산업용 전자석 스위퍼의 설계 방법에 관한 연구

• 영문명: A Study on the Design Methodologies for Industrial Electromagnetic Sweeper
• 발행기관: 한국산업기술융합학회(구. 산업기술교육훈련학회)
• 저자명: 이학선 이효열
• 간행물 정보: 『산업기술연구논문지』제31권 2호, 121~132쪽, 전체 12쪽
• 주제분류: 공학 > 산업공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2026.06.30

국문 초록

가공 공작기계에서의 작업에서 가공 후 가공 공구 교환 및 청소 등을 통해서 금속 칩이 가공 기계 주변의 바닥으로 산재하게 된다. 현재 가공 현장 바닥에 산재한 금속 칩은 자석형 스위퍼를 사용하여 청소되고 있다. 하지만, 자석형 스위퍼는 수동 조작으로 인해 내부 부품이 많고 구조가 복잡하다. 또한 자석과 바닥의 금속 칩까지의 거리를 증대시 키기 위해서는 강한 자력을 가진 자석이 필요하다. 내부 자석의 사양에 따라 자력이 결정되고, 한번 정해진 자석의 사양으로 인해 자력을 변동시킬 수 없다. 수동적인 구조로 인해 자동화가 어렵다. 따라서, 자석형 스위퍼는 작업자의 행위에 의한 수동 작동으로 인해 자동화 현장에서의 사용은 제약이 따를 수 밖에 없다. 따라서 자석을 활용한 수동 작동이 아닌 전자석을 이용함으로써 자동으로 금속 칩을 청소할 수 있는 기반을 마련하고자 하였다. 이번 연구에서는 스위퍼에 적용되는 전자석을 제작하기 위해서 하우징 및 코일 어셈블리의 설계 방법에 대하여 연구하고, 전자기력 분석을 통해 금속 칩까지의 최적 거리 및 금속 칩 부착시 발생되는 힘을 분석하였다.

영문 초록

During machining operations, metal chips are often scattered around the machine owing to tool changes and post-machining cleaning processes. Currently, these chips are typically cleaned using magnetic sweepers. However, conventional magnetic sweepers are complex in structure and feature numerous internal mechanical components, being manually operated. Moreover, strong permanent magnets are required to increase the effective distance between the sweeper and metal chips on the floor. As the magnetic force is determined by the specifications of the internal magnets, it cannot be adjusted following fabrication. Furthermore, automation is difficult owing to the passive nature of sweepers; thus, the applicability of magnetic sweepers in automated environments is invariably limited owing to the dependence on manual operation by humans. Therefore, the aim of this study was to establish a foundation for automated metal-chip collection and cleaning using electromagnets instead of manually operated magnets. The design methodologies for the housing and coil assembly were also investigated to develop an electromagnet suitable for sweeper applications. Additionally, electromagnetic force analyses were conducted to evaluate the optimal distance to the metal chip and the force generated upon chip attachment.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 제품 설계

Ⅲ. 제품 제작 및 검증

Ⅳ. 결 론

References

키워드

전자석 스위퍼 전자기력 하우징 코일 어셈블리 코일 와인딩 Electromagnet Sweeper Electromagnetic Force Housing Coil Assembly Coil Winding

참고문헌

• Journal of Industrial Technology Research
• Journal of Industrial Technology Research
• Journal of Drive and Control
• Fluid Power System
• IEEE Transactions on Industrial Electronics
• IEEE Transactions on Control Systems Technology
• Applied Sciences
• International Journal of Automotive Technology
• Energy Conversion and Management
• KIEE International Transactions on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems