볼밸브용 볼의 OLP 기반 로봇육성용접 시스템 구현에 관한 연구 (A Study on Implementation of Robot Overlay Welding System Based on OLP for Ball of Ball Valves)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 17권 / 12호 / 446 ~ 452페이지
· 저자명 : 장재성, 황성현, 노태정

초록

최근 해양, 석유화학 플랜트 등에서는 내마모, 내식성, 내열성이 요구되는 초내열 합금이 기본적인 구조재료로 많이 사용되고 있다. 하지만 고가의 초내열 합금 소재로 밸브를 제작할 때 원가 상승과 가격 경쟁력 저하의 원인이 되고 있다. 이에 유체에 흐르는 특정부위만 육성 용접하는 기술이 효과적인 방법으로 사용되고 있다. 하지만 기존의 볼 육성용접의 경우 사람이 직접 수동으로 작업을 진행하기 때문에 많은 시간이 소요되고 정확한 용접하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 볼 밸브용 볼 육성용접을 균일하게 할 수 있는 로봇자동화 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 용접토치를 장착한 용접용 로봇 6축, 포지셔너 회전을 위한 부가 2축, 제어장치 및 로봇경로는 오프라인 프로그램으로 구성되어 있다. CAD 도면 데이터를 오프라인 프로그램에 입력하여 로봇 교시점과 로봇 구동 소스를 얻을 수 있도록 하였고, 볼 육성용접 궤적은 Matlab을 통해 구현하였다. OLP 시스템을 통해 용접층 두께가 균일하게 얻으므로 용가재의 소모량을 약 20% 절약할 수 있었고, 모재와 용접봉 사이의 아크길이를 일정하게 유지하여 육성용접 불량율을 약 50% 정도 감소시켜 품질을 확보하였다. OLP를 활용한 육성용접 자동화 시스템을 통해 작업소요시간이 88시간에서 41시간으로 단축되어 생산성이 2.58배 향상 되었다.

영어초록

Recently, heat resistant super alloys (which are wear-resistant, corrosion-resistant, and heat-resistant), have been used as the basic structural material in offshore and petrochemical plants. On the other hand, making valves from very expensive, high heat-resistant alloys increases the production cost and decreases its market competitiveness. To solve these problems, the technique of overlaying only those that flow on the fluid has been used as an effective method. Nevertheless, because the former technique of overlaying the ball is performed manually, it takes too much time and perfect welding is difficult to perform. To solve this problem, this study developed a robot automation system that can make uniformly overlay welding of the ball for ball-valves. The system consists of a 6-axis welding robot with a welding torch and additional 2 axes for the rotation of positioner, the controller, and a robot path OLP (Off-Line Programming). The CAD drawing data was entered in the Off-line program to obtain the robot teaching point and drive source. Overlay welding paths were implemented using Matlab. Through an automated overlaying system that implemented the OLP, the productivity rose 2.58 times, as the amount of time required for work decreased from 88 hours to 41 hours.

참고자료

· 없음