KR840002263B1 - 자동 프리셋트 용접장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동 프리셋트 용접장치

제1도는 본 발명의 양호한 실시예의 특수회로의 일반적인 상호관계를 도시한 계통도.

제2도는 양호한 실시예에서 사용된 와이어 이송모터 전원회로, 와이어 이송감지회로 및 전원회로를 도시한 개략도.

제3도는 와이어 이송모터 제어회로를 도시한 개략도.

제4도는 와이어 이송모터 전원내의 SCR을 제어하는 프로그램 단일 접합 트랜지스터 트리거링 회로를 도시한 개략도.

제5도는 리레이 스위칭회로를 도시한 개략도.

제6도는 전극 전압 및 와이어 이송속도 메터, 메터전원 및 메터 스위칭 회로를 도시한 개략도.

제7도는 관련된 용접전원의 출력전압을 제어하기 위한 제어회로를 도시한 개략도.

제8도는 양호한 실시예에 사용된 보호회로를 도시한 개략도.

본 발명은 전기 아아크 용접에 관한 것으로, 특히 와이어 이송속도와 아아크 전압이 정확한 값으로 미리 셋트될 수 있고 용접동작이 멀리 떨어져 있는 용접상태로부터 완전히 제어되는 전기 아아크 용접장치에 관한 것이다.

본 발명은 특히 전극 와이어가 케이블을 통하여 시동 및 정지제어상태로 되는 수동 용접층으로 이송되는 반 자동 용접기에 적용하기 좋다. 본 발명은 완전히 자동 용접하는데 적용할 수도 있고, 자기 차폐나 가스차폐를 이용한 입방형이나 코아형 전극을 사용하는 개방 아아크 용접이나 과립형(granular)자속을 이용하는 침전아아크 용접에도 사용할 수 있다.

전기 아아크용접 분야에서는 주어진 전극과 주어진 작업편에 대해, 실험실이나 작업을 하므로서 결정될 수 있는 최적의 아아크 전압과 최적의 와이어 이송속도를 갖고 있다. 이 값들이 결정되면, 이 값들은 용접되는 상태에서 계속 유지되어야 하고 한 용접형태에서 다른 용접형태로 바뀔때는 빨리 리셋트되어야 바람직하다. 또한 관리자가 적당한 용접상태로 매시간 또는 매일 계속 유지되는지를 쉽게 검사할 수 있는 것이 바람직하다. 이것은 조작자들이 아아크 용접상태를 그들의 특별한 요구대로 적합하게 바꾸거나 천천히 용접되게 하거나 용접과정을 바꿀 때 매우 중요하다. 지금까지 용접기가 실제로 용접을 하지 않는한, 용접상태가 조작자에 의해서 바꿔지는지를 관리자가 확실히 알기가 곤란했다.

지금까지, 제어 하우징상에 계산된 스케일을 나타내는 지시기를 갖고 있는 한 쌍의 제어노브를 가진 용접기는 공지되어 있다. 여기서 두 노브중의 하나는 와이어 이송속도에 관한 것이고 나머지 하나는 아아크 전압에 관한 것이다. 이 노브들은 정확하게 조정되는 경우에, 용접기가 동작할 때 와이어 이송속도와 아아크 전압을 차례로 결정하는 기준 전압을 제공하는 매우 정밀한 선형 전위차계를 조정한다. 이러한 장치에 따른 단점중에 하나는 전위차계가 매우 정밀한 형태로 되어야 한다는 것이다. 또한, 동작된 전위차계의 노브에 대한 크기가 매우 크지않는 한, 와이어 이송속도나 아아크 전압을 정확한 한계값으로 정확하게 미리 셋트하기가 어렵다. 또한, 전위차계가 오래되거나 제어장치내의 다른 부품들이 바뀌면, 활성 와이어 이송속도나 아아크 전압은 제어노브들상의 프리로부터 바뀐다.

여러적용의 경우에 또 다른 문제점은, 용접하는 동안 다른 예비 셋트 과정을 사용해야 하는 것이 바람직했다는 것이다. 이것들은 동작자가 비드(bead) 크기를 제어하거나 결합상태에 따라 관통되게 하는데 사용된다. 종래의 장치로 이것을 실시하려면 다수의 고정밀 전위차계가 필요하다. 또한, 자동 용접을 할 때에는 제어모니터가 여러가지를 고장나게 하므로 과정이 정확하지 않은 경우에 용접기를 중단시키기 위한 장치를 갖추는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기에 기술한 단점들을 모두 극복하는 개선된 아아크 용접 제어장치에 관한 것으로, 본 발명의 아아크 용접 제어장치는 와이어 이송속도와 아아크전압이 쉽고 정확하게 프리셋트 될 수 있고, 아아크 용접기가 시동되면, 프리셋트 용접상태가 상기 장치의 고유공차내에 있게 되는지 사용자가 확인할 수 있다.

본 발명에 따르면, 아아크 용접장치는 메터, 바람직한 와이어 이송속도나 바람직한 아아크 전압과 비례하거나 같은 조정 가능한 신호를 이러한 메터에 선택적으로 공급하고 서로 비교해서 다른 회로에 비례신호를 동시에 공급하기 위한 장치, 실제 와이어 이송속도나 아아크전압과 비례하거나 같은 신호를 이러한 메터에 선택적으로 공급하고 서로 비교해서 다른 회로에 비례신호를 동시에 공급하기 위한 장치, 이러한 바람직한 와이어 이송속도 신호들을 이러한 실제와이어 이송속도 신호들에 연속적으로 비교하고 이 두 신호들이 정확하게 같아지도록 와이어 이송구동모터를 활성화시키기 위한 장치, 두 신호들이 정확하게 같아지도록 관련된 전원을 제어하는 출력을 갖고 있고 이러한 실제아아크 전압신호들과 이러한 바람직한 아아크 전압 신호를 연속적으로 비교하기 위한 장치, 및 선정된 한계내로 이러한 바람직한 신호들을 제어하기 위한 장치들로 구성된다.

또한 본 발명에 따르면, 와이어 이송 구동모터의 가속도를 0속도에서부터 바람직한 프리셋트 값으로 제어하고 용접주기 초기에 초기값으로 부터 프리셋트 값으로 변하도록 전극전압을 조심스럽게 제어하기 위한 장치가 제공되며 제어회로는 와이어 이송구동모터의 가속도가 모든 프리셋트 구동속도로 되도록 일정한 주기를 갖기 위한 장치를 포함한다.

또한 본 발명에 따르면, 실제와이어 아아크전압이 바람직한 아아크전압에 비해서 아주 높거나 아주 낮은지를 감지해서 선정된 시간이 지연된 후 접용장치를 중단시키는 장치를 제공한다.

또한 본 발명에 따르면, 실제와이어 이송속도에 바람직한 와이어 이송속도에 비해서 아주 빠르거나 아주 느린지를 감지해서 선정된 시간이 지연된 후 용접장치를 중단시키는 장치도 제공된다.

또한 본 발명에 따르면, 와이어 이송모터를 제어하도록 동작전원을 제공하는 케이블 내의 접지선이 손상되지 않도록 보호해서 용접전류가 이선을 통과하게 하는 장치도 제공된다.

또한 본 발명에 따르면, 작업편에 대한 전압감지선이 작업편으로부터 우연히 또는 고의로 분리되는 경우에 용접장치를 중단시키는 장치도 제공된다.

본 발명의 주목적은 와이어 속도와 아아크 전압이 용접장치를 동작시키기 전에 메터를 사용해서 정확하게 미리 셋트될 수 있는 개선된 용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 아아크용접동작을 정확하게 제어할 때까지 하나 이상의 종래의 정밀도가 낮은 전위차계가 사용될 수 있는 전기 아아크 용접장치의 와이어 이송속도나 아아크 전압을 미리 셋트시키기 위한 새롭고 개량된 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 와이어 이송구동모터의 가속도가 개량된 아아크 시동 특성을 갖도록 프리셋트 값으로 제어되는 개선된 아아크 용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 아아크 시동 특성을 개량시키도록 초기값으로부터 프리셋트 값으로변 하도록 전극 전압을 제어하기 위한 개선된 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 동일한 메터가 아아크전압이나 와이어 이송속도를 지시하기 위해 사용될 수 있는 개선된 아아크 용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 용접 아아크를 유출시키거나 전극을 이송시키지 않고 와어이 이송속도와 아아크 전압을 선정된 값으로 정확하게 프리셋트할 수 있는 개선된 아아크 용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 용접 아아크를 유출시키거나 전극을 이송시키지 않고 메터를 사용해서 와이어 이송속도와 아아크 전압을 정확하게 프리셋트할 수 있고 동일한 메터가 용접 아아크가 시작된 후에 실제용접상태를 검사하도록 사용되는 새롭고 개량된 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 단일 메터가 프리셋트 및 실제와이어 이송속도와 프리셋트 및 실제아아크 용접전압을 지시하도록 사용되는 개선된 아아크 용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 접지선에 과대전류가 있는 경우에 상기 장치를 중단시키기 위한 개량된 장치가 있는 전원 케이블 내에 접지선을 갖고 있는 반자동 아아크용접장치의 개선된 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전원이 동작자에 의해 선택된 값과 같은 전압을 공급하지 못하는 경우에 선정된 시간 후에 용접장치를 중단시키는 장치가 있는 개선된 아아크 용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 와이어 이송기가 동작자가 선택한 비율로 와이어를 이송하지 못하는 경우에 선정된 시간후에 용접장치를 중단시키는 장치가 있는 개선된 아아크 용접장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 와이어 이송모터의 가속도비를 프리셋트 값으로 제어하기 위한 장치가 있는 아이크 용접기의 개선된 전자동 와이어 이송장치를 제공하는 것이다.

"전극"이란 말과 "용접와이어"란 말은 용접과정때 용접지점에 전류를 흐르게 하고 금속을 부착시키는 소모성 금속부재를 설명하는 것으로 이 명세서에서는 서로 바꾸어서도 사용된다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 기술하면 다음과 같다.

본 발명의 양호한 실시예를 설명하기 위해 도면을 참조하면, 제1도에는 프리셋트 및 활성와이어 이송속도나 프리셋트 및 활성 아아크 전압을 나타내는 메터회로 A가 도시되어 있다. 또한, 제1도에는 와이어 이송비에 비례하는 주파수를 갖고 있는 일련의 전압펄스들을 갖고 있는 와이어 이송속도 픽업회로 B가 도시되어 있다. 이 펄스출력은 펄스 주파수에 비례하는 전압으로 펄스들을 반전시키고 와이어 이송 모터 제어회로 C에 인가된다. 이 와이어 이송모터 제어회로는 프로그램 단일 접합 트랜지스터 트리거링 회로 D에 공급되는 출력을 만들고 사용자에 의해서 미리 선택된 와이어 속도에 대응하는 전압에 비교된다. 이 프로그램 단일 접합트랜지스터의 트리거링은 관련된 SCR의 위상제어에 의해서 와이어 이송모터에 대한 전압을 제어하므로 모터 속도를 제어하게 된다.

아아크 전압 제어회로 E는 아아크전압을 측정하고 이 값을 사용자가 선택한 프리셋트 아아크 전압과 비교한다. 전압제어회로 E의 출력은 관련된 아아크 용접전원 H의 출력전압을 제어한다.

보호회로 F는 아아크 전압 제어회로 E의 출력전압을 모니터하고 불규칙한 상태가 계수되면 와이어 이송모터를 중단시키고 용접동작을 정지시킨다.

리레이 스위칭 회로 G는 용접이 보호회로에 의해서 정지되는 장치를 갖추고 용접상태가 하향될 때 사용자가 용접총 I상의 트리거스위치를 해제시키고 트리거스위치를 계속 폐쇄할 필요없이 용접을 계속하게 하는 트리거스위치 연동회로도 갖추고 있다.

다음은 메터 및 메터 스위칭 회로에 대한 상세한 설명이다.

아아크 전압 해독, 아아크전압 프리셋트, 와이어 이송속도 해독 및 와이어 이송속도 프리셋트는 모두 공통 또는 동일 메터상에서 해독된다. 도면에는 전압을 와이어 이송속도로 변화시키는 스위치와 하나의 메터만이 도시되어 있지만, 선택된 짧은 시간동안 전압과 와이어 이송속도를 선택적으로 표시하도록 메터를 스위치하기 위해서 스위치를 자동회로로 대체시키는 것이 바람직하다. 또한 전압과 와이어 이송속도 표시용으로 분리된 메터를 사용하는 것도 바람직하다. 양호하게도, 0에서 999까지 해독하는 단일 집적회로 디지탈 전압계(DMI)가 모든 파라메터들을 표시하도록 사용된다. 아나로그 메터가 사용되면, 해독하는데 필요한 시간이 다소 커지고 해독 정확성이 그다지 높지 않게 된다. 이 전압계와, 관련된 스위칭회로 및 전원은 제6도에 개략적으로 도시되어 있다.

이 회로의 전력은 변압기(T₁)로부터 단자(601)와 (602)에서의 10볼트 AC 2차 권선을 통하여 제공된다. 다이오드(D401, D402, D403 및 D404)는 직류출력을 만드는 전파 정류기 브릿지를 형성한다. 캐패시터(C401)는 이 출력을 여파해서 집적회로(IC 3)에 의해 이것이 유용하게 한다. 집적회로(IC 3)은 디지탈 메터(DM 1)에 필요한 정확성을 가진 +5V 전력을 제공한다. 캐피시터(C402)는 이전원에 대한 순간 안정성과 RF 잡음을 없앤다. 핀(C와 E)은 메터용 0기준을 갖추도록 기준단자(510)에 접속된다. 저항기(R401, R402 및 R403)를 포함하는 전압분배기 회로는 디지탈 전압계의 범위내로 이것들이 되도록 입력신호전압을 감쇠시킨다. 저항기(R402)는 이 감쇠를 정확하게 트리밍 할 수 있도록 조정할 수 있다. 캐패시터(C404와 C403)는 메터회로의 입력부분에 대한 잡음 배제를 제공한다.

두개의 스위치(SW5와 SW6)는 여러회로 파라메터들을 나타내는 전압신호들을 전압 분배기에 선택적으로 인가하기 위한 것이므로, 디지탈 메터에 적당한 전압이 인가된다. 스위치(SW6)는 VOLTS(활성 아아크 전압이나 예비셋트 아아크 전압을 뜻함)나 IPM(와이어 이송속도의 분당활성 또는 프리셋트 인치를 뜻함)을 해독하도록 메터를 접속하는 2극 스위치이다.

SW6는 VOLTS상태에서 디지탈메터(DM1)의 핀 A를 절지한다. 이것은 메터에 소수점을 추가시키므로 00.0에서 99.9V까지 해독한다.

스위치(SW5)는 순간 스위치이다. 해제된 상태에서 이 스위치를 사용하여 파라메터가 SW6을 선택했을 때의 셋트 값을 메터가 해독한다. 이 스위치가 억압되어 눌려지면, 메터는 선택된 파라메터의 실제값을 해독하게 된다.

그러므로, 용접 제어장치의 두개의 기본 파라메터중의 하나에 대한 값이 회로속에서 셋트되면, 메터는 적당한 전위차게(R2나 R3)(제3도와 제7도 참조)가 변하는 것처럼 셋트되는 선택된 값을 순간적이고도 연속적으로 표시하게 된다. 비정밀 전위차계가 사용되면, 제어전위차계 전압과 제어전위차계 상태가 조작자에게 즉시 나타나지 않는다. 또한, 오염 및 노화로 인하여 전위차계의 저항값이 변하면, 이 셋팅과정의 정확성은 아무 소용이 없다. 이 프리셋트 기준전압자체는 해독되고 오차가 개입되는 전차위계 상태는 해독되지 않는다. 전위차계의 암은 다이얼 크기로 수정하거나 셋트시킬 필요가 없다. 스위칭회로는 저항기(R2나 R3)대신에 다중 비-정확 전위차계를 제공하도록 쉽게 사용될 수 있다. 그러므로 다수의 상이한 용접과정이 이 장치내에서 상호 동작될 수 있다.

다음은 와이어 이송 모터회로에 대한 상세한 설명이다.

제2도에는 양호한 실시예에 사용된 와이어 이송모터 M용 회로, 와이어 이송속도 픽업회로, 및 전원이 도시되어 있다. 와이어 이송 모터는 단자(101과 102)를 통하여 공급된 120볼트 50또는 60싸이클, AC전력으로부터 활성화되는 회로를 갖고 있는 전기자(110)와 전장권선(121)을 포함한다. 저항기(R103)는 전기자 공급회로를 보호하는 전류 제한기로 작용한다. 산화금속 바리스터(TP104)는 공급선상의 순간과전압으로부터 회로를 보호하고 캐패시터(C101)는 공급선상의 무선 주파수 잡음을 여파한다. 다이오드(D106, D107 및 SCR108, 109)는 전기자(110)에 전압을 공급하는 종래의 전파정류 및 SCR제어브릿지를 형성한다. 펄스 변압기권선(PT 112a와 PT 112b)은 모터 제어회로에 의해 결정된 바와같이 각각 SCR 108과 SCR109의 게이트들을 펄스한다. 캐패시터(C113과 C114)이 SCR들이 파괴에 의한 고주파수 잡음으로부터 보호한다. 다이오드(D115)는 전기자(110)가 비여기되고 전장권선(121)의 국성이 반대로 될때 모터의 유도성 자유 방향전류 및 동적인 브레이킹 전류용 통로를 공급한다.

전장전압은 휴즈(116), 저항기(R117), 저항기(R118), 여파 캐패시터(R119) 및 제어 리레이(CR 101)의 접촉부분들을 통하여 와이어 이송모터 전장권선(121)에 공급된다. 정상적인 동작상태하에서, 전장권선(121)은 제어 리레이(CR 101)의 정상적으로 개방된 접촉부와 다이오드(D122)를 통하여 반파 정류된 전류를 공급한다. 제어 리레이(CR 101)가 활성되지 않으면, 반대극성 전압은 제어 리레이(CR 101)의 정상적으로 폐쇄된 접촉부와 다이오드(123)를 통하여 전장권선(121)에 공급된다.

전장권선(121)은 항상 활성화되어서, 모터회전방향이 전장극성에 의해서 제어되고, 전기자(110)의 활성화에 의해서 모터속도가 제어된다.

다음은 전력공급원에 대한 상세한 설명이다.

변압기(T₁)는 제어회로용 감소전압을 제공한다. 10볼트 AC전력은 단자(601과 602)에서 공급된다. 이 변압기는 다이오드(D126, D127, D128 및 D129)로 이루어진 전파정류기에 28V AC 전력을 공급하기도 한다. 캐패시터(C130)는 정류기 브릿지 입력의 잡음을 여파한다. 이 브릿지회로의 출력은 28V, 120Hz의 정류된 전류이고 단자(628)에서 제공된다.

트랜지스터(Q135)는 단자(525)에서 공칭 14.5V DC출력을 제공한다. 캐패시터(C136)는 전파정류기 브릿지의 출력을 여파하고 트랜지스터(Q135)의 콜렉터에서의 전위 즉 정상적인 AC전력선 변동에 무관한 최소한 16볼트를 제공한다. 저항기(R 137)와 제너 다이오드(DZ 138과 DZ 139)는 트랜지스터(Q135)의 베이스에 대해 조정된 바이어싱을 제공한다. 두개의 제너 다이오드(DZ 138과 DZ 139) 사이의 단자(510)는 제어회로용 0기준전압레벨을 갖춘다. 제너 다이오드(DZ 139)의 애노드를 접속시키는 다른 출력단자(500)는 제어회로에 대한 공칭-10V 공급원을 갖춘다. 다이오드(D141)는 캐패시터(C136)상의 DC전위로부터 단자(628)에서의 전파 정류된 출력을 절연시킨다. 캐패시터(C143)는 단자(525)와(510)사이의 14.5V출력을 여파하고 캐패시터(C144)는 단자(510과 500)사이의 출력을 여파한다.

정확하게 조절된 10V전원은 와이어 이송모터 제어회로 C와 아아크 전압 제어회로 E용 기준전압을 공급하는데 필요하다. 이것은 집적회로(IC 1)에 의해서 제공된다. 저항기(R150, R153, R154, R155)와 캐패시터(C151, C152)는 정확하게 조절된 10V기준전압을 갖추도록 집적회로(IC 1)에 접속되어 있다. 캐패시터(C157)는 과도현상 및 잡음 전압을 제거하도록 이 전력 공급원의 출력을 여파한다. 이 조절된 출력은 단자(520과 510)에 사용된다.

다음은 와이어 이송속도 픽업회로에 대한 상세한 설명이다.

와이어 이송속도의 정확한 전압표시는 이러한 와이어 이송속도를 적당하게 유지시키는데 필요하다. 이 정보는 와이어 이송모터 전기자(110)위에 장착된 광학 픽업 형태내의 픽업회로에 의해서 갖추어진다. 이 광학픽업은 단일팩케이지(151)내에 공급된 광감지 트랜지스터(163)와 광방출 다이오드(162)를 포함한다. 스로트된 디스크(160)가 모터회전축에 고정되므로, 이것은 광방출 다이오드(162)와 광감지 트랜지스터(163)사이의 광통로를 방해한다. 이 광감지 트랜지스터(163)는 이들의 온-오프광펄스를 와이어 이송 모터 전기자(110)의 회전속도에 비례하는 주파수를 가진 트레인(train)전압펄스로 변환시킨다. 이펄스 트레인은 이것을 증폭하는 트랜지스터(Q164)의 베이스에 공급된다. 트랜지스터(Q164)의 출력은 동작시에 와이어 이송모터 제어회로 C에 접속되는 단자(555)에 공급된다. 저항기(R166)는 광방출 다이오드(162)의 전류를 제한한다. 저항기(R167, R168, R169)는 트랜지스터(Q164)를 바이어스 한다.

어떤 경우에, 와이어 속도의 측정은 전극위를 직접 달리는 와이어 속도 픽업바퀴(111)에 의해서 직접 행해진다. 슬로트된 디스크(160)는 이 바퀴를 지지하는 축에 접속된다. 이 구성은 구동 매카니즘에 관련된 용접 와이어의 미끄러짐으로 인한 오차를 제거시킨다.

다음은 와이어 이송모터 제어회로에 대한 상세한 설명이다.

와이어 이송모터 제어회로 C는 제3도에 도시되어 있다. 이 회로는 사용자가 미리 선택한 속도에 대응하는 전압과 와이어 이송모터 M의 속도에 비례하는 전압을 비교하고, SCR(108,109)의 도전각(와이어 이송모터 전기자(110)의 전압)을 변화시키므로서 두 전압 사이의 불일치를 보상하여 상기 전압들이 같아져서 와이어 이송모터의 속도가 선정된 속도와 정확하게 같아지게 한다. 제어회로의 입력은 와이어 이송속도 픽업회로 부터의 단자(555)와 사용자가 와이어 이송속도를 선택하는 전위차계(R2)에 공급된다. 이 제어회로에 포함된 전위차계(R2)는 사용자가 쉽게 알아볼 수 있도록 디지탈 메터(DMI)에 인접해 있다.

단자(555)를 통하여 트랜지스터(Q164)에 의해 공급된 펄스 트레인은 집적회로(IC 2)의 핀(1)에 저항기(207)를 통하여 인가된다. IC(2)는 펄스입력의 주파수에 비례하는 전압 출력으로 펄스 입력을 반전시키는 기능을 수행하는 LM2907N집적회로이다. IC(2)의 출력은 핀(5)에 공급되고 연산증폭기(281)의 입력에 접속된다. 캐패시터 (C250, C206)와 저항기(R208, R210)는 바람직한 전압-대-주파수 반전을 하는데 필요한 집적회로에 접속된다. 정확한 기준 전원출력(520)은 IC(2)의 핀(8과 9)에 정확한 10V전원을 공급한다. 4.5V임계레벨은 14.5V 단자(525)와 0전압 기준단자(510)에 접속된 저항기(R206, R209)를 포함하는 전압분배기 회로를 통하여 핀(11)에 셋트업 된다. 가감 저항기(R208)는 IC(2)의 주파수-대-전압변환관계를 요구된 정확한 값으로 조정하기 위한 장치이다. 이 경우에, 가감 저항기(R208)는 IC(2)가 정확하게 600인치/분의 와이어 이송속도를 나타내는 6V출력을 가질 수 있고 정확하게 50인치/분의 와이어 이송속도를 나타내는 0.5V출력을 가질 수 있도록 가감된다. 이 값들 사이의 주파수-대-전압 변환관계는 선형이다. 와이어 이송속도에 대한 다른 표시출력도 가감될 수 있다. 이 전압들은 적당하게 분배되어서 바람직한 선형단위, 예를들면 인치 또는 밀리미터/시간단위(분 혹은 초)로 디지탈 메터상에 표시되도록 선택된다. 캐패시터(C216, C221)는 IC(2)로 부터 고주파수 잡음 및 과도현상의 영향을 받지 않도록 한다.

연산증폭기(281)의 비반전 입력은 IC(2)의 출력에 접속된다. 연산증폭기(281)의 출력은 단자(512)에 접속되고 동일 연산증폭기의 반전 입력에 다시 접속된다. 이것은 바로 궤환 통로를 제공하고 연산증폭기(281)가 1이득 증폭기로 작동하게 한다. 이 기능은 완충기로 작용하는 것이다. 즉, 연속적인 와이어 이송모터 제어회로를 구동하도록 이것의 출력에 전원을 충분히 공급하고 IC(2)의 출력에 고임피던스 부하를 나타나게 하는 것이다.

저항기(R211, R242)와 전위차계(R2)는 정확한 10V 기준 공급단자(520)와 0V 기준단자(510)사이의 전압분배기를 형성한다. 저항기(R211, R242)의 값들은 전위차계(R2)의 중심 단자에서의 전압이 50내지 600인치/분의 와이어 이송속도에 대응하는 0.5V와 6V사이로 변화될 수 있도록 선택된다. 와이어 이송속도는 전위차계(R2)의 중심단자상의 전압을 변화시키므로서 선택된다. 사용자가 중심단자전위를 변화시키면, 이 전위는 적당하게 분배되어서 디지탈 메터(DM1)상에서 해독될 수 있다. 그러므로, 사용자가 중간 저항 값이 아니라 직접 셋트전압을 조정하면, 활성 와이어 이송속도가 PM 또는 mm/sec로 해독된다.

전위차계(R2)대신에 스위칭회로를 사용해서 다른 전위차계를 접속시킬 수 있다. 다른 과정들이 사용자가 적당한 전위차계를 간단히 스위칭하므로 선택될 수 있다.

캐패시터(C215)는 0기준 단자(510)와 전위차계(R2)의 중심단자 사이에 접속되고 잡음을 제거하고 속도셋팅을 신속하게 변화시키도록 응답시간을 느리게 하는 역할을 한다. 전위차계(R2)의 중심단자는 연산증폭기(282)의 비-반잔 입력에도 접속된다. 증폭기(282)의 출력은 단자(511)에 접속되고 동일 연산증폭기의 반전입력에 다시 접속된다. 연산증폭기(282)는 저항기(R211, R2, R242)상에서 매우 높은 임피던스 부하를 갖도록 되고 모터 제어회로의 잔유부분에 필요한 전류를 급공하도록 1이득 증폭기로 작용한다.

그러므로 단자(512)에서의 전압(V_A)는 작동전극 와이어 이송속도에 정확하게 비례하고 단자(511)에서의 전압(V_S)도 전위차계(R2)를 조정하므로서 미리 선택된 와이어 이송속도에 정확하게 비례한다. 이 두 전압들은 저항기(R217, R218)를 통하여 연산증폭기(283)에 인가된다. V_A는 연산증폭기(283)의 반전 입력에 접속되고 V_S는 연산증폭기(283)의 비-반전 입력에 접속된다. 연산증폭기(283)의 출력은 저항기(R221, R238, R208, R209)로 구성된 궤환회로를 통하여 반전 입력으로 다시 접속된다.

이 경우에, 연산 증폭기(283)의 이득은 반전입력의 임피던스와 궤환통로의 임피던스와의 비에의해 지배된다. 연산증폭기(283)와 관련된 궤환회로는 다른 형태의 신호에 대해서도 다른 이득을 제공한다. 입력저항기(R217)는 신호들이 모두 계수되도록 일정한 임피던스를 나타낸다. 입력신호의 신속한 변화를 위해서, 저항기(221)와 캐패시터(C208)를 주로 통해서 궤환이 생긴다. 그러므로, 입력신호의 신속한 변화에 대한 증폭기의 이득은 저항기(R221)를 저항기(R217)로 나눈 것이다. 낮은 주파수의 입력에 대해서, 궤환신호는 캐패시터(C208)에 의해 효과적으로 분로되지 않는다. 그러므로 궤환저항은 저항기(R238과 R221)를 합한 것으로 된다. 증폭기의 이득은 고주파수 신호때보다는 저주파수 신호때 더 크다. 그러므로, 모터속도 제어회로는 속도에 있어서의 장기간 오차를 정확하게 교정하고 소폭모터 발진과 같은 속도의 신속한 변동을 무시하게 한다. 캐패시터(C209)는 교주파수 잡음에 대한 궤환 회로에서 임피던스 분로를 제공하므로, 제어회로의 잡음효과를 최소화시킨다.

루우프 점퍼(jumper) 접속단자 W내지 X는 연산 증폭기(283)의 출력과 반전 입력 사이에 매우 낮은 임피던스 통로를 제공한다. 이것은 궤환을 하지않고 와이어 이송시스템의 초기개방 루우프 트리밍(trimming)을 하기 위한 제어회로로부터의 V_A신호를 제거한다. 이 점퍼는 차례로 제거되고 궤환이 다시 복구된다.

연산증폭기(283)의 출력은 전위차계(R222)의 한 단자에 접속되고, 다른 하나는 0기준단자(510)에도 접속된다. 전위차계(R222)의 중심단자는 1이득 증폭기로 동작하는 연산증폭기(284)의 비-반전 입력에 접속된다. 이 전위차계는 와이어 이송기의 고속동작점을 개방 루우프트리밍하기 위해 사용된다. 또 캐패시터(C219, C220)는 연산증폭기의 잡음을 제거하는데 사용된다. 와이어 이송모터 제어회로의 출력은 단자(285)에 나타난다.

다음은 가속회로에 대한 상세한 설명이다.

가속회로는 모터의 시동특성과 구동로울 및 이에 관련된 부분들의 관성에 의해서만 가속도가 제한될 때 생기는 아아크 시동특성을 개량하도록 용접초기에 와이어 이동속도의 가속을 제어하기위한 장치를 제공한다. 그러므로 용접 초기에 와이어 이송속도는 0이며, 와이어 속도에 비례하는 제어신호 V_A도 0이다. 와이어 속도에 비례하는 사용자가 선택한 제어신호 V_S는 V_A보다 높다. 그러므로 여태까지 기술한 이 회로에서, 이것은 모터 M을 측시 완전히 활성화시키고 선택된 와이어 이송속도가 크게 가속되게 된다. 가속회로는 용접 아아크의 시동을 최적하게 하는 선적된 방법으로 0에서 선택된 값으로 와이어 이송속도가 되도록 갖추어졌다.

단자(512와 4511)에서의 V_A와 V_S는 저항기(R240과 R241)에 공급된다. 이두 저항기들은 V_A와 V_S값들에 따른 출력 V_sum을 만드는 가산기로 작용한다. 양호한 실시예에서의 저항기(R240과 R241)의 값은 다음과 같이 선택되었다.

V_sum=0.13V_S+0.87V_A본 발명의 범위내에서 다른 비들로 사용될 수 있다.

V_sum은 연산증폭기(287)의 비반전 입력에 인가된다. 저항기(R212, 와 R214)는 연산증폭기(287)가 2배 증폭기로 동작하도록 연산증폭기의 출력, 이것의 반전입력, 및 0기준단자(510) 사이에 접속된다. 연산증폭기(287)의 출력은 저항기(R219)와 전위차계(R220)를 통하여 초기에 클램프되는 캐패시터(C207)에 인가된다. 캐패시터(C207)는 저항기(R219, R220) 및 캐패시터(C207)에 의해 결정된 비로 2배의 V_sum으로 충전된다. 스위치(SW10)는 폐쇄되었을때 저항기(R219)를 단락시키고 캐패시터(C207)의 충전을 가속시키므로 완전한 예비셋트 속도 도달되도록 모터 M의 시간주기를 감소시킨다.

캐패시터(C207)의 정의 단자는 연산증폭기(288)의 비-반전 입력에 접속된다. 연산증폭기(288)의 출력은 다이오드(D204)를 통하여 이것의 반전입력과 연산증폭기(283) (안정한 상태에서 V_A를 V_S에 비교하는)의 비-반전 입력에 접속된다. 이 형태에서, 비반전 입력이 반전입력보다 낮은 전압으로 있는한 연산증폭기(288)는 반전 입력에서의 전압이 비-반전 입력에서의 전압을 따르도록 한다. 그러므로, 시퀸스의 시작동안, 연산증폭기(283)의 비-반전 입력은 V_S를 따르지 않고 캐패시터(C207)의 정의 단자에서의 전압을 따르게 된다. V_S와 연산증폭기(288)의 출력에서의 전압 사이의 전압차이는 저항기(R218)를 통하는 전류가 이 전압차이를 보상하기에 충분한 크기로 되게 한다.

캐패시터(C207)의 정의단자에서의 전압이 V_S와 거의 같고 V_S를 넘게되면, 다이오드(D204)는 역바이어스된다. 이것은 궤환 전류가 연산증폭기(288)의 반전입력으로 흐르는 것을 방지하고 연산증폭기(283)의 입력으로부터 연산증폭기(288)를 효과적으로 동작하지 않게 하여 V_S가 연산증폭기(283)의 비-반전 입력에 인가되게 한다.

2배 증폭기는 연산증폭기(287)가 거의 선형인 충전 곡선 부분에 캐패시터 충전전류를 항상 유지시키도록 캐패시터(C207)를 공급할때 사용되게 한다. 이것은 V_sum에 따른 가속 특성에 기인한다. 이 경우에, V_sum은 V_A로 나타난 활성와이어 이송속도에 따른다. 이것은 가속 초기 저속비가 더욱 신속한 가속에 의해서 선택된 속도로 되게한다. 이 가속형태는 아아크를 충돌시킬 때 가장 큰 잇점을 알게된다.

또한, 이 가속회로는 시동때부터 선택된 속도까지의 가속의 일정한 시간주기로 인하여, 선택된 최종속도와 무관하게 된다. 이것은 모든 속도에서 아아크를 충돌시킬 때 가장 큰 잇점이라는 것을 알 수 있다.

트랜지스터(Q201, Q202)는 와이어 이송차단회로와 관련된다. 초기에, 트랜지스터(Q201)는 캐패시터(C207)의 충전량을 저항기(R216)의 초기 전압에 의해 결정된 값으로 클램프하고, 트랜지스터(Q202)는 연산 증폭기(288)의 비-반전 입력을 0기준단자(510)보다 낮은 값으로 클램프한다. 이것은 스위칭회로 G가 초기에 가속회로로 시작하는 트랜지스터(Q201과 Q202)를 차단시킬때. 까지 계속된다. 다음은 프로그램 단일접합 트랜지스터 트리거링 회로에 대한 상세한 설명이다.

단자(285)에서의 와이어 이송모터 제어회로 C의 출력은 제4도에 도시한 저항기(R226), 다이오드(D205), 저항기(R227)로 구성된 전압분 배기에 인가된다. 트랜지스터(Q203)의 베이스는 저항기(R226)와 다이오드(D205)사이의 전압분배기에 접속된다. 캐패시터(C210)는 저항기(R226)와 병렬로 접속된다. 와이어 이송모터 제어회로 C의 출력은 전압분배기 회로를 통하여 이것의 베이스-에미터 접합을 순방향 바이어스하는 트랜지스터(Q203)의 베이스에 인가된다. 트랜지스터(Q203)의 콜렉터를 통하는 전류는 이것의 베이스에 인가된 전압에 비례한다. 트랜지스터(Q203)는 단자(525)로부터 단자(500)까지 저항기(R239), 다이오드(D206) 및 저항기 (R228)과 직렬로 접속되어 있다. 트랜지스터(Q204)의 베이스는 다이오드(D206)의 캐소드와 트랜지스터(Q203)의 콜렉터에 접속된다. 이것은 트랜지스터(Q204)의 콜렉터 전류가 와이어 이송모터 제어회로 C의 출력전압에 비례하게 한다.

동작시에 트랜지스터(Q204)는 단자(525)로부터 단자(500)까지, 저항기(R230), 가변저항기(R229), 및 캐패시터(C211)와 직렬로 접속된다. 캐패시터(C211)의 접합부와 트랜지스터(Q204)의 에미터는 저항기(R231)를 통하여 트랜지스터(QU201)의 애노드에 접속되는데, 이트랜지스터(QU201)의 캐소드는 병렬 접속된 저항기(R232), 캐패시터(C105) 및 펄스변압기(PT112C)를 통하여 -10V단자에 접속된다.

트랜지스터(QU201)의 게이트는 프로그램 단일 접합 트랜지스트(QU201)용 임계레벨을 설정하도록 선(525와 500)사이에 직렬로 접속된 저항기 (R233과 R234)의 접합부에 접속된다. 트랜지스터(Q204)의 콜렉터를 통하는 전류는 프로그램 단일 접합 트랜지스터(QU201)의 임계전압이 도달할 때까지 캐패시터(C211)를 충전한다. 이때에 캐패시터(211)는 저항기(R231), 트랜지스터(QU201) (이때 도전상태로 됨), 저항기(R232), 캐패시터(C105) 및 SCR(108)과 SCR(109)의 게이트들을 펄싱하는 펄스변압기(PT112C)의 제1권선을 통하여 방전하게 된다. SCR(108)이나 SCR(109)는 이 순간에 AC전력선의 극성에 따라 순방향 바이어스 되고, 와이어 이송모터 M의 전기자 (110)를 활성시키려고 트리거 되었을때 도통된다.

저항기(R226)와 병렬로 접속된 캐패시터(C210)는 와이어 이송제어회로 출력값이 임의의 매우 빠르고, 큰 변화에 대하여 트랜지스터(Q203)의 베이스에서 과장된 응답을 일으킨다. 단자(285)의 전압의 순간 변화는 트랜지스터(Q203)의 베이스상의 동일 크기의 순간 변화를 일으킨다. 단자(285)에서의 전압이 일반적으로 트랜지스터(Q203)에 인가되기전에 약화되기 때문에 이순간 변화는 오랜 기간동안 생기는 동일 변화에 정상적으로 인가된 것보다 더 크게 된다. 그러므로 단자(285)에서의 크고 신속한 입력신호 변화에 대한 회로응답은 증가하게 된다.

다이오드(D208)는 트랜지스터(Q203)의 베이스-에미터 접합의 역바이어스로 인한 손상을 방지하게 한다. 캐패시터(C223, C224, C225)는 트리거링 회로내의 활성 장치에 대해 과도기보호를 한다. 저항기(R228, R239) 및 트랜지스터(Q203)는 트랜지스터(Q204)의 일정한 전류 충전 트랜지스터 회로의 바이어스를 설정한다. 다이오드(D205와 D206)는 더욱 선형이고 온도 안정 전류원을 갖고 있는 트랜지스터(Q203, Q204)의 베이스-에미터 접합 전압강하를 보상하는 각각의 전압분배기 회로에서 전압 강하를 갖는다. 저항기(R230)와 전위차계(R229)는 트랜지스터(Q204)의 콜렉터와 시간 캐패시터(C211)를 통하는 전류를 셋트한다. 전위차계(R229)는 와이어 제어용 저속개방루우프 동작검을 셋트하는데 사용된다.

각각의 주기에서 적당한 시간에 SCR을 더욱 균일하게 트리거하기 위해서, 시간 캐패시터(C211)는 각 주기의 초기에 동일 레벨로 방전되어야 한다. 이것을 전파 정류된 단자(628)신호에 의해서 바이어스 되는 트랜지스터(Q205)와 (Q206)에 의해서 이루어진다. AC전력공급원의 각각의 반주기의 끝에서, 단자(628)는 저전압으로 연결된다. 이것은 트랜지스터(Q206)를 차단시키고 트랜지스터(Q205)를 동작시킨다. 트랜지스터(QU201)의 게이트는 트랜지스터(Q205)에 의해서 거의 -10V로 내려가서 트랜지스터(QU201)가 도전상태로 되게 한다. 그러므로 캐패시터(C211)는 저항기 (R231), 트랜지스터(QU201), 저항기(R232), 캐패시터(C205) 및 펄스변압기(PT112C)를 통하여 방전되고, 다음 SCR동작 주기동안 리셋트 된다.

다음 이 릴레이 스위칭 회로 및 트리거 회로에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

와이어가 자동으로 용접총에 공급되는 용접기에서는 용접을 개시 및 중지시키기 위해서 총위에 절연트리거 제어스위치를 갖춘다. 이 트리거 회로(제2도)는 변압기(T₂), 다이오드(D601, D602, D603, D604), 제어릴레이(CR601), 및 스위치(SW7)로 구성된다. 용접총(도시하지 않음)위에 장착된 스위치(SW7)는 정상적으로는 개방되고 순간적으로 트리거 하는 형태의 스위치이다. 스위치(SW7)가 폐쇄되면, 변압기(T₂)로부터의 AC 전력은 4개의 다이오드에 의해 형성된 전파정류기 브릿지에 공급되고, 브릿지로 부터의 DC전력은 제어 릴레이(CR601)의 권선을 여기시킨다.

제어릴레이(CR601)는 접촉은 제5도에 개략적으로 도시한 릴레이 스위칭 회로에 나타난다. 제어 릴레이(CR601)의 코일을 여기시키면, 제어릴레이(CR601)의 접촉은 폐쇄된다. 이때 전류는 전력공급원 단자(628)로부터 제어 릴레이 코일(CR101), 다이오드(D112), 저항기(R107), 정상적으로 폐쇄된 제어릴레이 접촉부(CR501) 및 폐쇄된 제어릴레이 접촉부(CR601)를 통하여 -10V 단자(500)로 흐른다. 이것은 단자(524)를 단자(500)에 접속시키고 와이어 이송모터 제어회로 C가 와이어 이송모터 M을 여기시키게 한다.

제어 릴레이(CR101)는 이 회로에서 세가지의 기능을 갖는다. 릴레이의 한극을 만드는 접촉부(CR101a 및 R101b)는 와이어 이송 모터내에서 자기 전류를 제어한다. 제어 릴레이(CR101)의 권선이 여기되면, 접촉부(CR101a)는 개방되고, 접촉부(CR101b)는 폐쇄되며, 전극이 나아가도록 자기 권선(121)에 순방향 전압이 형성된다. 제어 릴레이(CR101)의 권선이 비여기(de-energized)되면, 접촉부(CR101a)는 폐쇄되고 접촉부(CR101b)는 개방된다. 반대극성 전압은 전기자 회로의 다이오드(D115)와 함께 다이나믹 브레이킹을 제공하는 자기권선(121)에 공급된다.

제2정상 개방 접촉극(CR101C)은 용접장치가 동작하지 않는 경우에 와이어 이송모터 M의 전기자(110)에서 전류를 존재하지 않게 한다. 이동일 권선에 의해 제어된 제3접촉극(도시하지 않음)도 갖추어진다. 이극의 정상 개방 접촉극은 와이어 이송 모터가 정지되었을 때 용접전원 H로부터 비여기 출력까지 외부에서 사용하기 좋다.

다이오드(D112)는 전류가 제어회로로부터 버스(628)까지 흐르는 것을 방지한다. 다이오드(D111)는 제어릴레이(CR101)의 제어권선내의 전류를 유도하기 위한 방전통로를 갖춘다. 이것은 제어릴레이(CR601)나 (CR501)의 접촉부가 개방될때 고전압 과도 현상을 방지한다.

인터록 스위치는 릴레이 스위칭 회로내에 갖추어진다. 이것은 용접동안 트리거스위치(SW7)가 해제되게 한다. 전류 리이드 스위치(CR2)는 아아크가 나타날때 용접 케이블내의 전류를 자기적으로 감지한다. 스위치(CR2)가 폐쇄되면, 전력공급 단자(628)로부터의 전류가 저항기(R104)와 다이오드(D113)를 통하여 충전캐패시터(C108)로 흐르게 하고 공급전류가 저항기(R105)와 (R105)의 전압분배기 회로를 통하여 트랜지스터(R106)의 베이스로 흐르게 한다. 전력 공급단자(Q102)가 120Hz의 정류된(여파되지는 않음) 전류를 제공하므로, 모든 시간에 저항기(R102)가 순방향 바이어스 되게 하기 위해서 캐패시터(C108)로 여파해야 되고 제어릴레이(CR2)가 개방된 후에 짧게 지연된다. 캐패시터(C104)는 과도기 보호를 한다. 트랜지스터(Q102)를 도전시키고 스위치(SW3)를 온상태로 하면, 전류통로가 접촉부(CR601)와 병렬로 갖추어진다. 그러므로 용접전류가 나타났을 때 제어전류에 대한 전력을 차단시키지 않고도 트리거를 해제시킬 수 있다.

와이어 이송모터 M을 정지시키기 위해서, 인터록 모우드를 사용했을 때, 총은 작업에서 멀리 밀려나고 아아크를 브레이크 한다. 이것은 용접 전류스위치(CR2)가 개방되게 하고 제어릴레이(CR101)을 비여기시키는 트랜지스터(Q102)를 차단시키고 트랜지스터(Q201), (Q202)를 동작시키므로, 와이어 이송모터를 정지시키고 가속회로를 리셋트 시킨다.

전압제어회로에 대한 구체적인 설명을 하면 다음과 같다.

제7도는 아아크 전압제어회로를 개략적으로 도시한 것이다. 이 회로는 제3도의 와이어 이송모터 제어회로와 비슷하게 설계된다. 이 회로는 두개의 입력, 즉 사용자가 선택한 셋트전압(V_S)과 실제 아아크 전압(V_A)을 갖추고 있다. 이 셋트 전압은 저항기(R514, R3, R515)로 구성된 세개의 저항기 전압분배기의 중심 저항기를 형성하는 전위차계(R3)를 사용하므로서 조정된다. 이 전위차계는 사용자가 쉽게 알아볼 수 있도록 디지탈 볼트메터(DM1) 주위에 있다. 와이어 이송 제어회로에 전위차계(R2)를 사용하면, 다수의 전위차계들은 적당한 스위칭 회로인 단일 전위차계(R3)로 쉽게 대체해서 구성될 수 있다. 전압분배기는 정확한 10V 단자(4510)와 0기준단자(510) 사이에 접속된다. 캐패시터(C510)는 신호를 여파하기 위해서 전위차계(R3)의 중심단자와 0기준 단자(628) 사이에 접속된다.

전위차계(R₃)의 중심단자에 나타난 전압신호는 단일 이득, 고입력 임피던스 완충기로 동작하는 연산 증폭기(560)의 비-반전 입력에 나누어진다. 캐패시터(C515)는 연산증폭기 회로에서 잡음 제어하기 위하여 이 연산 증폭기의 출력과 0기준 단자(510) 사이에 접속된다. 연산 증폭기(560)의 출력은 사용자가 선택한 아아크 전압을 직접 해독하기 위해서, 동작시 에미터 스위칭 회로에 접속되는 단자(514)에 접속된다.

이 경우에, 저항기(R514, R3 및 R515)는 V_S가 1.2 내지 6.0V 사이로 변하도록 선택된다. 10과 1사이에 소수점을 위치시키므로서, 아아크 전압에 바람직한 영역으로 되는 12.0 내지 60.0 사이의 변화를 표시하는 세개의 디지탈 메터에서 이 소수점을 해독할 수 있다.

V_S는 저항기(508)를 통하여 연산증폭기(561)의 비-반전 입력에 인가된다. 실제 아아크 전압에 비례하는 신호는 이 연산증폭기의 반전 입력에 인가된다.

실제 아아크 전압은 단자(67과 21A)에서 감지된다. 단자(67)는 용접전류가 용접총으로 갈 수 있는 도체에 삽입되는 점인 전극 접촉 블럭에 접속된다. 단자(21A)는 아아크 용접 전력원의 작업 스투드(stud)에 접속되는 단자(21)에 접속될 수 있다. 더욱 정확한 아아크 전압 측정을 하기 위해서, 잭(J1)이 사용될 수 있고 보조 케이블(도시하지 않음)을 이 잭으로부터 작업편까지 주행시킬 수 있다. 이것은 작업스투드에서 작업편까지의 용접 케이블의 저항성 손실로 인한 전압 강하를 감지된 아아크 전압에 포함시키는 것을 방지한다.

잭(J1) 내의 축상 케이블에 접속된 플럭을 삽입하면 단자(21)에 자동적으로 분리된다.

스위치(SW8)는 간단한 2극 반전 스위치이다. 이것은 점(667과 510) 사이에 인가된 전압이 일정한 극성으로 되어야 하기 때문에 사용된다.

단자(667과 510)에 인가된 아아크 전압은 활성 아아크 전압에 비례하는 신호 전압을 공급하고 아아크 전압을 10으로 나누는 저항기(R501, R502, R503)에 공급된다. 캐패시터(C501)는 고유 잡음이 있는 아아크 전압을 여과한다. 다이오드(D502)는 잘못된 극성의 전압이 우연히 단자(667과 510)에 인가되었을 때 제어회로를 보호한다.

전압분배기로 부터 유도된 신호 전압은 연산증폭기(562)의 비-반전 입력에 인가된다. 또, 이 연산 증폭기는 1이득 증폭기 및 신호 완충기로 작용한다.

연산 증폭기(562)의 출력 V_A는, V_A를 여파하고 연산증폭기(569)에 여파된 값을 인가하며 동작시에 메터회로에 공급하는, 저항기(R504)와 캐패시터(C504)에 인가된다. 여파기는, 디지탈 메터상의 고유잡음 신호를 쉽게 해독하기 위해서 필요하다.

연산증폭기(562)의 출력 V_A는 저항기(R507, R535)를 통하여 연산증폭기(561)의 반전 입력에 인가된다. 연산증폭기(561)는 신호 V_S와 V_A를 비교한다.

저항기(R509, R510)와 캐패시터(C507, C508, C518)로 구성된 궤환통로는 연산증폭기(561)의 출력을 이것의 반전 입력에 접속시킨다. 이 궤환 루우프는 연산증폭기단의 이득을 결정한다. 고주파수 신호 잡음에 대하여, 캐패시터(C507)는 무시할 수 있는 임피던스의 궤환통로를 이것의 반전 입력에 다시 제공한다. 연산증폭기의 이득이 입력 임피던스로 궤환 임피던스를 나누므로서 결정되면, 연산증폭기(561)의 이득(잡음에 대한)은 매우 낮게 된다.

매우 낮은 주파수 신호에 대하여, 예를들어 셋트 전압신호(V_S)내의 변화에 대하여, 궤환 임피딘스는 저항기(R510) 및 (R509)의 합으로 된다. 저항기(R509)가 비교적 큰 값으로 되어 있으면, 이 전압 변화형태에 대한 증폭기 이득은 매우 크게 변하게 되고 이 변환형태에 응답하여 연산증폭기(561)의 출력전압 흔들림이 상당하게 된다.

이 매우 낮은 두 주파수 사이로 신호들이 떨어지면, 예를들어 전원과 아아크 특성으로 인한 용접전압의 다이나믹 변화와 발진때에, 캐패시터(C508, C518)가 저항기(R509)를 바이패스시키고 궤환 임피던스는 저항기(R510)의 값으로 된다. 양호한 실시예로 이 저항기 값들이 선택되면, 이것은 저항기(R509)에 의해 갖추어진 DC이득보다 매우 낮고 캐패시터(C507)에 의해 제한된 잡음 이득보다 매우 높은 약 4.7의 이득을 갖게 된다.

연산증폭기(561)의 출력은 트랜지스터(Q501)의 베이스에 접속된다. 다이오드(D506)는 연산증폭기(561)의 출력이 단자(510)에서의 0기준전위에 대하여 커다란 부의 값으로 되지 않게 한다. 또한 이것은 트랜지스터를 파괴시킬 수 있는 역바이어스 전압으로부터 트랜지스터(Q501)에 베이스-에이터 전압을 보호한다. 캐패시터(C514)는 트랜지스터(C501)에 대한 잡음과 과도현상을 제거한다.

핀 F와 S로 표시된 점퍼(jumper)는 연산증폭기(561)의 입력경로로부터 저항기(R507)를 제거하기 위해서 구성된 것이다. 이것은 연산증폭기(561)의 이득을 증가시키므로 시스템응답이 증가하게 된다. 핀 L, M 및 N으로 표시된 제2점퍼는 연산증폭기(561)과 트랜지스터(Q501) 사이에 필터회로를 가산시키기 위해서 제공된다. 도시된 바와같이 접속되었을때, 핀 L은 핀 M과 단락되고 필터는 회로로부터 제거된다.

빠른 응답에 대해서는 반도체 전력원이 주 용접장치에 사용되며, 회로의 이점에서 여파하는 것이 바람직하다. 이 때 점퍼는 L과 M 대신에 핀 M과 N을 접속하도록 스위치되고 저항기(R511)와 캐패시터(C702)는 트랜지스터(Q501)의 베이스에 인가된 신호를 여파한다.

용접 초기에, 저항기R704)와 저항기(R511)와 병렬로 접속된 필터에 첨가하므로 이 휠터의 시정수는 낮아진다. 단자(550)(제8도)는 용접전류가 흐를때까지 낮은 전압을 유지한다. 이것은 트랜지스터(Q701)의 베이스에서 낮은 전압을 유지하고 트랜지스터가 차단되게 한다. 저항기(R705)는 트랜지스터(Q702)가 동작되고 저항기(R704)가 필터 회로내의 저항기(R511)와 병렬로 접속되도록 전계효과 트랜지스터(Q702)의 게이트를 바이어스 한다. 용접전류가 흐르기 시작하면, 저항기(R701, R702, R703), 캐패시터(C701) 및 제너다이오드(DZ701)로 구성된 시간 및 바이어스 회로는 이 주기를 시작하게 된다. 캐패시터(C701)는 제너다이오드(DZ701)가 브레이크 다운될 때 약 0.5초 동안 축적된다. 이것은 트랜지스터(Q701)를 동작시키고 트랜지스터(Q702)를 차단시킨다. 또한 이것은 필터 회로에서 저항기(R704)를 제거시킨다. 다이오드(D701, D702)는 절연을 제공하고 다이오드(D703)는 (D701)의 베이스-에미터 접합을 보호한다.

연산증폭기(561)의 출력전압이 증가하면, 트랜지스터(Q501)의 베이스-에미터 접합은 더욱 순방향 바이어스되고 트랜지스터(Q501)의 콜렉터 전류가 증가한다. 트랜지스터(Q501)의 콜렉터는 광결합 아이솔레이터내(OCI501)의 광방출 다이오드의 캐소드단자에 접속된다. 이것은 와이어 이송기의 전압제어회로와 관련된 아아크 용접전력원(도시하지 않음)의 제어회로 사이에 절연을 제공한다. 트랜지스터(Q501)를 통하는 전류가 증가하면, 광방출 다이오드로부터 방출된 광은 증가하게 되고 광결합 아이솔레이터(OCI501)의 포토트랜지스의 콜렉터-에미터 접합을 통해 흐르는 전류를 증가시킨다. 저항기(R512)와 전위차계(R561)는 연산증폭기(561)의 주어진 출력 레벨을 위해 트랜지스터(Q501)와 광결합 아이솔레이터(OCI501)의 광방출 다이오드를 통하는 전류를 셋트한다.

저항기(R513)는 고온도 누설 전류를 감소시키고 전류의 광범위한 영역이상으로 광결합 트랜지스터의 이득을 선형화 시키기 위해서 포토트랜지스터의 베이스 에미터 접합을 분로시킨다.

단자 A, B 및 C는 아아크 용접 전력원상의 세 단자에 접속된다. 이 세단자들은 전압제어회로에 의해 공급된 압력에 의해 공급된 압력에 응답하여 아아크 전압을 제어한다. 최대 전력원상의 이 세입력들은 세단자 전위차계의 저항성에 응답하여 출력전압을 제어하도록 설계되어 있고, 단자 A, B 및 C에서의 출력은 제어전위차계의 형태와 거의 같도록 설계되어 있다. 그러므로, 연산증폭기(561)의 출력전압이 증가하면(증가된 아아크 전압을 필요로 하면), 단자 B와 C사이에 있는 실효 저항은 제어 전위차계의 동작과 거의 비슷하게 감소하게 된다.

저항기(R533)는 유사전위차계를 완전하게 하기 위하여 제공된다. 캐패시터(C509), 저항기(R534), 및 제너 다이오드(DZ504)는 잡음을 제거하고 단자 A, B 및 C에서 나타날 수 있는 과도현상 및 역전압으로부터 트랜지스터(564)를 보호한다.

지금까지 기술한 제어회로에서, 용접을 시작하기 전에, 용접 전력원 내의 접촉기가 개발되고 실제 아아크 전압(V_A)(대개 0)은 사용자가 선택한 아아크 전압(V_S)보다 낮게 된다. 전압 제어회로는 출력 트랜지스터(564)를 구동시키므로서 실제전압을 충만 상태로 증가시킨다. 그러므로, 트리거 스위치(SW7)가 용접을 시작하도록 폐쇄되고 릴레이(CR101)가 용접 전력원에 접촉기를 폐쇄시키도록 활성화되면, 전 출력전력은 적극에 공급된다. 용접 초기에는 낮은 출력전압이 바람직하다. 회로는 전력원 출력접촉기를 폐쇄하기 전에 전압 제어출력을 저레벨을 유지시키기 위해 갖추어졌다.

저유지 회로에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제7도에 도시한 바와같이, 저항기(R530과 R538)와 다이오드(D503)는 14.5V 공급단자(525)와 기준단자(510) 사이에 전압분배기를 형성한다. 저항기(R538)의 더 정극성인 쪽은 트랜지스터(Q504)의 베이스에 접속된다. 캐패시터(C502)는 트랜지스터(Q504)에 대해서 과도현상 보호 및 잡음제거를 한다. 트랜지스터(Q504)의 에미터는 0기준 단자(510)에 바로 접속된다. 그러므로, 용접을 시작하기전에 트랜지스터(Q504)가 동작한다. 연산증폭, 기(568)의 비-반전 입력은 캐패시터(C505)와 트랜지스터(Q504)의 콜렉터에 접속되고, 이 트랜지스터는 동작시에 0기준 레벨 이상의 0.2V로 유지된다.

저항기(R506)는 연산증폭기(561)의 출력을 연산증폭기(568)의 반전 입력에 접속한다. 연산증폭기(568)의 반전 입력은 다이오드(D504)를 통하여 0기준 단자(510)에도 접속된다. 연산증폭기(568)의 반전 입력은 다이오드(D504)가 약 0.6V로 포화될때까지 연산증폭기(561)의 출력을 거의 따르게 된다. 연산증폭기(568)은 트리거 스위치(SW7)가 개방될때 캐패시터(C505)의 최저 전압과 연산증폭기(561)의 출력을 비교하게 된다. 연산증폭기(568)의 출력은 다이오드(D505)를 통하여 사용자가 선택한 바람직한 아아크전압(V_S)를 나타내는 연산증폭기(561)의 비-반전 입력에 접속된다. 연산증폭기(568)는 이것의 비-반전 입력에서의 전압과 이것의 반전입력에서의 전압을 계속 비교하도록 충분히 낮은 출력을 나타낸다. 전류는 연산증폭기(560)를 흐르고 저항기(R508)와 다이오드(D505)를 통하여 연산증폭기(568)의 출력으로 흐른다. 저항기(R508) 양단에 생긴 전압강하는 연산증폭기(561)의 비-반전 입력에 나타나는 기준 레벨이 0에 가까운 아아크 전압을 셋팅하는 것을 나타내게 한다. 그러므로, 전압 제어회로 출력은 트리거 스위치(SW7)가 개방될때 낮게 유지된다.

트리거가 동작되면, 스위치(SW7)가 폐쇄되고, 제어 릴레이(CR6)가 릴레이 접촉이 폐쇄되며, 단자(524와 530)가-10V 단자(500)에 접속된다. 단자(530)는 절연 다이오드(D516)를 통하여 트랜지스터(504)의 베이스를 공급하는 전압분배기에 접속된다. 단자(530)가-10V 단자에 접속되면, 베이스 구동은 트랜지스터(Q504)에서 제거되고 트랜지스터(Q504)가 차단된다. 이때 캐패시터(C505)의 정단자의 전압은 단자(667)와 기준단자(510) 사이에 접속된 전압분배기(R505와 532)에 의해 결정된다. 저항기(R502, R532)는 아아크 전압의 약 45%가 캐패시터(C505)에 인가되도록 선택된다. 이 전압이 다이오드(D504) 양단의 순방향 전압강하보다 적은동안, V_S는 연산증폭기(561)의 비-반전 입력에서 거의 0V로 나타나게 되면 연산증폭기(561)의 출력이 낮게 된다. 캐패시터(C505) 양단의 전압이 다이오드(D504) 양단의 전압을 초과하면 연산증폭기(568)의 출력이 빨리 증가하고 다이오드(D505)가 역 바이어스되며 저유지회로가 연산증폭기(561)의 입력으로부터 효과적으로 분리되게 하여 연산증폭기(561)의 비-반전 입력에 사용자가 선택한 바람직한 아아크 전압(V_S)으로 되게 한다. 전력원의 출력전압은 용접전력원의 응답에 관련해서 이미 논의한 바와 같이 연산증폭기(561)의 주파수 응답에 의해 제어된 비로 V_A가 V_S와 같게 하도록 증가하게 된다.

캐패시터(C506)의 위상은 연산증폭기(568)의 출력에서의 불안정성과 제어되지 않은 발진을 방지하도록 연산증폭기(568)를 보상한다. 제너 다이오드(DZ503)는 캐패시터(C505), 트랜지스터(Q504) 및 연산증폭기 568의 과전압 보호와 연산증폭기(568)의 역전압 보호를 제공한다.

다음은 보호회로에 대한 상세한 설명이다.

아아크 용접기는 고전류와 고전압을 만들 수 있기 때문에, 바람직하지 않은 상태가 계속될 때 아아크 용접 전력원 출력과 와이어 이송모터를 차단시키는 보호회로가 필요하다. 어떤 선정된 상태하에서 전극으로부터 용접 전력을 제거시키고 와이어 이송을 정지시키는 회로를 이하에 설명한다.

만약에 어떤 이유로, 용접을 하는 동안 아아크 용접 전력원 제어회로에서 미리 셋트된 전압을 공급하지 않으면, 와이어 이송장치와 전력원을 폐쇄하는 것이 바람직하다. 이 상태는 와이어 이송기 전압 제원회로가 부정확하게 접속될 때 증가될 수 있고, 아아크 용접 전력원이 바람직한 전압에 대해 나쁜 범위나 극성으로 세트될 때 증가될 수 있으며, 작업전압 감지선이 분리될 때도 증가될 수 있고, 용접 처리를 차단시켜야 하는 다른 다수의 관련된 상태에서 증가될 수 있다.

이 상태에서, 연산증폭기(561)(제7도 참조)는 바람직한 전압을 공급하기 위해 트랜지스터(Q501)가 완전히 온되거나 완전히 오프되도록 구동시킨다. 이 경우에, 연산증폭기 출력은 이것의 공급전압 한계중의 하나가 도통하게 된다. 제8도에 도시한 바와 같이, 이 출력전압은 저항기(R519)를 통하여 단자(565)에서 캐패시터(C512)에 공급되며, 이 전압은 약간 여파된다. 캐패시터(C512) 양단의 전압은 연산증폭기(570)의 비-반전 입력에 공급되고 연산증폭기(571)의 반전 입력에 공급된다.

바람직하게 차단되는 한계는 저항기(R516, R517) 및 다이오드(D517)로 구성된 전압분배기에 의해 셋트된다. 저부한계(V_L)는 연산증폭기(571)의 비-반전 입력에 접속된다.

상부한계(V_H)는 연산증폭기(570)의 반전입력에 공급된다. 이 형태는 윈도우 비교기로 알려져 있다.

캐패시터(C512) 양단의 전압이 두 한계전압 사이에 놓이면, 연산증폭기(571)의 반전입력은 이것이 비-반전 입력(V_L)보다 더 높고 이 증폭기의 출력은 부극성으로 되거나 -10V 버스(500)의 전위에 거의 가깝게 된다.

또한, 동일한 상태하에서, 연산증폭기(570)의 비-반전 입력은 반전 입력(V_H)보다 낮게되어, 연산증폭기(570)에 대해 부의 출력으로 되거나 -10V 버스(500)의 전위에 거의 가깝게 된다.

그러나, 캐패시터(C512) 양단의 전압이 저부한계 전압으로 떨어지면, 연산증폭기(571)의 반전입력의 전압이 비-반전 입력의 전압보다 낮게 된다. 이것은 정의 출력전압 다이오드(D508)를 순방향 바이어스 하게 하고 저항기(R522, R523)를 통하는 전류가 시간 캐패시터(C513)로 공급되게 한다. 저항기와 캐패시터(C513)에 의해 나타난 시간 지연은 순간적인 범위 이탈 상태로 인해 차단되는 것을 방지한다. 전류가 충분한 시간동안 15V로 캐패시터(C513)를 충전하도록 흐르면, 제너 다이오드(DZ502)는 브레이크 다운되고, 바이어스 전류는 트랜지스터(Q503)이 베이스에 공급되며, 이 트랜지스터를 순방향 바이어스 시키고 전류가 제어릴레이 코일(R501)을 통해 흐르게 한다. 이것은 동작시에 제어릴레이(CR101)의 코일에 전류가 흐르는 것을 차단하는 폐쇄 접촉부(CR501)(릴레이 스위치 회로내에 있음)를 개방시키고, 아아크 용접전력원을 차단시키고 와이어 이송모터 자계권선(121)의 전압극성을 발전시킨다. 제어릴레이(CR501)의 폐쇄 접촉부가 개방되기 때문에, 단자(524)는 고전위로 유지된다. 이것은 다이오드(D201 및 D203)를 역바이어스 시키고(제3도) 트랜지스터(Q201)와 (Q202)를 동작시키도록 14.5V 단자(525)로 부터 저항기(R213, R223)를 통하여 전류가 흐르게 한다. 트랜지스터(Q202)가 동작하면, 연산증폭기(283)의 비-반전 입력은 저항기(R225)를 통하여 -10V 단자에 접속된다. 이것은 부극성의 와이어 이송속도의 요구에 의해 와이어 이송모터 전기자(110)에 전력이 들어가지 못하게 즉시 차단시킨다.

캐패시터(C512)의 양단 전압이 상부 한계전압(V_H)를 넘으면, 연산증폭기(570)는 정의 출력을 갖게 되고 다이오드(D507)는 순방향 바이어스된다. 시간 캐패시터(C513)는 충전되고 용접장치는 저부한계 전압(V_L)이하의 전압에 대해 기술한 것과 같은 방법으로 차단된다.

트랜지스터(Q201)가 동작하면 캐패시터(C207)는 저항기(R216)를 통하여 방전되고 다음 작동을 하기 위해 준비한다.

제너 다이오드(DZ201)는 트랜지스터(Q202)가 동작하기 전에 달성되어야 하는 임계전압을 제공하므로, 스위칭 회로로부터의 가상신호로 인한 와이어 이송기의 장애를 방지한다. 저항기(R215와 R224)는 차단될 때 동작하는 트랜지스터(Q201)나 (Q202)로부터의 누설전류를 방지한다. 캐패시터(C222)는 트랜지스터(Q202)에 대해 과도현상 보호를 한다. 다이오드(D201과 D203)는 트랜지스터(Q201과 Q202)에 대해 절연을 제공하며 다이오드(D202)는 트랜지스터(Q201)의 베이스-에미터 회로를 통하는 역전류가 높지 않도록 방지한다.

제어 리레이(CR501)의 개방 접촉부는 트랜지스터(Q503)의 콜렉터-에미터 접합과 병렬로 접속되므로, 트리거스위치(SW7)가 폐쇄되어 있는 동안이 보호회로가 차단상태로 래칭되게 한다.

트리거 스위치(SW7)가 해제된 후에 용접이 다시 시작된다. 이것은 릴레이 스위칭회로 내의 접촉부(CR601)를 개방시켜서 단자(530)와-10V 단자(500) 사이의 접속을 끊으므로 제어릴레이 코일(501)을 통하는 전류를 차단시킨다. 인터록 스위치(SW2)가 온 상태로 되면, 인터록상태는 용접전류가 차단되고 전류리이드 스위치 제어 릴레이(CR2)가 개방될때 오프로 된다. 이 두 경우에 트리거는 용접장치를 해제시켜 정상상태로 다시 돌아오게 한다.

제2윈도우 비교기(580)는 제8도에 도시되어 있다, 이 비교기는 와이어 이송속도가 구동모터보다는 와이어로부터 직접 정상적으로 해독될 때 사용될 수 있다. 이 비교기는 단자 W(제3도)에 접속되고 전압 이탈보호와 같은 방법으로 와이어 이송속도에 대한 영역이탈 보호를 제공한다. 이 성분값은 적당한 영역한계와 입력여파를 제공하도록 전압영역 이탈 회로에서와 같은 방법으로 선택된다.

다이오드(D515)는 역바이어스 전압으로부터 트랜지스터(Q503)의 베이스-에미터 접합을 보호한다. 저항기(R531)는 트랜지스터(Q503)가 오프로 되었을 때의 누설전류를 방지한다. 다이오드(D511)와 저항기(R504)는 방해 폐쇄로 인도하는 순간적인 영역 이탈상태로부터 야기되는 캐패시터(C513)의 전하 축적을 방지하도록 캐패시터(C513)에서 단자(500)까지 방전통로를 제공한다.

용접전극의 정상부하나 "인칭"(inching)동안, 아아크 전압신호 V_A는 V_S와 같지 않게 되고 보호회로가 전극 이송을 방지하게 된다. 그러나, 용접전류가 흐를때까지 보호회로를 불능하게 하는 회로가 제공된다. 트랜지스터(Q502)의 베이스는 제너 다이오드(DZ501)와 저항기(R520)를 통하여 +14.5V 단자(525)에 접속된다. 이 트랜지스터의 에미터는 -10V 단자(500)에 접속된다. 그러므로, 트랜지스터(Q502)가 도전하면, 캐패시터(C513)가 제너 다이오드(DZ502)를 브레이크다운 시키기에 필요한 전압으로 충전하는 것을 방지시킨다. 트랜지스터(Q503)는 순방향 바이어스되지 않고 보호회로는 불능하게 된다.

용접전류가 흐르면, 인터록 리이드 스위치(CR2)가 폐쇄되고, 이미 기술한 바와같이 베이스전류가 릴레이 스위칭회로내의 트랜지스터(Q102)에 공급된다. 이것은 트랜지스터(Q102)를 동작시키고, 효과적으로 단자(521)가 -10V 버스(500)에 접속된다. 이때 다이오드(D510)가 순방향 바이어스되고 전류가 제너 다이오드(DZ501)를 통하는 대신에 저항기(Q520)로부터 트랜지스터(Q102)를 통하게 된다. 트랜지스터(Q502)는 오프로 되고 단자(550)는 -10V 단자로부터 분리되고 보호회로가 동작하게 된다.

저항기(R521)와 캐패시터(C503)는 트랜지스터(Q502)에 대한 과도현상 및 누설보호를 제공한다. 트랜지스터(Q502)의 점퍼단자 B는 보호회로가 고장수리 및 진단목적을 위해서 바이패스되게 한다.

접지선 보호에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

접지선은 전력원의 프레임에 와이어 이송기의 샤시접지를 접속한다. 이 프레임이 전기적으로 작업접지와 공통이면, 전극과 와이어 이송장치의 샤시 사이에 아아크를 발생시킬 수 있고 접지선을 통하여 용접전류를 충분히 이송할 수 있다. 접지선이 용접전류를 이송하도록 설계되지 않으면, 과열이 빨리 되고, 손상되거나 심지어 타버린다. 그러므로, 보호회로가 제공된다.

정상적인 상태하에서, 저항기(R528, R529, R551)는 0기준점(510)에 대해서 약 +3V를 연산증폭기(575의 반전 입력에 인가하는 전압분배기를 형성한다. 이와 마찬가지로, 안정한 상태에서, 저항기(R525, R565, R527)는 연산증폭기(575)의 비-반전 입력에 -6V를 인가하는 전압분배기로 작용한다. 이 전압레벨로, 연산증폭기의 출력은 완전히 부(-)로 되고 다이오드(D153)는 역바이어스 되므로, 저항기(R524)를 통해 흐르는 전류가 없게 된다. 충분한 전류가 접지선과 이것의 제한 저항기(R552)를 통해 흐르면, 리이드 스위치(CR4)는 바이패스 저항기(R551)를 폐쇄시킨다. 연산증폭기의 반전 입력에서의 전압은 캐패시터(C520)와 저항기(R528, R529)에 의해 결정된 비율로 강하하기 시작한다. 반전 입력에서의 값은 약 5미리세컨드 내에 약 -5V 보다 더 낮게 강하하게 된다. 이것이 발생하면, 연산증폭기(575)의 출력은 높은 상태로 스위치되고, 정궤환저항기(R525)로 인하여 연산증폭기의 비-반전입력에서의 전압은 약 +11V로 증가하게 된다. 전류는 저항기(R524), 순방향 바이어스 다이오드(D513), 및 브레이크 다운 제너 다이오드(DZ502)를 통해 흐르게 된다. 이것은 동작시에 이미 기술한 바와같이 와이어 이송을 정지시키고 전극으로부터 용접전력을 제거시키는 트랜지스터(Q503)를 순방향 바이어스 한다.

이 접지선 보호회로는 와이어 이송 모터와 아아크 용접 전력원을 불능하게 하는 상태에서 이 자체를 래치하고 용접 총 트리거 스위치를 해제하므로서 리셋트 될 수 없는 영역 이탈 보호회로와는 다르다. 정궤환 저항기(R525) 때문에, 전압 제어 및 와이어 이송은 접지선을 통하는 전류가 중단되고 리이드 스위치 제어릴레이(CR4)가 개방된 후에도 불능하게 된다.(연산증폭기(575)의 비-반전 입력에서의 전압은 반전입력에서의 전압보다 높게 된다. 그러므로, 출력은 높게 유지되고 용접은 다시 시작되지 않는다.

리셋트 스위치(SW1)는 회로를 리셋트하도록 순간적으로 눌려진다. 리셋트 스위치(SW1)가 눌러지면, 저항기(R551)는 -10V 단자로부터 분리되고 캐패시터(C520)는 저항기(R528)를 통하여 방전되고, 연산증폭기(575)의 반전입력이 +14.5V로 증가해서 증폭기의 출력이 다시 낮아지도록 보호회로를 리셋팅하게 된다.

조작자는 접지선 보호회로를 점검한 후에 리셋트 스위치(SW1)를 눌러야 하므로, 과대전류가 접지선에 의해 도전되는 것을 지시하여 동작자가 장비의 안전검사를 책임질 수 있게 알려준다.

다음은 조작에 대한 설명이다.

조작시에, 사용자는 속도셋트 전위차계(R2)를 수동으로 조정하고 메터를 관찰하므로서, 바람직한 와이어 이송속도를 공간 실험실에서 관리자나 정하거나 이전의 용접 동작에 의해 결정된 정확한 값으로 미리 셋트할 수 있다. 이때 이것은 메터회로 스위치(SW5)를 수 V의 상태로 이동시키고 전압셋트 전위차계(R3)를 조정하므로서, 바람직한 아아크 전압을 공장 실험실에서 이전의 용접이나 관리자에 의해 결정된 정확한 값으로 미리 셋트한다.

그런후에, 사용자는 용접총위의 트리거 스위치(SW7)를 폐쇄시키도록 해야 하고 와이어 이송모터가 바람직한 예비셋트 속도로 제어된 비로 가속되는 방법으로 활성화되게 해야 한다. 이와 동시에, 전력원이 활성화되고 이것의 출력이 예비셋트 아아크 전압을 갖도록 제어된다. 이 두 경우에, 사용자는 예비셋트 와이어 이송속도와 예비셋트 아아크 전압이 얻어져서 계속 유지되는지를 확인한다. 전력원이 잘못 조정되어서 예비 셋트 아아크 전압에 도달하지 못하거나 이 전압을 넘으면, 기계는 선정된 기간후에 중단된다. 그외의 여러가지 이유로 접지선을 통하여 샤시에 과대전류가 흐르면, 기계는 중단하게 된다. 트리거 스위치(SW7)가 눌려지고 용접이 시작되면, 조작자는 용접을 정지하도록 트리거 스위치를 해제한다. 릴레이 스위칭 회로의 내부연동 스위치(SW3)가 폐쇄되면, 스위치(SW7)가 해제되고 총은 작업편으로 부터 떨어져 나갈때까지 용접이 계속되며, 아아크는 끝나고 기계는 동작을 멈추게 된다. 부수적인 잡음보호에 대하여 설명하면 다음과 같다.

캐패시터(C212, C213, C217 내지 C227, C526, C527, C528, X529) 및 기타 값이 작은 다른 캐패시터들이 잡음 및 과도현상보호를 하는 회로에 추가되었다. 집적회로 팩케이지는 이 특수보호를 필요로 하는 인쇄된 회로 기판에 있는 선에 접속되는 것을 알 수 있다. 여기에 기술된 회로들을 만들때 다른 집적회로소자를 사용하면, 적당한자잡음 보호장치가 필요하게 된다.

상기에 기술한 실시예의 회로소자들의 양호한 값과 명칭은 다음과 같다.

집적회로 및 특수소자

I C1 MC1723L DM1 AD8864

I C2 LM2997N 와이어 이송속도 픽업(161)

I C3 MC78MOTCT T I L148

O C I 501 S O C124A

모든 연산증폭기 MLM2902캐패시터 (4개를 (팩케이지로))저항기

(uf=마이크로 파라드) 값

(pf=피코 파라드)

모터 전원회로, 전력공급원, 속도픽업(제2도)

C101 0.005uf R103 2 (50watts)

C105 0.01uf (Fig.4) R117 40 (12watts)

C113 0.047uf R118 100k

C114 0.047uf R137 330

C119 50uf R150 1k

C130 0.15uf R153 2.94k (1%)

C136 150uf R154 1.004k (1%)

C143 39uf R155 500

C144 4.7uf R166 1k

C151 0.022uf R167 68k

C152 0.022uf R168 39k

C157 18uf R169 1.3k

SCR108 12A,400V 다이오드

SCR109 12A,400V D106 16A, 400V

제너 다이오드 D107 16A, 400V

D Z138 15V, 5W D115 16A, 400V

E Z139 10V, 5W D122 1A, 1000V

D123 1A, 1000V

트랜지스터 D601 1A, 600V

Q135 2N5655 D602 1A, 600V

Q164 2N4123 D603 1A, 600V

퓨즈 D604 1A, 600V

116 1/2 A S B

과도기 보호기 다른 모든 다이오드 1A, 400V

와이어 이송제어 및 트리거링 회로(제3도와 제4도)

R2 10K (2watts)

C205 0.0033uf R206 10K

C206 0.47uf R207 10K

C207 18uf R208 100K

C208 4uf R209 33K

C209 0.047uf R210 10K

C210 4.7uf R211 5.6K

C211 0.15uf R212 15K

C212 0.022uf R213 47K

C213 0.022uf R214 15K

R215 100K

C215 18uf R216 1K

C216 100pf R217 1K

C217 0.022uf R218 1K

thru R219 22K

C227 0.022uf R220 50K

R221 15K

제너 다이오드 R222 10K

D Z201 6.8V R223 33K

R224 100K

트랜지스터 R225 1K

Q201 2N4123 R226 10K

Q202 2N4123 R227 6.8K

Q203 2N4123 R228 10K

Q204 2N4125 R229 20K

Q205 2N4123 R230 27K

Q206 2N4123 R231 15

Q U201 2N6027 R232 100

다이오드 R233 6.8K

D201 R234 2.7K

thru(드루) R235 10K

D206 1A, 400V R236 15K

D208 1A, 400V R237 10K

R238 1M

R239 15K

R240 3.3K

R241 22 K R242 560

전압 제어 및 보호회로(제7도와 제8도)

C501 0.1uf R3 10K (2watts)

C502 0.022uf R501 44.2K (1%)

C503 0.022uf R502 500

C504 4.0uf R503 4.75(1%)

C505 0.47uf R504 100K

C506 0.022uf R505 22K

C507 0.022uf R506 10K

C508 39uf R507 10K

C509 0.022uf R508 2.2K

C510 1.8uf R509 2.7M

C511 0.022uf R510 4.7K

C512 4.7uf R511 10K

C513 50uf R512 680

C514 0.022uf R513 2.7M

C515 0.022uf R514 5.6K

C518 39uf R515 1.8K

C520 1uf R516 6.8K

C522 0.022uf R517 27K

C523 0.022uf R519 10K

C524 4.7uf R520 33K

C526 0.005uf R521 100K

C527 0.022uf R522 15K

C528 0.022uf R523 1K

C529 0.005uf R524 4.7K

R525 4.7K

Q501 2N4123 R526 22K

Q502 2N4123 R527 22K

Q503 2N5655 R528 22K

Q504 2N4123 R529 2.2K

R530 100K

제너 다이오드 R531 100K

R532 27K

D Z501 6.8V R533 10K

D Z502 15V 1watt R534 100

D Z503 10V R535 1K

D Z504 20V 1satt R538 100K

다이오드 R539 27K

D501 R540 15K

드루 R551 22K

D518 1A, 400V R552 0.1

R561 2K

릴레이 스위칭회로(제5)도

C104 0.022uf R104 1K

C108 2.7uf R105 10K

R106 100K

R107 10

트랜지스터

다이오드

D509 1A 400V

D111 1A, 400V

D112 1A, 400V

D113 1A, 400V

메터회로(제6도)

C401 500uf R401 24.3K (1%)

C402 4.7uf R402 2K

C403 0.022uf R403 2.8K (1%)

C404 0.022uf

다이오드

D401 1A, 400V

D402 1A, 400V

D403 1A, 400V

D404 1A, 400V

시동회로(제7도)

C701 18uf R701 27K

C702 39uf R702 1K

제너 다이오드 R703 150K

D Z701 6.2V R704 68

트랜지스터 R705 100K

Q701 2N4123

Q702 2N4857

본 발명은 양호한 실시예를 기준으로 해서 기술하였지만, 본 발명의 기술 분야에 속한 자들은 본 발명의 배경내에서 수정 및 변경을 할 수도 있다.

Claims (1)

1. 소정의 아크전압으로 용접전력의 공급이 가능한 제어신호에 대응하는 조정가능한 출력을 구비한 용접전력원(H)과,

   일정하지 않은 길이의 용접전극과 함께 구동되도록 적용되는 모터구동이송 로울(111)을 구비한 와이어 이송기(B)와,

   제1스위치(SW7)와,

   상기 제1스위치(SW7)가 상기 전력원에 제어신호를 급급하도록 활성화되어 상기 전력원이 아크용접전력으로 상기 전극을 활성화시킬 때 작동하는 제1제어장치와,

   전극이송방향으로 상기 전극구동 로울(111)을 구동시키기 위한 상기 모터(M)를 상기 제1스위치가 활성화시킬때 작동하는 제2제어장치와,

   상기 전력원에 대하여 소정의 전력원 출력 아크전압으로 셋팅하는 제1수동조정장치(R3)와,

   상기 용접전극이 상기 아크에 대하여 바람직하게 이송되는 속도 파라메터를 셋팅하기 위한 제2수동조정장치(R2)로 이루어진 아크 용접장치에 있어서,

   용접 과정 파라메터를 선택적으로 표시하는 하나 또는 그 이상의 메터(DM1)와,

   소정의 아크전압에 비례하는 제1기준신호(V_S)를 상기 메터(DM1)에 제공하는 제1수동 조정장치(R3)와 상기 실제 아크전압을 감지하고 상기 실제 아크전압에 비례하는 신호(V_A)를 상기 메터(DM1)에 제공하는 장치(67, 562)와,

   시동회로(Q504, 562)에 의해 발생되어 낮은 초기값을 가지며 예정된 비율로 상기 제1기준 신호의 값이 상승되는 상기 제1기준신호(V_S)나 혹은 시동신호와 상기 실제 아크전압에 비례하는 상기 신호(V_A)를 비교하여 상기 전력원이 상기 메터에 선택되어 표시된 값과 동일한 아크전압을 발생시키도록 하는 전력원 제어신호를 발생시키는 제1비교장치(561)와,

   상기 메터(DM1)에 시간단위에 선형인 단위의 상기 조정의 전극 이송 속도에 비례하는 제2기준신호(V_S)를 제공하는 제2수동조정장치(R2)와,

   용접전극 이송의 실제속도를 감지하고 시간단위당 선형단위인 상기 실제 전극이송속도에 비례하는 신호를 제공하는 속도계장치(160, IC2, 281)와,

   상기 실제전극 이송속도에 비례하는 상기신호(V_A)와 상기 제2기준신호(V_S)를 비교하고 상기전극 이송기의 활성화를 변화시켜 상기실제 전극 이송속도가 메터(DM1)에 의해 표시된 바와같이 상기 소정의 전극 이송속도 파라메타와 동일하도록 하는 신호를 발생시키는 제2비교장치(283)와

   상기 실제 아크전압이 상기 소정의 아크전압에서 예정된 시간의 주기보다 오래 이탈했을 경우 상기 용접전력원을 비활성화시키는 신호를 제공하는 윈도우 비교장치(570, 571)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 프리셋트 용접장치.

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