초록 ▼

핵심기술
회전운동유니트의 정적, 동적, 열적 특성 및 회전정밀도를 시뮬레이션/예측하는 기술
최종목표
○ 부하/열특성을 고려한 회전운동유니트 정밀도 예측 시뮬레이션기술 개발
- 회전운동유니트 5자유도 회전정밀도 예측 정확도 70% 이상
- 회전운동유니트 정강성/진동특성 예측 정확도 75% 이상
- 회전운동유니트 발열원의 발열량 예측 정확도 80% 이상
개발내용 및 결과
○ 회전운동 요소 부하특성 고려 정밀도 해석 S/W 개발
○ 회전운동 유니트 부하특성 고려 정밀도 해석 S/W 개발

핵심기술
회전운동유니트의 정적, 동적, 열적 특성 및 회전정밀도를 시뮬레이션/예측하는 기술
최종목표
○ 부하/열특성을 고려한 회전운동유니트 정밀도 예측 시뮬레이션기술 개발
- 회전운동유니트 5자유도 회전정밀도 예측 정확도 70% 이상
- 회전운동유니트 정강성/진동특성 예측 정확도 75% 이상
- 회전운동유니트 발열원의 발열량 예측 정확도 80% 이상
개발내용 및 결과
○ 회전운동 요소 부하특성 고려 정밀도 해석 S/W 개발
○ 회전운동 유니트 부하특성 고려 정밀도 해석 S/W 개발
○ 회전운동 유니트 부하/발열 특성 고려 정밀도예측 검증용 실험장치 설계/제작
○ 부하조건에서의 구름베어링 강성/정밀도 해석 알고리즘 개발
○ 부하조건에서 회전유니트 강성/동특성 해석 알고리즘 개발
○ 각접촉 볼베어링의 발열량 예측 이론 및 실험 모델 개발
○ 스핀들 구동용 고속 전동기의 전기적 발열 요소 파악
○ FEM해석을 이용한 전동기 손실 및 발열량 계산
○ 발열특성을 고려한 회전운동 요소 정밀도 해석 S/W 개발
○ 발열특성을 고려한 회전운동 유니트 정밀도 해석 S/W 개발
○ 회전운동 유니트 부하/발열 특성 알고리즘 실험검증 및 보완
○ 시뮬레이터 웹서비스를 통한 수요기업시범적용 및 관련기업 보급·확산
○ 부하 및 온도변화를 고려한 각접촉 볼베어링 정밀도 해석 알고리즘 검증
○ 부하 및 온도변화를 고려한 회전운동유니트의 정/동측성 해석 알고리즘 개발
○ 각접촉 볼베어링의 발열량예측 모델 실험검증 및 보완
○ 부위별 손실이 고려된 고속 전동기의 발열량 계산
○ 모델별 발열량의 DB화
기술개발 배경
○ 정밀 장비기술은 국가의 기반기술 수준을 나타내는 대표적인 척도로 플랫폼 사업 취지에 가장 적합한 기술 가운데 하나임
○ 국내 장비기술의 취약 원인은 고정밀화 설계 및 평가기술 부족
- 요구되는 정밀도를 구현하기 위해서는 설계단계에서 정밀도 제원을 만족시킬 수 있는 요소/부품 가공 및 조립공차, 최적구조 등이 선정되어야 함
- 선진 장비는 축적된 경험과 데이터를 바탕으로 설계 단계에서 정밀도를 예측/분배
- 국내의 경우 현재까지의 정밀장비 설계는 설계자의 경험 및 모방에 의존하고 있으며 이에 따른 시행착오 및 효율저하의 문제점이 상존하고 있음
- 이러한 문제점을 극복하기 위해서는 설계단계에서 정밀도에 대한 사전예측적 접근으로의 패러다임 전환이 필요
- 정밀도 설계를 지원할 수 있는 인프라기술의 집약 및 확산이라는 측면에서 기계장비 정밀도 simulation 플랫폼 기술의 필요성 부각
- 정밀 공작기계, 반도체 공정 및 검사장비 디스플레이 공정 및 검사장비, 등 전략적으로 중요하고 시장규모가 막대한 기술 파급 대상 분야 존재
- 회전유니트의 성능해석 및 예측과 관련된 상용 제품 및 연구논문에 관한 국내외 동향을 요약하면 하기 표와 같음. 국내외 연구들은 대부분 정/동 강성해석 열특성 베어링 등 요소에 관한 예측 등이 주를 이루고 있으며, 국내에는 상용화된 해석 코드가 없음
핵심개발 기술의 의의
○ 디스플레이/반도체 산업은 나노급 정밀도, 대량생산 및 대면적/고기능화 방향으로 더욱 경쟁적으로 빠르게 진행 중
○ 공작기계 산업에서의 초정밀급 성능과 다양한 주문형 제작 요구 증가
○ 나노급 정밀도, 대면적화, 고기능화, 대량생산화 경향 및 원가 절감을 위한 제조수율의 향상 요구는 생산시스템의 기술요구분석/설계/성능관리의 모든 측면에서 장비개발 기업이 신속하고 효율적으로 시스템 정밀도를 평가/설계/관리할 도구가 필요하므로 기계장비 정밀도 simulation 플랫폼의 개발을 촉구함
○ 이러한 기술적 발전이 빠른 첨단 생산장비에 있어서 본 회전정밀도 예측 시뮬레이터 기술 개발의 의의는 크다 하겠음.
적용 분야
○ 정밀공작기계, 반도체/장비용 회전유니트의 설계 검증.
○ 기업 신규인력 및 관련학과 학생의 회전유니트 교육용 프로그램 활용.
○ 개인 경험중심의 정밀도 달성을 정량화 및 화를 통한 기업경쟁력 강화.