[헬로티] 라이다는 레이저를 광원으로 하기 때문에 분광학적 방법과 궁합이 좋다(본래 레이저는 분광학에서 탄생했다). 분광학에서는 물질과 빛의 각종 상호 작용(산란, 흡수, 발광)을 조사해 원자나 분자의 이해를 시도한다. 라이다도 어떤 상호 작용을 이용하느냐에 따라 산란측정형, 흡수측정형, 발광측정형으로 분류된다. 이 글에서는 발광 중에서도 특히 형광 검출에 의해 물질의 화학 반응과 생리 활성 정보 등의 취득을 목적으로 하는 형광 라이다에 대해 설명한다. 형광 라이다의 원형은 이미 1971년에 보고된 예가 있다. 해수 표면 유막 검출장비인 (노이즈원으로 여겨지고 있었다) 유형광 제거 기술이 그 원형으로, 형광 센서(Fluorosensor)라고 부르고 있었다. 당시는 레이저와 광검출기를 포함한 광 기술이 지금처럼 발달하지 않았고, 형광 단면적이 큰 유막이 알맞은 대상물이었다. 최근에는 미세 전기기계 시스템(MEMS)형 소형 분광기기와 이미지 인텐시파이어 증폭형 CCD 센서와 멀티 채널 광전자 증배관 포톤 카운팅을 조합한 다파장 동시 분광 검출기 등의 하드웨어 장치 개발이 추진되고 있으며, 이와 함께 형광 물질의 성분 분석 데이터와 형광 스펙트럼 데이터베이스 등
[헬로티] 필드에 제공하는 고급 물리 계층인 Ethernet to the Field 기술은 원격 위험지역에 프로세스 계장 자동화 및 계측을 위한 솔루션에 기술 제공을 약속하는 것이다. 프로세스 산업을 우리가 미래에 도입하려면 속도와 유연성을 중요 가치로 여기는 표준 이더넷과 IP 기술의 도입으로 프로세스 데이터를 전송하기 위한 새로운 네트워크 표준이 필요하다. 이 글의 구성은 앞부분은 모두가 공유하는 APL의 공통 개념을 함께 논하고 후반부는 각론으로 SDO(Standard Development Organization)별 추진 활동을 각각 게재하여 비교 분석을 해보았다. 이더넷-APL의 탄생과 프로세스계장 분야 국제 단일표준의 필요성 프로세스계장 자동화 및 계측에서 원격지에 있는 위험지역의 필드장치를 연결하는 데 사용할 수 있는 이더넷-APL(Advanced Physical Layer)을 실현하기 위한 개발이 2022년까지 국제 단일표준 완성을 목표로 SDO주축으로 지금 한창 진행 중에 있다. Ethernet to the Field는 산업사물인터넷(IIoT) 및 독일의 인더스트리4.0 이니셔티브와 같은 새로운 기술 개발로 주도되는 프로세스계장 분야의 비전이다
[헬로티] 요꼬가와는 스시 센서 무선 IIoT 솔루션을 위한 새로운 압력 및 온도 센서를 유럽, 북미 및 아시아 일부 시장에서 출시한다고 발표했다. OpreXTM 자산 관리 제품군의 일부인 Sushi Sensor 라인업은 2019년 7월 일본에서 처음 출시됐으며, 일부는 국내에서도 이미 출시가 되어 있다. 새로 출시된 센서는 탱크 및 용광로 등의 설비에 설치하여 온라인으로 압력 및 온도 데이터의 수집이 가능하며, 2018년에 출시된 무선 방식으로 진동 및 표면 온도를 감지하는 XS770A를 보완한다. 이를 통해 다양한 플랜트에서 각종 데이터를 수집함으로써 설비 상태를 모니터링할 수 있으며, 설비 검사에 들어가는 공수를 줄일 뿐만 아니라 설비의 이상 징후도 조기에 감지할 수 있다. ▲ XS110A/XS530 무선 압력 센서(왼쪽)와 XS110A/XS550 무선 온도 센서 개발 배경 많은 제조업체에서 플랜트 유지보수 작업의 생산성과 효율성을 향상시키기 위해, 설비 데이터 수집을 용이하게 하는 솔루션을 필요로 하고 있다. 이에 따라 기존의 유선 기기보다는 설치가 쉽고 저렴한 무선 센서의 수요가 커지고 있다. 요꼬가와는 2018년 3월, 공장 유지보수 효율성을 높일
[헬로티] 아이치산업은 2004년부터 독일 헤믈레사의 5축 머시닝센터의 판매, 기술 서포트에서부터 애프터서비스 사업을 비롯해, 일본 국내의 5축가공 보급에 노력해 왔다. 그러나 유럽과 마찬가지로 5축가공이 보급되기 위해서는 MC·CAM·공구뿐만 아니라, 지그도 중요한 요소이다. 랑사의 제품을 취급하는 것을 비롯해 5축가공에 최적인 클램핑 시스템을 제안해 왔다. 이 글에서는 기존의 자동화에 의한 효율화 향상에 대해 소개한다. 독일 랑사에 대해서 랑(Lang)사는 1982년에 설립되어 1997년에 클램핑 시스템 Vario Tec 시리즈를 발표, 그 후 Super·Vario, Clean·Tec, Spin·Fix, Grip·Fix, Quick·Point & Moto·Speed 시리즈를 잇따라 발표, 5축가공에 최적인 클램핑 시스템으로서 세계적으로 평가받아 왔다. 또한, 오토메이션에 대응도 시작해 2007년에 에코 타워 오토메이션 시스템, 2009년에 에코 콤팩트 오토메이션 시스템을 발표, 5축가공의 자동화에서도 유럽을 중심으로 많은 실적을 쌓아 왔다. 그리고
[헬로티] 지난 10년간 차량용 인포테인먼트 시스템의 기능이 크게 변화했다. 주요 자동차 매체가 선정한 차량 내 주요 기능 순위를 보면 2009년에는 내장형 내비게이션 시스템과 DVD 플레이어가 상위 5위 안에 들었다. 그러나 스마트폰 인기가 높아지면서 내장형 내비게이션 시스템은 밀려났고, 안드로이드 오토(Android Auto), 애플 카플레이(Apple CarPlay) 등 스마트폰 인터페이스와 급속 USB 충전 등과 같은 운전자 편의 기능이 상위권을 점령했다. 이러한 기능을 구현시키는 공통적인 한 가지 핵심 기술이 바로 USB이다. 일반 소비자에게도 잘 알려져 있는 USB 기술은 업계 대표 표준화 기구인 USB-IF에서 새로운 규격을 정립하고 있으며, 시스템 개발자는 USB 기술의 가치 및 효용성을 계속해서 찾아내고 있다. 최상위 자동차 OEM 및 Tier 1 부품 공급업체에서 근무하는 엔지니어들은 몇 년 전부터 제품 설계에 이와 같은 편의 기능을 통합하여 추가하고 있다. 스마트폰 애플리케이션의 지속적인 발전, 차량에 사용되는 대역폭 확대, 전자 기기의 충전 속도 가속화에 대한 소비자 수요 상승 등으로 인해 이러한 트렌드는 앞으로도 계속될 전망이다. US
[헬로티] 사출성형이란 플라스틱의 성형가공법으로 열가소성수지를 성형하는 대표적인 방법이다. 다양한 무게의 제품을 성형하며, 반복해서 제작할 수 있으므로 대량생산에 적합한 기술 중 하나다. 금형기술 9월호에서는 사출성형공정에 알맞은 형체력을 비롯해 공정에 영향을 미치는 온도와 계량, 배압 등에 대한 내용 그리고 성형 불량 종류에 대해 알아보고자 한다. LS엠트론 김영기 고문 기고 형체력 형체력은 금형전진이 완료되고 사출이 시작되기 전의 장력(Tensile stress)하에 타이바 혹은 타이바레스에서 프레임에 걸리는 힘의 합이다. 로킹력(Locking force)은 재료를 금형으로 밀어 넣는 사출 동작의 장력 하에서 타이바 혹은 타이바레스에서 프레임에 걸리는 최대 힘의 합이다. 형개력은 금형에서의 평균내부압력과 사출성형품의 투영면적으로부터 산출된다. 금형의 밴팅은 캐비티 양이 형폐 방향으로 증가하는 곳에 금형 캐비티 압력이 동작할 때 금형파팅면에서 형체력으로부터의 금형보호다. 밴팅뿐 아니라 다른 탄성의 변형도 형체장치와 금형, 형체력과 로킹력, 형개방력의 견고함에 달려있다. 형체력을 증가시켰을 때 나타나는 현상은 다음과 같다. ⦁ 금형의 독립적인 치
[헬로티] 최근 몇 년 사이에 진공 청소기, 전동 공구(전동 드릴, 전기 톱, 전동 드라이버 등), 원예 장비(예초기, 톱, 잔디 깎는 기계) 같은 많은 제품들이 코드를 연결하는 유선 형태에서 충전가능한 배터리 팩을 사용해서 무선으로 작동하는 방식으로 전환되고 있다. 자전거처럼 이전에는 동력을 사용하지 않던 제품들까지도 배터리로 구동되는 전기 자전거나 전동스쿠터 형태로 전환되고 있다. 배터리 모니터링을 통해 정확도를 높이고, 사용 시간은 연장시키면서, 안정성을 향상시키는 방법 배터리 팩은 개별의 리튬 이온, 리튬 폴리머, 혹은 인산 리튬 전지들로 이루어져 있으며, 부적절하게 취급했을 때 화재나 폭발의 위험이 있다. 안전한 사용을 위해, 팩에 포함된 전자제품은 전지 제조업체가 규정한 조건 내에서 사용해야한다. 이러한 조건들로는 다음과 같은 것들을 들 수 있다: ● 최대 허용 충전 전압 ● 충전과 방전 전류의 최대치 ● 충전과 방전 시의 온도 범위 그러므로 배터리 팩 내의 전지들의 전압, 전류, 온도 같은 파라미터를 측정하는 것이 중요하며, 이러한 파라미터들이 설정된 한계 값을 초과하면 그에 따른 적절한 보호 조치를 취할 수 있다. 설계자가 설계할 때 여백의 양
[헬로티] 한국에서의 스마트공장 혁신 활동을 해 온지 수년이 흘렀다. 경제가 성장기라면 몰라도 경제 침체기에 제조업을 한다는 것 자체가 칭찬받아야 마땅한 것이기에 코칭 중심으로 개인적으로는 접근해 왔다. 정부와 지자체가 합심하여 5천만 원에서 1억 원이라는 지원금을 주어가며 한국 경제의 핵심인 제조업을 살리려고 참 노력들을 많이 해 왔다. 그 지원금이 적은 돈은 아니지만 현장에서는 현장 인건비뿐 아니라 시스템 공급사의 인건비 상승과 시스템 구성 모듈과 적용범위에 있어서는 너무나 적은 마중물에 불과함은 누구나 알고 있을 것이다. 그런 와중에 코로나19로 주문 물량이 급격히 저하되어 유무급 휴직과 폐업, 워크아웃 신청 등등과 함께 마진이 적었어도 물량이 많아서 해왔던 중소기업들이 급격한 수주 격감으로 너무나 힘든 시간들을 보내고 있다. 물론, 잘 나가고 있는 보건 바이오 업종도 있고 자동차 업종에서도 신차나 고급차 또는 SUV, 하이브리드 전기차 등등을 하는 업체는 그나마 다행이지만, 대다수는 힘들어 하는 것을 보면 마음이 아프고 우울하다. 의사가 환자를 대하는 기분이 느껴진다. 돌보던 환자들이 치유가 되든가 환자가 줄어들어야 하는데 마치 코로나19처럼 힘들어
[헬로티] 하가 츠요시 (芳賀 剛), 하야시 타카유키 (林 孝之) ㈜BUKI 일본의 사출성형 금형 업계가 쇠퇴한지 약 10년이 지나고 있다. 이것은 메이커의 해외 현지 제작과 함께 부품도 현지 조달하는 흐름이 발단이다. 금형 그 자체를 현지 제작하는 글로벌화가 추진되어 일반 금형이라면 선진국 이외에서도 만들 수 있게 됐다. 또한 2008년의 리먼 쇼크를 계기로 일본 제조 거점의 해외 이전과 OEM화에 의해 일본 금형 산업도 큰 타격을 입었으며, 현재는 거의 회복 경향에는 있지만 여전히 어려운 상황이다. 특히 가전 업계에서는 그 영향이 막대했다. 이와 같은 배경에서 동사도 예외 없이 실적 회복을 위해 기존의 제조에 ＋(플러스)해서 6개의 키워드로 대응을 하고 있다. ①카 메이커와 직접 거래 실현, ②하이사이클 기술 컨설팅, ③공장의 디지털화/IoT화, ④자사 브랜드 제품 개발, ⑤AI를 활용한 기능 전승, 업무 개선, ⑥지역이나 차세대로 이어지는 공헌 사업이다. 이 글에서는 주로 ①의 ‘카 메이커와 직접 거래 실현’을 시키는 ‘장식 기술’에 대
[헬로티] 야베 카즈토시 (矢部 和壽) ㈜牧野후라이스제작소 머시닝센터(MC)는 원하는 형상으로 고능률로 피삭재를 제거해, 요구되는 정도, 품질의 가공물을 생성하는 툴이다. 대표적인 가공물의 하나인 금형은 그 정도, 면질이 성형 전사되기 때문에 제품에 요구되는 품질에 대응해 고정도화해 왔다. 최근 품질과 함께 가공 형상의 미세화나 피삭재의 다양화, 난삭화 등 절삭가공의 난이도가 높아지는 케이스를 곳곳에서 볼 수 있다. 가공 형상의 미세화는 MC의 주축 회전 속도의 회전 정도 향상이나 고속화, 가공 정도의 향상을 촉구, ‘미세 가공기’라고 하는 카테고리가 형성되는 등 극소경 공구를 유효하게 활용할 수 있는 환경이 정비되어 왔다. 또한 공구를 포함한 가공 기술과 측정, 평가 등의 주변 기술도 진화하고 있으며, 금형의 품질 향상에 공헌하고 있다. 이 글에서는 새로운 시장 제품의 등장과 함께 보급되고 있는 ‘금형’에 관련해 MC를 사용한 특징적인 소재, 형상의 사례와 기계, 가공 기술을 소개한다. 그라파이트 가공 동사에서는 그라파이트 가공기를 제조․판매하고 있다. 기본적인 구조는 금형가공이 가능한 MC와 동일하며
[헬로티] 요시무라 히데노리(吉村 英德) 香川대학 마이크로 니들이란 피부에 바늘을 꽂아 약제를 투여하는 경피투약에서 마이크로 니들 경피투약법이란 무통을 실현하는 마이크로 사이즈의 직경인 미세 바늘을 이용한 방법이다. 바늘을 미세화함으로써 환자의 통증이나 공포감, 반복 투여에 의한 주사 부위의 경화, 미스에 의한 파손, 부적절한 사용법에 의한 감염증의 위험성, 주사바늘에 의한 상처, 일부를 제외하고 의사에 의한 투여가 필요 등의 과제를 해결할 수 있다고 한다. 마이크로 니들에는 2종류가 있으며, 약액을 투여하는 일반적인 속이 빈 주사바늘을 미세화한 것과, 속이 찬 미세 바늘의 표면에 약제를 도포해 두고 피부에 그것을 삽입하는 것으로 분류된다. 전자는 당뇨병 환자가 인슐린 자기 투여에 이용하는 33G 사이즈가 테루모(주)에서 판매되고 있으며, 작은 스테인리스판에서 판금 프레스 등으로 성형되어 있다. 약액을 혈관 내에 넣기 위해 천자 길이 5mm에 대해 외경은 0.18mm로 애스펙트비가 크고, 금형의 성형 기술은 매우 고정도의 것이다. 한편 피부는 외면에서부터 각질층, 표피, 진피, 피하조직으로 구성되어 있는데, 후자는 모세혈관이 통과하는 진피까지 삽입하기보다 오
[헬로티] 사출 성형이란 플라스틱의 성형가공법으로 열가소성수지를 성형하는 대표적인 방법이다. 다양한 무게의 제품을 성형할 수 있으며, 반복해서 제작할 수 있으므로 대량생산에 적합하다. 금형기술에서는 8월호부터 최적의 사출성형공정과 성형 불량 사례를 연재 기사로 진행할 계획이다. LS엠트론 김영기 고문 기고 사출성형공정 기계변수는 요구하는 특성의 성형품을 얻기 위해 사출성형기나 추가 장치에 직접 입력하는 설정값이다. 기계변수는 다른 기계로의 생산조건과 성형품 특성 사이의 절대적으로 동등한 상호 데이터의 전송이 가능하지 않다. 기계변수와 성형품 공정데이터 사이의 관계는 경향적으로 같지만 기계에서 기계는 절대적으로 다르고, 더구나 스크류나 스크류팁과 유압부품의 마모 이유로 시간이 지남에 따라 변할 수 있다. 공정변수는 용융재료의 압력과 온도 및 시간과 금형벽 온도 같은 금형 캐비티 내에서 성형품 생산 관점으로 본 사출성형공정을 뜻한다. 공정변수는 기계의 독립적인 용어로 실제로 발견되고 전달될 수 있다. 공정변수가 재현성을 가질 때만 성형품이 동일한 특성을 갖는다. 내부특성은 원재료의 분자량, 배향, 내부응력, 결정화도, 첨가제의 분포와 배향 같은 성형품의 내부구조
[헬로티] 우리가 일상에서 가장 많이 사용하는 재질은 아마 플라스틱과 철일 것이다. 특히 플라스틱은 현대 문명을 가능하게 한 새로운 공업재료며, 우리 생활에서 없어서는 안 될 소재 중 하나다. 이 플라스틱을 가공해 생활과 산업에 알맞게 재작할 수 있도록 돕는 기술이 금형 그리고 사출성형이다. 자료 제공 LS엠트론 기술교육 아카데미 구동 동력 방식에 따른 분류 1. 유압식 사출성형기 기구부의 구동 동력원에 따라 유압식, 하이브리드 방식, 전동식 등으로 구분 할 수 있다. ‘유압식 사출기’는 전동식 사출기가 개발되기 이전에는 가장 널리 쓰이던 방식이다. 동력원은 전기이지만, 각 종 실린더의 작동이나 스크류의 회전 등 직접적인 구동장치는 유압장치를 사용하고 있다. 최근에는 소형의 경우 전동식 사출기가 일반화 되고 있으며, 유압식 사출기는 중형에서 초대형까지 사용되고 있다. 하지만 이마저도 에너지 절감 요구에 따라 절전형 사출기로의 변화가 빠르게 진행되고 있다. 유압식 사출기의 주요 장·단점은 아래와 같다. 장점 단점 ⦁작동력의 빠르기를 넓은 범위에서 무단계로 선택이 가능하다. ⦁운전의 원격조작이 가능하고
[헬로티] 최근의 공작기계는 나노오더 수준의 초정밀 가공기, 5축 제어기와 복합가공기 등으로 대표되는 가공의 플렉시블성과 효율화․공간 절감화를 위한 기계의 콤팩트화, 난삭재 가공에 따른 장치의 고강성화 등 그 용도와 요구 성능은 여러 종류로 다양해지고 있다. 또한, 장치의 고부가가치화가 요구되는 한편, 신흥국 시장에 대응하기 위한 저가격화도 어쩔 수 없이 요구되고 있다. 이러한 요구와 함께 공작기계의 메인 이송축의 안내에 사용되는 롤링 직동 안내기기에 대한 요구 성능은 더욱 높아지고, 그 중요성도 커지고 있다. 이 글에서는 공작기계의 직동 안내기기에 요구되는 기능, 성능을 가진 롤러 타입 직동 안내기기의 특징을 중심으로 최근의 기술 동향을 소개한다. 그림 1. C 루프 리니어 롤러웨이 슈퍼 X의 구조 C 루프 리니어 롤러웨이 슈퍼 X의 구조 1. 기본 구조 그림 1은 롤러 타입 직동 안내기기 ‘C 루프 리니어 롤러웨이 슈퍼 X’의 구조이다. 4열의 롤러를 패럴렐로 배치, 축도와 45°로 접촉하는 구조이기 때문에 모든 방향의 하중을 균형 있게 받을 수 있는 특성을 가지고 있다. 2. 윤활 부품 ‘C 루프&rsq
[헬로티] 일본의 소행성 탐사선 '하야부사(Hayabusa)'는 세계 최초로 소행성에 착륙했으며, 시료를 채취해 지구에 가지고 돌아온 우주선이다. ‘하야부사’는 아주 작은 중력만을 가지고 있는 소천체에 대한 탐사․착륙을 위해 기술적으로 특색 있는 설계, 운용이 이루어져 있다. 이 글에서는 특히 ‘하야부사’에 탑재된 레이저 고도계(LIDAR)와 카메라를 이용한 소행성 근방을 운용 중인 탐사선 궤도의 추정 방법과 그 고정밀화 방법에 대해 소개한다. 소행성 탐사선 ‘하야부사’ 1. 미션 개요와 본체 제원 ‘하야부사’는 2003년 5월에 발사되어 약 2년 반에 걸친 항행 끝에 2005년 9월 중순에 목적지인 소행성 이토카와에 도착, 11월 말까지 소행성 근방에서 운용하다가 이토카와의 과학 관측과 시료 채취를 위해 지표에 착륙했다. 그 후 일어난 트러블 때문에 예정보다 늦어졌지만, 2010년 6월에 지구로 귀환, 이토카와의 시료가 담긴 캡슐을 지상으로 가지고 돌아왔다. ‘하야부사’의 기체는 1.0×1.1×1.5m 정도의 직방체형
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