• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 1997년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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• pp.194-198
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• 1997

본 연구는 용접게에 퍼지이론을 적용하여 작업자의 비숙련성 및 용접모재의 형상에 따라 변동되는 아크상태에 항상 일정하게 유지되도록 하는 제어방식ㅇ르 제안한다. 기존의 방식은 작업자 스스로 아크상태를 판단하고 아크길이의 변화를 주었다. 이에 비하여, 퍼지 용접기는 적업자가 기준 용접전압 및 용접전류를 설정한 후, 용접을 할 때 발생하는 아크상태를 숙련자의 경험에 바탕을 둔 퍼지제어기를 이용한다. 그러므로써 퍼지제어기의 출력부가 출력전압을 조절하여 균일한 용접효과가 나오도록 하는데 목적을 두었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.238-245
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• 2000

본 논문은 펄스 인버터용 TIG(Tungsten Inert Gas) 아크 용접기를 구현하는 용접전원장치의 성능에 관하여 알아본다. 용접전류는 펄스형태로 제어되고 또한 안정된 아크와 좋은 용접성능을 얻을 수 있다. DC 고전압 아크 스타트 시스템을 채용한 TIG 아크용접기에 대해 토치와 용접전원 사이의 연장 케이블이 50m 나 되어도 아크 스타트이 실패 없이 용접을 행할 수 있음을 알 수 있었다. 따라서, 이 DC 고전압 아크 스타트방식을 이용한다면 용접 전원장치와 용접장이 멀리 떨어져 있는 조선소와 같은 장소에서 요용하리라 생각된다. 이를 확인하기 위하여 시뮬레이션 및 실험을 행하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제2권4호
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• pp.56-64
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• 1997

최근 용접분야에서는 용접성능을 향상시키기 위하여 인버터회로를 용접기에 적용한 인버터 용접기에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다,. 그러나 범용의 인버터 용접기의 경우 다이오드 정류기를 사용함에 저차의 전류고조파가 발생하고 시스템 역율을 저하시킨다. 따라서 본 논문에서는 인버터 아크 용접기의 역율개선을 위한 PWM 컨버터에 관하여 연구하여 입력전류의 저차 고조파를 저감하였고 전원전압과 동상으로 전원전류를 제어함에 의한 단위 역율형 인버터 용접기의 특성을 해석하였다. 또한 본 논문에서는 에너지 절약, 용접 특성, 역율, 사용율, 크기 및 부피 등의 관점에서 인버터 아크용접기의 응용연구 및 실험적 분석을 수행하였고 용접기 시스템에서 발생하는 전기적 노이즈를 억제하고 전력용 반도체 소자를 보호할 목적으로 새로운 노이즈 차폐변압기를 채택하였다. 이상의 전체시스템은 싱글칩 마이크로 프로세서를 이용한 디지털 제어기로 구현함으로서 제어기의 유연성과 기능의 다양화를 추구하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.358-369
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• 2000

얇은 판형 용접에 광범위하게 사용되는 피복아크 용접기는 용접전원으로 변압기를 사용하는 AC 아크용접기외 인버터를 사용하는 인버터 아크 용접기로 구분된다. AC아크용접기는 변압기를 사용하므로 전체시스템의 부피 및 무게가 커지며 변압기 탭조정으로 인한 최적 출력전압이 설정되지 않아 용접성는이 저하되는 단침이 있다. 이러한 단점올 개선히고 용접성능을 향상시키기 위하여 고속반도체 소자를 이용한 인버터 아크용접기가 많이 연구되고 있다. 인버터 피복아크 용집기시스템은 다이오드 정류기, 인버터, 고주파 변압기, 출력측 정류기 및 리엑터로 구성되어져 있는데, 입력전원측에 다아오두 정류기를 사용함으로서 고조파 다량 힘유 및 입력역률 저하등을 가져오며, 일정 듀티를 갖는 정전압제어방식을 이용하고 아크용접시스템 고유의 정전류특성은 변압기의 누설구조애 의해 실현하고 았다. 따라서 본 논문에서든 이상의 단점을 해결하기 위하여 PWM 컨버터를 적용하여 입력측의 고조파를 제거하고 입력역률 99% 유지할 수 있었으며, 또한 새로운 혼형제어기법을 적용하여 순시적인 용접 출력전압과 전류를 제어하여 용접 출럭전압과 전류를 일정하게 유지시킴으로서 AC아크용접기와 비교하여 스패터룹 70%감소시켰으며 무부하시 10%의 효율 상승을 가져왔다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제14권4호
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• pp.1-6
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• 1996

아크 용접작업은 그 작업 환경이 매우 열악하여 로보트를 이용한 자동화가 어느 분야보다 절실히 필요한 분야이다. 특히 인건비의 증가, 생산성 향상 등 여러 가지 측면에서 볼 때 용접 로보트의 도입이 요망되고 있다. 대표적으로 자동차 업계, 조선업계, 중장비 업계 등에서 아크용접 로보트를 필요로 하고 있다. 현재 국내에서 사용되는 대부분의 아크 용접용 로보트는 일본 및 유럽의 선진사들이 제조한 것들이 다. 일부 국내 로보트 제조업체들이 용접 로보트를 생산, 공급하고 있으나 대부분 선진사와 기술 제휴하여 국내에서 생산만하고 있는 실정이다. 그러나, 최근 들어 용접 용 로보트를 국산화하려는 노력들이 도처에서 보여지고 있다. 이 글에서는 아크용접 로보트 중에서 핵심 부분 중의 하나인 제어기의 구성과 그 필요기술, 기능등을 살펴 봄으로써 국내의 용접용 로보트 기술 개발 방향을 살펴 보고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제9권1호
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• pp.16-22
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• 1991

당사에서는 1984년 아크용접 로봇을 자체 개발한 이래 용접로보트의 응용에 많은 노력을 기울여 왔고 또한 많은 납품 실적을 가지고 있으나, 고객측의 다양한 요구를 만족시키고 하이테크 기 술흡수를 위하여 1988년 12월에 일본의 FANUC사와 기술제휴를 하게 되었다. 그 대상기종으로서 아크용접 분야에서는 ARC Mate, ARC Mate Sr.를 전략기종으로 선정하여 국산화 생산을 실 시하고 있다. 본고에서는 상기의 아크용접 로봇에 대한 특징, 용접가능, 용접을 위한 센서를 중 심으로 소개키로 한다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제8권2호
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• pp.85-93
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• 1994

본 논문에서는 절전형 인버터 아크용접기의 용접특성에 대하여 연구한다. 특히, 펄스아크와 고주파아크의 중첩이 연구되었다. 시뮬레이션과 실험결과에 따라 고주파 중첩아크가 에너지절감과 용접특성의 관점에서 다른 용접법에 비해서 우수함을 확인하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.11-11
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• 2009

GMA용접은 높은 생산성과 자동화 효율로 널리 사용되고 있다. 그러나 종래의 인버터 용접기는 스패터 발생이 높고 고속용접이 어려운 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 와이어 송급 전후진을 가능하게 하는 장치를 개발하였고 개발된 장치를 H사의 펄스용접기에 장착하여 기계적 제어(와이어 전후진 고속 송급제어)를 통해 저스패터와 고속 용접이 가능한 기계적 전류파형을 개발하였다. 스패터는 단락과 아크발생시에 높은 전류로 인해 발생되기 때문에 기계적 제어를 통하여 Fig. 1에 보는 바와 같이 낮은 전류에서 단락과 아크발생이 일어나 스패터 발생이 줄어들게 되고 기계적 제어를 통해 단락과 아크발생 주기가 일정하게 되어 아크의 안정성 및 고속용접에 유리하게 된다. 개발된 기계적 파형을 이용하여 가장 스패터 발생이 많은 재료인 스틸과 $CO_2$를 보호가스로 하여 용접전류와 용접 속도를 변화시키며 실험한 결과 저스패터 및 1.5m/min이상의 용접 속도에서 안정된 비드를 얻을 수 있었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.24-24
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• 2009

현재 조선소를 비롯하여 각종 산업 전반적으로 기존의 SCR 용접기를 대체하여 용접품질이 우수한 인버터 용접기가 널리 사용되고 있는 실정이다. 그러나 기존 인버터 용접기의 전원은 Mono 타입으로 이루어져 있어 대용량 인버터 용접기의 경우 대용량 스위칭 소자가 요구되어 제조원가가 높다. 그리고 문제 발생 시 용접기의 사용이 불가능하게 된다. 개발된 단위모듈을 병렬로 연결하여 대용량 용접기를 구성하게 되면 제조원가를 절감할 수 있으며 병렬로 연결되어 단위 모듈에 문제가 발생하여도 계속적인 사용이 가능하고, 주 회로를 작은 용량으로 분산시켜 전력을 제어하므로 높은 에너지 효율을 가지게 된다. 또한 인버터 용접기의 가장 중요한 성능인 스위칭 주파수에 있어서도 기존의 인버터 용접기는 20kHz의 스위칭 주파수를 가지지만 본 기술은 낮은 전력을 병렬로 연결하여 대용량을 동시에 제어가능 하므로 약 70kHz의 고속제어가 가능하다. 본 연구에서는 개발된 용량 170A단위모듈을 병렬로 연결하여 단위모듈 집적형 인버터 아크용접기 510A, 680A급의 부하테스트 실시 및 기본출력특성에 대하여 실험하였으며, GMAW에서 ${\Phi}1.6$ 솔리드 와이어를 이용하여 두께 20t의 후판 맞대기 용접에 적용실험을 실시하였다. 그 결과 모든 전류영역에서의 부하특성 및 출력특성이 양호하게 나타났으며, 후판 맞대기 용접에서는 SAW에 버금가는 생산성과 용접특성을 얻을 수 있었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.21-21
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• 2009

현장의 GMA 용접기는 일반적으로 용접기 본체로부터 와이어 송급장치까지의 거리가 약 50m 정도 떨어져 있고 송급장치로부터 토치까지의 거리는 약 3~5m 정도이다. 특히 국산 GMA 용접기의 와이어 송급장치는 DC 모터의 일종인 프린트모터를 사용하고 있으며 제어기는 오픈루프 제어를 하고 있다. 따라서 와이어 송급속도의 변동을 보상할 수 있는 어떤 수단도 장착되어 있지 않다. 또한 송급장치와 토치간 와이어를 안내하는 케이블 도관의 마찰 때문에 토치 끝단에서의 와이어 송급속도가 불규칙해질 수밖에 없다. 용접 시 와이어 송급속도의 순간적인 변동 때문에 용접부의 전류 파형이 매우 불규칙해지고 이 때문에 용융된 용적이 용융풀로 이행하지 못하고 스패터로 비산하는 현상을 발생시킨다. 본 연구에서는 이를 해결하고자 국산 SCR 용접기 및 인버터 용접기와 호환 가능한 디지털 제어형 와이어 송급장치와 Push-Pull 용접 토치를 개발하였다. 또한, 개발된 시스템을 이용하여 정 역 방향 제어기술을 적용하였고 아크 발생 시의 스패터 최소화 공정을 제안하였다. 실험은 SM490A 강재를 사용하여 BOP(Bead On Plate) 용접을 실행하였다. 용접 중 LabVIEW를 이용하여 아크 발생 초기 전류, 전압 그리고 와이어 송급속도를 측정하였고, 고속 카메라를 이용하여 용접현상을 분석하였다. 본 연구를 통해 아크 발생 초기의 스패터를 최소화하는 공정을 도출할 수 있었다. 용접공정 변수인 아크 발생 초기의 와이어 송급속도, 와이어의 역송급 진행거리 그리고 역송급 판단 시점의 용접 전류 값은 실험을 통해 얻을 수 있었다. 또한, 이 연구를 통해 개발된 시스템의 성능을 평가하였다.