KR102305039B1 - 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접작업 주체가 수행한 용접작업과 관련된 용접정보를 자동으로 수집하도록 하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 용접정보 수집 시스템의 제1 실시형태는 비접촉커플러를 디지털 피더의 용접용 와이어와 용접대상물을 지지하는 핀지그에 각각 비접촉식으로 결합하고, 용접작업이 개시되면 핀지그를 통해 용접대상물의 식별ID와 용접작업 주체의 식별ID가 디지털 피더 및 디지털 용접기를 통해 용접관리서버로 전달되어 용접작업 주체별 용접대상물의 위치 및 용접정보를 수집할 수 있도록 한다.

Description

방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템{Collection system of welding information by using contactless communication device with with communication direction}

본 발명은 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템에 관한 것으로서, 특히 용접작업을 수행하는 용접작업 주체의 위치와 용접작업과 관련된 용접정보를 수집하도록 하는 시스템에 관한 것이다.

선박건조 시 선박을 이루는 부분들을 별도로 제작하여 용접으로 서로 이어 붙이는 작업을 수행하게 된다.

선박은 원재료가 철재이므로 선박의 건조과정에서 용접작업이 대부분의 공정에서 필수적으로 행해지고 있으며, 용접이 부실한 부분이 있으면 그곳부터 물이 새어 들어오기 때문에 선박의 경쟁력은 용접의 경쟁력에 좌우될 정도로 용접작업은 선박을 포함한 조선업 전체에서도 핵심기술이다.

대형 선박의 경우 많은 철재들을 용접으로 이어붙이는 경우가 많으므로 넓은 작업장에서 다수의 용접작업 주체가 독립적으로 용접작업을 수행하고 있다.

예를 들어, 대형 철판의 경우 많은 부착물들을 용접작업을 통해 부착하고 있는데 용접작업의 진행상황을 확인하기 위해서는 관리자가 용접작업 장소를 돌아다니면서 일일이 용접작업 주체별로 작업상황을 확인해야 하는 번거로움이 있었다.

여러 용접작업 주체별로 작업상황을 확인해야 작업진행상황을 관리할 수 있고 다음 작업에 대한 계획을 수립할 수 있기 때문에 용접작업 주체별로 용접대상물의 용접작업과 관련된 용접정보를 수집하는 것은 매우 중요한 요소이다.

최근 용접작업 주체별로 무전을 통해 관리자에게 용접작업에 대한 용접정보를 통보하면 관리자가 수신된 용접정보를 기초로 각각의 용접작업 주체별로 용접작업현황을 파악하고 용접작업의 전체 진행상황을 파악하고 있다.

하지만, 용접작업 주체가 용접진행상황을 육안으로 확인하여 통보하므로 용접대상물과 용접작업에 대한 정확한 용접정보를 파악할 수 없고 용접작업의 전체 현황을 관리하기 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 넓은 용접작업 현장에서 많은 용접작업 주체가 각자의 위치에서 용접작업을 수행하고 있기 때문에 어느 용접작업 주체가 어느 용접대상물에서 현재 용접작업을 수행하고 있는지 파악하기가 어려웠다.

한편, 용접정보 관리를 위해 대한민국 등록실용신안공보 제20-0479118호에는 사용자정보 리더기를 구비하여 사용자정보 리더기를 통해 사용자 정보를 획득한 후 기저장된 사용자의 용접작업에 기초하여 용접 전류/전압을 제어하는 용접기가 개시되어 있다.

또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0055636호에는 용접기의 용접전류, 아크전압, 용접시간, 장비 사용률 등의 정보를 이용하여 용접정보를 관리하는 기술이 개시되어 있다.

하지만, 이러한 선행문헌들은 조선소의 넓은 작업장에서 이루어지는 복수 개의 용접대상물에서 용접작업에 대한 각 용접작업 주체의 위치를 파악하고, 용접작업과 관련된 용접정보를 효과적으로 수집할 수 있는 방법에 대하여 개시하고 있지 않으며, 상술한 종래기술의 문제점을 여전히 해결하지 못하고 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0479118호 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0055636호

본 발명은 넓은 선박용접 작업장에서 대형 용접대상물을 다수의 용접작업 주체가 각각 용접을 수행하는 경우 각각의 용접작업 주체별로 용접작업에 관련된 용접정보를 쉽고 효과적으로 자동 수집할 수 있도록 하는 용접정보 수집 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 비접촉커플러를 디지털 용접기에 간단하게 결합하여 각 용접작업 주체의 용접작업에 대한 용접정보를 원격지의 서버로 간단하게 전송할 수 있도록 하는 용접정보 수집 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 선박을 이루는 대형 철재 용접대상물을 용접하는 경우 다수의 용접작업 주체별로 용접정보를 자동으로 수집함으로써 철재 용접대상물에 대한 용접작업의 전체 진행상황을 파악하고 관리할 수 있도록 하는 용접정보 수집 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 넓은 선박 용접작업 현장에서 많은 용접작업 주체가 각자의 장소에서 용접작업을 수행하고 있는 경우 다수의 용접작업 주체별로 각자의 위치를 정확하게 파악할 수 있고, 용접작업 주체별 용접작업시간, 용접작업에 소요된 전압, 전류 등 각종 정보를 파악할 수 있도록 하는 용접정보 수집 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 용접대상물을 이용하여 용접정보를 수집할 때, 복수의 용접대상물이 서로 이웃하여 배치된 조선소의 선박 용접작업 현장에서 이웃한 용접대상물에 형성된 통신장비로부터 전달되는 통신신호로 인해 용접정보의 혼선 또는 잡음을 사전에 차단하도록 하는 용접정보 수집 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 통신방향성을 갖는 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템은, 용접대상물의 식별ID를 저장하고 상기 용접대상물의 식별ID에 대응하는 주파수신호를 주파수신호를 출력하는 제1 통신모뎀; 상기 용접대상물을 지지하는 복수의 핀지그 중 제1 핀지그에 비접촉식으로 결합되며 상기 제1 통신모뎀으로부터 상기 주파수신호를 수신하여 상기 제1 핀지그로 전달하되, 상기 제1 핀지그에서 상기 주파수신호가 일방향으로만 전달되도록 상기 주파수신호를 제1 핀지그로 전달하는 제1 비접촉접촉커플러; 상기 용접대상물에 접촉되는 용접봉에 연결된 용접용 와이어에 비접촉식으로 결합되며 상기 제1 비접촉커플러에서 상기 제1 핀지그로 전달되어 상기 용접봉 및 용접용 와이어로 전달되는 주파수신호를 수집하는 제2 비접촉커플러; 상기 제2 비접촉커플러로부터 수신된 주파수신호를 전달하는 제2 통신모뎀; 상기 용접용 와이어를 공급(feeding)하고 상기 용접용 와이어를 통해 상기 용접봉으로 용접을 위한 용전전압 및 용접전류를 공급하며, 상기 용접전압, 용접전류 및 용접작업에 따른 용접시간을 검출하여 상기 제2 통신모뎀으로부터 전달된 주파수신호, 내부에 저장된 자신의 식별ID 및 용접작업 주체의 식별ID와 함께 전달하는 디지털 피더; 상기 용접전압 및 용접전류를 상기 디지털 피더로 공급하고 상기 디지털 피더로부터 전달되는 정보를 외부로 전달하는 디지털 용접기; 및 상기 디지털 용접기로부터 전달되는 정보로부터 상기 용접작업 주체의 용접정보를 추출하는 용접관리서버를 포함하고, 상기 제1 비접촉커플러는 상기 제1 핀지그로 전달된 주파수신호가 상기 용접대상물의 방향으로만 전달되도록 하고 반대방향으로는 전달되지 않도록 한다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템은, 용접대상물의 식별ID를 저장하고 상기 용접대상물의 식별ID에 대응하는 주파수신호를 주파수신호를 출력하는 제1 통신모뎀; 상기 용접대상물을 지지하는 복수의 핀지그 중 제1 핀지그에 비접촉식으로 결합되며 상기 제1 통신모뎀으로부터 상기 주파수신호를 수신하여 상기 제1 핀지그로 전달하되, 상기 제1 핀지그에서 상기 주파수신호가 일방향으로만 전달되도록 상기 주파수신호를 제1 핀지그로 전달하는 제1 비접촉접촉커플러; 용접대상물 또는 상기 복수의 핀지그 중 제2핀지그와 접지 간을 연결하는 연장접지선에 비접촉식으로 결합되며 상기 제1 비접촉커플러에서 상기 제2핀지그로 전달되어 상기 용접대상물 또는 상기 용접대상물 및 제2핀지그를 통해 상기 연장접지선으로 전달되는 주파수신호를 수집하는 제2 비접촉커플러; 상기 제2 비접촉커플러로부터 수신된 주파수신호를 전달하는 제2 통신모뎀; 용접봉에 연결된 용접용 와이어를 공급(feeding)하고 상기 용접용 와이어를 통해 상기 용접봉으로 용접을 위한 용전전압 및 용접전류를 공급하며, 상기 용접전압, 용접전류 및 용접작업에 따른 용접시간을 검출하여 상기 제2 통신모뎀으로부터 전달된 주파수신호, 내부에 저장된 자신의 고유ID 및 용접작업 주체의 식별ID와 함께 전달하는 디지털 피더; 상기 용접전압 및 용접전류를 상기 디지털 피더로 공급하고 상기 디지털 피더로부터 전달되는 정보를 외부로 전달하는 디지털 용접기; 상기 디지털 용접기로부터 전달되는 정보로부터 상기 용접작업 주체의 용접정보를 추출하는 용접관리서버; 를 포함하고, 상기 제1 비접촉커플러는 상기 제1 핀지그로 전달된 주파수신호가 상기 용접대상물의 방향으로만 전달되도록 하고 반대방향으로는 전달되지 않도록 한다.

상기 제1 비접촉커플러는, 적어도 하나의 코어; 내부 케이스 및 외부 케이스 사이에 상기 코어를 수용하는 케이스; 상기 코어에 로고스키(Rogowskii) 코일 구조로 권선된 코일을 포함한다.

상기 코어는 내부에 길이방향으로 중공부가 형성된 하나의 원통형 자심체 또는 링(ring) 형상을 가지며 서로 적층된 복수의 자심체를 포함한다.

상기 디지털 피더는 상기 용접봉이 상기 용접대상물에 접촉하는 동안 상기 용접전압, 용접전류 및 용접시간을 검출한다.

상기 디지털 피더는 상기 용접작업 주체의 식별ID를 입력받아 저장한다.

상기 용접관리서버는 상기 디지털 용접기로부터 수신된 상기 주파수신호로부터 상기 용접대상물의 식별ID를 추출한다.

상기 용접관리서버는 상기 추출된 용접대상물의 식별ID와 상기 용접작업 주체의 식별ID를 매핑하여 저장한다.

상기 용접관리서버는 상기 용접대상물의 식별ID와 상기 용접작업 주체의 식별ID의 매핑정보에 상기 용접작업 주체의 용접시간을 추가로 매핑하여 저장한다.

상기 연장접지선이 상기 용접대상물과 접지 사이에 연결되는 경우 상기 제1비접촉커플러에서 상기 제1핀지그로 전달된 주파수신호는 상기 제1핀지그 및 용접대상물을 통해 상기 연장접지선으로 전달된다.

상기 연장접지선이 상기 제2 핀지그와 접지 사이에 연결되는 경우 상기 제1비접촉커플러에서 상기 제1핀지그로 전달된 주파수신호는 상기 제1핀지그, 용접대상물 및 제2핀지그를 통해 상기 연장접지선으로 전달된다.

본 발명의 실시예에 따른 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 용접정보 수집 시스템은 대형 조선소와 같이 넓은 용접장소에서 다수의 용접작업 주체별로 작업한 용접작업과 관련된 용접정보를 빠르고 간편하게 수집할 수 있다.

본 발명의 용접정보 수집 시스템은 각각의 용접작업 주체별로 용접정보를 수집할 수 있으므로 용접 대상물의 전체 용접작업 진행상황을 파악할 수 있고 해당 대상물의 다음 작업 계획을 수립할 수 있다.

본 발명의 용접정보 수집 시스템은 비접촉커플러를 용접기 장치에 비접촉식으로 결합하기 때문에 쉽고 간편하게 용접정보를 확인할 수 있다.

본 발명의 용접정보 수집 시스템은 용접작업 주체별로 용접작업 시간과 용접진행 상황을 파악할 수 있으므로 필요한 자재의 수량을 계산하여 예산에 반영할 수 있다.

본 발명의 용접정보 수집 시스템은 용접대상물을 이용하여 용접정보를 수집할 때, 복수의 용접대상물이 서로 이웃하여 배치된 조선소의 선박 용접작업 현장에서 용접대상물에 형성된 통신장비에서 통신신호 전달의 방향성을 설정함으로써 이웃한 용접대상물에 형성된 통신장비로부터 전달되는 통신신호로 인해 용접정보의 혼선 또는 잡음을 사전에 차단할 수 있다. 이에 용접작업 주체가 위치한 용접대상물에 한하여 용접정보를 수집할 수 있으므로, 용접작업 주체별로 정확한 용접정보를 수집할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템이 적용되는 용접대상물의 개략도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템의 구성도
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템의 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이웃한 용접대상물 간에 전달되는 주파수신호의 방향 및 전달과정을 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템을 구성하는 비접촉커플러의 외관 사시도.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉커플러의 코어에 대한 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉커플러에서 코어의 권선을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템을 구성하는 디지털 피더의 구성도.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템의 동작과정을 나타낸 순서도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템의 동작과정을 나타낸 순서도.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템이 적용되는 용접대상물의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 용접정보 수집 시스템에 적용되는 용접대상물(1)은 금속소재로 형성될 수 있으며 일정한 크기와 두께를 가질 수 있다.

이러한 용접대상물(1)은 복수의 핀지그(2)에 의해 지지될 수 있으며, 바람직하게는 용접작업 주체가 용접대상물(1)에서 용접작업을 원활하게 위한 일정높이만큼 지면으로부터 이격되도록 지지될 수 있다.

여기서, 용접작업 주체는 사람이 될 수도 있고 용접로봇이 될 수도 있다.

핀지그(2)도 역시 금속소재로 이루어지며, 용접대상물(1)로부터 탈착이 가능하도록 형성될 수 있다. 따라서, 용접대상물(1)을 지지할 때는 복수의 핀지그(2)가 용접대상물(1)에 결합될 수 있고, 용접작업이 완료되면 용접대상물(1)로부터 다수의 핀지그(2)가 분리될 수 있다.

도면에는 편의상 용접대상물(1)을 일례로 사각형 모양으로 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 용접대상물(1)의 크기, 두께, 모양 등 그 형상은 이에 한정되지 않는다.

따라서, 선박에 사용되는 물체로서 용접하고자 하는 대상물의 형상 및 특성에 따라 형태와 크기가 달라질 수 있다. 예를 들어, 용접대상물(1)은 철판, 철재구 등이 될 수 있다.

핀지그(2)는 용접대상물(1)을 지면으로부터 일정높이로 지지할 수 있다면 어떠한 형상이라도 상관 없다. 다만, 후술하는 바와 같이 비접촉커플러를 비접촉식으로 결합하기 용이한 형상이 바람직하다. 예컨대, 일정길이를 갖는 봉 형상 또는 원통형, 원뿔형 등의 형상이 바람직할 수 있다.

용접대상물(1)은 선박에 사용되는 일부분으로서 비교적 대형일 수 있다. 이에 용접대상물(1)에서 다수의 용접작업 주체가 용접작업을 수행할 수 있다.

용접대상물(1)은 조선소의 넓은 작업장에 복수 개가 서로 이웃하여 배치될 수 있으며, 각각의 용접대상물(1)마다 용접정보 수집을 위해 핀지그에 비접촉커플러가 비접촉식으로 결합될 수 있다.

또한, 각 용접대상물(1)마다 용접작업 주체가 용접작업을 수행할 수 있다.

본 발명에서는 복수의 용접대상물(1)에서 각각의 용접작업 주체마다 작업한 용접작업에 대응하는 용접정보를 수집하고자 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템은 제1 통신모뎀(110), 제1 비접촉커플러(120), 제2 비접촉커플러(130), 제2 통신모뎀(140), 디지털 피더(150), 디지털 용접기(160) 및 용접관리서버(170)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1 통신모뎀(110)은 내부에 용접대상물(1)의 식별ID를 저장하고 있으며, 이러한 용접대상물(1)의 식별ID에 대응하는 주파수신호를 생성하여 제1통신선(12)를 통해 후술되는 제1 비접촉커플러(120)로 전달할 수 있다.

제1 통신모뎀(110)과 연결된 제1 비접촉커플러(120)를 제1 핀지그(2)에 결합할 때, 용접대상물(1)의 식별ID를 내부에 입력할 수 있다.

예컨대, 제1 통신모뎀(110)과 연결된 제1 비접촉커플러(120)를 다른 용접대상물의 핀지그에 결합하면, 그 다른 용접대상물의 식별ID를 제1 통신모뎀(110)에 입력함으로써 제1 통신모뎀(110)이 제1 비접촉커플러(120)가 결합된 용접대상물의 식별ID와 매핑되도록 하고, 그 매핑정보를 내부에 저장하고 있도록 할 수 있다.

제1 통신모뎀(110)에 저장된 용접대상물(1)의 식별ID는 제1 통신모뎀(110)이 복수의 용접대상물 중 어느 용접대상물(1)에 결합되어 있는지를 확인할 수 있는 정보가 될 수 있다.

제1 통신모뎀(110)에서 생성되는 주파수신호는 후술될 제2 통신모뎀(140)과 통신을 위한 통신용 신호가 될 수 있다. 이러한 주파수신호는 용접대상물(1)의 식별ID뿐만 아니라 다른 정보도 포함될 수 있다. 예를 들어, 용접대상물(1)을 지지하는 핀지그 중 제1 비접촉커플러(120)가 결합된 제1핀지그(2)의 식별ID를 포함할 수도 있다.

제1 통신모뎀(110)은 전원케이블을 통해 전원공급부(미도시)에 연결하여 동작전원을 공급받을 수도 있고, 또는 내부에 배터리나 2차전지를 구비하여 동작전원을 공급받을 수도 있다.

제1 비접촉커플러(120)는 용접대상물(1)을 지지하는 복수의 핀지그(2) 중 어느 하나(제1 핀지그)에 비접촉식으로 결합될 수 있다. 제1 비접촉커플러(120)는 원통형상으로 구현되어 중앙부에 길이방향으로 중공부가 형성되며, 제1 핀지그(2)가 중공부의 내부를 관통하도록 설치됨으로써 제1 비접촉커플러(120)가 제1 핀지그(2)를 감싸도록 결합될 수 있다.

이러한 제1 비접촉커플러(120)는 제1 통신모뎀(110)으로부터 제1통신선(12)를 통해 전달되는 주파수신호를 수신하여 제1 핀지그(2)로 비접촉식으로 전달할 수 있다. 제1통신선(12)은 예컨대 동축케이블로 구성될 수 있다.

제1 비접촉커플러(120)는 전자기유도(Electromagnetic Induction)의 원리를 이용하여 주파수신호를 통신선로 또는 전력선로에 전달하거나 이러한 선로로부터 주파수신호를 커플링하여 수집할 수도 있다.

본 실시예에서, 제1 비접촉커플러(120)로부터 주파수신호가 제1 핀지그(2)로 전달될 수 있으며, 이러한 주파수신호는 제1 핀지그(2)를 통해 용접대상물(1)로 전달될 수 있다.

이와 같이 용접대상물(1)로 전달된 주파수신호는 용접작업 주체(10)가 용접작업을 위해 용접봉(11)을 용접대상물(1)에 접촉할 때 용접봉(11)으로 전달될 수 있고, 그리고 이러한 주파수신호는 용접봉(11)을 통해 용접봉(11)에 연결된 용접용 와이어(13)로 전달될 수 있다.

이때, 제1 비접촉커플러(120)는 제1 핀지그(2)로 전달되는 주파수신호에 대하여 통신의 방향성을 결정할 수 있다. 구체적으로, 제1 비접촉커플러(120)는 제1 통신모뎀(110)으로부터 주파수신호를 수신하여 제1 핀지그(2)로 전달하되, 그 제1 핀지그(2)로 전달된 주파수신호가 제1 핀지그(2)로부터 특정한 일방향으로만 전달되도록 하고, 반대방향으로는 전달될 수 없도록 할 수 있다.

이와 같이 제1 비접촉커플러(120)는 제1 핀지그(2)로부터 주파수신호가 특정한 일방향으로만 전달될 수 있도록 함으로써 주파수신호의 통신방향을 결정하는 것이다.

본 실시예에서 제1 비접촉커플러(120)는 제1 핀지그(2)에 전달된 주파수신호가 용접대상물(1) 방향으로만 전달될 수 있도록 할 수 있다. 이는 제1 비접촉커플러(120)가 제1 핀지그(2)에 주파수신호를 전달할 때, 그 제1 핀지그(2)에 전달된 주파수신호가 용접대상물(1)로만 전달되도록 하는 것이다.

이로써, 제1 핀지그(2)로 전달된 주파수신호는 용접대상물(1) 방향으로만 전달되고 반대방향으로는 전달되지 않는 것이다.

제2 비접촉커플러(130)는 이러한 용접용 와이어(13)에 비접촉식으로 결합될 수 있다. 이러한 제2 비접촉커플러(130)는 상술한 제1 비접촉커플러(120)와 동일한 구성으로 구현될 수 있으며, 동일한 전자기유도(Electromagnetic Induction)의 원리를 이용하여 주파수신호를 통신선로 또는 전력선로에 전달하거나 이들 선로로부터 주파수신호를 커플링하여 수집할 수 있다.

본 실시예에서, 제2 비접촉커플러(130)는 용접용 와이어(13)에 비접촉식으로 결합되어 용접용 와이어(13)을 통해 전달되는 주파수신호를 커플링하여 수집할 수 있다.

여기서, 용접용 와이어(13)를 통해 전달되는 주파수신호는 상기에서 설명한 제1 통신모뎀(110)로부터 전달된 주파수신호일 수 있다. 따라서, 이와 같이 수집된 주파수신호에는 용접대상물(1)의 식별ID가 포함될 수 있다. 다른 예로서 제1 비접촉커플러(120)가 결합된 제1 핀지그(2)의 식별ID를 포함할 수도 있다.

이때, 제2 비접촉커플러(130)는 상술한 바와 같이 제1 비접촉커플러(120)와 같이 일방향으로 주파수신호의 통신방향을 결정할 수도 있고, 또는 양방향 통신이 가능하도록 설정될 수도 있다.

본 실시예에서 제1 비접촉커플러(120)는 주파수신호가 일방향으로만 통신이 되도록 설정될 수 있지만 제2 비접촉커플러(130)는 일방향 또는 양방향 통신이 모두 가능하도록 설정될 수 있는 것이다.

본 발명에서는 제1 비접촉커플러(120)에서 주파수신호의 통신방향을 결정하는 것은 매우 중요한 요소이다. 이러한 주파수신호의 통신방향에 대해서는 하기에서 상세하게 설명된다.

제2 비접촉커플러(130)는 수집된 주파수신호를 제2통신선(14)을 통해 제2 통신모뎀(140)으로 전달할 수 있다.

제2 통신모뎀(140)은 제2 비접촉식커플러(150)에서 수집된 주파수신호를 수신함으로써 제1 통신모뎀(110)과 통신을 수행할 수 있게 된다.

제2 통신모뎀(140)은 후술되는 디지털 피더(150)로부터 동작전압을 공급받을 수 있고, 또는 전원케이블을 전원공급부(미도시)에 연결하여 동작전원을 공급받을 수도 있다. 다른 예로서 내부에 배터리나 2차전지를 구비하여 동작전원을 공급받을 수도 있다.

제2 통신모뎀(140)은 제2 비접촉커플러(130)로부터 전달되는 주파수신호를 제1전력선(15)를 통해 디지털 피더(150)로 전달할 수 있다. 제1전력선(15)은 예컨대 랜(LAN) 케이블 또는 시리얼(serial) 케이블로 구성될 수 있다.

디지털 피더(Digital Feeder)(150)는 후술될 디지털 용접기(160)로부터 제2전력선(16)을 통해 전원을 공급받아 동작할 수 있다. 디지털 피더(150)에는 내부에 마련된 일정한 공간에 용접용 와이어(wire)(13)가 권취될 수 있으며, 용접작업 시 권취된 용접용 와이어(13)를 용접이 필요한 위치로 설정된 속도로 공급(feeding)할 수 있다. 이러한 공급속도는 변경될 수 있다.

이때, 용접용 와이어의 공급(feeding)은 용접작업 주체(10)의 용접위치가 변경됨에 따라 권취된 용접용 와이어(13)를 권출시키는 것을 의미한다. 권취된 용접용 와이어(13)를 풀어서 용접용 와이어(13)가 더 길게 형성되도록 하는 것이다.

디지털 피더(150)는 디지털 용접기(120)로부터 용접봉(11)에서 용접을 위한 용접전압 및 용접전류를 공급받아서 용접용 와이어(13)를 통해 용접봉(11)으로 전달할 수 있다.

용접작업 주체(10)는 디지털 피더(150)로부터 용접봉(11)에 전달된 용접전압 및 용접전류를 이용하여 용접대상물(1)에서 용접작업을 수행할 수 있다.

한편, 디지털 피더(150)는 용접작업 주체(10)가 용접봉(11)을 이용하여 용접대상물(1)을 용접하는 동안 용접에 사용된 전압 및 전류를 검출할 수 있다.

또한, 디지털 피더(150)는 용접시에 용접에 소요되는 용접시간을 산출할 수도 있다. 이를 위해 내부에 타이머(미도시)를 포함할 수 있다.

용접작업 주체(10)가 용접봉(11)을 용접대상물(1)에 접촉하여 용접을 할 때와 용접봉(11)을 용접대상물(1)에서 분리하여 용접을 하지 않을 때에 용접봉(11)으로 인가되는 전압 및 전류가 다를 수 있다.

즉, 용접작업을 수행하는 경우는 용접전압과 용접전류가 용접봉(11)으로 인가되지만, 용접잡업을 진행하지 않으면 용접전압과 용접전류가 인가되지 않는다. 이와 같이 용접봉(11)으로 전압 및 전류가 인가되는 시간을 이용하여 용접시간을 산출할 수 있다. 이에, 디지털 피더(150)는 용접봉(11)이 용접대상물(1)에 접촉하는 동안 용접전압, 용접전류 및 용접시간을 검출할 수 있다.

또한, 디지털 피더(150)는 자신의 고유ID 및 용접작업 주체(10)의 식별ID를 내부에 저장할 수 있다. 이를 위해 디지털 피더(150)는 자신의 고유ID 및 용접작업 주체(10)의 식별ID를 입력받아 내부에 저장할 수 있다.

그리고, 디지털 피더(150)는 상술한 바와 같이 제2 통신모뎀(140)으로부터 주파수신호가 수신되면, 주파수신호를 비롯하여 내부에 저장된 디지털 피더(150)의 고유ID, 용접작업 주체의 식별ID, 용접시 인가되는 용접전압과 용접전류, 그리고 용접작업에 소요된 용접시간을 포함하는 용접정보를 디지털 용접기(160)으로 전달할 수 있다.

디지털 용접기(160)는 용접대상물(1)을 용접하기 위한 장비로서 전원을 공급받아 동작할 수 있다. 이러한 디지털 용접기(160)는 접지를 위한 접지선(111)이 연결될 수 있다.

본 실시예에서, 디지털 용접기(160)로는 용접을 위한 용접기를 포함할 수 있으며, 이러한 용접기로는 예컨대 아크용접기, 저항용접기 등이 될 수 있다.

디지털 용접기(160)는 전원제어부(미도시)로부터 공급되는 전원을 이용하여 동작될 수 있으며, 후술될 용접관리서버(170)와 통신할 수 있는 통신모듈(미도시) 및 디지털 용접기(160)를 전반적으로 제어할 수 있는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

디지털 용접기(160)는 디지털 피더(150)로부터 전달되는 주파수신호 및 용접정보를 수신할 수 있다. 즉, 디지털 용접기(160)는 디지털 피더(150)로 용접전압 및 용접전류를 공급하며, 디지털 피더(150)로부터 전달되는 주파수신호 및 용접정보를 수신할 수 있는 것이다. 디지털 용접기(160)는 전달된 주파수신호 및 용접정보를 용접관리서버(170)로 전달할 수 있다.

용접관리서버(170)는 디지털 용접기(160)와 통신을 수행할 수 있으며, 디지털 용접기(160)로부터 주파수신호 및 용접정보를 수신할 수 있다.

용접관리서버(170)에서 수신된 주파수신호에는 용접대상물(1)의 식별ID가 포함되어 있고, 수신된 용접정보에는 디지털 피더(150)의 고유ID, 용접작업 주체의 식별ID, 용접시 인가된 용접전압과 용접전류, 용접작업에 소요된 용접시간 등이 포함되어 있다.

이에, 용접관리서버(170)는 용접작업 주체(10)별로 작업중인 용접대상물(1)의 정보뿐만 아니라, 해당 용접대상물(1)에서 작업한 디지털 피더(150)의 식별ID, 용접전압, 용접전류, 용접시간 등을 추출할 수 있다.

이는 용접관리서버(170)에서 어느 용접작업 주체(10)가 어느 용접대상물(1)에서 용접작업을 수행하고 있는지를 확인할 수 있고, 얼마의 시간동안 용접작업을 하였는지, 어느 디지털 피더를 이용하여 용접작업을 하였는지를 확인할 수 있도록 하기 위한 것이다.

디지털 용접기(160)는 제3전력선(17)을 통해 용접관리서버(170)로 주파수신호 및 용접정보를 전달할 수 있다. 도면에는 일례로 디지털 용접기(160)와 용접관리서버(170)가 제3전력선(17)으로 연결되어 유선통신을 수행하는 것으로 도시하고 있으나 이는 일례에 불과하다.

다른 예에서는 디지털 용접기(160)는 무선통신을 통해 용접관리서버(170)와 연결되어 주파수신호 및 용접정보를 용접관리서버(170)로 전달할 수도 있다.

무선통신은 예컨대 무선LAN 통신, WIFI통신, ZigBee통신, NFC통신 등의 방식을 이용할 수 있다.

본 실시예에서, 용접관리서버(170)는 디지털 용접기(160)로부터 주파수신호 및 용접정보가 수신되면, 이를 분석하여 용접작업 주체(10)별로 용접정보를 추출할 수 있다.

구체적으로, 용접관리서버(170)는 주파수신호 및 용접정보를 분석하여 주파수신호에 포함된 용접대상물의 식별ID을 추출하고 용접정보에 포함된 용접작업 주체의 식별ID, 용접시 인가되는 용접전압과 용접전류, 그리고 용접작업에 소요된 용접시간을 포함하는 정보를 추출할 수 있다.

이때, 용접대상물(1)의 식별ID는 용접대상물(1)의 위치정보를 포함할 수 있으므로, 용접작업 주체(10)의 작업위치도 확인될 수 있다.

특히, 용접관리서버(170)는 디지털 용접기(160)로부터 수신된 주파수신호로부터 용접대상물(1)의 식별ID를 추출하고, 추출된 용접대상물(1)의 식별ID와 용접작업 주체(10)의 식별ID를 매핑하여 저장할 수 있다.

더하여, 용접관리서버(170)는 용접대상물(1)의 식별ID와 용접작업 주체(10)의 식별ID의 매핑정보에 용접작업 주체(10)의 용접시간 및/또는 용접위치를 추가로 매핑하여 저장할 수도 있다.

이는 용접작업 주체(10)별로 용접정보를 관리하기 위한 것이다. 그리고, 용접작업 주체(10)별로 용접전압, 용접전류, 용접시간 등을 관리함으로써 용접작업 주체별로 용접진행상황 및 전체 용접현황을 파악 및 관리할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템은 제1 통신모뎀(110), 제1 비접촉커플러(120), 제2 비접촉커플러(130), 제2 통신모뎀(140), 디지털 피더(150), 디지털 용접기(160) 및 용접관리서버(170)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 3에 도시된 제2 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템의 구성요소는 도 2에 도시된 제1 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템의 구성요소와 실질적으로 동일하며, 그 기능 및 작용도 실질적으로 동일하다.

다만, 제2 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템은 제1 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템과 비교할 때, 연장접지선(20)의 구성과 제2 비접촉커플러(130)의 설치위치가 다르다.

이하에서, 제2 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템을 설명함에 있어서 제1 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하고, 차이가 있는 연장접지선(20)과 제2 비접촉커플러(130)에 대해 설명하면서, 이러한 차이에 의한 주파수신호의 전달과정에 대하여 설명하기로 한다.

도 2와 도 3에서 동일한 구성에는 동일한 도면부호가 기재된다.

제2 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템에서 디지털 용접기(160)는 접지선(111)을 통해 접지(GND)와 연결될 수 있다. 디지털 용접기(160)에 연결된 접지선(111)에 연장접지선(20)이 연결될 수 있다. 연장접지선(20)은 접지선(111)을 연장한 형태가 될 수 있다.

이와 같이 연장접지선(20)의 일단은 접지선(111)과 연결될 수 있고, 타단은 용접대상물(10)과 연결될 수 있다. 이로써 용접대상물(1)은 연장접지선(20)을 통해 접지(GND)와 연결될 수 있다.

도면에는 도시되지 않았으나, 다른 실시예에서 이러한 연장접지선(20)의 타단은 용접대상물(10)을 지지하는 복수의 핀지그 중 제2핀지그(2)에 연결될 수도 있다. 즉, 이 경우에는 제2핀지그(2)가 연장접지선(20)을 통해 접지(GND)와 연결되는 것이다.

제2 비접촉커플러(130)는 연장접지선(20)에 비접촉식으로 결합될 수 있다. 제1 비접촉커플러(120)는 연장접지선(20)을 통해 전달되는 주파수신호를 커플링하여 수집할 수 있다.

구체적으로, 제1 통신모뎀(110)은 내부에 저장된 용접대상물(1)의 식별ID에 대응하는 주파수신호를 제1 비접촉커플러(120)를 통해 제1핀지그(2)로 전달하고, 이러한 주파수신호는 제1핀지그(2)와 용접대상물(1)을 통해 연장접지선(20)으로 전달될 수 있다. 이에 제2 비접촉커플러(130)는 연장접지선(20)으로 전달된 주파수신호를 수집하는 것이다.

다른 예로서 연장접지선(20)이 복수의 핀지그 중 제2핀지그에 연결된 경우 제1 비접촉커플러(120)에서 전달된 주파수신호는 제1핀지그, 용접대상물(1) 및 제2핀지그를 통해 연장접지선(20)으로 전달될 수 있다. 이에 제2 비접촉커플러(130)는 연장접지선(20)으로 전달된 주파수신호를 수집할 수 있다.

제2 비접촉커플러(130)에서 수집된 주파수신호는 제1 실시예와 동일하게 제1전력선(15)를 통해 디지털 피더(150)로 전달될 수 있다.

이후는 제1 실시예와 동일하게 진행될 수 있으며, 용접관리서버(170)는 주파수신호 및 용접정보로부터 용접작업 주체(10)별 용접위치 및 용접정보를 추출할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이웃한 용접대상물 간에 전달되는 주파수신호의 방향 및 전달과정을 설명하는 도면이다.

도 4에는 일례로 2개의 용접대상물(1)이 서로 이웃하여 배치된 예를 도시하고 있다. 실제 조선소에서는 넓은 용접작업장에 복수의 용접대상물(1)이 이웃하여 배치될 수 있다. 각각의 용접대상물(1)마다 각각의 용접작업 주체(10)가 용접을 수행할 수 있으며, 각각의 용접대상물(1)마다 본 발명에 따른 용접정보 수집 시스템이 적용될 수 있다.

도 4에 도시된 일례에서, 우측의 용접대상물(1)에 대하여 용접작업을 수행하는 중에 제1 통신모뎀(110)에서 용접대상물(1)의 식별ID에 대응하는 주파수신호를 제1 비접촉커플러(120)로 전달할 수 있다. 그러면 제1 비접촉커플러(120)는 주파수신호를 제1 핀지그(2)로 전달할 수 있다. 이때, 주파수신호(도면에 실선 A로 표시됨)는 제1 핀지그(2)를 통해 용접대상물(1)로 전달될 수 있다.

여기서, 조선소의 용접작업이 진행되는 작업장 바닥의 환경은 매우 복잡할 수 있으며, 많은 장비, 철판, 부품, 통신선, 전력선 등이 함께 존재할 수 있다. 뿐만 아니라 용접작업장 바닥은 금속체로 이루어진 강판 등으로 형성될 수도 있으며, 또한, 용접대상물(1)을 지지하는 복수의 핀지그(2)는 작업의 안전을 위해 접지 또는 접지와 연결된 접지선에 연결될 수도 있다.

이와 같이 용접작업장의 환경에 따라서는 제1 핀지그(2)로 전달된 주파수신호는 용접대상물(1)의 방향으로 전달될 수도 있지만, 반대방향으로도 전달될 수 있다. 이때, 반대방향으로 전달된 주파수신호는 이웃한 용접대상물(1)의 핀지그(2)로 전달될 수도 있다. 이는 주파수신호의 혼선을 초래할 수 있으며, 용접정보 수집에서 노이즈 신호로 작용할 수 있어 정확한 용접정보 수집을 방해할 수 있다.

즉, 도 4의 (a)에 도시된 일례와 같이, 용접대상물(1)에 대하여 용접정보를 수집하는 동안 제1 핀지그(2)로 전달된 주파수신호(A)는 용접대상물(1) 방향으로 전달될 수 있다.

용접대상물(1)에 이웃하여 배치된 용접대상물(1')에도 제1 핀지그(2')에 전달된 주파수신호(도면에는 점선 B로 표시됨)가 용접대상물(1')로 전달될 수 있다.

이때, 용접대상물(1,2')가 설치된 용접작업장의 환경에 따라서는 상기와 같이 제1 핀지그(2')에 전달된 주파수신호(B)는 용접대상물(1') 방향으로만이 아니라 반대방향으로도 전달될 수 있다.

이와 같이 반대방향으로 전달된 주파수신호는 이웃한 용접대상물(1)의 제1 핀지그(2)로 전달될 수도 있다. 이 경우 제1 핀지그(2)를 통해 2개의 주파수신호(A와 B)가 동시에 전달될 수 있다.

주파수신호에는 용접대상물의 식별ID가 포함되어 있는데, 이와 같이 2개의 파수신호(A,B)가 동시에 전달되면 2개의 용접대상물(1,1')의 식별ID가 포함되므로, 용접정보에는 어느 용접대상물인지 확인할 수 없게 된다.

이에, 본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위해 제1 비접촉커플러(120)에서 주파수신호를 제1 핀지그(2)로 전달할 때, 제1 핀지그(2)에서 전달되는 주파수신호의 통신방향을 설정하도록 하는 것이다.

구체적으로, 제1 비접촉커플러(120)가 제1 핀지그(2)로 주파수신호를 전달할 때, 제1 핀지그(2)에서 특정한 일방향으로만 주파수신호를 전달할 수 있도록 상기 주파수신호를 제1 핀지그(2)로 전달하는 것이다. 이와 같이 특정한 일방향으로 주파수신호를 전달하도록 설정하기 위한 제1 비접촉커플러(120)의 구조는 도 5 내지 도 7에서 상세히 설명된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 제1 비접촉커플러(120)가 제1 핀지그(2)로부터 주파수신호가 일방향으로만, 즉 용접대상물(1) 방향으로만 전달되기 때문에, 도 4의 (b)에 도시된 일례와 같이 이웃한 용접대상물(1')의 제1 핀지그(2')로부터 용접대상물(1)의 제1 핀지그(2)로 주파수신호(B)의 전달이 차단될 수 있다.

따라서, 용접대상물(1)의 제1 핀지그(2)로는 이웃한 용접대상물(1')의 제1 핀지그(2')로부터 주파수신호(B)가 전달되지 않으므로, 제1 통신모뎀(110)에서만 전달된 주파수신호(A)만 용접대상물(1)로 전달될 수 있는 것이다. 이에, 용접대상물(1)에 대하여 정확한 용접정보만 수집될 수 있는 것이다.

물론, 용접대상물(1)의 제1 핀지그(2)에서도 역시 이웃한 용접대상물(1')의 제1 핀지그(2')로 주파수신호(A)가 전달되지 않는다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템을 구성하는 비접촉커플러의 외관 사시도이고, 도 6는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉커플러의 코어에 대한 예시도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉커플러에서 코어의 권선을 설명하기 위한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 제1 비접촉커플러(110)는 케이스(121), 적어도 하나의 코어(122) 및 코일(125)을 포함하여 구성될 수 있다.

케이스(121)는 내부 케이스(121a)와 외부 케이스(121b)로 구성될 수 있다. 내부 케이스(121a)와 외부 케이스(121b) 사이에 적어도 하나의 코어(122)가 수용될 수 있다. 내부 케이스(121)에는 중앙부에 길이방향으로 핀지그(2)가 삽입되기 위한 원형의 중공부(123)가 형성될 수 있다.

코어(122)는 내부에 중공부를 갖는 원통형상으로 이루어진 하나의 자심체 또는 링(ring) 형상으로 된 복수의 자심체가 적층된 구조를 가질 수 있다. 코어(122)는 투자율 및 비저항 특성을 고려하여 우수한 전기적 특성을 발휘하기 위해 예컨대, 삽입손실, 전송손실이 적은 고주파 특성을 갖는 재료로 제작됨이 바람직하다. 본 실시예에서 코어(121)는 예컨대 페라이트 성분을 포함한다. 페라이트의 경우 전력손실은 낮고 공진 주파수는 높다는 장점이 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 페라이트 재료와 다른 금속재료를 서로 융합하여 사용할 수도 있다. 특히 금속재료는 높은 투자율과 자속밀도를 가진다는 장점이 있으므로, 본 발명에서는 페라이트 재료와 금속 재료의 장점을 융합할 수 있는 비정질 재료를 이용할 수도 있다.

코일(125)은 코어(122)를 권선하도록 형성된다. 본 실시예에서 코일(125)은 로고스키(Rogowskii) 코일 구조로 코어(122)에 권선될 수 있다. 로고스키 코일 구조는 코어(122)를 다수 회 권선(125)하고 코어(122)의 상면 또는 하면의 원주를 따라 적어도 1회 회귀권선(125')으로 배치하는 구조를 가질 수 있다.

이때, 회귀권선(125')의 배치방향에 따라 상술한 주파수신호의 통신방향을 결정할 수 있다. 즉, 이러한 로고스키 코일 구조에서 회귀권선(125')의 배치방향에 따라 중공부(123)에 삽입되는 핀지그(2)에서 전달되는 주파수신호의 방향성이 결정되는 것이다.

본 실시예에서는 핀지그(2)에서 용접대상물(1)의 방향으로만 주파수신호가 전달될 수 있도록 로고스키 코일의 회귀권선(125')의 방향을 결정하도록 한다.

코일(125)의 양끝단부는 접속단자를 통해 제1 통신모뎀(110)와 연결될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템의 디지털 피더의 구성도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템의 디지털 피더(150)는 입력부(151), ID저장부(152), 통신부(153), 전압검출부(154), 전류검출부(155), 용접시간산출부(156) 및 제어부(157)를 포함하여 구성될 수 있다.

입력부(151)는 디지털 피더(150)에 대한 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 본 실시예에서 용접작업 주체(10)는 입력부(151)를 통해 용접작업을 하기 전에 자신의 식별ID를 디지털 피더(150)에 입력할 수 있다.

이와 같이 입력된 용접작업 주체(10)의 식별ID는 ID저장부(152)에 저장될 수 있다.

이는 용접작업 주체(10)가 디지털 피더(150)를 이용하여 용접작업을 하는 경우 해당 용접작업 주체(10)가 그 디지털 피더(150)를 이용하여 용접작업을 얼마나 하였는지를 확인할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이러한 입력부(151)는 버튼 형태로 구현될 수 있고, 터치패드나 터치스크린으로 구현될 수 있다.

ID저장부(152)는 디지털 피더(150)의 고유ID를 저장할 수 있다. 또한, ID저장부(152)는 상기와 같이 입력부(151)를 통해 입력된 용접작업 주체의 식별ID를 저장할 수도 있다.

통신부(153)는 제2 통신모뎀(10) 및 디지털 용접기(160)와 통신을 수행할 수 있다.

본 실시예에서 통신부(153)는 제어부(157)의 제어에 의해 제2 통신모뎀(140)으로부터 주파수신호를 수신할 수 있고, 디지털 용접기(160)로 주파수신호, 디지털 피더(150)의 고유ID, 용접작업 주체(10)의 식별ID, 용접전압과 용접전류, 용접시간 등을 포함하는 용접정보를 전송할 수 있다.

전압검출부(154) 및 전류검출부(155)는 디지털 용접기(160)에서 디지털 피더(150)를 통해 용접봉(11)으로 인가되는 용접전압 및 용접전류를 각각 검출할 수 있다. 예컨대, 용접작업 주체(10)가 용접봉(11)을 용접대상물(1)에 접촉하여 용접작업을 수행하기 위해서는 디지털 용접기(160)에서 용접에 필요한 용접전압 및 용접전류를 인가해야 한다.

이때, 전압검출부(154) 및 전류검출부(155)는 용접작업이 개시됨에 따라 디지털 용접기(160)에서 디지털 피더(150)를 통해 인가되는 용접전압과 용접전류를 각각 검출하는 것이다.

이와 같이 검출되는 용접전압과 용접전류는 용접작업에 따른 용접정보에 중요한 요소가 될 수 있다. 왜냐하면, 용접을 위해서는 용접전압과 용접전류가 반드시 필요하게 되며, 용접전압과 용접전압은 용접작업량과 용접시간에 비례하기 때문이다.

용접시간산출부(156)는 용접작업이 진행되는 시간을 산출할 수 있다. 상술한 바와 같이 용접작업이 개시되면 용접전압과 용접전류가 인가되는데, 본 실시예에서는 용접전압과 용전전류가 인가되는 시간을 근거하여 용접시간을 산출할 수 있다.

제어부(157)은 디지털 피더(150)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 특히 주파수신호 및 용접정보의 송수신이 원활하게 진행되도록 필요한 구성요소들을 제어할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템의 동작과정을 나타낸 순서도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템에서 용접작업 주체(10)는 용접대상물(1)의 용접작업을 하기 위해서는 디지털 피더(150)로부터 용접용 와이어(13)를 인출하고 디지털 용접기(160)를 온시킨다.

이로써, 디지털 용접기(160)로부터 용접에 필요한 용접전압 및 용접전류가 디지털 피더(150)와 용접용 와이어(13)를 통해 용접봉(11)으로 전달될 수 있다.

이에, 용접작업 주체(10)는 용접을 위해 용접봉(11)이 용접대상물(1)에 접촉함으로써 용접작업이 시작될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 용접작업을 시작하기 전에 용접작업 주체(10)는 자신의 식별ID를 디지털 피더(150)에 입력할 수 있다(S101). 이를 위하여 용접작업 주체(10)는 디지털 피더(150)의 입력부(151)를 통해 자신에게 할당된 식별ID를 입력할 수 있다.

이와 같이 입력된 용접작업 주체의 식별ID는 ID저장부(152)에 저장될 수 있다. ID저장부(152)는 디지털 피더(150)의 고유ID도 저장되어 있다.

용접작업을 진행하기 위해 디지털 용접기(160)가 온(ON)되면(S103), 디지털 용접기(160)로부터 출력된 용접전압 및 용접전류가 디지털 피더(150) 및 용접용 와이어(13)를 통하여 용접봉(11)으로 전달될 수 있다(S105).

이에, 용접작업 주체(10)에 의해 용접봉(11)이 용접대상물(1)에 접촉됨으로써 용접작업이 시작될 수 있다(S107).

이와 같이 용접작업이 시작되면 디지털 피더(150)는 디지털 용접기(160)에서 용접봉(11)으로 인가되는 용접전압 및 용접전류를 검출할 수 있다(S109).

한편, 제1 통신모뎀(110)은 작업하고자 하는 용접대상물(1)의 식별ID를 내부에 저장하고 있으며, 해당 용접대상물(1)의 식별ID에 대응하는 주파수신호를 생성한 후(S111), 그 용접대상물(1)을 지지하는 복수의 핀지그 중 어느 하나의 핀지그(제1핀지그)에 비접촉으로 결합된 제1 비접촉커플러(120)로 주파수신호를 전달할 수 있다(S113).

제1 비접촉커플러(120)는 제1 핀지그로 주파수신호를 전달하고, 이러한 주파수신호는 제1핀지그, 용접대상물(1) 및 용접봉(11)을 통해 용접용 와이어(13)으로 전달될 수 있다(S115). 이는 용접작업 주체(10)가 용접을 수행하면서 용접봉(11)을 용접대상물(1)에 접촉하는 동안 주파수신호는 제1핀지그, 용접대상물(1) 및 용접봉(11)을 통해 용접봉(11)에 연결된 용접용 와이어(13)으로 전달되는 것이다.

이때, 제1 비접촉커플러(120)에서 제1 핀지그(2)로 전달되는 주파수신호는 방향성이 결정되어 있다. 즉, 제1 비접촉커플러(120)는 제1 핀지그(2)로 주파수신호를 전달할 때, 제1 핀지그(2)에서 용접대상물(1) 방향으로만 전달되도록 할 수 있다. 반대방향으로의 전달은 이루어지지 않는 것이다.

이로써, 복수의 용접대상물(1)이 서로 이웃하여 배치된 작업환경에서 이웃한 용접대상물(1)의 핀지그(2) 간에 서로 다른 주파수신호가 전달되지 않도록 할 수 있다.

제2 비접촉커플러(130)는 용접용 와이어(13)에 비접촉으로 결합되어 있으므로 용접용 와이어(13)를 통해 전달되는 주파수신호를 수집할 수 있으며(S117), 수집된 주파수신호를 제2 통신모뎀(140)으로 전달할 수 있다(S119).

그리고, 제2 통신모뎀(140)는 주파수신호를 디지털 피더(150)로 전달할 수 있다(S121).

이에, 디지털 피더(150)는 상기 수신된 주파수신호와 함께 ID저장부(152)에 저장된 디지털 피더의 고유ID, 용접작업 주체의 식별ID, 그리고 검출된 용접전압 및 용접전류를 포함하는 용접정보를 용접관리서버(170)로 전달할 수 있다(S123).

디지털 피더(150)는 용접작업이 계속 진행되는 동안 수신된 주파수정보 및 용접정보를 용접관리서버(170)로 실시간 전달할 수 있다.

용접관리서버(170)는 수신된 주파수신호 및 용접정보를 분석 및 처리하여 용접작업 주체(10)의 위치정보를 비롯하여 용접작업에 관련된 각종 정보를 추출할 수 있다(S125). 이로써, 용접관리서버(170)는 용접작업 주체(10)의 용접작업 상황을 파악 및 관리할 수 있다.

이러한 과정은 복수의 용접작업 주체(10)별로 각각 적용될 수 있다. 따라서, 용접관리서버(170)는 복수의 용접작업 주체(10)별로 각각 용접작업의 진행상황을 파악 및 관리할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템의 동작과정을 나타낸 순서도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 용접정보 수집 시스템에서 용접작업 주체(10)는 용접대상물(1)의 용접작업을 하기 위해서는 디지털 피더(150)로부터 용접용 와이어(13)를 인출하고 디지털 용접기(160)를 온(ON)시킬 수 있다.

이로써, 디지털 용접기(160)로부터 용접에 필요한 용접전압 및 용접전류가 디지털 피더(150)와 용접용 와이어(13)를 통해 용접봉(11)으로 전달될 수 있다.

이에, 용접작업 주체(10)는 용접을 위해 용접봉(11)이 용접대상물(1)에 접촉함으로써 용접작업이 시작될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 용접작업을 시작하기 전에 용접작업 주체(10)는 자신의 식별ID를 디지털 피더(150)에 입력할 수 있다(S201). 이를 위하여 용접작업 주체(10)는 디지털 피더(150)의 입력부(151)를 통해 자신에게 할당된 식별ID를 입력할 수 있다.

이와 같이 입력된 용접작업 주체의 식별ID는 ID저장부(152)에 저장될 수 있다. ID저장부(152)는 디지털 피더(150)의 고유ID도 저장되어 있다.

용접작업을 위해 디지털 용접기(160)가 온되면(S203), 디지털 용접기(160)로부터 출력된 용접전압 및 용접전류가 디지털 피더(150) 및 용접용 와이어(13)를 통하여 용접봉(11)으로 전달될 수 있다(S205).

이에, 용접작업 주체(10)에 의해 용접봉(11)이 용접대상물(1)에 접촉됨으로써 용접작업이 시작될 수 있다(S207).

이와 같이 용접작업이 시작되면 디지털 피더(150)는 디지털 용접기(160)에서 용접봉(11)으로 인가되는 용접전압 및 용접전류를 검출할 수 있다(S209).

한편, 제1 통신모뎀(110)은 작업하고자 하는 용접대상물(1)의 식별ID를 내부에 저장하고 있으며, 해당 용접대상물(1)의 식별ID에 대응하는 주파수신호를 생성한 후(S211), 그 용접대상물(1)을 지지하는 복수의 핀지그 중 어느 하나의 핀지그(제1핀지그)에 비접촉으로 결합된 제1 비접촉커플러(120)로 주파수신호를 전달할 수 있다(S213).

제1 비접촉커플러(120)에서 제1핀지그로 전달된 주파수신호는 제1핀지그 및 용접대상물(1)을 통해 연장접지선(20)으로 전달될 수 있다(S215). 이는 용접작업 주체(10)가 용접시 용접봉(11)을 용접대상물(1)에 접촉하는 동안 주파수신호는 제1핀지그 및 용접대상물(1)을 통해 용접대상물(1)에 연결된 연장접지선(20)으로 전달되는 것이다.

다른 실시예에서, 연장접지선(20)이 용접대상물(1)의 제2 핀지그에 연결되는 경우에는 주파수신호가 제1 핀지그, 용접대상물(1) 및 제2 핀지그를 통해 연장접지선(20)으로 전달될 수 있다.

이때, 제1 비접촉커플러(120)에서 제1핀지그로 전달되는 주파수신호는 방향성이 결정되어 있다. 즉, 제1 비접촉커플러(120)는 제1 핀지그로 주파수신호를 전달할 때, 제1 핀지그에서 용접대상물(1) 방향으로만 전달되도록 할 수 있다. 반대방향으로의 전달은 이루어지지 않는 것이다.

이로써, 복수의 용접대상물(1)이 서로 이웃하여 배치된 작업환경에서 이웃한 용접대상물(1)의 핀지그(2) 간에 서로 다른 주파수신호가 전달되지 않도록 할 수 있다.

제2 비접촉커플러(130)는 연장접지선(20)에 비접촉으로 결합되어 있으므로 연장접지선(20)을 통해 전달되는 주파수신호를 수집할 수 있으며(S217), 수집된 주파수신호를 제2 통신모뎀(140)으로 전달할 수 있다(S219).

그리고, 제2 통신모뎀(140)는 주파수신호를 디지털 피더(150)로 전달할 수 있다(S221).

이에, 디지털 피더(150)는 상기 수신된 주파수신호와 함께 ID저장부(152)에 저장된 디지털 피더의 고유ID, 용접작업 주체의 식별ID, 그리고 검출된 용접전압 및 용접전류를 포함하는 용접정보를 용접관리서버(170)로 전달할 수 있다(S223).

디지털 피더(150)는 용접작업이 계속 진행되는 동안 수신된 주파수정보 및 용접정보를 용접관리서버(170)로 실시간 전달할 수 있다.

용접관리서버(170)는 수신된 주파수신호 및 용접정보를 분석 및 처리하여 용접작업 주체(10)의 위치정보를 비롯하여 용접작업에 관련된 각종 정보를 추출할 수 있다(S225). 이로써, 용접관리서버(170)는 용접작업 주체(10)의 용접작업 상황을 파악 및 관리할 수 있다.

이러한 과정은 복수의 용접작업 주체(10)별로 각각 적용될 수 있다. 따라서, 용접관리서버(170)는 복수의 용접작업 주체(10)별로 각각 용접작업의 진행상황을 파악 및 관리할 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 용접정보 수집 시스템에서는 비접촉커플러를 용접용 와이어 및 핀지그, 또는 연장접지선 및 핀지그에 각각 비접촉식으로 결합하여 용접작업 주체별로 용접정보를 자동으로 수집할 수 있게 된다.

이로써, 쉽고 간단한 구성으로 선박용 용접대상물에 대한 용접정보를 확인 및 관리할 수 있고, 전체 용접작업 현황을 효과적으로 확인 및 관리가 가능하다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1,1' : 용접대상물 2 : 핀지그
10 : 용접작업 주체 11 : 용접봉
12 : 제1통신선 13 : 용접용 와이어
14 : 제2통신선 15 : 제1전력선
16 : 제2전력선 17 : 제3전력선
20 : 연장접지선 110 : 제1 통신모뎀
111 : 접지선 120 : 제1 비접촉커플러
130 : 제2 비접촉커펄르 140 : 제2 통신모뎀
150 : 디지털 피더 151 : 입력부
152 : ID저장부 153 : 통신부
154 : 전압검출부 155 : 전류검출부
156 : 용접시간산출부 157 : 제어부
160 : 디지털 용접기 170 : 용접관리서버

Claims (9)

1. 용접대상물의 식별ID를 저장하고 상기 용접대상물의 식별ID에 대응하는 주파수신호를 주파수신호를 출력하는 제1 통신모뎀;
   상기 용접대상물을 지지하는 복수의 핀지그 중 제1 핀지그에 비접촉식으로 결합되며 상기 제1 통신모뎀으로부터 상기 주파수신호를 수신하여 상기 제1 핀지그로 전달하되, 상기 제1 핀지그에서 상기 주파수신호가 일방향으로만 전달되도록 상기 주파수신호를 제1 핀지그로 전달하는 제1 비접촉접촉커플러;
   상기 용접대상물에 접촉되는 용접봉에 연결된 용접용 와이어에 비접촉식으로 결합되며 상기 제1 비접촉커플러에서 상기 제1 핀지그로 전달되어 상기 용접봉 및 용접용 와이어로 전달되는 주파수신호를 수집하는 제2 비접촉커플러;
   상기 제2 비접촉커플러로부터 수신된 주파수신호를 전달하는 제2 통신모뎀;
   상기 용접용 와이어를 공급(feeding)하고 상기 용접용 와이어를 통해 상기 용접봉으로 용접을 위한 용접전압 및 용접전류를 공급하며, 상기 용접전압, 용접전류 및 용접작업에 따른 용접시간을 검출하여 상기 제2 통신모뎀으로부터 전달된 주파수신호, 내부에 저장된 자신의 식별ID 및 용접작업 주체의 식별ID와 함께 전달하는 디지털 피더;
   상기 용접전압 및 용접전류를 상기 디지털 피더로 공급하고 상기 디지털 피더로부터 전달되는 정보를 외부로 전달하는 디지털 용접기; 및
   상기 디지털 용접기로부터 전달되는 정보로부터 상기 용접작업 주체의 용접정보를 추출하는 용접관리서버; 를 포함하고,
   상기 제1 비접촉커플러는 상기 제1 핀지그로 전달된 주파수신호가 상기 용접대상물의 방향으로만 전달되도록 하고 반대방향으로는 전달되지 않도록 하는 통신방향성을 갖는 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템.
2. 용접대상물의 식별ID를 저장하고 상기 용접대상물의 식별ID에 대응하는 주파수신호를 주파수신호를 출력하는 제1 통신모뎀;
   상기 용접대상물을 지지하는 복수의 핀지그 중 제1 핀지그에 비접촉식으로 결합되며 상기 제1 통신모뎀으로부터 상기 주파수신호를 수신하여 상기 제1 핀지그로 전달하되, 상기 제1 핀지그에서 상기 주파수신호가 일방향으로만 전달되도록 상기 주파수신호를 제1 핀지그로 전달하는 제1 비접촉접촉커플러;
   용접대상물 또는 상기 복수의 핀지그 중 제2핀지그와 접지 간을 연결하는 연장접지선에 비접촉식으로 결합되며 상기 제1 비접촉커플러에서 상기 제2핀지그로 전달되어 상기 용접대상물 또는 상기 용접대상물 및 제2핀지그를 통해 상기 연장접지선으로 전달되는 주파수신호를 수집하는 제2 비접촉커플러;
   상기 제2 비접촉커플러로부터 수신된 주파수신호를 전달하는 제2 통신모뎀;
   용접봉에 연결된 용접용 와이어를 공급(feeding)하고 상기 용접용 와이어를 통해 상기 용접봉으로 용접을 위한 용접전압 및 용접전류를 공급하며, 상기 용접전압, 용접전류 및 용접작업에 따른 용접시간을 검출하여 상기 제2 통신모뎀으로부터 전달된 주파수신호, 내부에 저장된 자신의 고유ID 및 용접작업 주체의 식별ID와 함께 전달하는 디지털 피더;
   상기 용접전압 및 용접전류를 상기 디지털 피더로 공급하고 상기 디지털 피더로부터 전달되는 정보를 외부로 전달하는 디지털 용접기;
   상기 디지털 용접기로부터 전달되는 정보로부터 상기 용접작업 주체의 용접정보를 추출하는 용접관리서버; 를 포함하고,
   상기 제1 비접촉커플러는 상기 제1 핀지그로 전달된 주파수신호가 상기 용접대상물의 방향으로만 전달되도록 하고 반대방향으로는 전달되지 않도록 하는 통신방향성을 갖는 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 연장접지선이 상기 용접대상물과 접지 사이에 연결되는 경우 상기 제1비접촉커플러에서 상기 제1핀지그로 전달된 주파수신호는 상기 제1핀지그 및 용접대상물을 통해 상기 연장접지선으로 전달되는 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 연장접지선이 상기 제2 핀지그와 접지 사이에 연결되는 경우 상기 제1비접촉커플러에서 상기 제1핀지그로 전달된 주파수신호는 상기 제1핀지그, 용접대상물 및 제2핀지그를 통해 상기 연장접지선으로 전달되는 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템.
5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 제1 비접촉커플러는,
   내부에 길이방향으로 중공부가 형성된 하나의 원통형 자심체 또는 링(ring) 형상을 가지며 서로 적층된 복수의 자심체를 포함하는 코어;
   각각 원통형상의 내부 케이스 및 외부 케이스로 구성되며 상기 내부 케이스 및 외부 케이스 사이에 상기 코어를 수용하는 케이스;
   상기 코어에 로고스키(Rogowskii) 코일 구조로 권선된 코일을 포함하는 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템.
6. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 디지털 피더는 상기 용접봉이 상기 용접대상물에 접촉하는 동안 상기 용접전압, 용접전류 및 용접시간을 검출하는 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템.
7. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 용접관리서버는 상기 디지털 용접기로부터 수신된 상기 주파수신호로부터 상기 용접대상물의 식별ID를 추출하는 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 용접관리서버는 상기 추출된 용접대상물의 식별ID와 상기 용접작업 주체의 식별ID를 매핑하여 저장하는 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 용접관리서버는 상기 용접대상물의 식별ID와 상기 용접작업 주체의 식별ID의 매핑정보에 상기 용접작업 주체의 용접시간을 추가로 매핑하여 저장하는 방향성을 갖는 비접촉 통신장치를 이용한 용접정보 수집 시스템.

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