[첨단 헬로티] 머신비전산업에서 인공지능 기술(머신러닝, 딥러닝)이 빠르게 확산되고 있다. 인공지능 기술을 통해 기존의 컴퓨터비전 기술로는 어려웠던 검사가 가능해질 뿐만 아니라 ‘데이터의 자기 학습’으로 보다 빠르고 쉬우며 신뢰성과 유연성을 갖춘 머신비전 검사가 가능해졌다. 이에 따라 자연스럽게 인공지능 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 국내 대표적인 머신비전 전문업체인 라온피플은 ‘LAON PEOPLE’s 머신러닝 아카데미’를 통해 인공지능의 대표적인 기술인 머신러닝 기술에 대해 연재한다. CNN(Convolutional Neural Network) – “GoogLeNet (part2)” 지난 호에서 구글의 GoogLeNet에 대하여 간단하게 살펴보았다. 그 동안 살펴본 LeNet-5, AlexNet, ZFNet 등은 그런대로 이해하는데 무리가 없을 것이라 생각되지만, 다소 괴상하게(?) 생긴 GoogLeNet은 왠지 부담스러울 것 같다. GoogLeNet에서는 망의 깊이 및 넓이가 모두 커지고, 중간에 분기되는 부분도 있고, “인셉션”이라는 생소한
[첨단 헬로티] 배터리를 사용하는 디바이스가 갈수록 늘어나고 있다. 그런데 많은 제품이 충전 커넥터를 사용하기가 어렵거나 불가능할 수 있다. 어떤 제품은 민감한 전자 장치를 가혹한 환경으로부터 보호하고 세척이나 소독을 용이하게 하기 위해서 밀봉 차폐를 필요로 할 수 있다. 또 어떤 제품은 크기가 너무 작아서 커넥터를 포함시킬 수 없고 이동이 잦거나 회전 장치를 포함하는 제품의 경우에는 선을 사용해서 충전하는 것은 생각할 수도 없다. 바로 이러한 경우에 무선 충전을 사용함으로써 제품의 가치, 신뢰성, 견고성을 높일 수 있다. 전원을 무선으로 제공하는 방법에는 여러 가지가 있을 수 있다. 수 인치 미만의 짧은 거리로 주로 사용되는 방법은 용량성 결합과 유도 결합이다. 이 글에서 설명하는 솔루션은 유도 결합을 사용한다. 통상적인 유도 결합 무선 전원 시스템은 송신 코일로 ac 자기장을 생성하면 수신 코일로 교류 전류가 유도된다. 트랜스포머 시스템과 같은 원리이다. 트랜스포머 시스템과 무선 전원 시스템의 가장 큰 차이점은 에어 갭이나 여타 비자성 소재의 간극에 의해서 트랜스미터와 리시버가 분리된다는 것이다. 또한 송신 코일과 수신 코일 사이에 결합 계수가 대체로 매
[첨단 헬로티] 데이터 센터 운영자는 5세대 무선(5G), 인공지능(AI), 가상현실(VR), 사물인터넷(IoT), 자율주행 차량 등 새롭게 등장하는 기술에서 요구하는 대역폭과 반응 시간을 지원하기 위해 100GE에서 400GE로 네트워크를 업그레이드해야 한다. 15년 보다 짧은 기간에, 데이터 센터 속도는 10GE에서 100GE로 발전했다. 데이터 센터의 100GE 구현은 2014년에 시작되었지만, 경제적인 광 트랜시버 모듈의 보급을 통해 비용면에서 효율적인 구축을 할 수 있게 된 것은 불과 몇 년밖에 되지 않았다. 그 사이 400GE 트랜시버에 대한 연구 개발이 원활하게 진행되고 있으며 도입 후 1년 내에 가격이 안정화될 것으로 예상된다. 차세대 400GE 광 트랜시버는 기가비트 당 사용 전력과 비용이 더 적어야 하며 100GE 트랜시버보다 4배 더 빨리 작동해야 한다. 현대의 데이터 센터에는 50,000개가 넘는 파이버가 사용되며 각 종단에 광 트랜시버가 하나씩 있다. 트랜시버 설계자들은 채널 용량 증가와 품질 및 상호 운영성 보장, 새로운 400GE 트랜시버의 비용 절감 등을 동시에 달성할 수 있는 방안을 찾아야 한다. 채널 용량 증가 100GE에서
[첨단 헬로티] 마지막회 금속과 수지의 강고한 결합을 달성하는 기술 - 東亞電化 카노 히데오 (鹿野 英男) 린텍기술사사무소 소장 1972년에 ㈜히타치제작소 입사. 파워 반도체 부문 제조부장, 제조기술사업부 주관기사로서 생산기술 전반의 향상에 종사. 그 후 ㈜히타치나카 테크노센터 차세대 자동차연구회 코디네이터를 거쳐, 2010년에 린텍기술사사무소를 설립. 세계적으로 기업의 개발․생산의 지도, 금형을 사용한 대형 개발의 지도를 하고 있다. 전문은 자동차 부품, 일렉트로닉스 관련. 인서트 성형 기술은 금속을 수지 중에 강고하게 일체화시키는 기술로, 지금은 자동차 부품뿐만 아니라 널리 일반적으로 알려진 보편적인 기술이 됐다. 그러나 금속과 수지는 정말로 고착되어 있는 것일까. 금속을 수지에 강고하게 결합시키는 기술은 많은 기술자가 오랜 기간 시도해 왔다. 알려진 방법으로서는 그림 1에 나타낸 것처럼 (a)금속에 노치를 설치한다, (b)금속 표면에 미세한 요철을 붙이는 것이 있고, 모두 수지에서 금속이 잘 빠지지 않도록 고안되어 있다. (a)나 (b)의 방법은 금형 관련 종사자에게는 잘 알려진 방법이다. 그러나 이런 방법으로는 기계적 강도 중 인발력은 강해
[첨단 헬로티] 와키야마 타카시 (脇山 高志) ㈜플라몰精工 1. 왜 순간정지가 자주 일어나는가 플라스틱 성형가공을 시작한 이후 아래와 같은 의문을 가지고 있었다. ① 성형기에 금형을 장착한 후 정지하지 않고 계속 양품을 생산할 수는 없을까. ② 왜 작업자는 짧은 간격으로 제품의 치수나 외관을 체크해야 하는가. ③ 왜 성형가공 부문과 금형 부문에서 서로 커뮤니케이션이 잘 되지 않는 것일까. 현재 성형기의 성능은 30년 전과 비교하면 정말 놀라운 진화를 이루었다. 그러나 지금도 여전히 성형 조건을 자주 조정하고 있다. 대표적인 품질 불량인 쇼트, 버, 웰드라인, 가스스 버닝, 휨․변형 등은 전혀 없어지지 않는다. 성형 개시 때에는 좋아도 조금 지나면 불량품이 발생된다. 그 때마다 생산을 멈추고 충전압을 조정하고 있다. 이것이 ‘순간정지’이다. 2. 순간정지를 없앨 수는 없는가 순간정지를 없애서 무정지로 생산 종료를 맞이할 수 없을까. 필자가 주목한 것은 ‘금형을 분해해 모든 부품을 청소했을 때’와 ‘금형을 분해하지 않고 표면만을 청소했을 때’는 분명히 다르
[첨단 헬로티] 스미야 카즈히코 (角谷 和彦) 오토폼 재팬(주) 1. 서론 최근의 프레스 금형산업에서 코스트 절감에 대응하고 있지 않은 기업은 없다고 할 수 있다. 왜냐하면 아무리 우수한 금형을 제작할 수 있다 해도, 너무 비싸면 수주를 할 수 없기 때문이다. 혹은 금형을 제작해도 생산 준비 비용 등이 늘어난 결과, 매각 시에 얻을 수 있는 이익이 제작비보다 낮아서는 본말이 전도된 것이다. 이러한 문제에 대해서는 가급적 정확하고 빠른 제작비 견적이 필요하지만, 그것이 가능한 것은 프레스 업계에서 오랜 경험을 쌓은 베테랑 직원으로 한정된다. 그런데 그 베테랑들도 정년퇴직을 맞이해 예전에는 많은 기술자나 영업 담당이 할 수 있었던 공정 계획이나 코스트 견적도 소수의 직원밖에 할 수 없는 상황이 되어 버렸다. 또한 견적을 작성해도 일단 가격 교섭이 되면 타당함을 감안하면서 몇 번이나 서류를 다시 작성할 필요도 생기기 때문에 상당히 시간과 노력을 소비해야 한다. 이에 제품 개발에 사용되고 있는 3차원 데이터를 이용, 사람의 경험칙에만 의존하지 않고 누구라도 안정된 결과를 얻을 수 있는 소프트웨어 ‘AutoForm Cost estimator’에
[첨단 헬로티] 이마이 히로노리 (今井 洋德) 오토폼 재팬(주) 1. 서론 최근 프레스 부품 설계 및 제작 업무에서 성형성이나 치수 정도 불량 예측을 위해 프레스 성형 시뮬레이션은 빼놓을 수 없는 것이 됐다. 그러나 새로운 소재나 공법이 적용되는 한편, 코스트에 대한 요구도 높아져 정확한 시뮬레이션이 점점 더 어려워지고 있다. 시뮬레이션을 유효하게 활용하기 위해서는 재현 대상이 되는 실물의 거동 해석과 시뮬레이션에 대한 반영 방법 등 운용 상의 중요성이 증가하고 있다. 2. 패널 측정 검사도구의 중요성 스프링백 예상량을 결정함에 있어 중요한 조건의 하나로서 패널의 구속 조건을 들 수 있다. 보통 패널의 스프링백 변형량(혹은 정규 형상에서의 괴리량)을 측정할 때는 측정 검사도구를 이용해 위치결정 핀과 클램프에 의해 구속, 기준을 정해 패널 치수를 취한다. 이 때 특히 대형 외판 부품 등에서는 구속 조건이 적절하지 않으면 자중에 의해 패널이 크게 변형, 스프링백량을 적절하게 측정 할 수 없다. 그렇기 때문에 이 글에서는 스프링백량을 적절하게 평가하기 위한 패널 측정 조건의 안정성 평가와 대책 검토에 대해 소개한다. 3. 패널 측정 조건의 평가 방법 최종적인 치수
[첨단 헬로티] 이 인택 (李 仁澤), 타키자와 히사시 (瀧澤 堅), 나미키 모토하루 (竝木 元治) 오토폼 재팬(주) 1. 서론 트라이아웃 또는 양산의 서포트를 지향한 판성형 해석의 고정도화에는 실제 마찰 조건을 재현하는 선진 마모 모델이 요구된다. 여러 가지 마찰 상태(트라이볼로지)의 검증 실험 및 파라미터화에 동반하는 계산 소프트웨어와의 제휴가 필요해진다. 판성형 가공에서 트라이볼로지의 과제로서는 공구와 소재의 재질, 표면 상황, 윤활제의 막두께와 성질, 윤활 조건의 도포나 냉각법, 가공 시의 면압, 온도, 누적 슬라이딩량 등 여러 가지 인자가 생각되며, 알루미늄의 경웅는 특히 소재와 공구의 재료특성에 기인하는 슬라이딩 속도, 온도, 윤활재의 도포량이 크게 영향을 미친다는 것이 알려져 있다. 이 글에서는 알루미늄제 펜더 부품을 이용해 선진 마찰 모델에 관한 공구와 소재의 접촉기구와 윤활기구에 기초한 시험편 실험 방법에서부터 양산 지원 판성형 해석과의 연성까지 해석 프로세스에 대해 논한다. 2. 판재의 소성가공에서 관찰칙 윤활재의 사용, 면압비가 0.1에서 1 정도, 슬라이딩 속도가 최대 수백 mm/s, 마찰면 온도가 실온에서 150℃ 정도인 마찰 조건의
[첨단 헬로티] 야마시타 미노루 (山下 實), 니카와 마코토 (新川 眞人), 나츠메 타카히사 (夏目 嵩久) 岐阜대학 1. 서론 일반적으로 금속 블랭킹 구멍뚫기 가공에서는 펀치와 다이가 사용된다. 이 가공법에서는 펀치를 사용하지 않고, 다이 상에 배치된 평판에 유압을 부가해 구멍뚫기를 한다. 실린더 내를 액체로 채우고, 낙추식 충격시험기를 이용해 피스톤을 타격, 순간적으로 압력을 높이는 방법으로 가공 실험을 실시했다. 지금까지 알루미늄합금이나 스테인리스 등의 평판 재료에 대해 각종 구멍 형상의 충격 블랭킹 시험을 해왔다. 그러나 모서리를 갖는 형상에서는 블랭킹 구멍의 모서리가 둥그스름하게 되어 형상 정도가 좋지 않다. 이에 동 연구에서는 블랭킹 구멍 형상을 개선하기 위해 구멍의 가장자리에 돌기를 붙인 다이를 이용해, 돌기를 재료에 넣음으로써 전단의 기점을 만들고 블랭킹 구멍의 정도 향상을 목표로 한 실험, 그리고 응용으로서 파이프재에 대해 여러 개의 둥근 구멍 가공을 시도했다. 2. 금속판의 충격 액압 구멍뚫기 (1) 실험장치 및 실험 방법 그림 1에 충격 액압 구멍뚫기 시험장치를 나타냈다. 압력 매체는 수돗물로, 다이의 재료는 SKD11(60HRC)이다. 구
[첨단 헬로티] 가오 펭 (高 峰) 西日本공업대학 1. 서론 이 글은 프레스의 상하 왕복운동을 이용한 금형 내에 장착 할 수 있는 압축 유닛에 의해 발생된 고압 에어의 압력 검증을 해서 최신 승압 및 보압 실험의 결과를 보고한다. 또한 현장에서 응용하는 것을 고려해 블랭킹 슬러그 제거를 일례로 자동차 부품용 금형에 장착 가능한 고압 에어 압축 유닛 및 밸브 기능을 갖는 블랭킹 펀치의 구조 패턴을 제안한다. 2. 프레스 금형의 왕복운동을 이용한 고압 에어의 발생 (1) 기술의 특징 이 기술은 다음과 같은 특징이 있다. ①에어의 압력은 프레스기의 파워에서 전환되기 때문에 강력하며, 기존에는 실현할 수 없었던 동작을 실행할 수 있다. ②금형의 가동과 동시에 에어의 축적이 가능해 전기나 공장에 비치된 에어 등의 부가 동력원은 불필요하며, 에너지 이용 효율을 높인다. ③피스톤 실린더 구조를 갖는 압축 유닛의 압축 동작은 금형의 가동 방향과 일치하기 때문에 이용이 용이하고, 장치의 소형화가 가능하다. ④에어의 흐름 방향을 배관에서 제어, 실린더로 구동력으로 변환 등에 의해 이용 방법을 유연하게 확장할 수 있다. (2) 고압 에
[첨단 헬로티] 금속 스탬핑 및 어셈블리 등 제조 효율 상승으로 연간 3천만 개 이상의 부품 생산해 Small Parts Inc는 0.190인치에서 0.004인치에 이르는 다양한 크기의 제품을 연간 3억7천만 개 이상 제작하고 있다. ESPRIT의 자동화 기능을 사용해 작은 부품 모두의 스탬핑 속도를 높이고, 복잡한 프로그래밍 프로세스를 쉽게 수행한다. 미국 인디애나 주 로아 포트(Logansport)에 본사를 두고, 멕시코 후아 레즈(Phare)와 레이 노사(Reynosa)에 위치한 Small Parts Inc는 금속 스탬핑 및 어셈블리를 제조하며, 비철금속 애플리케이션과 철저한 특성을 요구하는 특수 스프링 제조 전문성을 보유한 기업이다. ▲스탬핑 CNC 총괄 관리자 Bill Butner는 EDM 프로그래머이자 설정 운영자인 트로이 Scott과 함께 Chmer AH64C인 소형 부품 EDM 홀 드릴러에서 일한다. 1958년에 설립된 Small Parts Inc는 현재 세 곳에 걸쳐 약 350명의 직원이 상주하고 있다. 회사의 주 업무는 5만 개에서 3천만 개 이상의 스탬핑을 생산하는 것이다. Small Parts Inc는 사내에서 공정을 유지하고 소요 시간
[첨단 헬로티] 히구치 시게키(樋口 成起), 우메모리 나오키(梅林 直樹), 마스다 테츠야(增田 哲也) 大同특수강(주) 1. 서론 최근 자동차의 충돌 안전 및 연비 성능 향상 요구에 의한 적용 부품의 고강도화와 경량화를 위해 고장력강판(이하 하이텐재)의 사용률이 상승하는 동시에, 하이텐재의 가공법으로서 일본 국내에서는 지금까지 주로 냉간 프레스 공법이 적용되고 있었다. 그러나 냉간 프레스 공법으로는 1.2GPa급 하이텐재 이상의 고강도화 요구에 따라, 하이텐재 특유의 스프링백에 기인한 형상동결성의 악화나 금형의 손상(긁힘이나 결손)이 현저하게 보였다. 이에 최근 일본 국내에서 핫 스탬핑 공법이 주목받고 있다. 핫 스탬핑 공법은 강판을 오스테나이트 변태 영역까지 가열한 후에, 금형 내에서 성형과 냉각(담금질)을 동시에 하기 때문에 1.5GPa급 이상의 초하이텐재로 스프링백이 발생하지 않고 성형 가능해지고 형상동결성이 우수한 장점이 있다. 한편, 강판이 일정 온도 이하가 되기까지 프레스 하사점 유지에 의한 금형 내의 냉각이 필요하기 때문에 성형 사이클 타임이 냉간 프레스 공법보다 대폭으로 떨어지는 단점이 있다. 그렇기 때문에 핫 스탬핑 공법에서 사용되
[첨단 헬로티] 후루타 야스히로 (古田 泰大), 아오야마 히데키 (靑山 英樹) 慶應義塾대학 큐노 타쿠노리 (久野 拓律) ㈜아덱 타카하시 케이타 (高橋 啓太) ㈜클라임엔씨디 이시즈미 다이치 (石墨 大地) ㈜富士공업 1. 서론 프레스 성형에서 판재에 균열이나 주름이 발생하거나, 펀치 프레스 가공에서 버가 발현하거나 하는 경우가 있다. 이와 같은 성형 불량은 육안에 의해 검사되고 있는데, 모든 공정 검사를 확실하게 하는 것은 쉽지 않다. 검사 카메라에서 얻은 화상에 의해 검사를 하는 것도 시도되고 있는데, 촬영 환경에서 모든 성형면을 정확하게 관찰하는 것은 어렵다. 이 연구에서는 프레스 가공 시에 금형 다이세트의 각 점에 주어지는 압력을 측정, 각 점의 압력 거동을 기초로 AI(Deep learning)을 이용해 리얼타임으로 프레스 성형의 양부를 판정하는 방법의 개발을 했다. 2. 프레스 실험 (1) 프레스 성형 실험 금형 다이세트와 프레스기 사이에 압력 검출 플레이트를 설치, 압력 플레이트 내에 50mm 간격으로 매립한 17개의 변형 게이지가 있는 볼트에 의해 그 점의 압력을 측정했다. 프레스 성형 실험에서는 그림 1에 나타낸 사각 스트레치 성형과 그림 2에 나
[첨단 헬로티] 토시마 쿠니키(戶嶋 邦貴), 쿠라하시 야스히로(倉橋 康浩) 마포스(주) 1. 서론 프레스 성형에 의해 생산되는 파츠는 다양화되고 있으며, 제품의 소형화에 동반해 사용되는 재료는 더욱 얇아지고 있다. 그에 따라 프레스 성형 공정에서 발생하는 '브로티드 슬래그'는 검지가 어려워지고 불량품을 생산하는 요인의 하나로서 제품 품질, 생산 효율에 영향을 주고 있다. 이 글에서는 스트리퍼 플레이트에 설치한 센서 신호를 모니터링함으로써 실제로 현장에서 브로티드 슬래그를 검지, 평가한 사례 및 결과를 소개한다. 2. 모니터링의 필요성 프레스 가공 공정의 하중․진동 모니터링에 의해 공정의 변화로부터 여러 가지 판정을 해, 기계측에 신호를 출력할 수 있다. 또한 취득한 데이터를 보존할 수 있기 때문에 아래의 효과를 예상할 수 있다. ① 기계․금형의 보호 ② 불량품 검지 ③ 생산품의 품질 관리․기록 ④ 기계가동률․생산 효율의 향상 3. BRANKAMP 모니터링 시스템의 구성 이 시스템의 구성 예를 그림 1에 나타냈다. 프레스 기계 본체나 금형에 장착하는 센서(그림 2)의 위치와
[첨단 헬로티] 이마다 토모히데(今田 智秀) ㈜데이터 디자인 1. 서론 2017년 11월, 프랑크프루트에서 개최된 세계 최대 3D 프린팅 쇼에서는 3D 적층 조형에 관한 신기술 및 신제품이 많이 발표됐다. 그 중에서도 강도, 인성, 내열성을 겸비한 폭넓은 재료에 대한 적응과 그들을 이용한 최종 부품의 조형을 테마로 한 출품이 눈에 띄었으며, 항공기나 의료 이외에서도 3D 적층 조형을 실제 생산 프로세스에 적용하는 사례가 증가하기 시작해왔다. 금속 조형에서는 2014년에 레이저 소결법/SLS의 특허가 만료되어 이후에는 세계 각국에서 파우더 베드 퓨전 방식(이하 PBF 방식)의 염가판 개발이 급속하게 진행되고, 2016년에는 GE가 Arcam사와 ConceptLaser사를 매수해 본격적인 최종 부품용 제조장치로서 금속 3D 프린터의 주목도가 높아지고 있다. 2. 금속 3D 프린터의 새로운 기술의 대두 금속 3D 프린터에 사용되고 있는 적층 조형 기술은 기존의 PBF 방식에 의한 레이저나 전자빔을 이용해 금속 분말을 소결, 또는 용융시키는 방법이 주류였는데, 대형 적층 조형용으로 조형 속도의 고속화나 절삭에 의한 2차 가공을 특징으로 한 다이렉트 에너지 디포지션