• Journal of Welding and Joining
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• 제14권1호
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• pp.15-23
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• 1996

용접은 힘든 작업환경 때문에 심한 인력난을 겪고 있는 3D 업종 중의 하나이 다. 특히 아크용접을 위해서는 숙련된 작업자가 필요하기 때문에 인력난은 더욱 심각 하다. 현장에서 젊은 작업자는 보기 힘들고 대부분의 작업자는 중년이상의 나이이다. 따라서 머지않아 많은 업체들이 인력난으로 조업을 중단해야 할 사태도 우려하지 않을 수 없는 형편이다. 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 용접자동화는 최근 많은 관심을 끌고 있으며 이제 세계적인 추세가 되었다. 용접자동화의 이점은 무엇보다도 일정한 수준의 품질과 생산성에서 찾아볼 수 있다. 용접자동화에서는 가공자동화와는 달리 시스템의 자율성이 특히 중요하다. 작업조건의 설정, 용접봉의 위치와 방향 등은 전적 으로 컴퓨터와 센서시스템을 장착한 로봇에 의해 결정되어야 한다. 따라서 작업자들이 용접에 이용하는 각종 지능적인 능력을 습득하고 이를 각종 제어기와 센서로 모방하여 자율적으로 제어하는 인공지능기술을 응용하는 용접을 로봇의 개발에 관한 각종 연구 가 활발히 진행되고 있다.

• 산업안전기술지
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• 제2권1호
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• pp.17-23
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• 2002

용접작업공정은 기본적으로 2개 이상의 부재인물체나 재료를 상호 접합시키는 공정으로서 산업의 광범위한 분야에 이용되고 있다. 특히, 각종 설비, 교량의 구축 등에 필수적이며, 최근 고강도화, 경량화, 초정밀화를 추구하는 자동차, 항공기, 전자 및 광학기기, 가전제품 및 산업용기기 등의 품질경쟁력이 가공기술에 좌우됨에 따라 첨단 용접가공 프로세스가 개발되어 사용되고 있으나 대부분의 산업현장에서는 아직도 종래의 가스용접 및 전기용접장치를 많이 사용하고 있다. 따라서 산업현장의 실태는 유해.위험공정인 용접작업에 의하여 여전히 재래식 재해가 발생되어 사망 및 신체장애 재해가 다발하고 있다. 여기서는 교류아아크 용접작업과 $CO_2$ 아아크 용접작업 재해의 예방기술에 대하여 간략히 소개한다. 게재된 내용은 한국산업안전공단에서 제공된 자료를 발췌 정리한 것이다.(중략)

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.49-49
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• 2010

용접은 산업계의 기계 조립 및 접합을 위한 공정의 주요한 작업으로 조선, 중공업, 건설 등 산업현장에서 사람에 의한 수동적인 작업으로 대부분 수행된다. 이러한 용접 작업을 수행하는 용접 기술자는 산업 현장 훈련원과 직업 교육 학교에서 양성되지만 용접 훈련 과정은 실습 초보자에게 위험하고, 장시간 교육하기에 어려울 뿐 아니라 재료 낭비, 의사 소통의 한계, 즉석 결과 평가의 한계, 공간부족 등 다양한 문제가 있다. 그러므로, 안전하고 반복적인 실습 환경 제공하고 장시간 및 다수 교육참여 지원 등이 가능한 시스템을 구축하여 숙련된 우수 인력 조기 확보와 훈련 비용을 절감할 필요가 있다. 본 논문에서는 실제와 동일한 상호작용을 제공할 뿐만 아니라 고품질로 훈련 환경을 가시화하여 용접 상황을 동일하게 모사하는 가상 현실 기반 용접 훈련 시뮬레이터를 제시한다. 이 시스템은 용접의 형상과 환경의 고품질 가시화, 경험 DB를 통한 용접의 비드 형상 데이터 획득, 용접 토치를 이용하는 사용자 상호작용, 용접 훈련 결과 평가 및 최적 작업 가이드, 용접 콘텐츠 저작, 다양한 용접 훈련을 가시화하는 하드웨어 플랫폼으로 구성된다. 고품질 가상 용접 가시화는 경험 DB 기반 비드 형상 데이터와 신경회로망을 이용한 비드 형상 예측을 통해 실시간 비드 표현이 이루어지며 쉐이더 기반 고품질 모재 및 비드 표현, 아크 불꽃 효과 표현을 포함한다. 사용자 상호작용은 현장 작업 도구와 일치된 토치 인터페이스와 위치추적을 이용하여 토치의 작업각, 진행각, 속도, 거리 등을 반영할 수 있으며 진동과 소리 등 용접 훈련의 사실적 상호작용도 재현하였다. 용접 훈련 평가 및 최적 작업 가이드는 훈련자의 용접속도, 거리, 각도 등의 사용자 작업 결과를 그래픽으로 표현하고, 애니메이션을 통한 훈련 자세를 추후 분석할 수 있도록 하였고, 가상토치, 기준선, 수치계기 등을 이용한 최적 작업 훈련 가이드 제시하였다. 훈련 콘텐츠 저작은 메뉴UI 기반으로 용접의 전류, 전압 등의 조건과 상황을 선택하도록 제시하였고, 하드웨어 플랫폼은 워크벤치형 입체 디스플레이 방식으로 용접 환경을 가시화하였고, 위, 정면, 아래보기 등 다양한 용접 자세 변경을 지원 할 수 있도록 구축하였다. 이러한 가상현실 기반 훈련 시뮬레이터는 아크열 발생에 따른 장시간 훈련의 어려움을 극복할 수 있고, 다양한 실습 환경을 바꾸어 가며 반복적인 훈련이 가능하고, 실 재료를 사용하지 않아 재료의 낭비를 줄일 수 있는 환경 친화적인 안전하고 효율적인 훈련 실습 환경을 제공할 수 있다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.3-3
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• 2009

선박의 건조과정에서 필수적으로 선체 외판에는 선박의 안전과 운항 및 정비 등에 필요한 정보를 나타내기 위해 다양한 종류의 마크 및 문자가 마킹되어진다. 하지만, 단순한 도장 작업만으로는 해상과 같은 부식 환경에서 마크 및 문자가 쉽게 지워지거나 손상되기 때문에 마크 및 문자를 용접 비드(welding bead)로 표시하거나 미리 절단된 강판(steel plate)을 수동으로 용접한 뒤 도장을 함으로써 마크 및 문자의 손상을 방지하고 있다. 이러한 문자마킹작업을 하기 위해서는 작업자가 수작업으로 기준선과 마크 및 문자의 위치를 먹줄 등을 이용하여 마킹을 하고, 해당 마크 및 문자의 템플렛(template)을 이용하여 펀칭을 실시한 후 수동으로 용접을 실시한다. 하지만, 수작업을 통한 선체외판 문자마킹 작업은 작업자의 기량에 따라 품질이 상이하여 품질 저하의 원인이 된다. 또한 대조립 및 탑재 단계에서 문자 마킹 작업시 수직자세의 용접을 요구함으로써 작업자가 안전사고에 노출되어 있으며, 선박의 각 단계별 주요 공정보다 작업시간이 길어져 전체 선박 건조공정을 지연시키는 문제점 등을 야기시킬 수 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 조선업계에서는 선체 외판의 마크 및 문자를 자동으로 용접할 수 있는 장치를 개발하기 위해 노력해왔으며, 몇몇 개발 사례가 보고되고 있다. 하지만, 그 실효성 부분에서는 아직까지 해결하지 못한 문제점들로 인해 현장 적용에는 어려움을 보이고 있다. 본 연구에서는 선박외판 문자 자동용접장치의 기능성뿐만 아니라 현업 적용성을 가장 우선적으로 고려하여 문자마킹장치(Marking Robot for Shipbuilding) 개발을 진행하였다. 우선, 적절한 용접 재료를 선정하기 위해서 솔리드 와이어(Solid Wire)와 플럭스 코어드 와이어(Flux Cored Wire)에 대한 비드온 용접(Bead-On Welding)을 아래보기자세와 수직자세에 대해서 실시하여 적절한 용접 조건을 설정하였다. 본 연구에서 개발된 문자마킹 자동용접장치는 3축으로 구성되어 있으며 각 축들을 분리할 수 있도록 개발하여 이동성을 향상시켰으며, 작업면과 용접토치간의 거리를 일정하게 유지시킬 수 있도록 용접전류 센서(Welding Current Sensor)를 이용하여 토치 높이(Wire Extension)를 제어함으로써 균일한 품질의 용접비드를 얻을 수 있었다. 또한 문자마킹 자동용접장치는 본체 구동부와 제어부(Touch Screen)가 쉽게 분리되고 장착이 가능한 구조로 개발되었으며, 용접시 각 용접자세별로 용접전압, 전류 그리고 용접속도 설정이 가능하여 아래보기 자세뿐만 아니라 어떠한 자세에서도 같은 모양의 비드형상을 가지는 문자마킹용접이 가능하도록 개발하였으며, 이는 실험과 현장적용을 통해 검증하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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• pp.1074-1075
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• 2023

용접작업은 다양한 산업에서 이루어지는 중요한 작업인데 반해, 여러 가지 위험요소들로 인해 작업자의 건강에 위협을 가할 수 있다. 또한, 용접 작업자들을 효율적으로 관리할 수 있는 안전점검인력이 부족한 실정이다. 이에 본 논문은 항만 용접 작업자의 안전을 위한 스마트헬멧 제작과 연동 APP을 개발하여, 체계적으로 작업자의 건강을 관리하고 안전사고를 미연에 방지하는 데에 그 목적이 있다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.6-6
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• 2009

자동차 운반용 선박(PCTC) 건조 시, 자동차를 고정시키기 위해 약 5 만 여개의 Lashing Socket(6,700 Units PCTC 기준)이 소요되는데, 이때 사용되는 Lashing Socket 은 용도 및 형태에 따라 Hole Cup, Flush Cloverleaf Type Pot, Raised Cloverleaf Type Pot, D-Ring, Crinkle Bar 등으로 구분된다. 이와 같이 다양한 종류 중에서 Hole cup 타입이 전체 적용되는 Lashing Socket 의 약 80%에 이른다. 기존에 사용되고 있는 자동용접장치는 Hole Cup 이외에는 적용이 불가능하고, 자석을 이용하여 Hole Cup 의 상부에 위치시키는 방식이었기 때문에 경량화 및 다양한 종류 및 크기의 Lashing Socket 에 적용이 가능한 자동용접장비의 개발이 요구되었다. 본 연구에서는 두께가 다른 $\phi$140 Hole Cup 및 Flush Cloverleaf Type Pot, Raised Cloverleaf Type Pot 에 적용 가능하며, 분리형 용접캐리지와 Centering Template, Magnet Jig 로 구성된 연속 및 단속 용접이 가능한 자동용접장치를 연구 개발하였다. 이를 통해 종래 Hole Cup 전용 자동용접 캐리지의 문제점을 개선하여, 작업자가 Centering Template 과 Magnetic Jig 을 이용하여 캐리지를 Hole Cup 의 중앙에 위치시키기 용이하게 하였다. 이 같은 분리형 장치 구성을 통해 Hole Cup 중앙에 캐리지 고정 작업과 용접 작업을 분리함으로써 자동용접이 진행되는 도중에 여분의 Jig를 이용하여 다른 Hole Cup 에 용접 준비를 하여 연속적인 작업이 가능하도록 하였다. 본 연구는 종래의 Hole Cup 전용 자동용접 캐리지의 문제점을 개선한 분리형 용접 캐리지를 개발함으로써 아래와 같은 결과를 얻었다. 1. 용접 캐리지를 포함하여 각 부분별 분리를 통해 작업자가 1 회 이동 시 필요로 하는 중량을 감소시켜 장비의 이동 및 제어가 쉽다. 2. Magnetic Jig 를 Centering Template 에 결합하고, Template 의 Jig 를 Lashing Socket 에 결합함으로써 손쉽게 Lashing Socket 의 중심부를 찾을 수 있으므로 용접 캐리지의 정확한 센터 고정이 가능하다. 3. 엔코더에 의한 1 회전을 검출함으로써, 작업 종료 후, 어떤 위치에서나 작업 재개가 가능하며 원점 복귀 작업이 불필요하다. 또한 엔코더에 의한 거리 설정으로 용접 속도에 상관없이 동일한 거리만큼 오버랩 용접이 가능하다. 4 디지털 방식으로 용접 조건의 입력이 가능하고, 용접 조건을 D/B 화 함으로써 Control Panel 상에서의 자동 제어가 가능하다. 이를 통해 연속 용접 또는 단속 용접이 가능하므로 다양한 형태의 Lashing Socket 을 자동 용접할 수 있는 효과가 있다. 이상의 결과를 통해 본 장비가 Fig.2 의 3 가지 종류의 Lashing Socket 용접에 효과적인 장비임을 확인할 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2019년도 춘계종합학술대회
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• pp.367-368
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• 2019

여러 가지 안전사고 항목 중에 밀폐공간 작업과 관련된 사고는 다른 사고에 비해 사망으로 이어질 가능성이 매우 높으며, 사고 발생 시 2명 이상이 동시에 사망하거나 부상당할 가능성이 높은 사고다. 안전보건공단 자료에 의하면, 사고자 2명 중 1명이 밀폐공간 질식사고자이다. 또한 용접작업은 발전소 작업 현장에서는 보일러 튜브 교체 및 수리 등 다양한 부분에서 많이 사용되고 있다. 특히 발전소는 위험물질을 다량 보유하고 있는 곳으로, 고열, 불티에 의한 화재폭발은 대형 인명사고로 이어질 가능성이 매우 높다. 그러나 밀폐공간 작업 및 용접작업에 대한 안전교육은 직접 체험이 어렵기 때문에 효과적인 교육 방법에 대한 연구가 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 가상현실 기술을 적용하여 발전소 작업 현장 인원을 대상으로 안전교육이 가능한 밀폐공간 작업 및 용접작업 시 일어날 수 있는 일을 체험할 수 있도록 한 가상현실 안전교육 콘텐츠를 개발한 내용에 대해 살펴보고자 한다.

• 월간 기계설비
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• 11호통권208호
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• pp.83-87
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• 2007

최근 조선소에서 선박 제작 중 용융된 쇳물에 용접(절단)작업용 LPG호스가 녹아 가스가 누출, 폭발한 사고 발생함에 따라 한국가스안전공사가 용접(절단)작업용 제품의 제조 및 사용실태 현장조사를 실시했다. 조사결과 대형 조선소 등에서는 유사사고를 방지하기 위해 여러 가지 안전대책을 자체적으로 마련.시행중이나 일부 작업환경에서는 부적정한 사례도 발견할 수 있었다. 또한 용접(절단)작업용 가스 기자재의 검사품(또는 KS품) 사용에 대한 강제규정이 없어 현장에서는 가격이 저렴한 제품을 선호하여 상대적으로 불안전요소가 많은 실정으로 나타났다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2004년도 춘계 학술발표대회 개요집
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• pp.215-216
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• 2004

최근 해양구조물의 수직 칼럼부 용접 공법은 FCAW에 의한 다층 용접으로, 작업 시수와 작업자의 피로 가중 등, 생산 효율면에서 단점이 많았다. 이를 개선하기 위해 최초로 EGW에 의한 단층 용접을 적용하고자 EGW 적용시의 용접강도 및 피로 안전성을 평가하기 위한, 피로 시험을 수행하였다. (중략)

• Journal of Welding and Joining
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• 제12권1호
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• pp.44-50
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• 1994

일본에서는 지금까지 제조공정에서의 생산성향상을 강력하게 추진해 왔으며 용접작업에 있어서도 인버터제어 용접기를 이용하여 고품질의 용접을 하여왔다. 그러나 최근 일손의 부족에 의한 노동환경의 변화로 용접기에 대한 사용자의 요구가 다양화되고 있다. 다시말해서 일손의 부족을 자동화로보트화로 대처하기 위하여 용접기의 새로운 고성능화를 요구함과 함께 종래 숙련작업자의 경험이나 기능에 의존해온 용접품질을 용접기의 새로운 기능으로 보상하도록 요구하고 있다. 최근 수년동안 용접기 제조업체에서는 이러한 요구에 대응한 제품을 개발, 퍼지제어 용접기로서 생산하고 있다. 이 글에서는 일본에 있어서 최근 화제로 되어 있는 퍼지제어 용접기의 현황을 중심으로 고성능화를 위한 새로운 용접기 제어방법에 대하여 소개하고자 한다.