| "수치제어공작기계 혁신설계 기술 및 응용보급" 프로젝트 | ||
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 최근, 푸젠(福建)공정대학과 자타이(嘉泰)수치제어과학기술주식유한회사에서 공동으로 개발한 "수치제어공작기계 혁신설계 기술 및 응용보급" 프로젝트가 2017년 푸젠성 과학기술상 1등상을 수상하였다. 해당 시리즈 제품은 국제 ECM 인증에 통과되어 유럽연합에 대한 판매권을 획득하였으며 루이성(瑞聲)정밀제조과학기술[창저우(常州)]유한회사, 중국난처(南車)주식유한회사, 비야디(比亞迪)자동차공업유한회사 등 기업에서 이미 생산 설비로 구매하였다. "산업의 모체"로 불리는 공작기계는 나라의 제조기술의 우수성을 반영한다. 다기능 고급 수치제어공작기계는 우주항공, 선박, 정밀기기 등 첨단 제조 분야에 광범위하게 응용되고 있다. 그러나 중국은 수치제어공작기계의 핵심 기술을 파악하지 못하였기에 유럽, 미국, 일본 등 국가에 의존하고 있다. 수치제어공작기계 설계에는 5대 부품 구조 설계, 기능 부품 설계 선택 및 수치제어 시스템 설계가 포함되며 첨단 수치제어공작기계 설계에는 상기 기술을 제외하고 전체 공작기계 동적 성능 향상, 고속 제어 설계 및 원거리 고장 진단 시스템 등 3종 핵심 기술을 포함한다. 프로젝트팀은 2009년부터 고속 고정밀 수치제어공작기계 혁신설계 연구를 수행했다. 수치제어공작기계는 고속 가공 조건에서 주축 가공 회전속도가 10,000r/min이상에 도달하면 고속 진동이 발생하여 가공 정밀도에 막대한 영향을 미친다. 프로젝트팀은 "궤도 결합면 테스트 플랫폼"을 개발함과 아울러 결합면 동적 특성 데이터베이스를 구축하여 공작기계 동역학적 모델 분석에 응용하여 이동 가능한 결합면의 강도 및 감쇠 획득 기술을 파악하였고 공작기계 고속 가공에서 진동으로 인한 정밀도 감소 문제를 해결하였다. 따라서 5축 구동 직립식 가공 중심 "도어식(Door type)" 구조 및 고속 드릴링밀링 중심 기계 3축 중첩 구조를 개발하였다. 수치제어 시스템의 실시간 제어를 보장하기 위해 프로젝트팀은 "고속 고정밀도 가공 기반의 NURBS 곡선 보간기"를 개발하여 속도 평활화 보간을 구현하여 속도 계획 곡선에 존재하는 첨두아치 문제를 해결함과 아울러 파라미터 벡터의 쾌속 분산을 구현함으로써 오차 누적 문제점을 해결하였을 뿐만 아니라 알고리즘의 실시간성을 구현하기 어려운 문제를 해결하였다. 일반적으로 사용하고 있는 공작기계의 고장 진단 시스템은 대부분 현장 배치식이고 또한 수치제어 시스템 경보를 통하여 고장 유형을 획득한다. 그러나 다양한 유형의 고장 특성 신호 다양성으로 인한 고장과의 대응 관계 구현이 어려우며 따라서 공작기계의 다양한 신호 수집, 전송 및 진단은 고장 진단 시스템의 주요 문제점이다. 프로젝트팀은 "수치제어공작기계 원거리 고장 모니터링 및 고장 진단 시스템"을 개발하여 해당 문제점을 해결하였다. 공작기계 작동 상태 데이터, 환경 데이터를 임베디드 수치제어 시스템의 말단을 통하여 수집, 처리 및 데이터 압축을 진행한 후 근거리통신망 또는4G 모듈로 중앙 서버에 전송함과 아울러 서버는 프로젝트팀이 자체로 개발한 "진단 시스템 소프트웨어"와 고장트리(Fault tree) 분석 및 규칙 추정 방법을 결합하여 고장 유형을 확정한다. 정보출처 : https://www.fjut.edu.cn/92/0f/c583a102927/page.htm |
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