안녕하세요. 성실히 답변드리겠습니다 ^^
기계공학
Q. 로봇 공학에서 사용되는 다양한 센서(예: 초음파 센서, 적외선 센서, 힘 센서)의 원리와 각각의 센서가 특정 응용 분야에서 어떻게 사용되는지 설
안녕하세요, 생산공장설비관리직을 맡고 있는 박상훈 전문가입니다.로봇 뿐만아니라 말씀해주신 초음파센서, 적외선 센서, 힘(로드)센서는 여러 분야에서 활용되고 있는 센서들인데요. 초음파 센서의 경우 사물이나 물체의 거리이 비례하여 감지의 정도를 전기 신호로 받아 기계 장치에 활용하고 있습니다. 예를 들면 컨베이어 벨트에 물체가 있는 경우를 초음파 센서로 감지하여 컨베어를 일시 중지시키거나 동작시킬 수 있습니다. 적외선 센서의 경우 실생활에서 쉽게 볼 수 있는데요. 바로 자동문과, 현관에 있는 자동 전등을 들 수 있겠습니다. 사람의 움직임을 감지하여 전기신호를 전구에 주게 되고 사람의 움직임이 없을 시에는 자동으로 꺼지는 형태의 예시가 있죠. 마지막으로 힘센서는 로드센서라고도 하는데, 가해지는 힘의 양을 측정하거나 제한을 두어서 기계장치의 파손을 방지시킬 수 있는 센서입니다. 이 센서는 현업에서 호이스트와 같은 전동기에 부착되어 있으며, 호이스트의 체인이 과하게 상승되어 부하가 걸리는 최대한계치를 설정하여 전원을 차단시킬 수 있습니다.답변이 도움이 되셨다면 좋아요 부탁드립니다.감사합니다.
기계공학
Q. 기계장치에서 유압이 차지하는 비중은?
안녕하세요, 생산공장설비관리직을 맡고 있는 박상훈 전문가입니다.기계장치의 유압은 산업혁명 시절부터 유압유를 활용한 기계들이 등장하기 시작했으며, 지금까지도 잘 활용하고 있는 기계장치입니다. 특히나 유압을 활용한 유압프레스와 카리프터 등이 대표적인 예시로 있습니다. 기계라인에서 유압을 사용하는 리프터들이 되게 많지만, 요즘은 유압의 특성상 계절과 온도에 민감하기 때문에 설비적인 문제가 많이 발생하므로, 공압으로 기계장치를 구성하는 추세에 있습니다. 실제 저희 공장에서도 유압을 활용하는 설비는 10% 내외로 있으며, 그 외에는 공압을 사용하고 있습니다.답변이 도움이 되셨다면 좋아요 부탁드립니다.감사합니다.
기계공학
Q. 열전달의 세 가지 주요 메커니즘(전도, 대류, 복사)을 설명하고, 각각의 메커니즘이 중요한 역할을 하는 실제 산업 응용 사례를 설명해 주세요.
안녕하세요, 생산공장설비관리직을 맡고 있는 박상훈 전문가입니다.전도 전도는 일상생활에서 열이 직접적인 분자 충돌로 발생되는 메커니즘입니다. 열역학을 전공하신 분이라면, 고온에서 저온으로 이동하는 부분이라고 이해하시면 편합니다. 실제 응용사례로 열전도율이 높은 스테인레스 냄비는 인덕션을 통해 빠르게 물을 끓일 수 있습니다.대류 대류는 전도와 달리 유체역학에서 배운 유체(액체와 기체)의 움직임을 통해 열이 전달되는 메커니즘입니다. 예시를 들자면 에어컨이 집의 뜨거운 공기를 빨아들여서 냉각 코일로 열을 흡수하고 차가운 공기를 다시 방출하는 것이 있겠습니다.복사 복사는 복사열이라는 말을 많이 들어보셨을 겁니다. 태양의 복사열 처럼 전자기파를 통해 열이 전달되는 방법인데요. 사례로 태양열의 복사열을 받는 판으로 에너지를 저장하고 전기를 생산하는 사례가 있습니다.답변이 도움이 되셨다면 좋아요 부탁드립니다.감사합니다.
기계공학
Q. 3D 프린팅 기술이 기계공학 분야에서 어떻게 혁신을 일으키고 있는지, 이 기술의 주요 장점과 한계를 실제 사례를 통해 설명해 주세요.
안녕하세요, 생산공장설비관리직을 맡고 있는 박상훈 전문가입니다. 3D프린팅 기술이 도입되면서 가장 혁신적인 부분은 저비용으로 여러 시제품을 생산하여 설계를 유연하게 진행할 수 있다는 점이 큰 혁신입니다. 또한 복잡한 설계를 손쉽게 진행하고 프린팅의 주재료인 필라멘트의 재질 역시 단단하고 견고하여 시제품에서 나아가 양산품으로도 검토되고 있습니다. 그러나 명확한 한계는 고성능 합금이나 복합성재료를 활용하여 제작하는 것은 아직은 불가합니다. 항공기에 들어가는 부품을 제조할 때 탄소섬유가 포함된 복합재료를 활용할 수 있다면 3D프린팅을 안 쓸 이유가 없습니다. 그러나 아직은 복합재료를 가지고 주재료를 만들 수 없으며, 기본 금속이나 플라스틱을 활용한 항공기 부품 제작은 품질 불량만을 초래하기 때문에 한계가 있습니다.답변이 되셨다면 좋아요 부탁드립니다.감사합니다.
기계공학
Q. 다양한 유형의 기어(스퍼 기어, 헬리컬 기어, 베벨 기어, 웜 기어)의 작동 원리와 각각의 장단점, 그리고 특정 상황에서의 응용 사례를 설명해
안녕하세요 생산공장설비관리직을 맡고 있는 박상훈 전문가입니다.기계의 꽃인 기어(스퍼 기어, 헬리컬 기어, 베벨 기어, 웜 기어)에 대해 설명하도록 하겠습니다.스퍼기어는 평행한 축 사이에서 동력을 전달하는 방식이며 가장 기본적인 기어입니다. 그래서 그런지 제조가 간단하고 납기가 짧다는 장점이 있습니다. 그러나, 소음과 진동이 조금 큰 편이며, 고속으로 활용하는 구간에서는 권장하는 사양은 아닙니다. 스퍼 기어가 활용되는 분야로는 시계의 침을 움직이나, 전자 기기에 활용 되고 있습니다.두 번째로 헬리컬 기어는 교차된 축 사이에서 동력을 전달하는 방식이며, 톱니가 나선형으로 배치되어 있는 모습을 확인할 수 있습니다. 스퍼기어에 비해 부드럽고 조용하며, 고속으로 활용하는 구간에서 준수한 성능을 보이죠! 그러나 단순한 기어 형태가 아니기에 제작이 어렵고 비용이 높다는 단점이 있습니다.세번째로 베벨 기어는 톱니가 원뿔형으로 배치되어 있는 모습을 확인할 수 있으며 각 축을 교차하는 경우에 활용합니다. 장점으로는 앞선 기어들은 평행으로만 동력을 전달하지만, 베벨 기어는 수직으로 동력 전달이 가능합니다. 단점으로 역시 비용이 높다라는 점이 있겠네요.마지막으로 웜 기어에 대해서 설명드리자면 앞서 말씀드렸던 나선형 타입의 기어와 스퍼 기어 타입의 형태가 맞물려서 동력을 전달하는 것인데요. 장점으로는 역주 방지가 가능해지고, 스퍼 기어에 비해 소음이 적다는 점이 있습니다. 그러나 가장 복잡한 장비이기 때문에 타 기어들에 비해 열이 많이 발생하며, 비용이 높다는 단점이 있습니다. 웜 기어의 응용사례로 대표적인 것은 바로 엘리베이터입니다.답변이 도움이 되셨다면 좋아요 부탁드립니다.감사합니다.