최근 국내에서 개발된 송풍식 양파 줄기절단기를 수확기 양 파 엽 절단에 활용할 경우 적정 작업 조건을 구명하기 위해서 이 실험을 수행하였다. 처리구 중 식물체 엽 건조가 가장 많이 진행된(엽 건조 정도 : 66.3%, 엽 수분함량 : 50.5%) 6월 20일 엽 절단 처리구에서 평균 잔여 엽장은 6.7±3.5cm로서 작업 후 적정 잔여 엽장에 해당되는 범위인 4－10cm에 포함되므로 기계 엽 절단 성능이 처리구 중 가장 우수한 것으로 판단된다. 줄기절단기 이용 양파 엽 기계 절단 시 평균 작업 속도는 0.17m·s-1였는데, 이는 인력 엽 절단 처리구의 평균 작업 속도 인 0.05m·s-1보다 3.4배 정도 빨랐으며, 이를 통해 해당 기종 을 이용하여 10a 면적을 작업할 경우에는 인력 작업(1인 기준) 에 비해 2.6시간 정도를 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 기계 엽 절단 처리구에서의 손상구 발생률은 1.3%로서 인력 엽 절단 처리구의 0.0%에 비해 높았는데, 이로 인해 기계 엽 절단 처리구가 인력 엽 절단 처리구보다 저장 중 양파 구 부패 율이 평균적으로 높았던 것으로 판단된다. 처리별 저장 특성 을 살펴보면, 저장 8개월 후 구 부위(기부, 정부)별 부패율은 기계 엽 절단 후 잔여 엽장이 5.0cm 미만인 처리구에서 잔여 엽장이 5.0cm 이상인 처리구보다 높았다. 이는 잔여 엽 길이 가 5.0cm 미만인 처리구에서는 5.0cm 이상인 처리구보다 저 장 중 구 부패를 유발하는 병원균의 감염이 쉬우므로 장기 저 장 시 부패율이 높은 것으로 생각된다. 본 실험 결과와 실험 기 종의 성능 목표(작업 후 잔여 엽장 : 5cm) 및 양파 수확 시 적정 잔여 엽장에 관한 기존의 연구결과 등을 종합적으로 고려할 경우, 본 실험에 사용된 줄기절단기 이용 양파 엽 절단 시 양파 의 적정 잔여 엽장은 5－10cm 정도일 것으로 판단된다.

An important goal of dismantling process is the disassembling of a spent nuclear fuel assembly for the subsequent extraction process. In order to design the rod extractor and cutter, the major requirements were considered, and the modularization design was carried out considering remote operation and maintenance. In order to design the rod extractor and cutter, these systems were analyzed and designed, also the concept on the rod extraction and cutting were considered by using the solid works tool. The main module consists of five sub-modules, and the function of each is as follows. The clamping module is an assembly fixing module using a cylinder so that the nuclear fuel assembly can be fixed after being placed. The Pusher module pushes the fuel rods by 2 inches out of the assembly to grip the fuel rods. The extraction module extracts the fuel rods of the nuclear fuel assembly and moves them to the consolidation module. The consolidation module collects and consolidates the extracted fuel rods before moving them to the cutting device. And the support module is a base platform on which the modules of the main device can be placed. The modules of level 2 can be disassembled or assembled freely without mutual interference. For the design of fuel rods cutter, the following main requirements were considered. The fuel rod cut section should not be deformed for subsequent processing, and the horizontally mounted fuel rods must be cut at regular intervals. The cutter should have the provision for aligning with the fuel rod, and the feeder and transport clamp should be designed to transfer the fuel rods to the cutting area. The main module consists of 6 sub-modules, and function of each is as follows. The cutting module is a device that cuts the fuel rods to the appropriate depth for notching. The impacting module is a device that impacts the fuel rods and moves them to the collection module. The transfer module is a device that moves the fuel rods to the cutting module when the aligned fuel rods enter the clamp module. The clamping module is a device to clamp the fuel rods before moving them to the cutting module. The collection module is a container where the rod-cuts are collected, and the support module is a base platform on which the modules of the main device can be placed. The module of level 3 can be disassembled or assembled after the cutting module of level 2 is installed, and the modules of level 2 can be disassembled or assembled freely without mutual interference.

우리나라는 연안해역을 집약적으로 활용하기 때문에 폐기물로 인한 해양사고 발생률도 높은 편이다. 항해하는 선박의 추진기 에 해양부유물, 폐로프, 폐어망 등이 감기는 사고를 부유물감김사고로 정의하고 있다. 이러한 사고를 예방하기 위해 본 연구에서는 국내 에 상용화되어 세이버 타입(Shaver type)의 로프절단장치를 유한요소법을 이용하여 구조안전성 검토와 수조시험을 통해 절단 과정 및 성능 평가를 진행하였다. 그 결과 로프절단장치를 구성하는 모든 파트는 0.5s 도달하기 전 파손되었으며, 인장강도 대비 발생한 최대응력을 기 준으로 각 파트의 안전계수는 최소 2이상으로 나타났다. 수조시험에서는 세이버타입의 절단장치의 절단 과정을 살펴보았고, 실제 해상에 서 부유중인 폐로프가 다양한 각도로 진입하는 것을 고려하여 케이스 별로 설치 각도를 설정하였다. 그 결과 모든 케이스에서 절단이 되 었으며, 절단 날이 어떠한 각도에 장착되어도 로프를 절단하는데 문제가 없을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 상용화된 로프절단장치 타입 중 국내에 가장 많이 도입되어있는 Scissor type을 대상으로 유한요소해석을 수행하여 다양한 로프 걸림 상황에서 안정성이 확보되는 적합한 구조 형태를 평가하였으며, 수조 실험 및 실선 실험을 통해 효용성을 검증하였다. 연구 결과, 로프 걸림에 의하여 프로펠러축이 회전하지 않을 경우 엔진에서 발생하는 지속적인 토크로 인하여 로프절단장치에 비틀림이 발생하고 유한요소 해석상 자유도가 구속되어 있지 않은 하부의 블레이드에서 가장 높은 변형이 발생하는 것을 확인하였다. 블레이드의 두께가 증가할수록 최대변형량은 줄어들고 최대응력은 낮아져 안전율이 증가하는 결과가 나타났으며, 동일한 블레이드 두께에서 토크의 변화량이 최대응력과 최대변형량에 미치는 영향은 로프절단장치의 외력이 미치는 위치와 무관하며 정비례하게 감소하는 것으로 나타났다. 해석 결과를 토대로 실시한 수조실험 및 실선실험 결과, 모든 조건과 환경에서 로프 및 어망이 원활하게 제거되는 것을 확인하였다.

In order to commercialize large diameter PP pipes, the cutting work was attempted with the cutting machine (∅18″and AL120 cutter, 2100 r.p.m) used for the conventional PE or PVC pipe(∅1200 mm, t 70), but the cutting work was failed because the material of “PP pipe” melted and sticked to the surface of the wheel-cutter. In order to find the optimal structure and number of blades for wheel-cutters, an experimental investigation the temperature measurement of specimen and wheel-cutter and the visualization of cutted specimen surface and chip shape were carried out during and after experiment. In addition, modelings for cutting and heat transfer mechanisms have been developed for theoretical analysis. The theoretical and experimental results were in good agreement. The results show that the appropriate structure and the rotational speed of wheel-cutter are W60 and 650 rpm for the large diameter PP pipe cutting machine.

연안 해역에서 소형 선박의 프로펠러 고장으로 인한 사고가 지속적으로 발생하고 있다. 특히, 해상부유물(폐그물 및 로프 등)에 의하여 선박 프로펠러가 감기는 사고가 빈번히 일어나고 있다. 선박 프로펠러 감김 사고는 동력 상실로 인한 선박의 운항 지연 및 표류로 인한 1차 사고와 프로펠러에 감긴 로프을 제거하기 위한 잠수 작업등으로 인한 2차 사고의 우려가 있다. 이러한 빈번한 프로펠러 감김 사 고에도 불구하고 문제를 해결할만한 적절한 도구가 없어 선박을 육상으로 인양하여 수리하거나, 잠수부가 직접 선박 아래로 잠수하여 문제를 해결하고 있는 실정이다. 이에 따라, 최근 선박 프로펠러 감김 사고를 예방하기 위해 프로펠러 샤프트에 로프절단장치를 일부 소형 선박에 장착하고 있으나 비교적 높은 설치비용 및 시간이으로 인하여 원활하게 적용되어지지 않는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 기계톱 원리를 이용한 간단한 구조를 가진 수중절단기 기구 설계 및 제어기 개발을 수행하였다. 수중절단 기의 톱날은 직선왕복동작을 위해 유성기어와 크랭크핀을 사용함으로써 긴 행정을 가질 수 있도록 하였다. 또한 수중절단기는 소형 선박에 비치되어있는 배터리를 이용하여 작동시킬 수 있도록 하였다. 또한, 비전문가인 사용자가 보다 편리하고 안전하게 사용할 수 있도록 역전류 방지 및 속도제어회로를 적용하여 편리성 및 안정성을 확보하였다.

양파 수확작업은 양파 재배 작업의 전체 노동 투하시간 중 39%, 81.2hr/10a를 소모하며 이 중 줄기절단작업에 20.7hr/10a가 소요된다. 특히 수확작업은 76%가 인력에 의존하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 굴취와 수거작업에 대한 기계화가 연구되고 있으나 줄기절단기계의 경우, 비닐 멀칭상태에서의 원활한 작업이 가능한 장비가 개발되지 않았으며, 농업용 멀칭비닐로 사용하는 저밀도 폴리에틸렌 필름은 양파재배 기간에 비닐이 부식되어 비닐 인장력이 원재료의 90% 수준으로 저하되므로 비닐제거시 찢어짐이 생겨서 비닐수거에 애로사항이 있었다. 따라서 본 연구에서는 국내 환경에서 줄기절단작업 및 비닐회수작업이 원활하게 가능한 양파수확전처리기 개발을 위한 양파 수분함유량에 따른 줄기절단 높이, 칼날형태, 칼날각도, 비닐 인장력, 가이드의 토양내 전진저항시험 등의 기초실험을 실시하였다. 양파줄기의 수분함유량에 따른 줄기절단높이 시험결과, 수분이 많을수록, 줄기절단 높이가 높을수록 절단저항은 낮게 나타났으며 줄기절단저항 시험에서는 칼날 각도 및 기움각에 따른 절단 저항력 시험에서는 칼날 기움각 30°, 칼날각도 20°에서 절단저항력이 가장 낮게 나타나 왕복식 예취칼날이 적절한 것으로 판단되었다. 비닐 인장시험에서는 0.025mm 비닐이 27.99N의 인장력에서도 찢어짐이 거의 없어 양파 재배 시 사용하는 경우 비닐회수 작업이 원활하게 진행될 것으로 판단되며 또한 가이드의 토양 내 전진저항에서 가이드 각도 40°일때 평균저항은 2.26N으로 적정한 것으로 판단되었다.

본 연구에서는 해상에서 빈번하게 발생하는 추진기 로프 감김 사고를 예방하기 위해 개발된 로프절단장치의 안전성 및 효용성 에 대한 연구를 시도하였다. 먼저 이론식과 유한요소 해석을 통하여 실선 실험에 사용될 세 종류의 로프절단장치의 볼트의 강도 및 장치가 축계에 미치는 비틀림응력을 계산하였다. 그 결과 로프절단장치에 사용된 볼트는 안전수명설계 및 손상허용설계의 관점에서 적절하게 설계된 것으로 확인되었으며, locking-up 발생 시 축계에 미치는 영향도 미미하여 안전성 또한 만족할 수 있는 수준인 것으로 나타났다. 안전성 검증을 마친 세 종류의 절단장치가 설치된 선박을 활용하여 실제로 해상에서 로프 및 어망을 절단하는 실험을 진행하였으며, 그 결과 대체적으로 실험에 사용된 20~50 mm 굵기의 로프를 잘 절단하였으나, 소형 축계에 장착된 절단장치의 경우 굵은 로프를 절단할 때는 효용성이 저하함을 알 수 있었다.

The CNC machine tool field is showing a growing trend with the recent rapid development of manufacturing industries such as semiconductors, automobiles, medical devices, various inspection and test equipment, mechanical metal processing equipment, aircraft, shipbuilding and electronic equipment. However, small and medium-sized machining companies that use CNC machine tools are experiencing difficulties in increasingly intense competition. Especially, small companies which are receiving orders from 3rd or 4th venders are very difficult in business management. In recent years, company S experienced difficulty to make product quality and delivery time due to the ignorance of the processing method when manufacturing cooling plate jig made of SUS304 material used for cell phone liquid crystal glass processing. In order to solve these problems, we redesigned the process according to the size of our company and tried to manage all processes with quantified data. In the meantime, we have found that there is a need to improve the cutter process, which accounts for most of the machining process. Therefore, we have investigated the correlation between RPM and FEED of three cutters that have been used in the past. As a result, we found that it is the most urgent problem to solve the roughing process during the cutter operation which occupies more than 70% of the total machining. In order to shorten the machining time and improve the quality in machining of SUS304 cooling plate jig, we select the main factors such as price, tool life, maintenance cost, productivity, quality, RPM, and FEED and use AHP to find the most suitable milling cutter. We also tried to solve the problem of delivery, quality and production capacity which was a big problem of S company through experiment operation with selected cutter tool. As a result, the following conclusions were drawn. First, the most efficient of the three cutters currently available in the machining center has proven to be an M-cutter. Second, although one additional facility was required, it was possible to produce the existing facilities without additional investment by supplementing the lack of production capacity due to productivity improvement. Third, the Company’s difficulties in delivery and capacity shortfalls have been resolved. Fourth, annual sales increased by KRW 109 million and profits increased by KRW 32 million annually. Fifth, it can confirm the usefulness of AHP method in corporate decision making and it can be utilized in various facility investment and process improvement in the future.

This study presents the stone cutter design that can rotate and change the cutting side of the stone automatically by the combination structures of the rotatable and foldable plates. Foldable plates are consisted with the iron plate and the hydraulic cylinders system(1500W pump power) which can generate high pressure to raise the plates and the stone. Additionally, rotatable plates are designed by gear system which has high gear ratio(1:8) for rotating heavy stone(5ton) easily. We analyzed the movement of the stone and investigated the total system of the stone cutter including a rotator and a tilter. Moreover, we constructed a control board to control the system accurately. This system can induce high quality cutting process controlled within errors of 5% and also reduce the process time from about 20 min to 90 sec by the automatic system.

General end-mill is considered and chosen by kinds and properties of material before machining, but in case of orthopedic surgery, cutting performance of orthopedic end-mill must be always best because bone condition is checked after operative preparation including skin incision. Generally hard metal end-mill is used for high cutting performance in industrial fields. To apply hard metal end-mill to robotic orthopedic surgery, prototypes with STS are manufactured and tested for determining proper number of flutes and helix angle, additionally proper overhang length of end-mill from sleeve end was determined by checking deflection under cutting load and critical speed using FEM program. As a result helix angle, blade number and overhang length are determined as 45∘, 3, 7cm respectively.

In this paper, heat treatment on the cutting device for automatic welding electrode is proposed. The electrode can be fed continuously by general automatic welding. When the leading end of wire is bent, it must be cut with the constant length. The wire has been cut by manual method previously but the automatic cutter device is proposed and designed in this study. These new device parts are designed and the heat treatment of cutter is determined analytically. The numerical three-dimensional analysis is carried out by means of DEFORMTM-HT, the common heat-treatment software. The meshes are divided with tetrahedral elements. As the result, the highest hardness is observed at the end edge of cutter and especially the hardness at edge is reached even HRc 64.3. The layer, 90% of which consists of martensite structure, is extended to the end edge of cutter. And the layer, 50% of which consists of the micro-structure, becomes its middle area. Because the mechanical property can be predicted by this analytical approach, it is not necessary to have any onsite heat treatment. The life of cutter can be improved by using this study result.

There are many risks in using grass cutter because of the pebble in grass and high speed rpm when the cutter hits the hard objects in grass. In this study, the existing patents are surveyed and classified for the new mechanism about the bottom safety cover. The new mechanism was modelled and the planetary gear are designed. The power source (engine or motor) will rotate the sun gear and the carrier of planetary gear is fixed into handle frame. The ring gear will drive the final cutter. The carrier fixed the bottom safety cover through the planetary gear hole at the handle bar. In this paper, we develop a new mechanism and analyze the idea for safe grass cutter and investigate the possibility of having patent through patent search.