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Moldex3D, 실제 기계 응답을 고려해 가상 물리 시스템 구현

가상 물리 시스템(Cyber-Physical System, CPS)은 인더스트리 4.0 시스템 핵심 기술의 하나로서, 사출 성형 영역, 즉 성형 시뮬레이션과 실제 사출 기계의 가상 물리 시스템에 활용할 수 있다. 그러나 기계 가공, 재료, 컨트롤러 성능 등 관련 요인의 제한으로 인해 이론은 기계의 실제 상황과 항상 일부 차이가 발생하기 때문에, 가상과 실제 사이의 차이를 줄여서 가상 물리 시스템의 효과를 효율적으로 보여주는 방법은 중요한 과제이다.


일반적으로 사출기의 속도와 압력 응답에서 전자식 사출기의 속도 응답이 비교적 빠르고 유압식 사출기의 속도 응답이 비교적 느리며 (그림 1), 기계는 충전 속도와 보압 압력의 설정값만큼 충전 속도와 보압 압력을 갖는다. 그러나 실제적으로 사출기에서 컨트롤러의 제어 모드 및 성능 등의 문제로 인해 응답 결과는 이론과 약간의 차이가 나타난다. 그림 2는 특정 브랜드 전자식 사출기의 속도와 응답 결과인데, 설정 속도는 90mm/sec이다. 그림을 통해 알 수 있듯, 사출 속도에서 즉시 시작되지 않고 저항 극복으로 인한 지연 시간 후에야 점차 설정된 속도에 도달한다. 실제 사출 속도가 대략 설정 속도의 95%에 도달하면, 사출 속도가 설정 속도 값에 도달할 때까지 기계의 응답 속도가 감소하기 시작한다. 이러한 속도 응답 규칙은 수동 방식으로 설정하기가 매우 어렵다.