휴대용 마찰계수 시험기 구현 :Implementation of the portable friction coefficient tester

서상운

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자료유형: 학위논문

저자정보: 서상운 (충남대학교, 忠南大學校産業大學院)

지도교수: 유준

발행연도: 2015

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이용수8

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2015

휴대용 마찰계수 시험기 구현

서상운 , 유준 한국산업정보학회논문지 2015.08 학술저널

휴대용 마찰계수 시험기 구현

서상운 산업시스템공학과 2015.01 학위논문

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다양한 소재분야에서 내구성과 신뢰성 증진을 위해 새로운 물질의 개발과 표면의 코팅이나 기타 열적 표면처리 등이 매우 다양하게 이루어지고 있다. 국내·외적으로 대학을 비롯한 다수의 연구기관 및 기업체들이 이에 대한 관심을 가지고 연구 및 사업들을 활발하게 진행 중에 있으며, 특히 신소재의 개발과 더불어 재료 표면의 내마모성 향상을 위한 코팅이나 표면처리 기술들이 다른 대안이 없을 만큼 산업전반에 걸쳐 폭넓게 이용되고 있다. 이에 본 논문에서는 휴대가 가능하여 산업 현장에서 직접적으로 시험이 가능하며 누구나 손쉽게 사용할 수 있는 인터페이스와 신뢰성 있는 경제적인 장비를 구현하는데 목적을 두었다.
첫 번째로 기구설계에서 신뢰성 및 휴대성을 고려하여 가공공차와 조립공차를 최소로 하여 설계 되었으며 마찰계수는 마찰력과 수직항력에 대해 밀접한 관계가 있기 때문에 정확한 수직항력이 인가되고 각 구동부에 간섭 및 영향을 주지 않는 것에 쟁점을 두었다. 두 번째는 회로 설계에서는 사용자와 장비가 쉽게 인터페이스 가능하도록 설계 되었으며 MCU로 제어하는 PCB 보드는 로드셀을 이용하여 ADC 신호를 검출함으로써 출력 신호가 매우 적어 노이즈 차단 및 절연, 신호 증폭에 대해 고려하며 설계 및 배치되었다. 또한 휴대성을 높이기 위해 리튬폴리머 배터리를 이용한 회로 설계가 진행되었다. 세 번째 AVR 펌웨어 개발을 위해 다수의 라이브러리를 우선적으로 개발하였다. 예를 들어 ADC 및 TIMER 라이브러리를 개발하여 각 단계에서 사용되는데 ADC 라이브러리는 로드셀 신호 검출을 위하여 ADC 관련 인터럽트 루틴 등을 포함하고 있다. 검출된 로드셀 신호를 사용하여 연산, 저장, 디스플레이 하면서 간단한 조작으로 기구와 인터페이스를 기본으로 설계 하였다. 마지막으로 본 연구시험기를 조립 완료해 (주)네오플러스사의 FCMS170과 비교시험을 진행하고 마찰계수 평균값을 서로 비교분석하며 연구시험기의 신뢰성 및 성능에 대하여 정리하였다.

From the past to the present, in the field of materials such as various material, rubber, ceramic, plastic, lubricant, including new materials development, surface coating and other thermal surface treatment, abundant of various activities have been conducted to enhance durability and reliability. Domestically and internationally, a lot of enterprises and research institutes including universities take interest in them and are conducting researches and projects actively.
Particularly along with new materials development, coating or surface treatment technology improving surface wear resistance are widely in use throughout the industry, as if there are no alternatives.
This thesis was placed the object to implement a cost-effective equipment that it can be directly tester at industrial sites and has an interface that anyone can be used easily, can be found reliable results. First, the utensil have been designed to the minimum machining tolerances and assembly tolerances considering the reliability and portability. Also It is placed issues that be applied accurate normal force and do not to interfere with the effect on the drive since the friction coefficient is also closely related to the friction force and normal force. The second, the circuit was designed to easily interface the user and the equipment available. PCB board for controlling the MCU is to compensate for a very small value output signal is noise isolation, considering the signal was amplified by the design and layout by detecting the ADC signal using the Loadcell. The circuit design also were carried out using a lithium-polymer battery in order to increase the portability.
The third, It was primarily developed a number of libraries for the AVR firmware development. For example, to develop an ADC and TIMER library is used in each stage, ADC libraries contain ADC associated interrupt routine and the like to the Loadcell signal detection. using the detected load cell signals, computation, save, display and communication designed based on mechanism that can be manipulated easily and convenient interface
The finally, after assembly complete potable tester, it was conducted comparison test with fcms170 and average values of friction coefficient was analyzed. by analysis performing a average values of friction coefficient, summarizes the reliability and performance.

제 1장 서론 4
1.1 연구의 목적 4
1.2 연구의 배경 및 내용 5
1.2.1 연구의 배경 5
1.2.2 연구의 내용 6
제 2장 기구 설계 및 적용 10
2.1 전체 기구 구성 방법 10
2.1.1 마찰계수 측정을 위한 방법 10
2.1.2 마찰계수 측정 장치의 구조 11
2.2 수직항력 적용 방법 13
제 3장 회로 설계 및 배치 14
3.1 전체시스템 블록다이어그램 14
3.2 회로 설계 16
3.2.1 MCU port 설정 17
3.2.2 Loadcell Interface 18
3.2.3 Battery charge 20
3.2.3 Booster converter & Power control 21
제 4장 펌웨어 설계 22
4.1 구동기능 순서도 22
4.1.1 Loadcell &Servo control 23
4.1.2 ADC 처리 24
4.1.3 Display & Touch control 25
제 5장 규격 마찰계수 시험기와 산출데이터 비교 26
5.1 비교 규격마찰계수 시험기 26
5.2 시험방법 및 시험 진행 28
5.3 비교시험에 따른 시험 비고 31
제 6장 결론 32
참고문헌 34
논문요약 35
ABSTRACT 37

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	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

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