KR20040059616A - 용접부 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 로봇에 장착되어 로봇과 함께 용접부를 따라 이동하면서 용접부의 용접 상태를 촬상하기 위해 카메라와 조명부재로 구성된 촬상부;와, 촬상부에 의해 촬상된 용접부의 영상을 처리하는 영상처리부;와, 미리 설정된 용접상태와 비교하는 비교부;와, 비교부의 결과값으로 용접의 양/불량 여부를 판단하는 판단제어부;와, 판단제어부에 의한 최종의 결과값을 표시하는 표시부; 및, 촬상된 영상을 보여주는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 안전상의 문제로 작업자가 접근하기 어려운 영역일지라도 용접부에 대한 검사를 명확하게 수행하고 이를 자동으로 인지할 수 있도록 함으로써 용접부에 대한 검사의 신뢰도를 높일 수 있게 되는 것이다.

Description

용접부 검사장치{Apparatus for inspecting welding part}

본 발명은, 선박의 용접부 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 안전상의 문제로 작업자가 접근하기 어려운 영역일지라도 용접부에 대한 검사를 명확하게 수행하고 이를 자동으로 인지할 수 있도록 함으로써 용접부에 대한 검사의 신뢰도를 높일 수 있도록 한 선박의 용접부 검사장치에 관한 것이다.

선박은 자동차나 가전제품과는 달리 철저한 주문생산으로 고객의 선호에 맞도록 생산되는 특수 제품이다. 그러므로 선주와 조선소간의 상담을 통해 선형, 납기, 선가 등을 포함한 일체의 내용을 협의하여 선박 건조 계약이 체결되는 것이 보통이다.

선박의 건조가 확정되면, 화물, 여객의 적재능력, 선속, 선체구조, 항해능력 및 거주성 등의 선박 재원을 기초자료로 선체선도, 일반배치도, 횡단면도, 강재/기관 배치도 등의 기본설계 및 선각 구조도, 갑판 의장도 및 기관·전기 의장도 등을 포함한 상세설계가 이루어진다.

선박을 가까이에서 바라보면 큰 바둑판 모양처럼 용접되어 있는 것을 알 수 있다. 이는 용도에 따라 절단되고 성형되어 전처리 과정을 거친 강판을 선박으로 건조하기 용이하도록 블록으로 제작한 후, 상호 용접에 의해 결합시킨 것이다.

이처럼 선박 건조시, 용접 작업은 선박 건조의 주된 작업이라 할 수 있을 만큼 많은 시간 및 비용을 요구하고 있으며, 용접 작업에 대한 결과의 신뢰도 또한 상당히 중요한 부분을 차지하게 된다. 만일, 용접부의 상태가 양호하지 않다면 이 용접부는 결함을 갖는 곳으로 차후 선박 운항시 선체 손상의 근원지가 될 수 있다.

그런데, 종래에는 용접이 완료된 용접부를 검사할 때 검수자와 피검수자가 용접성을 검사하기 위하여 용접선을 일일이 추적하면서 비파괴 검사 또는 검사 전용 도구를 사용하여 육안으로 검사를 실시하였다.

더욱이, 작업자가 근접하기 어려운 협소한 영역 및 월의 상부 영역, 족장 위의 용접부 영역 등은, 안전문제로 인해 작업자가 접근하기 어렵다는 이유로 용접부에 대한 검사가 소홀해질 수밖에 없는 수작업의 한계를 드러내고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 안전상의 문제로 작업자가 접근하기 어려운 영역일지라도 용접부에 대한 검사를 명확하게 수행하고 이를 자동으로 인지할 수 있도록 함으로써 용접부에 대한 검사의 신뢰도를 높일 수 있도록 한 선박의 용접부 검사장치를 제공하는 것이다.

도 1은 로봇이 용접대상체에 배치된 상태를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 선박의 용접부 검사장치에 대한 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명의 검사장치에 대한 제어블럭도,

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

15 : 용접부 20 : 로봇

30 : 촬상부 30a : 카메라

30b : 조명부재 40 : 영상처리기

50 : 디스플레이부 62 : 비교부

64 : 판단제어부 66 : 표시부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로봇에 장착되어 로봇과 함께 용접부를 따라 이동하면서 용접부의 용접 상태를 촬상하기 위해 카메라와 조명부재로 구성된 촬상부;와, 촬상부에 의해 촬상된 용접부의 영상을 처리하는 영상처리부;와, 미리 설정된 용접상태와 비교하는 비교부;와, 비교부의 결과값으로 용접의 양/불량 여부를 판단하는 판단제어부;와, 판단제어부에 의한 최종의 결과값을 표시하는 표시부; 및, 촬상된 영상을 보여주는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 검사장치를 제공함으로써 달성된다.

여기서, 상기 촬상부의 카메라는, 라인스캔카메라(Line Scan Camera) 또는 에리아스캔카메라(Area Scan Camera) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 용접부 검사장치.

상기 촬상부의 조명부재는, 엘이디(LED), 할로겐램프 및 형광램프 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 용접부 검사장치.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.

전술한 바와 같이, 선박은 주로 강판을 블록(10a,10b, 이하 "용접대상체"라 함)으로 제작한 후, 상호 용접에 의해 결합시킨다. 이 때, 갑판의 저면 용접 등은 용접공이 직접 수행하는 경우도 있으나, 작업자가 근접하기 어려운 협소한 영역 및 월의 상부 영역, 족장 위의 용접부(15) 영역 등은, 안전문제로 인해 작업자가 접근하기 어려워 주로 용접장치를 이용한다. 이러한 용접장치를 소위, 로봇(20, Robot)이라 한다.

로봇(20)은 갑판의 저면과 같이 평평한 바닥면을 용접하는 데에도 이용될 수 있을 뿐만 아니라 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 용접대상체(10a,10b)가 수직으로 세워져 있을 경우에도, 수직으로 된 용접대상체(10a,10b)에 붙어 그 용접부(15)를 따라 이동하면서 용접을 수행하게 된다.

이러한 로봇(20)에 대해 간략하게 소개하면, 도 1에 사시도로 도시된 바와 같이, 로봇본체(22)와, 로봇본체(22)의 대향하는 양측에 상호 이격배치되어 한 쌍의 용접대상체(10a,10b)를 척킹하는 한 쌍의 그립(24)을 갖는다.

용접대상체(10a,10b)는 강판으로 된 평평한 평탄부(12)와, 평탄부(12)의 각 변들을 잇는 관부(14)로 이루어지며, 로봇(20)에 형성된 그립(24)은 관부(14)를 척킹하게 된다. 이에, 그립(24)은 관부(14)를 척킹한 후, 일측 핑거(24a)가 타측 핑거(24b)로 이동하면서 관부(14)를 견고하게 척킹할 수 있도록 되어 있다.

로봇본체(22)는 더미본체(22a)와, 더미본체(22a)의 상부에 가로방향을 따라배치되는 고정부(22b)와, 고정부(22b)에 대해 수평방향을 따라 왕복이동하는 가동부(22c)를 갖는다. 가동부(22c)에는 도시 않은 용접기가 장착되어 있을 뿐만 아니라 후술할 촬상부(30)가 결합되어 있다.

이에, 용접기는 가동부(22c)가 고정부(22b)에 대해 왕복이동하는 과정에서 용접부(15)를 용접하게 되며, 촬상부(30)는 용접부(15)의 용접상태(A)를 촬상하게 된다.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 선박의 용접부 검사장치에 대한 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 검사장치에 대한 제어블럭도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선박의 용접부 검사장치는, 로봇(20)에 마련되어 용접부(15)를 따라 이동하면서 용접부(15)의 용접상태(A)를 촬상하는 촬상부(30)와, 디스플레이부(50)와, 촬상부(30)에 의해 촬상된 용접부(15)의 영상을 처리하여 디스플레이부(50)를 표시하는 영상처리기(40)를 포함한다.

촬상부(30)는 카메라(30a)와, 카메라(30a)가 용접부(15)를 선명하게 촬상할 수 있도록 용접부(15)를 밝히는 조명부재(30b)를 갖는다. 이 때, 카메라(30a)로는 일반적인 디지털카메라를 채용할 수도 있으나 보다 선명한 용접부(15)의 촬상을 위한다면 소위, 라인스캔카메라(Line Scan Camera) 및 에리아스캔카메라(Area Scan Camera) 중 적어도 어느 하나를 채용할 수도 있다.

만일, 어두운 영역이라든지 저녁 무렵에는 용접부(15)를 선명하게 촬상하기가 쉽지 않다. 이럴 경우에는 카메라(30a)와 함께 이동하면서 용접부(15)를 조명하는 조명부재(30b)를 사용하게 되는데, 조명부재(30b)는 엘이디(LED), 할로겐램프및 형광램프 중 적어도 어느 하나가 될 수 있을 것이다.

이에, 로봇(20)이 용접대상체(10a,10b)에 결합되어 한 쌍의 용접대상체(10a,10b)에 의해 형성된 용접부(15)를 따라 이동하면서 용접부(15)를 용접하고, 이와 동시에 조명부재(30b)가 온(On)되고 카메라(30a)가 용접된 용접부(15)의 용접상태(A)를 촬상한다.

카메라(30a)에 의해 촬상된 영상 신호는 소정의 영상처리기(40)를 거쳐 디스플레이부(50)로 전송되고 디스플레이부(50)에서는 용접상태(A)를 화면으로 출력한다. 그러면, 작업자는 디스플레이부(50)에 출력된 용접상태(A)를 확인하면서 용접상태(A)에 대한 양불량 여부를 결정하게 된다.

작업자가 근접하기 어려운 협소한 영역 및 월의 상부 영역, 족장 위의 용접부(15) 영역 등은, 안전문제로 인해 작업자가 접근하기 어려워 종래에는 이 영역의 용접상태(A)를 소홀하게 관리하였으나, 본 발명의 검사장치에 의하면 이들 영역까지도 용접상태(A)를 명확하게 수행함으로써 용접부(15)에 대한 검사의 신뢰도를 높일 수 있게 된다.

한편, 상기의 과정에서는 작업자가 디스플레이부(50)의 화면을 육안으로 직접 보면서 용접상태(A)의 양불량 여부를 판단하였다. 그러나, 용접상태(A)의 양불량 여부가 작업자의 판단에 의하지 않고 소정의 조건 하에 자동으로 인지되도록 할 수도 있다.

이러한 경우에는, 디스플레이부(50)에 표시된 용접부(15)의 용접상태(A)를 미리 세팅된 소정의 기준 용접상태(A)와 비교하는 비교부(62)와, 비교부(62)로부터의 결과값에 기초하여 획득한 용접부(15)의 용접상태(A)에 대한 양불량 여부를 자동으로 판단하는 판단제어부(64)와, 판단제어부(64)에 의한 최종의 결과값을 외부로 표시하는 표시부(66)를 더 마련하면 된다.

그러면, 촬상부(30)로부터 촬상된 용접상태(A)는 영상처리기(40)를 통해 디스플레이부(50)로 전송된 후, 비교부(62) 및 판단제어부(64)를 차례로 거쳐 표시부(66)를 통해 양불량 여부가 출력된다. 출력된 결과는 사람의 판단이 아닌 기계적 장치에 의한 값이므로 그 결과의 신뢰도는 보다 높다 할 수 있을 것이다.

이 때, 결과값을 표시부(66)로는 벨과 같이 소리에 의해 양불량 여부를 출력하는 방법이나 혹은, 램프와 같이 빛에 의해 양불량 여부를 표시하는 방법 중 어떠한 것을 채용하여도 좋다. 후자를 채용한다면, 용접부(15)의 용접상태(A)가 양호할 경우, 녹색의 램프가 점등되도록 하고 용접상태(A)가 양호하지 않다면 적색의 램프가 점등되도록 하면 간단할 것이다.

이와 같이, 본 발명의 검사장치에 의하면, 안전상의 문제로 작업자가 접근하기 어려운 영역일지라도 용접부(15)에 대한 검사를 명확하게 수행하고 이를 자동으로 인지할 수 있도록 함으로써 용접부(15)에 대한 검사의 신뢰도를 높일 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 안전상의 문제로 작업자가 접근하기 어려운 영역일지라도 용접부에 대한 검사를 명확하게 수행하고 이를 자동으로 인지할 수 있도록 함으로써 용접부에 대한 검사의 신뢰도를 높일 수 있는 효과가있다.

Claims (3)

1. 로봇에 장착되어 로봇과 함께 용접부를 따라 이동하면서 용접부의 용접 상태를 촬상하기 위해 카메라와 조명부재로 구성된 촬상부;

   촬상부에 의해 촬상된 용접부의 영상을 처리하는 영상처리부;

   미리 설정된 용접상태와 비교하는 비교부;

   비교부의 결과값으로 용접의 양/불량 여부를 판단하는 판단제어부;

   판단제어부에 의한 최종의 결과값을 표시하는 표시부; 및,

   촬상된 영상을 보여주는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부 검사장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 촬상부의 카메라는 라인스캔카메라(Line Scan Camera) 또는 에리아스캔카메라(Area Scan Camera) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 용접부 검사장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 촬상부의 조명부재는 엘이디(LED), 할로겐램프 및 형광램프 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 용접부 검사장치.