KR20160060576A - 용접 관리 시스템 및 용접 관리를 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용접 관리 시스템 및 용접 관리 방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 용접 대상의 위치에 따라 용접 조건을 정의하는 용접 파라미터의 설정값을 저장하는 관리 서버와, 상기 설정값에 따라, 용접 대상에 용접을 수행하고, 용접 수행 시, 측정된 용접 파라미터에 대한 측정값을 기록하며, 상기 용접 시, 용접 불량이 감지되면, 용접 불량이 발생한 위치의 위치 좌표를 기록하고, 상기 측정값 및 용접 불량이 발생한 위치 좌표를 상기 관리 서버로 전송하는 용접 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접을 위한 시스템과 이에 따른 방법을 제공한다.

Description

용접 관리 시스템 및 용접 관리를 위한 방법{Welding management system and Welding management method}
본 발명은 용접 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 통합적인 관리를 통해 용접 작업을 수행할 수 있는 용접 관리 시스템 및 이를 위한 방법에 관한 것이다.
MIG 용접(MIG welding: metal inert gas welding)은 가스메탈 아크용접(GMAW: gas metal arche welding)의 일종으로, 불활성 가스(Ar, He)를 이용하여 아크나 용융금속을 공기로부터 차단시켜 보호하고, 용접 와이어를 일정 속도로 토치의 노즐로부터 공급하면서 아크열로 와이어를 용착시키는 용접을 말한다. 용접시 가스는 이온화되어 전극으로부터 모재 표면에 충돌하여 표면의 산화피막을 제거하는 작용을 하기 때문에 Al, Mg 등의 경합금 용접에 적합하다. 또한, 전류밀도가 높으며 평활하고 미려한 비드외관을 얻을 수 있다. 아래보기, 수직 및 위보기 등 어느 자세에서나 쉽게 용접할 수 있는 장점이 있다. TIG 용접에 비하여 고능률적이고 주로 3mm이상의 후판 용접에 이용된다.
두 개 이상의 금속재료 표면을 금속학적으로 결합시켜 일체화시킨 적층형 복합재를 글래드재(clad materials)라고 하며, 이러한 클래드재를 만드는 공정을 클래딩(cladding)이라고 한다.
한국공개특허 제2004-0012940호 2004년 02월 11일 공개 (명칭: 용접 정보를 관리하기 위한 시스템 및 방법)
본 발명의 목적은 용접 작업을 통합적으로 관리할 수 있는 용접 관리 시스템 및 용접 관리를 위한 방법을 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접 관리 시스템은 용접 대상의 형상에 따라 용접 대상에 위치 좌표를 부여하고, 용접 조건이 정의되는 용접 파라미터의 설정값에 따라 용접 대상을 복수의 용접 영역으로 구분하며, 상기 용접 영역별로 용접 장치가 용접 작업을 수행해야 하는 용접 위치를 결정하고, 상기 용접 영역의 위치 좌표로부터 상기 결정된 용접 위치 및 상기 용접 장치의 규격에 따라 상기 용접 영역 각각에 대한 제어 좌표를 도출하고, 상기 용접 영역 별로 제어 좌표 및 용접 파라미터의 설정값을 전송하는 관리 서버와, 상기 설정값에 따라, 용접 대상에 용접을 수행하고, 용접 수행 시, 측정되는 상기 측정값을 기록하며, 상기 용접 시, 용접 불량이 감지되면, 용접 불량이 발생한 위치의 좌표를 기록하고, 상기 측정값 및 용접 불량이 발생한 좌표를 전송하는 상기 용접 장치를 포함한다.
상기 설정값은 용접 대상의 기 설정된 위치에 대해 기 설정된 시간 기간 별로 설정되고, 상기 용접 파라미터의 최대값, 최소값 및 평균값으로 설정되며, 상기 용접 장치는 상기 측정값의 파형이 상기 최대값, 최소값 및 평균값 중 어느 하나와 기 설정된 수치 이상 차이가 발생하면, 해당 위치를 상기 용접 불량이 발생한 위치로 판단하여, 판단된 용접 불량이 발생한 위치의 좌표를 기록하는 것을 특징으로 한다.
상기 관리 서버는 상기 용접 장치의 작업 가능 영역에 따라 상기 용접 영역을 복수개로 분할하는 용접 부영역으로 구분하고, 각 용접 부영역 각각에 대한 용접 위치를 결정하고, 결정된 용접 위치에 따라 제어 좌표를 도출하는 것을 특징으로 한다.
상기 관리 서버는 용접 영역 별로 구분된 도면을 표시하고, 특정 용접 영역이 선택되면, 선택된 용접 영역에 대한 용접 기록을 표시하며, 상기 용접 기록은 용접 파라미터의 설정값 및 측정값을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접 관리 방법은 관리 서버가 용접 대상의 형상에 따라 용접 대상에 위치 좌표를 부여하는 단계와, 상기 관리 서버가 용접 조건이 정의되는 용접 파라미터의 설정값에 따라 용접 대상을 복수의 용접 영역으로 구분하는 단계와, 상기 관리 서버가 상기 용접 영역별로 용접 장치가 용접 작업을 수행해야 하는 용접 위치를 결정하는 단계와, 상기 관리 서버가 상기 용접 영역의 위치 좌표로부터 상기 결정된 용접 위치 및 상기 용접 장치의 규격에 따라 상기 용접 영역 각각에 대한 제어 좌표를 도출하는 단계와, 상기 관리 서버가 상기 용접 영역 별로 제어 좌표 및 용접 파라미터의 설정값을 전송하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 용접 장치가 상기 설정값에 따라, 용접 대상에 용접을 수행하고, 용접 수행 시, 측정되는 상기 측정값을 기록하는 단계와, 상기 용접 장치가 상기 용접 시, 용접 불량이 감지되면, 용접 불량이 발생한 위치의 위치 좌표를 기록하고, 상기 측정값 및 용접 불량이 발생한 좌표를 전송하는 단계를 더 포함한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접 관리 시스템은 용접 대상의 위치에 따라 용접 조건을 정의하는 용접 파라미터의 설정값을 저장하는 관리 서버와, 상기 설정값에 따라, 용접 대상에 용접을 수행하고, 용접 수행 시, 측정된 용접 파라미터에 대한 측정값을 기록하며, 상기 용접 시, 용접 불량이 감지되면, 용접 불량이 발생한 위치의 좌표를 기록하고, 상기 측정값 및 용접 불량이 발생한 좌표를 상기 관리 서버로 전송하는 용접 장치를 포함한다.
상기 설정값은 용접 대상의 기 설정된 위치에 대해 기 설정된 시간 기간 별로 설정되고, 상기 용접 파라미터의 최대값, 최소값 및 평균값으로 설정되며, 상기 용접 장치는 상기 측정값의 파형이 상기 최대값, 최소값 및 평균값 중 어느 하나와 기 설정된 수치 이상 차이가 발생하면, 해당 위치를 상기 용접 불량이 발생한 위치로 판단하여, 판단된 용접 불량이 발생한 위치의 위치 좌표를 기록하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접 관리 시스템은 용접 대상의 위치에 따라 용접 조건을 정의하는 용접 파라미터의 설정값을 저장하는 관리 서버와, 상기 설정값에 따라, 용접 대상에 용접을 수행하고, 용접 수행 시, 측정된 용접 파라미터에 대한 측정값을 기록하여, 상기 설정값과 상기 측정값의 차이에 따라 용접 불량을 감지하면, 용접 불량이 발생된 위치 좌표와 상기 측정값을 상기 관리 서버로 전송하는 용접 장치를 포함한다.
상기 용접 장치는 상기 설정값은 용접 대상의 기 설정된 위치에 대해 기 설정된 시간 기간 별로 설정되고, 상기 용접 파라미터의 최대값, 최소값 및 평균값으로 설정되며, 상기 용접 장치는 상기 측정값의 파형이 상기 최대값, 최소값 및 평균값 중 어느 하나와 기 설정된 수치 이상 차이가 발생하면, 해당 위치를 상기 용접 불량이 발생한 위치로 판단하여, 판단된 용접 불량이 발생한 위치의 위치 좌표를 기록하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접 관리 방법은 관리 서버가 용접 대상의 위치에 따라 용접 조건을 정의하는 용접 파라미터의 설정값을 저장하는 단계와, 용접 장치가 상기 설정값에 따라, 용접 대상에 용접을 수행하고, 용접 수행 시, 측정된 용접 파라미터에 대한 측정값을 기록하는 단계와, 상기 용접 장치가 상기 용접 시, 용접 불량이 감지되면, 용접 불량이 발생한 위치의 위치 좌표를 기록하고, 상기 측정값 및 용접 불량이 발생한 위치 좌표를 상기 관리 서버로 전송하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접 관리 방법은 관리 서버가 용접 대상의 위치에 따라 용접 조건을 정의하는 용접 파라미터의 설정값을 저장하는 단계와, 용접 장치가 상기 설정값에 따라, 용접 대상에 용접을 수행하는 단계와, 상기 용접 장치가 용접 수행 시, 용접 수행 시, 측정된 용접 파라미터에 대한 측정값을 기록하며, 상기 설정값과 상기 측정값의 차이에 따라 용접 불량을 감지하면, 용접 불량이 발생된 위치 좌표와 상기 측정값을 상기 관리 서버로 전송하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 용접 작업을 통합 관리할 수 있다. 이에 따라, 용접 작업의 신뢰도가 높아지며 용접 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용접 관리 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용접 관리 시스템의 용접 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 용접 시스템에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용접 관리 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 용접 시스템은 용접 장치(100), 관리 장치(200) 및 관리 서버(300)를 포함한다.
관리 서버(300)는 용접 장치(100) 및 관리 장치(200)와 통신하여, 용접 작업과 관련된 전반적인 사항을 관리하기 위한 장치이다. 이러한 관리 서버(300)는 컴퓨팅 연산을 수행하고, 유선/무선 통신을 수행할 수 있는 컴퓨팅 장치이다. 관리를 위하여, 관리 서버(300)는 용접 작업과 관련된 모든 용접 정보를 저장할 수 있다. 이러한 용접 정보는 용접 대상에 대한 정보 및 용접 시 사용되는 재료에 대한 정보를 포함한다. 또한, 용접 정보는 용접 조건을 설정하는 용접 파라미터의 설정값, 실제 용접 시 측정되어 용접 상태를 나타내는 용접 파라미터의 측정값 및 용접 불량이 발생한 경우 용접 오류 정보를 더 포함한다. 이러한 용접 정보의 일부를 예시하면 다음의 표 1과 같다.
용접물 용접 파라미터 설정값 측정값 영상 용접 오류 기록
용접물 1 용접 파라미터 1 설정값 a 측정값 l 영상 1 log1
용접 파라미터 2 설정값 b 측정값 m 영상 2 log2
용접 파라미터 3 설정값 c 측정값 n 영상 3 log3
... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ...
특히, 관리 서버(300)는 용접 시 조절할 수 있는 모든 파라미터에 대해 설정값을 통해 용접 조건을 설정한다. 용접 조건을 설정할 때, 관리 서버(300)는 관리 장치(200)로부터 용접 파라미터의 설정값을 수신하고, 용접 파라미터의 설정값을 데이터베이스로 저장한다. 또한, 관리 서버(300)는 저장된 설정값을 용접 장치(100)에 제공하여, 용접 장치(100)가 설정값에 따라 용접을 수행하도록 한다.
또한, 관리 서버(300)는 용접 작업 시, 용접 파라미터에 대해 측정된 측정값을 용접 장치(100)로부터 수신한 후, 수신된 측정값을 저장한다. 특히, 용접 시, 용접 불량이 발생한 경우, 용접 불량이 발생한 위치, 해당 용접 파라미터에 대한 측정값, 및 열화상, 일반화상을 포함하는 영상을 용접 장치(100)로부터 수신하여, 이를 저장한다. 이와 같이, 관리 서버(300)는 용접과 관련된 정보(용접 정보)를 모두 저장할 수 있다. 관리 장치(200)의 요청이 있는 경우, 접근 권한에 따라 저장된 모든 데이터를 제공할 수 있다. 또한, 저장된 용접 정보는 미리 설정된 양식에 따라 용접기록서로 저장될 수 있다. 이에 따라, 용접기록서는 관리 장치(200)의 요청에 따라, 접근 권한 별로 관리 장치(200)로 제공될 수 있다. 또한, 용접기록서는 출력 및 표시를 위한 장치, 예컨대, 디스플레이, 프린터기 등을 통해 출력될 수 있다.
용접 장치(100)는 실제로 용접 대상(1)에 대해 용접을 수행하기 위한 장치로, 용접을 위한 용접기, 용접기가 특정 위치에 대한 용접을 수행하도록 용접기를 이동시키는 로봇, 용접과 관련된 파라미터 등의 각종 정보를 저장하는 기록매체 및 용접 시 열화상, 일반화상 등을 촬영하기 위한 카메라/모니터링 모듈 등을 포함할 수 있다. 용접 장치(100)는 관리 서버(300)로부터 용접 파라미터의 설정값을 수신하면, 수신된 설정값에 따라 용접을 수행한다. 또한, 용접 장치(100)는 실제 용접 시 측정된 용접 파라미터에 대한 측정값을 관리 서버(300)로 전송할 수 있다. 게다가, 용접 장치(100)는 용접 시, 열화상, 일반 화상 등을 포함하는 영상을 촬영하여 관리 서버(300)로 전송할 수 있다.
관리 장치(200)는 통신 가능한 휴대용 장치로, 예컨대, 스마트폰, 태블릿, 패블릿, 노트북 등을 예시할 수 있다. 관리 장치(200)는 용접 장치(100) 및 관리 서버(300)와 무선 혹은 유선으로 통신할 수 있다. 관리 장치(200)는 관리 장치(200) 사용자의 입력에 따라, 용접 파라미터의 설정값이 설정되도록 설정값을 관리 서버(300)로 전송한다. 또한, 관리 장치(200)는 관리 서버(300)에 접속하여 관리 서버(300)가 관리하는 모든 정보를 접근 권한에 따라, 실시간으로 열람할 수 있다.
관리 장치(200)는 용접 장치(100)와 통신하여, 진행 중인 용접 작업에 대한 전반적인 정보를 실시간으로 확인할 수 있다. 즉, 관리 장치(200)는 용접물의 정보, 용접에 사용되는 용접 재료에 대한 기초적인 정보와 더불어, 용접 상태를 확인할 수 있다. 이러한 용접 상태는 용접 파라미터의 설정값 대비 측정값과, 열화상, 일반화상을 통해 실시간으로 확인할 수 있다. 특히, 용접 오류 혹은 불량이 발생하여 용접 장치(100)가 이를 감지한 경우, 용접 장치(100)는 관리 서버(300) 및 관리 장치(200)로 용접 불량 발생 여부와 용접 불량과 관련된 기록을 제공할 수 있다. 그러면, 관리 장치(200)의 사용자는 이러한 용접 불량과 관련된 정보를 출력하여, 관리 장치(200)의 사용자는 용접 불량에 대해 실시간으로 인지할 수 있다. 전술한 관리 장치(200)의 기능은 어플리케이션으로 구현될 수 있으며, 관리 장치(200) 내에서 앱 형태로 구동될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 사용자는 제1 사용자 및 제2 사용자로 구분될 수 있다. 용접 파라미터는 그 중요도에 따라 여러 단계로 구분될 수 있으며, 이러한 중요도에 따라 해당 파라미터에 대한 값을 입력, 수정, 삭제 등을 수행할 수 있는 접근 권한은 사용자에 따라 달리 주어진다. 본 발명의 실시예에서 제1 사용자는 제2 사용자에 비해 접근 권한이 높은 사용자라고 가정한다. 예컨대, 제1 사용자는 용접 작업의 관리자이며, 제2 사용자는 용접 엔지니어가 될 수 있다. 이러한 접근 권한을 구분하기 위해 본 발명에서 이루어지는 모든 입력, 열람 및 수정은 각 사용자별로 식별자(예컨대, ID) 및 비밀번호(예컨대, password)를 통해 로그인이 수행된 후 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서 용접 파라미터는 용접 시 적용되는 각종 파라미터이며, 이는 기본 파라미터 및 추가 파라미터를 포함한다. 이러한 용접 파라미터의 설정값은 용접 대상(1) 내에서 그 위치에 따라 달리 설정될 수 있다. 또한, 용접 파라미터의 설정값은 단위 시간과, 그 단위 시간에 따른 최대값, 최소값 및 평균값이 될 수 있다.
관리 장치(200)는 제1 사용자로부터 용접 파라미터 중 기본 파라미터의 설정값을 입력 받고, 설정값을 관리 서버(300)로 전송한다. 그러면, 관리 서버(300)는 그 설정값을 저장할 것이다. 기본 파라미터는 용접 시 전류, 전압, 속도, 등이 될 수 있다. 또한, 관리 장치(200)는 제2 사용자로부터 용접 파라미터 중 추가 파라미터의 설정값을 입력받으면, 입력된 추가 파라미터의 설정값을 관리 서버(300)로 전송한다. 그러면, 관리 서버(300)는 그 설정값을 저장한다. 추가 파라미터는 보호 가스의 종류, 유량, 최대 및 최소 예열 온도 등이 될 수 있다.
용접 장치(100)는 관리 서버(300)로부터 용접 파라미터의 설정값을 수신하고, 설정값에 따라 용접을 수행한다. 즉, 용접 장치(100)는 설정된 위치에서 설정된 단위 시간 동안 용접 파라미터의 설정값의 최대값 및 최소값이 넘지 않도록 하며, 평균값이 유지되도록 용접을 수행한다. 예컨대, 특정 위치는 용접 장치(100)의 용접 대상(1)의 테두리 부분이며, 단위 시간은 5초라고 가정한다. 또한, 용접 파라미터는 전류이며, 설정값은 최대값이 220 A이며, 최소값이 180 A이고, 평균값이 200 A라고 가정한다. 그러면, 용접 장치(100)는 용접 대상(1)의 테두리의 용접 시, 단위 시간인 5초 동안 전류의 최대값이 220 A이며, 최소값이 180 A이고, 평균값이 200 A가 되도록 용접을 수행한다.
또한, 용접 장치(100)는 용접 시, 용접 파라미터에 대해 측정값을 측정하여 기록한다. 즉, 용접 장치(100)가 용접을 수행할 때에는 환경의 영향을 비롯하여, 다양한 이유에 따라, 용접 장치(100)가 의도한 바와 차이가 발생할 수 있다. 따라서 용접 장치(100)는 실제 용접이 이루어질 때 용접 파라미터를 측정하고, 그 측정값을 기록한다. 기록되는 측정값은 용접 파라미터의 파형으로 기록될 수 있다. 예컨대, 용접 파라미터가 전류인 경우, 그 측정값은 수치 및 파형으로 기록될 수 있다. 또한, 용접 장치(100)는 용접 파라미터와 더불어 용접 시 열화상, 일반 화상 등을 촬영하여 기록할 수 있다.
이때, 용접 장치(100)는 측정값과 기 설정된 설정값과 측정값을 비교하여 용접 불량을 도출할 수 있다. 예컨대, 또한, 용접 파라미터는 전류에 대해 설정값은 최대값이 220 A이며, 최소값이 180 A이고, 평균값이 200 A라고 가정한다. 그러면, 용접 장치(100)는 단위 시간 마다 용접 시 사용된 전류가 200 A를 초과하는 경우, 용접 시 사용된 전류가 180 A 미만인 경우, 용접 시 사용된 전류의 평균값이 200 A와 미리 설정된 값 이상 차이가 있는 경우, 용접 불량으로 판단한다. 또한, 용접 장치(100)는 열화상 혹은 일반화상을 통해 용접 불량을 검출할 수 있다. 용접 불량이 검출되면, 용접 장치(100)는 용접 불량이 발생한 위치의 좌표를 기록한다.
용접 장치(100)는 용접이 완료되면, 전술한 측정값 및 용접 불량이 발생한 위치의 위치 좌표 등을 관리 서버(300)로 전송한다. 그러면, 관리 서버(300)는 측정값 및 용접 불량이 발생된 위치의 위치 좌표 등을 데이터로 저장하고, 요청이 있는 경우, 저장된 데이터를 출력할 수 있다.
그러면, 보다 상세히 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버(300)에 대해서 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버(300)는 통신부(310), 입력부(320), 표시부(330), 저장부(340) 및 제어부(350)를 포함한다.
통신부(310)는 관리 서버(300)의 무선 통신을 위한 해당 데이터의 송수신 기능을 수행한다. 관리 서버(300)는 통신부(310)를 통해 관리 장치(200)와 용접 장치(100)와 유선 혹은 무선으로 통신할 수 있다. 무선으로 통신하는 경우, 통신부(310)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 통신부(310)는 용접 장치(100)로부터 데이터를 수신하여 제어부(350)로 전달할 수 있다. 이러한 데이터는 용접 기록 등을 포함한다. 또한, 제어부(350)로부터 전달 받은 데이터를 전송할 수 있다. 예컨대, 통신부(310)는 제어부(350)로부터 용접 파라미터의 설정값을 전달 받고, 이를 관리 장치(200) 혹은 용접 장치(100)로 전송할 수 있다.
입력부(320)는 관리 서버(300)를 제어하기 위한 사용자의 키 조작을 입력받고 입력 신호를 생성하여 제어부(350)에 전달한다. 입력부(320)는 전원 on/off를 위한 전원 키, 숫자 키, 방향키 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 관리 서버(300)의 일면에 소정의 기능키로 형성될 수 있다. 이러한 입력부(320)는 대표적으로, 키보드를 예시할 수 있다. 입력부(320)의 기능은 표시부(330)가 터치스크린으로 이루어진 경우, 각 종 키들의 기능이 표시부(330)에서 이루어질 수 있으며, 터치스크린만으로 모든 기능을 수행할 수 있는 경우, 입력부(320)는 생략될 수도 있다.
표시부(330)는 관리 서버(300)의 메뉴, 입력된 데이터, 기능 설정 정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공한다. 표시부(330)는 관리 서버(300)의 부팅 화면, 대기 화면, 메뉴 화면, 등의 화면을 출력하는 기능을 수행한다. 이러한 표시부(330)는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diodes), 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED, Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등으로 형성될 수 있다. 한편, 표시부(330)는 터치스크린으로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 표시부(130)는 터치센서를 포함한다. 터치센서는 사용자의 터치 입력을 감지한다. 터치센서는 정전용량 방식(capacitive overlay), 압력식, 저항막 방식(resistive overlay), 적외선 감지 방식(infrared beam) 등의 터치 감지 센서로 구성되거나, 압력 감지 센서(pressure sensor)로 구성될 수도 있다. 상기 센서들 이외에도 물체의 접촉 또는 압력을 감지할 수 있는 모든 종류의 센서 기기가 본 발명의 터치센서로 이용될 수 있다. 터치센서는 사용자의 터치 입력을 감지하고, 감지 신호를 발생시켜 제어부(350)로 전송한다. 특히, 표시부(330)가 터치스크린으로 이루어진 경우, 입력부(320) 기능의 일부 또는 전부는 표시부(330)를 통해 이루어질 수 있다.
저장부(340)는 관리 서버(300)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행하며, 프로그램 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. 프로그램 영역은 관리 서버(300)의 전반적인 동작을 제어하는 프로그램 및 관리 서버(300)를 부팅시키는 운영체제(OS, Operating System), 응용 프로그램 등을 저장할 수 있다. 데이터 영역은 관리 서버(300)의 사용에 따라 발생하는 사용자 데이터가 저장되는 영역이다. 또한, 저장부(340)는 사용자의 관리 서버(300) 사용에 따라 발생되는 각 종 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(340)에 저장되는 데이터는 시방서, 용접 파라미터의 설정값, 용접 기록 등을 포함할 수 있다. 저장부(340)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라, 삭제, 변경, 추가될 수 있다.
제어부(350)는 관리 서버(300)의 전반적인 동작 및 관리 서버(300)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어부(350)는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit : CPU), 애플리케이션 프로세서(Application Processor) 등이 될 수 있다. 제어부(350)의 기능은 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
또한 도시되진 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버(300)는 메모리 카드와 같은 외부 저장 매체를 삽입하여 데이터 저장을 가능토록 하는 저장매체 삽입부, 외부 디지털 기기와의 데이터 교환을 위한 연결 단자, 충전용 단자를 구비할 수 있다. 또한, 관리 서버(300)는 마이크 및 스피커를 통해 오디오 신호를 입력 혹은 출력하는 오디오 모듈, 디지털 음원 재생을 위한 MP3 모듈 등의 부가 기능을 갖는 유닛들을 선택적으로 더 포함하여 구성될 수 있다. 디지털 기기의 컨버전스(convergence) 추세에 따라 휴대 기기의 변형이 매우 다양하여 모두 열거할 수는 없으나, 상기 언급된 유닛들과 동등한 수준의 유닛이 본 발명에 따른 관리 서버(300)에 추가로 더 포함되어 구성될 수 있다는 것은 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
디음으로 전술한 용접 시스템의 용접 방법을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용접 관리 시스템의 용접 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에서 제1 사용자는 제2 사용자에 비해 접근 권한이 높은 사용자라고 가정한다. 예컨대, 제1 사용자는 용접 작업의 관리자이며, 제2 사용자는 용접 엔지니어가 될 수 있다. 이러한 접근 권한을 구분하기 위해 본 발명에서 이루어지는 모든 입력, 열람 및 수정은 각 사용자별로 식별자(예컨대, ID) 및 비밀번호(예컨대, password)를 통해 로그인이 수행된 후 이루어질 수 있다.
도 3을 참조하면, 관리 서버(300)는 S110 단계에서 기본 파라미터의 설정값을 저장한다. 관리 장치(200)는 제1 사용자로부터 용접을 위한 기본 파라미터의 설정값을 입력 받고, 입력된 기본 파라미터의 설정값을 관리 서버(300)로 전송한다. 그러면, 관리 서버(300)는 기본 파라미터의 설정값을 저장한다. 기본 파라미터는 용접 대상의 위치에 따라 전류, 전압, 속도, 일자 등이 될 수 있다. 또한, 그 설정값은 용접 대상(1) 내에서 그 위치에 따라 달리 설정될 수 있다. 또한, 용접 파라미터의 설정값은 단위 시간과, 그 단위 시간에 따른 최대값, 최소값 및 평균값이 될 수 있다.
또한, 관리 서버(300)는 S120 단계에서 추가 파라미터의 설정값을 저장한다. 관리 장치(200)는 제2 사용자로부터 용접을 위한 추가 파라미터의 설정값을 입력 받고, 입력된 추가 파라미터의 설정값을 관리 서버(300)로 전송한다. 그러면, 관리 서버(300)는 추가 파라미터의 설정값을 저장한다. 이러한 추가 파라미터는 보호 가스 종류, 유량, 최대 및 최소 예열온도 등이 될 수 있다. 또한, 그 설정값은 용접 대상(1) 내에서 그 위치에 따라 달리 설정될 수 있다. 여기서, 위치는 본 발명의 실시예에 따른 좌표로 구분되며, 좌표에 대해서는 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다. 또한, 용접 파라미터의 설정값은 단위 시간과, 그 단위 시간에 따른 최대값, 최소값 및 평균값이 될 수 있다.
다음으로, 용접 장치(100)는 S130 단계에서 관리 서버(300)로부터 기본 파라미터 및 추가 파라미터를 포함하는 용접 파라미터의 설정값을 수신한다. 그런 다음, 용접 장치(100)는 S140 단계에서 용접 파라미터의 설정값에 따라 용접을 수행한다. 즉, 용접 장치(100)는 설정된 위치에서 설정된 단위 시간 동안 용접 파라미터의 설정값의 최대값 및 최소값이 넘지 않도록 하며, 평균값이 유지되도록 용접을 수행한다. 예컨대, 특정 위치는 용접 장치(100)의 용접 대상(1)의 테두리 부분이며, 단위 시간은 5초라고 가정한다. 또한, 용접 파라미터는 전류이며, 설정값은 최대값이 220 A이며, 최소값이 180 A이고, 평균값이 200 A라고 가정한다. 그러면, 용접 장치(100)는 용접 대상(1)의 테두리의 용접 시, 단위 시간인 5초 동안 전류의 최대값이 220 A이며, 최소값이 180 A이고, 평균값이 200 A가 되도록 용접을 수행한다.
S150 단계에서 용접 장치(100)의 용접 중 용접 장치(100)는 그 용접 시 용접 파라미터에 대해 측정을 수행하여, 측정값을 수집하고, 이를 저장한다.
이때, 측정값은 해당 파라미터에 대한 수치와 함께, 그 파형, 열화상, 일반 화상 등이 용접 기록으로 같이 저장될 수 있다. 예컨대, 용접 장치(100)는 용접 시 사용된 전류, 전압, 속도, 보호가스의 종류에 따른 유량, 최대 및 최소 예열 온도 등을 수치 및 파형으로 같이 기록한다. 이와 함께, 용접 장치(100)는 열화상 카메라, 감시 카메라 등을 이용하여 열화상, 일반 화상 등을 용접 기록으로 같이 저장한다.
전술한 바와 같은 용접 중 특정 부분에서 용접 불량이 발생할 수 있다. 따라서 용접 장치(100)는 S160 단계에서 용접의 불량이 발생하였는지 여부를 판단한다. 이때, 용접 장치(100)는 측정값과 기 설정된 설정값과 측정값을 비교하여 용접 오류를 도출할 수 있다. 예컨대, 또한, 용접 파라미터는 전류에 대해 설정값은 최대값이 220 A이며, 최소값이 180 A이고, 평균값이 200 A라고 가정한다. 그러면, 용접 장치(100)는 단위 시간 마다 용접 시 사용된 전류가 200 A를 초과하는 경우, 용접 시 사용된 전류가 180 A 미만인 경우, 용접 시 사용된 전류의 평균값이 200 A와 미리 설정된 값 이상 차이가 있는 경우, 용접 오류로 판단한다. 또한, 용접 장치(100)는 열화상 혹은 일반화상을 통해 용접 불량이 발생되었음을 검출할 수 있다. 용접 불량이 발생하면, 용접 장치(100)는 해당 위치의 위치 좌표를 기록한다.
S160 단계의 판단 결과, 용접 불량이 발생한 경우, 용접 장치(100)는 S170 단계에서 용접 불량이 발생한 위치에 대한 용접 파라미터의 측정값과 함께 용접 불량이 발생된 위치의 좌표를 저장한다. 가령, 용접 대상은 미리 입력된 단위 좌표에 따른 위치 좌표를 가지며, 이에 따라, 용접 불량이 발생한 위치의 좌표가 기록된다. 그런 다음, 용접 장치(100)는 S140 단계로 진행하여 S140 단계 내지 S160 단계를 반복된다. 반면, S160 단계의 판단 결과, 용접 불량이 발생하지 않은 경우, 용접 장치(100)는 앞서 설명된 S140 단계 내지 S160 단계를 반복한다.
한편, 전술한 단계들은 용접이 종료될 때까지 지속적으로 반복된다. 또한, 용접 기록은 용접 중 혹은 용접이 완료된 후, 관리 서버(300)로 전송될 수 있다. 이에 따라, 관리 서버(300)는 해당 용접 기록을 저장하고 관리할 수 있다. 또한, 관리 장치(200) 등을 통한 열람 요청이 있는 경우, 관리 서버(300)는 해당 내용을 관리 장치(200)로 전송한다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 또한, 도 5 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용접 방법을 설명하기 위한 도면이다.
용접 작업의 시작 전, 용접 대상이 결정되고, 용접 대상의 각 부분별 용접 파라미터의 설정값이 결정될 수 있다. 이러한 용접 파라미터의 설정값 등은 시방서 등을 통해 얻어질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 시방서에 따라 용접 대상의 도면과 함께 필요한 용접 파라미터의 설정값이 입력될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 용접 파라미터의 설정값은 제1 사용자 혹은 제2 사용자에 의해 입력될 수 있다.
관리 서버(300)의 제어부(350)는 S210 단계에서 용접 대상의 도면을 기초로 용접 대상의 형상에 따라 용접 대상에 대해 위치 좌표를 부여한다. 예컨대, 제어부(350)는 도 5의 (A)에 도시된 바와 같이 용접 대상이 원형인 경우 위치 좌표로 원형좌표계를 부여할 수 있다. 혹은, 제어부(350)는 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이 용접 대상이 평면인 경우 위치 좌표는 직교좌표계를 부여할 수 있다.
그런 다음, 제어부(350)는 S220 단계에서 용접 파라미터의 설정값에 따라 용접 대상을 복수의 용접 영역으로 구분한다. 즉, 복수의 용접 영역은 서로 다른 용접 파라미터 설정값을 가질 수 있다. 예컨대, 도 6에 보인 바와 같이, 용접 대상을 용접 영역 a 내지 영역 j로 구분할 수 있다.
이와 같이, 용접 대상의 용접 영역이 구분되면, 제어부(350)는 S230 단계에서 각 용접 대상의 용접 영역별로 용접 장치(100)가 용접 작업을 수행해야 하는 용접 위치를 결정한다. 그런 다음, 제어부(350)는 S240 단계에서 용접 영역의 위치 좌표로부터 용접 위치 및 용접 장치(100)의 규격에 따라 용접 영역 각각에 대한 제어 좌표를 도출하고, 이를 저장부(330)에 저장한다. 이러한 제어 좌표는 로봇 좌표계가 될 수 있다. 예컨대, 도 7을 참조하면, 용접 장치(100), 즉, 용접 로봇은 그 관절의 형태(병진형, 회전형, 구형 관절)에 따라 다른 움직임을 가진다. 예를 들어, 용접 장치(100)가 회전관절을 가지는 용접 로봇인 경우, 용접 장치(100)의 로봇 손은 관절의 축에서 정의되는 원을 따라서 움직인다. 혹은 용접 장치(100)가 병진 관절을 가지는 용접 로봇인 경우, 용접 장치(100)의 로봇 손은 관절의 축에서 정의되는 직선에 따른 움직임을 가진다.
한편, 제어 좌표는 용접 장치(100)의 위치에 따라 달리 정의된다. 예컨대, 도 8을 참조하면, 용접 장치(100)가 병진 운동을 하는 관절로만 이루어진 용접 로봇인 경우, 용접 대상(1)의 영역 d에 대해 제어 좌표를 할당할 때, 용접 장치(100)의 위치가 M에 있는 경우의 제어 좌표와, 용접 장치(100)의 위치가 N에 있는 경우의 제어 좌표는 상이하다. 따라서 제어부(350)는 각 용접 영역에 대해 용접 장치(100)의 용접 위치를 결정하고, 용접 위치에 따라 제어 좌표를 부여한다.
한편, 용접 영역은 용접 파라미터의 설정값에 따르 구분되었지만, 하나의 용접 영역 안에서도 용접 장치(100)의 작업 가능 영역의 한계로 하나의 위치에서 모든 용접 작업을 수행하지 못할 수 있다. 예컨대, 용접 장치(100)가 위치 M에 있을 때, 작업 가능 영역은 도면 부호 sw가 지시하는 영역과 같다고 가정한다. 이러한 경우, 제어부(350)는 S220 단계에서 영역 d를 복수개로 분할하는 용접 부영역으로 구분하고, S230 단계에서 각 용접 부영역 각각에 대한 용접 위치를 결정하고, S240 단계에서 결정된 용접 위치에 따라 제어 좌표를 할당할 수 있다.
다음으로, 관리 서버(300)의 제어부(350)는 S250 단계에서 용접 영역 혹은 용접 부영역 각각에 대한 위치 좌표 및 제어 좌표를 포함하는 좌표, 용접 위치 및 용접 파라미터 설정값을 용접 장치(100) 및 관리 장치(200)로 전송한다. 이하, 설명의 편의 상, 용접 영역 혹은 용접 부영역 각각에 대한 위치 좌표 및 제어 좌표를 포함하는 좌표, 용접 위치 및 용접 파라미터 설정값을 용접 정보라고 칭하기로 한다.
용접 정보를 수신한 용접 장치(100)는 S260 단계에서 용접 정보에 따라 용접을 수행하며, 용접 기록을 수행한다. 이러한 S260 단계는 앞서 도 3의 S140 단계 내지 S170 단계에서 설명된 바와 동일하다. 용접이 완료되면, 용접 장치(100)는 S270 단계에서 용접 기록을 관리 장치(200) 및 관리 서버(300)로 전송할 수 있다. 여기서, 용접 기록은 용접 파라미터의 설정값에 대응하는 측정값을 포함한다.
그러면, 관리 서버(300)의 제어부(350)는 용접 기록을 저장부(330)에 저장할 수 있다. 특히, 관리 서버(300)의 제어부(350)는 S280 단계에서 사용자의 요청이 있는 경우, 용접 기록을 표시부(340)를 통해 표시할 수 있다. 도 9 혹은 도 10을 참조로 하는 대안적인 실시예에 따르면, 제어부(350)는 용접 기록을 표시할 때, 먼저, 용접 영역 별로 구분된 도면을 표시하고, 예컨대, 사용자가 도 9의 d 혹은 도 10의 다와 같은 특정 용접 영역을 선택하면, 해당 용접 영역에 대한 용접 기록을 표시할 수 있다. 여기서, 용접 기록은 용접 파라미터에 대한 설정값과 이에 대응하는 측정값을 포함한다. 또한, 용접 기록은 용접 시, 용접 불량이 감지되면, 용접 불량이 발생한 위치의 좌표 및 측정값을 포함한다. 여기서 좌표는 위치 좌표 및 제어 좌표 중 적어도 하나가 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 용접 방법은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
1: 용접 대상 100: 용접 장치
200: 관리 장치 300: 관리 서버
310: 통신부 320: 입력부
330: 저장부 340: 표시부
350: 제어부

Claims (6)

  1. 용접 관리 시스템에 있어서,
    용접 대상의 형상에 따라 용접 대상에 위치 좌표를 부여하고, 용접 조건이 정의되는 용접 파라미터의 설정값에 따라 용접 대상을 복수의 용접 영역으로 구분하며, 상기 용접 영역별로 용접 장치가 용접 작업을 수행해야 하는 용접 위치를 결정하고, 상기 용접 영역의 위치 좌표로부터 상기 결정된 용접 위치 및 상기 용접 장치의 규격에 따라 상기 용접 영역 각각에 대한 제어 좌표를 도출하고, 상기 용접 영역 별로 제어 좌표 및 용접 파라미터의 설정값을 전송하는 관리 서버; 및
    상기 설정값에 따라, 용접 대상에 용접을 수행하고, 용접 수행 시, 측정되는 상기 측정값을 기록하며, 상기 용접 시, 용접 불량이 감지되면, 용접 불량이 발생한 위치의 좌표를 기록하고, 상기 측정값 및 용접 불량이 발생한 좌표를 전송하는 상기 용접 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설정값은 용접 대상의 기 설정된 위치에 대해 기 설정된 시간 기간 별로 설정되고, 상기 용접 파라미터의 최대값, 최소값 및 평균값으로 설정되며, 상기 용접 장치는 상기 측정값의 파형이 상기 최대값, 최소값 및 평균값 중 어느 하나와 기 설정된 수치 이상 차이가 발생하면, 해당 위치를 상기 용접 불량이 발생한 위치로 판단하여, 판단된 용접 불량이 발생한 위치의 좌표를 기록하는 것을 특징으로 하는 용접 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 관리 서버는
    상기 용접 장치의 작업 가능 영역에 따라 상기 용접 영역을 복수개로 분할하는 용접 부영역으로 구분하고, 각 용접 부영역 각각에 대한 용접 위치를 결정하고, 결정된 용접 위치에 따라 제어 좌표를 도출하는 것을 특징으로 하는 용접 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 관리 서버는
    용접 영역 별로 구분된 도면을 표시하고, 특정 용접 영역이 선택되면, 선택된 용접 영역에 대한 용접 기록을 표시하며, 상기 용접 기록은 용접 파라미터의 설정값 및 측정값을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 관리 시스템.
  5. 용접 관리 방법에 있어서,
    관리 서버가 용접 대상의 형상에 따라 용접 대상에 위치 좌표를 부여하는 단계;
    상기 관리 서버가 용접 조건이 정의되는 용접 파라미터의 설정값에 따라 용접 대상을 복수의 용접 영역으로 구분하는 단계;
    상기 관리 서버가 상기 용접 영역별로 용접 장치가 용접 작업을 수행해야 하는 용접 위치를 결정하는 단계;
    상기 관리 서버가 상기 용접 영역의 위치 좌표로부터 상기 결정된 용접 위치 및 상기 용접 장치의 규격에 따라 상기 용접 영역 각각에 대한 제어 좌표를 도출하는 단계; 및
    상기 관리 서버가 상기 용접 영역 별로 제어 좌표 및 용접 파라미터의 설정값을 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 관리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    용접 장치가 상기 설정값에 따라, 용접 대상에 용접을 수행하고, 용접 수행 시, 측정되는 상기 측정값을 기록하는 단계; 및
    상기 용접 장치가 상기 용접 시, 용접 불량이 감지되면, 용접 불량이 발생한 위치의 위치 좌표를 기록하고, 상기 측정값 및 용접 불량이 발생한 좌표를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 관리 방법.
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