고부가가치 제품을 생산하는 공작기계에는 고정도·고효율이 요구된다. 또한 최근의 생산 연령 인구 감소 등에 의해 공정집약이나 인력절감화를 기획한 자동화 기술 개발이 활발해지고 있다. 가공 프로세스를 자동화하는 데는 기계가 지령대로 운동하는 것이 대전제가 된다. 이러한 배경에서 고정도·고효율의 가동 상태를 장기간에 걸쳐 유지하는 것이 공작기계에는 한층 더 요구된다. 따라서 기계 메이커에 의한 기계 제조, 납입 시의 조정뿐만 아니라, 유저 측에서도 경시적으로 변화하는 기계 정도의 관리가 필요하다. 그러나 기계의 오차 측정 및 보정에는 보통의 가공과는 다른 지식이 요구된다. 또한 필요한 측정 기기가 고가이거나 일상적으로 하는 작업이 아니기 때문에 오퍼레이터가 숙련되지 않거나 하는 문제가 있다. 이에 ㈜공간정도연구소에서는 공작기계의 기계 정도 유지에 공헌하기 위해 정도 측정, 오차 요인 분석, 보정까지를 하나의 서비스로 제공하고 있다. 기계 정도 측정에 정통한 기술자가 측정기를 지참하고 작업하기 때문에 공작기계 유저는 측정기를 소유하지 않고도 최첨단의 정도 측정, 보정을 받을 수 있다. 또한 요구에 따라 측정 결과의 상세한 분석을 하거나, 오차 요인의 특정 등 근본적
미국자동차공학회(SAE)에 따르면, 자율주행 레벨 2(부분 자율주행)는 특정 조건에서 시스템이 보조 주행을 지원하며, 자율주행 레벨 3(조건부 자율주행) 고속도로 등 특정 조건에서 자율주행을 지원하게 된다. 이제 AI에 운전 주도권이 주어지면서 편의성 및 안전성이 향상 되면서 도로 안전사고 등이 많이 감소될 것으로 전망된다. 기아자동차의 EV9의 30초 광고 영상에서는 운전자가 핸들에서 손을 떼는 장면이 나온다. EV9 GT 라인업에 탑재될 예정인 자율주행 레벨 3의 모습이다. 자율주행 레벨 3가 되면 고속도로 같은 구간에서 자동차가 주도권을 가지면서 스스로 운전을 하게 된다. 2023년 5월에 기아자동차는 EV9에 라이다를 장착한 자율주행 레벨 3 차량을 출시하였다. 자율주행 레벨 3면 서울에서 부산까지, 도시 to 도시 간 자율주행에 있어서 우리 삶의 편의성과 안전성을 향상시킬 것으로 전망된다. 자동차가 전동화 되고 자율주행이 탑재되면서 많은 센서 등이 탑재되는데 대부분의 자율주행, 특히 자율주행 레벨 3 이상이 되면, 필수 센서가 바로 라이다(LiDAR) 센서이다. 자동차용으로 양산된 라이다 센서는 유럽 VALEO사의 Pulse 라이다가 유일하다. 제네
양극플레이트(양극판)는 수소생산에 사용되는 전해조(전기분해장치)와 연료셀의 핵심이다. 제조과정에 따라서, 플레이트는 수백 개의 양극판으로 구성되는데 한 개의 불량판이 전체 스팩의 성능에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서 각 플레이트의 전압을 별도로 모니터링하는 것이 좋다. 바이드뮬러는 모니터링을 위한 솔루션을 개발했다. 바이드뮬러 솔루션을 사용하면 폭발 가능성이 있는 영역에서도 안정적으로, 안전하게, 경제적으로 측정된 값을 기록하고 처리할 수 있다. 개발 배경 그린 수소는 에너지의 원천이자 희망의 원천이다. 이것은 태양광 발전과 풍력 에너지와 같은 더 휘발성이 강한 동력원에 대한 이상적인 보충제가 되게 한다. 또한 일부 전기 분해 공정에서는 폐열을 사용할 수도 있다. 따라서 이 솔루션은 배치될 수 있는 광범위한 가능한 현장이 존재한다. 여기에는 시멘트 공장, 해상 풍력 터빈 시스템 또는 산업용 트럭(예: 지게차)을 작동하기 위해 수소가 발생할 수 있는 회사의 시설이 포함될 수 있다. 원칙적으로 모든 전해질에는 막으로 분리된 두 개의 전극이 필요하다. 수소 분자를 H2와 O2로 분리하기 위한 셀 전압은 약 2.5V이다. 100개의 양극 플레이트 스택의 경우 25
이더넷-APL 길라잡이를 이번 호부터 게재코자 한다. ‘길라잡이’는 순수한 우리말로 인터넷 사전에서 길라잡이의 중심 의미를 찾아보니 “길이란 사람이나 교통수단이 다닐 수 있도록 만들어진 곳”이라고 설명 되어 있고, 오늘날 길은 “부모의 길을 걷다(도리)”, “돈 버는 길이 막막하다(방법, 수단)”, “사업의 길을 걷다(분야, 방면)”, “살아 온 길을 후회하지 않는다(역사, 이력”, “인간 해방의 길로 가자(목표, 방향)” 따위에서 여러 주변의 의미로 쓰인다고 했다. 따라서 길라잡이는 중심 의미로서의 길뿐만 아니라 방향을 잡아나가는데 도움이 되는 사물, 어떤 목적을 실현하도록 이끌어 주는 지침을 두루 이르는 말이다. 이더넷-APL은 PROCESS계장표준으로 세계 전문 표준개발기구 4곳과 12개의 국제 자동화 메이커에서 합의하여 IEC/IEEE 등의 국제표준기관에서 공인된 새로 나온 신기술이므로, 자세한 설명과 해설이 필요하고 이 기술의 핵심 요체를 설명하는데 자세한 안내가 필요하므로 ‘이더넷-APL 길라잡이’라는 이름이 딱 맞을 것 같기에 그 이름을 붙여 10~12회 정도로 내용을 안내 하고자 작명을 하여, 이번 호부터 연재하기로 했다. 이더넷-APL이란 용
고성능 회전 테이블은 단축, 다축에서 대단히 중요한 부분이며, 정밀 제어에 필수인 구동장치의 수요가 증가하고 있다. 양헌기공은 1998년부터 고성능 회전 테이블을 개발하여 일본의 S社와의 특허 소송에서 승소하며 고정밀 회전 테이블 S社 제품과 동등한 수준까지 도달했다. 이 글에서는 서버캠드라이브로 구동되는 회전 테이블을 소개하고 그 특성을 웜기어 메커니즘으로 구동되는 회전 테이블의 특성과 비교하여 설명한다. 양헌기공의 서버캠드라이버는 구동되는 회전 테이블 중 높은 성능을 나타내므로 이러한 유형의 회전 테이블은 공작기계, 반도체, 로봇, 의료산업 분야에 매우 적합하다고 말할 수 있다. 최근 제조 공장에는 많은 다축 기계 가공 센터가 있어, 생산성 및 제품의 정확성 요구를 충족시킨다. 모든 제품의 정확도는 주로 기계를 조립하는 데 사용된 부품의 동작 정확도에 달려 있다. 특히 공작기계, 반도체 가공에서는 더욱 더 중요시 된다. 모든 기계의 기본 구성은 리니어 및 회전축으로 구성된다. 회전축에는 백래쉬, 정확성과 반복성, 회전 변동 및 움직임에 대한 불균형 질량 등과 같은 여러 특성들이 있다. 서버캠드라이버 메커니즘 동력 전달의 관점에서 볼 때, 서버캠드라이브 메
사회 시뮬레이션 영역에서 1990년대 후반부터 시뮬레이션 기법으로 인지되기 시작한 에이전트 베이스 접근은 약 30년의 역사 속에서 많은 모델의 구축 방법론으로서 그 지위를 확립해 왔다. 시뮬레이션을 실행하는 계산기의 성능 향상과 함께 모델이 대상으로 하는 사회 인구(인원수)의 상한도 향상되어 왔다. 또한 정보공학 기술의 향상에 의해 여러 개의 계산기를 이용해 계산을 실행하는 병렬분산 환경을 이용함으로써 모델이 대상으로 하는 사회의 인구(인원수)는 비약적으로 커졌다고 할 수 있다. 병렬분산을 구성하는 계산기를 풍족하게 준비할 수 있다면, 이론상으로는 일본 전체 1억 2000만 명을 에이전트 베이스의 접근으로 재현한 모델이나 세계 전체 80억 명을 표현한 모델을 구축하는 것도 가능하다. 한편, 병렬분산 환경에서 각 에이전트는 병렬분산 환경을 구성하는 계산기의 하나로 처리되는 경우가 많다. 따라서 계산기에 걸쳐 있는 에이전트 간의 상호작용이나 에이전트가 존재하는 환경(장소)과의 왕래를 실현하기 위해서는 병렬분산 환경을 구축하는 네트워크상에서 정보의 교환을 실현할 필요가 있으며, 그 교환하는 양이 증가함으로써 처리 속도의 저하를 초래할 가능성이 있다. 에이전트 간의
삼성전자는 갤럭시 S23 울트라에 0.6 μm 크기의 픽셀 2억 개를 집적한 이미지 센서 “아이소셀 HP2”를 탑재했다. 삼성전자는 또한 이보다 화소 크기를 더 줄인 0.56 μm 크기의 2억 화소 이미지 센서 “아이소셀 HP3”도 공개한 바 있다. 화소를 최대한 작게 만들어서 더 많은 화소를 형성함으로써 더 높은 공간 해상도, 즉 선명한 영상을 얻기 위해 지금도 많은 회사들이 치열하게 경쟁하고 있다. 샤오미에서는 1인치 크기의 소니의 5000만 화소 이미지센서 “IMX989” 를 채택했다. 화소가 크면 빛을 받는 면적이 늘어나서 신호가 증가하므로, 이미지 센서의 중요한 특성인 신호 대 잡음 비가 증가해서 더 품질이 우수한 영상을 얻을 수 있다. 화소의 축소에 의한 해상도 향상과, 화소의 크기를 적절히 유지함으로써 얻는 화질 향상이, 같은 기술의 서로 다른 양상을 보여준다. 반도체 기술의 발전에 따른 화소 크기의 단순한 감소는 쉽지만, 이미지 센서의 여러 가지 성능을 좋게 하면서 동시에 크기를 줄이는 것은 어려운 일이다. 해상도를 높이는 것은 당연한 방향이고, 감도, 잡음, 색상, 다이나믹 레인지(dynamic range), 속도 등 이미지 센서의 화질에 영
차량용 카메라 시스템 시장의 중장기 전망 차량용 카메라는 차량의 편의 장치가 증가되는 추세에 따라 운전자 편의 보조 장치로 성장하고 있고, 현재는 자율주행 레벨에 따른 안전장치로 급성장하고 있다. 많은 카메라 중 특히 운전자 관점에서 운전자의 눈과 같은 역할을 하는 카메라가 이에 해당된다고 볼 수 있다. 과거 저화소 카메라가 대세였다면, 지금은 고화소(2M이상) 카메라의 수요가 증가하고 있다. 최근 트렌드는 자동차에 차량 주변을 볼 수 있는 SVM(카메라군 1set)과 전방 영상을 녹화하는 DVRS 카메라(1EA)와 자율주행 Level 2인 전방 센싱용 카메라(1EA) 등 총 3개 군 카메라가 탑재되고 있다. 향후에는 전방 및 전방 주변과 측전후방을 센싱하는 카메라(3EA)와 운전자 및 승객을 센싱하는 카메라 (3EA) 등 차량에 8EA 이상 카메라가 탑재될 것으로 전망된다. 차량용 카메라 제품군 중에 센싱용 카메라는 2~8M의 고화소 센서를 탑재하고 있다. 또한 개체인식 결과를 자동차가 조향 및 제동을 하는 중요한 신호로 사용을 하고 있다. 이는 일반 Viewing 카메라보다, 성능 요구 사양이 상당한 수준의 고품질을 요구하는 것이라고 볼 수 있다. 즉 광
기존 산업 오토메이션 분야의 증기·천연가스 등의 유체 관리나 거래 등에 더해, 최근에는 탄소 중립에 대한 대응 등 유량 계측의 고정도화 요구는 여전히 중요시되고 있다. 여기서는 디지털 통신을 활용해 관리 호스트 경유로 유체 정보를 다운로드함으로써 고정도 계측을 실현한 차압 전송기 기반 질량 유량계의 최신 기술, 실류 시험 결과를 소개한다. 또한 IoT화·스마트화를 바탕으로 한 장래 동향에 대해 디지털 트랜스포메이션(DX) 실현을 위한 상위 시스템의 유량계 데이터 유효 활용의 관점에서 가능성을 설명한다. 차압·압력 전송기 기반 유량계 측정기기로서 차압·압력 전송기의 용도는 그림 1에 나타낸 바와 같이 유량 측정, 압력 측정, 레벨 측정의 세 가지 용도로 분류된다. 측정 대상의 종류는 액체, 가스, 스팀 등 폭넓게 대응할 수 있으며, 기기의 비용이 비교적 저렴하다는 특징이 있다. 또한 기기의 보수·조정 작업이 제로점 조정 등으로 끝나고, 가동 중에 정기적으로 기기를 현장 교정에 보낼 필요도 없어 관리가 용이한 특징도 있다. 이 차압·압력 전송기에 오리피스판 등의 조리개 기구로 대표되는 유량 프라이머리 기기를 조합해 유량 계측에 사용한다. 이 경우 조리개 기구에서
지난 호에는 이더넷의 요구 조건에 대해서 개략적으로 살펴봤다. 또한 이더넷-APL에 적용되는 모든 기술적 특성에 대해서도 소개했다. 이번 글에서는 이더넷-APL의 주요 기술적 특성과 국내외 시장에 대해서 살펴본다. 이더넷-APL의 채택 이더넷은 상호운용성에 대한 강력한 요구사항이 있는 환경에서 신뢰할 수 있는 통신 기술임이 입증됐다. 이것은 산업현장, 사무실 및 건물, 그리고 많은 개인 주택단지에도 적용된 바가 있다. 이더넷 기술의 고도화는 제품개발과 프로토콜 스택에 있어서 네트워크망의 계획, 설치 후 커미셔닝 및 여러 문제를 해결할 수 있는 다양한 도구들을 사용하여 널리 수용할 수 있도록 환경 조성하는 것을 포함한 개념이다. 끊김 없는(seamless)는 설치는 빠른 도입, 높은 참여도를 보장하므로 모든 사용자에게 장기적인 비즈니스 환경을 제공한다. 따라서 프로세스 자동화 시스템의 수명 주기업무의 당사자들, 예컨대 벤더, 종합 건설사 및 엔지니어링 회사, 건설현장의 테스크포스 부서 해당 책임자, 시설을 관리하는 공무 및 보전설비 관리자, 계측 제어 부, 동력 및 운전관리 부서운영 담당자, 석유, 석유화학, 종합화학공장 공정부서 책임자, 운영반장 등은 이더넷
지난 호에는 이더넷-APL의 이해에 대해서 개략적으로 살펴봤다. 이더넷-APL 시스템은 배선이 대부분 이더넷 선으로 1,000m까지 연장되므로 PROCESS 계장 보수 유지비가 대폭 줄어드는 효과가 있고, PROCESS 계장 배선의 축소는 상대적으로 공장의 부지비가 줄어듦으로써 공장 건축비의 축소로 이어진다고 설명했다. 또한 이더넷-APL은 배선이 간단하고 강력한 2-와이어 기술의 이점과 이더넷(인터넷)의 장점을 결합하여 프로세스 플랜트 분야에서 최고의 성능과 원활한 데이터 액세스를 제공한다는 점도 밝혔다. 지난 호에 이어 이번 글에서는 이더넷의 요구 조건에 대해서 살펴본다. 10BASE-T1L을 이더넷-APL의 주력 망으로 채택한 이유는? 4차 산업혁명과 스마트 팩토리 보급 확산으로 공장 자동화를 넘어선 공장 자율화를 실현하려는 노력이 이어지고 있다. 또한 코로나19 팬데믹이 장기화됨에 따라 세계적으로 비대면 기조가 강화 되여 원격 솔루션을 도입하려는 기업들이 늘고 있는 추세다. 자율 시스템과 원격 솔루션을 제대로 운영하기 위해서는 대량의 인터넷 데이터를 신뢰성 있게 전달하는 통신 인프라 구축이 필수다. 최근 5G를 필두로 하는 무선통신 솔루션이 한국에서
기후변화 억제에 관한 다자간 국제협정으로 2015년 파리협정(COP21)이 채택된 이후 유엔의 지속가능한 개발 목표인 ‘SDGs’에서도 에너지 관련 항목이 선정됐다. 일본에서는 온실효과 가스 배출량을 2030년까지 26% 감축(2013년도 대비)하는 중기 목표를 세우고 있다. 이처럼 환경 문제가 주목을 받으면서 기업들은 에너지 절약 대책을 추진하게 됐다. 태양광 발전과 같은 재생가능 에너지를 도입해 전기의 에너지 절약은 충분히 대책이 되어 있는 한편, 열의 에너지 절약은 도입 비용이나 비용 대비 효과가 불투명해서 대책이 불충분한 경우가 있다. 산업 부문의 용도별 에너지 소비량에서는 전체의 56%를 열에너지가 차지하고 있어 열의 에너지 절약을 추진함으로써 에너지 절약 효과를 더욱 기대할 수 있다. 한편, 공장에서 열에너지는 보일러 설비에서 공급되는 증기가 일반적이다. 공장 내 증기 흐름의 한 예를 그림 1에 나타냈다. 보일러에서 만들어진 증기가 헤더를 통과해 반송 배관에서 각 건물로 분배된다. 배관 중간에는 증기가 식어서 액체로 되돌아온 드레인 물이 체류하기 때문에 스팀 트랩을 설치해 배관 내의 드레인 물을 배출하고 있다. 건물 내의 설비 근처까지 운반되어 온
이번에 계측자동제어 학회지에 표기 해설 기사의 의뢰를 받았는데 유체 계측 분야 자체가 상당히 넓은 영역이기 때문에 객관적인 기사를 제공할 수 있을지는 의문이지만, 적어도 TC30(관내유량계측 위원회)의 위원장 및 TC131 공기압기기시스템 위원회의 위원장을 15년 이상 맡은 경험을 바탕으로 이 분야의 최신 화제를 소개하고 싶다. 전반에는 등온화 압력 용기를 이용한 비정상 유량 계측 제어의 화제를 소개하고, 후반에는 대형 층류식 유량계와 오리피스 유량계의 비교 검토 및 카르만 와류식 유량계의 수치해석을 소개한다. 최근 20여 년 유량 계측은 에너지 절감을 위해, 또한 공기압 시스템에서는 공기 유량을 적분하면 압력이 되기 때문에 동특성 관리의 목적으로 이루어져 왔다. TC131에는 유량계측 위원회라는 명칭이 붙어 있다. 따라서 최근 10년 유량 계측에 관한 요망이 강해지고 있다고 생각한다. 압축성 유체 시스템의 동특성 관리 등온화 압력 용기는 그림 1과 같다. 이 용기 내에는 아주 작은 직경의 구리선이 봉입되어 있다. 봉입률은 체적 밀도가 4%이지만, 압력 변화에 따른 열 변화를 구리선이 흡수할 수 있다. 이 특징으로부터 기체의 상태방정식에서 용기 내로 충전하거
타이어 제거와 조작은 자동차나 바퀴에 손상을 쉽게 줄 수 있기 때문에 작업자들에게 번거로운 작업이다. 이런 작업을 자동화하기 위해서는 다양한 바퀴 유형과 환경을 다룰 수 있는 정확성 높은 고품질 이미지를 제공할 수 있는 머신비전 시스템을 갖춰야 한다. Story 로보타이어의 CEO인 빅터 다롤피는 Lockheed Martin과 같은 회사에서 제조 및 공정 효율성 개선을 위해 수년간 일한 경력이 있다. 몇 년 전 자신의 타이어를 교체하면서 겪은 경험을 바탕으로 자동화를 통해 이런 일반 작업에 얼마나 더 큰 효율성과 안전성을 가져다줄수 있을지 관심을 갖게 됐다. 최근 로봇 공학, AI, 및 3D 머신 비전의 발달로 새로운 방식이 가능하다는 것을 인지했다. 또한 제대로 실행된다면 자동화 방식이 업계를 변화시키고 개선할 것임을 보았고 로보타이어를 설립하게 됐다. Challenges 타이어를 제거하고 교체하는 작업은 간단해 보이지만 자동화 시스템이 처리해야하는 많은 변수를 가지고 있었다. 자동화를 가능하게 하기 위해서는 무한대의 차량, 바퀴, 고정시켜야 하는 나사 및 타이어의 위치까지 고려해야 했다. 이런 모든 조합을 감지하려면 움직이는 로봇에 장착해 여러 각도에서
유량계는 기체 또는 액체의 단위 시간당 유량(질량 또는 체적)을 측정하는데 사용되는 장치로, 주로 정확한 유량 모니터링이나 유량 제어를 위하여 사용된다. 여기에는 마그네틱 유량계, 코리올리 유량계, 초음파 유량계, 차압 유량계, 용적식 유량계, 터빈 유량계, 와류 유량계, 기타 유량계 등 다양한 종류의 유량계가 있다. 커미조아의 ‘COMI-ULFC’는 초음파 유량제어기로, 한 쌍의 초음파 센서를 이용한 유량계센서, 유량계측 및 제어를 통합한 유량제어기로 구성되며 반도체 제조공정에서 사용되는 다양한 약액의 유량계측 및 제어에 사용될 수 있다. 유량계 센서부는 약액과의 직접적인 접촉이 이루어지지 않도록 하여 반도체 미세공정에 필수적인 파티클 오염 문제를 해소하였으며 내열성 및 내화학성이 우수한 PFA(Perfluoroalkoxy) 소재로 개발했다. 유량계 계측 및 제어부는 초음파 구동신호발생, 초음파 수신신호 ADC(Analog Digital Conversion), 신호처리 및 TOF(Time Of Flight), 유량계산을 수행하며 기존 시스템들과는 다르게 원칩 솔루션(onechip solution)으로 개발되어 개별 회로 구성에 따른 노이즈와 타이밍 문제를