KR102109810B1 - 용접용 스마트 보안경 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접용 스마트 보안경에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업자가 용접 중에 용접 상태를 실시간으로 검사 및 확인할 수 있는 용접용 스마트 보안경에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 스마트 보안경은 용접 작업시에 유해 광선으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 용접용 스마트 보안경에 있어서, 용접기의 전기 특성을 감지하는 감지부에서 전송된 용접기의 용접 정보를 무선으로 수신하기 위하여 상기 보안경의 일측에 부착되는 제 1 무선모듈; 상기 제 1 무선모듈에 의하여 수신된 용접 정보를 상기 보안경에 부착된 차단유리의 일측으로 출력하는 출력부; 및 상기 보안경의 일측에 장착되어서 용접 작업 영상을 촬영하기 위한 카메라 모듈을 포함하고, 작업자는 상기 보안경을 착용하고, 현재 용접기의 전기 특성을 인지하면서 용접 작업을 진행하고, 상기 카메라 모듈을 이용하여 촬영된 영상은 상기 제 1 무선모듈을 통해서 외부로 송출되고, 실시간으로 용접 작업의 양호 상태를 검사한다.

Description

용접용 스마트 보안경{Smart protecter glasses for welding}

본 발명은 용접용 스마트 보안경에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업자가 용접 중에 용접 상태를 실시간으로 검사 및 확인할 수 있는 용접용 스마트 보안경에 관한 것이다.

아크식 용접에서는 유해한 광선이 방사되어 작업자는 반드시 유해 광선을 차단하는 보호구를 착용한다.

상기 보호구는 마스크 또는 보안경 형태로 구성되고, 유해 광선으로부터 작업자의 눈을 보호할 수 있는 차단유리를 포함하여 머리에 착용할 수 있는 형태로 구성되고, 작업자는 상기 차단유리를 통하여 용접 상태를 육안으로 확인하면서 용접 작업을 진행하였다.

등록실용신안 제129104호는 착용자의 눈높이에 개방부를 갖는 용접마스크의 전면에 수직안내간을 평행설치하여 보안경이 승강되게 하되, 용접마스크의 일단에 보안경과 결합된 탄지수단을 설치하여 보안경이 상승탄지되게 하고, 보안경의 하부에 걸림편을 형성하고, 용접마스크의 하부면에 턱의 가압력에 의해 걸림이 해제되는 걸림수단을 포함하여 사용이 편리한 용접마스크의 구성이 개시되어 있다.

등록실용신안 제460196호는 전기용접 작업시 강한 불꽃에 대하여 눈을 보호하도록 짙은 색상으로 되어 있는 하부의 착색부분과, 사물을 식별할 수 있을 정도의 투시도를 갖는 상부의 투시부분으로 되어 있는 안경알을 이용함으로써 용접작업중에는 하부의 착색부분을 통하여 용접부위를 살피고 용접 작업 전후에 용접부위를 살필 때에는 상부의 투시부분으로 바라볼 수 있도록 하여 편리하고 간편하게 전기용접작업을 할 수 있도록 하는 전기용접용 보안경의 구성이 개시되어 있다.

또한, 등록실용신안 제392963호는 전면에 장착되는 렌즈와, 양측 후방에는 조임끈이 연결되어 눈의 주변에 밀착되도록 하는 몸체로 구성되는 보안경에 있어서; 상기 몸체의 상부에는 서로 대칭되게 한쌍의 관통홀이 형성되어 있으며; 상기 관통홀의 내주면 턱의 상하부에 밀착하여 장착되도록 장착홈 및 돌출부가 하부에 형성되고, 상부로 소정 높이 돌출되어 그 후방에는 몸체의 내측공간과 연결하는 통기공이 형성되는 장착구가 장착되고; 상기 장착구의 내측에 형성되는 가이드홈에 삽입되는 가이드턱이 형성되어 수평이동하고, 상기 통기공의 내측에 밀착 수직 연장되어 상부는 상기 장착구에 형성되는 절개홈을 관통하여 파지부를 형성하는 조절판이 장착되되 상기 조절판에는 상기 통기공에 상응하는 홈이 형성되어 상기 조절판의 수평 이송에 따라 상기 통기공을 개폐하도록 구성됨을 특징으로 하는 통기량 조절이 가능한 보안경의 구성이 개시되어 있다.

상기 특허들은 각 특허의 목적에 맞게 구성하여 효과를 제시하고 있다.

그러나 전기용접과 같은 경우, 작업자는 비드의 형성 등을 주의깊게 관찰하여 최상의 품질이 나올 수 있도록 용접을 진행해야만 한다.

또한 용접은 작업자의 작업 숙련도 뿐만 아니라 용접기에서 출력되는 전기의 특성도 고려해야만 한다. 특히 용접기에서 출력되는 전류 및 전압 특성은 용접 품질을 결정하는 중요한 요소이고, 작업자는 상기 전류값 및 전압값이 일정 범위로 출력되도록 용접기를 조절하면서 사용해야만 한다.

그러나 용접시에 작업자가 보호구를 착용하게 되면, 용접 작업과 동시에 용접 전류나 용접 전압과 같은 용접기의 전기적 특성을 파악하는 것이 어려운 문제가 있다.

특히 용접 작업에 숙련되지 않은 작업자는 용접 수행시에 아크 등의 상태를 파악하여 실제 출력되는 용접 전류가 일정한 범위에 있는지를 파악하는 것이 어렵기 때문에 양호한 품질의 용접을 수행하는 것이 어려운 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 작업자가 용접 작업시에 현재 용접기에서 출력하는 전기적 특성을 확인할 수 있고, 카메라에서 획득된 영상 정보를 통한 용접상태를 안내하는 용접용 스마트 보안경을 제공함에 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 스마트 보안경은 용접 작업시에 유해 광선으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 용접용 스마트 보안경에 있어서, 용접기의 전기 특성을 감지하는 감지부에서 전송된 용접기의 용접 정보를 무선으로 수신하기 위하여 상기 보안경의 일측에 부착되는 제 1 무선모듈; 상기 제 1 무선모듈에 의하여 수신된 용접 정보를 상기 보안경에 부착된 차단유리의 일측으로 출력하는 출력부; 및 상기 보안경의 일측에 장착되어서 용접 작업 영상을 촬영하기 위한 카메라 모듈을 포함하고,

작업자는 상기 보안경을 착용하고, 현재 용접기의 전기 특성을 인지하면서 용접 작업을 진행하고, 상기 카메라 모듈을 이용하여 촬영된 영상은 상기 제 1 무선모듈을 통해서 외부로 송출되고, 실시간으로 용접 작업의 양호 상태를 검사한다.

바람직하게는 상기 감지부는 상기 용접기의 전압, 전류, 송급장치의 송급속도 또는 작업률을 감지하여 전송한다.

바람직하게는 상기 카메라 모듈을 이용하여 촬영된 영상은 상기 제 1 무선모듈을 통해서 용접용 스마트 보안경의 외부로 송출이 이루어지고,

상기 감지부는 상기 외부로 송출된 카메라 촬영 영상을 수신하는 제 2 무선모듈; 상기 제 2 무선모듈을 통해서 수신된 용접 작업 영상에서 노이즈 제거하여 1차 저장하는 제 1 메모리; 상기 제 1 메모리에 저장된 카메라 촬영 영상을, 카메라 각도에 따라 기결정된 파라메타를 적용하여 보정하고 저장하는 제 2 메모리; 상기 제 2 메모리의 저장값을 용접 작업의 양호도를 검사하기 위하여 기설정되고 있는 기준값과 비교하고, 현재 진행 중인 용접 작업의 양호도를 판단하는 제어부; 및 상기 제어부의 판단결과를 출력하는 음향출력부를 포함한다.

바람직하게는 상기 카메라 모듈은, 보안경의 차단유리를 향해서 카메라 각도가 조절되도록 보안경의 전면 상부 중앙부분에 경사지게 부착되고, 상기 용접용 스마트 보안경의 제 1 무선모듈에 의한 카메라 촬영 영상의 외부 송출은 선택적으로 이루어진다.

바람직하게는 상기 제어부는, 현재 진행 중인 용접 작업의 양호도를 판단하고, 불량 검출시에 상기 용접용 스마트 보안경으로 불량 검출신호를 전송한다.

바람직하게는 상기 용접용 스마트 보안경에서 송출한 용접 작업 영상을 수신하는 스마트 기기를 더 포함하고, 상기 스마트 기기는, 용접 작업의 양호도를 검사하기 위한 앱을 통해서 현재 진행 중인 용접 작업의 양호도를 판단하고, 판단결과를 작업자에게 알려준다.

본 발명에 따른 용접용 스마트 보안경은 작업자가 용접 작업시에 머리에 착용하여 눈을 보호할 수 있는 형태로 구성된다. 이와 같이 구성된 용접용 스마트 보안경은 용접 작업시에 작업자의 눈을 유해 물질로부터 보호해주는 효과를 얻는다.

또한 본 발명에 따른 용접용 스마트 보안경은 작업자가 용접 작업시에 용접기의 전기 특성을 확인할 수 있도록 구성된다. 이와 같이 구성된 용접용 스마트 보안경은 용접 작업시에 작업의 숙련도와 상관없이 용접기의 전기적 특성의 오류를 범하지 않도록 도와주는 효과를 얻는다.

그리고 본 발명에 따른 용접용 스마트 보안경은 용접 작업 영상을 촬영하고, 이 촬영된 영상에 기초하여 현재 진행 중인 용접 작업의 양호 상태를 판단하고, 불량 발생시에 용접 작업의 계속 진행을 차단하므로서 불필요한 용접 작업이 진행되지 않도록 하는 효과를 얻는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 스마트 보안경의 전체적인 개략도이다.
도 2a, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 스마트 보안경에 장착되는 카메라 모듈의 설치 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 스마트 보안경으로 용접기의 전기 특성을 감지하여 송출하고, 용접용 스마트 보안경의 카메라 모듈에서 촬영된 신호를 수신하는 감지부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 스마트 보안경에 포함되는 전기소자들의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 스마트 보안경의 차단 유리에 비춰진 용접기 전기 특성 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부" "노드" 는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명은 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 용접기(1), 상기 용접기(1)의 전기 출력부에 부착되어 전압 및 전류를 감지하는 감지부(10), 작업자의 얼굴에 착용하는 용접용 스마트 보안경(2)을 포함하고 있다. 그리고 본 발명은 용가재 송급장치(60)를 추가적으로 더 포함할 수 있다.

본 발명은 용접에 이용되는 전류 및 전압과 같은 전기적 특성을 작업자가 직접 확인하면서 용접 작업을 진행할 수 있도록 한다.

본 발명은 용접 작업 과정에서 작업자가 수행하는 용접 작업을 실시간 감시하고, 용접 작업의 양호와 불량을 판단하고, 불량 판단시에 즉시 작업자에게 알려줘서 불필요한 용접 작업을 방지한다.

이를 위해서 본 발명은 감지부(10)와 용접용 스마트 보안경(2)이 실시간 무선 통신을 가능하도록 구성한다. 상기 감지부(10)는 용접기(1)의 출력 전압, 출력 전류 또는 송급장치(60)의 송급 속도 등의 용접 정보를 감지하고, 감지된 용접기(1)의 용접 정보를 외부로 송출 가능하도록 구성된다.

상기 용접용 스마트 보안경(2)은 상기 감지부(10)에서 송출한 용접 정보를 수신하고, 수신 정보를 작업자가 인지 가능한 신호로 변환해서 보안경의 차단 유리(3)에 출력한다.

한편, 상기 용접용 스마트 보안경(2)은 작업자가 현재 진행 중인 용접 작업 영상을 촬영할 수 있도록 카메라 모듈을 포함하고 있다. 상기 보안경(2)의 카메라 모듈을 통해서 촬영된 용접 작업 영상은, 일정시간 단위로 외부로 송출된다.

상기 감지부(10)는 상기 보안경(2)에서 송출되는 용접 작업 영상을 수신하고, 실시간으로 용접 작업의 양호 상태를 검사한다. 그리고 검사된 정보에 기초하여 불량상태가 검출되었을 때, 검출된 불량 확인정보를 상기 용접용 스마트 보안경(2) 측으로 전송하여 작업자가 용접 작업의 불량 발생을 알 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 스마트 보안경으로 용접기의 전기 특성을 감지하여 송출하고, 용접용 스마트 보안경의 카메라 모듈에서 촬영된 신호를 수신하는 감지부의 구성도이다.

상기 감지부(10)는 용접기(1)의 전기적 특성을 외부로 송출하고, 용접용 스마트 보안경(2)에서 송출한 신호를 수신하는 무선 모듈(12)을 포함한다. 그리고 감지부(10) 내 전원이 필요한 곳으로 전원 공급을 위한 배터리(13)와, 감지된 용접기(1)의 전류, 전압 그리고 송급장치(60)의 송급속도 등을 작업자가 인지 가능한 신호로 변환해서 출력하는 변환부(11)를 포함한다.

따라서 상기 변환부(11)는 감지부(10)의 외부에서 용접기(1)의 출력 전압을 감지하기 위한 센서, 상기 용접기(1)의 출력 전류를 감지하기 위한 센서, 그리고 상기 송급장치(60)의 송급속도를 인지할 수 있도록 각 장치 또는 센서들과 연결되고 있다.

즉, 상기 감지부(10)는 용접기(1)의 전원이 출력되는 전원 출력부에 전기적으로 연결되어서 용접기(1)의 출력 전류 또는 출력 전압을 감지한다. 즉, 용접 작업시의 전류와, 전압을 감지 가능하다.

상기 전원 출력부는 용접기(1)와 토치 및 모재에 전원을 공급하는 전원 케이블을 포함한다. 상기 감지부(10)는 전류를 측정하기 위해서 상기 전원 케이블에 트로이달 코일을 장착하고, 케이블을 통하여 흐르는 전류의 크기에 따른 기전력을 유도하여 전류를 감지 가능하다. 상기 트로이달 코일을 이용한 간접 센서 방식으로의 전류 측정은 상기 용접 전원 케이블이 있는 어떠한 위치에도 설치 가능하다.

상기 감지부(10)는 전압을 감지하기 위해서 상기 전원 출력부에 연결되어서 용접기(10)에서 출력되는 전압을 직접 감지하는 형태로 구성 가능하다.

그리고 상기 감지부(10)는 상기 무선 모듈(12)을 통해서 수신된 용접 작업 영상을 저장하는 제1 메모리(15)를 포함한다. 이때 수신된 용접 작업 영상에서, 스파크, 불꽃과 같은 노이즈 성분은 제거하고 비드의 영상만을 추출하여 제 1 메모리(15)에 저장한다. 그리고 상기 제 1 메모리(15)에 저장된 데이터를 카메라 각도에 따라 기결정된 파라메타를 적용하여 보정해서 제 2 메모리(16)에 저장한다.

상기 제 2 메모리(16)에 보정되어 저장된 용접 작업 영상은, 용접 작업의 양호 상태를 검사하는데 이용된다. 이를 위해서 상기 감지부(10)에는 상기 제 2 메모리(16)에 저장된 용접 작업 영상을 이용하여 현재 진행 중인 용접 작업이 양호한 상태인지 또는 불량한 상태인지를 판단하기 위한 제어부(17)가 포함된다.

통상적으로 용접 작업의 양호 상태는, 용접 작업에서 모재와 용접봉이 녹아서 생긴 띠 모양의 길쭉한 파형의 용착 자국을 나타내는 비드(bead)의 궤적에 따라서 판단하고, 규칙이 정확한 것을 양호한 용착이라 한다. 따라서 상기 제어부(17)는, 상기 양호한 상태를 판단할 수 있는 규칙에 따른 범위를 기결정하고, 이 범위를 이용하여 용접 작업의 양호 여부를 판단한다.

상기 제 1 메모리(15)와 제 2 메모리(16)는, 하나의 메모리를 저장공간별로 나눠서 사용하는 것도 가능하다. 단지 본 발명에서는 수신한 용접 작업 영상을 그대로 저장하는 것과, 수신된 용접 작업 영상을 보정하여 저장하는 과정이 포함된다. 그리고 상기 용접 작업의 양호함을 판단하기 위한 범위를 상기 메모리에 저장할 수도 있다.

상기 제어부(17)는 감지부(10) 내의 각 구성요소들이 적절한 기능 수행을 도모할 수 있도록 전체적인 제어를 수행한다. 상기 메모리들의 데이터 저장을 제어하고, 상기 무선 모듈(12)의 데이터 수신 또는 데이터 송신을 제어한다. 상기 무선 모듈(12)을 통해서 외부로 송출되는 신호는 용접 전기 특성 정보이고, 상기 무선 모듈(12)을 통해서 외부로부터 수신되는 정보는 용접 작업 영상 정보이다. 따라서 상기 제어부(17)는 상기 무선 모듈(12)의 송신과 수신이 적절하게 이루어질 수 있도록 제어한다.

상기 감지부(10)에서 감지된 용접기의 출력 전기 특성은 작업자가 인지 가능한 정보로 전환되어서 용접용 스마트 보안경(2)으로 전송된다.

즉, 본 발명의 용접용 스마트 보안경(2)과 감지부(10)는 무선을 통해서 신호를 송수신 가능하도록 구성한다. 이때 이용되는 무선 모듈은 블루투스, 와이파이 등 근거리 무선 통신방식이 바람직하다.

상기 감지부(10)에는 제어부(17)의 제어하에 경고음을 발생할 수 있는 음향 출력부(18)를 포함할 수 있다.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부(10)의 모든 구성은 하나의 모듈로 구현할 수 있다.

다음, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 스마트 보안경에 구비되는 전기소자들의 구성도이다.

본 발명의 용접용 스마트 보안경(2)은 용접기(1)로부터 송출된 용접 전기 특성을 수신하고, 카메라 모듈(31)에서 촬영한 용접 작업 영상을 송출하는 무선 모듈(32)을 포함한다. 그리고 용접용 스마트 보안경(2) 내 전원이 필요한 곳으로 전원 공급을 위한 배터리(33)와, 상기 무선 모듈(32)을 통해서 수신된 용접 전기 특성을 소정의 신호 처리하여 용접용 스마트 보안경(2)의 차단유리(3)로 출력하는 출력부(36)를 포함한다.

상기 출력부(26)는, 상기 무선 모듈(32)을 통해서 수신된 용접 전기 특성 정보를 차단유리(3) 측으로 출력하기 위해서 영사기와 같은 기능을 갖을 수 있다. 상기 출력부(26)의 신호는 차단유리(3) 내면에 정보를 영사하며, 통상 사용되는 HUD 방식의 영사 시스템을 적용할 수 있으며, 필요한 경우 소형 LCD로 구성할 수 있다. 그리고 상기 차단유리(3)에 반사되어 정보를 디스플레이하므로, 상기 HUD 또는 LCD를 통하여 출력되는 문자는 반전 형태로 출력 가능하다. 그리고 상기 출력부(26)는, 차단유리(3)의 측면 일부분으로 출력할 수 있도록 용접용 스마트 보안경(2)의 측벽측에 설치되도록 구성할 수 있다.

상기 출력부(26)의 신호는 전류, 전압, 작업시간(작업률), 송급속도 등을 포함할 수 있다. 상기 작업시간은 스마트 보안경이 온 동작된 시간을 분모로 하고, 전류값이 일정 이상인 시간의 합을 분자로 한 값의 백분율을 의미하며, 상기 출력부에서 계산하여 출력한다.

본 발명의 용접용 스마트 보안경(2)은 제어부(34)와 메모리(35)를 포함하고, 상기 제어부(34)는 상기 용접용 스마트 보안경(2) 내의 전기소자들의 기능 수행을 위한 제어를 수행한다. 상기 메모리(35)는, 보안경(2) 내의 전기소자들의 기능 수행에 필요한 데이터, 그리고 상기 카메라 모듈(31)을 통해서 촬영되는 용접 작업 영상을 상기 무선 모듈(32)을 통해서 송출하기 전에 임시적으로 저장하는 것도 가능하다. 또한 상기 무선 모듈(32)을 통해서 수신된 용접 전기 특성을 저장하는 것도 가능하다.

그리고 상기 제어부(34)는 상기 감지부(10) 내의 제어부(17)와 기설정된 무선 프로토콜을 통해서 서로간의 필요한 정보를 송수신할 수 있도록 통신 가능하다.

상기 카메라 모듈(31)은 용접 작업 영상을 촬영하기 위한 구성이다. 따라서 용접 작업 영상을 촬영하기에 적합한 곳이라면, 보안경(2)의 어느 위치나 설치 가능하다.

도 2a와 도 2b는 용접용 스마트 보안경에 장착되는 카메라 모듈의 설치 예시도를 도시하고 있다.

도 2a와 같이, 상기 카메라 모듈(31)의 설치 위치의 일 예로서 보안경(2)의 전면 상부 중앙부분에서 카메라 렌즈가 차단유리(3)를 향하도록 경사지게 설치할 수 있다. 이 경우는 상기 카메라 모듈(31)이 차단유리(3)에 비춰지는 용접 작업 영상을 촬영할 수 있다.

도 2a의 왼쪽 도면은 카메라 모듈(31)이 차단유리(3) 내측에 설치되고 있는 정면도 형상을 도시하고 있고, 도 2a의 오른쪽 도면은 도 2a에 대한 측단면도이다. 즉, 카메라 모듈(31)은 차단유리(3)의 내측에 설치되고 전면 상부 중앙부분에서 차단유리(3) 방향으로 렌즈가 위치하고 있음을 나타내고 있다.

그러나 상기 카메라 모듈(31)은, 도 2b와 같이 보안경의 외부에 장착되어서 용접 작업 영상을 직접 촬영하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 카메라 모듈(31)의 촬영 렌즈에는 상기 용접 영상을 직접 촬영할 수 있도록 검은색을 갖는 필터를 설치할 필요가 있다.

상기 보안경(2)의 어느 위치에 상기 카메라 모듈(31)이 설치되든지 간에, 촬영되는 영상은 카메라 모듈(31)의 설치 위치를 중심으로 해서 각도에 따른 변형이 발생된다. 따라서 상기 카메라 모듈(31)의 설치 위치에 기초해서 촬영 영상의 각도에 따른 변형이 발생되는 것은 용접 작업의 양호 상태를 판단하기에 앞서 보정을 필요로 한다. 또한 상기 용접 작업 영상에는 스파크와 같은 노이즈가 포함되므로 이러한 노이즈도 제거해야 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접용 스마트 보안경은 다음과 같이 동작 제어된다.

용접기(1)의 구동에 의하여 용접작업이 수행될 때, 작업자는 용접용 스마트 보안경(2)을 얼굴에 착용하여 눈을 보호할 수 있다. 이와 같은 상태에서 상기 감지부(10)는 용접기(1)의 출력전류와 출력전압 그리고 송급장치(60)의 송급속도 등을 포함하는 용접 전기 특성 정보를 감지한다.

상기 감지된 용접 전기 특성 정보는 변환부(11)에 입력되고, 상기 변환부(11)에서 작업자가 인지할 수 있는 값으로 변환되고, 제어부(17)의 제어하에 무선 모듈(12)을 통해서 용접용 스마트 보안경(2)으로 전송된다.

한편, 용접용 스마트 보안경(2)은 작업자의 용접 작업이 이루어지는 상태에서, 상기 감지부(10)에서 송출한 용접 전기 특성 정보를 무선모듈(32)을 통해서 수신한다. 그리고 제어부(34)의 제어하에 출력부(36)에서 소정의 신호처리 후, 차단 유리(3) 측으로 출력한다.

이때 상기 출력부(36)에서 차단유리(3)로의 용접 전기 특성 정보 출력은 차단유리(3)의 도 5에 도시하고 있는 바와 같이 상부 일측으로 출력되어 작업자가 용접 작업을 함에 있어서 시야를 방해하지 않도록 한다.

그리고 상기 용접 전기 특성 정보를 상기 차단 유리(3)에 출력하는 동작에 있어서, 상기 제어부(34)는 무선 모듈(32)을 통해서 수신한 용접 전기 특성 정보를 메모리(35)에 저장하고, 정보의 값이 변화하였거나 일정시간 단위로 차단 유리(3)에 출력되도록 제어하는 것이 바람직하다.

이를 테면 5분 단위로 차단 유리(3)에 상기 용접 전기 특성 정보를 출력 제어할 수 있다. 또는 수신된 용접 전기 특성 정보가 변화했을 때, 상기 차단 유리(3)에 출력 제어할 수 있다. 이 경우 변화된 정보값은 작업자가 빨리 인지 가능하도록 깜빡거림과 같은 특별한 옵션을 주는 것도 가능하다.

이와 같이 작업자는 용접을 수행하는 과정에서 용접용 스마트 보안경(2)의 차단유리(3)에 출력된 용접 전기 특성 정보를 통해서 적절한 출력상태인지를 확인하면서 용접 작업을 수행할 수 있다.

한편, 작업자가 용접을 수행할 때, 용접용 스마트 보안경(2)의 차단유리(3)에는 용접 작업 영상이 비춰진다. 상기 카메라 모듈(31)은 상기 차단유리(3)에 비춰진 용접 작업 영상을 촬영하고, 제어부(34)의 제어하에 무선모듈(32)을 통해서 감지부(10) 측으로 송출한다.

상기 카메라 모듈(31)을 이용한 용접 작업 영상 촬영은, 선택적으로 할 수 있다. 이를 위해서 상기 감지부(10)에는 외부 신호를 입력하는 인터페이스 모듈을 구비할 수 있다.

상기 감지부(10)의 제어부(17)는 무선모듈(12)을 통해서 수신되는 용접 작업 영상 정보를 제 1 메모리(15)에 저장하고, 카메라 모듈(31)의 설치 각도에 따라서 발생되는 촬영 영상의 변형을 보상해서 제 2 메모리(16)에 저장한다.

상기 제어부(17)는 카메라 모듈(31)의 설치 위치로 인해서 발생되는 촬영 영상의 각도에 따른 변형을 보상하기 위한 파라메타값을 각도마다 대응해서 각각 기설정할 수 있다.

그리고 제어부(17)는 보상된 용접 작업 영상 정보를 기설정하고 있는 용접 작업의 양호 상태를 판단하기 위한 값과 비교한다. 그리고 현재 진행되는 용접 작업이 양호하다고 판단된 경우에서는 양호하다는 메시지를 용접용 스마트 보안경(2)으로 전송한다.

그러나 현재 진행되는 용접 작업이 불량하다고 판단된 경우는, 불량 메시지를 용접용 스마트 보안경(2)으로 전송한다. 그리고 대부분의 경우 작업자가 용접기(1) 주변에서 작업하는 것이 일반적이므로, 감지부(10) 내의 음향 출력부(18)를 통해서 용접 작업이 불량상태임을 알리는 경보음을 출력할 수 있다.

이러한 과정을 통해서 작업자는 현재 진행되는 용접작업이 불량상태일 때, 빠르게 용접 작업의 불량상태를 파악할 수 있고, 그에 따른 신속한 대처가 가능하게 된다.

본 발명의 다른 실시예로서 상기 용접용 스마트 보안경(2)에서 촬영한 용접 작업 영상을 무선 모듈을 통해서 상기 감지부(10)가 아닌 스마트 폰과 같은 스마트 기기로 전송 가능하다.

상기 스마트 기기의 경우, 용접 작업의 양호도를 검사하기 위한 앱을 포함하고 있고, 상기 앱을 통해서 현재 진행 중인 용접 작업의 양호도를 판단하는 것도 가능하다. 그리고 판단 결과에 따라서 간단한 음향 메시지를 출력하여 용접 작업의 결과를 작업자에게 알려주도록 제어될 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예로서 상기 용접용 스마트 보안경(2)에서 촬영한 용접 작업 영상을 누적 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다. 상기 메모리는 감지부(10)에 구성된 메모리를 이용할 수 있다. 또는 상기 감지부(10)에 구비되는 인터페이스모듈을 통해서 연결되는 USB, 외부저장장치 등을 이용할 수 있다.

이 때 상기 메모리에 저장되는 용접 작업 영상은, 실시간 저장하되, 상기 용접 작업이 진행될 때의 용접 전류, 용접 전압, 그리고 용가재 송급속도(와이어 피드), 용접 작업 영상에 따른 비드의 궤적을 같이 저장한다. 또한 상기 용접 작업 영상은 날짜, 시간 그리고 용접작업 순서 등에 따라서 순차적으로 저장하도록 제어 가능하다. 이와 같이 메모리에 저장된 용접 작업 영상은, 용접 데이터 분석 등에 이용 가능하다.

또한 진행되는 용접 프로세서에 대해서 용접 작업 영상을 데이터화한 정보는, 제품의 품질 보증을 통한 생산 프로세스 추적에 활용 가능하고, 제조물 책임제를 통한 품질 보증에도 활용 가능하다.

따라서, 이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

1 : 용접기 2 : 용접용 스마트 보안경
3 : 차단유리 10 : 감지부
11 : 변환부 12,32 : 무선 모듈
13,33 : 배터리 15,16,35 : 메모리
17,34 : 제어부 18 : 음향출력부
31 : 카메라 모듈 36 : 출력부

Claims (6)

1. 용접 작업시에 유해 광선으로부터 작업자의 눈을 보호하기 위한 용접용 스마트 보안경에 있어서,
   용접기의 전기 특성을 감지하는 감지부에서 전송된 용접기의 용접 정보를 무선으로 수신하기 위하여 상기 보안경의 일측에 부착되는 제 1 무선모듈;
   상기 제 1 무선모듈에 의하여 수신된 용접 정보를 상기 보안경에 부착된 차단유리의 일측으로 출력하는 출력부; 및
   상기 보안경의 일측에 장착되어서 용접 작업 영상을 촬영하기 위한 카메라 모듈을 포함하고,
   작업자는 상기 보안경을 착용하고, 현재 용접기의 전기 특성을 인지하면서 용접 작업을 진행하고,
   상기 카메라 모듈을 이용하여 촬영된 영상은 상기 제 1 무선모듈을 통해서 외부로 송출되고, 실시간으로 용접 작업의 양호 상태를 검사하고,
   상기 카메라 모듈을 이용하여 촬영된 영상은 상기 제 1 무선모듈을 통해서 용접용 스마트 보안경의 외부로 송출이 이루어지고,
   상기 감지부는 상기 외부로 송출된 카메라 촬영 영상을 수신하는 제 2 무선모듈;
   상기 제 2 무선모듈을 통해서 수신된 용접 작업 영상에서 노이즈 제거하여 1차 저장하는 제 1 메모리;
   상기 제 1 메모리에 저장된 카메라 촬영 영상을, 카메라 각도에 따라 기결정된 파라메타를 적용하여 보정하고 저장하는 제 2 메모리;
   상기 제 2 메모리의 저장값을 용접 작업의 양호도를 검사하기 위하여 기설정되고 있는 기준값과 비교하고, 현재 진행 중인 용접 작업의 양호도를 판단하는 제어부; 및
   상기 제어부의 판단결과를 출력하는 음향출력부를 포함하는 용접용 스마트 보안경.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 감지부는 상기 용접기의 전압, 전류, 송급장치의 송급속도 또는 작업률을 감지하여 전송하는 용접용 스마트 보안경.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 카메라 모듈은, 보안경의 차단유리를 향해서 카메라 각도가 조절되도록 보안경의 전면 상부 중앙부분에 경사지게 부착되고,
   상기 용접용 스마트 보안경의 제 1 무선모듈에 의한 카메라 촬영 영상의 외부 송출은 선택적으로 이루어지는 용접용 스마트 보안경.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제어부는, 현재 진행 중인 용접 작업의 양호도를 판단하고, 불량 검출시에 상기 용접용 스마트 보안경으로 불량 검출신호를 전송하는 용접용 스마트 보안경.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 용접용 스마트 보안경에서 송출한 용접 작업 영상을 수신하는 스마트 기기를 더 포함하고,
   상기 스마트 기기는, 용접 작업의 양호도를 검사하기 위한 앱을 통해서 현재 진행 중인 용접 작업의 양호도를 판단하고, 판단결과를 작업자에게 알려주는 용접용 스마트 보안경.
   

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