맨홀은 사회 인프라의 입구라고 할 수 있다. 용지나 도로 지하에 매설되어 있는 수도, 하수, 가스 등의 라이프라인은 항상 보전돼야 한다. 매설기관이나 밸브 등을 지상에서 점검할 때, 맨홀뚜껑은 인프라의 창구역할을 한다. ID를 키로 해 작업 대상물 특정이나 작업지원정보 열람을 순간적으로 할 수 있게 해 준다. 따라서 회전방향을 실수로 잘못 설정하는 것과 같은 미숙한 조작이나 실수로 다른 뚜껑을 여는 등과 같은 휴먼에러를 배제시키는데 도움을 준다. 또한 작업보고서 작성도 자동화가 가능하며 시간단축에 기여하는 등, 전체적인 IT화, 스마트화가 가시화된다. 이와 같이 소규모 시스템은 신설되는 뚜껑 1개부터 시작할 수 있으며, 결국 대규모 시스템이 도입되었을 때에도 소규모 시스템에서 축적한 데이터를 활용할 수 있다. 이상으로 기존의 뚜껑을 IC 태그 장착으로 변경시켜 최종적으로 스마트한 인프라 보전으로 연결시키는 내용에 대해 알아봤다. IC 태그의 ID는 데이터와 연결할 수 있는 열쇠라고 생각했을 때, 보수점검 정보의 핵심이라고 할 수 있다. 본 기사는 일본공업출판이 발행하는 자동인식지와의 저작권 협약에 의거하여 제공받은 자료입니다.
지난 달부터 원칩 USB D-A 컨버터 PCM2705의 아날로그 출력에 OP 앰프가 사용된 디스크리트 파워 앰프를 연결하는 헤드폰 앰프 제작 과정에 대해 해설하고 있다. 파워 앰프는 OP 앰프에 트랜지스터로 만든 버퍼 회로를 조합한 회로이다. 이 회로의 동작은 OP 앰프가 기본이다. 헤드폰 앰프 제작을 통해 아날로그 성능을 끌어내는 부품 선택 방법과 회로 제작 방법을 마스터한다. OP 앰프를 구성하는 트랜지스터 각각의 특성 편차는 크다. 연결하는 것만으로 만들어진 앰프는 이상적인 것과는 상당히 거리가 멀고, 왜곡도 작지 않다. 이때, 출력을 입력으로 되돌리는 부귀환이라는 기술을 도입하면 게인을 일정하게 유지하거나 왜곡을 줄일 수 있다. 그리고 OP 앰프는 부귀환을 실시했을 때 양호한 특성을 얻을 수 있도록 만들어져 있다. OP 앰프 증폭 회로뿐 아니라 모든 부귀환 회로는 잘 발진하지 않는 ‘안정성’이 중요하다. 출력 신호를 입력으로 되돌리는 귀환 기술을 사용하는 한 부귀환 회로는 발진 가능성을 갖는다. 부귀환의 안정성에 대해 전혀 고려하지 않은 회로에서는 노이즈, 온도 변화와 같은 약간의 외란으로 발진하는 경우도 있다. 무부하일 때는 괜찮지만, 부하를 연결
충전 전지에는 휴대 단말기에서 사용되는 니켈수소 축전지와 리튬이온 축전지, 그리고 대표적인 기기 내장형인 소형 실 납축전지가 있다. 에너지 밀도가 가장 큰 것은 리튬이온 축전지이지만 대부분 기기에 맞춰 특수 형상으로 만들어져 있다. 건전지와 같은 형태의 제품도 있지만 잘못 사용했을 때의 위험성 때문에(전압이 높기 때문에) 일반 대중에게는 판매되지 않고 있다. 카메라 플래시나 회중전등, 라디오 등에서 건전지 대신 사용할 수 있는 충전 전지는 니켈수소 축전지(이하, NiMH)다. 여기서는 건전지형 NiMH의 특성을 확인한다. 같은 종류의 전지를 비교할 경우, 가장 궁금한 것이 전지 용량이다. 단위는 [mAh]로 표시된다. 가령 2000mAh의 전지라면 2시간, 1A를 흘릴 수 있다고 생각할 수 있다. AA형인 경우 1000m~2700mAh 정도이다. 용량이 작은 것은 용량을 줄인 대신 충방전 사이클 수명을 늘린 제품이다. 에네루프의 경우 ‘구입해서 바로 사용할 수 있다(충전하지 않아도 에너지가 남아 있다)’고 선전하므로 구매한 상태에서 전압을 측정했다. 첫 회 방전으로 전지가 제조된 이후의 남은 용량을 알 수 있다. 첫 회는 에네루프 계열의 전지에서 양호한 결
브레드보드를 사용하면 부품 교환이 쉽고 회로도 자유롭게 변경할 수 있어 전자회로를 쉽게 시험 제작할 수 있다. 그러나 최근 고주파 회로에는 적합하지 않다는 의견이 나왔다. 이것은 기생 용량(배선 분포 용량)이나 길어지는 배선에 의해 불필요한 인덕턴스가 부가되는 등의 이유 때문이었다. 그러나 실험해 보니 수MHz인 경우 가청 주파수에서 충분히 사용할 수 있을 것 같았다. 여기서는 브레드보드에서 배선할 때의 분포 용량과 인덕턴스를 실측해 본다. 브레드보드에서 고주파 회로를 만들 수 있을 때의 이점은 다음과 같다. ① 브레드보드의 고주파적인 특성을 알 수 있으므로, 라디오 등 통신 관련 회로에 사용하는 것을 검토할 수 있다, ② 주파수 범위는 한정되지만 고주파 회로를 다룰 수 있으므로 무선기기나 무선 인터페이스에 사용하는 것을 검토할 수 있다, ③ 높은 주파수까지 다룰 수 있다는 것을 알았으므로 비디오, 라디오 등 주파수 범위가 넓은 증폭 회로 검토에 사용할 수 있다, ④ 스위칭 전원의 고주파화 검토에 사용할 수 있다. 고주파 회로에서는 직류, 저주파 회로에서 신경쓰지 않았던 분포 용량(물리적인 사이즈를 가진 현실적인 회로인 경우, 부품 사이나 도체 사이에서 자
고충실도 재생(Hi-Fi, High Fidelity)이라는 다소 오래된 단어가 있다. 직접 제작한 앰프로 좋은 소리를 내려면 앰프계에서 발생하는 노이즈나 왜곡을 낮게 억제해 Hi-Fi화하는 것이 관건이다. 특히 홀수 차의 왜곡은 불쾌하다. 진동 해석 장치는 원음의 주파수 성분을 FET에 의해 분리해 특정 주파수의 강약으로 기계의 건강 상태를 모니터한다. 앰프계의 왜곡은 오진의 토대가 된다. OP 앰프를 왜곡시키는 3가지 함정은 다음과 같다. 먼저, 입력 신호 변화 속도로, 신호가 정현파라고 하면 그 파형의 중턱은 전압 변화가 가장 빠른 구간이다. 중턱의 변화에 따라 그린 접석의 기울기 ΔV/Δt에 대해 OP 앰프 출력의 최대 변화 속도, 즉 스루레이트 ΔV/Δt가 누워 있으면 입력 신호 변화에 출력이 따라가지 못해 파형이 왜곡된다. 다음은 CMRR의 비직선성, 마지막으로 부하에 흐르는 돌입 전류이다. 입력 버퍼를 갖지 않은 CMOS형 A-D 컨버터를 OP 앰프로 구동하면 스파이크 노이즈가 OP 앰프 출력에 관찰된다. 이것은 OP 앰프 출력에서 A-D 컨버터 내부의 홀드 콘덴서 CS로 돌입 전류가 흘러들어감에 따라 발생하는 OP 앰프 출력의 변동이다. 스파이
신호의 파형은 다양하다. 친숙한 신호 중 가장 복잡한 파형은 음성 등의 오디오 신호일 것이다. 어떤 파형이든 주파수가 다른 다수의 정현파 그룹으로 구성되어 있으며, 그것을 분해할 수 있다. 필터는 ‘필요한 신호’와 ‘불필요한 신호(잡음)’를 그 주파수에 착안해 분리하여 ‘필요한 신호’만 통과시키는 회로다. 주파수 필터라고도 한다. 이 필터의 용도로는 외래 노이즈 차단, 대역폭 제한에 의한 내부 회로 노이즈 억제, 교류 신호와 직류 성분 분리, 다중 통신에서의 신호 분리, A-D 변환 시의 에일리어스 방지 등을 들 수 있다. 입력 주파수의 변화에 대한 출력의 변화를 ‘주파수 응답’이라고 한다. 주파수 응답은 ① 통과역(패스 밴드) : 10kHz 이하의 신호를 통과시키는 저주파 구간(저역), ② 저지역(스톱 밴드) : 10kHz 이상의 신호를 감쇠시키는 고주파 구간(고역)과 같이 2개의 영역으로 나누어 평가할 수 있다. 통과역과 저지역의 경계 주파수를 ‘차단(컷오프) 주파수’라고 한다. 그리고 이와 같이 낮은 주파수 신호만 통과시키는 필터를 로 패스 필터(LPF : Low Pass Filter)라고 한다. 게인의 주파수 특성인 감쇠율은 주파수의 단위 변화당 감
로봇 모듈은 로봇 시스템을 구성하는 요소 중에서 기능적으로 독립적인 모듈로 디자인되어서 일반성과 표준화에 따라 교체가 가능한 부분이다. 이 모듈은 크게 기계적·전기적 모듈인 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈로 나뉠 수 있다. 로봇은 기능상 같거나 유사함에 따라 크게 이동 모듈, 인식 모듈, 조작 모듈로 나눌 수 있으며, 각 모듈은 다른 작은 모듈인 구동모듈, 제어모듈, 센서모듈 등으로 나눌 수 있다. 하드웨어 모듈 간 연결은 신호선, 통신선 등의 전기적 연결과 기구물 등의 기계적 연결로 나눈다. 소프트웨어 모듈은 센서 제어 모듈, 모터 제어 모듈, 위치 확인 모듈, 얼굴인식 모듈과 같이 하드웨어 모듈을 활용하여 원하는 기능을 얻게 하는 소프트웨어로 구성되어 있다. 따라서 서비스로봇의 모듈화란 조인트, 링크, 센서, 배터리와 같은 하드웨어 부품들과 소프트웨어 모듈들을 로봇이 특정 서비스를 수행하는 데 필요한 요구사항을 충족하도록 모듈들의 조합이 유연성 있게 서비스로봇의 구성물들을 그림 1과 그림 2와 같은 모듈들을 나누는 것을 말한다. 그림 1. 기계적·전기적 모듈 구성된 로봇 예 그림 2. 운영체제(OS)를 포함한 소프트웨어 모듈 관점에서 본 로봇 예 그림 1
전력기술의 연구/개발 및 전력기술의 진흥을 위해 매년 개최하는 전력기술진흥대회는 100만 전기인의 허브 역할은 물론 전기인의 사기 진작과 노고를 치하하는 뜻 깊은 자리다. 11회를 맞이한 올해는 (주)디투엔지니어링 김낙경 대표이사가 동탑산업훈장을 수상하는 등 전기인 110명에 대한 표창 수여가 있었다. 11월 1일 전기인의 날을 맞아 제11회 전력기술진흥대회가 지난 10월 31일(금) 잠실 학생체육관에서 열렸다. 한국전기기술인협회의 주관으로 열린 이번 행사는 산업통상자원부 정양호 실장, 노영민 의원, 이진복 의원, 조경태 의원, 이현재 의원, 이강후 의원을 비롯한 내외 귀빈과 전국의 전기인 4,000여 명이 참석한 가운데 성대하게 치러졌다. 전력기술의 연구/개발 및 전력기술의 진흥을 위해 매년 개최하는 전력기술진흥대회는 100만 전기인의 허브 역할은 물론 전기인의 사기 진작과 노고를 치하하는 뜻 깊은 자리다. 산업통상자원부 정양호 실장은 치사를 통해, 전력산업은 국가 산업의 두터운 버팀목이자 미래 방향을 인도하는 나침반으로 중추적인 역할을 해 왔으며 이러한 눈부신 성장의 배경에는 전기의 안정적 공급부터 안전관리까지 묵묵히 자기 역할을 성실하게 수행한 전기인들
우리 제조업은 지난 40년간 국부·고용·혁신 창출의 원천 역할을 수행해 왔으나, 급속한 대내·외 환경 변화에 따라 국내 제조업의 국제경쟁력 강화를 위한 새로운 발전 전략을 수립할 시점이 되었다. 국내 제조업은 기술 경쟁력보다 가격 경쟁력에 기반을 두고 있어, 경쟁 심화와 외부 경제 변화에 취약하며, 이는 국내 제조업의 위기로 다가오고 있다. 또한, 에너지·환경 문제, 고령화에 따른 일자리 문제, 작업환경 문제 등 대내·외 환경 변화에도 직면해 있어, 이를 극복하기 위한 능동적인 대응 방안이 필요하다. 현재 세계 각국은 침체된 자국 제조업 부흥을 위한 정책을 추진 중이며, 특히 제조업용 로봇 도입의 긍정적 효과를 바탕으로 로봇 활용을 촉진하는 다양한 정책을 추진 중이다. 표 1. 각국의 제조업 부흥을 위한 로봇 활용 정책 국내 중소 제조업 비중 점차 확대, 노동생산성은 하락 우리 경제 내 중소 제조업의 비중은 사업체 수 기준으로 1973년 93.9%에서 2009년 99.0%로 확대되었고 종사자 수 기준으로는 1973년 42.6%에서 2009년 73.5%로 크게 확대되었다. 부가가치 기준으로도 중소 제조업의 비중은 1973년 33.7%에서 2009년
유동해석 공정의 정착 전 회까지 2회에 걸쳐 유동해석을 도입하기 전에 생각하면 좋은 점에 대해 소개했다. 필자는 ‘플라스틱 제품의 설계 개발과 금형 제조에 관련된 모든 방면으로 유동해석을 활용하고 싶다’고 항상 생각해 왔는데, ‘유동해석을 도입해야 한다’고 권하는 것만으로는 무책임하다는 생각에 현실적인 것에 대해 설명했다. 도입할 때에는 반드시 잘 생각해 보고나서 결단을 하기 바란다. 유동해석의 활용에 있어서는 사전에 운용 방법이나 이용 방법에 대해서 면밀한 계획을 세우고, 도입 후에는 그 계획에 따라 추진해 가는 것이 이상적이지만, 그 중에는 유동해석을 플라스틱 제품이나 금형 제작의 한 공정으로서 좀처럼 정착시킬 수 없어 고생하는 사람도 있을 것이다. 이번 회에는 ‘유동해석의 시민권을 차지하자!’라는 주제로 필자가 어떻게 유동해석을 금형 제작의 한 공정으로서 정착 시켰는지에 대해 소개한다. 1990년대 중반, 한 금형 메이커에서 근무하던 필자는 여러 가지를 생각하고 고민하여 자사에 최적인 유동해석 시스템 선정을 마치고, 드디어 도입하기에 이르렀다. 도입 후, 필자는 우선 과거의 금형 자료를 끌어내어 그 해석을 여러 개의 금형에 적용했다. 이렇게 함으로써 시
알루미늄 다이캐스트 금형에 요구되는 성능으로서는 내용손성, 내소착성, 내히트체크성 등이 있다. 이들의 요구 성능에 대해 각종 표면처리가 알루미늄 다이캐스트 금형에 적용되고 있다. 그 중에서 TRD(Thermo Reactive Deposition and Diffusion)법, CVD(Chemical Vapor Deposition)법, PVD(Physical Vapor Deposition)법으로 대표되는 세라믹 코팅은 내용손성, 내소착성이 우수하기 때문에 널리 응용되고 있다. 단지 TRD법(TD법)이나 CVD법은 처리 온도가 약 1,000℃로 높기 때문에 금형의 변형, 치수변화가 생기기 쉽다. 그렇기 때문에 핀에는 적용할 수 있어도 금형 자체에 대한 적용에는 문제가 있었다. 또한 PVD법은 저온 처리이기 때문에 핀이나 작은 인서트에 일부 적용되고 있지만, 그 프로세스 원리로부터 막의 균일전착성이 나쁘기 때문에 구멍이나 슬릿이 있는 3차원 입체 복잡 형상을 한 금형 본체에 대한 적용에는 제한이 있었다. 또한 PVD법은 드롭렛(매크로 파티클)이나 핀홀과 같은 막 결함이 발생하기 쉽고, 확산층이 없기 때문에 히트체크에는 효과가 적다는 문제가 있었다. 특히 PVD법에
오일 와이어 방전가공기와 물 와이어 방전가공기의 부식 억제 기술 최근 제조의 소형화가 진행됨에 따라 사용되는 금형이나 부품에는 한층 더 높은 정도가 요구되고 있다. 그렇기 때문에 방전가공기에 요구되는 성능도 보다 고정도화되고 있으며, 동시에 생산성의 향상도 더욱 요구되고 있다. 와이어 방전가공에서는 일반적으로 가공조 내에 가공액을 담은 상태에서 실시되는데, 가공액으로서는 물 혹은 오일이 사용된다. 일반적으로 가공액이 오일인 경우에는 물과 비교해 면조도를 미세하게 할 수 있다고 한다. 또한 물 속 가공은 오일 속 가공과 비교해 가공 속도가 빠르다는 장점이 있지만, 과제로서는 물 속에 침적된 상태이기 때문에 워크의 전해 부식이나 녹 문제가 있다. 동사에서는 지금까지 물 가공액을 이용하여 고속 가공과 고정도 가공을 모두 만족시켜 왔으며, 부식·녹에 관해서는 A.S.C.(Aqua Surface Control)나 RUSTOL 등 동사의 독자적인 기술에 의해 물 가공액을 개질, 부식·녹을 억제하여 고효율 생산을 실현하는 방전가공기를 개발해 왔다. 그러나 생산의 해외 이전, 숙련된 작업자의 감소 등을 배경으로 생산성보다 간편함을 요구하는 동향에 대응하여 시장에서 가공액으
차세대 산업을 위한 정밀 가공 기술에서 형상, 소재, 정도, 품위 등 고려해야 하는 것이 여러 분야에 걸쳐 있다는 것은 어렵지 않게 상상할 수 있다. 가공 메커니즘도 제거, 변형뿐 아니라 부가, 변질 등의 새로운 개념의 ‘가공’이 요구된다. 제거가공에서 툴에 상당하는 것이 반고정적인 것에 더하여 매크로적으로 변형적·유동적인 것이 필요해지는 케이스도 생각할 수 있다. 이들은 분자 레벨의 워크와 툴의 관계에 의한 가공에서, 외관으로는 비접촉적으로 보이는 경우도 있다. 또한 3차원 프린터와 같이 종래의 가공이 이미 있는 것의 형태를 바꿔 가는 것에 대해, 이미지로부터 직접 형태를 만들어내는 가공도 정밀화가 요구된다고 생각된다. 이와 같은 차세대 가공의 이미지로 옮겨 가는 과정에서 정밀가공은 어떤 것일까. 동사에서는 ① 설계자, 가공자가 필요로 하는 워크와 툴의 상대적인 운동 특성을 확보할 것, ② 가공점에서의 강성, ③ 속도, ④ 외란 요소의 철저한 제거, ⑤ 환경에 대한 배려 등 대체로 이들 요소가 필요하다고 생각하고 있다. 가공기의 운동 특성과 가공점에서의 적절한 강성은 NIC 시리즈 등의 나노 가공기에서 실적이 있다. NIC 시리즈는 모든 안내면에 다면 구속
동사는 1985년 반도체 금형 부품 제작을 시초로 창업했다. 창업 당시부터 IC 패키지 등의 파인블랭킹용 금형 부품으로 대표되는 초경합금 재료를 이용한 고정도 기능 부품을 주력으로 세라믹스 등의 경취 재료와 함께, 연삭가공 기술을 중심으로 가공 노하우를 독자적으로 구축해 왔다. 창업 후 머지않아 초경합금제 산업용 툴도 많이 다루게 되었지만, 리먼쇼크로 인해 심각한 타격을 받은 2009년에 ‘세계 제일의 산업용 툴 메이커로!’라는 기본 전략을 결정하고, 동사의 사업 도메인을 초경합금제 산업용 정밀 툴로 정했다. 일반적으로 피가공물을 ‘자른다’고 하는 가공은 셔링에 의한 분단이나 펀치·다이 등의 금형을 이용한 펀칭에 의한 전단가공과 예리한 날끝을 피가공물에 압부하여 분단시키는 절단가공으로 분류된다. 이들 가공은 업계를 불문하고 어느 분야에나 존재하고, 양산성이 우수한 방법이기 때문에 일반적인 가공 수단으로서 널리 이용되고 있다. 피가공물의 특성이나 요구되는 제품 치수 형상 등에 의해 전단 혹은 절단가공의 어느 것인지가 선택된다. 여기서는 주로 예리한 날끝을 이용하여 피가공물을 분단하는 절단가공에 대해 서술한다. 절단가공용 툴에 요구되는 특성으로서, 툴 수명과 관
동사는 쿠쥬쿠리하마에 가까운 치바현 죠세이군 사리코에 기계가공·치공구 가공업으로서 1968년 4월에 창업, 이후 반도체 검사장치의 정밀 부품과 산업용 기계장치의 액정 패널용 디스펜서 노즐 부품 등의 각종 노즐 부품, 프로젝터 렌즈 금형 등의 정밀 가공을 하고 있다. 1999년부터는 사내에서 연마한 정밀 가공 기술을 무기로, 보다 고정도의 가공이 요구되는 가속관 셀의 가공에 본격적으로 참여했다. 최근에는 그 기술을 살려 방사선 의료용 가속관 셀과 연구 시설용 가속관 셀의 고정도화에 대응하고 있다. 초정밀 가공 기술에서 금형 기술과 장치 제조 기술은 공유 기술이고, 그 경계는 없다고 동사는 생각한다. 그리고 금형도 장치 부품도 다품종 소량 생산으로, 거기에 필요한 키는 크게 나눠 2가지가 있다. 하나는 ‘외부의 일류 기기를 도입한다’는 것이고, 또 다른 하나는 ‘사내의 기술을 연마한다·목표를 높게 갖는다’는 것이다. ‘외부의 일류 기기를 도입한다’는 것은 일류의 능력을 갖는 최신 공작기계와 공구를 도입하여, 그들을 사용하는 환경을 정비하는 것이다. 또한 측정기는 회사의 실력이 평가되는 중요한 것이라고 인식하여, 항상 일류의 능력을 갖춘 측정기를 구비할 필요가 있