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교과목소개

드론기계과 교과목 개요입니다.

드론기계과에서는 드론부품 및 드론 기술 및 기계장비의 설계 및 생산기술과 관련된 교과목을 중점적으로 교육하고 있으며, 드론기계 전문기술인을 양성합니다.

항공역학

항공역학의 기초적이고 전반적인 내용으로 기초 하늘을 날기 위한 양력과 항력의 공기 역학, 후퇴각, 상반각, 승강타 등의 항공기 성능, 고속 공기 역학, 안정성과 조종, 운용 강도 한계, 그리고 비행의 특수한 문제점과 공기밀도, 베르누이방정식, 마하수 등의 공기 역학 등에 대한 항공역학 지식을 습득할 수 있다.

드론비행이론

드론의 각부 명칭, 기초비행이론, 추력 부분, 송수신 장비, 배터리 관리, 비행 장치 안정과 조종법, 공기흐름, 무게중심, 그리고 항공기상 및 항공법규에 대한 지식을 습득하여 초경량비행장치조종자 자격증을 획득할 수 있다.

기계공학실습

기계공학에 필요한 기초적인 단위 및 정역학, 동역학 기본 지식을 이해하여 역학적 특성을 적용한 제품 설계를 할 수 있도록 한다. 이 과정에서 실무에 적용을 위한 Excel 등으로 공식을 활용한 공학적 기초 역학 계산을 할 수 있게 하며 실습 장비를 이용하여 역학에 대한 기본적인 이해를 할 수 있다.

2차원CAD기초

부품을 가공하여 생산하기 위해서는 부품의 밑그림이 필요한데, 설계자의 의도를 생산자에게 전달하기 위한 약속인 제도 방법 및 도면 해독 과목을 활용하여, AutoCAD 프로그램을 사용하여 2차원 도면을 작성할 수 있다. 본 과정에서는 KS 제도 규격의 분명한 이해를 바탕으로 기계설계, 가공방법, 기계재료 등의 기본적인 도면 해독 및 분석 능력을 키울 수 있다.

제어코딩실습

초경량비행장치(드론) 등의 제어장치에 대한 제어프로그램을 작성하기 위하여 장치의 동작 기능 및 제어 사양을 파악하고, 제어로직에 따라 프로그래밍을 할 수 있으며, 초경량비행장치 등의 제어장치에 대한 동작 구현과 모니터링을 할 수 있다.

열·유체역학

열역학 및 유체역학에 대한 기본 지식 이해를 통하여 전자기기의 방열구조 설계 및 유체기기의 공학적 설계를 할 수 있도록 한다. 이 과정에서 열 및 유체에 대한 공학적 계산식을 활용하여 최적 설계를 수행할 수 있게 한다.

재료역학

기계소재에 대한 종류 및 특성을 이해하고 열처리의 기본, 재료 시험의 종류 및 특성을 이해하여 실무에서의 다양한 열처리 과정을 이해하여 설계 도면에 반영하여 작성할 수 있도록 한다. 이 과정에서 기본적인 표면경화 열처리 설비 등을 활용한다. 그리고 공학 수학의 기초를 학습함으로써, 외력에 의해 재료 내부에 생기는 변형이나 응력의 상태 등을 이론적으로 학습하고, 계산문제를 풀어 봄으로서, 기계 설계 등에 필요한 기본적인 재료역학 지식을 활용할 수 있다.

기계공작법

기계공작법이란 생산 제조 기술에서 가장 기본이 되면 서도 매우 중요하다. 주조, 소성 가공, 용접, 강의 열처리, 측정과 수기 가공, 절삭 가공, 연삭 가공, 정밀 입자 가공, CNC 공작 기계 등을 많은 사진과 함께 기계공작에 대한 전반적인 이해를 할 수 있게 한다.

드론설계실습

드론 프레임, 모터와 회전날개, 메인보드와 리튬폴리머 배터리, 확장보드와 몸체를 설계하고 협업 설계와 3D 프린팅 출력을 한다. Solidworks 등의 3차원 모델링 프로그램을 이용하여 작업표준서 및 제품사양서의 내용을 이해하여 기계 부품 등에 대한 CAD도면을 작성할 수 있다. 또한 기계재료 특성을 이해하며 끼워 맞춤의 실무 지식과 치수공차 및 기하공차에 대한 기법을 숙지하여 실무의 도면을 작성할 수 있도록 한다. 각 부품의 모델링 및 어셈블 도면을 작성할 수 있게 한다.

드론제작실습

일반적으로 드론은 FC, 조종기와 수신기, BLDC Motor, 전자 변속기 ESC, 프로펠러, 변압기, 서보 모터, 배터리와 충전기, 프레임, 커넥터로 구성되어 있다. 모터와 회전날개 조립, 보드 조립, 몸체와 모터의 조립, 확장보드와 배터리 조립, 정상 동작 확인한다. 스카이로버 회로 및 부품, Altium Designer를 이용한 회로 설계로 PCB 생성, 3D 모형 제작을 한다. 이 과정에서 드론 오픈소스활용, 펌웨어 분석 및 프로그램 작성을 학습한다. 또한 스카이로버 안드로이드 조종 앱 개발로 UI 구현 등의 실무능력을 학습한다.

드론조종실습

드론조종실습의 과정으로 기체에 관한 사항, 조종자에 관한 사항, 공역 및 비행장에 관한 사항, 기상에 관한 사항, 일반 지식 및 비상 절차에 관한 사항, 이륙 중 엔진 고장 및 이륙 포기 등 기체, 항공법규, 비행원리, 장비 운용에 대하여 학습하고 실기과정에 비행 전 점검, 이륙 비행, 공중 조작, 착륙 조작, 비행 후 점검, 종합 능력에 대해 학습한다.

드론정비실습

드론의 제작/조종기술을 숙지한 상태에서 드론을 구성하는 프로펠러, 모터, 변속기, 메인프레임, 드론FC, 배터리 등으로 이루어진 각 부분의 안전점검, 고장정비 등을 통한 부품의 수리/교체와 드론 FC의 튜닝을 통한 드론의 비행안정성을 점검할 수 있으며, 향후 비행 시의 문제점을 사전에 점검하고 예방할 수 있는 기술능력을 갖출 수 있다.

역설계실습

기계장치나 부품에 대하여 3차원 스캐너 등을 사용하여 물체의 형상 정보를 측정하고 설계데이터를 추출하는 과정을 할 수 있도록 한다. 이 과정에서 3차원 측정 및 3차원 CAD를 이용한 물체의 설계History를 구할 수 있으며, 기존 물체의 설계정보를 획득할 수 있다.

기계요소설계

고체역학의 기본 개념을 숙지한 상태에서, 기계요소 각 부품에 대한 설계의 기초 해석을 할 수 있는 정도까지 설계 공식을 응용한 문제 풀이 능력을 배양하여, 기초적인 기계설계 기법을 체득할 수 있다. 그리고 고체역학과 요소부품설계기초의 기본 개념을 숙지한 상태에서, 기계요소 각 부품에 대한 설계의 기초 해석을 할 수 있는 정도까지 설계 공식을 응용한 문제 풀이 능력을 배양하여, 기초적인 기계설계 기법을 체득할 수 있다.

2차원CAD활용

선 이수한 2차원 CAD기초의 지식을 이용하여, 일반 기계부품 및 자동차 부품 등에 대해 복잡형상 모델링으로 설계품질 최적화를 위한 2차원 CAD 도면 제작할 수 있다. 모델링 종합평가를 위한 구성 요소의 2차원 도면 작성, 오류 수정을 확인할 수 있다. 레이아웃의 지식을 통하여 표준화된 기계요소의 2차원 CAD 도면을 제작할 수 있다. 3각법 도면을 보고 입체적 투상도를 작성할 수 있으며 그 역도 가능하다. ATC 자격증 2급 시험에 응시할 수 있다.

CATIA드론설계기초

CATIA 등의 3차원 모델링 프로그램을 이용하여 작업표준서 및 제품사양서의 내용을 이해하여 기계 부품 등에 대한 CAD 도면을 작성할 수 있다. 이 과정에서 기계재료 특성을 이해하며 끼워 맞춤의 실무 지식과 치수공차 및 기하공차에 대한 기법을 숙지하여 실무의 도면을 작성할 수 있도록 한다.

CAM실습

CAD 도면을 보고 작업공정을 설정하고 Powermill , Vericut 등의 상용 S/W를 이용하여 G코드 및 CAM 시스템에서 머시닝 센터 프로그램을 최적화 작성할 수 있다. 그리고, 절단기, 바이스 및 가공기의 보조 기구 및 지그에 대해 설계를 할 수 있도록 하며 치구 불량 시의 작업에 미치는 영향, 공정 간 가공 특성 등의 이해를 통하여 실무 적용 가능한 치공구 설계를 할 수 있도록 한다.

PLC공유압

공압의 기본 부품 요소에 대한 작동원리, 특성, 전기에 대한 기초지식 등을 사용하여 공압 실린더, 솔레노이드밸브 등으로 이루어진 전기 공압 시스템의 각 요소를 선정/활용하여 제어방법을 선택하고 전기공압 제어회로를 구성하여 시험운전을 할 수 있다. 그리고 릴레이 시퀀스 제어이론에 대한 기본 지식이 갖추어진 상항에서 PLC(Programable Logic Controller)라는 제어기를 사용하고, 기본 모듈을 사용하여 시퀀스 제어 프로그램을 작성할 수 있으며, 직접 프로그램에 따른 제어 결과를 확인함으로써 PLC제어기 설계를 할 수 있다.

CATIA드론설계응용

일반 기계부품 및 자동차 부품 등에 대해 복잡형상 모델링으로 설계품질 최적화를 위한 3차원 CAD 도면 제작할 수 있다. 모델링 종합평가를 위한 기구학적 간섭을 확인할 수 있다. 레이아웃의 지식을 통하여 표준화된 기계요소의 3차원 CAD 도면 제작할 수 있다. 기존 제작물에 대해 3차원 스캐닝 등으로 물체의 형상 정보를 측정하여 설계 데이터를 추출하는 역설계 과정을 할 수 있게 한다. 이 과정에서 3차원 측정 및 3차원 CAD를 이용한 물체의 설계 History를 구할 수 있다.

CAE실습

기계공학의 기초가 되는 역학 이론을 바탕으로 설계에 필요한 최적화된 정량적인 설계 데이터가 요구되는 상황에서 기계의 정적구조해석을 위한 요소망을 구성하고 경계조건 및 물성치를 부여할 수 있는 능력을 가지며, 해석툴을 사용할 수 있다. 또한 해석 결과에 따른 데이터를 분석하고 평가할 수 있으며, 응력, 변형을 고려한 기계설계에 필요한 최적 설계 변수를 구할 수 있다.

드론촬영 및 편집

드론을 이용하여 유튜브 등에서 볼 수 있는 누구나 쉽게 좋은 항공 영상 제작을 위하여 촬영한 영상들을 이용하여 영상 제작 기본과정까지 함께 안내하여 영상 콘텐츠 만들 수 있게 한다. 드론 운동학, 드론 조정하기, 드론 규제 제도와 촬영 규칙, 미디어 제작 매체로서의 드론, DJI GO 카메라 항공 촬영하기, 그리고 미디어 제작하기, 미디어 영상 출력 등에 대해 학습할 수 있게 한다.

캡스톤디자인

기계분야의 역학적 지식과 설계 능력을 기반으로 실제 산업현장에서 응용되고 있는 기계장치들에 대하여 학생 스스로 아이디어를 조합하여 개념 및 상세 설계를 함으로서 현업과 직결된 업무능력을 배양한다.