일반기술
정보 > 응용소프트웨어
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.
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- 2000-04-29
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일반기술
정보 > 응용소프트웨어
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.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
박판금속 성형의 공정 변수들을 경정하기 위하여 기존의 유한요소 코드를 이용하고 있지만 방대한 준비시간과 계산시간 그리고 시행착오 등으로 많은 시간과 경비가 소모된다. 이와 같은 문제들을 해결하고자 본 연구에서는 역해석에 관한 유한요소 코드를 개발하여 다양한 공정변수들을 신속히 계산할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 개발한 유한요소 코드는 성형하고자 하는 최종형상이 주어지면 그에 따른 초기 블랭크 형상을 시행착오 없이 계산이 가능하다 초기 블랭크 형상에 관한 계산과 함께 블랭크 홀딩력, 비드력 등의 비 형상 파라미터도 동시에 신속히 계산할 수 있도록 하였다. 형상 및 비형상 파라미터 들에 관한 계산의 정확성을 높이기 위하여 다단계 역해석에 관한 유한요소 코드를 개발하였으며 일반적인 형상에 적용할 수 있도록 연구중이다.
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기계 > 기타 에너지·환경기계
가정용 공조기에는 원관과 평판핀을 사용하는 핀-관 열교환기가 널리 사용되어왔다. 핀-열교환기는 제조가 간단하기는 하지만 원관 후류의 전열성능 감소, 핀과 관의 접촉저항으로 인하여 고밀도화하는데 한계가 있다. 최근들어 선진국을 중심으로 그간 자동차 에어컨에 주로 사용되어온 평판관 열교환기를 가정용에 적용하려는 움직임이 있다. 평판관 열교환기는 납작한 평판관과 루버핀으로 구성되는데 진공융착으로 접촉저항을 줄이고 고밀도화가 용이하여 전열성능이 핀-관 열교환기보다 50 % 이상 증가하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 평판관 열교환기의 공기측 성능 및 관 내측 응축 성능을 수치해석과 실험을 통하여 조사하였다.
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- 2000-04-29
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일반기술
정보 > 기타 시스템 소프트웨어
로봇의 절대정도 향상을 위한 기존 기구정수 추정에 관한 연구의 경우 별도로 제작한 고가의 전용 측정기를 사용해야하기에 일반 로봇 이용자는 구입할 수 없는 실정이다. 또한 이러한 별도의 전용 측정기를 이용하는 경우 대부분 로봇의 실제 작업장이 아닌 별도의 측정실에 로봇을 운반한 후 측정실험을 수행해야만 한다. 즉 고가의 전용 측정기와 로봇 작업장과 별도의 로봇 측정실 사용 요구가 로봇 Off-line 프로그래밍의 실용화를 가로막는 두가지의 큰 장해이다. 이러한 배경에서 수행한 연구내용은 다음과 같다. 간이형 저가 로봇 정도측정기 개발. 로봇 작업장의 공작물 정보를 직접 이용한 로봇 기구정수 추정과 로봇 작업오차 보정 알고리즘 개발. 연구결과는 일차적으로 로봇정도의 평가와 보정을 위한 로봇 절대위치정도 측정기로 활용할 수 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
정보 > 기타 시스템 소프트웨어
현대의 복잡하고 다양하게 변해가는 산업기기들의 제어/감시를 위해서 다양한 하드웨어 장비와 소프트웨어 도구들이 사용되고 있다. 하지만, 기존의 도구들로 개발된 시스템을 재개발 할 때 이미 작성된 소프트웨어의 재사용률이 낮고, 하나의 시스템을 구축하기위해서 여러종류의 소프트웨어 패키지가 사용되고 있다. 이러한 것들은 소프트웨어의 개발비용 증가와 함께 개발기간도 증가하게 된다. 시스템 개발시간의 단축과 개발된 소프트웨어의 유지보수비용을 줄이기 위해서 개방 환경에서 운용되는 새로운 제어/감시시스템 구축 소프트웨어 패키지를 개발하게 되었다. 개방형 실시간 제어/감시시스템 구축 소프트웨어 패키지는 크게 실시간 제어시스템과 감시시스템으로 나뉘어진다. 그리고 두 시스템간에는 공유메모리를 두어 서로 통신하게 된다. 실시간 제어시스템 소프트웨어는 제어할 시스템을 모델링 하고 제어알고리즘을 수행하는 역할을 한다. 제어시스템은 아이콘화된 객체들의 연결로 모델링 된뒤 MDL(Model Description Language)로 바뀌어져 컴파일러에서 컴파일되어 가상머신코드를 만들어낸다. 가상머신에서는 공유메모리를 통해서 제어할 시스템과 연결되며 머신코드를 해석하여 제어알고리즘을 수행하게 된다. 감시시스템은 PC의 컴퓨팅 파워를 최대한 활용해 공정데이타의 데이터베이스화및 공정실시간 감시/제어 그리고 리포팅기능을 위한 시스템이며 LAN으로 연결된 환경에서 데이타의 공유가 가능하다. 사용자 인터페이스 설계를 위한 디자인 툴이 제공되며 다양한 부품들을 제공한다.
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- 2000-04-29
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일반기술
정보 > 기타 시스템 소프트웨어
CNC 장치에 장착되는 자동 프로그램은 작성하는 방식에 따라 고급 언어를 이용하는 방법(APT, FAPT 등), 도면으로부터 대화 방식으로 작성하는 방식(선반용, 밀링용 등)이 있다. 이 과제에서는 후자의 경우인 대화형 프로그램의 지원 모듈을 개발하는 것이다. 대화형 프로그램은 화면의 지시에 따라 키를 누르면 각각의 조작을 할 수 있게 되어 있고, 프로그램 작성에 대해서는 소재 형상을 입력하는 것만으로 가공에 필요한 프로그램을 자동 작성한다. 그러나 기존의 대화형 프로그램은 직선, 원, 구 원통, 타원체 등 2차원 혹은 2.5차원정도의 형상만을 처리할 수 있고, 그나마도 기본형상에서 조금의 변형이 있어도 처리가 매우 곤란하여 Surface나 자유 곡면 같은 형상은 처리 할 수가 없었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 기존의 대화형 프로그램속에서 처리가 곤란한 형상을 별도의 모듈안에서 처리하는 프로그램을 개발하는 것이다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 산업·일반기계
본 연구의 최종목표는 작업자와 로봇의 협업이 가능하고 미장능력이 극대화되는 전방향 이동 가능한 소형 고기능 미장 로봇의 개발이다. 기존의 미장로봇은 일본의 건설업체가 중심이 되어 개발한 것으로서 중량이 180kg이상 나가는 대형이다. 또한 미장에 필요한 트로웰부와 구동을 위한 견인부가 따로 분리되어 있다. 이는 항공기 격납고, 대형창고 등 대형 바닥면이 있는 공사에 적용 가능한 타입이다. 본 연구에서 개발하는 소형 바닥면 미장로봇은 아파트, 빌딩 등 바닥면이 소규모이면서 작업수요가 많은 미장작업을 대상으로 하고 있으며, 비숙련 작업자의 조작이 필수적이기 때문에 미장기능 이외에도 운반, 조작성이 대단히 중요하다. 또한 대형 로봇의 축소판으로 소형화한다는 것도 기술적으로 곤란한 문제가 많고 경제성, 효율성의 측면에서도 결코 간단하지 않다. 본 미장로봇은 2개의 트로웰로 구성되어 있으며, 소형화를 위하여 별도의 구동부가 없다. 구동방식은 2개의 회전하는 트로웰과 바닥과의 접촉마찰력을 이용하여 임의의 방향으로 움직일 수 있도록 한다. 구동의 제어는 2개의 회전하는 트로웰을 적당한 방향으로 적당한 미소각도만큼 기울임으로써 가능하다. 로봇의 작업대상은 콘크리트 바닥 표면 고르기에서 미장작업까지이며, 주행속도는 20m/min 이상, 시공능력은 500㎡/hour 이상이다. 또한 구석작업이 가능하도록 하였다. 이러한 시공능력은 숙련공의 평균 작업속도인 120㎡/hour에 비하면 4배 이상의 생산성을 갖고 있으며, 미장 평활도에서도 숙련 미장공의 정도 이상으로 매우 만족할 만하다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 산업·일반기계
하계 냉방부하의 증가로 인한 전력수요의 편중을 해결하는 방안의 하나로서 축냉의 필요성이 인식됨에 따라 다양한 종류의 축냉시스템이 연구, 개발되어 왔다. 축냉재로서 물의 우수한 성질을 이용하는 빙축열시스템은 그 대표적인 예로서 이미 실용화되고 있으나, 냉방온도보다 현저히 낮은 빙점 때문에 축냉과정동안 냉동기의 성능이 저하되거나 별도의 저온냉동기가 필요할 뿐 아니라 얼음의 낮은 열전도율로 인하여 방냉시 열교환이 미흡한 문제가 있다. 이점을 개선하기 위하여 물의 장점은 유지하되 생성온도가 빙점보다 높은 고온빙축열 시스템의 개발이 모색되고 있다. 고온빙을 통칭하는 포접화합물(Clathrate)의 생성열은 물과 비슷하지만, 임계생성온도는 수화제의 종류에 따라 대략 5∼15℃로서 냉방에 적합한 범위이며 스러리상태이므로 열교환이 용이하다. 연구초기에는 수화제로서 CFC계열 냉매를 주로 사용하였으나 그 규제에 따라 근래에는 대체 냉매류로 전화되는 추세이다. 본 연구는 수화제로서 대체냉매인 R141b를 취하여 실험을 수행하며, 또한 실제 축냉시스템의 설계를 위해서 이론적인 성능 예측 프로그램을 개발한다.
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- 2000-04-29
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일반기술
전기·전자 > 전자부품
고체내에서 탄성응력파가 전달되는 현상을 해석하는 기법은 다양한 경우에 있어 유용하게 적용될 수 있다. 첫 번째 예로서는, 기계류나 구조물의 한 부위에서 발생한 진동이 다른 부위로 전달되는 것을 방지하고자 하는 경우이다. 이러한 문제는 현장에서 빈번히 발생하는 문제로서, 이를 효과적으로 해결하기 위해서는 한 부위에서 다른 부위로 진동에너지가 전달되는 파동현상을 해석하는 것이 문제해결의 중요한 열쇠가 되는 경우가 많다. 두 번째 예로서는 탄성응력파를 이용한 비파괴검사에의 적응이나, 기계류나 재료의 경우에는 초음파검사법을 이용하여 내부의 결함 등을 탐색하는 경우가 이에 해당되며, 건축 토목구조물이나 선박 등과 같은 대형구조물의 경우에는 충격반향법이나 충격공진법과 같은 비파괴검사법이 이에 해당된다. 주어진 문제에 있어서 비파괴검사를 효과적으로 수행하기 위해서는 검사시 발생되는 파동전달 현상을 충분히 이해하고 해석하여 각 문제에 가장 적합한 방법과 기술을 선택하여야 한다. 마지막으로는, 위의 두 경우에 비하여 훨씬 큰 출력의 탄성응력파를 이용하여 기계부품이나 기계류를 가공하는 경우이다. 예를 들면, 초음파를 이용하여 용접을 하거나 표면을 청소하는 경우 등을 고려할 수 있으며, 경우에 따라서는 초음파를 부재내부의 한 점에 접촉함으로써 국부적 가공을 수행할 수도 있다. 위에 열거한 바와 같은 고체내의 탄성응력파 전달현상은 여러 가지 기법으로 해석될 수 있는데, 그 기법의 선정은 문제의 복잡성에 따라 달라진다. 즉, 간단한 문제의 경우에는 순수하게 해석적인 방법을 사용할 수 있으나, 문제가 기하학적으로 복잡해지거나 구성재료가 불균일한 경우등에는 수치적인 방법을 사용하여야 한다. 기존의 사용 수치해석 프로그램들은 대부분 이러한 목적으로 사용하기에 적합하지 않다. 따라서, 상용 프로그램의 적용이 가능하지 않은 경우에는 적합한 프로그램을 개발하여 사용하여야 한다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 에너지·환경기계
엔진 흡기 시스템은 흡입 공기 중의 부유 입자가 엔진 내에 들어와 실린더 라이너와 피스톤의 마멸을 방지하는 것을 주목적으로 하고 있으며, 최근에는 소음 저감의 요구가 높아짐에 따라 엔진 흡기 시스템 전후에 있는 레조네이터와 합쳐 흡기 소음 저감의 기능이 중요해지고 있다. 또, 성능 향상을 위해 통기 저항을 작게 하는 것도 요구될 뿐만 아니라, 운행 환경이 양호한 승용차와는 달리 상용차의 경우에는 먼지와 같은 공기 중의 부유 입자의 제거가 매우 중요하다. 즉, 상용차의 경우 흡기 성능을 보장하기 위해서는 공기 청정기의 입자 제거 성능과 동시에 내구성을 만족시킬 수 있는 설계가 필수적이다. 이를 위해서는 흡기시스템 및 공기청정기의 형상에 따른 유동 특성이 파악되어야 한다. 이와 같은 필요성에 의해서 본 연구실에서는 디젤 엔진 공기 청정기의 유동 저항 및 공기청정기 내부의 유동 특성을 파악 할 수 있는 실험적방법을 개발하였으며 이 방법을 이용하여 압력 손실 및 입자 제거에 영향을 주는 요인을 파악한 후, 이를 바탕으로 성능 개선 방향을 제시하였다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
공작기계의 이상상태 진단, 적응제어 등에 있어서 가장 기본적으로 예측되어야할 요소가 가공부하로 작용하는 절삭력이다. 또한 절삭력은 정밀가공에 기초가 되는 공구변형량과 채터 발생를 지배하는 주요 요소이므로 정밀한 절삭력 예측이 요구된다고 하겠다. 정면밀링은 다른 절삭공정에 비해 높은 금속제거율을 얻을 수 있으며 가공면도 우수하여 자동차, 항공우주, 조선 공업 등에서 널리 이용되는 가공 공정이다. 본 연구에서는 정면밀링의 절삭성능에 영향을 주는 가장 중요한 요소 가운데 하나인 공구경사각을 변화시킴에 따라 절삭력의 크기와 방향의 성분변화를 연구하였다. 선삭의 절삭력 예측에 사용되는 삼차원 절삭이론을 정면밀링 절삭기구에 확장 적용하여 공구경사각이 절삭력의 크기와 방향에 미치는 영향을 예측하고, 축방향 경사각과 반경방향 경사각을 변화시킨 특수 커터를 제작하고 실험을 수행하여 제시된 절삭력 예측 모델의 타당성을 검증하였다. 기존의 밀링 절삭력예측에 이용되어온 실험 의존적 성향이 짙은 비절삭저항 모델과 제시된 절삭력 모델을 비교하여 공구경사각에 따른 비절삭저항의 변화를 예측하였다. 또한 미변형 칩단면적과 주절삭력이 단순히 비례하지 않음을 삼차원 절삭모델을 적용하여 유도하였으며, 접선, 반경방향 절삭력과 기하학적인 절삭조건 만으로 축방향 적살력응 예측할 수 있음을 보였다. 이송율, 절삭속도, 절삭깊이에 따른 절삭력변화를 관찰함으로써 이들이 비절삭저항에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구 결과를 통해 정면밀링의 정밀한 절삭력 예측이 가능해 졌다.
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- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
전기·전자 > 계측기기
산업현장에서 정삭가공용으로 많이 쓰이는 볼엔드밀 (ball-end mill)은 다양한 소비자들의 생산품에 대한 미적욕구의 증대와 자유곡면을 포함한 금형의 증가와 더불어 최근들어 주목을 받기 시작한 공구이다. 하지만 볼엔드밀링 공정은 공구끝단(tool tip) 부분이 반구형이고, 대부분의 절삭이 이 영역에서 이루어지므로 절삭기구가 매우 복잡하고, 이에 따른 절삭력 해석이 쉽질않아 현재까지 대부분의 연구는 절삭기하가 비교적 간단한 평엔드밀(flat end mill) 이나 정면밀링커터(face milling cutter) 에 주로 한정되어 왔다. 실제 볼엔드밀 절삭 공정에서는 경로간격으로 인한 커스프(cusp)가 반드시 존재하게 되고 이는 볼엔드밀의 공구끝단 부분에서의 절삭날로 주로 제거 되는데, 이 부분에서는 절삭속도가 극히 낮아 절삭성이 매우 나쁘므로, 커스프를 고려한 절삭력 해석은 꼭 필요하다. 또한 볼엔드밀은 공작물의 정삭가공용 공구이므로 후가공 시간의 감소를 통한 전체 가공시간의 최소화를 위해 가공후 공작물의 가공오차 예측은 매우 중요하다. 본 연구에서는 형상모델러로 Z-map 방법을 사용하여 복잡한 형상기하를 가지는 공구의 접촉영역을 간단히 계산하였고, 이를 기초로 하여 공구변형을 고려한 절삭력 예측모듈과 이로 인한 공작물의 가공오차를 예측하는 모듈을 같이 개발하였다.
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- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
전기·전자 > 기타 산업용 전기전자
본 기술은 축류 팬(axial fan)의 설계 조건에 따른 공력-음향학적 성능 특성(토출압력, 효율, 소요동력 및 소음도)을 이론적으로 예측할수 있는 해석 방법의 제안에 그 주안점을 둔다. 우선적으로 팬의 성능 예측을 위해서는 팬 블레이드 내부유동장 해석 방식에 블레이드 사이를 거치는 공기의 압력 손실을 평가하기 위한 상관관계식들을 결합하여, 팬의 유량에 따른 토출 압력, 효율, 및 소요 동력을 계산한다. 본 기술에 의한 성능 예측 결과는 시험결과와 3%이내의 예측 정확도를 가진다. 팬의 유동해석결과(유속/압력분포 등)가 얻어지면, 이러한 유동장 예측 결과를 바탕으로 팬 블레이드 표면의 설동압력 및 양력분포를 구하고 팬의 총음압레벨(overall sound pressure level : OASPL)을 구할 수 있다. 본 기술에 의한 소음 예측 결과는 측정결과와 약 5%이내에서 잘 일치한다. 본 기술은 다양한 부하조건을 가지는 축류 팬의 고효율, 저소음 작동을 위한 블레이드 설계변수들의 최적화, 변경 및 팬-덕트 설비 등의 엔지니어링에 전산화 기법으로 사용 가능하다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
전기·전자 > 기타 산업용 전기전자
최근 여러대의 CNC공작기계를 하나로 묶어 운용하는 FMS시스템, 또는 공작기계를 메인컴퓨터로 직접 제어(NC프로그램의 Up and Down Load기능)하는 DNC시스템은 생산현장에 널리 이용되고 있다. 특히 외국에서는 이러한 FMS시스템에 공구관리 및 생산관리시스템을 접목시켜 CIM개념의 생산방식이 출현되고 있다. 그러나 이들 최첨단의 CIM시스템에서 조차 가장 기본적인 기술들에는 아직도 많은 장애기술들이 도사리고 있다. 이러한 기본적인 장애기술은 FMS나 CIM 시스템 모두 생산성 향상의 관점에서 본 무인화 시스템 구축시에 발생되는 것들이다. 무인화 시스템을 구축하기 위해서는 공작기계의 상태를 온라인으로 감시하여야 하는데, 여러가지 감시대상 중에서도 공구파괴, 공구마멸, 주축 및 이송축계의 이상상태는 FMS에 의한 부품의 생산성에 직접적으로 영향을 주기 때문에 이들에 대한 모니터링 및 진단(monitoring and diagnosis)이 반드시 필요하다. 이러한 감시시스템의 도입은 무인운전시 고장을 피함으로서 생산라인의 가동률을 10%∼65%까지 향상시킬 수 있다. 이들 장애기술에 대하여 신뢰성이 있는 모니터링 및 진단시스템이 되려면 정교하고 신뢰성이 있는 센서가 필요하므로 가격이 비싸진다는 단점이 있다. 그러나 전류센서들은 성능이 떨어지고 절삭상태의 미소한 레벨을 검출하기가 어려우나 가격은 싸다. 따라서 기본 기능 모듈로써 전류센서를 이용하여 공구파괴나 공구마멸을 검출하는 시스템이 요구되고 있으며, 세계적으로 어느정도는 연구가 진행되고 있으나, 신뢰성을 확보하는 것이 가장 큰 문제이다. 옵션(option)으로 이용될 수 있는 센서들(보통, 힘센서, AE센서, 비젼시스템, 터치센서, 온도센서등)을 이용하여 센서의 특징신호를 처리하여 모니터링 및 진단하는 시스템은 아직 상용화되어 있지 않고 연구수준에 머물러 있다. 그러나 이들의 정교한 센서들은 현재 가격이 계속 하락하는 추세(비젼시스템은 2,000만원의 가격이 300만원의 가격으로 하락)이므로 가까운 장래에 이 센서들의 활용이 멀지 않았음을 알 수 있다.
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- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
일반적으로 공작기계 주축계에 대해서 요구되는 기본적인 항목들로는 고강성, 고감쇠, 고회전정밀도, 저발열, 장수명 등이 있다. 최근에는 이러한 기능들과 함께 가공능률과 가공정밀도의 향상, 난삭재와 경합금의 고능률 절삭, 그리고 절삭과 연삭의 복합화 등을 도모하기 위해서 고속절삭을 실현할 수 있는 공작기계 주축계의 고속화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.본 연구과제에서는 이러한 공작기계 주축계의 발전동향을 고려하여 고속주축계의 동특성을 체계적으로 해석하고, 최적설계 조건을 도출할 수 있는 소프트웨어 시스템을 개발하는 데 그 목적을 두었다. 보다 정량적인 해석결과를 얻기 위해서 세장비(Slenderness Ratio)가 비교적 작은 주축은 Timoshenko 보이론으로 모델화하며, 주축 회전시 발생하는 자이로스코픽 효과(Gyroscopic Effect)를 고려한 유한요소 모델(Finite Element Model)을 적용한다. 특히 내장형 모터(Built-In Motor)를 사용하는 주축계의 경우에는 여러 장의 얇은 철심용 강판들로 적층된 내장형 모터의 회전부(Rotor)가 굽힘 변형 및 전단 변형에 대해서 상당 수준의 탄성적 효과를 나타내기 때문에 질량 효과 외에도 그 강성 효과를 수학적 모델에서 고려할 수 있도록 한다. 또한 공작기계 주축계의 모드 매개변수(Modal Parameter)인 고유진동수와 감쇠비, 그리고 진동 모드에 대한 주축 제원, 회전수, 베어링 지지특성, 베어링 간격, 주축 재료특성 등의 영향을 분석하여 주축계의 최적설계 조건을 도출하는 모듈을 다목적 최적화 기법(Multi-Objective Optimization Technique)을 토대로 구축다. 이러한 형태의 공작기계 주축계의 동특성 해석 및 최적설계 시스템은 공작기계 주계의 설계과정과 제작과정에서 야기되는 시행착오를 대폭 감소시킬 뿐 아니라 공작기계의 가공정밀도와 절삭능률을 향상시키는 데 기여할 것이다.
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일반기술
전기·전자 > 계측기기
여러 종류의 부품들을 단시간 및 저가격으로 생산하면서 각 부품이 요구하는 여러 종류의 가공공정들을 가능한 한 하나의 공작기계에서 실현하고, 자동화 할 수 있는 형태의 공작기계는 FMS 또는 CIM과 같은 첨단생산시스템의 생산성을 높이기 위한 필수조건이라 할 수 있다. 그러나 일반적으로 이러한 형태의 공작기계는 기존의 공작기계와 비교할 때 자유도가 많고, 그 구조도 크게 달라지게 된다. 결과적으로 첨단생산시스템에 적합한 새로운 형태의 공작기계를 설계 및 제작하는 과정에서는 많은 노력, 시간, 비용 등이 필요하게 됨은 당연하다. 따라서 본 연구과제에서는 첨단생산시스템에 적합한 형태의 공작기계를 설계하는 단계에서 요구되는 공작기계의 설계 및 품질평가 예측을 체계적이고, 효율적으로 수행할 수 있도록 하기 위한 노력의 일환으로 공작기계의 가공오차 및 내구수명을 예측하는 기술을 개발하는 데 그 일차적인 목표를 두었다. 이를 위해서 공작기계의 정밀도 요구조건의 분류, 공작기계의 구조 요소부품의 분류, 공작기계의 3차원 가공운동 해석, 부품 조립정밀도에 의한 공작기계의 가공오차 예측, GUI환경을 이용한 공작기계의 가공오차 예측결과의 가시화 등과 관련된 기술 정립을 통하여 공작기계의 가공오차 예측시스템을 개발하고, 아울러서 공작기계의 내구수명 요구조건의 분류, 공작기계의 구조 요소부품의 허용 부하조건의 분류, 공작기계의 사용조건을 고려한 구조 요소부품의 내구수명 해석, GUI환경을 이용한 공작기계의 내구수명 예측결과의 가시화 등과 관련된 기술 정립을 통하여 공작기계의 내구수명 예측시스템을 개발할 것이다. 이러한 공작기계의 가공오차 및 내구수명 예측시스템은 막대한 노력, 시간, 비용 등이 소요되는 공작기계의 개발에 대한 부담을 최소화시킬 수 있으며, 설계단계는 물론 가공단계 및 조립단계에서의 시행착오를 효율적으로 감소시키는 데 크게 기여할 것이다. 특히 공작기계의 부가가치를 좌우하는 가공정밀도와 내구수명을 초기 설계단계에서 평가할 수 있다는 점은 공작기계의 요구성능을 만족하기 위한 구조 및 핵심요소부품들의 설계 및 선정에도 적용될 수 있다는 사실을 의미하기 때문에 공작기계의 가공오차 및 내구수명 예측기술의 중요성은 매우 높다고 말할 수 있다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
전기·전자 > 계측기기
공장 건물 내부나 자동차 실내 공조기기의 사용조건에 따른 실내 환기유동을 실험적으로 해석하여, 사람들이 실내에서 쾌적성을 느낄 수 있는 공조기기의 작동조건을 최적화하고자 한다. 이 연구에는 액정(TLC)와 컬러화상처리를 이용하여 환기유동의 속도장과 온도장변화를 동시에 측정한다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
통신 > 광전송 기술
Ethernet 은 현재 가장 널리 보급되어있는 근거리 통신망 기술이며 CSMA/CD라는 프로토콜을 사용한다. CSMA/CD는 TCP/IP와 함께 best-effort 프로토콜이라 불린다. best-effort란 동일한 네트웍 라인을 사용하는 모든 장치들이 자신의 데이터를 가능한한 빨리 전송하기 위해서 최선을 다하며, 그 결과 네트웍 사용 효율을 극대화 시킨다는 의미를 가진다. 일반적인 용도로 사용되는 네트웍에서는 이러한 방식이 최선의 선택이 될 수있다. 그러나 실시간 데이터 전송을 필요로 하는 네트웍에서는 데이터 전송을 위한 최선의 노력보다는 주어진 일을 처리하는데 지장이 없는 범위 에서의 최소한의 노력이 데이터 전송의 실시간성을 높이는데 큰 도움이 될 수있기 때문에 본 연구실에서는 least-effort라는 개념을 도입 하였고, 이 개념을 적용시키기 위해서 확장된 TCP/IP 프로토콜을 개발하게 되었다. 새로운 프로토콜은 각 장비 스스로가 자신의 데이터 전송률을 제한 함으로써 전송할 데이터의 양에 관계없이 단일 데이터 전송 주기를 일정하게 유지하게 된다. 그밖에 새로운 프로토콜은 블럭 지향형으로써 제어용도의 데이터 처리를 효율적 으로 할 수있다는 것과 주기적인 전송이 필요한 데이터를 특별한 방식으로 처리 하기 때문에 주기적 전송이 필요한 데이터로 발생하는 트래픽을 반감시킬 수 있다는 특징이 있다. 현재 본 연구실 에서는 모토롤라의 MC68360 이 장착된 on-board 시스템과 실시간 운영체제 상에서 구현 될 확장된 TCP/IP 프로토콜을 개발하는 연구가 진행중에있다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
물리학 > 기타 광학
레이져를 이용한 광간섭 측정기술은 고체나 열, 유체뿐아니라 초고속 항공공학 분야에서도 널리 이용되고 있다. 광학기술의 주요 장점은 점 측정이 아니고 대상물 전체에 대한 측정 데이터를 추출할수 있는 면측정이고, 비접촉 측정이며, 또 고해상도의 필름이나 CCD 카메라를 이용하여 레이져 광원 파장의 1/100정도까지 구현할수 있는 초정밀 측정이 가능한 것이다. 본 광학 실험실에서 광간섭 기술을 이용하여 측정할수 있는 변수들은 변위, 온도, 압력, 밀도, 진동패턴, 입자속도등으로 이를 위하여 힐륨-니온, 아르곤-이온, 다이오드 및 CO2 레이져를 비롯하여 각종 미터기 및 광학 부품들을 구비하고 있다. 각 변수들을 올바르게 측정하기 위해서는 그에 적합한 광계측 시스템의 구축과 측정 결과로 얻어지는 간섭무늬 이미지에 대한 해석이 필수적인데, 본 광학 실험실은 홀로그래픽 간섭계 주축으로 위상전위, 트윈만-그린, 피죠, 마크-젠다 간섭계등의 구축에 대한 여러 가지 노하우를 가지고 있으며 간섭이미지 해석을 위한 여러가지 실시간용 프로그램을 개발해 놓고 있다. 검사자동화는 이러한 측정기술을 바탕으로 본 실험실이 속해 있는 자동화 공학과의 중심기술인 센서, PLC, 로봇응용 기술등과 함께 구현할 수 있다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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