5축 밀링가공기의 직교 특성을 이용한 역기구학 방정식의 유도

소범식(Bumsik So),정융호(Yoongho Jung) (사)한국CDE학회 2008 한국CDE학회 논문집 Vol.13 No.2

가정용 냉장고의 얼음 완전 취출 메커니즘의 설계

우민수(Minsu Woo),정융호(Yoongho Jung) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.3

얼음을 제공하는 기능이 구비된 냉장고는 대부분 냉장고 내부의 얼음 저장소에 미리 얼음을 채워 두고 사용자가 필요할 때 많은 양의 얼음을 취출할 수 있도록 하고 있다. 그러나 냉장고의 얼음 저장소에 얼음이 채워진 상태로 냉장고가 장기간 사용되지 않거나 정상적인 동작 중에도 시간이 경과하면 얼음이 서로 엉기는 현상이 발생한다. 이렇게 엉긴 얼음 덩어리를 분리시키는 메커니즘이 구비되어 있으나 얼음 엉김 현상이 심할 경우 얼음이 완전히 취출되지 못하는 문제가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 얼음이 엉기는 과정과 얼음의 분리력에 관한 기존의 연구를 조사하였고, 인위적으로 얼음을 엉기게 하여 다양한 조건에서 얼음의 취출 정도를 실험하였다. 이 과정에서 얼음의 취출을 방해하는 기존 얼음 저장소 형상의 문제점에 착안하여 이를 개선하기 위한 형상과, 완전 취출을 위해 얼음 분쇄 메커니즘의 작동 반경을 넓히는 새로운 메커니즘을 제안하였다. 제안된 메커니즘의 시제품을 제작하고 실제 냉장고에 적용하여 얼음이 완전 취출됨을 검증하였다. 그 결과 기존 얼음 저장소의 형상과 분쇄 메커니즘에서 얼음 취출률이 65%정도이었으나, 제안된 형상과 메커니즘에서는 완전히 추출되었다. A refrigerator equipped with an ice dispenser has ice cubes in its ice bucket to discharge the required amount of ice. On the other hand, the ice cubes in the bucket may clump together if the refrigerator is filled with ice and is not used for a long time or during normal operation. Although a mechanism for separating the ice mass is provided, the ice mass cannot be removed completely if the ice blocking is severe. To solve this problem, after investigating the existing research on the process of ice entanglement and the separation force, this study tested ice extraction under a range of conditions of artificially entangled ices. In this process, new mechanisms are proposed to resolve the problem of existing ice storage features that prevent the extraction of ice and to expand the working radius of the icebreaking mechanism for full extraction. The prototype of the proposed mechanism was also fabricated in an actual refrigerator. As a result, the proposed shape and mechanism could extract the ice cubes in the bucket completely, while the existing ice dispenser could extract only 65%.

주응력의 방향을 이용한 필라멘트 와인딩 복합재의 섬유 궤적 생성

윤재득(Jaedeuk Yun),정융호(Yoongho Jung),푸쟌훼이(Jianhui Fu) (사)한국CDE학회 2014 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.2

필라멘트 와인딩은 유리나 탄소 섬유를 맨드릴에 감아서 성형하는 공법으로 고압 밀폐 용기나 각종 파이프 등을 제작할 때 사용된다. 필라멘트 와인딩 궤적을 생성할 때는 반드시 구조물에 가해지는 하중의 방향을 고려해서 감겨지는 섬유의 방향을 결정해야 강도 높은 복합재 구조물을 제작 할 수 있다. 본 논문에서는 벡터장에 접하는 곡선을 의미하는 스트림라인을 사용하여 섬유 궤적을 생성하는 방법을 제시하고자 한다. 제안한 방법을 사용하면 구조해석을 통해 생성된 주응력 방향과 정확히 일치하는 섬유의 궤적을 생성할 수가 있다. 또한, 와인딩을 수행할 때 미끄러짐과 같은 현상이 발생하지 않는 섬유 궤적을 생성하는 방법을 제시하였다. 본 연구에서 제안한 방법을 사용하여 동일한 맨드릴 형상에 대해 다양한 하중조건에서 섬유 궤적을 생성하였으며, 그 결과 각각의 하중 조건에 대하여 최적의 섬유 궤적을 생성하였다. 제안한 방법은 삼각면으로 근사화한 모델인 STL 모델을 사용하여 섬유 궤적을 생성하기 때문에 복잡한 형상에도 적용이 가능하다.

기하학적인 방법을 이용한 3 Rotary 형식 5축 가공기의 후처리 방법

윤재득(Jaedeuk Yun),정융호(Yoongho Jung),박도현(Dohyun Park) (사)한국CDE학회 2009 한국CDE학회 논문집 Vol.14 No.5

This paper presents a post-processing algorithm for 5-axis machines with three rotary axes (3R-2L type). 5-axis machining needs the postprocessor for converting cutter location (CL) data to machine control (NC) data. The existing methods for post-processing use inverse kinematics equations from forward kinematics. However in case of 5-axis machines with three rotary axes, the inverse kinematics equations are not induced directly since the forward kinematics equations are non-linear. In order to get the joint values from the forward kinematics equations, previous algorithms use numerical method for the post-processing, which needs searching algorithms with computation time and may result in fail. This paper proposes a geometric method for the post-processing of 3 rotary type 5-axis machines. Our algorithm has three advantages: first, it does not need establishing forward kinematics equations. Second, it is reliable method that eliminates any numerical methods for the inverse kinematics, resulting in the exact solution. Finally, the proposed algorithm can also be applied to 2R-3L type of 5-axis machines.

직교 투영과 굽힘 투영의 혼합 알고리즘

김태경(Taegyeong Kim),정융호(Yoongho Jung),배원중(Wonjung Bae) (사)한국CDE학회 2011 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.1

In this paper, a new method was suggested that 2D letters 2D pictures were reflected in 3D curved surface. The method suggests that a square circumscribed with shape of diagram is designed in 3D curved surface using bending projective method and distance reduced to the normal direction of projected direction of reflected circumscribed quadriateral is measured to calculate reduction ratio for size of square before reflection. Reduction ratio calculated in data of shapes reflected on surface is respectively divided to create new reflected shapes that compensate shapes reduced during reflection process. Suggested method shows the least distorted shape compared to the existing reflection methods when reflecting 2D diagram shapes in 3D curved surface.

Performance Evaluation of a Crank-driven Compressor and Linear Compressor for a Household Refrigerator

Minchan Park(박민찬),Yoongho Jung(정융호),Jaeyeol Lee(이재열),Jaekeun Lee(이재근),Youngchull Ahn(안영철) 한국동력기계공학회 2017 동력시스템공학회지 Vol.21 No.5

5축 가공의 특이영역에서 공구궤적 오차

소범식(Bumsik So),정융호(Yoongho Jung),윤재득(Jaedeuk Yun) (사)한국CDE학회 2009 한국CDE학회 논문집 Vol.14 No.1

This paper proposes an analytical method of evaluating the maximum error by modeling the exact tool path for the tool traverse singular region in five-axis machining. It is known that the NC data from the inverse kinematics transformation of 5-axis machining can generate singular positions where incoherent movements of the rotary axes can appear. These lead to unexpected errors and abrupt operations, resulting in scoring on the machined surface. To resolve this problem, previous methods have calculated several tool positions during a singular operation, using inverse kinematics equations to predict tool trajectory and approximate the maximum error. This type of numerical approach, configuring the tool trajectory, requires much computation time to obtain a sufficient number of tool positions in a region. We have derived an analytical equation for the tool trajectory in a singular area by modeling the tool operation into a linear and a nonlinear part that is a general form of the tool trajectory in the singular area and that is suitable for all types of five-axis machine tools. In addition, we have evaluated the maximum tool-path error exactly, using our analytical model. Our algorithm can be used to modify NC data, making the operation smoother and bringing any errors to within tolerance.

FRP의 원통형 압력 용기제작을 위한 필라멘트 밴드의 감김 시뮬레이션

윤재득(Jaedeuk Yun),Jianhui Fu,정융호(Yoongho Jung) (사)한국CDE학회 2014 한국CDE학회 논문집 Vol.19 No.1

The filament winding method is widely used to manufacture products of fiber reinforced plastics (FRP), such as high pressure vessels, launch tubes and pipes. For reducing winding time, the method of winding by filament band which consists of several filament fibers is used. NC winding machine is used for precise winding and NC path is needed. Before filament winding, users should verify that winding path which presented by a line is appropriate by filament winding simulation. Also, the used length of each filament is different. So, if the peak filament exhausted, it causes to stop manufacturing. In this research, we developed software which visualizes 3D graphic of filament band winding path and simulates winding process on real time. And we proposed algorithm about calculation of each filament usage. We use geodesic equation for generating filament band surface and calculating the usage length of each filament.

분해모델과 구멍 메움 알고리즘을 이용한 냉장고 내부 용적의 자동 계산

박래성(Raesung Park),Jianhui Fu,정융호(Yoongho Jung),박민근(Mingeun Park) (사)한국CDE학회 2017 한국CDE학회 논문집 Vol.22 No.1

Internal capacity of a refrigerator is an important indicator for design and purchasing criteria. The components facing the internal space may have holes or gaps between parts. In traditional way, design engineers manually remodeled the parts to fill the holes and the gaps for enclosed boundary of the internal space. Then they calculated internal volume by subtracting the assembly of parts from its enclosing volume. However, filling holes and gaps is not an automated process requiring a plenty of labor and time. In this research, we have developed a voxel-based method to estimate the internal volume of a refrigerator automatically. It starts transforming all components facing the interior space into voxels and fills all holes and gaps automatically by the developed hole-filling algorithm to form a completely closed boundary of the assembly. Then, it identifies the boundary voxels that are facing to the internal voxels with any part of the component. After getting the intersection points between the boundary voxels and the surfaces of components, it generates the boundary surface of triangular facets with the intersection points. Finally, it estimates the internal volume by adding volume of each tetrahedron composed of a triangle of boundary surface and an arbitrary point.

보급형 양문형 냉장고용 회전필러 메커니즘 개발

손충일(Chungil Son),김연수(Yeonsu Kim),정융호(Yoongho Jung) 한국산학기술학회 2022 한국산학기술학회논문지 Vol.23 No.11

냉장고 양측 저장 공간 사이의 칸막이를 제거하고 필러를 이용하여 양쪽 문 사이의 냉기 유출을 방지하는 구조의 양문형 냉장고가 보편화되고 있다. 그러나 이러한 냉장고에서는 우측 서랍을 꺼낼 때 넓은 형상의 필러와 충돌하여 인출할 수 없는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 우측 문을 열었을 때 필러가 자동으로 접히도록 하는 ‘회전필러 메커니즘’이 개발되어 고급형 냉장고에 적용 중이다. 그러나 이 방식은 고가의 자석을 사용하기 때문에 보급형 냉장고에는 적용하기 어려움이 있다. 또한 보급형 냉장고의 자동 닫힘력이 부족하여 우측 문이 닫힐 때 필러를 펼치지 못하는 문제가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 탄성 에너지 회전필러 메커니즘을 개발하였다. 개발된 메커니즘은 우측문을 개방할 때 필러를 접으면서 간단한 스프링에 탄성 에너지를 저장한 후, 문을 닫을 때 저장된 힘을 활용하여 필러를 펼칠 수 있는 메커니즘을 고안하였다. 또한 Trigger 메커니즘을 고안하여 스프링에 저장된 에너지를 정확한 시점에 방출할 수 있도록 하였다. 개발된 메커니즘은 고가의 자석을 사용하는 대신 간단한 스프링을 사용함으로써 재료비를 크게 절감할 수 있고, 신뢰할 만한 동작을 수행할 수 있어서 보급형 냉장고에 적용이 가능하겠다. A side-by-side door refrigerator without a partition between both storage spaces is becoming familiar. These refrigerators have a wide pillar to prevent cold air from leaking between the doors and body. On the other hand, the right drawer cannot be withdrawn without colliding with the pillar of those refrigerators. A revolving pillar mechanism using magnets has been developed to fold the pillar automatically when the right door is open, which is now applied to high-end refrigerators. A low-end refrigerator cannot use the same mechanism because the magnets are expensive. In addition, the automatic door closing force of the low-end refrigerators is insufficient to unfold the pillar when the right door is locking. This study devised a revolving pillar mechanism using elastic energy to resolve those problems. The pillar is folded by the door-opening force while storing elastic energy in simple springs. When the right door is closed, it unfolds the pillar with elastic energy. A trigger mechanism was also developed to release elastic energy correctly. The designed device can reduce material costs significantly using simple springs instead of expensive magnets and can perform all necessary operations for pillar folding and unfolding of a low-end refrigerator.