KR102476526B1 - Lidar-based smart welding system using intelligent welding watch and helmet device - Google Patents

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KR102476526B1 KR1020220057212A KR20220057212A KR102476526B1 KR 102476526 B1 KR102476526 B1 KR 102476526B1 KR 1020220057212 A KR1020220057212 A KR 1020220057212A KR 20220057212 A KR20220057212 A KR 20220057212A KR 102476526 B1 KR102476526 B1 KR 102476526B1
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Abstract

The present invention relates to a LiDAR-based smart welding system using an intelligent welding watch and helmet device to increase the stability and efficiency of welding work. According to the present invention, the LiDAR-based smart welding system comprises: a welding gun scanning an electric arc onto a welding part of a base material; a power feeder unit supplying current to the welding gun and connecting the ground to the base material; a central control unit connected to the power feeder unit by wire or wirelessly to control the power feeder unit and welding conditions; a welding smart watch worn on a user's wrist and wirelessly connected to the central control unit to control the welding conditions and display welding information; a smart welding helmet worn on the user's face and wirelessly connected to the central control unit to control the welding conditions and display the welding information; a camera unit wirelessly connected to the central control unit and photographing the welding part of the base material in real time; and a LiDAR for measuring the location and welding conditions of the welding area.

Description

지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템{Lidar-based smart welding system using intelligent welding watch and helmet device}Lidar-based smart welding system using intelligent welding watch and helmet device {Lidar-based smart welding system using intelligent welding watch and helmet device}

본 발명은 용접 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쉽고 빠르게 용접조건을 설정 조작하고, 상세한 용접 상태의 모니터링을 통한 용접 작업의 효율성을 높일 수 있는 지능형 용접 워치 및 헬멧을 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a welding system, and more particularly, to a lidar-based smart welding system using an intelligent welding watch and helmet capable of easily and quickly setting and manipulating welding conditions and increasing the efficiency of welding work through monitoring of detailed welding conditions. It is about.

일반적으로 용접은 금속부재를 가열/가압 등의 조작으로 야금적으로 접합시키는 것으로, 접합할 양 금속부재의 접합부를 국부적으로 가열/용융시켜 여기에 용가재를 용융 첨가하여 이들을 국부적 주조작용으로 접합시키는 융 접(fusion welding)과, 접합부를 적당한 온도로 가열하여 이에 기계적 압력을 가하여 접합을 완성하는 방법인 압접(press welding) 및 접합하는 모재보다 융점이 훨씬 낮은 비철합금 용가재인 납재료를 접합부에 용융 첨가하여 그 용융 납재료의 응고 시에 있어서의 분자간 인력을 이용하여 접합목적을 달성하는 납접 등이 있다.In general, welding is to metallurgically join metal members by heating/pressing operations, etc., by locally heating/melting the junction of both metal members to be joined, melting and adding a filler material thereto, and joining them by local casting action. Fusion welding, press welding, which is a method of heating the joint to an appropriate temperature and applying mechanical pressure to complete the joint, and melting and adding brazing material, a non-ferrous alloy filler material with a much lower melting point than the base material to be joined, to the joint There is brazing that achieves the purpose of bonding by using the intermolecular attraction at the time of solidification of the molten braze material.

이러한 용접 과정은 균일하게 용접할 수 있으면서 안전한 용접 기술을 연구 개발하여 오늘날에는 로봇 및 자동화 기술의 발전에 따라 용접 과정을 자동으로 수행하는 자동 용접 장치가 생산 라인에 널리 사용되어 생산성 향상에 많은 도움을 주고 있다.This welding process researches and develops safe welding technology that can weld uniformly, and today, with the development of robots and automation technology, automatic welding devices that automatically perform the welding process are widely used in production lines, helping to improve productivity. are giving

이와 같은 용접장치는 일반적으로 용접건 또는 용접로봇과 전력을 공급하는 파워 피더부를 포함하여 구성되어, 사용자가 파워 피더부를 직접 조정하면서 모재 용접을 실시하게 되는데, 용접조건의 설정 등을 위해 사용자가 이동해야 하고, 다양한 용접조건의 설정과 용접 정보의 모니터링이 어렵다는 문제점이 있다.Such a welding device generally includes a welding gun or a welding robot and a power feeder unit that supplies power, and the user performs welding while directly adjusting the power feeder unit. However, it is difficult to set various welding conditions and monitor welding information.

상술한 문제를 해결하고자 하는 본 발명의 과제는 다음과 같다.The object of the present invention to solve the above problems is as follows.

첫째, 본 발명은 쉽고 빠르게 용접조건을 설정 조작하고, 상세한 용접 상태의 모니터링을 통한 용접 작업의 안정성과 효율성을 높일 수 있는 디지털 스마트 제어 시스템을 제공하고자 함이다.First, the present invention is to provide a digital smart control system that can easily and quickly set and manipulate welding conditions and increase the stability and efficiency of welding work through monitoring of detailed welding conditions.

둘째, 본 발명은 용접상태 또는 용접과정을 모니터링하고 용접조건을 간단한 조작으로 설정하여 동작을 제어함으로써, 용접 프로세스를 실시간으로 모니터링하고 라이다 기반으로 보다 정밀하게 잘못된 용접을 용이하게 찾을 수 있고 더욱 세밀하고 정교한 용접이 가능할 뿐만 아니라, 용접시간 단축, 생상성 향상과 보다 안전한 작업환경개선, 및 인체공학 설계로 안구보호기능으로 용접효율을 높일 수 있는 스마트 용접 제어 시스템을 제공하고자 함이다.Second, the present invention monitors the welding state or welding process and controls the operation by setting the welding conditions with a simple operation, so that the welding process can be monitored in real time and faulty welding can be easily found more precisely based on lidar and more detailed It is intended to provide a smart welding control system that not only enables precise and sophisticated welding, but also shortens welding time, improves productivity, improves a safer working environment, and increases welding efficiency with eye protection through ergonomic design.

상술한 과제를 해결하는 본 발명의 제1 특징은, 지능형 용접 워치 및 헬멧을 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템으로, 모재의 용접 부위에 전기아크를 주사하는 용접건; 상기 용접건에 전류를 공급하고, 모재에 접지 연결하는 파워 피더부; 상기 파워 피더부와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 파워 피더부 및 용접조건을 제어하는 중앙 제어부; 사용자 손목에 착용하는 것으로, 상기 중앙 제어부와 무선으로 연결되어 상기 용접조건을 제어하고, 용접 정보를 디스플레이하는 용접 스마트 워치; 사용자 안면에 착용하는 것으로, 상기 중아 제어부와 무선으로 연결되어 상기 용접조건을 제어하고, 상기 용접 정보를 디스플레이하는 용접 스마트 헬멧; 상기 중앙 제어부와 무선으로 연결되고, 상기 모재의 용접부위를 실시간 촬영하는 카메라부; 및 용접부위의 위치 및 용접조건을 측정하기 위한 라이다를 포함할 수 있다.A first feature of the present invention to solve the above problems is a LiDAR-based smart welding system using an intelligent welding watch and a helmet, a welding gun for injecting an electric arc into a welding region of a base material; a power feeder unit supplying current to the welding gun and connecting the ground to the base material; a central control unit that is connected to the power feeder unit by wire or wirelessly and controls the power feeder unit and welding conditions; A welding smart watch worn on a user's wrist, wirelessly connected to the central control unit to control the welding conditions and display welding information; A welding smart helmet that is worn on the user's face and is wirelessly connected to the central control unit to control the welding conditions and display the welding information; a camera unit wirelessly connected to the central control unit and photographing the welding portion of the base material in real time; And it may include a lidar for measuring the location and welding conditions of the welding area.

본 발명의 제2 특징은, 지능형 용접 워치 및 헬멧을 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템으로, 용접 로봇; 상기 용접 로봇과 유선 또는 무선 네트워크로 연결되어, 상기 용접 로봇을 제어하는 중앙 제어부; 용접 로봇 헤드에 설치되어, 용접부위의 용접과정을 촬영하는 카메라부; 용접부위의 위치 및 용접조건을 측정하기 위한 라이다; 상기 중앙제어부와 유선 또는 무선 네트워크로 연결되어 용접 정보를 모니터링 하거나 용접조건을 제어하는 스마트 제어부; 및 사용자 손목에 착용하는 것으로, 상기 중앙 제어부와 무선으로 연결되어 상기 용접조건을 제어하고, 용접 정보를 디스플레이하는 용접 스마트 워치; 사용자 안면에 착용하는 것으로, 상기 중앙 제어부와 무선으로 연결되어 상기 용접조건을 제어하고, 상기 용접 정보를 디스플레이하는 용접 스마트 헬멧을 포함할 수 있다.A second feature of the present invention is a lidar-based smart welding system using an intelligent welding watch and helmet, including a welding robot; a central control unit that is connected to the welding robot through a wired or wireless network and controls the welding robot; A camera unit installed in the welding robot head to photograph the welding process of the welding part; lidar for measuring the position of the welded area and welding conditions; A smart control unit connected to the central control unit through a wired or wireless network to monitor welding information or control welding conditions; and a welding smart watch worn on a user's wrist, wirelessly connected to the central control unit to control the welding conditions and display welding information. To be worn on the user's face, it may include a welding smart helmet that is wirelessly connected to the central control unit to control the welding conditions and display the welding information.

여기서, 상기 스마트 워치의 외측 둘레에 설치된 원형 베젤의 회전으로 다수개의 기능을 제어하거나, 상기 스마트 워치의 외측에 설치된 버튼 또는 헬멧의 외측에 설치된 버튼으로 다수개의 기능을 제어하는 것일 수 있다. 또한 용접 스마트 헬멧에는 카메라 부를 적용 하여 디스플레이 되어 눈을 보호하며 전압, 전류 및 와이어 속도 등 용접중에도 앞면 디스플레이 창으로 설정 및 조건을 확인할 수 있는 지능형 용접 제어 시스템일 수 있다.Here, a plurality of functions may be controlled by rotation of a circular bezel installed on the outer circumference of the smart watch, or a plurality of functions may be controlled by buttons installed on the outside of the smart watch or buttons installed on the outside of the helmet. In addition, it can be an intelligent welding control system that protects eyes by applying a camera to the welding smart helmet and can check settings and conditions such as voltage, current and wire speed through the front display window even during welding.

또한, 파워 피더부는, 지능형 네트워크 장비로서, 무선 송수신 장치를 구비하는 것일 수 있고, 상기 용접조건은, 용접 모재 두께, 재질, 조질, 와이어스피드, 전류, 아크길이, 전압, 가스 유량, 온도 및 시간 정보를 포함하는 것일 수 있다.In addition, the power feeder unit, as an intelligent network device, may be equipped with a wireless transmission and reception device, and the welding conditions include welding base material thickness, material, tempering, wire speed, current, arc length, voltage, gas flow rate, temperature and time It may contain information.

더하여, 상기 중앙 제어부는, 용접조건, 용접 절차 및 시방서를 포함하는 용접 정보를 상기 스마트 워치 및 스마트 헬멧과 실시간으로 통신하고, 상기 용접 정보를 저장하는 데이터베이스를 구비하는 서버를 더 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 중앙 제어부는, 상기 용접 로봇 및 상기 스마트 제어부와 네트워크와 연결되어, 용접조건, 용접 절차 및 시방서를 포함하는 용접 정보를 실시간으로 통신하고, 상기 용접 정보를 저장하는 데이터베이스를 구비하는 것일 수 있다.In addition, the central control unit may further include a server having a database that communicates welding information including welding conditions, welding procedures and specifications with the smart watch and smart helmet in real time and stores the welding information. . In addition, the central control unit may be connected to the welding robot and the smart control unit and a network to communicate welding information including welding conditions, welding procedures and specifications in real time, and to have a database for storing the welding information. have.

상술한 과제를 해결하는 본 발명의 효과는 다음과 같다.The effects of the present invention to solve the above problems are as follows.

첫째, 본 발명은 용접건에 카메라와 라이다를 구비하고, 파워 피더부와 무선 통신으로 연결되어 용접조건 및 용접 정보를 저장하거나 제어하는 중앙 제어부와 함께, 용접조건의 설정 및 용접 정보의 표시 등의 기능을 수행하는 스마트 워치를 포함하여 구비함으로써, 쉽고 빠르게 용접조건을 설정 조작하고, 상세한 용접 상태의 모니터링을 통한 용접 작업의 효율성을 높일 수 있는 지능형 용접 워치 및 헬멧을 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템을 제공한다.First, the present invention has a welding gun equipped with a camera and lidar, connected to the power feeder unit through wireless communication, together with a central control unit that stores or controls welding conditions and welding information, setting welding conditions and displaying welding information, etc. LiDAR-based smart welding system using an intelligent welding watch and helmet that can easily and quickly set and operate welding conditions and increase the efficiency of welding work through monitoring of detailed welding conditions by including a smart watch that performs the functions of provides

둘째, 본 발명은 용접로봇 헤드에 카메라 및 라이다 장치를 구비하여 용접상태 또는 용접과정을 모니터링 할 수 있고, 스마트 워치 및 헬멧을 통해 다양한 용접조건을 간단한 조작으로 설정하고 동작을 제어할 수 있다는 점에서 용접 프로세스를 실시간으로 모니터링하여 잘못된 용접을 쉽게 찾을 수 있고, 더욱 세밀하고 정교한 용접이 가능할 뿐만 아니라, 용접시간을 단축, 생산성 향상과 보다 안전한 작업환경개선 및 인체공학 설계로 안구 보호기능으로 용접효율을 높일 수 있는 지능형 용접 워치 및 헬멧을 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템을 제공한다.Second, the present invention is equipped with a camera and lidar device on the welding robot head to monitor the welding status or welding process, and to set various welding conditions with simple manipulation and control the operation through a smart watch and helmet By monitoring the welding process in real time, it is easy to find faulty welding, and more detailed and sophisticated welding is possible, as well as shortening welding time, improving productivity, improving a safer working environment, and ergonomic design with eye protection function for welding efficiency. We provide a lidar-based smart welding system using an intelligent welding watch and helmet that can increase

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧을 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템 구성의 연결 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧을 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템의 블록 구성의 네트워크 연결 모식도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예로, 지능형 용접 워치 및 헬멧을 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템 구성의 연결 모식도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧을 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템의 블록 구성의 네트워크 연결 모식도이다.
1 is a connection schematic diagram of a lidar-based smart welding system configuration using an intelligent welding watch and a helmet according to an embodiment of the present invention.
2 is a network connection schematic diagram of a block configuration of a lidar-based smart welding system using an intelligent welding watch and a helmet according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is another embodiment of the present invention, a connection schematic diagram of a LiDAR-based smart welding system configuration using an intelligent welding watch and a helmet.
4 is a network connection schematic diagram of a block configuration of a lidar-based smart welding system using an intelligent welding watch and a helmet according to another embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components, not excluding other components, unless otherwise stated, and one or more other characteristics. However, it should be understood that it does not preclude the possibility of existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. As used throughout the specification, the terms "about", "substantially", etc., are used at or approximating that value when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are given, and do not convey an understanding of the present invention. Accurate or absolute figures are used to help prevent exploitation by unscrupulous infringers of the disclosed disclosure.

본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1개의 유닛이 2개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2개 이상의 유닛이 1개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.In this specification, a "unit" includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both. Further, one unit may be realized using two or more hardware, and two or more units may be realized by one hardware.

본 명세서에 있어서 단말, 장치 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말, 장치 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말, 장치 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.In this specification, some of the operations or functions described as being performed by a terminal, device, or device may be performed instead by a server connected to the terminal, device, or device. Likewise, some of the operations or functions described as being performed by the server may also be performed by a terminal, apparatus, or device connected to the server.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템 구성의 연결 모식도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템의 블록 구성의 네트워크 연결 모식도이다. 1 is a connection schematic diagram of a lidar-based smart welding system configuration using an intelligent welding watch and helmet device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a lidar using an intelligent welding watch and helmet device according to an embodiment of the present invention It is a schematic diagram of the network connection of the block configuration of the based smart welding system.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템, 모재의 용접 부위에 전기 아크를 주사하는 용접건(110); 상기 용접건(110)에 전류를 공급하고, 모재에 접지 연결하는 파워 피더부(150); 상기 파워 피더부(150)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 파워 피더부(150) 및 용접조건을 제어하는 중앙 제어부(200); 사용자 손목에 착용하는 것으로, 상기 중앙 제어부(200)와 무선으로 연결되어 상기 용접조건을 제어하고, 용접 정보를 디스플레이하는 용접 스마트 워치(170); 사용자 안면에 착용하는 것으로, 상기 중아 제어부와 무선으로 연결되어 상기 용접조건을 제어하고, 상기 용접 정보를 디스플레이하는 용접 스마트 헬멧(180); 및 상기 중앙 제어부(200)와 무선으로 연결되고, 상기 모재의 용접부위를 실시간 촬영하는 카메라부(130); 및 용접부위의 위치 및 용접조건을 측정하기 위한 라이다(160)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in Figure 1, a lidar-based smart welding system using an intelligent welding watch and helmet device according to an embodiment of the present invention, a welding gun 110 for injecting an electric arc into a welding region of a base material; A power feeder unit 150 supplying current to the welding gun 110 and connecting the ground to the base material; a central control unit 200 connected to the power feeder unit 150 by wire or wirelessly and controlling the power feeder unit 150 and welding conditions; A welding smart watch 170 worn on a user's wrist, wirelessly connected to the central control unit 200 to control the welding conditions and display welding information; A welding smart helmet 180 that is worn on the user's face and is wirelessly connected to the central control unit to control the welding conditions and display the welding information; and a camera unit 130 wirelessly connected to the central control unit 200 and photographing the welding portion of the base material in real time. And it may be configured to include a lidar 160 for measuring the location and welding conditions of the welding area.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 스마트 워치(170) 및 스마트 헬멧(180)을 통해 작업현장 이탈 없이, 용접조건을 사용자가 쉽고 빠르게 조작할 수 있고 카메라와 라이다(160)를 이용하여 용접 부위의 상태 등의 용접정보를 실시간으로 용이하게 모니터링하여 작업 효율성을 높일 수 있는 스마트 용접 시스템을 제공한다.As such, in the embodiment of the present invention, the user can easily and quickly manipulate the welding conditions without leaving the work site through the smart watch 170 and the smart helmet 180, and the welding area using the camera and lidar 160 It provides a smart welding system that can increase work efficiency by easily monitoring welding information such as the status of in real time.

또한, 본 발명의 실시예에에 따른 스마트 용접 시스템은, 용접건(110)에 카메라와 라이다(160)를 구비하고, 파워 피더부(150)와 무선 통신으로 연결되어 용접위치 및 용접조건을 포함하는 용접 정보를 저장하거나 제어하는 중앙 제어부(200)와 함께, 용접조건의 설정 및 용접 정보의 표시 등의 기능을 수행하는 스마트 워치(170) 및 스마트 헬멧(180)을 포함하여 구비함으로써, 쉽고 빠르게 용접조건을 설정 조작하고, 상세한 용접 상태를 모니터링하고, 용접부위를 실시간 촬영하고 측정하는 카메라부(130)와 라이다(160)을 통한 용접 작업의 효율성을 높일 수 있는 시스템을 제공한다.In addition, the smart welding system according to an embodiment of the present invention is provided with a camera and lidar 160 in the welding gun 110, and is connected to the power feeder unit 150 through wireless communication to determine the welding position and welding conditions. Along with the central control unit 200 that stores or controls welding information, including a smart watch 170 and a smart helmet 180 that perform functions such as setting welding conditions and displaying welding information, Provided is a system that can increase the efficiency of welding work through a camera unit 130 and a lidar 160 that quickly set and manipulate welding conditions, monitor detailed welding conditions, and photograph and measure welding parts in real time.

일반적으로 말하는 용접은 야금적 접합방법을 말한다. 아크 용접법은 열원으로 아크를 사용하는 융접법(fusion welding)이며 현재 가장 널리 이용되고 있는 접합(seam)방법이다. 아크 용접장치(100)의 구성은 아크 발생기, 1차측ㆍ2차측 배선, 자동전격방지장치를 포함하여 구성되는 파워 피더부(150)와, 홀더 및 용접봉 등으로 구성된 용접검을 포함하여 구성될 수 있다. 용접을 위한 아크를 발생시키는 아크 발생기에는 직류와 교류가 있으며, 현재는 교류 아크 발생기 많이 사용되고 있다는 점에서 본 발명의 실시예에 따른 스마트 용접 시스템은 아크 용접장치를 포함하는 구성일 수 있다.Generally speaking, welding refers to a metallurgical joining method. The arc welding method is a fusion welding method using an arc as a heat source and is currently the most widely used seam method. The configuration of the arc welding device 100 may include a power feeder unit 150 including an arc generator, primary and secondary wiring, and an automatic electric shock prevention device, and a welding sword composed of a holder and a welding rod. . Arc generators for generating arcs for welding include direct current and alternating current, and since alternating current arc generators are widely used, the smart welding system according to an embodiment of the present invention may include an arc welding device.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 용접건(110) 헤드에 장착되어 용접 부위를 촬영하고 측정하는 카메라부(130)와 라이다(160)는 무선 통신장치를 구비하여, 중앙 제어부(200) 및 스마트 워치(170) 및 스마트 헬멧(180)과 교신할 수 있고, 용접하는 상태에 있는 경우 실시간으로 용접부위를 촬영하여 용접 상태의 영상을 획득하고, 중앙 제어부(200)로 전송하고, 중앙 제어부(200)는 수신받은 영상을 데이터 베이스에 저장할 수 있으며, 필요에 따라 스마트 워치(170) 및 스마트 헬멧(180)으로 영상 데이터를 전송할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1, the camera unit 130 and lidar 160 mounted on the head of the welding gun 110 to photograph and measure the welding area are provided with wireless communication devices, and the central control unit 200 and It can communicate with the smart watch 170 and the smart helmet 180, and when in a welding state, take a picture of the welding part in real time to obtain an image of the welding state, transmit it to the central control unit 200, and central control unit ( 200) may store the received image in a database, and may transmit image data to the smart watch 170 and the smart helmet 180 as needed.

여기서, 본 발명의 실시예에 적용되는 구성 요소 간 통신을 위한 무선 통신장치는 근거리 무선 통신장치가 바람직한데, 이는 기기 간 거리가 가까이에 있고, 비용이 저렴할 뿐만 아니라, 기기 동작을 위한 제어 신호의 통신에 알맞기 때문이다. 근거리 무선 통신장치로는 RFID(Radio-Frequency Identification), 블루투스(Bluetooth), 비콘(Beacon) 장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 카메라부(130)가 라이다(160) 기반에서 촬영 및 측정되는 영상 데이터의 통신, 그 밖에 각종 용접 정보의 안정적인 통신을 위해 인터넷 등과 같은 네트워크 통신을 통해, 스마트 워치(170), 스마트 헬멧(180) 및 중앙 제어부(200)가 교신할 수 있음은 물론이다.Here, the wireless communication device for communication between components applied to the embodiment of the present invention is preferably a short-distance wireless communication device, which has a short distance between devices, is inexpensive, and provides control signals for device operation. Because it is suitable for communication. A short-distance wireless communication device may include Radio-Frequency Identification (RFID), Bluetooth, and a beacon device. In addition, in the embodiment of the present invention, the camera unit 130 communicates image data captured and measured based on the lidar 160 and other various welding information through network communication such as the Internet for stable communication, smart watch 170, the smart helmet 180 and the central control unit 200 can communicate, of course.

카메라부(130)와 라이다(160는 용접 부위에 대한 2차원 이미지와 용접조건을 측정하여 획득하는 장치로, 중앙 제어부(200) 또는 스마트 워치(170) 및 스마트 헬멧(180)에 무선 통신으로 그 작동이 제어될 수 있다. 즉, 용접건(110) 헤드 부위에 장착된 카메라를 통해 획득된 2차원 이미지 데이터는 중앙 제어부(200)로 전송되고, 중앙 제어부(200)는 카메라의 구동, 동작 및 촬영 조건 등을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 스마트 워치(170) 및 스마트 헬멧(180)에 의해 중앙 제어부(200)와 교신하여 카메라부(130) 및 라이다(160)를 제어할 수 있다. 여기서 카메라부(130)와 라이다(160)를 용접건(110)에 설치하는 것은 용접건(110)이 용접부위로 근접시켜 작업을 하게 되어 카메라의 촬영이 용이할 뿐만 아니라, 라이다 센서가 용접 환경 조건 분석을 용이하도록 방향이 용접 부위로 향할 수 있기 때문이다.The camera unit 130 and the lidar 160 are devices that measure and obtain a two-dimensional image of a welding area and welding conditions, and wirelessly communicate with the central control unit 200 or the smart watch 170 and the smart helmet 180 Its operation can be controlled, that is, the two-dimensional image data obtained through the camera mounted on the head of the welding gun 110 is transmitted to the central controller 200, and the central controller 200 drives and operates the camera. and shooting conditions, etc., as well as controlling the camera unit 130 and lidar 160 by communicating with the central controller 200 through the smart watch 170 and the smart helmet 180. Here, installing the camera unit 130 and lidar 160 to the welding gun 110 makes it easy to shoot the camera because the welding gun 110 works close to the welding part, and the lidar sensor is welded This is because the direction can be directed to the welding area to facilitate environmental condition analysis.

여기서 라이다(Lidar)(160)는 주변의 사물을 인식하기 위해 레이저 신호를 이용하는 기술로서, 라이다(360)에서 쏘아진 펄스 레이저 신호가 주변의 사물과 부딪힌 후 되돌아오면, 이를 분석해 사물의 위치나 운동 방향, 속도, 거리 정보와 상태정보를 확인하는 장치로서, 본 발명의 실시예에서는 레이저에 돌아오는 빛을 감지하여 용접할 제품의 모형을 스캔하여 로봇/용접건의 속도 및 방향 용접물의 온도 등의 상태를 분석하여 용접조건 정보를 획득할 수 있다.Here, Lidar 160 is a technology that uses a laser signal to recognize surrounding objects. When the pulse laser signal emitted from the lidar 360 collides with a nearby object and returns, it analyzes the position of the object. B. As a device for checking movement direction, speed, distance information and status information, in the embodiment of the present invention, the laser beam is detected to scan the model of the product to be welded, and the speed and direction of the robot/welding gun, the temperature of the welded material, etc. Welding condition information can be obtained by analyzing the state of

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 용접 시스템에 적용되는 스마트 워치(170) 및 스마트 헬멧(180)은 펌웨어 등의 애플리케이션 프로그램을 실행할 수 있고, 외부의 기기와 무선 통신을 수행할 수 있는 무선 통신 장치를 구비하는 모바일 기기로서, 스마트 워치(170)의 외측 둘레에 설치된 원형 베젤의 회전으로 다수개의 기능 또는 동작을 제어하거나, 스마트 워치(170)의 외측에 설치된 버튼 또는 스마트 헬멧(180)의 외측에 설치된 버튼으로 다수개의 기능 또는 동작을 제어할 수 있다. In addition, the smart watch 170 and the smart helmet 180 applied to the smart welding system according to the embodiment of the present invention can execute application programs such as firmware and perform wireless communication with external devices Wireless communication As a mobile device having a device, a plurality of functions or operations are controlled by rotation of a circular bezel installed on the outer circumference of the smart watch 170, or a button installed on the outer side of the smart watch 170 or the outer side of the smart helmet 180 Multiple functions or operations can be controlled with the buttons installed on the .

또한, 스마트 워치(170) 및 스마트 헬멧(180)은 파워 피더부(150) 및 용접건(110)의 동작을 제어하기 위한 UI로 구성된 제어 소프트웨어 또는 애플리케이션을 설치하고 각종 기능 또는 동작의 UI 버튼을 터치 방식을 통해 제어할 수 있는 터치 스크린을 구비할 수 있으며, 선택에 따라 카메라부(150)와 라이다(160)에서 용접 부위를 촬영하여 획득한 영상 또는 이미지와 용접조건을 분석하고 데이터를 중앙 제어부(200)와 교신하여 디스플레이하여 사용자가 용접 상태를 모니터링 할 수 있다. 여기서, 용접조건 정보는 파워 피더부(150)에서 제공되는 전압, 전류, 속도, 아크 특성 등의 정보 뿐만 아니라, 용접 모재 두께, 재질, 조질, 와이어스피드, 가스 유량, 온도 및 시간 정보를 포함할 수 있고, 용접절차서 또는 시방서와 같은 용접 정보를 모두 포함할 수 있음은 물론이다.In addition, the smart watch 170 and the smart helmet 180 install control software or applications consisting of a UI for controlling the operation of the power feeder unit 150 and the welding gun 110, and UI buttons for various functions or operations. It can be provided with a touch screen that can be controlled through a touch method, and according to the selection, the camera unit 150 and the lidar 160 photograph the welding area and analyze the acquired video or image and welding conditions and store the data in the center. By communicating with the control unit 200 and displaying it, the user can monitor the welding state. Here, the welding condition information may include not only information such as voltage, current, speed, and arc characteristics provided by the power feeder unit 150, but also information on the thickness, material, tempering quality, wire speed, gas flow rate, temperature, and time of the welding base material. It is of course possible to include all welding information such as welding procedures or specifications.

그리고, 파워 피더부(150)는 지능형 네트워크 장비로서, 무선 송수신 장치를 구비하여 스마트 워치(170) 및 스마트 헬멧(180)과 제어 신호를 통신할 수 있고, 네트워크를 통해 중앙 제어부(200)와 통신할 수 있다. 여기서 중앙 제어부(200)는 인터넷 등의 네트워크와 연결되어 네트워크 통신이 가능하고 대용량의 데이터를 저장할 수 있는 컴퓨팅 장치로서, PC, 노트북 등을 포함할 수 있다.In addition, the power feeder unit 150 is an intelligent network device, and is equipped with a wireless transmission and reception device to communicate control signals with the smart watch 170 and the smart helmet 180, and communicates with the central control unit 200 through the network can do. Here, the central control unit 200 is a computing device capable of network communication by being connected to a network such as the Internet and storing a large amount of data, and may include a PC, a laptop computer, and the like.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템의 블록 구성의 네트워크 연결 모식도로서, 이하에서 본 발명의 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템의 제어 및 영상 데이터 통신 프로세스를 중심으로 연결 구성을 상세히 설명하기로 한다.Figure 2 is a network connection schematic diagram of a block configuration of a LiDAR-based smart welding system using an intelligent welding watch and helmet device according to an embodiment of the present invention, hereinafter using an intelligent welding watch and helmet device according to an embodiment of the present invention The connection configuration will be described in detail, focusing on the control and image data communication process of the LIDAR-based smart welding system.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템은 용접건(110), 카메라부(130), 파워 피더부(150), 스마트 워치(170) 및 스마트 헬멧(180)을 포함하여 구비되는 용접장치(100)와, 네트워크를 통해 연결되는 중앙 제어부(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 용접건(110), 카메라부(130), 파워 피더부(150), 스마트 워치(170) 및 스마트 헬멧(180) 간 통신은 간단하고 낮은 비용으로 장착 가능한 근거리 무선 통신장치를 통해 통신할 수 있다.As shown in FIG. 2, the LiDAR-based smart welding system using the intelligent welding watch and helmet device according to an embodiment of the present invention includes a welding gun 110, a camera unit 130, a power feeder unit 150, a smart It may include a welding device 100 provided including a watch 170 and a smart helmet 180 and a central control unit 200 connected through a network. Here, communication between the welding gun 110, the camera unit 130, the power feeder unit 150, the smart watch 170 and the smart helmet 180 can be performed through a short-range wireless communication device that can be installed at a simple and low cost. can

즉, 본 발명의 실시예에 적용되는 용접장치(100)의 사용자가 착용한 스마트 워치(170) 및 스마트 헬멧(180)을 통해 용접건(110), 카메라부(130) 및 파워 피더부(150)의 동작 및 용접조건 등을 버튼 또는 터치 조작으로 설정하고 모재에 대한 용접 작업을 준비한다. 파워 피더부(150), 카메라부(130) 및 용접건(110)을 동작시키고 용접 부위에 용접을 시작하면, 카메라부(130)는 용접 상태를 실시간으로 촬영하여 획득한 영상 데이터를 네트워크를 통해 중앙 제어부(200)로 전송한다. 또한, 중앙 제어부(200)는 카메라를 통해 수신받은 용접상태 영상 데이터를 데이터 베이스에 저장할 수 있고, 스마트 워치(170) 및 스마트 헬멧(180)은 중앙 제어부(200)로부터 네트워크를 통해 선택적으로 용접 상태 영상 정보를 수신받아 용접을 모니터링 할 수 있다.That is, the welding gun 110, the camera unit 130 and the power feeder unit 150 through the smart watch 170 and the smart helmet 180 worn by the user of the welding apparatus 100 applied to the embodiment of the present invention ) operation and welding conditions, etc. are set by button or touch operation, and prepare for welding work on the base material. When the power feeder unit 150, the camera unit 130, and the welding gun 110 are operated and welding starts at the welding site, the camera unit 130 photographs the welding state in real time and transmits acquired image data through the network. It is transmitted to the central control unit 200. In addition, the central control unit 200 may store the welding state image data received through the camera in a database, and the smart watch 170 and the smart helmet 180 selectively check the welding state from the central control unit 200 through a network. Welding can be monitored by receiving video information.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예로, 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템 구성의 연결 모식도이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템의 블록 구성의 네트워크 연결 모식도이다. Figure 3 is another embodiment of the present invention, a connection schematic diagram of the lidar-based smart welding system configuration using an intelligent welding watch and helmet device, Figure 4 is an intelligent welding watch and helmet device according to another embodiment of the present invention It is a schematic diagram of the network connection of the block configuration of the used lidar-based smart welding system.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템은, 용접 로봇(310); 상기 용접 로봇(310)과 유선 또는 무선 네트워크로 연결되어, 상기 용접 로봇(310)을 제어하는 중앙 제어부(500); 용접 로봇(310) 헤드에 설치되어, 용접부위의 용접과정을 촬영하는 카메라부(350); 용접부위의 위치 및 용접조건을 측정하기 위한 라이다(360); 상기 중앙 제어부(500)와 유선 또는 무선 네트워크로 연결되어 용접 정보를 모니터링 하거나 용접조건을 제어하는 스마트 제어부(400); 사용자 손목에 착용하는 것으로, 상기 중앙 제어부(500)와 무선으로 연결되어 상기 용접조건을 제어하고, 용접 정보를 디스플레이하는 용접 스마트 워치(370) 및 사용자 안면에 착용하는 것으로, 상기 중앙 제어부와 무선으로 연결되어 상기 용접조건을 제어하고, 용접 정보를 디스플레이하는 용접 스마트 헬멧(380)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, a lidar-based smart welding system using an intelligent welding watch and helmet device according to another embodiment of the present invention includes a welding robot 310; a central control unit 500 connected to the welding robot 310 through a wired or wireless network and controlling the welding robot 310; A camera unit 350 installed on the head of the welding robot 310 to photograph the welding process of the welding part; Lidar 360 for measuring the position of the welding area and welding conditions; A smart controller 400 connected to the central controller 500 through a wired or wireless network to monitor welding information or control welding conditions; Wearing on the user's wrist, wirelessly connected to the central control unit 500 to control the welding conditions and displaying welding information, welding smart watch 370 and worn on the user's face, wirelessly with the central control unit It may include a welding smart helmet 380 connected to control the welding conditions and display welding information.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템은 스마트 워치를 통해 편리하게 용접 로봇(310)을 사용자가 쉽고 빠르게 조작할 수 있고 카메라부(250)와 라이다(360) 장치를 통해 용접부위 영상 이미지 및 용접조건을 자동으로 검출하고 실시간으로 용접 상태를 모니터링 할 수 있는 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템을 제공할 수 있다.As such, the lidar-based smart welding system using the intelligent welding watch and helmet device according to the embodiment of the present invention allows the user to conveniently and quickly operate the welding robot 310 through the smart watch, and the camera unit 250 It is possible to provide a lidar-based smart welding system using an intelligent welding watch and helmet device capable of automatically detecting a video image of a welding part and welding conditions through a lidar 360 device and monitoring a welding condition in real time.

여기서, 본 발명의 실시예에 적용되는 용접 로봇(310)은 다관절 구조로 형성되는 구조로서, 다축계 구조일 수 있고, 다관절 구조는 다수의 아암부(310)와 관절부(330)로 연결되어 각각 직선운동 또는 회전운동을 수행한다.Here, the welding robot 310 applied to the embodiment of the present invention is a structure formed of a multi-joint structure, and may be a multi-axis structure, and the multi-joint structure is connected by a plurality of arm parts 310 and joint parts 330. It performs linear motion or rotational motion, respectively.

용접 로봇(310)의 세부 구성으로서, 아암부(310)는 와이어의 통과를 위한 중공을 지닌 모터, 와이어를 송급하는 송급롤러, 와이어의 송급속도를 검출하는 속도센서를 구비할 수 있고, 중공형 모터는 축계 구동을 위한 일체형 조인트 구조로서 중심축 상으로 일정한 직경의 관통공을 구비하여 와이어의 통과를 허용할 수 있다. 송급롤러는 별도의 모터에 연결되고 마찰력에 의하여 이송력을 제공하며, 속도센서는 와이 어 이송부하를 증가시키지 않도록 비접촉 방식으로 구성할 수 있다.(도시하지 않음)As a detailed configuration of the welding robot 310, the arm unit 310 may include a hollow motor for passing the wire, a feeding roller for feeding the wire, and a speed sensor for detecting the feeding speed of the wire. The motor is an integral joint structure for driving a shaft system, and may have a through hole having a constant diameter on a central axis to allow passage of wires. The feed roller is connected to a separate motor and provides feed force by friction, and the speed sensor can be configured in a non-contact manner so as not to increase the wire feed load. (not shown)

즉, 본 발명의 실시예에 적용되는 용접 로봇(310)은 다관절 구조로서, 헤드 용접봉(315)의 직선이동 및 회전이동에 의한 미세한 3차원 동작은 와이어로 연결된 모터 구동에 의해 동작 가능하고, 용접 로봇(310) 본체를 파워 피더부와 연결하여 용접작업을 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에 예시한 용접 로봇(310)은 용접 로봇(310) 본체와 파워 피더부를 포함하는 구성을 예시한다. That is, the welding robot 310 applied to the embodiment of the present invention has a multi-joint structure, and the fine three-dimensional motion by linear movement and rotational movement of the head welding rod 315 can be operated by driving a motor connected by a wire, A welding operation may be performed by connecting the main body of the welding robot 310 to the power feeder unit. The welding robot 310 illustrated in the embodiment of the present invention exemplifies a configuration including a main body of the welding robot 310 and a power feeder unit.

용접 로봇(310)의 헤드 부분에는 용접부위를 촬영하는 카메라부(350)와 용접부위 위치 및 용접조건을 검출하는 라이다(360)를 구비할 수 있다. 즉, 용접 대상인 모재에 용접 로봇(310)이 이동하여, 라이다(360)를 통해 용접부위 위치 및 용접조건을 검출하고, 검출된 위치정보를 바탕으로 미리 설정된 용접조건, 용접 대상 등의 용접정보를 통해 용접을 수행할 수 있고, 이와 같은 용접조건 등의 설정을 편리하게 사용자가 손목에 착용하는 스마트 워치(370) 또는 사용자가 안면에 착용한 스마트 헬멧(380)을 통해 설정하고, 용접 로봇(310)의 동작을 제어할 수 있다.A head portion of the welding robot 310 may include a camera unit 350 for photographing the welding area and a lidar 360 for detecting the location and welding conditions of the welding area. That is, the welding robot 310 moves to the base material to be welded, detects the welding location and welding conditions through the lidar 360, and welding information such as welding conditions and welding targets set in advance based on the detected location information. Welding can be performed through, and settings such as such welding conditions are conveniently set through the smart watch 370 worn on the user's wrist or the smart helmet 380 worn on the user's face, and the welding robot ( 310) can be controlled.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템은, 라이다(360)를 통해 용접 대상에 대한 거리 및 위치 정보뿐만 아니라 용접조건을 측정하여 획득할 수 있다. 라이다(360)(Lidar)는 주변의 사물을 인식하기 위해 레이저 신호를 이용하는 기술로서, 라이다(360)에서 쏘아진 펄스 레이저 신호가 주변의 사물과 부딪힌 후 되돌아오면, 이를 분석해 사물의 위치나 운동 방향, 속도 등의 거리 및 위치정보와 함께 용접조건 등의 상태정보를 확인하는 장치로서, 본 발명의 실시예에서 용접 로봇(310)의 헤드 부분에 설치된 라이다(360)를 이용하여 용접 대상과의 거리와 용접 부위의 위치와 용접조건을 검출하고, 검출된 정보를 통해 자동으로 용접 대상인 모재에 용접 작업을 수행할 수 있게 하는 필수적 장치이다.Here, the LiDAR-based smart welding system using the intelligent welding watch and helmet device according to the embodiment of the present invention measures and obtains welding conditions as well as distance and location information about the welding target through the lidar 360 have. Lidar 360 (Lidar) is a technology that uses laser signals to recognize surrounding objects. When the pulse laser signal emitted from the lidar 360 collides with nearby objects and returns, it is analyzed to determine the location or location of objects. A device for checking state information such as welding conditions along with distance and location information such as movement direction and speed. It is an essential device that detects the distance to the welding part, the position of the welding part and the welding conditions, and automatically performs the welding operation on the base material to be welded through the detected information.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 카메라부(350)와 라이다(360)를 이용하여 제품두께, 재질, 조질, 와이어 스피드, 전류, 아크길이, 전압, 가스유량, 온도, 시간 등의 정보를 검출하고 자동으로 용접조건 정보를 인식하고, 스마트 워치(370), 스마트 헬멧(380) 중앙 제어부(500) 또는 스마트 제어부(400)와 지능형 네트워크 통신으로 자동으로 제어하여 동작하는 것도 가능하다. And, as shown in FIG. 3, the lidar-based smart welding system using the intelligent welding watch and helmet device according to an embodiment of the present invention uses a camera unit 350 and a lidar 360 to detect product thickness, material, Detects information such as tempering, wire speed, current, arc length, voltage, gas flow rate, temperature, time, etc. and automatically recognizes welding condition information, and the smart watch 370, smart helmet 380, central control unit 500 or It is also possible to operate by automatically controlling the smart controller 400 and intelligent network communication.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙 제어부(500)는, 상기 용접 로봇(310) 및 상기 스마트 제어부(400)와 네트워크와 연결되어, 용접조건, 용접 절차 및 시방서를 포함하는 용접 정보를 실시간으로 통신하고, 상기 용접 정보를 저장하는 데이터베이스를 구비할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4, the central control unit 500 is connected to the welding robot 310 and the smart control unit 400 through a network, and provides welding information including welding conditions, welding procedures, and specifications in real time. Communicate with and may have a database for storing the welding information.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템은 도 1의 실시예와 달리, 용접 로봇(310), 카메라(350), 라이다(360) 및 스마트 워치(370) 및 스마트 헬멧(380)을 포함하는 용접장치(100)와, 네트워크로 연결되는 스마트 제어부(400) 및 중앙 제어부(500)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 스마트 워치(370), 스마트 헬멧(380), 카메라(350) 및 중앙 제어부(500)의 기능과 역할은 도 1의 실시예와 동일하여 설명을 생략한다.That is, unlike the embodiment of FIG. 1, the lidar-based smart welding system using the intelligent welding watch and helmet device according to an embodiment of the present invention includes the welding robot 310, the camera 350, the lidar 360, and the smart It may include a welding device 100 including a watch 370 and a smart helmet 380, a smart controller 400 connected to a network, and a central controller 500. Here, functions and roles of the smart watch 370, the smart helmet 380, the camera 350, and the central control unit 500 are the same as those of the embodiment of FIG. 1, and thus descriptions are omitted.

도 3 및 도 4에 도시된, 스마트 제어부(400)는 용접 로봇(310)과 무선 통신 또는 네트워크 통신으로 연결되어 용접 로봇(310)을 제어하거나 카메라(350)에서 실시간으로 촬영된 영상을 모니터링 할 수 있는 컴퓨팅 장치일 수 있고, 편리하게 휴대가 가능한 스마트폰 또는 테블릿 PC 등의 모바일 기기일 수 있다.The smart controller 400 shown in FIGS. 3 and 4 is connected to the welding robot 310 through wireless communication or network communication to control the welding robot 310 or monitor an image captured by the camera 350 in real time. It may be a computing device that can be used, and may be a mobile device such as a smart phone or a tablet PC that can be conveniently carried.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템은 용접건 또는 용접로봇 헤드에 카메라부(350) 및 라이다(360) 장치를 구비하여 용접 영상 이미지 또는 용접위치 및 용접조건을 측정 분석한 데이터를 이용하여 자동 용접을 구현하고, 스마트 워치(370) 및 스마트 헬멧(380)을 통해 다양한 용접조건을 간단한 조작으로 설정하고 동작을 제어할 수 있다는 점에서 용접 프로세스를 실시간으로 모니터링하여 더욱 세밀하고 정교한 용접이 가능하고 용접시간을 단축하여 용접효율을 높일 수 있는 용접 시스템을 제공한다.In this way, the LiDAR-based smart welding system using the intelligent welding watch and helmet device according to the embodiment of the present invention is provided with a camera unit 350 and a lidar 360 device in the welding gun or welding robot head to provide a welding video image or Welding in that it implements automatic welding using the data obtained by measuring and analyzing the welding position and welding conditions, and can set various welding conditions with simple manipulation and control the operation through the smart watch 370 and smart helmet 380 By monitoring the process in real time, it provides a welding system that enables more detailed and sophisticated welding and shortens welding time to increase welding efficiency.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

100, 300: 용접장치
110: 용접건
130, 350: 카메라
150: 파워 피더부
170,370: 스마트 워치
180, 380: 스마트 헬멧
160, 360: 라이다
200, 500: 중앙 제어부
400: 스마트 제어부
100, 300: welding device
110: welding gun
130, 350: camera
150: power feeder unit
170,370: smart watch
180, 380: smart helmet
160, 360: Lida
200, 500: central control unit
400: smart control

Claims (6)

모재의 용접 부위에 전기아크를 주사하는 용접건;
상기 용접건에 전류를 공급하고, 모재에 접지 연결하는 파워 피더부;
상기 파워 피더부와 유선 또는 무선으로 연결되어, 상기 파워 피더부 및 용접조건을 제어하는 중앙 제어부;
사용자 손목에 착용하는 것으로, 상기 중앙 제어부와 무선으로 연결되어 상기 용접조건을 제어하고, 용접 정보를 디스플레이하는 용접 스마트 워치;
사용자 안면에 착용하는 것으로, 상기 중앙 제어부와 무선으로 연결되어 상기 용접조건을 제어하고, 상기 용접 정보를 디스플레이하는 용접 스마트 헬멧;
상기 중앙 제어부와 무선으로 연결되고, 상기 모재의 용접부위를 실시간 촬영하는 카메라부; 및
용접부위의 위치 및 용접조건을 측정하기 위한 라이다를 포함하며,
상기 용접 스마트 워치 및 상기 용접 스마트 헬멧은,
상기 용접 스마트 워치의 외측 둘레에 설치되는 원형 베젤의 회전으로 다수개의 기능을 제어하거나, 상기 용접 스마트 워치의 외측에 설치된 버튼 또는 상기 용접 스마트 헬멧의 외측에 설치된 버튼으로 다수개의 기능을 제어하는 것을 특징으로 하는 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템.
A welding gun that injects an electric arc into a welding part of a base material;
a power feeder unit supplying current to the welding gun and connecting the ground to the base material;
a central control unit that is connected to the power feeder unit by wire or wirelessly and controls the power feeder unit and welding conditions;
A welding smart watch worn on a user's wrist, wirelessly connected to the central control unit to control the welding conditions and display welding information;
A welding smart helmet that is worn on the user's face and is wirelessly connected to the central control unit to control the welding conditions and display the welding information;
a camera unit wirelessly connected to the central control unit and photographing the welding portion of the base material in real time; and
Including lidar for measuring the location and welding conditions of the welding area,
The welding smart watch and the welding smart helmet,
Controlling multiple functions by rotating a circular bezel installed on the outer circumference of the welding smart watch, or controlling multiple functions with buttons installed on the outside of the welding smart watch or buttons installed on the outside of the welding smart helmet LiDAR-based smart welding system using intelligent welding watch and helmet device.
용접 로봇;
상기 용접 로봇과 유선 또는 무선 네트워크로 연결되어, 상기 용접 로봇을 제어하는 중앙 제어부;
용접 로봇 헤드에 설치되어, 용접부위의 용접과정을 촬영하는 카메라부;
용접부위의 위치 및 용접조건을 측정하기 위한 라이다;
상기 중앙제어부와 유선 또는 무선 네트워크로 연결되어 용접 정보를 모니터링 하거나 용접조건을 제어하는 스마트 제어부;
사용자 손목에 착용하는 것으로, 상기 중앙 제어부와 무선으로 연결되어 상기 용접조건을 제어하고, 용접 정보를 디스플레이하는 용접 스마트 워치; 및
사용자 안면에 착용하는 것으로, 상기 중앙 제어부와 무선으로 연결되어 상기 용접조건을 제어하고, 용접 정보를 디스플레이하는 용접 스마트 헬멧을 포함하며,
상기 용접 스마트 워치 및 상기 용접 스마트 헬멧은,
상기 용접 스마트 워치의 외측 둘레에 설치되는 원형 베젤의 회전으로 다수개의 기능을 제어하거나, 상기 용접 스마트 워치 및 상기 용접 스마트 헬멧의 외측에 설치된 버튼으로 다수개의 기능을 제어하는 것을 특징으로 하는 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템.
welding robot;
a central control unit that is connected to the welding robot through a wired or wireless network and controls the welding robot;
A camera unit installed in the welding robot head to photograph the welding process of the welding part;
lidar for measuring the position of the welded area and welding conditions;
A smart control unit connected to the central control unit through a wired or wireless network to monitor welding information or control welding conditions;
A welding smart watch worn on a user's wrist, wirelessly connected to the central control unit to control the welding conditions and display welding information; and
It is worn on the user's face, and includes a welding smart helmet that is wirelessly connected to the central control unit to control the welding conditions and display welding information,
The welding smart watch and the welding smart helmet,
Controlling multiple functions by rotating a circular bezel installed on the outer circumference of the welding smart watch, or controlling multiple functions with buttons installed on the outside of the welding smart watch and the welding smart helmet Intelligent welding watch, characterized in that and a lidar-based smart welding system using a helmet device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 파워 피더부는,
지능형 네트워크 장비로서, 무선 송수신 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템.
According to claim 1,
The power feeder unit,
As an intelligent network equipment, a lidar-based smart welding system using an intelligent welding watch and helmet device, characterized in that it has a wireless transmission and reception device.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 용접조건은,
용접 모재 두께, 재질, 조질, 와이어스피드, 전류, 아크길이, 전압, 가스 유량, 온도 및 시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템.
According to claim 1 or 2,
The welding conditions are
A lidar-based smart welding system using an intelligent welding watch and helmet device, characterized by including welding base material thickness, material, tempering, wire speed, current, arc length, voltage, gas flow rate, temperature and time information.
제1항에 있어서,
상기 중앙 제어부는,
용접조건, 용접 절차 및 시방서를 포함하는 용접 정보를 상기 스마트 워치 및 스마트 헬멧과 실시간으로 통신하고, 상기 용접 정보를 저장하는 데이터베이스를 구비하는 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 용접 워치 및 헬멧 장치를 이용한 라이다 기반 스마트 용접 시스템.
According to claim 1,
The central control unit,
An intelligent welding watch and helmet device further comprising a server having a database that communicates welding information including welding conditions, welding procedures and specifications with the smart watch and smart helmet in real time and stores the welding information LiDAR-based smart welding system using
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