원통연삭반 개념과 제작방법 원통연삭반 전문회사 호우코는 원래 TOYODA공기(현, JTECT)제 원통연삭반의 오버홀을 실시할 목적으로 설립된 회사이며, 현재에도 매출의 10% 정도를 오버홀이 차지하고 있다. 대상은 JTECT에서 생산된 모든 원통연삭반이다. 제조된 이후부터 오버홀까지의 기간은 약 20년이며, 2번째 오버홀로 돌아오는 기계도 나오고 있다고 한다. 앞으로도 20년, 합계 60년간 현장에서 활약할 원통연삭반을 배출하게 된다. 현재 새로운 기종 개발에도 착수했다. JTECT는 2013년 11월 고정밀도 원통연삭반 ‘GL4P-100SⅢ 프리미엄’을 발표했다. 이것은 열변위를 최소화하여 콜드스타트(Cold Start)로 안정된 가공을 가능케 한 제품이다. 또한 최대한 진동을 억제시켜 일반 숫돌을 이용한 경면가공도 실현하고 있다. 또한 2014년 2월에는 20년 만에 풀 모델 체인지를 한 CNC 범용 원통연삭반 ‘GE4i 시리즈’를 발표했다. 이 시리즈는 ‘누구나 간단하게 고도의 제품생산이 가능한 기계’를 콘셉트로 개발되었으며, 철저한 열용량 밸런스 설계로 우수한 정밀도의 안정된 유지를 가능케 했으며, 그 외에도 새로운 기술의 투입으로 진직성과 가공표면품
편의점 환경·에너지절약 위한 쾌적 AI 제어 민생 부문(건축 관련)의 에너지 소비량 증가율이 현저한 가운데 앞으로 에너지 소비를 실제로 낮추기 위한 대책이 급선무이다. 현재 다양한 건축 용도에서 Net Zero Energy화를 실현하는 제로 에너지 빌딩이 각지에서 건설되고 있다. 도쿄대학 생산기술 연구팀은 로손과 공동으로 에비나시의 카미이마이즈미점(바닥면적 : 약 200m2, 구조 : S조, 층수 : 지상 1층)을 개발했다. ZECS 실현에는 24시간 편의점이라는 기본 기능을 살리면서 에너지 소비량을 최소화할 것이 요구된다. 건물 내외 환경 변화를 파악해 점포 운영 상태에 맞춰 건축 공간과 설비 시스템을 계획하여 효율적으로 운용하는 것이 중요하다. 또한, 전임 에너지 관리자나 설비 관리자는 현지에 부재하므로 본사에서 여러 점포를 전체적으로 관리하는 시설관리자(전문가)가 관리한다. 소수 정예인 담당 부문은 새로운 매장을 건축하면서 기존 수천 개의 점포를 동시에 관리해야 한다. 또한, 이 소수의 전문가가 관리할 수 있는 시간대는 일과시간뿐이다(24시간 근무하지 않는다. 특히 야간 관리는 어렵다). 즉 대부분이 무인 관리 상태여서 사람 대신에 최적의 운전을 해야
복합 물리 영역 모델링 툴 Dymola 최근 복잡해지는 제어 시스템 개발에 대처하는 모델 기반 개발(Model-Based Development : MBD)의 요소 기술로서 MODELICA 언어에 대한 주목도가 높아지고 있다. Dymola는 MODELICA 언어에 기초한 물리 모델링 및 시뮬레이션 환경으로서 MODELICA 언어의 역사와 함께 개발이 진행돼 MODELICA 언어의 다양한 특징을 최대한 활용하도록 설계되었다. Dymola는 크게 3가지 기본 기능을 제공한다. 첫째, 모델링이다. GUI 모델 조작에 대응해 생성되는 MODELICA 코드는 오픈이며, 코드를 확인하고 편집할 수 있다. 그리고 편집 화면에는 다양한 체크 기능이 실장되어 있으며, MODELICA 문법이나 식과 미지의 변수 개수를 체크한다. 또한, 수식 양변의 단위계 정합성 체크나 단위를 준 변수에서 단위를 주지 않은 변수의 단위를 추론하는 등 물리 모델링을 위한 지원을 한다. 둘째, 라이브러리이다. 모델 기반 개발의 과제 중 하나는 모델 개발의 효율화이다. 이를 위해서는 재이용 가능한 라이브러리의 확충이 필수적이다. Dymola는 MODELICA협회가 제공하는 표준 라이브러리와 많은 무상
시스템 시뮬레이션 소프트 SimulationX SimulationX는 멀티 도메인을 가진 시스템을 해석할 수 있는 도구이다. SimulationX는 독일 드레드덴에 본사를 둔 ITI사(http://www.itisim.com/)가 개발한 소프트웨어로 유럽이나 일본을 중심으로 자동차, 건설기계, 산업기계 등 다수의 도입 실적이 있다. ITI사는 소프트웨어 개발뿐 아니라 시스템 해석 컨설팅을 통해 수많은 프로젝트에 적극적으로 참여하고 있다. 이 소프트웨어는 물리 모델링 언어 Modelica에 준거한다. MSL(Modelica Standard Library)을 표준 지원하고 있으며 SimulationX의 독자적인 물리 분야별 라이브러리가 준비되어 있어 설계 단계나 모델 상세도에 따라 구분해 사용할 수 있게 되어 있다. 또한, 사용이 편리하고 알기 쉬운 GUI를 갖고 있어 비선형을 포함한 동적(시각력) 계산이 가능하다. 그 외에도 SimulationX는 각 물리 분야의 라이브러리를 사용해 시스템 전체의 메커니즘을 모델화한다. 각 요소에 파라미터를 설정해 성능의 상관관계를 검증하면서 각 요소가 미치는 영향 정도를 검토한다.
수식 처리 기술과 플랜트 모델링 MapleSim은 수식 처리 기술과 객체 지향형 모델링 언어 Modelica를 융합한 플랜트 모델링 및 시뮬레이션 환경이다. MapleSim은 제어 대상인 물리 현상(모델)을 직감적으로 기술하고, 수식 처리 기술을 이용해 고속으로 고정밀 시뮬레이션을 하기 위한 소프트웨어로 모델 기반 개발을 활용한 시스템 개발, 제어 시스템 설계에 이용되고 있다. MapleSim은 표준 라이브러리나 커스텀 컴포넌트로 작성한 모델에서 전체 Modelica 코드를 생성한 후에 수식을 생성한다. 이로써 Maple의 수식 처리 기능을 최대한 살린 환경을 실현한다. 또한, 직감적으로 모델을 표현한다는 의미에서도 수식 자동 생성을 기본으로 하는 계산 프로세스는 매우 유효하다고 할 수 있다. 이로써 비인과적 모델링, 더 나아가 멀티 도메인(복합 물리 영역) 모델링을 가능케 한다. 또한, 어떤 물리 현상을 모델링할 때, 보통은 라이브러리에서 필요한 컴포넌트를 선택한다. 그러나 신규 기술이나 제품 개발에서 필요한 컴포넌트가 기존 라이브러리에 항상 존재하는 것은 아니다. 이럴 경우, MapleSim에서는 물리 현상의 수식 정의에 의해 직접적으로 사용자 정의 컴포
프린터·복합기의 모델링과 제어 전자 사진 방식 프린터 제어 기술에 관해서는 Mestha나 Gross 연구팀에 의한 텍스트와 서베이가 알려져 있다. RGB의 원시 데이터를 YMCK(옐로, 마젠타, 시안, 블랙)로 변환해 계조를 나타내는 데이터로 변환하는 화상 처리 과정과 지면상에 실제로 상을 만드는 과정으로 나뉜다. 상을 만드는 프로세스에서는 후술하는 정전기력, 토너라 불리는 분체, 유연 매체인 용지와 같이 다루기 어려운 대상의 거동(위치, 속도, 온도 등)을 제어량으로 한 제어 시스템이 여러 개 구성되어 있다. 또한, 프린터 본래의 목적은 원시 데이터를 정확하게 종이 위의 화상으로 색 재현하는 것이므로 인쇄 화상을 분광 센서에 의해 판독해 그 화상 정보를 오프라인으로 피드백하는 것과 같은 닫힌 제어 시스템을 가장 바깥쪽에 설치하는 사례도 있다. 이러한 제어 시스템을 설계할 때의 플랜트 모델링에는 앞서 설명한 정전기, 토너 거동과 같은 미시적인 모델링이나 드럼, 벨트, 용지 반송 등의 메커니즘 모델링 및 화상 모델링 등 광범위한 모델링이 필요하다. 프린터 제어는 이와 같이 미크로 제어에서 화상 제어(화질 제어량은 물리량만으로 포착할 수 있을까? 화상을 보는 사
피드 포워드 액티브 노이즈 소거 유선 헤드셋 디자인을 위한 실질적인 고려 사항 ANC 기술은 이어폰 및 헤드폰의 값비싼 사치성 기능에서 벗어나 합리적인 가격대의 핵심 기능으로 바뀌고 있다. 이에 따라 현재 ANC를 채택하고자 하는 소비자를 비롯하여 전문가용 기기 제조업체들이 점점 증가하고 있다. 여기서는 피드 포워드 토폴로지를 사용하는 ANC 시스템 디자인의 두 가지 측면인 필터 네트워크 최적화와 사용자 컨트롤 제공에 대해, 디자이너를 위한 실전 지침을 제공한다. Joel Gehlin ams AG 전자 부문의 거의 모든 디자인 프로젝트와 마찬가지로 새로운 액티브 노이즈 소거(ANC) 디자인을 출시한다는 것은 말처럼 쉬운 일이 아니다. 물론, ams와 같은 공급업체의 기성품 ANC 스피커 드라이버는 신규 프로젝트를 착수하는 데 도움이 되는 출발 지점으로 활용할 수 있다. 하지만 ANC를 구현하는 과정에서는 단순히 ANC IC를 기존 이어폰 또는 헤드폰 디자인에 집어넣는 일 외에도 더 많은 작업을 처리해야 한다. 수화기의 음향 속성 일치 표 1에는 현재 ANC 시스템에서 사용되는 세 가지 토폴로지가 나와 있다. 피드 포워드 시스템에서는 사용 환경에 노출된 마이
CAN 대역폭 확대에 따른 자동차 문제 해결 자동차에 탑재되는 전자 요소가 기하급수적으로 증가하고 있다. 다시 말해 안전, 편의, 파워트레인, 인포테인먼트, 조명 등 주요 분야에서 성능 및 기능이 상당히 발전해 왔다는 의미다. 일부 업계 전문가들은 2019년까지 재래식 (내연 기관) 차량 비용의 최대 50%와 하이브리드 차량 비용의 80%가 차량 탑재 전자 시스템에서 발생할 것이라고 예측했다. Lance Williams, Jan Polfliet ON Semiconductor 자동차에 점점 복잡한 전자 제어 장치(ECU)가 장착되면서 반도체 부품이 더 많이 사용되고 있으며 이에 따라 각종 개별 기기, 모듈 및 서브 시스템의 효과적인 상호 교신 능력이 중요한 관심사가 되고 있다. 이와 같이 혹독한 운용 환경으로 인해 모든 것이 더욱 까다로워지고 있다. 여기서는 날로 심화되는 자동차 관련 고속 데이터 네트워킹 기술의 필요성과 설계 엔지니어들의 기술적 난제를 자세히 살펴본다. 견고한 비동기 작동 계측 제어기 통신망(CAN) 버스 또는 로컬 상호 접속망(LIN) 등의 기타 통신 프로토콜을 사용하는 차량 탑재 네트워크는 데이터를 고속으로 전송할 수 있는 필수 네트워크
열악한 환경을 위한 절연형 USB 2.0 및 전력 공급 최근 절연을 요구하는 USB 애플리케이션이 꾸준히 증가하고 있으며, 특히 안전과 신뢰성이라는 면에서 산업 및 의료 분야에서는 이러한 경향이 뚜렷하게 나타나고 있다. 여기서는 기존의 디스크리트 솔루션과 비교했을 때 소형 패키지에 데이터와 전력 절연 기능을 모두 담고 있어 차별화된 장점을 제공하는 리니어 테크놀로지의 LTM2884에 대해 살펴본다. Chris Gobok Linear Technology 표준 USB(Universal Serial Bus) 케이블을 사용하여 데스크톱 PC와 산업용 또는 의료용 장비를 연결하면 즉시 값비싼 교훈을 얻게 된다. 사용자 PC와 장치는 서로 다른 접지 전위를 갖는 다른 아웃렛에 쉽게 연결된다. USB 케이블은 연결된 후 두 장치 사이에 더 낮은 임피던스 접지를 제공할 수 있으며, 따라서 USB 전원 경로를 따라 모든 것이 상승하게 된다. 또한 PC를 USB 전원에 의존하는 휴대용 스캐너와 같은 장치로 교체할 경우 USB 포트가 충분한 전력을 공급하지 못할 것이다. 더 짜증나는 일은, 모든 장치들이 안전하게 연결되고 전력도 적절히 공급됐다고 생각했지만 전기적으로 잡음이 많
[3차원프린터의 금형 제조] 금속 조형 기술의 과제와 기대 栗本공업(아이치현 이와쿠라시, 0587-66-8801)은 1990년 창업한 시제작 금형 메이커이다. 업무는 ZAS(아연합금)형, 수지형의 제작, RIM 성형, 진공 주형, 광조형·분말 소결 조형 서비스, 수지 절삭가공, 3차원 계측, 용착, 도장을 포함하는 어셈블리 등 폭넓게 다양한 의뢰에 토털로 대응할 수 있는 체제를 갖추고 있다. 주요 납품처는 자동차 부품 메이커로 내장 수지 부품에서부터 인스트루먼트 패널, 프론트 그릴, 범퍼 등 소형, 대형을 불문하고 대응한다. RP기는 광조형 장치로서 씨메트제 1대, 소니(디멕)제 2대, 3D 시스템즈제 2대를 포함하여 5대, 분말 소결조형기는 3D 시스템즈제 7대, EOS제를 4대, 금속 분말 레이저 적층조형기는 콘셉트레이저제를 1대 보유하고 있다. 진공 주형의 마스터 모델이나 수지·금속의 시제품 제작을 위해 PR기를 활용한다. 2000년에 1대의 RP기로서 디멕제의 광조형기를 도입한 것이 광조형 사업을 시작하는 계기였다. “대기업 메이커의 시제작리스의 방침에 따라 시제작 수가 줄고 있었기 때문에 시제작 메이커가 금형 메이커로 업태를 변경, 시제작 메이커가
[3차원프린터의 금형 제조] 'LUMEX Avance-25'에 의한 고기능 금형 제작 동사는 주로 자동차 내외장 부품을 취급, 사출성형 금형 제작과 시제작·양산 성형가공의 일관 생산체제를 갖추고 있다. 또한 양산 성형으로 연결시키기 위해 CAE 해석에 의한 수지의 유동성, 변형성을 사전에 금형 설계에 도입, 또한 양산 성형에서의 불량 현상을 적시에 피드백시켜 성형품의 안정 생산에 적극적으로 대응하고 있다. 최근에는 해외, 특히 중국을 필두로 한 신흥국이 만드는 금형은 현지 메이커가 일본 국내와 동일한 설비를 다수 보유하고 있기 때문에 품질면, 코스트면에서 상당히 위협적이다. 동사는 이러한 상황을 타파하고 금형산업의 일본 국내 회귀를 실현시키기 위해 새로운 금형 기술을 구축, 사출성형과 일체로 저코스트, 고품질 제조 체제의 구축을 지향하여 2012년에 ‘신아이치창조연구개발보조금 『고기능 금형을 이용한 복잡 형상 플라스틱 제품의 성형 기술 확립과 생산성 향상의 연구 개발』’에 대응했다. 이 대응은 환경 보호·자연 에너지의 관점에서, EV로 개발·생산을 이전하기 시작하고 있는 자동차 산업에 대응한 금형, 부품을 제조하기 위해서 실시했다. 동사는 2010년부터
[3차원프린터의 금형 제조] 'EOSINT M280'을 활용한 금형 제조 J·3D는 금속 플레이트 가공·판매를 하는 FUJI-MAKI GROUP의 자회사이고, 주로 금형가공업의 고객에게 도면에 맞춘 플레이트 및 재료를 제공하고 있다. 현재의 자동차 메이커나 대기업 금형 메이커의 해외 진출에 동반하는 글로벌화에 의해 일본 국내의 강재 수요는 저하하고 있다. 동사에서는 종래의 제조에 새로운 가치를 부여하기 위한 가능성을 금속조형기에서 찾아 도입했다. 금속조형기를 활용한 부품, 금형 제조에 의해 자동차 산업, 항공우주 산업, 의료 등 각 분야에 대한 새로운 제안이 가능하도록 기술 축적에 매진하고 있다. 여기서는 사출성형 금형에 의한 3차원 수관의 성형 사이클 향상과 금속 분말 적층 조형물의 내식성 평가에 대해 소개한다. 사출성형 금형에서 종래의 과제로서는 성형품 표면에 생기는 함몰 현상인 싱크가 있다. 싱크의 발생을 방지하기 위해서는 가급적 균등한 제품 설계를 하여 동일 제품 내에서도 블록 모양의 두께가 있는 부분에는 제품의 품질에 영향을 주지 않는 형태로 의도적으로 오목한 부분을 형성하는 시책이 필요하게 된다. 또한 싱크를 억제하는 또 다른 방법으로서 수지에
[3차원프린터의 금형 제조] 금속 적층조형장치의 도입 포인트와 활용법 필자가 우선 다이렉트 금속 적층조형장치 및 완성 제품을 봤을 때, 솔직하게 말해서 이 기계를 어떻게 이용하면 러닝 코스트가 상각될까를 생각했다. 이것은 기계 금액과 완성된 제품과의 상관 가격이 반드시 맞지 않는다고 생각했기 때문이다. 당시 기계 금액이 1억엔(지금도 그다지 변하지 않았다)이라는 고액이고 완성되는 제품은 확실히 금속의 다이렉트 제품이지만, 도저히 1억엔의 기계에서 생산되는 제품이라고는 생각할 수 없었다. 사실, 조형된 제품의 핀 홀, 크랙, 휨 대책은 유저 측의 문제가 아니라 메이커 측에 기대할 수밖에 없었다. 그러나 현재는 새로운 분말 재료인 마르에이징강 등은 금형 재료에 적합하며, 기계 그 자체도 용융의 깊이가 증가하고 속도도 개량됐다. 앞으로 코스트면·정도면에서 더욱 기대할 수 있는 것은 아닐까 느끼고 있다. 이것은 절삭가공으로는 결코 할 수 없는 가공 부분, 이른바 중공 상태, 언더컷 형상을 스트레스 없이 형상으로 할 수 있었기 때문이다. 가까운 미래, 기계 가격과 정도 모두 기대할 수 있을 때가 반드시 올 것이라고 믿는다. 어떤 기업이 1억엔이 넘는 다이렉트 금속 조
새로운 자동화 시스템이 가져다줄 공정 제어의 변화 로크웰오토메이션 코리아 아직도 다수의 공정 플랜트에서 구식의 분산제어시스템(DCS)을 사용 중이다. 그러나 DCS가 사용 수명을 다함에 따라 새로운 자동화 시스템으로의 업데이트가 필요한 실정이다. 로크웰 오토메이션의 공정 기술 컨설턴트 Michael Vernak은 새로운 자동화 시스템이 공정에 한층 강화된 성능을 가져다준다고 말한다. 기존의 DCS와는 달리, 최첨단 공정제어 역량을 다양하게 구현하면서도 성능, 통합, 비용 절감 등 많은 장점을 발휘하기 때문이다. 수행 준비 완료 새로운 자동화 시스템은 성능, 통합 그리고 비용과 같은 핵심 측면에서 기존의 구형 DCS보다 월등하다. 예를 들어, 사용자는 새로운 자동화 시스템을 통해 여러 가지 방법으로 더욱 강화된 공정 제어의 수행을 할 수 있게 되는데, 특히, 기본 PID 제어 알고리즘이 기존 시스템의 것보다 훨씬 정교해져서 반응 속도가 빨라졌으며 모든 표준형 PID 루프의 제어 성능까지 향상되었다. PID 루프용 오토-튜닝 기능이 내장되어 있어 튜닝 파라미터의 초깃값이 개선되었으며 연속적인 조정과 개선도 가능해졌다. 기본 PID 알고리즘 이외에도, 새로워진 자
요구사항 기술 방법(2) 민성기 시스템체계공학원장(sungkmin0@gmail.com) 요구사항 개발지침 요구사항은 속성 범위로 특성지울 수 있다. 이 속성에는 법적, 기술, 비용, 우선순위 및 일정 특성을 포함하고 있다. 각 내용을 간단하게 살펴보자. 1) 각 요구사항 기술 : 요구사항은 대형 문서 내에서 그들의 고유성을 알아볼 수가 없는 경우가 발생한다. 이는 급하게 요구사항 사례를 찾고자 할 경우, 문제가 발생한다. 요구사항을 쉽게 위치하도록 하여 규격 사용자와 검토자로 하여금 쉽게 찾아볼 수 있도록 해야 한다. 각 요구사항에 대하여 “범퍼 이름”을 제시하도록 하라. 이는 규격 내용 도표 찾기와 식별하기 쉽게 하는 메커니즘을 제공해 준다. 2)‘Shall’ 조동사 사용 : 계약 요구사항의 일환으로 사용되는 요구사항은 법적 구속력과 ‘Shall’ 조동사로 표현함으로써 획득에 대한 충족을 요구할 수 있다. 엔지니어는 요구사항을 요구할 때 ‘will’,‘should’, ‘must’와 같은 여러 가지 조동사로 표현할 수가 있다. 이러