원자력발전 재장전수조 여과기의 이물질 점검용 수중 ROV 개발에 관한 연구

노태정,Lho, Tae-Jung 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.12

원자력발전 재장전수조의 여과기 내에서 상승, 하강, 전진, 후진 이동하여 CCD 카메라로 이물질을 검사할 수 있는 수중 ROV를 개발하였다. ROV의 상하 thruster 최대추력 117.7 N은 ROV가 수중에서 0.2m/s 속도로 하강하는데 문제가 없고, 상승할 때도 저항력 63.8 N 보다 크므로 상승할 수 있도록 설계하였다. ROV의 수평 thruster 최대추력 139.3 N은 ROV가 수중에서 0.2 m/s 속도로 전진, 후진하는데 저항력 4.8 N 보다 아주 크므로 문제가 없고, 수중에서 1.03 m/s 최대속도로 전진, 후진하는데 저항력 127.3 N 보다 약간 크므로 전진, 후진할 수 있도록 설계하였다. ROV가 0.6m/s의 속도로 이동 중에 충돌하는 경우 가드프레임의 구조강도를 해석한 결과, 최대응력은 22.756 MPa, 최대 변형량은 1.177 mm으로 구조강도에서 안전함을 알 수 있었다. 조파수조의 수심 5 m에서 ROV의 최대 이동속도는 1.08 m/sec, 작업 속도는 0.2 m/s로 측정되었으며, 목표성능을 만족하였다. ROV가 수중에서 0.2 m/sec로 이동하면서 검사 카메라가 1.5 m 아래의 3mm*3mm 크기의 글자를 판독 가능하여 여과기의 이물질을 충분히 판독할 수 있었으며, 목표 성능을 만족하였다. An underwater ROV was developed to check for foreign materials with a CCD camera in the IRWST strainer of a nuclear power plant. The upper and lower maximum thrust of ROV was 117.7 N, which is larger than the resistance of 63.8 N even when it rises. A horizontal maximum thrust of ROV 139.3 N has no problem because the ROV moves forward and backward in water 0.2m/s much more than 4.8 N, and is designed to move forward and backward as the ROV is slightly larger than the resistance of 127.3 N at the 1.03 m/s maximum speed. An analysis of the structural strength of the guard frame when the ROV collided while moving at the speed of 0.6 m/s revealed a maximum stress of 22.756 Mpa and a maximum deformation of 1.177 mm. The maximum moving speed of ROV was 1.08m/sec and the working speed was 0.2 m/s at a 5m depth of the tank. As the ROV moved to 0.2m/sec in water, the inspection camera could read 3 mm square-sized letters below 1.5 m, meaning that foreign materials in the strainer could be read sufficiently, and the target performance was satisfied.

적외선 램프를 이용한 비접촉식 태양전지셀 솔더링 장치 개발에 관한 연구

노태정(Lho, Tae-Jung),김선진(Kim, Seon-Jin),박민용(Park, Min-Yong) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.1

Photopia를 활용하여 적외선 램프 반사부의 각 형상에 대한 조도 분포를 해석하여 최적인 원호 형상으로 설 계하였다. 적외선 온도센서를 통해 태양전지셀의 솔더링 온도를 피드백 받아서 설정된 솔더링 온도 프로파일과의 오 차를 제어값으로서 IR 램프의 전류를 실시간으로 제어하는 솔더링 온도의 폐루프 제어시스템을 구현하였다. HMI 조 작반에 의해 쉽게 운전되고, PLC와 IR 램프 제어기에 의하여 강인하게 제어되는 IR 램프 열원을 사용한 태양전지셀 의 비접촉식 솔더링 장치를 개발하였다. The reflector of infrared lamp is designed to the optimal circular shape through the analyses of lumination distributions with a triangular, rectangular and circular configurations of infrared lamps respectively by using Photopia. PLC is used to compare and amplify the difference between soldering temperature profile and feedback value. It is fed to IR lamp controller which adjusts the soldering temperature of PV cell. The soldering temperature measured using an infrared temperature sensor is then fed back to the PLC. The closed control loop of soldering temperature on a PV cell is implemented. The noncontact soldering device of PV cells using infrared lamp which is easily operated by HMI operation panel and controlled robustly by PLC and IR lamp controller is developed.

P&S를 활용한 발전용 SOVR의 모델링과 동특성 해석

노태정(Tae-Jung Lho) 제어로봇시스템학회 2000 제어로봇시스템학회 국내학술대회 논문집 Vol.2000 No.10

전자내시경을 활용한 공압실린더 튜브 내면의 결함 자동검사시스템 개발

노태정(Lho, Tae-Jung),구본주(Koo, Bon-Joo) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.6

전자내시경을 이용하여 양극처리된 알루미늄 실린더튜브 내면의 결함을 자동으로 검사하는 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 크게 자동 결함검사 소프트웨어, 전자내시경 및 이송장치 등으로 구성되어 있다. 실험을 통하여 자동 결함검사의 최적검출 조건을 도출하여 실린더튜브 내면의 결함 검사에 적용한 결과 주요 결함 요소인 스크래치, 산화물, 라인, 웰드라인 의 인식률을 99%로서 만족하였다. 자동 결함검사 시스템을 생산현장에 적용하면 기존의 육안 검사 시 작업자가 가지는 육체 적인 피로도 줄여 작업효율을 증가시키며, 결함검출 자료를 바탕으로 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. The system developed inspects automatically defects existing on an inner surface of anodically treated aluminum cylinder-tubes. This system consists of automatic inspection software, and electronic endoscope and a conveyor moving device. By applying the optimal brightness conditions to searching for various defects on the inner surface of cylinder tube, the recognition rate of major defects, such as scratch, oxide and weld line reached 99%. If the present visual inspection process is replaced with the automatic defects inspection system, the physical fatigue of the operator could be reduced and the productivity could be increased. The automatic inspection system developed could also improve the quality of the products

공기부상 FPD 이송장치에서 다공질판과 글래스 사이의 공기유동 해석

노태정(Lho, Tae-Jung),손태영(Shon, Tae-Young) 한국산학기술학회 2008 한국산학기술학회논문지 Vol.9 No.4

최근에 많은 수요와 각광을 받고 있는 디스플레이 장치에서 CRT는 곡면이며 무겁고 큰 부피 때문에 LCD, PDP,OLED와 같은 평판디스플레이(FPD)로 대체되고 있다. FPD는 0.6-0.8㎜ 두께의 대면적 글래스에 여러 공정을 거친 후에 최종 제품 규격으로 절단하여 제작하기 때문에 글래스의 면적이 크면 클수록 FPD의 생산성이 높다는 밀접한 관계를 갖는다. 따라서 FPD 제조 업계에서는 글래스 면적을 증가시키기 위하여 노력하고 있으며, 예를 들면, 현재 8세대 LCD인 경우 약 2,200㎜ x 2,600㎜의 면적을 가진다. 이러한 글래스를 이송하는 대표적인 장치로서 공기부상 컨베어시스템은 압축공기를 이용해서 FPD용 대면적 글래스 등을 약 0.3-0.5㎜ 정도 부상시켜 비접촉으로 이송할 수 있는 장치이다. 이 때 글래스와 다공질판 표면 사이의 공기 유동이 모델링되고 해석되며, 이것으로부터 글래스의 공기부양 조건이 예측될 수 있다. 글래스를 이송시 전기공급 중단에 의하여 압축공기가 공급되지 않아 부상판과 접촉이 발생하였을 때, 자기윤활 특성을 가진 다공질판 위의 글래스는 1㎜ 홀을 많이 가진 사각덕트 부상판 위의 글래스와 조사, 비교된다. The FPDs(Flat Panel Displays) such as LCD(Liquid Crystal Display) and PDP(Plasma Display Panel) and OLED(Organic Light Emitting Diode), recently, have been substituted for CRT(Cathode Ray Tube) displays because they have a convex surface, small volume, light weight and lower electric power consumption. The productivity of FPDs is greatly dependent on the area of thin glass panel with 0.6 - 0.8㎜ thickness because FPDs are manufactured by cutting a large-scaled thin glass panel with patterns to the required product dimensions. So FPD's industries are trying to increase the area of thin glass panel. For example, the thin glass panel size of the 8th generation is 2,200㎜ in width, 2,600㎜ in length and 0.7㎜ in thickness. The air flows both in the thin glass panel and in the porous PE-plate surface were modeled and analyzed, from which a working condition was estimated. The thin glass panel on the porous PE- plate surface with self-lubricating characteristics was investigated and compared with that on the square duct floating bar surface with many holes of 1㎜ diameter when the thin glass panel contacts the floating bar surface due to malfunction of electric power supply.

Development of 5-Axis Microscribe System for Off-Line Buffing Robot Path Programming and Its Application

노태정(Lho, Tae-Jung) 한국산학기술학회 2008 한국산학기술학회논문지 Vol.9 No.1

선발 버핑공정에서 로봇 메카니즘과 같은 5축 마이크로스크라이브에 의하여 신발창 형상을 따라서 버핑 로봇 경로를 오프라인으로 프로그래밍하는 방법을 제안한다. 개발한 마이크로스크라이브 시스템은 턴테이블이 부착된 5 축 로봇링크, 신호처리장치, PC 및 응용 소프트웨어 프로그램으로 구성되어 있다. 많은 조인트를 가진 마이크로스크 라이브를 신발창 표변을 따라 이동시킴으로써 로봇 경로가 만들어진다. 개발시스템은 마이크로스크라이브 암의 회전에 해당되는 엔코더 펄스 값을 환산하며, 이 각도 값을 신호처리장치를 통하여 PC로 전송한다. Denavit -Hartenberg’s(D=H) 직접 키네메틱스가 마이크로스크라이브 조인트 각도 값으로서 글로벌 좌표값을 만드는데 사용된다. 마이크로스크라이브의 키네메탁스 문제는 D-H 표현에 의하여 효과적이고 시스템적으로 해결된다. 개발시스템은 D-H식에 의하여 계산된 좌표 값으로서 선발 갑피 위에 버핑 게이지 라인을 그릴 수 있으며, 또한 선발 갑피 위에 각 점들과 그 점에 수직인 벡터와 결합된 2개의 외곽 라인으로서 로봇 경로를 얻는다. 개발시스템을 FMS의 버핑 로봇에 적용함으로써 실제적인 버핑 로봇의 경로를 프로그래밍하는데 효과적으로 사용될 수 있다.

FPD용 공기부상 이송컨베이어 시스템 개발

노태정(Lho, Tae-Jung),이욱진(Lee, Wook-Jin) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.1

디스플레이 장치에서 기존의 CRT는 곡면이며 무겁고 큰 부피 때문에 LCD, PDP와 같은 평판디스플레이(FPD)로 대체되고 있다. FPD는 0.6~0.8㎜ 두께의 대면적 글래스에 여러 공정을 거친 후에 최종 제품 규격으로 절단하여 제작하기 때문에 글래스의 면적이 크면 클수록 FPD의 생산성이 높다는 밀접한 관계를 갖는다. 따라서 FPD 제조 업계에서는 글래스 면적을 증가시키기 위하여 노력하고 있다. 7세대 글라스(2,220㎜ × 1,870㎜ × 0.7㎜)를 대상으로 유한요소해석 및 유동해석을 통하여 이송장치, 배급장치, 수평/경사 변환장치 및 제어장치로 구성된 비접촉 공기부상 이송시스템을 개발하였다. 본 개발에서 확보한 설계기술을 통하여 글라스의 크기가 대형화 되더라도 관련 이송장비를 보다 쉽게 제작하여 적용할 수 있다. The CRT(Cathode Ray Tube) displays have been substituted for FPDs(Flat Panel Displays) such as LCD(Liquid Crystal Display) and PDP(Plasma Display Panel) because they have a convex surface, large volume and heavy weight. The productivity of FPDs is greatly dependent on the area of thin glass panel with 0.6~0.8㎜ thickness because FPDs are manufactured by cutting a large-scaled thin glass panel with patterns to the required product dimensions. So FPD’s industries are trying to increase the area of thin glass panel. Through FEM(Finite Element Method) analysis and fluid analysis, we developed an non-contact and air-floating conveyor system which consists of transport-module, distributer, horizontal/vertical changer and controller for the 7th generation glass panel (2,200㎜ in width, 1,870㎜ in length and 0.7㎜ in thickness). The design technology developed in this study can be effectively applied to a conveyor system for a larger-scaled thin glass panel.

Ansys와 LabView를 이용한 프레스 성형용 파이프 인서트 주조금형 개발

노태정(Lho, Tae-Jung),최현창(Choi, Hyeon-Chang) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.12

종래에는 신발 부품 등을 제작하는데 주조금형을 가열, 냉각하는 별도의 가열판과 냉각판을 사용해 왔다. 그러나 이것은 금형을 가열 및 냉각하는데 시간이 너무 오래 걸리는 단점이 있었다. 따라서 본 연구에서는 기존의 가 열판과 냉각판을 사용하던 방법을 대체하여 파이프 인서트 주조 금형을 사용한 신발창의 프레스 성형에 대한 적용 가능성을 제안하였다. 유한요소법을 사용한 수치해석이 금형의 온도분포 해석에 적용되었으며, 또한 LabView에 의해 그 온도를 실제로 측정하였다. 프레스 성형용 파이프 인서트 주조금형에 의해 부품을 제작하는 공정은 특히 생산성 면에서 아주 효과적이라고 검증되었다. Heating and cooling plate are separately used for heating and cooling cast dies for footwear parts. However, this has a disadvantage that it takes a long time to manufacture footwear parts etc.. In the present study, the pipe-inserted cast die for press forming process was proposed to substitute heating and cooling plate. The temperature distribution on the pipe-inserted cast die was analyzed by numerical work using a FEM. And its temperature was measured by LabView. A manufacturing by the pipe-inserted cast die for press forming process was effectively verified, especially in a productivity.

PT를 이용한 파이프내면 육성용접부 표면결함 진단시스템 개발에 관한 연구

노태정(Tae-Jung Lho) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.10

액체침투탐상법(PT)을 이용한 직경 1 m, 길이 6 m의 초장대형 파이프내면 육성용접부의 표면결함 진단시스템을 개발하였다. 우선 CATIA를 사용하여 주요 유닛 및 PT machine 전체를 3D 모델링하였으며, 이를 구조강도 및 변형 해석에 사용하였고 또한 각 유닛의 동작 간섭현상을 체크하여 2차원 제작도면 생성으로 제작에도 사용하였다. ANSYS를 사용하여 구조강도 해석 및 변형 해석한 결과, 최대 등가응력은 44.901 MPa 발생하였고, 이는 PT machine의 재질인 SS400의 항복인장 강도 200 MPa 보다 작으므로 안전하다고 판단되며, 또한 최대 변형은 0.15 mm 발생하였고, 이는 하중이 제거되면 원래대로 돌아간다고 판단된다. 개발된 장비의 성능을 검증하기 위하여 공작물의 최대이동속도 7.2 m/min., 최대회전속도 9 rpm, 반복 위치정밀도 1.2 mm, 검사속도 1.65 m2/min. 등을 확인하였으며, 이 모든 검사 항목은 개발 목표치를 만족하였다. ASME SEC. Ⅴ&Ⅷ의 방법에 따라 육성용접층의 균열, 기공, 인더컷 등의 표면결함 유무를 확인하기 위하여 개발한 PT 자동검사시스템을 사용하여 PT검사를 실시한 결과, 표면층의 결함은 관찰되지 않았다. 부가적으로 육성용접부를 평가하기 위하여 ASTM G48-11의 방법으로 Ferric Chloride pitting test에 따라 육성용접층의 부식시험을 실시한 결과 weight loss는 0.3 g/㎡으로 만족하였으며, 또한 ASTM A751-14의 방법에 따라 육성용접층의 화학성분을 분석 결과 모든 성분이 규격을 만족하였다. A system for diagnosing surface defects of long and large pipe inner overlay welds, 1m in diameter and 6m in length, was developed using a Liquid Penetrant Test (PT). First, CATIA was used to model all major units and PT machines in 3-dimensions. They were used for structural strength analysis and strain analysis, and to check the motion interference phenomenon of each unit to produce two-dimensional production drawings. Structural strength analysis and deformation analysis using the ANSYS results in a maximum equivalent stress of 44.901 MPa, which is less than the yield tensile strength of SS400 (200 MPa), a material of the PT Machine. An examination of the performance of the developed equipment revealed a maximum travel speed of 7.2 m/min., maximum rotational speed of 9 rpm, repeatable position accuracy of 1.2 mm, and inspection speed of 1.65 m2/min. The results of the automatic PT-inspection system developed to check for surface defects, such as cracks, porosity, and undercut, were in accordance with the method of ASME SEC. V&Ⅷ. In addition, the results of corrosion testing of the overlay weld layer in accordance with the ferric chloride fitting test by the method of ASME G48-11 indicated that the weight loss was 0.3 g/㎡, and met the specifications. Furthermore, the chemical composition of the overlay welds was analyzed according to the method described in ASTM A375-14, and all components met the specifications.

로터리 제진기의 Rake에 대한 설계 및 구조강도해석에 관한 연구

노태정(Tae-Jung Lho) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.1

로터리 제진기의 rake에 대한 설계 및 구조강도 해석을 수행하였다. 수중부의 경우 물에 의해 발생되는 수중 마찰력 및 협착물에 발생되는 수중 마찰력 등을 계산하여 하중조건을 주었고, 수상부는 rake의 자중 239kgf를 분포 하중으로 설정한 후 협착물의 위치에 따라 협착물 하중 261kgf을 좌측, 중앙, 우측 집중하중으로 나누어서 해석하였다. 3가지 하중조건의 해석결과는 최대 등가응력이 모두 86MPa 이하이므로 3가지 하중조건 모두 소성변형이 발생하지 않고, 안전성이 있다고 판단되었다. 협착물의 무게와 물에 의한 마찰력에 따라 발생할 수 있는 하중에 대해 1,000kgf , 1,300kgf , 1,500kgf 3가지 하중으로 나누어서 해석하였다. 1,000kgf , 1,300kgf의 해석 결과의 경우 각각 143.6MPa, 186.6MPa의 등가응력이 발생하였고 소성변형이 발생하지 않아 안전성이 있는 반면에, 1,500kgf의 경우는 215.41MPa의 등가응력이 발생하였고 소성변형이 발생하고 안전성이 없다고 해석되었다. ANSYS를 활용한 로터리 제진기의 rake에 가해지는 하중에 대한 구조강도 해석의 결과는 기본설계의 지침이 될 수 있었으며, 이 시제품의 기능 및 성능시험을 통하여 유한요소해석의 결과를 신뢰할 수 있었다. This study examined the mechanical design and the structural strength analysis of the rake used in a rotary screener. For the case of the mid-water part, an additional load condition was given by calculating the underwater frictional force generated by the water. For the upper-water part, the analysis was done by dividing the 500kg additional load into the left-concentrated load, center-concentrated load, and right-concentrated load depending on the location of the attached narrow material, and it was determined that all 3 additional load conditions were free from plastic deformation and were secure. The additional load that can occur from the weight of the attached narrow material was divided into three, 1,000kg, 1,300kg, and 1,500kg, and then analyzed. The results of the analysis show that in the case of 1,000kg and 1,300kg, an equivalent strength of 143.6MPa and 186.6MPa occurred, respectively. These figures are lower than the yield strength of the STS304 used in the rotary screener. Therefore, plastic deformation does not occur and is considered to be secure. In the case of 1500kg, however, the equivalent strength that occurred was 215.41MPa, which is greater than the yield strength of STS304, and was judged to be unsafe.