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과제명 | 다채널 목표 중량 조합시스템을 이용한 조합형계량기 개발 |
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주관연구기관 |
경북대학교 KyungPook National University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2014-07 |
과제시작년도 | 2013 |
주관부처 | 중소기업청 Small and Medium Business Administration |
등록번호 | TRKO201400021500 |
과제고유번호 | 1425080761 |
사업명 | 첫걸음기술개발사업 |
DB 구축일자 | 2014-11-10 |
1. 최종목표
- 조합의 시간의 경우 경쟁사제품보다 측정 정밀도를 높이고, 빠른 시간 내에 조합을 찾을 수 있게 하여 최소 측정 단위를 0.5g단위로 측정을 하며, 조합 속도를 32pack/min 목표로 하고 있다.
- 가...
1. 최종목표
- 조합의 시간의 경우 경쟁사제품보다 측정 정밀도를 높이고, 빠른 시간 내에 조합을 찾을 수 있게 하여 최소 측정 단위를 0.5g단위로 측정을 하며, 조합 속도를 32pack/min 목표로 하고 있다.
- 가격경쟁력 확보를 위한 방안으로 무게 측정을 위하여 반드시 필요한 A/D변환기(Analog to Digital Converter)를 컨트롤러에 포함하여 개발하고 제품 무게를 측정하기 위한 테이블 개수를 최적화 하여, 불필요한 전력소비를 낮출 수 있을 것으로 판단된다.
- 최소무게와 최대 허용무게를 고객이 직접 설정할 수 있도록 기능을 추가하여, 제품선별 시 발생할 수 있는 손실을 최소화 한다. 추가적으로 컨트롤러 설정변경 및 작업공정 확인을 위한 디스플레이 장치를 터치스크린이 가능한 제품을 사용하여 고객 편의성을 확보할 것이다.
2. 개발내용 및 결과
- 야마토(Yamato)-TSDW, 현일엔지니어링-정밀 계근기 벤치마킹
- 시스템 분석 및 관련 특허 분석 - 총 19건, 일본 내 지식재산권 분석 필요
- 제품 디자인 및 부품 설계 - 감지하중 시스템을 사용하여 사용자 동선 최소화
- 선행 구조해석 - 동적 안전성 측면에서 본체 밑판을 설계 디자인 변경이 필요
- 보완사항 및 설계 최적화 - 메인프레임, 본체부, 로드셀 고정대, 선반 장착방식 변경
- 성능 평가결과 - 이론상 분당 50~60회 이상의 조합 속도 기대
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
· 자체 성능 평가시험 및 외부 성능 평가시험결과 계획된 개발목표를 초과 달성하였다.
작업 용량의 경우 조합 속도 측정데이터를 기준으로 성능을 산출하였으며, 조합 시간은 안정화 시간 성능시험을 통해 만족한 결과를 얻을 수 있었다. 최소측정단위는 컨트롤러 프로그램에서 사양을 세팅하여 개발 목표를 달성하였으며, 소비전력의 경우 중요한 항목이므로 외부 시험 평가기관에 의뢰하여 시험성적서를 발부 받아 검증하였다.
- 목표 외 성과로는 로드셀 출력 노이즈 저감, 로드셀 안정화 시간 단축을 위한 최적화 설계 디자인, 측정 신호의 샘플링 속도 최적화 방안, 조합속도를 높이기 위한 조합방법 알고리즘 개발이 있다.
- 로드셀 출력의 노이즈를 저감하기 위하여 차동 증폭회로와 2차 필터를 사양에 추가하여 고주파 잡음을 제거하여 신호를 안정화하였다.
- 자동 조합 계량기에 적용하기 위한 측정물 중량 예측 알고리즘을 개발하였으며, 이러한 알고리즘을 적용하기 위하여 샘플링 속도 최적방안을 모색하였다.
- 조합 방법을 개선하기 위하여 기준 계량부를 순차적으로 Fix하여 검색수를 낮출 수 있는 방안을 검토한 결과 검색 조합수를 4,095개에서 214개로 낮출 수 있었다. 이는 조합 시간을 약 94.8%(이론상) 감소시켰다.
◦ 경제적 성과
- 조합형 계량기의 개발로 인하여 농산물 및 청과물 포장·가공비의 상승을 차단할 수 있으며, 이러한 파생적인 결과로 생산자의 소득 증대와, 농산물 및 청과물의 가격인하로 이어질 수 있을 것이다. 또한 가격인하로 인한 소비증가도 예상해 볼 수 있다.
- 산지 유통의 조직화, 규모화 공동화의 진전으로 농산물 규모화가 진행되고, 산지유통 기능의 고도화(가공, 상품화, 브랜드화 진전등)로 산지 물류기능이 확대되고 이로 인하여 농산물 물류경로의 다원화가 증대될 것으로 판단된다.
- 강성 보강과 선반의 질량 영향을 최소한 모델 개발을 통해 단위 계량부 조립공정 최소화 및 설계구조 최적화를 확보할 수 있었으며, 이러한 설계변경으로 재료비 2%를 절감하였으며, A/S 비용은 15% 절감될 것으로 기대된다.
4. 기술개발결과 활용계획
- 조합형 계량기의 선반의 재질을 생분해성 플라스틱 즉 친환경 플라스틱으로 변경하여 농산물 및 청과물의 포장 및 가공과정에서 발생할 수 있는 환경 호르몬의 영향을 완전배재할 수 있는 조합형 계량기 개발이 향후 필요 할 것으로 예상된다.
- 다채널 조합에 대한 알고리즘 및 측정기술을 확보함에 따라 경쟁사와 차별화된 제품으로 세계 시장에서의 입지를 높여 나아갈 수 있을 것으로 기대되며, 다른 분야와의 융합기술 개발도 가능할 것으로 예상된다.
참여 연구원 |
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다채널 목표중량 조합시스템을 이용한 조합형계량기 개발
주관연구기관 : 경북대학교
KyungPook National University
발행년월 : 2014-07
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