[논문]대조립 블럭 용접 자동화를 위한 통합 운영 시스템

김병수; 이시열; 김은중; 박진형; 박영준

대조립 블럭 용접 자동화를 위한 통합 운영 시스템
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김병수 (삼성중공업 조선플랜트연구소 메카트로연구) , 이시열 (삼성중공업 조선플랜트연구소 메카트로연구) , 김은중 (삼성중공업 조선플랜트연구소 메카트로연구) , 박진형 (삼성중공업 조선플랜트연구소 메카트로연구) , 박영준 (삼성중공업 조선플랜트연구소 메카트로연구)

Welding automation in shipbuilding process, especially in the assembly line is considered to be a difficult job because welding part is too huge , various and unstructured for a welding robot to weld the whole part automatically. We developed an automatic welding robot to improve those difficult process. This paper show how to systematically operate the integrated automation system which consists of several robots. We introduce our software and system integration method. Specially we focus that network communication and operating process. The developed system visualizes the operation environment using Open Inventor and communicates with the entire system via TCP/IP and FTP.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구에서는 개별 장비계층과 호스트 계충간 용이한 인터페이스를 위해 문자열 기반의 통신 메시지 규약을 정하였다.
본 연구에서는 개발된 자동용접로봇 여러 대가 유기적으로 운영될 수 있도록 하는 통합자동화시스템을 개발하고자 한다.
본 연구에서는 갠트리와 다개체로 이루어진 로봇들의 효율적인 통합에 의해 자동화로 인한 생산성 향상을 극대화 하고자 하였다.

제안 방법

이후부터는 하나의 작업 쉘이 끝날 때까지는 작업자의 개입이 필요 없이 용접로봇들이 자동 용접을 수행하게 된다. 6대의 용접 로봇들이 각각 할당 받은 영역 내에서 자유롭게 론지와 론지사이를 승월하면서 용접할 수 있도록 용접 로봇들의 위치를 실시간으로 획득하여 이에 합당한 갠트리의 목표 좌표값을계산하여 갠트리에게 이동 명령을 내린다.
CAM 시스템을 통해 오프라인상에서 생성된 작업 정보를 활용하여 다수의 로봇을 통합 관리하여 로봇들의 배치 상태와 로봇의 작업상황을 실시간으로 확인할 수 있도록 하며, 이상 상황의 발생 시 적절하고 다양한 정보를 제공한다.
따라서 SCS는 여섯 대의 로봇들이 서로 간섭없이 원활하게 작업을 할 수 있도록 스케쥴러에의해 계획된 셀(Cell)작업 순서에 따라 갠트리를 적절하게 제어하고 개별 단위 시스템에 대한 시스템 이동 상태를 체크 및 작업 지시 기능을 하도록 구성하였다.
이의 해결을 위해서, 내부 규약을 통해 통신데이터 문자열의 크기를 동일하게 맞추고, TCP 통신 버퍼의 크기 또한 통신 데이터의 문자열 크기와 일치하도록 설정하였다. 이를 통해 TCP 통신에서 내부 버퍼링에 소모되는 시간을 줄여, 데이터 유실등의 불완전성을 제거하였다.
화면의 우측에는 도표 형태로 각 단위 시스템인 갠트리, 6축 로봇, 이동 로봇 등의 현재 상태를 관찰할 수 있도록 배치하였다.

대상 데이터

시스템이 두 세트가 존재하게 된다. 용접 로봇은 6축 수직 다관절 로봇과 이를 이동 시켜주는 이동장치로 구성된다. 각 용접 로봇은 개별환경 인식 시스템을 갖는다.

데이터처리

이를 통해 TCP 통신에서 내부 버퍼링에 소모되는 시간을 줄여, 데이터 유실등의 불완전성을 제거하였다. 통신 안정성에 대한 검정은 장시간 통신 테스트를 통해 이루어졌다.

이론/모형

작업자의 시각적 확인 편의성을 높이기 위하여, 2차원과 3차원의 그래픽 화면을 모두 제공한다. 이를 위하여 3차원 그래픽 라이브러리인 오픈인벤터 (Open Inventor)를 사용하였다.

성능/효과

일치하도록 설정하였다. 이를 통해 TCP 통신에서 내부 버퍼링에 소모되는 시간을 줄여, 데이터 유실등의 불완전성을 제거하였다. 통신 안정성에 대한 검정은 장시간 통신 테스트를 통해 이루어졌다.

후속연구

빠른 조치가 가능하게 된다. 또한 모든 히스토리를 저장, 관리함으로써 정확한 오류 사항을 진단할 수 있을 것이다.
표준화된 통신 프로토콜을 정의하고 이에 따른 통신 모듈을 개발함으로써 향후 유사 시스템에 적용 시 보다 빠르고 싶게 적용을 할 수 있을 것이다.

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