[헬로티] 이 글에서는 자동 운전 자동차의 LiDAR 활용에 대해 설명한다. LiDAR를 자동 운전이나 운전 지원에 활용하는 것은 어제 오늘 일이 아니며, 1990년대에는 자동차의 차간 유지 지원 장치(ACC, Adaptive Cruise Control)를 위한 차간 거리 검출 센서(레이저 레이더)로서 시판 자동차에 탑재되고 있었다. 예를 들면 1990년대의 ACC에 사용되고 있던 덴소제의 레이저 레이더는 16도의 수평 주사 범위뿐만 아니라, 수직 방향 4.4도의 범위에 6레이어의 분해능을 가지며 120m의 거리에 대응하고 있었다. 2000년대 초 무렵 자동 운전의 연구용 실험차를 보면, 구입하기 쉬운 LiDAR로서 SICK사의 180도 이상의 주사 범위를 가지는 1차원 LiDAR(거리 50m 정도)와 앞에서 말한 ACC용 LiDAR와 같이 좁은 주사 범위이지만, 100m 이상의 거리에 대응하고 수직 방향으로도 몇 레이어의 해상도를 가진 IBEO사(현재는 SICK사)의 LiDAR를 탑재한 차량을 많이 볼 수 있었다. 이들은 주변 장애물의 검출이나 앞차와의 차간 거리 측정 등에 이용됐다. 당시 필자에게 있어 LiDAR는 사용하기 편한 거리 센서라는 정도의 인식
[헬로티] 자동 운전의 주변 감시 센서로서 밀리파 레이더, 카메라, LiDAR 등이 있다. LiDAR는 해상도가 높기 때문에 노상 장애물이나 보행자를 검지하는 센서로서 주목받고 있다. 디자인과 탑재 공간의 관점에서 차재용 LiDAR의 소형화가 요구되고 있다. 지금까지 필자 등은 차재용 LiDAR의 소형화에 대응해 왔다. 광집적 회로를 응용해 차재용 LiDAR를 소형화하는 대응을 하고 있다. 그림 1. 애벌런치 포토다이오드의 원리 동 연구소에서는 타카이(高井) 등이 CMOS 집적 회로를 이용한 LiDAR을 연구, 보고해 왔다. Single Photon Avalanche Photo Diode(SPAD)라는 기술이 사용되고 있다. 애벌란치 포토다이오드에서는 포토다이오드의 PN 접합에 큰 바이어스를 가해 사용한다(그림 1). 광자가 포토다이오드에 들어가면 캐리어가 발생한다. 발생한 캐리어는 PN 접합의 역 바이어스로 가속되고, 다른 캐리어와 충돌해 더욱 캐리어를 발생시킨다. 이 캐리어의 연쇄적인 증가를 눈사태 증폭이라고 부른다. 역 바이어스가 큰 영역에서는 눈사태 증폭이 멈추지 않아 전류가 계속 증대한다(가이거 모드). 한편 역 바이어스가 중간 정도인 영역에서는 눈
[헬로티] 전자 요금 징수 시스템(이하, ETC 시스템 : Electronic Toll Collection system)은 유료 도로의 입출입 게이트에 설치되어 있으며, 요금소에서 멈추지 않고 통행료를 지불하는 시스템이다. 그 구조는 ETC 차재기를 탑재한 차량이 진입하면 DSRC(Dedicated Short Range Communications) 통신에서 차량 정보와 입구 요금소, 출구 요금소, 통행요금 등의 정산에 필요한 정보를 교환해 과금한다. 특히 트럭 등 운송 차량의 고속 자동차도의 요금 구분은 보통차․중형차․대형차․특대형차로 구분되어 있으며, 차재기 등록 정보가 중형차인 경우, 축수가 1개씩 늘어날 때마다 대형차, 특대형차로 등급이 올라가는 구조이기 때문에 특히 중형차에서 특대형차를 분류하기 위해서는 차축을 판정할 필요가 있다. 그림 1. ETC 레인 구성 예 그 중에는 적재물을 탑재하지 않은 경우에는 차축을 10cm 정도 띄워 타이어의 마모를 경감하는 동시에 과금액을 낮추는 리프트 액슬 차량도 존재한다. 이러한 정보를 그림 1에 나타낸 바와 같이 입퇴실 게이트 차량 통과 레인 노측대에 설치되어 있는 차량 검지 센서
[헬로티] 원격 유지보수 및 문제 해결 서비스를 통해 OEM(Original Equipment Manufacturing) 및 기계 설비 제조업체(Machine Builder)들은 보다 높은 효율성으로 고객을 지원할 수 있을 뿐만 아니라 생산성 향상에 도움을 주고 있다. 이러한 원격 서비스는 더 빠르고 현명한 의사결정을 촉진할 뿐만 아니라 기계 설비 및 장비에 대한 A/S 지원 및 유지보수의 시간과 비용을 절감시킬 수 있다. 가상 사설망(VPN)을 활용해 오프사이트 산업용 기계 설비와 장비에 원격으로 접속하는 것은 신기술이 아니지만, OEM과 기계 설비 제조업체들은 종종 다양한 고객의 개인정보 보호, 복잡한 VPN 설정, IP 주소 관리, IT 보안 표준 준수와 같은 추가적인 과제들에 직면하는 경우가 많다. 이러한 과제들을 극복하기 위해 클라우드 기반 원격 연결은 고객의 기계 설비와 장비에 대한 쉽고, 안전하고, 유연한 원격 연결을 가능하게 한다. 이제 두 가지 일반적인 시나리오를 고려하고 보안 클라우드 기반인 원격 연결의 이점을 누릴 수 있는 방법을 살펴보자. 시나리오 1 : 원격 데이터 수집 정수처리장에서 생수는 사람이 먹어도 안전한 음용수를 생산하기 위해
[헬로티] 아직 큰 변화는 오지 않았다. 이제 시작일 뿐이다. APL[PROCESS 계장안전/고급물리계층]은 세계 PROCESS 계장분야의 틀을 완전히 바꾸어 놓을 것이다. PROCESS 계장 분야에 APL이 바짝 다가오고 있다. 지난 회에 이어서 급부상하는 태풍의 눈 ‘APL’ 두 번째 내용을 소개한다. 그림 1. APL 개발에 뛰어든 세계 3대 프로토콜 기관 고급물리계층(APL)의 출현 PROCESS 계장 분야에 물리계층[Physical Layer=PL]을 적용하는 시도를 무수히 해보았으나, 간단한 문제는 아니었다. 또 여러 메이커들과 프로토콜 기관의 뜨거운 경쟁과 매일 전쟁처럼 피를 튀기는 경쟁은 급기야, 경상도 속담에서 전하는 이른바 “꼬시레기 제 살 깎아먹는” 지경에 이르렀다. 기술도 문제였다. 표준도 문제였다. 한국은 이른바 필드버스 중 산업용 이더넷 KS표준만 6개의 프로토콜이 동시에 표준화 할 수밖에 없는 경우가 발생했다. 어쩔 수 없는 경우였다. MS의 PC HW & SW는 전 세계가 사용하는 단일 컴퓨터 표준이다. PROCESS 계장 분야의 이더넷 표준은 MS처럼 하나의 단일 국제표준으로 만
[헬로티] 사물인터넷을 일컫는 IoT는 크게 여섯 가지 대표적인 시장을 갖고 있다. 스마트 홈, 웨어러블, 스마트 시티, 인더스트리 오토메이션, 스마트 에너지 그리고 커넥티드 카가 그 여섯 가지 분야이다. 이 IoT를 가능하게 하기 위해 다양한 종류의 통신 방식이 고려돼 적용되고 있다. 그중에서도 크게 주목받고 있는 부문은 LPWA(Low Power Wide Area) 부문이다. 전력 소모는 최소화하면서 통달 거리는 최대화하고 싶기 때문이다. LPWA가 주목을 받는 이유 중 하나는 ARPU(Average Revenue Per User: 사용자당 평균 이익) 때문이다. 보통 스마트폰의 경우는 평균적으로 월 500메가 바이트의 데이터를 사용한다. 월 평균 지불 비용이 2만 5천 원이라고 가정하면 메가바이트당 50원이 되는 셈이다. 하지만 IoT 애플리케이션으로 가게 되면, 상황은 완전히 달라진다. 만약 애완동물이나 자동차, 아이를 찾는 IoT 애플리케이션을 이용한다면, 얼마의 비용을 지불할 수 있을까? 일반적인 IoT 애플리케이션의 경우, 월 데이터로 100킬로바이트 정도 사용한다. 단지 한 달에 백 원이 과금 되는 IoT 서비스를 출시한다고 해도 메가 바이트당
[헬로티] 생체 신호 모니터링이 의료용 애플리케이션을 넘어서 다양한 분야로 확대되고 있다. 원래 생체 신호 모니터링은 병원에서 의료진의 엄격한 감독 하에 이루어져 왔다. 그런데 마이크로일렉트로닉스 기술이 진화하고 모니터링 시스템의 가격대가 낮아지면서 원격 의료, 스포츠, 피트니스, 웰빙, 작업장 안전, 그리고 자율주행이 가속화하고 있는 자동차 시장 같은 다양한 분야들에서도 생체 신호 모니터링 기술에 좀더 쉽게 접근할 수 있게 되었다. 접근이 용이해지긴 했다고는 해도, 건강과 관련된 이러한 애플리케이션의 특성상 여전히 높은 품질 기준이 요구된다. 생체 신호 생체 신호 모니터링은 여러 생리적 파라미터들을 측정해서 개인의 건강 상태를 파악할 수 있다. 심장 박동은 대표적인 파라미터 중의 하나로서, 심전도를 사용해서 측정할 수 있다. 심전도는 심박 주파수뿐 아니라 심박 변이도 측정도 가능하다. 심장 박동이 변화하는 것은 인체 활동으로 인한 것이다. 수면이나 휴식 중에는 심장 박동이 느린데, 신체 활동, 감정 반응, 스트레스, 불안 등으로 인해서 심장 박동이 빨라질 수 있다. 심박수가 정상 범위를 벗어나면 서맥(심박이 너무 느림)이나 빈맥(심박이 너무 빠름) 같은 이
[헬로티] 본고는 AD/ADAS 시대를 맞이해 이처럼 중요해진 V&V 문제에 대한 해결책을 살펴보고 설명하는 5부작 시리즈의 첫 번째 기사이다. 본 시리즈에서 살펴볼 솔루션은 확장 가능한 충실도를 갖는 가상 ECU, 제약조건 기반 설계(CBD) 방식의 생성적 MDD 워크플로우, 소프트웨어 아키텍처 표준, 테스트 프레임워크 표준, 모델링 및 툴 상호운용성 표준, 그리고 아키텍처 인식 검사이다. 본 시리즈에서 소개할 기사 내용에 대한 개요는 다음과 같다. 1. 동향, 해결과제, 영향 및 솔루션 2. XIL 테스트 벤치 내의 확장 가능한 충실도 — 다양하게 요구되는 수많은 V&V 수준을 저마다 최적으로 지원하는 다양한 테스트 벤치 플랫폼이 없이는 엄청난 규모의 문제들을 다룰 수 있도록 테스트 시간 및 범위를 확장할 수 없다. 3. 프로세스 전반에 걸친 테스트 재사용 — 테스트의 재사용 없이는 전기전자 시스템의 검사 및 검증에 드는 비용과 시간으로 인해 일하기가 힘들어지며, 커버리지가 미흡해져 엄격한 안전성 및 보안성 요건에 부응할 수 없다. 4. 생성적 모델 기반 개발(MDD) 워크플로우 — 자동화 툴은 엔지니어링 시간과 노력을 크게 절감해줄 뿐만
[헬로티] 사물 인터넷(IoT), 산업용 사물인터넷(IIoT), 산업 4.0이 가속화하면서 갈수록 더 많은 데이터를 포착하고 갈수록 더 자동화된 분석을 할 수 있게 되었다. 소프트웨어, 알고리즘, 머신 러닝이 진화함에 따라서 센서 네트워크를 대부분 시간에 자율적으로 가동하고 사람의 개입은 시스템이 문제를 감지하고 통보할 때만 필요하게 되었다. 이와 같은 정교한 센서 네트워크와 데이터 처리 능력을 스마트 빌딩에서부터 제조에 이르기까지 다양한 분야에 활용할 수 있다. 센서로부터 주어진 입력을 분석하고 그에 따라서 조절을 함으로써 환경이나 프로세스가 스스로를 최적화할 수 있다. 많은 산업 분야에서 이와 같은 자동화를 통해서 효율을 비약적으로 끌어올릴 수 있게 되었다. 나노기술 시대로 진입 많은 이들이 사물 인터넷을 언급하면서 나노기술을 떠올리기는 쉽지 않을 것이다. 하지만 나노기술이 이미 데이터 최적화에 기여하고 있으며, 미래에는 상업적으로 사용되는 것을 보게 될 것이다. 특히 센서와 데이터 교환을 위한 네트워크에 활용될 수 있다. 그렇다면 이 두 영역으로 나노기술이 어떤 영향을 미칠 수 있는지 보자. 사물 인터넷의 핵심으로서 센서 향상 사물 인터넷, 산업용 사물
[헬로티] 지금까지는 크기가 작은 대상물에 대한 빈피킹은 매우 어려웠다. 작은 크기의 대상물은 매우 정밀하고 안정적으로 감지할 수 있는 완벽한 검출력이 필수적이며, 생산 공정 효율을 위한 빠른 속도가 함께 요구되기 때문이다. 하지만 이스라비젼의 MiniPICK3D에게는 더 이상 문제가 되지 않는다. 이 제품에는 4개의 쿼드 카메라가 장착되어 안정적인 대상물 감지력을 자랑한다. ▲ MiniPICK3D는 밀리미터 단위의 대상물을 신뢰성 있게 검출한다. MiniPICK3D는 빠른 스캐닝으로 대상물을 완벽하게 감지하고, 사이클 시간을 최소화한다. 또한, 플러그, 사출 성형 부품, 전자 부품 및 정밀 엔지니어링 부품과 같은 밀리미터 단위의 자유형상을 가진 대상품들을 자동으로 매우 정밀하게 감지할 수 있다. 더불어 대상물 표면 재질에 구애 받지 않고, 표면이 광택이 있거나 코팅된 대상물도 매우 빠르게 감지할 수 있다. 쿼드 카메라 기술로 높은 데이터 품질 보장 MiniPICK3D 센서의 쿼드 카메라 기술은 4개의 카메라로 컨테이너의 전체 부피를 스캔한다. MiniPICK3D는 300×200×150mm 부피의 컨테이너까지 스캔이 가능하며, 모든 컨테
[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 형체장치 구조 형체 장치란 플라스틱 제품을 만들기 위한 성형과정 동안 금형을 결합 및 유지하기 위해 큰 힘(형체력, Clamping Force)을 발생하는 장치다. 큰 힘을 발생시키기 위해서는 효율적으로 힘을 전달, 유지해야 하고, 정밀성이 보장되어야 한다. 이러한 형체장치는 직압식, 토글식, 복합식 등으로 나뉘며, 각각의 장점 및 단점을 가지고 있다. 형체장치는 사출성형 시 발생하는 금형내 사출압에 의해 파팅면(금형의 분리면)이 벌어져 버(Burr)가 발생되는 것을 방지하기 위해 금형을 닫아준다. 성형품이 고화돼 성형이 완료되면 금형을 열어 성형품을 압출하는 기능을 담당한다. 이러한 공정은 형폐, 승압, 형개, 취출 공정으로 이뤄진다. 이 공정을 실현하기 위해 형체기구 및 압출기구로 구성된다. 그림1에 나타난 직압식 형체기구는 구
[헬로티] 오사카 토모마사(大坂 智將),안자이 마사히로(安齋 正博) 芝浦공업대학 대학원 카지 아츠미(梶 溫美) 凸版인쇄(주) 1. 서론 현재 여러 가지 플라스틱 제품이 사출성형에 의해 제조되고 있다. 소비자 요구의 다양화에 의해 최근의 제품은 다품종 소량 생산이 요구되고 있다. 사출성형에 사용되는 금형을 제작하는 전단계로서, 시제작품 제작이나 간이 금형에 의한 시험 블랭킹이 일반적으로 이루어진다. 최근 이 간이 금형의 인서트를 3D프린터에 의해 수지 재료로 제작하는 기술이 있다. 그것에 의해 가공 시간이 대폭으로 단축되고, 또한 사양이나 설계의 변경도 용이해지며 코스트 절감으로도 이어진다. 또한 플라스틱 제품을 생산하기 위해서는 금형을 제작한 후 그것을 이용해 성형하는 것이 일반적인데, 제품에 고부가가치를 부여하기 위해 표면 장식가공에 의해 이것을 실현하는 경우가 많다. 그러나 표면 장식을 함으로써 새로운 가공 공정이 필요해지고, 하나의 제품에 소요되는 코스트나 시간이 증대한다는 문제가 있다. 이번 연구에서는 3D프린터를 이용해 여러 가지 종류의 수지 재료로 간이 금형의 인서트를 제작, 실제로 사용할 수 있는 것을 확인하는 기초 연구를 해 텍스처 시트를 인서
[헬로티] 오카다 마사토 (岡田 將人), 미나미다니 하야토 (南谷 駿斗) 福井대학 신야 마사요시 (新谷 正義) 金澤대학 와타나베 히데히토 (渡邊 英人) 유니온툴(주) 1. 서론 플라스틱 사출성형에 이용되는 금형은 높은 내마모성(경도)와 양호한 다듬질면 품질이 요구된다. 그렇기 때문에 일반적으로 방전가공에 의한 황삭 후, 절삭가공이나 손연마 다듬질 등에 의해 원하는 다듬질면 품질을 실현하고 있다. 그러나 방전가공은 전용기가 필요한 동시에, 그 창성면에는 인장 잔류응력을 포함하는 가공 변질층이 생성되기 쉽다. 대부분의 금형은 곡면 형상을 가지기 때문에 가공 변질층의 간략화, 연마 공정의 부담 경감이 요구되고 있다. 지금까지 엔드밀 바닥부에 날끝과는 별도로 핀 모양 공구를 설정, 절삭과 버니싱 가공을 복합적으로 실시할 수 있는 공구가 제안되어 있다. 이 공구에 의해 양호한 다듬질면 품질은 얻을 수 있지만, 공구가 복잡화되기 쉽기 때문에 금형 형상에 적용하기는 어렵다. 이에 동 연구에서는 내마모성이 우수하고 철강 재료와의 친화성이 낮은 cBN으로 이루어진 볼 엔드밀에서 릴리프각을 의도적으로 없애고, 절삭날의 절삭과 함께 릴리프면의 버니싱 작용을 기대한 공구(버니시
[헬로티] 이케다 토시키 (池田 季生), 에노모토 타이치 (榎本 太一), 후지타 코이치 (藤田 浩一), 카스야 켄지 (粨谷 建司) ㈜牧野후라이스제작소 1. 서론 최근의 제조는 세계 경제의 변화, 작업 방법 개혁으로 대표되는 노동에 대한 의식 변화 등에 의해, 머시닝센터(MC)가 생산 현장에서 요구받는 요소는 자동·인력절감화로 변화해왔다. 단, 거기에서 만들어내는 제품에 요구되는 기술 수준은 해마다 향상되고 있기 때문에 지금까지의 숙련기술자 등의 기능에 의해 유지해 왔던 고정도와 사람의 손을 거치지 않는 자동화 등의 상반하는 2개 요소를 겸비한 기계와 기능의 개발이 과제이다. 동사는 창업 이래, 품질제일을 이념으로 정도를 추구함으로써 금형가공에 오랜 기간 관련되어 왔다. 이 노하우를 활용해 작업자의 기능에 의존하지 않고 공작기계가 자동으로 고정도 가공을 하는 ‘플레이트 가공 기능’을 개발했다. 이 글에서는 기능의 개요, 이용한 기술, 가공 사례에 대해 해설한다. 2. 플레이트 가공 기능 개발의 배경 순차이송 프레스 금형은 직접 재료에 작용하는 복수의 펀치․다이가 고정도로 배치됨으로써 생산성과
[헬로티] 사키야마 우타타(崎山 轉), 사토 타케시(佐藤 武志), 야마니시 세이이치(山西 誠一), 카와이 세이지(河井 聖兒) 日産자동차(주) 1. 서론 금형 제작 현장에서 중요한 것은 금형 재고를 최소한으로 관리하면서 제조 현장의 요구에 대해 시기적절한 금형 공급을 유지하는 것이다. 이 때 금형가공 설비에 예기치 않은 고장이 발생하면, 복구까지의 시간 동안 외부 서플라이어의 공급에 의존하게 되어 금형 코스트와 리드타임, 그리고 생산 납기에 손해가 생긴다. 이 예기치 않은 고장을 피하기 위해서는 설비 상태의 상시 감시가 중요하며, 또한 소모 부품의 교환 시기를 최적화하는 것에 의한 계획 정지 횟수와 러닝 코스트의 삭감도 중요하다. 이 글에서는 AE 센서와 품질공학 해석에 의한 설비 상태 변화의 가시화와 교환 시기 예측 방법을 책정한 시도를 보고한다. 2. AE 센서의 성능특성 설비 진단의 분야에서는 저렴한 진동 센서가 일반적으로 널리 이용되고 있다. 한편 일정 속도로 회전하는 베어링 등에 대한 단순한 고장 진단은 확립되어 있지만, 진동 해석에 의한 NC 공작기의 고장 시기 예측은 미지의 영역이다. 과거에 진동 데이터에 의한 해석 진단을 시도했는데, 데이터 해석
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