최근 공업 제품의 저가격화와 제품 개발 사이클의 단기화로 인해 금형의 제조 코스트 절감과 단납기화의 요구는 한층 더 강해지는 추세이다. 또한 동시에 고정밀, 고품질화 요구도 해마다 높아지고 있다. 이와 같은 고객 요구에 대응하기 위해 동사는 와이어 방전가공기의 가동률 향상, 고정도화를 명제로 개발을 해왔다. 특히 자동차 산업에서는 하이브리드화나 EV화가 진행되어 모터의 생산량 증가가 예측된다. 모터코어는 순차이송 금형에 의해 생산되는데, 증산이 되면 금형 생산의 납기 단축·코스트 절감이 과제가 된다. 이것에 주목, 과제를 해결해야 할 와이어 방전가공기의 유효 활용에 대해 소개한다. 금형 제작에 있어 단납기 대응 금형 제작에서 와이어 방전가공기는 반드시 필요해지고 있다. 특히 IC 리드프레임 금형이나 모터코어 금형 등의 순차이송 금형은 와이어 방전가공기 없이는 제작할 수 없다고 해도 과언은 아니다. 2002년쯤부터 동사는 이 순차이송 금형 제작의 시간 단축을 위해 기계의 기본 구조와 그 조립 기술을 연구, 금형용 플레이트의 피치 정도를 고정도로 안정시키는 것에 성공했다. ‘Ultra MM50B’(그림 1)에서는 피치 정도 &p
최근 금형이 보다 복잡화되고 절삭가공이 곤란한 부분이 증가해, 방전가공기의 필요성이 재인식되고 있다. 가공을 할 때에는 지식뿐만 아니라 오랜 경험에 의한 노하우 축적도 필요하고, 작업자의 수준에 따라 가공 결과에 차이가 생기는 경우도 있어 그들을 어시스트하는 기능이 요구되고 있다. 한편으로는 IoT를 활용해 작업 효율이나 기계의 가동률을 높이는 대응에도 주목이 모아지고 있다. 이 글에서는 ‘누구라도 간단히 실수 없이’ 재현성 높은 가공을 할 수 있는 것을 컨셉으로, 유저 인터페이스와 퍼스널컴퓨터나 스마트폰으로 방전가공기의 상태를 모니터링할 수 있는 IoT 관련 소프트웨어 기능을 소개한다. 헤매지 않고 가공 프로그램 작성 가공 프로그램을 작성할 때에는 형조·와이어 방전가공기 모두 가공 조건을 각각의 기계 타입마다 결정할 필요가 있다. 가공 조건을 결정하는 조작에서 지금까지는 방전 면적(판두께), 워크 재질, 전극 재질, 가공 방법, 표면 조도를 가공 조건 일람표에서 판단해 선택하고 있었기 때문에 최적의 가공 조건이 정확하게 선택되고 있는지 알기 어려웠다. 이 문제를 해결하기 위해 제어장치 Hyper-i의 ‘프로젝트&
최근 자동차 분야에서는 CO2 배출량 절감을 위해 PHV나 EV 등의 차세대 자동차의 보급이 추진될 것으로 예상되고 있다. PHV나 EV 등에서는 에너지절감을 고려한 특성을 갖는 모터가 앞으로의 요구인 것은 분명하다. 그 큰 과제의 하나가 모터 특성에 크게 영향을 미치는 모터코어의 개발이다. 이에 모터코어 및 모터코어 금형(프레스 금형)의 과제와 대책에 대해 정리하고, 금형 제조 공정의 하나인 와이어 방전가공의 과제와 동사 대책 사례를 소개한다. 또한 PHV, EV 등의 보급 한편으로, 엔진 자동차의 저연비화로서 엔진의 효율 향상이나 구동계의 효율 향상, 차체의 경량화 등의 개발도 추진되고 있다. 그 중에서 특히 구동계의 효율 향상을 위해 동력 전달 로스를 절감하는 기어 고정도화의 요구가 있다. 이에 보다 높은 정도가 필요한 기어 단조 금형의 형조 방전가공의 과제와 동사 대책 사례를 소개한다. 모터코어 금형에 있어 와이어 방전가공의 과제와 대책 최근 모터코어에 채용되는 전자 강판의 박판화가 추진되고 있다. 박판 재료는 철손이 적고, 모터 특성에 유리한 것이 이유이다. 따라서 최근에는 t0.2~t0.35mm 정도(기존 : t0.5mm 정도)까지의 박판 재료가
전기만 흐르면 재료의 경도에 의존하지 않고 가공할 수 있는 강점을 활용해 담금질강과의 좋은 상성으로 방전가공기가 금형 제작의 최종 공정에 중요시됐던 것은 한참 옛날의 이야기이다. 현재 절삭 툴의 고정도화·고강도화·내마모성 향상과 고속 회전 주축 탑재 머시닝센터의 성능 향상에 의해 금형 제조에서 직조가공이 다용되고 있으며, 최종 공정에 한정하지 않고 방전가공의 활용 패턴이 모색되고 있다. 이 글에서는 공작기계의 각 특징을 이해·습득, 종합력의 최적화와 자사 노하우 구축을 달성함으로써 글로벌 금형 제조의 경쟁력을 향상시킨다는 요구에 대응하기 위해 방전가공의 원리를 다루면서 최신 기술과 그 활용 사례를 소개한다. 방전가공의 우위성 방전가공은 절삭가공에서 공구에 해당하는 전극과 워크의 간극(방전 갭)에 방전 현상을 발상시켜, 방전에 동반하는 역학적 작용(방전 충격 압력)과 열적 작용(증발·용융)에 의해 제거가공을 하는 가공 수단이다. 방전가공의 대표적인 특징을 아래에 든다. • 단위면적당 고밀도 에너지 부가가 용이 • 절삭가공과는 달리 부드러운 것(동)으로 단단한 것(철)을 가공할 수 있다 &bul
방전가공에는 여러 가지 장점이 있으며, 좁은 피치의 미세 커넥터 금형이나 깊은 홈이 많은 다이캐스트 금형 등의 제조에서 적극적으로 사용되어 왔다. 최근에는 진원도를 요구받는 모터코어의 대형 금형이나 자동차 부품의 대형 금형 등 새로운 분야에서도 활용이 추진되고 있다. 이러한 가운데 방전가공의 장점을 잘 활용한 금형을 제조, 제안하는 것이 차별화로 이어진다고 생각할 수 있다. 이 글에서는 새로운 분야 개척의 힌트가 되는 방전가공에 관한 연구 동향과 방전가공기의 최신 기능을 소개한다. 또한 방전가공기를 잘 활용하고 있는 부품 메이커, 금형 메이커의 사례도 소개한다. 01 금형 제작의 경쟁력 향상으로 이어지는 방전가공의 최신 활용 사례 02 에너지절감 자동차용 금형의 최첨단 요구에 대응하는 최신 방전가공 기술 03 방전가공을 활용하는 소프트웨어 기능 - ‘프로젝트’, ‘E 테크 닥터’ - 04 모터코어 금형의 납기 단축을 실현하는 와이어 방전가공기의 유효 활용 05 와이어 방전가공기의 플레이트 가공 세팅 정도 향상 시책 - 기상의 비접촉 평면 상태 확인 기술에 의한 플레이트 평면 상태의 가시화 - 06 방전과 절삭의 적절
[첨단 헬로티] 일본의 연마기술자는 40년 전에 비하면 대폭으로 감소해, 금속가공 메이커는 인재 확보에 어려움을 겪고 있다. 현재도 연마작업의 대부분은 사람이 수작업으로 하고 있음에도 불구하고, 인재 확보가 어려운 요인으로서 ‘저출산 고령화에 의한 후계자 부족’, ‘3K 작업으로 인한 젊은 사람들의 공장 근무 회피’, ‘기술 습득에 장기간 필요’ 등을 들 수 있다. 또한, 사람의 숙련도에 따라 품질의 편차가 있으며, 일정한 품질로 만들고 싶다는 요망도 듣게 된다. 더구나 인재가 적기 때문에 많은 작업량을 소화할 수 없어 저렴하고 인재가 많은 중국으로 일을 넘기고 있는데, 최근에는 신흥국의 인건비 상승도 과제가 되고 있다. 앞에서 말한 인재 부족과 품질 편차, 인건비 상승 등의 문제가 있기 때문에 로봇화의 요구는 높아지고 있다. 로봇화에도 연마 동작을 철저히 가르치는 것은 어렵고, 공수가 걸린다고 하는 과제가 있다. 일부 로봇화를 추진하고 있는 메이커도 있는데, 교시에 시간이 걸리기 때문에 다품종에 대응하는 것은 어렵다. 교시자는 그림 1 (a)의 프로그래밍 펜던트를 사용해, 그림 1 (b)와 같
[첨단 헬로티] 열역학의 제1법칙 △U(에너지 증가분)=Q(열량)+W(일)에 따르면, 높은 온도, 높은 압력으로 할수록 에너지가 증가하게 된다. 연료를 고온·고압으로 연소시키는 편이 가스는 크게 팽창하고 힘도 커진다. 화력발전 터빈의 내열 온도를 높임으로써 이산화탄소의 발생을 억제하고, 발전 효율을 높여 자동차에서는 엔진 내가 고온·고압화될수록 연비가 향상된다. 그렇기 때문에 자동차 엔진 부품의 일부는 스테인리스 소재에서, 내열성이 우수한 니켈기 합금, 티탄합금 등의 재료로 대체되고 있다. 이산화탄소의 배출량을 억제해 지구온난화, 대기오염을 방지하는 세계적인 흐름은 가솔린, 디젤 자동차의 전기자동차화를 추진하고 있다. 전기자동차는 에너지의 급속 보충, 장거리 이동에서는 과제도 있어, 항공기에서 검증된 가볍고 강도도 있는 유리섬유 함유 수지 CFRP의 차체 시험 이용이 확대되고 있다. CFRP, 알루미늄합금, 니켈기 초합금의 인코넬, 티탄합금 등 에너지의 효율 소비를 추구해 가면, 경량, 강도, 내열이 우수한 난삭재의 이용이 늘어난다. 또한, 소비 구조의 변화는 주변에 있는 상품의 라이프 사이클 단기화를 초래하고, 제조에서는 단납기가
[첨단 헬로티] 최근에는 해외와의 경쟁에 노출되어 있으며, 생산 현장에서는 저코스트·단납기·고품질이 요구되고 있다. 또한, 워크 가공 형상의 복잡화, 가공 정도의 요구 등 생산 현장에서는 가공 기술의 향상이 날마다 요구되고 있다. 티탄합금이나 스테인리스스틸, 초경합금 등 기존에는 절삭이 어려웠던 재료의 수요가 높아지고 있는 추세다. 특히 항공산업, 발전 등의 에너지 분야, 의료 관계에서 수요가 높고, 워크 형상은 복잡하고 고정도의 가공 요구가 많다. 이러한 요구를 해결하기 위해 절삭공구 메이커에서는 제품의 연구·개발이 이루어지고, 다양한 절삭 조건, 용도에 적합한 제품을 전개하고 있으며 유저의 관심도 높다. 그러나 툴홀더는 그 역할의 중요성을 아직 충분히 인정받고 있지 않다. 툴홀더는 공작기계와 절삭공구를 연결하는 어댑터로서 고속·고정도 가공을 실현하는 데 중요한 역할을 하고 있으며, 툴링 메이커에서는 절삭공구의 성능을 충분히 발휘할 수 있게 많은 제안을 하고 있다. 난삭재 가공에 대응하는 툴홀더의 과제로서 엔드밀 가공에서 ‘채터’라고 불리는 가공 이상의 억제를 들 수 있다. &lsquo
[첨단 헬로티] 초스마트 사회 실현을 위해서는 대규모 도시 시스템의 이종·이구조 계층적 사이버 피지컬 시스템(Cyber Phy-sical System : CPS)으로서 모델링과 제어·최적화가 중요하다는 것은 말할 필요도 없지만, 이에 더해 에너지 관리, 인프라 제어, 주민의 의사결정과 반영법을 모두 다룰 필요가 있다. 지금까지는 각각의 사회 인프라 시스템이 독립적으로 관리·제어되어 왔기 때문에 수직적인 시스템의 최적화만 이루어지고, 사회 전체의 효용이나 주민의 이익이 충분히 고려되지 않았다. 지구적 관점에서 온난화·에너지 문제를 해결하면서 대규모로 복잡화되는 도시 기능을 건전하게 발전시키기 위해서는 이종·이구조의 사회 인프라 시스템을 수평방향으로 연결시켜 구조적으로 다루는 시스템을 만드는 것이 중요하다. 전력 네트워크는 도시 인프라의 근간을 이루는 대규모 복잡 계층형 시스템이라고 할 수 있다. 에너지 문제나 지구 온난화가 세계적으로 긴급한 과제가 되고 있으며, 에너지 절감, 코스트 절감의 관점에서 세계적으로 태양광 발전이나 풍력 발전 등의 분산형 전원이 대량으로 전력계통에 연계되고 있다. 그러나
[첨단 헬로티] 사회 전반의 중요한 인프라 기능을 지속적으로 담당하고 있는 전력 시스템은 운용 개시 후의 설비 구성을 드라스틱하게 변경하는 것이 기본적으로 어렵다. 그렇기 때문에 구상·기본 설계의 단계에서부터 도시 건설과 일체적으로 설비 사양 및 운영 방식의 검토를 꼼꼼히 추진하는 것이 요구되며, 장기 안정적인 도시 에너지 운용을 실현하기 위해 설비 사양 및 운용 방법의 효용을 정량적으로 평가하면서 검토를 진행할 필요가 있다. 한편 ‘초스마트’를 주장하는 저탄소 사회를 지속적으로 실현하기 위해 태양광 발전(PV) 등의 재생 가능 에너지를 주축으로 하는 에너지 공급 지향이 세계적으로 확대되고 있으며, 또한 전기자동차(EV)로 대표되는 교통 시스템 등 도시 규모로 에너지 엔드 유스의 전화 경향도 급격하게 추진하고 있다. 이렇게 전원이 가지는 기상 유래의 변동성이 전압 등의 전력 품질에 미치는 임팩트와 에너지 이용 경향의 동적 변화가 우려되는 가운데, 전력 인프라의 고도 운영이나 에너지 저장 설비의 충방전도 포함한 에너지 이용의 효과적인 능동화를 실현하는 에너지 매니지먼트 시스템(EMS) 기술이 큰 역할을 달성하기를 기대하고 있다
[첨단 헬로티] 심층 학습(딥 러닝)에 의한 인공지능 기술의 발달은 실제 정보처리에 큰 발전을 가져왔다. 이것은 다단의 뉴럴 네트워크에 의해 인간 설계자가 규칙으로 설명할 수 없는 연속적인 정보처리를 계층적 패턴 처리의 출현에 의해 실현한다. 차례차례로 만들어지는 성과 중에서 ‘이대로 인간 수준의 지능이 실현된다’, ‘싱귤래리티가 온다’ 등과 같이 피상적인 논의가 이루어지는 경우도 있지만, 이것은 아니다. 또한, 반대로 ‘심층 학습은 많은 데이터가 필요하기 때문에 안돼’, ‘나는 심층 학습으로 이것저것 무턱대고 하는 것에는 반대다’ 등의 주장을 하는 연구자도 있지만, 이것도 아니다. 심층 학습은 다단으로 반복해 쌓은 심플한 비선형 처리의 각 처리 단계의 동시 최적화에 의해 적절한 실제 패턴 처리를 하는 것으로, 그 수학적 일반성은 매우 높다. 그러나 거기서 주된 문제가 되는 것은 실제 패턴의 정보처리이며, 기본적으로는 함수에 의한 정보처리를 지능의 요소라고 파악해 모델화하는 센트럴 도그마 상의 성공이다. 이 성공을 신중하게 파악해 발전시키고, 배우고, 미래 사회에서 인간과
[첨단 헬로티] 국가가 추진하는 Society 5.0의 사고에 기초해, 공장을 포함하는 다양한 분야에서 에너지 가치사슬이 검토되고 있다. 공장은 고객 납기를 지키고 코스트를 억제해 적정한 품질의 제품을 제조하는 것이 미션이다. 이를 위한 생산 계획 문제는 보통 어떤 제약 하에서 납기를 최소화하는 조합 최적화 문제로서 정식화되고, 최적화 문제 중에서 전형적인 문제의 하나로서 연구가 진행되어 왔다. 그 중에서 기계의 처리 순서가 다른 다수의 작업을 취급하는 생산 형태의 것을 작업 숍이라고 부르고, 작업 숍 형태의 생산 형태를 갖는 공장의 스케줄을 최적화하는 문제를 작업 숍 스케줄링 문제(이하 ‘JSP’)라고 한다. JSP는 문제의 규모가 커짐에 따라 조합의 수가 많아져 최적해를 얻기가 어려워지는 문제로서 알려져 있다. 이 문제의 규모 확대에 대응하기 위해 여러 가지 메타휴리스틱 방법이 적용되어 왔다. 최근 현실의 생산 계획은 소비자 요구의 다양화에 의해 단품종 다량 생산에서 다품종 소량 생산으로 이행되고 있다. 메타휴리스틱 방법의 하나인 타부 탐색(이하 ‘TS’)은 조정해야 할 파라미터가 타부 리스트 길이(이하, &ls
[첨단 헬로티] ABB는 Relion 시리즈인 디지털 스위치기어의 보호 및 제어 계전기 계열의 신제품을 지난 11월8일부터 9일까지 진행한 DA On the Road 행사에서 국내 첫선을 보였다. 오랜 기술혁신의 산물인 REX640은 자유로운 구성이 가능한 다기능 계전기로서 사용자 맞춤 설계 및 유연성을 제공한다. ▲ 일체형 보호 계전기 ‘REX640’ 보호 및 제어 장치의 새로운 표준을 제시 REX640은 동일한 장치로 다양한 유틸리티 및 산업용 애플리케이션을 보호하고 여러 애플리케이션을 동시에 관리할 수 있다. 이를 통해 유연하고 다양한 경제적인 보호 솔루션을 보장한다. 요컨대, REX640은 보호 및 제어 장치의 새로운 표준을 제시한다. 소프트웨어와 하드웨어의 모듈성과 확장성을 통해 완벽한 사용자 맞춤설계가 가능하고, 제품 수명 주기 동안 타의 추종을 불허하는 유연성을 제공한다. REX640은 변화하는 보호 관련 요구 사항에 대해 항시 적용가능하다. 또한 새로운 소프트웨어와 하드웨어에 대해 지속적으로 손쉽게 접근할 수 있고, REX640은 최상의 자산 관리를 제공한다. ABB의 배전 솔루션 사업부 총괄 알레산드로 페일린은 &ldqu
[첨단 헬로티] 1. 들어가면서 필자는 블록체인에너지 비즈니스모델을 탐색할 목적으로 그동안 순차적으로 P2P거래 플랫폼과 결제 시스템, 그리고 지난 호에 전기차(EV) 충전 관리 비즈니스모델들을 살펴보았다. 필자는 국내의 과학기술정책연구원에서 올해인 2018년 4월 발간한 <에너지 블록체인 도입방안 연구>에서 제시한 다섯가지 에너지 블록체인 유형에서 이미 P2P 전력거래와 EV 충전 및 공유, 그리고 결제 시스템 기반의 에너지 공유 비즈니스모델들에 대해 다루었고, 이번 호에서는 에너지 데이터 활용 비즈니스모델을 다루어 보고자 한다. 이는 데이터 호환성과 관련된다. ▲ 표 1. 에너지 블록체인 비즈니스모델 유형 출처: 과학기술정책연구원, 2018.4 2. 에너지 데이터 개념과 국내 활용 현황 1) 에너지 데이터 개념 한마디로, 에너지 데이터는 빅데이터를 에너지 산업에 접목하는 것을 의미한다. 빅데이터를 활용하면 에너지 수요를 줄이고, 신재생에너지 사용 비중을 높일 수 있기 때문이다. 에너지산업 영역에서도 타 산업과 마찬가지로 수많은 다양한 데이터를 빠르게 분석해서 가시적인 정보를 제공하는 것을 말한다. 한 조사 분석에 의하면, 4층 규모 중소형 건물
[첨단 헬로티] 머신비전산업에서 인공지능 기술(머신러닝, 딥러닝)이 빠르게 확산되고 있다. 인공지능 기술을 통해 기존의 컴퓨터비전 기술로는 어려웠던 검사가 가능해질 뿐만 아니라 ‘데이터의 자기 학습’으로 보다 빠르고 쉬우며 신뢰성과 유연성을 갖춘 머신비전 검사가 가능해졌다. 이에 따라 자연스럽게 인공지능 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 국내 대표적인 머신비전 전문업체인 라온피플은 ‘LAON PEOPLE’s 머신러닝 아카데미’를 통해 인공지능의 대표적인 기술인 머신러닝 기술에 대해 연재한다. AlexNet 이후의 후속연구와 ZFNet 2012년 ILSVRC를 우승한 AlexNet에 대한 소식은 관련 분야의 연구자들에게는 엄청난 자극과 희망을 가져다 주게 된다. 이것은 마치 인류의 한계라고 여겼던 100m 달리기 기록이 누군가에 의해 한번 깨지게 되면, 그 다음에는 그 기록을 깨는 사람들이 많이 나오는 것과 유사하다. 그리하여 AlexNet은 이후 새로운 구조나 방식을 개발하는 연구자들이 성능을 비교할 때 사용하는 일종의 reference 역할을 하게 된다. 2012년 ILSVRC에서 AlexNet은 cl