본 연구는 각주형 금형부품을 절삭가공할때 부품의 설계데이터로부터 부품의 형상적인 특징을 추출하여 공정설계시스템인 MOLDCAPP과 작업설계시스템인 COPS에서 사용할 수 있는 정보를 생성함으로써 CAD/CAM의 연결을 자동화할 수 있는 특징형상 인식 시스템을 개발하는 연구로, 특징형상 인식기법의 창안보다는, 가용한 기술의 장 점을 사용하여 각주형 공작물의 기계 절삭가공으로 생성될 수 있는 형상을 특징형상으 로 정의하고 ACIS로 설계된 CAD데이터로부터 정의된 특징형상을 추출하여 각 특징형상 들의 형상 데이터를 결정함으로써 MOLDCAPP, COPS 등의 공절설계시스템의 입력데이터 를 생성할 수 있도록 Fig.1과 같이 설계하였다. 특히 PART시스템과 같이 인식대상이 포괄적이지 않으나, 금형부품상의 특징형상으로 범위를 축소하고 금형부품의 가공특징 을 고려하여 인식규칙을 단순화함으로써 금형가공공정의 CAD/CAM연결에 이용될 수 있도록 하였다.
생산자동화가 필요한 분야 중에서도 대량생산을 유발하고 제품생산의 단납기화, 고품질화를 좌우하는 금형기술은 설계, 가공, 검사공정에 이르기까지 취급해야 할 생산정보의 양이 방대하고 많은 기술축적과 경험을 필요로 한다. 생산정보의 효율적인 처리를 위해 설계와 가공공정에 오래 전부터 컴퓨터가 도입되었으나 단일수량 제품이라는 금형의 특수성 때문에 각 공정에서의 생산정보가 상호 유기적으로 연계되지 않은 곳에서는 전체 생산공정의 총화된 효율향상을 성취하기가 어려웠다.(중략)
많은 금형 부품의 거래에서는, 고객이 표준화된 기성품에서 대해서, 제조업체의 제조 가능한 범위에서 설계 사양을 수정하여 주문하는 패턴이 일반적이다. 기존의 전자카탈로그 시스템은 기성품의 거래에 최적화 되어 있어서 이와 같은 주문품의 거래에 적용하기가 어렵다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는, 제품에 대한 설계 지식 및 제조 업체의 생산 지식을 적용하여, 전자카탈로그 시스템에서 주문품의 거래를 가능하게 하는, 주문자 설계변경을 통한 거래 (ETO: engineering-to-order) 방법을 제안한다. 그리고 ETO 방법의 구현을 위해 필요한 주요 요소기술에 대해서 분석하고, 금형 부품 중 하나인 이젝터핀과 몰드베이스에 대해서 실험한 결과에 대해서 소개한다.
본 논문은 금형의 마무리 연마 작업을 로봇을 이용하여 자동화하기 위한 오프라인 프로그래밍 시스템개발을 그 내용으로 하고있다. 3차원 자유곡면 형상을 갖는 금형을 연마하기 위한 로봇 작업 경로를 효율적으로 생성하기 위해서는 기존의 교시 방법이 아닌 CAD시스템과 연계된 시뮬레이션 방식의 자동 경로 생성 방법이 요구된다. 본 연구에서 개발된 금형 연마 작업을 위한 오프라인 프로그래밍 시스템은 연마 작업 시뮬레이션을 위한 기하학적 모델링 기능, 로봇의 작업 공간을 고려한 작업장 배치 기능, 연마 로봇의 효율적인 기구학 해, 3차원 그래픽 시뮬레이션, 3차원 물체간의 충돌 검사 기능 및 유기적인 관계형 데이타 베이스 기능 등으로 구성된다. 본 시스템의 시뮬레이션 결과를 로봇의 위치 보정 과정을 거쳐 로봇 작업 프로그램 으로 변환함으로써 최종적으로 실제 연마 작업이 가능한, 정확하고 안전한 로봇 프로그램을 생성하였다.
CAD와 CAM 시스템 사이에서 교량역활을 지원하며, 컴퓨터 통합생산(CIM)시스템을 구축하는데 중요한 기능을 수행하는 것 중의하나인 자동공정설계(Computer Aided Process Planning :CAPP) 시스템의 첫 단계는 부품도면에 존재하는 형상 을 인식하는 것이다. 현재까지 개발된 CAPP 시스템 중 CAD 데이타베이스에서 자동적으로 형상인식을 수행하는 시스템 으로는 축대칭인 회전형상 부품을 대상으로하는 시스템이 많이 개발되어 있으나, 비회전형상 부품을 대상으로하는 시스 템은 CAD 데이타베이스의 부적절성으로 인해 제한점이 많은 부분적인 결과만 나와 있을 뿐이다. 본 연구에서는 비회전 형상 부품인 사출금형 부품을 대상으로하여 AutoCAD 시스템을 사용하여 공정설계자의 개입이 없이부품에 존재하는 형상들을 자동적으로 인식하는 알고리즘 개발에 대해서 기술하고자 한다.
본 논문은 H-형상 단면의 측대칭 부품에대하여 컴퓨터에 의한 열간단조 공정설계 및 금형설계 시스템을 개발하고 슬래브 해석법을 이용한 단조 시뮬레이션 프로그램을 통하여 단조하중을 예측하고자 한다. 이 시 스템을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램의 입력사항은 축대칭 H-형상 단조품 단면의 기하학적 형상, 소재비 도는 단조비, 마찰조건, 램속도, 다조온도, 소재 및 다이 재료명 등이다. 시스템의 실행 후 얻은 결과들은 실제 산업 현장의 요구에 맞추어 빌렛 형상, 예비 성형체, 그리고 최종다이 및 예비성형 다이가 도면화 되 어 출력된다. 수행된 출력결과가 사용자의 요구와 일치하지 않을 경우 입력사항을 변경하여 재 설계할 수 있도록 되어 있다. 그리고 본 시스템은 크게 세개의 모듈 즉, 공정설계 모듈, 시뮬레이션 모듈 등으로 구성되어 있고 각각의 모듈은 독립적으로 또는 통합하여 수행된다.
본 논문의 목적은 수치해석을 통한 자동차 와이퍼 소켓 부품 제작용 오버몰딩 금형의 냉각 시스템 설계이다. 초기 금형설계에 대한 수치해석을 수행하여 제품내 높은 온도 분포를 나타내는 열집중 영역을 도출하였다. 열집중 영역의 냉각특성 개선을 위하여 직선형 냉각수로와 체적 열 흡수부의 2 가지 냉각시스템을 고려하였다. 직선형 냉각수로의 설계를 도출하기 위하여 냉각수로의 직경과 위치가 냉각 특성과 제품 품질에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 또한 체적 열 흡수부 설계가 제품 냉각 특성과 변형에 미치는 영향을 고찰하였다. 최종적으로 체적 열 흡수부가 추가된 다중 슬라이스 오버몰딩 금형이 냉각 특성과 제품품질을 동시에 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.
본 논문에서는 견적 단계부터 공정별 제조 현황을 고객과 공유하고 소통할 수 있는 MRP 시스템과 스마트 사이니지를 이용하여 제조현장 작업자들 중심의 실시간 제조 현황 데이터를 관리 및 활용하여 생산 납품에 대한 예측 관리하며, BOM 중심의 소요 자재 관리는 물론, 소모성 자재를 위한 Part List 개념이 도입된 MRP 기반의 MRO 관리 체계를 마련하는 동시에 고객의 발주 정보를 기초로 유휴 및 유사 금형을 검색하여, 금형의 재활용 및 생산원가와 납기일 등의 코스트 절감에 도움을 줄 수 있는 고객 개방형 제조 관리 시스템 구축을 제안한다.
최근에는 자동차용 범퍼(Bumper), 인판넬(In-panel), 도어판넬(Door panel), 도어가니쉬(Door Garnish) 등과 같은 대형 사출성형품을 성형하기 위한 금형설계에 핫 러너 시스템(Hot Runner System)에 밸브 게이트(Valve Gate)를 채용한 밸브 게이트 시스템을 많이 사용하고 있다 이 시스템을 사용함으로서 성형 싸이클타임의 단축, 수지 스크랩의 감소 등의 말은 장점이 있으나, 실제 성형작업 적용 시 밸브 게이트의 작동순서 및 개폐시간의 제어 등에 정확한 표준이 없어 시험 사출시 최적 성형조건의 셋팅이 많은 시간을 소모하고 있는 문제점이 있다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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