KR102027836B1 - 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

용접 난이도 기반 용접 보조 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 장치에 적용되는 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템은, 상기 용접 장치의 토치의 움직임을 측정한 센서 데이터를 전송하는 센서부; 숙련된 용접사의 용접 작업에 의해 생성된 상기 센서 데이터를 용접 난이도 별로 구분하여 매칭시키는 제어부; 및 용접 난이도 별로 구분하여 매칭된 상기 센서 데이터를 용접 기본 움직임 정보로 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.

Description

용접 난이도 기반 용접 보조 시스템 및 방법{Welding difficulty based welding assist system and method}

본 발명은 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템 및 방법에 관한 것이다.

선박 건조 시에 블록 간의 조립 등을 위해서는 용접이 필수적이다. 이 때 용접 위치, 용접 대상, 용접 조건 등에 따라 용접 난이도가 달라지게 된다.

작업 일정을 맞추고 용접 불량을 낮추며 비용 절감을 위해서는 용접 난이도 별로 적합한 기량의 용접사를 배원하는 것이 중요하다.

대부분의 용접사는 난이도가 높은 용접 업무에 대해서는 꺼리는 경향이 있으며, 미숙한 용접사의 경우에는 사고 위험도 높아 용접사의 기량과 용접 난이도를 정확하게 파악하는 것은 매우 중요하다.

하지만, 용접사의 기량과 용접 난이도를 객관적으로 측정하기 어렵고, 잘못된 측정은 용접 불량과 임금에 관련되어 있어 민감한 사안이다.

한국공개특허 10-2016-0113943호 (2016.10.04 공개) - 선박 용접물량의 자동 산출 방법

본 발명은 센서가 부착된 용접기 손잡이를 통해 용접 자세에 따른 용접기 움직임 정보를 획득하여 용접 난이도 별로 데이터베이스화함으로써 용접 난이도를 결정하고 작업자 숙련도 평가에 활용 가능한 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 데이터베이스화된 용접 움직임 정보로부터 생성된 용접 가이드 정보에 기반한 햅틱 반응을 발생시켜 작업자가 우수한 품질의 용접 결과를 획득할 수 있도록 보조하는 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 용접 장치에 적용되는 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템으로서, 상기 용접 장치의 토치의 움직임을 측정한 센서 데이터를 전송하는 센서부; 숙련된 용접사의 용접 작업에 의해 생성된 상기 센서 데이터를 용접 난이도 별로 구분하여 매칭시키는 제어부; 및 용접 난이도 별로 구분하여 매칭된 상기 센서 데이터를 용접 기본 움직임 정보로 저장하는 저장부를 포함하는 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템이 제공된다.

상기 센서부는, 상기 토치의 자세를 측정하는 자이로 센서와; 상기 토치의 속도를 측정하는 가속도 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

미지의 용접 지점에 대한 용접 작업 시 상기 센서부에서 측정한 신규의 센서 데이터를 상기 저장부에 기 저장된 용접 기본 움직임 정보와 비교하여 가장 유사한 용접 기본 움직임 정보를 검색하고, 검색 결과에 상응하여 매칭된 용접 난이도를 상기 미지의 용접 지점의 용접 난이도로 결정하는 용접 난이도 결정부를 더 포함할 수 있다.

평가 대상 작업자에 의한 임의의 용접 지점에 대한 용접 작업 시 상기 센서부에서 측정한 신규의 센서 데이터를 상기 저장부에 기 저장된 상기 용접 지점에 상응하는 용접 난이도에 매칭된 상기 용접 기본 움직임 정보와 비교하여 유사도를 산출하고, 유사 수준에 따라 상기 평가 대상 작업자의 숙련도를 평가하는 작업자 순력도 평가부를 더 포함할 수 있다.

상기 저장부에 저장된 용접 기본 움직임 정보에 기초하여 용접 가이드 정보를 생성하는 가이드 정보 생성부; 및 상기 토치에 설치되며, 상기 센서부에서 측정한 신규의 센서 데이터가 상기 용접 가이드 정보로부터 미리 정해진 오차 범위를 벗어난 경우 지정된 햅틱 반응을 발생시키는 햅틱 반응부를 더 포함할 수 있다.

상기 햅틱 반응부는 자세 오차가 발생한 경우와 속도 오차가 발생한 경우 상이한 진동을 발생시키는 진동 발생 장치일 수 있다.

한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 용접 장치에 적용되는 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템에서 수행되는 용접 보조 방법으로서, 토치에 탑재된 센서부를 통해 상기 토치의 움직임에 관한 센서 데이터를 생성하여 전송하는 단계; 상기 센서 데이터를 용접 난이도 별로 구분하여 매칭시키는 단계; 용접 난이도 별로 구분하여 매칭된 상기 센서 데이터를 용접 기본 움직임 정보로 저장하는 단계를 포함하는 용접 난이도 기반 용접 보조 방법이 제공된다.

미지의 용접 지점에 대한 용접 작업을 수행하는 단계; 상기 센서부에서 측정한 신규의 센서 데이터를 상기 저장부에 기 저장된 용접 기본 움직임 정보와 비교하여 가장 유사한 용접 기본 움직임 정보를 검색하는 단계; 및 검색 결과에 상응하여 매칭된 용접 난이도를 상기 미지의 용접 지점의 용접 난이도로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

평가 대상 작업자에 의한 임의의 용접 지점에 대한 용접 작업 시 상기 센서부에서 측정한 신규의 센서 데이터를 상기 저장부에 기 저장된 상기 용접 지점에 상응하는 용접 난이도에 매칭된 상기 용접 기본 움직임 정보와 비교하여 유사도를 산출하는 단계; 및 유사 수준에 따라 상기 평가 대상 작업자의 숙련도를 평가하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 저장부에 저장된 용접 기본 움직임 정보에 기초하여 용접 가이드 정보를 생성하는 단계; 및 상기 센서부에서 측정한 신규의 센서 데이터가 상기 용접 가이드 정보로부터 미리 정해진 오차 범위를 벗어난 경우 지정된 햅틱 반응을 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 센서가 부착된 용접기 손잡이를 통해 용접 자세에 따른 용접기 움직임 정보를 획득하여 용접 난이도 별로 데이터베이스화함으로써 용접 난이도를 결정하고 작업자 숙련도 평가에 활용 가능한 효과가 있다.

또한, 데이터베이스화된 용접 움직임 정보로부터 생성된 용접 가이드 정보에 기반한 햅틱 반응을 발생시켜 작업자가 우수한 품질의 용접 결과를 획득할 수 있도록 보조하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템이 적용되는 용접 장치의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토치의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템의 개략적인 구성 블록도,
도 4는 배관 용접 자세의 예시도,
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 난이도 기반 용접 보조 방법의 순서도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템이 적용되는 용접 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 토치의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템의 개략적인 구성 블록도이고, 도 4는 배관 용접 자세의 예시도이며, 도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 난이도 기반 용접 보조 방법의 순서도이다.

도 1 내지 도 2에는 용접 장치(10), 용접기(12), 토치(14), 냉각수 공급부(16), 가스 공급부(18), 모재(20), 용가재(22), 토치 바디(30), 노즐(44), 콜렛 바디(40), 콜렛 척(42), 전극봉(46), 토치 캡(48)이 도시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템(100)은 용접 장치(10)에 적용되며, 토치에 탑재된 센서를 이용하여 용접 난이도에 따른 용접 자세에 관한 용접 수행 데이터를 수집하고, 이에 기초하여 용접 가이드 정보를 생성하여 제공하며, 용접 작업 시 용접 가이드 정보에 기반하여 작업자에게 햅틱 반응을 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템(100)은 도 1에 도시된 것과 같은 용접 장치(10)에 적용될 수 있다.

여기서, 용접 장치(10)는 아크 방전에 의한 아크의 발열을 이용하여 용접을 수행하는 아크 용접기(arc welder)일 수 있다. 전극봉과 모재(20) 사이에 아크를 발생시켜 모재(20)의 일부를 녹이고 동시에 용가재(22)도 선단으로부터 녹아 떨어져 모재(20)와 융합되어 용접이 이루어진다.

용접 장치(10)는 용접기(12)와 토치(14)를 포함한다.

용접기(12)는 용접전류를 제공하는 장치로, 직류(DC) 타입 혹은 교류(AC) 타입일 수 있다.

용접전원이 직류인 직류 아크 용접기로는 전동발전형, 엔진구동형, 정류기형 등이 있을 수 있다. 전동발전형은 3상 유도전동기에서 특수한 구조의 용접용 직류발전기를 회전시키는 것이다. 엔진구동형은 전원설비가 없는 장소나 이동공사에 사용되는 것이며, 용접용 직류발전기와 가솔린 또는 디젤엔진을 직결 구동 또는 벨트 구동으로 한 것이다. 정류기형은 셀렌 정류기에 의해 3상 교류를 직류로 전환하는 방식의 것이며, 회전부가 없기 때문에 취급, 보수가 용이하며 소음이 적다.

직류 용접기의 극성으로는 (+)극과 (-)극이 있다. 모재(20)를 (+)극에 접속하고, 용접봉 쪽을 (-)극에 접속한 경우를 정극성(正極性)이라 하며, 접속을 그 반대로 했을 경우를 역극성(逆極性)이라 한다. 정극성의 경우에는 모재에 용입이 깊고, 역극성의 경우에는 얕다.

용접전원인 교류인 교류 아크 용접기는 무부하전압이 높다. 직류 아크 용접기와 마찬가지로 두 전극 중 한 전극이 모재(20)에 접속하고 다른 한 전극이 용접봉 쪽에 접속하는 구조를 갖는다.

토치(14)는 용접기(12)로부터 전원케이블이 연결되어 있어 용접봉에 아크 발생용 전류를 공급한다. 아크 발생용 전류에 의해 용접봉과 모재(20) 사이에 아크가 발생하여 용접이 이루어지게 된다.

또한, 토치(14)에는 냉각수 공급부(16)로부터의 냉각수 호스가 연결되어 있어 냉각수가 공급될 수 있다. 냉각수는 아크 용접 시 발생되는 열에 의해 가열된 용용부를 신속히 냉각시켜 용접품질을 향상시키기 위해 사용될 수 있다.

토치(14)에는 가스 공급부(18)로부터의 가스 호스가 연결되어 있어 불활성 가스가 공급될 수 있다. 불활성 가스는 아크 용접에서 용융부의 산화를 방지하기 위한 분위기를 만들어주며, 용접 아크를 안정시키게 된다.

도 2를 참조하면, 토치(14)는 토치 바디(30), 노즐(44), 전극봉(46), 콜렛 바디(40), 콜렛 척(42), 토치 캡(48)을 포함한다.

여기서, 토치(14)는 TIG(Tungsten Inert Gas) 용접용 토치일 수 있다. 이 경우 전극봉(46)은 텅스텐 전극봉일 수 있다.

토치 바디(30)는 T형으로 형성되며, 손잡이(34) 후단부에 전원케이블, 냉각수 호스, 가스 호스가 연결된다. 손잡이 부분은 손으로 파지 가능한 부분이며, 전단에는 나사 구멍을 가지는 헤드(32)가 마련된다.

헤드(32)의 나사 구멍에는 가스분출공이 형성된 콜렛 바디(40)가 결합되고, 콜렛 바디(40)에는 노즐(44)이 결합된다.

콜렛 바디(40)의 내측으로는 토치 바디(30)의 후방에서 삽입된 니플이 나사 결합되는 토치 캡(48)에 의해 가압되는 콜렛()을 내장하여, 노즐(44)의 중심을 통해 전방으로 노출되는 텅스텐 전극봉(46)을 고정할 수 있게 구성된다.

토치 바디(30)에는 기계식 댐퍼(미도시)가 적용되어 손떨림을 방지할 수 있다.

이러한 토치(14)를 이용한 용접 작업의 경우 일정한 전압/전류로 용접 작업을 수행해야만 좋은 품질의 용접 결과를 얻을 수 있다. 이를 위해서는 용접 위치와 전극봉(46) 사이가 일정한 간격을 유지하고 일정한 속도로 이동하는 등의 용접 조건을 만족할 필요가 있다.

본 실시예에서는 이러한 토치(14), 특히 토치 바디(30)에 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템(100)을 적용시킴으로써 용접 난이도에 따른 용접 자세에 관한 데이터(용접 움직임 데이터)를 수집하고, 이에 기초하여 용접 난이도를 결정하거나 작업자 숙련도를 평가하거나 용접 가이드 정보에 따른 햅틱 반응을 발생시켜 작업자가 용접 조건을 충족시키도록 용접 작업을 보조할 수 있게 된다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템(100)은 센서부(110), 저장부(120), 가이드 정보 생성부(162), 제어부(130), 햅틱 반응부(164)를 포함한다.

센서부(110)는 토치 바디(30)(예. 헤드(32))에 탑재되며, 용접 작업 중에 토치(14)의 움직임을 센싱한다(단계 S210 및 S215).

센서부(110)는 토치(14)의 방위 변화를 측정하는 자이로 센서를 포함할 수 있다. 자이로 센서는 자세 센서일 수 있으며, 피치(pitch)축, 요(yaw)축, 롤(roll)축의 3축에 대한 변동을 검출한다.

또한, 센서부(110)는 토치 바디(30)의 가속도를 측정하는 가속도 센서를 포함할 수 있다. 토치(14)의 가속도 정보로부터 용접 속도를 도출해 낼 수 있다.

센서부(110)에서 측정된 센서 데이터는 통신 모듈(미도시)을 통해 시스템에 실시간으로 전송될 수 있다.

제어부(130)는 센서부(110)에서 측정한 센서 데이터를 용접 기준 움직임 정보로 저장부(120)에 저장한다(단계 S220). 센서 데이터(용접 기준 움직임 정보)에는 토치(14)의 자세 데이터, 토치(14)의 속도 데이터 중 하나 이상이 포함될 수 있다.

용접 기준 움직임 정보는 용접 난이도별로 구분 저장될 수 있다(단계 S200). 즉, 용접 기준 움직임 정보 각각에는 상응하는 용접 난이도가 매칭되어 있을 수 있다.

도 4를 참조하면, 다양한 배관 용접 자세가 예시되어 있다.

(a)는 1G(아래보기 자세)로서, 파이프를 수평으로 회전시키면서 용접하는 Horizontal Rolled Position에 관한 것이다. 파이프 회전이 가능한 상태이다.

(b) 내지 (e)는 파이프는 그대로 두고 용접사가 이동하면서 용접하는 경우에 관한 것이다.

(b)는 2G(수평 자세)로서, 파이프를 수직으로 고정하고 수평으로 용접하는 Vertical Position에 관한 것이다.

(c)는 5G(전자세)로서, 파이프를 수평으로 고정하고 그 둘레를 돌아가면서 용접하는 Horizontal Position에 관한 것이다.

(d)는 6G(전자세)로서, 파이프를 45도(˚) 경사지게 고정하고 그 둘레를 돌아가면서 용접하는 Inclined Position에 관한 것이다.

(e)는 6GR(전자세)로서, 6G에서 장애링을 용접부 옆에 두어 제약조건을 만든 상태에서 용접하는 Inclined Position with Restriction Ring에 관한 것이다.

(a)에서 (e)로 갈수록 용접 난이도가 높아지게 된다.

숙련된 용접사가 센서부(110)가 탑재된 토치(14)를 이용하여 도 4의 (a) 내지 (e)에 도시된 것과 같이 다양한 용접 난이도에 따른 용접을 수행하게 되면, 용접 과정에서 토치(14)의 움직임을 센서부(110)에서 측정하고, 이를 용접 난이도 별로 구분하여 저장부(120)에 저장할 수 있다. 용접 기준 움직임 데이터(용접 수행 데이터)가 충분한 양이 확보될 때까지 용접 작업, 센서 데이터 획득 및 저장의 과정이 반복 수행될 수 있다(단계 S205).

따라서, 저장부(120)에는 용접 난이도 별로 요구되는 토치의 움직임(자세, 속도 등)에 대한 센서 데이터가 저장될 수 있다. 이러한 센서 데이터는 용접 난이도별 용접 기준 움직임 정보라 칭할 수 있으며, 용접 난이도별 움직임 정보가 데이터베이스화되어 용접 난이도 결정, 작업자 숙련도 평가, 용접 작업 가이드 등과 같은 체계적인 활용이 가능할 수 있다.

용접 난이도 기반 용접 보조 시스템(100)은 용접 난이도 결정부(140)를 더 포함할 수 있다. 용접 난이도 결정부(140)는 저장부(120)에 저장된 용접 난이도별 용접 기준 움직임 정보에 기반하여 현재 수행 중인 용접 작업에 대한 난이도를 결정한다.

도 6을 참조하면, 용접 작업이 시작되었을 때(단계 S300) 용접 작업이 수행 중인 지점에 대한 정보가 부재하거나 미비한 상태에서 센서부(110)를 통해 수집(단계 S305)된 센서 데이터를 저장부(120)에 기 저장된 용접 기준 움직임 정보와 비교하여 가장 유사한 용접 기준 움직임 정보를 검색한다(단계 S310). 그리고 검색된 용접 기준 움직임 정보에 매칭된 용접 난이도를 현재 수행 중인 용접 작업이 갖는 용접 난이도로 결정할 수 있다(단계 S320).

용접 난이도 결정부(140)에서 결정된 용접 난이도에 따라 용접사의 배원을 적절히 변경할 수 있으며, 용접사의 임금 산정에도 활용할 수 있다.

또한, 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템(100)은 작업자 숙련도 평가부(150)를 더 포함할 수 있다. 작업자 숙련도 평가부(150)는 저장부(120)에 저장된 용접 난이도별 용접 기준 움직임 정보에 기반하여 현재 용접 작업을 수행 중인 작업자의 숙련도를 평가한다.

도 7을 참조하면, 이미 용접 난이도가 결정된 용접 지점에 대해 작업자가 용접을 수행하게 하고(단계 S400), 센서부(110)를 통해 센서 데이터를 수집한다(단계 S405). 수집된 센서 데이터(현재 용접 움직임 데이터)를 저장부(120)에 기 저장된 해당 용접 난이도에 따른 용접 기준 움직임 정보와 비교함으로써 유사도를 산출한다(단계 S410).

예를 들어, 유사도 산출은 다음과 같이 이루어질 수 있다.

현재 용접 움직임 데이터와 용접 기준 움직임 정보를 시점 기준으로 비교함에 있어서, 자세 데이터와 속도 데이터의 비율 혹은 차이가 기준치 내에 있는지 여부에 따라 유사 혹은 비유사로 구분할 수 있다.

유사로 판정된 경우에는 해당 작업자가 현재 용접 난이도에서는 숙련된 용접사인 것으로 볼 수 있으며(단계 S415), 비유사로 판정된 경우에는 해당 작업자가 현재 용접 난이도에서는 숙련되지 않은 용접사인 것으로 볼 수 있을 것이다(단계 S420).

작업자 숙련도 평가부(150)에서의 평가 결과에 따라 용접사의 배원을 적절히 변경할 수 있으며, 용접사의 임금 산정에도 활용할 수 있다.

또한, 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템(100)은 용접 작업 시 용접 품질을 개선하고 적절한 용접이 이루어지도록 보조하는 용접 가이드부(160)를 더 포함할 수 있다. 용접 가이드부(160)는 가이드 정보 생성부(162) 및 햅틱 반응부(164)를 포함할 수 있다.

도 8을 참조하면, 저장부(120)에 미리 정해진 기준치 이상의 충분한 용접 기준 움직임 정보가 확보된 경우, 가이드 정보 생성부(162)는 용접 기준 움직임 정보를 분석하여 용접 난이도 별 용접 가이드 정보를 생성할 수 있다(단계 S500).

용접 가이드 정보는 각 용접 난이도마다 수집된 용접 움직임 데이터에 대하여 미리 정해진 데이터 처리 알고리즘에 따른 데이터 처리를 수행함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 숙련된 용접사가 여러 차례 수행한 용접 및/또는 다수의 숙련된 용접사가 수행한 용접에서 획득한 용접 기준 움직임 정보들에 대한 대표값(예. 평균값, 중간값, 최대값, 최소값 등)을 용접 가이드 정보로 채택할 수 있다.

햅틱 반응부(164)는 토치(14), 특히 토치 바디(30)의 손잡이(34)에 설치되는 진동 발생 장치이다.

현재 용접 작업이 수행(단계 S505)되는 용접 지점에 관한 용접 가이드 정보가 생성된 경우, 햅틱 반응부(164)는 센서부(110)를 통해 수집되는 센서 데이터(단계 S510)에 따른 현재 용접 움직임 데이터가 용접 가이드 정보를 준수하고 있는지 판단한다(단계 S515).

만약 현재 용접 움직임 데이터를 분석한 결과 용접 가이드 정보에 따른 자세에서 미리 정해진 기준치 이상의 오차가 발생하는 경우 표준 용접 자세에서 벗어난 것으로 보고, 미리 정해진 크기의 진동을 발생시켜 작업자에게 용접 자세가 부적절함을 알려줄 수 있다(단계 S520).

또는 현재 용접 움직임 데이터를 분석한 결과 용접 가이드 정보에 따른 용접 속도에서 미리 정해진 기준치 이상의 오차가 발생하는 경우 표준 용접 속도에서 벗어난 것으로 보고, 미리 정해진 크기의 진동을 발생시켜 작업자에게 용접 속도가 부적절함을 알려줄 수 있다(단계 S525).

용접 자세에 대한 햅틱 반응과 용접 속도에 대한 햅틱 반응은 서로 다르게 설정하여 작업자가 현재 문제점이 있는 용접 움직임이 무엇인지를 식별하게 할 수 있다. 예컨대, 용접 자세에 대한 햅틱 반응으로는 단시간의 센 진동이 설정되고, 용접 속도에 대한 햅틱 반응으로는 장시간의 약한 진동이 설정될 수 있을 것이다.

이상에서는 토치가 TIG 용접 토치인 경우를 가정하여 설명하였지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 기타 용접 토치의 경우에도 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템이 적용될 수 있음은 물론이다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템
110: 센서부 120: 저장부
130: 제어부 140: 용접 난이도 결정부
150: 작업자 숙련도 평가부 160: 용접 가이드부
162: 가이드 정보 생성부 164: 햅틱 반응부

Claims (9)

1. 용접 장치에 적용되는 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템으로서,
   상기 용접 장치의 토치의 움직임을 측정한 센서 데이터를 전송하는 센서부;
   숙련된 용접사의 용접 작업에 의해 생성된 상기 센서 데이터를 용접 난이도 별로 구분하여 매칭시키는 제어부; 및
   용접 난이도 별로 구분하여 매칭된 상기 센서 데이터를 용접 기본 움직임 정보로 저장하는 저장부를 포함하되,
   미지의 용접 지점에 대한 용접 작업 시 상기 센서부에서 측정한 신규의 센서 데이터를 상기 저장부에 기 저장된 용접 기본 움직임 정보와 비교하여 가장 유사한 용접 기본 움직임 정보를 검색하고, 검색 결과에 상응하여 매칭된 용접 난이도를 상기 미지의 용접 지점의 용접 난이도로 결정하는 용접 난이도 결정부를 더 포함하는 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   평가 대상 작업자에 의한 임의의 용접 지점에 대한 용접 작업 시 상기 센서부에서 측정한 신규의 센서 데이터를 상기 저장부에 기 저장된 상기 용접 지점에 상응하는 용접 난이도에 매칭된 상기 용접 기본 움직임 정보와 비교하여 유사도를 산출하고, 유사 수준에 따라 상기 평가 대상 작업자의 숙련도를 평가하는 작업자 숙련도 평가부를 더 포함하는 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 저장부에 저장된 용접 기본 움직임 정보에 기초하여 용접 가이드 정보를 생성하는 가이드 정보 생성부; 및
   상기 토치에 설치되며, 상기 센서부에서 측정한 신규의 센서 데이터가 상기 용접 가이드 정보로부터 미리 정해진 오차 범위를 벗어난 경우 지정된 햅틱 반응을 발생시키는 햅틱 반응부를 더 포함하는 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 햅틱 반응부는 자세 오차가 발생한 경우와 속도 오차가 발생한 경우 상이한 진동을 발생시키는 진동 발생 장치인 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템.
6. 용접 장치에 적용되는 용접 난이도 기반 용접 보조 시스템에서 수행되는 용접 보조 방법으로서,
   토치에 탑재된 센서부를 통해 상기 토치의 움직임에 관한 센서 데이터를 생성하여 전송하는 단계;
   상기 센서 데이터를 용접 난이도 별로 구분하여 매칭시키는 단계;
   용접 난이도 별로 구분하여 매칭된 상기 센서 데이터를 용접 기본 움직임 정보로 저장부에 저장하는 단계를 포함하되,
   미지의 용접 지점에 대한 용접 작업을 수행하는 단계;
   상기 센서부에서 측정한 신규의 센서 데이터를 상기 저장부에 기 저장된 용접 기본 움직임 정보와 비교하여 가장 유사한 용접 기본 움직임 정보를 검색하는 단계; 및
   검색 결과에 상응하여 매칭된 용접 난이도를 상기 미지의 용접 지점의 용접 난이도로 결정하는 단계를 더 포함하는 용접 난이도 기반 용접 보조 방법.
7. 삭제
8. 제6항에 있어서,
   평가 대상 작업자에 의한 임의의 용접 지점에 대한 용접 작업 시 상기 센서부에서 측정한 신규의 센서 데이터를 상기 저장부에 기 저장된 상기 용접 지점에 상응하는 용접 난이도에 매칭된 상기 용접 기본 움직임 정보와 비교하여 유사도를 산출하는 단계; 및
   유사 수준에 따라 상기 평가 대상 작업자의 숙련도를 평가하는 단계를 더 포함하는 용접 난이도 기반 용접 보조 방법.
9. 제6항에 있어서,
   상기 저장부에 저장된 용접 기본 움직임 정보에 기초하여 용접 가이드 정보를 생성하는 단계; 및
   상기 센서부에서 측정한 신규의 센서 데이터가 상기 용접 가이드 정보로부터 미리 정해진 오차 범위를 벗어난 경우 지정된 햅틱 반응을 발생시키는 단계를 더 포함하는 용접 난이도 기반 용접 보조 방법.
   

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