안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 전자제어 서스펜션이라는게 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.급차선 변경이나 코너링시 기울어짐이 적게 느껴지기는 하지만기계적인 서스펜션 셋팅으로 잡은게 아니라전자제어를 통해 인위적으로 운전자가 느끼지 못하게 끔 만들어 주는서스펜션 제어 시스템 입니다.일반적인 기계적 서스펜션은부드러우면속도를 급하게 높이거나 급하게 제동시 차량의 자세가 심하게 뒤틀리는 단점이 있습니다.또한 너무 뻑뻑하면 자세변화는 작지만노면 진동흡수가 원활하지 못하여 주행안전성이 떨어집니다.전자제어 서스펜션은 이 두 경우의 장점은 살리고, 단점은 최소화 한 시스템으로노면의 요철이 심할 경우 차 서스펜션을 높여 차체 진동흡수에 중점을 둬 차체를 보호하고고속도로나 전용도로 같이 고속주행이 원활한 도로에서는차체 높이를 낮게하여 공기역학적으로 저항을 줄려 주행 안정성을 높여주는 시스템 입니다.방지턱 같이 운전자에게 충격을 줄 수 있는 도로 상황이 올 때차량에 설치된 전방 카메라가 노면 인식을 진행하고네비게이션 지도 정보까지 실시간으로 분석해서 서스펜션을 빠르게 제어해 주는데요.이 때 두가지 정보가 일치하지 않을 시네비정보는 무시하고 카메라로 인식한 정보만 활용하여일반적인 전자제어서스펜션 기능을 사용합니다.이는 편평비가 높은 두꺼운 타이어로 인해 충격흡수에 유리한 18인치 이하 차량에서는 거의 무용지물이란 소리도 있습니다.편평비가 나즌 19인치 이상은 추천되는 옵션입니다.
기계공학
Q. 우리가 미래 산업에서 사용하는 로봇의 팔 다리는 어떻게 만들어지나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.로봇팔의 재료는딱히 정해져 있는 것은 아닙니다.기능을 수행하기 위해 견뎌야 하는 하중만 커버할 수 있는 재료 면 가능합니다.강철이든 알루미늄이든 PVC 파이프이든, 플라스틱 이든 무관합니다.1, 1차적으로 재료 수집 단계에서로봇팔 작동관련 프로그램 ( 아두이노 및 /Raspberry Pi ) 구하기서브모터 ( 3개이상 권장)서브모터 드라이버파이프 ( 알루미늄이나 PVC)나사, 볼트/너트배터리를 마련합니다.2, 로봇팔 프레임 구성파이프 사용하여 기본프레임구성조인트로 파이프 연결3, 서보모터 부착각 전략적 지점에 서보모터 부착, 특정 조인트 제어서보모터를 드라이버에 연결4, 제어시스템 설치아두이노 또는 / Raspberry Pi 에 서보모터 드라이버 연결제어 소프트웨어를 마이크롵컨트롤러에 프로그래밍5, 조정 및 테스트서보모터 동작 테스트로봇팔 동작범위와 정확도 테스트6, 마무리프레임 페인팅 및 기능 추가부속 추가등의 과정을 일반적으로 따릅니다.
기계공학
Q. 모터의 효율성을 높이기 위해서는 어떤거를 가장 고려 해야하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.전기 모터의 효율을 향상시키기 위해서는 전기 모터의 손실을 줄이는 것이 핵심이며, 전기 모터의 손실은 기계적 손실과 전자기적 손실로 나뉩니다.예를 들어, AC 비동기 전기 모터의 경우 고정자와 회전자 권선을 통과하는 전류는 구리 손실과 도체 손실을 생성합니다.철의 자기장은 맴돌이 전류를 발생시켜 히스테리시스 손실을 가져옵니다.브레스 자기장 높은 고조파는 부하, 베어링 및 팬 회전에서 표유 손실을 생성하며 프로세스에서 마모 손실이 발생합니다.로터 손실을 줄이기 위해 로터 권선의 저항을 줄일 수 있습니다.와이어의 더 두껍고 낮은 저항률을 사용하거나 로터의 슬롯 단면적을 늘리면 재료는 물론 매우 중요합니다. 구리 로터를 생산하는 조건이 있으며 손실은 약 15% 감소합니다.동일한 고정자는 동일한 구리 손실을 가지며 고정자 슬롯 서브를 증가시킬 수 있고 고정자 슬롯의 전체 슬롯 속도를 증가시킬 수 있으며 고정자 권선 끝 길이를 단축할 수도 있습니다.영구 자석을 사용하여 고정자 권선을 교체하면 물론 전류가 흐르지 않아 효율이 분명히 향상될 수 있습니다.이것이 동기식 모터가 비동기식 모터보다 더 효율적인 근본적인 이유이기도 합니다.모터의 철 손실, 양질의 실리콘 강판을 사용하거나 히스테리시스 손실을 줄이거나 코어 길이를 늘리고 자속 밀도를 줄일 수 있으며 열처리 공정 외에도 절연 코팅을 증가시킬 수 있습니다. 전기 모터의 환기 성능이 더 중요하고 온도가 높으며 물론 손실이 매우 클 것입니다. 해당 냉각 구조 또는 추가 냉각 방법을 사용하여 마찰 손실을 줄일 수 있습니다.권선과 코어에서 표유 손실을 발생시키는 고조파는 고정자 권선을 개선하여 고조파 발생을 줄일 수 있으며, 회전자 슬롯 표면의 절연 처리와 자기 슬롯 머드의 사용을 통해 자기 슬롯 효과도 줄일 수 있습니다.
기계공학
Q. 유체와 고체의 차이첨은 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.유체는아무리 작은 전단응력을 받아도 연속적으로 변형되는 물질로전단응력이 발생하는 한 유체의 운동은 지속되며정지상태에서 전단응력을 버텨낼 수 없는 물질입니다.즉 밀면 밀리고 때리면 흩뿌려지는 유연한 성질을 가집니다.고체는전단응력을 가하면, 탄성이 있다면 탄성 한계 만큼 일부 변형이 될것이고탄성이 없는 딱딱한 물질이라면 변형이 없어 보이게 됩니다.즉유체는 밀면 미는 대로 밀리겠으나입자 간 땡기는 힘때문에 함께 딸려가면서 변형이 생기고고체면과 닿은 유체입자는 한번 가해진 전단응력이라는 충격에 있어서시간흐름에 따라 점차적으로 변하는 위치그래프를 형성하게 됩니다
기계공학
Q. 기계공학에 직무를 접하면 CAD 소프트웨어도 있던데 CAD 소프트웨어의 역할은 뭔가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계CAD 소프트웨어는 사용자가 다양한 기능을 통해 설계 작업을 수행할 수 있도록 지원합니다. 예를 들어, 자동화된 치수 기입, 부품 라이브러리 활용, 그리고 도면 작성 기능 등이 있습니다. 이 외에도, 시뮬레이션 및 해석 도구를 통해 설계한 제품의 구조적 안정성이나 동작성 등을 분석할 수 있습니다. 이러한 기능들은 설계자가 더욱 창의적이고 효율적으로 작업할 수 있는 환경을 조성합니다.결론적으로, 기계CAD는 현대의 기계 설계 및 제작에 있어 중요한 도구이며, 그 기본 개념을 이해하는 것은 엔지니어 및 디자이너에게 매우 중요합니다. 기계CAD를 효과적으로 활용하면 품질 높은 제품을 보다 빠르게 개발할 수 있는 기회를 제공합니다.기계CAD는 설계 과정을 효율적으로 관리할 수 있도록 도와줍니다. 전통적인 수작업 설계 방식에 비해 기계CAD를 사용하면 설계 변경 사항을 신속하게 반영할 수 있으며, 오류를 줄이고, 반복적인 작업을 최소화할 수 있습니다. 또한, 3D 모델링 기능을 활용하면 설계된 부품의 실제 모양과 기능을 미리 시뮬레이션할 수 있어, 설계 단계에서의 문제를 조기에 발견하고 수정할 수 있습니다. 이러한 과정은 제품의 품질을 높이고, 시장 출시 시간을 단축시키는 데 중요한 역할을 합니다.