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.

3축 파이프 형상 절단기의 성능평가에 관한 연구

노태정(Lho, Tae-Jung),이욱진(Lee, Wook-Jin),김화일(Kim, Hwa-Il) 한국산학기술학회 2010 한국산학기술학회논문지 Vol.11 No.6

CNC 3축 파이프 형상절단기의 성능은 이송계의 위치결정 정밀도와 공작물의 가공 정밀도를 측정하고 검증 함으로써 평가되었다. 위치결정 정밀도는 PLC의 모션 컨트롤러에 의하여 구동된 이송 거리와 레이저 간섭계를 이용 한 실제 이송 거리를 측정 비교하여 오차를 확인하였다. 그리고 가공 정밀도는 절단된 공작물을 스캐닝하고 3D 모델 링하여 가공형상을 확보하고, 절단궤적에 해당하는 CL 데이터와 비교하여 오차를 확인하였다. A performance of CNC 3-axis pipe profile-cutting machine we developed was evaluated by measuring and verifying a positioning accuracy of its feeding unit and a cutting shape accuracy of pipe workpiece. The positioning accuracy was verified by comparing moving distance actuated by PLC motion controller with actual one measured by a laser interferometer. The cutting shape accuracy was also verified by comparing a cutting shape obtained through scanning and 3D modeling the pipe workpiece with that through CL data.

자동차부품용 알루미늄인서트 사출성형공정 구현에 관한 연구

노태정(Tae-Jung Lho),김경수(Kyung-Soo Kim) Korean Society for Precision Engineering 2008 한국정밀공학회지 Vol.25 No.5

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

BLDC 모터-실린더 구동, 홀센서 피드백 방식의 2축 태양광 추적장치 개발

노태정(Lho, Tae-Jung),이승현(Lee Seung-Hyun),박민용(Park, Min-Yong) 한국산학기술학회 2010 한국산학기술학회논문지 Vol.11 No.7

Michalsky의 방위각, 고도각, 일출/일몰시각에 대한 태양위치 계산은 국립천문대의 태양위치 정보와 비교했 을 때, 최대 각각 1.5°, 0.88°, 2분 이내의 오차로서 비교적 정확하였다. 현재 시각과 설치위치(경도, 위도)에 대하여 BLDC 모터-실린더를 구동하여 홀센서 위치 피드백으로 Michalsky의 계산식의 태양의 고도각과 방위각을 제어하는 양축 태양광 추적장치를 개발하였다. BLDC 모터의 사용으로 유지보수가 우수하며, 홀센서로 위치피드백으로 모터의 정밀한 위치결정제어가 가능하며, 또한 원점복귀기능으로 누적 오차를 최소화한다. Sun position computed by Michalsky shows maximum 1.5°, 0.88° and 2 minutes differences in azimuth, altitude, and sunrise and sunset times respectively compared with Korean Almanac. The 2-axis solar tracking system, which consist control panel with ATmega128 CPU, BLDC motor-cylinder actuator and 2-axis link mechanism, was developed. Computed azimuth and altitude of sun for a current time, and latitude and longitude of tracker position built are controlled in real time by BLDC motor-cylinder actuators comparing with the position feed-backed by Hall sensor. The use of BLDC motor is free in maintenance. Implementation of a home-return function by Hall sensor is to minimize the cumulative error.

Moldflow를 이용한 자동차 기어박스커버의 사출성형공정 해석

노태정(Lho, Tae-Jung),김경수(Kim, Kyung-Soo) 한국산학기술학회 2008 한국산학기술학회논문지 Vol.9 No.6

플라스틱은 양호한 내구성과 더불어 가벼우면서 장시간 경과하여도 변질이 없는 특성으로 인하여 자동차 내장 부품의 가장 주요한 소재로 활용되어지고 있다. Moldflow를 이용한 자동차 거어박스커버의 플라스틱 사출공정 시뮬레이션을 통해 충전시간, 웰드라인, 에어트랩 등 사출성형 공정에 대한 사전분석을 제시하였다. Plastic materials are utilized to the most important material of automobile interior-parts due to special characteristics that it is light, good strength and do not transmute quality even if pass long time. This study presented a preliminary analysis of fill time, weld line, air trap etc. for the plastic injection molding process of automobile gearbox cover through simulation using Moldflow.

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.

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.

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.

사이클론을 활용한 경량.저소음 진공집진 스탠딩 그라인더의 성능개선에 관한 연구

노태정(Lho, Tae-Jung) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.11

진공집진 스탠딩 그라인더는 그라인딩을 하면서 동시에 발생하는 분진을 집진하는 것으로서, 산업현장에서 도장하기 전에 도장 표면이나 용접 후 비드 부위를 깨끗하게 하기 위하여 필요하다. 최근에 스탠딩 그라인더는 연마 및 분진집진 용량이 커졌으나 반면에 발생소음이 적고 컴팩트하고 포터블화하는 추세이다. 이러한 연마와 집진 성능 이 증가함에 따라서 소음과 중량이 중요한 문제로 야기된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 효율적인 사이클론을 Ansys-CFX에 의하여 해석하여 설계하고 실험을 거쳐서 개발되었으며, 그 결과, 그라인더부의 중량은 5.9kg로서 작업 자가 충분히 들고 작업을 할 수 있으며, 개발 제품의 소음은 69.9dB(A)로서 좋은 결과를 얻었다. A standing grinder with a vacuum dust collection, which works grinding a surface and collecting dust occurred simultaneously, is needed to clean the surface before painting, or to remove a weld bead burr in the industrial field. In recent it trends to be compact and potable with high grinding and dust collection power, and low noise. As increasing these grinding and dust collection power, the noise and weight of standing grinder occurs an important problem. To solve these problem, an efficient cyclone separator was designed and developed by Ansys-CFX analysis and experiments. A weight of the developed grinder part was 5.9kg, which can be easily handled on standing by workers. and a noise level of the developed prototype was measured 69.9 dB(A).