KR940008587B1

KR940008587B1 - 아크용접기의 용접제어 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR940008587B1
Application number: KR1019910025809A
Authority: KR
Inventors: 김규식; 이방섭; 윤종민; 오유환
Original assignee: 대우중공업 주식회사; 이경훈
Priority date: 1991-12-31
Filing date: 1991-12-31
Publication date: 1994-09-24
Also published as: KR930012171A

Abstract

내용 없음.

Description

아크용접기의 용접제어 방법 및 그 장치

제1도는 본 발명에 의한 용접기 제어장치의 블록구성도

제2도는 본 발명 방법의 동작설명을 위한 주 플로우챠트

제3도는 제2도의 입력검사 루틴의 플로우챠트

제4도는 제2도의 입력채널 판별루틴의 플로우챠트

제5도는 제2도의 용접조건 설정값 저장루틴의 플로우챠트

제6도는 본 발명에 적용되는 CPU 내부의 메모리 구조도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 4 : 제1 및 제 2 정규부 2 : 스위칭부

3 : 고주파 변압기 5 : 리액터

6 : 와이어공급기 7 : 용접부재

8 : 구동부 9, 15 : D/A변환기

10 : 검출부 11 : A/D변환기

12 : 채널선택부 13 : 용접조건 설정부

14 : CPU 16 : PWM회로부

17 : 스위칭 구동부 18 : 채널표시기

본 발명은 다수의 용접조건을 주장치에 기억설정하고 원격제어에 선택채널 표시기를 설치하여 용접조건에 따라 원격지에서 채널선택을 행할 수 있도록 함으로써 용접기의 출력조절의 편리함을 제공할 수 있도록 한 아크용접기의 용접제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 작업자가 동일한 용접작업을 행할지라도 언제나 같은 정도의 용접품질을 보증받을 수 있다는 기대는 현실적으로 어렵다.

그 이유는 용접전류와 용접전압을 작업자의 경험과 기술 등에 의해서 설정하는 경우가 많으므로 같은 용접대상에 대해서 매번 같은 조건을 기억하여 용접조건을 설정하기란 그리 쉽지 않은 것이기 때문이다.

그 예로, 종래에는 작업자가 매작업 시작할 때마다 유선원격제어기에 설치되어 있는 용접전류 및 용접전압 설정용 손잡이를 돌려 용접조건을 맞추도록 구성되어 있으므로써 작업자가 안전장구인 용접장갑을 착용한 상태에서 한 손에는 용접손잡이(Torch)를 잡고, 다른 한손으로 유선원격제어기의 용접전류 및 용접전압 설정용 손잡이를 돌려 용접조건을 조절토록 하는 것이므로, 이러한 방법에 의해서는 최상의 용접조건을 조절하기가 그다지 쉽지 않은 것이다. 또한 종래의 용접기에는 용접전류 및 용접전압표시 눈금이 아날로그방식으로 설정되도록 구성되어 있어 세밀한 용접조건의 표시가 어렵고, 이에 따른 작업자가 정확한 설정값은 알 수 없으므로 정확한 용접조건을 조절할 수 없으며, 눈금이 수평으로 그려져 있는 유선원격제어기를 수직상태로 걸어놓을 경우 용접조건 설정값을 인식하기에 많은 불편을 겪게되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하고자, 용접기의 주제어장치에 다수의 용접조건에 따른 용접전류 및 용접전압 설정치들을 기억 설정할 수 있는 기능을 부가하고, 이를 선택할 수 있는 채널들을 원격제어기에 설치하여 작업자가 용접조건에 따라 선택하여 사용할 수 있도록 함으로써 작업할 때마다 용접조건을 조절해야 하는 불편을 해소할 수 있고, 아울러 채널선택시마다 기억되어 있는 용접전류 및 용접전압값을 디지탈형태로 표시토록 함으로써 확인조절의 용이함을 제공할 수 있는 아크용접기의 용접제어방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 용접기 제어장치의 전체를 나타낸 블록구성도로서, 입력교류전원을 정류하고, 평활하여 직류전원을 생성하는 제 1 정류부(1)와, 상기 직류전원을 고주파 펄스형 교류전원으로 변환하는 스위칭부(2)와, 상기 펄스형 교류전원을 전력변환하는 고주파 변압기(3)와, 상기 전력을 재차 직류로 변환하는 제 2 졍류부(4)와, 상기 제 2 정류부(4)로부터 변환된 전원중 한 극은 리액터(5)를 거쳐 용접와이어(6')에 결선하고, 다른 한 극은 용접부재(7)에 연결하여서 된 아크용접장치에 있어서, 용접조건(용접전류값 및 용접전압값)을 저장하는 용접조건설정부(13)와, 상기 설정부(13)에 채널별로 용접조건을 설정 저장하며, 저장된 용접조건을 채널별로 선택할 수 있는 채널선택부(12)와, 상기 채널선택부(12)의 채널선택에 따라 선택된 용접조건에 해당하는 전기적 신호를 발생하는 CPU(14)와 상기, CPU(14)로부터 발생된 전기적 신호는 상기 스위칭부(2)를 구동하기 위해 PWM회로부(16)를 거쳐 스위칭구동부(17)에 공급되게 연결하고, 상기 CPU(14)로부터 발생된 또 다른 전기적 신호는 상기 용접와이어공급기(6)를 구동하는 와이어공급구동부(8)에 전달되게 연결하며, 상기 리액터(5)와 용접부재(7)의 출력을 검출하도록 검출부(10)를 구비하고, 상기 검출부(10)의 신호를 상기 스위칭구동부(17)와 와이어공급구동부(8)에 전달하는 구성으로 된 것이다.

도면중 9는 와이어공급구동부(8)의 제어량을 아날로그값으로 변환시키는 D/A변환기이고, 11은 검출부(10)에 검출된 전류 및 전압을 디지탈값으로 변환시키는 A/D변환기이며, 15는 CPU(14)에서 처리된 데이타를 아날로그값으로 변환시키는 D/A변환기, 18은 채널표시기이다.

한편, 본 발명에 있어서 용접제어방법은 용접조건설정부(13)와 채널선택부(12)를 구비하여 용접조건(용접전류값 및 용접전압값)을 채널별로 설정 저장하고, 상기 저장돈 용접조건중 하나의 채널을 선택하여 선택된 용접조건에 따라 PWM회로부(16)에서 PWM신호를 발생시킴과 동시에 용접와이어의 공급속도를 제어토록하며, 상기 PWM신호는 직류전원을 고주파 펄스형 교류전원으로 변환하는 스위칭부(2)를 제어토록하며, 용접와이어(6')측과 용접부재(7)측의 출력전원을 검출하여 상기 용접와이어공급 속도를 조정함과 동시에 상기 PWM신호를 보정하도록 하는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 장치에 의해 구현되는 용접제어방법의 작용효과를 제2도 내지 제6도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 제1도에서와 같이 3상 입력교류전압(AC)을 정류 평활하는 제 1 정류부(1)에 의해 직류전원을 생성하고, 스위칭구동부(17)의 스위칭작용에 의해 스위칭부(2)를 고주파 펄스형 교류로 변환시킨다.

이렇게 변환된 고주파 펄스형 교류는 고주파 변압기(3)를 통해 전력으로 변환시키고, 변환된 2차측의 전압을 다시 제 2 정류부(4)에 의해 직류화 시킨 다음 리액터(5)에 의해 평활시킨다.

상기 리액터(5)를 통과한 후의 직류 전압이 용접부재(7)에 공급되면 용접봉과 모재사이의 아크발생에 의해 용접 에너지원이 된다. 또한 주전력을 제어하는 제어단을 살펴보면 작업자가 용접기 본체와 유선원격제어기에 설정된 다수의 용접조건(용접전류, 용접전압)을 설정하는 설정부(13)에 의해 원하는 값을 입력시킨다음 채널설정 및 선택부(12)의 채널명령키를 누르면 CPU(14)에는 용접조건값을 설정할 수가 있다. 이렇게 설정된 용접조건값을 저장한 상태에서 채널설정 및 선택부(12)의 채널선택키를 누르면 그에 대응하는 값의 아날로그값으로 D/A변환시키는 D/A변환기(9)(15)를 통해 구동부(8)는 용접와이어공급기(6)를 동작시켜 용접을 자동적으로 수행시키는 동시에 검출부(10)에서 검출한 제 2 정류부(4)의 출력전압을 PWM회로부(16)에 인가하면 PWM회로부(16)는 차분치에 대한 만큼 펄스폭 변조를 보상한 후 스위칭구동부(17)에 보낸다. 따라서 스위칭구동부(17)는 상기 PWM변조신호에 따른 스위칭신호를 스위칭부(2)에 공급하면 스위칭부(2)는 PWM 스위칭신호에 대응하는 주기로 고주파 펄스를 생성하게 되는 것이다.

한편 상기한 용접조건 즉, 용접전류 및 용접전압을 설정하기 위한 방법은 제2도에 나타낸 바와 같이 용접기의 전원스위치(도시생략)를 온시키면 CPU(14)는 초기에 채널표시기(18)에 'Φ"를 표시한다. 이때 원격제어기에 설정되어 있는 설정부(13)를 통해 설정된 용접전류 및 용접전압 설정값(Vol₁, Vol₂)은 3자리수와 7세그먼트에 표시되며, 이 설정값들은 예컨대 채널 2에 기록하고자 할 경우 채널설정 및 선택부(12)의 선택키를 2회 누르면 채널표시기(18)에는 '2'가 표시된다. 그런 다음 채널명령키를 누르면 현재의 용접전류 및 용접전압 설정값들이 채널 '2'에 기억된다.

상기 용접전류 및 용접전압(Vol₁, Vol₂) 설정값은 채널이 바뀌었을 때 기억하기 위한 변수(REF,REF)로 작용하며, 용접전류 및 전압에 대한 플래그설정(LOCK,LOCK)과 상기 플래그설정값에 따라 제6도의 메모리에 저장된 값으로 용접하거나 또는 설정값에 의해 용접이 되도록 한계전류 및 전압값을 설정한다.

이와 같이 설정하고자 하는 용접조건을 주제어장치(CPU)내의 메모리(제6도)내에 저장한 후, 이 설정값들을 이용하고자 할 경우 채널설정 및 선택부(12)의 채널선택키를 누르면 CPU(14)는 설정값들을 원하는 채널로 옮긴 다음 용접전류 및 용접전압 설정부(13)를 돌리면 이 기억값들은 각각 용접전류 및 용접전압의 설정치 역할을 행하게 된다. 즉, 제3도의 입력검사 루틴 플로우차트에서와 같이 용접전류 및 용접전압의 설정플래그 상태를 판별하여 '1'이면 기준값(REF,REF)과 입력설정값(Vol₁, Vol₂)을 비교하여 그 차가 한계전류 및 전압보다 크거나 같으면 플래그상태를 'Φ'으로 풀고 원격제어기내의 용접전류 및 용접전압 설정치(Vol₁, Vol₂)를 용접전류 및 용접전압(OUT,out)으로 설정하고자 다시 제2도의 메인 루틴에 복귀한다.

그런 다음, CPU(14)는 다시 채널선택키의 입력상태를 판별하여 토오치키가 선택키가 선택될 때까지 채널선택신호가 없으면 상기한 입력검사 루틴(제3도)을 반복 수행하며, 이의 반복 수행도중 채널선택신호가 입력되면, CPU(14)는 제4도에서와 같이 채널을 증가시키는 루틴을 수행한다. 즉 현재의 채널에 '1'을 증가한 후 채널의 횟수를 판별하며 설정수에 미치지 못하면 메모리에 기억되어 있는 값들의 용접전류 및 용접전압(Cout, Vout)을 출력시키고 새로운 기준값을 정한 다음 용접전류 및 용접전압에 대한 플래그상태를 '1'로 설정하고 다시 제2도의 메인 루틴으로 복귀한다. 그런 다음 채널설정 및 선택부(12)의 채널명령에 대한 기억키 입력여부를 판별하여 상기와 같이 토오치키가 입력될 때까지 상기한 루틴들을 반복 수행하며, 이의 반복 수행도중 기억키 신호가 입력되면 CPU(14)는 제5도에서와 같은 용접전류 및 용접전압(COUT, VOUT)을 자체 메모리에 저장하는 루틴을 수행한다.

이와 같은 방법으로 용접전류 및 용접전압에 대한 채널과 설정값을 메모리에 저장한 후 토오치키 입력여부를 판별하여 그 신호가 입력되면 CPU(14)는 자체 메모리에 저장된 용접전압(out)과 용접전류(out)값으로 용접을 행할 수 있도록 제어하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 여러가지 용접조건을 기억설정시켜 놓고 필요에 따라 원격지에서 채널선택을 행할 수 있도록 하여 채널선택 스위치만 누르면 원하는 값의 용접조건으로 용접작업을 행할 수 있도록 함으로써 매작업시마다 용접조건을 맞추는 불편을 해소할 수가 있음은 물론 선택채널에 대한 용접조건 설정값을 디지탈값으로 표시하여 줌으로써 그 조절을 용이하게 하고, 아울러 용접전류 및 전압에 비례한 용접와이어를 자동적으로 공급할 수 있도록 제어함으로써 용접기의 성능을 향상시킬 수가 있다.

Claims

입력 교류전원을 정류하고 평활하여 직류전원을 생성하는 제 1 정류부(1)와, 상기 직류전원을 고주파펄스형 교류전원으로 변환하는 스위칭부(2)와, 상기 펄스형 교류전원을 전력 변환하는 고주파 변압기(3)와, 상기 전력을 재차 직류로 변환하는 제 2 정류부(4)와, 상기 제 2 정류부(4)로부터 변환된 전원중 한 극은 리액터(5)를 거쳐 용접와이어(6')에 결선하고, 다른 한 극은 용접부재(7)에 연결하여서 된 아크용접장치에 있어서, 용접조건(용접전류값 및 용접전압값)을 저장하는 용접조건설정부(13)와, 상기 설정부(13)에 채널별로 용접조건을 설정 저장하며 저장된 용접조건을 채널별로 선택할 수 있는 채널선택부(12)와, 상기 채널선택부(12)의 채널선택에 따라 선택된 용접조건에 해당하는 전기적 신호를 발생하는 CPU(14)와 상기, CPU(14)로부터 발생된 전기적 신호는 상기 스위칭부(2)를 구동하기 위해 PWM회로부(16)를 거쳐 스위칭구동부(17)에 공급되게 연결하고, 상기 CPU(14)로부터 발생된 또 다른 전기적 신호는, 상기 용접와이어공급기(6)를 구동하는 와이어공급구동부(8)에 전달되게 연결하며, 상기 리액터(5)와 용접부재(7)의 출력을 검출하도록 검출부(10)를 구비하고, 상기 검출부(10)의 신호를 상기 스위칭구동부(17)와 와이어공급구동부(8)에 전달하는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 아크용접기의 용접제어장치.
용접조건 설정부(13)와 채널선택부(12)를 구비하여 용접조건(용접전류값 및 용접전압값)을 채널별로 설정 저장하고, 상기 저장된 용접조건중 하나의 채널을 선택하여 선택된 용접조건값에 따라 PWM신호를 발생시킴과 동시에 용접와이어의 공급속도를 제어토록하며, 상기 PWM신호는 직류전원을 고주파 펄스형 교류전원으로 변환하는 스위칭부(2)를 제어토록하며, 용접와이어(6')측과 용접부재(7)측의 출력전원을 검출하여 상기 용접와이어 공급속도를 조정함과 동시에 상기 PWM신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 아크용 접기의 용접제어방법.