KR20190074664A - 용접 품질 측정장치 및 측정방법 - Google Patents

용접 품질 측정장치 및 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용접 시 다수의 센서를 통해 각각 측정되는 측정값으로 용접 결과의 품질을 측정하는 용접 품질 측정장치에 관한 것으로, 용접 시 피용접재 상의 용접부위에 대한 상태를 측정하여 품질 측정신호를 생성하는 용접 품질 측정부로부터 상기 품질 측정신호를 수신하는 용접 품질 측정신호 수신부와, 상기 용접 품질 측정신호 수신부를 통해 수신한 상기 품질 측정신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터와, 상기 샘플링된 디지털 신호를 처리하여 용접 품질신호를 생성하는 디지털신호 처리부와, 생성된 용접 품질신호와 기설정된 용접 기준신호를 비교하여, 상기 용접 부위에 대한 용접 품질의 불량 여부를 포함하는 용접 품질정보를 생성하는 용접 품질 판정부와, 외부의 용접 관리 서버와 통신 가능한 유/무선 통신 모듈을 포함하고, 상기 생성된 용접 품질정보를 상기 용접 관리 서버에 실시간 제공하는 통신부와, 터치 가능한 디스플레이 패널을 포함하고, 상기 용접 품질 판정부에서 생성된 용접 품질정보를 표시하는 용접 품질 표시부 및 외부 인터페이스와 연결 가능하고, 상기 외부 인터페이스로부터 피용접재 정보 및 상기 용접 기준신호가 포함된 용접 환경정보를 포함하는 용접 정보를 상기 외부 인터페이스로부터 제공받는 데이터 입출력부를 포함한다.

Description

용접 품질 측정장치 및 측정방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING QUALITY OF WELDING}
본 발명은 용접 품질 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접 시 다수의 센서를 통해 각각 측정되는 측정값을 이용하여 용접 결과의 품질을 측정할 수 있는 용접 품질 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 용접(welding)은 2개의 금속을 용융 상태에서 접합 또는 반용융 상태나 상온에서 압력을 가하여 접합하는 것을 나타내며, 가열온도, 가열방법, 가열방식 및 이음부 형상에 따라 여러가지 용접방법으로 구분될 수 있다.
다양한 용접방법 중 스폿 용접(spot welding)은 판의 점접합을 행하는 것으로, 두 전극간에 2매의 판을 배치시키고 가압하면서 통전하면 저항열로 용융 상태가 되어 가압부분을 융합시킴으로써 용접을 행할 수 있다.
상기와 같은 스폿 용접은 기계적인 장치와 전기적인 장치가 결합되어 용접에 필요한 전류(welding current), 용접 가압력(welding force), 및 용접 시간(welding time)을 적절히 조절함으로써 금속판재를 안정적으로 접합할 수 있는 특징이 있다.
또한, 아크용접(arc welding 또는 electric arc welding)은 이중 모재의 접합부위를 용융상태로 가열하여 접합하거나 용융체를 주입하여 융착시키는 용접방법 중에서 가장 널리 사용되고 있다.
아크의 열로 행하는 용접으로 교류를 사용하는 경우는 교류 아크 용접, 직류를 사용하는 경우는 직류 아크 용접, 자동화의 정도에 따라서 수동 용접, 반자동 아크 용접, 자동 아크 용접이 있다.
아크용접은 모재와 토치의 사이에 전류를 인가하여 아크를 발생시키고 이때 발생하는 열을 이용하여 접합부위를 용융시켜 접합하는 것으로, 자동차, 조선, 건설산업에 널리 사용되고 있다.
한편, 최근의 산업현장에서는 다양한 종류의 산업용 로봇이 사용되고 있다. 특히, 이들 중에는 철판 등의 각종 재료를 용접하는 용접용 로봇으로 구성되는 용접 시스템의 사용이 증가하고 있는 실정이다.
이러한, 용접 시스템은 용접 로봇의 움직임을 제어하여 용접기의 전극을 금속 판재의 용접 위치로 이동시킨 후, 용접기를 제어함으로써 전극으로 용접 위치를 가압하 상태에서 설정된 시간동안 용접 전류를 통전시킨다.
그러나, 용접 시 용접 시스템을 정확하게 설정한 경우에도 로봇의 움직임 오차, 피용접재(금속판재)의 설계오차, 피용접재의 조립라인 상의 위치 오차, 전극의 정열 오차 등의 요인으로 인해 용접의 정밀도가 떨어질 수 있다.
또한, 용접기의 용접 전류, 용접 전압, 용접 저항, 용접 시간, 가압력, 전극 온도 등의 용접 조건에 따라 용접 품질이 좌우되고, 용접 불량으로 인한 제품 불량이 발생되어 이를 모니터링해야 할 필요성이 있다.
종래에는 별도의 감시 장치가 없어 일부 생산품을 직접 수작업으로 검사하는 것으로 품질 관리가 진행됨으로써 작업자 및 검사자에 따라 서로 다른 기준으로 균일한 품질이 제공되지 못한다는 단점이 있다.
이러한, 단점을 극복하기 위해, 스팟 용접의 2차측 전류를 측정하여 사안치를 관리하여, 용접 상태를 감시할 수 있는 스포트 용접기의 용접에 대한 최적 조건 자동 감시장치(등록특허 제10-0760513호)가 제안되었다.
즉, 2차측의 전류를 감지하여 스팟 용접의 품질을 감지할 수 있는 특징이 있다.
그러나, 상기와 같은 종래기술은 측정된 전류값으로 용접의 품질을 판별할 수 있을 뿐 다양한 환경변화에 따른 용접 불량을 감지하는데 어려움이 있다. 예를 들어, 가압력이 불안정한 경우 스패터(spatter)를 포함한 용접불량이 발생될 수 있으나, 이러한 다양한 환경에서 발생되는 용접불량을 감지할 수 없다는 단점이 있다.
등록특허 제10-0760513호(2007.09.14.) 공개특허 제10-2013-0138574(2013.12.19.)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 용접 시 다수의 센서를 통해 각각 측정되는 측정값을 이용하여 용접의 품질을 분석함으로써 다양한 환경에서 용접 불량을 감지할 수 있어, 용접 시 발생되는 용접 불량을 보다 정확하고 빠르게 모니터링할 수 있는 용접 품질 측정장치의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 용접 결과의 품질 측정 시 불량이 발생하는 경우, 용접 불량이 발생한 위치를 확인하고, 이를 위치 정보를 제공함으로써 보다 정확하게 용접 품질을 모니터링할 수 있는 용접 품질 측정장치의 제공을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 품질 측정장치는 용접 시 피용접재 상의 용접부위에 대한 상태를 측정하여 품질 측정신호를 생성하는 용접 품질 측정부로부터 상기 품질 측정신호를 수신하는 용접 품질 측정신호 수신부와, 상기 용접 품질 측정신호 수신부를 통해 수신한 상기 품질 측정신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터와, 상기 샘플링된 디지털 신호를 처리하여 용접 품질신호를 생성하는 디지털신호 처리부와, 생성된 용접 품질신호와 기설정된 용접 기준신호를 비교하여, 상기 용접 부위에 대한 용접 품질의 불량 여부를 포함하는 용접 품질정보를 생성하는 용접 품질 판정부와, 외부의 용접 관리 서버와 통신 가능한 유/무선 통신 모듈을 포함하고, 상기 생성된 용접 품질정보를 상기 용접 관리 서버에 실시간 제공하는 통신부와, 터치 가능한 디스플레이 패널을 포함하고, 상기 용접 품질 판정부에서 생성된 용접 품질정보를 표시하는 용접 품질 표시부 및 외부 인터페이스와 연결 가능하고, 상기 외부 인터페이스로부터 피용접재 정보 및 상기 용접 기준신호가 포함된 용접 환경정보를 포함하는 용접 정보를 상기 외부 인터페이스로부터 제공받는 데이터 입출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 용접 품질 측정장치에서 상기 용접 품질 측정부는 상기 용접부위에 대한 상태를 측정하는 적어도 하나의 측정 센서를 포함하고, 상기 용접 품질 측정신호 수신부는 상기 측정 센서와 각각 전기적으로 연결되어 용접 시 상기 측정 센서를 통해 생성되는 용접 품질 측정신호를 각각 수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 용접 품질 측정장치는, 상기 용접 부위의 측정값을 측정하는 측정 센서가 전류값을 측정하는 전류 센서, 전압값을 측정하는 전압 센서, 변위량을 측정하는 변위 센서, 온도 변화를 측정하는 온도 센서 및 상기 피용접재에 대한 가압력을 측정하는 압력 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 용접 품질 측정장치는, 상기 전류 센서가 트로이달 코일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 디지털신호 처리부는 상기 A/D 컨버터에서 변환된 상기 디지털신호를 수신하는 디지털신호 입력모듈과, 상기 수신한 디지털신호로부터 용접 타입 및 상기 측정 센서의 종류를 분석하는 용접신호 분석모듈과, 상기 용접신호 분석모듈로부터 분석한 분석값에 근거하여 상기 디지털신호에 포함되는 노이즈 및 편차를 보정하여 상기 용접 품질신호를 출력하는 바이어스 보정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 용접 품질 측정장치는 상기 용접 품질 판정부에서 상기 용접 품질 신호를 분석한 후 용접 품질의 불량을 판정하는 경우, 상기 용접 품질 판정부는 상기 용접신호 분석모듈의 분석값으로부터 측정센서의 종류를 확인하고, 확인된 측정센서의 종류 및 분석값의 정보를 상기 용접 품질 표시부를 통해 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 용접 품질 측정장치에서 상기 용접 품질 신호는 상기 용접 부위에 대한 위치 정보를 포함하고, 상기 용접 품질 판정부를 통해 용접 부위에 대한 용접 품질이 불량이 판정되는 경우, 상기 용접 품질 판정부는 상기 위치 정보와 용접 품질정보를 상기 용접 품질 표시부를 통해 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 용접 품질 측정장치를 이용한 용접 품질 측정방법은, 용접 품질 측정신호 수신부가 용접 시 피용접재 상의 용접부위에 대한 용접 상태를 측정하는 적어도 하나의 측정 센서로 이루어지는 용접 품질 측정부로부터 용접 품질 측정신호를 수신하는 단계와, A/D 컨버터가 수신한 상기 품질 측정신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 단계와, 디지털신호 처리부가 변환된 디지털신호를 처리하여 용접 품질신호를 생성하는 단계와, 용접 품질 판정부가 기설정된 용접 기준신호와 상기 용접 품질신호를 비교하여, 상기 용접 부위에 대한 용접 품질의 불량 여부를 포함하는 용접 품질정보를 생성하는 단계 및 터치 가능한 디스플레이 패널을 포함하는 용접 품질 표시부가 상기 용접 품질 판정부에서 생성된 용접 품질정보를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 용접 품질 측정방법은 상기 용접 품질 측정신호를 수신하는 단계에서, 상기 용접부위의 측정값을 측정하는 측정 센서가 전류값을 측정하는 전류 센서, 전압값을 측정하는 전압 센서, 변위량을 측정하는 변위 센서, 온도 변화를 측정하는 온도 센서 및 상기 피용접재에 대한 가압력을 측정하는 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 용접 품질 측정방법에서, 상기 용접 품질신호를 생성하는 단계는 상기 A/D 컨버터에서 변환된 상기 디지털신호를 수신하고, 상기 수신한 디지털신호로부터 용접 타입 및 상기 측정 센서의 종류를 분석하는 공정 및 상기 분석공정으로 통해 상기 용접 타입 및 상기 측정 센서의 종류를 분석한 분석값에 근거하여 상기 디지털신호에 포함되는 노이즈 및 편차를 보정하여 상기 용접 품질신호를 생성 및 출력하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 용접 품질 측정방법은 상기 용접 품질정보를 생성하는 단계에서, 상기 용접 품질정보는 상기 용접 부위에 대한 위치정보를 포함하고, 상기 용접 품질 판정부를 통해 용접 부위에 대한 용접 품질이 불량이 판정되는 경우, 상기 용접 품질 판정부는 상기 위치 정보와 용접 품질정보를 상기 용접 품질 표시부를 통해 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 용접 품질 측정장치에 따르면, 용접 시 다수의 센서를 통해 각각 측정되는 측정값을 이용하여 실시간으로 용접의 품질을 분석함으로써 다양한 환경에서 용접 불량을 감지할 수 있어, 용접 시 발생되는 용접 불량을 보다 정확하고 빠르게 모니터링할 수 있으며, 용접 불량으로 인한 제품의 불량률을 감소시킬 수 이는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 용접 품질 측정장치는 용접 시 불량이 발생하는 경우, 용접 불량이 발생한 위치를 확인하고, 불량 위치 정보를 실시간 제공함으로써 보다 정확한 용접 품질의 모니터링을 수행할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접 품질 측정장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 용접 품질 측정장치를 구성하는 디지털 신호 처리부의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 용접 품질 측정장치를 이용한 용접 품질 측정방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 용접 품질정보를 생성하는 단계를 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접 품질 측정장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이고, 도 2는 용접 품질 측정부의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 용접 품질 측정장치(10)는 용접 품질 측정신호 수신부(100), A/D 컨버터(200), 디지털신호 처리부(300), 용접 품질 판정부(400), 통신부(500), 용접 품질 표시부(600) 및 데이터 입출력부(700)를 포함하여 구성될 수 있다.
용접 품질 측정신호 수신부(100)는 용접 시 피용접재(도시하지 않음) 상의 용접부위에 대한 상태를 측정하여 품질 측정신호를 생성하는 용접 품질 측정부(20)와 연결되고, 이 용접 품질 측정부(20)에서 실시간 측정되는 품질 측정신호를 수신할 수 있다.
구체적으로 도시하지는 않았지만, 용접 품질 측정부(20)는 용접부위에 대한 상태를 측정하는 다수의 측정 센서로 구성된다. 이때 측정 센서는 전류값을 측정하는 트로이달 코일 형태의 전류 센서, 전압값을 측정하는 전압 센서, 변위량을 측정하는 변위 센서, 온도 변화를 측정하는 온도 센서 및 상기 피용접재에 대한 가압력을 측정하는 압력 센서 등 다양한 측정 센서로 구성될 수 있다.
따라서, 용접 품질 측정신호 수신부(100)는 각각의 측정 센서와 전기적으로 연결되어 용접 시 각 측정 센서를 통해 생성되는 용접 품질 측정신호를 실시간으로 각각 수신할 수 있다.
예를 들어, 용접 품질 측정신호는 스폿 용접인 경우에는 용접 전류, 통전 시간, 압력, 온도 및 변위 등의 데이터일 수 있으며, 아크 용접일 경우 용접 전류, 용접 전압, 유량 및 와이어 잔량 등의 측정 데이터를 포함할 수 있다.
A/D 컨버터(200)는 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 것으로, 용접 품질 측정신호 수신부(100)를 통해 수신한 품질 측정신호를 샘플링하여 디지털신호로 변환하고, 디지털신호 처리부(300)는 샘플링된 디지털 신호를 처리하여 용접 품질신호를 생성한다.
디지털신호 처리부(300)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 디지털신호 입력모듈(310), 용접신호 분석모듈(320) 및 바이어스 보정모듈(330)을 포함하여 구성될 수 잇다.
디지털신호 입력모듈(310)에서는 수신된 각각의 용접 품질 측정신호에 대해 A/D 컨버터(200)에서 변환된 디지털신호를 수신하고, 용접신호 분석모듈(320)에서는 수신한 디지털신호로부터 예를 들어 아크용접 또는 스폿 용접 등의 용접 타입과 용접 상태를 측정하는 측정 센서의 종류를 분석하는 등의 용접 환경이나 상태를 분석하고, 이에 대한 정보로서 분석값을 생성한다.
바이어스 보정모듈(330)에서는 용접신호 분석모듈(320)을 통해 분석한 분석값에 근거하여, 각 환경의 조건 등에 따른 기준으로 디지털신호에 포함되는 노이즈 및 편차 등을 실시간 보정함으로써 정확한 용접 품질신호를 생성해서 출력할 수 있다.
용접 품질 판정부(400)는 디지털신호 처리부(300)를 통해 생성된 용접 품질신호와 기설정된 용접 기준신호를 비교하고, 용접 부위에 대한 용접 품질의 불량 여부를 포함하는 용접 품질정보를 생성한다.
예를 들어, 용접 품질 판정부(400)는 용접 기준신호의 일정범위 내에 용접 품질신호가 있으면 정상으로 판정하고, 일정범위를 벗어나면 불량으로 판정하여 용접 품질정보를 생성할 수 있다.
용접 품질 판정부(400)에서는 용접 부위에 대한 용접 품질의 불량 여부를 판정하는 경우, 용접 타입 및 측정 센서의 종류에 따라 용접 기준신호를 적용하여 용접 품질의 불량 여부를 판정할 수 있다. 또한, 용접 품질 판정부(400)에서 생성되는 용접 품질정보에는 용접 부위에 대한 위치 정보가 포함된다.
용접 품질 표시부(500)는 용접 품질 판정부(400)에서 생성되는 용접 품질정보를 실시간 또는 일정시간 간격으로 표시할 수 있다.
또한, 용접 품질 판정부(400)가 용접 품질신호의 분석을 통해 용접 품질을 불량으로 판정하는 경우, 용접 품질 판정부(400)는 용접 부위를 측정한 측정 센서의 종류를 확인하고, 확인된 측정 센서의 종류 및 분석값의 정보를 알람 또는 경보 형태로 용접 품질 표시부를 통해 출력하도록 제어할 수 있다.
이와 더불어, 용접 품질 판정부(400)에서는 용접 품질이 불량으로 판정된 용접 부위에 대한 위치 정보와 불량으로 판정된 용접 품질정보를 용접 품질 표시부(500)를 통해 동일한 방식으로 출력하도록 제어할 수 있다.
또한, 용접 품질 표시부(500)는 터치 가능한 디스플레이 패널(도시하지 않음)을 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널을 통해 선택적으로 입력되는 정보요청에 의해 각 측정 센서의 실시간 측정값 등 다양한 출력모드로 요청정보를 용접 품질 표시부(500)를 통해 제공받을 수 있다.
통신부(600)는 외부의 용접 관리 서버(30)와 통신 가능하도록 유/무선 통신 모듈을 포함하고, 용접 품질 판정부(400)에서 생성되는 용접 품질정보를 용접 관리 서버(30)에 실시간 제공할 수 있다. 또한, 통신부(600)는 용접 관리 서버(30) 외에 용접 품질 측정장치(10)에서 발생되는 이벤트로서 용접 품질정보를 등록된 사용자 또는 관리자 단말에 제공할 수도 있다.
외부 인터페이스(40)와 연결 가능한 I/O 포트를 구비하는 데이터 입출력부(700)는 외부 인터페이스(40)로부터 피용접재 정보 및 용접 기준신호가 포함된 용접 환경정보를 포함하는 용접 정보를 제공받을 수 있다. 이때, 데이터 입출력부(700)와 연결되는 외부 인터페이스(40)는 용접 로봇, 용접기 또는 PLC(Programable Logic Control) 등의 컨트롤러를 포함할 수 있다.,
아울러, 본 발명에 따른 용접 품질 측정장치(10)는 구체적으로 도시하지는 않았지만 용접 시 발생하는 자기장 등의 영향을 최소화하기 위하여 철재 케이스 등에 구비되도록 구성될 수 있다.
도 3은, 본 발명에 따른 용접 품질 측정장치를 이용한 용접 품질 측정방법을 나타내는 흐름도이며, 도 4는 본 발명에 따른 용접 품질정보를 생성하는 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 용접 품질 측정방법은 먼저, 용접 품질 측정신호 수신부(100)가 피용접재(도시하지 않음) 상에 배치되는 용접 품질 측정부(20)로부터 용접 품질 측정신호를 수신한다(S10).
이때, 용접 품질 측정부(20)는 구체적으로 도시하지는 않았지만, 용접 시 피용접재 상의 용접부위에 대한 용접 상태를 측정하도록 적어도 하나 이상의 측정 센서, 예를 들어 전류값을 측정하는 전류 센서, 전압값을 측정하는 전압 센서, 변위량을 측정하는 변위 센서, 온도 변화를 측정하는 온도 센서 및 상기 피용접재에 대한 가압력을 측정하는 압력 센서 등으로 이루어질 수 있다.
이후, A/D 컨버터(200)에서는 수신한 품질 측정신호를 샘플링처리하여 디지털 신호로 변환하고(S20), 디지털신호 처리부(300)가 변환된 디지털신호를 처리하여 용접 품질신호를 생성한다(S30).
이때, 디지털신호 처리부(300)를 통해 생성되는 용접 품질신호는 도 3에 나타낸 바와 같이, 디지털신호 입력모듈(310)을 통해 A/D 컨버터(200)에서 변환된 디지털신호를 수신하면(S31), 용접신호 분석모듈(320)에서 디지털신호로부터 용접 타입 및 상기 측정 센서의 종류를 분석한다(S32).
그리고, 바이어스 보정모듈(330)은 분석공정(S32)을 통해 용접 타입 및 측정 센서의 종류를 분석한 분석값에 근거하여 디지털신호에 포함되는 노이즈 및 편차 등을 보정함으로써 용접 품질신호를 생성 및 출력할 수 있다(S33).
다음에, 용접 품질 판정부(400)는 기설정된 용접 기준신호와 용접 품질신호를 비교하여 용접 부위에 대한 용접 품질의 불량 여부를 포함하는 용접 품질정보를 생성한다(S40).
단계(S40)에서 생성된 용접 품질정보는 용접 품질 표시부(500)를 통해 실시간 또는 일정시간 간격으로 표시됨으로써(S50), 용접 시 용접 품질에 대한 정보를 사용자에 제공할 수 있는 특징이 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 용접 시 다수의 센서를 통해 각각 측정되는 측정값을 이용하여 용접의 품질을 분석함으로써 다양한 환경에서 용접 불량을 감지할 수 있어, 용접 시 발생되는 용접 불량을 보다 정확하고 빠르게 모니터링할 수 있는 특징이 있다.
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 용접 품질 측정장치
100 : 용접 품질 측정신호 수신부 200 : A/D 컨버터
300 : 디지털신호 처리부 310 : 디지털신호 입력모듈
320 : 용접신호 분석모듈 330 : 바이어스 보정모듈
400 : 용접 품질 판정부 500 : 용접 품질 표시부
600 : 통신부 700 : 데이터 입출력부

Claims (11)

  1. 용접 시 피용접재 상의 용접부위에 대한 상태를 측정하여 품질 측정신호를 생성하는 용접 품질 측정부로부터 상기 품질 측정신호를 수신하는 용접 품질 측정신호 수신부;
    상기 용접 품질 측정신호 수신부를 통해 수신한 상기 품질 측정신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터;
    상기 샘플링된 디지털 신호를 처리하여 용접 품질신호를 생성하는 디지털신호 처리부;
    생성된 용접 품질신호와 기설정된 용접 기준신호를 비교하여, 상기 용접 부위에 대한 용접 품질의 불량 여부를 포함하는 용접 품질정보를 생성하는 용접 품질 판정부;
    외부의 용접 관리 서버와 통신 가능한 유/무선 통신 모듈을 포함하고, 상기 생성된 용접 품질정보를 상기 용접 관리 서버에 실시간 제공하는 통신부;
    터치 가능한 디스플레이 패널을 포함하고, 상기 용접 품질 판정부에서 생성된 용접 품질정보를 표시하는 용접 품질 표시부; 및
    외부 인터페이스와 연결 가능하고, 상기 외부 인터페이스로부터 피용접재 정보, 용접 환경을 포함하는 용접 정보를 데이터 입출력부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용접 품질 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접 품질 측정부는 상기 용접부위에 대한 상태를 측정하는 적어도 하나의 측정 센서를 포함하고,
    상기 용접 품질 측정신호 수신부는 상기 측정 센서와 각각 전기적으로 연결되어 용접 시 상기 측정 센서를 통해 생성되는 용접 품질 측정신호를 각각 수신하는 것을 특징으로 하는 용접 품질 측정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 용접 부위의 측정값을 측정하는 측정 센서는 전류값을 측정하는 전류 센서, 전압값을 측정하는 전압 센서, 변위량을 측정하는 변위 센서, 온도 변화를 측정하는 온도 센서 및 상기 피용접재에 대한 가압력을 측정하는 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 품질 측정장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전류 센서는 트로이달 코일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용접 품질 측정장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 디지털신호 처리부는,
    상기 A/D 컨버터에서 변환된 상기 디지털신호를 수신하는 디지털신호 입력모듈;
    상기 수신한 디지털신호로부터 용접 타입 및 상기 측정 센서의 종류를 분석하는 용접신호 분석모듈;
    상기 용접신호 분석모듈로부터 분석한 분석값에 근거하여 상기 디지털신호에 포함되는 노이즈 및 편차를 보정하여 상기 용접 품질신호를 출력하는 바이어스 보정모듈;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용접 품질 측정장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 용접 품질 판정부에서 상기 용접 품질신호를 분석한 후 용접 품질의 불량을 판정하는 경우,
    상기 용접 품질 판정부는 상기 용접신호 분석모듈의 분석값으로부터 측정센서의 종류를 확인하고, 확인된 측정센서의 종류 및 분석값의 정보를 상기 용접 품질 표시부를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 용접 품질 측정장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접 품질정보는 상기 용접 부위에 대한 위치 정보를 포함하고,
    상기 용접 품질 판정부를 통해 용접 부위에 대한 용접 품질이 불량이 판정되는 경우, 상기 용접 품질 판정부는 상기 위치 정보와 용접 품질정보를 상기 용접 품질 표시부를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 용접 품질 측정장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 용접 품질 측정장치를 이용한 용접 품질 측정방법에 있어서,
    용접 품질 측정신호 수신부가 용접 시 피용접재 상의 용접부위에 대한 용접 상태를 측정하는 적어도 하나의 측정 센서로 이루어지는 용접 품질 측정부로부터 용접 품질 측정신호를 수신하는 단계;
    A/D 컨버터가 수신한 상기 품질 측정신호를 샘플링하여 디지털신호로 변환하는 단계;
    디지털신호 처리부가 변환된 디지털신호를 처리하여 용접 품질신호를 생성하는 단계;
    용접 품질 판정부가 기설정된 용접 기준신호와 상기 용접 품질신호를 비교하여, 상기 용접 부위에 대한 용접 품질의 불량 여부를 포함하는 용접 품질정보를 생성하는 단계; 및
    터치 가능한 디스플레이 패널을 포함하는 용접 품질 표시부가 상기 용접 품질 판정부에서 생성된 용접 품질정보를 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 품질 측정방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 용접 품질 측정신호를 수신하는 단계에서,
    상기 용접부위의 측정값을 측정하는 측정 센서는 전류값을 측정하는 전류 센서, 전압값을 측정하는 전압 센서, 변위량을 측정하는 변위 센서, 온도 변화를 측정하는 온도 센서 및 상기 피용접재에 대한 가압력을 측정하는 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 품질 측정방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 용접 품질신호를 생성하는 단계는,
    상기 A/D 컨버터에서 변환된 상기 디지털신호를 수신하고, 상기 수신한 디지털신호로부터 용접 타입 및 상기 측정 센서의 종류를 분석하는 공정; 및
    상기 분석공정으로 통해 상기 용접 타입 및 상기 측정 센서의 종류를 분석한 분석값에 근거하여 상기 디지털신호에 포함되는 노이즈 및 편차를 보정하여 상기 용접 품질신호를 생성 및 출력하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 품질 측정방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 용접 품질정보를 생성하는 단계에서,
    상기 용접 품질정보는 상기 용접 부위에 대한 위치정보를 포함하고,
    상기 용접 품질 판정부를 통해 용접 부위에 대한 용접 품질이 불량이 판정되는 경우, 상기 용접 품질 판정부는 상기 위치 정보와 용접 품질정보를 상기 용접 품질 표시부를 통해 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 용접 품질 측정방법.
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