KR20010010573A - An artificial intelligence type automatic welder - Google Patents

An artificial intelligence type automatic welder Download PDF

Info

Publication number
KR20010010573A
KR20010010573A KR1019990029544A KR19990029544A KR20010010573A KR 20010010573 A KR20010010573 A KR 20010010573A KR 1019990029544 A KR1019990029544 A KR 1019990029544A KR 19990029544 A KR19990029544 A KR 19990029544A KR 20010010573 A KR20010010573 A KR 20010010573A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
welding
voltage
current
mode
switch
Prior art date
Application number
KR1019990029544A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100327704B1 (en
Inventor
은종목
Original Assignee
은종목
주식회사 파워웰전자산업
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 은종목, 주식회사 파워웰전자산업 filed Critical 은종목
Priority to KR1019990029544A priority Critical patent/KR100327704B1/en
Publication of KR20010010573A publication Critical patent/KR20010010573A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100327704B1 publication Critical patent/KR100327704B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/095Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0953Monitoring or automatic control of welding parameters using computing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/124Circuits or methods for feeding welding wire
    • B23K9/125Feeding of electrodes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/16Arc welding or cutting making use of shielding gas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

PURPOSE: An automatic artificial intellectual welder is provided to standardize a welding quality and to improve the quality by optimally performing a welding work with only the input of regulated logic data. CONSTITUTION: An inverter power supply unit(120) converts the input power of alternating current to the output power of direct low voltage electrifying current to output a stable arc in a large band. A PWM(pulse width modulation) control unit(130) generates a pulse wave by comparing a saw tooth wave with an error of voltage generated from the inverter power supply unit. The PWM control unit controls the inverter power supply unit to output a regular output current by equalizing the pulse wave to a predetermined reference voltage. A memory(140) makes various welding parameters logic data and memorizes the data. A switch manipulation unit(150) selects the logic data of the various welding parameters. A main controller unit(160) controls to output the optimum welding voltage and current by operating the logic data. A use power conversion unit(170) converts power from the inverter power supply unit to use power and supplies the use power to the PWM control and main controller units.

Description

인공지능형 자동용접기{AN ARTIFICIAL INTELLIGENCE TYPE AUTOMATIC WELDER}AI type automatic welding machine {AN ARTIFICIAL INTELLIGENCE TYPE AUTOMATIC WELDER}

본 발명은 인공지능형 자동용접기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접 재료별 및 용접 자세별, 용접 부위별 파라미터를 상황별로 분류하여 실제 실험을 통하여 용접 데이터를 측정하여 수집한 후 로직 데이터화하여 메모리에 입력해 놓아 사용자가 바뀌더라도 용접재료, 용접자세, 용접부위 등 몇 가지의 규정된 로직 데이터의 입력만으로 최상의 용접을 행할 수 있도록 하여 용접품질을 크게 향상시킬 수 있는 인공지능형 자동용접기에 관한 것이다.The present invention relates to an intelligent automatic welding machine, and more specifically, to classify parameters by welding material, welding posture, and welding site by situation, measuring and collecting welding data through actual experiments, and then converting the logic data into a memory. Even if the user changes, it is related to an intelligent automatic welding machine which can greatly improve the welding quality by allowing the best welding to be performed only by inputting some prescribed logic data such as welding material, welding posture, and welding part.

일반적으로 용접은 같은 종류 또는 다른 종류의 2가지 고체재료 사이에 원자간 결합이 되도록 가열 또는 가압 등의 조작를 통하여 야금적으로 접합시키는 것을 말하고, 그 예로는 아크용접 및 저항용접, 레이저 용접 등 다양한 방법이 있다.In general, welding refers to metallurgical bonding through heating or pressurization such that atomic bonding between two kinds of solid materials of the same or different types is used. Examples include arc welding, resistance welding, and laser welding. There is this.

이때, 아크용접(arc welding)은 아크방전에 의한 아크의 발열을 이용한 용접방법으로, 용접하려는 모재와 용접 토오치 사이에 아크를 발생시켜 수득되는 열을 이용하여 모재와 용접부의 표면을 녹인 후 그 용접부에 다시 용접 토오치의 금속을 녹여 넣어 상호 접합시키는 것을 말하고, 용접 토오치 대신 탄소 전극이나 텅스텐 전극을 사용하는 경우도 있다.At this time, arc welding is a welding method using arc heat generated by arc discharge, and after melting the surface of the base material and the welding part by using the heat obtained by generating an arc between the base material to be welded and the welding torch, The metal of the welding torch is melted again and welded together, and a carbon electrode or a tungsten electrode may be used instead of the welding torch.

그리고, 저항용접(resistance welding)은 용접부에 매우 큰 전류를 보낼 때 발생되는 접합부의 접촉저항에 의한 열을 이용하여 접합부를 용융상태로 가열한 후 물리적인 압력으로 압착하여 용접하는 방법을 말하고, 겹치기 저항용접과 맞대기 저항용접으로 대별되기도 한다.In addition, resistance welding refers to a method of heating a joint in a molten state by using heat generated by contact resistance generated when a very large current is sent to the weld, and then welding by welding under physical pressure. It is sometimes divided into resistance welding and butt resistance welding.

또한, 레이저 용접(laser welding)은 원자 또는 분자의 에너지준위(準位) 사이의 유도방사로 생긴 강력한 에너지를 지닌 광선을 이용하여 용접하는 방법을 말하고, 레이저 광선은 높은 에너지 밀도의 집중열원 성격이 강하므로 재료에 미치는 열 영향이 적고 열변형도 적어서 정밀한 용접 및 절단 등에 이용되며, 대기 중에서 작업이 가능하고 레이저 발생장치에서 떨어진 곳까지 빔을 간단히 유도할 수 있기 때문에 그 조작이 매우 쉬운 장점이 있다.In addition, laser welding is a method of welding using a strong energy beam generated by induced radiation between energy levels of atoms or molecules. Laser beam is a concentrated heat source of high energy density. Because of its strong thermal effect on the material and low thermal deformation, it is used for precise welding and cutting, and it is easy to operate because it can work in the atmosphere and can easily guide the beam away from the laser generator. .

한편, 상기 아크용접은 불활성가스 아크용접 및 탄산가스(CO2) 아크용접 등으로 대별되어지는 데, 이 중 불활성가스 아크용접은 다시 텅스텐(tungsten) 전극을 사용하는 티그(TIG)용접(inert-gas tungsten arc welding)과, 용가재를 전극으로 사용하는 미그(MIG)용접(inert-gas metal arc welding)으로 나뉘어진다.On the other hand, the arc welding is roughly divided into an inert gas arc welding and carbon dioxide (CO 2 ) arc welding, etc. Among these, the inert gas arc welding is a TIG (TIG) welding using a tungsten electrode again (inert-) It is divided into gas tungsten arc welding and inert-gas metal arc welding, which uses filler metal as an electrode.

이때, 텅스텐 전극을 사용하는 티그용접은 플럭스(flux)를 사용하지 않아 슬래그(slag)가 발생하지 않게 되고, 따라서 Al이나 Mg합금과 같은 금속에 매우 유리하게 적용할 수 있다.In this case, the TIG welding using the tungsten electrode does not use the flux (slag) is not generated slag (slag), and thus can be very advantageously applied to metals such as Al and Mg alloy.

그리고, 티그용접은 텅스텐 전극으로부터의 용융금속의 이행이 없으므로 그에 따른 아크의 불안정 및 스패터의 발생이 없으며 작업성도 좋고 용접품질의 신뢰성이 매우 높은 장점을 지니고 있다.In addition, since the TIG welding has no transition of molten metal from the tungsten electrode, there is no instability of the arc and no generation of spatters, and the workability is good and the reliability of welding quality is very high.

미그용접은 직류 역극성으로 고전류 밀도의 경우에 한하여 용융금속의 안정한 모재이행이 가능하다는 특성을 지니고 있는 것으로, 가는 와이어의 전극을 써서 큰 전류를 사용해야 하며 그러기 위해서는 저항열에 의한 전극의 용융을 피하기 위하여 아크 직전에 전류를 도입해야 한다. 그리고, 미그용접은 고전류 밀도로 전류­전압특성이 상승특성이므로 아크 길이의 자기제어 작용에 적합한 정전압 특성 또는 상승특성의 직류 용접기가 널리 실용화되어 좋은 결과를 얻고 있다.MIG welding is a DC reverse polarity and has the characteristic that stable metal migration of molten metal is possible only in the case of high current density. In order to avoid melting of the electrode by resistance heat, a large current must be used. The current must be introduced just before the arc. In addition, since MIG welding has a high current density and a current / voltage characteristic is a rising characteristic, a DC welding machine having a constant voltage characteristic or a rising characteristic suitable for the self-control action of the arc length has been widely put to practical use, thereby obtaining good results.

또한, 미그용접은 직류 정극성에서는 비교적 높은 전류밀도를 사용하더라도 용융금속이 작은 입자로 되지 않고 오히려 전극단에서 큰 용적을 형성하여 모재 양극측으로부터 이온의 센바람을 형성하기 때문에 아크가 크게 불안정하게 되어 만족할 만한 용접을 구현할 수 없는 경우가 발생하기도 한다.In the MIG welding, even though a relatively high current density is used in the DC positive polarity, the arc becomes unstable because the molten metal does not become small particles but rather forms a large volume at the electrode end and forms a strong wind of ions from the anode side of the base material. Sometimes a satisfactory weld cannot be achieved.

따라서, 미그용접은 직류 역극성이 적합한 데, 이러한 직류 역극성은 전류값을 증가시켜 어느 임계전류 값을 넘게 될 경우 용적은 미소입자가 되어 플라스마 기류에 의하여 빠른 속도로 분사되어 스프레이형의 이행 형상이 나타날 수 있게 되는 데, 이러한 경우 아크가 매우 안정될 수 있으며 센 지향성을 가질 수 있게 되어 깊은 용입이 얻어질 수 있고, 더불어 모든 자세의 용접이 가능한 특성을 지니게 된다.Therefore, MIG welding is suitable for DC reverse polarity. When the DC reverse polarity increases the current value and exceeds a certain critical current value, the volume becomes microparticles and is sprayed at high speed by plasma airflow so that the spray type transition shape is obtained. In this case, the arc can be very stable and have a strong directivity, so that deep penetration can be obtained, and the welding of all postures is possible.

또한, 미그용접의 경우 고전류 밀도에서 전극 와이어의 용융속도가 크며 아크의 전압 및 전류특성이 상승특성이며 정전압 전원을 사용하므로 특히 자동제어 장치를 사용하여 전극 와이어의 속도를 가감하지 않아도 용융속도가 스스로 제어되므로 언제나 아크 길이를 일정하게 유지하려는 특성을 가지게 된다. 즉, 아크 길이의 자기제어 작용은 부하특성(고전류 밀도)에 의한 자기 제어기능과 전원특성(정전압 전원)에 의한 자기 제어기능의 특성이 가중되어 작용하고 있기 때문에 아크 길이를 항상 일정하게 유지하려는 특성이 가능하게 되는 것이다.In addition, in the case of MIG welding, the melting speed of the electrode wire is high at high current density, the voltage and current characteristics of the arc are rising characteristics, and the constant voltage power is used. Therefore, the melting speed itself does not need to be increased or decreased using the automatic control device. It is controlled so that the arc length is always kept constant. In other words, the self-control action of the arc length is characterized by the self-control function by the load characteristic (high current density) and the self-control function by the power supply characteristic (constant voltage power supply). This will be possible.

한편, 탄산가스 아크용접은 시일드 가스로서 탄산가스(CO2) 또는 탄산가스를 주로 한 혼합가스를 사용하는 시일드식 아크 용접을 통칭한 용접을 말한다.On the other hand, carbon dioxide arc welding refers to welding collectively known as a shield-type arc welding using carbon dioxide (CO 2 ) or a mixed gas mainly containing carbon dioxide as a shield gas.

앞서 설명한 이너트 가스를 사용하는 미그용접은 경제적인 이유로 주로 시공이 곤란한 경금속을 위시하여 활성 비철금속이나 합금강 등의 용접에 이용되고 있지만, 탄산가스 아크용접은 고가의 이너트 가스를 사용하는 미그용접과는 다르게 비교적 저렴한 탄산가스를 사용하므로 미그용접의 고능률을 살리면서 이용도가 높은 철강 구조물의 용접을 구현할 수 있다는 특징이 있다.MIG welding using Inner Gas as described above is mainly used for welding non-ferrous metals or alloy steels, including light metals, which are difficult to install for economic reasons, but CO2 arc welding is used for MIG welding using expensive Inert Gas. Differently, since it uses relatively inexpensive carbon dioxide, it is possible to realize welding of a high availability steel structure while maintaining high efficiency of MIG welding.

그리고, 탄산가스 용접은 시일드 가스에 이산화탄소(CO2)를 사용하는 것이 미그용접과의 차이가 있고, 더불어 탈산제를 필요로 한다는 것이 큰 차이점이라 할 수 있다.In the carbon dioxide gas welding, the use of carbon dioxide (CO 2 ) in the shield gas is different from that of the MIG welding, and in addition, it requires a deoxidizer.

탈산제가 필요한 이유는 시일드 가스 CO2가 아크의 고온에서,The need for deoxidizer is that the shield gas CO 2 is at the high temperature of the arc,

2CO → 2CO + O2와 같이 해리하여 O2를 발생시켜 산화성 분위기를 생성하기 때문이다. 이 결과 용융강의 산화가 일어나,This is because dissociation such as 2CO → 2CO + O 2 generates O 2 to generate an oxidizing atmosphere. As a result, oxidation of the molten steel occurs,

2Fe + O2→ 2FeO2Fe + O 2 → 2FeO

FeO + C → Fe + CO 로 되는 것과 같이 생성된 산화철 FeO는 즉시 강중의 C와 화합하여 용융강 중에 다량의 CO가스를 발생시켜 응고와 더불어 용접금속의 기공을 함유한 다공성이 되게 된다.The iron oxide FeO produced as FeO + C → Fe + CO is immediately combined with C in the steel to generate a large amount of CO gas in the molten steel to become solidified and porous including the pores of the weld metal.

탈산제로서는 적량의 Mn, Si 혹은 Al, Ti 등의 탈산성 원소를 함유한 것이 쓰여지나 이들 탈산제의 첨가에 의하여,As the deoxidizer, one containing an appropriate amount of deoxidizing elements such as Mn, Si or Al, Ti is used, but by addition of these deoxidizers,

FeO + Mm → Fe + MnO, 2FeO + Si → 2Fe + SiO2등의 탈산반응의 결과 탈산 생성물인 MnO, SiO2등은 슬래그로서 떠올라 제거되게 된다.FeO + Mm → Fe + MnO, 2FeO + Si → 2Fe + SiO 2 such as deoxidation result deoxidation products of MnO, SiO 2, etc. of the reaction are to be removed as slag floated.

이러한 탈산제의 공급방식에 의하여 탄산가스 아크용접은 소리드 와이어(SOLID WIRE) 법과 후락스 와이어(FLUX WIRE) 법의 두 종류로 대별된다.Carbon dioxide arc welding is roughly classified into two types by the supply method of the deoxidizer, the SOLID WIRE method and the FLUX WIRE method.

따라서, 본 출원인은 상술한 바와 같은 일반적인 용접기술을 토대로 하여 마이크로프로세서를 이용한 인공지능형 자동용접기를 이하에 제안하면서 구체적으로 설명하고자 하는 것이다.Therefore, the present applicant intends to explain in detail, while proposing an AI type automatic welding machine using a microprocessor based on the general welding technique as described above.

본 발명은 상기와 같은 제안을 통하여 안출된 것으로, 그 목적으로 하는 바는 다양한 용접조건의 파라미터를 상황별로 분류하여 실제 용접을 통해 데이터를 측정하여 수집한 후 로직 데이터화하여 메모리에 입력해 놓아 사용자가 바뀌더라도 용접재료, 용접자세, 용접부위 등 몇 가지의 규정된 로직 데이터만의 입력으로 최상의 용접을 행할 수 있도록 하여 용접 품질의 표준화 및 품질개선에 지대한 효과를 얻을 수 있도록 한 프로그래머블 인공지능형 자동용접기용접기를 제공함에 있다.The present invention has been made through the above-described proposal, and its purpose is to classify the parameters of various welding conditions according to the situation, measure and collect data through actual welding, and then make logic data and input them into a memory. Programmable AI welding machine which can make the best welding by inputting only a few specified logic data such as welding material, welding posture, welding part, and so on, and get great effect on standardization and quality improvement of welding quality. In providing.

도 1은 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기를 설명하기 위한 개략도.1 is a schematic diagram for explaining the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기를 나타내는 구체 회로를 포함한 블록도.Figure 2 is a block diagram including a specific circuit showing the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 인버터 전원공급부를 나타내는 블록도.3 is a block diagram showing an inverter power supply unit applied to an artificial intelligence welding machine according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 인버터 전원공급부의 입력 정류부를 설명하기 위한 회로도 및 파형도.Figure 4 is a circuit diagram and waveform diagram for explaining the input rectifier of the inverter power supply unit applied to the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 인버터 전원공급부의 인버터의 변환방식을 설명하기 위한 회로도.5 is a circuit diagram for explaining a conversion method of an inverter power supply unit applied to an artificial intelligence welding machine according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 인버터 전원공급부의 구성이 되는 IGBT 소자의 스위칭 동작을 나타내는 파형도.Figure 6 is a waveform diagram showing the switching operation of the IGBT element that is the configuration of the inverter power supply unit applied to the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 인공지능형 자동용접기의 트랜스포머를 나타내는 구조도.7 is a structural diagram showing a transformer of an artificial intelligence welding machine applied to the artificial intelligence welding machine according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 PWM 제어부를 설명하기 위한 설명도.8 is an explanatory diagram for explaining a PWM control unit applied to an artificial intelligence welding machine according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 스위치 조작부를 나타내는 정면도.Figure 9 is a front view showing a switch operation unit applied to the artificial intelligence automatic welding machine according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 메인/크레타/홀드 모드 선택스위치의 조작에 의하여 메인 모드로 전환된 상태를 설명하기 위한 메인 모드 타임챠트.10 is a main mode time chart for explaining a state switched to the main mode by the operation of the main / creta / hold mode selection switch applied to the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

도 11은 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 메인/크레타/홀드 모드 선택스위치의 조작에 의하여 크레타 모드로 전환된 상태를 설명하기 위한 크레타 모드 타임챠트.Figure 11 is a Crete mode time chart for explaining the state switched to Crete mode by the operation of the main / Creta / hold mode selection switch applied to the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

도 12는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 메인/크레타/홀드 모드 선택스위치의 조작에 의하여 홀드 모드로 전환된 상태를 설명하기 위한 홀드 모드 타임챠트.12 is a hold mode time chart for explaining a state that is switched to the hold mode by the operation of the main / Creta / hold mode selection switch applied to the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

도 13a는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용할 용접조건을 데이터 베이스화하는 과정을 설명하기 위한 용접전류의 변화에 따른 용접이행을 나타내는 파형도.Figure 13a is a waveform diagram showing the welding execution according to the change in the welding current for explaining the process of the database of the welding conditions to be applied to the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

도 13b는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용할 용접조건을 데이터 베이스화하는 과정을 설명하기 위한 용접전류 변화에 따른 용접이행을 나타내는 파형도.Figure 13b is a waveform diagram showing the welding execution according to the welding current changes for explaining the process of the database of the welding conditions to be applied to the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

도 13c는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용할 용접조건을 데이터 베이스화하는 과정을 설명하기 위한 용접전류 변화에 따른 용접이행을 나타내는 파형도.Figure 13c is a waveform diagram showing the welding execution according to the welding current changes for explaining the process of the database of the welding conditions to be applied to the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

도 14a는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용할 용접조건을 데이터 베이스화하는 과정을 설명하기 위한 용접전압 변화에 따른 용접이행을 나타내는 파형도.Figure 14a is a waveform diagram showing the welding execution according to the welding voltage change for explaining the process of the database of the welding conditions to be applied to the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

도 14b는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용할 용접조건을 데이터 베이스화하는 과정을 설명하기 위한 용접전압 변화에 따른 용접이행을 나타내는 파형도.Figure 14b is a waveform diagram showing the welding execution according to the welding voltage change for explaining the process of the database of the welding conditions to be applied to the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

도 14c는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용할 용접조건을 데이터 베이스화하는 과정을 설명하기 위한 용접전압 변화에 따른 용접이행을 나타내는 파형도.Figure 14c is a waveform diagram showing the welding execution according to the welding voltage change for explaining the process of the database of the welding conditions to be applied to the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 가스통 20 : 와이어 피이더10: gas cylinder 20: wire feeder

21 : 전극 와이어 22 : 리모트 용접전류 볼륨21: electrode wire 22: remote welding current volume

23 : 리모트 용접전압 볼륨 30 : 용접건23: remote welding voltage volume 30: welding gun

31 : 가스노즐 32 : 토치 스위치31 gas nozzle 32 torch switch

40 : 모재 100 : 인공지능형 자동용접기40: base material 100: artificial intelligence automatic welding machine

110 : 입력 필터부 120 : 인버터 전원공급부110: input filter unit 120: inverter power supply unit

121 : 입력 정류부 122 : 인버터121: input rectifier 122: inverter

123 : 트랜스포머 124 : 출력 정류부123: transformer 124: output rectifier

125 : 리액터 130 : PWM 제어부125 reactor 130 PWM control unit

140 : 메모리 150 : 스위치 조작부140: memory 150: switch control panel

151 : 오토모드(AUTO MODE) 선택 스위치151: AUTO MODE selector switch

151a : LED 151b : 표시부151a: LED 151b: Display

152a : 메탈(METAL) 선택스위치 152b : 가스 선택스위치152a: METAL selector switch 152b: gas selector switch

152c : 와이어 굵기 선택스위치 152d : 용접자세 선택스위치152c: wire thickness selection switch 152d: welding position selection switch

152e : 펄스/미그 선택스위치 153a : 메인 용접전압 볼륨152e: pulse / mig switch 153a: main welding voltage volume

153b : 메인 용접전류 볼륨 154 : 프리??(PRESET) 스위치153b: Main welding current volume 154: Preset switch

155a : 크레타 용접전압 볼륨 155b : 크레타 용접전류 볼륨155a: Crete welding voltage volume 155b: Crete welding current volume

156 : 로칼/리모콘 선택스위치 157 : 메인/크레타/홀드 모드 선택스위치156: local / remote control selector switch 157: main / creta / hold mode selector switch

158 : 채널 선택스위치 159 : 세이브 스위치158: channel select switch 159: save switch

160 : 메인 컨트롤러부 170 : 사용전원 변환부160: main controller unit 170: use power conversion unit

180 : 토치 필터부 190 : 마이컴 보드180: torch filter unit 190: microcomputer board

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 적어도 전극 와이어를 공급하는 모터의 송급속도를 변화시키는 리모트 용접전류 볼륨 및 용접전압을 가변시키는 리모트 용접전압 볼륨이 구비되며 토치 스위치가 설치된 용접건에 연결되는 와이어 피이더를 통하여 정밀한 용접을 구현하는 인공지능형 자동용접기에 있어서; 외부로부터 입력되는 교류의 입력전원을 저전류로부터 고전류에 이르기까지 광대역에서 안정된 아크를 출력할 수 있도록 직류의 저전압 대전류의 출력전원으로 평활하여 변환시키는 인버터 전원공급부와; 상기 인버터 전원공급부로부터 발생되는 전압의 오차를 톱니파(Saw tooth wave)에 비교하여 펄스파를 발생시킨 다음 이미 설정된 기준전압에 일치시켜 균일한 출력전류를 출력하도록 상기 인버터 전원공급부를 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어부와; 용접하고자 하는 용접재료의 종류 및 사용되는 가스의 종류, 용접자세, 전극 와이어의 종류와 같은 다양한 용접 파라미터를 로직 데이터화하여 기억하는 메모리와; 상기 메모리에 기억된 다양한 용접 파라미터의 로직 데이터를 선별하여 선택하는 스위치 조작부와; 상기 스위치 조작부의 선택에 의하여 상기 메모리에 기억된 용접 파라미터의 로직 데이터를 연산 처리하여 최적의 희망 용접전압 및 희망 용접전류로 출력할 수 있도록 제어하는 메인 컨트롤러부와; 상기 인버터 전원공급부으로부터 공급된 전원을 사용전원으로 변환시켜 상기 PWM 제어부 및 메인 컨트롤러부에 공급하는 사용전원 변환부를 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is provided with a remote welding current volume for changing the supply speed of at least the motor supplying the electrode wire and a remote welding voltage volume for varying the welding voltage and the wire connected to the welding gun is installed torch switch An artificial intelligence automatic welding machine for implementing precise welding through the feeder; An inverter power supply unit for smoothly converting an AC input power input from the outside into a DC low voltage high current output power so as to output a stable arc over a wide range from low current to high current; PWM (Pulse) for controlling the inverter power supply to output a uniform output current by generating a pulse wave by comparing the error of the voltage generated from the inverter power supply to a saw tooth wave and matching to a reference voltage already set Width Modulation) control unit; A memory for logically storing and storing various welding parameters such as types of welding materials to be welded, types of gases used, welding postures, types of electrode wires, and the like; A switch operation unit for selecting and selecting logic data of various welding parameters stored in the memory; A main controller unit controlling the logic data of the welding parameters stored in the memory to output the optimum desired welding voltage and the desired welding current by selecting the switch operating unit; It is characterized in that the technical configuration consisting of a power supply converting unit for converting the power supplied from the inverter power supply unit to the power used to supply the PWM control unit and the main controller unit.

이하, 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기의 바람직한 실시예를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of an artificial intelligence welding machine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1은 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기를 나타내는 구체 회로를 포함한 블록도이다.Figure 1 is a schematic diagram for explaining the intelligent automatic welding machine according to the present invention, Figure 2 is a block diagram including a specific circuit showing the intelligent automatic welding machine according to the present invention.

본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 CO2(이산화 탄소) 및 Ar(아르곤), Ar+CO2, Ar+O2(산소)와 같은 보호가스를 가스통(10)으로부터 인가받아 와이어 피이더(20)를 통하여 전극 와이어(21)를 공급하면서 알루미늄이나 스테인리스, 철 등의 모재(40)를 정밀 용접하는 데 사용된다.The artificial intelligence welding machine 100 according to the present invention, as shown in Figure 1 is a gas cylinder (CO 2 (carbon dioxide) and a protective gas such as Ar (argon), Ar + CO 2 , Ar + O 2 (oxygen) 10 is used to precisely weld the base metal 40 such as aluminum, stainless steel, and iron while supplying the electrode wire 21 through the wire feeder 20.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 용접건(30)을 모재(40)의 용접부위에 접근시킨 후 토치 스위치(32)를 눌러 가스통(10)에 충전되어 있는 보호가스가 용접건(30)의 가스노즐(31)을 통하여 분출될 수 있도록 하고, 이와 동시에 본 발명의 인공지능형 자동용접기(100)를 통한 저전압 대전류에 의하여 와이어 피이더(20)의 전극 와이어(21)가 모재(40)에 인접되므로써 아크에 의한 전극 와이어(21)의 용융을 발생시켜 정밀용접을 구현할 수 있도록 하는 것이다.That is, as shown in FIG. 1, after the welding gun 30 approaches the welding portion of the base material 40, the torch switch 32 is pressed to protect the gas filled in the gas cylinder 10 from the gas of the welding gun 30. The electrode wire 21 of the wire feeder 20 is adjacent to the base material 40 by low voltage and high current through the intelligent type automatic welding machine 100 of the present invention so as to be ejected through the nozzle 31. By generating the melting of the electrode wire 21 by the arc to implement a precision welding.

이때, 상기 와이어 피이더(20)는 내부에 전극 와이어(21)의 송급속도를 변화시키는 모터가 내장되고, 이 모터의 송급속도는 리모트 용접전류 볼륨(22)에 의하여 조절되는 용접전류에 의하여 변화된다. 물론, 상기 와이어 피이더(20)는 용접전압을 리모트(REMOTE) 조절하는 리모트 용접전압 볼륨(23)을 구비한다.At this time, the wire feeder 20 has a motor for changing the feeding speed of the electrode wire 21 therein, the feeding speed of the motor is changed by the welding current controlled by the remote welding current volume 22. do. Of course, the wire feeder 20 has a remote welding voltage volume 23 for remotely controlling the welding voltage.

본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 외부로부터 입력되는 교류의 입력전원을 입력 필터부(110)를 통하여 필터링한 후 저전류로부터 고전류에 이르기까지 광대역에서 안정된 아크를 출력할 수 있도록 직류의 저전압 대전류의 출력전원으로 평활하여 변환시키는 인버터 전원공급부(120)와; 상기 인버터 전원공급부(120)로부터 발생되는 전압의 오차를 톱니파(Saw tooth wave)에 비교하여 펄스파를 발생시킨 다음 이미 설정된 기준전압에 일치시켜 균일한 출력전류를 출력하도록 상기 인버터 전원공급부(120)를 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어부(130)와; 용접하고자 하는 용접재료의 종류 및 사용되는 가스의 종류, 용접자세, 전극 와이어(21)의 종류와 같은 다양한 용접 파라미터를 로직 데이터화하여 기억하는 메모리(140)와; 상기 메모리(140)에 기억된 다양한 용접 파라미터의 로직 데이터를 선별하여 선택하는 스위치 조작부(150)와; 상기 스위치 조작부(150)의 선택에 의하여 상기 메모리(140)에 기억된 용접 파라미터의 로직 데이터를 연산 처리하여 최적의 희망 용접전압 및 희망 용접전류로 출력할 수 있도록 제어하는 메인 컨트롤러부(160)와; 상기 인버터 전원공급부(120)으로부터 공급된 전원을 사용전원으로 변환시켜 상기 PWM 제어부(130) 및 메인 컨트롤러부(160)에 공급하는 사용전원 변환부(170)와; 상기 와이어 피이더(20)의 리모트 용접전류 볼륨(22) 및 리모트 용접전압 볼륨(23)의 조작에 의한 가변적인 용접전류 및 용접전압 제어신호를 필터링하여 상기 메인 컨트롤러부(160)에 공급하는 토치 필터부(180)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the intelligent automatic welding machine 100 according to the present invention filters the input power of AC input from the outside through the input filter unit 110, and then stabilizes the arc in a wide band from low current to high current. An inverter power supply unit 120 for smoothly converting the output power of the direct current with the low voltage and the high current so as to output the power; The inverter power supply unit 120 generates a pulse wave by comparing the error of the voltage generated from the inverter power supply unit 120 with a saw tooth wave, and then outputs a uniform output current by matching the preset reference voltage. PWM (Pulse Width Modulation) control unit 130 for controlling the; A memory 140 for logically storing and storing various welding parameters such as types of welding materials to be welded, types of gases used, types of welding postures, types of electrode wires 21, and the like; A switch operation unit 150 for selecting and selecting logic data of various welding parameters stored in the memory 140; The main controller unit 160 controls the logic data of the welding parameters stored in the memory 140 to be outputted at an optimum desired welding voltage and desired welding current by selecting the switch operating unit 150. ; A use power converting unit 170 converting the power supplied from the inverter power supply unit 120 into use power and supplying the power to the PWM control unit 130 and the main controller unit 160; Torch for filtering the variable welding current and the welding voltage control signal by the operation of the remote welding current volume 22 and the remote welding voltage volume 23 of the wire feeder 20 to supply to the main controller 160. It is made of a filter unit 180.

이때, 입력 필터부(110)를 통하여 필터링된 교류의 입력전원을 저전류로부터 고전류에 이르기까지 광대역에서 안정된 아크를 출력할 수 있도록 직류의 저전압 대전류의 출력전원으로 평활하여 변환시키는 인버터 전원공급부(120)는, 도 2의 개략 회로도 및 도 3의 블록도에 도시된 바와 같이 교류의 입력전원을 직류의 입력전원으로 변환하는 입력 정류부(121)와, 상기 입력 정류부(121)를 통하여 변환된 직류의 입력전원을 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 소자를 통하여 교류 40㎑의 고주파로 변환시키는 인버터(122)와, 상기 인버터(122)를 통하여 변환된 교류 40㎑의 고주파를 교류의 저전압 대전류의 전원으로 변환시키는 트랜스포머(123)와, 상기 트랜스포머(123)를 통하여 변환된 교류의 저전압 대전류의 전원을 직류의 저전압 대전류의 전원으로 변환시키는 출력 정류부(124)와, 상기 출력 정류부(124)를 통하여 변환된 직류의 저전압 대전류의 전원을 평활하여 부하변동에 따른 인버터(122)의 충격을 완화시키며 상기 출력 정류부(124) 및 트랜스포머(123)의 실효전류를 내려주는 리액터(125)로 이루어진다.At this time, the inverter power supply unit 120 for smoothly converting the input power of the AC filtered through the input filter unit 110 to the output power of the low voltage large current of direct current so as to output a stable arc in a wide range from low current to high current As shown in the schematic circuit diagram of FIG. 2 and the block diagram of FIG. 3, an input rectifying unit 121 for converting an AC input power into a DC input power and a DC of a DC converted through the input rectifying unit 121 are shown. An inverter 122 that converts an input power source into a high frequency of 40 mA through an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) element, and converts a high frequency of 40 mA AC converted through the inverter 122 into a low voltage high current power source of AC. A transformer 123 to output the low voltage large current power of the alternating current converted through the transformer 123 into a low voltage large current power supply of the direct current Smoothing the rectifier 124 and the power of the direct current low voltage large current converted through the output rectifier 124 to mitigate the impact of the inverter 122 due to the load fluctuation, and the output of the rectifier 124 and the transformer 123 Reactor 125 is made to lower the effective current.

여기서, 상기 입력 필터부(110)에 의하여 필터링된 교류의 입력전원을 직류의 입력전원으로 변환하는 입력 정류부(121)는 도 4에 도시된 바와 같이 컨버터(Converter)로서 다이오드 모듈을 사용하였다. 이 정류용 다이오드 모듈은 3상 브리지 다이오드로서 3상전원을 양파정류하는 6개의 다이오드가 복합된 것이다. 이때 사용되는 평활 콘덴서(Condensor & CAPACITOR)는 주로 전해 콘덴서를 사용한다.Here, the input rectifier 121 for converting the input power of the AC filtered by the input filter unit 110 into the input power of the DC as shown in Figure 4 used a diode module as a converter (Converter). The rectifier diode module is a three-phase bridge diode, which is a combination of six diodes that rectify the three-phase power supply. The smoothing capacitor (Condensor & CAPACITOR) used at this time mainly uses an electrolytic capacitor.

이 전해 콘덴서는 극성이 있으며 아주 작은 충방전이 가능한 밧데리로 생각하면 되고, 그 작용으로는 불규칙적인 교류상태를 직류상태로 만들어주는 역할을 한다. 그리고, 입력 정류부(121)는 3상 220[V] 또는 380[V], 60[Hz]의 상용전원을 정류하여 직류전원으로 변환시켜주는 기능을 수행하게 된다.This electrolytic capacitor can be thought of as a battery with polarity and capable of very small charge and discharge, and its function is to make an irregular alternating current into a direct current state. In addition, the input rectifying unit 121 performs a function of rectifying the commercial power of three-phase 220 [V] or 380 [V], 60 [Hz] to convert the DC power.

예를 들어, 입력 교류전원으로 3상 220V를 사용할 경우 변환된 DC전압은 다음과 같이 결정된다.For example, when using 3-phase 220V as input AC power, the converted DC voltage is determined as follows.

이때, 평활회로는 도 4의 회로도 및 파형도에 도시된 바와 같이 다이오드에 의해 맥류가 된 전류를 리플이 없는 직류전압으로 평활시키기 위하여 평활용 콘덴서를 사용한다.At this time, the smoothing circuit uses a smoothing capacitor to smooth the current rippled by the diode into a ripple-free DC voltage as shown in the circuit diagram and the waveform diagram of FIG. 4.

이 평활용 콘덴서는 직류링크의 전류, 허용 직류리플율 등을 고려하여 정 전용량을 결정하며, 여기에 가격과 부피까지 고려하여 소자를 선정하면 좋다.The smoothing capacitor determines the capacitance by considering the current of the DC link, the allowable DC ripple rate, and the like. The device may be selected in consideration of the price and volume.

그리고, 콘덴서의 충방전되는 전하량은 같아야 하므로,In addition, since the charge and discharge of the capacitor should be the same,

가 되는데, Becomes

여기서,는 직류링크의 리플전압이고,는 방전시간으로서,here, Is the ripple voltage of DC link, Is the discharge time,

가 되므로, Becomes,

평활용 콘덴서의 정전용량은The capacitance of the smoothing capacitor

로 계산된다. Is calculated.

이와 같이 계산하면 리플전압을 10[V] 정도로 허용할 때 약 2,000[uF]정도의 콘덴서가 필요하게 된다. 따라서, 바람직한 실시예로서 평활용 콘덴서는 2,200[uF]의 400[V]콘덴서를 직렬로 사용하면 좋다.In this way, a capacitor of about 2,000 [uF] is required when the ripple voltage is allowed to about 10 [V]. Therefore, as a preferred embodiment, the smoothing capacitor may use a 400 [V] capacitor of 2,200 [uF] in series.

그리고, 상기 입력 정류부(121)를 통하여 변환된 직류의 입력전원을 교류 40㎑의 고주파로 변환시키는 인버터(Inverter)(122)는 IGBT 소자를 사용한다.In addition, an inverter 122 for converting the DC input power converted through the input rectifier 121 into a high frequency of AC 40 kW uses an IGBT element.

이 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 소자는 PNP Transistor와 MOSFET를 접속한 Monolithic의 BI-MOS Transistor를 말한다.This Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) device is a monolithic BI-MOS transistor that connects a PNP transistor and a MOSFET.

이때, Gate-Emitter 간에 (+)의 전압을 인가하여 MOSFET를 도통시키면 PNP Transistor의 Base-Collector간에 저항이 접속된 것으로 되어 PNP Transistor 부분이 도통상태가 된다.At this time, if the MOSFET is connected by applying a positive voltage between the gate and the emitter, the resistance is connected between the base and collector of the PNP transistor, and the PNP transistor portion becomes conductive.

턴오프(Turn off) 동작은 Gate-Emitter간의 전압을 0[Ⅴ]로 하면 우선 MOSFET가 차단 상태가 되고 PNP Transistor는 BASE 전류의 공급이 끊겨 차단상태로 된다.In turn off operation, when the voltage between Gate-Emitter is set to 0 [V], the MOSFET is first cut off, and the PNP transistor is cut off because the BASE current is cut off.

이처럼 IGBT는 POWER MOSFET와 같이 Gate의 전압신호만으로 ON/OFF 상태를 제어할 수 있으므로 본 발명에 매우 유용하게 적용할 수 있게 되는 것이다.As described above, the IGBT can control the ON / OFF state only by the voltage signal of the gate like the power MOSFET, which can be very usefully applied to the present invention.

한편, 상기 입력 정류부(121)에서 변환된 직류전압은 인버터(122)의 공급전압이 되고, 만약 직류전압이 311[V]일 경우에 IGBT 소자의 전압정격은 안전계수를 고려하여 약 600[V] 용량급이면 충분하다.Meanwhile, the DC voltage converted by the input rectifier 121 becomes the supply voltage of the inverter 122. If the DC voltage is 311 [V], the voltage rating of the IGBT element is about 600 [V] in consideration of the safety factor. Capacity is sufficient.

또한, 인버터(122)에 사용되는 스위칭 소자의 정격전류는 다음과 같이 충분히 여유를 갖도록 정한다.In addition, the rated current of the switching element used for the inverter 122 is determined to have a sufficient margin as follows.

정격전류 = 부하용량÷효율÷교류전압÷××과부하율×리플율Rated Current = Load Capacity ÷ Efficiency ÷ AC Voltage ÷ × X overload rate ripple rate

= Idc×과부하율×리플율[A]= Idc × overload rate × ripple rate [A]

인버터(122) 변환방식은 입력 정류부(121)를 통하여 직류화된 전원을 IGBT 소자로 교번 스위칭하여 원하는 주파수로 변환하므로써 교류화할 수 있게 되는 것이다.Inverter 122 converts the alternating current by switching the DC power supply through the input rectifier 121 to the IGBT element to convert to the desired frequency.

즉, IGBT를 이용한 스위칭 방식은 주로 대전력회로에 사용되는 풀브리지(FULL BRIDGE) 방식을 적용한다. 고속 펄스(PULSE)전력으로의 변환원리를 설명하면 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같다.That is, the switching method using the IGBT applies a full bridge method, which is mainly used in a large power circuit. The principle of conversion to fast pulse power is as shown in FIGS. 5 and 6.

도 5는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기(100)에 적용된 인버터 전원공급부(120)의 인버터(122)의 변환방식을 설명하기 위한 회로도이고, 도 6은 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기(100)에 적용된 인버터 전원공급부(120)의 구성이 되는 IGBT의 스위칭 동작을 나타내는 파형도이다.5 is a circuit diagram illustrating a conversion method of the inverter 122 of the inverter power supply unit 120 applied to the intelligent automatic welding machine 100 according to the present invention, and FIG. 6 is an artificial automatic welding machine 100 according to the present invention. Is a waveform diagram showing the switching operation of the IGBT, which constitutes the inverter power supply unit 120 applied to the < RTI ID = 0.0 >

도 5에 도시된 I1은 제 1 트랜지스터 내지 제 4 트랜지스터(TR1∼TR4)의 턴온(TURN ON)시간이며, V1은 변압기 1차측의 출력전압이다.I1 shown in FIG. 5 is the turn-on time of the first to fourth transistors TR1 to TR4, and V1 is the output voltage of the transformer primary side.

각 트랜지스터(TR1∼TR4)의 턴온시간을 조절하므로써 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 출력전압의 크기를 변화시킬 수 있게 되고, 더불어 이것이 곧 PWM(PULSE WIDTH MODULATION) 방식이며, 이 PWM 방식을 통하여 원하는 주파수, 즉 교류 40㎑로 변환할 수 있게 되는 것이다.By adjusting the turn-on time of each of the transistors TR1 to TR4, the magnitude of the output voltage can be changed as shown in FIGS. 5 and 6, and this is the PWM (PULSE WIDTH MODULATION) method. Through this, the desired frequency, i.e., 40 kHz, can be converted.

상기 인버터(122)를 통하여 변환된 교류 40㎑의 고주파를 저전압 대전류의 전원으로 변환시키는 트랜스포머(123)는 본 발명의 인공지능형 자동용접기(100)가 소형화 및 경량화될 수 있는 결정적인 역할을 하게 된다.The transformer 123 for converting the high frequency of the alternating current 40 kW through the inverter 122 into a power source of a low voltage large current plays a decisive role in which the intelligent automatic welding machine 100 of the present invention can be miniaturized and reduced in weight.

이 트랜스포머(123)는 전자유도작용을 이용하여 교류전압 및 전류의 값을 바꾸는 것으로서 1차와 2차간의 변압비를 조정하여 원하는 용접전류를 얻을 수 있게 된다.The transformer 123 changes the AC voltage and the current value by using an electron induction action, and thus, a desired welding current can be obtained by adjusting the transformer ratio between the primary and secondary.

이 트랜스포머(123)는 도 7에 도시된 바와 같이 자석을 효율적으로 통해주기 위한 철심코어 및 1차, 2차 권선으로 구성된다. 여기서, 트랜스포머(123)의 무게를 결정하는 중요요소는 트랜스포머(123)의 단면적이다.This transformer 123 is composed of an iron core and primary and secondary windings for efficiently passing the magnet as shown in FIG. Here, an important factor for determining the weight of the transformer 123 is the cross-sectional area of the transformer 123.

E : 1CK 전압 F : 주파수 N : 권수E: 1CK voltage F: Frequency N: Number of turns

Bm : 자속밀도 S : 철심단면적Bm: Magnetic flux density S: Iron core area

그리고, 60Hz용 철심코어와 인버터(122)에 적용되는 50,000Hz와의 차이는 무려 주파수(f)가 833배나 커지므로 상기 식에서 f가 커지면 단면적은 반비례하여 833배나 적어질 수 있음을 알 수 있다.In addition, since the difference between the iron core for 60 Hz and 50,000 Hz applied to the inverter 122 is 833 times larger than the frequency f, it can be seen that as f increases in the above formula, the cross sectional area is inversely proportional to 833 times smaller.

또한, 일반 철심코어에 비해 인버터(122)에 적용되는 페라이트 코어(Ferrite Core)는 자속밀도(Bm)가 매우 커서 단면적(S)을 줄일 수 있는 요인도 되지만 권선수 N을 줄일 수 있게 되어 그 크기를 최소화시킬 수 있게 되는 것이다.In addition, the ferrite core applied to the inverter 122 has a large magnetic flux density (Bm), which is a factor to reduce the cross-sectional area (S), compared to the general core core, but the number of turns N can be reduced. Will be minimized.

한편, 상기 스위치 조작부(150)의 선택에 의하여 상기 메모리(140)에 기억된 용접 파라미터의 로직 데이터를 연산 처리하여 최적의 희망 용접전압 및 희망 용접전류로 출력할 수 있도록 제어하는 메인 컨트롤러부(160)는 스위치 조작부(150)의 조작에 의한 용접조건을 입력 받은 후 미리 메모리(140)에 설정되어 있는 각각의 용접 데이터로부터 입력된 셋팅에 맞는 값을 로딩하여 전압 및 전류 레퍼런스(reference)를 D/A로 출력하므로써 시스템 전체를 제어할 수 있게 된다.On the other hand, the main controller unit 160 for controlling to output the desired desired welding voltage and the desired welding current by arithmetic processing the logic data of the welding parameters stored in the memory 140 by the selection of the switch operation unit 150 ) Receives the welding condition by the operation of the switch control unit 150 and loads a value corresponding to the input setting from each welding data set in the memory 140 in advance to set the voltage and current references. By outputting A, the entire system can be controlled.

그리고, 인버터 전원공급부(120)로부터 발생되는 전압의 오차를 톱니파(Saw tooth wave)에 비교하여 펄스파를 발생시킨 다음 이미 설정된 기준전압에 일치시켜 균일한 출력전류를 공급하도록 인버터 전원공급부(120)를 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어부는 펄스폭 변조의 원리를 기본적으로 적용하여 출력전류를 균일하게 제공할 수 있도록 하는 기능을 수행한다.The inverter power supply unit 120 supplies a uniform output current by generating a pulse wave by comparing the error of the voltage generated from the inverter power supply unit 120 to a saw tooth wave, and then matching the preset reference voltage. PWM (Pulse Width Modulation) control unit to control the function to provide a uniform output current by applying the principle of the pulse width modulation basically.

이 PWM 제어부(130)는 구체적으로 전류의 오차를 검출하여 증폭하는 오차 증폭기(미 도시됨)를 통하여 검출된 오차전압과 톱니파(Saw Tooth Wave)를 비교하여 펄스를 발생시키는 비교기(comparator;미 도시됨), DC-DC Converter의 스위치를 구동하는 구동회로(미 도시됨) 등으로 구성되어 있다.The PWM controller 130 is a comparator (not shown) for generating a pulse by comparing a sawtooth wave and an error voltage detected through an error amplifier (not shown) that specifically detects and amplifies an error of a current. ), And a driving circuit (not shown) for driving the switch of the DC-DC converter.

여기서, 검출된 오차전압의 전위에 따라 톱니파와 비교되어 교차되는 부분에서 톱니파보다 전위가 높은 부분만 출력하게 되므로 펄스의 폭이 조절되어 원하는 오차 증폭기의 기준전압과 일치되도록 출력이 조절될 수 있게 되는 것이다.In this case, only the portion of the potential higher than the sawtooth wave is output at the cross section compared with the sawtooth wave according to the detected error voltage potential, so that the output of the pulse can be adjusted to match the reference voltage of the desired error amplifier. will be.

이때, 펄스 폭에 따라 전력의 량이 정해지는 원리는 도 8에 도시된 바와 같다. 도 8은 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기(100)에 적용된 PWM 제어부(130)를 설명하기 위한 설명도이다.At this time, the principle of determining the amount of power according to the pulse width is as shown in FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the PWM control unit 130 applied to the intelligent automatic welding machine 100 according to the present invention.

더불어, 상기 트랜스포머(123)를 통하여 변환된 저전압 대전류의 전원을 직류의 저전압 대전류의 전원으로 변환시키는 출력 정류부(124)는 입력 정류부(121)에서 사용되는 다이오드와는 다르게 고속 다이오드를 사용한다.In addition, the output rectifying unit 124 for converting the low voltage high current power converted through the transformer 123 into a low voltage high current power of DC uses a high speed diode differently from the diode used in the input rectifying unit 121.

이 고속 다이오드는 ULTLA FAST RECOVERY 혹은 Schottky Barrier DIODE를 사용하는 데, 그 중 FAST RECOVERY DIODE는 높은 내압을 가지므로 낮은 내압용으로 사용되는 Schottky Barrier Diode에 비하여 본 발명의 인공지능형 자동용접기(100)에 더욱 적합하다.This high speed diode uses ULTLA FAST RECOVERY or Schottky Barrier DIODE, among which FAST RECOVERY DIODE has high breakdown voltage, which is more suitable for the AI type automatic welding machine 100 of the present invention than Schottky Barrier Diode used for low breakdown voltage. Suitable.

예를 들어, 30,000Hz에서 40,000Hz의 다이오드일 경우 순방향으로 TURN ON 될 때에는 아무런 문제가 안되지만 TURM OFF시 단락 전류가 크게 발생되어 잡음의 원인 및 효율저하의 원인이 되므로, 다이오드의 역회복 시간, 즉 TRR이 짧을수록 단락 전류의 발생량을 적게 할 수 있기 때문에 고속 다이오드가 적합함을 알 수 있다.For example, a diode of 30,000Hz to 40,000Hz does not have any problem when it is turned ON in the forward direction, but a short-circuit current is generated when the TURM OFF turns off, which causes noise and decreases efficiency. It can be seen that a high speed diode is suitable because the shorter the TRR, the smaller the amount of short circuit current can be generated.

그리고, 출력 정류부(124)를 통하여 변환된 직류의 저전압 대전류의 전원을 평활하여 부하변동에 따른 인버터(122)의 충격을 완화시키며 상기 출력 정류부(124) 및 트랜스포머(123)의 실효전류를 내려주는 리액터(125)(Reactor)는 입력 정류부(121)와 다르게 평활회로로서 콘덴서를 사용하지 않고 대전류용인 리액터(125)를 사용하게 된다.In addition, by smoothing the power of the low voltage high current of the DC converted through the output rectifier 124 to mitigate the impact of the inverter 122 due to the load fluctuations and lower the effective current of the output rectifier 124 and the transformer 123 Unlike the input rectifier 121, the reactor 125 uses a reactor 125 for a large current without using a capacitor as a smoothing circuit.

이러한 대전류용인 리액터(125)의 기본원리는 간단히 말해 직류는 통과시키고 교류의 흐름을 방해하는 역할을 하며, 평활의 목적외에 부하변동에 따른 인버터(122)의 충격을 완화시켜주기도 하며 트랜스포머(123)와 출력 정류부(124)의 실효전류도 내려주는 작용을 하게 된다.The basic principle of the reactor 125 for a large current simply serves to hinder the flow of alternating current and alternating the flow of alternating current, and may also mitigate the impact of the inverter 122 due to load fluctuations in addition to the purpose of smoothing and transforming the transformer 123. And it also serves to lower the effective current of the output rectifier 124.

이러한 작용은 부하의 특성을 결정짓는 주요한 요인이 되기 때문에 본 발명의 인공지능형 자동용접기(100)에 적용된 인버터 전원공급부(120)에서는 대전류용 리액터(125)가 적합한 것이다.Since this action is a major factor in determining the characteristics of the load, the large current reactor 125 is suitable for the inverter power supply unit 120 applied to the intelligent automatic welding machine 100 of the present invention.

한편, 외부의 PC에 로직 데이터화하여 기억시킨 별도의 업그레이드된 용접재료의 종류 및 용접가스의 종류, 용접자세, 전극 와이어(21)의 종류와 같은 다양한 용접 파라미터를 메모리(140)에 다운로드시킬 수 있도록 메인 컨트롤러부(160)에는 마이컴 보드(190)가 인터페이스 결합된다.On the other hand, various memory parameters such as the type of additional upgraded welding material, the type of welding gas, the welding posture, the type of the electrode wire 21, etc., which are logic data stored in an external PC, can be downloaded to the memory 140. The microcomputer board 190 is interface-coupled to the main controller unit 160.

이 마이컴 보드(190)는 메인 컨트롤러부(160)의 마이크로프로세서와 서로 인터페이스 되어 명령을 주고 받을 수 있는 것으로, 본 발명의 인공지능형 자동용접기(100)를 통하여 고품질의 용접을 실현할 수 있도록 미리 수많은 실험용접을 각 조건별로 시도하여 이미 설정된 모든 용접 데이터를 측정하고 그 자료를 수집, 통계, 오차보정 등의 과정을 거쳐 외부의 PC에 잠시 저장해 놓았다가 필요할 경우 언제든지 다운로드할 수 있도록 준비되고, 일명 각종 용접조건을 데이터 베이스화하여 외부의 PC와 주고 받을 수 있다라고 해서 퍼지(FUZZY)형 마이컴 보드(190)라고도 한다.The microcomputer board 190 is interfaced with the microprocessor of the main controller unit 160 to exchange commands with each other, many experiments in advance to realize a high-quality welding through the intelligent automatic welding machine 100 of the present invention After welding, each welding condition is measured, and all the welding data already set are measured, and the data are collected, statistics, error correction, etc., stored in an external PC for a while, ready for download at any time. It is also called a fuzzy microcomputer board 190 because the condition can be converted into a database and exchanged with an external PC.

그리고, 스위치 조작부(150)는 용접작업을 함에 있어서 숙련된 작업자가 아닐지라도 간단한 스위치 조작만으로 메인 컨트롤러부(160)를 통하여 메모리(140)에 로직 데이터화하여 기억된 용접재질, 용접재질의 계열, 가스 종류, 와이어 굵기 등을 읽어와서 그 조건에 맞는 값을 출력할 수 있도록 하므로써 매우 간편하면서도 정밀하게 최적의 용접을 구현할 수 있도록 도 1에 도시된 인공지능형 자동용접기(100)의 전면부에 설치되고, 그 구조로는 도 9에 도시된 바와 같다.And, even if the operator is not skilled in welding operation, the switch operation unit 150 is logic data in the memory 140 through the main controller unit 160 by simple switch operation, and stored in the welding material, welding material series, gas It is installed on the front of the intelligent automatic welding machine 100 shown in Figure 1 to realize the optimum welding very simple yet precisely by reading the type, the wire thickness and the like to output a value that meets the conditions, The structure is as shown in FIG.

도 9는 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 스위치 조작부를 나타내는 정면도이다.9 is a front view showing a switch operation unit applied to an artificial intelligence welding machine according to the present invention.

도 9에 도시된 도면 부호 151은 오토모드 선택스위치로서, 한번 터치하여 오토모드(AUTO MODE)로 설정되면 이미 상기 메인 컨트롤러부(160)를 통하여 메모리(140)에 설정되어 있는 용접재료 및 용접가스, 용접 와이어 등의 용접상태에 따른 로직 테이터의 값이 출력되도록 하고, 다시 한번 터치하여 수동모드(HAND MODE)로 설정되면 사용자가 직접 입력한 용접재료 및 용접가스, 용접 와이어 등의 용접상태의 값이 출력되도록 변환시키는 기능을 수행한다.A reference numeral 151 shown in FIG. 9 denotes an auto mode selection switch, and when it is set to auto mode by one touch, the welding material and the welding gas which are already set in the memory 140 through the main controller unit 160. The value of the logic data according to the welding state of the welding wire, etc. is outputted, and if it is set as the manual mode by touching it again, the value of the welding state of the welding material, welding gas, welding wire, etc. input by the user directly It performs the function of converting the output.

즉, 오토모드 선택스위치(151)가 오토모드로 설정되면 용접재료의 재질 및 용접가스, 용접 와이어 등의 용접상태에 따라 메모리(140)에 설정되어 있는 로직 데이터로부터 출력값을 읽어 오게 되고, 한번 더 터치하여 누르면 LED(151a)가 점멸되면서 작업자가 직접 용접조건을 입력할 수 있도록 수동모드로 변환되어지게 된다.That is, when the auto mode selector switch 151 is set to the auto mode, the output value is read from the logic data set in the memory 140 according to the welding material such as the material of the welding material, the welding gas, and the welding wire. When touched and pressed, the LED 151a flashes and is converted into a manual mode so that an operator can directly input welding conditions.

도면 부호 151b는 표시부로서 스위치 조작부(150)의 선택에 의한 데이터 값을 작업자에게 디스플레이하고, 도면 부호 152a는 메탈(METAL) 선택스위치로서, 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 오토모드로 변환된 경우 일회 터치할 때마다 이미 상기 메인 컨트롤러부(160)를 통하여 메모리(140)에 기억된 용접재료의 재질을 FE재질 선택 및 AL재질 선택, SUS(STAINLESS)재질 선택순으로 상기 메인 컨트롤러부(160)로 하여금 순차 처리하여 메모리(140)에 기억된 로직 데이터 값을 출력하도록 하고, 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 수동모드로 변환된 경우 용접재료의 재질을 FE재질 및 AL재질, SUS재질 등으로 사용자가 직접 선택한 값이 출력되도록 하는 기능을 수행한다.Reference numeral 151b is used as a display unit to display a data value by selection of the switch operation unit 150 to the operator, and reference numeral 152a is a metal (METAL) selector switch, and the auto mode selection switch 151 enters into auto mode. When converted, the main controller unit selects FE material, AL material selection, and SUS (STAINLESS) material selection of the welding material that is already stored in the memory 140 through the main controller unit 160 at each touch. The processor 160 sequentially processes the output data of the logic data stored in the memory 140, and converts the welding material into the FE material and the AL when the auto mode selection switch 151 is converted to the manual mode. It performs the function to output the value selected by the user by material, SUS material, etc.

한편, 용접재료의 재질은 크게 FE(철), AL(알루미늄), SUS(스테인리스)로 구분될 수 있고, 이중 FE는 계열이 없으며, AL은 계열을 1,000에서 5,000까지의 5단계로 구분하여 설정할 수 있고, SUS는 계열을 200에서 400까지 구분하여 설정할 수 있다.On the other hand, the material of the welding material can be largely divided into FE (iron), AL (aluminum), SUS (stainless steel). Of these, FE has no series, and AL is divided into five stages ranging from 1,000 to 5,000. And, SUS can be set by dividing the series from 200 to 400.

도면 부호 152b는 가스 선택스위치로서, 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 오토모드로 변환된 경우 일회 터치할 때마다 이미 상기 메인 컨트롤러부(160)를 통하여 메모리(140)에 기억된 용접가스의 종류를 CO2및 Ar, Ar+CO2, Ar+O2의 선택순으로 상기 메인 컨트롤러부(160)로 하여금 순차 처리하여 메모리(140)에 기억된 로직 데이터 값을 출력하도록 하고, 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 수동모드로 변환된 경우 용접가스의 종류를 CO2및 Ar, Ar+CO2, Ar+O2등으로 사용자가 직접 선택한 값이 출력되도록 하는 기능을 수행한다.Reference numeral 152b denotes a gas selection switch, in which the welding is already stored in the memory 140 through the main controller unit 160 every time a touch is made when the auto mode selection switch 151 is converted to the auto mode. The main controller 160 sequentially processes the type of gas in order of CO 2 and Ar, Ar + CO 2 , and Ar + O 2 to output the logic data stored in the memory 140. When the manual mode is converted by the operation of the auto mode selector switch 151, the user selects the welding gas type as CO 2 , Ar, Ar + CO 2 , Ar + O 2, or the like. do.

이때, 용접가스의 종류로는 CO2및 Ar, Ar+CO2, Ar+O2의 4가지로 구분할 수 있고, 이중 용접재료의 재질이 FE인 경우에는 CO2와 Ar+CO2의 2종류를 선택할 수 있으며 용접재료의 재질이 AL인 경우에는 Ar의 1종류를, 용접재료의 재질이 SUS인 경우에는 Ar+O2의 1종류를 각각 선택할 수 있다.At this time, the welding gas can be classified into four types, such as CO 2 and Ar, Ar + CO 2 , Ar + O 2 , and if the material of the double welding material is FE, two kinds of CO 2 and Ar + CO 2 When the material of the welding material is AL, one type of Ar may be selected, and when the material of the welding material is SUS, one type of Ar + O 2 may be selected.

물론, 가스통(10)에는 용접조건에 따라 각각의 CO2및 Ar, Ar+CO2, Ar+O2등이 채워진 것을 교체하므로써 가능하다.Of course, it is possible to replace the gas cylinder 10 is filled with the respective CO 2 and Ar, Ar + CO 2 , Ar + O 2 and the like depending on the welding conditions.

도면 부호 152c는 와이어 굵기 선택스위치로서, 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 오토모드로 변환된 경우 일회 터치할 때마다 이미 상기 메인 컨트롤러부(160)를 통하여 메모리(140)에 기억된 전극 와이어(21)의 직경을 0.8 및 1.0, 1.2Φ의 선택순으로 상기 메인 컨트롤러부(160)로 하여금 순차 처리하여 출력하도록 하고, 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 수동모드로 변환된 경우 전극 와이어(21)의 직경을 0.8 및 1.0, 1.2Φ등으로 사용자가 직접 선택한 값이 출력되도록 하는 기능을 수행한다.Reference numeral 152c denotes a wire thickness selection switch, which is already stored in the memory 140 through the main controller unit 160 every time a touch is made when the auto mode selection switch 151 is converted to the auto mode. The main controller unit 160 sequentially processes the diameters of the electrode wires 21 in a selection order of 0.8, 1.0, and 1.2Φ, and converts them into manual mode by operating the auto mode selection switch 151. When the diameter of the electrode wire 21 is 0.8 and 1.0, 1.2Φ and so on to perform a function to output a value selected directly by the user.

도면 부호 152d는 용접자세 선택스위치로서, 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 오토모드로 변환된 경우 일회 터치할 때마다 이미 상기 메인 컨트롤러부(160)를 통하여 메모리(140)에 기억된 용접자세를 수직 및 수평의 선택순으로 상기 메인 컨트롤러부(160)로 하여금 순차 처리하여 출력하도록 하고, 상기 오토모드 스위치의 조작에 의하여 수동모드로 변환된 경우 용접자세를 수직 및 수평으로 사용자가 직접 입력할 수 있도록 하는 작용을 하고, 도면 부호 152e는 펄스의 유무를 선택하는 펄스/미그 선택스위치이다.Reference numeral 152d denotes a welding position selection switch, which is already stored in the memory 140 through the main controller unit 160 every time a touch is made when the auto mode selection switch 151 is converted to the auto mode. The main controller unit 160 sequentially processes the welding posture in a selection order of vertical and horizontal, and outputs the welding posture by the user directly and vertically and horizontally when the welding posture is converted to the manual mode by the operation of the auto mode switch. A function of allowing input, 152e is a pulse / MIG selection switch for selecting the presence or absence of a pulse.

그리고, 도면 부호 153a 및 153b는 메인 용접전압 및 메인 용접전류를 각각 설정하는 메인 용접전압 볼륨 및 메인 용접전류 볼륨이고, 도면 부호 154는 프리??(PRESET) 스위치로서 용접을 수행하기 전에 상기 메인 용접전압 볼륨(153a) 및 메인 용접전류 볼륨(153b)의 조절을 통하여 초기의 용전전압과 모터속도를 미리 설정할 수 있도록 세팅시키는 기능을 수행한다. 즉, 작업자는 이 프리?? 스위치(154)를 이용하여 메인 용접전압과 모터속도를 미리 설정할 수 있고, 용접전압 및 용접전류 설정시는 프리?? 스위치(154)를 먼저 누른 상태에서 메인 용접전압 볼륨(153a) 및 메인 용접전류 볼륨(153b)을 각각 돌려 세팅값을 설정하게 된다.Reference numerals 153a and 153b denote a main welding voltage volume and a main welding current volume for setting a main welding voltage and a main welding current, respectively, and reference numeral 154 denotes the main welding before performing welding as a PRESET switch. By controlling the voltage volume 153a and the main welding current volume 153b, a function of setting the initial discharging voltage and the motor speed can be set in advance. In other words, the worker has this landscape ?? The main welding voltage and the motor speed can be set in advance by using the switch 154. While pressing the switch 154 first, the main welding voltage volume 153a and the main welding current volume 153b are turned to set the setting values.

도면 부호 155a 및 155b는 크레타(CRATER) 용접전압과 크레타 용접전류를 각각 조절하는 크레타 용접전압 볼륨 및 크레타 용접전류 볼륨이고, 도면 부호 156은 로칼/리모콘 선택스위치로서 로칼(LOCAL) 모드로 설정되면 상기 메인 용접전압 볼륨(153a) 및 메인 용접전류 볼륨(153b), 크레타 용접전압 볼륨(155a), 크레타 용접전류 볼륨(155b)에 의하여 조정되도록 하고, 리모트(REMOTE) 모드로 설정되면 상기 와이어 피이더(20)의 리모트 용접전압 볼륨(23) 및 리모트 용접전류 볼륨(22)에 의하여 조정되도록 하는 기능을 수행한다.Reference numerals 155a and 155b denote a crete welding voltage volume and a crete welding current volume, respectively, for controlling a Creter welding voltage and a Crete welding current, and reference numeral 156 denotes a local / remote control selection switch. When the main welding voltage volume 153a, the main welding current volume 153b, the crete welding voltage volume 155a, and the crete welding current volume 155b are adjusted, and set to the remote mode, the wire feeder ( 20 to adjust the remote welding voltage volume 23 and the remote welding current volume (22).

그리고, 도면 부호 157은 메인/크레타/홀드 모드 선택스위치로서, 상기 로칼/리모콘 선택스위치(156)가 로칼 모드로 되어 있으면 상기 메인 용접전압 볼륨(153a)에 의해서 용접전압이 조절되도록 하고 상기 로칼/리모콘 선택스위치(156)가 리모트 모드로 되어 있으면 상기 와이어 피이더(20)의 리모트 용접전압 볼륨(23)에 의하여 용접전압이 조절되도록 하는 메인모드와, 상기 용접건(30)의 토치 스위치(32)가 첫 번째 온되면 상기 메인 용접전압 볼륨(153a) 또는 와이어 피이더(20)의 용접전압 볼륨에 따라 용접전압이 조절되도록 하고 두 번째 온되면 상기 크레타 용접전압 볼륨(155a)에 의하여 용접전압이 조절되도록 하는 크레타 모드와, 상기 용접건(30)의 토치 스위치(32)를 첫 번째 온시킬 경우 용접이 시작되며 오직 상기 메인 용접전압 볼륨(153a)에 따라 용접전압이 조절되도록 하는 스위치 홀드(HOLD) 모드로 각각 전환하는 기능을 수행한다.Reference numeral 157 denotes a main / creta / hold mode selection switch. When the local / remote control selection switch 156 is in the local mode, the welding voltage is controlled by the main welding voltage volume 153a and the local / When the remote control selector switch 156 is in the remote mode, the main mode for controlling the welding voltage by the remote welding voltage volume 23 of the wire feeder 20, and the torch switch 32 of the welding gun 30. ) Is first turned on so that the welding voltage is adjusted according to the welding voltage volume of the main welding voltage volume 153a or the wire feeder 20, and when the second turning on, the welding voltage is adjusted by the crete welding voltage volume 155a. Crete mode to be adjusted, and when the torch switch 32 of the welding gun 30 is turned on for the first time, welding starts and only the welding voltage is changed according to the main welding voltage volume 153a. It performs the function of each switch in the switch hold (HOLD) mode in which to control.

도 10은 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 메인/크레타/홀드 모드 선택스위치의 조작에 의하여 메인 모드로 전환된 상태를 설명하기 위한 메인 모드 타임챠트이고, 도 11은 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 메인/크레타/홀드 모드 선택스위치의 조작에 의하여 크레타 모드로 전환된 상태를 설명하기 위한 크레타 모드 타임챠트이며, 도 12은 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기에 적용된 메인/크레타/홀드 모드 선택스위치의 조작에 의하여 홀드 모드로 전환된 상태를 설명하기 위한 홀드 모드 타임챠트이다.Figure 10 is a main mode time chart for explaining the state switched to the main mode by the operation of the main / Creta / hold mode selection switch applied to the intelligent automatic welding machine according to the present invention, Figure 11 is an artificial intelligence according to the present invention Creta mode time chart for explaining the state that is switched to Crete mode by the operation of the main / Creta / hold mode selection switch applied to the automatic welding machine, Figure 12 is the main / creta / hold applied to the intelligent automatic welding machine according to the present invention A hold mode time chart for explaining a state in which the mode selection switch has been switched to the hold mode.

예를 들어, 메인/크레타/홀드 모드 선택스위치(157)의 조작에 의하여 메인 모드(MAIN MODE)로 전환된 후 용접건(30)의 토치 스위치(32)를 온하게 되면 도 11에 도시된 바와 같이 용접전압이 출력하게 된다. 이때, 용접전압의 조절은 로칼/리모콘 선택스위치(156)의 조작에 의하여 로칼 모드로 되어 있으면 메인 용접전압 볼륨(153a)에 의해서 용접전압이 조절되고, 로칼/리모콘 선택스위치(156)의 조작에 의하여 리모트 모드로 되어 있으면 와이어 피이더(20)의 리모트 용접전압 볼륨(23)에 의하여 용접전압이 조절된다.For example, when the torch switch 32 of the welding gun 30 is turned on after being switched to the main mode by the operation of the main / creta / hold mode selection switch 157, as shown in FIG. 11. Likewise, the welding voltage is output. At this time, the welding voltage is controlled by the operation of the local / remote control selection switch 156, and the welding voltage is adjusted by the main welding voltage volume 153a, and the operation of the local / remote control selection switch 156 is controlled. By the remote mode, the welding voltage is adjusted by the remote welding voltage volume 23 of the wire feeder 20.

또한, 메인/크레타/홀드 모드 선택스위치(157)의 조작에 의하여 크레타 모드(CRATER MODE)로 전환된 후 용접건(30)의 토치 스위치(32)를 첫 번째 온할 경우에는 메인 용접전압 볼륨(153a) 또는 와이어 피이더(20)의 리모트 용접전압 볼륨(23)에 의하여 용접전압이 조절되고, 토치 스위치(32)를 오프할 경우에는 토치 스위치(32)의 첫 번째 온할 때와 동일하게 용접전압의 조절이 이루어진다. 그 후, 두 번째 용접건(30)의 토치 스위치(32)가 온되면 크레타 용접전압 볼륨(155a)에 의하여 용접전압이 조절된다. 이때, 이러한 시퀀스(SEQUENCE)가 동작할 때에는 전류신호(용접중일 때)가 온일 때에만 가능하고 크레터 모드 타임챠트는 도 11에 도시된 바와 같다.In addition, the main welding voltage volume 153a when the torch switch 32 of the welding gun 30 is first turned on after being switched to the Creta mode by the operation of the main / creta / hold mode selection switch 157. Or the welding voltage is controlled by the remote welding voltage volume 23 of the wire feeder 20, and when the torch switch 32 is turned off, the welding voltage is the same as when the torch switch 32 is first turned on. Adjustment is made. Thereafter, when the torch switch 32 of the second welding gun 30 is turned on, the welding voltage is adjusted by the crete welding voltage volume 155a. At this time, when the sequence (SEQUENCE) is operating, it is possible only when the current signal (when welding) is on, and the creter mode time chart is shown in FIG.

또한, 메인/크레타/홀드 모드 선택스위치(157)의 조작에 의하여 홀드 모드(HOLD MODE)로 전환되면, 용접건(30)의 첫 번째 토치 스위치(32)가 온될 때 용접이 시작되며, 이때에는 오직 메인 용접전압 볼륨(153a)에 의해서만 용접전압이 조절된다. 즉, 도 12에 도시된 시퀀스에 따라 동작되며 전류의 ON신호가 있을 때에만 동작되어짐을 알 수 있다.In addition, when the mode is switched to the hold mode by the operation of the main / creta / hold mode selector switch 157, welding is started when the first torch switch 32 of the welding gun 30 is turned on. The welding voltage is regulated only by the main welding voltage volume 153a. That is, it can be seen that it operates according to the sequence shown in FIG. 12 and operates only when there is an ON signal of current.

도면 부호 158은 채널 선택스위치로서, 용접상태 및 용접조건에 따라 상기 메탈 선택스위치(152a)및 가스 선택스위치(152b), 와이어 굵기 선택스위치(152c), 용접자세 선택스위치(152d)의 조작에 의하여 선택되어진 로직 데이터를 채널별로 상기 메모리(140)에 기억시킬 수 있도록 각각의 채널을 업다운 선택하는 하는 작용을 하고, 도면 부호 159는 세이브 스위치로서 용접상태 및 용접조건에 따른 상기 메탈 선택스위치(152a)및 가스 선택스위치(152b), 와이어 굵기 선택스위치(152c), 용접자세 선택스위치(152d)의 조작에 의한 로직 데이터를 상기 채널 선택스위치(158)에 의하여 선택된 희망채널에 각각 기억시키는 기능을 수행한다.Reference numeral 158 denotes a channel selection switch, which is operated by the metal selection switch 152a, the gas selection switch 152b, the wire thickness selection switch 152c, and the welding position selection switch 152d according to the welding state and the welding condition. A function of up-selecting each channel so as to store the selected logic data in the memory 140 for each channel, and reference numeral 159 is a save switch, wherein the metal selection switch 152a according to a welding state and a welding condition is used. And storing logic data by operation of the gas selection switch 152b, the wire thickness selection switch 152c, and the welding position selection switch 152d in the desired channel selected by the channel selection switch 158, respectively. .

한편, 와이어 피이더(20)의 리모트 용접전류 볼륨(22) 및 리모트 용접전압 볼륨(23)의 조작에 의한 가변적인 용접전류 및 용접전압 제어신호는 토치 필터부(180)를 통하여 필터링되어 메인 컨트롤러부(160)에 공급되는 것이 바람직하다.On the other hand, the variable welding current and welding voltage control signal by the operation of the remote welding current volume 22 and the remote welding voltage volume 23 of the wire feeder 20 is filtered through the torch filter unit 180 to control the main controller. It is preferable to be supplied to the unit 160.

부연하여, 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기(100)는 메인 모드, 크레터 모드, 홀드 모드의 3가지가 있고, 종래의 아날로그 회로에 의한 시퀀스를 본 발명에서는 최대한 디지털(DIGITAL)화하여 프로그램화한 것이다.In addition, the AI type automatic welding machine 100 according to the present invention has three types, a main mode, a creter mode, and a hold mode. In the present invention, a sequence by a conventional analog circuit is digitalized as much as possible in the present invention. It is.

따라서, 용접은 토치 스위치(32)의 동작에 의해 이루어지며 토치 스위치(32)를 온하면 메인 컨트롤러부(160)는 PWM 제어부(130)로 출력전압 레퍼런스를 출력하게 되고, 출력전압의 가변은 스위치 조작부(150)나 와이어 피이더(20) 각각의 볼륨에 따라 변경될 수 있고, 전극 와이어(21)의 출력속도는 용접전류에 따라 변화된다.Therefore, welding is performed by the operation of the torch switch 32. When the torch switch 32 is turned on, the main controller unit 160 outputs an output voltage reference to the PWM controller 130, and the variable of the output voltage is switched. The control unit 150 or the wire feeder 20 may be changed according to the volume, and the output speed of the electrode wire 21 is changed according to the welding current.

이러한 결과로서, 종래의 용접기는 용접 파라이터 값인 용접부의 재질이나 두께, 와이어의 재질이나 굵기 등에 대한 일정한 데이터가 없이 용접사의 숙련도나 취향에 따라 아날로그(ANALOG) 방식으로 용접 조건을 임의로 선정하여 작업하므로 인하여 용접사의 기능에 절대 의존적이고, 더불어 용접 품질의 표준화 및 품질개선에 많은 문제가 발생하던 것을 본 발명에 의한 인공지능형 자동용접기(100)는 용접재료별, 자세별, 부위별 용접 파라미터를 상황별로 분류하여 실제 용접을 통해 데이터를 측정하여 수집한 후 로직 데이터화하여 메모리(140)에 입력해 놓았다가 사용자가 바뀌더라도 용접재료, 용접자세, 용접부위 등 몇 가지의 규정된 로직 데이터만의 입력으로 최상의 용접을 행할 수 있게 되고 용접조건을 사용자가 스스로 학습시켜 새로운 조건을 입력하는 것도 가능하여 매우 우수한 프로그래머블형 용접기임을 알 수 있다.As a result, the conventional welding machine does not have constant data on the material or thickness of the weld, the material or the thickness of the weld, which is a welding parameter value, and according to the skill or taste of the welder, the welding condition is arbitrarily selected. Due to the absolute dependence on the function of the welder, and in addition, many problems occurred in the standardization and quality improvement of the welding quality of the intelligent automatic welding machine 100 according to the present invention according to the welding parameters for each welding material, posture, site After classifying, measuring and collecting data through actual welding, logic data is inputted into the memory 140, and even if the user changes, it is best to input only some prescribed logic data such as welding material, welding posture, and welding part. We can perform welding and learn new condition by user learning welding condition. Possible to force to it can be seen that excellent programmable welder.

여기서, 용접 파라미터의 데이터 베이스화를 위한 용접이행(鎔接移行) 분석을 별도 설명하면 다음과 같다.Here, the welding transition analysis for the database of welding parameters will be described separately.

GMA(Gas Metal Arc) 용접법은 보호가스를 사용하는 용접법으로서 보호가스의 종류에 따라 여러 가지의 용접법이 개발되어 이미 사용되고 있음은 익히 아는 사실이다.GMA (Gas Metal Arc) welding method is a welding method using a protective gas, and it is well known that various welding methods have been developed and used according to the type of protective gas.

그리고, CO2가스용접을 사용하는 CO2용접, Ar과 CO2의 혼합가스를 사용하는 MAG(Metal Active Gas) 용접과 순수 Ar 만을 사용하는 MIG(Metal Inert Gas) 용접으로 크게 분류할 수 있다.And it can be largely classified as MAG (Metal Active Gas) MIG ( Metal Inert Gas) using only welding and pure Ar welding using a gas mixture of CO 2 welding, Ar and CO 2 using a CO 2 gas welding.

본 발명은 GMA 용적이행에 지배적으로 영향을 미치는 용접조건, 보호가스 등에 대하여 용적이행 현상, 즉 아크 안정성 관점에서 평가하여 고능률 GMA 용접기술 개발을 위한 기반을 구축하고자 한 것이다.The present invention aims to build a foundation for the development of high efficiency GMA welding technology by evaluating the welding conditions, protective gases, etc., which dominately affect the GMA volumetric performance, from the viewpoint of volumetric performance, that is, arc stability.

GMA 용접에 있어서 용접전류는 용적이행 형태를 결정하는 중요한, 즉 용접전류의 세기에 따라 용적이행 형태가 구분되어진다. 그리고, 용접전류의 범위는 저전류, 중전류, 대전류 영역으로 나뉘어진다.In GMA welding, the welding current is important in determining the volumetric loading mode, that is, the volumetric loading mode is divided according to the strength of the welding current. The welding current is divided into low current, medium current, and high current regions.

도 13a는 CO2용접의 경우 저전류의 예로서 120A의 용적이행 현상을 나타낸 것이다.FIG. 13A shows the displacement effect of 120 A as an example of low current for CO 2 welding.

용적이행 현상은 아크전압의 순간적인 변화로 관찰할 수 있으며, 여기서 용적이행 형태는 용적이행의 과정이 arcing 시간과 단락시간으로 명확히 구분되어지는 전형적인 단락이행 형태를 보이고 있다. 이러한 이행형태는 대략 200A이하의 구간에서 안정화되는 경향을 보이며, 그 안정화 정도는 용접전압, 용접전원 및 보호가스 등에 따라 크게 지배를 받음을 알 수 있다.The volume migration phenomenon can be observed as an instantaneous change in the arc voltage, where the volume migration form is typical of the short circuit implementation where the process of volume migration is clearly divided into arcing time and short time. This type of transition tends to be stabilized in a section of about 200 A or less, and the degree of stabilization is largely controlled by welding voltage, welding power supply, and protection gas.

도 13c는 320A로 대전류 영역에서 용적이행 형태의 예를 나타낸 것이다. 이러한 용접이행 형태는 전술한 저전류 영역과는 다른 용적이행 현상을 보이고 있으며, 용접시간에 따른 아크전압의 변화는 일정한 주기성을 보이고 있지만, 단락이행 형태와는 달리 용적이행의 단위주기가 명확하지는 않지만, 전형적인 구형(globular)이행 형태를 보이고 있음을 알 수 있다.FIG. 13C shows an example of volumetric displacement in the high current region at 320 A. FIG. This type of welding performance shows a different volume migration phenomenon than the above-mentioned low current region, and the change of arc voltage with welding time shows a certain periodicity. It can be seen that the typical globular performance is shown.

한편, 중전류 영역은 저전류영역의 용적이행으로부터 대전류영역의 용적이행 형태로 변화하는 천이영역으로 용접이행 현상이 공존하는 양상을 보이고 있다. 도 13b는 중전류영역의 예로서 CO2용접의 경우를 나타낸 것이다.On the other hand, in the medium current region, the welding transition phenomenon coexists in the transition region in which the displacement of the low current region changes from the displacement of the large current region. 13B shows the case of CO 2 welding as an example of the medium current region.

이때, 용접전류에 따른 용접이행은 단락이행 형태(도 13a,13b에 도시된 S.C; Short circuit), globular이행 형태(도 13c) 및 순간단락 현상(도 13b에 도시된 I.S.C.; Instantaneuos short circuit)이 혼재된 상태로 나타나게 됨을 알 수 있다.At this time, the welding execution according to the welding current is short-circuit form (SC; Short circuit shown in Figure 13a, 13b), globular transition form (figure 13c) and instantaneous short-circuit phenomenon (ISC (Instantaneuos short circuit shown in Figure 13b)) It can be seen that they appear in a mixed state.

특히, 순간단락 현상은 성장한 용적이 1msec정도의 순간적인 단락으로 발생하며, 이러한 단락에 기인하여 발생하는 강한 전자기력에 의하여 다시 arcing 상태로 되어 정상적인 단락과정에서 보이는 용적이행 현상을 수반하지 못하고, 용적의 불안정한 거동을 수반함에 따라 아크 안정성을 저해하고 스패터를 촉진하는 불안정한 아크현상을 일으키게 되는 것이다.In particular, the short-circuit phenomenon occurs as a momentary short-circuit of about 1msec, and the arcing state is again caused by the strong electromagnetic force generated by this short-circuit, which does not involve the volumetric phenomena seen in the normal short-circuit process. Accompanied by unstable behavior, this results in unstable arcing that inhibits arc stability and promotes spatter.

이와 같이, 용접전류의 세기는 용접용 와이어 끝단에 형성되는 용적(Molten droplet)의 크기에 영향을 미치고 용적에 작용하는 전자기력에 영향을 미치기 때문에 용적이행 형태를 결정하는 중요한 인자이고, 이 결과들을 여러번의 실험에 거쳐 데이터 베이스화해야 하는 것이다.As such, the strength of the welding current is an important factor in determining the shape of the displacement because it affects the size of the molten droplets formed at the end of the welding wire and affects the electromagnetic force acting on the volume. It is necessary to make a database after experimenting with.

그리고, 용접전압의 영향을 설명하면 다음과 같다.In addition, the influence of the welding voltage is as follows.

용접전압은 아크길이에 직접적인 상관성이 있으며, 용접전압 V는 다음과 같은 식으로 나타내어 진다.The welding voltage is directly related to the arc length, and the welding voltage V is expressed as follows.

V = k LV = k L

여기서, V : Welding voltage, k : Potential gradient, L : Arc LengthWhere V: Welding voltage, k: Potential gradient, L: Arc Length

k는 보호가스의 종류에 의하여 결정됨에 따라 동일한 보호가스 조건에서 용접전압은 아크길이에 의하여 결정되어짐을 알 수 있다. 즉, 용접전압이 변화하면 아크 길이가 달라지게 되는 것이다.As k is determined by the type of the protective gas, it can be seen that the welding voltage is determined by the arc length under the same protective gas condition. That is, the arc length is changed when the welding voltage is changed.

이러한 아크 길이의 변화는 용적이행 현상에 크게 영향을 미치게 된다.This change in arc length greatly affects the displacement behavior.

도 14a는 CO2용접시 저전류 용접조건인 120A에서 용접전압을 18V로부터 26V로 변화시켜 아크전압의 변화로 용적이행 현상의 변화를 관찰한 예이다.FIG. 14A illustrates an example of observing a change in displacement phenomenon due to a change in arc voltage by changing a welding voltage from 18 V to 26 V in 120 A, which is a low current welding condition during CO 2 welding.

용적이행 형태는 용접전압의 변화에 관계없이 전형적인 단락이행 형태를 보이고 있지만, 용적이행을 구성하는 arcing 시간과 단락시간은 용접전압에 따라 크게 변화하고 있음을 알 수 있다. 즉, 용접전압이 증가함에 따라 arcing 시간은 점차 증가하고 있으며, 이로 인하여 용적이행 주파수가 현저히 감소하고 있는 것이다.Although the volumetric displacement pattern shows a typical short-circuit transition shape regardless of the welding voltage change, it can be seen that the arcing time and the short-circuit time that constitute the volumetric transition vary greatly with the welding voltage. In other words, the arcing time gradually increases with the increase of the welding voltage, which causes the dropping frequency to decrease significantly.

용접전압이 증가함에 따라 용적이행 주파수가 감소하는 것은 아크길이가 증가하기 때문이다. 즉, 아크길이가 증가하면 arcing 시간이 길어지게 되어 용적이행 주파수가 감소하게 되며 이로 인하여 이행되는 용적의 크기가 커지게 된다. 또한, 용적이행에 수반되는 용적의 크기가 커지면 이행과정에서 발생하는 스패터가 대립화될 가능성이 있다.As the welding voltage increases, the dropping frequency decreases because the arc length increases. In other words, as the arc length increases, the arcing time becomes longer, and the frequency of dropping decreases, thereby increasing the size of the transferred volume. In addition, when the volume of the volume involved increases, there is a possibility that the spatter generated in the transition process becomes conflicted.

도 14c는 320A의 대전류 용접조건에서 용접전압을 32V로부터 40V로 변화시킨 경우 각각에 대하여 arc전압을 측정하여 용적이행 현상을 관찰한 것이다. 대전류의 용접조건에서는 32V와 같이 용접전압이 낮은 경우에서는 순간단락 현상(화살표 F)이 많이 발생하고 있으며, 명확한 이행현상의 평가가 곤란하고 arc가 불안정함을 알 수 있다. 반면, 용접전압을 36V이상으로 증가시키면 순간단락 현상이 현저히 감소하고, 아크전압의 주기성이 명확하게 됨에 따라 안정된 globular 이행상태를 구현할 수 있게 됨을 알 수 있다. 따라서, globular 이행으로 용접이 이루어지는 대전류 용접조건에서는 아크안정화를 위하여 다소 높은 용접전압의 설정이 요구되는 것이다.FIG. 14C shows the displacement phenomenon by measuring the arc voltage for each of the welding voltages changed from 32V to 40V under a large current welding condition of 320A. In the case of high current welding conditions, the short-circuit phenomenon (arrow F) occurs frequently when the welding voltage is low, such as 32 V, and it is difficult to evaluate the clear transition phenomenon and the arc is unstable. On the other hand, when the welding voltage is increased to 36V or more, the short-circuit phenomenon is remarkably reduced, and the periodicity of the arc voltage becomes clear, so that the stable globular transition state can be realized. Therefore, in a high current welding condition in which welding is performed by globular transition, rather high welding voltage is required for arc stabilization.

한편, 용적이행 현상의 구분에서 천이영역에 속하는 250A의 용접조건에서는 24V와 같이 용접전압이 낮은 경우 순간단락 현상과 단락이행 현상이 주로 나타나며, 30V이상으로 용접전압이 증가하면, 순간단락, 단락이행 및 globular이행 현상이 복합적으로 보이고 있음을 도 14b를 통하여 알 수 있다.On the other hand, 250A welding condition, which belongs to the transition region, occurs mainly when the welding voltage is low, such as 24V, when the welding voltage is low, the short-circuit phenomenon and the short-circuit transition phenomenon appear mainly.When the welding voltage increases above 30V, the short-circuit and short circuit And it can be seen through Figure 14b that the globular transition phenomenon is complex.

그리고, 본 발명의 다양한 다른 용접조건들은 비록 그 설명이 되어 있지 않지만 상술한 바와 같은 과정을 통해서 수많은 실험과 결과에 의한 최적의 용접조건 등을 다양한 파라미터의 값으로 데이터 베이스화하여 본 발명의 인공지능형 자동용접기(100)에 적용하므로써, 때론 PC로부터 다운받기도 하고, 때론 사용작가 직접 학습하여 입력하기도 하고, 때론 스위치 조작부(150)의 간단한 선택을 통하여 매우 정밀하고 간편하게 용접작업을 구현할 수 있게 되는 것이다.In addition, although various other welding conditions of the present invention are not described, the artificial intelligence automatic method of the present invention is performed by databaseting the optimum welding conditions according to a number of experiments and results through various processes as described above. By applying to the welding machine 100, sometimes downloaded from the PC, sometimes used by the user directly to learn and input, sometimes through the simple selection of the switch operation unit 150 it is possible to implement a very precise and simple welding operation.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 인공지능형 자동용접기(100)는 메인 컨트롤러부(160)의 마이크로프로세서를 이용한 다양한 용접조건을 데이터 베이스화하여 활용하므로써, 용접재료 및 용접가스, 용접두께, 용접자세, 용접부의 형태, 전극 와이어(21)의 굵기 등의 간단한 입력만으로도 고품질의 용접을 실현할 수 있는 최적의 용접조건을 신속하고 정밀하게 구현할 수 있는 탁월한 효과가 있다.As described above, the AI type automatic welding machine 100 according to the present invention utilizes various welding conditions using a microprocessor of the main controller unit 160 as a database, thereby welding material and welding gas, welding thickness, welding posture, and welding part. With a simple input such as the shape, the thickness of the electrode wire 21, there is an excellent effect that can be realized quickly and precisely the optimum welding conditions that can realize high quality welding.

그리고, 기존 용접기보다 저전류로부터 고전류에 이르기까지 광대역에서 아크 안전성이 뛰어나고 번백(BURN BACK)현상이 없는 용접품질의 향상을 기대할 수 있는 효과도 있다.In addition, there is an effect that can improve the welding quality is excellent in arc safety in the broadband from low current to high current than the conventional welding machine without the BURN BACK phenomenon.

또한, 본 발명에 적용된 인버터 전원공급부(120)를 통하여 기존 용접기보다 부피와 무게를 1/3이상 작게 할 수 있으며 스패터가 거의 없고, 기존 용접기보다 60%이상의 에너지 절감을 기대할 수 있는 고능률의 용접작업을 실현할 수 있다.In addition, the inverter power supply unit 120 applied to the present invention can reduce the volume and weight by 1/3 or more than the conventional welding machine, there is almost no spatter, and high efficiency that can expect energy saving of 60% or more than the conventional welding machine. Welding work can be realized.

그리고, 외부의 PC와 마이컴 보드(190)가 상호 인터페이스 연결이 가능하여 용접조건이 업그레이드된 데이터를 수시로 교환할 수 있는 탁월한 효과가 있다.In addition, since the external PC and the microcomputer board 190 can be connected to each other, there is an excellent effect of frequently exchanging data whose welding conditions are upgraded.

Claims (5)

적어도 전극 와이어(21)를 공급하는 모터의 송급속도를 변화시키는 리모트 용접전류 볼륨(22) 및 용접전압을 가변시키는 리모트 용접전압 볼륨(23)이 구비되며 토치 스위치(32)가 설치된 용접건(30)에 연결되는 와이어 피이더(20)를 통하여 정밀한 용접을 구현하는 인공지능형 자동용접기(100)에 있어서;At least a welding gun 30 provided with a torch switch 32 and provided with a remote welding current volume 22 for changing the supply speed of the motor supplying the electrode wire 21 and a remote welding voltage volume 23 for varying the welding voltage. In the intelligent automatic welding machine 100 to implement a precise welding through the wire feeder 20 is connected to; 외부로부터 입력되는 교류의 입력전원을 저전류로부터 고전류에 이르기까지 광대역에서 안정된 아크를 출력할 수 있도록 직류의 저전압 대전류의 출력전원으로 평활하여 변환시키는 인버터 전원공급부(120)와;An inverter power supply unit 120 for smoothly converting the input power of AC input from the outside into a low voltage high current output power of DC so as to output a stable arc in a wide band from low current to high current; 상기 인버터 전원공급부(120)로부터 발생되는 전압의 오차를 톱니파(Saw tooth wave)에 비교하여 펄스파를 발생시킨 다음 이미 설정된 기준전압에 일치시켜 균일한 출력전류를 출력하도록 상기 인버터 전원공급부(120)를 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어부(130)와;The inverter power supply unit 120 generates a pulse wave by comparing the error of the voltage generated from the inverter power supply unit 120 with a saw tooth wave, and then outputs a uniform output current by matching the preset reference voltage. PWM (Pulse Width Modulation) control unit 130 for controlling the; 용접하고자 하는 용접재료의 종류 및 사용되는 가스의 종류, 용접자세, 전극 와이어(21)의 종류와 같은 다양한 용접 파라미터를 로직 데이터화하여 기억하는 메모리(140)와;A memory 140 for logically storing and storing various welding parameters such as types of welding materials to be welded, types of gases used, types of welding postures, types of electrode wires 21, and the like; 상기 메모리(140)에 기억된 다양한 용접 파라미터의 로직 데이터를 선별하여 선택하는 스위치 조작부(150)와;A switch operation unit 150 for selecting and selecting logic data of various welding parameters stored in the memory 140; 상기 스위치 조작부(150)의 선택에 의하여 상기 메모리(140)에 기억된 용접 파라미터의 로직 데이터를 연산 처리하여 최적의 희망 용접전압 및 희망 용접전류로 출력할 수 있도록 제어하는 메인 컨트롤러부(160)와;The main controller unit 160 controls the logic data of the welding parameters stored in the memory 140 to be outputted at an optimum desired welding voltage and desired welding current by selecting the switch operating unit 150. ; 상기 인버터 전원공급부(120)으로부터 공급된 전원을 사용전원으로 변환시켜 상기 PWM 제어부(130) 및 메인 컨트롤러부(160)에 공급하는 사용전원 변환부(170)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공지능형 자동용접기(100).Artificial intelligence, characterized in that it comprises a power supply conversion unit 170 for converting the power supplied from the inverter power supply unit 120 to the use power supply to the PWM control unit 130 and the main controller unit 160. Automatic welding machine (100). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 외부의 PC에 로직 데이터화하여 기억시킨 별도의 업그레이드된 용접재료의 종류 및 용접가스의 종류, 용접자세, 전극 와이어(21)의 종류와 같은 다양한 용접 파라미터를 상기 메모리(140)에 다운로드시킬 수 있도록 상기 메인 컨트롤러부(160)와 인터페이스 결합되는 마이컴 보드(190)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공지능형 자동용접기(100).It is possible to download various welding parameters such as the type of a separate upgraded welding material, the type of welding gas, the welding posture, and the type of the electrode wire 21 stored in logic data in an external PC to the memory 140. Artificial intelligence automatic welding machine (100) characterized in that it further comprises a microcomputer board (190) interfaced with the main controller unit (160). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인버터 전원공급부(120)는,The inverter power supply unit 120, 교류의 입력전원을 직류의 입력전원으로 변환하는 입력 정류부(121)와,An input rectifier 121 for converting AC input power into DC input power; 상기 입력 정류부(121)를 통하여 변환된 직류의 입력전원을 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 소자를 통하여 교류 40㎑의 고주파로 변환시키는 인버터(122)와,An inverter 122 for converting an input power of DC converted through the input rectifier 121 into an alternating frequency of 40 kW through an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) element; 상기 인버터(122)를 통하여 변환된 교류 40㎑의 고주파를 교류의 저전압 대전류의 전원으로 변환시키는 트랜스포머(123)와,A transformer 123 for converting a high frequency of alternating current 40 kHz converted through the inverter 122 into a low voltage large current power source of alternating current; 상기 트랜스포머(123)를 통하여 변환된 교류의 저전압 대전류의 전원을 직류의 저전압 대전류의 전원으로 변환시키는 출력 정류부(124)와,An output rectifier 124 for converting a low voltage high current power source of AC converted through the transformer 123 into a low voltage high current power source of DC; 상기 출력 정류부(124)를 통하여 변환된 직류의 저전압 대전류의 전원을 평활하여 부하변동에 따른 인버터(122)의 충격을 완화시키며 상기 출력 정류부(124) 및 트랜스포머(123)의 실효전류를 내려주는 리액터(125)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공지능형 자동용접기(100).Reactor for reducing the impact of the inverter 122 due to load fluctuation by smoothing the power of the direct current low voltage high current converted through the output rectifier 124 and lowers the effective current of the output rectifier 124 and the transformer 123 Intelligent automatic welding machine 100, characterized in that comprises a (125). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위치 조작부(150)는,The switch operation unit 150, 한번 터치하여 오토모드(AUTO MODE)로 설정되면 이미 상기 메인 컨트롤러부(160)를 통하여 메모리(140)에 설정되어 있는 용접재료 및 용접가스, 용접 와이어의 용접상태에 따른 로직 테이터의 값이 출력되도록 하고, 다시 한번 터치하여 수동모드(HAND MODE)로 설정되면 사용자가 직접 입력한 용접재료 및 용접가스, 용접 와이어의 용접상태의 값이 출력되도록 변환시키는 오토모드 선택스위치(151)와;When the touch mode is set to the auto mode, the logic data according to the welding state of the welding material, the welding gas, and the welding wire which are already set in the memory 140 is output through the main controller unit 160. And, if it is set again in the manual mode (HAND MODE) by touching once again the automatic mode selection switch 151 for converting the welding state and the welding gas, the welding state value of the welding wire is output directly; 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 오토모드로 변환된 경우, 일회 터치할 때마다 이미 상기 메인 컨트롤러부(160)를 통하여 메모리(140)에 기억된 용접재료의 재질을 FE재질 선택 및 AL재질 선택, SUS(STAINLESS)재질 선택순으로 상기 메인 컨트롤러부(160)로 하여금 순차 처리하여 상기 메모리(140)에 기억된 로직 데이터 값을 출력하도록 하고,When the auto mode is switched to the auto mode by the operation of the auto mode selection switch 151, the FE material is selected and selected from the material of the welding material already stored in the memory 140 through the main controller unit 160 at each touch. The main controller 160 sequentially processes the AL material and the SUS (STAINLESS) material selection order to output the logic data stored in the memory 140. 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 수동모드로 변환된 경우, 용접재료의 재질을 FE재질 및 AL재질, SUS재질 등으로 사용자가 직접 선택한 값이 출력되도록 하는 메탈(METAL) 선택스위치(152a)와;When the manual mode is converted by the operation of the auto mode selection switch 151, a metal selection switch for outputting a value directly selected by a user, such as FE material, AL material, SUS material, etc. 152a); 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 오토모드로 변환된 경우, 일회 터치할 때마다 이미 상기 메인 컨트롤러부(160)를 통하여 메모리(140)에 기억된 용접가스의 종류를 CO2(이산화 탄소) 및 Ar(아르곤), Ar+CO2, Ar+O2(산소)의 선택순으로 상기 메인 컨트롤러부(160)로 하여금 순차 처리하여 상기 메모리(140)에 기억된 로직 데이터 값을 출력하도록 하고,When the auto mode is switched to the auto mode by the operation of the auto mode selection switch 151, the type of welding gas already stored in the memory 140 through the main controller unit 160 is changed to CO 2 (discrete) at each touch. To the main controller unit 160 in order of selection of carbon) and Ar (argon), Ar + CO 2 , and Ar + O 2 (oxygen) to output the logic data stored in the memory 140. and, 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 수동모드로 변환된 경우, 용접가스의 종류를 CO2및 Ar, Ar+CO2, Ar+O2등으로 사용자가 직접 선택한 값이 출력되도록 하는 가스 선택스위치(152b)와;When the mode is converted to the manual mode by the operation of the auto mode selection switch 151, a gas for outputting a value selected by the user directly to CO 2 and Ar, Ar + CO 2 , Ar + O 2, etc. A selection switch 152b; 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 오토모드로 변환된 경우, 일회 터치할 때마다 이미 상기 메인 컨트롤러부(160)를 통하여 메모리(140)에 기억된 전극 와이어(21)의 직경을 0.8 및 1.0, 1.2Φ의 선택순으로 상기 메인 컨트롤러부(160)로 하여금 순차 처리하여 상기 메모리(140)에 기억된 로직 데이터 값을 출력하도록 하고,When the auto mode is switched to the auto mode by the operation of the auto mode selection switch 151, the diameter of the electrode wire 21 stored in the memory 140 through the main controller unit 160 is 0.8 for each touch. And causing the main controller unit 160 to sequentially process the output of the logic data stored in the memory 140 in a selection order of 1.0 and 1.2Φ. 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 수동모드로 변환된 경우, 전극 와이어(21)의 직경을 0.8 및 1.0, 1.2Φ등으로 사용자가 직접 선택한 값이 출력되도록 하는 와이어 굵기 선택스위치(152c)와;When the mode is converted to the manual mode by the operation of the auto mode selection switch 151, the wire thickness selection switch 152c outputs a value directly selected by the user to 0.8, 1.0, 1.2 Φ, etc. of the electrode wire 21. )Wow; 상기 오토모드 선택스위치(151)의 조작에 의하여 오토모드로 변환된 경우, 일회 터치할 때마다 이미 상기 메인 컨트롤러부(160)를 통하여 메모리(140)에 기억된 용접자세를 수직 및 수평의 선택순으로 상기 메인 컨트롤러부(160)로 하여금 순차 처리하여 상기 메모리(140)에 기억된 로직 데이터 값을 출력하도록 하고,When the auto mode is switched to the auto mode by the operation of the auto mode selection switch 151, the welding postures stored in the memory 140 through the main controller unit 160 are changed in the vertical and horizontal selection order each time the touch is made. By the main controller 160 to sequentially process to output the logic data value stored in the memory 140, 상기 오토모드 스위치의 조작에 의하여 수동모드로 변환된 경우, 용접자세를 수직 및 수평으로 사용자가 직접 입력할 수 있도록 하는 용접자세 선택스위치(152d)와;A welding posture selection switch 152d for allowing a user to directly input the welding posture in a vertical and horizontal manner when the automatic mode switch is operated in the manual mode; 펄스의 유무를 선택하는 펄스/미그 선택스위치(152e)와;A pulse / mig switch 152e for selecting the presence or absence of a pulse; 메인 용접전압 및 메인 용접전류를 각각 설정하는 메인 용접전압 볼륨(153a) 및 메인 용접전류 볼륨(153b)과;A main welding voltage volume 153a and a main welding current volume 153b for setting a main welding voltage and a main welding current, respectively; 용접을 수행하기 전에 상기 메인 용접전압 볼륨(153a) 및 메인 용접전류 볼륨(153b)의 조절을 통하여 초기의 용전전압과 모터속도를 미리 설정할 수 있도록 세팅시키는 프리??(PRESET) 스위치(154)와;Before the welding, the PRESET switch 154 is set to set the initial discharging voltage and the motor speed in advance by adjusting the main welding voltage volume 153a and the main welding current volume 153b. ; 크레타(CRATER) 용접전압과 크레타 용접전류를 각각 조절하는 크레타 용접전압 볼륨(155a) 및 크레타 용접전류 볼륨(155b)과;A Creta welding voltage volume 155a and a Creta welding current volume 155b for respectively regulating a Creter welding voltage and a Creta welding current; 로칼(LOCAL) 모드로 설정되면 상기 메인 용접전압 볼륨(153a) 및 메인 용접전류 볼륨(153b), 크레타 용접전압 볼륨(155a), 크레타 용접전류 볼륨(155b)에 의하여 조정되도록 하고, 리모트(REMOTE) 모드로 설정되면 상기 와이어 피이더(20)의 리모트 용접전압 볼륨(23) 및 리모트 용접전류 볼륨(22)에 의하여 조정되도록 하는 로칼/리모콘 선택스위치(156)와;When set to the LOCAL mode, the main welding voltage volume 153a, the main welding current volume 153b, the crete welding voltage volume 155a, and the crete welding current volume 155b can be adjusted, and the remote REMOTE. A local / remote control selection switch 156 for adjusting by the remote welding voltage volume 23 and the remote welding current volume 22 of the wire feeder 20 when the mode is set to the mode; 상기 로칼/리모콘 선택스위치(156)가 로칼 모드로 되어 있으면 상기 메인 용접전압 볼륨(153a)에 의해서 용접전압이 조절되도록 하고 상기 로칼/리모콘 선택스위치(156)가 리모트 모드로 되어 있으면 상기 와이어 피이더(20)의 리모트 용접전압 볼륨(23)에 의하여 용접전압이 조절되도록 하는 메인모드와, 상기 용접건(30)의 토치 스위치(32)가 첫 번째 온되면 상기 메인 용접전압 볼륨(153a) 또는 와이어 피이더(20)의 용접전압 볼륨에 따라 용접전압이 조절되도록 하고 두 번째 온되면 상기 크레타 용접전압 볼륨(155a)에 의하여 용접전압이 조절되도록 하는 크레타 모드와, 상기 용접건(30)의 토치 스위치(32)를 첫 번째 온시킬 경우 용접이 시작되며 오직 상기 메인 용접전압 볼륨(153a)에 따라 용접전압이 조절되도록 하는 스위치 홀드(HOLD) 모드로 각각 전환하는 메인/크레타/홀드 모드 선택스위치(157)와;When the local / remote control selector switch 156 is in the local mode, the welding voltage is controlled by the main welding voltage volume 153a. When the local / remote control selector switch 156 is in the remote mode, the wire feeder is used. The main mode to control the welding voltage by the remote welding voltage volume 23 of the 20, and the main welding voltage volume 153a or wire when the torch switch 32 of the welding gun 30 is first turned on. Creta mode to adjust the welding voltage according to the welding voltage volume of the feeder 20 and to control the welding voltage by the Creta welding voltage volume 155a when the second on, and the torch switch of the welding gun 30 The welding starts when the first turn on the 32 turns on the switch HOLD mode, whereby the welding voltage is adjusted according to the main welding voltage volume 153a. And / Crete / hold mode selection switch (157); 용접상태 및 용접조건에 따라 상기 메탈 선택스위치(152a)및 가스 선택스위치(152b), 와이어 굵기 선택스위치(152c), 용접자세 선택스위치(152d)의 조작에 의하여 선택되어진 로직 데이터를 채널별로 상기 메모리(140)에 기억시킬 수 있도록 각각의 채널을 업다운 선택하는 채널 선택스위치(158)와;According to the welding condition and the welding conditions, the logic data selected by the operation of the metal selection switch 152a, the gas selection switch 152b, the wire thickness selection switch 152c, and the welding posture selection switch 152d for each channel is stored in the memory. A channel select switch 158 which selects up and down each channel to be memorized in 140; 용접상태 및 용접조건에 따른 상기 메탈 선택스위치(152a)및 가스 선택스위치(152b), 와이어 굵기 선택스위치(152c), 용접자세 선택스위치(152d)의 조작에 의한 로직 데이터를 상기 채널 선택스위치(158)에 의하여 선택된 희망채널에 각각 기억시키는 세이브 스위치(159)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공지능형 자동용접기(100).The channel selection switch 158 provides logic data by operating the metal selection switch 152a, the gas selection switch 152b, the wire thickness selection switch 152c, and the welding position selection switch 152d according to the welding condition and the welding condition. Intelligent automatic welding machine (100) comprising a save switch (159) for storing in each of the desired channel selected by). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 와이어 피이더(20)의 리모트 용접전류 볼륨(22) 및 리모트 용접전압 볼륨(23)의 조작에 의한 가변적인 용접전류 및 용접전압 제어신호를 필터링하여 상기 메인 컨트롤러부(160)에 공급하는 토치 필터부(180)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공지능형 자동용접기(100).Torch for filtering the variable welding current and the welding voltage control signal by the operation of the remote welding current volume 22 and the remote welding voltage volume 23 of the wire feeder 20 to supply to the main controller 160. Artificial intelligence automatic welding machine 100, characterized in that further comprises a filter unit 180.
KR1019990029544A 1999-07-21 1999-07-21 An artificial intelligence type automatic welder KR100327704B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990029544A KR100327704B1 (en) 1999-07-21 1999-07-21 An artificial intelligence type automatic welder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990029544A KR100327704B1 (en) 1999-07-21 1999-07-21 An artificial intelligence type automatic welder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010010573A true KR20010010573A (en) 2001-02-15
KR100327704B1 KR100327704B1 (en) 2002-03-14

Family

ID=19603321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990029544A KR100327704B1 (en) 1999-07-21 1999-07-21 An artificial intelligence type automatic welder

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100327704B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100661813B1 (en) * 2005-01-21 2006-12-28 김팔현 Apparatus for digital controling and displaying of co2/mig welding device
KR101300793B1 (en) * 2012-07-17 2013-08-29 엘앤텍 주식회사 Laser soldering apparatus and laser soldering method
CN109877425A (en) * 2018-12-07 2019-06-14 浙江肯得机电股份有限公司 A kind of IGBT inversion multifunctional welding machine
CN111940872A (en) * 2020-07-29 2020-11-17 上海广为焊接设备有限公司 Output current control system and method for argon arc welding machine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100842877B1 (en) 2007-05-18 2008-07-04 주식회사 파워웰 Dc arc inverter welding machine
KR101385062B1 (en) * 2013-03-11 2014-04-14 주식회사 시스웍 Driving device of bldc motor
KR102052304B1 (en) 2019-08-30 2020-01-08 정원주 Control methods and systems for welding automation

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100661813B1 (en) * 2005-01-21 2006-12-28 김팔현 Apparatus for digital controling and displaying of co2/mig welding device
KR101300793B1 (en) * 2012-07-17 2013-08-29 엘앤텍 주식회사 Laser soldering apparatus and laser soldering method
CN109877425A (en) * 2018-12-07 2019-06-14 浙江肯得机电股份有限公司 A kind of IGBT inversion multifunctional welding machine
CN109877425B (en) * 2018-12-07 2023-11-14 浙江肯得机电股份有限公司 IGBT contravariant multifunctional welding machine
CN111940872A (en) * 2020-07-29 2020-11-17 上海广为焊接设备有限公司 Output current control system and method for argon arc welding machine

Also Published As

Publication number Publication date
KR100327704B1 (en) 2002-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11638966B2 (en) Short arc welding system
JP3933193B2 (en) Consumable electrode arc welding machine
US6872914B2 (en) Two stage welder and method of operating same
US9108263B2 (en) Welding power source with automatic variable high frequency
CN101497147B (en) Output control method for welding power supply
KR19990066732A (en) Welding power supply and its manufacturing method
CN104582888A (en) Arc welder and method for controlling arc welding
US10195681B2 (en) Short arc welding system
KR100327704B1 (en) An artificial intelligence type automatic welder
US6570131B1 (en) Electric arc welder with arc starter
US6410885B1 (en) MIG brazing power source
Chae et al. A novel mixed current and voltage control scheme for inverter arc welding machines
JP2011235348A (en) Method of controlling short-circuit current of mag welding
KR100340683B1 (en) Inverter co2 welder
KR100284597B1 (en) Inverter welding machine for arc and gas welding and its welding method
KR200287067Y1 (en) Inverter welding machine combined use gouging
Paul Practical study of inclusiveness properties of PI and SMC ideas for control of GMAW
WO2023223798A1 (en) Method for controlling gas metal arc welding, method for setting welding condition, welding control device, welding power supply, welding system, program, gas metal arc welding method, and additive manufacturing method
KR100331348B1 (en) A tig welder
JP2000000668A (en) Gas shielded metal-arc welding method
KR20150020876A (en) Hybrid inverter arc welding machine
CN117957084A (en) Welding control method, welding control device, welding power source, welding system, program, welding method, and additional manufacturing method
JP2024060640A (en) Shielded metal arc welding control method
JP2022064569A (en) Gas shield arc welding method and gas shield arc welding apparatus
KR0167180B1 (en) Generating power controller for arc welder

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120214

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee