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핵심기술
신공정 친환경 고효율 가공 기술 개발
개발의 목표
MES 플랫폼 구축을 위한 테스트베드로서 특정 산업분야를 대상 (가공 모니터링 분야)으로 스마트 공정 모니터링 시스템을 제시하고 이를 위한 시스템패키지 요소기술로서
1) 하이브리드 가공기술,
2) 이미지기반 공구검사기술,
3) 모니터링 및 공정데이터 관리기술을 개발하고자 한다.
개발내용 및 결과
□ 하이브리드 가공기술 부문
ㅇ 고출력 레이저 광원 시스템 개발: 120W 고출력 레이저 다이오드(LD), 광섬유 전송시스템 및 a

핵심기술
신공정 친환경 고효율 가공 기술 개발
개발의 목표
MES 플랫폼 구축을 위한 테스트베드로서 특정 산업분야를 대상 (가공 모니터링 분야)으로 스마트 공정 모니터링 시스템을 제시하고 이를 위한 시스템패키지 요소기술로서
1) 하이브리드 가공기술,
2) 이미지기반 공구검사기술,
3) 모니터링 및 공정데이터 관리기술을 개발하고자 한다.
개발내용 및 결과
□ 하이브리드 가공기술 부문
ㅇ 고출력 레이저 광원 시스템 개발: 120W 고출력 레이저 다이오드(LD), 광섬유 전송시스템 및 aspheric lens system을 이용하여 구성
- 코어 200um의 광섬유전송시스템은 LD의 레이저빔을 용이하게 소재까지 전송
- Aspheric lens system(NA=0.15)은 광섬유 발산 레이저빔을 평행광으로 집광
- 전체시스템에서 출력되는 최대 레이저 출력은 약 93W임.
ㅇ Laser assisted 복합 가공기술 개발 (레이저 + 절삭가공): 레이저 시스템을 공작기계(CNC)에 탑재한 레이저 복합가공 시스템 개발
□ 이미지기반 공구검사기술 부문
ㅇ 레이저 광학 검사 기법 개발
- 라인 레이저와 라인 카메라를 이용한 표면 스캐닝
- 순서 : 공구 장착 ⇒ 레이저 및 카메라 align ⇒ 스테이지의 단축 이송과 동시에 이미지 및 위치 정보 동시에 수록⇒ 위치 정보에 의한 이미지 보정 ⇒mapping 알고리즘에 의한 이미지 재구성
- 대상 : 바이트/드릴/휠 공구 검사
- 회전에 의한 레이저 스캔 이미지의 보정 알고리즘 - 편심보정
ㅇ 이미지 스캐닝 스테이지 설계 및 제작
- 다양한 공구 형상에 스캐닝 가능한 5+1축 스테이지 제작
- 드릴/바이트/휠 대응 가능
- 5+1축 스테이지 설계 및 제작
ㅇ 신호 인터페이스 설계 및 제작 (공구표면 데이터 수집)
- 스테이지, 레이저 및 카메라 인테페이스 개념도 - 각 장치간의 SW TRG 동기화
- 제어 SW 제작 : 각 HW 장치 구동, 데이터 수집 동기화, 이미지 처리 알고리즘
- 레이저 스캔 및 재구성 알고리즘 적용 결과 - 다이아몬드블레이드
- 실험에서 사용한 다이아몬드 블레이드는 실제 라인에서 사용하던 것으로 블레이드 마모와 변형이 관찰됨
- 다이아몬드 블레이드에서 백색에 가까울수록 마모가 심한 것으로 사료됨
- 흑색에 가까울수록 이물질 혹은 변형으로 사료됨
ㅇ 정량적 성능 지표 평가
- 대상 : 직경 86mm, 내경 64mm, 400mesh(입도 300um) sand paper 재질의 링
- 스캐닝 시간 약 50초 내외
□ 모니터링 및 공정데이터 관리 부문
ㅇ 가공 및 공구검사를 위한 기능 및 데이터 모델링
- 대상 공정의 주요 Activity 분석 및 Functional Model (IDEF0) 도출
- 공정데이터관리에 대한 대상 입출력 정보 요소들에 대한 Data Modeling (UML Class Diagram)
ㅇ MES 연동을 위한 공정데이터 관리 체계 설계 및 개발
- 가공모니터링에 대한 제조현장/MES/애플리케이션 시스템과 연동된 공정데이터 관리 아키텍쳐 설계
- MS Access, Oracle 등의 DB 솔루션 기반의 공정데이터 서버 및 애플리케이션 시스템 개발 환경 구축
- MS Visual C++ 2010 MFC 환경에서 가공공정에서 측정된 절삭력 데이터를 DB화하여 공정데이터를 공구 이상감지 및 수명 예측에 활용할 수 있는 모니터링 애플리케이션 시스템 개발을 통해 공정데이터 활용도 확인

목차 Contents

• 연 구 보 고 서 ... 1
• 표지 ... 2
• 제 출 문 ... 3
• 기관주요사업 요약서 ... 4
• 목 차 ... 9
• 제 1 장 서론 ... 10
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 10
• 제 2 절 국내 ․ 외 관련 기술의 현황 ... 11
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 15
• 제 1 절 당해년도 목표 및 평가 방법 ... 15
• 제 2 절 당해연도 개발 내용 및 개발 범위 ... 16
• 제 3 장 결과 및 향후 계획 ... 18
• 제 1 절 연구개발 추진 체계 ... 18
• 1. 연구개발 추진 전략 ... 18
• 2. 연구개발 추진 체계 ... 19
• 3. 연구수행 편성도 ... 20
• 제 2 절 당해년도 연구개발 결과 ... 21
• 1. 당해년도 연구개발 추진 일정 및 달성도 ... 21
• 2. 당해연도 연구개발 추진 실적 ... 23
• 제 3 절 기대효과 및 사업화 계획 ... 44