초록 ▼

1. 기술개발개요
자동차 금형의 표면 경화를 위한 방법으로는 화염경화법(Flame Hardening)과 고주파 유도 열처리법(High Frequency Induction Hardening) 등이 사용된다. 고주파 유도 열처리는 고주파 유도가열의 방법을 이용하여 금형의 표면을 소입 온도(일반적으로 약 900℃정도)까지 급속 가열하고 다시 물로 급속 냉각하여 표면층에 소입 경화층을 만드는 방법이다.
이러한 고주파 유도 열처리는 열처리 소재에 맞게 가열 시간과 가열 범위 및 출력을 정밀하게 제어할 수 있고 균일한 열처리로 고품

1. 기술개발개요
자동차 금형의 표면 경화를 위한 방법으로는 화염경화법(Flame Hardening)과 고주파 유도 열처리법(High Frequency Induction Hardening) 등이 사용된다. 고주파 유도 열처리는 고주파 유도가열의 방법을 이용하여 금형의 표면을 소입 온도(일반적으로 약 900℃정도)까지 급속 가열하고 다시 물로 급속 냉각하여 표면층에 소입 경화층을 만드는 방법이다.
이러한 고주파 유도 열처리는 열처리 소재에 맞게 가열 시간과 가열 범위 및 출력을 정밀하게 제어할 수 있고 균일한 열처리로 고품질의 금형 제품을 생산할 수 있을 뿐만 아니라 환경오염이 적고 자동화에 적합하다.
현재 열처리 공정 방식은 열처리 장비를 이용한 작업자에 의해서 진행이 되어 지는데 작업자의 숙련도에 따라서 생산수량 및 품질의 차이가 발생된다.
본 사업에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 로봇을 이용한 로봇 열처리 공정을 개발하고 열처리 및 금형 품질 검사를 자동화함으로써 금형 열처리 작업의 효율성을 높이고 금형 품질을 향상시키는데 목적이 있다.

2. 개발내용 및 결과
• 소형금형, 대형금형, 실금형 열처리 로봇 시스템 설계 및 제작
• 열처리 로봇 자동화 시스템 전용 Simulator 개발
• 모니터링 프로세스 기반 구축 및 시스템 운용시험
• 열처리 조건 DB 기반 연구
• 8축 열처리 로봇 시스템 3D Inverse Kinematics Modeling
• 열처리 검사 자동화 툴 상세설계 및 제작 (ROBOT HANDLER UNIT)
• 검사 데이터 분석 모듈 및 품질 모니터링 S/W 개발
• 8축 열처리 로봇 시스템 및 복합툴 3D Simulation Modeling
• 로봇 시뮬레이션 분석 – 8축 열처리 로봇 시스템의 작업효율, 작업자세, 인덕션 열처리
• 동역학 해석을 통한 복합툴 설계 및 여유자유도 구조안전성 검증
• 해외 금형소재의 열처리 기술개발
• 형상별 열처리 코일 설계 및 제작
• 열처리 조건의 특성을 분석한 열처리 효율 향상 기술개발
• 로봇 부가축 여유자유도 1축 업그레이드 설계 및 제작
• 부가축 내구성 시험
• 로봇 프로그램 인터페이스 모듈 개발
• 로봇 프로그램 변환기 개선
• 전용 시뮬레이터 모듈 통합 개발
• 로봇 Calibration 최적화 환경 개발
• 품질 모니터링 자동화 개발
• 열처리 DB적용 환경 통합 및 현장 적용 최적화 실험
• 열처리 자동화 공정 전용 시뮬레이터 및 품질 모니터링 모듈 성능평가

3. 기술 및 경제적 성과
• 기술수준 및 기술개발 성과
: 기술개발 착수시점 국내 최고기술 보유기관이 없었으나 개발완료시점인 현재 본 과제를 통해 개발한 기술이 국내 최고 기술보유.
: 열처리 전용 Simulator기술을 국산화 함. (국산화율: 100%)
• 특허 및 논문실적
: 특허3건, 논문발표6건
• 개발기술 관련 매출액: 55.09억원 (간접매출)
• 개발기술 관련 수출액: 14.51억원 (간접매출)
• 고용창출: 직접고용(5명), 간접고용(63명)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 광역경제권거점기관지원사업(로봇산업클러스터조성사업)최종보고서 제출서 ... 2
• 제출문 ... 3
• 광역경제권거점기관지원사업 최종보고서 초록(예) ... 4
• 기술개발사업 주요 연구 성과 ... 6
• 목차 ... 10
• 제1장 서론 ... 11
• 제1절 개발기술의 개요 및 필요성 ... 11
• 가. 개발 대상 기술제품의 개요 ... 11
• 나. 공정의 개요 ... 12
• 다. 적용공정 ... 12
• 제2절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 13
• 가. 국내 기술 동향 및 수준 ... 13
• 나. 국외 기술 동향 및 수준 ... 13
• 다. 개발대상품의 특허분석 ... 13
• 제3절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 19
• 가. 사업 대상 기술·제품의 중요성 ... 19
• 나. 사업 대상 기술·제품의 파급효과 ... 20
• 제2장 기술개발 내용 및 방법 ... 22
• 제1절 최종 목표 및 평가 방법 ... 22
• 가. 최종목표 ... 22
• 나. 개발기술의 평가방법 및 평가항목 ... 23
• 제2절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 24
• 가. 1차년도 ... 24
• 나. 2차년도 ... 46
• 다. 3차년도 ... 76
• 제3장 기술개발결과 및 사업화 계획 ... 77
• 제1절 기술개발 결과 ... 77
• 가. 총연구개발 추진 일정 ... 77
• 나. 당해년도 연구개발 추진 실적 ... 78
• 다. 3차년도 ... 79
• 제2절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 114
• 가. 국내·외 시장 현황 ... 114
• 나. 사업화 추진 전략 ... 116
• 다. 시장진입을 위한 단계적 전략 (시장진입시기, 현지화 전략 등) ... 117
• 제4장 사업성과관리 ... 121
• 제1절 연구성과(지재권, 논문, 고용 등 유·무형 성과전체 기재) ... 121
• 1. 지식재산권(국내·외 특허, 실용신안, 프로그램 등록, 기타 등으로 종류 구분) ... 121
• 2. 논문 게재/발표 실적 ... 121
• 4. 인증/포상 실적 등 (국내 및 국외) ... 122
• 5. 고용 창출 ... 122
• 제2절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 123
• 제3절 사업화를 위한 수요기업과 협력계획 ... 123
• 부록 ... 126
• 끝페이지 ... 153