Uniform weld pool shape is important in determining the weld quality. And weld pool width is one of the most dominant factors of the seld pool shape. In order to control the weld pool width, the fuzzy logic controller, which is well adapted to the complicated nonlinear systems such as welding, was used in this study. The weld pool image was obtained through CCD camera, and the weld pool width was calculated by processing the image. Uaing the calculated width, welding speed, as a control input, was inferred by the fuzzy logic controller. An uniform weld pool width can be successfully obtained regardless of the disturbances in the system.
본 연구에서는 기계공업 분야에서 많이 이용되는 구조용 합금강인 Cr-Mo강 (SCM4)과 쾌삭강(SUM31, SUM24L)과의 이종강봉 마찰용접에서 소성변형중에 발생된 초 기 AE량과 용접 품질(강도)제어 사이에 역시 정량적 상관성이 성립함을 용접 회전수, 용접에너지, 용접 업셋 및 용접 시간 등을 매개 변수로 하여 실험과 계산을 통해 입증 하고, 이를 상관식의 95% 신뢰성을 확인한 후, 본 연구의 최종 목적으로서, 마찰용접 평가의 자동화가 이루어지게 하였다.
자동차, 조선, 발전설비 및 산업기계 등 거의 전 산업분야의 제품 생산단계에 용접기술이 사용되고 있다. 본 연구에서는 구조용 금속제품 제조공장에서 많이 사용되어지는 PLC $CO_2$ 자동용접 시스템의 설계 및 구현에 관해 조사하였다. 이를 위해 시스템의 구동부 지지대에 대해 구조해석을 수행하였으며 전력절약형 시스템의 구현을 위해 자동전압조정기의 사양선택, 시스템의 상호인터페이스 및 회로도 설계를 고안하였다. 그 결과 용접 구동부 지지대의 설계가 안전함을 확인하였으며, 또한 PLC $CO_2$ 자동용접 시스템은 다품종 소량 생산형 구조물 제조공장의 용접자동화에 적합하며 생산성 향상, 품질안정 및 전력 절약에 기여할 수 있음을 확인하였다.
본 연구는 건설장비 차량 조립부품을 제작하는 가공공장의 계획 및 운영 시스템 개발에 대한 내용이다. 연구의 대상은 건설장비 차량인 굴삭기, 휠로더, 지게차의 조립부품을 제작하는 공장으로 제작품별 제작라인이 구성되어 있다. 그리고 각 제작라인에는 여러 개의 공정이 있으며, 일부 공정은 작업자에 의해 작업이 이루어지고, 용접 및 가공 등은 자동화된 장비 및 설비에 의해 작업이 된다. 가공공장에서 관리 및 운영의 주요 관점은 이후 공정인 조립공장의 조립 착수일에 늦지 않게 제작된 부품을 공급하는 것이다. 그리고 공장 자체적으로 제작라인 내의 재공재고 감소, 작업일간 작업부하평준화, 자동화 장비 및 설비의 효율 극대화 등이 공장의 주요 관리 사항이다. 따라서 본 연구에서는 가공공장에서 제작되는 조립부품의 납기일 준수, 재고 감소, 부하 평준화, 장비효율의 극대화를 위해 공장을 체계적으로 관리하기 위한 계획 및 운영 시스템을 개발하였다. 개발시스템에는 제작라인별 제작 착수 및 자재발주${\cdot}$입고 관리, 공정별 실적관리, 실시간 작업 진행 관리, 용접 불량 관리 기능 등이 있다. 시스템은 MSSQL 서버, 오라클과 Visual Basic, Visual C# ASP로 개발되었다.
The purpose of this exclusive welding-machine process using the welding Torch-rotation form is to develop a mechanism which can solve the problem of twisted welding wires and cables. The technique was developed by revising the torch position and smooth controlling of both the formal and reverse rotation. Some of the advantages of using the Torch-rotation form over the Work-rotation technique are the practical uses of increased work space and link work with the automation system of the plant. Using this welding machine process, It is possible to design a specific tool in order to solve the implemental problem. And I produced a control plate which can manipulate the progress of the entire process at the work place. Even if another kind of axle casing's welding work is used this process can be utilized if the fixed tip and work is produced and changed. The development if this exclusive welding-machine could reduce the manpower of skilled welding labor and after considerable analysis, this machine was found to increase productivity and better quality product in comparison to the handmade product.
This paper presents a novel Intelligent-Welding-Carriage (IWC) for automation of curved block in shipbuilding. The curved block is usually used in both front and back side of the ship. In curved block root gap is big, 1-7 (mm) and inclination, 0-30 (deg). Since available conventional carriage type is limited to use below root gap of 3 (mm), only manual welding is employed in curved block. To adopt an IWC in curved block, it requires control of the welding conditions, i.e., voltage. current, weaving speed, dwell time and travel speed, with respect to root gap and inclination to achieve good welding qualify. In this paper, an IWC is developed for automization of welding operation to accommodate gap and inclination. Kinematics model and dynamics using Lagrangian formulation of the manipulator is introduced. IWC utilizes a database to perform accurate welding. The database is programmed based on numerous experimental test results with respect to gap, inclination, material, travel speed, weaving condition, voltage, and current. Finally, experimental result using PID control is addressed for verifying the trajectory tracking accuracy of end-effector.
선박 블록의 용접 공정에서는 용접선의 양쪽 끝이 벽에 의해 막혀있는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 벽이 있는 환경에서 맞대기 용접의 자동화를 위한 용접선 검출 시스템을 개발하였다. 용접선 검출 시스템은 벽에서 캐리지의 위치를 측정하고, 초층의 용접선을 검출하게 된다. 시스템은 레이저 변위센서와 초음파센서로 구성되어 있다. 레이저 변위센서는 모터에 의해 회전 왕복 운동하며 용접 모재까지의 거리를 측정하게 되고, 초음파센서는 양쪽 벽면까지의 거리를 측정한다. 초음파센서로 측정된 거리정보를 활용하여 용접선의 X(주행)좌표와 용접 시작 및 끝 위치를 판별한다. 그리고 레이저 변위센서에 의해 측정된 거리정보와 센서의 자세정보를 활용하여 용접선의 Y(위빙), Z(높이)좌표를 검출하게 된다. 용접선 검출 시스템은 용접 캐리지와 독립적인 구동을 위해 DSP를 이용하여 별도의 제어기를 구성하였다. 용접 도중 용접선 검출 시스템과 용접 토치(Torch)와 간섭을 피하고, 측정 불가능한 구간이 발생하지 않도록 용접선 검출 시스템을 캐리지의 양쪽에 부착할 수 있게 설계하였다. 최종적으로 용접 캐리지에 부착하고 실험을 수행하여 개발된 용접선 검출 시스템의 효용성을 확인하였다.
원자력발전소의 노후화에 따른 이종금속용접부에서 결함 발생 사례가 지속적으로 보고되고 있으며, 국내에서도 원자력발전소 가동연수 증가에 따라 이종금속부에 결함 발생도 점점 증가할 것으로 판단된다. 국내에서는 증기발생기 배수 노즐 이종금속용접부, 원자로냉각재계통(RCS) 고온관 시료 채취 노즐에서 결함 사례가 보고되었고, 원자력발전소의 인력 접근이 제한적인 고방사선구역 내 소구경 노즐의 이종금속용접부에 대한 검사 시 인력 투입을 최소화 하는 신뢰성 있는 자동화 비파괴검사 가능 기술 및 시스템 개발 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 원자력발전소의 소구경 노즐 결함 검출을 위해 1) beam simulation을 통한 최적 검사 탐촉자 설계, 2) 소구경 이종용접부 검사용 multi-directions UT 최적 검사기술, 3) 원격제어 automatic inspection system을 개발하였으며, 표준결함시편을 이용하여 개발된 기술 및 시스템의 결함 검출능을 검증하였다. 개발된 최적기술과 시스템은 실제 발전소에서 발생된 결함 (RCS 고온관 시료 채취 노즐)에 대한 검사에 적용하여 결함을 검출함으로써 개발 검사 기술 및 시스템의 적합성이 검증되었다. 개발된 기술은 원전의 다양한 소구경 건전성 평가에 활용함으로써 원자력발전 안전성 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
발전설비의 열교환기는 대형 헤더에 다수의 튜브가 용접된 구조로 협소한 튜브간격으로 인하여 안전성 확보와 수명진단을 위한 비파괴검사에 많은 제약을 받는다. 특히 일부의 헤더 용접부는 부분 용입형 용접구조로 이루어져 있어, 루트부에 용입부족 결함이 발생하기 쉽다. 이러한 용입부족 부분은 구조물의 형상과 결함을 구분하여 판정하기 어렵기 때문에 이를 검출할 수 있는 검사방법이 요구된다. 본 연구에서는 헤더와 튜브로 이루어진 열교환기 부분 용입형 용접부에서 발생하는 용입부족 결함과, 용접비드 내의 결함을 검출 하고자 초음파검사 기법을 이용한 자동검사시스템을 개발하였고 이 시스템을 이용하여 용접부의 결함을 효과적으로 검출할 수 있었다.
The purpose of this welding process of the exclusive welding-machine using welding torch-rotation type is to develop a mechanism which can solve the problem of twisting of welding wires and cables. The technique was developed by revising the torch position and smooth controlling of both the normal and reverse rotation. Some of the advantages of using the torch-rotation type apply to the work-rotation technique are the practical uses of increased work space and link work with the factory automation system. Do apply the welding process, I designed and made a special unit so called torch part in order to solve the problems of kinematical. And I made a control panel which can manipulate the progress of the entire process at the work shop. Even if it will be applied to another kind of axle casing's welding work, this process can be utilized if other sizes of the fixed pin and work part is produced and changed. The development of this exclusive welding-machine could reduce the manpower of skilled welding labor and increase productivity and better quality product in comparison to the handmade product.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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