KR20010095573A - 자동 아크 용접기의 아크전압 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 아크 용접기의 아크전압 제어장치에 관한 것으로, 토치(1)에 인가되는 용접전압을 전압 검출회로(31)를 통해 직접 검출하여 고주파 필터(32)를 통해 노이즈 성분을 제거한 후 메모리(41)에 기 설정된 기준전압과의 비교 결과에 따라 토치(1)의 위치를 조정함으로써 아크길이가 동일하게 유지되어 우수한 용접품질이 제공되는 이점이 있다.

Description

자동 아크 용접기의 아크전압 제어장치{Arc voltage control apparatus of automatic arc welder}

본 발명은 자동 아크 용접기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토치에 인가되는 용접전압과 기 설정된 기준전압과의 비교 결과에 따라 토치의 위치를 조정하여 아크길이를 동일하게 유지시키는 자동 아크 용접기의 아크전압 제어장치에 관한 것이다.

일반적인 자동 아크 용접기는 용접선을 따라 자동 용접을 수행하도록 토치를 운전하는 토치 구동부와, 보호가스와 냉각수 및 용접전원을 토치로 공급하는 용접기 본체와, 전체 시스템을 제어하는 제어부를 포함한다. 제어부에 의해 토치 구동부의 주행대차 및 다관절 로봇이 운전되어 토치가 용접선을 추적하며, 용접기 본체로부터 보호가스와 냉각수 및 용접전원이 토치로 공급되어 자동 용접이 수행된다.

한편, 이러한 자동 아크 용접기에서 다관절 로봇이 일정하게 티칭(teaching)된 경로를 이동하면서 용접을 수행할 때에 부재의 변형이나 가공상의 기타 이유로 인하여 부재와 토치간의 거리가 티칭된 거리와 상이하게 된다.

그러면, 아크길이가 변화되어 동일한 용접품질을 얻을 수가 없으므로 아크길이를 동일하게 유지시킬 필요가 있으며, 이를 위해 통상의 자동 아크 용접기에는 아크전압 제어장치가 부설된다.

일본국 특허 제9076071호 "용접장치"에는 이러한 자동 아크 용접기의 아크전압 제어기술이 개시되어 있다.

동호의 용접장치는, 용접기 본체에서 용접전압을 검출하여 기 설정된 기준전압과의 비교 결과에 따라 토치의 위치를 조정하여 아크길이를 동일하게 유지시키는 기술이다.

전술한 바와 같이 일본국 특허 제9076071호에 개시된 아크전압 제어기술에 의하면, 용접 중의 아크 노이즈로 인하여 용접전압 검출값에 많은 노이즈성분이 포함되어 정확한 용접전압값을 획득하지 못하였다.

더욱이, 용접기 본체로부터 멀리 이격된 곳에서 용접작업이 수행될 경우에는 검출된 용접전압과 실제 용접부의 용접전압이 많은 차이를 가지므로 아크길이를 정확하게 유지하기 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안한 것으로서, 토치에 인가되는 용접전압을 직접 검출하여 고주파 필터를 통해 노이즈 성분을 제거한 후 기 설정된 기준전압과의 비교 결과에 따라 토치의 위치를 조정함으로써, 보다 향상된 용접품질이 제공되도록 하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 아크 용접기의 구성도.

도 2는 도 1에 채용된 아크전압 제어장치의 세부 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 토치 10 : 토치 구동부

11 : 전동 슬라이드 12 : 다관절 로봇

13 : 주행대차 20 : 용접기 본체

30 : 용접전압 검출부 31 : 전압 검출회로

32 : 고주파 필터 33 : 증폭기

40 : 제어부 41 : 메모리

42 : 마이크로 프로세서 43 : 비교기

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 용접조건으로 설정된 기준 전압과 용접작업 중에 용접전압 검출부를 통해 검출된 용접전압과의 비교 결과에 따라 제어부가 토치의 위치를 조정하여 아크길이를 동일하게 유지시키는 자동 아크 용접기에 있어서:

상기 용접전압 검출부는 용접 시작 후 상기 토치의 용접전압을 직접 검출하는 전압 검출회로와, 상기 검출된 용접전압값에서 노이즈 성분을 제거하는 고주파 필터와, 상기 고주파 필터를 통해 필터링된 용접전압값을 증폭하여 상기 제어부로 출력하는 증폭기를 포함한다.

본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 아크 용접기의 구성도이고, 도 2는 도 1에 채용된 아크전압 제어장치의 세부 구성도이다.

본 발명에 의한 자동 아크 용접기의 아크전압 제어장치는, 용접선을 따라 자동 용접을 수행하도록 토치(1)를 운전하는 토치 구동부(10)와, 보호가스와 냉각수 및 용접전원을 토치(1)로 공급하는 용접기 본체(20)와, 토치(1)의 용접전압을 검출하는 용접전압 검출부(30)와, 상기 검출된 용접전압 및 기 설정된 프로그램에 따라 전체 시스템을 제어하는 제어부(40)로 구성된다.

토치 구동부(10)는 토치(1)와 부재 사이의 거리 조정을 위한 전동 슬라이드(11)와, 토치(1)의 용접선 주행 및 회전각 조정을 위한 다관절 로봇(12)과, 이 다관절 로봇(12)을 탑재한 주행대차(13)로 구성된다.

용접전압 검출부(30)는 용접 시작 후 토치(1)의 용접전압을 직접 검출하는 전압 검출회로(31)와, 검출된 용접전압값에서 노이즈 성분을 제거하는 고주파 필터(32)와, 필터링된 용접전압값을 증폭하여 출력하는 증폭기(33)로 구성된다.

제어부(40)는 부재의 용접조건을 데이터베이스화하여 저장하는 메모리(41)와, 용접전압 검출부(30)에 의해 검출된 용접전압 및 메모리(41)에 저장된 용접조건에 따라 용접작업을 제어하며 상기 검출된 용접전압에 따라 상기 용접조건을 변경·설정하는 마이크로 프로세서(42)와, 상기 검출된 용접전압과 상기 용접조건으로 설정된 기준전압을 비교하여 토치 구동부(10)의 전동 슬라이드(11)로 제어신호를 출력하는 비교기(43)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 아크전압 제어장치의 동작 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 마이크로 프로세서(42)는 메모리(41)에 저장된 용접조건 데이터베이스에 의거하여 용접전압/전류 지령, 용접 시작신호, 가스 공급신호를 출력한다. 용접 시작신호와 가스 공급신호는 디지털신호로 출력되어 용접기 본체(20)로 전달되며, 용접전압/전류 지령은 디지털신호로 출력되어 디지털/아날로그 변환기(D/A)를 거쳐 아날로그신호로 변환되어 용접기 본체(20)로 전달된다.

용접기 본체(20)는 용접전압/전류 지령 및 각종 제어신호에 따라 토치(1)에 용접전압, 보호가스, 냉각수를 공급하며, 아울러 제어부(40)의 제어에 따라 주행대차(13), 다관절 로봇(12)이 운전되어 토치(1)가 용접선을 추적하면서 자동 용접이수행된다.

한편, 용접이 시작되면 토치(1)에 인가되는 용접전압은 전압 검출회로(31)를 통해 직접 검출되며, 검출된 용접전압값은 고주파 필터(32)를 통과하면서 노이즈 성분이 제거되어 증폭기(33)를 통해 신호 증폭 후 제어부(40)로 전달된다.

고주파 필터(32)를 통해 필터링된 용접전압값은 아날로그/디지털 변환기(A/D)를 거쳐 마이크로 프로세서(42)로 입력되며, 마이크로 프로세서(42)는 용접작업 중 실시간적으로 입력되는 토치(1)의 용접전압값을 메모리(41)에 저장된 용접조건에 적용하여 최적의 용접조건을 재설정한 후 데이터베이스화하여 메모리(41)에 저장한다.

이후, 마이크로 프로세서(42)는 재설정된 용접조건에 따라 토치(1)의 위치를 조정하여 아크길이를 동일하게 유지하기 위한 기준 전압 설정치를 출력하며, 비교기(43)는 용접전압 검출부(30)를 통해 검출된 용접전압과 기준 전압 설정치를 비교하여 토치 구동부(10)의 전동 슬라이드(11)를 제어하기 위한 전동 제어신호를 출력한다.

전동 슬라이드(11)는 제어부(40)에 의한 전동 제어신호에 따라 토치(1)를 상,하로 승강시켜 부재의 변형에 대응하여 아크길이를 일정하게 유지하며, 이로써 동일한 용접품질이 얻어진다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 토치에 인가되는 용접전압을 직접 검출하여 고주파 필터를 통해 노이즈 성분을 제거한 후 기 설정된 기준전압과의 비교 결과에 따라 토치의 위치를 조정함으로써 아크길이가 동일하게 유지되어 우수한 용접품질이 제공되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 용접조건으로 설정된 기준 전압과 용접작업 중에 용접전압 검출부를 통해 검출된 용접전압과의 비교 결과에 따라 제어부가 토치의 위치를 조정하여 아크길이를 동일하게 유지시키는 자동 아크 용접기에 있어서:

   상기 용접전압 검출부는 용접 시작 후 상기 토치의 용접전압을 직접 검출하는 전압 검출회로와,

   상기 검출된 용접전압값에서 노이즈 성분을 제거하는 고주파 필터와,

   상기 고주파 필터를 통해 필터링된 용접전압값을 증폭하여 상기 제어부로 출력하는 증폭기를 포함하여 된 자동 아크 용접기의 아크전압 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 부재의 용접조건을 데이터베이스화하여 저장하는 메모리와,

   상기 용접전압 검출부에 의해 검출된 용접전압에 따라 상기 용접조건을 변경·설정하는 마이크로 프로세서와,

   상기 검출된 용접전압과 상기 용접조건으로 설정된 기준전압을 비교하여 상기 토치 구동부로 제어신호를 출력하는 비교기를 포함하여 된 자동 아크 용접기의 아크전압 제어장치.