KR20120054217A - 파이프 용접선 추적 방법 및 그 시스템 - Google Patents

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Abstract

파이프 용접선 추적 방법 및 그 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 파이프 용접선 추적 방법은 터닝롤러상에 길이방향으로 세팅된 복수의 파이프의 용접 시작점에 용접토치를 위치시키는 단계, 용접작업 시 발생하는 용접아크광을 직접 촬영하여 스미어 현상을 이용한 용접 이음부 이미지를 추출하는 단계, 용접 이음부 이미지를 가공하여 실시간 용접선 정보를 생성하는 단계 및 용접선 정보에 기초하여 용접토치의 위치를 제어하는 단계를 포함한다.

Description

파이프 용접선 추적 방법 및 그 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR TRACKING PIPE WELDING SEAM}
본 발명은 파이프 용접선 추적 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 용접은 금속과 금속을 가열 용해하여 접합시키는 작업으로 숙달된 작업자에 의해 이루어졌으나 산업이 발달함에 따른 그 노동력에 한계가 있어 용접공정의 자동화를 위한 기술들이 개발되고 있다.
용접공정 자동화를 위한 대표적인 기술에는 자동용접로봇을 이용한 자동용접 시스템을 들 수 있으며, 용접공정의 자동화를 위해서는 핵심적으로 금속과 금속의 접합부인 용접 이음부(Welding Seam)를 정확히 측정하는 용접선 인식기술이 요구된다.
한편, 도 1은 종래의 파이프 자동용접장비와 그 용접 이음부 단면을 나타낸다.
첨부된 도 1을 참조하면, 용접 대상은 V자 형태의 개선 파이프(1)이며, 파이프 자동용접장비(10)는 용접토치(11), 용접와이어 가이드(12), 용접로봇의 이동을 위한 레일시스템(13)(미도시) 및 레이저 센서(14)를 포함한다.
이러한 종래의 파이프 자동용접장비(10)는 레일시스템(13)을 이용하여 용접장비가 레일을 주행하면서 용접 작업을 수행하게 된다
여기서, 레이저 센서(14)는 용접선을 인식하여 용접선을 따라 용접토치(11)가 정확히 위치하도록 하여 용접품질을 좌우하는 중요한 역할을 한다. 그러나, 종래의 레이저 비전센서를 이용하는 경우 용접와이어 가이드(12)의 기구적 간섭뿐 아니라 용접작업 중에 발생하는 강력한 용접아크광의 영향으로 용접토치(11)와 레이저 센서(14) 사이에 어느 정도 이격 거리를 두어야 하는 단점이 있다. 즉, 종래의 기술은 용접토치(11)에서 실제 용접이 이루어지는 위치와 레이저 센서(14)에서 센싱하는 위치가 다르기 때문에 용접선 인식에 있어서 센싱 위치오차가 발생함으로써 그 용접품질이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 파이프 자동용접장비(10)는 레일시스템(13)을 이용하여 용접장비가 레일을 주행하면서 용접 작업을 수행하게 된다. 그러나, 레일시스템(13)을 이용함으로써 용접작업 전에 파이프의 외주면상에 용접토치(11)의 위치를 고려하여 레일을 장착해야 하고, 용접 작업이 완료되면 레일을 다시 제거해야 하므로 그 공정이 복잡하여 작업 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예는 실시간 자동 용접의 품질 및 작업 효율을 향상시킬 수 있는 파이프 용접선 추적 방법 및 그 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 파이프 용접선 추적 방법은,
a) 터닝롤러상에 길이방향으로 세팅된 복수의 파이프의 용접 시작점에 용접토치를 위치시키는 단계; b) 용접작업 시 발생하는 용접아크광을 직접 촬영하여 스미어 현상을 이용한 용접 이음부 이미지를 추출하는 단계; c) 상기 용접 이음부 이미지를 가공하여 실시간 용접선 정보를 생성하는 단계; 및 d) 상기 용접선 정보에 기초하여 상기 용접토치의 위치를 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 c) 단계는, 상기 용접 이음부 이미지를 스무싱(smoothing) 처리하고, 캐니 에지(canny edge) 추출방식으로 에지를 찾아 V-그루브(V-groove) 경계 및 용접선을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 c) 단계는, 상기 그루부 경계와 용접선의 위치를 실시간 좌표로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 b) 단계는, 상기 용접토치의 후방에서 작업된 비드 형상을 실시간으로 촬영하는 단계를 더 포함하며, 상기 d) 단계에서 상기 용접선 정보에 해당하는 용접선 이미지 및 상기 촬영된 비드 형상 이미지 중 적어도 하나를 시각적으로 표시할 수 있다.
한편, 본 발명의 일측면에 따른 파이프 자동용접 시스템은,
롤러상에 세팅되는 복수의 파이프를 일정한 속도와 방향으로 회전시키는 터닝롤러부; 상기 복수의 파이프 사이의 용접선에 맞게 용접토치를 위치시키고 회전하는 상기 파이프의 용접 시작점에서부터 종료점까지 설정된 프로그램에 기초하여 제어 신호에 따라 용접작업을 수행하는 용접 로봇; 상기 용접작업시 발생하는 용접아크광을 직접 촬영하여 스미어 현상을 이용한 용접 이음부 이미지를 추출하는 비전 센서부; 상기 용접 이음부 이미지를 가공하여 실시간 용접선 정보를 생성하는 영상 처리부; 및 상기 용접선 정보에 기초하여 상기 용접토치의 위치를 제어하는 시스템 제어부를 포함한다.
또한, 상기 비전 센서부는, 상기 용접토치의 상부 몸체에 결합되는 클램프를 통해 고정되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 수납되며 상기 용접토치의 용접 진행 방향의 후방에서 상기 용접토치를 향하면서 상기 용접아크광과 이음부의 경사홈을 촬영한 상기 이음부 이미지를 추출하는 이음부 추출 카메라; 및 상기 하우징의 내부에 수납되며 용접 후의 비드 형상을 실시간으로 촬영하는 비드 감시 카메라를 포함할 수 있다.
또한, 상기 비전 센서부는, 상기 용접토치의 진행방향과 일진선상에 상기 이음부 추출 카메라와 비드 감시 카메라를 나란히 배치할 수 있다.
또한, 상기 영상 처리부는, 상기 용접 이음부 이미지의 노이즈를 제거하고, 노이즈 제거된 이미지를 스무싱(Smoothing)처리하여 스무싱(smoothing) 처리 이미지를 획득하고, 상기 스무싱 처리 이미지에서 캐니 에지(canny edge) 추출방식으로 에지를 찾아 V-그루브(V-groove) 경계 및 용접선을 추출할 수 있다.
또한, 상기 영상 처리부는, 상기 V-그루브의 경계와 용접선의 위치를 실시간 좌표로 변환하여 용접선 정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 시스템 제어부는, 용접 대상체의 종류나 용접 부위의 상호 접촉현상에 따라 소정의 용접조건을 미리 입력 설정하여 저장하고, 상기 용접선의 실시간 좌표와 미리 설정된 상기 용접조건에 기초하여 상기 용접토치의 위치를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 용접조건은 용접전류, 용접전압, 용접토치와 모재간의 이격간격, 와이어의 공급속도, 용접토치의 위빙모션의 속도 및 위빙폭 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 자동용접 시스템은 실시간 용접선을 인식하고, 그에 따른 용접토치의 위치를 제어함으로써 용접선의 변화에 실시간으로 대처할 수 있어 용접품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 터닝롤러상에 파이프를 나란히 배치하는 세팅만으로도 자동 용접이 가능함으로써 작업공정의 간소화와 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 파이프 자동용접장비와 그 용접 이음부 단면을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동용접 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용접로봇에 비전 센서부가 장착된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부에서 용접선을 추출하는 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스미어 현상을 이용한 파이프 용접선 추적 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 판부재 자동용접 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 파이프 용접선 추적 방법 및 그 시스템에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동용접 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 자동용접 시스템(100)은 파이프(110), 터닝롤러부(120), 용접로봇(130), 비전 센서부(140), 영상 처리부(150) 및 시스템 제어부(160)를 포함한다.
파이프(110)는 용접 대상체인 금속재질의 원통형 관으로 절단면이 V자 형태의 개선된 형상을 가지며 다양한 크기를 갖는 파이프로 구성될 수 있다. 예컨대, 파이프(110)는 직경이 6내지 24인지 정도의 다양한 크기로 구성될 수 있으나 그 크기가 이에 한정되진 않는다.
터닝롤러부(120)는 파이프(110)를 지지하는 복수의 쌍으로 구성되는 롤러와 상기 롤러를 구동하는 모터(미도시)를 포함하며, 롤러상에 올려진 파이프(110)를 용접을 위해 일정한 속도와 방향으로 회전시킨다.
용접로봇(130)은 선단에 구비되는 용접토치(131)와 용접와이어 가이드(132)를 포함하며, 파이프(110)의 용접선에 맞게 용접토치(131)를 위치시키고 회전하는 파이프(110)의 용접 시작점에서부터 종료점까지 미리 설정된 프로그램에 기초하여 용접을 수행한다. 이 때, 본 발명의 실시 예에 따르면 기존의 용접 로봇이 레일 시스템을 이용하여 용접선에 따라 이동하는 것이 아닌 터닝롤러부(120)에 의해 움직이는 용접 대상체인 파이프(110)에 용접이 이루어 지는 것이므로 실시간으로 용접선을 추적하는 것이 중요하다.
용접로봇(130)이 파이프(110)를 용접하는 방법에 있어서 하나의 예를 들면 아크 용접(Arc Welding) 방법이 사용될 수 있다. 상기 아크 용접은 용접토치(131)에 용접와이어 가이드(132)가 와이어를 공급하면서 용접토치(131)와 파이프(110)의 모재(용접 대상)사이에 강한 전류를 형성하여 와이어 및 모재를 순간적으로 녹이며 융착시키는 방법이다. 그리고, 도면에서는 생략되었으나 용접로봇(130)은 입력되는 좌표에 따라 용접토치(131)의 위치를 이동시키는 위치이동수단을 더 포함한다. 다만, 상기 위치이동수단은 레일 및 다관절 형태 등으로 구성될 수 있으나 이러한 내용은 당업자의 수준에서는 일반적이므로 자세한 설명을 생략한다.
비전 센서부(140)는 용접토치(131)와 모재가 접촉되는 부분의 용접선에 대한 영상을 취득 하며, 용접로봇(130)이 용접선을 중심으로 정확한 용접을 할 수 있도록 용접 이음부 이미지(Welding Seam Image)를 제공하는 용접선 추적장치로 다음의 도 3을 통해 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용접로봇에 비전 센서부가 장착된 상태를 나타낸 사시도이다.
첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 비전 센서부(140)는 용접토치(131)의 상부 몸체에 결합되는 클램프(141)를 통해 고정되는 하우징(142)과 상기 하우징(142)내에 각각 수납 장착되는 이음부 추출 카메라(143) 및 비드 감시 카메라(144)를 포함한다.
이음부 추출 카메라(143)는 후방에서 용접토치(131)를 직접 향하면서 용접 작업시 발생하는 용접아크광과 이음부의 V자 경사 홈(V-groove)에 의해 생성되는 스미어 현상을 이용하여 용접 이음부 이미지를 추출한다.
상기 스미어 현상은 CCD(Charge Coupled Device)에서 나타나는 것으로 태양이나 전등, 강한 반사광을 촬영했을 때 화면에 수직으로 한줄기의 선이 나타나는 현상이다. 이는 주로 고속셔터를 사용할 때 나타나며 태양과 같이 너무 밝은 물체를 촬영할 때 발생된다. CCD의 한 셀에는 하나의 빛만이 닿아야 하는데 셀 간의 반사 현상과 간섭 현상 등이 영향을 미쳐 한 셀에 저장할 수 있는 전하의 양이 흘러 넘침으로 발생하는 것이다. 블루밍 현상과 비슷하다고도 할 수 있지만, 블루밍 현상은 빛이 원형으로 퍼지는 대신 스미어 현상은 넘친 전하가 일직선 모양을 이룬다.
본 발명의 실시 예에 따른 이음부 추출 카메라(143)는 용접작업 시 발생 되는 용접아크광을 직접 촬영함으로써 의도적으로 스미어 현상을 이용한 용접 이음부 이미지를 추출할 수 있다.
비드 감시 카메라(144)는 이음부 추출 카메라(143)의 후방 연장선상에 나란히 배치되어 용접토치(131)의 후방을 향하면서 용접 후의 비드(Bead)형상을 실시간으로 촬영한다.
여기서, 비전 센서부(140)의 각 카메라(143, 144)는 용접 진행 반대 방향에 배치하되, 용접토치(131)의 진행방향과 일진선상에 위치되도록 함으로써 종래의 용접와이어와의 기구적 간섭을 예방할 수 있다. 또한, 비전 센서부(140)는 각 카메라(143, 144)를 일정하게 기울어진 각도로 하우징(142)에 고정 수납함으로써 각각 용접 이음부 이미지와 비드 이미지를 획득할 수 있는 장점이 있다.
영상 처리부(150)는 비전 센서부(140)로부터 수신되는 용접 이음부 이미지와 비드 이미지를 가공 처리하고, 이에 기초한 용접선 정보(Welding Seam Information)를 생성하여 시스템 제어부(160)로 전달한다.
한편, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부에서 용접선을 추출하는 방법을 나타낸다.
첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 비전 센서부(140)가 용접 중에 용접토치(131)를 직접 촬영하여 획득한 스미어현상으로 인한 V-개선(groove) 경계가 나타나는 용접 이음부 이미지를 보여준다. 또한, 영상 처리부(150)에서 원본 용접 이음부 이미지를 스무싱(Smoothing) 및 캐니 에지(Canny Edge)방식으로 각각 처리한 화면을 보여준다.
본 발명의 실시 예에 따른 영상 처리부(150)는 비전 센서부(140)에서 수신되는 용접 이음부 이미지의 노이즈를 제거하고, 노이즈 제거된 이미지를 스무싱(Smoothing)처리하여 부드럽게 개선시킨다. 그리고, 개선된 이미지에서 캐니 에지(Canny Edge)추출 방식을 이용하여 에지(Edge)를 찾은 다음 V-그루부(V-groove Line)의 경계와 그 중심의 용접선을 추출한다.
또한, 영상 처리부(150)는 이미지에 표시되는 상기 V-그루부(V-groove Line)의 경계와 용접선의 위치를 실시간(Real Time) 좌표로 변환하여 용접선 정보(Welding Seam Information)를 생성한다. 여기서, 용접선의 위치(좌표)는 용접토치(131)의 위치제어를 위한 좌표에 참고할 수 있다. 그리고, 영상 처리부(150)는 생성된 용접선 정보를 비드 감시 카메라(144)에서 촬영된 비드 이미지를 함께 시스템 제어부(160)로 전송한다.
시스템 제어부(160)는 자동용접 시스템의 구동을 위한 전반적인 동작을 제어하기 위한 중앙처리장치(Central Processing Unit), 메모리(Memory) 및 프로그램을 포함하는 기기로, 컴퓨터와 같거나 그에 준하는 기능을 가지며, 입력 키보드와 모니터 등과 같은 주변기기가 연결될 수 있다.
이러한, 시스템 제어부(160)는 영상 처리부(150)에서 전달되는 용접선 정보와 미리 설정된 용접조건에 기초하여 용접로봇(130)의 용접동작을 제어한다.
그러기 위해, 시스템 제어부(160)는 용접로봇(130)이 용접을 수행하는 대상체(모재)의 종류나 용접 부위의 상호 접촉현상에 따라 소정의 용접조건을 미리 입력 설정하여 저장한다. 여기서, 상기 용접조건에는 용접전류, 용접전압, 용접토치(131)와 모재간의 이격간격, 와이어의 공급속도 및 용접토치(131)의 위빙모션(Weaving Motion)의 속도, 위빙폭 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
즉, 시스템 제어부(160)는 터닝롤러부(120)상에서 일정한 속도로 회전하는 파이프(110)간의 용접선 위치를 파악하고, 용접조건에 따라 용접선 위치에 대응되게 용접토치(131)를 위치시키고 회전하는 파이프(110)의 용접 시작점에서부터 종료 점까지 용접선에 따른 자동 용접을 제어한다.
또한, 시스템 제어부(160)는 영상 처리부(150)에서 처리된 용접 이음부 이미지, 스무싱 처리 이미지, 캐니에지 처리 이미지 및 비드 이미지 중 적어도 하나의 화면을 상기 도 4와 같이 실시간으로 모니터에 표시하여 작업자가 확인할 수 있도록 한다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스미어 현상을 이용한 파이프 용접선 추적 방법을 나타낸 흐름도이다.
첨부된 도 5를 참조하면, 전술한 구성을 가정하여 본 발명의 실시 예에 따른 자동용접 시스템(100)의 터닝롤러부(120)상에 용접 대상체인 복수의 파이프를 길이방향으로 나란히 세팅(Seting)하고(S101), 용접 시작점에 용접토치(131)를 위치시킨다(S102). 그리고, 파이프 및 용접토치(131)의 세팅이 완료되면 시스템 제어부(160)의 용접작업 시작신호 의해 파이프의 회전 및 용접작업이 시작된다(S103).
자동용접 시스템(100)의 비전 센서부(140)는 용접작업 시 발생하는 용접아크광을 직접 촬영하여 스미어 현상을 이용한 용접 이음부 이미지를 추출한다. 이와 동시에 비전 센서부(140)는 용접토치(131)의 후방에서 작업된 비드 형상도 실시간으로 촬영한다(S104).
자동용접 시스템(100)의 영상 처리부(150)는 상기 용접 이음부 이미지를 스무싱 처리하고(S105), 스무싱 처리된 용접 이음부 이미지에서 캐니 에지를 추출하여(S106), V-그루브 경계 및 용접선을 생성한다(S107). 그리고, 영상 처리부(150)는 V-그루브 경계와 용접선의 위치를 용접토치(131)의 위치제어를 위한 실시간 좌표로 변환하여 용접선 정보를 생성한다(S108).
자동용접 시스템(100)의 시스템 제어부(160)는 상기 용접선 정보와 미리 설정된 용접조건에 기초하여 용접선에 따른 용접토치(131)의 위치를 제어한다(S109). 또한, 시스템 제어부(160)는 용접선 정보에 해당하는 용접선 이미지 및 비드 이미지를 모니터를 통해 시각적으로 표시한다(S110).
이러한 자동용접 시스템(100)의 스미어 현상을 이용한 실시간 용접선 정보를 생성 및 그에 따른 용접작업을 수행하는 S104 단계 내지 S110 단계는 용접작업 완료시까지 반복된다(S111; 아니오).
이후, 자동용접 시스템(100)의 시스템 제어부(160)는 용접토치(131)가 용접 종료점에 이르면 용접작업 종료신호를 통해 터닝롤러부(120)의 파이프 회전 및 용접토치(131)의 용접작업을 종료한다(S112).
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 자동용접 시스템은 용접작업 중에 강력한 용접아크광이 발생하더라도 용접토치를 직접촬영하여 스미어 현상을 이용한 실시간 용접선을 인식함으로써 센싱위치의 상이함으로 발생되는 오차를 줄일 수 있는 효과가 있다. 그리고, 스미어 현상을 이용한 실시간 용접선을 인식하고, 그에 따른 용접토치의 위치를 제어함으로써 용접선의 변화에 실시간으로 대처할 수 있어 용접품질을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 기존의 레일시스템을 이용하여 용접장비가 이동하면서 용접하는 것이 아닌 터닝롤러상에 파이프를 나란히 배치하는 세팅만으로도 자동 용접이 가능함으로써 작업공정의 간소화와 효율이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변경이 가능하다.
예컨대, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 판부재 자동용접 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 5에 도시한 본 발명의 실시 예에서는 복수의 파이프(110)를 용접하는 것을 가정하여 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 복수의 롤러(120')상에 복수의 금속 판부재(110')를 세팅하고 일방향으로 이동시키면서 스미어현상을 이용한 실시간 용접을 수행할 수도 있을 것이다.
따라서, 용접을 위한 대상체가 파이프에 한정되지 않으며, 대상체를 용접방향으로 이동시키는 이동수단을 구비할 경우 판부재 및 다양한 형태의 대상체도 용접이 가능한 이점이 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 자동용접 시스템
110: 파이프
120: 터닝롤러부
130: 용접로봇
140: 비전 센서부
150: 영상 처리부
160: 시스템 제어부

Claims (11)

  1. a) 터닝롤러상에 길이방향으로 세팅된 복수의 파이프의 용접 시작점에 용접토치를 위치시키는 단계;
    b) 용접작업 시 발생하는 용접아크광을 직접 촬영하여 스미어 현상을 이용한 용접 이음부 이미지를 추출하는 단계;
    c) 상기 용접 이음부 이미지를 가공하여 실시간 용접선 정보를 생성하는 단계; 및
    d) 상기 용접선 정보에 기초하여 상기 용접토치의 위치를 제어하는 단계
    를 포함하는 파이프 용접선 추적 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 용접 이음부 이미지를 스무싱(smoothing) 처리하고, 캐니 에지(canny edge) 추출방식으로 에지를 찾아 V-그루브(V-groove) 경계 및 용접선을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 용접선 추적 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 그루부 경계와 용접선의 위치를 실시간 좌표로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 용접선 추적 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    상기 용접토치의 후방에서 작업된 비드 형상을 실시간으로 촬영하는 단계를 더 포함하며,
    상기 d) 단계에서 상기 용접선 정보에 해당하는 용접선 이미지 및 상기 촬영된 비드 형상 이미지 중 적어도 하나를 시각적으로 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 용접선 추적 방법.
  5. 롤러상에 세팅되는 복수의 파이프를 일정한 속도와 방향으로 회전시키는 터닝롤러부;
    상기 복수의 파이프 사이의 용접선에 맞게 용접토치를 위치시키고 회전하는 상기 파이프의 용접 시작점에서부터 종료점까지 설정된 프로그램에 기초하여 제어 신호에 따라 용접작업을 수행하는 용접 로봇;
    상기 용접작업시 발생하는 용접아크광을 직접 촬영하여 스미어 현상을 이용한 용접 이음부 이미지를 추출하는 비전 센서부;
    상기 용접 이음부 이미지를 가공하여 실시간 용접선 정보를 생성하는 영상 처리부; 및
    상기 용접선 정보에 기초하여 상기 용접토치의 위치를 제어하는 시스템 제어부
    를 포함하는 파이프 자동용접 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비전 센서부는,
    상기 용접토치의 상부 몸체에 결합되는 클램프를 통해 고정되는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 수납되며 상기 용접토치의 용접 진행방향의 후방에서 상기 용접토치를 향하여 상기 용접아크광과 이음부의 경사홈을 촬영한 상기 이음부 이미지를 추출하는 이음부 추출 카메라; 및
    상기 하우징의 내부에 수납되며 용접 후의 비드 형상을 실시간으로 촬영하는 비드 감시 카메라
    를 포함하는 파이프 자동용접 시스템.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 비전 센서부는,
    상기 용접토치의 진행방향과 일진선상에 상기 이음부 추출 카메라와 비드 감시 카메라를 나란히 배치하는 것을 특징으로 하는 파이프 자동용접 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 용접 이음부 이미지의 노이즈를 제거하고, 노이즈 제거된 이미지를 스무싱(Smoothing)처리하여 스무싱(smoothing) 처리 이미지를 획득하고, 상기 스무싱 처리 이미지에서 캐니 에지(canny edge) 추출방식으로 에지를 찾아 V-그루브(V-groove) 경계 및 용접선을 추출하는 것을 특징으로 하는 파이프 자동용접 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 V-그루브의 경계와 용접선의 위치를 실시간 좌표로 변환하여 용접선 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 파이프 자동용접 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 시스템 제어부는,
    용접 대상체의 종류나 용접 부위의 상호 접촉현상에 따라 소정의 용접조건을 미리 입력 설정하여 저장하고, 상기 용접선의 실시간 좌표와 미리 설정된 상기 용접조건에 기초하여 상기 용접토치의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 파이프 자동용접 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 용접조건은,
    용접전류, 용접전압, 용접토치와 모재간의 이격간격, 와이어의 공급속도, 용접토치의 위빙모션의 속도 및 위빙폭 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 자동용접 시스템.
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