KR20180002336A - 용접용 온도제어 보조장치 및 이를 이용한 용접 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신 케이블을 이용하여 용접기기에 정보의 송수신 및 동작 제어가 가능하게 연결되며, 각 용접대상물의 재질별 용접 온도 범위에 대한 정보를 가지면서 수신된 온도에 따라 해당 용접기기의 동작을 제어하는 모바일형 제어기기와, 상기 용접토치에 구비되면서 용접 부위에 대한 온도를 센싱하며, 상기 모바일형 제어기기와는 유선 혹은, 무선으로 통신 가능하게 연결되도록 이루어진 온도센서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 용접용 온도제어 보조장치가 제공되며, 이를 통해 용접대상물에 따라 지정된 온도 범위로 용접이 진행될 수 있도록 하여 용접 불량을 방지하고, 이러한 용접 과정 중의 온도 변화를 실시간으로 저장하여 차후 용접 품질의 불량 여부를 판독하는데 사용될 수 있도록 한 것이다.

Description

용접용 온도제어 보조장치 및 이를 이용한 용접 제어방법{control supporting device for welding and welding method using thereof}

본 발명은 용접장치에 관련된 것으로써, 더욱 상세하게는 용접대상물에 따라 지정된 온도 범위로 용접이 진행될 수 있도록 하여 용접 불량을 방지하고, 이러한 용접 과정 중의 온도 변화를 실시간으로 저장하여 차후 용접 품질의 불량 여부를 판독하는데 사용될 수 있도록 한 새로운 형태의 용접용 온도제어 보조장치 및 이를 이용한 용접 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 용접은 같은 종류 혹은, 다른 종류의 금속재료에 열과 압력을 가하여 고체 사이에 직접 결합이 되도록 접합시키는 작업으로써, 아크용접과 가스용접 및 테르밋용접 등이 주로 사용되고 있다.

특히, 최근에는 일반적인 스틸 재질이나 혹은, 스테인레스강의 용접이 아닌 인코넬이나 디플럭스, 크롬몰리브덴강 등과 같은 비철금속에 대한 용접의 요구가 많아지고 있는 실정이다.

전술된 비철금속의 용접은 각 재질별로 용접이 가능한 온도가 존재하며, 이에 따라 작업자는 항상 각 재질별 용접 온도의 범위를 유지하면서 작업을 진행하여야만 우수한 품질을 얻을 수 있게 되고, 전술된 온도 범위를 지키지 않을 경우에는 용접 불량이 발생될 우려가 클 수밖에 없었다.

그러나, 종래에는 작업자가 상기 각 재질별 용접 온도의 범위를 지키지 않더라도 용접이 완료된 이후에 해당 용접에 대한 불량 여부를 정확히 파악하기가 어렵기 때문에 작업 시간의 단축을 이유로 일부 작업자는 전술된 용접 온도의 범위를 무시하고 작업하는 경우가 있었다.

이에 종래에는 별도의 보조 작업자를 추가로 배정하여 해당 보조 작업자가 온도를 지속적으로 확인하면서 용접 작업자에게 인지시켜주도록 하거나 혹은, 각 용접장치마다 별도의 모니터링 장치를 구비하여 해당 용접장치에 의해 수행되는 용접 작업시의 실시간 용접조건에 대한 기록 및 분석이 이루어지도록 하고 있으며, 이에 관련하여는 등록특허 제10-0706488호, 등록특허 제10-1081750호, 등록특허 제10-1286950호, 공개특허 제10-2016-0041533호 등에 개시된 바와 같다.

하지만, 전술된 종래 기술은 각각의 용접장치마다 모니터링 장치가 각각 제공되어야만 함으로써 전체적인 시설 비용의 증가가 야기될 수밖에 없고, 그 유지 보수를 위한 비용 역시 많이 소요될 수밖에 없다는 문제점이 있다.

또한, 전술된 종래 기술은 단순히 모니터링만 수행하거나 경고만 안내할 뿐 실제 작업자가 간과하거나 무시된 용접 조건의 온도로 작업을 진행하지 않더라도 해당 작업자를 강제할 수 있는 방법이 없었다.

등록특허 제10-0706488호 등록특허 제10-1081750호 등록특허 제10-1286950호 공개특허 제10-2016-0041533호

본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 용접대상물에 따라 지정된 온도 범위로 용접이 진행될 수 있도록 하여 용접 불량을 방지하고, 이러한 용접 과정 중의 온도 변화를 실시간으로 저장하여 차후 용접 품질의 불량 여부를 판독하는데 사용될 수 있도록 한 새로운 형태의 용접용 온도제어 보조장치 및 이를 이용한 용접 제어방법를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용접용 온도제어 보조장치는 용접토치와, 상기 용접토치에 전원 혹은, 가스를 공급하는 용접기기를 포함하는 용접장치의 온도제어를 보조하기 위한 장치에 있어서, 통신 케이블을 이용하여 상기 용접기기에 정보의 송수신 및 동작 제어가 가능하게 연결되며, 각 용접대상물의 재질별 용접 온도 범위에 대한 정보를 가지면서 수신된 온도에 따라 해당 용접기기의 동작을 제어하는 모바일형 제어기기와, 상기 용접토치에 구비되면서 용접 부위에 대한 온도를 센싱하며, 상기 모바일형 제어기기와는 유선 혹은, 무선으로 통신 가능하게 연결되도록 이루어진 온도센서를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 온도센서는 용접 부위에 맞닿아 온도를 센싱하는 접촉식의 센서로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 온도센서는 상기 용접토치에 마그네트로 부착 고정되도록 구성됨을 특징으로 한다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용접용 온도제어 보조장치를 이용하는 용접 제어방법은 준비된 모바일형 제어기기를 통신케이블로써 용접기기에 통신 가능하게 연결하고, 준비된 온도센서는 상기 모바일형 제어기기에 별도의 통신케이블로써 통신 가능하게 연결하는 제1단계; 모바일형 제어기기에 작업자 이름 및 용접대상물의 재질을 각각 입력받아 저장하는 제2단계; 상기 입력받은 용접대상물의 재질에 따른 최저 작업온도 및 최고 작업온도를 취득하여 제어 온도로 설정하는 제3단계; 온도센서로부터 센싱되어 전송받은 센싱 온도와 상기 설정된 제어 온도를 비교하여 상기 센싱 온도가 상기 제어 온도의 범위를 벗어날 경우 용접기기의 동작 제어를 통해 용접 작업을 강제 중단하는 제4단계;를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제4단계에서 용접 작업이 강제 중단된 이후에는 상기 온도센서로부터 지속적으로 센싱 온도를 제공받아 설정된 제어 온도와 비교하여 상기 센싱 온도가 상기 제어 온도의 범위 내에 도달될 경우 용접기기의 동작 제어를 통해 용접 작업을 재개하도록 하는 과정이 더 포함되어 진행됨을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명의 용접용 온도제어 보조장치 및 이를 이용한 용접 제어방법은 용접대상물에 따라 지정된 온도 범위로 용접이 진행될 수 있도록 함으로써 용접 불량을 방지할 수 있게 된 효과를 가진다.

또한, 본 발명의 용접용 온도제어 보조장치 및 이를 이용한 용접 제어방법은 각각의 용접작업에 관련한 작업자의 이름과 작업날짜와 작업시간 및 용접대상물의 재질 정보가 각각 분류된 상태로 저장됨과 더불어 용접 과정 중의 온도 변화 역시 실시간으로 저장되어 차후 용접 품질의 불량 여부를 판독하는데 사용될 수 있게 되어 불량 원인의 파악에 유리하다는 효과를 가진.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접용 온도제어 보조장치의 구축 상태를 설명하기 위해 개략화하여 나타낸 블럭도
도 2는 본 발명의 용접용 온도제어 보조장치를 이용하는 용접 제어방법을 설명하기 위해 나타낸 순서도

이하, 본 발명의 용접용 온도제어 보조장치 및 이를 이용하는 용접 제어방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.

실시예의 설명에 앞서, 본 발명의 용접용 온도제어 보조장치는 용접토치(11)와, 상기 용접토치(11)에 전원 혹은, 가스를 공급하는 용접기기(12)를 포함하는 용접장치의 온도제어를 보조하기 위한 장치이다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접용 온도제어 보조장치의 구축 상태를 설명하기 위해 개략화하여 나타낸 블럭도이다.

이러한 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 용접용 온도제어 보조장치는 크게 모바일형 제어기기(100)와 온도센서(200)를 포함하여 이루어지며, 사용하고자 하는 용접기기(12) 및 그의 용접토치(11)에 적용하여 해당 용접기기(12)의 동작을 제어하면서 용접작업이 수행되도록 구성됨을 특징으로 제시한다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모바일형 제어기기(100)는 용접기기(12)의 동작제어를 위한 기기이다.

상기 모바일형 제어기기(100)는 작업자의 필요에 따라 자유롭게 이동 가능하도록 구성되며, 특히 해당 용접작업을 필요로 하는 용접기기(12)와는 통신 케이블(110)로 연결되도록 구성된다.

즉, 상기한 모바일형 제어기기(100)의 경우 단순히 특정된 어느 한 용접기기(12)에만 국한되어 사용되는 기기가 아니라 통신 케이블(110)을 연결하여 상기 용접기기(12)에 정보의 송수신 및 동작 제어가 가능하도록 함으로써, 다양한 용접기기에 선택적으로 적용하여 사용할 수 있도록 함과 더불어 기존의 용접기기에도 그 적용이 가능하도록 한 것이다.

특히, 상기 모바일형 제어기기(100)에는 상기 통신 케이블(110)의 연결시 용접기기(12)의 동작(전원의 온오프 혹은, 가스공급의 중단)을 제어하는 제어프로그램(130)이 구비된다.

이와 함께, 상기 제어프로그램(130)은 각 용접대상물(20)의 재질별 용접 온도 범위에 대한 정보를 저장함과 더불어 추가로 통신 가능하게 연결되는 온도센서(200)로부터 수신된 온도에 따라 해당 용접기기(12)의 동작을 제어하도록 프로그래밍된다.

또한, 상기 모바일형 제어기기(100)는 모니터(140)를 더 포함하여 구성된다. 상기 모니터(140)는 터치패널로 구성하며, 이 모니터(140)를 통해 작업자로부터 각종 정보의 입력 및 출력을 제공하도록 한다.

여기서, 상기 작업자로부터 입력되는 각종 정보는 해당 작업자의 이름과, 작업 날짜와, 작업 시간과, 용접대상물(20)의 재질 등이 될 수 있으며, 상기 작업자에게 출력되는 각종 정보는 입력된 작업자의 이름과, 작업 날짜와, 작업 시간과, 용접대상물(20)의 재질뿐만 아니라 용접대상물(20)의 재질별 최저 작업온도와 최고 작업온도 및 작업 중의 온도 변화 정보가 될 수 있다.

전술된 바와 같은 모바일형 제어기기(100)는 해당 용도로만 사용되는 특수 목적용 단말기로 구현할 수도 있지만, 상기 제어프로그램(130)이 설치된 통상의 모바일 컴퓨터나 모바일폰 혹은, 태블릿 등으로 구성함이 바람직하다.

다음으로, 상기 온도센서(200)는 용접 부위에 대한 온도를 센싱하기 위한 센서이다.

이와 같은 온도센서(200)는 상기 용접토치(11)에 고정 설치되면서 용접대상물(20)에 대한 용접시 용접 부위에 맞닿아 온도를 센싱하는 접촉식의 센서로 구성되며, 상기 모바일형 제어기기(100)와는 유선 혹은, 무선으로 통신 가능하게 연결되면서 상기 모바일형 제어기기(110)로 센싱된 온도 정보를 제공할 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 온도센서(200)에는 마그네트(210)가 구비되며, 상기 마그네트(210)를 이용하여 손쉽게 용접토치(11)에 부착하여 고정하거나 혹은, 용접토치(11)로부터 분리할 수 있도록 구성된다.

물론, 상기 온도센서(200)를 상기 용접토치(11)에 장착하거나 혹은, 분리하기 위한 구조는 도시되지는 않았으나 걸이 방식이나 파지 방식 등 다양하게 제공될 수도 있다.

하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 용접용 온도제어 보조장치의 제어에 의한 용접 과정을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 모바일형 제어기기(100)와 온도센서(200)를 각각 준비한 상태에서 상기 모바일형 제어기기(100)는 용접작업을 하고자 하는 용접기기(12)에 통신케이블(110)로써 통신 가능하게 연결함과 더불어 상기 온도센서(200)는 상기 모바일형 제어기기(100)에 별도의 통신케이블(120)로써 통신 가능하게 연결(S100)한다.

물론, 상기 온도센서(200)와 모바일형 제어기기(100)는 블루투스나 NFC, 와이파이 등을 이용하여 서로 무선 통신 가능하게 연결될 수도 있다.

또한, 상기 온도센서(200)는 용접토치(11)에 마그네트(210)를 이용하여 부착 고정시킨다. 이때 상기 온도센서(200)의 부착 부위는 용접토치(11)의 손잡이(11a)측 부위에 부착하여 용접 작업 직후 용접부위에 대한 온도를 용이하게 측정할 수 있도록 한다.

다음으로, 작업자로부터 모바일형 제어기기(100)에 작업자 이름과, 작업 날짜, 작업 시간 및 용접대상물(20)의 재질과 같이 작업 정보를 각각 입력받아 저장(S200)한다.

이때, 상기 용접대상물(20)에 대한 재질의 경우는 모니터(140)를 통해 복수의 재질에 대한 리스트를 디스플레이하여 해당 작업자가 특정 재질을 선택하도록 함으로써 입력받도록 함이 바람직하다.

다음으로, 상기 모바일형 제어기기(100)의 제어프로그램(130)은 전술된 각종 정보에 대한 입력이 완료될 경우 상기 입력받은 용접대상물(20)의 재질에 따른 최저 작업온도 및 최고 작업온도를 취득하여 제어 온도로 설정(S300)한다.

이때, 상기 최저 작업온도 및 최고 작업온도는 해당 재질의 용접작업시 재질의 특성을 변화시키거나 혹은, 용접불량이 발생될 우려가 있는 온도이며, 이러한 각 재질별 최저 작업온도 및 최고 작업온도는 모바일형 제어기기(100)의 메모리(150)에 미리 저장되도록 함으로써 작업자가 용접대상물(20)의 재질만 선택함으로써 해당 재질에 대한 최저 작업온도 및 최고 작업온도의 정보가 실시간으로 설정될 수 있도록 한다.

이후, 작업자가 용접 작업을 수행(S400)하면 모바일형 제어기기(100)의 제어프로그램(130)은 온도센서(200)로부터 센싱되어 전송받은 센싱 온도와 상기 설정된 제어 온도를 비교하여 상기 센싱 온도가 상기 제어 온도의 범위를 벗어났는지의 여부를 지속적으로 확인(S500)하고, 만일 상기 센싱 온도가 상기 제어 온도의 범위를 벗어날 경우에는 용접기기(12)의 동작 제어를 통해 용접 작업을 강제로 일시 중단(S600)한다.

그리고, 상기와 같이 용접 작업이 강제로 일시 중단된 이후에는 상기 온도센서(200)로부터 지속적으로 센싱 온도를 제공받아 설정된 제어 온도와 비교하여 상기 센싱 온도가 상기 제어 온도의 범위 내에 도달될 경우 용접기기(12)의 동작 제어를 통해 용접 작업을 재개하도록 한다.

특히, 전술된 용접작업 도중 발생되는 각종 이벤트(예컨대, 설정 온도를 벗어나는 경우, 용접을 중단하는 경우, 작업 도중의 온도 정보 등)는 상기 모바일형 제어기기(100)의 메모리(150)에 별도로 저장되어 추후 작업자 혹은, 관리자의 필요에 따라 해당 작업에 관련된 정보(작업자 이름, 작업날짜, 작업시간, 작업 온도 등)를 모니터(140)로 디스플레이하여 제공한다.

결국, 본 발명의 용접용 온도제어 보조장치 및 이를 이용한 용접 제어방법은 용접대상물(20)에 따라 지정된 온도 범위로 용접이 진행될 수 있도록 함으로써 용접 불량을 방지할 수 있게 된다. 즉, 지정된 온도 범위를 벗어날 경우에는 용접 자체가 수행되지 않기 때문에 지정 온도 범위를 무시하는 작업은 수행할 수 없으며, 이로써 용접 불량이 방지될 수 있게 된 것이다.

또한, 본 발명의 용접용 온도제어 보조장치 및 이를 이용한 용접 제어방법은 각각의 용접작업에 관련한 작업자의 이름과 작업날짜와 작업시간 및 용접대상물(20)의 재질 정보가 각각 분류된 상태로 저장됨과 더불어 용접 과정 중의 온도 변화 역시 실시간으로 저장되어 차후 용접 품질의 불량 여부를 판독하는데 사용될 수 있게 되어 불량 원인의 파악에 유리하다.

11. 용접토치 12. 용접기기
20. 용접대상물 100. 모바일형 제어기기
110,120. 통신케이블 130. 제어프로그램
140. 모니터 150. 메모리
200. 온도센서 210. 마그네트

Claims (5)

1. 용접토치와, 상기 용접토치에 전원 혹은, 가스를 공급하는 용접기기를 포함하는 용접장치의 온도제어를 보조하기 위한 장치에 있어서,
   통신 케이블을 이용하여 상기 용접기기에 정보의 송수신 및 동작 제어가 가능하게 연결되며, 각 용접대상물의 재질별 용접 온도 범위에 대한 정보를 가지면서 수신된 온도에 따라 해당 용접기기의 동작을 제어하는 모바일형 제어기기와,
   상기 용접토치에 구비되면서 용접 부위에 대한 온도를 센싱하며, 상기 모바일형 제어기기와는 유선 혹은, 무선으로 통신 가능하게 연결되도록 이루어진 온도센서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 용접용 온도제어 보조장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 온도센서는 용접 부위에 맞닿아 온도를 센싱하는 접촉식의 센서로 구성됨을 특징으로 하는 용접용 온도제어 보조장치.
3. 제 1 항 또는, 제 2 항에 있어서,
   상기 온도센서는 상기 용접토치에 마그네트로 부착 고정되도록 구성됨을 특징으로 하는 용접용 온도제어 보조장치.
4. 준비된 모바일형 제어기기를 통신케이블로써 용접기기에 통신 가능하게 연결하고, 준비된 온도센서는 상기 모바일형 제어기기에 별도의 통신케이블로써 통신 가능하게 연결하는 제1단계;
   모바일형 제어기기에 작업자 이름 및 용접대상물의 재질을 각각 입력받아 저장하는 제2단계;
   상기 입력받은 용접대상물의 재질에 따른 최저 작업온도 및 최고 작업온도를 취득하여 제어 온도로 설정하는 제3단계;
   온도센서로부터 센싱되어 전송받은 센싱 온도와 상기 설정된 제어 온도를 비교하여 상기 센싱 온도가 상기 제어 온도의 범위를 벗어날 경우 용접기기의 동작 제어를 통해 용접 작업을 강제 중단하는 제4단계;를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 청구항 1의 용접용 온도제어 보조장치를 이용하는 용접 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제4단계에서 용접 작업이 강제 중단된 이후에는 상기 온도센서로부터 지속적으로 센싱 온도를 제공받아 설정된 제어 온도와 비교하여 상기 센싱 온도가 상기 제어 온도의 범위 내에 도달될 경우 용접기기의 동작 제어를 통해 용접 작업을 재개하도록 하는 과정이 더 포함되어 진행됨을 특징으로 하는 청구항 1의 용접용 온도제어 보조장치를 이용하는 용접 제어방법.

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