스트레인 게이지를 활용한 척력 측정에 관한 연구 = Research on clamping force measurement using strain gauges
저자
발행사항
창원 : 경남대학교 대학원, 2024
학위논문사항
학위논문(석사)-- 경남대학교 대학원 : 기계융합공학과 2024. 2
발행연도
2024
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
경상남도
형태사항
41 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 김병창
UCI식별코드
I804:48002-200000722851
소장기관
This paper focuses on measuring the glam rating of CNC milling machines using strain gauges and supplementing the negative impact that the clamping power of smart factories can have in the future through research. Considering the similarity between CNC milling machines and devices, this study discusses based on table clamps. The research stage first deals with the principle of the strain gauge and how to attach it to the vice. Using the finite element analysis software ANSYS, the force of the table clamp is analyzed to find the area with the greatest deformation at one end of the vice.
Next, we perform initial measurements of the vice using the Arduino Uno, HX711 module and the principle of the Whiston bridge. At the same time, to complement the unity of the Arduino IDE serial port monitor, we use PyCharm's Serial module to realize serial port communication with PyCharm. Data sent by Arduino Uno is analyzed as a Pandas function and visualization data is drawn using Matplotlib's Pyplot function to obtain a preliminary wired connection real-time image.
RF wireless communication is selected as a communication method of wireless connection signals to meet the demand of future smart factories. For actual signal collection and transmission, the Seeeduino XIAO module and the nRF24L01 module are used as major modules. Real-time data is interpreted as PyCharm code and converted into real-time images. To improve accuracy, a Gaussian distribution graph is used to calculate the probability closest to the actual value and the probability obtained through data collection is more than 99%. According to the research results, the method of this paper may have practical availability in the process of building a smart factory and collecting data in the future.
본 논문은 스트레인 게이지를 사용하여 CNC 밀링 머신의 글램평 힘을 측정하고 향후 스마트 팩토리의 클램핑 힘이 가져올 수 있는 부정적인 영향을 연구를 통해 보완하는 데 중점을 두다. CNC 밀링머신과 바이스(vice)의 유사성을 고려하여 본 연구에서는 테이블 클램프를 기반으로 논의해다. 연구 단계는 먼저 스트레인 게이지의 원리와 바이스에 부착하는 방법을 다룬다. 유한 요소 분석 소프트웨어 ANSYS를 사용하여 바이스의 한쪽 끝 변형이 가장 큰 영역을 찾기 위해 테이블 클램프의 힘을 분석한다.
다음으로 Arduino Uno, HX711 모듈을 사용하고 휘스톤 브리지의 원리를 사용하여 바이스의 초기 측정을 수행한다. 동시에 Arduino IDE 직렬 포트 모니터의 단일성을 보완하기 위해 PyCharm의 Serial 모듈을 사용하여 PyCharm과 직렬 포트 통신을 실현한다. Arduino Uno가 보낸 데이터를 Pandas 함수로 분석하고 Matplotlib의 Pyplot 함수를 사용하여 시각화 데이터를 그려 예비 유선 연결 실시간 이미지를 얻다.
미래의 스마트 팩토리 수요를 충족시키기 위해 무선 연결 신호의 통신 방법으로 RF 무선 통신을 선택한다. 실제 신호 수집 및 전송을 위해 Seeeduino XIAO 모듈과 nRF24L01 모듈을 주요 모듈로 사용한다. 실시간 데이터는 PyCharm 코드로 해석되어 실시간 이미지로 변환된다. 정확도를 향상 시키기 위해 가우스 분포 그래프를 사용하여 실제 값에 가장 가까운 확률을 계산하고 데이터 수집을 통해 얻을 수 있는 확률은 99% 이상이다. 연구 결과에 따르면 본 논문의 방법은 향후 스마트 팩토리 구축 및 데이터 수집 과정에서 실질적인 가용성을 가질 수 있다.
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