KR102683488B1 - 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 멀티 와이어 피더를 통한 용접 재료의 실시간 공급량 및 용접부의 전력 소비량을 측정하고, 다양한 용접 방식을 이용하는 용접부 및 모재의 용접 상태를 실시간으로 분석하여 평가할 수 있어 용접 불량 및 용접 재료의 낭비가 발생하는 것을 방지할 수 있는 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템은 전류, 전압, 가스 및 와이어를 포함하는 용접 재료를 공급하여 모재를 용접하도록 구비되는 용접부; 상기 용접부로부터 공급되는 용접 재료의 공급량 및 상기 용접부의 전력 소비량을 실시간으로 측정하고, 용접 작업 완료 시 형성된 용접 비드의 형상을 감지하도록 구비되는 센서부; 상기 센서부를 통해 수집된 각종 데이터를 분석하여 상기 용접부의 상태를 나타내는 정보인 용접 상태 정보 및 모재에 대한 용접 결과를 나타내는 정보인 용접 결과 정보를 생성하는 분석부; 및 상기 센서부를 통해 측정된 용접 재료의 공급량 및 전력 소비량을 실시간으로 출력하고, 상기 분석부를 통해 생성되는 각종 정보를 전달받아 출력하도록 구비되는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템은 전류, 전압, 가스 및 와이어를 포함하는 용접 재료를 공급하여 모재를 용접하도록 구비되는 용접부; 상기 용접부로부터 공급되는 용접 재료의 공급량 및 상기 용접부의 전력 소비량을 실시간으로 측정하고, 용접 작업 완료 시 형성된 용접 비드의 형상을 감지하도록 구비되는 센서부; 상기 센서부를 통해 수집된 각종 데이터를 분석하여 상기 용접부의 상태를 나타내는 정보인 용접 상태 정보 및 모재에 대한 용접 결과를 나타내는 정보인 용접 결과 정보를 생성하는 분석부; 및 상기 센서부를 통해 측정된 용접 재료의 공급량 및 전력 소비량을 실시간으로 출력하고, 상기 분석부를 통해 생성되는 각종 정보를 전달받아 출력하도록 구비되는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 멀티 와이어 피더를 통한 용접 재료의 실시간 공급량 및 용접부의 전력 소비량을 측정하고, 다양한 용접 방식을 이용하는 용접부 및 모재의 용접 상태를 실시간으로 분석하여 평가할 수 있어 용접 불량 및 용접 재료의 낭비가 발생하는 것을 방지할 수 있는 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템에 관한 것이다.
금속과 금속을 충분히 접근시키면 상기 금속 원자 간에 인력이 작용하여 서로 결합하게 된다. 이 결합을 이루려면 원자들을 10nm 정도 접근시켜야 하는데, 이와 같은 일은 평상시에는 일어나지 않는다. 그 이유는 금속표면에 산화막이 존재하여 원자끼리 결합하지 않으며, 또한 원자 간의 인력이 작용할 만큼 가까이할 수도 없기 때문이다. 이러한 방해작용을 줄이고 두 금속을 접합시키는 과정을 넓은 의미의 용접(Welding)이라고 할 수 있다.
금속을 접합하는 방법은 크게 기계적 접합과 금속학적 접합법으로 분류한다. 기계적 접합이란 접합면에 국부적인 소성변형을 주는 것으로 볼트이음, 리벳이음, 가열끼우기 등이 있으며, 금속학적 방법(또는 야금학적 방법)이란 접합면에 열에너지를 가하여 국부적으로 용융시키거나 금속원자의 열확산을 촉진시키는 방법으로, 용접은 금속학적 접합법에 속한다.
이상 설명한 바와 같이, 용접은 간단한 금속자재의 연결은 물론 대형 구조물의 골격을 이루거나 외피가 되는 철근 또는 구조체 등을 잇는 수단이다. 즉, 용접은 서로 독립된 부재들을 견고히 하면서도 안정된 일체의 구조물로 완성하기 위한 필수적이면서 중요한 연결수단인 것이다.
이러한 중요성으로 인해 용접작업은 정부 또는 각종 공인기관에서 인증한 자격증 소지자만이 수행할 수 있도록 했고, 상기 자격증을 소지한 자는 용접기사로 별도 관리되면서 책임과 의무를 다하도록 했다.
그런데, 용접은 작업의 특성상 용접기사 1인이 할당된 작업을 단독으로 수행한다. 따라서, 용접기사는 주어진 작업을 하는 동안에는 작업 내용에 대한 관리 감독을 전혀 받지 않았고, 특히 용접 과정에서 실수가 있거나 용접기사의 무지로 인해 이상적인 용접 방법을 채택하지 못할 경우에도 누구의 조언도 듣지 못한 채 작업이 진행될 수 있었다. 물론, 이러한 문제는 전체 공사의 부실을 초래할 수 있고, 심지어 부실이 있었던 용접구간의 문제 발생으로 전체 구조물의 붕괴를 초래할 수도 있는 심각함이 있었다.
이러한 문제점을 극복하기 위해 2인 1조로 용접작업을 진행하는 방안이 제시되었다. 하지만, 이러한 방안도 형식적인 방안에 불과해서, 실제로 2인이 합심해 용접작업을 수행하는 일이 많지 않았고, 더욱이 사업자 입장에서는 인건비가 두 배로 증가하므로, 이러한 방안을 기피하는 문제가 발생했다.
최근에는, 이러한 문제점을 해결하기 위해 한국공개특허 10-2015-0031706호에 기재된 기술이 제안되었는데, 이에 기재된 기술은 용접 작업 시작부터 종료까지의 작업상태를 그래프를 통해 전체적으로 확인할 수 있는 장점은 있으나, 로봇용접 방식에 제한되며 다양한 종류의 용접 방식에 대한 용접 상태 및 품질 평가 시스템의 구현은 이루어지지 못하고 있는 실정이다.
또한, 종래의 용접 상태 및 품질 평가 시스템은 용접 작업에 적용되는 용접 장치 및 방식별로 구비해야하므로 용접 품질 검사에 있어서, 검사 비용 및 인건비가 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.
따라서, 다양한 종류의 용접 방식을 이용하는 용접 장치들의 용접 진행 상태 및 모재의 용접 결과 상태 등을 종합적으로, 즉 하나의 시스템을 이용하여 확인하고 분석하여 용접 품질을 평가할 수 있으며, 불필요한 자원의 낭비를 방지할 수 있는 시스템의 개발이 필요하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 보다 상세하게는 센서부를 통해 멀티 와이어 피더의 용접 재료 공급량 및 용접부의 전력 소비량을 실시간으로 측정하고, 분석부를 통해 다양한 용접 방식을 이용하는 용접부 및 모재의 용접 상태를 실시간으로 분석하여 평가할 수 있어 용접 불량 및 용접 재료의 낭비가 발생하는 것을 방지하는 것을 방지할 수 있는 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템은 전류, 전압, 가스 및 와이어를 포함하는 용접 재료를 공급하여 모재를 용접하도록 구비되는 용접부; 상기 용접부로부터 공급되는 용접 재료의 공급량 및 상기 용접부의 전력 소비량을 실시간으로 측정하고, 용접 작업 완료 시 형성된 용접 비드의 형상을 감지하도록 구비되는 센서부; 상기 센서부를 통해 수집된 각종 데이터를 분석하여 상기 용접부의 상태를 나타내는 정보인 용접 상태 정보 및 모재에 대한 용접 결과를 나타내는 정보인 용접 결과 정보를 생성하는 분석부; 및 상기 센서부를 통해 측정된 용접 재료의 공급량 및 전력 소비량을 실시간으로 출력하고, 상기 분석부를 통해 생성되는 각종 정보를 전달받아 출력하도록 구비되는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 상기 용접부는, MIG(Metal Inert Gas), TIG(Tungsten Inert Gas), 아크 용접 방식 및 로봇을 이용하는 자동 용접 방식을 포함하는 복수 종류의 용접 방식 중 선택된 적어도 어느 하나 이상의 방식으로 용접 작업이 가능하도록 구성되는 멀티 와이어 피더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 상기 분석부는, 기설정된 용접 재료 공급량 및 전력 소비량에 대한 기준범위를 기준으로 상기 센서부를 통해 측정된 상기 용접부의 용접 재료 공급량 및 전력 소비량을 분석하여 상기 용접 상태 정보를 실시간으로 생성하는 용접 상태 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 상기 용접 상태 분석부는, 상기 용접부의 용접 재료 공급량 및 전력 소비량 중 적어도 어느 하나 이상의 데이터가 기준범위를 벗어난 경우, 상기 용접부가 경고 상태임을 나타내는 정보인 경고 상태 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 상기 용접 상태 분석부는, 상기 용접부의 용접 재료 공급량 및 전력 소비량 중 적어도 어느 하나 이상의 데이터가 기준범위를 벗어난 경우, 상기 데이터를 개선할 수 있도록 상기 용접부를 제어하는 방안에 대한 정보를 나타내는 가이드 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 상기 가이드 정보는, 모재의 위치 및 용접 자세의 변경에 대한 가이드 및 용접 팁의 교체에 대한 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 상기 분석부는, 용접 작업 완료 후, 기설정된 용접 비드의 형상에 대한 기준데이터를 기준으로 상기 센서부를 통해 감지된 용접 비드의 형상을 분석하고, 누적된 상기 용접 상태 정보를 결합하여 상기 용접 결과 정보를 생성하는 용접 결과 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 상기 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템은, 용접 대상 모재의 재질, 형상 및 치수에 대한 정보 및 용접 루트(Root)에 대한 정보를 나타내는 정보인 용접 도면 정보를 저장하도록 구비되는 데이터베이스;를 더 포함하고, 상기 출력부는, 상기 용접부를 통한 용접 작업의 진행 시, 상기 데이터베이스 상에 저장된 상기 용접 도면 정보를 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템은 센서부 및 분석부를 포함함으로써, 용접 상태 정보 및 용접 결과 정보를 생성할 수 있어 용접부를 통해 공급되는 용접 재료의 실시간 공급량 및 용접부의 전력 소비량을 분석하여 실시간 용접 상태를 확인하고 판단할 수 있으며, 용접 비드의 형상을 분석하여 모재의 용접 결과를 확인할 수 있는 효과를 제공한다.
특히, 멀티 와이어 피더를 포함하는 용접부를 포함함으로써, 용접 방식 및 용접 기법에 한정되지 않고 다양한 용접 방식 및 기법을 이용한 용접부의 실시간 데이터를 측정할 수 있어, 하나의 시스템으로 복수 종류의 용접부에 대한 상태 분석 및 모재의 용접 결과에 대한 평가를 진행함으로써, 용접 품질 검사 및 평가에 대한 비용이나 시간을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 경고 상태 정보를 생성하는 용접 상태 분석부를 포함함으로써, 명확한 기준범위를 기준으로 용접부의 용접 진행 상태를 판단하여 용접 진행 상태가 불안정 및 불량 상태일 경우, 용접 작업자 및 감독자에게 경고 상태임을 알릴 수 있어 즉각적인 대처가 가능하도록 하는 효과를 제공한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템은 가이드 정보를 생성하는 용접 상태 분석부를 포함함으로써, 용접 데이터의 불량 발생 시, 용접 작업자로 하여금 가이드 정보를 확인하고 가이드 정보를 따라 용접부를 조절 또는 제어하여 간편하게 용접 데이터의 개선을 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
또한, 용접부의 제어 방안에 대한 정보를 나타내는 가이드 정보를 제공함으로써, 용접 작업자가 모재의 위치, 용접 자세의 변경 및 용접 팁의 교체에 대한 가이드 등의 명확하고 세부적인 가이드를 확인할 수 있어 용접 작업 상태의 불안정 및 불량에 대한 신속한 대처를 가능하도록 하는 효과를 제공한다.
그리고, 용접 결과 정보를 생성하는 용접 결과 분석부를 포함함으로써, 용접 비드의 형상에 대한 명확한 기준데이터 하에 작업된 용접 비드의 형상을 분석할 수 있어 보다 정확하고 세밀한 용접 결과에 대한 평가를 진행할 수 있으며, 누적된 용접 상태 정보를 결합하여 용접 작업 시작부터 종료까지의 용접 상태를 종합적으로 산출할 수 있어 보다 용이한 용접 품질 평가를 진행할 수 있다.
또한, 용접 도면 정보를 출력하는 출력부를 포함함으로써, 용접 작업 진행 시, 용접 작업자가 용접 도면 정보를 육안으로 확인하면서 용접 작업을 수행할 수 있어 용접 작업자로 인한 용접 불량 발생률을 현저히 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템(1000)을 도식화한 블록선도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템을 구성하는 센서부가 설치된 용접부의 멀티 와이어 피더의 일예를 도식화한 블록선도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템을 구성하는 출력부 상에 용접 상태 정보, 경고 상태 정보, 가이드 정보 및 용접 도면 정보가 출력된 상태의 일예를 나타낸 사용상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템을 구성하는 출력부 상에 용접 결과 정보가 출력된 상태의 일예를 나타낸 사용상태도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템을 구성하는 센서부가 설치된 용접부의 멀티 와이어 피더의 일예를 도식화한 블록선도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템을 구성하는 출력부 상에 용접 상태 정보, 경고 상태 정보, 가이드 정보 및 용접 도면 정보가 출력된 상태의 일예를 나타낸 사용상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템을 구성하는 출력부 상에 용접 결과 정보가 출력된 상태의 일예를 나타낸 사용상태도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.
또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템(1000)을 도식화한 블록선도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템을 구성하는 센서부가 설치된 용접부의 멀티 와이어 피더의 일예를 도식화한 블록선도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템(1000)은 용접부(100), 센서부(200), 분석부(300), 출력부(400), 데이터베이스(500) 및 통신부(600)를 포함한다.
여기서, 상기 용접부(100), 센서부(200), 출력부(400), 데이터베이스(500) 및 통신부(600)는 상기 분석부(300)와 유/무선 통신망을 통해 통신연결되어 상호간의 각종 신호 및 데이터의 송/수신을 진행한다.
먼저, 상기 용접부(100)는 전류, 전압, 가스 및 와이어를 포함하는 용접 재료를 공급하여 모재를 용접하도록 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 용접부(100)는 MIG(Metal Inert Gas), TIG(Tungsten Inert Gas), 아크 용접 방식 및 로봇을 이용하는 자동 용접 방식을 포함하는 복수 종류의 용접 방식 중 선택된 적어도 어느 하나 이상의 방식으로 용접 작업이 가능하도록 구성되는 멀티 와이어 피더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 센서부(200)는 상기 용접부(100)로부터 공급되는 용접 재료의 공급량 및 상기 용접부의 전력 소비량을 실시간으로 측정하고, 용접 작업 완료 시 형성된 용접 비드의 형상을 감지하도록 구비된다.
여기서, 상기 센서부(200)는 상기 용접부의 전류, 전압, 가스 및 와이어의 공급량을 측정하도록 전류 센서, 전압 센서, 유량 센서 및 유속 센서를 포함하는 각종 센서들을 구비하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 센서부(200)는 상기 용접부의 멀티 와이어 피더를 구성하는 각 케이블 상에 설치되며, 용접 방식(MIG, TIG, ARC) 별로 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서부(200)는 상기 용접부의 전력 소비량을 측정하도록 전력량계를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 센서부(200)는 상기 용접부를 통해 진행된 전체 용접 길이, 사용된 가스의 종류, 용접 자세, 전류의 극성, 용접봉 및 용접 와이어의 정보 등을 포함하는 다양한 용접 작업 관련 정보에 대한 측정 및 감지가 가능하도록 구성된다.
그리고, 상기 센서부(200)는 측정 또는 감지한 데이터 내에 생성된 노이즈를 제거하도록 구비되는 노이즈 필터를 포함한다.
상술한 바와 같이 구성되는 센서부(200)를 통해, 용접 방식 및 용접 기법에 한정되지 않고 다양한 용접 방식 및 기법을 이용한 용접부의 실시간 데이터를 측정할 수 있어, 하나의 시스템으로 복수 종류의 용접부에 대한 상태 분석 및 모재의 용접 결과에 대한 평가를 진행함으로써, 용접 품질 검사 및 평가에 대한 비용이나 시간을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.
다음으로, 상기 분석부(300)는 상기 센서부(200)를 통해 수집된 각종 데이터를 분석하여 상기 용접부(100)의 상태를 나타내는 정보인 용접 상태 정보 및 모재에 대한 용접 결과를 나타내는 정보인 용접 결과 정보를 생성하도록 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 분석부(300)는 상기 통신부를 통해 각종 데이터를 분석하고 각종 정보를 생성하기 위한 기준이 되는 기준범위 및 기준데이터를 외부 서버로부터 전달받는다.
여기서, 상기 기준범위 및 기준데이터는 용접절차서(WPS, Welding Procedure Specifications) 형태로 구성될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 기준범위 및 기준데이터는 대상 모재, 제품, 용접 방식, 용접 기법 및 용접 재료에 따라 각각 개별적으로 설정된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템은 분석부(300)를 포함함으로써, 용접 상태 정보 및 용접 결과 정보를 생성할 수 있어 용접부를 통해 공급되는 용접 재료의 실시간 공급량 및 용접부의 전력 소비량을 분석하여 실시간 용접 상태를 확인하고 판단할 수 있으며, 용접 비드의 형상을 분석하여 모재의 용접 결과를 확인할 수 있는 효과를 제공한다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 분석부(300)는 용접 상태 분석부(310) 및 용접 결과 분석부(320)를 포함한다.
여기서, 상기 용접 상태 분석부(310)는 기설정된 용접 재료 공급량 및 전력 소비량에 대한 기준범위를 기준으로 상기 센서부를 통해 측정된 상기 용접부의 용접 재료 공급량 및 전력 소비량을 분석하여 상기 용접 상태 정보를 실시간으로 생성하도록 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 용접 상태 정보는 상기 용접부의 용접 재료 공급량 및 전력 소비량이 기준범위를 벗어난 횟수, 시간 및 정도를 종합적으로 산출한 값인 불량률을 포함한다.
그리고, 상기 용접 상태 분석부(310)는 상기 용접부의 용접 재료 공급량 및 전력 소비량 중 적어도 어느 하나 이상의 데이터가 기준범위를 벗어난 경우, 상기 용접부가 경고 상태임을 나타내는 정보인 경고 상태 정보를 생성한다.
이에 따라, 경고 상태 정보를 생성하는 용접 상태 분석부(310)를 포함함으로써, 명확한 기준범위를 기준으로 용접부의 용접 진행 상태를 판단하여 용접 진행 상태가 불안정 및 불량 상태일 경우, 용접 작업자 및 감독자에게 경고 상태임을 알릴 수 있어 즉각적인 대처가 가능하도록 하는 효과를 제공한다.
또한, 상기 용접 상태 분석부(310)는 상기 용접부의 용접 재료 공급량 및 전력 소비량 중 적어도 어느 하나 이상의 데이터가 기준범위를 벗어난 경우, 상기 데이터를 개선할 수 있도록 상기 용접부를 제어하는 방안에 대한 정보를 나타내는 가이드 정보를 생성하도록 구비된다.
상술한 바와 같이, 가이드 정보를 생성하는 용접 상태 분석부(310)를 포함함으로써, 용접 데이터의 불량 발생 시, 용접 작업자로 하여금 가이드 정보를 확인하고 가이드 정보를 따라 용접부를 조절 또는 제어하여 간편하게 용접 데이터의 개선을 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
여기서, 상기 가이드 정보는 모재의 위치 및 용접 자세의 변경에 대한 가이드 및 용접 팁의 교체에 대한 가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 용접부의 제어 방안에 대한 정보를 나타내는 가이드 정보를 제공함으로써, 용접 작업자가 모재의 위치, 용접 자세의 변경 및 용접 팁의 교체에 대한 가이드 등의 명확하고 세부적인 가이드를 확인할 수 있어 용접 작업 상태의 불안정 및 불량에 대한 신속한 대처를 가능하도록 하는 효과를 제공한다.
이하, 상기 용접 상태 분석부(310)를 통해 생성되는 용접 상태 정보, 경고 상태 정보 및 가이드 정보를 포함하는 각종 정보들에 대해서는 후술할 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
다음으로, 상기 용접 결과 분석부(320)는 용접 작업 완료 후, 기설정된 용접 비드의 형상에 대한 기준데이터를 기준으로 상기 센서부를 통해 감지된 용접 비드의 형상을 분석하고, 누적된 상기 용접 상태 정보를 결합하여 상기 용접 결과 정보를 생성하도록 구비된다.
상술한 바와 같이, 용접 결과 정보를 생성하는 용접 결과 분석부(320)를 포함함으로써, 용접 비드의 형상에 대한 명확한 기준데이터 하에 작업된 용접 비드의 형상을 분석할 수 있어 보다 정확하고 세밀한 용접 결과에 대한 평가를 진행할 수 있으며, 누적된 용접 상태 정보를 결합하여 용접 작업 시작부터 종료까지의 용접 상태를 종합적으로 산출할 수 있어 보다 용이한 용접 품질 평가를 진행할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 용접 결과 분석부(320)는 상기 용접 결과 정보를 저장하고, 이후 진행된 용접 작업 시 생성된 용접 결과 정보와 비교하여 작업 횟수 및 시기별 용접 작업의 개선율을 산출할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 용접 결과 분석부(320)는 상술한 용접 작업의 개선율 산출을 통해, 용접 결과 정보가 기설정된 용접 재료 공급량 및 전력 소비량에 대한 기준범위 또는 기설정된 용접 비드의 형상에 대한 기준데이터와 대비하여 효율성이 높은 데이터인 것으로 분석된 경우, 기준범위 및 기준데이터의 설정값을 업데이트하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 용접 작업의 개선율 산출은 외부 서버로부터 별도의 산출 기준을 수신하여 진행되거나, 용접 감독자에 의해 육안 또는 별도의 장비를 이용하여 진행될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 종류의 용접 결과에 대한 품질 비교 및 산출 방식을 이용할 수 있다.
이하, 상기 용접 결과 분석부(320)를 통해 생성되는 용접 결과 정보를 포함하는 각종 정보들에 대해서는 후술할 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
다음으로, 상기 출력부(400)는 상기 센서부(200)를 통해 측정된 용접 재료의 공급량 및 전력 소비량을 실시간으로 출력하고, 상기 분석부(300)를 통해 생성되는 각종 정보를 전달받아 출력하도록 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 출력부(400)는 상기 분석부를 통해 상기 센서부에서 측정된 실시간 데이터를 전달받아 그래프 및 수치 형태로 출력한다.
그리고, 상기 데이터베이스(500)는 용접 대상 모재의 재질, 형상 및 치수에 대한 정보 및 용접 루트(Root)에 대한 정보를 나타내는 정보인 용접 도면 정보를 저장하도록 구비된다.
또한, 상기 출력부(400)는 상기 용접부를 통한 용접 작업의 진행 시, 상기 데이터베이스(500) 상에 저장된 상기 용접 도면 정보를 출력하도록 구성된다.
보다 상세하게는, 상기 용접 도면 정보는 상기 데이터베이스(500)에 저장되어 상기 용접 상태 분석부(310)를 통해 변환되고, 상기 출력부(400) 상에 시각적 형태로 식별가능하도록 생성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 용접 도면 정보를 출력하는 출력부(400)를 포함함으로써, 용접 작업 진행 시, 용접 작업자가 용접 도면 정보를 육안으로 확인하면서 용접 작업을 수행할 수 있어 용접 작업자로 인한 용접 불량 발생률을 현저히 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.
다음으로, 상기 통신부(600)는 외부 서버와의 연결을 통해 상기 분석부에서 각종 데이터를 분석하고 각종 정보를 생성하기 위한 기준이 되는 기준범위 및 기준데이터를 수신하여 상기 분석부로 전달하도록 구비된다.
또한, 상기 통신부(600)는 외부 서버와의 연결을 통해 상기 분석부에서 생성된 각종 정보들을 외부로 공유하도록 구비된다.
이에 따라, 분석부에서 생성된 용접 상태 정보 및 용접 결과 정보를 외부 서버에서도 언제든지 확인 및 다운로드가 가능하여 상기 용접 상태 정보 및 용접 결과 정보를 용접 작업자의 교육 자료로 활용할 수 있으며, 정보들간의 비교를 통해 우수한 정보를 선별하여 용접 작업의 기준 자료로 제공함으로써 보다 개선된 용접 작업을 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하여 상기 출력부를 통해 출력되는 각종 정보들에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템을 구성하는 출력부 상에 용접 상태 정보, 경고 상태 정보, 가이드 정보 및 용접 도면 정보가 출력된 상태의 일예를 나타낸 사용상태도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템을 구성하는 출력부 상에 용접 결과 정보가 출력된 상태의 일예를 나타낸 사용상태도이다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 용접부를 통한 용접 작업 중, 상기 출력부는 상기 용접 상태 분석부를 통해 생성 또는 변환된 용접 상태 정보, 경고 상태 정보(IW), 가이드 정보(IG) 및 용접 도면 정보(ID)를 출력하도록 구성된다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 용접 상태 정보는 상기 용접부의 상태를 나타내는 정보이다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 용접 상태 정보는 상기 용접부로부터 공급되는 전압, 전류, 가스 및 와이어 등의 실시간 공급량을 나타내는 수치 및 그래프 형태로 출력될 수 있다.
또한, 상기 용접 상태 정보는 상기 용접부로부터 공급되는 전압, 전류, 가스 및 와이어 등의 공급량을 누적하여 용접 작업이 진행되는 동안 측정된 각 공급량의 최대값, 최소값, 평균값 및 합계를 포함할 수 있다.
덧붙여, 상기 용접 상태 정보는 상기 용접부의 전력 소비량을 나타내는 수치를 포함한다.
특히, 상기 용접 상태 정보는 기설정된 용접 재료 공급량 및 전력 소비량에 대한 기준범위를 기준으로, 앞서 언급한 상기 용접부로부터 공급되는 전압, 전류, 가스 및 와이어 등의 공급량 및 상기 용접부의 전력 소비량이 기준범위를 벗어난 횟수, 시간 및 정도를 종합적으로 산출한 값인 불량률을 포함한다.
여기서, 상기 불량률은 상기 센서부를 통해 측정 및 감지된 각 데이터의 종류별로 생성될 수 있다.
다음으로, 상기 경고 상태 정보(IW)는 상기 용접부의 용접 재료 공급량 및 전력 소비량 중 적어도 어느 하나 이상의 데이터가 기준범위를 벗어난 경우, 상기 용접 상태 분석부를 통해 생성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 경고 상태 정보(IW)는 상기 용접부가 경고 상태임을 나타내는 정보로, 글자, 이미지, 영상 및 조명 등의 시각적 식별이 가능한 형태로 출력될 수 있으며, 경고음 등의 청각적 식별이 가능한 형태를 동반할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 경고 상태 정보(IW)는 상기 센서부를 통해 측정 및 감지된 각 데이터의 종류별로 생성되어 출력될 수 있다.
다음으로, 상기 가이드 정보(IG)는 상기 용접부의 용접 재료 공급량 및 전력 소비량 중 적어도 어느 하나 이상의 데이터가 기준범위를 벗어난 경우, 상기 용접 상태 분석부를 통해 생성되며, 상기 용접부를 제어하는 방안에 대한 정보를 나타낸다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 가이드 정보(IG)는 모재의 위치 및 용접 자세의 변경에 대한 가이드 및 용접 팁의 교체에 대한 가이드를 포함하도록 구성된다.
또한, 상기 가이드 정보(IG)는 용접 건의 파지 방향 및 각도, 용접 진행 속도 등의 가이드를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 용접부의 용접 재료 공급량, 전력 소비량 및 용접 품질을 개선하기 위한 다양한 종류의 가이드를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 정보(IG)는 글자, 이미지 및 영상 등의 시각적 식별이 가능한 형태로 출력될 수 있으며, 음성 등의 청각적 식별이 가능한 형태를 동반할 수 있다.
덧붙여, 상기 가이드 정보(IG)는 상기 센서부를 통해 측정 및 감지된 각 데이터의 종류별로 상이한 정보를 구성하도록 생성될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 센서부를 통해 측정 및 감지된 각 데이터의 종류별로 적합한 가이드 정보를 생성하기 위해, 상기 통신부가 외부 서버로부터 별도의 가이드 정보 생성 기준을 수신하거나, 기진행된 용접 작업들을 통해 경험적으로 축적된 데이터를 활용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다음으로, 상기 용접 도면 정보(ID)는 데이터베이스 상에 저장된 정보로, 상기 용접부를 통한 용접 작업의 진행 시, 상기 출력부를 통해 출력되는 것을 특징으로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 용접 도면 정보(ID)는 용접 대상 모재의 정보를 나타내며, 2차원 및 3차원 도면의 형태로 출력될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 용접 대상 모재의 정보를 나타낼 수 있는 다양한 형태를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 용접 도면 정보(ID)는 용접 대상 모재의 재질, 형상 및 치수에 대한 정보 및 용접 루트(Root)에 대한 정보를 포함한다.
예를 들어, 상기 용접 도면 정보(ID)는 용접 대상 모재를 용접하기 위한 작업 순서, 방향 및 모재의 단면 형상 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 용접부를 통한 용접 작업의 완료 시, 상기 출력부는 상기 용접 결과 분석부를 통해 생성된 용접 결과 정보를 출력하도록 구성된다.
여기서, 상기 용접 결과 정보는 모재에 대한 용접 결과를 나타내는 정보이며, 기설정된 용접 비드의 형상에 대한 기준데이터를 기준으로 상기 센서부를 통해 감지된 용접 비드의 형상을 분석하고, 누적된 상기 용접 상태 정보를 결합하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 용접 결과 정보는 용접 작업자 및 감독자가 기준데이터와 실제 용접 비드 형상의 비교를 육안으로 진행할 수 있도록, 모재 및 용접 비드의 단면 형상을 포함하여 출력될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 용접 결과 정보는 상기 센서부를 통해 감지된 용접 비드 형상으로부터 산출된 용접 비드의 치수에 대한 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 용접 결과 정보는 누적된 상기 용접 상태 정보를 결합하여 총 용접 작업 진행 시간 동안의 평균 데이터로 산출될 수 있으며, 이에 따른 총 용접 작업 제품의 개수 중 불량 개수에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1000: 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템
100: 용접부
200: 센서부
300: 분석부
310: 용접 상태 분석부
320: 용접 결과 분석부
400: 출력부
500: 데이터베이스
600: 통신부
ID: 용접 도면 정보
IG: 가이드 정보
IW: 경고 상태 정보
100: 용접부
200: 센서부
300: 분석부
310: 용접 상태 분석부
320: 용접 결과 분석부
400: 출력부
500: 데이터베이스
600: 통신부
ID: 용접 도면 정보
IG: 가이드 정보
IW: 경고 상태 정보
Claims (8)
- 전류, 전압, 가스 및 와이어를 포함하는 용접 재료를 공급하여 모재를 용접하도록 구비되며, 복수 종류의 용접 방식 중 선택된 적어도 어느 하나 이상의 방식으로 용접 작업이 가능하도록 구성되는 멀티 와이어 피더를 포함하는 용접부(100);
상기 멀티 와이어 피더의 내부 케이블 상에 와이어 피딩 장치와 인접하도록 설치되어 상기 용접부로부터 공급되는 용접 재료의 공급량 및 상기 용접부의 전력 소비량을 실시간으로 측정하고, 용접 작업 완료 시 형성된 용접 비드의 형상을 감지하도록 구비되는 센서부(200);
상기 센서부를 통해 수집된 각종 데이터를 분석하여 상기 용접부의 상태를 나타내는 정보인 용접 상태 정보 및 모재에 대한 용접 결과를 나타내는 정보인 용접 결과 정보를 생성하는 분석부(300);
상기 센서부를 통해 측정된 용접 재료의 공급량 및 전력 소비량을 실시간으로 출력하고, 상기 분석부를 통해 생성되는 각종 정보를 전달받아 출력하도록 구비되는 출력부(400); 및
용접 대상 모재의 재질, 단면 형상, 치수, 용접 루트(Root)에 대한 정보 및 용접 대상 모재를 용접하기 위한 작업 순서, 방향에 대한 정보를 나타내는 정보인 용접 도면 정보를 저장하도록 구비되는 데이터베이스(500);를 포함하고,
상기 출력부(400)는,
상기 용접부를 통한 용접 작업의 진행 시, 상기 데이터베이스 상에 저장된 상기 용접 도면 정보를 2차원 및 3차원 도면의 형태로 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 멀티 와이어 피더는,
MIG(Metal Inert Gas), TIG(Tungsten Inert Gas), 아크 용접 방식 및 로봇을 이용하는 자동 용접 방식을 포함하는 복수 종류의 용접 방식 중 선택된 적어도 어느 하나 이상의 방식으로 용접 작업이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 분석부(300)는,
기설정된 용접 재료 공급량 및 전력 소비량에 대한 기준범위를 기준으로 상기 센서부를 통해 측정된 상기 용접부의 용접 재료 공급량 및 전력 소비량을 분석하여 상기 용접 상태 정보를 실시간으로 생성하는 용접 상태 분석부(310);를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템. - 제 3항에 있어서,
상기 용접 상태 분석부(310)는,
상기 용접부의 용접 재료 공급량 및 전력 소비량 중 적어도 어느 하나 이상의 데이터가 기준범위를 벗어난 경우, 상기 용접부가 경고 상태임을 나타내는 정보인 경고 상태 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템. - 제 3항에 있어서,
상기 용접 상태 분석부(310)는,
상기 용접부의 용접 재료 공급량 및 전력 소비량 중 적어도 어느 하나 이상의 데이터가 기준범위를 벗어난 경우, 상기 데이터를 개선할 수 있도록 상기 용접부를 제어하는 방안에 대한 정보를 나타내는 가이드 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템. - 제 5항에 있어서,
상기 가이드 정보는,
모재의 위치 및 용접 자세의 변경에 대한 가이드 및 용접 팁의 교체에 대한 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 분석부(300)는,
용접 작업 완료 후, 기설정된 용접 비드의 형상에 대한 기준데이터를 기준으로 상기 센서부를 통해 감지된 용접 비드의 형상을 분석하고, 누적된 상기 용접 상태 정보를 결합하여 상기 용접 결과 정보를 생성하는 용접 결과 분석부(320);를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 와이어 피더 용접 데이터 추적 시스템. - 삭제
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