KR102571718B1 - Monitoring and control system for welding work - Google Patents

Monitoring and control system for welding work Download PDF

Info

Publication number
KR102571718B1
KR102571718B1 KR1020210192968A KR20210192968A KR102571718B1 KR 102571718 B1 KR102571718 B1 KR 102571718B1 KR 1020210192968 A KR1020210192968 A KR 1020210192968A KR 20210192968 A KR20210192968 A KR 20210192968A KR 102571718 B1 KR102571718 B1 KR 102571718B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
welding
shield gas
augmented reality
flow rate
fine dust
Prior art date
Application number
KR1020210192968A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230102660A (en
Inventor
이지현
Original Assignee
(주)일흥
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)일흥 filed Critical (주)일흥
Priority to KR1020210192968A priority Critical patent/KR102571718B1/en
Publication of KR20230102660A publication Critical patent/KR20230102660A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102571718B1 publication Critical patent/KR102571718B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/095Monitoring or automatic control of welding parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B15/00Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
    • B08B15/02Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area using chambers or hoods covering the area
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/124Circuits or methods for feeding welding wire
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/133Means for feeding electrodes, e.g. drums, rolls, motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/16Arc welding or cutting making use of shielding gas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

본 발명은 용접작업용 모니터링 및 제어 시스템에 관한 것으로, 쉴드가스의 공급라인별 유량을 실시간으로 모니터링하면서 공급라인별로 최적의 유량으로 제어하여 쉴드가스 공급 부족으로 인한 용접불량을 차단하면서도 과도한 쉴드가스 공급으로 인한 비용 증가와 탄소배출 증가 문제를 효과적으로 방지할 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명은, 쉴드가스 분배기에 연결된 각각의 공급라인별로 토치 인근에 설치되어 토치 각각에 공급되는 쉴드가스의 최종 공급유량을 측정하는 제1유량센서; 쉴드가스 분배기에 연결된 공급라인 각각에 설치된 제1솔레노이드 밸브; 제1유량센서에서 측정된 쉴드가스 최종 공급유량 정보를 제공받아 쉴드가스 최종 공급유량이 미리 설정되어 있는 최적 범위의 공급유량이 되도록 제1솔레노이드 밸브의 동작을 제어하는 쉴드가스 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a monitoring and control system for welding work, which monitors the flow rate of each supply line of shield gas in real time and controls it to the optimal flow rate for each supply line to prevent welding defects caused by insufficient shield gas supply while preventing excessive shield gas supply. This is to effectively prevent the increase in cost and increase in carbon emissions caused by this.
According to the present invention, a first flow sensor installed near the torch for each supply line connected to the shield gas distributor and measuring the final supply flow rate of the shield gas supplied to each torch; first solenoid valves installed in each supply line connected to the shield gas distributor; A shield gas control unit that receives information on the final supply flow rate of shield gas measured by the first flow sensor and controls the operation of the first solenoid valve so that the final supply flow rate of shield gas is within a pre-set optimum range. to be characterized

Description

용접작업용 모니터링 및 제어시스템{Monitoring and control system for welding work}Monitoring and control system for welding work}

본 발명은 용접작업용 모니터링 및 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 쉴드가스의 공급라인별 유량을 실시간으로 모니터링하면서 공급라인별로 최적의 유량으로 제어하여 쉴드가스 공급 부족으로 인한 용접불량을 차단하면서도 과도한 쉴드가스 공급으로 인한 비용 증가와 탄소배출 증가 문제를 효과적으로 방지할 수 있도록 한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a monitoring and control system for welding work, and more particularly, to monitor the flow rate of each supply line of shield gas in real time and control it to the optimal flow rate for each supply line to prevent welding defects due to insufficient supply of shield gas while supplying excessive shield gas. It relates to a monitoring and control system for welding work that can effectively prevent cost increase and carbon emission increase problems caused by

알려진 것처럼 금속의 접합법 중에서 용접은 폭넓게 적용되고 있으며 그에 대한 방법이나 재료들도 크게 발전하고 있다. As is well known, among metal bonding methods, welding is widely applied, and methods and materials for it are also greatly developed.

용접방법 중 대부분은 아크용접이며 아크용접은 전기 에너지를 이용하여 용접 불꽃(아크)를 발생시키고 이때 발생하는 고온의 열에 의해 모재와 용가재를 녹여 접합하는 방법으로 용접의 건전성을 확보하기 위하여는 용융금속을 대기 특히 산소로부터 차단해야만 한다. 차폐의 부족이나 과다는 용접불량의 원인이 되어 용접의 건전성을 확보할 수 없게 되므로 대부분의 아크용접에서는 용융금속을 아르곤 같은 불황성 가스나 이산화탄소 등의 쉴드가스로 차폐하게 되는 것이다. Most of the welding methods are arc welding, and arc welding uses electric energy to generate welding sparks (arc), and the high-temperature heat generated at this time melts and joins the base metal and filler metal. In order to secure the soundness of welding, molten metal must be shielded from the atmosphere, especially from oxygen. Insufficient or excessive shielding causes welding defects, making it impossible to secure the integrity of welding. In most arc welding, molten metal is shielded with an inert gas such as argon or a shielding gas such as carbon dioxide.

종래의 용접시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자 인터페이스(22), 와이어 송급기 및 스핀들(24), 가스 유량 제어기(26), 용접 전력 공급 장치(28), 및 건(30)을 포함하였으며, 쉴드가스가 가스 공급원(32)으로부터 가스 유량 제어기(26)에 공급되었다. 쉴드가스는 용접부의 품질을 개선시키도록 흔히 비활성 특성을 갖는, 헬륨, 질소, 아르곤, 이산화탄소 중 어느 하나가 주로 사용된다. 가스 유량 제어기(26)는 사용자가 바람직한 압력 또는 유량을 선택할 수 있게 하는 전기 작동식 솔레노이드 등의 가변 유량 제어부를 포함한다.As shown in FIG. 1, a conventional welding system includes a user interface 22, a wire feeder and spindle 24, a gas flow controller 26, a welding power supply 28, and a gun 30. and shield gas was supplied from the gas supply source 32 to the gas flow controller 26. As the shielding gas, one of helium, nitrogen, argon, and carbon dioxide, which has inert properties, is often used to improve the quality of a welded part. Gas flow controller 26 includes a variable flow control, such as an electrically actuated solenoid, that allows a user to select a desired pressure or flow rate.

쉴드가스는 공급호스(34)에 의해 가스 공급원(32)으로부터 유량 제어기(26)에 공급된다. 압력 조절기(36)가 출력 압력을 조절하도록 가스 공급원(32)과 공급 호스(34) 사이에 위치한다. 가스토치 라인(38)이 가스 유량 제어기(26)에서부터 건(30)으로 연장하고 있다. 건(30)은 트리거(40)를 포함하고, 이 트리거(40)는 선택적으로는 가스 밸브(42)를 포함하고 보호 가스가 건(30)을 통과해 흘러 보호 가스가 용접 부위에 제공될 수 있게 한다. 몇몇 구성에서, 트리거(40)의 가스 밸브(42)는 건(30)을 통한 흐름을 허용하거나 허용하지 않는 온/오프 스위치인 반면, 다른 구성에서는 가스 밸브(42)는 트리거(40)의 당김(engagement) 정도에 따라 가변적인 양의 보호 가스가 건(30)을 통해 흐를 수 있게 하는 가변 밸브이다.The shield gas is supplied from the gas supply source 32 to the flow controller 26 via the supply hose 34. A pressure regulator 36 is located between the gas source 32 and the supply hose 34 to regulate the output pressure. A gas torch line 38 extends from the gas flow controller 26 to the gun 30 . The gun 30 includes a trigger 40, which optionally includes a gas valve 42 through which a shielding gas can be flowed to provide the weld zone with the shielding gas. let it be In some configurations, the gas valve 42 of the trigger 40 is an on/off switch that allows or disallows flow through the gun 30, while in other configurations the gas valve 42 is the pull of the trigger 40. It is a variable valve that allows a variable amount of shielding gas to flow through the gun 30 according to the degree of engagement.

하지만, 이같은 종래기술의 의한 용접 시스템은 다수의 용접기를 사용하는 경우에는 적합하지 않았는데, 다수의 용접기를 분배기를 사용하여 연결하게 되면 각각의 용접기에 실제 공급되는 쉴드가스의 양에 편차가 생기면서 쉴드가스가 충분하지 못한 곳에는 용접 불량이 발생할 수밖에 없다. 이러한 문제를 극복하기 위한 한 가지 방법은 쉴드가스의 공급유량을 늘리는 것이지만 비용증가와 더불어 탄소배출량도 많아지면서 환경에도 좋지 않은 영향을 미치는 문제점이 있었다. However, such a welding system according to the prior art was not suitable for the case of using a plurality of welders. When a plurality of welders are connected using a distributor, the amount of shield gas actually supplied to each welder is varied and the shield Where there is not enough gas, welding defects inevitably occur. One way to overcome this problem is to increase the supply flow rate of the shield gas, but there is a problem in that the cost increases and the amount of carbon emission increases, which adversely affects the environment.

한국특허공개공보 제10-2015-0053823호(2015.05.18)Korean Patent Publication No. 10-2015-0053823 (2015.05.18)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 쉴드가스의 공급라인별 유량을 실시간으로 모니터링하면서 공급라인별로 최적의 유량으로 제어하여 쉴드가스 공급 부족으로 인한 용접불량을 차단하면서도 과도한 쉴드가스 공급으로 인한 비용 증가와 탄소배출 증가 문제를 효과적으로 방지할 수 있도록 한 용접작업용 모니터링 및 제어 시스템을 제공하는데 있다. Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above conventional problems, and an object of the present invention is to control the optimal flow rate for each supply line while monitoring the flow rate of each supply line in real time to prevent insufficient shield gas supply. It is an object of the present invention to provide a monitoring and control system for a welding operation that can effectively prevent an increase in cost and an increase in carbon emission due to excessive supply of shield gas while blocking defects in welding caused by the welding process.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템은, 쉴드가스를 공급하는 저장용기; 상기 저장용기로부터 이송되는 쉴드가스를 복수의 공급라인로 분배하는 쉴드가스 분배기; 각각의 공급라인마다 연결되어 상기 쉴드가스 분배기에서 분배된 쉴드가스를 공급받는 복수의 용접기; 및 복수의 용접기들에 각각 연결되어 용접을 진행하며 자신이 연결된 용접기로부터 쉴드가스를 공급받아 분사하는 복수의 토치;를 포함하며, 상기 쉴드가스 분배기에 연결된 각각의 공급라인별로 토치 인근에 설치되어 토치 각각에 공급되는 쉴드가스의 최종 공급유량을 측정하는 제1유량센서; 상기 쉴드가스 분배기에 연결된 공급라인 각각에 설치된 제1솔레노이드 밸브; 상기 제1유량센서에서 측정된 쉴드가스 최종 공급유량 정보를 제공받아 상기 쉴드가스 최종 공급유량이 미리 설정되어 있는 최적 범위의 공급유량이 되도록 상기 제1솔레노이드 밸브의 동작을 제어하는 쉴드가스 제어부;를 더 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a welding operation monitoring and control system according to the technical idea of the present invention includes a storage container for supplying shield gas; a shield gas distributor distributing the shield gas transported from the storage container to a plurality of supply lines; a plurality of welders connected to each supply line to receive the shield gas distributed from the shield gas distributor; and a plurality of torches that are connected to the plurality of welders to perform welding and receive and spray shield gas from the welder to which they are connected, and are installed near the torches for each supply line connected to the shield gas distributor. a first flow rate sensor for measuring a final flow rate of the shield gas supplied to each of the flow rates; first solenoid valves installed on each supply line connected to the shield gas distributor; a shield gas controller configured to control the operation of the first solenoid valve so that the final shield gas supply flow rate is within a pre-set optimal range by receiving the information on the final supply flow rate of shield gas measured by the first flow sensor; Further inclusion is characterized in its technical configuration.

여기서, 상기 쉴드가스 분배기 인근에서 분배된 직후의 쉴드가스 초기 공급유량을 측정하는 제2유량센서와, 상기 제2유량센서에서 측정한 쉴드가스 초기 공급유량과 상기 제1유량센서에서 측정한 쉴드가스 최종 공급유량을 비교하여 중간에서 누수되는 쉴드가스 누설량을 산출하는 누설량 산출부와, 쉴드가스 초기 공급유량 대비 누설량의 비율이 일정 수치 이상인 경우 관리실에 점검요청 신호를 전달하는 점검요청부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. Here, a second flow rate sensor for measuring an initial supply flow rate of the shield gas immediately after being distributed near the shield gas distributor, and an initial flow rate of the shield gas measured by the second flow sensor and the shield gas measured by the first flow sensor Further comprising a leak rate calculation unit that compares the final supply flow rate to calculate the shield gas leak rate in the middle, and an inspection request unit that transmits an inspection request signal to the management office when the ratio of the leakage rate to the initial supply flow rate of the shield gas exceeds a certain value. can be characterized.

또한, 작업환경 개선부를 더 포함하며, 상기 작업환경 개선부는 상기 토치에 공급되는 쉴드가스 공급속도와, 상기 와이어 피더의 와이어 송급속도에 비례하여 집진장치의 집진속도를 조절하되, 쉴드가스 공급속도와 와이어 송급속도에 서로 다른 비중을 두고 집진장치의 집진속도를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다. The work environment improvement unit may further include a working environment improvement unit, which adjusts the dust collection speed of the dust collector in proportion to the shield gas supply speed supplied to the torch and the wire supply speed of the wire feeder, It may be characterized in that the dust collection speed of the dust collector is adjusted with different weights on the wire feeding speed.

또한, 상기 작업환경 개선부는 작업장에서 각각의 구역에 설치되어 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지 측정센서들로부터 구역별 미세먼지 농도 정보를 실시간으로 제공받아 각 구역별로 설치된 배기팬의 회전속도를 증감시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the working environment improvement unit receives fine dust concentration information for each zone in real time from fine dust measurement sensors installed in each zone in the workplace to measure the fine dust concentration, and increases or decreases the rotational speed of the exhaust fan installed for each zone. that can be characterized.

또한, 작업장의 각 구역에서 사용되는 용접용 마스크 장치에는 바라보는 방향을 감지할 수 있도록 자이로센서가 설치되며, 상기 작업환경 개선부는 상기 용접용 마스크 장치가 하향하여 눕혀진 상태가 되면 집진장치의 집진속도를 낮추고 상기 용접용 마스크 장치가 상방을 바라보거나 측방을 바라보도록 세워진 상태가 되면 집진장치의 집진속도를 높이는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a gyro sensor is installed in the welding mask device used in each area of the workplace to detect the direction of viewing, and the work environment improvement unit collects dust from the dust collector when the welding mask device is in a downwardly laid state. It may be characterized in that the dust collection speed of the dust collector is increased when the speed is lowered and the welding mask device is in a state where it is erected to look upward or to the side.

또한, 상기 용접용 마스크 장치는, 용접 작업자의 얼굴을 가려주며 전면에는 투시창이 설치된 마스크 본체; 및 상기 마스크 본체 내부에 장착되며, 전면에는 상기 마스크 본체의 투시창을 통해서 투시되는 상기 마스크 본체의 전방을 촬영하는 카메라가 설치되고, 후면에는 용접 작업자의 눈높이에 대응하는 위치에 상기 카메라가 촬영한 실제 이미지와 증강현실 콘텐츠를 반영한 증강현실 레이어를 오버랩한 합성 이미지를 출력하는 디스플레이를 구비하는 증강현실 글라스 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the mask device for welding, covering the face of the welding operator and a mask body provided with a see-through window on the front; And mounted inside the mask body, a camera for photographing the front of the mask body as seen through the viewing window of the mask body is installed on the front side, and the camera is installed on the rear side at a position corresponding to the eye level of the welding operator. It may be characterized by including; an augmented reality glass module having a display outputting a composite image obtained by overlapping an augmented reality layer reflecting an image and augmented reality content.

또한, 상기 증강현실 글라스 모듈은 상기 카메라에서 촬영한 실제 이미지로부터 용접 대상물에 표시되는 용접대상 부위를 인식하는 인식부; 및 상기 인식부에서 인식한 용접대상 부위를 상기 증강현실 콘텐츠로서 선 또는 폐곡선의 형태로 표시하는 반투명의 증강현실 레이어를 생성하는 레이어 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the augmented reality glass module includes a recognition unit for recognizing a region to be welded displayed on the object to be welded from an actual image taken by the camera; and a layer creation unit for generating a translucent augmented reality layer displaying the region to be welded recognized by the recognition unit in the form of a line or a closed curve as the augmented reality content.

또한, 상기 투시창은 광차단 재질의 것으로 구비되며, 상기 인식부는 용접작업 전에 용접 작업자가 용접 대상물 표면에서 가용접 불꽃을 일으키면서 용접대상 부위를 지시하면 가용접 불꽃을 따라 용접대상 부위로 인식하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the viewing window is provided with a light blocking material, and the recognition unit recognizes the welding target area along the tack welding flame when the welding operator directs the welding target area while generating a welding spark on the surface of the welding object before the welding operation. can be characterized.

또한, 상기 투시창은 투명 재질의 것으로 구비되며, 상기 인식부는 용접 대상물에 미리 표시된 색상 또는 표식을 인식하여 용접대상 부위로 인식하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the viewing window may be made of a transparent material, and the recognition unit may recognize a color or mark previously displayed on the object to be welded as a region to be welded.

또한, 상기 증강현실 글라스 모듈은 용접 불꽃으로 인해 일정 이상의 조도가 감지되는 순간 용접 작업자의 시력을 보호하기 위하여 상기 카메라가 촬영한 실제 이미지의 명암을 일정 이하로 낮추어주는 셔터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the augmented reality glass module further includes a shutter unit that lowers the contrast of the actual image captured by the camera to below a certain level in order to protect the eyesight of the welding worker at the moment when a certain level of illuminance is detected due to welding sparks. can be characterized.

또한, 상기 마스크 본체의 전면 하부에는 다수의 공기흡입구가 형성된 흡배기 영역이 구비되고, 상기 흡배기 영역에는 미세먼지를 걸러내는 집진필터가 설치되며, 상기 집진필터 전면에서 집진 전 미세먼지 농도를 측정하는 제1미세먼지 측정센서와, 상기 집진필터 후면에서 집진 후 미세먼지 농도를 측정하는 제2미세먼지 측정센서로 구비되며, 상기 제2미세먼지 측정센서에서 측정된 집진 후 미세먼지 농도가 상기 증강현실 콘텐츠로서 증강현실 레이어에 표시되며, 집진 후 미세먼지 농도가 일정 수치 이상인 경우 상기 증강현실 레이어에 필터 교환 요청을 위한 문자 또는 기호가 추가로 표시되도록 하며, 상기 제1미세먼지 측정센서에서 측정된 집진 전 미세먼지 농도 정보는 상기 증강현실 글라스 모듈에 포함된 통신부를 통해 관리서버에 실시간 제공되며, 측정된 집진 전 미세먼지 농도가 일정 수치 이상인 경우 해당 작업장의 작업환경 개선을 요청할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, an intake/exhaust area having a plurality of air inlets is provided at the lower part of the front surface of the mask body, and a dust collection filter for filtering out fine dust is installed in the intake/exhaust area. It is provided with a first fine dust measuring sensor and a second fine dust measuring sensor that measures the fine dust concentration after dust collection at the back of the dust collecting filter, and the fine dust concentration measured by the second fine dust measuring sensor is the augmented reality content is displayed on the augmented reality layer, and if the concentration of fine dust after dust collection is above a certain value, characters or symbols for requesting filter replacement are additionally displayed on the augmented reality layer, and before dust collection measured by the first fine dust measuring sensor Fine dust concentration information is provided to the management server in real time through the communication unit included in the augmented reality glass module, and when the measured concentration of fine dust before dust collection is above a certain value, it is characterized in that it is possible to request improvement of the working environment of the workplace. can

본 발명에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어 시스템은, 쉴드가스의 공급라인별 유량을 실시간으로 모니터링하면서 공급라인별로 최적의 유량으로 제어하여 쉴드가스 공급 부족으로 인한 용접불량을 차단하면서도 과도한 쉴드가스 공급으로 인한 비용 증가와 탄소배출 증가 문제를 효과적으로 방지할 수 있다. The monitoring and control system for welding work according to the present invention monitors the flow rate of each supply line of shield gas in real time and controls it to the optimal flow rate for each supply line to prevent welding defects caused by insufficient supply of shield gas, while preventing welding defects caused by excessive supply of shield gas. Cost increase and carbon emission increase problem can be effectively prevented.

도 1은 종래기술을 설명하기 위한 참조도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템이 적용된 전체 용접시스템의 구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 쉴드가스 모니터링 및 제어시스템의 구성도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 쉴드가스 모니터링 및 제어시스템에서 용접용 마스크 장치의 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 쉴드가스 모니터링 및 제어시스템에서 용접용 마스크 장치의 후면사시도
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 쉴드가스 모니터링 및 제어시스템에서 용접용 마스크 장치의 후면도
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 쉴드가스 모니터링 및 제어시스템에서 용접용 마스크 장치의 부분 분해사시도
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 쉴드가스 모니터링 및 제어시스템에서 용접용 마스크 장치의 후면 부분 분해사시도
도 9는 도 4의 I-I'에 따른 단면도
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 쉴드가스 모니터링 및 제어시스템에서 용접용 마스크 장치의 구성도
1 is a reference diagram for explaining the prior art
Figure 2 is a configuration diagram of the entire welding system to which the monitoring and control system for welding work according to an embodiment of the present invention is applied
3 is a block diagram of a shield gas monitoring and control system according to an embodiment of the present invention
Figure 4 is a perspective view of a mask device for welding in the shield gas monitoring and control system according to an embodiment of the present invention
Figure 5 is a rear perspective view of a mask device for welding in the shield gas monitoring and control system according to an embodiment of the present invention
6 is a rear view of the welding mask device in the shield gas monitoring and control system according to an embodiment of the present invention
7 is a partially exploded perspective view of a welding mask device in a shield gas monitoring and control system according to an embodiment of the present invention.
8 is an exploded perspective view of the rear part of the welding mask device in the shield gas monitoring and control system according to an embodiment of the present invention
Figure 9 is a cross-sectional view along II' of Figure 4
10 is a configuration diagram of a welding mask device in a shield gas monitoring and control system according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 용접용 마스크 장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.Referring to the accompanying drawings, a mask device for welding according to embodiments of the present invention will be described in detail. Since the present invention can have various changes and various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, and should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown enlarged than actual for clarity of the present invention, or reduced than actual in order to understand the schematic configuration.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 지니고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 지니는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Also, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. Meanwhile, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, they are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .

<실시예><Example>

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템이 적용된 전체 용접시스템의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 쉴드가스 모니터링 및 제어시스템의 구성도이다. 2 is a configuration diagram of an entire welding system to which a monitoring and control system for a welding operation according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 3 is a configuration diagram of a shield gas monitoring and control system according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템은 저장용기(210), 쉴드가스 분배기(220), 용접기(230), 토치(240), 제1솔레노이드 밸브(250a) 및 제2솔레노이드 밸브(250b), 집진장치(310), 배기팬(330), 쉴드가스 제어부(321), 작업환경 개선부(322), 누설량 산출부(323), 점검요청부(324), 제1유량센서(260a), 제2유량센서(260b), 미세먼지 측정센서(140a,140b), 자이로센서(140c)를 주요 구성요소로 포함하여 이루어진다. As shown, the welding operation monitoring and control system according to an embodiment of the present invention includes a storage container 210, a shield gas distributor 220, a welding machine 230, a torch 240, a first solenoid valve 250a, and a first solenoid valve 250a. 2 Solenoid valve (250b), dust collector 310, exhaust fan 330, shield gas control unit 321, working environment improvement unit 322, leakage amount calculation unit 323, inspection request unit 324, 1st A flow sensor 260a, a second flow sensor 260b, fine dust measuring sensors 140a and 140b, and a gyro sensor 140c are included as main components.

본 발명의 실시예에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템은 위와 같은 구성요소들에 의해 쉴드가스의 공급라인별 유량을 실시간으로 모니터링하면서 공급라인별로 최적의 유량으로 제어하여 쉴드가스 공급 부족으로 인한 용접불량을 차단하면서도 과도한 쉴드가스 공급으로 인한 비용 증가와 탄소배출 증가 문제를 효과적으로 방지할 수 있도록 구성된다. The monitoring and control system for welding work according to an embodiment of the present invention monitors the flow rate of each supply line of the shield gas in real time by the above components and controls the optimal flow rate for each supply line to prevent welding defects due to lack of shield gas supply. It is configured to effectively prevent the problem of increased cost and increased carbon emission due to excessive supply of shield gas while blocking the shield gas.

이하, 상기 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a monitoring and control system for welding work according to an embodiment of the present invention will be described in more detail, focusing on the above components.

상기 저장용기(210)는 쉴드가스를 저장 및 공급한다. The storage container 210 stores and supplies shield gas.

상기 쉴드가스 분배기(220)는 저장용기(210)로부터 이송되는 쉴드가스를 복수의 공급라인로 분배하는 역할을 한다. 상기 쉴드가스 분배기(220)에 의해 작업장의 각 영역으로 쉴드가스를 분배할 수 있게 된다. The shield gas distributor 220 serves to distribute the shield gas transported from the storage container 210 to a plurality of supply lines. Shield gas can be distributed to each area of the workplace by the shield gas distributor 220 .

상기 용접기(230)는 일반적인 용접기(230)와 다르지 않으며 각각의 공급라인마다 연결되어 쉴드가스 분배기(220)에서 분배된 쉴드가스를 공급받을 수 있도록 한다. The welder 230 is not different from the general welder 230 and is connected to each supply line so that the shield gas distributed from the shield gas distributor 220 can be supplied.

상기 토치(240)는 일반적인 토치(240)와 다르지 않으며 복수의 용접기(230)들에 각각 연결되어 용접을 진행할 수 있도록 자신이 연결된 용접기(230)로부터 쉴드가스를 공급받아 분사한다. The torch 240 is not different from a general torch 240 and is connected to a plurality of welders 230 respectively to receive and spray shield gas from the welder 230 connected thereto so that welding can proceed.

상기 제1솔레노이드 밸브(250a)는 쉴드가스 분배기(220)에 연결된 공급라인 각각에 설치되어 상기 토치(240)에 공급되는 쉴드가스의 공급유량을 조절한다. 한편, 제2솔레노이드 밸브(250b)는 저장용기(210)와 쉴드가스 분배기(220) 사이에 설치되어 쉴드가스가 쉴드가스 분배기(220)에 의해 분배되기 전, 전체 쉴드가스 공급유량을 조절하는 역할을 한다. The first solenoid valve 250a is installed in each supply line connected to the shield gas distributor 220 to adjust the supply flow rate of the shield gas supplied to the torch 240 . Meanwhile, the second solenoid valve 250b is installed between the storage container 210 and the shield gas distributor 220 to control the entire shield gas supply flow rate before the shield gas is distributed by the shield gas distributor 220. do

상기 집진장치(310)는 작업장에서 발생하는 용접 흄을 포집하는 역할을 한다. 상기 집진장치(310)는 본 출원인이 공개특허공보 제2020-0063843호(2020.06.05)를 통해 개시한 용접 홈 집진장치와 같이 토치(240)에서 발생되는 용접 흄을 모터의 회전력에 의해 필터가 설치된 하우징 내부로 흡입하여 포집하는 집진장치로 구비될 수 있다. The dust collector 310 serves to collect welding fume generated in the workplace. The dust collector 310 filters the welding fume generated from the torch 240 by the rotational force of the motor, like the weld groove dust collector disclosed by the present applicant in Patent Publication No. 2020-0063843 (2020.06.05) It may be provided as a dust collector that collects by sucking into the installed housing.

상기 배기팬(330)은 작업장의 오염된 공기를 외부로 배출하기 위해 설치된 것으로 배기덕트 내에 구비된다. 상기 배기팬(330)은 작업장에서 다수의 구역에서 작업환경 개선부(322)에 의해 회전속도가 조절되며 해당 구역의 미세먼지 농도가 상대적으로 높은 경우 배기팬(330)의 회전속도가 증가되며, 낮은 경우 배기팬(330)의 회전속도를 감소된다. 상기 배기팬(330)이 작업환경 개선부(322)에 의해 회전속도를 조절되도록 한 구성에 따르면 배기팬(330)의 작동으로 인한 에너지 소모를 최소화하면서 작업장 전체의 미세먼지 농도를 적정수준으로 유지함으로써 작업환경을 개선시킬 수 있게 된다. The exhaust fan 330 is installed to discharge polluted air from the workplace to the outside and is provided in the exhaust duct. The rotation speed of the exhaust fan 330 is controlled by the work environment improvement unit 322 in a plurality of zones in the workplace, and the rotation speed of the exhaust fan 330 increases when the concentration of fine dust in the zone is relatively high. When low, the rotational speed of the exhaust fan 330 is reduced. According to the configuration in which the rotational speed of the exhaust fan 330 is controlled by the working environment improvement unit 322, energy consumption due to the operation of the exhaust fan 330 is minimized while maintaining the concentration of fine dust in the entire workplace at an appropriate level. By doing so, the working environment can be improved.

상기 제1유량센서(260a)는 도 2에 도시된 것처럼 토치(240) 인근에 설치되어 토치(240)에 공급되는 쉴드가스의 공급유량을 측정하며, 상기 제2유량센서(260b)는 쉴드가스 분배기(220) 인근에 설치되어 분배된 직후의 쉴드가스 유량을 측정한다. 이처럼 제1유량센서(260a) 및 제2유량센서(260b)를 구비한 구성에 따르면 쉴드가스의 최종 공급유량을 측정할 수 있는 것은 물론, 쉴드가스의 최초 분기된 공급유량과 최종 공급유량 측정에 의해 중간에서 누설되는 쉴드가스 누설량도 산출하여 조취를 취할 수 있게 된다. As shown in FIG. 2, the first flow sensor 260a is installed near the torch 240 to measure the supply flow rate of the shield gas supplied to the torch 240, and the second flow sensor 260b is the shield gas. It is installed near the distributor 220 to measure the shield gas flow rate immediately after being distributed. According to the configuration including the first flow sensor 260a and the second flow sensor 260b, the final supply flow rate of the shield gas can be measured, as well as the initially branched supply flow rate and the final supply flow rate of the shield gas can be measured. It is possible to take action by calculating the amount of shield gas leaking in the middle by

상기 쉴드가스 제어부(321)는 제1유량센서(260a)에서 측정된 쉴드가스 최종 공급유량 정보를 제공받아 쉴드가스 최종 공급유량이 미리 설정되어 있는 최적 범위의 공급유량이 되도록 상기 제1솔레노이드 밸브(250a)의 동작을 제어한다. 이처럼 제1유량센서(260a)와 쉴드가스 제어부(321)가 구비된 구성에 따르면 쉴드가스의 공급라인별 유량을 실시간으로 모니터링하면서 공급라인별로 최적의 유량으로 제어하여 쉴드가스 공급 부족으로 인한 용접불량을 차단하는 것은 물론, 과도한 쉴드가스 공급으로 인한 비용 증가와 탄소배출 증가 문제를 효과적으로 방지할 수 있게 된다. The shield gas control unit 321 receives information on the final supply flow rate of shield gas measured by the first flow sensor 260a so that the final supply flow rate of the shield gas is a supply flow rate within a preset optimal range of the first solenoid valve ( Controls the operation of 250a). According to the configuration provided with the first flow rate sensor 260a and the shield gas control unit 321, the flow rate of each supply line of the shield gas is monitored in real time and the flow rate is controlled to be optimal for each supply line, thereby preventing welding defects due to lack of supply of the shield gas. In addition to blocking, it is possible to effectively prevent the problem of increased cost and increased carbon emission due to excessive supply of shield gas.

상기 누설량 산출부(323)는 상기 제2유량센서(260b)에서 측정한 쉴드가스 초기 공급유량과 상기 제1유량센서(260a)에서 측정한 쉴드가스 최종 공급유량을 비교하여 중간에서 누수되는 쉴드가스 누설량을 산출한다. The leakage amount calculator 323 compares the initial supply flow rate of the shield gas measured by the second flow sensor 260b and the final supply flow rate of the shield gas measured by the first flow sensor 260a to shield gas leaking in the middle. Calculate the amount of leakage.

상기 점검요청부(324)는 누설량 산출부(323)에서 산출된 쉴드가스 누설량을 근거로 쉴드가스 초기 공급유량 대비 누설량의 비율이 일정 수치 이상인 경우 관리실에 점검요청 신호를 전달한다. 이로써 관리실에서는 쉴드가스가 중간에서 과도하게 누설되는 문제를 즉각적으로 조치할 수 있게 된다. The inspection request unit 324 transmits an inspection request signal to the management office when the ratio of the leakage amount to the initial supply flow rate of the shield gas is equal to or greater than a predetermined value based on the amount of shield gas leakage calculated by the leakage amount calculation unit 323 . As a result, the management office can immediately take action on the problem of excessive leakage of shield gas in the middle.

상기 작업환경 개선부(322)는 토치(240)에 공급되는 쉴드가스 공급속도와, 상기 와이어 피더(280)의 와이어 송급속도에 비례하여 집진장치(310)의 집진속도를 조절하는 역할을 한다. 이때 쉴드가스 공급속도와 와이어 송급속도에 서로 다른 비중을 두고 집진장치(310)의 집진속도를 조절한다. 예컨대, 와이어 송급속도에는 0.8의 비중을 적용하고 쉴드가스 공급속도에는 0.2의 비중을 두어 집진장치(310)의 집진속도를 조절할 수 있다. 이처럼 상기 작업환경 개선부(322)가 쉴드가스 공급속도를 고려하여 집진장치(310)의 집진속도를 조절하기 위해서는 토치(240) 인근에 설치되어 토치(240)에 공급되는 쉴드가스의 유량을 측정하는 제1유량센서(260a)와, 가스 분배기(220) 인근에서 분배된 직후의 쉴드가스 유량을 측정하는 제2유량센서(260b)를 설치하며, 상기 작업환경 개선부(322)는 제1유량센서(260a)에서 측정된 쉴드가스 유량으로부터 쉴드가스 공급속도를 산출함으로써 집진장치(310)의 집진속도를 조절할 수 있다. The working environment improving unit 322 serves to adjust the dust collection speed of the dust collector 310 in proportion to the shield gas supply speed supplied to the torch 240 and the wire supply speed of the wire feeder 280 . At this time, the dust collection speed of the dust collector 310 is adjusted by giving different weights to the shield gas supply speed and the wire supply speed. For example, the dust collection speed of the dust collector 310 may be adjusted by applying a specific gravity of 0.8 to the wire supply speed and applying a specific gravity of 0.2 to the shield gas supply speed. In this way, in order for the working environment improvement unit 322 to adjust the dust collection speed of the dust collector 310 in consideration of the shield gas supply speed, it is installed near the torch 240 and measures the flow rate of the shield gas supplied to the torch 240. A first flow sensor 260a to measure the flow rate of the shield gas immediately after being distributed near the gas distributor 220 and a second flow sensor 260b to measure the flow rate of the shield gas are installed, and the work environment improving unit 322 is configured to measure the first flow rate. The dust collection speed of the dust collector 310 may be adjusted by calculating the shield gas supply speed from the shield gas flow rate measured by the sensor 260a.

상기 작업환경 개선부(322)는 작업장에서 다수의 구역에 설치된 미세먼지 측정센서들로부터 구역별 미세먼지 농도 정보를 실시간으로 제공받아 미세먼지 농도가 상대적으로 높은 경우 배기팬(330)의 회전속도를 증가시키고 낮은 경우 배기팬(330)의 회전속도를 감소시킨다. 상기 배기팬(330)은 배기덕트 내에 설치되어 작업장의 미세먼지를 작업장 외부로 배출한다. 이처럼 작업환경 개선부(322)가 구비된 구성에 따르면 배기팬(330)의 작동으로 인한 에너지 소모를 최소화하면서 작업장 전체의 미세먼지 농도를 적정수준으로 유지하여 작업환경을 개선시킬 수 있다. The working environment improvement unit 322 receives fine dust concentration information for each zone in real time from fine dust measuring sensors installed in a plurality of zones in the workplace, and adjusts the rotational speed of the exhaust fan 330 when the fine dust concentration is relatively high. and, if low, the rotational speed of the exhaust fan 330 is reduced. The exhaust fan 330 is installed in the exhaust duct to discharge fine dust from the workplace to the outside of the workplace. According to the configuration provided with the working environment improvement unit 322, the working environment can be improved by maintaining the concentration of fine dust in the entire workplace at an appropriate level while minimizing energy consumption due to the operation of the exhaust fan 330.

상기 미세먼지 측정센서는 작업장의 각 구역에서 미세먼지 농도를 측정하는 역할을 한다. 이같은 미세먼지 측정센서가 각 구역에서 미세먼지 농도를 측정하여 구역별 미세먼지 농도 정보를 실시간으로 생성할 수 있게 되면, 이같인 생성된 구역별 미세먼지 농도 정보는 작업환경 개선부(322)에서 작업환경 개선을 위해 집진장치(310)의 집진속도를 조절하기 위한 근거가 된다. 이같은 미세먼지 측정센서는 작업장의 각 구역에 고정된 형태로 설치될 수 있으며, 용접용 마스크 장치(100)의 마스크 본체에 설치된 형태로 작업장의 각 구역에 구비될 수도 있다. 후자의 경우 상기 미세먼지 측정센서는 마스크 본체의 전면 하부에 구비된 흡배기 영역에서 설치되되 집진필터 전면에서 집진 전 미세먼지 농도를 측정하는 제1미세먼지 측정센서와, 상기 집진필터 후면에서 집진 후 미세먼지 농도를 측정하는 제2미세먼지 측정센서로 구비된다. 제1미세먼지 측정센서는 현재 위치한 구역에서 정화되지 않은 미세먼지 농도를 측정하여 미세먼지 농도 정보를 생성하고 이를 관리실, 작업환경 개선부(322)에 전달하여 활용될 수 있도록 한다. 상기 제2미세먼지 측정센서는 집진필터에 의해 집진된 후의 정화된 미세먼지 농도를 측정하며, 이렇게 측정된 미세먼지 농도가 증강현실 콘텐츠로서 증강현실 레이어에 표시된다. 집진 후 미세먼지 농도가 일정 수치 이상인 경우 증강현실 레이어에 필터 교환 요청을 위한 문자 또는 기호가 추가로 표시되도록 한다. 이에 대해서는 차후 증강현실 글라스 모듈을 구비한 용접용 마스크 장치(100)에 대해 설명할 때 상세히 다시 한번 설명하기로 한다. The fine dust measurement sensor serves to measure the concentration of fine dust in each zone of the workplace. When such a fine dust measurement sensor measures the concentration of fine dust in each zone and generates fine dust concentration information for each zone in real time, the generated fine dust concentration information for each zone is used by the working environment improvement unit 322. It is a basis for adjusting the dust collection speed of the dust collector 310 to improve the environment. Such a fine dust measuring sensor may be installed in a fixed form in each area of the workplace, and may be provided in each area in the workplace in a form installed in the mask body of the welding mask device 100. In the latter case, the fine dust measurement sensor is installed in the intake and exhaust area provided at the lower front of the mask body, and the first fine dust measurement sensor measures the concentration of fine dust before dust collection in front of the dust collection filter, and the fine dust measurement sensor after dust collection at the rear of the dust collection filter. It is provided as a second fine dust measuring sensor that measures the dust concentration. The first fine dust measurement sensor measures the concentration of fine dust that has not been purified in the currently located area to generate fine dust concentration information, and transmits it to the management office and the work environment improvement unit 322 so that it can be utilized. The second fine dust measurement sensor measures the purified fine dust concentration after being collected by the dust collecting filter, and the measured fine dust concentration is displayed on the augmented reality layer as augmented reality content. If the concentration of fine dust exceeds a certain level after dust collection, characters or symbols for requesting filter replacement are additionally displayed on the augmented reality layer. This will be described again in detail later when the welding mask device 100 equipped with the augmented reality glass module is described.

상기 자이로센서(140c)의 경우에도 작업장에서 사용되는 용접용 마스크 장치(100)에 설치되어 용접용 마스크 장치(100)가 바라보는 방향을 감지할 수 있도록 한다. 이로써, 상기 용접용 마스크 장치(100)가 하향하여 눕혀진 상태가 되면 해당 구역에서 용접작업이 정지된 것으로 간주하여 작업환경 개선부(322)가 집진장치(310)의 집진속도를 낮추거나 집진장치(310)의 운전을 정지하고 용접용 마스크 장치(100)가 상방을 바라보거나 측방을 바라보도록 세워진 상태가 되면 해당 구역에서 용접작업이 진행 중인 것으로 간주하여 작업환경 개선부(322)가 집진장치(310)의 집진속도를 높이게 된다. 이처럼 자이로센서(140c)가 용접용 마스크 장치(100)에 설치된 구성에 따르면 용접용 마스크 장치(100)의 자세 변화를 감지하는 것이 가능하며, 그에 따라 용접작업이 진행 중인지 또는 중단 중인지를 판단하여 집진장치(310)의 집진속도 조절에 반영할 수 있는 것이다. Even in the case of the gyro sensor 140c, it is installed in the welding mask device 100 used in the workplace to detect the direction the welding mask device 100 is facing. Accordingly, when the welding mask device 100 is in a downwardly laid state, it is considered that the welding operation is stopped in the corresponding area, and the working environment improvement unit 322 lowers the dust collection speed of the dust collector 310 or the dust collector When the operation of 310 is stopped and the welding mask device 100 is erected to look upward or to the side, it is considered that the welding operation is in progress in the corresponding area, and the work environment improvement unit 322 is a dust collector ( 310) increases the dust collection speed. According to the configuration in which the gyro sensor 140c is installed in the welding mask device 100, it is possible to detect a change in posture of the welding mask device 100, and accordingly, it is possible to determine whether the welding operation is in progress or stopped to collect dust. It can be reflected in the control of the dust collection speed of the device 310.

아래에서는 본 발명의 실시예에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템에서 작업장 각 구역에 구비되어 중요 기능을 담당하는 용접용 마스크 장치(100)에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, in the monitoring and control system for welding work according to an embodiment of the present invention, the welding mask device 100 provided in each zone of the workplace and responsible for important functions will be described.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템에서 용접용 마스크 장치의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템에서 용접용 마스크 장치의 후면사시도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템에서 용접용 마스크 장치의 후면도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템에서 용접용 마스크 장치의 부분 분해사시도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템에서 용접용 마스크 장치의 후면 부분 분해사시도이다. 그리고 도 9는 도 4의 I-I'에 따른 단면도이다. Figure 4 is a perspective view of a mask device for welding in the monitoring and control system for welding work according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a rear perspective view of the mask device for welding in the monitoring and control system for welding work according to an embodiment of the present invention 6 is a rear view of the welding mask device in the monitoring and control system for welding work according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a part of the welding mask device in the monitoring and control system for welding work according to the embodiment of the present invention. 8 is an exploded perspective view of the rear part of the welding mask device in the welding monitoring and control system according to an embodiment of the present invention. And FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 4 .

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 용접작업용 모니터링 및 제어시스템에서 용접용 마스크 장치는 마스크 본체(110), 상기 마스크 본체(110)에 증강현실(Augmented Reality, AR) 기술을 접목해 주는 증강현실 글라스 모듈(120), 집진필터(130) 및 미세먼지 측정센서(140a,140b)를 주요 구성요소로 이루어진다. As shown, in the welding monitoring and control system according to the embodiment of the present invention, the mask device for welding is a mask body 110, which grafts augmented reality (AR) technology to the mask body 110. It consists of an augmented reality glass module 120, a dust collection filter 130, and fine dust measurement sensors 140a and 140b as main components.

상기 마스크 본체(110)는 통상의 용접용 마스크 형태와 크게 다르지 않으며 용접작업 시 용접 작업자의 얼굴을 가려서 보호해 주는 역할을 한다. 상기 마스크 본체(110)는 전면에 투시창(111)이 설치된다. 이 투시창(111)은 통상의 용접용 마스크의 투시창과 같이 광차단 재질의 것으로 구비될 수 있다. 하지만 증강현실 글라스 모듈(120)의 기능을 극대화하기 위하여 투명 재질의 것으로 구비되는 것이 바람직하다. 상기 투시창(111)이 투명 재질의 것으로 구비되는 경우에는 투시창(111)의 후면에 용접 불꽃으로부터 용접 작업자의 시력을 보호하기 위한 광차단 필터(112)가 착탈 가능하도록 장착된다. 이처럼 광차단 필터(112)가 착탈 가능하도록 구비된 구성에 의하면 마스크 본체(110)에 증강현실 글라스 모듈(120)이 장착될 때는 광차단 필터(112)를 투시창(111) 후면에서 탈거하여 증강현실 글라스 모듈(120)의 카메라(122)가 투시창(111)을 통해 마스크 본체(110) 전방을 원활하게 촬영하면서 광을 차단할 수 있도록 하며, 상기 마스크 본체(110)에 증강현실 글라스 모듈(120)을 장착하지 않을 때에는 투시창(111) 후면에 광차단 필터(112)를 장착하여 마스크 본체(110) 단독으로 용접작업을 수행할 수 있도록 한다. The mask body 110 is not significantly different from the shape of a normal welding mask and serves to cover and protect the face of a welding worker during welding. A viewing window 111 is installed on the front surface of the mask body 110 . The viewing window 111 may be made of a light blocking material like the viewing window of a general welding mask. However, in order to maximize the function of the augmented reality glass module 120, it is preferable to be provided with a transparent material. When the viewing window 111 is made of a transparent material, a light blocking filter 112 for protecting the eyesight of a welding operator from welding sparks is detachably mounted on the rear side of the viewing window 111 . According to the configuration in which the light-blocking filter 112 is detachably provided, when the augmented reality glass module 120 is mounted on the mask body 110, the light-blocking filter 112 is removed from the rear side of the viewing window 111 to create augmented reality The camera 122 of the glass module 120 can block light while smoothly photographing the front of the mask body 110 through the see-through window 111, and the augmented reality glass module 120 is attached to the mask body 110. When not mounted, the light blocking filter 112 is mounted on the rear side of the viewing window 111 so that welding can be performed by the mask body 110 alone.

상기 마스크 본체(110)의 후면 내부 좌편과 우편에는 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼 증강현실 글라스 모듈(120)의 장착을 위한 한 쌍의 탄성거치대(113)가 설치된다. 상기 탄성거치대(113)는 마스크 본체(110) 내부의 좌편과 우편에서 증강현실 글라스 모듈(120)을 지지하여 장착시켜주는 역할을 한다. 상기 탄성거치대(113)는 마스크 본체(110)의 내부 측벽에 고정되는 고정부(113a)와, 상기 고정부(113a)로부터 후방으로 길쭉한 형태로 연장되고 탄성재질로 이루어져서 증강현실 글라스 모듈(120)의 본체(121) 측면에 밀착되도록 한 탄성연결부(113b)와, 상기 탄성연결부(113b)의 후단부에서 추가 연장 형성되고 상기 탄성연결부(113b)에 비해 내측으로 돌출된 형태로 이루어진 스냅결합부(113c)로 이루어진다. 여기서 상기 탄성거치대(113)의 고정부(113a)의 경우 서로 마주하는 내측면에서 돌출된 지지돌기(113d)가 더 형성된다. As shown in FIGS. 7 and 8 , a pair of elastic holders 113 for mounting the augmented reality glass module 120 are installed on the left and right sides of the rear surface of the mask body 110 . The elastic holder 113 supports and mounts the augmented reality glass module 120 on the left and right sides of the mask body 110 . The elastic holder 113 is composed of a fixing part 113a fixed to the inner sidewall of the mask body 110, extending in an elongated shape backward from the fixing part 113a and made of an elastic material, so that the augmented reality glass module 120 An elastic connecting portion 113b in close contact with the side of the main body 121, and a snap coupling portion made of a shape that is additionally extended from the rear end of the elastic connecting portion 113b and protrudes inward compared to the elastic connecting portion 113b ( 113c). Here, in the case of the fixing part 113a of the elastic holder 113, a support protrusion 113d protruding from the inner surface facing each other is further formed.

이로써 증강현실 글라스 모듈(120)의 본체(121) 양측면 후단부에 형성된 스냅결합홈(121a)에 탄성거치대(113)의 스냅결합부(113c)가 먼저 스냅핑되어 안착되며, 증강현실 글라스 모듈(120)의 본체(121) 양측면 전단부에 형성된 돌기인입홈(121b)에 고정부(113a)의 지지돌기(113d)가 인입된 상태에서 탄성거치대(113) 한 쌍이 증강현실 글라스 모듈(120)을 안정적으로 지지하는 것이 가능해진다. 특히 상기 탄성거치대(113) 고정부(113a)의 지지돌기(113d)와 상기 증강현실 글라스 모듈(120) 본체(121) 양측면 전단부에 형성된 돌기인입홈(121b)의 구성에 의해 증강현실 글라스 모듈(120)의 전단부가 탄성거치대(113)의 고정점보다 마스크 본체(110)의 후면 내측으로 더 깊숙이 위치한 상태에서 전단부와 후단부 모두 지지를 받도록 한 안정적인 지지구조에 주목할 수 있다. 이는 탄성거치대(113)가 증강현실 글라스 모듈(120)을 쉽게 장착하고 분리할 수 있도록 하기 위해 후방으로 길게 뻗은 일자형 몸체로 형성됨에도 불구하고 용접작업에 방해가 되지 않도록 증강현실 글라스 모듈(120)울 매우 안정적으로 지지할 수 있음을 의미하는 것이다. As a result, the snap coupling portion 113c of the elastic holder 113 is first snapped and seated in the snap coupling groove 121a formed at the rear end of both sides of the main body 121 of the augmented reality glass module 120, and the augmented reality glass module ( 120) in a state in which the support protrusions 113d of the fixing part 113a are inserted into the protrusion inlet grooves 121b formed at the front ends of both sides of the main body 121, and a pair of elastic holders 113 insert the augmented reality glass module 120. Stable support is possible. In particular, the support protrusion 113d of the fixing part 113a of the elastic holder 113 and the protrusion inlet groove 121b formed at the front end of both sides of the main body 121 of the augmented reality glass module 120 result in augmented reality glass module In a state where the front end of 120 is located deeper inside the rear surface of the mask body 110 than the fixed point of the elastic holder 113, it can be noted that the stable support structure allows both the front and rear ends to be supported. This is so that the augmented reality glass module 120 does not interfere with the welding work despite the fact that the elastic holder 113 is formed as a straight body extending to the rear so that the augmented reality glass module 120 can be easily attached and detached. This means that it can be supported very stably.

상기 탄성거치대(113)의 탄성연결부(113b) 내측면에는 마스크 본체(110)에 설치된 제1미세먼지 측정센서(140a) 및 제2미세먼지 측정센서(140b)와 전기적으로 연결되어 정보를 주고받을 수 있도록 한 연결단자(113e)가 설치된다. 이로써 증강현실 글라스 모듈(120)과 마스크 본체(110)에 설치된 제1미세먼지 측정센서(140a) 및 제2미세먼지 측정센서(140b) 간에 정보를 주고 받기 위하여 배선처리가 용이해진다. The inner surface of the elastic connection part 113b of the elastic holder 113 is electrically connected to the first fine dust measuring sensor 140a and the second fine dust measuring sensor 140b installed in the mask body 110 to exchange information. A connection terminal 113e is installed to enable This facilitates wiring processing to exchange information between the augmented reality glass module 120 and the first fine dust measuring sensor 140a and the second fine dust measuring sensor 140b installed on the mask body 110 .

상기 마스크 본체(110)의 전면 하부에는 다수의 공기흡입구(114a)가 형성된 흡배기 영역(114)이 구비되고, 상기 흡배기 영역(114) 내부에는 도 9에 도시된 것처럼 미세먼지를 걸러내는 집진필터(130)가 설치된다. 상기 집진필터(130)는 교체 가능한 형태로 설치되는 것이 바람직하다. 그리고 집진필터(130) 전면에는 집진 전 미세먼지 농도를 측정하는 제1미세먼지 측정센서(140a)가 설치되고, 집진필터(130) 후면에는 집진 후 미세먼지 농도를 측정하는 제2미세먼지 측정센서(140b)가 설치된다. An intake/exhaust area 114 having a plurality of air inlets 114a is provided at the lower front of the mask body 110, and a dust collection filter for filtering out fine dust as shown in FIG. 9 inside the intake/exhaust area 114 ( 130) is installed. The dust collection filter 130 is preferably installed in a replaceable form. In addition, a first fine dust measurement sensor 140a for measuring the concentration of fine dust before dust collection is installed on the front side of the dust collection filter 130, and a second fine dust measurement sensor 140a for measuring the concentration of fine dust after dust collection is installed on the back side of the dust collection filter 130. (140b) is installed.

여기서 제1미세먼지 측정센서(140a)에서 측정된 집진 전 미세먼지 농도가 일정 수치 이상인 경우 증강현실 글라스 모듈(120)에 포함된 통신부를 통해 집진 전 미세먼지 농도 정보를 별도 설치된 관리서버에 제공하여 작업장의 작업환경 개선을 요청할 수 있도록 한다. 한편 상기 제2미세먼지 측정센서(140b)에서 측정된 집진 후 미세먼지 농도가 일정 수치 이상인 경우 증강현실 레이어에 증강현실 콘텐츠의 일부로서 필터교환 요청 문자 또는 기호로 표시하게 된다. Here, when the concentration of fine dust before dust collection measured by the first fine dust measurement sensor 140a is above a certain value, information on the concentration of fine dust before dust collection is provided to a separately installed management server through the communication unit included in the augmented reality glass module 120 To request improvement of the work environment in the workplace. On the other hand, if the fine dust concentration measured by the second fine dust measurement sensor 140b is above a certain value, it is displayed as a filter replacement request letter or symbol as part of the augmented reality content in the augmented reality layer.

상기 증강현실 글라스 모듈(120)은 서두에서 설명된 것처럼 용접 작업자에게 직접적으로 용접작업의 편의성과 효율성을 높일 수 있는 정보를 제공하며, 용접 작업자의 신체 컨디션과 작업환경을 실시간으로 모니터링하여 거시적인 관점에서 작업환경을 개선하고 보다 효율적인 작업 관리체계를 구축할 수 있도록 하는데 핵심적인 역할을 하게 된다. As described in the introduction, the augmented reality glass module 120 directly provides welding workers with information that can increase the convenience and efficiency of welding work, and monitors the welding worker's physical condition and working environment in real time to obtain a macroscopic view. It plays a key role in improving the working environment and building a more efficient work management system.

이를 위해 상기 증강현실 글라스 모듈(120)은 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼 투시창(111) 후면에 대응하는 위치에서 마스크 본체(110)에 구비된 한 쌍의 탄성거치대(113)에 의해 간단히 착탈 가능하게 장착된다. 이를 위해 증강현실 글라스 모듈(120)의 본체(121) 양측면 전단부와 후단부에 각각 돌기인입홈(121b)과 스냅결합홈(121a)이 요입된 형태로 형성된다. 이로써 상기 증강현실 글라스 모듈(120)이 탄성거치대(113)의 고정부(113a) 지지돌기(113d)와 스냅결합부(113c)에 의해 안정적으로 지지를 받는다. To this end, the augmented reality glass module 120 is simply attached and detached by a pair of elastic holders 113 provided on the mask body 110 at a position corresponding to the rear surface of the viewing window 111 as shown in FIGS. 7 and 8 possible to be installed To this end, protrusion inlet grooves 121b and snap coupling grooves 121a are formed in concave shapes at the front and rear ends of both side surfaces of the main body 121 of the augmented reality glass module 120, respectively. As a result, the augmented reality glass module 120 is stably supported by the fixing part 113a of the elastic holder 113, the support protrusion 113d and the snap coupling part 113c.

상기 증강현실 글라스 모듈(120)의 본체 전면에는 마스크 본체(110)의 투시창(111)을 통해 마스크 본체(110)의 전방을 촬영하는 카메라(122)가 설치되고 후면에는 용접 작업자의 눈높이에 대응하는 위치에 카메라(122)가 투시창(111)을 통해 촬영한 실제 이미지와 증강현실 콘텐츠를 반영한 증강현실 레이어를 오버랩한 합성 이미지를 출력하는 디스플레이(123)를 구비한다. 내부적으로는 도 10에 도시된 것처럼 증강현실 기능을 구현하기 위해 모듈 전체를 제어하는 제어부를 중심으로 인식부, 레이어 생성부, 셔터부, 위치정보 생성부가 구비되며, 용접 작업자의 신체 컨디션을 모니터링하기 위하여 심박수 측정센서(124a)와 체온 측정센서(124b)도 함께 구비된다. 여기서 상기 증강현실 글라스 모듈(120)의 본체(121) 전면에는 카메라(122)의 렌즈 둘레를 따라 연질의 탄성소재로 이루어진 밀착쉴드링(122a)이 설치된다. 상기 밀착쉴드링(122a)은 증강현실 글라스 모듈(120)이 마스크 본체(110)에 장착되었을 때 투시창(111) 후면에 밀착된 상태가 되면서 투시창(111) 후면에서 발생되기 쉬운 난반사로부터 카메라(122) 촬영이 방해받지 않도록 보호하는 역할을 한다. A camera 122 for photographing the front of the mask body 110 through the viewing window 111 of the mask body 110 is installed on the front of the main body of the augmented reality glass module 120, and the rear surface corresponds to the eye level of the welding operator A display 123 outputting a composite image in which a real image taken by the camera 122 through the viewing window 111 and an augmented reality layer reflecting augmented reality content is overlapped is provided at the location. Internally, as shown in FIG. 10, a recognition unit, a layer creation unit, a shutter unit, and a location information generation unit are provided around a control unit that controls the entire module to implement an augmented reality function, and a welding worker's body condition is monitored. To this end, a heart rate measuring sensor 124a and a body temperature measuring sensor 124b are also provided. Here, a close contact shield ring 122a made of a soft elastic material is installed along the lens circumference of the camera 122 on the front of the main body 121 of the augmented reality glass module 120 . The close shield ring 122a is in close contact with the rear side of the viewing window 111 when the augmented reality glass module 120 is mounted on the mask body 110, and the camera 122 ) serves to protect the filming from being disturbed.

상기 인식부는 상기 카메라(122)에서 촬영한 실제 이미지로부터 용접 대상물에 표시되는 용접대상 부위를 인식하며, 상기 레이어 생성부는 인식부에서 인식한 용접대상 부위를 증강현실 콘텐츠로서 선 또는 폐곡선의 형태로 표시하는 반투명의 증강현실 레이어를 생성하는 역할을 한다. 여기서 상기 인식부는 용접작업 전에 용접 작업자가 용접 대상물 표면에서 가용접 불꽃을 일으키면서 용접대상 부위를 지시하면 가용접 불꽃을 따라 용접대상 부위로 인식하도록 한다. 이 경우는 투시창(111)이 용접 작업자의 시력보호를 위해 자체적으로 광의 대부분을 차단하는 편광글라스 등의 광차단 재질의 것으로 구비된 경우에 적합하며, 통상의 용접용 마스크를 그대로 활용하는 것이 가능하다는 장점이 있다. The recognizing unit recognizes the region to be welded displayed on the object to be welded from the actual image captured by the camera 122, and the layer creation unit displays the region to be welded as augmented reality content in the form of a line or a closed curve. It plays a role in creating a semi-transparent augmented reality layer. Here, the recognizing unit recognizes the welding target part along with the tack welding spark when the welding worker directs the welding target part while generating tack welding sparks on the surface of the object to be welded before the welding operation. In this case, it is suitable when the viewing window 111 is provided with a light blocking material such as polarized glass that blocks most of the light itself to protect the eyesight of the welding worker, and it is possible to use a normal welding mask as it is. There are advantages.

한편, 상기 인식부는 용접 대상물에 미리 표시된 색상 또는 표식을 인식하여 용접대상 부위로 인식하도록 할 수도 있다. 이 경우는 투시창(111)이 자체적으로 광을 차단하도록 구성되지 않은 경우에 적합하다. 투시창(111)이 자체적으로 광을 차단하지 않도록 구성되는 후자의 경우 이미 전술된 것처럼 상기 증강현실 글라스 모듈(120)의 극대화하는데 유리하다. Meanwhile, the recognition unit may recognize a color or mark previously displayed on the object to be welded as a region to be welded. This case is suitable when the viewing window 111 is not configured to block light by itself. In the case of the latter in which the viewing window 111 is configured not to block light by itself, it is advantageous to maximize the augmented reality glass module 120 as described above.

상기 셔터부는 증강현실 글라스 모듈(120)에서 용접 불꽃으로 인해 일정 이상의 조도가 감지되는 순간 카메라(122)가 촬영한 실제 이미지의 명암을 일정 이하로 낮추어준다. 이같은 셔터부가 구비되면 강렬한 용접 불꽃에 노출되는 시간을 최소화하여 용접 작업자의 시력을 보다 능동적으로 보호할 수 있게 된다. The shutter unit lowers the contrast of the actual image captured by the camera 122 to below a certain level at the moment when the augmented reality glass module 120 detects a certain level of illuminance due to welding sparks. When such a shutter unit is provided, it is possible to more actively protect the eyesight of a welding worker by minimizing the time exposed to intense welding sparks.

상기 위치정보 생성부는 현재 위치를 감지하여 위치정보를 생성하는 역할을 한다. 이로써 통신부를 통해 외부 관리서버에 위치정보를 제공할 수 있게 된다. 이처럼 증강현실 글라스 모듈(120)이 위치정보 생성부를 구비하게 되면 여러 작업장에서 사용되고 있는 다수의 용접용 마스크 장치에 식별번호를 부여하여 이들의 위치를 확인할 수 있으므로 체계적인 비품관리가 가능해진다는 장점이 있다.The location information generating unit serves to sense a current location and generate location information. As a result, it is possible to provide location information to an external management server through the communication unit. In this way, when the augmented reality glass module 120 is provided with a location information generation unit, identification numbers can be assigned to a plurality of welding mask devices used in various workplaces to confirm their location, so systematic equipment management becomes possible. .

상기 통신부는 상기 증강현실 글라스 모듈(120)의 통신을 담당하며 도 9에 도시된 것처럼 관리서버와 증강현실 글라스 모듈 간 연결을 담당한다. 이같은 통신부를 구비하게 되면 증강현실 글라스 모듈(120)은 원격지에 위치한 관리서버에 자신이 수집하고 생성한 정보들을 제공하고, 인터넷을 통한 외부 정보(제2환경정보)들을 관리서버로부터 제공받는 것이 가능해진다. 이같이 송수신되는 정보들 중 선정된 정보들은 증강현실 콘텐츠로서 증강현실 레이어에 표시한다. The communication unit is responsible for communication of the augmented reality glasses module 120 and is responsible for connection between the management server and the augmented reality glasses module as shown in FIG. 9 . When such a communication unit is provided, the augmented reality glasses module 120 provides information collected and generated by itself to a management server located in a remote location, and can receive external information (second environment information) from the management server through the Internet. It happens. Selected information among the transmitted and received information is displayed on the augmented reality layer as augmented reality content.

상기 심박수 측정센서(124a)는 증강현실 글라스 모듈(120)의 후면에 설치되며 용접 작업자의 얼굴을 접촉하여 심박수를 측정하는 역할을 수행한다. 이로써 상기 심박수 측정센서(124a)가 측정하여 생성한 작업자의 심박수 정보를 증강현실 콘텐츠로서 증강현실 레이어에 표시할 수 있다. The heart rate measurement sensor 124a is installed on the rear surface of the augmented reality glass module 120 and serves to measure the heart rate by contacting the welding worker's face. Accordingly, the heart rate information of the operator measured and generated by the heart rate sensor 124a may be displayed in the augmented reality layer as augmented reality content.

상기 체온 측정센서(124b)는 상기 심박수 측정센서(124a)와 마찬가지로 증강현실 글라스 모듈(120)의 후면에 설치되며 용접 작업자의 얼굴을 접촉하여 체온을 측정하는 역할을 수행한다. 이로서 상기 체온 측정센서(124b)가 측정하여 생성한 작업자의 체온 정보를 증강현실 콘텐츠로서 증강현실 레이어에 표시할 수 있다.Like the heart rate sensor 124a, the body temperature measurement sensor 124b is installed on the rear surface of the augmented reality glass module 120 and serves to measure the body temperature by contacting the welding worker's face. As a result, the body temperature information of the operator measured and generated by the body temperature measuring sensor 124b may be displayed on the augmented reality layer as augmented reality content.

상기 심박수 측정센서(124a)와 체온 측정센서(124b)의 측정을 근거로 한 심박수 정보와 체온 정보는 용접 작업자의 신체 컨디션을 확인할 수 있는 중요한 척도가 되므로 직접적으로는 증강현실 콘텐츠로서 증강현실 레이어에 표시하여 용접 작업자 스스로 자신의 컨디션을 확인하도록 하며, 통신부를 통해 관리서버에 실시간으로 전달되어 작업자의 컨디션을 실시간으로 확인하고 휴식을 부여하거나 수집된 관련 정보들을 종합적으로 검토하여 용접 작업자별 작업시간, 교대 시점 등과 같은 세부계획을 수립하는 것을 가능케 한다. Since the heart rate information and body temperature information based on the measurements of the heart rate sensor 124a and the body temperature sensor 124b are important criteria for checking the physical condition of the welding worker, they are directly applied to the augmented reality layer as augmented reality content. It is displayed to allow the welding worker to check his/her own condition, and it is transmitted to the management server in real time through the communication unit to check the condition of the worker in real time and grant a break or comprehensively review the collected related information to determine the working time for each welding worker, It makes it possible to establish detailed plans such as shift timing.

상기 자이로센서(140c)의 경우 앞서 설명한 바와 같이 용접용 마스크 장치(100)가 바라보는 방향을 감지하는 역할을 한다. 이로써, 상기 용접용 마스크 장치(100)가 하향하여 눕혀진 상태가 되면 해당 구역에서 용접작업이 정지된 것으로 간주하여 작업환경 개선부(322)가 집진장치(310)의 집진속도를 낮추거나 집진장치(310)의 운전을 정지하고, 용접용 마스크 장치(100)가 상방을 바라보거나 측방을 바라보도록 세워진 상태가 되면 해당 구역에서 용접작업이 진행 중인 것으로 간주하여 작업환경 개선부(322)가 집진장치(310)의 집진속도를 높이게 된다. 이처럼 자이로센서(140c)가 용접용 마스크 장치(100)에 설치된 구성에 따르면 용접용 마스크 장치(100)의 자세 변화를 감지하는 것이 가능하며, 그에 따라 용접작업이 진행 중인지 또는 중단 중인지를 판단하여 집진장치(310)의 집진속도 조절에 반영할 수 있는 것이다. 이처럼 용접용 마스크 장치(100)에서 자이로센서(140c)는 용접작업용 모니터링 및 제어시스템의 다른 구성요소들과 연계하여 작업장 내 환경개선을 위한 중요한 역할을 수행하게 된다. As described above, the gyro sensor 140c serves to sense the direction in which the welding mask device 100 is looking. Accordingly, when the welding mask device 100 is in a downwardly laid state, it is considered that the welding operation is stopped in the corresponding area, and the working environment improvement unit 322 lowers the dust collection speed of the dust collector 310 or the dust collector When the operation of the 310 is stopped and the welding mask device 100 is erected to look upward or to the side, it is considered that the welding operation is in progress in the corresponding area, and the work environment improvement unit 322 is a dust collector. The dust collection speed of (310) is increased. According to the configuration in which the gyro sensor 140c is installed in the welding mask device 100, it is possible to detect a change in posture of the welding mask device 100, and accordingly, it is possible to determine whether the welding operation is in progress or stopped to collect dust. It can be reflected in the control of the dust collection speed of the device 310. As such, in the welding mask device 100, the gyro sensor 140c plays an important role in improving the environment in the workplace in association with other components of the welding monitoring and control system.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention can use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be equally applied by appropriately modifying the above embodiment. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention, which is defined by the limits of the following claims.

100: 용접용 마스크 장치 110: 마스크 본체
120: 증강현실 글라스 모듈 210: 저장용기
220: 쉴드가스 분배기 230: 용접기
240: 토치 250a: 제1솔레노이드 밸브
250b; 제2솔레노이드 밸브 260a: 제1유량센서
260b: 제2유량센서 280: 와이어 피더
310: 집진장치 320: 관리서버
321: 쉴드가스 제어부 322: 작업환경 개선부
323: 누설량 산출부 324: 점검요청부
325: 데이터베이스
100: mask device for welding 110: mask body
120: augmented reality glass module 210: storage container
220: shield gas distributor 230: welder
240: torch 250a: first solenoid valve
250b; Second solenoid valve 260a: first flow sensor
260b: second flow sensor 280: wire feeder
310: dust collector 320: management server
321: shield gas control unit 322: working environment improvement unit
323: leakage amount calculation unit 324: inspection request unit
325: database

Claims (11)

용접작업용 모니터링 및 제어시스템으로서,
쉴드가스를 공급하는 저장용기; 상기 저장용기로부터 이송되는 쉴드가스를 복수의 공급라인로 분배하는 쉴드가스 분배기; 각각의 공급라인마다 연결되어 상기 쉴드가스 분배기에서 분배된 쉴드가스를 공급받는 복수의 용접기; 및 복수의 용접기들에 각각 연결되어 용접을 진행하며 자신이 연결된 용접기로부터 쉴드가스를 공급받아 분사하는 복수의 토치;를 포함하며,
상기 쉴드가스 분배기에 연결된 각각의 공급라인별로 토치 인근에 설치되어 토치 각각에 공급되는 쉴드가스의 최종 공급유량을 측정하는 제1유량센서; 상기 쉴드가스 분배기에 연결된 공급라인 각각에 설치된 제1솔레노이드 밸브; 및 상기 제1유량센서에서 측정된 쉴드가스 최종 공급유량 정보를 제공받아 상기 쉴드가스 최종 공급유량이 미리 설정되어 있는 최적 범위의 공급유량이 되도록 상기 제1솔레노이드 밸브의 동작을 제어하는 쉴드가스 제어부;를 더 포함하며,
상기 토치에 공급되는 쉴드가스 공급속도와, 와이어 피더의 와이어 송급속도에 비례하여 집진장치의 집진속도를 조절하되, 쉴드가스 공급속도와 와이어 송급속도에 서로 다른 비중을 두고 집진장치의 집진속도를 조절하는 작업환경 개선부를 더 포함하되, 상기 작업환경 개선부는 작업장에서 각각의 구역에 설치되어 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지 측정센서들로부터 구역별 미세먼지 농도 정보를 실시간으로 제공받아 각 구역별로 설치된 배기팬의 회전속도를 증감시키는 것을 특징으로 하는 용접작업용 모니터링 및 제어시스템.
As a monitoring and control system for welding work,
a storage container supplying shield gas; a shield gas distributor distributing the shield gas transported from the storage container to a plurality of supply lines; a plurality of welders connected to each supply line to receive the shield gas distributed from the shield gas distributor; And a plurality of torches connected to each of the plurality of welders to perform welding and receive and spray shield gas from the welder to which they are connected,
a first flow sensor installed near the torch for each supply line connected to the shield gas distributor and measuring a final supply flow rate of the shield gas supplied to each torch; first solenoid valves installed on each supply line connected to the shield gas distributor; and a shield gas control unit receiving information on the final supply flow rate of shield gas measured by the first flow sensor and controlling an operation of the first solenoid valve so that the final supply flow rate of the shield gas is within a pre-set optimal range. Including more,
The dust collection speed of the dust collector is adjusted in proportion to the shield gas supply speed supplied to the torch and the wire supply speed of the wire feeder, but the dust collection speed of the dust collector is adjusted by giving different weights to the shield gas supply speed and the wire supply speed. It further includes a working environment improvement unit that is installed in each zone in the workplace to receive fine dust concentration information for each zone in real time from fine dust measuring sensors that measure the fine dust concentration, and the exhaust installed for each zone. A monitoring and control system for welding work, characterized in that for increasing or decreasing the rotational speed of the fan.
제1항에 있어서,
상기 쉴드가스 분배기 인근에서 분배된 직후의 쉴드가스 초기 공급유량을 측정하는 제2유량센서와, 상기 제2유량센서에서 측정한 쉴드가스 초기 공급유량과 상기 제1유량센서에서 측정한 쉴드가스 최종 공급유량을 비교하여 중간에서 누수되는 쉴드가스 누설량을 산출하는 누설량 산출부와, 쉴드가스 초기 공급유량 대비 누설량의 비율이 일정 수치 이상인 경우 관리실에 점검요청 신호를 전달하는 점검요청부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접작업용 모니터링 및 제어시스템.
According to claim 1,
A second flow rate sensor for measuring an initial flow rate of shield gas immediately after being distributed near the shield gas distributor, and an initial flow rate of shield gas measured by the second flow sensor and a final supply of shield gas measured by the first flow sensor It further includes a leak rate calculation unit that compares the flow rate to calculate the amount of shield gas leaking in the middle, and an inspection request unit that transmits an inspection request signal to the management office when the ratio of the amount of leakage to the initial supply flow rate of shield gas exceeds a certain value. Monitoring and control system for welding work.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
작업장의 각 구역에서 사용되는 용접용 마스크 장치에는 바라보는 방향을 감지할 수 있도록 자이로센서가 설치되며,
상기 작업환경 개선부는 상기 용접용 마스크 장치가 하향하여 눕혀진 상태가 되면 집진장치의 집진속도를 낮추고 상기 용접용 마스크 장치가 상방을 바라보거나 측방을 바라보도록 세워진 상태가 되면 집진장치의 집진속도를 높이는 것을 특징으로 하는 용접작업용 모니터링 및 제어시스템.
According to claim 1,
A gyro sensor is installed in the welding mask device used in each area of the workshop to detect the direction of looking.
The working environment improvement unit lowers the dust collection speed of the dust collector when the welding mask device is laid down and increases the dust collection speed of the dust collector when the welding mask device is erected to face upwards or sideways. A monitoring and control system for welding work, characterized in that.
제5항에 있어서, 상기 용접용 마스크 장치는,
용접 작업자의 얼굴을 가려주며 전면에는 투시창이 설치된 마스크 본체; 및
상기 마스크 본체 내부에 장착되며, 전면에는 상기 마스크 본체의 투시창을 통해서 투시되는 상기 마스크 본체의 전방을 촬영하는 카메라가 설치되고, 후면에는 용접 작업자의 눈높이에 대응하는 위치에 상기 카메라가 촬영한 실제 이미지와 증강현실 콘텐츠를 반영한 증강현실 레이어를 오버랩한 합성 이미지를 출력하는 디스플레이를 구비하는 증강현실 글라스 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접작업용 모니터링 및 제어시스템.
The method of claim 5, wherein the welding mask device,
A mask body with a see-through window installed on the front and covering the welding worker's face; and
Mounted inside the mask body, a camera for photographing the front of the mask body as seen through the viewing window of the mask body is installed on the front side, and an actual image captured by the camera on the rear side at a position corresponding to the eye level of the welding operator A monitoring and control system for a welding operation comprising: an augmented reality glass module having a display outputting a synthesized image obtained by overlapping an augmented reality layer reflecting augmented reality content; and an augmented reality glass module.
제6항에 있어서,
상기 증강현실 글라스 모듈은 상기 카메라에서 촬영한 실제 이미지로부터 용접 대상물에 표시되는 용접대상 부위를 인식하는 인식부; 및
상기 인식부에서 인식한 용접대상 부위를 상기 증강현실 콘텐츠로서 선 또는 폐곡선의 형태로 표시하는 반투명의 증강현실 레이어를 생성하는 레이어 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접작업용 모니터링 및 제어시스템.
According to claim 6,
The augmented reality glass module includes a recognition unit for recognizing a region to be welded displayed on the object to be welded from an actual image captured by the camera; and
A monitoring and control system for a welding operation comprising: a layer creation unit for generating a semi-transparent augmented reality layer displaying the region to be welded recognized by the recognition unit in the form of a line or a closed curve as the augmented reality content.
제7항에 있어서,
상기 투시창은 광차단 재질의 것으로 구비되며,
상기 인식부는 용접작업 전에 용접 작업자가 용접 대상물 표면에서 가용접 불꽃을 일으키면서 용접대상 부위를 지시하면 가용접 불꽃을 따라 용접대상 부위로 인식하는 것을 특징으로 하는 용접작업용 모니터링 및 제어시스템.
According to claim 7,
The viewing window is provided with a light blocking material,
The recognition unit recognizes the welding target part along the tack welding spark when the welding worker directs the welding target part while generating a tack welding spark on the surface of the welding object before the welding operation.
제7항에 있어서,
상기 투시창은 투명 재질의 것으로 구비되며,
상기 인식부는 용접 대상물에 미리 표시된 색상 또는 표식을 인식하여 용접대상 부위로 인식하는 것을 특징으로 하는 용접작업용 모니터링 및 제어시스템.
According to claim 7,
The viewing window is provided with a transparent material,
The recognition unit recognizes a color or mark previously displayed on the welding object and recognizes it as a welding target part.
제7항에 있어서,
상기 증강현실 글라스 모듈은 용접 불꽃으로 인해 일정 이상의 조도가 감지되는 순간 용접 작업자의 시력을 보호하기 위하여 상기 카메라가 촬영한 실제 이미지의 명암을 일정 이하로 낮추어주는 셔터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접작업용 모니터링 및 제어시스템.
According to claim 7,
The augmented reality glass module further includes a shutter unit that lowers the contrast of the actual image captured by the camera to below a certain level in order to protect the eyesight of the welding worker at the moment when a certain level of illuminance is detected due to welding sparks. Monitoring and control system for welding work.
제7항에 있어서,
상기 마스크 본체의 전면 하부에는 다수의 공기흡입구가 형성된 흡배기 영역이 구비되고, 상기 흡배기 영역에는 미세먼지를 걸러내는 집진필터가 설치되며, 상기 집진필터 전면에서 집진 전 미세먼지 농도를 측정하는 제1미세먼지 측정센서와, 상기 집진필터 후면에서 집진 후 미세먼지 농도를 측정하는 제2미세먼지 측정센서로 구비되며, 상기 제2미세먼지 측정센서에서 측정된 집진 후 미세먼지 농도가 상기 증강현실 콘텐츠로서 증강현실 레이어에 표시되며, 집진 후 미세먼지 농도가 일정 수치 이상인 경우 상기 증강현실 레이어에 필터 교환 요청을 위한 문자 또는 기호가 추가로 표시되도록 하며,
상기 제1미세먼지 측정센서에서 측정된 집진 전 미세먼지 농도 정보는 상기 증강현실 글라스 모듈에 포함된 통신부를 통해 관리서버에 실시간 제공되며, 측정된 집진 전 미세먼지 농도가 일정 수치 이상인 경우 해당 작업장의 작업환경 개선을 요청할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 용접작업용 모니터링 및 제어시스템.
According to claim 7,
An intake/exhaust area with a plurality of air inlets is provided at the lower front of the mask body, and a dust collection filter for filtering fine dust is installed in the intake/exhaust area, and a first fine dust concentration measuring the concentration of fine dust before dust collection is installed in the front surface of the dust collection filter. It is provided with a dust measuring sensor and a second fine dust measuring sensor that measures the concentration of fine dust after dust collection at the back of the dust collecting filter, and the fine dust concentration measured by the second fine dust measuring sensor is augmented as the augmented reality content. It is displayed on the reality layer, and when the concentration of fine dust after dust collection is above a certain value, characters or symbols for requesting filter replacement are additionally displayed on the augmented reality layer,
The fine dust concentration information before dust collection measured by the first fine dust measurement sensor is provided to the management server in real time through the communication unit included in the augmented reality glass module, and if the measured fine dust concentration before dust collection is above a certain value, the corresponding workplace A monitoring and control system for welding work, characterized in that to request work environment improvement.
KR1020210192968A 2021-12-30 2021-12-30 Monitoring and control system for welding work KR102571718B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210192968A KR102571718B1 (en) 2021-12-30 2021-12-30 Monitoring and control system for welding work

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210192968A KR102571718B1 (en) 2021-12-30 2021-12-30 Monitoring and control system for welding work

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230102660A KR20230102660A (en) 2023-07-07
KR102571718B1 true KR102571718B1 (en) 2023-08-29

Family

ID=87154504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210192968A KR102571718B1 (en) 2021-12-30 2021-12-30 Monitoring and control system for welding work

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102571718B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200393635Y1 (en) * 2005-05-27 2005-08-24 김상선 Apparatus for multi-branch welding with controller

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9227263B2 (en) 2012-09-28 2016-01-05 Lincoln Global, Inc. Welder having feedback control
KR101564040B1 (en) * 2013-04-23 2015-10-29 하재성 Carbon Dioxide Arc Welding Machine
KR20150031706A (en) * 2013-09-16 2015-03-25 이윤재 Welding quality control system
KR200485711Y1 (en) * 2016-01-25 2018-02-13 송인석 Dust collection apparatus for welding dust

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200393635Y1 (en) * 2005-05-27 2005-08-24 김상선 Apparatus for multi-branch welding with controller

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230102660A (en) 2023-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2488135B1 (en) Welding helmet with integral user interface
US5221823A (en) Laser machining apparatus for welding and cutting
US20150209887A1 (en) Welding helmet with heads up display
EP3369515B1 (en) Welding system with a helmet having heads up display and voice command
CN107912061B (en) Sensor assisted head mounted display for welding
JP4678876B2 (en) Centralized control architecture for laser material processing systems
US20080169277A1 (en) Lighted welding torch
US20180133060A1 (en) Lighting attachment for welding helmets
TWI690311B (en) Auto-darkening welding helmet
US20170173720A1 (en) Welding helmet with heads up display and voice command
CN110026681B (en) Pipeline laser welding machine
KR102571718B1 (en) Monitoring and control system for welding work
US20190314204A1 (en) Control apparatus for welding and control method thereof
RO127558B1 (en) Device for measuring a protective gas flow rate and device for supplying a welding apparatus with protective gas
KR102584449B1 (en) Control system for welding work
KR101179354B1 (en) A welding mask
CN210548840U (en) Hand-held type laser welding head with function of blowing
KR102531064B1 (en) welding helmet
JP6808459B2 (en) Laser processing equipment
KR20230102653A (en) Welding mask apparatus with augmented reality glass module
JP6481180B2 (en) Torch with built-in camera for gas shielded arc welding
CN215966801U (en) Positioning device for welding
KR102188439B1 (en) Function welding helmet
KR200288110Y1 (en) A Welding Merchine Sticked Emitting Lamp
CN117399787A (en) Handheld welding device

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant