초록 ▼

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
- 워터젯을 이용한 난삭재 3D 형상 가공 시스템 기술 개발

□ 개발내용 및 결과
(1단계-1차년도)
- 평면가공용 워터젯 3축 테이블 설계 및 제작
- 센서 신호처리 제어 시스템 제작 및 시운전
- 워터젯 분사의 기본 거동 메카니즘을 통한 절삭과정 해석
- 워터젯 장비 구조해석
- 워터젯 평면가공에서의 피삭성 검토 및 가공 메카니즘 분석
- 평면가공 상태 모니터링을 위한 센서 및 기능 파악
(1단계-2차년도)
- 평면가공용 6축

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
- 워터젯을 이용한 난삭재 3D 형상 가공 시스템 기술 개발

□ 개발내용 및 결과
(1단계-1차년도)
- 평면가공용 워터젯 3축 테이블 설계 및 제작
- 센서 신호처리 제어 시스템 제작 및 시운전
- 워터젯 분사의 기본 거동 메카니즘을 통한 절삭과정 해석
- 워터젯 장비 구조해석
- 워터젯 평면가공에서의 피삭성 검토 및 가공 메카니즘 분석
- 평면가공 상태 모니터링을 위한 센서 및 기능 파악
(1단계-2차년도)
- 평면가공용 6축 워터젯 시스템 설계 및 제작
- 2.5D 평면가공용 워터젯 밀링 기술 개발
- 난삭재 가공특성 분석 및 워터젯 에너지 모델링 기술 개발
- 워터젯 헤드 유동해석
- 워터젯 가공인자에 따른 평면가공 최적화 및 가공상태 평가
- 워터젯 평면가공 상태 모니터링 알고리즘 및 프로그램 개발
(2단계-1차년도)
- 고유량 펌프 개발(100Hp, 8.5L/min)
- 로봇기반의 워터젯 가공용 Gantry Structure 개발
- 피삭재에 충돌할 때 표면의 형상에 따른 재료 제거율 도출
- 가공조건 범위에 따른 가공 결과 및 회귀모델 적합성 확인
- 다중회귀분석을 통한 가공깊이 모델링
- 가공조건과 가공품질과의 연관도 분석 및 최적가공조건 도출
- 가공부하 모니터링 및 신호처리기술개발
(2단계-2차년도)
- 연마재 Main Hopper 및 Mini Hopper 설계 및 제작
- 고압배관 구조 건전성 평가
- 물체 인식 비전 모듈 개발
- 이송장치 및 회전 모듈 구조 건전성 평가
- 워터젯 로봇 제어 시스템 및 가공 상태 모니터링 S/W 개발
- 워터젯 가공 깊이 보상기술 개발
- 워터젯 로봇 동작에 따른 기구학 해석
- 로봇 유한요소 해석
- On-machine 가공깊이 모니터링 기술개발
- 로봇기반 워터젯 반력 및 진동 신호처리기술 개발
(2단계-3차년도)
- 클린룸 및 차단막 개발
- 워터젯 비산 집진 시스템 개발
- 로봇 기반 워터젯 가공 운용 S/W 개발
- 스마트폰용 앱 개발
- 소모품 자동 발주 시스템 개발
- 3D 형상 가공평가 및 가공조건 최적화
- 센서를 이용한 워터젯 헤드 안전장치 개발
- 3D 실가공에 영향을 미치는 인자 최적화 및 DB화
- 최종 가공 형상물의 가공성 평가 기술 확보
- 워터젯 가공 통합 모니터링 시스템 개발
- 워터젯 가공 통합 모니터링 시스템 평가

□ 기술개발 배경
- 본 개발 과제는 3D 형상의 난삭재 1차 가공을 위한 로봇기반 워터젯 가공 시스템으로 고가의 난삭재용 공구를 대체할 수 있는 열변형이 전혀 없는 비접촉식 절삭 가공 기술을 개발하여 세계 최초로 난삭재 절삭 가공 분야의 세계 시장 점유 1위를 목표 달성하여 매출 증대를 이루고자 하였다.
- 또한, 세계 제일의 “워터젯 가공기술 센터”를 구축하여 세계를 선도하는 최고의 워터젯 절삭 가공 기술을 확보하고자 한다

□ 핵심개발 기술의 의의
- 세계 최초로 로봇기반 난삭재용 3D 절삭 가공 장비 개발
- 난삭재 절삭 가공을 위한 워터젯 절삭 가공 인자인 초고압 펌프의 압력, 유량, 연마재량 및 가공속도 등을 사전에 예측할 수 있는 Depth Control 시뮬레이션과 가공 테스트를 통한 소재별 절삭 가공 DB구축

□ 적용 분야
- 고가의 난삭재(CFRP, 티타늄, 인코넬 등) 전용 공구 대체
- 자동차산업, 항공·우주산업, 해양플랜트산업 분야 적용
- 화학, 석유, 약품 탱크류 및 도관의 표면세척 분야에 응용 가능
- 압력분출(blasting)를 이용해 선박의 녹이나 조패류 제거에 응용 가능

(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 8
• 목차 ... 14
• 제 1 장 서론 ... 15
• 제 1 절 과제의 개요 ... 15
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 24
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 24
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 26
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 35
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 113
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 114
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 118
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 118
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 118
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 123
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 129
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 134
• 1. 각 기관/기업별 역할 및 추진 내역 ... 134
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 139
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 148
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 151
• 부 록 ... 152
• 끝페이지 ... 292