[첨단 헬로티] 1. 서론 레이저 분체 패딩 용접은 재료 표면에 형성된 용융지에 분말을 공급함으로써 모재와 다른 특성을 가지는 개질층을 형성하는 기술이다. 수 mm2의 비교적 좁은 영역에 kW 오더의 높은 에너지를 투입할 수 있기 때문에 재료의 열적 데미지를 억제한 국부적인 표면개질이 가능하다. 용도로서는 공업용 커터의 날 끝에 대한 경화층 형성에서 항공기나 화력발전용 가스터빈의 터빈 블레이드 등의 엔진 부품 보수 등 저렴한 양산품에서 고가격 부품의 보수까지 폭넓게 적용되고 있다. 필자는 레이저 분체 패딩 용접의 기계부품에 대한 적용 분야 확대를 목적으로, 철강 재료 상에 고경도의 패딩층을 형성해 평가시험을 해왔다. 저합금 강판 상에 고속도공구강 분체에 의해 1,000HV의 경화층을 형성, 그 특성을 보고한다. 기계 부품은 인성을 요구받는 것도 많고, 600HV 정도의 경도로 소정의 인성을 가지는 경화층이 요구되는 경우가 있다. 이 글에서는 저탄소의 마르텐사이트계 스테인리스강 분말에 의해 패딩층을 형성해 템퍼링을 하고, 금속 조직 관찰, 경도 측정 및 마찰마모시험을 실시했으므로 그 결과를 보고한다. 2. 단조 금형 수명 N배 프로젝트에 대해서 일반 구조용 압
[첨단 헬로티] 타카야마 츠바사 (高山 翼), 마츠모토 이타루 (松本 格) ㈜소딕 1. 서론 동사에서는 '세상에 없는 것은 우리들이 만든다'라고 하는 이념 하에, 주력 제품이 되는 리니어 모터 구동 방전가공기를 비롯해 머시닝센터, 사출성형기 등을 개발, 2014년에 정밀 금형 3D 프린터 ‘OPM 시리즈’를 발표했다. 이 글에서는 OPM 시리즈의 특징 및 사용 금형에 의한 하이사이클 고품질 성형 사례를 소개한다. 2. OPM 시리즈에 대해서 금속 3D 프린터에 의한 조형 방법으로서 동사는 Powder Bed Fusion법을 채용하고 있다. 테이블 상면에 균일하게 금속분말을 빈틈없이 깔고 슬라이스한 2차원 데이터부에 고출력의 Yb 레이저를 조사해 용융, 응고시킨다. 소결 후 테이블이 0.05mm 내려가 분말을 공급하고 다시 레이저 조사, 소결이 이루어진다. 10층(임의) 소결 후, 기내에 탑재되어 있는 고속 밀링에 의해 소결 형상 측면을 고정도 절삭가공, 다시 레이저 소결로 돌아가 적층 및 절삭을 반복해 간다. 이것에 의해 고정밀의 조형물이 완성된다. 레이저 발진기에는 500W 출력 Yb 레이저를, 주축에는 45,000min-1의 스핀들을
[첨단 헬로티] 독립적으로 제어되는 셔틀이 있는 지능형 수송 시스템이 배치 사이즈 원의 대량 생산을 위한 길을 닦고 있다. 배치 사이즈 원의 대량 생산을 구현할 때, 셔틀 이동을 프로그래밍하는 과정에서 발생하는 오버헤드의 양은 적지 않다. 이 오버헤드를 대폭 줄여서 제대로 작동하게 하는 유일한 방법은 B&R의 mapp Trak과 같은 지능형 시스템 소프트웨어를 사용하는 것이다. ▲ 애플리케이션 엔지니어는 셔틀이 정의된 트리거 포인트에서 어떻게 거동해야 하는지를 설정한다. 이때 mapp Trak은 개별 셔틀의 최적의 이동경로를 계산한다. 특성이 있는 제품은 단순히 사람들의 이목을 끄는 신기한 물건으로만 볼 수는 없다. 소비자들로부터 제품을 소유하고자 하는 깊숙한 욕망을 일깨울 수 있는 정도는 되어야 특성이 있는 제품이라 할 수 있다. 점점 더 많은 제조사들이 그들의 공장에 지능형의 트랙 기반 수송 시스템을 설치함으로써 대량 맞춤화를 통한 수익 점유율의 확보를 시도하고 있다. 그러나 대량 맞춤화는 트랙 시스템이 제품 변형이나 완전히 새로운 제품을 신속하고도 저렴하게 수용하는 데 충분할 만큼 유연성이 있는 경우에만 가능하다. B&R의 지능형 ACOP
[첨단 헬로티] 저자|다쏘시스템코리아 CATIA브랜드 팀장 박경호 이번 주제는 Al Guided Design입니다. 우리는 현재 인공지능(AI)뿐만 아니라 빅데이터, 머신러닝, 사물인터넷(loT), 증강현실(AR), 가상현실(VR), 딥러닝 등 수많은 신기술 그리고 새로운 용어의 홍수 속에서 살고 있습니다. 최근 가장 뜨거운 주제라고 할 수 있는 AI와 결합된 설계에 대해 여러분들은 어떤 생각을 하고 계시나요? “OK, CATIA. Bracket 설계 좀 해줘!” 이렇게 말만 하면 알아서 설계를 해준다? 또는 ‘마우스나 키보드 클릭을 20번 이상 하던 것을 2~3번 만에 끝낼 수 있게 해주는 것’이 AI와 결합된 설계일까요? 설계는 설계 KPI라고 할 수 있는 여러 가지 항목 즉, 재질, 중량, 강건성, 내구성, 설계원가 및 각종 신뢰성 항목 등에 대한 설계자의 의도가 도면에 반영되어야 하며, 이런 것들이 어느 하나 중요하지 않은 것이 없기 때문에 모든 KPI를 고려하여 적절한 Trade-Off를 통해 디자인이 완성되어야 합니다. 이런 과정을 키 입력이나 마우스 클릭 몇 번 만에 알아서 구현해 준다는 것은 현재로서는
[첨단 헬로티] 전력 스펙트럼의 중간에서 낮은 쪽 끝에는 흔히 사물 인터넷(IoT) 장치에서 볼 수 있는 것과 같이 낮은 전력 변환이 요구되므로 적절한 수준의 전류를 처리하는 전력 변환 IC를 사용해야 한다. 이러한 IC는 보통 수백 밀리암페어 전류 범위에 있지만, 데이터 또는 비디오 전송을 위해 온보드 전력 증폭기에서 피크 전력 수요가 존재하는 경우 요구되는 전류 양은 이보다 더 높을 수 있다. 수많은 IoT 기기를 지원하는 무선 센서가 확산됨에 따라 공간과 열이 제한된 디바이스의 폼팩터에 적합한 높은 통합의 작고 효율적인 전력 컨버터의 수요가 증가하고 있다. 그러나 다른 많은 애플리케이션과 달리 대부분의 산업용 및 의료용 제품은 일반적으로 신뢰성, 폼팩터, 견고성에 대한 훨씬 높은 표준을 갖는다. 예상할 수 있듯이 이러한 설계 부담의 많은 부분은 전원 시스템과 그와 관련된 지원 부품에 집중된다. 산업용 및 심지어 의료용 IoT 제품은 AC 주 전원, 배터리 백업과 같은 여러 전원에서 적절히 동작해야 하고, 이들 전원 간에 매끄럽게 전환해야 한다. 뿐만 아니라 장기간에 걸쳐 고장으로부터 보호되어야 하며, 배터리 구동 시 동작 시간을 극대화하여 어떤 전원에서
[첨단 헬로티] AI 기술은 이미 우리도 모르는 사이에 삶의 곳곳에 이미 적용되고 있다. 실생활은 물론이고, 다양한 비즈니스에서 사용되면서 많은 이들이 혜택을 누리고 있다. 예컨대 많은 사람이 즐기고 있는 프로야구에도 AI 기술이 적용되고 있다. 일본 프로야구(NPB)는 클라우드 기반 콘텐츠 이미지 센터를 운영하고 있다. 후지필름 이미지 웍스(IMAGE WORKS)는 마이크로소프트의 AI 기술을 적용해 많은 양의 사진 선별 작업 시간을 줄였다. 야구 경기 당 약 3천 장의 사진이 촬영된다. 각 구단의 큐레이터는 그 중 300여 장을 선별한 뒤 선수별로 나누는데 평균 4시간이 걸렸다. 그런데 새로운 시스템을 활용한 결과는 놀라웠다. 약 30분으로 단축하는 성과를 거두게 된 것이다. 기울어져 있거나 얼굴이 보이지 않을 때도 선수를 알아볼 수 있고, 이미지를 4가지 유형(타격, 투구, 수비, 주루)으로 자동으로 구분할 수도 있었다. 얼굴이 입출금 카드 마이크로소프트는 이 밖에도 금융, 어업, 풍력발전 등 산업 전반에 AI 기술을 통해 비즈니스를 더욱 효율적으로 운영하고 더 나은 고객 경험을 도모하고 있다. 카드 없이 현금인출기(ATM)에서 현금을 찾을 수 있는 날
[첨단 헬로티] MCU를 사용하는 임베디드 시스템 제품의 성능 요구사항이 높아지고 기능이 복잡해짐으로 임베디드 시스템을 제어하는 MCU의 성능또한 요구사항이 높아지고 있습니다. 이에따라 MCU의 제조사에서 MCU를 다양한 방법으로 성능 개선을 하고 있습니다. 성능 향상의 방법으로 동작 클럭를 높이는 방법은 에너지 소비율, 발열 등의 문제가 따르므로 하나의 MCU에 멀티 코어를 사용하는 방법이 많이 검토되고 있습니다. 멀티 코어, 다시말해 여러개의 코어를 하나의 MCU에 사용하는 경우 성능을 높이며 에너지 소비율, 발열 등의 감소에 많은 이점이 있습니다. 이러한 멀티 코어의 MCU를 사용하는 경우 소프트웨어 개발과 디버깅 방법을 알아봅니다. 멀티 코어의 종류 1) 대칭 멀티 코어 디버깅(SYMMETRIC MULTICORE DEBUGGING) 대칭 멀티 코어 디버깅은 하나의 MCU 디바이스에 두 개 이상의 동일한 코어를 가지고 있는디바이스를 말하며, 일반적으로 단일 디버그 프로브를 통해 액세스 할 수 있습니다. 대칭 멀티 코어 디버깅을 위한 특별한 기능으로 모든 응용 프로그램을 자동으로 시작하고 중지할 수 있으며, 서로 독립적으로 코어를 제어/실행할 수 있습니다
[첨단 헬로티] 보다 효율적인 생산 공정 및 공장에 대한 요구에 새로운 기술 향상이 더해지면서 산업 시설의 전례 없는 변화가 일어나고 있다. 이러한 변화는 자동화, 정밀도, 사용 가능한 데이터 양의 증가로 이어지고 있다. 이 같은 발전은 인더스트리 4.0을 실현할 수 있게 하며 제조사들이 탄소 감축과 향상된 생산성, 안정성, 신뢰성을 통해 글로벌 경제에서 경쟁할 수 있는 기회를 갖게 해준다. 이를 통해 향후 10년 동안 자동화 장비 제조회사들이 도전할 수 있는 시장 기회는 약 6조5천억 달러 규모에 이를 것으로 추정된다. 이러한 기회가 매력적이기는 하지만 여기에는 극복해야 장애들도 많다. 예컨대, 이처럼 전통적으로 보수적인 산업에서 새로운 기술의 채택은 더디게 진행될 수 있다. 오늘날 자동화 공장은 종종 신형과 구형 시스템이 복합적으로 섞여 있어 시스템 간 통신이 복잡하게 이루어진다. 네트워크 엣지로부터 데이터를 안전하게 수집하고 통신하기가 기존 인프라에서는 쉽지 않다. 간단히 말해, 공장과 공정 플랜트는 하룻밤 사이에 변화하지 않는다. 과도기가 필요하다. 이러한 전환을 보다 빨리 실현하려면 자동화 공장은 더 많은 시스템 차원의 전문지식과 솔루션을 제공하는
[첨단 헤로티] ADI, TSN 구현…이노베이직 인수 엣지 장치를 TSN으로 구현한 신뢰성 높고 융향된 인더스트리 4.0 커넥티드 기업 네트워크에 연결하는 데에는 많은 과제들이 있다. 엣지 장치에서 오늘날의 통신 기술(필드버스, 4~ 20mA 전류 루프 등)은 신뢰성 있게 동작한다. 그러나 이들 데이터를 클라우드(로컬이나 원격)로 전송하는 경우, 공장 플로어에서부터 프런트 오피스까지 많은 통신 레이어에 의해 방해를 받는다. 게이트웨이는 종종 하나의 포맷이나 프로토콜에서 다른 포맷이나 프로토콜로 변환해야 할 필요가 있으며, 데이터는 분석이 실제로 발생하는 곳까지 가는 과정에서 여러 서버에 저장되기도 한다. 데이터를 간단한 센서에서 클라우드까지 옮기는 데 드는 총 소유 비용(TCO)에는 데이터 전송에 필요한 장치뿐만 아니라 그 과정에서 데이터 무결성을 보장하는 데 필요한 소프트웨어, 프로세싱 및 인력에 대한 비용까지 포함된다. 이더넷을 온도 송신기 같은 단순한 장치에 적용하는 것은 적절하지 않은 것처럼 보일 수도 있지만, 이는 기기의 단순성이나 기기가 생성/소비하는 상대적으로 적은 양의 데이터에 대한 문제가 아니다. 이는 융합 네트워크 상의 기기로부
[첨단 헬로티] 제3회 자동차 부품 시제작 개발에 쾌속 대응할 수 있는 석고 몰드 - 하츠바몰드 카노 히데오(鹿野 英男) 린텍기술사사무소 소장 자동차 부품에는 경량화 요구로부터 알루미늄합금이나 마그네슘합금 등의 경금속이 사용되고 있다. 이러한 부품은 코스트가 드는 절삭으로 만들어지는 것은 적고, 다이캐스트나 주조, 프레스, 단조 등으로 만들어지는 것이 많다. 이번에는 알루미늄합금제 자동차 부품의 시제작 개발에 쾌속으로 대응할 수 있는 ㈜하츠바몰드의 석고 몰드를 소개한다. 자동차 개발에서 부품 시제작의 과제 자동차의 개발에는 일반적으로 몇 년이 걸린다고 한다. 개발은 고객과 메이커의 계약으로 α 스테이지, β 스테이지, ϒ 스테이지로 진전해 간다. α 스테이지 : 기능적인 시제작으로 외관․형상은 그다지 문제가 되지 않는다. β 스테이지 : α에서 나온 문제를 해결하는 스테이지 ϒ 스테이지 : 양산 확인 직전의 상태 문제는 개발 스테이지가 진전함에 따라 설계의 변경 허용도가 작아져 가는 것이다. 따라서 개발하는 기업은 스케줄을 지키기 위해 일정적으로 쫓기게 되므로 어떻게 빨리, 저
[첨단 헬로티] 오카무라 시게루 (岡村 繁) 福田교역(주) 스핀들기술부 제어과 1. 서론 일본공작기계공업협회가 발표한 데이터에 의하면, 2017년에 일본 국내에서 생산된 NC 연삭반은 3,230대이고 그 금액은 약 850억엔이나 된다. 그 마켓에서 각 연삭반 메이커는 자사의 강점을 살려 타사와의 차별화를 도모하면서 판매 전략을 세우고 있다. 연삭반이 가공물을 절삭하는 공정에서 중요한 팩터는 몇 가지 있는데, 이 글에서는 ‘효율화’와 ‘정도’에 포커스를 맞춰 각각의 요소에 적용할 수 있는 기술 및 제품을 소개한다. 2. 어쿠스틱 이미션 센서 (AE 센서) 어쿠스틱은 ‘Acoustic=음향’, 이미션은 ‘Emission=방사’의 의미로, 이 센서는 음향의 방사를 검지하는 것이다. 사태의 전조 검지, 용접 불량 검출, 설비 진단 등 그 응용 분야는 매우 폭넓고, AE 센서의 연삭반 용도는 그 한 예에 지나지 않는다. 음향이라고 하면 인간의 귀로 받아들이는 것이 이미지되는데, AE의 일반적인 정의로서는 대개 50kHz~2MHz로 인간의 가청 한계인 20kHz를 넘는다. 따라서 AE
[첨단 헬로티] 코바야시 사토시 (小林 敏), 타치바나 토루 (立花 亨) 미크론정밀㈜ 1. 서론 줄질, 탭가공, 스크레이퍼 다듬질, 가공에는 많은 도구를 이용한다. 처음으로 이들 도구를 사용한 사람이 당황스러워하는 것은 힘 가감이다. 몇 번이나 실패를 거듭하면서 만듦새를 확인, 조금씩 능숙해져 간다. 선반, 볼반, 밀링반 등의 고정형에서도 수동 핸들을 돌려 가공을 하는 공작기계는 핸들을 돌리는 힘, 손에 전해지는 진동, 그리고 가공음 등 작업자는 많은 정보를 얻어 공작물을 높은 품질로 만들어 간다. 작업자는 그 능력을 습득해 가는 과정에서 많은 시간의 낭비, 불량품의 낭비를 느끼고, 그것이 다음 세대에 대한 기능 전승의 동기가 되어 보다 고도의 가공으로 발전시켜 왔다. 수치제어장치를 탑재한 공작기계를 다루게 되고, 힘 가감은 공구 이송 속도 이른바 F 코드 입력을 대신했다고 할 수 있다. 가공 스테이지는 보호 커버로 덮어져 작업자가 얻을 수 있는 정보는 매우 적어졌다. 보호 커버로 덮어진 자동 가공의 낭비를 어떻게 느끼고, 앞으로 어떻게 진화시켜 가면 좋을까. 동사는 내면 연삭반 및 센터리스 연삭반에 각각 특화한 동력계와 제어 프로그램을 독자적으로 개발, 힘
[첨단 헬로티] 타나하시 노조미 (棚橋 希望), 야마미치 요시유키 (山道 由征), 타나카 요시노리 (田中 美德) 日産自動車(주) 1. 서론 오늘날 신차 출시 기간의 단축이 점점 더 요구되고 있으며, 동사에서는 금형 제작 기간의 단축에 대응하고 있다. 그 중에서 NC 데이터에 요구되고 있는 것이 거친가공의 공구 파손 방지와 가공 시간 단축이다. 이들은 저속 중절삭과 고속 경절삭의 가공 시간 비교가 이루어지고 있는데, 동사의 환경에서는 전자 쪽이 적절하다고 판단하고 있다. 이에 현재의 저속 중절삭 NC 데이터에 더욱 최적화를 가하기로 했다. 이번에 적용한 NC 데이터 최적화 수법은 고부하부의 공구 파손 방지와 저부하부의 효율화 양립을 목적으로 하고 있으며, 이것을 전 부품에 양산 적용함으로써 기간 단축을 실현했다. 이 글에서는 이를 위한 파라미터 설정과 작업 공수 절감에 대해 소개한다. 2. 소프트웨어 선정 NC 데이터를 최적화하는 툴로는 일본유니시스 그룹이 제공하는 CAM 소프트웨어 ‘CADmeister’를 선정했다. 최종적으로 작업 공수의 증가가 없고, NC 작성과 동시에 최적화를 적용한다는 목표로부터 최적화 전용 소프트웨어가 아니라 최
[첨단 헬로티] 이케가메 마코토 (池龜 誠) ㈜牧野후라이스製作所 1. 서론 자동차의 프론트 그릴이나 도어 패널, 가전제품의 커버 등 방전가공에서는 대형 금형에 여러 개 존재하는 리브 형상을 효율적으로 가공하는 것이 요구되고 있다. 이 글에서는 리브 가공의 가공칩 배출 능력을 향상시켜, 안정된 방전가공을 실현시키는 기능으로서 개발한 ‘HS-Rib’ 및 이것을 표준 탑재한 대형 형조 방전가공기 ‘EDNC17’(그림 1)을 소개한다. 2. HS-Rib 방전가공에서는 가공 중에 생성되는 가공칩의 배출 방법으로서 전극을 상하로 움직이는 점프라고 하는 기능이 있다. HS-Rib 가공용 유닛(그림 2)은 점프 속도를 고속화해 가공칩의 배출 능력을 향상시킨 헤드이다. 그림 3은 점프 속도에 의한 가공 결과의 차이를 나타낸 것으로, 각각 2시간씩 가공했을 때의 가공 깊이 차이를 나타내고 있다. 가공 사례는 가공 깊이부를 확인하기 위해 가공 후 2개로 나누고 있다. 점프량이 약 3mm로 최고 속도(최대 20m/min)에 도달하도록 제어되므로 2시간에 49mm로 지금까지보다 1.7배 빨라졌다. 가공칩이 전극과 워크 간(극간)에 많이 체
[첨단 헬로티] 세키사와 토모노부 (關澤 友伸) ㈜牧野후라이스製作所 1. 서론 와이어 방전가공기는 자동 결선의 성능 향상 등에 의해 야간의 무인운전도 많이 이루어지게 됐다. 또한 가공 형상이 큰 워크에서도 요구 정도가 높아지고 있기 때문에 중형의 고정도 와이어 방전가공기가 요구되고 있다. 동사에서는 고객의 목소리를 듣고 기존의 고정도 와이어 방전가공기의 축 스트로크(X 550/Y 370mm)보다 한단계 더 큰 (X 650/Y 470mm) 새로운 와이어 방전가공기 ‘UP6’을 개발했다(그림 1). 새로운 와이어 방전가공기는 스트로크의 크기와 동시에, 가공 정도 및 피치 정도는 기존의 고정도 와이어 방전가공기와 동등 혹은 그 이상의 성능을 지향한 개발이 됐다. 여기에서는 기계의 특징과 가공 사례를 함께 소개한다. 2. 특징 와이어 방전가공기의 가공 정도는 여러 가지 외란이 크게 영향을 미친다. 가공 정도를 높게 유지하기 위해 그들을 적절하게 억제하고 제어하는 것이 요구된다. 예를 들면 와이어 방전가공기에서 사용하는 와이어 전극선은 강성이 없다. 강성이 없기 때문에 가공 중에는 와이어 단선이나 가공 궤적에 대한 와이어 지연 등의 사상이 발생,