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용접 자동화를 위한 아크센서의 신뢰성에 관한 고찰

전문가 제언

최근 조선해양교량 등의 대형 파이프 혹은 판재의 용접 구조물 제작에 용접자동화 기술의 정착이 대세를 이루고 있는데, 이를 완성하기 위한 기술의 일환으로 그루브의 가공 오차나 용접 중에 생기는 열변형 등을 추적하여 용접 토치의 위치를 연속해서 수정하고 용접 조건을 적정하게 변화시키기 위해 각종 용접용 센서 개발이 요구되고 있다.

 

본 논문에서는 아크현상 단독에서의 특성을 조사하기 위해 용융되지 않은 동판 위에 TIG용접을 행한 후, 측정된 아크전압에 의한 편차의 특성에 대해서 해석하고 편차제거에 유효한 데이터 처리방법에 대해서 검토하였다. 또한 아크의 퍼짐 각도를 고려한 수치계산에 의한 아크전압의 추정 방법을 제안하여 위빙 폭에 대한 아크센서의 검출 감도와 검출 편차의 관계에 대해서 실험과 수치계산의 양면에서 검증하였다. 이에 대한 기술 자료는 국내 기업체에서 아크센서의 기술개발에 큰 도움을 줄 수 있는 정보가 될 것으로 사료된다.

 

아크센서에 의한 용접자동화 기술은 알고리즘에 의해 시스템이 움직이는데, 레이저로 조사(irradiation)한 후, 표면에서 반사되어 돌아오는 빛을 센서가 읽어내 용접부의 특이점을 추출할 수 있으며, 용접부의 상태를 지속적으로 계산하기 때문에 갈라진 그루브를 매끈하고 고르게 메울 수 있다. 또한 계산한 정보를 기억해 사용함으로써 작업자가 원하는 조건을 자동으로 재이용할 수도 있다.

 

최근 국내에서도 아크센서에 대한 활용기술에 관심이 고조되고 있다. 일례로 2015()동주웰딩에 의하면 아크센서를 활용한 용접선 자동 추적시스템 개발을 완료하였다. 종래에는 파이프 크기가 크면 작업대를 설치해 용접선의 좌우 높이를 사람 눈으로 직접 검사해야 하며 이 작업이 하루 24시간 동안 수작업으로 이뤄져야 하였는데, 좌우 및 상하 용접선의 워치를 센서가 자동으로 파악하므로 작업효율과 완성도를 높일 수 있게 되어 자동화시스템을 통해 기존의 어려움을 극복할 수 있었다. 아울러 로봇용 및 고속 회전 아크센서의 개발도 활발히 진행되고 있다.

 

저자
KUGAI Katsuya and NAKAMURA Nobuhiro
자료유형
니즈학술정보
원문언어
일어
기업산업분류
재료
연도
2015
권(호)
33(4)
잡지명
溶接學會論文集
과학기술
표준분류
재료
페이지
309~316
분석자
유*천
분석물
담당부서 담당자 연락처
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