KR102548456B1 - 실시간 용접 품질측정 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 실시간 용접 품질측정 시스템은, 타겟 제품에 용접을 수행하고, 타겟 제품의 용접 수행에 따라 발생하는 용접데이터를 기초로 용접결과 데이터를 생성하는 복수개의 용접로봇; 및 상기 용접결과 데이터를 수신하여 사용자에게 제공하는 품질관리서버를 포함하고, 상기 용접로봇은, 상기 타겟 제품에 용접을 수행하는 스팟 건; 상기 스팟 건을 둘러싸도록 원형으로 권선되어 형성되고, 상기 스팟 건의 용접수행 시 상기 스팟 건에 흐르는 용접전류로부터 유도전류를 발생시키는 트로이달 코일; 상기 스팟 건에 부착되고, 상기 스팟 건의 용접 수행 시 상기 타겟 제품에 발생하는 온도를 센싱하여 용접온도를 나타내는 온도전류를 발생시키는 온도센서; 상기 유도전류를 기준 유도전류와 비교하여 상기 용접전류의 정상여부를 나타내는 제1 비교전압을 출력하고, 상기 온도전류를 기준 온도전류와 비교하여 상기 용접온도의 정상여부를 나타내는 제2 비교전압을 출력하는 비교회로; 상기 제1 비교전압 및 제2 비교전압으로부터 판단되는 상기 용접전류의 정상여부 및 상기 용접온도의 정상여부를 상기 용접결과 데이터로 저장하는 제어부; 상기 용접결과 데이터를 상기 품질관리서버로 전송하는 통신부를 포함하고, 상기 제어부는, 각 용접로봇 별로 부여된 ID, 작업 종류, 작업 시간, 및 작업 단계를 상기 용접결과 데이터에 매핑시켜 저장하고, 상기 품질관리서버는, 상기 복수개의 용접로봇으로부터 수신되는 복수개의 용접결과 데이터를 상기 ID, 작업종류, 작업시간, 및 작업단계로 분류하여 각 용접로봇 별로 정렬하는 것을 특징으로 한다.

Description

실시간 용접 품질측정 시스템{REAL TIME WELDING QUALITY MEASUREMENT SYSTEM}
본 발명은 용접 품질측정 시스템에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
스폿 용접(spot welding)은 금속판을 포개어 놓고 전극 끝을 금속판 아래 위에 대고 비교적 작은 부분에 전류 및 가압력을 집중시켜 국부적으로 가열하는 동시에 전극으로 압력을 가하여 행하는 저항 용접을 말한다. 스폿용접은 각종 부품 및 장치의 조립과정에서 필수적인 과정으로, 스폿용접의 품질관리와 완성도는 생산관리 및 제품의 생산률에 큰 영향을 끼친다.
스폿용접의 품질관리 및 모니터링을 위한 실시간 스폿용접평가를 수반하는 품질관리용 운영 소프트웨어 및 하드웨어시스템은 주로 자동차회사에서 자동차부품을 생산하는 스폿용접로봇시스템의 실시간 스폿용접품질관리에 사용된다. 예컨대, 용접 품질 측정 제품이 가장 많이 사용되는 곳은 자동차부품의 차체조립 스폿용접로봇시스템이며, 자동차차체는 약 3만여 점의 스폿용접으로 접합되어 있다. 자동차 차체는 스폿용접으로 조립하는 차체부품도 수백 개에 이르며, 수십 개의 회사에서 분업하여 스폿용접을 실시하고 있다. 이중에 한 점이라도 스폿용접에 불량이 발생하면 자동차생산에 많은 손실을 발생시킨다. 특히, 시트 고정용 너트 용접불량이 발생할 경우에는 차량 생산과정에 큰 차질을 발생시켜, 차량 생산 지연이 영업이익 손실로 이어지게 한다. 실제 2017년 로봇산업 통계(통계청)발표 자료에 의하면 국내 한 자동차회사 스폿용접불량으로 인해 약 5천억 원의 경제적 손실이 발생한 것으로 추산하였다.
이에 따라, 자동차를 조립하는 스폿용접관련업체의 수십만 스폿용접로봇 가운데 어느 로봇에서 용접불량이 발생하였을 경우 언제, 어느 회사의 어느 로봇에서, 어떤 용접조건으로, 어떻게 용접을 하였는지 불량원인에 대해 블랙박스 기능으로 아주 빠르고 손쉽게 파악하기 위해 스폿 용접 시스템을 실시간으로 모니터링 하여 용접 품질을 측정하는 시스템의 기술개발이 필요하다.
1. 등록특허공보 제10-1328710호(2013.11.01) 2. 등록특허공보 제10-1758900호(2017.07.11)
실시예에 따른 실시간 용접 품질측정 시스템은 자동차부품을 생산하는 공장에서 실시간 스폿용접로봇시스템의 용접결과가 자동으로 내장 메모리에 저장되며, 저장된 용접결과를 분석하고 블랙박스 기능을 수행한다. 또한, 실시예에 따른 실시간 용접 품질측정 시스템은 동시에 운영 소프트웨어를 통해 무선과 TCP/IP 통신으로 관련자들은 자료를 공유할 수 있도록 하고, PC와 접속하여 용접 과정과 결과에 대한 상태 판단 정보를 데이터베이스화 하여 스마트 공장의 플랫폼을 구축한다.
또한, 실시예에 따른 실시간 용접 품질측정 시스템은 자동차를 조립하는 스폿용접관련업체의 수십만 스폿용접로봇 가운데 용접불량이 발생한 스폿 용접 로봇을 파악하도록 한다. 예컨대, 실시예에서는 용접불량이 발생하였을 경우, 언제, 어느 회사의 어느 로봇에서, 어떤 용접조건으로, 어떻게 용접을 불량이 발생 하였는지 불량원인에 정확하게 파악할 수 있도록 하는 블랙박스 기능을 제공한다.
본 발명에 따른 실시간 용접 품질측정 시스템은, 타겟 제품에 용접을 수행하고, 타겟 제품의 용접 수행에 따라 발생하는 용접데이터를 기초로 용접결과 데이터를 생성하는 복수개의 용접로봇; 및 상기 용접결과 데이터를 수신하여 사용자에게 제공하는 품질관리서버를 포함하고, 상기 용접로봇은, 상기 타겟 제품에 용접을 수행하는 스팟 건; 상기 스팟 건을 둘러싸도록 원형으로 권선되어 형성되고, 상기 스팟 건의 용접수행 시 상기 스팟 건에 흐르는 용접전류로부터 유도전류를 발생시키는 트로이달 코일; 상기 스팟 건에 부착되고, 상기 스팟 건의 용접 수행 시 상기 타겟 제품에 발생하는 온도를 센싱하여 용접온도를 나타내는 온도전류를 발생시키는 온도센서; 상기 유도전류를 기준 유도전류와 비교하여 상기 용접전류의 정상여부를 나타내는 제1 비교전압을 출력하고, 상기 온도전류를 기준 온도전류와 비교하여 상기 용접온도의 정상여부를 나타내는 제2 비교전압을 출력하는 비교회로; 상기 제1 비교전압 및 제2 비교전압으로부터 판단되는 상기 용접전류의 정상여부 및 상기 용접온도의 정상여부를 상기 용접결과 데이터로 저장하는 제어부; 상기 용접결과 데이터를 상기 품질관리서버로 전송하는 통신부를 포함하고, 상기 제어부는, 각 용접로봇 별로 부여된 ID, 작업 종류, 작업 시간, 및 작업 단계를 상기 용접결과 데이터에 매핑시켜 저장하고, 상기 품질관리서버는, 상기 복수개의 용접로봇으로부터 수신되는 복수개의 용접결과 데이터를 상기 ID, 작업종류, 작업시간, 및 작업단계로 분류하여 각 용접로봇 별로 정렬하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같은 실시간 용접 품질측정 시스템은 4차 산업의 일환으로 스마트공장 플랫폼 구축에 필요한 용접품질데이터를 실시간으로 전송 받아 운영 소프트웨어로 평가하여 만약 용접품질에 문제가 발생하면 즉시 생산을 중단할 수 있도록 하여 스폿용접불량으로 인한 경제적 손실발생을 방지한다.
또한, 실시예에서는 용접품질데이터를 실시간으로 데이터베이스화하여 무선 및 TCP/IP 통신으로 관련자들에게 제공하므로 용접데이터를 공유하면서 품질관리를 할 수 있다.
또한, 실시예에서는 용접결과 데이터 관리 기능으로 용접할 때마다 용접결과 데이터를 SD메모리에 저장하고, 실시간 용접품질관리센터로 데이터를 전송하여 용접 품질관리를 위한 데이터를 누적 수집함으로써, 용접 품질 판정과 품질관리의 정확성을 지속적으로 향상 시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시예에 따른 실시간 용접 품질측정 시스템 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 로봇의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트로이달 코일의 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증폭회로를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비교회로를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부의 통신 회로를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 품질관리서버가 사용자 단말기로 제공하는 프로그램 구축 예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 실시간 용접 품질측정 시스템 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실시간 용접 품질측정 시스템은 용접로봇(100), 품질관리서버(200), 및 사용자 단말기(300)를 포함한다.
용접로봇(100)은 타겟 제품에 용접을 수행한다. 구체적으로, 용접로봇(100)은 스팟 건을 통해 타겟 제품에 용접을 수행한다. 이때, 스팟 건은 용접을 수행하기 위해 전류가 흐를 수 있다.
일 실시예에 있어서, 용접로봇(100)은 복수개일 수 있다.
용접로봇(100)은 타겟 제품의 용접 수행을 실시함에 따라 발생하는 용접데이터를 수집한다. 이때, 용접데이터는 용접전류, 용접온도, 용접과정 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 용접 로봇(100)은 용접데이터를 기초로 용접결과 데이터를 생성한다. 이때, 용접결과 데이터는 용접 로봇(100)이 실시한 용접의 품질을 측정한 데이터를 의미할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 용접결과 데이터는 용접전류의 정상여부, 용접온도의 정상여부, 용접과정의 정상여부를 포함할 수 있다.
용접 로봇(100)은 용접데이터를 품질관리서버(100)로부터 수신되어 저장된 기준 데이터와 비교하여 용접품질을 측정할 수 있다.
이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 용접 로봇(100)은 스팟 건(110), 트로이달 코일(120), 온도센서(130), 비교회로(140), 제어부(150), 통신부(160), 및 데이터베이스(170)를 포함한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 로봇의 구성을 보여주는 도면이다.
스팟 건(110)은 타겟 제품에 용접을 수행할 수 있다. 이때, 스팟 건(110)은 미리 설정된 제어로직에 따라 타겟 제품에 용접을 수행할 수 있다. 또한, 스판 건(110)은 품질관리서버(200)를 통해 사용자가 입력한 제어명령에 따라 용접을 수행할 수도 있을 것이다.
트로이달 코일(120)은 스팟 건을 둘러싸도록 원형으로 권선되어 형성된다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 트로이달 코일(120)은 원형으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 트로이달 코일(120)은 스팟 건(110)의 용접수행 시 스팟 건에 흐르는 용접전류로부터 유도전류를 발생시킨다. 이때, 유도전류는 용접전류에 의해 발생하는 자기력선이 트로이달 코일(120)을 통과함에 따라 발생될 수 있다. 이에 따라, 유도전류는 자기력선에 비례하여 유도될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 트로이달 코일(120)은, 다층으로 권선될 수 있다. 예컨대, 트로이달 코일(120)은 4층으로 권선될 수 있다. 이때, 트로이달 코일(120)의 코일 직경은 80mm일 수 있다.
이러한 실시예를 따를 때, 본 발명은 트로이달 코일(120)을 통과하는 자기력선이 4배로 중첩됨에 따라 유도되는 유도전류의 크기를 크게 하면서, 트로이달 코일(120)의 크기를 최소화시킬 수 있다는 효과가 있다.
온도센서(130)는 스팟 건의 용접 수행 시 타겟 제품에 발생하는 온도를 센싱하여 온도전류를 발생시킨다. 이때, 온도전류는 용접온도를 나타내는 신호를 의미할 수 있다.
온도센서(130)는 스팟 건의 일측에 부착되어 용접 시 발생하는 온도를 센싱할 수 있다. 구체적으로, 온도센서(130)는 스팟 건의 전극에 부착될 수 있다. 이러한 경우, 온도센서(130)는 정확하게 온도를 센싱할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 용접로봇(100)은 유도전류 및 온도전류를 증폭하는 증폭회로(135)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 증폭회로(135)는 트로이달 코일(120)로부터 유도되는 유도전류를 증폭할 수 있다. 또한, 증폭회로(135)는 온도센서(130)로부터 출력되는 온도전류를 증폭할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 증폭회로(135)는 비반전증폭기 일 수 있다. 예컨대, 증폭회로(135)는 도 4에 도시된 바와 같이, 구성될 수 있다. 이러한 실시예를 따르는 경우, 증폭회로(135)는 유도전류에 따른 유도전압을 (1+R5/R4)배 증가시켜 유도전류를 증폭할 수 있다. 또한, 증폭회로(135)는 온도전류에 따른 온도전압을 (1+R5/R4)배 증가시켜 유도전류를 증폭할 수 있다.
증폭회로(135)는 증폭된 유도전류 및 온도전류를 비교회로(140)로 전달한다.
비교회로(140)는 유도전류를 기준 유도전류와 비교하여 용접전류의 정상여부를 나타내는 제1 비교전압을 출력할 수 있다. 이때, 기준 유도전류는 미리 설정된 기준값으로, 품질관리서버(200)에 의해 용접로봇(100)을 미리 정해진 횟수만큼 가동하여 설정된 표준값을 의미할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 비교회로(140)는 유도전류가 기준 유도전류에 비해 미리 정해진 범위를 벗어나는 경우, 제1 레벨을 갖는 제1 비교전압을 출력한다. 이때, 미리 정해진 범위는 기준 유도전류로부터 -16% 내지 +16%내의 범위를 의미할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 비교회로(140)는 유도전류가 기준 유도전류에 비해 미리 정해진 범위 내인 경우, 제2 레벨을 갖는 제1 비교전압을 출력할 수 있다.
여기서, 제1 레벨 및 제2 레벨은 아날로그를 디지털로 변환한 DC값에 해당할 수 있다. 또한, 제1 레벨 및 제2 레벨은 아날로그 신호의 실효값에 해당할 수 있다.
비교회로(140)는 온도전류를 기준 온도전류와 비교하여 용접온도의 정상여부를 나타내는 제2 비교전압을 출력할 수 있다. 이때, 기준 온도전류는 미리 설정된 기준값으로, 품질관리서버(200)에 의해 용접로봇(100)을 미리 정해진 횟수만큼 가동하여 설정된 표준값을 의미할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 비교회로(140)는 온도전류가 기준 온도전류에 비해 미리 정해진 범위를 벗어나는 경우, 제1 레벨을 갖는 제2 비교전압을 출력한다. 이때, 미리 정해진 범위는 기준 온도전류로부터 -16% 내지 +16%내의 범위를 의미할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 비교회로(140)는 온도전류가 기준 온도전류에 비해 미리 정해진 범위 내인 경우, 제2 레벨을 갖는 제2 비교전압을 출력할 수 있다.
여기서, 제1 레벨 및 제2 레벨은 아날로그를 디지털로 변환한 DC값에 해당할 수 있다. 또한, 제1 레벨 및 제2 레벨은 아날로그 신호의 실효값에 해당할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 비교회로(140)는 도 5에 도시된 바와 같이, 구성될 수 있다. 이러한 실시예에 따를 때, 비교회로(140)는 유도전류 및 온도전류에 의해 커패시터에 충전되는 전하량과 기준 전압에 의해 커패시터에 충전되는 전하량을 비교하여 비교전압을 출력할 수 있다.
제어부(150)는 제1 비교전압으로 판단되는 용접전류의 정상여부를 용접결과 데이터로 저장한다. 일 실시예에 있어서, 제어부(150)는 제1 비교전압이 제1 레벨로 출력되는 경우, 용접전류가 이상이 있는 것으로 판단하여 용접전류 이상을 용접결과 데이터로 저장한다. 일 실시예에 있어서, 제어부(150)는 제1 비교전압이 제2 레벨로 출력되는 경우, 용접전류가 정상인 것으로 판단하여 용접전류 정상을 용접결과 데이터로 저장한다.
일 실시예에 있어서, 제어부(150)는 각 용접로봇 별로 부여된 ID, 작업 종류, 용접을 수행한 작업 시간, 및 작업 단계를 용접결과 데이터에 매핑시켜 저장할 수 있다. 예컨대, 제1 용접로봇이 3단계 작업으로 이루어진 자동차 도어의 용접을 13:00에 2단계 작업을 수행하고 있는 경우, 해당 제1 용접로봇의 제어부(150)는 제1 용접로봇에 부여된 ID, 작업종류인 자동차 도어, 작업시간인 13:00, 작업 단계인 2단계를 용접결과 데이터에 매핑시켜 저장할 수 있다.
이러한 실시예를 따르는 경우, 품질관리서버(200)가 복수개의 용접로봇에서 발생하는 용접결과데이터를 작업 종류, 시간, 작업 단계에 따라 일원화하여 관리할 수 있게 한다.
제어부(150)는 용접결과데이터를 데이터 베이스(170)에 저장한다.
통신부(160)는 품질관리서버(200)와 송수신한다. 통신부(160)는 용접데이터, 용접결과 데이터 등을 품질관리서버(200)로 전송한다. 일 실시예에 있어서, 통신부(160)는 TCP/IP 프로토콜을 통해 품질관리서버(200)와 송수신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(160)의 통신 회로를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이 통신부(160)는 통신 객체들의 무선통신거리 200m 이상 성능달성을 위해 433.4~473.0(Mhz) 대역의 FSK모뎀 통신방법적용 용접결과 데이터 송수신기술 구현한다. 통신부(160)는 중앙용접품질관리센터의 DATA공유 프로토콜 해석 및 TCP/IP통신 기술을 구현한다. 실시예에 따른 통신부(160)의 PCB사이즈는 150*150(mm)이하, 전원 DC12V, 4층 적층식 구조로 설계한다.
본 발명에 따른 용접로봇(100)은 촬영부(165)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 촬영부(165)는 타겟 제품의 용접수행과정을 촬영하여 영상데이터를 생성한다. 촬영부(165)는 생성된 영상데이터를 제어부(150)로 전달한다.
제어부(150)는 영상데이터와 미리 저장된 기준 영상데이터와의 매칭여부를 판단할 수 있다. 이때, 기준 영상데이터는 품질관리서버(200)에 의해 용접로봇(100)이 용접 과정을 표준으로 수행한 영상데이터를 의미할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제어부(150)는 영상데이터 및 기준 영상데이터와의 매칭률이 미리 정해진 기준값보다 낮은 경우, 용접과정 이상을 용접결과 데이터로 저장할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제어부(150)는 영상데이터 및 기준 영상데이터와의 매칭률이 미리 정해진 기준값 이상인 경우, 용접과정 정상을 용접결과 데이터로 저장할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제어부(150)는 영상데이터로부터 복수개의 비교영역을 추출하고, 기준 영상데이터에 포함된 기준 비교영역과 비교하여 매칭율을 산출할 수 있다. 예컨대, 제어부(150)는 타겟 제품에 수행되는 용접 지점, 스폿 건(110), 용접결과물 등을 비교영역으로 추출할 수 있다. 제어부(150)는 영상데이터에 포함된 스폿 건(110)과 기준 영상데이터에 포함된 스폿 건(110)의 매칭율을 판단할 수 있다. 스폿 건(110)의 각도, 방향 등이 달라지는 경우, 용접품질이 저하될 수 있기 때문에. 제어부(150)는 스폿 건(110)의 영상 데이터 상 위치, 각도 등의 매칭율을 판단하여 용접품질을 판단할 수 있게 한다.
일 실시예에 있어서, 제어부(150)는 각 비교영역 별로 서로 다른 가중치로 매칭율을 산출한다. 예컨대, 제어부(150)는 스폿 건(110)의 매칭율에 가중치를 1을 부여하고, 용접 결과물의 매칭율에 가중치를 2를 부여하여 용접 결과물의 매칭율에 대한 가중치를 높게 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 제어부(150)가 각 비교영역 별로 서로 다른 가중치로 매칭율을 산출하는 이유는, 영상데이터에 포함된 배경이나 주변환경에 따른 먼지 등에 높은 가중치를 주는 경우, 용접품질에 대한 평가 신뢰도가 낮아지기 때문에 각 비교영역 별로 서로 다른 가중치를 두어 용접품질에 중요한 영역을 중심으로 용접품질을 평가할 수 있게 하기 위함이다.
데이터 베이스(170)에는 용접데이터, 용접결과데이터 등이 저장된다. 예컨대, 데이터베이스(170)는 16GB, 32GB, 64GB, 128GB, 256GB 등의 용량을 갖는 SD 카드일 수 있다. 또한, 데이터베이스(170)는 HDD, SDD 등일 수 있고, 저장할 수 있는 모든 수단을 의미할 수 있다.
용접 품질관리서버(200)는 용접로봇(200)으로부터 전달되는 용접데이터, 용접결과 데이터를 수신하여 사용자에게 제공한다. 구체적으로, 품질관리서버(200)는 용접결과 데이터를 수신하고, 사용자의 사용자 단말기(300)를 통해, 용접결과 데이터를 제공한다.
이때, 품질관리서버(200)는 용접결과 데이터를 제공하는 웹페이지를 사용자 단말기(300)로 제공할 수 있다. 또한, 품질관리서버(200)는 프로그램, 어플리케이션 등 접속수단을 사용자 단말기(300)로 배포하고, 해당 접속수단을 이용하여 사용자 단말기(300)로 용접결과 데이터를 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 품질관리서버(200)는 복수개의 용접로봇으로부터 수신되는 복수개의 용접결과 데이터를 각 용접로봇에 부여된 ID, 작업종류, 작업시간, 및 작업단계로 분류하여 각 용접로봇 별로 정렬할 수 있다. 이러한 실시예를 따르는 경우, 사용자는 사용자 단말기(300)를 통해 각 용접로봇 별로 작업종류, 작업시간, 및 작업단계로 용접결과 데이터를 확인할 수 있게 된다. 이에 따라 사용자는 수만에서 수십만개에 이르는 용접 작업에서 용접품질이 이상이 있는 작업을 한눈에 파악할 수 있어 신속하게 대응할 수 있을 뿐만 아니라, 이로 인해 용접 불량률을 극소화할 수 있다는 효과가 있다.
일 실시예에 있어서, 품질관리서버(200)는 복수개의 용접로봇(100)을 가동하여 용접품질을 측정하기 위한 기준데이터를 생성할 수 있다. 일예로, 품질관리서버(200)는 각 용접로봇 별로 작업종류에 따라 용접을 수행시켜 기준데이터를 생성할 수 있다. 예컨대, 품질관리서버(200)는 자동차 도어에 대한 용접을 수행하는 제1 용접로봇을 용접을 100회 수행시켜 제1 기준데이터를 생성할 수 있고, 자동차 휠에 대한 용접을 수행하는 제2 용접로봇을 용접을 100회 수행시켜 제2 기준데이터를 생성할 수 있다.
이와 같이 품질관리서버(200)는 각 용접로봇(100) 별로 서로 다른 기준데이터를 생성하여 용접품질 측정에 정확도를 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
일 실시예에 있어서, 품질관리서버(200)는, 용접로봇(100)의 ID, 작업종류, 및 작업단계 별로 기준데이터를 생성하고, 각 기준데이터를 각 용접로봇(100)의 ID에 따라 용접로봇(100)으로 전송할 수 있다.
도 7은 품질관리서버가 사용자 단말기로 제공하는 프로그램 구축 예를 나타낸 도면이다.
실시예에서는 자동차부품을 생산하는 스폿용접로봇시스템의 용접품질관리를 위해 생산 현장에서 실시간 전송하는 수 만대의 로봇용접결과 데이터를 운영 소프트웨어에 의해 비교, 분석, 연산하여 그 결과를 관련자들에게 실시간 정보 제공하여 업무에 참조하도록 한다. 아울러, 운영 소프트웨어 용접 데이터를 전송하기 위해 용접전류, 용접온도 등을 측정하는 센서와 전자제어 등 하드웨어를 개발하여 실시간 스폿용접품질평가를 수반하는 용접품질향상용 운영 소프트웨어 및 관리시스템을 제공한다.
도 7을 참조하면, 실시예에 따른 스폿용접로봇시스템의 용접품질관리 소프트웨어는 소프트웨어 분석, 설계 과정을 포함하는 모델링 및 소프트웨어 시스템의 구조와 서브시스템인 구성요소를 설계하고 구성요소들 간의 관계와 시스템 및 구성요소가 제공해야 할 기능 및 서비스 등을 설계한다. 이후, 연구시제품구현 및 용접분석관리에 대한 핵심적인 기능 및 서비스를 중심으로 소프트웨어 시스템을 코딩 및 테스트 과정을 통해 구현한다.
또한, 스폿용접로봇시스템의 용접품질관리 소프트웨어는 데이터 분석, 설계, 구현, 시험, 유효성 확인을 과정을 포함하는 서브시스템 개발 및 모델링에서 정의된 특정의 기능 및 서비스를 제공하는 SW 구성요소를 개발하고 용접관리시스템의 데이터베이스 분석, 판정, 출력기능이 수요자의 요구에 충족하는지 자체 시험하여 용접 품질관리를 위해 구축되는 기준데이터와 품질관리 결과에 대한 신뢰도를 상승시킨다. 아울러, 스폿용접로봇시스템의 용접품질관리 소프트웨어는 용접 품질관리 시스템 통합, 시험, 검증 과정을 통해, 각 용접품질관리부서의 서브시스템과 다른 용접품질관리부서 서브시스템이 함께 작동하여 시스템의 목적에 달성하는지를 확인한다.
사용자 단말기(300)는 품질관리서버(200)로부터 용접결과데이터를 제공받을 수 있다. 여기서 사용자 단말기(300)는 유선 인터넷 접속 및 브라우징 기능이 구비된 개인 컴퓨터(PC) 또는 노트북, 무선랜/휴대인터넷 접속 및 브라우징 기능이 구비된 노트북 또는 휴대단말기, 이동통신망에 접속 및 브라우징 기능이 구비된 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile) 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), 또는 스마트폰(Smart Phone) 등을 포함할 수 있다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

Claims (5)

  1. 실시간 용접 품질측정 시스템에 있어서,
    타겟 제품에 용접을 수행하고, 타겟 제품의 용접 수행에 따라 발생하는 용접데이터를 기초로 용접결과 데이터를 생성하는 복수개의 용접로봇; 및
    상기 용접결과 데이터를 수신하여 사용자에게 제공하는 품질관리서버를 포함하고,
    상기 용접로봇은,
    상기 타겟 제품에 용접을 수행하는 스팟 건;
    상기 스팟 건을 둘러싸도록 원형으로 권선되어 형성되고, 상기 스팟 건의 용접수행 시 상기 스팟 건에 흐르는 용접전류로부터 유도전류를 발생시키는 트로이달 코일;
    상기 스팟 건에 부착되고, 상기 스팟 건의 용접 수행 시 상기 타겟 제품에 발생하는 온도를 센싱하여 용접온도를 나타내는 온도전류를 발생시키는 온도센서;
    상기 유도전류를 기준 유도전류와 비교하여 상기 용접전류의 정상여부를 나타내는 제1 비교전압을 출력하고, 상기 온도전류를 기준 온도전류와 비교하여 상기 용접온도의 정상여부를 나타내는 제2 비교전압을 출력하는 비교회로;
    상기 타겟 제품의 용접수행과정을 촬영하여 영상데이터를 생성하는 촬영부;
    상기 제1 비교전압으로부터 판단되는 상기 용접전류의 정상여부, 상기 제2 비교전압으로부터 판단되는 상기 용접온도의 정상여부 및 상기 영상데이터로 판단되는 상기 용접수행과정의 정상수행여부를 상기 용접결과 데이터로 저장하는 제어부;
    상기 용접결과 데이터를 상기 품질관리서버로 전송하는 통신부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 영상데이터로부터 복수개의 비교영역을 추출하고, 각 비교영역 별로 서로 다른 가중치로 기준 영상데이터에 포함된 기준 비교영역과 비교하여 매칭율을 산출하며, 상기 매칭율이 미리 정해진 기준값보다 크면 상기 용접수행과정이 정상수행된 것으로 판단하고,
    각 용접로봇 별로 부여된 ID, 작업 종류, 작업 시간, 및 작업 단계를 상기 용접결과 데이터에 매핑시켜 저장하고,
    상기 품질관리서버는,
    상기 복수개의 용접로봇으로부터 수신되는 복수개의 용접결과 데이터를 상기 ID, 작업종류, 작업시간, 및 작업단계로 분류하여 각 용접로봇 별로 정렬하고,
    상기 복수개의 용접로봇을 미리 가동하여 용접품질을 측정하기 위한 기준 데이터를 상기 용접로봇의 ID, 작업 종류, 및 작업 단계 별로 생성하고,
    상기 기준데이터를 상기 용접로봇의 ID에 따라 각각의 용접로봇으로 전송하며,
    상기 기준 데이터는, 상기 기준 유도전류, 상기 기준 온도전류 및 상기 기준 영상데이터를 포함하고,
    상기 복수개의 비교영역은, 상기 스팟 건의 영상데이터 및 상기 타겟 제품의 용접 결과물을 포함하고,
    상기 가중치는 상기 용접 결과물이 상기 스팟 건의 영상데이터의 가중치 보다 높은 것을 특징으로 하는 실시간 용접 품질측정 시스템.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101469108B1 (ko) * 2013-06-27 2014-12-04 주식회사 스마트로봇 산업용 로봇의 생산 및 용접 품질 관리 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101328710B1 (ko) 2007-12-14 2013-11-11 현대자동차주식회사 스폿용접 모니터링 방법
KR101758900B1 (ko) 2015-12-24 2017-07-18 주식회사 조웰 스폿용접장치에서의 용접팁 품질검사시스템
KR102279409B1 (ko) * 2016-06-30 2021-07-19 현대중공업지주 주식회사 용접 품질 관리 시스템
KR102186033B1 (ko) * 2018-07-11 2020-12-03 삼성중공업 주식회사 용접 로봇의 제어 시스템 및 이의 제어 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101469108B1 (ko) * 2013-06-27 2014-12-04 주식회사 스마트로봇 산업용 로봇의 생산 및 용접 품질 관리 장치

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