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스트레인 게이지를 이용한 접촉식 용접선 추적 센서에 관한 연구

A Study on the Contact Seam Tracking Sensor by Using Strain Gauges

한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, v.7 no.5, 2003년, pp.1019 - 1025  

안병원 (목포해양대학교) ,  배철오 (목포해양대학교) ,  김현수 (목포해양대학교)

초록
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조선과 자동차 등의 금속 가공분야의 용접산업부분에서는 용접을 하기 위해 여러 종류의 용접선 추적 센서들이 사용되고 있다. 용접선을 검출하는 센서에는 용접모재와 센서의 접촉여부에 따라 접촉식과 비접촉식 센서로 크게 대별할 수 있고, 현 산업전반에서는 대부분 접촉식 센서를 사용하고 있다. 본 논문에서도 접촉식센서의 일종인 스트레인 게이지를 응용하여 센서를 제작하여 용접부위를 얼마나 잘 추적하는지 실험하였다. 실험장치는 스트레인 게이지 센서, 스트레인 게이지 신호의 증폭회로, 삼각파 발생기, MOSFET 파워 드라이버 회로와 DC 모터로 구동되는 X-Y 슬라이더 등으로 구성되어 있다. 용접선의 추적범위는 상하좌우로 동작을 하고 스트레인 게이지의 저항변화가 X-Y 슬라이더에 연결된 DC 모터를 구동시키게 된다. 실험결과 용접부위를 센서가 잘 추적하는 것을 확인할 수 있었고, 실제 산업현장에 있어서 적용가능성에 대해서 알아보았다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

There are many kinds of seam trackers in the industrial welding field. We are proposed the contact seam tracking sensor applying strain gauges kind of contact sensor that mostly used in welding part now. For this seam tracking experiment, we made the strain gauges sensor by ourselves and tested how ...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 이 변화된 신호는 토치를 구동시키는 모터를 동작시켜 프로브 센서의 위치를 추적하도록 한다. 본 논문에서는 이 센서부분을 스트레인 게이지의 저항변화를 웅용하여 아날로그 출력을 내어 위치변화를 검출하게 된다.
  • [1][2] 접속 센서 중 가장 많이 사용하고 대표적인 것이 프로브 (probe) 센서이고, 센싱방법에 있어서는 주로 접점 식과 차동변압기의 원리를 이용한 것들이 대부분이다. 본 논문에서는 현재 사용되고 있는 이들 센싱 방법 대신 스트레인 게이지를 이용하여 용접선 추적센서를 제안하였고, 이를 실제 제작하여 센서의 동작 실험을 행하였다.
  • 스트레인 게이지의 변형에 따른 저항의 변화를 이용하여 X-Y평면상의 용접선을 인식할 수 있는 센서를 제작하여 실험한 결과 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
  • 실험장치의 구성은 그림 7과 같이 X와 Y판의 2 쌍의 스트레인 게이지에서 나온 신호를 각각 분리하여 증폭하고 이 증폭된 전압신호와 삼각파를 비교하여 PWM파형을 만들었다’ 모터를 -?.농하기 위한 파워드라이버 부분은 파워 MOSFET를 이용하여 제작하였고, 스트레인 게이지의 출력에 따라 직류전동기가 정.
  • 역 선되 도록 회로들 卄 성하였다. 직류전동기 두 대를 이용하여 X Y슬가이J三 제작하였고 센서가 이 슬라이드에 H성되어있어 피드백 되도록 하였다.

대상 데이터

  • 스트레인 게이지는 길이가 5[mm]이고, 게이지 저항은 120[9]±0.5[%]인 것을 사용하고 있다.
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참고문헌 (5)

  1. Hirokazu Nomura : Sensors and Control Systems in Arc Welding, CHAPMAN & HALL. 

  2. J.D. Lane : ROBOTIC WELDING, IFS (Publications) Ltd. UK, 1987 

  3. 이철원외, '용접 자동화를 위한 시각센서', 대한 용접학회지 제11권 제3호, pp. 10-21, 1993 

  4. M. Aicault and J.P. Lalemand, 'Joint tracking with a self-teaching system', Welding Journal, Vol. 69, No. 12, pp. 41-45, 1990 

  5. PowCon : Seam tracker system users manual, 1996 

저자의 다른 논문 :

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