초록 ▼

핵심기술
- 지능형 슬레드 교환 시스템을 적용한 자동차 충돌 시뮬레이터 시스템은 시험 준비실을 마련하고 슬레드를 다수 구성하여 동시에 시험 준비를 수행하여 시뮬레이터가 하루에 수행할 수 있는 시험 횟수를 증가시켜 효율성을 증대시킴.

- 슬레드를 교환할 때 무인 운반차와 테이블 리프트를 이용하기 때문에 각 시험 준비실에는 테이블 리프트가 설치되어 슬레드를 교환할 때뿐만 아니라 슬레드에 시험 준비를 위하여 각종 장비를 설치할 때에도 높이 조절을 할 수 있도록 하여 편의성을 증대시킴

최종목표
① 자동차

핵심기술
- 지능형 슬레드 교환 시스템을 적용한 자동차 충돌 시뮬레이터 시스템은 시험 준비실을 마련하고 슬레드를 다수 구성하여 동시에 시험 준비를 수행하여 시뮬레이터가 하루에 수행할 수 있는 시험 횟수를 증가시켜 효율성을 증대시킴.

- 슬레드를 교환할 때 무인 운반차와 테이블 리프트를 이용하기 때문에 각 시험 준비실에는 테이블 리프트가 설치되어 슬레드를 교환할 때뿐만 아니라 슬레드에 시험 준비를 위하여 각종 장비를 설치할 때에도 높이 조절을 할 수 있도록 하여 편의성을 증대시킴

최종목표
① 자동차 충돌 시뮬레이터를 이용하여 시험 종료 후 슬레드를 시험 준비를 마친 슬레드로 교체할 수 있는 지능형 슬레드 교환 시스템을 개발함.

② 테이블 리프트는 슬레드 및 AGV, BIW(Body in White), Seat, Seat belt, Air bag, Dummy, 계측 장비 등을 고려하여 적재 하중 8ton으로 개발하며, 테이블의 Size는 무인 운반차의 Size를 고려하여, 길이 3,900 mm x 폭 1,800 mm로 개발함.

③ 테이블 리프트의 테이블 높이는 최소 1,165mm, 최대 상승 높이는 935mm, 테이블의 최대 높이는 2, 100mm가 되도록 개발함. 상승 높이 오차는 최대 상승 높이의 ± 0.1%로 개발하며, 정밀도를 높이기 위하여 유압 서브 액추에이터를 이용함.

④ 테이블 리프트에 최대 적재 하중의 125%인 10 ton의 하중을 적재하고, 정격 속도로 1,000 Cycle 작동하였을 때, 나사 부분의 헐거움, 튜브 및 배관 부분의 영구 변형, 부품의 파괴 등이 일어나지 않도록 개발하며, 내부 누유량이 증가하지 않고 성능 저하가 5% 이내를 만족할 수 있도록 개발함.

⑤ 테이블 리프트의 상승, 하강 작동은 유압 서보 액추에이터 4개를 정밀 제어하며, 변위 제어를 통하여 상승 높이를 조절함. 서보 액추에이터의 사용 압력은 210bar로 개발하며, 속도는 50mm/s로 개발함. 최대 추진력은 4ton의 하중을 상승시킬 수 있도록 하며, 테이블 리프트에 충격 액추에이터로 120ton의 힘을 가하였을 때, 버틸 수 있도록 각각 8ton으로 개발함.

⑥ 테이블 리프트의 구조적인 안전성은 20ton의 충격 액추에이터 6개를 제작하여 시험을 진행하기에 제작비용이 크기 때문에 동역학 해석을 통하여 테이블 리프트가 구조적으로 견딜 수 있는지 검토함.

⑦ 테이블 리프트의 액추에이터는 최대 사용 압력 210bar로 10분간 가하였을 때, 내부 누유량은 피스톤의 변위량 x 0.02 mL/10 min를 초과하지 않도록 개발함.

⑧ 무인 운반차에 적재되는 팔렛과 슬레드 및 AGV, BIW(Body in White), Seat, Seatbelt, Air bag, Dummy, 계측장비 등의 무게를 고려하여 최대 적재 하중 5ton, 무인 운반차 Size는 길이 2,500mm, 폭 1,600mm으로 개발함.

⑨ 무인 운반차는 바닥에 매설되는 Magnetic Line을 따라 이동하는 방식을 적용개발하며, 테이블 리프트의 테이블 중심에서 크게 벗어나 하강할 때, 피트의 벽 부분과 접촉 될 수 있기 때문에 위치 정확도를 높여야함에 따라 세계 최고 수준인 미국 JTB(주)의 ± 5mm로 동등 수준으로 개발함.

⑩ 무인 운반차의 최대 속도는 세계 최고 수준인 미국 JTB (주)의 직선 주행 7km/h, 곡선 주행 3.5km/h로 개발함.

개발내용 및 결과
① 자동차 충돌 시뮬레이터를 이용하여 시험 종료 후 슬레드를 시험 준비를 마친 슬레드로 교체할 수 있는 지능형 슬레드 교환 시스템을 개발함.

② 테이블 리프트는 슬레드 및 AGV, BIW(Body in White), Seat, Seat belt, Air bag, Dummy, 계측 장비 등을 고려하여 적재 하중 8 ton으로 개발하며, 테이블의 Size는 무인 운반차의 Size 를 고려하여, 길이 3,900mm x 폭 1, 800mm로 개발함.

③ 테이블 리프트의 테이블 높이는 최소 1,165mm, 최대 상승 높이는 935mm, 테이블의 최대 높이는 2, 100mm가 되도록 개발함. 상승 높이 오차는 최대 상승 높이의 ± 0.1%로 개발하며, 정밀도를 높이기 위하여 유압 서보 액추에이터를 이용함.

④ 테이블 리프트에 최대 적재 하중의 125%인 10ton의 하중을 적재하고, 정격 속도로 1,000Cycle 작동하였을 때, 나사 부분의 헐거움, 튜브 및 배관 부분의 영구 변형, 부품의 파괴 등이 일어나지 않도록 개발하며, 내부 누유량이 증가하지 않고 성능 저하가 5% 이내를 만족할 수 있도록 개발함.

⑤ 테이블 리프트의 상승, 하강 작동은 유압 서보 액추에이터 4개를 정밀 제어하며, 변위 제어를 통하여 상승 높이를 조절함. 서보 액추에이터의 사용 압력은 210bar로 개발하며, 속도는 50mm/s로 개발함. 최대 추진력은 4ton의 하중을 상승시킬 수 있도록 하며, 테이블 리프트에 충격 액추에이터로 120ton의 힘을 가하였을 때, 버틸 수 있도록 각각 8ton으로 개발함.

⑥ 테이블 리프트의 구조적인 안전성은 20ton의 충격 액추에이터 6개를 제작하여 시험을 진행하기에 제작비용이 크기 때문에 동역학 해석을 통하여 테이블 리프트가 구조적으로 견딜 수 있는지 검토함.

⑦ 테이블 리프트의 액추에이터는 최대 사용 압력 210bar로 10분간 가하였을 때, 내부 누유량은 피스톤의 변위량 x 0.02 mL/10 min를 초과하지 않도록 개발함.

기술개발배경
(1) 자동차의 충돌 사고는 도로 상에서 빈번히 일어나고 있으며, 자동차와 자동차의 충돌, 자동차와 도로 구조물과의 충돌(보도, 전신주, 분리대, 식수대 등) 등이 발생하고 있음.

(2) 안전장비의 의무화 외에 신차를 개발하여 출시하기 전에 의무적으로 유럽의 경우 Euro NCAP(New Car Assessment Program, 유럽 신차 평가 프로그램), 미국의 경우 NHTSA(National Highway Traffic Safety Administration, 미국 교통 안전국) 등에서 시행하는 안전성 시험을 받아야 함. 한국의 경우 의무적으로 수행하지는 않지만, 매년 대상 차종을 선정하여 안전성 시험을 수행하여 결과를 교통안전 공단 홈페이지에 게시하고 있음.

(3) 실제 자동차 충돌 시험은 자동차 구동 방식으로 장애물 또는 벽에 자동차를 충돌시키는 파괴적인 방법을 통하여 실제 자동차에 탑승시킨 Dummy의 모멘트 및 힘을 측정하여 운전자석과 전방탑승자석에 탑승한 사람의 머리, 흉부, 상부 다리가 받는 상해 값을 측정함.

(4) 자동차 충돌 시뮬레이터는 슬레드에 BIW(Body in White), Seat, Seatbelt, Air bag, Dummy, 계측 장비 등을 장착한 후, 전방의 액추에이터를 작동시켜 실제 자동차 충돌이 일어난 상황을 재현하는 시뮬레이터임.

(5) 액추에이터 구동 방식으로 비파괴적이며, 실제 자동차 충돌 시험과 같이 Dummy를 통하여 운전자석과 전방탑승자석에 탑승한 사람의 머리, 흉부, 상부 다리가 받는 상해 값을 측정함.

(6) 신차 개발 시 충돌 시험 약 200회를 실시하며, 회당 2억원이 소요되지만, 자동차 충돌 시뮬레이터는 반영구적이며, 회당 소요 비용이 낮고, 시험 시간을 단축시킬 수 있음. 실제 자동차와 자동차 충돌 시뮬레이터를 이용한 충돌 시험 비교는 그림 1 ~ 2와 같음.

(7) 자동차 충돌 시뮬레이터를 제품화 한 업체는 미국 Seattle Safety(주), Instron(주), 일본 Mitsubishi 중공업(주), 오스트리아 DSD(주) 등이 있음. 기존 자동차 충돌 시뮬레이터 시스템은 슬레드가 1 ~ 2 개로 구성되어 있으며, 슬레드의 파손 시 여분의 슬레드로 시험을 할 수 있도록 함.

핵심기술개발의 의의
이전 모델의 업그레이드 및 국산화 정도

적용분야
① 슬레드 교환 시스템은 기존에 도입한 선진 업체의 자동차 충돌 시뮬레이터 업그레이드에도 적용할 수 있기 때문에, 국내·외 자동차 충돌 시뮬레이터를 도입한 자동차 관련 연구 소 등에 활용할 수 있으며, 슬레드 교환 시스템을 개발 중인 자동차 충돌 시뮬레이터와 시스템을 통합하여 같이 판매 함으로서, 수입에 의존하고 있는 제품에 대한 대체 효과와 효율성을 통한 경쟁력 확보로 수출 가능성을 높일 수 있기 때문에 기술 개발 및 제품화가 필요함.
② 슬레드 교환 시스템은 자동화 시스템으로 슬레드 이외에 물건 등을 적재하여 이송할 수 있기 때문에 공장이나 물류 센터에 적용이 가능함.

(출처 : 요약 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 지역특화[주력]산업육성 기술개발사업 보고서 요약[초록] ... 3
• 연구개발사업 주요 연구 성과 ... 13
• 목차 ... 16
• 제 1 장 서론 ... 17
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 17
• 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 26
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 39
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 43
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 43
• 제 2 절 개발 내용 및 개발 범위 ... 45
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 46
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 46
• 1) 테이플 리프트 설계 및 제작 ... 46
• 2) 무인 운반차용 시스템 설계 ... 54
• 3) 다물체 동역학 해석 및 구조 해석 ... 59
• 4) 테이블 리프트 성능 시험 ... 70
• 제 2 절 시장 현황 및 사업화 계획 ... 93
• 2-1 기술개발 관련 시장 현황 ... 93
• 2-2 사업화 계획 및 마케팅 전략 ... 96
• 2-3 사업화에 따른 수익성 자체분석 결과 ... 100
• 3-2. 기대효과 ... 104
• 별첨1 성과활용현황 및 계획 ... 107
• 별첨2 성실이행 서약서 ... 110
• 별첨3 자제보안관리진단표 ... 111
• 끝페이지 ... 111