자동차 중량의 경량화를 위한 몸체의 알루미늄화 추세는 최근 지구환경 보호측면에서도 필수적 이라 볼 수 있으며, 현재 사용하고 있는 강판과 비교하여 제조단가를 낮추고 강판의 스탬핑 성형 및 용접 . 조립라인에서 동등하게 고속 . 대량 생산이 가능한 생산기술을 구축하는 것이 알루미 늄에 의한 경량화를 꾀하기 위해 필요하다. 알루미늄판재의 스탬핑 성형성 확보를 위해서는 냉 연강판 수준의 기계적 성질의 확보, 금형 가공변수에 대한 최적 가공조건 확립과 알루미늄에 적합한 신 가공기술의 개발 등이 금후의 과제이다
우리나라 반도체 산업의 수출은 82년의 6.3억불에서 90년에는 30억불로 확대되고 기초 소재 부분의 국산화가 현재 리드프례임 정도에 불과하나 90년에 가서는 수지 및 화공약품까지 자급화를 목표로 하고 있다. 86년까지는 컴퓨터 에이디드 디자인 활용으로 설계 능력을 보유토록 할 것이며 웨이퍼 가공 부분에서 현재 3인치 웨이퍼 가공을 4~5인치 가공으로 확대하고 가공 품목을 LSI급으로 높이며 자동화 착수 수단인 조립공정을 완전 자동화하도록 향상시킬 것이다.
고도로 자동화가 진전된 생산 시스템에서의 가공은 NC 공작기계, 머시닝 센터등에 의해 이루어지고 있으나, 작업 상태에 대한 감시 및 공구교환 시점의 결정은 작업자에 의해 행해지고 있으므로, 무인화에 큰 장애가 되고 있다. 최근 머시닝센터 를 중심으로 가공이 많이 이루어지고 있는 실정에서, 머시닝센터 전체 작업중 대략 40% 정도를 차지하는 드릴 작업에서 공구 상태에 대한 감시는 가공 무인화를 위해서는 필수적이다. 본 연구에서는 드릴가공시 주축 및 Z축 모터전류와 공구마멸과의 정성적 및 정량적 관련성을 조사하기 위해 전류의 진폭영역 정보인 평균, 분산, 왜도(skewness), 첨도(kurtosis)등의 신호처리를 행하여, 이들값이 공구마멸이 진행됨에따라 변화하는 특성을 조사하였다.
최근 절삭공정은 다량의 칩을 생성시킬 수 있는 고능률화를 지향하고 있으므로 공작기계의 능력을 충분히 이용하려면 고속 가공에 따른 칩처리 문제가 선결되어야 한다. 고속가공시 발생하는 연속형 칩은 공구의 마모를 촉진하고 제품의 표면에 흠집을 내기도 하며 절삭점 부근에 칩이 엉기는 경우 여러가지 트럭블을 일으키게 되므로 가공계의 무인화, 자동화를 가로막는 가장 큰 요소가 되고 있다. 본 연구에서는 방사온도계를 이용하여 각 가공에 있어서 칩 상태에 따른 방사온도계의 출력값을 검토한 후 퍼지추론을 통하여 실시간으로 칩상태를 판별할수 있는 알고리즘을 개발하여 실험을 통해 그 성능을 평가하였다.
한국기초과학지원연구원(www.kbsi.re.kr/upel) 초정밀가공팀(팀장.김건희)에서는 2005년부터 기존의 측정분석위주의 단순지원에서 국가적 수요에 대응하는 대형첨단연구장비의 국산화를 위한 기술개발에 역점을 두고 있다. 이를 위한 기반기술로써 초정밀 가공 및 측정 장비의 설치운영을 통한 첨단연구장비의 핵심부품을 개발하고 있다. 특히 천문관측용 적외선(IR) 광학계의 초정밀가공기술 개발을 통한 항공우주용광학계의 국산화 기술 향상에 기여하고 있다.
가공용의 대출력 CO$_{2}$ 레이저를 개발하여 이를 국산화시키기 위하여 광축과 횡방향으로 매질을 유동시키고 횡방향으로 여기시키는 연속출력 CO$_{2}$ 레이저를 설계하고 제작하였다. 현재까지 실험을 통하여 최대출력 2.4KW, 최고 효율 17%를 달성하였다. 이는 연구목표인 1KW를 상회할 뿐만 아니라, 국내 최초로 2KW이상의 레이저 연속출력을 발진에 성공함으로서 대출력 레이저 개발에 이정표를 세우는 계기가 되었으며, 효율면에서도 외국과 대등한 수준에 도달했다. 또한 이번 연구를 통하여 레이저의 운전을 중앙집중화할 수 있는 제어시스템을 개발함으로서 레이저 가공기의 상업화에 더욱 접근할 수 있게 되었다. 앞으로의 과제는 레이저 출력을 더욱 안정화시키고, 레이저 빔의 제어연구와 레이저에 의한 가공연구를 통하여 레이저 가공기의 완전한 국산화를 이룩하는 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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