초록 ▼

1. 당해연도 사업목표 및 내용
1.1 사업의 최종목표
- 조선 블록제작 공정에 투입될 융합기술을 이용한 고효율 용접자동화 장비 개발 을 통하여 기존 단위 블록 셀 제작의 생산성 10% 향상을 통한 대불산업단지 입주기업의 국내외 경쟁력 확보.
1.2 당해연도 사업내용
(1) 조선용 블럭 및 배관 용접자동화 전용 500A급 사용률 60%의 인텔리전트 용접
기 개발
(2) 선박 블록 자동용접용 캐리지 개발
(3) 용접 시작 및 끝단부 자동화를 위한 센싱 시스템 개발
(4) 선박 블록용접용 자동

1. 당해연도 사업목표 및 내용
1.1 사업의 최종목표
- 조선 블록제작 공정에 투입될 융합기술을 이용한 고효율 용접자동화 장비 개발 을 통하여 기존 단위 블록 셀 제작의 생산성 10% 향상을 통한 대불산업단지 입주기업의 국내외 경쟁력 확보.
1.2 당해연도 사업내용
(1) 조선용 블럭 및 배관 용접자동화 전용 500A급 사용률 60%의 인텔리전트 용접
기 개발
(2) 선박 블록 자동용접용 캐리지 개발
(3) 용접 시작 및 끝단부 자동화를 위한 센싱 시스템 개발
(4) 선박 블록용접용 자동화장비의 용접성 평가기술 개발
2. 사업의 주요내용 및 범위
2.1 조선용블럭및배관용접자동화전용500A급사용률60%의인텔리전트용접기 개발
• 인버터 전력회로 개발
• 디지털 인버터 제어회로
• 성능평가 및 용접성 시험
2.2 선박 블록 자동용접용 캐리지 개발
• 기구부 설계
• 간섭 및 구동성 테스트
• 기구부 제작
• 제어부 회로 설계
• 무선통신 회로 설계
• 제어부 프로그래밍
• 제어부 제작
• 시스템 통합 및 주행성 테스트
2.3 용접 시작 및 끝단부 자동화를 위한 센싱 시스템 개발
• 용접부 센싱 시스템 개발
• 용접 시작점/끝단부 인식기술 개발
• 용접 corner부 인식기술 개발
• 용접선 추적 및 단차/간극 인식기술 개발
• 용접조건 보정기능 개발
• 주행 대차, 용접 제어기와의 interface
2.4 선박 블록용접용 자동화장비의 용접성 평가기술 개발
• 피로수명 예측을 위한 평가기술 개발
• 용접성 평가시스템 구축
3. 활용방안 및 기대효과
• 미국, 일본을 비롯하여 유럽의 장비를 중소기업뿐만 아니라, 대기업에서도 조차 수입에 의존하여 사용하고 있으며, 본 연구 개발시 수입 대체 효과 및 수출증대.
• 수입되어 들어오는 장비도 고가의 장비이기 때문에 중소기업의 경우는 사용하기 어려운 실정이지만, 개발하고자 하는 장비는 저가형 장비를 추구.
• 용접공정의 1인 통합 관리화 추진 및 용접 품질의 판단을 작업자 중심에서 Real time sensing 기술 및 지능제어 시스템을 통한 용접품질의 고급화, 안정화 도모.
• 본 연구에서 개발하고자 하는 장치는 위에서 언급한 3가지 문제를 동시에 만족할 수 있는 장치로써 기존의 장비보다 우수한 장비를 개발한다면 후발이지만 시장을 점유할 수 있을 것으로 사료됨.
•용접공정은 열악한 작업환경와 육체적 부담으로 인하여 최근 기업에서는 숙련된 용접인력 확보에 어려움이 많아 용접품질과 가격적 경쟁력만 확보한다면 충분한 시장을 확보할 수 있을 것으로 사료됨.

목차 Contents

• 요약서 ... 1
• 목차 ... 4
• 1. 총괄과제 융합기술을 이용한 고효율 용접자동화 장비 개발 ... 9
• 제 1 장. 사업의 개요 ... 9
• 제 1절 사업의 중요성(필요성) ... 9
• 제 2절 국내.외 및 지역 내 관련기술의 현황 ... 18
• 제 3절 기술개발시 예상되는 파급효과 및 활용방안 ... 23
• 제 2 장. 사업의 목표 및 내용 ... 26
• 제1절. 최종목표 및 연차별 목표 ... 26
• 제2절. 연차별 사업내용 및 사업범위 ... 27
• 제 3절 당해연도 세부사업별 중요도 ... 29
• 제 3 장. 사업의 추진체계 ... 30
• 제1절. 세부과제별 내용 ... 30
• 제2절. 기술개발 추진체계 ... 31
• 제 3절 기술개발 추진체계 산업단지 혁신클러스터사업 연계구축 ... 32
• 제 4절 기술개발 Road Map ... 36
• 2. 제1세부사업 인텔리전트 용접기 개발 ... 38
• 제 1 장. 서론 ... 38
• 제1절. 기술개발의 필요성 ... 38
• 제2절. 국내.외 관련기술 현황 ... 39
• 제 3절 기술개발의 목표 및 내용 ... 40
• 제 2 장. 인텔리전트 용접기 개발 ... 42
• 제 1절 인버터 전력회로 개발 ... 45
• 제 2절 디지털 인버터 제어회로 ... 59
• 제 3절 성능평가 및 용접성 시험 ... 70
• 제 4절 기술개발 추진일정 ... 75
• 제 5절 정량적 목표 달성도 ... 76
• 제 3 장. 결론 ... 77
• 제1절. 기술개발 결과 ... 77
• 제 2절 기대효과 및 활용방안 ... 78
• 3. 제2세부사업 선박 블록 자동용접용 캐리지 개발 ... 80
• 제 1 장. 서론 ... 80
• 제1절. 기술개발의 필요성 ... 80
• 제2절. 국내.외 관련기술 현황 ... 82
• 제3절. 기술개발의 목표 및 내용 ... 85
• 제 2 장 선박 블록 자동용접용 캐리지 설계 및 제작 ... 88
• 제1절. 기구부 설계 ... 88
• 제 2절 간섭 및 구동성 테스트 ... 99
• 제3절. 기구부 제작 ... 111
• 제 4절 제어부 및 무선통신 회로 설계 ... 116
• 제 5절 제어부 제작 및 프로그래밍 ... 123
• 제6절. 시스템 통합 및 성능평가 ... 147
• 제7절. 기술개발 추진일정 ... 165
• 제 8절 선박 블록 자동용접용 캐리지의 정량적 목표 달성도 ... 166
• 제 3 장. 결론 ... 167
• 제1절. 기술개발 결과 ... 167
• 제 2절 기대효과 및 활용 방안 ... 168
• 4. 제3세부사업 용접시작 및 끝단부 자동화를 위한 센싱 시스템 개발 ... 169
• 제 1 장. 서론 ... 169
• 제1절. 기술개발의 필요성 ... 169
• 제2절. 국내.외 관련기술 현황 ... 170
• 제3절. 기술개발의 목표 및 내용 ... 171
• 제 2 장 Sensing System의 설계 및 제작 ... 172
• 제1절. 기구부 설계 ... 172
• 제 2절 기구부 상세설계 및 제작 ... 189
• 제 3절 Sensing System 제어보드 설계 및 제작 ... 199
• 제 4절 Sensing System 알고리즘 개발 및 프로그래밍 ... 212
• 제 5절 Carriage와의 Interface ... 221
• 제 6절 시스템 통합 및 성능 평가 ... 226
• 제 7절 기술개발 추진일정 ... 229
• 제 8절 정량적 목표 달성도 ... 230
• 제 3 장. 결론 ... 231
• 제1절. 기술개발 결과 ... 231
• 제2절. 기대효과 및 활용방안 ... 232
• 5. 제4세부사업 선박 블록 용접용 자동화장비 용접성 평가기술 개발 ... 233
• 제 1 장. 서론 ... 233
• 제1절. 기술개발의 필요성 ... 233
• 제2절. 국내.외 관련기술 현황 ... 233
• 제3절. 기술개발의 목표 및 내용 ... 234
• 제 2 장 선박 블록용접용 자동화장비 용접성 평가기술 개발 ... 236
• 제1절. 피로수명 예측을 위한 평가기술 개발 ... 236
• 제2절. 용접성 평가 시스템 구축 ... 245
• 제3절. 용접성 평가를 위한 FEM해석 ... 251
• 제3절 용접강도 평가를 위한 실험 ... 274
• 제 3 장. 결론 ... 286
• 제1절. 기술개발 결과 ... 286
• 제2절. 기대효과 및 활용방안 ... 287
• 부록 ... 288
• 1-1. Carriage 도면 ... 289
• 1-2. Carriage컨트롤러 도면 ... 331
• 1.3 무선컨트롤러 회로도 ... 335
• 1.4 릴레이보드 회로도 및 PCB디자인 ... 338
• 1.5 Carriage컨트롤러 회로도 ... 342
• 1.6 Carriage컨트롤러 프로그램 ... 346
• 1.7 무선컨트롤러 프로그램 ... 382
• 2.1 Sensing System 조립도 및 도면 ... 414
• 2.2 Sensing System컨트롤러 회로도 ... 433
• 2.3 AVR 프로그램 ... 436
• 2.4 DSP 프로그램 ... 442
• 끝페이지 ... 486