KR20140118501A - 하이브리드 다기능 용접기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 다기능 용접기에 관한 것이다.
본 발명은 하이브리드 다기능 용접기에 있어서, 통상의 상용전원을 사용하여 AC 전압을 DC 전압으로 변환하고, 변환된 DC 전압을 공급하기 위해 입력전원, 전원입력단자, 인버터부, 전원 공급부로 이루어지는 전원부, 상기 전원부에서 입력되는 DC 전압을 강하시키는 변압기; 상기 변압기로부터 강하된 DC 전압을 공급받아 CO2, MMA(Manual Metal Arc), TIG(tungsten inert-gas), MIG(Metal Inert Gas), MAG(metal active gas) 용접이 이루어지도록 전류를 출력하기 위해 정류기와 리액터와 연결된 +극 출력단자와, 전력의 고주파 제어를 위한 고주파 발생장치와 연결되는 CO2 출력단자 및 TIG 출력단자로 구성된 -출력단자로 이루어진 출력단자를 포함하는 출력부; 상기 전원부에 입력된 전원을 스위칭하여 필요한 전력에 따라 220V, 380V, 440V를 공급하는 스위칭부; 및 상기 스위칭부의 온/오프 방식에 의해 TIG 용접모드, ARC 용접모드로 전환되는 저항용접 제어반과, CO2 용접모드, MIG 용접모드, MAG 용접모드로 전환되는 아크용접 제어반를 통해 원하는 용접 모드를 선택하여 용접이 이루어지도록 하는 모드 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 다기능 용접기를 제공한다.

Description

하이브리드 다기능 용접기{Multifunctional welding machine}
본 발명은 하이브리드 다기능 용접기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 용접기의 스위칭 전압 제어, 고주파 제어, 피드 모터 제어, 가스 밸브 제어, 용접기 모드 제어를 통해 CO2, MMA(Manual Metal Arc), TIG(tungsten inert-gas), MIG(Metal Inert Gas), MAG(metal active gas) 용접기를 의 통합하여 하나의 용접기로 다양한 용접을 수행하기 위해 용접기에 다양한 전류를 안정적으로 공급할 수 있는 하이브리드 다기능 용접기에 관한 것이다.
일반적으로, 용접이란 열이나 압력 등을 이용하여 금속을 절단, 접합하는 기술로서 전기, 전자제품 제조 및 일반 산업현장에서 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 용접의 개발 추세는 전력 전자공학의 발달 및 소비자의 요구에 따라 고품질, 고정밀, 다기능, 무인화 및 자동화 추세이고, 이와 더불어 작업장에서의 스패터 (spatter) 저감 등이 요구되어지고 있다.
이와 같은 통상의 용접기는 제조제작 산업에서 재료와 자재를 생산하는 장치라기보다는 자재를 이용하여 가공함으로서 재화의 가치를 높이는 기능을 담당하며, 사용 소재로는 철강, 비철, 비금속류가 해당이 된다.
여기서, 용접기는 소재에 따라서 구분되며, 소재가 구분됨에 따라 용접기에 공급되는 전류의 양이 달라져야 한다는 특징이 동반된다.
즉, 일반적인 용접기는 소재에 따라서 CO2 용접기, MIG 용접기, MAG 용접기, TIG 용접기, ARC 용접기 등으로 구분되며, 또한 두 개의 매체를 접합하는 방법으로 기계적 접합과 금속학적 접합법으로 분류한다.
기계적 접합이란 접합면에 국부적인 소성변형을 주는 것으로 볼트이음, 리벳이음, 가열 끼우기 등이 있으며, 금속학적 접합이란 접합면에 열같은 에너지를 가하여 국부적으로 용융시키거나, 금속원자의 열확산을 촉진시키는 방법으로 대부분의 용접은 이 방법에 속한다.
또한, 용접작업에 필요한 구성요소는 용접의 종류에 다소 차이는 있으나 용접대상이 되는 모재와 같은 재료, 가열원으로 가스열이나 전기에너지를 주로 사용하고 화학반응열, 기계에너지, 전자파에너지로 사용되는 열원, 융합에 필요한 용접봉이나 납과 같은 용가재, 용접용 케이블, 홀더, 토우치, 기타 공구와 같은 용접기와 용접기구로 구성된다.
하지만, 종래의 용접기의 경우, 금속에서부터 비금속을 연결하는데 사용하는 용접기와 공사 현장에서 전력을 공급 받기 어려운 환경에서 용접기에 전력을 공급하는 전기가 분리되어 작동함으로써, 비효율적으로 운영되므로 에너지 손실원이 됨은 물론이고 대기 환경을 오염시키는 문제점이 있다.
또한, 금속과 용융점이 거의 같은 첨가 금속을 써서 가열하여 금속을 접합하는 일반적인 용접에 의해 금속 종류만을 모재로 하는 재료를 용접하려면, 용접 종류나 모재의 환경 등에 따라 전기 용접 또는 가스 용접을 선택해야 하나, 용접의 종류에 따라 사용되는 용접기 역시 달라 용접의 효율성을 현저하게 저감시키는 문제점이 있다.
한편, 근래 들어 용접분야에 종사하는 인원은 감소함과 동시에 여성의 비율이 증가하는 경향이므로 용접기에 요구되는 기술의 전개 방향은 자동화 및 로봇화에 적합한 기능을 요구하고 있다.
용접와이어가 와이어 송급장치에 의하여 용접토치의 헤드부로 송급되고 용접토치의 헤드에 있는 컨닥터팁에 의하여 전원과 연결되며 모재와의 사이에서 아크가 발생하여 이 아크열에 의하여 용접모재 및 용접와이어를 용융시켜 금속을 접합시키는 방식이다.
인버터 제어 방식 용접기의 구성은 그림 1과 같이 상용 주파수의 교류를 직류로 변환하고 고속 스위칭 소자를 사용한 인버터에 의하여 10~50kHz의 고주파수로 변환된다.
고주파 출력은 다시 용접변압기에 의하여 용접에 적합한 전압으로 강압되어 정류되고 이를 직류리액터를 통하여 직류전류를 평활시켜 아크부하에 적절한 직류를 공급하는 방식이다. 인버터 방식의 MAG/CO2 용접기는 스위칭 소자를 사용하여 전압 및 전류를 용접에 적합한 형태로 직접 제어함으로서 스패터의 발생을 감소시킬 수 있다.
단락기간 또는 아크 발생중에 용접전류를 직접제어 회로에 의해 용접에 적절하도록 제어하고 아크 재생시 용융지로부터 스패터가 비산되지 않도록 단락시의 최대 전류를 저감하고 미소 단락시 발생하는 대립의 스패터를 방지하기 위해 순시단락 전류를 시간적으로 제어한다.
MIG/CO2 용접기는 별도의 실드가스를 사용하면서 소모전극 와이어를 연속적으로 송급 선단에서 아크가 발생하도록 하여 용적이 용융지로 이행 되도록 하는 용접법이며, 이 용접법은 사용되는 실드가스의 종류에 따라 크게 불활성가스를 사용하는 MIG용접, 순수한 탄산가스를 사용하는 CO2용접, CO2와 AR가스가 혼합된 MAG용접 세 종류로 분류된다.
대한민국 공개특허 제2008-0001303호 (2008.05.26.)
대한민국 등록실용신안 제0403989호 (2005.12.09.)
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 용접기의 스위칭 전압 제어, 고주파 제어, 피드 모터 제어, 가스 밸브 제어, 용접기 모드 제어를 통해 CO2, MMA(Manual Metal Arc), TIG(tungsten inert-gas), MIG(Metal Inert Gas), MAG(metal active gas) 용접기를 통합하여 하나의 용접기로 다양한 용접을 수행하기 위해 용접기에 다양한 전류를 안정적으로 공급할 수 있는 하이브리드 다기능 용접기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 CO2, MMA(Manual Metal Arc), TIG(tungsten inert-gas), MIG(Metal Inert Gas), MAG(metal active gas) 용접기를 통합하는 통합 제어 시스템을 제공함으로써, 용접작업의 용이함과 에너지를 효율적으로 절감하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 하나의 용접기로 다양한 용접방법을 수행할 수 있어 용접의 고품질화, 에너지 절감뿐만 아니라, 작업별 용접조건, 매개변수의 조정, 생산성 향상, 공정 개선 등으로 매출 신장과 더불어 인건비절감, 자재의 절약, 중량의 경감, 생산 속도를 증대시키는데 그 목적이 있다.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명은 하이브리드 다기능 용접기에 있어서, 통상의 상용전원을 사용하여 AC 전압을 DC 전압으로 변환하고, 변환된 DC 전압을 공급하기 위해 입력전원, 전원입력단자, 인버터부, 전원 공급부로 이루어지는 전원부, 상기 전원부에서 입력되는 DC 전압을 강하시키는 변압기; 상기 변압기로부터 강하된 DC 전압을 공급받아 CO2, MMA(Manual Metal Arc), TIG(tungsten inert-gas), MIG(Metal Inert Gas), MAG(metal active gas) 용접이 이루어지도록 전류를 출력하기 위해 정류기와 리액터와 연결된 +극 출력단자와, 전력의 고주파 제어를 위한 고주파 발생장치와 연결되는 CO2 출력단자 및 TIG 출력단자로 구성된 -출력단자로 이루어진 출력단자를 포함하는 출력부; 상기 전원부에 입력된 전원을 스위칭하여 필요한 전력에 따라 220V, 380V, 440V를 공급하는 스위칭부; 및 상기 스위칭부의 온/오프 방식에 의해 TIG 용접모드, ARC 용접모드로 전환되는 저항용접 제어반과, CO2 용접모드, MIG 용접모드, MAG 용접모드로 전환되는 아크용접 제어반를 통해 원하는 용접 모드를 선택하여 용접이 이루어지도록 하는 모드 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 다기능 용접기를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 전원부는 AC 전압을 입력전원에서 DC 전압으로 변환하여 배터리에 저장하고, 변환된 DC 전압을 전원입력단자을 통해 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 이용한 인버터부로 입력하고, 교류 변환기에 의해 변환된 DC 전압을 고주파 제어를 통해 다시 AC 전압으로 변환하여 변압기로 입력하여 전압을 낮춘 후, 출력부로 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 다기능 용접기를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 전원입력단자는 전원의 극성이 바뀔 경우를 대비하고, 스위치부의 오프(OFF)시에 발생할 수 있는 역전압을 차단하기 위한 안전 보호용 다이오드인 것을 특징으로 하는 하이브리드 다기능 용접기를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 스위치부는 SW1을 이용하여 TIG 모드를 선택할 때, CR1은 오프되어 드라이브기판에 스위칭 신호를 저항용접 제어반에 연결하고, CR1은 저항용접 제어반에 TIG 토치 스위치를 연결하고, 아크용접 제어반에 구성된 공통피드부를 통해 CO2 모드 토치 스위치를 차단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 다기능 용접기를 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 저항용접 제어반은 TIG 용접, ARC 용접이 이루어지도록 고주파 제어모듈이 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 다기능 용접기를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 용접기의 스위칭 전압 제어, 고주파 제어, 피드 모터 제어, 가스 밸브 제어, 용접기 모드 제어를 통해 CO2, MMA(Manual Metal Arc), TIG(tungsten inert-gas), MIG(Metal Inert Gas), MAG(metal active gas) 용접기를 통합하여 하나의 용접기로 다양한 용접을 수행하기 위해 용접기에 다양한 전류를 안정적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, CO2, MMA(Manual Metal Arc), TIG(tungsten inert-gas), MIG(Metal Inert Gas), MAG(metal active gas) 용접기를 통합하는 통합 제어 시스템을 제공함으로써, 용접작업의 용이함과 에너지를 효율적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하나의 용접기로 다양한 용접방법을 수행할 수 있어 용접의 고품질화, 에너지 절감뿐만 아니라, 작업별 용접조건, 매개변수의 조정, 생산성 향상, 공정 개선 등으로 매출 신장과 더불어 인건비절감, 자재의 절약, 중량의 경감, 생산 속도를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 다기능 용접기의 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 다기능 용접기의 제어 시스템의 모드 제어부를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 다기능 용접기의 통합 회로도를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 다기능 용접기의 통합 회로도의 요부 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 다기능 용접기의 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 다기능 용접기의 제어 시스템의 모드 제어부를 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 다기능 용접기의 통합 회로도를 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 다기능 용접기의 통합 회로도의 요부 확대도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 하이브리드 다기능 용접기는 통상의 상용전원을 사용하여 다기능 용접기의 구동 및 용접에 필요한 전원을 제공하며, AC 전압을 DC 전압으로 변환하고, 변환된 DC 전압을 출력부(200)로 입력하기 위해 입력전원(102), 전원입력단자(120), 인버터부(130), 전원 공급부(140)로 이루어지는 전원부(100), 전원부(100)에서 입력되는 DC 전압을 강하시키는 변압기(106), 변압기(106)로부터 강하된 DC 전압을 공급받아 CO2, MMA(Manual Metal Arc), TIG(tungsten inert-gas), MIG(Metal Inert Gas), MAG(metal active gas) 용접이 이루어지도록 전류를 출력하기 위해 정류기(210)와 리액터(220) 및 출력단자(230)로 이루어진 출력부(200), 전원부(100)에 입력된 전원을 스위칭하여 필요한 전력에 따라 220V, 380V, 440V를 공급하는 스위칭부(300) 및 TIG 용접모드(412), ARC 용접모드(414)가 구성되는 저항용접 제어반(410), CO2 용접모드(411), MIG 용접모드(413), MAG 용접모드(415)가 구성된 아크용접 제어반(420)를 통해 원하는 용접 모드를 선택하여 선택된 모드에 의해 용접이 이루어지도록 하는 모드 제어부(400)를 포함하여 구성된다.
전원 공급부(140)는 AC 전압이 발전기로부터 입력되면, 이 AC 전압을 입력전원(102)에서 DC 전압으로 변환하여 배터리에 저장하고, 변환된 DC 전압을 전원입력단자(120)을 통해 인버터부(130)로 입력한다.
여기서, 전원입력단자(120)은 전원의 극성이 바뀔 경우를 대비하고, 스위치부(300)의 오프(OFF)시에 발생할 수 있는 역전압을 차단하기 위한 안전 보호용 다이오드이다.
또한, 인버터부(130)는 전원 공급부(140)의 전원입력단자(120)을 통해 입력된 DC 전압 의 부하 변동에 따른 전압을 제어하고, 부하 전류에 의한 고주파 전류를 완화하며, 무효전력 및 노이즈를 감소시키는 것으로, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 이용한 단상 전압형 인버터로 구성된다.
이러한 인버터부(130)는 용접이 이루어지는 동안 부하의 돌입전류나 단락에 의한 전하강하가 발생되는 것을 방지하고, IGBT에서 온(ON) 오프(OFF)를 반복하여 용접시 접합부에서 발생하는 온도가 일정 온도를 넘어서면, 입력전원을 차단한다.
또한, 본 발명의 전원부(100)는 교류 변환기(110)에 의해 변환된 DC 전압을 고주파 제어를 통해 다시 AC 전압으로 변환하여 변압기(106)로 입력하여 전압을 낮춘 후, 출력부(200)로 공급한다.
출력부(200)는 변압기(106)를 통해 전압이 강하된 AC 전압을 출력측 정류기(210)와 출력측 리액터(220) 및 출력단자(230)를 통해 DC 15V 5A ~ 50V 500A로 출력되도록 한다.
여기서, 출력단자(230)는 정류기(210) 및 리액터(220)와 연결된 +극 출력단자(232)와, 후술할 모드 제어부(400)의 아크용접 제어반(420)의 제어에 의해 CO2 용접, MMA 용접, MIG 용접, MAG 용접이 이루어질 수 있도록 전력의 고주파 제어를 위한 고주파 발생장치(240)와 연결되는 -극 출력단자(234)로 구성된다.
-극 출력단자(234)는 복수 구성되되 CO2 용접이 이루어지도록 소정의 전력을 출력하는 CO2 출력단자(234a), TIG 용접이 이루어지도록 소정의 전력을 출력하는 TIG 출력단자(234b)로 구성되고, 고주파 발생장치(240)를 통해 고주파 제어가 이루어지도록 구성된다.
스위치부(300)는 입력전원(102)에서 변환한 DC 전압을 교류 변환기(110)에서 AC전압으로 변환하고, 변환된 AC 전압을 각 회로의 각 구성요소들로 공급하는 구성요소이다.
여기서, 교류 변환기(110)는 DC-AC 인버터를 이용하여 DC 12V를 AC 220V, 60Hz, 정현파 700W로 변환한다.
스위치부(300)는 교류 변환기(110)에서 변환된 AC 전압을 모드 제어부(400)의 저항용접 제어반(410), 아크용접 제어반(420)에 온/오프 방식에 의해 선택적으로 공급하고, 저항용접 제어반(410)에 전원을 공급하는 제1트랜지스터(310)와, 아크용접 제어반(420)에 전원을 공급하는 제2트랜지스터(320)로 구성된다.
또한, 스위치부(300)는 온/오프 방식에 의해 선택적으로 저항용접 제어반(410), 아크용접 제어반(420)의 모드를 전환하고, 전환되는 모드에 따라 제1 또는 제2트랜지스터(310, 320)와 연결 구성되어 연결된 트랜지스터를 통해 저항용접 제어반(410) 또는 아크용접 제어반(420)에 요구되는 전원을 공급한다.
이러한 스위치부(300)는 다기능 용접기의 주 파워제어 및 모드 제어부(400)의 스위칭 부분을 공통으로 사용한다.
또한, 스위치부(300)는 SW1을 이용하여 TIG 모드를 선택할 때, CR1은 OFF되어 드라이브기판에 스위칭 신호를 TIG 제어기판 즉, 후술할 저항용접 제어반(410)에 연결한다.
또한, CR1은 저항용접 제어반(410)에 TIG 토치 스위치(412)를 연결하고, 아크용접 제어반(420)에 구성된 공통피드부(422)를 통해 CO2 모드 토치 스위치(F)를 차단한다.
여기서, TIG 토치 스위치(412) 부분에는 노이즈제거용 노이즈필터(414)를 부착하고 이를 통해 기동 신호가 전달되도록 한다.
모드 제어부(400)는 정전류용 PCB에 해당하는 MLS-11X로 구성되며, TIG(Tungsten Inert-Gas), ARC 용접을 제어하는 아크용접 제어반(420)과, 정전압용 PCB에 해당하는 MLS-9PS로 구성되어 CO2, MMA(Manual Metal Arc), MIG(Metal Inert Gas), MAG(Metal Active Gas) 용접을 제어하는 저항용접 제어판(410)으로 구성된다.
저항용접 제어반(410)은 와이어 송급모터의 제어방식이 SCR 제어방식으로 이루어져 있어 모터의 전원입력이 사인파를 가진 교류로 이루어져야 하므로, 정현파 출력이 가능한 컨버터를 사용한다.
이러한 저항용접 제어반(410)은 스위치부(300)의 SW1이 오프 작동에 의해 제1트랜지스터(310)가 작동하여 저항용접 제어반(410)에 전원을 공급하여 TIG 용접, ARC 용접이 이루어지도록 고주파 제어모듈(416)이 구성되고, TIG 용접모드(412), ARC 용접모드(414)가 구성되며, 이들을 제어하는 제어반이다.
또한, 저항용접 제어반(410)에 구성된 CN1 단자에서는 주입하는 가스를 체크하는 가스체크 단자로 가스 밸브 중 CO2 가스 밸브만을 작동을 시키고 용접을 시작하도록 제어하는 모드이다.
또한, 저항용접 제어반(410)에 구성된 CN8 단자는 로터리 스위치(418)를 나타내는 것으로, 크레이터 유부만 인식하며, 아크 반복은 인식하지 않고 스폿 모드만 인식되고, 정전류 모드로 전환되며 아크 발생 시간을 전압 볼륨으로 가변하도록 된다. 여기서 고주파 유도 장치는 고주파를 차단하므로 발생하지 않도록 유도하였다.
아크용접 제어반(420)은 스위치부(300)의 SW1이 온 작동에 의해 제2트랜지스터(320)가 작동하여 아크용접 제어반(420)에 전원을 공급하여 CO2, MIG, MAG 용접이 이루어지도록 CO2 용접모듈(421), MIG 용접모듈(423), MAG 용접모듈(425)가 구성되며, 이들을 제어하는 구성요소이다.
아크용접 제어반(420)에 구성된 CN6 단자는 공통피드부(422)를 나타내는 것으로, 와이어 피더라인의 용접기동 신호를 동작시키며, 피더 가스밸브 단자(E), CO2 용접기동 토치 단자(F), 와이어 인칭 기동 단자(G), 와이어 피드 모터 단자(I), CO2, MIG, MAG 공동 단자(H)로 구성된다.
또한, 아크용접 제어반(420)은 공통피드부(422)에 구성된 피드 모터 제어모듈(427) 및 가스 밸브 제어모듈(429)에 의해 용접 모드에 따라 가스 및 용접재를 제어한다.
아크용접 제어반(420)에 구성된 CN8 ~ CN10 단자는 리모콘으로 원격 제어가 가능하도록 리모콘 컨트롤러(430)를 나타내는 것으로, 자동 전환을 수행하는 부분이며 주용접 전압, 주용접 전류 및 제2트랜지스터(320)인 가변 저항기를 이용하여 스위치부(300)의 On-Off를 제어하도록 구성된다.
아크용접 제어반(420)에 구성된 CN12 단자는 가변 저항으로 크레이터 전류 및 전압을 조정하는 기능을 수행한다.
또한, 아크용접 제어반(420)은 CO2 모드용 원격제어 및 와이어피더 접속단자와, 토치 스위치, 리모트 제어, 와이어피더 등은 TIG 모드용과 별도 부착한다.
이와 같은 모드 제어부(400)는 전면 조작반에 각각의 조정기능용 스위치 및 볼륨을 구성한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다기능 용접기는 불활성가스를 사용하는 MIG용접기는 아크용접 제어반(420)의 리모콘 컨트롤러(430)를 통해 선택할 수 있도록 하였으며, 저항용접 제어판(410)의 CN1 단자는 CO2 용접 제어모드(421)를 기반으로 Ar 가스 밸브를 작동하도록 하여 모드 전환이 이루어지도록 하였다.
특히, 본 발명의 모드 제어부(400)에 의하여 전압, 전류를 자동으로 전환할 수 있으며, 펄스 전류와 펄스 주파수를 임의의 조정 가능하도록 하였다.
또한, CO2와 AR가스가 혼합된 MAG용접기에서는 아크용접 제어반(420)의 CN6 단자의 공통피드부(422)의 와이어피드 라인의 용접기동 신호를 받는 부분으로 CO2와 동일하며 아크용접 제어반(420)의 CN7 단자 역시 CO2와 Ar 가스 밸브가 같이 동작하도록 구동시간을 변화하는 방식으로 구성된다.
따라서 아크용접 제어반(420)의 CN4 및 CN5 단자에 연결된 제2트랜지스터(320)는 가변 저항 중 크레이터 전류 전압만 인식하여 조정하고, 그 외 아크 반목은 인식되지 않도록 하며 스폿 모드만 인식하도록 하여 정전류 모드로 전환되며 아크 발생 시간은 전압 볼륨으로 가변된다.
아울러, TIG 용접기는 저항용접 제어판(410)의 CN8 단자의 로터리 스위치를 전환하는 것이다. 이때 아크용접 제어반(420)의 CN6 단자에 연결된 와이어 피더 라인의 용접기동 신호는 차단되고 저항용접 제어판(410)의 CN7의 기동 신호를 받아 용접기 출력 등이 동작하도록 하였다
여기서, 가스 체크 후 용접 시작과 용접 중에 저항용접 제어판(410)의 CN1 단자에 연결된 Ar 가스 밸브만 동작하도록 한다.
따라서, 저항용접 제어판(410)의 CN10 단자는 주 용접전류 크레이터 전류 조정용 가변 전항이 된다.
그리고 저항용접 제어판(410)의 CN8 단자와 CN 10단자에 연결된 가변 저항은 펄스 전류, 크레이터 전류, 주전류, 초기전류로 인식되어 조정이 된다.
그리고 저항용접 제어판(410)의 CN8 단자에 연결된 로터리 스위치는 유,무, 반복, 스폿, 아크모드로 인식하며, 스폿모드에서 아크발생 시간은 CN 8단자의 전압 볼륨으로 가변되어 실행이 가능하게 된다.
이와 같은 본 발명은 용접기의 스위칭 전압 제어, 고주파 제어, 피드 모터 제어, 가스 밸브 제어, 용접기 모드 제어를 통해 CO2, MMA(Manual Metal Arc), TIG(tungsten inert-gas), MIG(Metal Inert Gas), MAG(metal active gas) 용접기를 통합하여 하나의 용접기로 다양한 용접을 수행하기 위해 용접기에 다양한 전류를 안정적으로 공급할 수 있으며, CO2, MMA, TIG, MIG, MAG 용접기를 통합하는 통합 제어 시스템을 제공함으로써, 용접작업의 용이함과 에너지를 효율적으로 절감할 수 있고, 하나의 용접기로 다양한 용접방법을 수행할 수 있어 용접의 고품질화, 에너지 절감뿐만 아니라, 작업별 용접조건, 매개변수의 조정, 생산성 향상, 공정 개선 등으로 매출 신장과 더불어 인건비절감, 자재의 절약, 중량의 경감, 생산 속도를 증대시킬 수 있는 발명이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 전원부 102: 입력전원
106: 변압기 110: 교류 변환기
120: 전원입력단자 130: 인버터부
140: 전원 공급부 200: 출력부
210: 정류기 220: 리액터
230: 출력단자 232: +극 출력단자
234: -극 출력단자 240: 고주파 발생장치
300: 스위치부 400: 모드 제어부
410: 저항용접 제어반 412: TIG 용접모드
414: ARC 용접모드 420: 아크용접 제어반
421: CO2 용접모드 423: MIG 용접모드
425: MAG 용접모드

Claims (5)

  1. 하이브리드 다기능 용접기에 있어서,
    통상의 상용전원을 사용하여 AC 전압을 DC 전압으로 변환하고, 변환된 DC 전압을 공급하기 위해 입력전원, 전원입력단자, 인버터부, 전원 공급부로 이루어지는 전원부,
    상기 전원부에서 입력되는 DC 전압을 강하시키는 변압기;
    상기 변압기로부터 강하된 DC 전압을 공급받아 CO2, MMA(Manual Metal Arc), TIG(tungsten inert-gas), MIG(Metal Inert Gas), MAG(metal active gas) 용접이 이루어지도록 전류를 출력하기 위해 정류기와 리액터와 연결된 +극 출력단자와, 전력의 고주파 제어를 위한 고주파 발생장치와 연결되는 CO2 출력단자 및 TIG 출력단자로 구성된 -출력단자로 이루어진 출력단자를 포함하는 출력부;
    상기 전원부에 입력된 전원을 스위칭하여 필요한 전력에 따라 220V, 380V, 440V를 공급하는 스위칭부; 및
    상기 스위칭부의 온/오프 방식에 의해 TIG 용접모드, ARC 용접모드로 전환되는 저항용접 제어반과, CO2 용접모드, MIG 용접모드, MAG 용접모드로 전환되는 아크용접 제어반를 통해 원하는 용접 모드를 선택하여 용접이 이루어지도록 하는 모드 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 다기능 용접기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원부는 AC 전압을 입력전원에서 DC 전압으로 변환하여 배터리에 저장하고, 변환된 DC 전압을 전원입력단자을 통해 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 이용한 인버터부로 입력하고, 교류 변환기에 의해 변환된 DC 전압을 고주파 제어를 통해 다시 AC 전압으로 변환하여 변압기로 입력하여 전압을 낮춘 후, 출력부로 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 다기능 용접기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원입력단자는 전원의 극성이 바뀔 경우를 대비하고, 스위치부의 오프(OFF)시에 발생할 수 있는 역전압을 차단하기 위한 안전 보호용 다이오드인 것을 특징으로 하는 하이브리드 다기능 용접기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치부는 SW1을 이용하여 TIG 모드를 선택할 때, CR1은 오프되어 드라이브기판에 스위칭 신호를 저항용접 제어반에 연결하고, CR1은 저항용접 제어반에 TIG 토치 스위치를 연결하고, 아크용접 제어반에 구성된 공통피드부를 통해 CO2 모드 토치 스위치를 차단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 다기능 용접기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항용접 제어반은 TIG 용접, ARC 용접이 이루어지도록 고주파 제어모듈이 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 다기능 용접기.
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