• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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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.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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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.

• Journal of Welding and Joining
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• v.6 no.4
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• pp.1-6
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• 1988

아크용접에 로보트가 적용되면서 그 적용대상 폭을 넓히기 위하여 여러 종류의 센서들이 개발되어 왔다. 그 중 로보트나 자동용접장치에 장착이 용이한 아크센서에 대하여 원리들과 응용한 예들을 소개하였다. 용접이음부의 최소두께 제한, 용접중 용융지의 처침(Distortion) 등에 따른 아크신호의 불안정이 문제로 남아 있으므로 아크센서의 신뢰도를 향상시키기 위해서는 각 용접공정의 보다 정확한 해석이 요구되며, 이들을 적용하기 위한 제어 알고리즘의 개선 또한 요구된다. 아크센서가 개선되어 신뢰도가 높아질수록 더욱 광범위하게 적용될 것이며, 아크용접작업의 생산성 향상에 크게 기여하게 될 것이다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.4
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• pp.1460-1465
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• 2012

The semi-automatic gas metal arc welding equipment was developed and the weldability of zinc coated steel pipes was evaluated in terms of strength, porosity and welding parameters including shielding gas composition. The good bead appearance and the reduction of porosity in the welds could be possibly obtained by adding $O_2$ to Ar. The strength and joint efficiency of welds made by the semi-automatic welding equipment was about 1.8 times higher compared with welds manually made. The integrity of welds was confirmed by the water pressure test as well, Finally, it is expected that the weld productivity will be enhanced even unskilled welders can produce quality welds by operating the semi-automatic welding equipment.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.3 no.1
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• pp.19-26
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• 1981

자동차제조에 있어서의 용접은 신뢰성 양산과 생력화에 대응하여 접합 조립하는 방법으로 특이한 분야를 형성하여 발전되었다. 예를 들면, 자동차의 생산은 기본적으로 양산체제를 갖추고 있 어서, 일반적으로 노동집약형 산업이라고 불리어지며 그 제조공정을 보면 stamping press 공정과 같이 용접공정도 비교적 장치산업적인 분야로 빠르게 자동화나 성인화 내지 무인화로 진행되고 있다. 자동차용접은 사람이 portable spot welder로 한점씩 용접하지만 양산에 대비한 합리화와 안정화를 위하여 다점용접 (multi spot weld)라는 자동화공법의 도입이 불가피하며 금일의 자 동차생산에 있어서 상식화가 되고 있다. 이것은 한개의 차체라면 차형의 대조 또는 press panel의 수에 따라 차이가 조금 있으나 약 4-5 천점의 점용접이 필요하기 때문에 여러 가지 반송장치와 조합하여 대규모의 line설비로 발전되어 가고 있다. 이와 같이 용접공정의 자동화는 생산성을 높이는 반면에 전용성이 높기 때문에 설계변경에 대한 초기투자의 용접설비 대부분을 갱신하여야 하는 새로운 투자의 필요문제가 증대되었다. 이러한 전용설비에 대한 유연성을 가미한 자동차로 지향되어, 그 한 방법으로 산업용 robot가 도입되었다. 근래에 와서는 자동차제조에 있어서 새 로운 용접기술을 합리적으로 효과있게 적용하는 기술이 금후의 연구과제라 하겠다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.13 no.4
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• pp.113-117
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• 2007

The study was performed on the development of system in which the bead width can be controlled. In order to control the bead width, we designed the automatic seam tracking device by attaching the probe type strain gauge sensor, motor driving slide and encoder to check the moving distance, and interface card connected MCU(80Cl96KC) upside the speed controllable carriage. Seam tracking experiments were done by changing the bead width. We compared and analyzed the sampling data which were obtained by output voltage of strain gauge sensor and rotary encoder pulse every 50ms.

• 전기산업
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• v.7 no.3
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• pp.83-89
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• 1996

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07b
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• pp.844-847
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• 2002

본 논문에서는 단상 thyristor 정류기 구조의 대전력 150KVA급의 mash seam 용접기에 용접 센터링등 여러 가지 용접 효율 향상을 위한 부가 장치를 포함한 용접장치 개발을 통한 용접품질 분석결과를 보이고 있다. 일반적으로 제철소에 사용되는 수10KVA급의 용접기들은 그동안 전량 수입에 의존하던 것을 공동연구를 통해서 국산화에 성공하였다. 본 시스템은 기존의 타사제품의 기능을 포함하여 용접 센터링 장치, 용접 전후단 의 크램핑기능, 선후행 코일의 선단부를 절단하는 shear ing 기능, 용접 휠높이 자동조절기능을 포함하였으며, 자체 설계된 대전력용 변압기, 대전력 절환용 thyristor 제어들을 포함한 용접기로써 기존의 타사제품에 비하여 기능적, 성능적으로 향상된 형태로써 용접 성능 검사에서도 양호한 결과 얻었다. 본 논문에서는 mash seam 용접기의 기본적인 기능설명과 개된 용접기를 기능별로 설명하고, 실용접 결과를 소개하여 향후 계획을 제시한다

• Nuclear industry
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• v.6 no.1 s.35
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• pp.62-64
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• 1986

원자력발전소의 배관용접부 사용중검사(ISI)의 일환으로서 행해지고 있는 초음파탐상시소에서 사용되는 자동탐상장치가 검사원의 피폭저감과 탐상정도의 향상을 주 목적으로 최근 개발되었다. 이 장치는 고방사선하에서 사용되는 탐촉자부와 저방사선하에서 사용되는 제어부, 데이타처리부 및 데이타출력부로 이루어져 소형$\cdot$경량으로 원격조정이 가능하도록 되어 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07b
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• pp.771-773
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• 2003

본 논문에서는 대전력 150KVA급의 mash seam 용접기에 용접 센터링등 여러 가지 용접 효율 향상을 위한 부가 장치를 포함한 용접장치 개발을 통한 용접품질 분석결과를 보이고 있다. 일반적으로 제철소에 사용되는 수100KVA급의 용접기들은 그동안 전량 수입에 의존하던 것을 공동연구론 통해서 국산화에 성공하였다. 본 시스템은 기존의 타사제품의 기능을 포함하여 용접 센터링 장치, 용접 전후단의 크램핑기능, 선후행 코일의 선단부를 절단하는 shearing 기능, 용접 휠높이 자동조절기능을 포함하였으며, 자체 설계된 대전력용 변압기, 대전력 절환용 thyristor 제어들을 포함한 용접기로써 기존의 타사제품에 비하여 기능적, 성능적으로 향상된 형태로써 용접성능 검사에서도 양호한 결과 얻었다. 본 논문에서는 mash seam 용접기의 기본적인 기능설명과 개발된 용접기를 기능별로 설명하고, POSCO 현장적용 결과를 간략히 소개한다.