일반기술
기계 > 가공기계 (L54)
정밀공작기계용 구조물은 일반공작기계용 구조물의 특성과는 달리 시간과 온도변화에 따라 형상 및 치수정밀도가 안정되어야 하고, 절삭작업중 방생되는 내부 및 외부 진동의 흡수성과 감쇠성이 뛰어나야 하며, 또한 정적 및 동적인 불규칙한 힘에 대해서 구조기능이 안정화되도록 설계 제작되어야만 그 성능을 충분히 발휘할 수 있게 된다. 본 Epoxy-granite복합재는 이러한 구비조건에 잘 맞도록 상용의 주철재료를 대체시키는 재료인데, 화강암 알맹이와 분말을 크기별로 골고로 섞어 툴링용 에폭시 수지를 접착재한 복합재료이다. 본 재료의 주요 특징을 보면, 주물재료에 비해서 감쇠성능이 10배, 화강암에 비해서 3배가 되며, 6년간 0.001mm/m의 치수안정성이 보장되고, 주철재 재료와 선팽창계수도 비슷하여 주위 구조물과 잘 조화되고, 큐어링은 30시간이면 되는 등의 가내공업식도 가능한 장점이 있다. 그리고 인서트 및 안내면을 위한 특수 공법을 사용하므로 가공비가 저렴하게 들고, 주물재료 처럼 열가열도 필요 없고, 제품 가격도 가공비를 포함하게 되면 추철재를 이용한 구조물과 비슷한 수준이다. 초기에는 초정밀가공기를 위한 화강암재 베드의 대용품이었으나, 현재에는 연삭기, CNC선반, 밀링머신, 3차원측정기, 각종 CMM장비의 Gantry base, motion base 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 선진국에서는 이미 80년대 후반부터 상용화되기 시작하여 현재 세계적으로 10여개의 관련 회사가 있으나, 국내에는 아직 시작 단계이다. 서울산업대학교에서는 7년전부터 본 연구에 착수하여 관련 기술을 지속적으로 축적하여 왔으며, 현재에는 관련 기업체에의 응용 및 기술 이전시켜 주고 있는 단계에 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
전기·전자 > 계측기기
대상 기계나 구성요소의 성능을 평가하기 위해서는 일차적으로 그 기계나 구성요소의 거동을 측정하는 센서들과 DAS 보드(Data Aquisition System Board)가 필요하지만, 전압값으로 측정된 정보들을 물리량으로 변환시키고, 정보들의 연계적인 분석을 토대로 원하는 매개변수(Parameter)들을 얻기 위해서는 측정정보들에 대한 후처리 과정이 필요하다. 지금까지 제조업체들은 대부분 상용화되어 있는 측정 소프트웨어를 이용해서 기계나 구성요소의 거동을 측정한 후, 별도의 분석 소프트웨어를 이용해서 그 실험정보를 분석하고, 출력 소프트웨어를 이용해서 분석결과를 출력하는 방법을 사용하고 있다. 그러나 이와 같이 측정 소프트웨어, 분석 소프트웨어, 그리고 출력 소프트웨어를 독립적으로 운영하고 있는 상황에서는 다음과 같은 문제점들이 나타나게 된다. ① 독립적인 측정 소프트웨와 분석 소프트웨어를 사용하기 때문에 실시간 정보분석이 어렵다. ② 하나의 분석결과를 얻기 위해서 측정 소프트웨어, 분석 소프트웨어, 출력 소프트웨어를 반복 적용해야 하기 때문에 많은 시간과 노력이 필요하다. ③ 실험목적과 사용자의 편의성을 충분히 고려해서 분석 소프트웨어를 개발하지 않기 때문에 극 소수 인원만이 분석 소프트웨어를 운용할 수 있다. ④ 측정/분석정보들을 일괄적으로 관리할 수 없기 때문에 장기적인 정보의 재활용이 어렵다. 따라서 본 연구과제에서는 대상 기계나 구성요소의 성능을 체계적이고 신속하게 평가할 수 있는 윈도우즈 기반의 전용 측정/분석 시스템(CAT 시스템)을 구축하는 데 그 목적을 두었다. 측정 모듈은 센서들과 DAS 보드에 대한 제원 및 측정환경을 설정하는 기능, 기계나 구성요소의 거동을 실시간적으로 측정하는 기능, 측정시 입력되는 잡음을 제거하기 위한 저주파 여과기능, 측정정보들을 실시간적으로 가시화하는 기능, 그리고 체계적으로 정보들을 관리하기 위한 DB 구축기능 등을 가지고 있다. 그리고 분석 모듈은 측정정보들을 토대로 시간영역 분석, 주파수영역 분석, XY영역 분석, 정상상태 분석 등을 수행하는 기능을 가지고 있으며, 특히 기계나 구성요소의 성능을 평가하기 위해서 사용하는 전용 실험 코드(Test Code)에 대응되는 분석이 가능하도록 구성한다. 결과적으로 본 연구과제에서 개발하는 측정/분석 시스템은 정보의 측정, 분석, 출력이 모두 윈도우즈 GUI 환경에서 이루어지기 때문에 초보자인 경우에도 시스템 사용법의 습득이 용이하며, 일괄적인 정보의 관리, 분석, 출력이 가능하기 때문에 성능실험부터 보고서 작성까지 소요되는 시간과 노력을 크게 줄일 수 있다.
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정보 > 응용소프트웨어
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.
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- 2000-04-29
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정보 > 응용소프트웨어
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.
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전기·전자 > 계측기기
공정 중 공구가 파손되면 공구 뿐 아니라 공작물과 공작기계 자체에 심각한 손상을 준다. 그러므로 본 연구에서는 밀링의 황삭 가공 중 공구 파손을 검출함으로써 생산성을 높이는 것을 목적으로 한다. 절삭 공정 감시를 위한 센서로 주축모터 전류를 이용하였으며 주축모터 전류의 자승평균(RMS)값은 비교적 주축 회전 속도가 낮고 절삭부하가 많이 걸리는 밀링의 황삭 가공 중 절삭력의 패턴을 그대로 반영하였다. 각 날당 절삭부하의 최대 극대값에서 최소 극소값의 차이(PV값)의 변화를 추적함으로서 공구의 상태를 나타낼 수 있는 공구 상태 벡터(Tool Condition Vector)를 정의하였고 이를 이용하여 공구가 파손된 정도를 나타낼 수 있는 5개의 요소를 가진 공구 파손 지수(Tool Fracture Index)를 도출하여 이의 크기와 변화 패턴을 관찰함으로써 공구가 파손된 정도를 알 수 있었다. 공구 파손 지수는 공구의 런-아웃에 영향을 받지 아니하고 진입(entry) 및 진출(exit) 절삭과 같은 과도 절삭과 같은 경우나 절삭 조건의 변화 등에 영향을 받지 않고 오로지 공구가 파손되었을 때만이 주기적으로 큰 값이 나타났으며, 공구의 단속적 및 연속적 칩핑(chipping), 공구의 파손(fracture)을 구별하여 검출할 수 있었다.
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기계 > 가공기계 (L54)
현재 산업계에서는 밀링의 황삭 가공 중 공구의 과부하를 방지하기 위하여 낮은 이송속도로 가공을 하거나 수작업(手作業)으로 이송속도를 제어하면서 가공을 하고 있다. 본 연구에서는 절삭 공정에 아무런 방해없이 절삭 공정을 감시할 수 있는 모터 전류 중 절삭 방향에 관계없고 준정적 민감도(quasi-static sensitivity)가 높은 주축모터 전류를 이용하여 실시간으로 절삭력을 간접적으로 측정하고 이송속도를 제어하여 일정한 절삭력으로 가공함으로써 공구의 과부하를 방지하고 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 공구 1회전당 최대 주축모터 전류의 자승평균(RMS)값은 공구 1회전당 최대 절삭력과 선형적인 관계를 가졌으며 F/V 컨버터의 전압을 측정하여 다양한 주축 회전 속도에서의 주축모터 전류와 절삭력과의 선형관계를 얻었다. 이송속도를 제어하기 위해서 공작기계 콘트롤러 박스 내의 PMC (programmable machine controller) 프로그램을 변경하여 이송속도 오버라이드(override)를 0%에서 255% 까지 제어할 수 있게 하였다. 주축모터 전류와 절삭력과의 선형적인 관계와 PMC 프로그램의 변경을 통해 주축모터 전류를 측정함으로써 공작물의 재질과 형상 등에 관계없이 공구 1회전당 최대 절삭력을 일정하게 유지할 수 있었으며, 특히 2축이상의 가공과 높은 주축 회전 속도에서도 절삭력을 일정하게 제어할 수 있었다.
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- 2000-04-29
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일반기술
정보 > 응용소프트웨어
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.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 육상수송기계
자동차는 후방시계를 확보하기 위하여 한 개의 내부후사경(inside rear view mirror)과 두 개의 외부후사경(outside rear view mirror)을 장착하고 있다. 이 두 종류의 거울은 운전자의 시야를 돕는 기구로서 안전과 직결되는 자동차의 부품이다. 이러한 외부후사경은 승용차용 및 상용차용으로 구분되며 승용차용 외부후사경은 소형, 중형 및 대형용의 차종별로 생산, 제작되고 있다. 그리고 외부후사경은 생산가격면에서 저가, 중가, 고가의 제품으로 차등화하여 분류할 수 있다. 그러나 현재까지는 승용차용 외부후사경을 가격대의 등급별로 명확히 구분되어 고유 모델을 개발하지 못하고 있는 실정이다. 본 과제에서는 승용차의 외부후사경을 가격대의 등급별로 분류하여 차등화 함으로서 각각에 대한 고유모델을 개발하고자 한다. 승용차의 외부후사경은 일반적으로 하우징(Housing), 프레임 서브어셈블리(Frame subassembly), 베이스플레이트(Base plate), 글라스홀더(Glass holder) 및 글라스홀더 플레이트, 글라스 및 액추에이터(Actuator)의 부품으로 구성되어 있다. 위에 기술된 부품들은 각각의 기능을 가지고 있지만 제품구조통합화를 통한 구조 단순화에 의하여 부품을 단순화시킬 수 있는 여지가 충분히 있으며 이것이 실현되면 생산공정 및 생산가격을 크게 감소시킬 수 있다. 또한 제품의 재질도 현재 일반적으로 사용되는 ADC나 ZDC 를 플라스틱 등의 저가 재질로 변경하여 경량화 및 저가격을 유도할 수 있다. 본 과제에서는 외부후사경을 가격별(차종별)로 차등화하여 각각에 대하여 부품을 단순화시키고 재질변경등으로 제품을 개발하며, 앞으로 외부후사경의 개발 및 설계 기간을 단축 및 전산화를 이루고자 하며, 신뢰성 있는 설계를 행하고자 한다.
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- 2000-04-29
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일반기술
전기·전자 > 기타 반도체
LSI칩을 얻기 위해서는 1차원으로부터 3차원적으로 구조변화가 필요하다. 즉,① 소자선폭의 최소화(1G DRAM의경우 0.18μm) ② 칩 크기의 대면적화(수㎠) 및 웨이퍼의 대직경화(12인치) ③ 다층배선화(Multilevel Interconnect) 및 3차원 구조화(3D Structure)가 그 일례이다. 그러나, 이러한 ULSI의 요구에 따라 부상한 기술상의 문제점으로서, ① 로광시 엑시머 레이저의 적용에 의한 초점심도 (DOF:Depth of Focus) 여유의 감소 ② 칩 및 웨이퍼 크기의 증가에 따라, 상대적으로 형상 및 위치정밀도의 악화 ③ 다층배선 및 3차원 구조화에 따른 소자의 표면단차(凹凸)의 악화 등이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 실리콘 웨이퍼의 제조로부터 ULSI칩 제조에 이르기까지 웨이퍼 표면을 초정밀 경면가공하는 CMP기술이 필요 불가결하다. 본 연구에서 추구하고 있는 연구개발의 최종목표는 반도체의 평탄화를 위한 CMP장치 설계기술 및 관련 가공기술을 개발하여 반도체장비 생산설계기술 고도화를 확보함에 있다. 1단계 목표는 8인치 웨이퍼를 대상으로 대소소밀(大小疎密)한 요철(凹凸) 디바이스 패턴을 광역 평탄화할 수 있는 CMP장치를 개발한다. 그리고 CMP장치의 사양, 설계개념 및 기준, 데이터 베이스를 제공할 수 있는 프로세스도 동시에 개발함을 목표로 한다. CMP 프로세스의 개발은 크게, 층간 절연막과 금속배선의 평탄화로 나눌 수 있으며 각각의 경우에 적합한 프로세스 개발을 한다. 그 세부항목으로서는 CMP용 슬러리 개발, 화학적 및 기계적 제거가공의 메카니즘 해석, 요철패턴에 대한 폴리싱 패드변형의 유한요소해석 및 저 변형 패드 개발, 폴리싱 패드의 컨디셔닝기술 개발, 최적 CMP가공조건 및 균일성과 평탄도 향상에 관한 연구 등이 있다. 그리고 이를 구현하기 위해, 현재 Class 100의 클린룸에 시판중인 CMP 장비를 우선 도입하였고, Lapping m/c 및 Back Grinding m/c도 활용하여 활발한 실험 연구가 진행 중에 있다. 그리고 웨이퍼 클리닝 시스템 및 표면부착 입자의 검출장비를 이용하여 표면관리를 하고 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
우주·항공·천문·해양 > 항공기 시스템
본 연구팀은 보급형 초경량항공기 "나래"호의 연구 개발 과정에서 다음과 같은 기술을 확보하였으며 이와 관련된 연구를 계속 진행중에 있다. CATIA를 이용한 초경량항공기 부품 및 전체구조의 형상 설계 기법, NASTRAN을 이용한 초경량항공기 부품 및 전체구조의 구조 해석 방법, 경량 항공기용 복합재료 부품의 설계 및 진공 성형 제조 기법, 신소재 복합재료의 특성규명 및 응력해석법, 하중시험 및 스트레인 게이지를 이용한 부품 특성 시험 및 성능 검사 방법.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 단위기계 요소부품
박판을 이용하여 냉간성형품을 생산하는 산업체의 이윤은 가공방법의 경제성에 따라서 결정되는 것이 일반적이다. 이런 관점에서 볼 때 지금까지 원자재, 주조, 압연, 절단 및 용접의 접합공정으로 이루어지던 압력용기 원통쉘의 제조공정에서 절단 및 용접공정을 하나의 공정으로 대체하면 원가가 크게 절감되게 된다. 현재 국내에서 시판되고 있는 가정용 및 상업용 LPG용기 들은 강재조각의 용접에 의해서 생산되고 있기 때문에 무거울 뿐만 아니라 용접부위가 부식이 잘되어 수명이 오래가지 못하고 운반 및 취급시 안전에도 항상 많은 위험이 잠재되어 활용도가 크게 제한되어 있다. 본 발표에서는 이러한 단점들을 보완할 수 있는 초경량의 고강도 알루미늄 소재를 이용한 용접부위가 없는 일체형 LPG용기의 공정설계기술을 소개하고,실제 생산라인에 적용하여 개발에 성공한 사례를 중심으로 설명하고자 한다.
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- 2000-04-29
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일반기술
정보 > 응용소프트웨어
최근 공작기계 주축계의 고속화 관련기술의 현황을 보면, 고속 주축계의 경우에는 미소한 미스얼라인먼트에 의해서도 과대한 진동과 소음이 발생하기 때문에 주축구동방법으로 기존의 커플링구동방법과 벨트구동방법은 점점 채용되지 않고 있으며, 모터를 주축계에 내장한 구동방법, 즉 내장형 모터에 의한 주축구동방법이 많은 주목을 받고 있다. 특히 머시닝센터의 경우에는 ATC와의 연계를 위한 기동, 정지, 위치결정제어 등이 요구되기 때문에 내장형 모터로는 AC서보모터가 많이 사용되고 있다. 또한 이러한 모터내장형 주축계는 그 구조가 간단하고, 주축계가 운동하는 구조에 적합하기 때문에 공작기계의 가공유연성을 크게 향상시킬 수 있다는 특징을 가지고 있다. 최근 권선절환방식의 내장형 모터가 개발됨에 따라서 하나의 공작기계에서 별도의 변속장치 없이도 저속 중절삭에서 고속 경절삭까지의 구현이 가능하게 되었다. 또한 그리스윤활방법만을 사용했던 1980년 이전에는 d_m n`값이 500,000 이하에 불과했지만, 최근에는 오일에어윤활방법에 의해서 d_m n`값 2,000,000, 제트윤활방법에 의해서 d_m n` 값 3,500,000 정도도 가능한 것으로 보고되고 있다. 오일에어 윤활방법은 미량급유에 의한 발열의 억제효과와 함께 대량의 공기흐름에 의한 냉각효과를 통해서 d_m n` 값 2,000,000 정도의 고속화를 구현하고 있지만, 현재의 요구 기술수준에서 볼 때 거의 포화상태에 접어든 윤활방법이라 할 수 있다. 따라서 대량의 윤활유를 계속적으로 순환공급하는 강제윤활방법인 제트윤활방법이 d_m n` 값 1,500,000 이상을 초과하는 고속회전영역에서의 윤활방법으로 많이 채용되고 있는 추세이다. 따라서 본 연구과제에서는 초고속 주축계를 개발하기 위해서 내장형 모터를 사용하는 주축구동방식을 채용하고, 베어링 윤활방법으로는 오일에어윤활방법 또는 제트윤활방법을 적용하였다. 또한 공작기계에서의 강력절삭을 구현하기 위해서는 먼저 주축계의 고강성화가 요구되기 때문에 베어링의 형식, 개수 및 배치의 최적화를 통한 정적 강성과 동적 강성의 극대화를 도모하였다. 특히 초기 설계단계에서부터 모터내장형 초고속 주축계의 정적 특성과 동적 특성을 파악하기 위해서 FEM 해석을 수행하였다. 아울러서 시제작된 초고속 주축계에 대한 진동 측정실험 결과, 베어링의 온도 측정실험 결과 등을 토대로 구조설계 결과에 대한 평가를 수행하였다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
전기·전자 > 기타 산업용 전기전자
초정밀 구동을 실현하기 위해서는 마찰이나 백래쉬등이 존재하는 일반적인 구동기구나 운동전달요소와는 다른 운동 메카니즘이 필요하다. 따라서 초정밀 위치 결정 기구의 구동기로는 마이크로미터 이하의 구동 분해능을 가지며 강성이 높은 압전소자 구동기(PZT Actuator)를 이용하며, 스테이지의 정밀한 구동을 위한 가이드는 굽힘힌지를 이용하여 초정밀 구동 스테이지를 구성하였다. 초정밀 스테이지의 구동은 탄성굽힘힌지가 변형을 일으키며 가이드 역할을 하여 이루어진다. 따라서 각 자유도에 대한 간섭운동이 없는 정밀한 구동을 실현하기 위해서는 기구학적 구속조건을 따르는 것과 탄성굽힘힌지의 강성 설계가 중요한 요인이 된다. 압전소자 구동기를 이용한 정밀 스테이지는 압전소자 구동기의 구동거리가 수십 ㎛ ∼ 수mm로 작기 때문에 일반적인 위치 결정기구와 결합하여 수백mm의 구동 거리에 대하여 초정밀 위치 결정이 가능하하도록 하였다. 초정밀 위치 결정 기구의 변위는 laser interferometer를 이용하여 측정하였으며 실시간에 위치제어를 수행한다. 초정밀 스테이지 자체의 위치 결정 분해능은 ±20nm 정도의 수준이다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
정보 > 응용소프트웨어
전통적으로 곡면체 가공물은 볼엔드밀로 밀링가공하게 되나, 본 기술의 방법에서는 필렛반경이 작은 평 엔드밀을 사용하여 곡면을 CAM가공하는 방식으로써, 이렇게 되면 오목부의 비절삭체적을 줄일 수 있을 뿐만이 아니라 3배 이상의 가공능률을 거둘 수 있다. 그리고 가능하면, 커터의 직경이 클수록 생산성도 좋아지고 커터 마크에 따른 표면 거칠기도 향상시킬 수 있다. 그러나 종래에는 이러한 경우 알맞는 절삭가공경로를 추적할 수 있는 방법론이 개발되어 있지 못하여서 그 응용에 장애가 되었으나, 본 개발에서는 이를 곡면체의 등공차 삼각형 요소화 모델을 바탕으로한 최대경사방향 트리를 추적해 나가는 방법론을 통해 이를 해결하였다. 그리고 사용 커터도 직경이 큰 것부터 사용하고 중간, 소형크기의 공구로 점차 교체하면서 미절삭부위를 후가공하는 다단계 가공방식을 사용하고 있으며, 황삭가공과 다듬질 가공을 통합화 시킨 공정으로 실시하고 있다. 본 기술은 점차 고속화 되고 있는 밀링가공, 극소피치화 되고 있는 가공 방식에 알맞는 방식이며, 공구에 있어서도 볼엔드 밀 대신에 초경팁이 부착된 필렛엔드밀을 사용하므로써 생산성은 물론 가공물의 곡면 형상공차도 높이는 데에 큰 효과가 있다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 가공기계 (L54)
오늘날 절삭공정기술의 발전 방향은 절삭공정의 고정밀화, 고능률화를 두 축으로 진행되고 있으며, 최적절삭을 위한 공구의 설계 및 절삭조건 설정 등에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 절삭조건이 고속·고이송화 되면서 고속 영역에서의 공구수명의 연장과 안정된 공구상태 유지를 위한 코팅공구의 개발과 연구가 진행되어 왔다. 이에 본 연구에서는 특정 코팅공구의 코팅층 재료 및 성분, 구조, 두께 등에 따른 여러 가지 피삭재에 대한 고속가공특성을 규명하여 공구수명 증대, 표면거칠기의 향상 그리고 절삭저항의 감소에 따른 가공속도 증가를 기대할 수 있는 최적의 피복조건을 찾기위한 절삭데이타 베이스를 구축하기 위한 연구를 수행하였다. 다양한 공구의 종류, 형상, 절삭조건에 따른 마모에 관한 정량적인 데이터베이스를 체계적으로 구축하여 향후 여러 가지 절삭조건에 따르는 공구 선정과 공구개발을 위한 기초자료로 삼을 수 있을 것이다. 절삭가공 중의 공구마모는 일반적인 마모와는 달리 동적인 환경에서 일어나므로 그 마모기구가 굉장히 다양하고, 절삭속도의 변화에 따라서 주된 마모기구가 변하게 된다. 일반적으로 절삭온도에 따라서 주된 마모기구가 변한다고 알려져 있으며 절삭온도는 절삭속도에 따라서 변하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 공구 수명 연구에 있어서 절삭 속도 변화에 따른 마모기구에 대한 연구가 선행되어야 할 것이다. 또한, 여러 마모 기구에 대한 코팅층의 마모억제 기구에 대한 연구도 함께 이루어 질 것이다. 이를 통하여 코팅층의 기계적 열적 물성과 절삭 조건에 따르는 코팅층의 선정에 이론적 근거를 제시할 수 있을 것이다. 또한 위에서 얻은 여러 가지 조건에 따른 마모에 관한 정량적인 데이터베이스를 정당화하는 이론적인 근거로 삼을 수 있다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
공작기계를 이용한 가공 분야에서는 고속가공을 통한 절삭 가공시간의 단축에 대한 관심이 증대되고 있다. 그러나, 공작기계 주축의 회전수가 증가함에 따라 단위 시간당 가공량의 증가로 생산효율이 좋아지는 장점을 갖는 반면, 공작기계의 주축 회전을 고속화할 경우 단위 시간당의 가공량의 증대로 생산 효율이 좋아지는 반면, 주축부의 소음, 진동 및 열발생 등의 문제에 대한 대책이 요구된다. 특히, 주축의 과다한 중량은 위와 같은 문제점을 더욱 가중 시키는 요인이 되며 고부하, 고출력의 대형 공작기계의 경우, 주축부의 대형화로 주축의 정밀 가공 및 조립시에 취급이 어려우며, 제조 비용의 상승등의 문제점을 안고 있다. 따라서, 높은 비강성을 갖는 탄소섬유 에폭시 복합재료를 사용한 주축의 경우에는 복합재료가 갖는 높은 비강성과 비강도, 진동에 대한 고감쇠 특성, 그리고 작은 열팽창계수 등의 특성으로 기존의 강철 스핀들에 비하여 주축의 경량화 및 정, 동적 안정성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 온도 상승에 대한 열특성이 향상되며, 복합재료의 우수한 감쇠효과로 채터의 발생을 억제할 수 있는 등의 장점을 얻을 수 있다. 또한, 복합재료의 경우에는 높은 비강성과 고감쇠 특성을 동시에 만족하므로, 기존 주축계의 문제점을 해결할 수 있으며, 복합재료의 적층각을 알맞게 조절하여 열발생에 의한 열응력을 최소화할 수 있다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 자동화 기술
자동차 산업, 조선 공업, 의류 산업 등 판재 소재를 다루는 산업 응용분야에서 판재 부품의 최적 배치를 위한 효율적인 배치 알고리즘(Nesting algorithm)은 생산 규모의 확대에 따라 더욱 중요시되고 있다. 이는 생산성을 높이기 위해서는 생산 기술의 고도화도 중요하지만, 재료의 경제적인 활용과 이에 따르는 생산 시간의 단축 또한 중요하기 때문이다. 따라서 이러한 업계에서는 이미 네스팅 작업을 위한 상용프로그램을 많이 사용하고 있는 실정이다. 그러나 네스팅이 완전 자동으로 수행되는 경우 효율이 떨어져, 실제로는 숙련된 기능공이 그래픽 시스템 앞에 앉아서 대화식으로 작업을 수행하는 경우가 많다. 이 경우 기능공의 숙련도에 따라 효율 또한 크게 다르며, 현대 산업 사회에서 갈수록 이러한 기능공이 줄어들고 있는 문제가 있어 효율적인 최적 알고리즘 개발의 필요성은 더해가고 있다. 최적 배치 알고리즘에 관한 연구는 오랫동안 수행되어 왔으나, 기존의 연구에서는 겹침을 방지하기 위해 많은 교차점을 구하는 계산이 필요하므로 대형 컴퓨터에서도 많은 계산을 요구하는 문제점을 안고 있다. 따라서 본 연구에서는 교차점 구하는 방법을 피하기 위해 격자로 변화 시킨 후 판재 소모를 최소화하기 위한 배치 알고리즘을 개발하였고, 이를 실제 문제에 적용하여 좋은 결과를 얻었다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
에너지·자원 > 기타 에너지 절약 기술
파라핀 축열재를 사용한 축열시스템의 전열성능) 본 연구는 상용 축열재보다 우수한 파라핀 축열재를 사용한 구형 캡슐 축열 시스템의 전열 성능에 미치는 변수들의 민감도를 제시하였다. 파라핀 축열재들은 n-Tetradecane 과 n-Tetradecane 40%와 n-Hexadecane 60%의 혼합물이었고, 실험변수들은 레이놀드 수와 유입 온도였다. 축열재 국부 온도 변화를 이용하여 축방냉시간, 무차원 저장열전달량 및 축열조내 캡슐표면과 작동유체간 평균 열전달계수를 구했다. 축열조내 국부 축방냉시간은 축방향뿐만 아니라 반경 방향으로도 차이가 크게 나타났다. 축방냉 시간에 미치는 유입온도의 영향은 축냉시가 방냉시보다 크게, 레이놀드 수의 영향은 반대로 나타났다. 축냉시간 측면에서 파라핀 축열재들은 상용축열재인 무기물이 첨가된 물보다 11- 72%만큼 우수했으나 방냉시간 측면에서는 차이가 거의 없었다. 작동 변수 범위내에서 축냉시 무차원 저장열 전달량에 미치는 레이놀드 수의 영향이 유입온도 영향보다 작았고 방냉시는 반대로 조사됐다. 축열조내 캡슐표면과 작동 유체간 평균 열전달계수에 미치는 유입온도와 레이놀드 수의 영향은 방냉시가 축냉시보다 컸다. 평균 열전달계수는 파라핀 축열재가 상용 축열재보다 축방냉과정시 최대 40%정도까지 더 컸다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 단위기계 요소부품
본 장치는 배관용 파이프의 맞대기용접을 자동화 할 수 있도록 고안된 장치이다. Φ25 ~ Φ200까지의 배관을 모두 용접할 수 있으며, 수용 가능한 파이프의 길이는 6m까지이다. 용저 속도는 프로그램으로 조절할 수 있으며 위빙 기능을 갖추고있어 용접 폭을 조절할 수 있다. 본 장치는 현재 (주)동화산업에 설치되어 사용 중에 있다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 가공기계 (L54)
본 장치는 Φ50 ~ Φ300까지의 파이프를 형상 절단할 수 있는 장치로 2축 동시 제어되어 어떠한형상도 절단이 가능하다. 2축은 절단 토치의 높이를 모우터를 이용하여 쉽게 조정할 수 있도록 하였다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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