KR20170027488A

KR20170027488A - 용접 훈련 장치 및 그 시스템

Info

Publication number: KR20170027488A
Application number: KR1020150124182A
Authority: KR
Inventors: 임정운; 정익진; 정용만
Original assignee: (주)티피에스엔지니어링
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2017-03-10
Also published as: KR101821661B1

Abstract

본 발명은 실제 용접 환경과 동일 또는 유사한 환경 내에서 용접 훈련을 실시할 수 있므므로, 각 용접 환경 맞춤형 용접 훈련을 실시할 수 있는 효과가 있다. 이를 위해 특히, 실제 용접이 실시되는 구조물과 동일 또는 유사한 구조를 갖는 본체부; 본체부의 내측면에 마련되어 하향 또는 상향 용접 훈련을 위한 용접 시편을 위치시키는 시편 고정부; 본체부의 내부 상측에 마련되어, 용접 훈련자가 용접 시편에 용접 훈련의 수행시 용접 훈련자의 용접 자세 및 안전사항 준수 여부를 촬영한 훈련 영상을 얻기 위한 촬영부; 용접 훈련자의 용접 작업에 따라 발생하는 유해인자를 외부로 배출하기 위한 배기부; 및 촬영된 훈련 영상을 유무선 통신에 의해 외부로 송신하기 위한 제1통신부;를 포함하는 용접 훈련 장치가 개시된다.

Description

용접 훈련 장치 및 그 시스템{Device for welding training and system thereof}

본 발명은 용접 훈련 장치 및 그 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 실제 용접 환경과 유사한 환경 내에서 다양한 용접 자세 및 안전사항을 익힐 수 있는 용접 훈련 장치 및 그 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 용접은 같은 종류 또는 다른 종료의 금속재료에 열과 압력을 가하여 고체 사이에 직접 결합이 되도록 접합시키는 방법으로 융접법과 압접법이 잇다. 융접법은 접합부에 금속재료를 가열 및 용융시켜 서로 다른 두 재료의 원자 결합을 재배열하여 결합시키는 방법으로 아크 용접, 가스 용접, 테르밋 용접 등이 있다. 압접법은 접합부에 외부의 강한 물리적 압력을 가해 접합하는 방법으로 가스압접이나 단접처럼 압력을 가하는 동시에 가열하는 방법을 특히 가열 압접 또는 고온 압접이라고 한다. 일반적으로 압접을 사용하는 재료에는 알루미늄, 구리 등과 같이 연성이 높은 재료를 사용하며 상온에서 가압하는 것만으로도 용접이 가능하여 냉간압접이라고 한다.

오늘날 용접작업은 열악한 환경에서 이루어지고 있으며, 용접기술의 발달과 더불어 로봇기술이 발달함에 따라 다양한 용접작업 자동화 기술 개발이 진행중이고 현장에서도 이미 많은 자동용접장치가 사용되고 있다. 그러나 아직도 많은 분야에서 작업 환경에 따라 수동용접이 이루어져야 하는 것이 현실이며, 수동용접의 경우에는 작업자에게 고도의 용접기술과 많은 노하우를 필요로 한다. 따라서, 용접 작업자들은 숙련된 용접기술을 익히기 위해 많은 훈련 및 경험을 쌓아야만 한다.

특히, 선박이나 해양 플랜트 분야는 고도로 숙련된 작업자들에 의해 많은 용접 작업이 수행될 필요성이 큰 분야이다. 그러나, 종래 용접 훈련에서 사용되는 시설들은 일정 공간을 구획한 장소에서 단순히 용접 모재를 가지고 용접 훈련을 실시할 뿐, 실제 용접 작업이 이루어져야 하는 환경을 적절히 반영하지 못하는 문제가 있었다. 또한, 선박이나 해양 플랜트 분야에서는 각 용접 환경마다 요구되는 특정의 용접 자세가 있음에도 불구하고, 용접 훈련자들에게 이러한 자세를 숙달시킬 수 있는 훈련 환경이 조성되어 있지 않기 때문에, 용접 작업자가 용접 훈련 후 현장에 투입되더라도 적절히 대응하지 못하는 문제가 있었다. 아울러, 종래의 용접 훈련에서는 각 훈련자마다 훈련교사가 따라붙어 개별적으로 용접 훈련 지도를 실시해야 하므로 숙달된 용접 작업자의 배출에 인적 한계가 있었다.

등록특허공보 10-0823589호 (2008.04.21. 공고)

본 발명은 상기와 같은 필요에 의해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 숙달된 용접 작업자들을 효율적으로 배출할 수 있는 용접 훈련 장치 및 그 시스템에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 실제 용접이 실시되는 구조물과 동일 또는 유사한 구조를 갖는 본체부; 본체부의 내측면에 마련되어 하향 또는 상향 용접 훈련을 위한 용접 시편을 위치시키는 시편 고정부; 본체부의 내부 상측에 마련되어, 용접 훈련자가 용접 시편에 용접 훈련의 수행시 용접 훈련자의 용접 자세 및 안전사항 준수 여부를 촬영한 훈련 영상을 얻기 위한 촬영부; 용접 훈련자의 용접 작업에 따라 발생하는 유해인자를 외부로 배출하기 위한 배기부; 및 촬영된 훈련 영상을 유무선 통신에 의해 외부로 송신하기 위한 제1통신부;를 포함하는 용접 훈련 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 본체부는, 배기부를 통해 유해인자가 외부로 배출될 수 있도록 본체부 내부의 유해인자 농도를 감지하는 센서부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 시편 고정부는, 용접 훈련자의 하향 용접 훈련을 위한 본체부의 내부 바닥면, 상향 용접 훈련을 위한 내부 벽면 및 내부 천장면 중 적어도 어느 하나에 마련될 수 있다.

또한, 시편 고정부는, 용접 시편을 위치시키기 위해 용접 시편의 인입을 안내하는 가이드홈; 및 인입된 용접 시편을 일렬로 배열시키기 위한 배열홈;으로 이루어지되, 가이드홈 및 배열홈은 서로 직각을 이루면서 연결될 수 있다.

또한, 가이드홈은, 용접 시편의 인입이 용이하도록 배열홈의 폭보다 더 넓게 형성될 수 있다.

또한, 시편 고정부는, 용접 시편을 볼트에 의해 시편 고정부에 고정시키기 위해 상기 배열홈의 주변에 마련되는 볼트홈;을 포함할 수 있다.

또한, 시편 고정부는, 배열홈에 배열된 용접 시편을 누름 고정하기 위한 클램프;를 포함하되, 용접 시편은 볼트가 클램프를 관통하여 볼트홈에 결합됨으로써, 클램프의 누르는 힘에 의해 시편 고정부에 고정될 수 있다.

또한, 상향 용접 훈련시 용접 훈련자가 올라서서 용접 훈련을 수행할 수 있도록 본체부의 하측에 마련되어 있으며, 슬라이딩 인출되는 발판부;를 더 포함할 수 있다.

그리고, 본체부의 내부 천장면에는, 용접 훈련자가 발판부에 올라서서 상향 용접 훈련 수행시 용접 훈련자가 추락하는 것을 방지하도록 용접 훈련자가 착용하고 있는 안전벨트의 고리를 체결시키기 위한 지지대;를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 목적은 상기 용접 훈련 장치; 및 용접 훈련 장치로부터 송신되는 훈련 영상을 수신받아 저장하는 데이터 서버장치; 및 데이터 서버장치로부터 송신되는 훈련 영상을 통해 용접 훈련자의 용접 훈련을 모니터링하기 위한 훈련교사 단말장치;를 포함하되, 훈련교사 단말장치는, 데이터 서버장치로부터 송신되는 훈련 영상을 수신받기 위한 제2통신부; 수신된 훈련 영상을 용접 훈련교사에게 화면 출력하기 위한 디스플레이부; 및 용접 훈련교사의 지시사항을 음성 입력받기 위한 마이크부;를 포함하는 용접 훈련 시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 훈련교사 단말장치는, 용접 훈련자로부터 입력되는 음성신호를 용접 훈련교사에게 음성 출력하기 위한 스피커부;를 포함할 수 있다.

또한, 데이터 서버장치는, 용접 훈련자의 체형에 따라 용접 훈련자가 취해야 하는 표준화된 용접 자세를 각 신체조건별로 저장하고 있는 데이터베이스부;를 포함할 수 있다.

그리고, 훈련교사 단말장치는, 용접 훈련자의 용접 자세가 미리 정해진 기준을 벗어나거나, 또는 용접 훈련자가 안전사항을 준수하지 않은 것으로 감지된 경우 용접 훈련교사 또는 용접 훈련자에게 알람을 제공하기 위한 알림부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 실제 용접 환경과 동일 또는 유사한 환경 내에서 용접 훈련을 실시할 수 있으므로, 각 용접 환경 맞춤형 용접 훈련을 실시할 수 있는 효과가 있다.

또한, 용접 훈련자의 용접 자세 및 안전사항 준수 여부를 즉각적으로 모니터링하고 개선할 수 있게 함으로써 용접 훈련자가 시행착오 없이 실제 용접 환경에 최적화된 용접 기술을 습득할 수 있는 효과가 있다.

또한, 하나 또는 소수의 훈련교사만으로도 다수의 용접 훈련자를 원격으로 모니터링하고 지도할 수 있으므로 용접 훈련자 양성에 소요되는 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 숙련된 용접 작업자들을 한꺼번에 다수 배출할 수 있고, 교육의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 다수의 용접 훈련자가 실제 환경과 유사한 환경 내에서 동시에 훈련이 가능하므로 향후 실제 현장 용접 작업 투입시 현장 적응 기간을 단출시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 각 용접 훈련자 개인별로 용접 훈련 상황이 기록되므로 이를 바탕으로 한 분석 및 개선 활동을 병행함으로써, 용접 훈련자 개개인의 용접 기술 향상 및 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 안전사항 준수 여부에 대해서도 교육 및 지도가 이루어짐으로써, 향후 실제 용접 작업 수행시 안전사고가 발생하는 것을 줄일수 있으며, 용접 결과물의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 각 용접 훈련자의 신체조건에 따라 최적의 표준화된 용접 자세를 익힐 수 있게 함으로써, 각 용접 훈련자에게 최적화된 용접 자세를 훈련시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 훈련 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 훈련 장치의 세부적인 구성도이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부 내부의 일부를 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 발판부 및 발판부의 사용상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지대를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 훈련 시스템을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

<용접 훈련 장치>

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 훈련 장치를 개략적으로 도시한 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 훈련 장치의 세부적인 구성도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명인 용접 훈련 장치(10)는 크게 본체부(110), 시편 고정부(120), 촬영부(130), 배기부(140) 및 제1통신부(150)를 포함하여 구성된다. 이하에서는 용접 훈련 장치(10)의 구성에 대해 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본체부(110)는 실제 용접이 실시되는 구조물과 동일하거나 또는 유사한 구조를 갖는 모형의 블록 구조물을 말한다. 본체부(110)는 격벽에 의해 나뉘어져 여러 개의 훈련 부스를 갖도록 마련될 수 있다. 용접 훈련자는 본체부(110) (또는 훈련 부스) 내부에 들어가 후술하는 용접 시편(S)을 사용하여 용접 훈련을 실시하게 된다.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부 내부의 일부를 도시한 도면이다. 도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 시편 고정부(120)는 본체부(110)의 내측면에 마련되어 있으며, 하향 또는 상향 용접 훈련을 위한 용접 시편(S)을 위치 및 고정시킨다. 여기서, 하향 용접은 위쪽에서 아래보기 자세로 하는 용접을 말하여, 예를 들어 바닥면 또는 일정높이 이하의 벽면 등에 용접을 할 필요가 있을 때 취하는 용접 자세를 말한다. 또한, 상향 용접은 위보기 용접이라고도 하며, 밑에서 위를 향해서 하는 용접을 말하다. 예를 들어, 천장면 또는 일정높이 이상의 벽면 등에 용접을 할 필요가 있을 때 취하는 용접 자세를 말한다. 한편, 용접 시편(S)은 용접 훈련용의 용접 모재를 말한다.

시편 고정부(120)는 용접 훈련자의 하향 용접 훈련을 위해 본체부(110)의 내부 바닥면에 마련되어 있을 수 있으며, 상향 용접 훈련을 위해 본체부(110)의 내부 벽면 및 내부 천장면 등에 마련되어 있을 수 있다. 물론 용접 훈련자의 다양한 용접 자세 훈련을 위해 시편 고정부(120)는 본체부(110)의 내부 바닥면, 벽면, 천장면에 모두 설치되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 시편 고정부(120)는 용접 시편(S)을 위치시키기 위해 용접 시편(S)의 인입을 안내하는 가이드홈(122)과 인입된 용접 시편(S)을 일렬로 배열시키기 위한 배열홈(124)으로 구성되어 있으며, 이때, 가이드홈(122)과 배열홈(124)은 서로 직각을 이루면서 연결되어 있다. 즉, 가이드홈(122)과 배열홈(124)은 'T'자형으로 연결되어 있다. 시편 고정부(120)는 용접 시편(S)이 내부에 안착될 수 있도록 본체부(110)의 바닥면으로부터 움푹 들어간 '홈'의 형상을 취하고 있다. 한편, 가이드홈(122)은 용접 시편(S)의 인입이 용이하도록 배열홈(124)의 폭보다 더 넓게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로, 시편 고정부(120)의 가이드홈(122)의 길이방향을 따라 용접 시편(S)이 삽입될 때, 용접 시편(S)의 폭보다 넓게 형성되어 있는 가이드홈(122)의 폭 때문에 용접 시편(S)은 보다 용이하게 가이드홈(122)에 인입될 수 있다. 한편, 배열홈(124)의 폭은 용접 시편(S)의 폭보다 작게 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 시편 고정부(120)는 용접 시편(S)를 누름 고정시키기 위해 볼트(B)가 체결되는 볼트홈(128)이 배열홈(124)의 주변에 마련되어 있을 수 있다. 여기서, 볼트홈(128)은 배열홈(124)의 가장자리 방향으로 복수개 형성될 수 있다. 이는 하나 또는 복수의 용접 시편(S)을 배열홈(124)에 정렬시키기만 한 후 용접 훈련을 실시하는 경우 용접 시편(S)이 움직일 수 있으므로 용접 시편(S)을 고정할 필요가 있기 때문이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 용접 시편(S)은 배열홈(124)에 배열된 후 볼트(B)의 머리부에 의해 눌러짐으로써 시편 고정부(120)에 안정적으로 고정되도록 할 수 있다. 또한 다른 실시예로 도 3b에 도시된 바와 같이, 배열홈(124)에 배열된 용접 시편(S)은 클램프(126)에 의해 누름 고정될 수 있으며, 이때, 용접 시편(S)은 볼트(B)가 클램프(126)를 관통하여 볼트홈(128)에 결합됨으로써, 클램프(126)의 누르는 힘에 의해 시편 고정부(120)에 고정될 수 있다. 클램프(126)는 기다란 막대 또는 판 형태로 이루어질 수 있으며, 클램프(126)는 볼트(B)의 조임에 의해 하나 또는 복수의 용접 시편(S)을 상측에서 하측 방향으로 눌러줌으로써 용접 시편(S)이 시편 고정부(120)에 단단히 고정될 수 있도록 한다.

촬영부(130)는 본체부(110)의 내부 상측에 마련되어 있으며, 용접 훈련자가 용접 시편(S)에 용접 훈련의 수행시 용접 훈련자의 용접 자세 및 안전사항 준수 여부를 촬영한 훈련 영상을 얻기 위해 마련된다. 이와 같이 촬영부(130)에 의해 획득된 영상은 유무선 통신방법에 의해 실시간으로 용접 훈련교사에게 제공된다. 예를 들어, 촬영부(130)로는 CCTV 등이 사용될 수 있으며, CCTV는 본체부(110)의 내부 천장면, 천장면과 벽면이 만나는 모서리부 등에 설치될 수 있다. 한편, 본체부(110)가 격벽으로 나뉘어져 격실을 형성하고 있는 경우, 촬영부(130)는 본체부(110)의 사각 모서리 뿐만 아니라 각 격실에도 별도로 설치될 수도 있다. 촬영부(130)에 의해 얻어진 훈련 영상을 통해 용접 훈련교사는 용접 훈련자가 안전모, 안전벨트, 안전화, 장갑 등의 안전 보호구를 착용하고 있는지 등의 안전사항 준수 여부, 올바른 용접 자세를 취하고 있는지를 모니터링하고, 용접 훈련자의 용접 훈련 상태를 지도, 분석, 평가 및 개선을 수행할 수 있게 된다.

아울러, 필요시 별도의 센서를 본체부(110)의 용접 훈련 공간내 설치하여 용접 훈련자의 안전사항 미준수, 잘못된 용접 동작 등을 감지하여 후술하는 훈련교사 단말장치(30)로 전송함으로써 용접 훈련교사에게 알람신호를 출력하도록 할 수도 있다.

배기부(140)는 용접 훈련자의 용접 작업에 따라 발생하는 유해인자를 외부로 배출하기 마련된다. 이를 위해 본체부(110)는 배기부(140)를 통해 유해인자가 외부로 배출될 수 있도록 본체부(110) 내부의 유해인자 농도를 감지하는 센서부(160)를 포함하여 구성될 수 있다. 유해인자로는 용접흄과 가스가 해당될 수 있으며, 용접흄은 용접시 열에 의해 증발된 물질이 냉각되어 생기는 미세한 소립자를 말한다. 용접흄 흡입에 의해 진폐증 등이 유발될 수 있으므로 배기부(140)를 통해 용접 훈련 공간의 공기를 주기적으로 환기시킬 필요가 있다.

제1통신부(150)는 촬영된 훈련 영상을 유무선 통신에 의해 외부로 송신하기 위해 마련된다. 제1통신부(150)는 후술하는 데이터 서버장치(20)와 유무선 통신망을 통해 각종 정보를 주고 받는다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 발판부 및 사용상태를 나타낸 도면이다. 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 용접 훈련 장치(10)는 상향 용접 훈련시 용접 훈련자가 그 위에 올라서서 용접 훈련을 수행할 수 있도록 본체부(110)의 하측에 슬라이딩 인출될 수 있는 발판부(170)를 포함하여 구성될 수 있다. 본체부(110)의 하측으로부터 슬라이딩 방식으로 인출된 발판부(170)는 용접 훈련자가 상향 용접 훈련을 하고자 하는 장소로 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 발판부(170)는 본체부(110)로부터의 인출 및 이동을 용이하게 하기 위해 키며, 발판부(170)의 하측에 구름바퀴(미도시)가 부착되어 있을 수 있다. 그러나, 상향 용접 훈련시 발판부(170)가 움직이면 위험할 수 있으므로 구름바퀴의 회전을 방지할 수 있는 스토퍼(미도시)를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지대를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 용접 훈련 장치(10)는 본체부(110)의 내부 천장면에 용접 훈련자가 발판부(170)에 올라서서 상향 용접 훈련 수행시 용접 훈련자가 추락하는 것을 방지하도록 용접 훈련자가 착용하고 있는 안전벨트의 고리를 체결시키기 위해 수평방향으로 설치되어 있는 지지대(180)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 지지대(180)는 길쭉한 봉의 형상으로 이루어져 있으며, 천장면과 수평한 방향으로 설치되어 있다. 한편, 도 4a에 도시된 바와 같이, 발판부(170)는 높낮이 조절이 가능한 다리를 구비하고 있으며, 이는 용접 훈련자들이 자신의 키높이에 맞춰 발판부(170)의 높낮이를 조절할 수 있도록 하기 위함이다.

<용접 훈련 시스템>

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 훈련 시스템을 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 용접 훈련 시스템(1)은 크게 상기 용접 훈련 장치(10), 데이터 서버장치(20), 훈련교사 단말장치(30)를 포함하여 구성된다. 한편, 훈련교사 단말장치(30)는 제2통신부(310), 디스플레이부(320), 마이크부(330), 스피커부(340), 알림부(350)를 포함하고 있으며, 데이터 서버장치(20)는 데이터베이스부(210)를 포함하여 구성된다. 이하에서는 용접 훈련 시스템(1)에 대해 설명하되, 용접 훈련 장치(10)의 세부 구성에 대해서는 전술하였으므로 이와 중복되는 내용에 그 상세한 설명을 생략한다.

데이터 서버장치(20)는 용접 훈련 장치(10)로부터 송신되는 훈련 영상을 수신받아 저장한다. 한편, 데이터 서버장치(20)는 용접 훈련자의 체형에 따라 용접 훈련자가 취해야 하는 표준화된 용접 자세를 각 신체 조건별로 저장하고 있는 데이터베이스부(210)를 포함하고 있을 수 있다. 구체적으로, 하향 용접 훈련시 용접 훈련자가 취해야 하는 기본 자세는 같다고 하더라도 용접 훈련자의 키, 몸무게 등의 신체조건에 따라 용접 훈련자의 신체 구부림 정도, 팔을 뻗는 정도 등 세부적인 자세에 있어서는 차이가 있을 수 있다. 물론, 이러한 구체적인 자세들은 용접 훈련자가 가장 편하게 느끼는 자세가 해당될 수도 있으나, 이러한 자세가 장기적으로는 용접 훈련자에게 신체적 부담으로 작용할 수도 있다. 반대로, 용접 훈련자가 데이터베이스부(210)에 저장되어 있는 세부적인 용접 자세를 따라 취했을 때, 처음에는 어색하고 불편할 수 있지만 장기적으로는 용접 훈련자의 신체에 부담이 덜하고 편안한 자세가 될 수 있기 때문이다. 데이터베이스부(210)에는 수많은 용접 작업자들의 경험예, 인체공학, 신체조건에 따라 가장 바람직한 용접 결과물(예를 들어, 비드의 형상 등)이 도출되는 세부적인 용접 자세 등을 바탕으로 하여 각 용접 훈련자의 신체조건에 맞는 표준화된 세부 용접 자세에 대한 데이터가 저장되어 있다. 이러한 데이터를 바탕으로 하여 용접 훈련교사는 각 용접 훈련자의 바람직한 용접 자세에 대해 교육 및 지도를 할 수 있다. 아울러, 데이터 서버장치(20)에는 용접 훈련자의 훈련 영상이 저장되어 있을 수 있다. 이와 같이 데이터 서버장치(20)에 저장되어 있는 훈련 영상은 향후 용접 훈련교사가 용접 훈련자의 용접 자세, 안전사항 준수 여부, 용접 결과물에 대한 분석 및 평가시에 이용될 수 있다.

훈련교사 단말장치(30)는 데이터 서버장치(20)로부터 송신되는 훈련 영상을 통해 용접 훈련자의 용접 훈련을 모니터링하기 위한 장치를 말한다. 이를 위해, 훈련교사 단말장치(30)는 제2통신부(310)를 통해 데이터 서버장치(20)로부터 송신되는 용접 훈련자의 훈련 영상을 수신받고, 수신된 훈련 영상은 디스플레이부(320)를 통해 용접 훈련교사에게 화면 출력된다. 용접 훈련교사는 훈련 영상과 데이터 서버장치(20)에 저장되어 있는 표준화된 용접 자세를 육안으로 비교하여 용접 훈련자의 잘못된 용접 자세를 바로잡을 수 있도록 지도할 수 있다. 한편, 훈련교사 단말장치(30)는 용접 훈련자의 용접 자세에 대한 이미지와 데이터 서버장치(20)에 저장되어 있는 표준화된 용접자세를 비교 판단하여, 교정해야 할 용접 훈련자 신체의 구부림 정도, 보폭, 팔 높이 등을 구체적인 수치 데이터로 산출하여 용접 훈련교사에게 제공할 수도 있다.

훈련교사 단말장치(30)는 용접 훈련교사의 지시사항을 음성 입력받기 위한 마이크부(330)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 마이크부(330)는 용접 훈련교사의 지시사항을 입력받아 데이터 서버장치(20)를 통해 용접 훈련자에게 전달하기 위해 마련된다. 한편, 용접 훈련자는 용접 훈련시 안전모 등을 착용해야 하며, 이러한 안전모에는 용접 훈련교사로부터 전송되는 지시사항 등을 음성 출력하기 위한 음성출력장치(미도시) 및 용접 훈련교사에게 전달될 용접 훈련자의 음성신호를 입력받기 위한 음성입력장치(미도시)가 부착되어 있을 수 있다. 또한, 실시하기에 따라서는 음성출력장치 및 음성입력장치가 본체부(110)의 내부에 설치되어 있을 수 있다.

훈련교사 단말장치(30)는 용접 훈련자로부터 입력되는 음성신호를 용접 훈련교사에게 음성 출력하기 위한 스피커부(340)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 훈련교사 단말장치(30)는 용접 훈련자의 용접 자세가 미리 정해진 기준을 벗어나거나, 또는 용접 훈련자가 안전사항을 준수하지 않은 것으로 감지된 경우 용접 훈련교사 또는 용접 훈련자에게 알람을 제공하기 위한 알림부(350)를 포함하여 구성될 수 있다. 알림부(350)는 알람을 시각적으로 제공하기 위한 램프(352), LED 등으로 이루어질 수 있으며, 알람을 청각적으로 제공하기 위한 버저(Buzzer)(354)로 이루어질 수 있다.

이하에서는 용접 훈련 시스템(1)의 작동 순서에 대해 설명한다.

우선, 용접 훈련자가 용접 훈련을 위해 본체부(110)의 내부에 진입하면 촬영부(130)를 통해 얻어진 훈련 영상을 통해 훈련교사 단말장치(30)는 용접 훈련자가 안전모, 안전벨트, 안전화, 장갑 등을 착용하고 있는지 등에 대한 안전사항 준수 여부를 모니터링한다. 이러한 모니터링 결과에 따라 용접 훈련교사는 용접 훈련자를 지도할 수 있다.

다음으로, 용접 훈련자에 의해 수행되는 용접 시편(S)의 각 자세별 시편 고정부(120)에의 취부, 용접 시편(S)의 순차적 용접(발판부(170)를 이용한 용접 시편(S)의 용접 포함) 과정이 촬영부(130)에 의해 촬영되어 훈련 영상이 획득된다. 획득된 훈련 영상은 제1통신부(150)를 통해 데이터 서버장치(20)로 전송되고, 데이터 서버장치(20)는 훈련 영상을 저장한 후, 훈련교사 단말장치(30)로 실시간 전송한다.

마지막으로, 훈련교사 단말장치(30)는 전송된 훈련 영상을 디스플레이부(320)를 통해 화면 출력함으로써, 용접 훈련교사가 용접 훈련자의 용접 자세 등을 지도할 수 있도록 한다.

한편, 용접 훈련자의 안전사항 미준수, 용접 자세가 불량한 것으로 판단된 경우, 훈련교사 단말장치(30)는 알림부(350)를 통해 용접 훈련교사에게 알람신호를 출력한다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

1 : 용접 훈련 시스템
10 : 용접 훈련 장치
110 : 본체부
120 : 시편 고정부
122 : 가이드홈 124 : 배열홈
126 : 클램프 128 : 볼트홈
130 : 촬영부
140 : 배기부
150 : 제1통신부
160 : 센서부
170 : 발판부
180 : 지지대
20 : 데이터 서버장치
210 : 데이터베이스부
30 : 훈련교사 단말장치
310 : 제2통신부
320 : 디스플레이부
330 : 마이크부
340 : 스피커부
350 : 알림부
352 : 램프 354 : 버저
B : 볼트 S : 용접 시편

Claims

실제 용접이 실시되는 구조물과 동일 또는 유사한 구조를 갖는 본체부;
상기 본체부의 내측면에 마련되어 하향 또는 상향 용접 훈련을 위한 용접 시편을 위치시키는 시편 고정부;
상기 본체부의 내부 상측에 마련되어, 용접 훈련자가 상기 용접 시편에 용접 훈련의 수행시 상기 용접 훈련자의 용접 자세 및 안전사항 준수 여부를 촬영한 훈련 영상을 얻기 위한 촬영부;
상기 용접 훈련자의 용접 작업에 따라 발생하는 유해인자를 외부로 배출하기 위한 배기부; 및
상기 촬영된 훈련 영상을 유무선 통신에 의해 외부로 송신하기 위한 제1통신부;를 포함하는 용접 훈련 장치.
제 1항에 있어서,
상기 본체부는,
상기 배기부를 통해 상기 유해인자가 외부로 배출될 수 있도록 상기 본체부 내부의 유해인자 농도를 감지하는 센서부;를 더 포함하는 용접 훈련 장치.
제 1항에 있어서,
상기 시편 고정부는,
상기 용접 훈련자의 하향 용접 훈련을 위한 상기 본체부의 내부 바닥면, 상향 용접 훈련을 위한 내부 벽면 및 내부 천장면 중 적어도 어느 하나에 마련되는 용접 훈련 장치.
제 1항에 있어서,
상기 시편 고정부는,
상기 용접 시편을 위치시키기 위해 상기 용접 시편의 인입을 안내하는 가이드홈; 및
상기 인입된 상기 용접 시편을 일렬로 배열시키기 위한 배열홈;으로 이루어지되,
상기 가이드홈 및 상기 배열홈은 서로 직각을 이루면서 연결되는 용접 훈련 장치.
제 4항에 있어서,
상기 가이드홈은,
상기 용접 시편의 인입이 용이하도록 상기 배열홈의 폭보다 더 넓게 형성된 용접 훈련 장치.
제 4항에 있어서,
상기 시편 고정부는,
상기 용접 시편을 볼트에 의해 상기 시편 고정부에 고정시키기 위해 상기 배열홈의 주변에 마련되는 볼트홈;을 포함하는 용접 훈련 장치.
제 6항에 있어서,
상기 시편 고정부는,
상기 배열홈에 배열된 상기 용접 시편을 누름 고정하기 위한 클램프;를 포함하되,
상기 용접 시편은 볼트가 상기 클램프를 관통하여 상기 볼트홈에 결합됨으로써, 상기 클램프의 누르는 힘에 의해 상기 시편 고정부에 고정되는 용접 훈련 장치.
제 1항에 있어서,
상향 용접 훈련시 상기 용접 훈련자가 올라서서 용접 훈련을 수행할 수 있도록 상기 본체부의 하측에 마련되어 있으며, 슬라이딩 인출되는 발판부;를 더 포함하는 용접 훈련 장치.
제 8항에 있어서,
상기 본체부의 내부 천장면에는,
상기 용접 훈련자가 상기 발판부에 올라서서 상향 용접 훈련 수행시 상기 용접 훈련자가 추락하는 것을 방지하도록 상기 용접 훈련자가 착용하고 있는 안전벨트의 고리를 체결시키기 위한 지지대;를 더 포함하는 용접 훈련 장치.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 용접 훈련 장치; 및
상기 용접 훈련 장치로부터 송신되는 상기 훈련 영상을 수신받아 저장하는 데이터 서버장치; 및
상기 데이터 서버장치로부터 송신되는 상기 훈련 영상을 통해 상기 용접 훈련자의 용접 훈련을 모니터링하기 위한 훈련교사 단말장치;를 포함하되,
상기 훈련교사 단말장치는,
상기 데이터 서버장치로부터 송신되는 상기 훈련 영상을 수신받기 위한 제2통신부;
상기 수신된 훈련 영상을 용접 훈련교사에게 화면 출력하기 위한 디스플레이부; 및
상기 용접 훈련교사의 지시사항을 음성 입력받기 위한 마이크부;를 포함하는 용접 훈련 시스템.
제 10항에 있어서,
상기 훈련교사 단말장치는,
상기 용접 훈련자로부터 입력되는 음성신호를 상기 용접 훈련교사에게 음성 출력하기 위한 스피커부;를 포함하는 용접 훈련 시스템.
제 10항에 있어서,
상기 데이터 서버장치는,
상기 용접 훈련자의 체형에 따라 상기 용접 훈련자가 취해야 하는 표준화된 용접 자세를 각 신체조건별로 저장하고 있는 데이터베이스부;를 포함하는 용접 훈련 시스템.
제 10항에 있어서,
상기 훈련교사 단말장치는,
상기 용접 훈련자의 용접 자세가 미리 정해진 기준을 벗어나거나, 또는 상기 용접 훈련자가 안전사항을 준수하지 않은 것으로 감지된 경우 상기 용접 훈련교사또는 상기 용접 훈련자에게 알람을 제공하기 위한 알림부;를 더 포함하는 용접 훈련 시스템.