Transcript 메카트로닉스 서론
서 론 • 어원 : Mechanism + Electronics • 메카트로닉스가 비약적으로 발전한 계기 – 마이크로컴퓨터의 발달로 메카니즘과 일렉 트로닉스의 유기적 결합이 기계의 성능을 비 약적으로 향상시켰음. 메카트로닉스의 배경 (1) LSI의 성능 향상과 저가격 공급 (2)마이크로프로세서의 발달 (3)센서의 발달과 정보 이용 (4) 액츄에이터 개발 . 목 • • • 차 메카트로닉스의 역사 서보(Servo) 기구의 역사 산업용 로봇의 역사 메카트로닉스의 역사 : NC공작기 –Mechanism : 기계공학으로부터 시작(아주 오래 되었음) –Electronics : 전신, 전화를 감안해도 백년 남짓 • 전자계산기 발달 • 반도체기술 발달 –NC(Numerical Control)공작기 • 메카트로닉스의 근대적 의미에서의 효시 • 미 공군의 군사 목적에서 출발 • 군용기의 기종 변경시 개발부터 생산까지 신속 처리 목적 • 1949년 J.T.Parsons의 NC 아이디어 제안, Parsons Corp.에 연구 위 탁 • 1951년 MIT의 Servomechanism Lab.이 연구 계속 메카트로닉스의 역사(NC공작기 계속) • 1952년 Cincinnati사의 (Hydrotel 프라이스반+수치제어)형의 NC 공작기 試作, 공개 데모 • 1953년 정식 보고 • 1955년 Bendix사의 연속 제어 NC 장치 제품화 • 1957년 Gidding & Lewis 사 (스킨밀러(주1) +NC장치) 형의 NC공작기 제품화 • 1958년 Kearney & Trecker사의 ATC (주2)를 가진 MilwaukeeMatic이라는 머시닝 센터 개발 (주1) 스킨밀러(Skin (주2) ATC Miller) : 항공기 재료 절삭용 밀링머신을 의미. (Automatic Tool Changer) : 자동공구교환장치를 의미. 메카트로닉스의 역사(NC 공작기 계속) – 일본에서의 NC 공작기 개발 • 1957년 동경공대 정밀공학연구소의 NC 선반 개발 • 1958년 기계시험소 NC 프라이스반 개발 • 1958년 후지쯔(富士通), 보쿠야(牧野)프라이스 합동 NC 프 라이스반 개발 • 1959년 기계시험소 NC 지그반 개발 머시닝 센터(Machining Center)의 기능 • 數値制御 가능 • 複合加工 가능 : 볼링,밀링,드릴링,태핑,리밍 • 多面加工 가능 : 테이블이 회전위치 결정, 인덱싱 가능 하여 1번의 세팅으로 가공물을 여러면에서 가공 가능 • 工具自動交換 가능 공장 점유면적 줄이고, 가공시간을 절약하고 가공 정밀도를 높인 본격적인 NC 공작기임. 메카트로닉스의 역사 : 서보기구(Servo Mechanism)의 역사 • NC를 가능케 한 서보기구는 위치, 자세의 제어를 의미 하며 광범위하게는 속도 서보까지도 포함한 일련의 제 어를 이야기한다. • 1784년 증기기관의 조속기(speed governor)가 효시 – 自力제어로서 엄밀한 의미로는 서보 기구로 볼 수 없다. • 19세기 중엽 유압 안내 밸브와 유압 실린더로 增力하여 증기기관의 제어밸브 제어(油壓 增力장치) – 他力 제어 서보기구(Servo Mechanism)의 역사(계속) • ‘서보기구’ 용어 : 1934년 H.L.Hazen 교수가 처음 사용 • 서보의 어원 : 라틴어 Servue(영어 Slave:노예) • 유압 增力 장치를 조속기에 적용 – 검출기의 동작에 추종하고 힘의 증폭을 행하고, 속도제어계내 에서 보조적으로 사용되었음. • 서보기구가 본래 목적인 위치,자세에 처음 적용된 곳 : 1866년 Whitehead에 의한 어뢰 • 배의 자동 조정 : 자이로컴퍼스가 검출기로 활용 • 항공기의 자동 조정 산업용 로봇의 역사 •1962년 미국 AMF사 “Versatran” 제품화 – 원통좌표형, 차체의 스폿 용접에 활용 •1962년 미국 Unimation사 “Unimate” 제품화 –극좌표형 •일본 : 1968년 각종 로봇 핸드 실용화 •1972년 스웨덴 ASEA사 전자동 관절형 로봇 개발 –원통좌표형이나 직각좌표형보다 인간의 팔과 손에 유사 –허리 회전(Waist rotation) : table 주위의 회전 –어깨 관절 회전(Shoulder rotation) : joint 주위의 upper arm 회전 –회전팔꿈치(Elbow rotation) : joint 주위의 fore-arm 회전