 디지털 신호로 변환하여 제어부(30)측에 입력한다.

제어부(20)는 상기 입력되는 제반적인 용접 조건을 메모리부(40)의 비휘발성 메모리 영역에 설정되어 있는 알고리즘을 통해 분석하여 분석된 결과에 따라 시스템의 상태를 입력되는 조건의 용접을 실행할 수 있는 상태로 셋업한다.

상기와 같이 용접하고자 하는 금속에 대하여 용접 조건이 셋업된 상태에서 도시되지 않은 키 입력수단을 통해 용접 개시에 대한 신호의 입력이 검출되면 제어부(30)는 셋업된 조건에 따라 펄스 발생부(50) 및 전압/전류 구동부(70)를 제어하여 설정된 조건의 용접을 진행한다.

이때, 타이머(60)는 용접의 개시에 따라 카운터 되어 사용자 설정한 용접 시간을 카운터하며, 시스템의 에러 검출을 위하여 설정된 일정 시간 간격으로 인터럽터를 발생하고, 워치도그(80)는 용접이 진행되는 상태에서 제어부(30)의 전반적인 동작 상태를 감시하여 외란 이나 시스템 프로그램의 결함, 인터럽트 처리의 오류 등으로 인하여 특정 루틴에서 무한 루프로 프로그램이 실행되어 시스템이 다운되는지의 여부를 검출한다.

상기에서 시스템이 정상적인 상태를 유지하는 것을 판단되면 현재의 상태를 연속적으로 유지시키고 시스템에 오류가 검출되는 경우 워치 도그(80)는 제어부(30)측에 리셋신호를 출력하여 시스템을 초기화한 후 재 기동되도록 하여 설정된 조건의 용접이 이루어지도록 한다.

또한, 상기와 같이 설정된 조건으로의 용접이 이루어지는 상태에서 오류의 발생으로 초기화 되었으나 정상적인 상태로 동작되지 않는 경우가 발생하여 오류 발생의 원인 분석이 필요하거나 현재 설정되어 있는 프로그램의 수정 또는 업그레이드가 필요한 경우 RS-232C 통신 포트인 시리얼 인터페이스에 유지 보수 또는 시스템 분석장치를 접속한 다음 데이타를 백업하거나 개발된 프로그램의 수정 또는 업그레이드를 하여 시스템의 동작을 보다 안정되게 유지하여 준다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 용접기 제어장치는 사용자가 하나의 노브를 이용한 용접 조건의 입력으로 다양한 조건의 용접이 가능하여 일원 제어 및 개별 기능이 구현되므로 시스템의 사용에 신뢰성을 제공되고, 용접의 진행중에 시스템의 오류가 발생하는 경우 리셋되어 설정된 조건을 만족시키는 용접이 이루어지도록 하며, 시리얼 인터페이스를 통해 프로그램의 업그레이드 및 수정을 실행할 수 있어 사용에 안정성이 제공된다.

또한, 본 발명은 간단한 조작으로 까다로운 알루미늄의 용접이 가능하여 시스템의 사용에 편리성이 제공된다.

Claims (2)

1. CO2 용접기에 있어서, 용접하고자 하는 금속에 대하여 제반적인 용접 조건을 설정하는 용접조건 설정부와;

   상기 용접조건 설정부에서 입력되는 아날로그 상태의 조건신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그 디지털 변환부와;

   상기 설정되는 제반 용접 조건을 설정된 프로그램을 통해 분석하여 설정된 조건의 용접 실행을 위해 주변장치를 제어하는 제어부와;

   상기 제어부의 동작 실행을 위한 프로그램이 저장되며 제어부의 억세스 요구에 따라 해당하는 데이타를 출력하는 메모리부와;

   사용자가 설정한 용접 조건에 따라 제어부에서 인가되는 제어신호에 셋업되어 아크 발생 펄스를 출력하는 펄스 발생부와;

   용접의 개시에 따라 사용자 설정한 용접 시간을 카운터하며, 시스템의 에러 검출을 위하여 설정된 일정 시간 간격으로 인터럽터를 발생하는 타이머와;

   상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 용접 탭에 공급되는 전압 및 전류의 량을 조정하는 전압/전류 구동부및;

   용접이 진행되는 상태에서 제어부의 전반적인 동작 상태를 감시하여 시스템이 다운되거나 정상 동작이 수행되지 못하는 경우 시스템을 리셋시키는 워치도그를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접기 제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   프로그램의 개발 및 수정시 상기 제어부에 설정되어 있는 각종 동작 실행에 대한 변수를 판독하여 프로그램의 개발에 백업 데이타로 활용할 수 있도록 인터페이스 하고, 프로그램의 업 그레이드 나 오류의 정정 시 해당하는 데이타의 인터페이스를 제공하며, 시스템의 고장시 고장 원인을 파악하기 위한 인터페이싱을 실행하는 시리얼 인터페이스부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 용접기 제어장치.