[Manufacturing(생산/제조)]
압력 장치와 프레스 장치(Pressure device and press device)
#인클루드 - 컨퍼런스(Conference)
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유압과 그리고 프레스 장치에 대해서 소개한다. 유압이 무엇인지 일상생활에서 쉽게 살펴볼 수 있다.
유압을 소개하면서 프레스를 소개하는 이유는 프레스의 종류에 유압 프레스가 있기 때문이다.
가볍게 여는 주제로서 문(Door)을 시작으로 유압의 원리를 소개하려고 한다. 과학에서는 식을 통해서 원리 등을 공부할 수 있다.
압력 장치 계통의 유압에 대해서 가벼운 주제로 소개한다.
1. 문(Door)
문에서 압력이 사용된다.
그림 1-1. 압력 / 문 - 도도(Dodo)
생각해보기 바란다.
문을 압력 실린더로 툭 쳤을 때 어떻게 될까?
그림 1-2. 문이 압력 실린더와 연결되어있지 않은 경우 - 도도(Dodo)
그림 1-2는 압력 실린더가 문과 고정이 되어있지 않은 상태로 실린더에 압이 가해진 경우이다.
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번호 |
단어(Word) |
뜻(Mean) |
한글 읽기(Hangul) |
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1 |
Door |
문 |
도어 |
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2 |
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2. 압력 실린더 동작의 예
압력 실린더의 동작을 아래처럼 시연하였다.
크게 어려운 건 아니라고 본다.
영상 2. 압력 실린더 - 도도(Dodo)
3. 압력 실린더를 회로로 표현하기
그림 3-1. 압력실린더를 회로로 표기하기 - 도도(Dodo)
그림 3-1은 압력실린더를 회로로 표기한 것이다.
힘에 관한 식이라고 하면, 
와 같은 식이 있을 것이다.
압력실린더에서 "펌프"와 같은 것이 먼저 등장한 것은 아니다.
3-1. 공기압력에 의한 실린더 제어하기(Controlling the cylinder by air pressure)
다음은 사람이 가볍게 일상 생활에서 압력에 의해서 막대기에 있는 막대를 제어하는 것이다.
아래의 그림처럼 사람이 공기를 주입할 경우에 막대기의 방향이 이동하는 것을 볼 수 있다.
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그림 3-1-1. 입으로 막대에 바람을 주입하기 - 도도(Dodo) |
그림 3-1-1처럼 처음 입에서 막대에 바람을 주입한 것을 
이라고 하자,
바람을 주입하였을 때 바람의 힘은 
으로 주입하였다.
막대가 처음 늘어나기 전의 길이는 변화량에 관한 식으로 도출할 수 있다.
변화량에 관한 식을 예를 들어서 소개하였다.
공기의 압으로 실린더의 변화량을 조절하였으면, "공기압 또는 공압"이 된다.
유체의 압으로 실린더의 변화량을 조절하였으면, "유압 또는 유체압"이 된다.
[첨부(Attachment)]
hydratic.zip
hydratic2.zip
4. 전압 실린더를 회로로 표현하기 - 전자회로 표기
(Representing a voltage cylinder as a circuit - Electronic circuit notation)
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번호 |
영어 단어(Word) |
뜻(Mean) |
한글 읽기(Read Hangul) |
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1 |
Representing |
표현하기 |
리프리젠팅 |
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2 |
a voltage |
전압 |
어 볼테이지 |
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3 |
cylinder |
실린더 |
실린더 |
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4 |
as a |
~로서 |
에스 어 |
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5 |
circuit |
회로 |
서큇 |
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6 |
Electronic |
전자 |
일렉트로닉 |
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7 |
notation |
표기 |
노테이션 |
도도는 전압을 크게 어렵게 표현하지 않아도 된다고 주장한다.
그림 4-1. 실린더에 전기 공급하기 - 도도(Dodo)
예를 들어서 실린더에 전기를 2V 공급하였다.
실린더는 전기 에너지가 작용하여 뻗어내려는 성질을 가질 수 있다고 본다.
그림 4-2. 전원 공급 전과 전원 공급 후의 실린더 반응 - 도도(Dodo)
전기를 공급시키면 이러한 모습으로 동작하게 될 것이다.
실린더 안에 있는 "막대(Rod)"의 길이가 0.7초의 그림처럼 최대치가 있는 경우에는 0.9초가 되어도 실린더는 에너지에 의해서 버텨지게 되는 것이다.
스위치를 때면 버티는 힘이 풀려서 "막대(Rod)"가 느슨해질 것이다.
그림 4-3. 실린더가 느슨해져서 잡아당겨질 수가 있는 경우 - 도도(Dodo)
[첨부(Attachment)]
cylinder.7z
5. 컴퓨터에서의 회로 및 프로그래밍으로 제어하기
도도는 기본 원리에서의 회로는 컴퓨터에서도 동일하게 작성할 수 있다고 본다.
다만, 세부적인 요소에서 차이가 있을 것이다.
그림 5-1. 실린더에 전기 공급하기 / 회로 제어 - 도도(Dodo)
실린더를 컴퓨터로 제어한다면 어떻게 제어할 수 있을까?
아래와 같은 슈도코드 형태로 제어를 할 수 있다.
단, 센서나 기타 수치적인 형태로 전기적인 신호를 변환할 수 있어야 한다.
# <stdio.h>
main(){
voltage = 24; // 24v
// 코드는 연결되어 있음.
while( 1 ){
// 전원 켜짐
swState = powerOn()
switch ( swState ) {
case On:
// 속도 제어
speed = 10;
operateVoltage = 10;
for ( int i = 0; i < voltage; i++){
tmp = i * 0.44; // (수리적인 모델 식)
if ( operateVoltage > tmp ){
break;
}
else{
operateVoltage = tmp;
m.transferVoltage(operateVoltage); // 전압 전송
m.run(); // 실행
printf ("%0.2f", m.getCalculate( acceleration ) ); // 속력 출력
}
}
break;
// 전원 종료
case Off:
break;
}
}
}
슈도코드) 실린더 제어하기 - 도도(Dodo)
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번호 |
영어 단어(English Word) |
뜻 |
한글 읽기(Hangul) |
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1 |
Cylinder |
실린더 |
실린더 |
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2 |
Rod |
막대 |
로드 |
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3 |
voltage |
전압 |
볼테이지 |
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4 |
pseudocode |
슈도코드
(의사코드) |
퍼슈도코드 |
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6. 프레스 머신(Press Machine)
프레스 머신을 하나 예를 들어서 소개하겠다.
프레스 머신은 상하 왕복 운동을 하는 대표적인 머신 중 하나이다.
그림 6-1. 프레스 머신(금형 틀이 없는 상태) / 양수식 프레스 머신 - 도도(Dodo)
이러한 프레스 머신에 금형 틀을 부착하여 전기 코드를 꼽고 사용하면 된다.
[첨부(Attachment)]
pressMachine-dwg.7z
PressMachine-ipt.7z
PressMachine-stp.7z
그림 6-2. 프레스 머신 사용하기 / 여성의 예 - 도도(Dodo)
그림 6-2는 여성이 프레스 머신을 사용하는 모습이다.
[안전에 관한 것] 긴바지를 입어야 한다. (청바지 계통)
-> 상상해보기 바란다. 꼭 프레스 머신은 이런 형태만 있어야 하는가?
프로세스1) 배전반의 전원을 켠다.
프로세스2) 프레스 머신의 스위치를 ON으로 한다.
프로세스3) 프레스 머신의 금형 틀에 재료를 넣는다.
프로세스4) 프레스 머신의 버튼을 누른다.
기계와 철판이 닿는 소리가 들린다. (철판이 부딪치는 소리)
프로세스5) 제품이 나온다.
프로세스6) 제품을 집은 후, 적재함에 넣는다.
그림 6-3. 프레스 머신 사용하기 / 남성의 예 - 도도(Dodo)
그림 6-3은 프레스 머신을 남성이 사용하는 모습이다.
[안전에 관한 것] 긴바지를 입어야 한다. (청바지 계통)
-> 상상해보기 바란다. 꼭 프레스 머신은 이런 형태만 있어야 하는가?
프로세스1) 배전반의 전원을 켠다.
프로세스2) 프레스 머신의 스위치를 ON으로 한다.
프로세스3) 프레스 머신의 금형 틀에 재료를 넣는다.
프로세스4) 프레스 머신의 버튼을 누른다.
기계와 철판이 닿는 소리가 들린다. (철판이 부딪치는 소리)
프로세스5) 제품이 나온다.
프로세스6) 제품을 집은 후, 적재함에 넣는다.
[첨부(Attachment)]
pressMachine.7z
7. 프레스 머신의 종류
다음은 프레스 머신의 종류에 관한 것이다.
크게 분류는 메커니즘, 기능, 구조별, 제어능력에 따라서 4가지 특성으로 분류할 수 있다.
성형 프레스는 일반적으로 누르기 위해 짧아지는 기계 공구로 압력을 가하여 공작물의 모양을 변경한다.
프레스는 다음에 따라 분류할 수 있습니다.
- Mechanism(메커니즘): 유압, 기계, 공압;
- Function(기능 / 펑션): 단조, 스탬핑 프레스, 프레스 브레이크, 펀치 프레스 등
- Structure(구조 / 스트럭쳐) : (예: 너클 조인트 프레스, 스크류 프레스)
- Controllability(컨트롤어빌리티 / 제어능력): 정형 프레스과 서보 프레스
8. 맺음글(Conclusion)
유압과 프레스 머신에 대해서 가볍게 소개하였다.
9. 참고자료(Reference)
1. Machine Press - Wikipedia, Last Modified 2018-05-18 15:39, Accessed by 2018-08-29, https://en.wikipedia.org/wiki/Machine_press
2. Hydraulics - Wikipedia, Last Modified 2018-08-28 08:47, Accessed by 2018-08-29, https://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulics
