KR20100095671A - 파이프 비파괴 검사용 로봇 시스템 - Google Patents

파이프 비파괴 검사용 로봇 시스템 Download PDF

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KR20100095671A
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Abstract

본 발명은 파이프 비파괴 검사용 이동로봇 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 이동로봇은 모듈형 구조로 이루어져 다양한 직경의 파이프의 외면을 따라 주행할수 있으며 주행하면서 내장된 비파괴 검사 장비를 이용하여 파이프의 상태를 센싱하고 이를 원격제어 스테이션에 전달하여 사용자가 알기 쉽게 시각화하여 전문가가 아닌 일반 사용자도 파이프의 상태를 쉽게 알 수 있는 효과를 제공한다.
Figure P1020090014599
비파괴 검사, 이동로봇

Description

파이프 비파괴 검사용 로봇 시스템{ The system of pipe NDT robot}
본 발명은 파이프의 비파괴 검사용 이동로봇에 관한것으로, 더욱 상세하게는 석유화학 공단 같은곳에 설치되어있는 노출되어있는 파이프의 외면을 따라 주행을 하면서 파이프를 소형 비파괴 장비를 이용하여 안정성을 검사할수 있을뿐만 아니라. 파이프의 구경에도 구애 받지 않고 용이 하게 파이프의 외면을 따라 이동시킬수 있는 파이프 바파괴 검사용 이동 로봇에 관한 것이다.
종래의 석유화학 플랜트관, 열병합 발전소에서 사용되는 증기관등은 우리 생활에 밀접한 관련을 가지고 보편적으로 사용되고 있는것으로, 고압의 물질이나 가연성 가스와 같은 위험물질이 내부를 유동하는 배관등에 있어서 이들의 파손에 따른 재해는 수많은 인명및 재산의 손실과 자연환경의 파괴를 야기할수 있다. 따라서 파이프 설비는 설계, 시공, 운전뿐만 아니라. 시간의 경과와 혼경의 변화에 따른 성능의 저하를 항상 검사및 진단하여 설비의안전성을 확보하여야 한다.
상기과 같은 안전한 파이프의 설비를 위한 최근까지의 파이프 비파괴 검사 시스템은 전문작업자가 수동으로 검사하는 방법과 파이프내부에 자동로봇을 투입하 여 검사하는 두가지 방법으로 나뉘어진다.
전문 작업자가 수동으로 파이프 외면을 검사하는 방법은 매우 다양한 환경에서 사용할수 있지만 작업속도가 매우 느려 파이프 전수검사를 할때 많은 시간이 필요하다는 문제점이 있고 파이프 내부에 자동로봇을 투입하는 방법은 작업시간은 매우 빠르나 로봇이 투입하려면 파이프가 사용되는 공정을 멈추고 파이프내부 내용물을 모두 제거한후 작업을 실시해야 한다는 문제점이 있다.
배경기술 자료 없음
전문 작업자의 비파괴 검사 수행시 작업시간이 오래 걸려 파이프의 전수 검사가 불가능하다.
현재까지 개발되어 있는 비파괴 검사용 이동로봇은 파이프의 외관을 따라 주행하기 때문에 작업을할 수 있는 환경을 만들기위해 공정을 중지하고 파이프의 내용물을 모두 제거한후 로봇을 투입하여야 한다 또한 로봇의 투입하는 지점으로 부터 검사할 대상이 있는 지점가지의 거리가 먼경우가 대부분이라서 작업 준비 시간이 오래 걸린다
다양한 파이프의 외면을 따라 주행할수 있는 이동 로봇의 기구부를 이용하여 파이프 내부가 아닌 노출되어있는 파이프 외부에서 비파괴 검사를 실시함으로써 작업준비 시간과 작업시간을 획기적으로 줄여 파이프의 전수검사를 실시함으로써 항상 파이프의 상태를 확인하고 파이프상태에따라 적절한 조치를 취할수 있는 기준을 마련한다.
이동로봇에서 수집한 파이프의 상태 데이터를 원격조작스테이션으로 전송하고 사용자가 쉽게 이해할수 있는 이미지로 변환해서 보여줌으로써 기존 전문가가 아닌 일반사용자도 비파괴검사를 실시할수 있다.
파이프 사용 공정의 관리자는 항상 파이프의 상태를 정확하게 파악할수 있음 으로 대형 사고를 미연에 방지 할수 있다.
따라서 상기와 같은 목적을 달성하기위해 본 발명의 파이프 비파괴 검사용 이동로봇은 파이프의 외면을 따라서 주행할수 있는 기구부와 이동로봇이 검사한 결과를 받아서 검사결과를 시각적으로 변환하는 원격제어 스테이션으로 구성되어있다. 이동로봇은 모두 4개의 모듈로 구성이 되며 각각 구동부 모듈, 비파괴 검사용 센서 모듈, 메인제어기 모듈, 배터리 모듈이라고 한다. 구동부 모듈은 이동로봇이 파이프 외면을 따라 이동할수 있는 추진력을 내고, 비파괴 검사용 센서 모듈은 비파괴 검사용 센서를 탑재하는 모듈로 센서와 센서 계측부 가 포함이 되어있다. 메인제어기는 모듈안에는 이동로봇이 파이프외면에 계속 붙어 있을수 있게 장력을 조절하는 부분과 구동부 모듈과 비파괴 검사용모듈과 통신을통하여 원격제어스테이션에서 받은 데이터를 구동부에 전달하거나 비파괴 센서모듈에서 받은 데이터를 원격제어 스테이션에 전달하는 로봇 중앙 처리부가 있다. 배터리 모듈은 로봇의 전력을 공급하는 모듈로 배터리 혹은 외부 전원을 이용하여 로봇에게 파워를 공급한다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 파이프 비파괴 검사 로봇시스템을 보여주는 블록도 이다.
도 1장치는 로봇 제어부(1) 로봇 구동부(2) 로봇 센서부(3) 원격 스테이션부(4)로 구성되어 있고 원격스테이션의 로봇제어부(43)은 GUI(40)에서 사용자가 설정한데로 로봇을 움직이기위해 경로를 생성하여 통신부(44)를 이용하여 로봇에게 전송을 하고 로봇의 중앙처리부(10)은 통신부(11)에서 받은 경로 데이터를 이용하여 로봇을 움직이기 위해 필요한 속도 명령을 생성하여 로봇 구동부(20)으로 전달한다. 로봇 구동부는 (20) 로봇 중앙 처리부(10)에서 받은 데이터를 기반으로 주행용 모터 (202,203) 방향전환 모터(201)을 움직여 GUI(40)에서 설정한 경로대로 로봇을 움직인다.
이와 동시에 계측부(30)는 센서부(31)안에 포함되어있는 센서(311,312,313,314,315)들로 부터 아날로그 신호를 받아 디지털로 변환한다음 변환된 데이터를 로봇의 중앙처리부(10)으로 전달한다. 로봇의 중앙처리부는 계측부(30)으로 부터 받은 데이터를 통신부(11)를 통해 원격제어스테이션(4)에 전달하고 원격 제어 스테이션은(4)은 로봇으로 부터 받은 센서 데이터를 신호 처리부(42)에서 필터링 작업을하고 데이터 융함부(41)로 전달한다. 데이터 융합부는 신호처리부(42)에서 받은 데이터와 이동로봇의 위치데이터를 융합하여 파이프의 상태를시각화하는 영상이미지를 생성하고 이를 GUI(40)에 전달하여 사용자가 파이프의 상태를 확인할수 있도록한다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 다양한 파이프의 외면을 따라 주행할수 있는 이동로봇의 기구부의 개념도 이다.
이동로봇의 기구부는 로봇 제어모듈(1) 로봇 구동 모듈(3) 로봇 센서 모듈(3) 배터리 모듈(5) 로 이루어진다. 각 모듈끼리는 유선으로 CAN 통신을 이용하여 연결되어 서로 데이터를 주고 받으며 로봇 구동 모듈의 바퀴(210)은 180도 회전이 가능하여 파이프외면을 타고 직선 주행 대각 주행 진행방향의 수직으로 회전 이 가능하다. 배터리 모듈(5)의 배터리(503)은 쉽게 탈착이 가능한 구조로 로봇의 전원이 부족할면 쉽게 완충된 배터리로 바꾸어 낄수 있다. 로봇센서 보듈(3)의 센서 (311,312,313,314,315)는 하나의 기구물에 부착되어 있어 쉽게 다른 센서로 교체가 가능한 구조이다. 실제 로봇이 주행하는 힘을 내는부분은 로봇 구동 모듈의(210,211)이며 나머지 모듈은 볼캐스터(501,502,321,322,130,131)은 실제 로봇이 움직이는때는 도움을 주지 않고 각 모듈이 파이프외면으로부터 일정거리를 유지시키는데 사용된다.
도 3,4는 각모듈을 각기 다른 외경의 파이프에 장착했을대의 개념도이다.
파이프 비파괴 검사용 이동로봇 기구부는 목적에 맞게 각모듈을 조합하여 사용이 가능하다. 도 3의 경우는 2인치 파이프에 이동로봇을 장착한 개념도이고 도 4는 8인치 파이프에 이동로봇을 장착한 개념도이다. 파이프의 비파괴 검사를 좀더 정밀하게 하려면 배터리 모듈을 제거하고 센서모듈을 늘리고 외부 파워를 공급받는등의 조합변경을 통하여 비파괴 검사의 현장상황에 맞게 각모듈을 다르게 조합하여 사용이 가능하다.
내용없음

Claims (2)

  1. 파이프 비파괴 검사를 하기위한 로봇 시스템에 있어서
    파이프외면을 따라 이동할 수 있는 로봇 기구부(1,2,3,5)와 원격 제어 스테이션(4) 상기 로봇과 원격제어 스테이션과 무선통신을 하며 비파괴 검사 결과를 로봇의 위치 데이터와 함께 융합하여 시각화 하는 시스템
  2. 제 1항에 있어서, 모듈형태로 로봇구동부, 로봇 센서부, 로봇 제어부, 배터리부 로 각 기능이나뉘어져있는 로봇 기구부 구조.
    제 2항에 있어서, 모듈을 조합하여 다양한 직경의 파이프에 장착할수 있는 특징을 가진 구조
    제 3항에 있어서, 비파괴검사를 하여야 하는상황에 맞게 센서 모듈의 센서를 변경하거나 장착하는 모듈의 종류를 가변하여 비파괴 검사의 목적과 검사 상황에 유동성을 가질수 있는 특징을 가진 구조
KR1020090014599A 2009-02-22 2009-02-22 파이프 비파괴 검사용 로봇 시스템 KR20100095671A (ko)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170005933A (ko) 2015-07-06 2017-01-17 이운갑 이송관로의 검사장치
CN114136378A (zh) * 2021-12-07 2022-03-04 东北大学 一种复杂工况管道在线全息外检测系统及方法
US11415553B2 (en) * 2019-07-23 2022-08-16 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Mobile automated non-destructive inspection system

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