선박 블록의 용접 공정에서는 용접선의 양쪽 끝이 벽에 의해 막혀있는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 벽이 있는 환경에서 맞대기 용접의 자동화를 위한 용접선 검출 시스템을 개발하였다. 용접선 검출 시스템은 벽에서 캐리지의 위치를 측정하고, 초층의 용접선을 검출하게 된다. 시스템은 레이저 변위센서와 초음파센서로 구성되어 있다. 레이저 변위센서는 모터에 의해 회전 왕복 운동하며 용접 모재까지의 거리를 측정하게 되고, 초음파센서는 양쪽 벽면까지의 거리를 측정한다. 초음파센서로 측정된 거리정보를 활용하여 용접선의 X(주행)좌표와 용접 시작 및 끝 위치를 판별한다. 그리고 레이저 변위센서에 의해 측정된 거리정보와 센서의 자세정보를 활용하여 용접선의 Y(위빙), Z(높이)좌표를 검출하게 된다. 용접선 검출 시스템은 용접 캐리지와 독립적인 구동을 위해 DSP를 이용하여 별도의 제어기를 구성하였다. 용접 도중 용접선 검출 시스템과 용접 토치(Torch)와 간섭을 피하고, 측정 불가능한 구간이 발생하지 않도록 용접선 검출 시스템을 캐리지의 양쪽에 부착할 수 있게 설계하였다. 최종적으로 용접 캐리지에 부착하고 실험을 수행하여 개발된 용접선 검출 시스템의 효용성을 확인하였다.
Both ends of welding line are often closed by wall in the welding of ship blocks. In this research, seam tracking sensing system for butt welding in the condition with wall was developed. Seam tracking sensing system measures position of carriage from wall and detects root-pass of welding line. The system consists of the laser displacement sensors and ultrasonic sensors. The laser displacement sensor reciprocal1y rotates by the motor and measures a distance from laser sensor to the welding material. The ultrasonic sensor measures a distance between welding system and walls. The distance measured by the ultrasonic sensor is used to get X(driving) position and to determine initial and end point of the weld line. Y(weaving) and Z(height) of the weld line are obtained by the distance measured by the laser displacement sensor and the orientation of the sensor. The sensing system includes the controller that is independent from the welding carriage. The seam tracking sensing system is attached to both side of welding carriage so that interference between welding torch and sensing system can be avoided during the welding. And both side sensing system minimize dead zone. Finally, developed sensing system was adhered to welding carriage and verified usefulness by experiments.
