KR960006997B1

KR960006997B1 - 용접 제어장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR960006997B1
Application number: KR1019930027910A
Authority: KR
Inventors: 정해천; 손정운; 윤종민; 오유환
Original assignee: 대우중공업 주식회사; 석진철
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1996-05-27
Also published as: KR950018899A

Abstract

내용 없음.

Description

용접 제어장치 및 그 방법

제1도는 종래의 인버터 CO₂/MAG 용접장치의 아크 스포트 시간 및 크레이터 전류를 설정하는 스위치를 나타내는 도면.

제2도는 또다른 종래의 인버터 CO₂/MAG 아크 용접장치의 크레이터 전류를 설정하는 스위치를 나타내는 도면.

제3도는 본발명의 실시예에 의한 인버터 CO₂/MAG 아크 용접장치의 시스템 구성을 나타내는 도면.

제4도는 본발명의 실시예에 의한 인버터 CO₂/MAG 아크 용접장치의 원격 제어기(REMOCON)의 시스템 구성을 표시한 도면.

제5도는 본 발명의 실시예인 원격 제어기의 판넬을 나타내는 도면.

제6도는 본 발명의 인버터 CO₂/MAG 아크 용접장치의 동작을 나타내는 플로우챠트.

제7도는 원격 제어기의 선택스위치(51)에 의한 인터럽트 처리과정을 나타내는 플로우챠트.

제8도는 원격 제어기의 기억스위치(52)에 의한 인터럽트 처리과정을 나타내는 플로우챠트.

표1은 원격 제어기의 표시기(55,56,57)에 표시되는 용접 파라미터의 설정 예시표.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

25 : 용접기 전면 판넬 30 : 마이크로 프로세서

31 : 중앙처리부 32 : EEP롬

33 : 램 34 : 롬

35 : 인터럽트 회로 36 : 직렬주변 인터페이스

37 : A/D 변환기 38-41 : 입출력 포트

49 : 표시기구동회로 50 : 원격 제어기

51,52 : 선택 및 기억스위치 53,54 : 전류, 전압설정스위치

55-57 : 표시기 58,59 : 디지탈 스위치

본 발명은 인버터 CO₂/MAG 아크 용접기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크레이터(Crater) 전류, 아크 스포트(Arc Spot)시간, 프리플로우(Preflow)시간, 번 백(Burnback) 시간 및 번 백 전압 등 용접에 필요한 다수의 용접 피라미터를 원격적으로 설정 및 표시하고 설정, 표시된 용접 파라미터를 기억할 수 있도록 한 용접 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 CO₂/MAG 아크 용접을 행하는 용접제어장치에 있어 종래의 용접 파라미터 설정 및 표시방법으로는 프리플로우 시간, 포스트플로우 시간, 와이어슬로우 전압, 번 백 시간 및 번 백 전압 등의 용접 파라미터가 고정되어 있거나, 변경이 가능하다고 하여도 용접장치 본체 내부의 기판의 볼륨저항을 조정하거나 점퍼(Jumper)선을 변경하므로써 설정값이 변경이 가능하도록 구성되어 있다.

그리고 일부 용접 파라미터를 설정, 표시하는 수단의 일예로서, 제1도에 나타낸 바와같이 볼륨 저항 주변에 인버터 CO₂/MAG 용접장치의 아크 스포트 시간 및 크레이터 전류치 눈금을 그리는 방법으로 구성하고, 아크 스포트 시간은 0에서 6초까지, 그리고 크레이터 전류는 0에서 10까지 표시된 눈금을 확인하면서 볼륨 스위치로 조정, 설정한다.

또한, 상기의 또 다른 일예로서, 제2도에서와 같이 볼륨저항 주변에 인버터 CO₂/MAG 용접장치의 크레이터 전류 설정치를 패턴화하여 사용하는 와이어(Wire)의 직경에 따라 각각 설정 전류의 눈금에 맞추어 크레이터 전류를 설정, 표시하도록 하였다.

그러나 상술한 종래의 용접 파라미터 설정 및 표시방법은 우선, 용접장치의 내부기관에서 볼륨저항이나 점퍼의 조정에 의해 용접 파라미터의 값을 설정, 변경하고자 할 경우마다 매번 용접장치를 분해, 조립해야 하는 번거러움이 있다.

그리고 용접현황과 용접장치와의 거리가 수 미터이상 떨어져 있는 경우, 용접 파라미터를 재 설정할 때마다 용접현장에서 용접장치까지 이동해야 하는 불편이 있다.

또한, 제1도와 같이 크레이터 전류 설정 눈금이 단순히 상대적인 표시방법에 의하는 것이므로 크레이터 용접작업이 이루어 질때에는 전적으로 용접사의 경험이나 감각에 의존하게 되어 향상 균일한 용접품질을 기대할 수 없을 뿐더러, 제2도의 경우에 있어서도 와이어 직경에 따른 크레이터 전류 설정 눈금이 각각 표시되어 있어 일견해서 판독 및 정밀설정이 어려운 관계로 어느정도 오차폭을 갖는 정도에서 설정할 경우가 많이 발생하게 된다.

따라서 본 발명은 상기한 종래 기술의 제반적인 문제점을 해소하고자 안출된 것으로, 그 목적은 용접현상의 용접조건에 따라 원격 제어기를 통해 다수의 용접 파라미터를 보다 용이하고, 신속, 정확하게 설정, 표시 및 기억할 수 있도록 하므로서 용접작업을 효율적으로 행할 수 있도록 한 인버터 CO₂/MAG 아크 용접 제어장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 용접장치 전면 판넬의 용접제어에 필요한 다수의 용접 파라미터 설정 정보를 입력하고, 입력된 정보는 마이크로 프로세서에 의해 용접전압 및 용접와이어를 제어하여 CO₂/MAG 아크 용접하도록 한 용접제어 장치에 있어서, 용접모드, 설정모드 및 용접 파라미터 항목의 채널 선택과, 선택된 채널의 해당 용접 파라미터의 약어 및 설정 기억된 데이타 표시가 가능한 원격 제어기를 구비하여서 달성된다.

또한, 상기한 원격제어기에는 정상적인 용접이 가능한 용접 모드와, 용접 파라미터를 설정할 수 있는 설정 모드를 두고, 상기 두 모드간의 스위칭을 제공하는 수단과 상기 설정 모드에서 다수의 용접 파라미터중 설정하고자 하는 용접 파라미터 항목의 채널을 선택하는 수단과, 상기 선택된 채널과 이 채널의 해당 용접 파라미터의 약어 및 설정 기억된 데이타를 동시적으로 표시하는 표시수단과, 상기 표시된 데이타를 수정 및 변경할 수 있는 변경수단과, 상기 표시된 설정 데이타를 표시된 채널에 기억시키는 기억수단으로 이루어 짐을 특징으로 한다.

또한 상기의 용접모드에서 설정모드로 또는 그 반대의 모드변경 수단으로는 적어도 복수의 스위치를 이용하고, 이 복수의 스위치를 동시 작동시켜 모드 스위칭이 이루어지도록 함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 구체적으로 상술하면 다음과 같다.

첨부도면 제3도는 본 발명의 실시예에 의한 인버터 CO₂/MAG 아크 용접장치의 시스템 구성을 나타낸 도면이다.

3상 입력을 정류 및 평활(10)하여 직류를 출력하고, 이 직류는 인버터부(11)에서 전력용 반도체 소자의 스위치 작용에 의해 고주파 교류도 변환된다.

변환된 고주파 교류는 주 변압기(12)를 통해 전력변환이 이루어지고 2차측의 다이오드회로(13)을 통하여 정류되고, 리액터(14)를 거쳐 평활된다.

리액터(14)를 통과한 후의 직류전압은 용접 와이어(18)와 모재(17)간의 아크를 발생시켜 용접 이행의 에너지원이 된다.

또한, 용접장치의 전면 판넬(25)과 원격 제어기(50)로부터 용접작업에 필요한 여러조건 및 파라미터가 설정, 마이크로 프로세서(Main Processor Unit) (30)에 입력되어 각종 구성요소 및 장치 전체의 동작을 제어하게 되는데, 즉 마이크로 프로세서(30)에서는 기 설정된 용접작업에 필요한 여러조건 및 파라미터의 값을 기준으로 용접전압 지령치를 출력하고, D/A 변환(23)된 용접 전압 지령치와 출력단(15)에서 검출된 출력 전압치와의 비교 오차에 비례한 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: 이하 PWM이라 함) 신호가 생성되어(22) 베이스 구동회로(20)에 전해지고, 그 신호는 인버터부(11)의 전력용 반도체 소자의 베이스에 인가되도록 구성된다.

그리고 출력검출회로(15)에서는 출력전류 및 전압을 검출하여 와이어 슬로우 조건 해제 및 출력단 단락 상태에서의 과전류 제어를 수행하기 위해 A/D 변환되어 마이크로 프로세서(30)에 입력되는 한편, 와이어 송급장치(16)의 모터속도 지령치는 마이크로 프로세서(30)로부터 D/A 변환(24)되어 와이어 송급장치 제어회로(21)를 통해 와이어 공급을 제어하도록 구성한 것이다.

제4도는 상기 제3도의 마이크로 프로세서(30)와 원격 제어기(50)의 구성을 상세하게 나타낸 블록도로서, 마이크로 프로세서(30)에는 중앙처리부(31), EEP 롬(Electrically Erasable Programmable ROM) (32), 롬(Read Only Memory)(34), 램(Random Access Memory)(33), 인터럽트 회로(35), 직렬 주변 인터페이스(Serial Peripheral Interface)회로(36), A/D변환기(37), 입출력 포트(38,39,40,41) 및 그들을 접속하는 시스템버스(42)로 구성되고, 이 마이크로 프로세서(30)는 다수의 스위치(51,52,53,54,58,59)와 표시기 구동회로(49) 및 표시기(55,56,57)로 구성된 원격 제어기(50)와 접속 구성된다.

상기 원격제어기(50)의 디지탈 스위치(58,59)는 용접 모드에서만 사용되며, 각각 인칭과 개별/일원 용접을 위한 입력 신호용으로 그 신호들은 포트(39)를 통해 중앙처리부(31)에 연결된다.

그리고 복수의 인터럽트 구동스위치(51)(52)는 두가지 용도로서 사용되는데, 용접모드와 설정모드간의 스위칭을 위한 입력 신호용으로 사용될때는 두 구동스위치(51)(52)의 동시 동작에 의해 이루어 지도록 구성되고, 상기한 두 구동스위치(51)(52)가 각각 독립적으로 사용될때에는 본래의 용도와 부합되는데, 이때의 구동 스위치(51)는 채널선택을 위한 입력 신호용으로 사용되고, 다른 구동 스위치(52)는 마이크로 프로세서(30)의 램(33)에 일시 격납되었던 해당 채널의 데이타를 EEP 롬(32)에 기억시키기 위한 입력 신호용으로 사용된다.

상기한 각각의 스위치(51,52)에 의한 입력 신호는 포트(38)을 통해 마이크로 프로세서(30)의 인터럽트 회로(35)로 보내지고, 인터럽트 회로(35)에서는 해당 인터럽트 신호원을 트리거(Trigger)시켜 중앙처리부(31)에 인터럽트 요구신호를 전송하도록 구성된다.

또한 원격제어기(50)의 아나로그 스위치(53)는 용접 모드에서 용접전류 설정을 위한 아나로그 신호 입력용으로서 사용되나 설정모드에서는 사용되지 않고, 또 하나에 다른 아나로그 스위치(54)는 용접모드에서는 용접 전압 설정을 위한 아나로그 신호 입력용이고, 설정모드에서는 용접 파라미터를 설정하기 위한 신호 입력용으로, 아나로그 스위치(53,54)에 의한 입력신호는 포트(41)을 통해 A/D변환기(37)에서 A/D변환된 후 중앙처리부(31)에 의해 램(33)에 일시 격납된다.

상기 랩(33)에 일시 격납되었던 용접전류 및 전압 또는 용접파라미터 데이타는 중앙처리부(31)에 의해 외부 회로와의 직렬(Serial) 접속을 위한 직렬 주변 인터페이스회로(36)로 보내지고, 그 데이타는 포트(40)를 통한 후 원격제어기(50)의 표시기 구동회로(49)에 의해 해당 표시기(55,56,57)에 전송 표시되도록 구성한 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 인버터 CO₂/MAG 아크 용접장치의 전체적인 동작은 제6도의 플로우챠트에 나타낸 바와 같이 전원 투입후 소정의 설정시간(약3초 정도)에 걸쳐 용접모드의 초기화를 실행하고, 이 시간이 경과되면 용접모드의 초기화 실행을 완료한다(단계1).

이와 동시에 마이크로 프로세서(30)의 중앙처리부(31)는 현재의 모드를 판독하여(단계2), 용접모드이면, 제5도의 용접전류 및 전압 설정스위치(53)(54)를 통해 용접법, 와이어 직경에 맞게 설정하고, 이때 선택스위치(51), 전류 및 전압설정스위치(53)(54)(57)에 표시된다(단계3).

여기서 선택스위치(51)와 기억스위치(52)를 동시에 작동시키면 용접모드에서 설정모드로 스위칭이 되어 용접 파라미터의 설정이 가능하다.

이후 설정된 용접 파라미터에 의해 크레이터 유/무, 또는 아크 스포트 용접을 수행한다(단계4).

이때 용접중에는 선택스위치(51), 혹은 기억스위치(52)의 작동에 의한 인터럽트 구동은 금지된다.

이후 용접작업이 완료되면 마이크로 프로세서(30)의 중앙처리부(31)는 다시 전술한 모드판별 과정으로 리턴되어 이를 반복 수행한다.

한편 단계2에서 설정모드이면, 원격제어기(50)의 선택스위치(51)로 설정하고자하는 용접 파라미터를 선택하고, 이때 선택된 채널은 채널 표시기(55)에, 그리고 선택된 용접 파라미터의 약어는 제5도의 좌측 표시기(56)에, 그리고 이전에 설정, 기억된 용접 파라미터의 값은 제5도의 우측 표시기(57)에 표시된다(단계5).

상기 원격제어기(50)의 표시기(55,56,57)에 표시되는 용접 파라미터의 설정에 대한 바람직한 실시예는 표1에 도시된 바와 같다.

그런 다음 전압스위치(54)로 선택된 용접 파라미터의 값을 변경, 설정하고(단계6), 기억스위치(52)로 설정된 용접 파라미터의 값을 마이크로 프로세서(30)의 EEP롬(32)에 기억시키게 된다(단계7). 이때 기억되지 않은 용접 파라미터는 이후의 용접작업에 영향을 주지 않게 된다.

이 과정에서 필요에 따라 상기한 설정모드에서의 조작을 반복 수행하여 원하는 모든 용접 파라미터를 설정한다.

그리고 용접 파라미터의 설정중에도 선택스위치(51)와 기억스위치(52)를 동시에 작동시키면 설정모드에서 용접 모드로 스위칭되어 용접작업이 가능하게 된다.

상기 두 스위치(51)(52)에 의한 인터럽트 처리과정은 제7도 및 제8도에 도시된 바와 같다.

즉 현재의 모드와 관계없이 선택스위치(51)와 기억스위치(52)가 동시 작동되면 제 7 도의 선택 스위치(51) 판별에서 모드 판별 또는 제8도의 기억스위치(52) 판별에서 모드판별로, 설정모드와 용접모드로 스위칭이 이루어져 인터럽트 처리를 완료한다.

이때 상기에서 선택스위치(51)가 단독으로 작동되어 채널이 선택되면 용접모드에서는 마이크로 프로세서(30)의 EEP롬(32)에 설정된 기억된 해당 채널 영역의 용접전류 및 전압 데이타의 값을 읽어 오고, 설정 모드에서는 마이크로 프로세서(30)의 EEP롬(32)에 설정 기억된 해당 채널 영역의 용접 파라미터 값을 읽어온다.

또한 마이크로 프로세서(30)는 용접 모드에서 기억스위치(52)가 단독 작동되면 현재 설정된 용접 전류 및 전압을 EEP롬(32)의 해당채널 영역에 기억시키고, 설정 모드에서 단독 작용되면 현재 설정된 용접 파라미터를 EEP롬(32)의 해당 영역에 기억시키도록 한다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명의 인버터 CO₂/MAG 아크 용접에 필요한 다수의 용접 파라미터를 설정함에 있어 용접현장의 용접조건에 따라 용접현장의 근접위치에서 원격 제어기에 의해 설정할 다수의 용접 파라미터 값을 디지탈 표시기로 각각을 정량적으로 확인 및 설정 표시할 수 있고, 설정, 표시된 용접 파라미터를 기억시키도록 하므로써 종래의 방법보다 신속하고 용이한 파라미터의 설정이 가능함에 따라 용접작업의 효율을 높일수 있는 성과가 있다.

Claims

용접장치 전면 판넬(25)의 용접 제어에 필요한 다수의 용접 파라미터 값을 입력하고, 입력된 정보는 마이크로 프로세서(30)에 의해 용접전압 및 용접와이어를 제어하며 CO₂/MAG 아크 용접하도록한 용접제어 장치에 있어서, 용접모드에서 인칭 용접을 위해 사용되는 디지탈 스위치(59)와; 용접모드에서 개별/일원 용접의 선택을 사용되는 디지탈 스위치(58)와; 용접모드와 설정모드간에 스위칭을 위한 신호 입력용으로 사용되면 동시 동작에 의해 이루어지고, 각각 독립적으로 사용되면 하나는 채널 선택을 위한 입력 신호로, 다른 하나는 해당채널 데이타를 EEP롬(32)에 기억시키기 위한 입력신호용으로 사용되는 각 구동스위치(51),(52)와; 설정모드에서 상기 채널선택용 구동스위치(51)에 의해 설정된 채널을 표시하기 위한 표시부(55)와; 설정모드에서 해당 채널의 용접파라미터를 표시하기 위하 표시부(56)와; 설정모드에서 상기 파라미터에 기설정된 데이타를 표시하기 위한 표시부(57)를 포함함을 특징으로 하는 용접 제어 장치.
전원투입후 소정시간이 경과되면 용접모드로 초기화되는 단계(단계1)와; 현재의 모드가 용접모드인가, 설정모드인가를 판단하는 단계(단계2)와; 상기 단계2에서 판단하여 용접모드일 경우, 용접법, 와이어 직경, 용접전류 및 전압을 선택스위치(51), 전류 및 전압 설정스위치(53,54)를 통해 설정하고, 상기 각 스위치(51,53,54)에 의해 설정된 채널, 용접전류 및 전압을 각각 표시기(55∼57)에 표시하는 단계(단계3)와; 설정된 파라미터에 따라 용접이 수행되는 단계(단계4)와; 상기 단계2에서 판단하여 설정모드일 경우, 선택스위치(51)로 설정하고자 하는 파라미터를 선택하고, 이때 선택된 채널은 표시기(55)에, 선택된 파라미터의 약어는 표시기(56)에, 그리고 이전에 설정기억된 용접 파라미터의 값은 표시기(57)에 각각 표시되도록 하는 단계(단계5)와; 전압설정스위치(54)를 통해 이전에 설정기억된 용접 파라미터의 값을 변경, 설정하는 단계(단계6)과; 기억스위치(52)를 통해 설정된 용접 파라미터의 값을 기억시키는 단계(단계7)로 이루어짐을 특징으로 하는 용접 제어 방법.