표제지
ABSTRACT
목차
기호 및 약어 설명 11
제1장 서론 12
제1절 연구 배경 12
제2절 연구 내용 및 구성 18
제2장 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇 개발을 위한 기초 연구 19
제1절 기술 요구 조건 19
제2절 기술 연구 목표 20
제3절 배관로봇의 단계별 연구 20
제3장 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 기구 설계 21
제1절 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 시스템 구성 21
제2절 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇 22
제3절 강관 관경 대응 링크 구조 연구 23
제4절 구동 메커니즘 연구 23
제5절 검사 및 연마 작업 모듈의 기구 설계 25
제4장 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 회로 및 S/W 연구 27
제1절 하드웨어 시스템 구조 27
제2절 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 회로 설계 30
제3절 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 제어기 연구 31
제4절 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 제어시스템 연구 33
제5절 검사 및 연마를 위한 영상처리 알고리즘 연구 35
제6절 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 UI(User Interface) 연구 39
제7절 시스템 오작동에 따른 대응방법 40
제5장 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 성능 시험 41
제1절 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 주행 시험 41
제2절 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 검사 시험 43
제3절 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 연마 시험 44
제4절 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 내환경성 시험 45
제5절 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 공정시간 시험 46
제6장 결론 48
참고문헌 49
국문요약 52
표 1.1. 성능 목표 19
표 5.1. 모터 제원 41
표 5.2. 관경에 따른 조향각과 속도 42
표 5.3. 관경에 따른 조향각과 속도 42
표 5.4. 이동거리 위치 오차 시험 결과 43
표 5.5. 스패터 인식 시험 결과 44
표 5.6. 스패터 연마 시험 결과 45
표 5.7. 공정시간 시험 결과 47
그림 1.1. 최근 5년간 국내생산 강관 수출 실적 12
그림 1.2. 맨드릴 밀 공정 13
그림 1.3. ERW 강관제조 공정 14
그림 1.4. 나선 용접 공정 14
그림 1.5. 스패터 이미지 15
그림 1.6. 강관 내면 용접비드 절삭공정 15
그림 1.7. 흠 불량 발생 15
그림 1.8. 수작업 기반 강관 흠 불량 검사 및 제거 16
그림 3.1. 로봇시스템의 구성 21
그림 3.2. 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 구성 22
그림 3.3. 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 링크 구조 23
그림 3.4. 나선 주행 메커니즘 24
그림 3.5. 구동부 동기화 메커니즘 24
그림 3.6. 구동부 관경 대응 25
그림 3.7. 작업 모듈의 메커니즘 설계 26
그림 3.8. 헤드 구동 모듈의 구동 메커니즘 26
그림 4.1. 구동 모듈의 제어기 블록도 27
그림 4.2. 작업 모듈의 구동 제어기 블록도 28
그림 4.3. 작업 모듈의 제어기 블록도 29
그림 4.4. 소형배관 로봇의 제어기 구성 30
그림 4.5. 구동 모듈 제어기 회로 31
그림 4.6. 모터 드라이버 제어기 회로 32
그림 4.7. 작업 모듈 제어기 회로 32
그림 4.8. 제어 시스템 흐름도 33
그림 4.9. 제어주기에 따른 시스템 구성 34
그림 4.10. 인터럽트에 따른 시스템 구성 34
그림 4.11. 영상처리 흐름도 35
그림 4.12. 관심 영역 마스킹 36
그림 4.13. 템플릿 매칭을 통한 스패터 검사 모습 37
그림 4.14. 이진화 비교 38
그림 4.15. 결과 영상 이미지 38
그림 4.16. 스패터 위치 검출 38
그림 4.17. 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 UI 39
그림 5.1. 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 주행 시험 환경 42
그림 5.2. 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 이동거리 위치 오차 시험 환경 43
그림 5.3. 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 검사 시험 환경 44
그림 5.4. 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 연마 작업 후 표면 거칠기 측정 환경 45
그림 5.5. 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 방진 시험 46
그림 5.6. 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 방수 시험 46
그림 5.7. 소형배관 스패터 검사 및 연마 로봇의 공정시간 시험 47