초록 ▼

상.하수도 관접합기술에 관한 연구개발 내용은 다음과 같이 크게 9개의 분야로 나눌 수 있다.
a. 자동이송장치 개발
가이드 레일(guide rail)을 이용해 이송하는 전용 용접장치 및 수도강관 용접 실험용 지그(Jig) 개발과 시각센서의 기초 연구
b. 회전아크장치 개발
회전아크장치 및 인터페이스 개발
c. 용접전원 인터페이스 개발
용접전원의 ON/OFF, 용접전류, 전압 측정 및 용접전류, 전압을 자동으로 설정해 줄 수 있는 PC 인터페이스 개발
d. 간극의 크기와 위치에 따른 용접변수 설정

상.하수도 관접합기술에 관한 연구개발 내용은 다음과 같이 크게 9개의 분야로 나눌 수 있다.
a. 자동이송장치 개발
가이드 레일(guide rail)을 이용해 이송하는 전용 용접장치 및 수도강관 용접 실험용 지그(Jig) 개발과 시각센서의 기초 연구
b. 회전아크장치 개발
회전아크장치 및 인터페이스 개발
c. 용접전원 인터페이스 개발
용접전원의 ON/OFF, 용접전류, 전압 측정 및 용접전류, 전압을 자동으로 설정해 줄 수 있는 PC 인터페이스 개발
d. 간극의 크기와 위치에 따른 용접변수 설정(외부 용접)
간극의 크기와 용접위치에 따른 적정용접변수(용접전류, 전압, 회전아크의 회전속도) 설정
e. 간극 측정 및 용접부위 전.후방 측정이 가능한 시각센서 개발
- 간극 측정 및 용접부위의 전.후방 측정이 가능한 시각센서의 설계 및 제작
- 시각센서의 영상정보에서 간극의 크기 및 위치, 용접부 결함을 추출해 내는 알고리즘 개발
f. 통합 관리 소프트웨어 개발
용접 전원, 용접변수 데이터베이스, 자동이송장치, 선행 및 후행 시각센서를 통합 관리하는 윈도우 환경의 통합 소프트웨어 개발
g. 내.외부의 다층 용접시의 각 패스 당 용접조건의 설정과 내.외부의 필릿 각, 간극 및 용접자세의 변화에 따른 실시간 용접변수의 조정
- 내부용접에서 간극의 크기와 위치에 따른 적정 용접전류, 용접전압, 용접속도, 위빙(weaving) 폭 및 주파수 선정
- 내.외부의 다층 용접 시 패스수 및 각 패스당 용접조건의 결정과 용접진행 중에 간극크기와 용접자세가 연속적으로 변할 경우 전류, 전압 및 용접속도의 실시간 제어
- 용접변수 데이터베이스화 및 신경 회로망을 이용한 용접변수 선정
h. 상.하수도 강관의 내.외부 자동용접이 가능한 시작품 개발
용접 토치 이송부, 시각센서, 용접전원, 포터블 콘트롤러 등으로 구성된 내.외부 자동용접용 시작품 제작
i. 시작품의 현장 적용성 시험
- 현장에서 사용되는 강관에 대한 시작품의 적용성 시험을 위한 현장 모사 시험
- 실제 작업 대상인 강관에 대한 용접변수 시험

Abstract ▼

The content of the research can be separated into 9 parts.
a. The development of automatic welding carriage
- The development of welding carriage positioned by a guide rail
- The development of welding jig for welding experiment
- The basic research of vision sensor for weld seam trackin

The content of the research can be separated into 9 parts.
a. The development of automatic welding carriage
- The development of welding carriage positioned by a guide rail
- The development of welding jig for welding experiment
- The basic research of vision sensor for weld seam tracking and welding quality monitoring
b. The development of rotating arc system
- The development of welding torch and PC interface for the rotating arc
c. The interfacing between welding power source and PC
- PC interface for welding power source ON/OFF, the control of welding current/voltage and the measurement of welding current/voltage
d. Selection of welding parameters(external welding)
- Selection of appropriate welding parameters(welding current/voltage, welding speed, rotation speed of rotating arc, etc.) for various gap sizes and positions
e. The development of vision sensors which can detect the magnitude of gaps and observe both sides of the welding torch
- The design and manufacture of vision sensors which can detect the magnitude of gaps and observe both sides of the welding torch
- The development of an algorithm that can detect the magnitude of gaps and the position to be welded taking advantage of image information from the front vision sensor
- The development of an algorithm that can detect weld defects taking advantage of the image information from the back vision sensor
f. The development of an integrated management software
- The development of an integrated window-based software which manages a welding power source, welding variables database, an automatic welding carriage and front/back vision sensors
g. The choice of the welding condition per each pass in multi-pass welding and real time welding variables control according to the fillet angle, gaps and torch position
- The choice of adequate welding current/voltage, welding speed, weaving width and weaving frequency for the inside welding
- The choice of the number of passes and welding condition per each pass in multi-pass welding of the inside and outside of the pipe and real time control of welding current/voltage and welding speed when the magnitude of gaps and welding position change continuously in process
- The construction of the database of welding variables and the choice of welding variables taking advantage of neural network
h. The development of a prototype that can weld automatically the inside and outside of the steel pipe which is being used for water supply and drainage
- The completion of making an automatic welding machine prototype that consists of an automatic welding carriage, vision sensors, a welding power source and a portable controller
i. The test of the prototype on the applicability to the field
- The field simulation test for the applicability of the prototype on steel pipes which is being used in the field
- The test of welding variables on steel pipes

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...10
• 목차 ...17
• CONTENTS ...18
• 제1장 서 론 ...19
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...21
• 제1절 국내 기술동향 ...21
• 제2절 국외 기술동향 ...22
• 제3절 기술동향 분석 결론 ...23
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...24
• 제1절 연구수행 방법 ...24
• 제2절 연구 내용 ...32
• 제3절 연구 결과 ...38
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외 기여도 ...164
• 제1절 연구개발 목표의 달성도 ...164
• 제2절 상기 평가의 착안점에 따른 달성도에 대한 자체평가 ...168
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...174
• 제6장 참고문헌 ...175
• <부 록> ...176
• 1. Dig_out.c source ...177
• 2. 원주용접시스템 도면 ...238