KR200479118Y1 - 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기 - Google Patents

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KR200479118Y1 KR2020140006218U KR20140006218U KR200479118Y1 KR 200479118 Y1 KR200479118 Y1 KR 200479118Y1 KR 2020140006218 U KR2020140006218 U KR 2020140006218U KR 20140006218 U KR20140006218 U KR 20140006218U KR 200479118 Y1 KR200479118 Y1 KR 200479118Y1
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Abstract

본 고안은 사용자 및 용접 정보 관리가 가능한 용접기에 관한 것으로서, 사용자 정보 리더기(110)를 구비하여 사용자 정보 리더기(110)를 통해 사용자 정보를 획득한 후 기 저장된 사용자의 용접 작업에 기초하여 용접 전류/전압을 제어하는 것을 특징으로 한다. 본 고안에 따르면, 사용자 및 용접 정보를 관리함으로써 용접 품질을 향상 시킬 뿐만 아니라 공정 관리에 매우 효과적이다.

Description

사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기{Welding machine capable of managing welder and welding information}
본 고안은 용접기에 관한 것으로서, 특히 공정 관리를 위하여 사용자 및 용접 정보를 관리할 수 있는 용접기에 관한 것이다.
일반적으로, 용접기의 구성은 용접기 1대의 제작에 필요한 각 구성품들을 1개의 박스 형태의 케이스에 수용시켜 설치하고 있다. 이 경우, 용접 품질의 향상, 용접 생산성의 향상 등 용접 공정의 혁신을 위해서는, 아날로그 방식(SCR) 용접기를 인버터 방식으로 대체 적용하는 것이 필요하다. 하지만, 상기 인버터 방식의 용접기는 SCR 용접기에 비해 고가이므로 대체 적용이 쉽지 않은 것이 현실이다.
이러한 이유로, 인버터 용접기가 SCR 용접기에 비해 용접 특성 및 소비 전력에 따른 효율이 우수함에도 불구하고 제조 원가가 높기 때문에 경제성이 떨어지며, 이로 인해 조선과 철 구조물 제작 공장과 같이 용접기가 대량으로 사용되는 분야에서 자동화 설비와 같은 용접 품질에 대한 신뢰성이 요구되는 부분에 제한적으로 적용하고 있는 실정이다.
최근에는, 환경과 에너지 문제가 전 세계적인 문제로 대두되고 있고, 전력요금의 현실화, 용도별 차별화 축소, 계절별 및 시간대별 전기 요금제 실시 등 전기 요금 체계가 개편되기 시작하면서 전력 에너지 전반에 걸쳐 큰 변화가 불가피하다. 과거에는, 상대적으로 저렴한 산업용 전력을 사용함에 따라 용접기의 고효율화에 대한 연구 필요성이 부각되지 못하였으나, 최근 전력 수급 문제가 현실화되고 계속적인 전력비 인상이 예상됨에 따라 향후 전력비 저감을 위한 고효율 용접기의 개발과 적용에 대한 연구가 향후에 활발히 일어날 것으로 예상된다.
이에 대한 방안으로 용접기를 구성하는 각각의 구성품들을 모듈화하여 1개의 케이스에 다수의 개별 용접기를 집적화하는 모듈형 용접기가 연구되고 있다. 이때, 단순히 용접 기능 뿐만 아니라 용접 공정 시 투입해야 하는 재료, 사용자(용접사), 용접 시간 등을 관리할 수 있다면 보다 효율적인 공정 관리가 가능할 것이다.
본 고안은 보다 효율적인 공정 관리가 가능하도록 기존 용접기와 달리 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 제1 실시 형태에 따른 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기는, 사용자 정보 리더기를 구비하여 사용자 정보 리더기를 통해 사용자 정보를 획득한 후 기 저장된 사용자의 용접 작업에 기초하여 용접 전류/전압을 제어하고, 상기 용접기는 다수의 개별 용접기를 모듈화하여 단일 케이스 내에 설치한 모듈형 용접기이고, DC 전압을 펄스로 고속 스위칭하여 AC 전압으로 만드는 과정에서 발생하는 다수의 스위칭 소자의 열을 냉각하기 위한 수냉 펌프 및 열교환기를 구비하는 고주파 인버터 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 제2 실시 형태에 따른 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기는, 사용자 정보 리더기를 구비하여 사용자 정보 리더기를 통해 사용자 정보를 획득한 후 기 저장된 사용자의 용접 작업에 기초하여 용접 전류/전압을 제어하고, 상기 용접기는 다수의 개별 용접기를 모듈화하여 단일 케이스 내에 설치한 모듈형 용접기이고, 상기 케이스의 내부에는, 필요 용접기 개수에 대응되게 제어 전원을 공급하는 전원공급 모듈과, 각 용접 특성을 총괄 제어하는 메인 컨트롤러와, 용접 전류 및 전압을 제어 공급하는 고주파 변압기 모듈과, 출력 전류를 안정화시키는 리액터 모듈 및 용접 피더와 토치를 연결하는 출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 제3 실시 형태에 따른 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기는, 사용자 정보 리더기를 구비하여 사용자 정보 리더기를 통해 사용자 정보를 획득한 후 기 저장된 사용자의 용접 작업에 기초하여 용접 전류/전압을 제어하고, 상기 용접기는 다수의 개별 용접기를 모듈화하여 단일 케이스 내에 설치한 모듈형 용접기이고, 상기 케이스의 외부에는, 내부에 구성된 용접기의 개수에 대응되는 개수를 갖는 다수의 용접 출력 단자 및 용접 제어 단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 사용자 정보 리더기는 RF 리더기, 터치패드, 음성인식기, 지문인식기 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 용접 전류/전압은 해당되는 용접 작업의 사전 시험평가를 통해 성적서를 만족하는 용접 전류/전압일 수 있다.
또한, 사용자의 용접 작업에 기초하여 소모되는 용접 재료 정보를 제공할 수 있다.
또한, 사용자의 용접 작업에 따른 용접 시간 정보를 관리할 수 있다.
또한, 용접기의 위치 추적을 위한 위치 추적기를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 용접기는 다수의 개별 용접기를 모듈화하여 단일 케이스 내에 설치한 모듈형 용접기일 수 있다.
본 고안에 따르면, 사용자 및 용접 정보를 관리할 수 있으므로 공정 관리에 매우 효율적일 뿐만 아니라 용접 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기의 개략적인 구성을 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 용접기의 개략적인 구성을 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 용접기의 내부 구성을 도시한 것이며,
도 4는 도 3의 변형 예에 따른 모듈형 용접기의 내부 구성을 도시한 것이고,
도 5는 도 3의 변형 예에 따른 모듈형 용접기의 개략적인 구성을 도시한 것이며,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 용접기의 수냉 시스템을 도시한 것이고,
도 7은 도 5의 변형 예에 따른 모듈형 용접기의 수냉 시스템을 도시한 것이다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기의 개략적인 구성을 도시한 것이다.
본 고안에 따른 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기는 효율적인 공정 관리가 가능하도록 구성된 것을 그 기술적 요지로 한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기는 사용자 정보 리더기(110)를 별도 구비하여 사용자 정보 리더기(110)를 통해 사용자 정보를 획득하게 되면 기 저장된 사용자의 용접 작업에 기초하여 용접 전류/전압을 자동 제어한다. 즉, 사용자가 수행해야 하는 용접 작업에 적합한 용접 전류/전압을 자동으로 설정할 수 있도록 구성되는 것이다.
이때, 상기 사용자 정보 리더기(110)는 구체적으로 사용자 정보를 획득할 수 있는 RF 리더기, 터치패드, 음성인식기, 지문인식기 등을 들 수 있으며, 사용자 정보를 획득할 수 있는 것이라면 특별한 제한이 있는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 용접 전류/전압은 해당되는 용접 작업에 대하여 사전 시험평가를 통해 성적서를 만족하는 용접 전류/전압이다. 즉, 해당되는 용접 작업을 수행하기 위한 최적의 용접 전류/전압이다.
또한, 본 고안에 따른 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기는 사용자 정보 리더기(110)를 통해 사용자 정보를 획득하게 되면 사용자에게 사용자의 용접 작업에 기초하여 소모되는 용접봉, 와이어 등의 용접 재료 정보를 디스플레이 수단(미도시)을 통해 제공할 수 있다. 이에 따라 해당 용접 작업에 부적합한 용접 재료를 사용하지 못하게 하여 용접 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 본 고안에 따른 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기는 사용자의 용접 작업에 따른 용접 시간 정보를 저장 관리할 수 있다. 용접 시간은 제품 제작 공정 관리에 사용되는데 용접 작업을 수행 중인지 몇 시간 동안 얼마나 작업을 수행했는지 등을 확인 가능하여 이후 공정 관리에 매우 유용하다. 또한, 용접사의 정보를 계속 수집하여 어떠한 작업시 가장 능률이 높은지 분석하여 용접사 작업 분배시 중요한 정보로도 사용 가능하다. 결과적으로 용접 시간 정보를 유용하게 활용하여 공정 관리를 매우 효과적으로 수행할 수 있다.
본 고안에 따른 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기는 용접기의 위치 추적을 위한 위치 추적기(120)를 더 구비할 수 있다. 부연하자면, 조선업의 경우 용접기의 이동이 많기 때문에 용접기 및 피더기의 위치를 알 수 없거나 분실하는 경우가 많다. 위치 추적기(120)를 설치하게 되면 용접기의 위치를 정확히 알 수 있을 뿐만 아니라 유지, 보수에도 효과적이며 사용하지 않은 용접기를 적재적소에 배치 할 수 있으므로 공정 관리에도 매우 유용하다.
참고적으로, 본 고안에 따른 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기는 추가적으로 공정 관리에 필요한 정보를 추가 및 삭제 할 수 있도록 장치를 구성한다면 추후 유지, 보수에 더욱 유용하다.
한편, 본 고안에 따른 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기는 다수의 개별 용접기를 모듈화하여 단일 케이스(100) 내에 설치한 모듈형 용접기일 수 있다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 용접기는 멀티 위치에서 다수의 용접 작업을 수행하도록 다수개로 구비되는 용접기로서, 상기 용접기를 구성하는 각 구성 부품들을 그룹으로 모듈화하여 단일의 패널에 구성함과 아울러, 상기 모듈화된 부품 그룹을 단일의 케이스(100) 안에 설치할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 용접기는 CO2 인버터 용접기 타입으로 이루어지는 것으로서, 조선, 철 구조물 제작 공장과 같이 용접기가 대량으로 사용되는 장소에서 용접 아크 특성이 우수한 고주파 인버터 방식의 용접기로 대체적용을 수행한 것이다. 결국, 다수개의 용접기를 하나의 박스형 케이스(100)로 모듈화 구성함으로써, 용접기를 구성하는 부품의 수를 줄여 용접기의 제작 원가를 절감하고 고효율 용접기를 사용함에 따라 용접 전력비를 절감하며 안정된 용접 아크 출력 특성을 획득할 뿐 아니라, 용접 품질과 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 모듈형 용접기는 상기 단일의 케이스(100)의 내부에, 필요로 하는 용접기 개수에 대응되는 용량의 제어 전원을 공급하는 전원공급 모듈(10)과, 각 용접 특성을 총괄 제어하는 메인 컨트롤러(20)와, 각각의 용접기를 개별 제어하는 Sub 제어 모듈과, 용접 전류 및 전압을 제어 공급하는 고주파 변압기 모듈(30)과, 출력전류를 안정화시키는 리액터 모듈 및 용접 피더와 토치를 연결하는 출력 단자를 포함할 수 있다.
또한, 모듈형 용접기는 DC 전압을 펄스로 고속 스위칭하여 AC 전압으로 만드는 과정에서 발생하는 다수의 IGBT 스위칭 소자(40)의 열을 냉각하기 위한 수냉 펌프(82) 및 열교환기(83)를 구비하는 고주파 인버터 모듈을 포함할 수 있다. 아울러, 상기케이스(100)의 외부에는, 내부에 구성된 용접기의 개수에 대응되는 개수를 갖는 다수의 용접 출력 단자(60) 및 용접 제어 단자(70)를 포함하여, 상기 용접 출력 단자(60)에 용접 피터와 용접 토치 등을 연결하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 다수의 스위칭 소자(40)는 판형 튜브(80)의 적어도 일면에 접촉 설치된다. 판형 튜브(80)는 동판의 형태로 이루어질 수 있는 것으로서, 내부에 물이 유동되는 유로(81)가 형성되어 있다. 이 경우, 상기 판형 튜브(80)의 양단에는 냉각수 라인(85)으로 연결되며, 냉각수 라인(85) 상에 수냉 펌프(82) 및 열교환기(83)가 설치되어 있다. 상기 수냉 펌프(82)의 상류 측에는 냉각수를 임시 저장하기 위한 냉각수 탱크(88)가 설치되고, 상기 열교환기(83)의 적어도 일 측에는 냉각팬(84)이 설치될 수 있다.
이러한 구성을 통해, 판형 튜브(80) 내부 유로(81)를 유동하는 냉각수는 판형 튜브(80)와 접촉된 스위칭 소자(40)와 열교환하여 스위칭 소자(40)에서 발생된 열을 흡열하고, 방열 라디에이터 구조의 열교환기(83) 및 냉각 팬(84)을 통해 외부 공기와 열교환하여 방열하며, 수냉 펌프(82)를 통해 다시 순환되어 일련의 냉각 시스템을 구현한다.
한편, 모듈형 용접기의 케이스(100) 내부 구조는 케이스(100) 내부에 개별 용접기 부품을 적층한 형태의 랙(Rack) 타입으로 구성할 수 있으며, 이 경우 메인컨트롤러(20)는 단일개로 구비된다. 이 경우, IGBT 스위칭 소자는 수냉각 방식으로 냉각되며, 변압기를 냉각하기 위한 팬이 용접기 개수만큼 각각 필요하고, 메인 컨트롤러(20)가 전체 용접기를 모두 제어하고 있다. 이 경우, 도면부호 32는 모듈타입 PCB이고, 31은 출력 단자이며, 33은 에어 쿨링 유닛이고, 34는 워터 쿨링 유닛이다.
아울러, 도 5를 참조하면, 상기 메인 컨트롤러(20)는 제1 메인 컨트롤러(21) 및 제2 메인 컨트롤러(22)로 구성되고, 제1 메인 컨트롤러(21)와 제2 메인 컨트롤러(22) 중 하나가 비 작동 시 다른 하나가 대체 작동되도록 구성되거나, 제1 메인 컨트롤러(21)와 제2 메인 컨트롤러(22)가 각각 다수의 용접기와 분할 구성될 수 있다. 따라서, 제1 메인 컨트롤러(21)와 제2 메인 컨트롤러(22) 중 하나가 고장이 발생한 경우에 다른 하나를 사용할 수 있으며, 사이즈의 축소, 원가 절감 및 유지보수의 용이함 등의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 판형 튜브(80)는 냉각수 라인(85) 상에서 분지됨에 따라 다수개가 병렬로 배치되어 다수개의 유로(81)를 형성하고, 스위칭 소자(40)는 각각의 판형 튜브(80)에 구비되는 구성으로도 구현 가능하다. 따라서, 더욱 효율적인 냉각 시스템을 구현할 수 있다.
한편, 본 고안에 따른 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기를 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 고안의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 고안과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 고안에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 전원공급 모듈 20 : 메인 컨트롤러
21 : 제1 메인 컨트롤러 22 : 제2 메인 컨트롤러
30 : 고주파 변압기 모듈 40 : 스위칭 소자
60 : 용접 출력 단자 70 : 용접 제어 단자
80 : 판형 튜브 81 : 유로
82 : 수냉 펌프 83 : 열교환기
85 : 냉각수 라인 100 : 케이스
110 : 사용자 정보 리더기 120 : 위치 추적기

Claims (13)

  1. 사용자 및 용접 정보 관리가 가능한 용접기로서,
    사용자 정보 리더기(110)를 구비하여 사용자 정보 리더기(110)를 통해 사용자 정보를 획득한 후 기 저장된 사용자의 용접 작업에 기초하여 용접 전류/전압을 제어하고,
    상기 용접기는 다수의 개별 용접기를 모듈화하여 단일 케이스(100) 내에 설치한 모듈형 용접기이고,
    DC 전압을 펄스로 고속 스위칭하여 AC 전압으로 만드는 과정에서 발생하는 다수의 스위칭 소자(40)의 열을 냉각하기 위한 수냉 펌프(82) 및 열교환기(83)를 구비하는 고주파 인버터 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기.
  2. 사용자 및 용접 정보 관리가 가능한 용접기로서,
    사용자 정보 리더기(110)를 구비하여 사용자 정보 리더기(110)를 통해 사용자 정보를 획득한 후 기 저장된 사용자의 용접 작업에 기초하여 용접 전류/전압을 제어하고,
    상기 용접기는 다수의 개별 용접기를 모듈화하여 단일 케이스(100) 내에 설치한 모듈형 용접기이고,
    상기 케이스(100)의 내부에는, 필요 용접기 개수에 대응되게 제어 전원을 공급하는 전원공급 모듈(10)과, 각 용접 특성을 총괄 제어하는 메인 컨트롤러(20)와, 용접 전류 및 전압을 제어 공급하는 고주파 변압기 모듈(30)과, 출력 전류를 안정화시키는 리액터 모듈 및 용접 피더와 토치를 연결하는 출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기.
  3. 사용자 및 용접 정보 관리가 가능한 용접기로서,
    사용자 정보 리더기(110)를 구비하여 사용자 정보 리더기(110)를 통해 사용자 정보를 획득한 후 기 저장된 사용자의 용접 작업에 기초하여 용접 전류/전압을 제어하고,
    상기 용접기는 다수의 개별 용접기를 모듈화하여 단일 케이스(100) 내에 설치한 모듈형 용접기이고,
    상기 케이스(100)의 외부에는, 내부에 구성된 용접기의 개수에 대응되는 개수를 갖는 다수의 용접 출력 단자(60) 및 용접 제어 단자(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용자 정보 리더기(110)는 RF 리더기, 터치패드, 음성인식기, 지문인식기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용접 전류/전압은 해당되는 용접 작업의 사전 시험평가를 통해 성적서를 만족하는 용접 전류/전압인 것을 특징으로 하는 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기.
  6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    사용자의 용접 작업에 기초하여 소모되는 용접 재료 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기.
  7. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    사용자의 용접 작업에 따른 용접 시간 정보를 관리하는 것을 특징으로 하는 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기.
  8. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    용접기의 위치 추적을 위한 위치 추적기(120)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기.
  9. 삭제
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러(20)는 제1 메인 컨트롤러(21) 및 제2 메인 컨트롤러(22)로 구성되고, 제1 메인 컨트롤러(21)와 제2 메인 컨트롤러(22) 중 하나가 비 작동시 다른 하나가 대체 작동되도록 구성되거나, 제1 메인 컨트롤러(21)와 제2 메인 컨트롤러(22)가 각각 다수의 용접기와 분할 구성되는 것을 특징으로 하는 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기.
  11. 삭제
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 스위칭 소자(40)는 내부에 물이 유동되는 유로(81)가 형성된 판형 튜브(80)의 적어도 일면에 접촉 설치되고, 상기 판형 튜브(80)에는 냉각수 라인(85)으로 연결되어 상기 냉각수 라인(85) 상에 상기 수냉 펌프(82) 및 열교환기(83)가 설치되는 것을 특징으로 하는 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 판형 튜브(80)는 냉각수 라인(85) 상에서 분지됨에 따라 다수개가 병렬로 배치되어 다수개의 유로(81)를 형성하고, 상기 스위칭 소자(40)는 각각의 판형 튜브(80)에 구비되는 것을 특징으로 하는 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기.
KR2020140006218U 2014-08-21 2014-08-21 사용자 및 용접 정보 관리 가능한 용접기 KR200479118Y1 (ko)

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