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제안 방법
- 1) 곡면부와 직선부에 대해서 미리 계획된 경로를 따라 동작이 구현되도록 하였으며 순기구학과 역기구학의 해석을 통한 모터 동시 제어를 수행하였고, 토치 방향으로 여유축을 두어 아크길이 일정제어를 실시간으로 실현하였다.
- 3) 현업 실블록 적용을 통하여 장비의 성능과 기능을 검증하였으며, 선급 인증을 획득하였다.
- 기구부 안정성과 제어의 신뢰성을 실제 조건하에서 검증하기 위해서 현업 적용성 시험을 실시하여, 그 효용성을 입증하였다.
- 로봇을 원활하게 운영하기 위해서 필요한 운영소프트웨어를 개발하였다. Windows XP 상에서 작동되는 본 프로그램은 오퍼레이터가 쉽게 사용할 수 있고 운용이 편리하게 될 수 있도록 설계되었다.
- 멤브레인 LNG 운반선의 건조 능률을 향상하기 위해, 소재 공급업체 다변화, 설계 및 건조공법 등 다방면에서의 개선을 통해서 납기 단축 및 원가절감을 하였다. 특히 공기의 대부분을 차지하는 화물창 제작은 공법개선이 필수적이며, 멤브레인 박판용접에 플라즈마 자동용접기술을 개발하여 적용하였으며, 이를 바탕으로 다수의 멤브레인 LNG선을 수주하여 건조하였다.
- 본 시스템은 직선부 용접부분과 곡면부 용접부분을 용접하기 위해서 좌표계가 변경되기 때문에 기구학도 용접부분에 맞게 2개의 기구학을 구성하였다. Fig.
- 본 연구에서는 멤브레인 LNG선 화물창 건조에 있어서 수동 용접으로 남아있던 앵글피스 부분을 자동 용접하였으며, 본 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 또한 용접 프로세스가 GTA이므로 용접선 추적 정도가 우수하여야 한다. 이러한 제약 조건을 극복하기 위해서 기구학의 해석을 통한 제어를 도입하였다.
- 앵글피스부의 용접은 용접자세가 아주 다양하고, 같은 용접부에 대해서도 다양한 용접조건을 가지는 것이 특징이다. 이를 관리하기 위해서 곡면부의 SC(Small Corrugation)과 LC (Large Corrugation), 직선부의 90도와 135도로 구분되어있으며, 용접 자세에 따른 기구부의 처짐 특성을 고려하여 곡면부의 시작과 끝부분의 오프셋값을 설정할 수 있도록 하여 현장 대응력을 높혔다.
- 용접 프로세스가 GTA이므로 전극봉의 높이를 일정하게 유지하는 것이 아주 중요하다. 이를 구현하기 위해서 변위 센서를 용접 방향에 대해서 수직으로 토치와 평행하게 설치를 하였다. 용접이 시작되면 제어기는 변위 센서 신호를 받아서 이 값으로부터 현재 전극봉의 높이를 추출하고 높이 제어 지령량을 생성하여 제어를 실시간으로 수행함으로써 전극봉의 높이 즉, 아크 길이를 일정하게 유지하게 된다.
- 캐리지 기구부에 대한 기구학의 해석을 통해서 제어를 했으며, 시험 부재에서 시스템의 성능을 검증하였다. 135도와 90도 시험부재에 대해서 용접을 했으며 그 결과는 Fig.
- 멤브레인 LNG 운반선의 건조 능률을 향상하기 위해, 소재 공급업체 다변화, 설계 및 건조공법 등 다방면에서의 개선을 통해서 납기 단축 및 원가절감을 하였다. 특히 공기의 대부분을 차지하는 화물창 제작은 공법개선이 필수적이며, 멤브레인 박판용접에 플라즈마 자동용접기술을 개발하여 적용하였으며, 이를 바탕으로 다수의 멤브레인 LNG선을 수주하여 건조하였다. 또한, 북미를 중심으로 청정에너지인 LNG의 수요 증가로 인하여 LNG 운반선에 대한 수요가 급증하고 대형화되는 추세여서 생산효율 증대를 위한 기반구축이 필요하게 되었다.
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