• 한국정보통신학회논문지
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• 제6권8호
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• pp.1374-1380
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• 2002

용접을 하는데 있어서 보다 균일한 용접상태를 유지하고, 용접품질의 향상 및 동일시간에 보다 많은 용접을 함으로써 생산성 향상을 위해 로봇의 이용이 점차로 증가하고 있다. 로봇용접의 과정 중 실제 용접을 실시하기 위해 로봇을 움직이기 이전에 용접할 부위의 검출이 선행되어야 하고, 그 검출방법에 있어서 크게 접촉식과 비접촉식의 센서가 활용이 되고 있다. 본 논문에서는 비접촉식 중 비전센서인 레이저 다이오드와 CCD 카메라를 이용하여 CCD 카메라를 거친 영상을 처리하여 용접선을 추적하고 용접을 하도록 하고 있다. 레이저 다이오드를 용접모재와 일정 각도를 가지도록 조사하게 되면 모재표면의 형상에 따라 반사되는 굴곡면이 달라지게 되는데 이 형상이 CCD 카메라를 통해 입력되고, 이 입력된 화상을 이미지 보드와 프로그램을 통하여 분석을 하고, 얻어진 용접선의 화상의 좌표 값을 토대로 로봇을 이동시킴으로써 용접을 하도록 하고 있다. 용접은 실시간으로 이루어짐으로써 생산성 향상에 크게 기여할 수 있다. 또한 모재에 따라 굴곡이 다른 1차원 평면의 용접인 경우는 약간의 프로그램 수정으로 대부분 추적 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2001년도 춘계종합학술대회
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• pp.460-464
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• 2001

최근, 아크용접을 하는데 있어서 보다 균일한 용접상태와 용접품질의 향상 및 동일시간에 보다 많은 용접을 함으로써 생산성 향상을 위해 로봇의 이용이 점차로 증가하고 있다. 로봇용접의 과정 중 실제 용접을 실시하기 위해 로봇을 움직이기 이전에 용접할 부위의 검출이 선행되어야 하고, 그 검출방법에 있어서 크게 접촉식과 비접촉식으로 대별된다. 본 논문에서는 비접촉식 중 영상처리센서인 레이저 다이오드와 CCD 카메라를 이용하여 CCD 카메라를 거친 영상을 처리하여 용접선을 추적하고 용접을 하도록 하고 있다. 레이저 다이오드를 용접모재와 어떤 각도를 가지도록 조사하게 되면 모재표면의 형상에 따라 반사되는 굴곡면이 달라지게 되는데 이 형상이 CCD 카메라를 통해 입력되고, 이 입력된 화상을 이미지 보드와 프로그램을 통하여 분석을 하고, 얻어진 용접선의 화상의 좌표 값을 토대로 로봇을 이동시킴으로써 용접을 하도록 하고 있다. 용접은 실시간으로 이루어짐으로써 생산성 향상에 크게 기여할 수 있다. 또한 모재에 따라 굴곡이 다른 1차원 평면의 용접인 경우는 약간의 프로그램 수정으로 대부분 추적 가능하다.

• 해양환경안전학회지
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• 제12권2호
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• pp.151-155
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• 2006

용접은 가장 널리 사용되는 금속접합기술이며 조선, 자동차, 항공, 플랜트설비 등 산업현장의 여러 분야에서 활용되고 있는 근대산업의 기본적인 생산기술이다. 그러나 용접작업 자체가 강한 빛과 전류, 유해가스등을 발생하고 있으며, 다품종 소량 생산하는 작업장에서는 규격화된 물건을 만들어 내는 제조업에 비해서 자동화가 어렵다. 따라서 범용적으로 모든 형태의 용접할 부위인 용접선을 검출하여 자동으로 용접하기란 상당히 어려우며, 본 논문에서는 삼각파 형태의 굴곡을 가진 용접선을 검출하고자 스트레인게이지를 응용한 센서를 이용하였고, 이를 직선구동이 가능한 반자동 캐리지에 탑재하여 용접선을 자동으로 추적하여 용접하는 실험을 제안하였다. 캐리지는 직선 전진만 하고 있더라도 굴곡이 있는 용접선을 자동으로 검출하여 용접이 가능하도록 하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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• pp.550-555
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• 1993

The aim of this paper is to present the development of visual seam tracking system equipped with visual range finder. The visual range finder, which consists of a CCD camera and a diode laser system with line generating optics, developed to recognize the types of weld joints and detect the location of weld joints. In practical applications, however, images of the weld joints are often degraded due to spatters, are flares, surface specularity, and welding smoke. To overcome the problem, this paper proposes a syntactic approach which is a class of artificial intelligence techniques. In the approach, the type of weld joint is inferred based upon the production rules which are linguiques grammars consisting of a set of line and junction primitives of laser strip image projected on weld joint. The production rules eliminate several noisy primitives to create new primitives through the merging process of primitives. After the recognition of weld joint, arc welding is started and the location of weld joints is repeatedly detected using a spring model-based template matching in which the template model is a by-product of the recognition process of weld joint. To show the effectiveness of the proposed approach a series of experiments-identification and robotic tracking-are conducted for four different types of weld joints.

• Journal of Welding and Joining
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• 제19권6호
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• pp.600-607
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• 2001

A CCD camera with a laser stripe was applied to realize the automatic weld seam tracking in GMAW. It takes relatively long time to process image on-line control using the basic Hough transformation, but it has a tendency of robustness over the noises such as spatter and arc light. For this reason. it was complemented with adaptive Hough transformation to have an on-line processing ability for scanning specific weld points. The adaptive Hough transformation was used to extract laser stripes and to obtain specific weld points. The 3-dimensional information obtained from the vision system made it possible to generate the weld torch path and to obtain the information such as width and depth of weld line. We controled the wire feeding rate using informations of weld line.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.338-344
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• 2010

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.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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• pp.706-713
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• 2002

In the multi-pass welding of pressure vessels or ships, the mechanical touch sensor system is generally used together with a manipulator to measure the gap and depth of the narrow gap to perform seam tracking. Unfortunately, such mechanical touch sensors may commit measuring errors caused by the eterioration of the measuring device. An automation system of narrow gap multi-pass welding using a laser vision system which can track the seam line of narrow gap and which can control welding power has been developed. The joint profile of the narrow gap, with 250mm depth and 28mm width, can be captured by laser vision camera. The image is then processed for defining tracking positions of the torch during welding. Then, the real-time correction of lateral and vertical position of the torch can be done by the laser vision system. The adaptive control of welding conditions like welding Currents and welding speeds, can also be performed by the laser vision system, which cannot be done by conventional mechanical touch systems. The developed automation system will be adopted to reduce the idle time of welders, which happens frequently in conventional long welding processes, and to improve the reliability of the weld quality as well.

• International Journal of Korean Welding Society
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• 제2권1호
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• pp.45-51
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• 2002

In the multi-pass welding of pressure vessels or ships, the mechanical touch sensor system is generally used together with a manipulator to measure the gap and depth of the narrow gap to perform seam tracking. Unfortunately, such mechanical touch sensors may commit measuring errors caused by the deterioration of the measuring device. An automation system of narrow gap multi-pass welding using a laser vision system which can track the seam line of narrow gap and which can control welding power has been developed. The joint profile of the narrow gap, with 250mm depth and 28mm width, can be captured by laser vision camera. The image is then processed for defining tracking positions of the torch during welding. Then, the real-time correction of lateral and vertical position of the torch can be done by the laser vision system. The adaptive control of welding conditions like welding currents and welding speeds, can also be performed by the laser vision system, which cannot be done by conventional mechanical touch systems. The developed automation system will be adopted to reduce the idle time of welders, which happens frequently in conventional long welding processes, and to improve the reliability of the weld quality as well.

• Journal of Welding and Joining
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• 제8권2호
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• pp.58-69
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• 1990

In conventional arc welding, position error of the weld torch with respect to the weld seam and variation of groove dimension are induced by inaccurate fitup and fixturing. In this study, a vision system has been developed to recognize and compensate the position error and dimensional inaccuracy. The system uses a structured laser light illuminated on the weld groove and perceived by a C.C.D camera. A new algorithm to detect the edge of the reflected laser light is introduced for real time processing. The developed system was applied to arbitarary weld paths with various types of joint in arc welding process. The experimental results show that the proposed system can detect the weld groove parameters within good accuracy and yield good tracking performance.

• Journal of Welding and Joining
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• 제10권4호
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• pp.190-198
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• 1992

Among the variety of welding processes available, the flux cored arc welding is one of the most frequently used process, because of its wide range of application and high productivity. The weld joint tracking is indispensable to improve the flexibility of the arc welding robot application for the flux cored arc welding (FCAW) process. In this study, an arc sensor which utilizes the electrical signal obtained from the welding arc itself was developed for weld joint tracking in FCAW. Because a model of the welding arc in flux cored arc welding was required to develop the arc sensor, a mathematical model was proposed by analysing the welding arc behaviour, and also an experimental model by using the factorial experiment and least square method. For overcoming the fluctuation in the welding current signal during tracking the weld joint, it was fitted to a curve which is inversely proportional to a trace of tip-to-workpiece distance by using the quadratic curve-fitting method.