초록 ▼

□기업의 애로사항
○ 사출성형 공정에서 품질은 공정 내/외부 요인에 따라 달라질 수 있으며 이러한 변화는 용융 수지의 상태에 반영되므로 이를 측정하여 제품의 품질과 공정을 관리하는 것이 필요함.
○ 현재 사출성형 시 용융수지의 성형 데이터를 얻기 위해서는 압력 센서 등을 사용하는 것이 일반적이나 높은 구축 비용으로 인해 실제 산업 현장에서 사용하기에는 무리가 있으며 센서를 금형 내 설치해야 하므로 휴대성(금형간 설치유연성)이 낮아 1 금형, 1 시스템 적용의 한계가 있으므로 이를 대체할 수 있는 효과적인 모니터링 방안이

□기업의 애로사항
○ 사출성형 공정에서 품질은 공정 내/외부 요인에 따라 달라질 수 있으며 이러한 변화는 용융 수지의 상태에 반영되므로 이를 측정하여 제품의 품질과 공정을 관리하는 것이 필요함.
○ 현재 사출성형 시 용융수지의 성형 데이터를 얻기 위해서는 압력 센서 등을 사용하는 것이 일반적이나 높은 구축 비용으로 인해 실제 산업 현장에서 사용하기에는 무리가 있으며 센서를 금형 내 설치해야 하므로 휴대성(금형간 설치유연성)이 낮아 1 금형, 1 시스템 적용의 한계가 있으므로 이를 대체할 수 있는 효과적인 모니터링 방안이 필요함.
○ 또한 현재는 사출성형에 대한 생산관리를 과거의 생산 데이터에 기초한 단순 통계적인 방법과 작업자의 경험에 비추어 진행하고 있으나 단순 통계로 는 실제 사출성형 시 복합적인 성형 조건 및 환경을 반영하기에는 무리가 있으며 관리가 부정확한 경우가 발생하므로 효율적인 데이터 관리 체계가 필요함.

□지원(해결) 내용
○ 사출성형 중 금형의 진동(가속도) 신호를 이용한 공정 모니터링 시스템 구축 및 검증
○ 사출성형공정 중 금형 표면의 온도, 진동(가속도) 신호를 이용한 모니터링용 엣지 디바이스 설계 및 시제품 제작
○ 제작된 사출성형공정 모니터링 엣지 디바이스 기능 검증
○ 사출성형공정 모니터링용 엣지 디바이스 기술을 이용한 빅데이터 처리 모델 개발 및 실 데이터 적용성 평가

□지원 성과
○ 핵심 성과
- 실제 사출성형기 상에서 기록되는 공정정보(사출시간, 보압시간, 사이클타임)과 비교하여 5% 이내의 오차율을 보이는 모니터링용 엣지 디바이스를 통해 정확한 공정 모니터링이 가능함.
- 추가적인 가공 없이 금형에 디바이스를 장착할 수 있어 금형 간 설치 유연성을 확보하였으며 기존 사출성형용 압력 센서를 이용한 모니터링 방법을 대신하여 금형의 진동(가속도)과 금형의 표면 온도를 측정하는 센서를 사용하기 때문에 모니터링 시스템의 도입 장벽을 낮춤
○ 추가 성과
- 사출성형공정 모니터링용 엣지 디바이스 설계에 대해 검토 및 평가를 위해 시제품을 제작하였으며 이를 바탕으로 프로트 타입(proto type)의 디바이스를 제작함.
- 공정 모니터링 데이터를 이용한 빅 데이터 처리 알고리즘 모델 개발 및실 데이터에 대한 적용성을 평가함.
○ 기술스펙 달성 성과
•성능목표(spec) : 사이클타임 정확도
•'20년 목표 : 오차율 5% 이하
•'20년 달성실적 : 오차율 0.97%
•달성도(%) : 100

•성능목표(spec) : 사출시간 정확도
•'20년 목표 : 오차율 5% 이하
•'20년 달성실적 : 오차율 1.84%
•달성도(%) : 100

•성능목표(spec) : 보압시간 정확도
•'20년 목표 : 오차율 5% 이하
•'20년 달성실적 : 오차율 0.56%
•달성도(%) : 100

•측정방법 : ⋅ 공인인증기관 입회 하 실제 사출성형을 통한 디바이스 성능 평가

□기술적 우수성
○ 금형의 진동(가속도), 금형 표면 온도, 금형 형폐 신호를 이용한 사출성형공정 모니터링 디바이스 설계 및 제작
- 사출성형기에 기록되는 샷(공정) 데이터와 동일한 수준의 값을 획득할 수 있는 모니터링 기술 확보
- 기존의 모니터링 방법(압력 센서 등) 대비 저비용 고효율의 사출성형공정 모니터링 기술 확보
- Bluetooth 통신 기반 원거리 모니터링 기술을 적용하여 사출성형공정에 대한 사용자의 접근성을 향상시키고 “수요자/생산자”의 효율적인 데이터 관리를 가능하게 함.

□성과활용(기대효과)
○ 기존의 사출성형 공정 모니터링 시스템과 비교하여 구축 비용이 낮으면서 효과적으로 측정이 가능한 엣지 디바이스를 개발하여 필요에 따라 쉽게 금형마다 이동 설치가 가능하므로 경제적 측면에서 개발 기술의 도입 비용 감소 효과를 기대함.
○ 사출성형 중 엣지 디바이스를 이용하여 측정한 데이터를 이용하여 공정을 모니터링함으로써 생산 및 관리 측면에서 제품의 생산율 향상 등의 상승효과를 기대함
○ 기존의 단순 자동화 공정에서 벗어나 센서 기반의 사출성형공정 정보(사이클 타임, 온도, 프로세스 정보)를 획득하고 이를 기반으로 빅데이터 분석을 통한 피드백을 통해 스마트디바이스의 개발에 기여하여 스마트펙토리 기술 관련 R&D 경쟁력을 확보

(출처 : 요 약 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기관주요사업 연구보고서 ... 3
• 지원 사례 요약 ... 4
• 목차 ... 6
• 제 1 장 개요 ... 7
• 제 1 절 연구개발(지원) 목표 ... 7
• 제 2 절 연구개발(지원)의 필요성 ... 7
• 제 3 절 당해연도 연구개발(지원) 범위 ... 9
• 제 2 장 연구수행(지원) 내용 및 결과 ... 9
• 제 1 절 연구개발(지원) 추진 체계 ... 9
• 제 2 절 당해연도 연구개발(지원) 내용 ... 11
• 제 3 절 당해연도 연구개발(지원) 결과 ... 24
• 제 3 장 수요기업 성과활용 ... 26
• 제 1 절 수요기업의 성과 활용 내용 ... 26
• 제 4 장 참고문헌 ... 27
• 별첨자료#1 엣지 디바이스 부품 선정 ... 28
• 별첨자료#2 엣지 디바이스 측정부 상세 설계 ... 30
• 별첨자료#3 엣지 디바이스 제어부 상세 설계 ... 33
• 별첨자료#4 엣지 디바이스 신호 테스트를 위한 제어 코드 ... 34
• 별첨자료#5 엣지 디바이스를 이용한 사출성형공정 모니터링 실험 데이터 ... 35
• 끝페이지 ... 37