표제지
목차
Ⅰ. 서론 10
Ⅱ. 다목적 집재장비의 집재성능개선 13
1. 집재용 타워야더의 동력전달체계 및 견인성능 개선 14
1.1. 집재용 타워야더의 베이스 머신 선정 14
1.2. 집재용 타워야더의 소요동력 산정 15
1.3. 집재 버팀줄용 드럼의 재설계 및 권치용량 산정 16
1.4. 집재용 드럼의 안전장치 설계 및 성능개선 18
2. 집재용 타워야더의 견인속도 개선 18
2.1. 최대견인속도 개선을 위한 유압펌프 선정 및 유압회로 재설계 18
2.2. 펌프 유압 및 유량별 견인속도 측정 21
3. 집재용 타워야더의 견인 기능개선 30
3.1. 집재목 부하대응별 유압제어 기능 개발 30
3.2. 타워야더 및 반송기의 일체형 무선 제어 기술 개발 32
3.3. 유압식 인공타워의 작동기능 개선 33
3.3.1. 인공타워의 페어리드 설계 33
3.3.2. 인공타워의 격납기능 설계 33
3.4. 인공타워의 응력해석을 통한 구조개선의 안전도 해석 34
Ⅲ. 다목적 집재장비의 조재 성능 개선 37
1. 조재용 프로세서 유닛의 조재성능 개선 37
1.1. 조재용 프로세서 유닛의 성능시험 장치 개발 37
1.2. 조재용 프로세서 동력원 선정 38
1.3. 조재용 프로세서 운전캐빈 설계 40
2. 조재용 프로세서 유닛의 피드롤러 기능 개선 41
2.1. 조재용 프로세서 유닛의 피드롤러 형태별 송재 능력 측정 및 분석 41
2.2. 조재용 프로세서 유닛의 피드롤러 형태별 구조 설계 41
3. 조재용 크레인 기능개선 및 작업안정성 분석 43
3.1. 조재용 크레인의 구조 설계 43
3.2. 조재용 크레인의 구조 해석 : 작업 시 응력분포 및 안전도 해석 43
3.3. 조재용 크레인의 제작 45
3.4. 조재용 크레인의 작업범위 및 리프팅 능력 측정 46
4. 조재용 프로세서 유닛의 CAN-통신 제어 기능 적용 및 조재길이 정확성 평가 48
4.1. 조재용 프로세서 유닛의 CAN-통신 기반 제어시스템 설계 48
4.2. 조재용 프로세서 유닛의 CAN-통신 제어시스템 적용 48
4.3. 조재용 프로세서 유닛의 조재길이 측정 제어 특성(정확성) 49
5. 조재용 프로세서 유닛의 가지치기 칼날 성능 개선 53
5.1. 가지치기 칼날 형태별 가지치기 전단력 특성 53
5.1.1. 국내에 도입된 프로세서 기종별 가지치기 칼날 각도 조사 53
5.1.2. 가지치기 칼날 전단력 시험 54
Ⅳ. 다목적 집재장비의 기능 최적화 및 현장 적용성 평가 57
1. 모두베기 및 솎아베기 작업지에서의 현장 적용성 평가 58
1.1. 다목적 집재장비의 집재성능 시험 58
1.1.1. 다목적 집재장비의 견인력 시험 58
2. 다공정(집재ㆍ조재) 작업의 단공정처리 기능개선 효과 분석 60
2.1. 연구대상지 개요 60
2.2. 전목 가선 집재 시스템 개요 61
2.3. 단공정 및 다공정 집재시스템의 집재성능 시험 63
2.4. 단공정 및 다공정 전목 가선 집재 시스템의 생산성분석 65
2.5. 단공정 및 다공정 전목 가선 집재 시스템의 비용분석 66
3. 적용성 평가에 따른 다목적 집재장비 수정ㆍ보완 연구 67
3.1. 현장 성능 시험 후 문제점 파악 후 보완 67
3.1.1. 다목적 집재장비의 작업 안정성 개선 67
3.1.2. 다목적 집재장비의 작업 성능 개선 68
3.1.3. 시간연구의 효율 향상을 위한 센서기반의 자동화 시간조사 기능 적용 70
Ⅴ. 결론 71
Ⅵ. 참고문헌 75
Ⅶ. 부록 77
[부록 1] 제작된 타워야더 시작기의 제원표 78
[부록 1-1] 제작된 타워야더 시작기의 제원표 79
[부록 2] 제작된 타워야더 시작기 3D 도면 80
[부록 2-1] 제작된 타워야더 시작기 외관도 81
판권기 93
표 1. 다목적 집재장비의 집재부 엔진 상세 제원 16
표 2. 개선된 집재용 타워야더의 드럼 제원 17
표 3. 메인라인(작업줄) 드럼에 선정된 유압모터 19
표 4. 집재용 타워야더의 드럼별 소요되는 압력 및 유량 20
표 5. 집재용 타워야더의 유압펌프 제원 20
표 6. 압력 및 유량 변화에 따른 유압모터의 견인속도 측정에 적용된 센서의 특징 21
표 7. 유압 및 유량별 견인속도를 측정하기 위한 실험변수 설정 22
표 8. 엔진속도에 따른 공주행(저속, 고속) 시 소요압력, 유량, 동력 측정 및 분석 결과 26
표 9. 엔진속도에 따른 적재주행(집재 2본) 시 소요압력, 유량, 동력 측정 및 분석 결과 27
표 10. 엔진속도에 따른 적재주행(집재 3본) 시 소요압력, 유량, 동력 측정 및 분석 결과 28
표 11. 엔진속도에 따른 적재주행(집재 4본) 시 소요압력, 유량, 동력 측정 및 분석 결과 29
표 12. 집재방향에 따른 인공타워의 응력해석 안정성 분석 결과 34
표 13. 다목적 집재장비의 조재용 엔진 제원 38
표 14. 집재용 타워야더의 조재부 유압펌프 제원 39
표 15. 조재용 크레인의 제원 46
표 16. 조재용 프로세서의 조재 직경 정확성 평가를 위한 분산분석 51
표 17. 조재용 프로세서의 조재 직경 정확성 평가 조사 및 분석 51
표 18. 국내 도입 기종별 칼날 각도 조사 53
표 19. 가지치기 전단력 시험 칼날 제원 54
표 20. 연구대상지 개요 61
표 21. 전목 가선 집재 시스템에 이용된 장비제원 62
표 22. 전목 가선 집재 시스템에 이용된 기계비용 분석 (KWF법) 63
표 23. 단공정 및 다공정 집재장비의 허용반송량 64
표 24. 단공정 및 다공정 전목 가선 집재 시스템 생산성 65
표 25. 단공정 및 다공정 전목 가선 집재 시스템 비용 66
그림 1. 다목적 집재장비의 성능 및 기능 개선 개념도 14
그림 2. 타워야더 성능개선을 위해 적용한 기본 차량 엔진의 외관도 15
그림 3. 윈치용 드럼의 모식도 17
그림 4. 가공본줄 드럼의 라쳇 기구 설계 18
그림 5. 선정된 유압모터의 2D 도면 19
그림 6. 압력 및 유량 변화에 따른 유압모터의 견인속도 측정에 적용된 계측시스템 구성 21
그림 7. 공주행 및 적재주행에 따른 견인속도 측정 시험 22
그림 8. 저속 및 고속 공주행에 따른 견인속도 측정 결과 23
그림 9. 저속주행에서 집재목 수에 따른 견인속도 측정 결과 24
그림 10. 엔진속도에 따른 공주행(저속, 고속) 시 압력 및 유량 변화 측정 결과 25
그림 11. 엔진속도에 따른 적재주행(집재 2본) 시 압력 및 유량 변화 측정 결과 27
그림 12. 엔진속도에 따른 적재주행(집재 3본) 시 압력 및 유량 변화 측정 결과 28
그림 13. 엔진속도에 따른 적재주행(집재 4본) 시 압력 및 유량 변화 측정 결과 29
그림 14. 선행 연구된 인터락 기구 30
그림 15. 국내 개발 인터락 기구 31
그림 16. 집재용 타워야더의 유압회로도 설계 32
그림 17. 타워야더 및 반송기의 일체 무선 제어 장치 32
그림 18. 집재용 인공타워의 기존 및 개선된 fairlead 33
그림 19. 집재용 인공타워의 접이식 구조 단계 34
그림 20. 기존 인공 타워야더의 구조물 컴퓨터 시뮬레이션(변형도, 안전도) 35
그림 21. 조재용 프로세서 유닛의 성능시험 장치 개발 37
그림 22. 조재용 구동 엔진의 성능곡선 38
그림 23. 조재용 프로세서의 동력 및 유압구성 회로도 39
그림 24. 다목적 집재장비의 운전캐빈 설계 및 제작 40
그림 25. 다목적 집재장비의 운전캐빈 내관도 40
그림 26. 조재용 프로세서 유닛의 직경별 송재 능력 41
그림 27. 조재용 프로세서 피드롤러의 원목 접촉 모식도 42
그림 28. 기존 및 성능개선 된 피드롤러 표면 형상별 3D 구조 설계 42
그림 29. 성능개선 된 피드롤러 표면 형상별 구조 설계ㆍ제작 42
그림 30. 조재용 크레인의 2D 구조 설계 43
그림 31. 조재용 크레인의 작업시 응력분포 및 안정성 평가 44
그림 32. 조재용 크레인의 작업 시 응력분포 및 안정성 평가를 위한 메쉬 형상 44
그림 33. 조재용 크레인의 구조물 변형도와 안전도 45
그림 34. 조재용 크레인의 설계도면 및 제작 45
그림 35. 조재용 크레인의 작업범위도 46
그림 36. 조재용 크레인의 하중에 따른 자유선체도 47
그림 37. 조재용 프로세서 유닛의 CAN-통신 제어시스템 흐름도 48
그림 38. 기존 통식 방식 및 개선된 CAN-통신 기반 방식 49
그림 39. 조재용 프로세서 유닛의 CAN-통신 기반 제어시스템 적용 49
그림 40. 조재 직경 정확성 평가를 위한 연구 모식도 50
그림 41. 조재 직경 정확성 평가를 위한 측정 조사 50
그림 42. 조재용 프로세서 유닛의 조재직경 분석 51
그림 43. 조재용 프로세서 유닛의 조재직경 상대오차 백분율 분석 52
그림 44. 국내 도입 기종을 대상으로 칼날 각도 조사 53
그림 45. 가지치기 전단력 시험 칼날 설계도면 54
그림 46. 가지치기 칼날의 전단력 측정 실험 장치 55
그림 47. 기존 30° 일자형 칼날 가지치기 전단력 분포 55
그림 48. 기존 37° 일자형 칼날 가지치기 전단력 분포 56
그림 49. 설계한 37° 홈형 칼날 가지치기 전단력 분포 56
그림 50. 견인력 성능시험을 위한 측정 시험 모식도 58
그림 51. 엔진속도에 따른 견인력 및 압력 분석 결과 59
그림 52. 단공정 및 다공정 전목 가선 집재 시스템 연구대상지 61
그림 53. 전목가선집재시스템에 이용된 장비 62
그림 54. 단공정 집재장비의 허용반송량 시뮬레이션 64
그림 55. 다공정 집재장비의 허용반송량 시뮬레이션 64
그림 56. 단공정 전목 가선 집재 시스템 적용에 따른 비용절감 효과 67
그림 57. 다목적 집재장비의 주행 안정성 개선(타이어 교체) 68
그림 58. 다목적 집재장비의 지지대 수정 및 보완 69
그림 59. 다목적 집재장비의 조재부 프로세서 유닛 수정 및 보완 69
그림 60. 다목적 집재장비의 조재부 운전캐빈 수정 및 보완 70
그림 61. 집재작업의 집재거리 및 횡 집재거리 데이터 수집시스템 구축 70