3D 원형 브레이딩 공정에서 맨드릴 제어를 위한 로봇 OLP 시스템 설계
Design of a Robot Off-Line Programming System for Mandrel Control in 3D Circular Braiding Proces
- 주제(키워드) 3D 원형 브레이딩 , 오프라인 프로그래밍 , 시뮬레이션 , 자동화
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 양정삼
- 발행년도 2019
- 학위수여년월 2019. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 산업공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000028757
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
3D 원형 브레이딩은 섬유나 실을 엮어 맨드릴(Mandrel)의 표면 위에 직물(Textiles)을 생산하는 공법이다. 일체형 직물의 자동생산 제조 공정으로 시간과 공정의 비용 축소에 최적의 기술로 3D 원형 브레이딩 공법이 주목받고 있으며, 3차원의 곡률을 지닌 일체형의 직물을 생산할 수 있다는 장점으로 인해 브레이딩을 통해 생성된 제품들이 의료, 우주, 로켓 산업 등의 넓은 분야에서 사용되고 있다. 이러한 3D 원형 브레이딩 공정에서 맨드릴의 이동 속도에 의해 직물의 품질이 결정되는데, 맨드릴의 이동을 산업용 로봇을 통해 제어하기 때문에 로봇 프로그램이 직물의 품질에 직접적인 영향을 미치게 된다. 아직까지는 작업자의 경험에 의존하여 로봇 프로그램을 생성하는 것이 일반적이며, 기존의 직접 교시 방식이나 작업자에 의한 OLP(Off-Line Programming)로는 해석 시뮬레이션 결과와 동일한 움직임으로 구동할 수 있는 로봇 프로그램을 생성하기 어렵다. 또한 작업자의 실수 혹은 경험 부족으로 인해 생성된 로봇 프로그램은 로봇의 구동이 좋은 성능을 내지 못할 수 있다. 이처럼 생성된 로봇 프로그램이 좋은 수행 성능을 내지 못할 경우, 교시 과정에서 이를 보완하기 위해 수많은 수행 착오를 겪어야만 한다. 이로 인하여 로봇 프로그램을 현장에 적용하는데 많은 비용이 필요하게 된다. 맨드릴 이동 속도를 결정하기 위한 연구들이 진행되었으나 로봇의 명령어로 생성하는 과정은 결국 작업자에 의해 수동적으로 진행되어야 하며, 로봇 프로그램을 수정하는 작업이 반복되어야만 한다. 본 논문은 해석 시뮬레이션을 통해 도출된 최적의 맨드릴 이동 속도 프로파일을 실제 로봇에 적용시킬 수 있는 로봇 프로그램으로 변환하는 것을 목표로 한다. 이를 통하여 높은 품질의 브레이딩 가공 결과를 보장할 수 있도록 정확하게 맨드릴의 이동 속도를 제어하기 위한 로봇 프로그램의 자동 생성 방법을 제안한다.
more목차
제1장 서론 1
제1절 연구 배경 1
제2절 연구 목표 4
제2장 관련연구 6
제1절 3D 원형 브레이딩 시뮬레이션 6
제2절 OLP 시스템 자동화의 적용 9
제3장 3D 원형 브레이딩 프로세스 14
제1절 3D 원형 브레이딩 개요 14
제2절 3D 원형 브레이딩에서의 OLP 적용 18
제4장 OLP 적용 프로세스 22
제1절 OLP 적용 개요 22
제2절 CAD 모델에서의 경유점 추출 24
제3절 목표 속도 프로파일 생성 27
제4절 경유점의 모션 적용 30
제5장 시스템 설계 및 구현 38
제1절 시스템 구성 38
제2절 로봇 프로그램 생성기 40
제3절 실험 결과 44
제4절 RRS 및 RCS를 통한 검증 57
제6장 결론 59
참고 문헌 61
Abstract 65
