[메카넘 구동 시스템(1)] 메카넘 구동형 전-방향 시스템 개요 [메카넘 구동 시스템(1)] 메카넘 휠의 역사 메카넘 휠의 역사 전-방향 구동이 가능한 휠은 1919년 미국의 J. Grabo-wiecki에 의해 처음으로 만들어졌다. 휠 둘레를 따라 자유롭게 회전시킬 수 있는 작은 롤러들을 배열한 형태의 휠이다. 그림 6에 표시된 바와 같이 휠 축과 롤러의 축이 수직이 되도록 배열한 것이 특징이다. 그림 6. J. Grabowiecki의 전-방향 구동바퀴 좌측과 우측 휠의 회전 방향을 다르게 하면 조향장치 없이도 좌/우 이동이 가능하다. 하지만 Grabowiecki의 휠은 차량진행 방향 및 수직 방향의 두 축에 대해서만 이동 가능하며, 하나의 바퀴 내에 부착되어야 하는 바퀴의 수가 많아야 한다는 단점이 있다. 1973년 스웨덴의 Mecanum AB사의 Bengt Erland Ilon이 항공기 정비용 캐리어에 적용할 목적으로 메카넘 휠을 제작했다. 이 메카넘 휠은 그림 7에 표시된 바와 같이 Grabo-wiecki의 전-방향 구동바퀴와 달리, 작은 롤러를 45° 대각으로 배열한 것이 특징이다. 그림 7. Bengt Erland Ilon의 메카넘 휠 이러한
▲ PowerFlex 7000 로크웰 오토메이션이 완전 회생 기능을 갖춘 50kA 아크 내성 고압 인버터를 출시했다. 로크웰 오토메이션의 최첨단 ArcShield 기술이 Allen-Bradley PowerFlex 7000 고압 인버터 제품군에 추가된 것이다. ArcShield 기술이 적용된 PowerFlex 7000 인버터 시스템은 아크 내성이 통합된 Allen-Bradley CENTERLINE 스타터와의 결합을 통해 아크 내성과 스타터가 완전하게 통합된 하나의 인버터 시스템을 제공한다. 시스템 복잡성 절감 ArcShield 기술은 아크 섬광에서 발생된 위험한 에너지와 가스를 작업자로부터 우회시킨다. 이는 오일 및 가스, 광산, 발전, 수처리 등의 중공업 프로세스 업계에서 안전 위험을 감소하고 장비를 보호할 수 있도록 해준다. 이 아크 내성 시스템은 가장 까다롭고 포괄적인 글로벌 아크 내성 표준을 충족하여 인증을 받았다. 50kA 아크 정격의 이 시스템은 Type 2B 보호를 충족하여 유지보수를 위해 저압 제어 도어가 열려있는 경우에도 작업자에 대한 완전한 경계 보호를 제공한다. 로크웰 오토메이션의 글로벌 고압 MCC 제품군의 제품 관리자인 존 케이는 &ld
ⓒGetty images Bank 최근 전자기기의 전력 수요가 커지면서 실행시간을 늘리기 위해 배터리 용량이 커지는 추세에 있다. 이때 USB 3.x를 이용하여 추가 전력을 허용하게 충전기의 입력 전류 한계를 높이면, 더 많은 충전 전류가 공급되어 보다 빠른 충전이 가능하다. 하지만 충전기가 열로 방산하는 손실이 커진다는 단점이 있다. 이 글에서는 듀얼 충전기를 사용한 열 관리 방법을 살펴본다. 충전용 배터리를 사용하는 전자기기의 전력 수요가 커지면서 실행시간을 더욱 늘리기 위해 배터리 용량이 커지는 추세다. 이때 높은 전력의 벽면 어댑터 및 5V, 9V, 12V에서 더 높은 전류를 공급하는 USB 3.x를 이용하여 추가 전력을 허용하게끔 충전기의 입력 전류 한계를 높이면, 더 많은 충전 전류가 공급되어 보다 빠른 충전이 가능하다. 하지만, 이럴 경우 충전기가 열로 방산하는 손실도 커진다. 지금까지는 충전-컨트롤러 IC를 가진 외부 FET를 꼼꼼히 배치함으로써 PCB 그라운드 평면 전체에 이러한 손실을 분배해왔다. 최근에는 소형 휴대 전자기기에 대한 높은 수요로 인해 IC 제조업체들이 집적 FET(I-FET)와 소형 패키징으로 배터리 충전기 IC를 개발할
독자들은 엑스레이 영상검사 기술을, 산업계에서 널리 이용되는 머신 비전(Machine Vision) 기술과 유사하지만 물체의 내부를 투시해 볼 수 있는 새롭고 신기한 기술로 받아들일 것 같다. 엑스레이 영상에 대한 이미지 프로세싱(Image Processing) 기술이 비약적으로 진보하고 있기는 하지만 아직 한계를 느끼는 분야가 있고, Vision 기술로는 상상할 수도 없는 새로운 분야의 출현도 기대해 볼 수 있다. 고화질 영상 획득 기술, 포톤 카운팅(Photon Counting) 기술, Damage Filter 기술, Phase Contrast 기술, Dual Energy 기술 등의 요소기술을 소개하며, 올해 기술의 완성과 발전이 가져올 새로운 세계를 독자들과 함께 설레는 마음으로 기다리고자 한다. 고화질 영상 획득 기술 엑스선은 전자기파이며 빛에 비하여 파장이 대단히 짧아 조사되는 시료의 결정마다 고유한 회절 무늬를 만든다. 에너지가 크기 때문에 물질에 대한 형광 작용이 강하고, 물질을 쉽게 투과할 수 있으며, 투과 시에는 물질의 밀도와 원자에 따라 투과율이 달라져서 명암으로 구분해 준다. 실제 엑스레이를 인체에 조사(照射)하면 밀도가 높은 뼈는 밝게,
원격 또는 배터리 구동식 기기를 비롯해 본질적인 안전회로가 필요한 시스템에서, 저전력 동작은 필수적인 요건이다. 압력, 액체, 먼지 또는 오염물에 대한 내성이 필요할 때, 포텐셔미터나 광학식 엔코더처럼 친숙한 위치 센서를 선택하는 것은 정교하고 값비싼 차폐 및 보호 기능이 없을 경우엔 적합하지 않다. 이때 저전력 모드를 제공하는 새로운 세대의 마그네틱 위치 센서를 도입한다면 설계 엔지니어들은 극한의 저전력 시스템일지라도 지원될 수 있는 정확하고 견고한 위치 감지 시스템을 설계할 수 있을 것이다. 다양한 이유로 인해 수많은 제품에서 저전력 위치 센서에 대한 필수조건이 증가하고 있다. 특히 가전 및 소비재의 경우에는, 정부 규제나 환경 프로그램으로 인해 더 높은 효율성을 추구하는 것이 촉구된다. 저전력 소모 특성은 전혀 다른 제품 분야에서도 다양한 이유로 요구되기도 한다. 원격 설치된 계측기를 비롯해 지하나 잠수 센서에서도, 저전력 특성은 경제성 및 동작을 위한 요건에 해당된다. 이러한 애플리케이션에서, 저전력은 극한 수준의 견고성을 갖추어야 한다. 광범위한 온도 범위, 높은 습도, 높은 압력 또는 오염원 등 때문에 동작 조건은 더 열악해 질 수 있다. 이 글은
[메카넘 구동 시스템(3)] 메카넘 구동 시스템 응용 분야(1) / 컨베이어라인 [메카넘 구동 시스템(3)] 메카넘 구동 시스템 응용 분야(2) / 메카넘 지게차 메카넘 구동 시스템은 메카넘 휠과 더불어 각 휠을 제어하는 모터가 설치된 시스템을 일컫는다. 메카넘 구동 시스템은 조향장치 없이 각 모터의 회전방향과 속도만으로도 차량의 주행방향 및 속도를 결정할 수 있으며, 제자리 회전이 가능하므로 최소 회전반경이 매우 작다. 또한, 방향 전환을 위한 우회나 후진 등 불필요한 움직임이 필요하지 않기 때문에 작업 동선을 최소화할 수 있다. 이러한 특징들로 메카넘 구동 시스템은 좁은 공간에서도 운용할 수 있기 때문에 협소한 공간을 갖는 산업 및 물류 현장에서 널리 쓰이고 있으며 이에 따른 수요도 꾸준히 증가하고 있다. 이처럼 메카넘 구동 시스템은 많은 제약 조건에서도 주어진 임무를 잘 수행할 수 있는 고효율 시스템이다. 이번 글에서는 산업 현장을 비롯한 여러 분야에서 메카넘 구동 시스템이 어떻게 응용되어 사용되는지 알아본다. 산업 현장에서의 컨베이어라인 산업 현장은 메카넘 구동 시스템이 가장 많이 사용되는 분야라고 해도 과언이 아니다. 산업 현장의 물류 및 적재 표준
최근 무선 스피커가 대중화됨에 따라 와이파이(Wi-Fi®)를 이용해 끊김 없는 고품질 오디오를 제공하는 데 있어서 해결해야 할 과제가 무엇인지 살펴볼 때가 됐다. 여기서는 커넥티비티 부품이 최종 사용자의 경험에 어떤 영향을 미치고, 전체 시스템 설계와 비용에도 어떤 영향을 미치는지 알아본다. 무선 오디오 디지털 음악이 증가하면서 휴대용 기기로 음악을 들고 다닐 수 있게 됐지만, 집 주변에서 오디오 장비와 그 케이블을 끊임없이 옮겨야 할 필요성까지 극복할 수 있었던 것은 아니다. 무선 ‘혁명’이 있기 전까지는 말이다. 무선 스피커가 점점 인기를 끌게 됨에 따라, 사용자는 무선 접속을 이용해 여러 기기의 오디오를 집의 스피커로 스트리밍할 수 있게 되었다. 처음에는 단거리 FM 송수신기 같이 단순한 기기였던 이것은 보조 입력 잭 없이 카 스테레오의 휴대용 오디오 기기 음악을 재생하는 데 가장 많이 사용됐다. 그러나 대부분의 저전력 송신기들은 규제 면에서 문제가 되는 간섭을 피하기 위해 비교적 거리가 짧은 편이며, 수신기의 품질과 감도, 환경 장애, 고도 등에 따라서도 성능이 좌우된다. 또한, FM 송신기가 제공하는 오디오 품질도 다른
이 글에서는 ADAS에서의 끊김 없는 비디오 카메라 시스템 통합에 대해 살펴본다. TDMA(Time Division Multiple Access), 유연한 스타 토폴로지(star topology), 원격 컨트롤 기능을 사용한 다중채널 네트워크 기법에 기반한 MOST 기술은 시스템 솔루션 관점에서 최적의 기능을 제공한다. ADAS(첨단 운전자 지원 시스템)는 자동차 내의 다양한 전기/전자 시스템에 대한 인터페이스로서 자동차의 필수적인 요소로 자리 잡고 있다. 자동차는 인체와 마찬가지로 다수의 기능들을 구현하고 네트워크로 연결해야 한다. 이러한 기능은 카메라, 레이더, 초음파 같은 센서 장치, 프로세싱 장치, 엑추에이터를 포함한다. 복잡한 활용 사례들을 고려하여 자동차 내 각기 다른 영역들이 서로 정보를 교환할 수 있도록 하기 위해서는 적절한 네트워크 인프라를 선택하는 것이 무엇보다 중요하다. 그래야만 효율적인 시스템을 구축할 수 있기 때문이다. 기능적인 관점에서 운전자 지원 시스템은 전통적인 인포테인먼트 시스템의 영역을 확대하는 것이라고 할 수 있다. 그림 1에서 볼 수 있듯 운전자 지원은 E/E 에코시스템의 필수적인 요소가 되고 있다. ADAS와 인포테인먼트
라온피플에서 새로운 아키텍쳐 기술(VisionGuideTM, ImageGenTM)을 적용한 새로운 비전 검사 소프트웨어인 NAVI(New Architecture for Vision Inspection)를 발표했다. 이 소프트웨어는 실제 비전 검사를 적용하면서 생길 수 있는 변수들을 미리 고려하여 최종 검사 가능 여부를 개발 초기에 미리 판단하거나, 비전 검사를 적용했을 때 fail이 나올 수 있는 경우를 미리 파악하고 준비할 수 있도록 하여, 비전 검사의 개발 사이클을 줄여준다. 튜도리얼 기반으로 비전 검사 프로그램 개발이 쉬운 것은 덤이다. 결과적으로 디자인 사이클을 줄여줌으로써 고객의 소중한 시간과 돈을 아껴주고, 고통으로부터 해방을 가져다준다. 머신비전이 줄 수 있는 효과는 반복성, 정확성 및 항상성을 꼽을 수 있다. 하지만 기대감에 들떠 개발했던 비전 검사 프로그램이 애매한 검사 성공률로 인해 끝내 적용할 수 없는 것으로 판명이 나거나, 어떤 경우는 검사 성공률을 높이기 위해 많은 시간과 비용을 써야 하고, 검사 환경이나 장비의 구조를 변경하기 위해 많은 밤을 지새워야 하는 경우가 종종 있다. 이런 경험을 했다면, ‘비전 검사는 어렵고 힘들
포장 공정 중에 코드를 인쇄하는 일은 소비자에게 중요한 제품 정보를 제공하고 브랜드 정체성을 돋보이게 하면서 유통망의 효율성과 가시성을 향상시키므로 FMCG(Fast Moving Consumer Goods) 생산에 필수적인 부분이다. 규모는 크지만 수익은 낮은 FMCG 생산 환경에서 인쇄 오류로 인한 피해는 생산 설비부터 상점 진열대까지 유통망 전반으로 빠르게 확산될 수 있다. 인쇄 오류가 발생할 경우 많은 비용을 들여서 재작업해야 하며, 재작업이 불가능하여 라벨을 폐기하게 되면 재료가 낭비된다. 또한, 1차 포장의 경우 전체 제품을 폐기해야 한다. 중요한 시간과 자원을 다시 할당해야 하므로 생산 설비를 연중무휴로 효과적으로 운영하지 못하게 되므로 생산량과 수익이 감소한다. 잘못 인쇄된 제품을 상점에 진열하면 제품에 대한 잘못된 정보를 구매한 소비자에게 제공하게 되어 소비자 이탈의 원인이 될 뿐만 아니라, 규정과 관련한 심각한 처벌 및 부과금이 부과되거나 많은 비용을 들여서 제품을 리콜해야 할 수 있다. 상황이 심각할 경우 언론 보도로 인해 브랜드 명성이 회복할 수 없을 정도로 훼손되어 판매에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 사진 1. 인쇄 오류
프레스 금형에는 여러 가지 공법이 있는데, 그 중에 프로그레시브 공법이 있다. 일반적이고 보편적인 프로그레시브 금형은 우리나라 기술이 세계적으로 인정받고 있으며, 수출도 많이 하고 있다. 그러나 형상을 가진 프로그레시브 금형은 구조, 이송, 취출에 있어 일반적인 방법이 아니다. 일부 회사에서 형상 프로그레시브 금형을 제작하고는 있지만, 아직 공개된 기술은 없다. 이 글에서는 이처럼 공개되지 않은 형상 제품의 프로그레시브 금형을 다루고자 하며, 특히 동사에서 필자가 직접 설계하여 현장에서 성공적으로 생산한 기술에 대해 소개한다. 지난 회에서 말했듯이 프로그레시브 금형에서는 상향으로 성형하게 되면 구조면에서 복잡해지므로 가급적이면 상향 포밍을 피하는 것이 좋다. 이번에는 상향 성형을 피하는 대표적인 몇 가지 방법에 대해서 소개한다. 이들 방법을 알아두면 자동차 성형품뿐만 아니라 일반적인 유사한 제품들에도 적용할 수 있어 유용하다. 그림 1은 소재 폭 441mm, 피치 160mm, 소재 두께 SPCC 1.2T의 프로그레시브 다이의 레이아웃도이다. 그림 1. 레이아웃도 이 도면은 수년전 일본 가와사끼중공업으로부터 의뢰를 받아 동사에서 납품한 도면이다. 금형 사이즈가
최근 무선통신 기술의 급속한 발전으로 모든 영역에서 네트워크를 형성하고, 개방형 시스템의 장점을 극대화한 초연결사회로 변화하고 있다. 모든 사물을 운영함에 있어 스마트센서, 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 정보시각화 등을 통합한 기술이 필수적이며, 하드웨어는 감성 디자인을 부가한 형태의 제품이 요구돼 시장 생태계가 변하고 있다. 최근에는 피부 프린팅 또는 태그형의 저전력형, 초소형 센서가 개발돼 새로운 서비스와 설비 감시 기술의 진전이 클 것으로 기대된다. 그림 1. 전력설비의 변형을 검출하는 기능을 갖는 스마트센서 기술 개요 IoT 기술은 스마트홈, 게임, 스포츠, 헬스, 쇼핑, 의료 분야 등에서 상당한 진척을 보이고 있으며, 음성인식, 시각인식, 상황인식, 가상현실 등의 정보 서비스 기술 발전으로 인해 환경, 스마트시티 등 공공설비 분야로 점차 확장되고 있다. 전력 분야에도 AMI 기반의 수용가 IoT 서비스, 발전 및 변전설비 관리 분야에서 연구개발이 수행되고 있다. 이 중 송배전 분야는 특히 센서 설치가 가능한 설비 자산을 가지며, 전력설비 운영에 필요한 자체 통신망을 갖추고 있고, 설비 감시 및 통신 분야의 기술적 경험이 풍부해 저비용의 IoT 구현
이차전지, 2020년 1천억달러 규모 성장 예상 이차전지는 ESS, 웨어러블 디바이스, 전기자동차를 포함한 다양한 분야에서 활용되고 있다. 여기서는 이처럼 다양한 용도로 활용되는 이차전지의 시장 동향 및 전망과 이차전지가 향후 어떻게 발전할 것인지에 대해 한국전지산업협회 김유탁 팀장의 발표 내용을 정리했다. ▲ 한국전지산업협회 김유탁 팀장 이차전지 시장 동향 및 전망 2013년, 이차전지 세계 시장은 550억달러 규모였으며, 납축전지와 리튬이차전지가 전체 시장의 90% 이상을 차지했다. 이차전지 시장은 2013년 554억달러 규모에서, 2015년 661억달러 규모로 성장했다. 오는 2020년에는 1천31억달러 규모까지 성장할 것으로 전망된다(그림 1). 특히 리튬이차전지 시장은 2020년까지 연평균 14% 이상의 성장률을 보일 것으로 예상된다(그림 2). 용도별로 살펴보면, 전기차용 시장이 2020년 약 200억달러 시장을 형성하며 크게 성장할 것으로 전망되며, 모바일 IT용 이차전지는 완만한 성장세를 보일 것으로 전망된다. 리튬이차전지 시장에서 한국은 2011년 이후 줄곧 시장점유율 1위를 유지하고 있으며, 점유율도 점차 증가하고 있다(그림 3). 그러나
구겨져도 원래 형태로 회복해 웨어러블 소자에 적용 가능 웨어러블 기기에 적용할 태양전지는 뛰어난 기계적 유연성과 높은 광전변환 효율을 동시에 만족시켜야 하는 어려움이 있었다. 기존의 플렉서블 유기 태양전지의 경우, 기계적 유연성은 확보하기 쉬웠으나 효율이 높지 않다는 단점이 있었다. 최근 용액 및 저온공정으로 제조가 가능해진 유-무기 페로브스카이트 태양전지가 급부상하면서 고효율 플렉서블 태양전지에 적용할 수 있는 가능성이 제시됐다. ▲ 그림 1. 그러나 기존에 사용되던 플라스틱 기판은 많이 휘거나 접을 경우 원래 형태로 회복되지 않는다는 문제가 있었고, ITO 투명 전극 역시 쉽게 깨져 소자가 제대로 구동하지 않는 문제점이 있었다. 이러한 관점에서, 플렉서블 태양전지에 사용될 플라스틱 기판은 접거나 구겨져도 원상태로 회복될 수 있어야 하고 투명전극 역시 깨지지 않는 소재가 사용돼야 하며, 따라서 이를 만족하는 고효율-고유연성 페로브스카이트 태양전지가 개발되어야 했다. 최근, 한국과학기술연구원(KIST) 광전하이브리드연구센터 고민재 박사팀과 연세대학교 기계공학과 김대은 교수팀은 형상 기억 고분자 기판 위에 기존의 잘 깨지는 투명전도성 전극(ITO ; Indiu
ⓒGetty images Bank 인공 시스템이나 제품 및 서비스는 불가피하게 모든 운용단계에서 사람에 의한 통제와 상호 간섭을 피할 길이 없다. 기술 진보와 조달, 운용 및 지원비용이 증가함에 따라 우리는 지속적으로 생산성, 효율성, 효과성을 증가시키고 비용을 절감하기 위해 사람을 이용하는 활동을 최소화하는 자동화 시스템을 장려하고 있다. 대부분 조직에서 모든 계약의 초점이 전형적으로 장비 요소인 시스템과 제품을 생산하는 데 초점을 두고 있다. 이러한 상태에서 그 장비 요소를 조달, 운영, 지원하는 인력 요소에 대하여 요구사항이 체계 성능 규격(SPS)으로부터 할당될 때 자주 ‘구호’에만 그치고 있는 경우가 많다. 생명이 없는 장비 요소는 아직까지 1) 임무시스템 준비, 2) 임무수행 및 3) 임무수행 후 연관 활동은 전적으로 인간 요소에 달려있다. 이러한 인간 요소가 나타날 때, 인간의 능력과 장비 성능 사이에 불균등 요인이 발생하고 있다. 이 글은 시스템, 제품 또는 서비스 개발에 영향을 주는 시스템의 인력-장비 상호관계를 알아보고자 한다. 전반적으로 우리의 논의는 시스템 운용모델에서 비롯된다. 이 모델의 운용과 활동에서 어떠한 업