KR20140037220A - 아크 개시 중에 와이어 공급 속도가 제어되는 용접 시스템 및 대응하는 용접 방법 - Google Patents

아크 개시 중에 와이어 공급 속도가 제어되는 용접 시스템 및 대응하는 용접 방법 Download PDF

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엘리엇 애쉬
윌리엄 티 매튜스
제임스 이 헌
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링컨 글로벌, 인크.
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Abstract

용접 시스템(10)은 전력 공급원(100), 상기 전력 공급원(100)에 전기적으로 연결되는 토치(70), 모터(30)를 갖고 용접 소모재(50)를 상기 토치(70)에 제공하는 와이어 공급기(60), 및 모터(30) 결합식 와이어 공급기 및 전력 공급원(100)과 통신하는 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러(120)는 모터(30)가 실행 속도로부터 미리 설정된 속도로 가속할 때에 모터의 와이어 공급 속도를 얻고 아크 개시 중에 스터빙 또는 스패터링을 감소시키도록 상기 와이어 공급 속도를 기초로 하여 토치(70)에 공급되는 전력을 제어한다.

Description

아크 개시 중에 와이어 공급 속도가 제어되는 용접 시스템 및 대응하는 용접 방법{WELDING SYSTEM WITH CONTROLLED WIRE FEED SPEED DURING ARC INITIATION AND CORRESPONDING METHOD OF WELDING}
본 발명의 특정한 실시예는 용접의 시작을 개선하도록 아크 개시 중에 와이어 공급 속도가 제어되는 용접 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 특정한 실시예는 용접 프로세스를 컨트롤러에 대해 시작하는 시스템, 장치 및 방법에 관한 것으로서, 컨트롤러는 공지된 가속도를 생성하도록 모터를 제어하고 시작 중에 모터 가속도와 실제 와이어 공급 속도를 기초로 하여 아크를 조절한다.
아크 용접 프로세스에서, 와이어 공급 모터가 실행 속도로부터 원하는 안정 상태 와이어 공급 속도로 가속하는 초기 시작 페이즈 또는 아크 개시 페이즈가 존재한다. 몇몇의 경우, 모터는 실행 속도가 0이 되도록 완전한 정지로부터 시작할 수 있다. 원하는 와이어 공급 속도로 가속할 때에, 모터 속도는 실행 속도로부터 원하는 와이어 공급 속도를 향해 상승한다. 통상적으로, 모터는 원하는 와이어 공급 속도를 간단히 지나치게 된다. 그 결과, 모터가 와이어 공급 속도를 지나칠 때에 모터의 속도가 상승하거나 언더파워를 받기 때문에, 원하는 와이어 공급 속도로 조정된 아크가 흔히 오버파워를 받게 된다. 실제 효과는 아크가 오버파워를 받을 때에, 아크가 용접 재료의 스패터링(spattering)을 일으킨다는 것이다. 와이어 공급 속도에 비해 언더파워를 받을 때에, 와이어 스터빙(wire stubbing)이 발생할 수 있다. 이들 모두는 아크 개시 중에 용접부의 외양 및 잠재적으로 품질에 결함을 초래한다. 용접 시스템이 안정 상태에 도달하고 원하는 와이어 공급 속도에서 작동하면, 아크와 와이어 공급 속도 간의 조정이 대체로 잘 제어되고, 개시 중에 보이는 스패터링 및 스터빙의 실제적인 문제가 훨씬 덜 발생하게 된다.
용접 시스템의 안정 상태의 작동에 비해, 아크 개시 페이즈가 짧아, 14 밀리초 미만으로 지속될 수 있다. 이 기간은 일례로서 제공되고, 아크 개시 페이즈의 길이가 용접 기계 및 용례에 따라 변동될 수 있다고 예상되기 때문에 제한하도록 고려되어서는 안된다. 그럼에도 불구하고, 가능한 한 일관된 외양을 갖는 고품질의 용접부를 만드는 것이 바람직하다. 이상적으로, 아크와 와이어 공급 모터는 전체 용접 프로세스에 걸쳐 흠없는 용접부를 생성하도록 아크 개시 중에 동기화된다.
전체적으로, 본 발명은 전력 공급원, 전력 공급원에 의해 전력을 받는 용접 토치, 및 용접 소모재를 토치에 제공하는 와이어 공급기를 포함하는 용접 시스템을 제공한다. 용접 시스템은 또한 와이어 공급기 및 전력 공급원에 연결되는 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러는 모터가 실행 속도로부터 미리 설정된 속도로 가속할 때에 와이어 공급기의 모터로부터 와이어 공급 속도를 얻고, 이 와이어 공급 속도를 기초로 하여 토치에 공급되는 전력을 제어하여 아크 개시 중에 스터빙 또는 스패터링을 감소시킨다.
본 발명은 또한 전력 공급원, 전력 공급원에 전기적으로 연결되는 토치, 및 모터를 갖는 와이어 공급기를 포함하는 용접 시스템을 제공한다. 와이어 공급기는 용접 소모재를 토치에 제공하고, 전력 공급원에 또한 연결되는 컨트롤러에 연결된다. 이 시스템의 컨트롤러는 모터가 실행 속도로부터 미리 설정된 와이어 공급 속도로 가속할 때에 모터로부터 와이어 공급 속도를 얻는 수단과, 상기 와이어 공급 속도를 기초로 하여 전력 공급원으로부터 전력 출력값을 상관시키는 수단을 포함한다. 전력 출력값을 상관시키는 수단은 와이어 공급 속도를 얻는 수단으로부터 와이어 속도 정보를 수신함으로써, 모터가 가속할 때에, 전력 출력값을 상관시키는 수단은 전력 공급원에 신호를 보내고 와이어 공급 속도를 기초로 하여 토치에 선택된 전력 출력값을 발생시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터가 가속할 때에 와이어 공급 속도를 얻는 수단은 모터로부터의 피드백으로부터 와이어 공급 속도를 결정하는 것을 포함한다. 일례에서, 모터로부터의 피드백은 와이어를 공급하도록 사용되는 롤러의 속도 또는 모터 속도를 모니터하는 센서로부터 얻어질 수 있다. 센서는 예컨대 인코더를 비롯하여 당업계에 이용 가능한 임의의 속도 센서일 수 있다. 대안적으로, 서보 모터가 사용되면, 이 정보는 서보 모터로부터 바로 얻어질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 모터가 공지된 속도로 가속될 때에, 와이어 공급 속도를 얻는 수단은 시간 및 공지된 가속도의 함수로서 와이어 공급 속도를 계산하는 것을 포함한다. 이를 위해, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 와이어 공급 속도를 얻는 수단은 이 계산을 수행할 수 있는 프로세서 또는 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 적분 회로가 사용된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력 출력값을 상관시키는 수단은 컨트롤러에 의해 얻어지는 소정의 와이어 공급 속도에 대해 전류 또는 전압 등의 선택된 전력 출력값을 저장하는 데이터 구조물을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 데이터 구조물은 컨트롤러에 의해 얻어진 와이어 공급 속도를 기초로 하여 컨트롤러가 룩업 테이블로부터 선택된 전력 출력값을 발생시키도록 상이한 와이어 공급 속도에 각각 대응하는 복수 개의 전력 출력값을 갖는 룩업 테이블을 포함한다.
본 발명은 아크 개시 중에 토치에 의해 발생된 아크를 제어하는 방법을 추가 제공한다. 방법은 아크 개시 중에 와이어 공급기의 모터가 가속할 때에 와이어 공급 속도를 얻는 단계, 및 아크 개시 중에 소모재를 스터빙 또는 스패터링 없이 용융시키고 적용하도록 와이어 공급 속도를 기초로 하여 전력 공급원의 출력값을 상관시키는 단계를 포함한다.
청구된 발명의 이들 및 다른 특징 뿐만 아니라 예시된 실시예 및 그 추가 실시예의 상세가 이하의 설명, 청구범위 및 도면으로부터 더 완전하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 개념에 따른 용접 시스템의 일 실시예의 개략적인 블록도이다;
도 2는 본 발명의 개념에 따른 용접 시스템을 위한 와이어 공급 속도 대 시간의 도면이다;
도 3은 본 발명의 개념에 따른 시스템 컨트롤러 및 모터의 개략적인 블록도이다.
본 명세서에서 설명되는 실시예는 아크 개시 중에 용접부 품질을 개선하는 방법, 장치 및/또는 시스템에 관한 것이다. 아크 개시는 용접 소모재의 실행과 안정 상태의 용접 프로세스 사이의 기간이다. 아크 개시 기간은 통상적으로 아크가 용접기에 의해 확립될 때에 시작한다. 이 기간은 용접 소모재가 제로일 수 있는 실행 속도로부터 소정 용접 프로세스를 위한 원하는 안정 상태의 용접 속도로 가속되는 것을 특징으로 한다. 프로세스에 원하는 와이어 공급 속도는 유저 또는 컨트롤러에 의해 확립될 수 있다. 통상적으로, 실행 속도는 원하는 속도보다는 느리지만, 원하는 속도를 얻기 위하여 모터가 감속될 필요가 있을 수 있다는 것이 가능하고, 이에 따라 가속도는 양이 아니라 음이 될 수 있다. 간소성을 위해, 가속이라는 용어의 사용은 가속 또는 감속을 지칭하는 것으로서 이해되고, 이에 따라 제한적이지 않다. 마찬가지로, 아크 개시의 예가 논의되지만, 다른 기간들이 와이어 공급 속도에 있어서의 변화를 수반할 수 있고, 본 발명은 이들 기간에도 동일하게 적용된다. 따라서, 아크 개시 기간에 대한 참조는 일 예이고, 제한으로 고려되어서는 안된다. 이 기간 중에 용접부 품질을 개선하기 위한 실시예를 아크 용접 프로세스에 사용되는 용접 시스템과 관련하여 설명할 것이다. 아크 용접 시스템은 용접 토치와 공작물 사이에 전류를 인가하여 용접 소모재를 용해시키고 공작물 상에 용융된 용접 재료를 침적하여 용접부를 형성한다. 용접 소모재 또는 전극은 임의의 용접 소모재일 수 있지만, 간소성을 위해, "와이어 공급 속도"인 것으로서 소모재의 속도에 대한 참조를 비롯하여 본 설명에 걸쳐서 용접 와이어를 참조한다. 그러나, 이들 참조는 제한으로 고려되어서는 안된다.
본 발명의 개념에 따른 용접 시스템은 예컨대 MIG 용접 또는 TIG 용접을 비롯하여 다양한 용접 프로세스와 관련하여 사용될 수 있다. 이들 예는 제한으로 고려되지 않고, 본 명세서에서는 용접 시스템에 대해 오직 일반적인 참조가 이루어진다. 일반적으로, 용접 시스템은 와이어 공급기, 전원, 토치 또는 건, 와이어 공급기 컨트롤러, 및 이들 구성요소와 협동하는 전원 컨트롤러를 포함하는 용접 전력 공급원을 포함할 수 있다. 용접 시스템 구성요소는 단일의 하우징 내에 제공되거나 별개의 하우징 내에 봉입될 수 있다. 전력 공급원은 용접 전력 공급원의 출력 전력을 처리하고 제공하는 용접기의 전력 회로(예컨대, 정류기, 스위치, 변환기, SCRS 등)를 포함할 수 있다. 용접 전력 공급원의 전원 컨트롤러는 디지털 및/또는 아날로그 회로, 분리형 및/또는 통합형 회로, 마이크로프로세서, DSPS 등, 용접 프로세스를 제어하도록 사용되는 소프트웨어, 하드웨어, 및/또는 펌웨어, 또는 전원 및/또는 와이어 공급기 등의 디바이스를 포함할 수 있다.
작동을 용이하게 하기 위해, 용접 시스템을 위한 유저 제어는 아크 전압을 위한 하나의 제어와 와이어 공급 속도를 위한 다른 하나의 제어로 제한될 수 있다. 안정 상태의 작동 중에 유저가 용접 프로세스를 보다 정확하게 제어하게 하도록 추가의 제어가 제공될 수 있다. 유저에게 제공되는 제어의 레벨은 특정한 용례 및 사실상 유저의 손이 필요없는 자동화된 용접에 관한 희망에 따라 좌우될 수 있다. 본 발명은 아크 개시 페이즈 중에 용접 품질 문제를 다루고 있기 때문에, 안정 상태의 용접 프로세스 중에 제어의 레벨 및 유저 입력은 제한적이지 않고, 해당 프로세스 중에 임의의 레벨의 유저 제어가 본 발명의 시스템과 관련하여 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접 시스템(10)이 도 1에 개략적으로 도시되어 있고, 용접 와이어(50)를 공작물(80)을 향해 운반하고 아크를 발생시켜 와이어를 용융시킴으로써 용융 와이어를 공작물(80)에 분배하도록 사용되는 용접 토치(70)에 연결된 전력 공급원(100)을 포함한다. 용접 와이어 또는 전극은 중실형 또는 코어형 전극일 수 있고, 소정의 용접 용례에 적절한 임의의 재료로 구성될 수 있다. 도 2 및 도 3의 결과를 초래하도록 사용되는 예시적인 전극에서, 중실형 저탄소 와이어가 사용된다. 와이어의 직경은 소정의 용례에 따라 변동될 수 있다. 예에서, 와이어는 약 0.035 인치의 직경을 갖는다. 언급된 바와 같이, 용접 와이어의 조성, 타입 및 직경은 특정한 용접 작업을 위해 또는 특정한 타입의 공작물에 적합하도록 선택될 수 있다. 전극의 특성은 본 발명의 정황에서 제한되지 않는다.
전력 공급원(100)은 당업계에 일반적으로 사용되는 임의의 타입으로 될 수 있고 소정의 용접 용례에 적합한 전압을 발생시키도록 구성될 수 있다. 통상적인 용접 전력 공급원은 120 또는 240의 전압을 발생시킬 수 있고 특정한 용접 용례에 따라 임의의 타입의 전류 파형을 공급할 수 있다. 전원(100)에는 아크 용접기 또는 토치(70)의 전력 공급원을 활성화 및 비활성화시키는 온/오프 스위치(110)가 마련될 수 있다. 전력 공급원(100)은 용접 프로세스가 이용 가능한 출력 전력을 생성하도록 유틸리티 또는 엔진 구동식 전력 공급원으로부터 공급되는 전력을 조정할 수 있다. 이를 위해, 전력 공급원(100)은 하나 이상의 변환기 조립체 또는 전력 조정기(도시 생략)를 포함할 수 있고, 전력 조정 구성요소의 출력을 조절하는 전력 공급원 컨트롤러(90)에 의해 제어된다. 전력 공급원(100)의 음극 단자(104)는 클램프 또는 다른 수단에 의해 공작물(80)에 연결될 수 있고, 양극 단자(102)는 토치(70)와 공작물(80) 사이에 아크를 발생시키도록 토치(70)에 연결된다.
시스템은 용접 와이어를 토치에 공급하도록 와이어 공급기를 포함할 수 있다. 와이어 공급기는 토치(70)에 부착되는 일체형 와이어 공급기일 수 있다. 대안적으로, 토치(70)에 부착되지 않는 외부 와이어 공급기가 사용될 수 있다. 와이어 공급부(40)가 와이어 공급기(60) 내에 마련되거나 용접 와이어(50)가 와이어 공급기(60) 내로 인입될 수 있다. 공급부의 타입은 사용되는 소모재의 타입에 따라 좌우될 수 있다. 도 1에 예시된 예에서, 와이어 공급부(40)는 용접 와이어를 수용하는 스풀 또는 드럼을 포함한다. 와이어 공급기(60)는 와이어(50)를 와이어 공급부(40)로부터 끌어당겨 토치(70)에 공급하도록 사용되는 한쌍의 롤러를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 롤러가 모터(30)의 작동에 의해 회전된다.
도시된 실시예에서, 와이어 공급기(60)는 공작물(80)에 대한 와이어(50)의 위치가 작동 중에 조정될 수 있도록 와이어(50)를 밀거나 당길 수 있는 모터(30)를 포함한다. 와이어(50)의 밀기-당기기는 롤러들 중 하나 이상의 회전 방향을 변화시킴으로써 달성된다. 이는 기어링, 벨트, 또는 유사한 장치를 통해, 또는 모터(30)의 회전 방향을 변화시킴으로써 롤러에서 달성될 수 있다. 도시된 예에서, 모터(30)는 서보 제어식 모터이다.
용접 시스템은 독립형 유닛이거나, 시스템의 다른 구성요소와 함께 수용되는 시스템의 구성요소와 일체화될 수 있다. 컨트롤러(120)는 용접 시스템을 위한 전력 공급원과 동일한 전력 공급원에 의해 전력을 받거나, 별개의 전력 공급원을 가질 수 있다. 컨트롤러(120)는 실제 와이어 공급 속도를 나타내는 모터로부터의 신호를 수신하도록 모터와 통신한다. 컨트롤러(120)는 또한 모터의 작동을 제어하도록 모터(30)와 통신할 수 있다. 컨트롤러(120)와 모터 간의 통신은 유선 또는 무선 연결(122)을 통해 수행될 수 있다. 도시된 예에서, 실행 속도로부터 원하는 와이어 공급 속도(미리 설정된 속도)로 이동하기 위하여, 컨트롤러(120)는 모터(30)가 공지된 속도로 가속하게 하는 신호를 모터(30)에 전송할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이 속도는 더욱 완벽하게 아래에서 설명되는 바와 같이 실행 속도로부터 미리 설정된 와이어 이송 속도로 와이어 공급 속도의 변화가 거의 선형이 되도록 일정한 속도일 수 있다.
미리 설정된 또는 원하는 안정 상태의 와이어 공급 속도가 공지되어 있고 컨트롤러(120)에서 작용점으로서 확립될 수 있다. 미리 설정된 와이어 공급 속도를 얻기 위하여, 모터(30)는 실행 속도로부터 미리 설정된 와이어 공급 속도로 가속해야 한다. 이러한 가속으로 인해 통상적으로 모터가 가속할 때에 모터는 원하는 와이어 공급 속도를 약간 지나치게 된다. 모터의 가속도는 흔히 모터에 따라 다름으로써, 가속도 및 지나치는 양이 적절하게 예상될 수 없다. 따라서, 용접부의 품질이 나빠질 수 있다.
도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 본 발명의 용접 시스템은 아크 개시 중에 실제 와이어 공급 속도에 보다 긴밀하게 관련되는 아크 작용점(점선)을 확립함으로써 아크 개시 중에 용접부의 품질을 개선한다. 아크 개시 중에 아크의 작용점 값과 실제 와이어 공급 속도 간에 보다 양호한 상관 관계를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 실제 와이어 공급 속도를 결정하고 실제 와이어 공급 속도를 컨트롤러(120)에 공급하도록 모터(30)로부터의 피드백이 사용된다. 아크 개시 프로세스 중 소정의 순간에 실제 와이어 공급 속도를 이용하면, 아크의 작용점 값이 선택된다. 각 와이어 공급 속도의 작용점 값은 컨트롤러(120) 내의 메모리 내에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 보다 완벽하게 아래에서 설명되는 바와 같이, 컨트롤러(120) 내의 메모리는 모터(30)에서 검출된 와이어 공급 속도를 기초로 하여 아크 전압을 확립하도록 컨트롤러(120)로부터 출력 신호를 결정하는 룩업 테이블을 포함한다. 모터(30)로부터의 공급 속도는 모터 속도를 모니터하는 속도 센서(35)에 의해 제공될 수 있다. 속도 센서(35)는 예컨대 모터(30)의 구동 샤프트에 고정된 인코더를 비롯하여 임의의 적절한 센서일 수 있다. 와이어의 속도가 모터(30)의 속도와 상이한 정도까지, 비례하는 차이가 속도 센서(35)에 의해 설명되거나 컨트롤러(120)에 프로그램될 수 있다. 이 방식으로, 센서(35)는 모터(30)로부터의 피드백을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 컨트롤러(120)는 모터(30)에 신호를 제공하여 모터를 실행 속도로부터 공지된 상승률로 미리 설정된 와이어 공급 속도로 가속시킨다. 도 2에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(120)는 모터(30)가 실행 속도로부터 미리 설정된 공급 속도로 와이어 공급 속도에서 선형 증가를 보이도록 일정한 상승률을 제공할 수 있다. 아크를 아크 개시 중에 와이어 공급 속도에 상관시키기 위해, 공지된 상승률은 아크 개시 기간 중에 소정의 시간 동안 실제 와이어 공급 속도를 결정하도록 사용될 수 있다. 이를 위해, 공지된 가속의 통합이 수행되어 실제 와이어 공급 속도를 제공할 수 있다. 이전의 실시예에서와 같이, 컨트롤러(120)는 아크 개시 중에 각각의 대응하는 와이어 공급 속도를 위해 아크 전압의 작용점 값을 포함할 수 있고, 실제 와이어 공급 속도 또는 공지된 상승률에 대응하는 아크 전압 신호가 컨트롤러로부터 전송될 수 있다.
이들 실시예들 중 어느 하나에서, 아크 개시를 더욱 개선하기 위하여, 컨트롤러(120)가 실행 속도를 확립할 수 있다. 이를 위해, 컨트롤러(120)는 검출된 와이어 공급 속도와 보다 양호한 상관 관계를 허용하도록 더 느린 실행 속도를 확립할 수 있다. 대안적으로, 공지된 실행 속도를 이용하면 실행 속도로부터 미리 설정된 와이어 공급 속도로의 상승률의 계산이 용이해진다. 모터(30)의 가속은 모터(30)의 최대 가속 능력보다 작은 속도가 되도록 제어될 수 있다.
일 실시예에서, 컨트롤러(120)는 와이어 공급 속도에 대응하는 토치로 전달되는 전류 또는 전압(도시된 바와 같이)을 확립하는 작용점 룩업 테이블을 포함한다. 전술한 바와 같이, 모터(30)로부터의 피드백이 사용되어 실제 와이어 공급 속도를 결정할 수 있거나, 모터(30)가 공지된 속도로 가속될 때에, 통합이 수행되어 와이어 공급 속도를 확립하고 해당 정보를 룩업 테이블로부터 적절한 전압을 결정하도록 제공할 수 있다. 이를 위해, 컨트롤러(120)에는 프로세서(125; 도 3) 또는 이 계산을 수행하는 적분 회로 등의 다른 구성요소가 마련될 수 있다. 컨트롤러(120)는 또한 소정의 와이어 공급 속도에 대해 선택된 아크를 발생시키도록 사용되는 전류값 또는 전압값을 저장하는 메모리(130)를 포함할 수 있다. 이들 값은 임의의 방식으로 저장될 수 있다. 도시된 예에서, 소정의 와이어 공급 속도에 대해 선택된 전력 출력값이 작용점으로서 저장된다. 아크 작용점 및 대응하는 와이어 공급 속도값은 룩업 테이블 또는 다른 데이터 구조물(135)에 저장될 수 있다. 모터(30)로부터 실제 와이어 공급 속도를 수신할 때에 또는 모터의 가속으로부터 순간적인 와이어 공급 속도를 계산할 때에, 작용점 값이 업데이트되고 와이어 공급 속도를 기초로 하여 아크 전압이 제어되어 이들 값을 실시간 상관시킨다. 아크를 실제 와이어 공급 속도에 상관시킴으로써, 아크 개시 중에 아크의 보다 양호한 동기화가 달성되어 튀김 또는 스터빙의 가능성이 감소된다.
본 출원의 청구된 주제를 특정한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 청구된 주제의 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변경이 이루어질 수 있고 균등물이 대체될 수 있다는 것이 당업자에게 이해될 것이다. 또한, 청구된 주제로부터 벗어남이 없이 그 주제의 교시에 특별한 상황 또는 재료를 맞추도록 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 청구된 주제는 개시된 특별한 실시예로 제한되지 않고, 청구된 주제는 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 모든 실시예를 포함할 것이다.
10: 용접 시스템 30: 모터
35: 속도 센서 40: 와이어 공급부
50: 용접 와이어 60: 와이어 공급기
70: 용접 토치 80: 공작물
90: 전력 공급원 컨트롤러 100: 전력 공급원
102: 양극 단자 104: 음극 단자
110: 스위치 120: 시스템 컨트롤러
122: 무선 연결 125: 프로세서
130: 메모리 135: 데이터 구조물

Claims (15)

  1. 용접 시스템(10)으로서,
    전력 공급원(100);
    상기 전력 공급원(100)에 전기적으로 연결되는 토치(70);
    모터(30)를 갖고, 용접 소모재(50), 예컨대 용접 와이어를 상기 토치에 제공하는 와이어 공급기(60);
    상기 모터(30) 및 상기 전력 공급원(100)과 통신하는 컨트롤러
    를 포함하고, 상기 컨트롤러는 모터가 실행 속도로부터 미리 설정된 속도로 가속할 때에 상기 모터(30)의 와이어 공급 속도를 얻고, 상기 와이어 공급 속도를 기초로 하여 토치(70)에 공급되는 전력을 제어하는 것인 용접 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 모터(30)로부터의 피드백으로부터 상기 와이어 공급 속도를 얻는 것인 용접 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 모터(30)를 실행 속도로부터 미리 설정된 속도로 공지된 속도로 가속하고, 상기 모터(30)가 실행 속도로부터 미리 설정된 속도로 상기 공지된 속도로 가속할 때에 상기 와이어 공급 속도를 계산하는 것인 용접 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 모터(30)를 공지된 실행 속도로 작동시키고, 상기 공지된 실행 속도는 바람직하게는 30 in/min(76.2 cm/min) 이하인 것인 용접 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터(30)는 서보 모터인 것인 용접 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 와이어 공급기(60)는 용접 소모재(50)를 전진 및 후퇴시키도록 된 것인 용접 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미리 설정된 값은 적어도 약 300 in/min(76.2 cm/min)인 것인 용접 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 모터(30)가 실시간 가속할 때에 모터의 와이어 공급 속도를 얻는 것인 용접 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 복수 개의 와이어 공급 속도에 대응하는 복수 개의 전압 또는 전류를 저장하는 메모리(130)를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 모터(30)의 와이어 공급 속도를 기초로 하여 상기 복수 개의 전압 또는 전류 중 하나를 상기 토치(70)로 출력하는 것인 용접 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 모터(30)로부터 상기 컨트롤러에 의해 얻어지는 와이어 공급 속도를 기초로 하여 상기 토치(70)로 출력될 전압 또는 전류를 할당하는 룩업 테이블을 포함하는 것인 용접 시스템.
  11. 전력 공급원(100), 상기 전력 공급원(100)에 전기적으로 연결되는 토치(70), 모터(30)를 갖고 용접 소모재(50)를 상기 토치(70)에 제공하는 와이어 공급기(60), 및 상기 와이어 공급기(60) 및 상기 전력 공급원(100)과 통신하는 컨트롤러를 포함하는 용접 시스템에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    모터(30)가 실행 속도로부터 미리 설정된 와이어 공급 속도로 가속할 때에 모터로부터 와이어 공급 속도를 얻는 수단; 및
    상기 전력 공급원(100)으로부터의 전력 출력값을 상관시키는 상관 수단을 포함하고, 상기 상관 수단은 상기 전력 공급원(100), 토치(70) 및 상기 와이어 공급 속도를 얻는 수단과 통신하며, 모터(30)가 가속할 때에, 상기 상관 수단은 상기 와이어 공급 속도를 얻는 수단 및 상기 전력 공급원(100)과 통신함으로써 상기 와이어 공급 속도를 기초로 하여 선택된 전력 출력값을 상기 토치(70)에 대해 발생시키는 것인 용접 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 와이어 공급 속도를 얻는 수단은 상기 모터(30)가 가속할 때에 실제 와이어 공급 속도를 측정하는 센서를 포함하는 것인 용접 시스템.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 모터(30)와 통신하고 상기 실행 속도로부터 미리 설정된 와이어 공급 속도로의 공지된 속도에서의 상기 모터(30)의 가속을 제어하며, 상기 와이어 공급 속도를 얻는 수단은 상기 공지된 속도로부터 상기 와이어 공급 속도를 계산하는 수단을 포함하고, 상기 와이어 공급 속도를 계산하는 수단은 바람직하게는 적분 회로를 포함하는 것인 용접 시스템.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 와이어 공급 속도를 얻는 수단은 상기 모터(30)가 실행 속도로부터 상기 미리 설정된 속도로 가속할 때에 와이어 공급 속도를 실시간으로 얻는 것인 용접 시스템.
  15. 전력 공급원(100), 토치(70), 및 모터(30)를 갖고 용접 소모재(50)를 상기 토치(70)에 제공하는 와이어 공급기(60)를 포함하는, 특히 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 용접 시스템에서, 아크 개시 중에 토치에 의해 발생되는 아크를 제어하는 방법으로서,
    상기 와이어 공급기(60)의 모터(30)가 아크 개시 중에 가속할 때에 와이어 공급 속도를 얻는 단계;
    스터빙(stubbing) 또는 스패터링(spattering) 없이 아크 개시 중에 소모재를 용융하고 적용하도록 상기 와이어 공급 속도를 기초로 하여 전력 공급원(100)의 출력을 상관시키는 단계를 포함하고,
    상기 와이어 공급 속도를 얻는 단계는 상기 모터에서 상기 와이어 공급 속도를 측정하는 단계를 포함할 수 있고, 및/또는
    상기 와이어 공급 속도를 얻는 단계는 공지된 속도에서 아크 개시 중에 상기 모터의 가속을 제어하는 것과, 시간과 상기 공지된 속도의 함수로서 상기 와이어 공급 속도를 계산하는 것을 포함할 수 있는 것인 아크 제어 방법.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016024763A1 (ko) * 2014-08-14 2016-02-18 부경대학교 산학협력단 비소모성 전극을 갖는 용접 장치 및 그 작동 방법
KR102534092B1 (ko) * 2022-11-03 2023-05-17 김원빈 용접봉 자동공급 수동 티그 용접토치

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10065257B2 (en) 2011-06-23 2018-09-04 Lincoln Global, Inc. Welding system with controlled wire feed speed during arc initiation
US9962785B2 (en) 2013-12-12 2018-05-08 Lincoln Global, Inc. System and method for true electrode speed
EP3105001A4 (en) * 2014-02-11 2017-03-01 Magna International Inc. Method of joining dissimilar materials
WO2016100950A2 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Lincoln Global, Inc. Welding vision and control system
EP3165314A1 (de) * 2015-11-06 2017-05-10 Siegfried Plasch Auftragsschweissverfahren
CN108274124A (zh) * 2016-08-25 2018-07-13 长沙拓扑陆川新材料科技有限公司 一种焊接控制系统
US10792682B2 (en) * 2017-10-02 2020-10-06 Illinois Tool Works Inc. Metal manufacturing systems and methods using mechanical oscillation
US20210060679A1 (en) * 2019-08-30 2021-03-04 Illinois Tool Works Inc. Methods and apparatus for pulse arc starting phase for welding
US20220168837A1 (en) * 2020-11-30 2022-06-02 Illinois Tool Works Inc. Methods and apparatus to synergically control a welding-type output during a welding-type operation
JP2024079426A (ja) * 2022-11-30 2024-06-11 株式会社神戸製鋼所 溶接システム、送給制御方法、および通信接続方法

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3509314A (en) * 1967-04-26 1970-04-28 Budd Co Wire feed control for an automatic welding system
US3906184A (en) 1973-05-25 1975-09-16 Kaiser Aluminium Chem Corp Welding process
US3978311A (en) 1974-03-26 1976-08-31 Union Carbide Corporation Voltage sensor circuit for an arc welding wire feed control
JPS56139286A (en) 1980-03-31 1981-10-30 Mitsubishi Electric Corp Pulse arc welding equipment
JPS5752566A (en) 1980-09-16 1982-03-29 Kobe Steel Ltd Narrow gap welding method
US4441009A (en) 1982-04-26 1984-04-03 Larry Russell Arc voltage control circuit for welding apparatus
DE3406251A1 (de) 1983-02-21 1984-08-23 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo Bogenschweisseinrichtung vom typ mit verbrauchbarer elektrode
US4546234A (en) 1983-08-11 1985-10-08 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Output control of short circuit welding power source
US4766286A (en) 1987-07-30 1988-08-23 United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Arc length control for plasma welding
JP2775920B2 (ja) 1989-11-10 1998-07-16 株式会社ダイヘン アーク加工用電源装置
JP3115173B2 (ja) 1993-12-22 2000-12-04 松下電器産業株式会社 消耗電極式アーク溶接機のワイヤ送給速度制御装置
CA2540606C (en) 1993-12-27 2009-03-17 Canon Kabushiki Kaisha Electron-emitting device and method of manufacturing the same as well as electron source and image-forming apparatus
JPH08155654A (ja) 1994-12-06 1996-06-18 Miyachi Technos Corp インバータ式抵抗溶接制御装置
JP3259011B2 (ja) 1995-08-02 2002-02-18 ミヤチテクノス株式会社 インバータ式抵抗溶接制御方法及び装置
JP3155468B2 (ja) 1996-06-20 2001-04-09 長野日本無線株式会社 ラベルプリンタ
JP3114629B2 (ja) 1996-09-26 2000-12-04 株式会社青宏ガス圧接 鉄筋のガス圧接法
JP3371720B2 (ja) 1996-11-06 2003-01-27 松下電器産業株式会社 消耗電極アーク溶接機
JP3147046B2 (ja) 1997-08-25 2001-03-19 松下電器産業株式会社 消耗電極式パルスアーク溶接機の出力制御装置
US20010047988A1 (en) 1997-10-20 2001-12-06 Kazuo Hiraoka Welding method and welded joint structure
US6130407A (en) 1998-07-29 2000-10-10 Tregaskiss, Ltd. Arc welding torch
US6087627A (en) * 1998-09-21 2000-07-11 Lincoln Global, Inc. Method of controlling a welding process and controller therefor
US6180910B1 (en) 1998-10-28 2001-01-30 Automation International Inc. Force control techniques on a resistance welding machine
JP4045713B2 (ja) * 2000-01-31 2008-02-13 松下電器産業株式会社 自動機用溶接機
US6498321B1 (en) 2001-04-09 2002-12-24 Lincoln Global, Inc. System and method for controlling an electric arc welder
US6548783B1 (en) 2001-10-03 2003-04-15 General Electric Company Apparatus for electric arc overlay welding
JP3990151B2 (ja) 2001-12-21 2007-10-10 株式会社ダイヘン アークスタート制御方法
JP3990182B2 (ja) 2002-04-19 2007-10-10 株式会社ダイヘン アークスタート制御方法
CN2596401Y (zh) 2002-10-16 2003-12-31 株洲电力机械技术公司 便携式程控电加热控制器
US7138601B2 (en) 2004-01-22 2006-11-21 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus for arc welding with arc control
US7105777B2 (en) 2004-01-27 2006-09-12 Lincoln Global, Inc. Dedicated wire feed speed control
US7323659B2 (en) 2004-09-28 2008-01-29 Illinois Tool Works Inc. System and method of precise wire feed control in a welder
JP4175316B2 (ja) 2004-10-21 2008-11-05 松下電器産業株式会社 溶接システムおよび溶接用ロボットの制御方法
EP1704956B1 (en) 2004-10-21 2011-02-02 Panasonic Corporation Welding system and consumable electrode welding method
US8658942B2 (en) 2004-12-16 2014-02-25 Illinois Tool Works Inc. Method and system of welding with auto-determined startup parameters
US7700893B2 (en) 2004-12-22 2010-04-20 Illinois Tool Works Inc. System and method for calibrating wire feeder motor control
US7335854B2 (en) 2005-03-11 2008-02-26 Illinois Tool Works Inc. Method and system of determining wire feed speed
WO2006120758A1 (ja) 2005-05-12 2006-11-16 Takamaru Engineers Co., Ltd. イナートガスアーク溶接機
JP4425832B2 (ja) 2005-07-05 2010-03-03 山本ビニター株式会社 高周波溶着装置
US8604389B2 (en) 2006-02-06 2013-12-10 Illinois Tool Works Inc. Welding wire feed speed control system method
JP2008229704A (ja) 2007-03-23 2008-10-02 Daihen Corp ２電極アーク溶接のアークスタート制御方法
JP4946785B2 (ja) 2007-10-22 2012-06-06 パナソニック株式会社 アーク溶接制御方法およびアーク溶接装置
JP5199910B2 (ja) 2009-02-12 2013-05-15 株式会社神戸製鋼所 消耗電極式パルスアーク溶接の溶接制御装置およびそのアーク長制御方法、並びにその溶接制御装置を備えた溶接システム
CN102149501B (zh) 2009-06-19 2013-03-20 松下电器产业株式会社 消耗电极式电弧焊接方法及消耗电极式电弧焊接装置
EP2269758B1 (de) 2009-07-03 2017-05-17 Ewm Ag Gleichstromlichtbogenschweissverfahren
CN101780586B (zh) 2010-03-22 2011-12-14 北京工业大学 多元传感反馈送丝法
US10065257B2 (en) 2011-06-23 2018-09-04 Lincoln Global, Inc. Welding system with controlled wire feed speed during arc initiation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016024763A1 (ko) * 2014-08-14 2016-02-18 부경대학교 산학협력단 비소모성 전극을 갖는 용접 장치 및 그 작동 방법
KR102534092B1 (ko) * 2022-11-03 2023-05-17 김원빈 용접봉 자동공급 수동 티그 용접토치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014516804A (ja) 2014-07-17
DE202012013143U1 (de) 2015-02-09
CA2839826A1 (en) 2012-12-27
JP2016032839A (ja) 2016-03-10
WO2012176057A1 (en) 2012-12-27
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CN103764330A (zh) 2014-04-30
US20120325791A1 (en) 2012-12-27
EP2723526A1 (en) 2014-04-30

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