• 한국생산제조학회지
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• 제21권5호
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• pp.702-707
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• 2012

This paper considers two linear drive systems using roller gear mechanism(RGM), one is the RRP(roller rack pinion) system that consists of a roller rack and a cam pinion, the other is the CRP(cam rack pinion) system that consists of a cam rack and a roller pinion. Through the comparison of contact forces and load-stress factors between two linear drive systems, it reveals that the RRP system is superior to the CRP system in the aspect of the bending strength, while the CRP system has higher contact fatigue resistance than that of the RRP system.

• 한국생산제조학회지
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• 제23권2호
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• pp.194-198
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• 2014

In recent years, RGM(roller gear mechanism) systems, wherein one of the gears of a meshing gear pair is replaced with pins or rollers, have been reintroduced, which is a consequence of, and therefore a reflection of, the rapid advances made in manufacturing technology. Three RTG(roller track gear) systems for arbitrary path transportation (e.g., L-, O-, U-, and S-shaped tracks) were constructed using two out of three RGM systems, namely, the CRP(cam rack pinion), CRG(cam ring gear), and RPG(roller pinion gear) systems, and are introduced in this paper. We also present three ways to prevent the intersection and non-contact phenomena at the teeth in the vicinity of the conversion point between two joined RGM systems.

• 한국기계가공학회지
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• 제7권4호
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• pp.50-55
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• 2008

CNC wire bending machines are used in industries to make a type variety of wire products such as long links. The machines have a long arm device to rotate in order to remove forming errors by flexibility of wire. Generally, the machines which constructed servo motors in the arm have the rotating range of the arm under 360 degree because the servo motors connect with fixed control devices on frame by many cables. The rotating angle under 360 degree limits working speed and forming geometry. Therefore this study developed a gear train to drive a parts in arm and to be independent on arm rotation movement. The developed gear train can transfer four movements to four components in arm and is consists parallel of four pairs of satellite gear trains. This study constructed the CNC wire bending machine with the developed gear train and verified that the gear train could drive internal components independently on arm rotation.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권1호
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• pp.95-101
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• 2012

An internal type roller ring gear(RRG) system composed of either a pin or a roller ring gear and its conjugated cam pinion can improve the gear endurance from that of a conventional gear system by reducing the sliding contact, while increasing the rolling motion. In this paper, we first proposed the exact cam gear profile and the self-intersection conditions obtained when the profile shift coefficient is introduced. Then, we investigated contact stresses and surface pitting life to fmd characteristics for surface fatigue by varying the shape design parameters. The results show that the pitting life can be extended significantly by increasing the profile shift coefficient.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권3호
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• pp.289-294
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• 2014

일반적으로 산업용 로봇은 가반중량에 비해서 매우 큰 자중을 가지게 되며, 이로 인한 큰 중력토크를 보상하여야 하므로, 고사양의 모터/감속기를 사용하게 되어 제조단가가 높아진다. 이러한 머니퓰레이터의 자중 및 가반중량을 기계식 중력보상장치로 보상하게 된다면, 모터/감속기 사양을 크게 낮추어서 제조단가를 낮출 수 있다. 그러나 기존의 와이어 기반의 중력보상장치의 경우, 내구성 및 파손 등의 문제로 실용성이 낮았다. 본 연구에서는 이를 개선하고자 기어 및 롤러 기반의 내구성 높은 중력보상장치를 개발하고, 이를 사용하여 낮은 용량의 모터/감속기로도 가반하중 목표를 만족시킬 수 있는 중력보상 장치를 탑재한 머니퓰레이터를 개발하였다. 본 연구에서는 다양한 시뮬레이션 및 실험을 통하여 제안한 중력보상장치가 머니퓰레이터의 모든 자세에 대해서 중력에 대한 완전한 보상토크를 제공하였으며, 큰 가반하중에 대해서도 적절한 보상토크를 제공할 수 있음을 보였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권5호
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• pp.60-67
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• 2012

In the study, the effect grinding condition on the workpiece arithmetical average roughness(Ra) to 10 steps leading to cutting each section with the spindle rotational speed 8000rpm and feed rate 150mm/min of grinding in GC(green silicon carbide) grinding processing after heat treatment and non heat treatment of SCM415 material. Also the following conclusions were obtained analysis of stress distribution displacement and finite elements method(FEM) on assemble parts with 3+2 axis simultaneous control through grinding and gave a load 11kg on ATC arm both sides gave a load of 11kg. For the centerline average roughness(Ra) in the heat and non-heat treatment work pieces, which were appeared the most favorable in the fifth section were $0.511{\mu}m$ and $0.514{\mu}m$, that were shown in the near the straight line section was the smallest deformation of curve. In addition, the bad surface roughness appeared on the path is too long by changing angle, the more inclined depth of cut, because the chip discharging is not smoothly.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.86-86
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• 2017

마늘파종기는 파종기구동부와 파종후 파종홀의 복토역할을 하는 파종기롤러, 지면과의 마찰을 통해 바퀴의 회전토크가 발생하며 발생된 토크는 파종기 내부 동력으로 전달되어 전체 파종시스템(배종, 호퍼캠, 파종부)을 동작 시키는 기능을 수행하는 파종바퀴, 마늘종구를 한알씩 집어올려 중간이송컵으로 이송하는 자세교정컵이 포함된 배종부와 자세교정컵에서 낙하된 마늘종구를 땅속으로 파종하는 파종장치로 구성된다. 배종율 95%, 2립 배종률 5% 성능을 확보할 수 있는 기술이 개발될 경우 세계적으로도 독보적인 기술 우위를 확보할 수 있다. 이와 같은 기본적인 기능을 구현할 수 있는 컨셉모델에 대한 설계를 수행하여 시제품개발 전 기구해석과 구조해석 등을 위한 기본설계를 수행하였다. 배종율 95% 이상을 확보하기 위해서는 기존의 현장경험의 의한 설계 방식으로는 한계가 있기 때문에 시뮬레이션 및 분석 개발이 필요한데, 프레임은 고정밀 마늘종구 배종부 장착을 위한 기본 구조물로써 작동시 동력을 얻기 위한 바퀴와 연계가 되도록 설계되었으며, 호퍼는 배종 수행을 위해 마늘을 저장해 두는 통으로써 배종부와 연결된다. 배종부의 배종판이 회전함에 따라서 배종판의 홈이 호퍼 내로 들어갔다 나오면서 마늘을 집게되며, 동력 전달부는 배종판을 회전시켜주고, 회전 속도 조절을 가능하게 한다. 파종부는 배종부에서 중간컵을 통해 하나씩 공급해준 마늘을 땅에 심는 부분으로서. 프레임의 바퀴 회전과 연동되어 회전하고 설계하였다. 배종판에서 중간컵으로 이송된 마늘을 파종부의 파종컵에 받아 회전하면서 땅속에 파종컵이 묻히면 파종컵이 열리면서 땅속에 마늘을 심는 원리이다. 조간조정은 7조식의 경우 초기설치시 고정되도록 설계되었으며 농촌진흥청 기계화 표준재배안에 따라 의성마늘 기준 $14{\times}14cm$(조간${\times}$주간)를 기준으로 개발하였다. 조간조정은 기계가 설치되면 조정하기 어려우므로 14cm로 설계하였으며, 주간조정은 원형배종장치의 구동기어부의 속도비로 간격을 조정할 수 있도록 기어장치를 설계하였다. 주간조정은 13에서 18cm의 범위에서 작동하도록 설계되었으며, 필요에 따라 간격조절이 가능함. 마늘은 그 크기가 다르고, 형상도 다르기 때문에 종자에 따른 개별적인 파종기술들이 개발되어야하기 때문에 개발 기간이 오래 걸리고, 수익에 비하여 개발비가 과다하게 요구되는 실정인데 축적된 시뮬레이션 툴을 이용한 파종기 분석 기술을 확보할 경우 다른 파종기의 연구 개발에도 크게 도움이 될 것으로 기대되며, 생육측정 실험과 동역학 해석 툴 RecurDyn을 통해 파종기의 기구학적 분석을 통한 설계반영 인자를 도출할 계획이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.1620-1625
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• 2015

본 연구에서는 산업현장에서 각종 기어나, 축, 체인, 롤러, 금형, 자동차강판 등으로 널리 쓰여 지는 기계구조용 탄소강인 SM45C를 실험소재로 사용하였다. 실험에 사용되는 시험편 표면에 표면경화를 수행하기 위하여 #200 ~ #1500의 순서대로 미세연마 후 거친연마의 연마가공을 실시하였으며, 다이오드 레이저의 표면경화 열처리 후에 자기냉각효과를 고려하여 $100{\times}50{\times}10$의 판재로 시험편을 제작하여 실험하였다. 소재 표면에 다이오드 레이저를 이용하여 국소부위에 표면경화 열처리를 수행하였다. 이때 다이오드 레이저의 출력과 이송속도를 공정조건으로 하여, 미세경도시험, 미세조직시험, 전자 주사 현미경(SEM), 입열량을 분석하였다. 분석 후에는 실험소재의 기계적 특성을 비교하여, 타 표면 경화법에 비해 다이오드 레이저를 이용하였을 때의 표면경화 열처리 신뢰성과 우수함 그리고 최적의 공정조건을 도출하였다. 열처리 후 경화부는 판상 마르텐사이트로 경화 되었으며. 경도값은 Hv729.5로 열처리 후 약 2.3배 이상 표면경도가 향상되있는 것을 확인하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권7호
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• pp.52-59
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• 2020

Automatic tool changers (ATCs) can be divided into drum and chain types. Drum-type ATCs contain a magazine, where the tools are mounted, and a cam gearbox, which swaps the tools via roller gear and grooved plate cams. Drum-type ATCs are advantageous in that the operating time for the tool magazine is more rapid than that of chain-type ATCs and the length of the unit is shorter. Thus, drum-type ATCs can be fabricated into various shapes and forms depending on the number of tools and the magazine size in accordance with machining center requirements and consumer demand. In particular, the price competitiveness of a machining center with a drum-type ATC is higher, while drum-type ATCs are more rigid with fewer parts, possibly reducing the need for regular servicing. This study aims to verify the structural stability and design validity of the magazine base, which is the main structure of a drum-type ATC, using finite element analysis. This study kinematically verifies the specifications of the selected drive motor and reducer and assessed the design of the cam gearbox. It also conducts a structural analysis of the roller camp, which is the core component of the cam gearbox, based on the results of the kinetodynamic analysis, thus validating the structural design.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.511-519
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• 2021

저고도 비행으로 접근하는 적 비행 체계를 신속한 대응 사격으로 제압하는 대공화기용 특수 차량에 차체와 포탑의 회전동력 전달에 선회 베어링이 적용되고 있다. 특수 차량의 전투 임무 수행 과정에서 포탑 하중과 사격 시 발생되는 충격 하중 등이 복합적으로 작용할 때 구조적 안정성이 확보되어야 성공적인 기능 발휘가 가능하다. 선회 베어링의 구성품 중 링기어, 롤러 및 와이어 레이스의 형상과 소재 특성을 고려하여 차량의 포탑 구동과 사격에 의해 작용하는 복합 하중에 대한 구성품의 안정성을 평가하고자 하였다. 안정성 평가를 위한 연구 방법으로는 공학 이론을 바탕으로 구성품의 강도 특성을 수치적 계산을 통해 살펴보고, 다음으로 상용 해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 구성 부품들에 대한 유한 요소 해석을 수행하였다. 이론적 해석과 유한 요소 해석 결과의 상호 비교 결과 매우 유사함을 확인할 수 있었다. 해석 중심으로 수행된 선회 베어링에 대한 구조 안정성 평가 결과로 보아 국산화 개발초기 예비 설계 단계에서 결정한 선회 베어링의 설계 강도가 충분함을 확인하였다.