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RecurDyn을 활용한 Glass 이송 System 해석
<고객정보>
• 고객명 : LG 전자생산성 연구원
• 주요사업 : 홈 엔터테인먼트, 모바일 커뮤니케이션즈, 홈 어플라이언스, 에어컨디셔닝, 에너지 솔루션
<과제>
• Glass 이송 System에서 후공정의 불량 원인으로 인한, Robot 이송 시의 Glass 미끄러짐 현상 개선
• 고온의 Glass 접촉으로 인한 PAD 마찰력 상실로 PAD 교체 주기 상향이 필요
<사용된 제품>
• RecurDyn/Professional
<효과>
• 타 비선형 소프트웨어에서 재현할 수 없었던 End Stop -per Step Up/down 현상 재현
– 직선, 회전 이송을 포함한 전 구간 검토 완료
– Glass 미끄러짐의 양은 약 1mm, 최대 편심량은 3.9mm 수준으로 예측
• 타 비선형 소프트웨어 비해 해석시간 단축
– (타비선형소프트웨어) 60시간 또는 10일
– (RecurDyn) 40시간
• 마찰 계수 측정 결과, 마모가 최대인 PAD가 New Sample 대비 최대 32% 저하
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본 사례에서는 Glass 이송 System에서 후공정의 불량 원인으로 인해 Robot 이송 시, Glass 미끄러짐 현상이 발생하고, 고온의 Glass 접촉으로 인해 PAD 마찰력이 상실되어 PAD 교체 주기 상향이 필요함에 따라 이를 개선하기 위해 RecurDyn을 이용하여 Glass 이송 System에 대한 해석을 진행하였습니다.
Case Study
1) Modeling : 해석대상
» 해석 모델의 구성
» 해석 모델의 Initial Position
2) Modeling : 이송프로파일
» BoundaryCondition
» 최종 이송 프로파일 구성
3) Testing: PAD 특성및마찰계수검토
» PAD 표면 촬영 & 마모 정도 평가 : 마모 정도에 따른 PAD가 다양하게 분포되어 있었으며 (마모 영향 요소 – Glass로부터열 전달, 미끄러짐), 마모 분포는 랜덤 특성을 보이나 Wrist 반대편에 상대적으로 마모가 심한 PAD가 많이 위치되어 있었습니다. (Glass Shift 영향) 여기서 해석 모델은 평균값을 적용하였습니다.
» 실제 조건 모사 JIG 제작 : 수직하중을 PAD 접촉 하중의 근사값으로 하여, 미끌림 속도는 500mm/min, 미끌림 거리는 60mm로 설정하였습니다.
» 마찰력 측정 결과 및 마찰 계수의 정의
» 마모 정도와 마칠 계수 관계
4) 해석결과: Glass Loading
» GlassLoading
» Time History
순간적인 중력으로 유발된 진동은 약 0.5초 이후에 완전히 감쇠되었으며, End Effector 끝단은 Glass Loading 전에는 3.9mm 가 처졌습니다. 그리고 Glass Loading 후에는 Glass 중량으로 인해 추가로 처짐이 발생하여 총 5.5mm의 처짐이 발생되었습니다. Glass는 초기 위치에서 Glass Loading 후에 7.0mm 처짐이 발생하였으며, Effect End 대비 Glass의 상대적인 처짐량은 1.5mm였습니다.
5) 해석결과: Moving
» X+ 직선 이송 : Glass가 Wrist측으로 이동하여 End Stopper에서 1 Step씩 Up/Down 현상이 발생하였습니다.
» 회전 이송 : Tilting이 발생하여 편측량이 최대 5.2mm 였습니다.
» X- 직선 이동 : Glass 미끄러짐의 크기는 0.5mm로, Tilting에 의한 최대 편측량은 약 3.9mm가 발생되었습니다.
6) 해석결과: 진동량 비교
» End Effecter와 Glass 진동량 비교
» Glass Position on End Stopper vs Time
효과
본 사례에서는 타 비선형소프트웨어에서는 재현할 수 없었던 End Stopper Step Up/down 현상을 RecurDyn을 통해 재현함으로써, 직선, 회전이송을 포함한 전 구간 검토를 완료할 수 있었으며, 이로 인해 Glass 미끄러짐의 양은 약 1mm, 최대 편심량은 3.9mm 수준으로 예측할 수 있었습니다.
또한, 타 비선형 소프트웨어에서는 60시간 이상 또는 10일 이상 걸리던 해석시간을 RecurDyn을 이용한 해석 모델을 통해 40시간으로 단축하였으며, 마찰 계수 측정 결과, 마모가 최대인 PAD가 New Sample 대비 최대 32% 저하될 수 있음을 알 수 있었습니다.
* 본 내용은 2008 RecurDyn User’s Conference 발표 자료를 재구성한 것입니다.