제조업에서 생산능력의 정확한 평가는 생산계획수립에 중요한 역할을 한다. 생산능력에 대한 기존연구에서는 변동성에 대해 부분적으로 연구되고 있지만 종속성에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 제조업의 생산능력이 보유된 능력보다 실제능력과의 차이를 보다 객관적으로 평가하기 위하여 생산능력을 생산주체별 구성형태로 분류하고, 생산능력의 감소원인인 변동성과 종속성이 고려된 생산능력 평가모델을 제시하고자 한다. 제안한 모델의 변동율과 종속율의 산출에 사용되어지는 변동성과 종속성 요인의 가중치는 구간수로 나타난다. 그래서 생산능력도 구간수로 나타난다. 제안한 생산능력 평가모델의 유효성은 사례연구를 통해 보이고자 한다.
제조공정을 통해 생산된 화살의 성능은 화살의 이동궤적(궁사의 패러독스)과 탄착점의 집적도에 따라 좌우된다. 특히 동일한 환경에서 반복적으로 화살의 슈팅실험을 수행할 경우, 반복실험에서 얻어진 화살의 탄착점 집적도는 화살 성능 평가에서 중요한 객관적 지표가 된다. 그러나 화살의 탄착점에 대한 분석은 현재 상용화된 기술이 부족하며, 기존의 연구들은 화살의 성능에 영향을 미치는 제조공정 변수(화살깃, 화살촉, 화살의 곧기, 중량, 외경, 스파인)만을 최적화하려는 방향으로 기술력이 집중되어 있다. 본 논문에서는 화살의 주요성능지표인 화살의 탄착점 측정 자동화를 위해, Mamdani 퍼지 추론 시스템(Mamdani Fuzzy Inference System)과 도형의 닮음(Similarity of Polygon)을 이용한 화살의 탄착점 측정 시스템을 제안한다. 라인레이저(Line Laser)와 포토다이오드어레이(Photo Diode Array)를 이용하여 고속(약 275km/h)으로 이동하는 화살의 탄착점 데이터를 계측하고, 계측된 데이터를 퍼지 추론과 도형의 닮음을 이용하여 화살의 탄착점으로 사상(Mapping) 시킨다.
본 논문에서는 제조 장비를 위한 다채널 다중신호 데이터 획득 시스템의 설계와 구현에 대해 다룬다. 제안된 시스템은 800 채널의 아날로그 신호를 처리 할 수 있으며, 알테라 쿼터스 툴을 활용하여 Cyclone II FPGA로 구현되었다. 구현된 시스템은 공작기계와 같은 제어장치의 대규모 입출력 라인들의 올바른 동작여부를 판정하는데 적합하다. 그 시스템은 데이터 처리량을 줄일 수 있는 제어부, 전압분배회로 및 USB 인터페이스로 구성된다. 데이터 처리량을 줄이기 위하여 획득한 데이터를 비교 분석하여 동일한 데이터를 분리해내고 변화가 있는 데이터만을 전송하는 방법의 알고리즘을 적용하였다. 제조장비에 적용된 시험결과는 짧은 시간 내에 800개의 아날로그 입력 신호들을 획득 처리한 후 적절히 전송함을 보여준다.
금속분말 야금은 금속이나 금속산화물의 분말을 금형에 넣어 프레스로 압축 성형한 후에 고온으로 가열 소결하면 굳어지는 현상을 이용하여 독특한 모형의 부품이나 일정한 형태의 제품을 만드는 제조 기술이다. 분말 야금 프레스 장비는 자동차, 전자 부품 등의 핵심 정밀 부품을 만드는데 사용되기 때문에 이를 위하여 정밀한 서보 모터를 사용하여 제작되는 경우가 대부분이다. 본 논문에서 설계 및 구현한 지능형 정밀 서보제어 분말 성형 프레스 시스템은 상부 램 부분은 기계식 캠축을 사용하고 하부 램 부분은 고정밀 서보 시스템을 활용하여 정밀하게 제어함으로써 가격대를 낮추면서도 정밀도를 유지할 수 있는 장점을 가진다. 또한 OPC 기반의 모니터링 및 공정 데이터 수집 시스템을 설계 및 구현함으로써 향후 빅 데이터를 활용한 스마트 제조 관리 시스템에 적용될 수 있는 확장성을 제공한다.
The environmental regulation of a product is a global trend. The environmental regulation directives such as RoHS, WEEE, ELV and REACH have impacted Korean export-oriented auto parts manufacturer and affects the export of the product to aboard. In electronics manufacture and auto parts manufacturer, there are different systems for environmental regulation compliance. Nowadays the automotive mechatronics parts in a car are increasing. The HEV and intelligent car will need more mechatronics parts. It is necessary to apply the environmental regulation system of electronics to the automotive parts. In this paper, we proposed the application of PDX standard used in electronic industry to the BOM of the auto parts manufactures and showed an example of generated BOM for selected auto part using PDX. The PDX-based BOM can be used for the recording of environmental substances of the automotive mechatronics part and help the collaboration across auto parts manufactures in accordance with environmental regulation.
Recently the monitoring system of tool setting in high speed precision machining center is required for manufacturing products that have highly complex and small shape, high precision and high function. It is very important to reduce time to setup tool in order to improve the machining precision and the productivity and to protect the breakage of cutting tool as the shape of product is smaller and more complex. Generally, the combination of errors that geometrical clamping error of fixing tool at the spindle of machining tool and the asynchronized error of driving mechanism causes that the run-out of tool reaches to 3$^{\sim}$20 times of the thickness of cutting chip. And also the run-out is occurred by the misalignment between axis of tool shank and axis of spindle and spindle bearing in high speed rotation. Generally, high speed machining is considered when the rotating speed is more than 8,000 rpm. At that time, the life time of tool is reduced to about 50% and the roughness of machining surface is worse as the run-out is increased to 10 micron. The life time of tool could be increased by making monitoring of tool-setup easy, quick and precise in high speed machining tool. This means the consumption of tool is much more reduced. And also it reduces the manufacturing cost and increases the productivity by reducing the tool-setup time of operator. In this study, in order to establish the concept of tool-setup monitoring the measuring method of the geometrical error of tool system is studied when the spindle is stopped. And also the measuring method of run-out, dynamic error of tool system, is studied when the spindle is rotated in 8,000${\sim}$60,000 rpm. The dynamic phenomena of tool-setup are analyzed by implementing the monitoring system of rotating tool system and the non-contact measuring system of micro displacement in high speed.
차세대 생산 시스템(Next Generation Manufacturing System: NGMS)의 핵심 개념은 분산 생산 시스템과 다품종 소량의 유연 생산 시스템의 지원이다. 이러한 시스템의 구성을 위하여 실시간 데이터에 기반한 예측 모델이 필수적인데, 이러한 예측 기능을 통하여 생산공정의 관리와 운영, 특히 전체 공정관리를 효율적으로 수행할 수 있다. 한편, 공정으로부터 전송된 데이터는 특정한 형태의 지식으로 표현된다. 이러한 지식들은 시스템에 대한 다양한 정보를 가지고 있으므로 정보를 이용하여 시스템 상태를 빠르고 쉽게 진단할 수 있다. 공정 진단은 현재 공정 상태에서 생산되는 제품의 품질을 추정할 수 있는 정보로 활용된다. 본 논문에서는 이러한 개념이 바탕이 되어 공정관리 시스템을 설계하였다. 제안된 시스템의 적용 대상은 반도체 제조 공정의 단위 공정인 에칭 공정이다. 에칭 공정은 공정 중에 연속적인 검사가 수행되지 않고 최종 제품에 대한 검사가 수행되므로 불량 원인을 찾는 것이 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 공정관리를 위한 의사지원시스템을 통해 공정의 연속적인 간접진단을 수행하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 의사지원시스템은 각 공정에서 얻어지는 데이터와 경험적 지식을 토대로 공정시스템의 해석과 진단이 가능한 시스템이다.
This paper considers the control model identification and H(sub)$\infty$ controller design for a tandem cold mill (TCM). In order to improve the performance of the existing automatic gauge control (AGC) system based on the Taylor linearized model of the TCM, a new mathematical model that can complement the Taylor linearized model is constructed by using the N4SID algorithm based on subspace method and the least squares algorithm based on ARX model. It is shown that the identified model had dynamic characteristics of the TCM than the existing Taylor linearized model. The H(sub)$\infty$ controller is designed to have robust stability to the system parameters variation, disturbance attenuation and robust tracking capability to the set-up value of strip thickness. The H(sub)$\infty$ servo problem is formulated and it is solved by using LMI (linear matrix inequality) techniques. Simulation results demonstrate the usefulness and applicability of the proposed H(sub)$\infty$ controller.
본 논문에서는 외부의 힘을 효율적으로 감지하기 위한 촉각센서의 설계 및 이론적인 해석해 관한 것이다. 일반적으로 촉각센서가 표면의 변화를 감지하기 위해서는 외부의 자극을 센서부에 효과적으로 전달할 수 있어야 하기 때문에 미세한 힘에도 변화를 감지할 수 있는 센서의 설계가 필요하다. 이에 본 논문에서는 양전극 사이에 유연성을 갖는 유전체를 사용하여 서 보다 효율적인 감지가 가능하도록 하였다. 즉, 상층부에 설치되어 있는 센서부가 하층부에 설치되어 있는 센서들과 형성하는 전계의 변화로 인하여 발생하는 전압의 차이를 감지하도록 하였으며, 상층부와 하층부의 사이에 일정의 유연성을 갖는 유전체를 삽입함으로써 효율적인 촉각 감지를 할 수 있도록 설계하였다.
A new design method for Takagi-Sugeno (T-S in short) fuzzy controller which guarantees global asymptotic stability and satisfies a desired performance is proposed in this paper. The method uses LMI(Linear Matrix Inequality) approach to find the common symmetric positive definite matrix P and feedback fains K/sub i/, i= 1, 2,..., r, numerically. The LMIs for stability criterion which treats P and K'/sub i/s as matrix variables is derived from Wang et al.'s stability criterion. Wang et al.'s stability criterion is nonlinear MIs since P and K'/sub i/s are coupled together. The desired performance is represented as $ LMIs which place the closed-loop poles of $ local subsystems within the desired region in s-plane. By solving the stability LMIs and pole placement constraint LMIs simultaneously, the feedback gains K'/sub i/s which gurarntee global asymptotic stability and satisfy the desired performance are determined. The design method is verified by designing a T-S fuzzy controller for an inverted pendulum with a cart using the proposed method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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