2002년도 한 해 동안 생산 및 설계공학 관련 분야를 중심으로, 소성가공, 절삭가공, 금형 및 사출성형, 용접 및 특수가공, 생산자동화 및 관리, CAD/CAM, 기계요소 및 기구설계, 공작기계 및 기계시스템설계, 지적설계 및 최적설계, 윤활 및 마멸, 생체공학, MEMS 등으로 분류하여 각 분야에서 그 동안 발전 개발하여 게재된 연구 및 실험 논문들을 중심으로 이들 분야에 대한 관련 동향등을 정리하면 다음과 같다.
설계, 가공, 조립, 검사기술로 대표되는 생산시스템의 근간 기술은 공작기계에 의한 부품가공 소위, 기계 가공 기술이다. 가공에 필요한 NC 프로그램의 효율적인 관리를 위해 이용되던 종래의 DNC(Direct Numerical Control) 는 가공 Cell 의 효율을 높이기 위해, CNC 가공기 및 주변기기에 대한 실시간 감시/제어기능을 가진 분산제어시스템( DNC(Distributed Numerical Control)으로 발전하고있다. 본 연구에서는 이기종 CNC로 이루어진 가공 Cell에 적합 하고, 경제성, 범용성 및 확장성을 고려하여 RS485 Network 및 RS232C를 이용하여각 CNC 공작기계 및 주변기기와 연결 해서 실시간(Real Time) 동시작업(Multi Tasking) 가능한 DNC 시스템을 개발하였다.
공작기계부품 가공을 위한 공정표는 가공공정, 공정별 도면 분할, 가공기계 등을 결정하는 공정계획과 한 공정에 대하여 가공방법, 가공공구, 절삭조건, 공수등을 결정하는 작업계획을 통하여 발행된다. 작업계획에서 가공방법과 가공공구의 결정은 절삭조건과 공수에 영향을 주는 중요한 요소이다. 기존의 연구에서는 가공방법과 가공공구를 결정하기 위해 전문가 시스템 쉘(expert system shell)이용한 사례가 많았다. 이 경우, 지식 베이스(knowledge base) 의 구축에 많은 시간이 소요되고, 지식이 변했을 때 수정의 어려움이 있다. 본 연구에서는 표준화되지 않아 변경의 소지가 많은 가공방법과 가공공구 결정에 뉴럴 네트워크(neural network)의 한 종류인 백 프로퍼게이션 (back propagation) 학습 모델을 이용했다. 공정계획 후 분할된 공정별 도면으로부 터 크기 및 정밀도 등과 같은 특징형상(feature) 정보를 추출한 후, 특징형상 의 종류와 크기, 치수공차, 기하공차, 거칠기 등을 입력하여 가공방법 및 가 공공구가 출력되도록 학습패턴을 설정하여 학습시켰다. 학습패턴은 공정설계 전문가와 인터뷰하는 방법과 작업계획 과정을 분석하는 방법을 통하여 설정 했다. 백 프로퍼게이션 모델을 통하여 학습시킨 결과, 학습시킨대로 정확한 가공방법 및 가공공구를 결정할 수 있었다.
신흥국들의 경제성장과 선진국들의 기능성, 편의성 식품에 대한 수요증가에 따라 다양한 식품에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 국내에서도 식품가공기계산업에 대한 관심 및 식품가공기계의 사용빈도가 지속적으로 증가하고 있다. 따라서 식품가공기계와 관련하여 발생하는 재해도 역시 증가하고 있으며, 전체 산업 재해율보다 높은 재해율을 보이고 있다. 이에 본 연구에서는 식품가공기계 관련 재해특성을 분석하고 그 예방대책을 제시하고자 한다.
소경드릴가공은 많은 기계가가공중에서도 가장 곤란한 가공의 하나이다.그것은 가공구멍단면 이하의 공간속에서 공구강성이나 칩처리들이 고려되어야 한다는 엄격한 제한이 소경이란 형태에서 한층 어려워지기 때문이다.소경의 구멍가공은 최근 전자제품,우주항공기 부품,소형정밀부품, 섬유산업의 광섬유관련품 등에 까지 수요가 증가함에 따라 레이져가공,전자빔가공,전해가공과 같은 전기물리적가공법이 많이 사용되고 있지만 생산성 및 가공정밀도의 관점에서 만족스러운 결과를 얻을 수 없는 실정이다, 이에반해 기계가공인 소경드릴가공은 공구강성저하로 인해 쉽게 파손된다는 점은 있지만 가공정도가 양호하고 종횡비가 높은 가공이 가능하여 실용화가 가장 좋은 분야라고 할수 있다. 이로 인해 최근에는 여기에 관한 많은 연구가 지행되고 있다. 또한 기계가공의 자동화가 진전됨에 따라서 단일공국의 대표적 공구인 바이트의 결함을 검출하는것 못지않게 드릴의 마멸이나 절손의 검출 또는 예측이 중요한 문제로 부각됨에 따라 절삭저항의 이용이 증가할 것으로 생각된다. 따라서 본 연구에서는 ADI에 포함된 Si량이 드릴가공시 ADI의 피삭성에 미치는 영향을 절삭조건을 변화시켜 고찰함과 동시에 공구수명에 대하여 고찰하였다.
현재 난삭재 가공에는 연삭가공기술이 널리 쓰이고 있다. 하지만 연삭가공은 냉각액, 절삭유 등의 소모가 많아 환경에 나쁜 영향을 미치고 에너지 소모도 크다. 최근에 LAM(레이저 보조가공) 등의 기술개발이 이루어져 기존보다 더 효율적으로 난삭재를 가공할 수 있게 되었다. 이 글에서는 환경 친화적 난삭재 절삭가공기술 동향에 대해 소개한다.
최근 우리 주변의 식생활을 살펴보면 간편함을 추구함에 따라 Instant 식품이 보편화되어지고 있으며, 병행하여 각종 식품의 가공화도 급격하게 기계화 내지 공업화로 발전이 거듭되어 지고 있다. 식품가공산업은 다품종 소량 생산으로부터 대량에 이르기까지 다양다종하며 또한 식품가공 기계도 다양다종하다. 식품기계가 일반기계와 근복적으로 다르다고 말할 수 있는 것은 기계에 사용되고 있는 윤활제가 직접 또는 간접으로 식품과 접촉하고 있는 점이 식품기계의 특색이다. 따라서 식품기계가 갖추어야 할 가장 중요한 인자가 보건안전위생으로, 이는 무엇보다도 인간의 식생활 안정에 대한 요구로 어느나라건 망라하여 가장 까다롭고 귀중한 위치를 차지하는 과제중의 하나가 되고 있다.
국내 공작기계 시장은 일본 화낙사 컨트롤러를 사용하는 비중이 80[%] 전후이며 그 비중이 높다고 할 수 있다. 최근, 기계가공 분야에서도 IoT(Internet of Thins) 환경을 도입하여 공장의 스마트화가 이루어지고 있다. 대부분의 공작기계를 소유하고 있는 산업현장에선 공작기계에 관한 모니터링 시스템에 대한 필요성을 인식하고 있으며, 공작기계의 가동률 체크 뿐만 아니라 가공패턴 및 가공시간 등을 견적서 자료로 활용하려하고 하고 있다. 이러한 요구조건을 충족시키기 위하여 가공기계 분야에도 ERP(Enterprise Resource Planning)시스템을 도입하여 생산 공정관리의 기초 데이터로 활용하고 있다. 이러한 생산 현장을 감안하여 공작기계에 대한 공정 모니터링 기능 및 스마트화가 무엇보 다 중요하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 화낙(fanuc)에서 제공하는 FOCAS 라이브러리를 활용하여 공작기계 가동률에 대한 체크가 가능하도록 Wi-Fi 기반의 데이터 전송 모듈을 개발하여 공작기계 모니터링에 필요한 소형의 통신모듈을 제시하고자 한다.
공작기계에서 가공정밀도를 저하시키는 가장 큰 요인은 열변형 및 채터진동이다. 본 고에서는 이 중 장시간 가공중 기계의 열변형에 따른 문제점을 자동으로 공작기계 CNC(Computerized Numerical Controller) 제어기상에서 실시간으로 보상하여 주는 장치 및 기술개발 사례에 대한 내용을 언급하고자 한다. 기계가공에서 온도신호의 실시간 데이터 취득 및 열변형에 따른 공작기계 원점(Work Offset)의 자율보정이 가공정밀도 향상 및 가동률 향상에 많은 영향을 끼친다 이에 따라 본 고에서는 온도 데이터의 취득부와 보상을 위한 보정값 추출을 위한 선형회귀법 및 신경회로망의 보정모델을 임베디드화한 디바이스와 CNC상에서 가공중 공작기계 원점 자동보정을 하는 시스템을 개발하였기에 관련내용을 소개하고자 한다.
삼면이 바다인 우리나라의 지리학적 측면에서 수산업의 형성은 자연발생적이라 할 수 있다. 이러한 수산업의 형성과 더불어 수산물을 이용하기 위한 수산물의 가공기술의 발전도 동시에 형성되기 마련이다. 일본과 같은 외국의 경우는 1960년대 부터 수산물의 가공기술이 본격적으로 개발되어 현재 수산물 가공기계 전문업체만 하더라도 수십업체가 되고 종업원의 수도 수십에서 수백명에 이르는 전문업체로 성장하면서 자국의 수산물 가공뿐 아니라 세계의 수산물 가공기계분야에 선두를 선점하고 있다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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