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전산유체역학 프로그램을 쉽고 유용하게 사용하기 위하여, IRIS 워크스테이션에서 사용할 수 있는 전처리장치를 개발하였다. 아직 제품으로 전시하기에는 이른 편이지만, 개발된 전처리장치는 3차원 메쉬를 만들고 수정하는 기능을 가지고 있으며, 여러 전산유체역학 프로그램의 형상 입력 도구로 사용될 수 있다.(본 연구는 서강대학교 기계공학과 허남건 교수 및 한국과학기술연구원 기전연구부 김 광호 박사의 도움을 받아 진행되고 있다.)기술특징 : SGI에서 개발한 OpenGL 그래픽 라이브러리를 사용하여 IRIS 워크스테이션에서 사용할 수 있도록 프로그램을 개발하였으며, 현재 PC Windows 95 에서 사용할 수 있도록 수정/개발 중이다. 차후로는 후처리장치의 기능도 추가할 예정이다.
경영관리 기술의 가장 기본적인 회계관리에 오움이 되는 유리한 정보를 측정, 분류, 요약하여 전달해주는 서비스 기능인 멀티미디어 회계 CBT를 개발한다. 멀티미디어 회계 CBT S/W는 시스팀 Tool을 사용하여 개인교수용, 반복연습용, 모의실험 등의 유형으로 개발되며, 초고속통신 매체에 의한 다수 교수내 학생 1의 형태로 개별학습 및 원격교육 서비스 방식을 단계적으로 연구 개발한다. 이해하기 쉽고 편리하게 이용할 수 있는 Audio, Video, Image 등을 사용하여 만든 GUI(Graphic User Interface)와 MUI(Multi-Media User Interface)로 '멀티미디어 원격 교육 시스템'의 Server를 구축, 초고속정보통신망을 이용하여 시간과 장소에 구애받지 않고 언제 어디서나 자유롭게 회계 학습할 수 있는 원격교육시스템을구축한다. ·CBT(Computer Based Trainning:컴퓨터 활용훈련)이란 컴퓨터를 직접적인 교수학습매체로 활용하는 교수법이다. 즉 컴퓨터를 통하여 새로운 개념을 제시하거나 이미 익숙한 개념을 강화하는 방법이라고 정의할 수 있고, 이러한 목적 하에서 개발된 소프트웨어를 훈련연구숑 소프트웨어 또는 코스웨어(Courceware)라고 불리운다.
금속 재료를 이용한 직접식 3차원 형상 제조 장치의 설계 및 제작, 안정화, 실제 실험을 통한 주요 공정변수 추출, 그 영향 조사, 최적치 산출, 열변형을 억제하고 층간결합력을 높이기 위한 스캐닝(scanning) 방법 제안 및 검증, 납과 철의 혼합금속분말과 철분말을 소재로 각각 십자가 형상과 3차원 뒤틀린(twisted) 크로바 형상의 시작품(prototype) 제작 시작품의 강도보강을 위한 후처리공정 연구, 공정의 설계 및 해석을 위해 상변화를 고려한 2차원 열전달 유한요소해석 프로그램 개발, 3차원 형상재의 자력폴리싱 공구 설계 및 제작에 관한 연구
프레스 금형의 설계와 재질은 여러차례의 트라이아웃을 거쳐 이루어지므로 많은 시간과 비용이 소요되며, 근래에 와서는 제품 개발기간이 짧아짐에 따라 막대한 다이 설계 비용과 시간을 줄이기 위하여 컴퓨터 원용 금형설계가 시도되고 있다. 본 연구실에서는 금형형상 설계 적합여부를 판단하는 박판 프레스 금형 설계용 전산해석 시스템을 개발하였다. 개발된 단면 성형 해석 시스템(HYFORM2)은 임의의 스템핑 공정을 2차원으로 성형해석 하기위한 CAE(Computer Aided Engineering) 시스템이다.
이제는 하이 엔드 CAD 시스템에서 NURBS 표면으로 표면을 표현하는 것이 사실상 표준화되다시피 되었다. 이 방법으로 접근을 하면 설계를 보다 정확하고 효율적으로 할 수 있다. 그러나 현재 적용되고 있는 NURBS 알고리즘은 하이 엔드 워크스테이션 컴퓨터용이기 때문에모던 객체 지향 API를 사용한 NURBS 알고리즘 수행 개발은 산업용 및 연구용 CAD시스템에 병합될 수 있다.
초기 단계에 있는 복합 구조물 다단 변속기의 자동화 설계 기술이 개발되었다. 지금까지 일반적으로 사용되어 온 소프트웨어에서는 대체로 각 변속기 요소의 자동화 설계를 제공하였다. 이러한 방식은 특히 변속기 요소들의 최적 변속 비율의 결정에 관련된 설계 문제를 해결해 주지 못 한다. 여기서 제안된 기술은 변속기 자체를 하나의 물체로 다룬다. 그리고 변속기의 일반적 사항을 고려하여 변속기 요소의 기본 설계 파라메타를 선택한다. 우리는 이러한 기술을 바탕으로 하여 소프트웨어 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 스피드 기어 박스, 여러 형태의 기어(원통, 원뿔, 유성)를 포함할 수 있고 기어 박스 출력 축의 운동을 하나 또는 그 이상의 가진기로 전달할 수 있는 트리 형태 구조의 변속기를 설계하는 데에 사용되기 위해 개발되었다.네트워크 구조 변속기를 위한 CAD의 개발
고급 CAD 시스템을 사용하지 않고서는 특수용 VLSI 회로를 생산할 수 없다. VLSI 회로 설계 과정에는 반복적이고 다단계를 거쳐야 한다는 특징이 있다. 이제는 기능적 및 논리적 설계와 같은 설계의 기초 단계를 위한 CAD 기술 개발의 문제점이 점점 더 실체화되고 있다. 왜냐하면 이러한 단계에서 내려지는 결정들은 복잡도 및 최대 전환 주파수와 같은 생산에 있어서 중요한 사항들에 큰 영향을 주기 때문이다. 그러나 이러한 CAD 시스템을 개발하는 데에는 방법론적 어려움이 있다: 설계 대상, 방법 등을 설명하는 언어 및 모델들이 너무 많다. 적절한 방법의 선택 및 성능과 적용 분야를 평가하는 데에는 전문가의 도움이 필요하다. 이러한 CAD 시스템 전문가의 지식을 발전 및 적용시키는 것이 큰 도움이 될 것이다.이 연구의 결과는 마이크로 전자 분야에 사용되는 고급 CAD 시스템을 개발하는 데에 유용할 것이다. CAD 시스템에 지능적 요소가 있으면 사용자에 맞게 생산된 디지털 VLSI 회로의 설계 효율을 높여주며 고품질 및 신뢰할만한 프로젝트의 개발을 가능하게 해준다. 그리고 이 것은 마이크로 전자의 생산 증가로 이어질 것이다. 지능적 요소가 있는 CAD시스템 모델의 연구는 기계 산업의 CAD에 유용할 것이다.
오랜 기간 동안 설계, 생산, 그리고 정비의 과정에서 컴퓨터가 사용되어 왔지만 아직도 많은 도면들이 전자식으로 되어 있지 않다. CAD 시스템으로 손수 도면을 입력하는 것은 더디고 비용이 많이 든다. 지난 10년 동안 스캐너라는 자동 입력 장치가 이 목적으로 사용되었다. 이 장치는 도면을 빠르게 디지털식으로 변환시켜주나 스캔된 이미지를 CAD 시스템 입력에 필요한 벡터 형태로 전환시키기 위해서는 고도로 발달된 소프트웨어가 필요하다.기계 도면(ED)의 이러한 변환의 가장 요구되는 결과는 물체의 3차원 모델이다. 이러한 변환은 많이 논의 되어왔다. 자동 이미지 벡터화 시스템은 벌써 구축이 되었으나 ED 이미지를 하드카피로부터 3차원 모델로 자동으로 변환시키는 프로그램은 개발되지 못 하였다.하드 카피 도면을 수정가능한 3차원 모델로 자동 변환시키는 CAD 툴은 종이에 그려진 도면을 수정 가능한 CAD 데이터로 변환하는 일이 필요한 여러 산업에서 유용하게 사용될 것이다.
자동화 장치 및 각종 전용기 등의 개발에서 중요한 Know-how로 인식되어 있는 캠의 설계 및 가공은 복잡하고 반복적인 수식 계산이 필요하므로 숙련자와 많은 시간이 요구되고 있다. 이에 단시간에 정밀하고 우수한 캠을 설계하고 검증한 후 이에 대한 가공 데인타를 NC code로 자동생성할 수 있는 캠을 위한 전용 CAD/CAM 소프트웨어(MCCAM)를 개발하였다.
토목, 건축 건설공사 및 제품생산공정의 공정관리 적용 효과를 개선하기 위한 비용ㆍ공정연계 공정관리 운영체계를 기존의 공정관리 S/W를 활용하여 세부업무지침 등으로 구성함. 기존의 공정표작성 등의 단편적 S/W 활용도를 탈피하여, 현재 각사별로 보유중인 S/W의 적용효과를 개선할 수 있으며, 신규 구입시는 S/W 운용을 최적화할 수 있음.기존의 형식적 공정관리 S/W 운영에서 실무적 적용결과 산출을 위해 S/W 소요정보의 가공 및 출력정보의 현장 활용성을 개선함.
CAD/CAM시스템을 이용 2·3차원 설계 및 Modeling, CAE시스템에 의한 각종 금형 성능해석, NC데이터 실·검증, NC데이터 산출, 공구경로 생성과 공구선정에 따른 최적 절삭조건을 선정하여 DNC시스템에 의한 각종 CNC공작기계를 운전 제품을 생산한다신속·정확한 공장현황조회로 의사결정 신속화·생산성 및 품질향상 설비유효 가동율 향상, 기종 변경 시간 단축, 성인화 효과, 라인 정지 단축으로 기회손실 감소
일반구조물 또는 차량 구조물의 강성, 강도 및 진동측면을 컴퓨터 실뮬레이션에 의해 최적화 한 후, CAD/CAM SYSTEM을 이용하여 제품설계와 동시에 동일 데이터로서 NC가공까지 가능토록함으로써 일정단축, 비용절감, 설계품질 향상 등을 달성할 수 있도록 함국내뿐만 아니라 국외의 동 분야 기술과 비교하였을 때, 매우 앞서가는 기술임
표시 장치 산업계에서는 액정 표시 장치 및 진공 형광 표시 장치용 사진 식각 마스크를 제작하기 위하여 여러 가지 방법이 개발 되어 왔다. 그 중에서 자외선과 레이저를 이용한 사진 식각 기계가 많이 쓰이고 있다. 자외선을 이용한 사진식 감광 기계는 원형 또는 사각형의 감광 구경에 자외선을 통과시켜 원하는 형상을 감광하는 방식이며 레이저를 이용한 레이저 감광기는 전체 감광 영역을 작은 크기의 격자로 세분한 후 각 격자에 해당하는 부분이 원하는 형상의 내부이면 감광하는 방식이다. 본 연구에서는 이차원 컴퓨터 도면 정보로부터 전술한 두 가지 감광 기계에서 마스크를 제작하기 위한 캐드 시스템을 개발하였다. 사진식 감광기는 감광 구경의 이동 경로를 필요로 하기 때문에 감광 시간을 줄이기 위해서는 효율적인 감광 구경 경로 생성이 필요한 반면 레이저 감광기는 전체 감광 영역을 일정한 시간에 감광하는 특징이 있다. 시스템은 주어진 형상에 대하여 전처리 과정을 거친 후 옵셋 과정과 경로 생성 과정을 거쳐 최종적으로 두 가지 감광 기계에 적합한 가공 코드를 출력하는 과정을 거친다. 우선 전처리 과정에서 주어진 이차원 컴퓨터 도면 정보가 포함하고 있는 설계자의 실수를 검사하여 자동 수정한 후 주어진 형상의 루프를 구성하고 그 방향을 정한다. 전처리 후 사진식 감광기의 경우는 감광 시간을 최소화하는 효율적인 경로를 생성한다. 본 연구에서는 최적의 경로를 생성하기 위하여 이차원 평면에서의 보로노이 도형을 이용하였다. 특히 본 연구에서는 보로노이 도형을 생성하는 알고리즘의 안정성에 대하여도 연구하였다. 레이저 감광기에 대해서도 주어진 형상의 폐 루프를 생성한 후에 후처리 과정을 수행한다. 후처리 과정에서는 두 가지 감광기에 적합한 가공 코드를 생성하고 그 결과를 모의 실험하는 과정이 포함되어 있다.
본 연구에서는 중소기업 특유의 재정 환경을 감안하여 기업의 생산 활동에서 중요한 부분을 차지하고 있는 2차원 소재의 인적 및 물적인 면에서의 경제적 활용에 기여할 수 있는 파트의 2차원 배치 작업에 요하는 염가의 유연성 있는 시스템의 개발을 통해 계획성있는 소재 확보, 잔유 자재 감소, 인건비 절약으로 인한 생산 원가 절감 등을 통하여 국내 기업의 국제경쟁력 확보에 목적을 두었다. 본 2차원 Nesting System 은 우선 다양한 CAD 프로그램에서 생성된 파트의 데이터 형태(DXF, ESSI, IGES)를 분석하여 본 시스템에서 이용할 수 있게 파트 데이터의 데이터베이스으로 구축하였다. 사각 판재에서 이 파트 데이터의 정보를 이용하여 컴퓨터 그래픽과 2차원 기하학의 응용인 이동, 회전, 복사, 대칭 변환, 자동 접근, 형상 선정, 여백 형상 선택 등의 작업으로 최적 배치하게 하였다.
일반적인 CAD/CAM환경하에서 범용 유한요소해석 프로그램이나 사용자가 개발한 전용 유한요소해석 프로그램의 사용에 필요한 요소망 및 입력자료를 자동적으로 생성할 수 있는 전처리 시스템과 해석결과를 도시하여 유용한 정보를 전달할 수 있는 후처리 시스템을 개발하고 있다. 이는 국내에서 개발하는 CAD시스템 또는 유한요소해석 시스템과 연결하여 종합적인 국산 CAE시스템을 구성하거나, 기존의 상용 유한요소해석 프로그램에 연결하여 사용될 수 있다. 전처리 시스템은 그래픽 사용자 인터페이스 모듈과 요소망 자동생성 모듈로 구성되어 있고, 사용자 인터페이스 기능은 기존의 CAD 시스템에서 작성된 형상 모델링 데이터를 읽어들여 유한요소모델을 자동적으로 구성할 수 있게 하는 것이다. 요소망의 자동 생성 기능은 균일한 요소망과 비균일한 요소망의 생성이 가능하며, 2차원에서 삼각형 및 사각형요소의 자동생성 기능, 3차원 곡면상에서 삼각형 및 사각형 판/쉘 요소의 자동생성 기능 및 3차원 사면체 및 유면체 요소의 자동생성 기능등이 포함되고 있으며, 이중 3차원 요소망의 생성기능이 계속 연구되고 있다. 또한 해석결과를 도시하기 위한 후처리 기능에는 변형된 모습, 응력 및 변형률 분포, XY-plotting 기능등이 포함된다.
최근 생산성 향상을 위해 생산 시스템의 자동화 및 무인화에 대한 필요성이 증대됨으로써 절삭 상태의 실시간 감시 및 이상 현상 자동 제어 시스템의 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 CNC 공작기계에서 많이 이루어지고 있는 드릴 절삭 공정시 이송 모터 전류의 측정을 통해 공구에 걸리는 절삭 추력을 실시간으로 감지하고 이송속도의 제어를 통하여 절삭 추력을 일정하게 유지함으로써 공구의 과부하 및 파손을 사전에 방지하여 생산성을 높일 수 있는 시스템의 개발을 목적으로 한다. 이송모터 전류는 절삭 환경에 아무런 영향을 주지 않고 상용 주축 회전수에 관계없이 절삭력을 간접적으로 측정할 수 있는 장점이 있다. 이송모터 전류의 최대 자승평균값(rms value)과 절삭 추력사이에는 선형적인 관계가 있음을 규명하였고 이러한 선형성을 이용하여 절삭 추력을 실시간으로 간접 측정할 수 있는 가능성을 확인하였다. 현재 이송축의 마찰특성에 대한 해석을 수행하여 이송모터와 절삭추력의 선형식의 계수값들을 명확히 구해내는 연구가 진행되고 있다. 또한 간접적으로 측정한 절삭 추력이 상.하 한계치를 벗어날 경우 이송속도를 제어하여 일정한 절삭 추력이 유지될 수 있도록 하는 제어 알고리즘의 개발 및 이 알고리즘과 공작기계 사이의 인터페이스를 가능하게 하는 시스템의 구현을 위한 연구를 수행하고 있으며 이러한 연구를 통해 생산성의 효율적 제고를 거둘 수 있도록 한다.
자동차 외판의 스탬핑 제작을 위한 금형의 형상을 설계함에 있어 지금까지는 거의 대부분의 경우에 범용 곡면 모델러을 사용해 왔는데 이로 인해 다음과 같은 한계성을 가질 수 밖에 없었다. 첫째, 일반적이고 제한적인 모델링기능 밖에는 제공하지 못함으로써 금형의 형상을 표현하는데 필요한 다양한 설계 조건을 충족시킬 수 없었으며 동시에 생성된 다수의 곡면 패치간에 만족되어야 할 부드러운 연속을 보장할 수 없었다. 둘째, 설계된 금형의 형상을 정량적으로 평가할 수 있는 기능이 존재하지 않아 결국 성형 결함을 실제 시험 성형 단계에서 제거 할 수 밖에 없었으므로 전체적으로 금형의 설계 및 제작 시간이 길어지는 결과를 가져왔다. 본 연구에서는 위와 같은 기존의 범용 시스템을 사용함으로써 발생하는 문제점들을 극복하기 위한 목적으로 자동차 외판의 스탬핑 제작용 금형의 최적 형상 설계를 위한 전용 CAD 시스템을 개발하였다. 본 금형 설계 시스템을 통해 금형의 구성 형상 요소인 제품면, 블랭크호울더면, 스템드로면, 드로비드면 등을 전용으로 모델링할 수 있는 기능을 개발하였다. 이 전용 모델링 기능을 통해 설계자의 최소 입력으로 곡면을 완전 자동으로 생성할 수 있게 되었으며 또한 생성된 곡면 패치 간에 연속성이 보장됨으로써 기존의 설계 과정에서 불가피했던 방대한 양의 수작업을 상당한 정도 제거할 수 있게 되었다. 또한 본 설계 시스템에서는 모델링 된 금형 형상을 정량적으로 평가 할 수 있는 평가 기능도 개발하였다. 이 평가 기능을 설계 단계에 적용하여 시험 성형 단계에서의 결함을 사전에 예측, 제거할 수 있게 됨으로써 설계의 신뢰성을 대폭 확보할 수 있게 되었으며, 결과적으로 기존의 시험 성형의 횟수를 줄여 전체 금형 설계 시간을 단축할 수 있게 되었다. 특히 본 연구에서는 설계자가 설정한 제품과 초기 변형 소재와의 상대적 위치를 결정하기 위해, 선정된 성형 조건들을 고려하여 최적화함으로써 블랭크 호울더에 대한 제품의 최적 성형방향을 자동으로 결정할 수 있게 되었다.
본 시스템은 설계에서 이용되는 다양한 CAD System을 지원하기 위한 CAD 데이터 변환시스템이다. 본 시스템은 이기종 CAD시스템간에 IGES 데이터 교환시 발생하는 데이터 손실을 최소하는 것이 목적이다. 본 연구에서 cadra에서 AutoCAD으로 데이터 교환시 중점을 둔 부분은 한글코드와 Dimension 부분이다. 그리고 IGES의 Surface 엔티티인 Rational B-spline 과 Parametric spline간의 변환도 구현되었다. 한글코드모듈은 cadra에서 지원하는 한글코드를 AutoCAD상에서 지원하는 조합형코드으로 변환하고, Dimension 변환 모듈은 이기종CAD간에 IGES파일 재사용시 발생하는 Dimension 요소 손실을 최소하는 모듈이다.
제조업체의 대외경쟁력은 제품의 품질과 가격에 의해서 좌우된다. 이 때문에 제조업체들은 제품의 원가절감과 빈번한 신 모델 개발의 필요성에 적극적으로 대처하기 위하여 많은 노력을 기울이고 있다. 특히 수요자들의 다양한 욕구에 기인한 제품수명의 단축경향은 제품의 설계분야와 가공분야에 컴퓨터 응용기술을 적극적으로 활용하게 된 계기를 만들어 주었고, 이에 따라 그 동안 수많은 CAD/CAM 시스템들이 개발되어 왔다. 본 연구과제에서는 대상 제품의 설계에서 NC 공작기계에 의한 가공까지를 일괄적으로 처리할 수 있는 GUI 환경의 제품 지향적 CAD/CAM 시스템을 IBM PC와 Visual C++에 기반을 두고 개발하는 데 그 목적이 있다. 보다 효율적으로 대상 제품의 형상을 설계하고 가시화하기 위해서 곡면 모델링 기법(Surface Modeling Technique) 및 솔리드 모델링 기법(Solid Modeling Technique)을 적용하며, CNC 가공과 관련해서는 시스템 사용자가 입력한 제품과 소재의 형상정보, 공구의 제원, 그리고 절삭조건을 토대로 황삭가공과 정삭가공에 대한 공구경로의 자동 생성, 과대절삭의 자동 방지, CNC 프로그램의 자동 생성, 절삭 시뮬레이션 등과 같은 제반 기능들을 갖추고 있다. 특히 이러한 제품 지향적 CAD/CAM 시스템은 작업결과에 대한 사전 검증을 가능하게 만들기 때문에 작업자에 의한 오류를 방지할 수 있고, NC 공작기계의 활용도를 극대화시킬 수 있기 때문에 제품의 품질과 생산성을 크게 향상시키는 데 일익을 담당할 수 있다.
본 연구는 자동차용 고무 부품의 생산 설비의 공정 표준화 및 네트워크 기술개발의 세부 연구과제의 하나로, 공정 설비 배치 Simulator의 결과를 2차원 혹은 3차원CAD로 도면화하는 데에 있다. 객체지향형 프로그램 기술을 이용하여 제품사양에 따른 레이아웃 결과를 신속히 제시하며 설계 변경에 따른 레이아웃내의 설치제약조건들을 자동검색하도록 하였다. 또한 설계자의 설계 Know-How를 코드화하여 기술 축적 및 검색이 효율적으로 이루어 지도록 객체간의 상호연관관계를 구축하였다. 본 연구에서 사용한 System은 AutoCAD R13과 이를 지능형System화 시켜주는 Tool인 Intent! 2.40을 사용하였다. 본 System의 두드러진 특징으로는 [1] 각 배치 Module에 대한 세부 정보의 추출이 용이하고, [2] 각 Module이나 전체 System의 설계 변경을 즉시 반영할 수 있으며, [3] 타 CAD와의 호환성이 우수하여 설계모듈의 추가나 확장이 용이하다. 기존의 제도용 시스템의 한계를 한단계 뛰어 넘은 지능형 CAD시스템으로의 초기버젼이라 할 수 있다.