본 연구에서는 크레이터의 전류, 전압, 가스 제어, 와이어 피더 구동, 정전압 출력 제어, 고주파 제어, 정전류 제어, 및 아크 용접 제어 등을 스마트 폰을 이용하여 다기능 용접기를 쉽게 제어할 수 있는 시스템을 제안하였다. 제안 시스템을 사용하는 경우 90% 정도가 다기능 용접기를 이용하는데 용이하다는 결과를 얻었다. 10%는 있으면 좋겠지만 필요 없다는 대답과 "용이하다"라고 응답한 대상자 90%중 30% 정도는 용접기를 사용하면서 사용 연령층에 따라서 스마트 폰 활용이 "매우 어렵다"라고 응답한 경우도 조사되었다. 그러나 스마튼 폰 이용은 점진적으로 사용자의 연령층이 낮아질수록 효과적임을 알 수 있다.
본 연구에서는 크레이터의 전류, 전압, 가스 제어, 와이어 피더 구동, 정전압 출력 제어, 고주파 제어, 정전류 제어, 및 아크 용접 제어 등을 스마트 폰을 이용하여 다기능 용접기를 쉽게 제어할 수 있는 시스템을 제안하였다. 제안 시스템을 사용하는 경우 90% 정도가 다기능 용접기를 이용하는데 용이하다는 결과를 얻었다. 10%는 있으면 좋겠지만 필요 없다는 대답과 "용이하다"라고 응답한 대상자 90%중 30% 정도는 용접기를 사용하면서 사용 연령층에 따라서 스마트 폰 활용이 "매우 어렵다"라고 응답한 경우도 조사되었다. 그러나 스마튼 폰 이용은 점진적으로 사용자의 연령층이 낮아질수록 효과적임을 알 수 있다.
In this study, we are a proposed system that could control a multi-functional welder of the current, voltage of the crater, gas control, the wire feeder's driven, the constant voltage output control, high frequency control, rated current control and the ARC welding control etc., using the mobile-bas...
In this study, we are a proposed system that could control a multi-functional welder of the current, voltage of the crater, gas control, the wire feeder's driven, the constant voltage output control, high frequency control, rated current control and the ARC welding control etc., using the mobile-based smart phone. Approximately 90% of user of proposed system are very useful in multi-function welder in their task responded and rest of 10% of the answers don't need it. 30% answered in 90% of the multi-function welding machine according to age group using a smart phone utilizing this "very difficult" at investigated. However, the use of smart phones is gradually lower the user's age group can be seen that effective.
In this study, we are a proposed system that could control a multi-functional welder of the current, voltage of the crater, gas control, the wire feeder's driven, the constant voltage output control, high frequency control, rated current control and the ARC welding control etc., using the mobile-based smart phone. Approximately 90% of user of proposed system are very useful in multi-function welder in their task responded and rest of 10% of the answers don't need it. 30% answered in 90% of the multi-function welding machine according to age group using a smart phone utilizing this "very difficult" at investigated. However, the use of smart phones is gradually lower the user's age group can be seen that effective.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 통상적으로 모재와 용가재가 달라짐에 따라서 다기능 용접기의 제어 모드를 수동으로 설정해야만 하는 문제점과 용접 중에 모재나 용가재의 변경에 따라서 용접기의 기능을 변경하고자 할 때에는 직접 용접기로 이동하여 제어를 변경해야 하는 번거로움이 발생할 수 있다는 문제점과 에너지 및 작업시간의 손실을 발생시키는 비효율적인 문제점 등을 도출하여 해결하고자 한다.
본 연구에서는 TIG, CO2, MAG, MIG, ARC 용접 기능을 수행하는 다기능 용접기에서 용가재를 변경할 때마다 수작업으로 전압과 전류 및 크레이터를 수정해야하는 경우 발생한다. 그러나 본 연구에서 제안한 시스템 구성을 통하였을 때에는 항상 휴대하고 있는 스마트 휴대 단말기를 통하여 반경 100m 내에서 작업이 이루어지고 있는 환경에서 용접 작업이 이루어지고 있는 환경에서 매우 용이하게 다기능 용접기 활용의 극대화를 가져올 수 있기 때문에 유익한 것으로 판단이 되었으며, 다기능 용접기를 사용하고 있는 작업자들을 대상으로 조사를 해 본 결과 90%가 용이하다, 10%는 있으면 좋겠지만 필요 없다는 대답과 “용이하다”라고 응답한 대상자 90%중 30% 정도는 용접기를 사용하면서 사용 연령층에 따라서 스마트 폰 활용이 “매우 어렵다”라고 응답한 경우도 조사되었다.
최근 안드로이드 기반 스마트 기기의 시장이 급격히 성장하고 기능이 다양화되어 가고 있다. 이에 본 연구에서는 안드로이드 기반 스마트 기기를 이용하여 현재 용가재에 따라 용접기가 구분되어지고 용접기에 공급되는 전류의 양을 제어하는 다기능 용접기 제어가 작업현장에 따라 제어기와의 거리가 멀어 작업용도에 맞는 전압, 전류, 크레이터 조절에 비효율적인 작업시간의 손실원을 발생시키는 문제점을 도출하였다. 이러한 문제점을 안드로이드 기반 스마트 기기를 이용하여 스위칭 전압 제어, 고주파 제어, 피드 모터 제어, 가스 밸브 제어, 용접기 제어를 위한 Wi-Fi 모듈 및 안드로이드 기반 스마트 기기용 애플리케이션을 개발하여 제어 시스템을 구성할 수 있게 되었다.
제안 방법
다양한 용가재를 이용하여 용접을 수행하는 다기능 용접기에 모바일 기반 스마트 기기를 이용한다면 최적의 시스템을 생산할 수 있게 된다. 따라서 모바일 기반 스마트 기기를 이용하여 다기능 용접기에서 각각의 모드에서 전류, 전압, 가스, 크레이터 등을 제어하도록 구성하여 제어함으로써 용접기를 원격에서 제어할 수 있도록 지원하며, 통신 수단으로는 Wi-Fi모듈 및 안드로이드 기반 스마트 기기용 애플리케이션을 구현하고 에너지 및 작업시간의 낭비를 막고 효율성 증대를 위한 다기능 용접기 원격 제어 시스템을 제안하고자 한다.
이상으로 본 장에서는 소재에 따라서 용접기의 종류가 어떻게 분류되는지와 용가재에 따라서 다기능 용접기의 모드를 원격에서 선택하는 통신수단으로 블루투스와 WIFI에 대한 특성을 알아보았으며, 다음과 같은 특성을 알 수 있었다. 블루투스 방식은 10m 안팎의 단거리에서 사용이 가능하고 와이파이는 100∼200m의 거리 내에서 사용이 가능하다.
그리고 블루투스는 와이파이에 비해 보안에 많이 취약하다. 일반적으로 작업자와 다기능 용접기 간의 거리가 50m정도 되므로 본 연구에서는 와이파이 모듈을 이용하여 다기능 용접기를 제어하는 것이 유용하다고 사료되어 WIFI 통신 수단을 이용하였다.
본 연구에서는 스마트기기를 이용한 다기능 용접기 제어 시스템의 블록다이어그램은 그림 2와 같이 제안하였다. 스마트 기기를 이용한 용접기 제어시스템 구현에 있어서 다음 요소들이 필수적으로 설계되고 제안되어야 한다.
MLS-11X는 TIG/ARC 용접 모드에서 선택을 유도하기 위하여 DAC 포텐셔와 릴레이를 통하여 MLS-11X 또는 MLS-9PS와의 통신을 목적으로 구성하였다. 더불어 파워 스위칭 소자 IGBT를 직접 구동하는 회로를 탑재하지 않고 별도의 IGBT 구동기판을 사용하여, TIG 용접에서 필요로 하는 고주파 제어, 정전류 제어, 초기 가스 및 후기 가스제어, 크레이터 유무 및 반복제어, 아크용접(수동)제어 등의 기능을 수행하도록 하였다.
이상의 시스템의 구성되고 제어 여부가 설계에 따라 수행되는지와 버그 및 에러를 체크할 목적으로 Lab View 시뮬레이션을 기반으로 구성하여 실험을 4장에서 수행하였다.
이 장에서는 3장에서 구성한 시스템이 설계에 따라서 작동되는지 여부와 구현에 따른 분석을 기술하였다. 우선 그림 5와 그림 6과 같이 LabView 시뮬레이션을 통하여 서버와 클라이언트 환경을 구성하고 스마트 폰에서 신호 값을 전송하여 각각의 선택 모드가 정상적으로 작동되는지 확인하였다. 그림 7, 8은 서버와 클라이언트 파넬의 블록 다이어그램을 통해 정상적으로 신호 값이 정상적으로 작동되고 있는지를 알아보기 위한 내부 회로에 해당한다.
이상의 환경에서 TIG 용접은 기본적으로 본 용접 전류가 200A로 설정되며 5A단위로 본 용접 전류를 조절한다. 용접의 초기 전류와 크레이터는 사용하지 않거나 사용하게 될 경우 기본 100A로 설정되며 2A 단위로 초기 전류와 크레이터를 조절하여 용접을 하는 관계로 실제와 동일한 환경에서 전류와 크레이터 수치를 제어하므로 분석을 하였다.
용접의 크레이터는 사용하지 않거나 사용하게 될 경우 크레이터의 기본 전류는 200A, 전압은 25V로 설정되며 전압은 5A, 전류는 1V 단위로 크레이터의 전류, 전압을 조절한다. 그리고 가스체크와 와이어 인칭에 대한 동작은 ON/OFF 형식으로 조절이 가능하도록 구성을 하였다.
이에 본 연구에서는 안드로이드 기반 스마트 기기를 이용하여 현재 용가재에 따라 용접기가 구분되어지고 용접기에 공급되는 전류의 양을 제어하는 다기능 용접기 제어가 작업현장에 따라 제어기와의 거리가 멀어 작업용도에 맞는 전압, 전류, 크레이터 조절에 비효율적인 작업시간의 손실원을 발생시키는 문제점을 도출하였다. 이러한 문제점을 안드로이드 기반 스마트 기기를 이용하여 스위칭 전압 제어, 고주파 제어, 피드 모터 제어, 가스 밸브 제어, 용접기 제어를 위한 Wi-Fi 모듈 및 안드로이드 기반 스마트 기기용 애플리케이션을 개발하여 제어 시스템을 구성할 수 있게 되었다. 이는 에너지 효율과 용접작업에 용이한 환경으로 성능을 개선할 수 있었다.
대상 데이터
이 중 위아래 주파수를 쓰는 다른 시스템들의 간섭을 막기 위해 2400MHz 이후 2MHz, 2483.5MHz 이전 3.5MHz까지의 범위를 제외한 2402∼2480MHz 대역에서 총 79개 채널을 유용한다.
성능/효과
그러나 본 연구에서 제안한 시스템 구성을 통하였을 때에는 항상 휴대하고 있는 스마트 휴대 단말기를 통하여 반경 100m 내에서 작업이 이루어지고 있는 환경에서 용접 작업이 이루어지고 있는 환경에서 매우 용이하게 다기능 용접기 활용의 극대화를 가져올 수 있기 때문에 유익한 것으로 판단이 되었으며, 다기능 용접기를 사용하고 있는 작업자들을 대상으로 조사를 해 본 결과 90%가 용이하다, 10%는 있으면 좋겠지만 필요 없다는 대답과 “용이하다”라고 응답한 대상자 90%중 30% 정도는 용접기를 사용하면서 사용 연령층에 따라서 스마트 폰 활용이 “매우 어렵다”라고 응답한 경우도 조사되었다.
따라서 다기능 용접기를 사용하는 용접 환경에서는 애플리케이션을 이용하여 원하는 용접 모드를 선택 후 각 용접 모드에 맞게 본 용접 전류, 초기전류, 크레이터 등의 전류 값을 설정하여 연결된 Wi-Fi 모듈을 통해 손쉽게 용접 작업을 변경 할 수가 있다는 결론을 얻은 반면에 사용 연령층에 따라서는 필요하지 않거나 사용할 경우에도 적응하기가 어렵다는 결론을 얻을 수 있어 스마트 폰이 아닌 원격 리모트 컨트롤러와 같은 사용 과정에서 내구성이 강하면서 사용 방법이 매우 간결한 시스템 개발이 요구됨을 인식할 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
용접기는 무엇에 따라 구분되는가?
용접기는 제조·제작 산업에서 재료와 자재를 생산하는 장치가 아니라 자재를 이용하여 가동함으로써 재화의 가치를 높이는 기능을 담당한다. 용접기는 용접 대상이 되는 재료(모재), 가스열, 전기에너지, 전자파 에너지 등이 열원, 융합에 필요한 용접봉이나 납 등의 용가재에 따라 용접기가 구분되며, 전류의 양에 따라 분류하며, 사용 소재로는 철강, 비철, 비금속류가 해당이 된다. 기술의 발달과 사용자의 요구로 인하여 모재의 특성에 따라서 제공되고 있는 단일 용접기 보다는 다양한 모재로도 용접이 가능한 다기능 용접기가 사용되고 있는 것이 현실이다.
본 논문에서 제안한 스마트 폰을 이용하여 다기능 용접기를 쉽게 제어할 수 있는 시스템의 이용에 관한 설문조사 결과는 어떠한가?
본 연구에서는 크레이터의 전류, 전압, 가스 제어, 와이어 피더 구동, 정전압 출력 제어, 고주파 제어, 정전류 제어, 및 아크 용접 제어 등을 스마트 폰을 이용하여 다기능 용접기를 쉽게 제어할 수 있는 시스템을 제안하였다. 제안 시스템을 사용하는 경우 90% 정도가 다기능 용접기를 이용하는데 용이하다는 결과를 얻었다. 10%는 있으면 좋겠지만 필요 없다는 대답과 "용이하다"라고 응답한 대상자 90%중 30% 정도는 용접기를 사용하면서 사용 연령층에 따라서 스마트 폰 활용이 "매우 어렵다"라고 응답한 경우도 조사되었다. 그러나 스마튼 폰 이용은 점진적으로 사용자의 연령층이 낮아질수록 효과적임을 알 수 있다.
In this study, we are a proposed system that could control a multi-functional welder of the current, voltage of the crater, gas control, the wire feeder's driven, the constant voltage output control, high frequency control, rated current control and the ARC welding control etc., using the mobile-based smart phone.
용접기가 담당하는 기능은 무엇인가?
용접기는 제조·제작 산업에서 재료와 자재를 생산하는 장치가 아니라 자재를 이용하여 가동함으로써 재화의 가치를 높이는 기능을 담당한다. 용접기는 용접 대상이 되는 재료(모재), 가스열, 전기에너지, 전자파 에너지 등이 열원, 융합에 필요한 용접봉이나 납 등의 용가재에 따라 용접기가 구분되며, 전류의 양에 따라 분류하며, 사용 소재로는 철강, 비철, 비금속류가 해당이 된다.
참고문헌 (8)
J. Kim, J. Choi, and Y. Jeong, "A Study on control mode of hybrid multi- function welder," J. of the Korea institute Electronic and Communication Science, vol. 8 no. 3, 2013, pp. 439-445.
H. Park, "Control of ARC welding output power using Fuzzy Algorithm," J. of the Korea Electrical Manufacturers Association, vol. 11, no. 3, 2000, pp. 29-39.
B. Gang, H. Kim, S. Yang, B. Kim, C. Kim, and S. Choi, "A Study on development Ultra performance MAG WELDING SYSTEM," Kitech, Research Report, 1995, pp. 17-27.
K. Park and H. Song, "An Automated Projection Welding System using Vision Processing Technique," J. of the Korea institute Electronic and Communication Science, vol. 6, no. 4, 2011, pp. 517-522.
Y. Jeong, T. Um, G. Kim, and H. Whang, "A hybrid study on self-generators based on system for high-efficiency," J. of the Korea institute Electronic and Communication Science, vol. 6, no. 3, 2011, pp. 417-423.
W. Choi "A Study on the Battery Charging System using DC-DC Buck Converter," Master's Thesis of Chosun University, 2010, pp, 29-33.
G. Lee, "A study on the calculation of optimal capacity of the battery according to the characteristic of load," Master's Thesis of Hong-Ik University, 2011, pp. 36-53.
Y. Jeong, T. Um, G. Kim, and H. Choi, "A study on control of generators based on SMPS," J. of the Korea institute Electronic and Communication Science, vol. 7, no. 1, 2012, pp. 107-115.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.