일반기술

용접선 검출용 전자기식 센서

본 센서를 개발하게된 동기는 박판재의 맞대기 이음 용접 자동화 시스템에서 용접선을 검출하기 위한 비접촉식 센서로 시각(vision) 센서와 레이저 센서 등의 광학센서를 이용할 경우 접합부가 틈새 없이 밀착되었거나 표면에 마킹(marking)이 되어있을 때 검출불능이 발생하는 문제를 해결하고자하는 것이었다. 전자기식 센서란 교류전압을 인가한 코일을 금속체에 접근시키면 코일에서 형성된 자속에 의해 금속체에 링 모양으로 흐르는 와전류(eddy current)가 발생되고, 이 와전류가 다시 자속을 발생하므로써 코일의 인덕턴스(inductance)를 변화시켜 코일과 금속체 간의 거리, 금속체의 결함 등을 검출하는 것을 말한다. 이 원리를 이용하면 박판의 표면조건에는 상관없이 맞대기 용접선과 같은 금속체의 불연속 위치에서 코일의 인덕턴스 값이 변하므로 용접선의 위치를 감지할 수 있다. 센서코일의 인덕턴스는 코일의 권수, 직경, 코어 길이, 인가전압의 주파수등 많은 설계변수에 따라 그 값이 달라지고 또한 용접선 검출능력에 영향을 미치게 된다. 따라서 용접선 검출능력이 우수한 센서를 만들기 위해 중요한 설계인자들을 실험적인 분석을 통하여 결정하였으며, 각종 금속의 용접선 검출능력에 대한 성능시험결과 금속체 표면상태에 의존하지 않는 강건한 검출능력을 확인할 수 있었다. 이 센서를 용접선 자동 추적 시스템에 적용하여 용접중 용접위치를 판별하여 추적하는 성능을 확인하므로써 용접전류에 의한 영향이 문제되지 않는다는 것을 알 수 있었다.