서 론 어원 : Mechanism + Electronics 메카트로닉스가 비약적으로 발전한 계기 서 론 어원 : Mechanism + Electronics 메카트로닉스가 비약적으로 발전한 계기 마이크로컴퓨터의 발달로 메카니즘과 일렉트로닉스의 유기적 결합이 기계의 성능을 비약적으로 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 위탁 1951년 MIT의 Servomechanism Lab.이 연구 계속
메카트로닉스의 역사(NC공작기 계속) 1952년 Cincinnati사의 (Hydrotel 프라이스반+수치제어)형의NC 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 Milwaukee-Matic이라는 머시닝 센터 개발 (주1) 스킨밀러(Skin Miller) : 항공기 재료 절삭용 밀링머신을 의미. (주2) ATC (Automatic Tool Changer) : 자동공구교환장치를 의미.
메카트로닉스의 역사(NC 공작기 계속) 일본에서의 NC 공작기 개발 1957년 동경공대 정밀공학연구소의 NC 선반 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 가능하여 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 의미하며 광범위하게는 속도 서보까지도 포함한 일련의 제어를 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, 속도제어계내에서 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