본 연구는 자동 이형부품 장착 시스템 프레임의 경량화와 고유진동수 향상이라는 상충되는 목표를 동시에 달성할 수 있는 최적 설계 인자를 규명하는 데 목적이 있다. 이를 위해 Taguchi 실험계획법의 L8 직교배열을 활용하여 효율적인 설계 탐색을 진행하였으며, 네 가지 주요 제어 인자(각관 두께, 측면 rib, 중앙 rib, 전·후 rib)를 각각 두 수준으로 설정한 총 8가지 설계 조건이 있다. 각 설계 조건에 대해 유한요소해석(FEA)을 수행하여 프레임의 제1차 및 제2차 모드 고유진동수(Hz)와 중량(kg) 데이터를 정확하게 도출하였으며, 이 데이터를 기반으로 신호-대-잡음비(S/N) 분석을 실시하여 최적 인자 조합을 선정하였다. 선정된 최적 인자를 적용한 프레임을 실제로 제작하고 모달 테스트를 통해 그 성능을 검증한 결과, 프레임의 중량은 기존 1,136 kg에서 901 kg으로 약 20.7 % 감소하는 성과가 있다. 또한, 제1차 모드고유진동수는 35.9 Hz에서 37.6 Hz로 4.7 % 증가, 제2차 모드는 47.1 Hz에서 50.8 Hz로 7.9 % 향상되는 결과가 있다. 본 연구에서 제안하는 실용적인 설계 방법론이 시뮬레이션과 실험을 통해 프레임의 경량화와 동적 특성 개선을 동시에 유효하게 달성할 수 있음을 입증하였다.
Kong et al. (Sat,) studied this question.