• 반도체디스플레이기술학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.65-70
• /
• 2022

In manufacturing and semiconductor industries, transfer robots increase productivity through accurate and continuous work. Due to the nature of the semiconductor process, there are environments where humans cannot intervene to maintain internal temperature and humidity in a clean room. So, transport robots take responsibility over humans. In such an environment where the manpower of the process is cutting down, the lack of maintenance and management technology of the machine may adversely affect the production, and that's why it is necessary to develop a technology for the machine failure diagnosis system. Therefore, this paper tries to identify various causes of failure of transport robots that are widely used in semiconductor automation, and the Prognostics and Health Management (PHM) method is considered for determining and predicting the process of failures. The robot mainly fails in the driving unit due to long-term repetitive motion, and the core components of the driving unit are motors and gear reducer. A simulation drive unit was manufactured and tested around this component and then applied to 6-axis vertical multi-joint robots used in actual industrial sites. Vibration data was collected for each cause of failure of the robot, and then the collected data was processed through signal processing and frequency analysis. The processed data can determine the fault of the robot by utilizing machine learning algorithms such as SVM (Support Vector Machine) and KNN (K-Nearest Neighbor). As a result, the PHM environment was built based on machine learning algorithms using SVM and KNN, confirming that failure prediction was partially possible.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
• /
• 제21권1호
• /
• pp.22-30
• /
• 2024

Gearboxes designed for reciprocating motion operating mechanisms operate under conditions where both the load and speed undergo continuous variations. When conducting durability tests on gearboxes designed for such applications, operating the target gearbox under conditions similar to the intended usage is essential. The gearbox must be operated for the required number of cycles to validate its durability under conditions mirroring its intended usage. This study devised an accelerated test method for gearboxes, which reduces operating angles and operational strokes. The reliability of the accelerated test was verified by comparing the stresses imposed on the gears under general and acceleration conditions through multi-body dynamic simulations. The results confirmed that the maximum contact stress levels under normal and accelerated conditions were within a 0.1% error range, indicating a minimal difference in the gear damage rates. However, a difference in the maximum contact stress results between the normal and accelerated conditions was observed when inertial forces acted on the output shaft due to the operational acceleration of the gearbox. Therefore, when conducting this acceleration test, caution should be exercised to ensure that the operational load on the gearbox, which affects inertia, does not significantly deviate from the conditions observed under normal operating conditions.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.736-741
• /
• 2017

본 논문은 회전익 항공기의 와이퍼 시스템의 설계 개선에 관한 연구이다. 국내 회전익 항공기의 우천환경 운용 시, 와이퍼 닦임 성능 저하 및 떨림 현상이 발생하였다. 와이퍼 시스템은 크게 와이퍼 암 조립체, 전동기, 와이퍼 변환기 조립체, 플랙스 드라이브로 구성되며, 와이퍼 시스템에 문제가 발생하면 우천환경의 작전에 제한사항이 발생하여 작전능력이 감소한다. 이러한 와이퍼 시스템의 문제를 야기한 원인은 크게 2가지로 검토되었으며, 첫번째 사유는 항공기 기동조건에서 와이퍼 암에 작용하는 부상력 때문이며, 두번째는 구성품들의 과다한 유격 때문이다. 이 2가지 문제를 개선하기 위해서 본 연구가 수행되었으며, 4가지의 와이퍼 구성품 중 와이퍼 암을 개선하였다. 개선 내용으로는 와이퍼 암의 누름압(스프링 장력) 증가, 기어 공차 개선, 재질 및 형상 변경이 수행되었다. 개선형상의 검증은 구성품 단위 내구성 시험, 항공기 지상 시험, 비행 시험이 수행되었으며, 설계 개선된 와이퍼 암을 장착하였을 시 닦임 성능 및 유격문제가 해소된 것을 확인 할 수 있었다. 닦임성능은 육안으로 확인하였으며, 유격문제는 와이퍼 작동거리를 측정하여 확인하였다. 현재 국내 회전익 항공기는 개선 형상을 적용하여 문제없이 운용하고 있으며, 이러한 설계 개선 과정은 향후 회전익 항공기 개발 시 유용한 참고자료가 될 것이다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제43권4호
• /
• pp.285-295
• /
• 2018

Purpose: The aim of this study is to develop a three-wheel riding cultivator for improving the performance of the current four-wheel riding cultivators in the market. Methods: A prototype three-wheel riding cultivator with the rated power of 15.5-kW, a primary hydrostatic and a two-speed selective gear transmission shifts, front/rear three-wheel drive, a hydraulic wheel tread adjustment, and the mid-section attachment of the major implements was designed and constructed. Its specifications and basic performance are investigated. Results: The maximum speeds of the prototype at the low and high stages were measured to be approximately 7.31, and 11.29 km/h in forward travel, respectively, and approximately 3.60, and 6.37 km/h in rearward travel, respectively. The minimum ground clearance is shown to be 670 mm. The rotating speeds of the power takeoff (PTO) shaft at the low and high stages are shown to be approximately 795 and 1,140 rpm, respectively. The tread of the rear wheels, the minimum radius of turning, and the maximum lifting height of the parallel link device are measured to be within 1,320-1,720 mm, 2.80 m, and 390 mm, respectively. Approximately 25.3% and 74.7% of the total weight of the prototype are distributed in the front and rear wheels on flat ground, respectively. When the tread of rear wheels increased from 1,320 to 1,720 mm, the left and right static lateral overturning angles increased from $33.4^{\circ}$ to $39.1^{\circ}$ and from $29.0^{\circ}$ to $36.1^{\circ}$, respectively. Conclusions: The prototype three-wheel riding cultivator showed a wide range of travel and PTO speeds, high minimum ground clearance, small minimum radius of turning, and easy control of the rear wheel tread. Further, the easy observation of cultivating operations by mid-mounting the implements can improve quality of work. Therefore, the prototype is expected to contribute to the riding mechanization of cultivating operations for various upland crops in Korea.

• 디지털융복합연구
• /
• 제17권11호
• /
• pp.207-213
• /
• 2019

대부분의 차량에 적용되어 있는 연료차단(fuel-cut) 관성주행은 변속기어 체결 상태에서 가속페달을 방치할 때 자동으로 작동하게 된다. 이 때 연료분사가 일시적으로 중단되므로 연비 향상 효과가 상당하다. 본 연구에서는 GPS를 이용하여 측정된 차속, 가속도, 도로구배 등의 신호를 바탕으로 하는 연료차단 관성주행 감지법을 제안하였다. 관성 주행시 작용하는 주행저항력에 의해 계산되는 가속도값과 GPS에서 실시간으로 측정되는 가속도값을 비교하는 방식이다. 실도로 주행 데이터를 측정하여 이 감지법을 평가한 결과 약 80% 수준의 정확도를 얻을 수 있었다. 도로구배가 다소 큰 12km 정도의 국도를 16분 동안 주행하면서 측정한 약 9,600개의 속도, 가속도, 도로구배 및 연료소모량 데이터에 감지법을 적용하여 얻은 결과이다. 인젝터 분사파형 분석을 위한 배선작업 등이 불필요하여 간단하게 연료차단여부를 판정할 수 있는 장점이 있다. 다만, 속도, 가속도 및 도로구배의 변화율이 연료소모량의 변화율에 비해 훨씬 크게 나타나기 때문에 감지법의 오차도 다소 증가하는 것을 알 수 있었다.

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