KR200457104Y1 - 와이어 송급장치의 컨트롤 박스 - Google Patents

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KR200457104Y1 KR2020090012772U KR20090012772U KR200457104Y1 KR 200457104 Y1 KR200457104 Y1 KR 200457104Y1 KR 2020090012772 U KR2020090012772 U KR 2020090012772U KR 20090012772 U KR20090012772 U KR 20090012772U KR 200457104 Y1 KR200457104 Y1 KR 200457104Y1
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Abstract

본 고안은 와이어 송급장치의 컨트롤 박스에 관한 것이다.
본 고안은 용접용의 와이어를 토치로 송급하는 와이어 송급장치에 설치되어 와이어 송급장치의 구동과 관련된 정보들을 디지털 방식으로 입출력하기 위한 것이며, 와이어로 공급되는 전류의 크기를 조절하기 위한 전류조절수단, 전류조절수단에 의해 조절된 전류의 크기를 디지털 방식으로 표시하기 위한 전류정보표시부, 와이어에 인가되는 전압의 크기를 조절하기 위한 전압조절수단, 전압조절수단에 의해 조절된 전압의 크기를 디지털 방식으로 표시하기 위한 전압정보표시부 및 전류조절수단과 전압조절수단을 정상용접모드와 크레이터처리모드 중 어느 하나로 전환시키기 위한 전환 스위치를 포함한다. 본 고안에 따르면, 용접 작업과 관련한 주요 정보들이 작업자의 근처에 위치한 와이어 송급장치에 설치된 컨트롤 박스에 디지털 방식으로 정밀하게 시각적으로 표시됨으로써, 용접 작업의 편의성이 향상되고, 작업자가 미숙련공이라도 용접 전류와 전압을 정확하게 제어할 수 있어서, 용접 작업의 품질이 크게 향상되는 효과가 있다.
와이어 송급장치, 컨트롤 박스, 전환 스위치, 전류정보표시부, 전압정보표시부

Description

와이어 송급장치의 컨트롤 박스{CONTROL BOX OF WIRE FEEDER}
본 고안은 와이어 송급장치의 컨트롤 박스에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 고안은 용접 작업을 수행하는 작업자의 작업 편의성과 용접 품질을 향상시킬 수 있는 와이어 송급장치의 컨트롤 박스에 관한 것이다.
일반적으로 아크 용접 방식에 따르면, 아크 용접 시에 전기적인 측면에서 금속전극의 기능을 하는 와이어(Wire)를 와이어 송급장치를 이용하여 용접의 대상이 되는 모재(母材)로 송급한다.
보다 구체적으로, 와이어 송급장치에 의하여 송급된 와이어에 용접을 위한 전류를 공급하면, 토치 선단의 노즐을 통해서 공급된 CO₂또는 불활성 가스의 분위기 하에서 대기로부터 용접부위가 보호되면서 와이어가 모재와 함께 용융됨으로써 용접된다.
이러한 아크 용접 방식에 있어서는 약 100 A 이상 ~450 A 이하의 대 전류가 사용되기 때문에, 용접속도가 빠르고, 와이어의 지름을 작게 할 수 있고, 용접 부위인 비드(bead)도 미려하고 그 강도가 크다는 장점이 있다. 이러한 장점으로 인하 여, 아크 용접 방식은 일반 생산현장 뿐만 아니라, 선박 등과 같은 특수한 용접 분야에서도 폭넓게 사용되고 있다.
도 1에 이러한 일반적인 아크 용접 시스템이 개시되어 있다.
도 1을 참조하면, 전원(AC)에 접속된 용접기 본체(V)에서는 용접전류가 공급되고, 가스봄베(Gas bombe, B)에서는 예를 들어, 이산화탄소 가스가 공급된다.
한편, 와이어 송급장치(F)는 와이어(W)를 연속 공급하는데, 와이어(W)는 와이어 송급장치(F)에 설치된 스풀(Spool, S)에 감겨진 상태에서 구동 모터(도시하지 않음)에 의해 토치(torch, T)로 공급된다. 그리고 이러한 와이어 송급장치(F)는 용접작업의 편의를 위해 휴대 가능한 크기 및 중량으로 구성되어 있기 때문에 용접기 본체(V) 및 가스봄베(B)는 적어도 수 미터 내지 수십 미터, 예를 들어 1 내지 50m 거리만큼 떨어져 있는 채로 전원케이블(PC), 제어케이블(CC)과 가스호스(GH)로 연결된다.
전원케이블(PC)을 통해 공급된 용접용 전류는 와이어 송급장치(F)로부터 송급되는 와이어(W)로 흐르고, 가스호스(GH)로 공급된 탄산가스 등의 분위기 가스는 토치(T)에서 와이어(W)의 주위로 분사됨으로써 용접이 수행된다.
한편, 이러한 아크 용접 방식의 장점은 와이어에 대한 정밀한 이송제어가 선행되어야만 충족될 수 있으며, 와이어에 대한 이송제어에 실패하는 경우, 용접 부위에 크레이터(Crater) 등이 생겨 용접의 품질이 크게 저하된다.
보다 구체적으로, 모재와 와이어 간의 간격이 항시 적정한 거리를 유지하도 록 정교하게 제어하는 작업이 수행되어야 하지만, 이 작업은 숙련된 작업자에게도 결코 용이한 것이 아니다.
용접 분야에 비숙련공이 크게 증가하는 현 추세를 고려하면, 이는 큰 문제점이 아닐 수 없다.
이러한 용접 작업의 효율을 향상시키기 위하여 도 2에 개시된 바와 같은 컨트롤 박스를 와이어 송급장치에 부착하는 방식이 소개되었다.
도 2를 참조하면, 종래의 와이어 송급장치용 컨트롤 박스(100)에는 용접전류 조절용 노브(knob, 101), 용접전압 조절용 노브(102), 인칭 스위치(inching switch, 106), 가스 공급 제어를 위한 토글 스위치(toggle switch, 105), 크레이터전류 조절용 노브(103) 및 크레이터전압 조절용 노브(104)가 구비되어 있다.
그러나 이에 따르면, 전류와 전압의 수치가 정확히 표시되지 않아 작업자는 자신의 경험에 의존하여 전류와 전압을 조절하여 용접 작업을 수행하게 됨으로써, 용접 작업의 편의성이 저하되고 용접 품질이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제점은 작업자가 비숙련공인 경우 더욱 심각해질 것임은 자명한 사실이다.
본 고안은 용접 작업을 수행하는 작업자의 작업 편의성과 용접 품질을 향상시킬 수 있는 와이어 송급장치의 컨트롤 박스를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
보다 구체적으로, 본 고안은 용접 작업과 관련한 주요 정보들을 작업자의 근처에 위치한 와이어 송급장치에 설치된 컨트롤 박스에 디지털 방식으로 정밀하게 표시함으로써, 작업자가 미숙련공이라도 용접 작업의 품질을 확보할 수 있는 와이어 송급장치의 컨트롤 박스를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안에 따른 와이어 송급장치의 컨트롤 박스는 용접용의 와이어를 토치로 송급하는 와이어 송급장치에 설치되어 상기 와이어 송급장치의 구동과 관련된 정보들을 디지털 방식으로 입출력하기 위한 것이며, 상기 와이어로 공급되는 전류의 크기를 조절하기 위한 전류조절수단, 상기 전류조절수단에 의해 조절된 전류의 크기를 디지털 방식으로 표시하기 위한 전류정보표시부, 상기 와이어에 인가되는 전압의 크기를 조절하기 위한 전압조절수단 및 상기 전압조절수단에 의해 조절된 전압의 크기를 디지털 방식으로 표시하기 위한 전압정보표시부를 포함하여 구성된다.
상기 전류조절수단과 상기 전압조절수단을 정상용접모드와 크레이터처리모드 중 어느 하나로 전환시키기 위한 전환 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전류조절수단과 상기 전압조절수단이 상기 정상용접모드로 전환된 경우 점등되는 정상용접모드 표시램프 및 상기 전류조절수단과 상기 전압조절수단이 상기 크레이터처리모드로 전환된 경우 점등되는 크레이터처리모드 표시램프 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 정상용접모드 표시램프와 상기 크레이터처리모드 표시램프의 색상이 상이한 것을 특징으로 한다.
용접용 가스의 공급을 제어하기 위한 토글 스위치 및 상기 와이어가 상기 토치의 단부로 이송되도록 제어하기 위한 인칭 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전류정보표시부에서 표시되는 전류의 크기와 상기 전압정보표시부에서 표시되는 전압의 크기는 로터리 인코더(Rotary Encoder)에 의해 획득되는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따르면, 용접 작업을 수행하는 작업자의 작업 편의성과 용접 품질을 향상시킬 수 있는 와이어 송급장치의 컨트롤 박스가 제공되는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 용접 작업과 관련한 주요 정보들이 작업자의 근처에 위치한 와이어 송급장치에 설치된 컨트롤 박스에 작업자가 쉽게 인지할 수 있도록 디지털화된 정밀한 수치로 표시되기 때문에, 작업자가 미숙련공이라도 용접 전류와 전 압을 정확하게 제어할 수 있어서, 용접 작업의 품질이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 전환 스위치를 이용하여 전류조절수단과 전압조절수단을 정상용접모드와 크레이터처리모드의 2가지 용도로 활용할 수 있어서, 컨트롤 박스의 구성이 단순해지고, 이에 따라 작업자의 편의성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 작업자가 현재의 작업이 정상용접모드인지 크레이터처리모드인지 여부를 표시램프를 통하여 시각적으로 인지할 수 있어서, 작업자의 편의성이 향상되는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 고안의 일 실시 예에 따른 와이어 송급장치의 컨트롤 박스의 사시도이고, 도 4는 그 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 고안의 일 실시 예에 따른 와이어 송급장치의 컨트롤 박스(1)는 전류조절수단(11), 전류정보표시부(12), 전압조절수단(13), 전압정보표시부(14), 전환 스위치(15), 정상용접모드 표시램프(16), 크레이터처리모드 표시램프(17), 토글 스위치(18) 및 인칭 스위치(19)를 포함하여 구성된다.
이러한 본 고안의 실시 예는 용접용의 와이어를 토치로 송급하는 와이어 송급장치에 설치되어 와이어 송급장치의 구동과 관련된 정보들을 디지털 방식으로 입 출력하기 위한 장치이다.
본 고안의 실시 예에 포함된 구성요소들의 구체적인 배열 및 기능은 후술하겠지만, 이들 구성요소 즉, 전류조절수단(11), 전류정보표시부(12), 전압조절수단(13), 전압정보표시부(14), 전환 스위치(15), 정상용접모드 표시램프(16), 크레이터처리모드 표시램프(17), 토글 스위치(18) 및 인칭 스위치(19)는 컨트롤 박스(1)의 상부면에 설치되어 있다. 이러한 설치 구조에 용접 작업을 수행하는 작업자의 편의성이 향상된다.
전류조절수단(11)은 와이어로 공급되는 전류의 크기를 조절하기 위한 수단이다.
전류정보표시부(12)는 전류조절수단(11)의 옆에 설치될 수 있으며, 전류조절수단(11)에 의해 조절된 전류의 크기를 디지털 방식으로 표시하기 위한 수단이다.
전압조절수단(13)은 전류조절수단(11)의 아래 또는 위에 설치될 수 있으며, 와이어에 인가되는 전압의 크기를 조절하기 위한 수단이다.
전압정보표시부(14)는 전압조절수단(13)의 옆에 설치될 수 있으며, 전압조절수단(13)에 의해 조절된 전압의 크기를 디지털 방식으로 표시하기 위한 수단이다.
용접 작업을 수행하는 작업자의 편의성을 향상시키기 위하여, 전류조절수단(11)과 전압조절수단(13)은 볼륨 노브(volume knob) 타입으로 구현하는 것이 바람직하다.
한편, 전류정보표시부(12)에서 표시되는 전류의 크기와 전압정보표시부(14)에서 표시되는 전압의 크기는 로터리 인코더(Rotary Encoder)로 볼륨노브의 회전각도를 입력받아 펄스 방식으로 획득되도록 구성함으로써, 디지털 방식으로 표시되는 전류와 전압의 크기의 정확성을 향상시킬 수 있다.
공지된 바와 같이, 로터리 인코더는 전기모터나 엔진의 회전각도 또는 회전속도를 측정할 때 사용되는 센서이다. 본 고안의 실시 예는 이 로터리 인코더를 채택하여 볼륨노브의 회전각도에 비례 관계를 갖는 전류와 전압의 크기를 정교하게 디지털 방식으로 측정한다.
예를 들어, 로터리 인코더는 인크리멘털(incremental) 방식의 로터리 인코더 또는 앱솔루트(absolute) 방식의 로터리 인코더일 수 있다.
인크리멘털 방식의 로터리 인코더는 축이 일정량의 각도를 회전할 때마다 펄스를 발생하도록 구성된다. 즉, 펄스 수를 카운트함으로써 축의 각도를 검출할 수 있는 것이다. 앱솔루트 방식의 로터리 인코더는 몇 가닥의 신호선에 의하여 축의 절대위치를 검출하도록 구성된다.
전환 스위치(15)는 전류조절수단(11)과 전압조절수단(13)을 정상용접모드와 크레이터처리모드 중 어느 하나로 전환시키기 위한 수단이다.
일반적으로, 용접 비드의 끝 부분에서 전류 공급을 갑자기 중단하는 경우 오목하게 패인 형상을 갖는 크레이터(Crater)가 발생한다. 이 크레이터로 인하여 용융금속이 응고 중 강도가 저하되어 균열이 발생할 우려가 있다.
크레이터처리모드는 이러한 크레이터가 발생되지 않도록 용접 비드의 끝 부분에서 와이어로 공급되는 전류를 제어하기 위한 것이다. 예를 들어, 크레이터처리모드에서, 용접 전류/전압 제어를 통하여 아크 발생을 조절하는 방식으로 크레이터를 제거할 수 있다.
정상용접모드는 용접 작업 단계 중 크레이터처리모드가 아닌 단계 즉, 용접 비드의 끝 부분 이전까지의 작업 모드이다.
전환 스위치(15)는 누름 버튼 방식의 스위치를 채택하여 구현할 수 있다.
하나의 예로, 본 고안의 실시 예는 현재의 용접 작업이 정상용접모드와 크레이터처리모드 중 어느 모드에서 수행되고 있는 지에 대한 정보를 작업자에게 시각적으로 제공하기 위하여 크레이터처리모드 표시램프(17)와 정상용접모드 표시램프(16)를 포함하여 구성될 수 있다.
정상용접모드 표시램프(16)는 전류조절수단(11)과 전압조절수단(13)이 정상용접모드로 전환된 경우 점등되고, 크레이터처리모드 표시램프(17)는 전류조절수단(11)과 전압조절수단(13)이 크레이터처리모드로 전환된 경우 점등된다.
이러한 정상용접모드 표시램프(16)와 크레이터처리모드 표시램프(17)의 색상을 상이하게 구성하여, 용접 작업자에 대한 정보제공의 단순성과 명확성을 향상시킴으로써, 용접 작업의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
다른 예로, 본 고안의 실시 예는 정상용접모드 표시램프(16)와 크레이터처리모드 표시램프(17) 중 어느 하나만을 포함하여 구성될 수 도 있다. 이에 따르면, 표시램프가 2 개인 경우와 비교하여 컨트롤 박스(1)의 구성이 보다 단순화되는 장점이 있다.
토글 스위치(toggle switch, 18)는 용접용 가스 공급을 제어하기 위한 수단이고, 인칭 스위치(inching switch, 19)는 와이어가 토치의 단부로 이송되도록 제어하기 위한 수단이다.
이상에서 본 고안의 특징인 컨트롤 박스(1) 상부면에 설치된 전류조절수단(11), 전류정보표시부(12), 전압조절수단(13), 전압정보표시부(14), 전환 스위치(15), 정상용접모드 표시램프(16), 크레이터처리모드 표시램프(17), 토글 스위치(18) 및 인칭 스위치(19)의 기능 및 배열 관계에 대하여 상세히 설명하였다.
이하에서는 컨트롤 박스(1) 내부에서의 신호 처리 흐름을 설명한다.
도 5는 본 고안의 일 실시 예에 따른 와이어 송급장치의 컨트롤 박스에서의 신호 처리의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 전류조절수단(11)과 전압조절수단(13)을 통하여 신호가 입력되는 경우, 메인컨트롤유닛(MCU)은 이를 처리하여 용접을 위한 전류 또는 전압을 용접 부위의 와이어로 출력하는 한편, 이에 대한 정보를 전류정보표시부(12)와 전압정보표시부(14)에 디지털화된 수치로 표시한다.
전환 스위치(15)를 통하여 전환 명령이 입력되는 경우, 메인컨트롤유닛(MCU)은 이를 처리하여 전류조절수단(11)과 전압조절수단(13)이 정상용접모드와 크레이 터처리모드 중 하나의 모드에서 다른 하나의 모드로 전환되도록 제어한다. 이와 동시에, 현재의 작업 모드가 정상용접모드인지 크레이터처리모드인지 여부가 표시램프(16, 17)를 통하여 시각적으로 표시되도록 제어한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안에 따르면, 용접 작업의 수행에 필요한 주요 요소들을 제어하기 위한 수단들이 단순화된 구조의 컨트롤 박스(1)에 일체로 형성되어 있다. 즉, 전류조절수단(11), 전류정보표시부(12), 전압조절수단(13), 전압정보표시부(14), 전환 스위치(15), 정상용접모드 표시램프(16), 크레이터처리모드 표시램프(17), 토글 스위치(18) 및 인칭 스위치(19)가 컨트롤 박스(1)의 상부면에 통합적으로 배열되어 있기 때문에, 용접 작업을 수행하는 작업자의 작업 편의성이 크게 향상되는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 용접 작업과 관련한 주요 정보들이 작업자의 근처에 위치한 와이어 송급장치에 설치된 컨트롤 박스(1)에 작업자가 쉽게 인지할 수 있도록 디지털화된 정밀한 수치로 표시되기 때문에, 작업자가 미숙련공이라도 용접 전류와 전압을 정확하게 제어할 수 있어서, 용접 작업의 품질이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 전환 스위치(15)를 이용하여 전류조절수단(11)과 전압조절수단(13)을 정상용접모드와 크레이터처리모드의 2가지 용도로 활용할 수 있어서, 컨트롤 박스(1)의 구성이 단순해지고, 이에 따라 작업자의 편의성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 작업자가 현재의 작업이 정상용접모드인지 크레이터처리모드인지 여부 를 표시램프(16, 17)를 통하여 시각적으로 인지할 수 있어서, 작업자의 편의성이 향상되는 효과가 있다.
이상에서 본 고안에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 고안의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 고안을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 고안의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 일반적인 아크 용접 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 와이어 송급장치에 부착된 종래의 컨트롤 박스를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 고안의 일 실시 예에 따른 와이어 송급장치의 컨트롤 박스의 사시도이다.
도 4는 본 고안의 일 실시 예에 따른 와이어 송급장치의 컨트롤 박스의 평면도이다.
도 5는 본 고안의 일 실시 예에 따른 와이어 송급장치의 컨트롤 박스에서의 신호 처리의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
***** 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *****
1: 와이어 송급장치의 컨트롤 박스
11: 전류조절수단
12: 전류정보표시부
13: 전압조절수단
14: 전압정보표시부
15: 전환 스위치
16: 정상용접모드 표시램프
17: 크레이터처리모드 표시램프
18: 토글 스위치
19: 인칭 스위치

Claims (6)

  1. 용접용의 와이어를 토치로 송급하는 와이어 송급장치에 설치되어 상기 와이어 송급장치의 구동과 관련된 정보들을 디지털 방식으로 입출력하기 위한 와이어 송급장치의 컨트롤 박스에 있어서,
    상기 와이어로 공급되는 전류의 크기를 조절하기 위한 전류조절수단;
    상기 전류조절수단에 의해 조절된 전류의 크기를 디지털 방식으로 표시하기 위한 전류정보표시부;
    상기 와이어에 인가되는 전압의 크기를 조절하기 위한 전압조절수단;
    상기 전압조절수단에 의해 조절된 전압의 크기를 디지털 방식으로 표시하기 위한 전압정보표시부; 및
    상기 전류조절수단과 상기 전압조절수단을 정상용접모드와 크레이터처리모드 중 어느 하나로 전환시키기 위한 전환 스위치를 포함하는, 와이어 송급장치의 컨트롤 박스.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전류조절수단과 상기 전압조절수단이 상기 정상용접모드로 전환된 경우 점등되는 정상용접모드 표시램프; 및
    상기 전류조절수단과 상기 전압조절수단이 상기 크레이터처리모드로 전환된 경우 점등되는 크레이터처리모드 표시램프 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 와이어 송급장치의 컨트롤 박스.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 정상용접모드 표시램프와 상기 크레이터처리모드 표시램프의 색상이 상이한 것을 특징으로 하는, 와이어 송급장치의 컨트롤 박스.
  5. 제1 항에 있어서,
    용접용 가스의 공급을 제어하기 위한 토글 스위치; 및
    상기 와이어가 상기 토치의 단부로 이송되도록 제어하기 위한 인칭 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 와이어 송급장치의 컨트롤 박스.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 전류정보표시부에서 표시되는 전류의 크기와 상기 전압정보표시부에서 표시되는 전압의 크기는 로터리 인코더(Rotary Encoder)에 의해 획득되는 것을 특징으로 하는, 와이어 송급장치의 컨트롤 박스.
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