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전기·전자 > 기타 산업용 전기전자
자동차 및 가전 제품에 많이 응용되고 있는 저항 점용점은 용접 부위가 박판 사이에 형성되기 때문에 육안 관찰이 불가능하여 용접 품질을 정확하게 판단하기 어려웠다. 본 연구에서는 점용접에 의해 접착된 작업물의 인장 강도를 실시간으로 판정할 수 있는 기술을 개발하였다. 용접부의 품질 평가를 위한 모니터링 시스템은 용접 전류, 용접 전압, 전극봉 변위를 측정할 수 있는 센서 데이터로부터 인장 강도를 추론하는 연산 작업을 수행하는 컴퓨터 등의 하드웨어로 구성되어 있다. 그리고 개발된 모니터링 시스템을 사용하여 계측한 품질 용접 전류, 용접 전압, 전극봉 변위 변화 데이터에 GAUSS 분포형 소속함수를 이용한 퍼지 추론 방식을 적용하여 용접 부위의 인장 강도를 예측하는 알고리즘을 개발하였다. 제안된 점용접 품질 평가 알고리즘의 신뢰도 및 성능을 검증하기 위해 산업용 수요가 많은 두께 0.8mm의 전기아연도금 강판으로 ks규정에 따라 표준 시편을 제작한 뒤 50KVA 용량의 국산 점용접기를 사용하여 용접 작업을 수행하였다. 용접시험 결과 제안된 퍼지 추론 기술을 사용하여 추정된 용접 부위의 인장 강도와 아 시험을 통해 얻은 실제 인장 강도는 ±5%범위 이내의 오차를 갖는다는 사실을 알 수 있었다. 이러한 실험 결과는 제안된 점용접 품질 평가 시스템의 우수성을입증하고 있으며, 산업 현장에 활용될 경우 용접 부위의 품질 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
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- 2000-04-29
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전기·전자 > 제어·자동화
편직기의 패턴 체인을 대체하는 컴퓨터 패턴 제어장치기계 등에 내장되어(Embedded) 장치 및 기구를 제어하는 제어기(Controller)는 고급 어린이 완구, 가정용 전기제품에서부터 산업용 기기에 이르기까지 필수적인 요소가 되었다. 하지만 이러한 내장 제어기(Embedded Controller)에 채용되는 프로세서는 제조 회사에따라 인텔, 모토롤라, 마이크로칩스, 필립스 등으로 다양하고 같은 회사의 제품에도 여러 가지의 품종이 있어 전체적으로 종류가 아주 많다. 개발 소프트웨어의 특성또한 프로세서의 종류만큼이나 다양하며 서로 고유한 특성을 가지고 있다. 그러므로 프로세서의 기종을 변경하였을 경우 개발에 소요되는 시간이 길어지게되고, 자연히 신제품 출시가 늦어지게 된다. 개발 소요시간이 길어지는 이유로는 새로운 프로세서에 적응하는 시간이 필요하고 또한 개발 소프트웨어도 프로세서에따라 달라지므로 습득 및 교육에 시간이 소요되기 때문이다. 이러한 연유로 PC를 산업용 제어기로 사용하는 예가 늘어나는 실정인데 여기에는 다음과 같은 이유가 있다. 우선 PC는 널리 사용되는 산업 표준이므로 기술 축적이 다른 어떤 프로세서보다 많고 또한 개발 툴 역시 충분히 사용되어 안정성이 검증되었기 때문이다. 또한 거의 모든 프로그램머가 이미 익숙해져있고 대량 생산으로 인해 가격이 매우 낮아져서 다른 제어 전용 프로세서와 경쟁을 할 수 있게 되었다. 또한 저성능의 PC로부터 펜티움 급의 고성능 프로세서까지 성능 역시 아주 다양하여 선택의 폭이 아주 넓다. 본 과제에서는 이런 PC의 장점을 충분히 인식하여 컴퓨터로 천의 무늬를 다양하게 제직하는 편직기의 제어에 산업용 PC와 개발 툴을 채용하였다. 이러한 편직기의 제어에는 디지털 입출력 장치가 필요한데 이러한 디지털 입출력 장치또한 대량으로 시장 생산되는 표준적인 제품을 택할 수 있다.실시간 제어에 필요한 운영체계(OS)도 선택의 폭도 아주 풍부하여 제어기를 설계함에 있어서 제어기 자체의 설계 및 제작에 투자하는 시간, 노력, 및 비용이 대폭 줄어들고, 제어 알고리즘의 개발에 주력할 수 있어서 안정되며 고 능률의 코드를 생성할 수 있다. 그 외에도 제어기 주요 부품의 공급선이 다양하여 부품 수급또한 매우 유리하다.
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정보 > 기타 소프트웨어
피치 조정형 프로펠러(CPP)는 피치를 조정함으로써 엔진의 회전을 일정하게 유지하면서도 선박의 속도 및 진행 방향을 조정할 수 있는 프로펠러이며, 주로 군함이나 특수선박에 사용되는, 일반 프로펠러보다 부가가치가 높은 제품이다. CPP 블레이드를 스핀들 틸트 타입의 5축 공작기계에서 페이스 밀을 사용하여 가공할 수 있는 PC용 소프트웨어를 개발하였다. 이 소프트웨어는 일반적인 프로펠러 블레이드의 정보를 점데이타군으로 받아들이는 입력 모듈, 이차원으로 이루어진 이 점들을 3차원 블레이드 형상의 B-spline 곡면으로 변환시키는 모델링 모듈, 가공 조건 입력모듈, 입력받은 가공조건에 맞는 점데이타와 회전축의 자세를 정하는 공구경로 생성 모듈, 공구 경로 정보를 NC데이타로 만드는 포스트프로세스 모듈과, 각각 모듈의 기하학적 형상을 모니터에 표시하는 디스플레이 모듈로 이루어져 있다. 생성된 공구 경로는 5축 가공에서 피할수 없는 보간 오차를 선형화 보간으로 허용한도 내로 줄이고, 5축 경사가공에서 발생하는 공구와 가공면의 간섭을 회전축의 틸트로 피하는 방법을 사용하였다. 실제의 가공에서는 가공전의 주물의 공차를 고려하여야 하므로 모델링 모듈에 설계도의 데이터의 일부를 주물의 측정데이타로 수정하여 모델링을 다시 수행하여 공구 경로를 생성하여 가공하였다. 이후의 연구는 공작기계의 스트로크 한계안으로 공작기계 축이 움직이도록 공작물의 세팅과, 공작기계의 회전축과 공작물 곡면의 법선벡터가 거의 평행할 때 발생하는 회전축의 과도한 회전을 방지하는 연구가 수행될 것이다.
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기계 > 기타 에너지·환경기계
기존에 사용되던 CFC 및 HCFC 냉매들이 환경오염을 유발한다는 사실이 밝혀졌고, 이에 따라 환경오염 정도가 매우 낮거나 없는 냉매를 대체 냉매로 사용하게 되었다. 또한 두 성분의 냉매 또는 여러 냉매를 혼합함으로써 사이클 효율의 증대도 도모할 수 있다는 점이 알려져 있다. 순수냉매가 가지지 못한 혼합냉매의 성질 중 하나는 혼합냉매의 성분비 변화에 따라서 성능 및 효율이 변화한다는 사실이다. 본 연구는 성분비 조절을 통한 용량조절을 위하여 실제 냉동시스템을 제작하고 그 성능을 평가하여, 용량 조절의 가능성 및 효율을 살펴보는 것이 주된 내용이다. 본 연구에서 목적으로 하는 것은 크게 두 가지이다. 첫째로는 대체냉매의 관점에서 순수냉매 대신 혼합냉매를 사용하여 열교환과정에서 평균온도차를 줄임으로써 그 성능을 향상시키는데 있으며, 둘째로는 혼합냉매의 성분비 조절을 냉동시스템 내에서 가능하게 함으로써 부하 변동에 따른 냉동용량을 압축기 회전수 변화없이 조절하는데 있다. 이를 위하여 용량조절이 가능한 냉동사이클을 새로이 설계하여 제작하고 실험을 통해 그 성능를 검증하고자 한다. 냉방과 난방을 동시에 가능하게 하는 열펌프의 경우, 국내의 기후에 알맞도록 설계되어야 하는데, 동절기의 난방부하가 냉방부하에 비해 훨씬 크므로 실제 국내에 적용되는 냉난방겸용 열펌프의 경우 냉방부하는 어느 정도 맞추는 반면 동절기 난방부하는 제대로 맞추기 못하는 실정이다.열펌프에 응용하는 경우에 동하절기의 용량차이를 극복해 낼 수 있으며, 실생활에 이용되는 냉난방비용의 절감효과를 기대할 수 있다. 또한 혼합냉매의 성분비 변화에 수반되는 냉매의 성질변화만으로 용량조절이 되기 때문에 비용절감과 효율향상을 기대할 수 있다.
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물리학 > 기타 광학
유체 particle들의 거동을 화상처리기법을 이용하여 복잡한 유동의 순간 속도장을 구할 수 있는 측정기법을 개발하고 이것을 복잡한 난류유동 및 물체 주위 유동의 속도장 측정에 적용한다. 이 연구에는 PTV(particli Tracking Velocimetry)m digital PIV(particle Image Velocimetry), HPIV(Holographic Particle Image Vilocimetry)의 개발과 그 응용연구를 포함한다.
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기계 > 기타 산업·일반기계
발전소나 화학플랜트의 안정성을 보장하기 위하여 설계단계에서 반드시 검토해야 하는 것이 배관응력과 수격현상 해석이다. 배관응력해석은 자중(dead weight)이나 바람, 압력등에의한 1차응력과 고온에서의 열팽창에의한 2차응력 및 지진이나 콤프래셔, 2상 유동(two phase flow)배관계등에의해 발생되는 진동이 규격 코드(code)에서 정해 놓은 범위안에 들어가는 가에 대한 해석이다. 만약 발생응력이 코드에서 정해놓은 범위를 초과할 경우, 배관 루트 변경, 지지대(support) 위치 및 타입변경, 익스팬존 조인트(expansion joint)부착과 같은 조치를 취하여 가장 경제적인 방법으로 해결하여야 한다. 수격현상해석은 대구경 배관계나 장거리 수송 배관계에서 갑작스런 펌프작동 중지나 밸브닫힘에 의해서 발생되는 압력변화가 배관계의 설계압력이나 프랜지 허용압력을 초과하는가와 밸브 전후의 압력 불균형에의한 지지대나 펌프본체에 무리한 하중이 가해지지 않는가 또는 저압파에 의해 배관의 높이가 높은 곳에서 수주분리가 생기게 되는가를 해석하는 것이다. 만약 수격현상이 배관계에 무리를 줄 경우 밸브닫힘시간 조정, 펌프의 2차모멘트 증가, 수격방지탱크나 수격방지밸브 설치등과 같은 적절한 방법을 통하여 이를 해결하여야 한다. 본 실험실에서는 배관응력해석 프로그램인 CAESAR II와 SIMFLEX II, 수격해석 프로그램인 LIQT을 이용하여 과거 15년 동안 장단기 프로젝트 경험을 바탕으로 국제적 수준에 조금도 손색이 없는 해석을 수행하고있으며 여러 엔지니어링 회사에 자문도 실시하고 있다.
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통신 > 안테나
力感 및 觸感의 感知 및 提示에 관한 기술을 力/觸感 提示(haptic display)라고 하며, 이를 위한 장치를 力/觸感 전달 기구(haptic display system)라 한다. 현재까지 발전된 가상 현실 기술은 주로 시각적 이미지의 표현에 중점을 두고 연구되어 왔으며, 실제와 같은 시각적 정보의 전달은 조작자가 자신이 조작하는 환경을 인식하는 데에 있어서 매우 중요한 부분이다. 그러나 가상 환경에서의 작업에서는 물체사이에 접촉과 관련된 다양한 상호 작용이 존재하므로 시각정보만으로는 조작자가 가상 환경을 인식하는 데 충분하다 볼 수 없다. 力/觸感 提示 기술이란 가상 공간상에서 일어나는 상호작용을 조작자가 감각적으로 느낄 수 있도록 力感 및 觸感을 전달하는 기술을 말하며 가상 모델들 사이의 상호 작용을 효율적으로 인식하기 위해서는 力/觸感 전달이 필수적이다.力/觸感을 전달하는 기술의 응용분야는 가상현실의 응용분야와 동일하다고 할 수 있으며, 그 중에서도 기능학습(skill training)과 관련된 의학분야에서의 가상수술훈련(surgical simulation), 기능전달(skill transfer)등은 매우 중요한 응용분야이다. 또한 원격조작(teleoperation)과 관련하여 원격수술(tele-surgery), 원격 감지(tele-taction)등을 力/觸感 提示 기술을 바탕으로 구현할 수 있다.
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전기·전자 > 기타 산업용 전기전자
AE(Acoustic Emission)신호를 공구마멸의 감시에 적용하기 위한 연구로서, 회전하는 공구와 공작물에 대한 신호획득 방법을 고안하고 감시에 유효한 AE파라미터를 선정함으로써 공구마멸에 의한 공구수명과 AE신호의 관계를 명확히 규명한다. 또한 실시간 프로그램을 개발하고 인프로세스 감시시스템을 구축하여 On-lion 공구수명 감시시스템을 개발한다. AE연구의 응용분야로서는, 재료의 미시적인 변형과 파괴 과정을 실험적으로 해석하는 재료 평가법, 구조물의 현상태를 진단하고 안전도를 평가하는 수단으로 연구되는 비파괴 검사법(Non-Destructive Testing), 기계의 작동상태를 감지함으로써 불량품 검사 및 감시에 적용하는 연구등이 있다.
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정보 > 응용소프트웨어
최근 CAD시스템을 이용한 설계도면의 작성이 급속히 증가하고 있으나, 이러한 CAD시스템을 이용하여 작성한 설계도면에도 제도판위에서 직접 제도기를 이용하여 작성하던 기존의 도면과 마찬가지로 여러 가지 에러가 포함되어 있어서 CAD도면에 대한 자동검증의 필요성이 절실히 요구되고 있다. 그러나 CAD도면의 자동검증에는 특별한 방법이나 대책이 없이 CRT화면이나 플로터에 의한 출력도 등을 직접 검증자가 눈으로 확인하면서 검증을 하고 있는 것이 현재의 상황이다. 한편, CAD도면은 이미 설계된 내용을 제도법에 기초하여 작성하게 되며, 이러한 설계도면의 데이터는 일반적으로 컴퓨 터 시스템 내부에 화일로 저장된다. 따라서 제도법에 관한 규칙을 프로그래밍화하여 컴퓨터를 이용하여 CAD도면 데이터에 대한 검사를 할 수 있다면 설계도면의 에러를 발견 정정하는 것은 가능할 것이다. 그래서 저자는 CAD시스템에 의하여 작성된 기계부품의 설계도(정면도, 평면도 및 측면도로 구성된 삼면도)에 대한 컴퓨터지원 자동검증시스템의 개발을 목적으로 연구를 하고 있으며, 지금까지는 하나의 도면(이하 일면도라고 부름)을 대상으로 설계도면의 정보를 기하정보, 기능정보, 제작정보로 분류하고, 이중에서 기하정보의 치수에 대한 검증에 관하여 보고하였다. 본 연구에서는 삼면도로 작성된 기계부품의 CAD도면을 대상으로하여 자동치수검증의 방법을 제안하고, 실제로 구축한 검증시 스템을 이용하여 검증을 함으로써 검증시스템의 유효성을 확인하였다.
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- 2000-04-29
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전기·전자 > 계측기기
현대사회의 가장 큰 문제 중 하나인 환경 파괴의 주원인으로 지목되고 있는 자동차 공해를 감소시키기 위한 연구가 전 세계적으로 추진되고 있는 환경 보존의 가치 뿐만 아니라 갈수록 치열해지는 자동차 시장에 그 입지를 확고히 한다는 데에 있어서 큰 의미를 지닌다. 자동차의 유해 배기가스 배출을 줄이기 위한 많은 기술 중 Close-coupled Catalytic Converter는 엔진 시동 초기, 즉 냉시동 주행상황에서 최대한 짧은 시간 내에 Catalytic Converter를 작동 온도점에 도달하게 하기 위하여 배기다기관에 매우 가깝게 부착함으로서 배기 가스중 유해물질의 배출을 줄여보고자 하는 기술이다. 그러나 이 방법은 엔진 효율 저하 및 수명 단축 등의 악영향을 초래할 수 있다. 따라서 균일한 유동 분호를 위해 주행 상황에 따른 유동 분포 측정 기술 및 합리적인 해석 기술이 필요하게 된다. 본 연구에서는 엔진의 작동 상태를 모사한 유동측정장치를 이용하여 Close-coupled Catalytic Converter입구의 유동 분포 측정 기술을 개발하고 동시에 CFD Code를 이용하여 Close-coupled Catalytic Converter입구의 유동 분포를 예측하는 기술을 개발하고자 하였다.
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정보 > 응용소프트웨어
선형 이송 오차는 공작기계의 정밀도를 결정하는 중요한 요소 중의 하나이다. 선형 이송 오차의 측정에는 레이저 인터페로미터를 이용하는 것이 적당하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 마이크로 컴퓨터를 이용한 CNC 공작기계의 피치 오차 측정 및 보정 시스템이 개발되었다. 정확한 피치 오차 계산을 위하여, ISO 규격에 부합하는 오차 해석 방법을 개발하였다. 또한, PC를 근간으로 하는 피치 오차 자동 보정 시스템도 개발하였다. 피치 오차 보정을 위한 최적값의 계산을 위해 각각의 점에서의 오차를 최소화하는 새로운 알고리즘이 제안되었다. 개발된 시스템은 실제 CNC 공작기계에 적용되어 그 성능이 입증되었다.
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전기·전자 > 제어·자동화
Machine Vision System을 이용하여 부픔의 형상 인식 및 자동 검사를 수행할 때 사용되는 XXD Camera는 로봇 암의 끝 부분에 장착되어 피사체에 대한 영상을 취득한다. 작업공간내에서 카메라의 위치 이동을 얼마나 정밀하고 신속하게 하느냐 하는 문제는 Visoin System을 사용한 검사의 정밀도와 작업 능률에 아주 밀접하게 연관되어있다. 따라서, 카메라의 위치 이동을 정밀하고 신속하게 하기 위해서는 정밀하고 신속한 1관절 로보터 암의 서보 콘트롤러를 설계하는 것이 필수적이다. 서보 큰트롤러는 Single-Cycle Fixed-Point 명령 실행 시간이 50-ns의 초고속이고 내부적으로 32bits 병렬 통신 가능한 텍사스 인스트루먼트사의 제품인 TMS320C5X 디지털 신호처리기를 CPU로서 사용하여 위에서 제시된 기능에 적합하도록 서보콘트롤러를 설계하였다. 관절제어기는 고속의 처리 속도를 가지는 텍사스 인스트루먼트사의 정수p형 DSP인 TMS320C50을 메인 프로세서로 사용하고 있다. 40 MHz의 클럭을 사용하여, 하나의 정수연산을 50nsec의 시간에 처리할 수 있다.TMS320C50은 60K×16bit의 프로그램메모리와 데이터메모리를 각각 어드레싱할 수 있고 역시 60K×16bit의 I/O 영역을 어드레싱 할 수있다. 그리고 내부에 9K×16bit의 프로그램/데이터 RAM과 마이크로컴퓨터 모드시 다운로딩을 하기 위한 부트로더를 포함하는 2K×16bit의 부트 ROM을 가지고 있다. 내부의 레지스터는 32bit로 이루어져있고, 외부메모리와의 데이트버스는 16bit로 이루어져 있다. 제작된 관절 제어기는 프로그램 메모리로 32K×16bit의 RAM이 사용된다. 데이터메모리로는 지역메모리와 공통메모리로 각각 32K×16bit의 RAM을 사용한다. 그리고 I/O 영역에는 분해능이 12bit 인 A/D, D/A 변환기를 내장하고 있으며, 48bit의 디지털 입출력 포트를 포함하고 있다. D/A변환기로는 제어 입력을 아날로그로 변환하여 서보드라이브로 출력한다. 디지털 출력 포트에서는 서보 On/Off, 서보 리셋을 위한 신호를 출력하고, 디지털 입력 포트에서는 로봇의 각 관절위치의 피드백값, 서보의 이상발생신호, 로봇 관절의 리미트 센서신호를 입력한다. 그리고 관절제어기의 상태를 작업자에게 보여부기 위해 출력포트를 통해 2개의 LED를 구동한다. 관절제어기를 구동하기 위한 제어프로그램의 ROM을 사용하거나, 메인 보드의 공통메모리를 통해 호스트 컴퓨터에서 다운로드하는 두가지 방법을 사용할 수 있다. 한 시스템에서는 다운로드 방식을 채택하고 있다. Machine Vision System을 운용하는 데 있어서, 카메라의 위치를 신속하게 변화시킬 수가 있으며, 카메라가 피사체 부품을 가장 잘 확인 할 수 있는 위치로의 이동이 자유로워지므로 해서 Visoin System 전체의 검시 정밀도에 기여하는 바가 크며, 서보 콘트롤러가 고속의 TMS320C5X Chip을 사용하기 때문에 카메라 위치 이동의 실시간 실현이 가능하므로 해서 전체 비젼 시스팀의 검사 시간을 단축시킬 수 있기 때문에 부품 검사의 능률을 크게 향상시킬 수가 있으리라 사료된다.
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- 2000-04-29
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물리학 > 기타 광학
초음속으로 비행하는 초고속 항공기와 같은 우주왕복 수송기의 실현을 향한 공력가열에 의한 가혹한 열부하의 환경에 견딜만한 경량한 내열 구조 양식의 확립이 필수의 과제로 있다. 이것들에 부수하는 실험적 연구에 있어서 크나 큰 장애로 되는 것은 초고온 하에서의 구조의 변형이나 변위의 측정 방법이 확립되어져 있지 않다는 점이다. 본 연구에서는 이 중요한 문제의 해결법으로 기대되어지는 레이저 스패클 간섭법을 기초로 한 변형 전후의 스패클 패턴의 간섭을 화성 처리 장치와 컴퓨터를 이용하여 행한 전자식 스패클 패턴 간섭법에 의한 초고온하에서의 내열구조재료의 열변형 계측 시스템 개발을 목표로 한다. 본 연구진은 레이저 스패클 간섭법에 의한 변형, 변위 측정에 관한 변위의 방향과 크기에 관한 정보를 주는 Young's 간섭계를 이용하여 화상해석에 관한 연구를 수행한 바 있고, 또 고온 하에서의 측정의 응용에 관하여도 약간의 기초를 행하였다. 게다가 레이저스페클간섭법에 의한 고온하의 변형 측정에 있어서도 섭씨 1000도를 넘는 초고온하에서의 적용을 목표로 연구를 행하고자 한다. 연속파 아르곤 레이저를 물체의 확산면에 조사하면 결상중앙에 불규칙한 입자 모양의 스페클이 발생한다. 이 스패클은 물체의 변형에 따라 이동하며, 이러한 위상의 스패클 패턴이 변하는 성질을 이용하여 외력이 가해질 때 물체의 면내 변위 정보를 스패클 패전 간섭법이라 한다. 광학에의한 패턴 계측의 대표적인 광탄성 피막법이나 모아레법 등과 비교하면 피측정물의 표면에 사전처리가 필요없고 완전한 비접촉 측정이 가능하며 감도 또한 높다는 특징을 가지고 있다. 본 연구에서는 일반적인 범용의 저가인 아르곤 레이저를 사용하여 공간 요란의 문제를 해결할 수 있도록 진공조를 제작 설치함으로서 고온의 시험편에 의한 공기 요란의 문제를 해결 할 것이다. 또한 시험편의 적열로 인해 발생되는 문제를 해결하기 위해서, 아르곤 레이저외 광선만을 투과하도록 간섭 필터를 카메라 렌즈 앞에 설치하여 보다 우수한 줄무늬를 얻을 수 있도록 할 것이다. 따라서 본 연구에서는 연속파레이저 가간섭성에 의해서 발생되는 스페클 패턴을 이용하여 측정면 전체에 걸쳐서 나타나는 줄무늬 상을 조사함으로서 전체에 걸쳐서 나타나는 줄무늬 상을 조사함으로서 전체적인 재료의 역학적인 거동을 살펴보게 될 거이다. 간섭에 의해서 만들어지는 줄무늬 해석에 있어서는 CCD 카메라와 컴퓨터를 이용하는 전자적안 화상처리 장치를 개발하여 정량적인 데이터 값을 얻을 것이다.
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- 2000-04-29
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일반기술
기계 > 기타 에너지·환경기계
20세기 후반에 들어서면서 환경문제는 인류의 공통적 관심사가 되었으며, 증기압축식 냉동기 및 공조기의 냉매로 널리 사용되어온 CFC (chlorofluorocarbon) 계열 및 HCFC (hydrochlorofluorocarbon) 계열의 냉매가 오존층을 파괴한다는 사실이 밝혀지면서, 이로 인한 환경파괴를 방지하기 위하여 이들 냉매의 생산과 사용을 규제하게 되었다. 따라서, CFC 및 HCFC 계열의 냉매를 대체할 수 있는 새로운 물질들의 개발과 이러한 대체물질들을 새로운 작동유체로 사용하는 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 새로운 냉매를 기존의 냉매와 열역학적 물성치들이 유사하도록 선택하여도 전달물성치가 기존의 냉매와 동일하지 않으므로, 기존의 냉매를 사용하던 냉동 및 공조기기와 동일한 용량과 효율을 얻기 위해서는 시스템의 최적화를 위한 재설계가 필요하다. 이 과정에서 설계의 기본이 되는 증발기, 응축기에서의 새로운 냉매의 열전달 특성을 정확히 예측하기 위한 연구가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 열펌프 및 냉동기의 구성요소 중에서 응축기 및 증발기에 대한 열전달 성능 실험과 대체냉매의 응축 및 증발 열전달계수를 정확하게 측정하는 것이 주된 내용이다. 냉매의 여러 특성 중에서 대체냉매에 대한 응축 및 증발열전달계수 자료는 많이 발표되지는 않고 있으며, 제한된 범위 내에서 측정한 값들만이 제시되고 있는 실정이다. 응축 및 증발 열전달 실험자료는 응축기 및 증발기의 성능을 평가하거나, 그 크기를 결정하는데 매우 중요하게 이용된다. 또한 응축 및 증발열전달에 관한 자료를 바탕으로 열펌프 및 냉동기를 효율적으로 설계하고 이를 토대로 고성능 열에너지 이용 기기를 생산하는 것이 필요하다. 본 연구를 통해 얻어진 결과를 토대로 새로이 개발되어 앞으로 그 사용이 확대되리라 예상되는 HFC 계열의 대체냉매에 대한 응축 및 증발 열전달 특성을 정확하게 파악할 수 있으며, 대체냉매를 이용하는 시스템의 설계를 합리적으로 할 수 있다.새로운 대체냉매의 열전달 특성을 기존에 사용하던 냉매들과 비교하여 제시함으로써 국내 산업계에서 대체냉매를 이용한 열시스템을 설계하는데 도움을 줄 수 있으며, 국가경쟁력 제고와 환경문제 해결에 일익을 담당할 수 있다.
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물리학 > 기타 광학
잔류응력은 기계/구조물의 안전성에 큰 영향을 미친다. 잔류응력은 재료의 제조, 성형, 가공, 열처리, 조립 등의 과정에서 발생하기 때문에 일반적인 해석방법과 응력측정방법으로는 결정할 수 없다. 잔류응력을 측정하는 방법으로는 X-ray를 이용하는 방법, 초음파를 이용하는 방법, 자기장을 이용하는 방법, 기계적인 절단방법, 구멍뚫기방법 등이 이용되고 있으나, 이중 구멍뚫기방법(hole drilling method)이 재료를 최소한으로 손상시키면서 가장 정확한 방법으로 많이 이용되고 있다. 연구자는 정확한 구멍뚫기 기술, 측정된 변형률로 잔류응력을 결정하는 방법, 특히 깊이 방향으로 변하는 잔류응력에 대한 측정, 유한요소해석을 이용한 data 처리 방법 및 알고 있는 응력장에 대한 본 방법의 검증시험에 대하여 많은 연구경험이 있으며 냉간가공된 강관의 잔류응력 측정, 원자력 발전소 증기발생기의 U-tube에 대한 잔류응력 측정, 자동차 suspension부의 잔류응력 측정 및 용접부의 잔류응력 측정 등의 실제 구조물에 성공적으로 응용한 사례가 있다. 본 기술은 재료의 개발, 성형 등 기계가공이나 열처리 후의 잔류응력 측정 등의 분야에서 응용될 수 있으며, 앞으로 박막의 잔류응력 측정에도 관심을 가지고 있다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
정보 > 응용소프트웨어
산업 현장에서 설계와 생산을 신속하고 효율적으로 하기 위하여 CAD 시스템을 많이 사용하고 있다. 이전에는 주로 AutoCAD와 같은 이차원 시스템을 많이 사용하였으나 점차 솔리드 모델러를 많이 사용하며, 또한 일반적인 범용 시스템의 사용에서 더욱 더 효율을 높이고자 설계 및 생산의 특정 분야에 적용되는 전용 시스템을 개발하여 사용한다. 최근 들어 PC의 발전으로 이전에 워크스테이션에서 하던 일을 PC에서 작업이 가능하게 되었으며 CAD 분야에서도 PC를 기반으로 한 솔리드 모델러가 점차 출현하고 있다. PC는 워크스테이션보다 구입 및 설치, 보수 유지가 편리하며 최근에는 Windows 95/Windows NT의 출현으로 GUI가 강력하게 되어 사용자 편의성이 이전의 그 어떤 시스템보다 편리하게 되었다. PC를 기반으로 하여 프로그램을 작성하면 이러한 PC의 장점을 그대로 살릴 수 있으며, 특히 초기 대형 투자의 부담이 없어지게 된다. 이러한 면에서, 이제 CAD 시스템을 개발할 때에는 PC를 기반으로 하는 것이 유리하다. 서울대학교 CAD 연구실에서는 이러한 범용 및 전용 CAD 시스템을 개발하는 데에 경험이 풍부하며, 최근에는 CAD 시스템의 핵심부인 커널을 개발하였다('94~'96). 개발된 커널은 NC 가공 및 곡면 설계를 위한 곡면 모델러, 제품을 완벽하게 표현할 수 있는 솔리드 모델러, 그리고 곡면 모델러와 솔리드 모델러의 기능을 합친 비다양체 모델러의 개발에 사용할 수 있다. 현재 개발된 커널을 사용하여 PC의 Windows 95/Windows NT 환경하에서 작동되는 CAD 시스템을 개발하고 있다. 여기에는 자체적으로 개발된 커널을 사용하였으며, GUI 기능을 강화하여 PC에서 작동되는 SolidWorks와 유사한 CAD 시스템 개발을 목표로 하고 있다. 또한 CAD 모델러를 이용하여 신속 시작 작업(RP)용 시스템, 사출 금형 설계 시스템, 기계 설계 시스템 등 특수 목적을 위한 전용 시스템에 대한 개발 및 연구도 수행하고 있다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
정보 > 기타 시스템 소프트웨어
기존의 로봇을 직접 이용하며 로봇 작업 프로그램을 작성하는 On-line 방법은 로봇 작업생산성 저하, 프로그래밍 작업중의 안전사고등의 문제점이 있다. 이방법의 대안인 Off-line 프로그래밍 방법은 실제 로봇작업장과 컴퓨터 모델 사이의 기하학적 오차, Off-line 프로그래밍 시스템(H/W,S/W) 구입을 위한 추가비용등으로 인하여 특수한 일부 적용사례를 제외하고는 Off-line 프로그래밍 방법의 실용적 확산은 이루어 못하고 있는 실정이다. Off-line 프로그래밍 시스템의 실용화를 가로막는 가장 큰 상기 두가지 문제를 해결하기 위하여 수행한 연구내용은 다음과 같다. PC 를 이용한 추가 프로그래밍 시스템 소요비용(H/W, S/W)의 최소화, 로봇셀의 자체보정(Self Calibration)기법에 의한 실제 로봇작업장과 컴퓨터모델 사이의 기하학적 오차의 실용적 제거.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
정보 > 기타 시스템 소프트웨어
현재 PLC H/W 발달에 비하여 PLC S/W 발달이 뒤진 실정이다. 타 자동화 요소와 마찬가지로 PLC 상호간의 H/W, S/W 측면의 호환성이 점차 문제점으로 부각되고 있으며 PLC 의 고기능화로 프로그래밍 작업이 복잡해지고 PLC 프로그램 용량이 커짐에 따라 PLC 프로그램의 작성, 테스트, 보수 및 관리 문제가 점차 커지게 되었다. 이러한 배경에서 수행한 연구내용은 다음과 같다. 범용 PC 와 GRAFCET 언어를 이용한 PLC 프로그래밍 시스템 구현, 그래픽 소프트웨어를 이용한 사용자 인터페이스 구현.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
정보 > 기타 소프트웨어
본 연구는 S전자와의 연구과제의 일부로써 경박소형의 전자제품을 생산하는 과정에서 가변저항기와 같은 미세부품을 조정하고 검사할 때 부품에 무리한 힘이 가해지는 것을 막고, 또한 PCB에 probe를 접촉하는 과정에서 과도한 힘을 가하는 것을 방지하는 힘제어 기술을 개발하였다.PCB에 가해지는 힘의 제어는 tool tip 부분에 설치한 loadcell로부터의 데이타를 feedback하여 여러 종류의 PCB에 대해 적극적으로 대항할 수 있는 퍼지제어기를 사용하여 구현하였으며, 가변저항기에 걸리는 과도한 힘은 모터의 전류를 측정하여 이를 moving average를 이용한 필터링을 한 뒤에 이것이 일정 한계치를 초과하는 경우 모터에 전류를 차단하는 방식을 사용하였다. 본 기술 개발에 사용된 시스템에서는 PCB에 허용되는 최대 힘이 160gf였으며, 가변저항기에 작용하는 과대토크는 실제 대상 부품에 대한 실험을 통해 부품파손을 방지할 수 있는 토크를 제한치로 사용하였다.
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- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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일반기술
환경 > 기타 사전오염예방·청정요소 기술
점증하는 화석연료의 사용으로 인하여 공해문제는 심각한 사회문제로 대두되고 있을 뿐 아니라, 이러한 공해물질의 배출을 규제하려는 노력은 여러분야에서 다각적으로 이루어지고 있다. 1990년대에 들어와서는 새로운 연소방법의 연구를 통하여 이러한 공해물질의 저감과 열효율의 획기적인 증대를 모색하는 연구가 선진국가들을 중심으로 활발히 진행되고 있다. 맥동 연소(Pulse combustion)는 그중의 대표적인 연구 이다. 맥동 연소 방식은 커다란 크기의 역방향 흐름과 그로 인한 벽면에서 유동의 전단운동(shearing motion)을 증대시켜서 높은 열효율을 얻게 해주며, 동시에 완전연소에 가깝도록 하여 NOx, CO 그리고 Soot와 같은 공해물질의 배출을 급격히 감소시켜줄 뿐만 아니라 배기관를 통하여서는 매우 높은 열전달이 일어나도록 하여 준다. 그리고 쓰레기나 폐 타이어 등과 같이 연소되기 어려운 물질도 공해물질을 낮게 생성시키면서 연소되도록 한다. 이와 같은 특징을 가지고 있는 새로운 방법의 연소 메카니즘을 해석하고, 연소 현상의 특성에 대한 이론적 연구를 수행하고 있으며, 수행된 이론적 연구를 바탕으로, 제작한 실험 맥동 연소기를 이용한 실험적 연구를 통하여 맥동 연소기의 특성 및 장점이 확인 되었고, 이를 응용한 산업적 이용 방안을 모색하고자 한다.
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-04-29
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