Automation of a welding on stiffened plate structure of a ship is difficult and most shipbuilding companies send operators for the ship inner block welding. In this thesis, we propose a robot to reduce manpower on horizontal fillet welding which forms 80 percent of total workload. The suggested omnidirectional wheeled mobile robot with a fixed torch follows a welding line of a stiffener grid. It recognizes a side-stiffener and automatically continues following the next welding line. We developed a new attitude estimation method using an optical flow sensor and gyro sensor which can endure severe light and heat of the welding. We designed a driving trajectory and torch position which minimizes welding quality drop, and investigated L-section steel standards for an interference preventing design of the robot. As a result, we develped a robot based on the research and verified the performance of the robot experimentally.
선박 내부 블록 보강판 구조물의 용접 작업은 자동화가 어려워 현업에서는 인력을 통해 작업하고 있다. 본 학위논문에서는 보강판 구조물 용접 작업량의 80%에 해당하는 수평 모재와 보강재의 필릿 용접에 소요되는 인력을 효과적으로 줄일 수 있는 로봇을 제안한다. 토치가 부착된 소형 옴니휠 주행로봇으로, 격자 모양으로 배치된 보강재의 용접선을 따라 용접을 수행하며, 측면의 보강재를 인식해 다음 용접 구간 작업을 자동으로 이어서 수행한다. 용접열과 용접광의 영향을 적게 받는 로봇 위치 측정 방법을 고찰하고 광학 흐름 센서와 자이로 센서를 이용해 보강재와 토치의 각도와 용접 속도를 측정하는 방법을 개발했다. 토치의 각도에 따른 용접 품질을 고려하여 용접 품질 저하를 최소화하는 주행전략을 제시한다. 현업에서 이용하는 부등변 L 형강과의 간섭을 방지하고 제시된 주행전략을 수행할 수 있도록 로봇을 설계했다. 결과적으로 위의 내용을 토대로 설계된 로봇을 제작하여 성능을 실험적으로 평가하였다.
