일반기술

비전센서를 이용한 용접선 추적 시스템의 다층 아크 용접

응용용접의 결함은 용접 구조물의 필요한 접합 성능(joinability)과 용접 구조물의 사용성능(performance)을 만족시켜 주지 못하고, 용접 이음 파괴의 원인이 될 수 있다. 이러한 용접물의 용접 결과에 대한 안정성과 신뢰성을 조사하는 용접 후 검사 방법은 크게 용접부를 절단, 굽힘, 인장 또는 소성 변형 등을 주어 시험하는 파괴 검사(destructive testing)와 피용접물을 파괴하지 않고 검사하는 비파괴 검사(nondestructive testing)가 있다. 본 연구에서는 비파괴 검사로써 3차원 비전 센서를 이용하여 실시간으로 용접부의 외부 결함을 판단하는 시스템을 제시하였다. 이 비전 시스템에는 고정밀도의 3차원 레이저 비전 센서가 사용된다. 비전 센서는 용접 방향을 가로지르는 가로 방향과 용접부의 깊이 방향의 정보를 픽셀 단위로 읽어들인다. 그러므로 이 데이터는 용접부 외관의 기하학적인 형상을 나타내게 된다. 이때, 비전 센서를 통해 들어오는 데이터(raw data)는 겹반사나 경면반사 등으로 인해 노이즈를 포함하게 된다. 그러므로 이 데이터를 다음 단계에 적용하기 위해 먼저 미디언 필터링의 전처리 과정(preprocessing)을 거치게 된다. 그 후 이 형상을 간단 명료하게 표현하기 위해 특징점(feature points)을 찾고, 각각을 선분 세그먼트(line segment)로 연결한다. 이러한 과정을 마친 이미지 형상으로 용접성을 판별한다. 그런데, 이 형상은 그 형태가 매우 다양하고 불규칙하다. 이러한 용접부 형상의 특성을 고려하여 각 세그먼트의 정보를 입력으로 하는 퍼지(fuzzy) 알고리즘에 적용하여 그 추론(inference)의 결과로 용접 결함의 종류를 판단하고, 용접성을 판별한다.