평엔드밀 가공된 측벽 형상에 공구 형상이 미치는 영향에 대하여 알아보고자 한다. 이를 위하여, 공구 형상을 비틀림각, 절삭날 수, 직경으로 구분하여 특징지었으며, 가공면의 기하학적 특성은 서로 직교하는 이송방향 형상과 축방향 형상으로 나누어 고려하였다. 각 방향의 형상 특성은 공구와 공작물 및 절삭날과 공작물의 간섭 영역으로부터 계산한 순간 절삭면적을 바탕으로 추정하였으며, 추정의 타당성을 가공면 형상 및 배분력 측정을 통하여 검증하였다. 연구 결과, 이송방향 형상의 결함은 공구 퇴출 및 공구 경로의 곡률반경이 변하는 구간에서 나타나며, 이외의 구간에서는 축방향 형상의 결함이 주를 이루는 것이 확인되었다. 측벽의 가공정밀도를 향상시키기 위해서는, 상대적으로 직경이 작고, 비틀림각이 큰 절삭날을 많이 갖는 엔드밀을 사용하여 상향절삭 하는 것이 바람직할 것으로 추천된다.
특징형상 데이터는 공정설계의 입력 정보로 사용되며, 부품 서술 데이터, 기하학적 데이터, 가공 기술적 데이터로 분류할 수 있다. 또한 공정순서및 작업순서 결정에서 선행관계는 반드시 고려하여 위배되지 않도록 해야하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 작업순서 결정시 만족해야하는 선행관계를 기하형상에 의한 선행관계, 단위 특징형상의 작업내용들간의 선행관계, 가공 경험에 의한 선행관계 등으로 분류/정의하였고, 특징형상 데이터와 가공지식을 이용하여 분류된 선행관계를 자동으로 추출하는 방법을 제안하였다. 그리고 추출한 선행관계를, 공구 교환횟수를 최소로 하는 작업순서 결정 알고리즘에 적용한 사례를 정리하였다.
공작기계부품 가공을 위한 공정표는 가공공정, 공정별 도면 분할, 가공기계 등을 결정하는 공정계획과 한 공정에 대하여 가공방법, 가공공구, 절삭조건, 공수등을 결정하는 작업계획을 통하여 발행된다. 작업계획에서 가공방법과 가공공구의 결정은 절삭조건과 공수에 영향을 주는 중요한 요소이다. 기존의 연구에서는 가공방법과 가공공구를 결정하기 위해 전문가 시스템 쉘(expert system shell)이용한 사례가 많았다. 이 경우, 지식 베이스(knowledge base) 의 구축에 많은 시간이 소요되고, 지식이 변했을 때 수정의 어려움이 있다. 본 연구에서는 표준화되지 않아 변경의 소지가 많은 가공방법과 가공공구 결정에 뉴럴 네트워크(neural network)의 한 종류인 백 프로퍼게이션 (back propagation) 학습 모델을 이용했다. 공정계획 후 분할된 공정별 도면으로부 터 크기 및 정밀도 등과 같은 특징형상(feature) 정보를 추출한 후, 특징형상 의 종류와 크기, 치수공차, 기하공차, 거칠기 등을 입력하여 가공방법 및 가 공공구가 출력되도록 학습패턴을 설정하여 학습시켰다. 학습패턴은 공정설계 전문가와 인터뷰하는 방법과 작업계획 과정을 분석하는 방법을 통하여 설정 했다. 백 프로퍼게이션 모델을 통하여 학습시킨 결과, 학습시킨대로 정확한 가공방법 및 가공공구를 결정할 수 있었다.
금형가공에 사용되는 밀링머신의 가공시 공구와 피삭재의 접합면에서 버가 생성되며, 이러한 버의 생성에 따라 작업효율 감소 및 생산비의 비효율적 낭비를 가져오게 된다. [l]밀링 작업시 버가 생성되는 메카니즘을 파악하여 임의의 형상을 가진 공작물을 밀링작업할 때의 버의 형태와 Exit 각 등을 제공하는 프로그램을 개발하려 한다. 여기에서 핵심적인 피삭재의 형상 데이터 인식, 절삭영역 인식, 공구와 피삭재의 접점 및 그 Exit 각을 결정하는 알고리즘을 소개한다. 이러한 과정을 통해 Exit 버 알고리즘에 대한 연구를 수행하고자 하며, concave를 포함한 여러가지 형상의 피삭재를 대상으로 Exit 버에 대한 접근을 시도하여 실제 작업에선 와 유사한 환경에 대해 고려함으로써 버의 감소 및 작업 효율성의 증가를 위한 기초 연구를 수행한다. 또 이를 이용하여 Windows 환경에서의 버 예측 프로그램을 개발한다.
AMM(Additive Metal Manufacturing)이라 호칭되는 3차원 금속 프린팅(metal 3-D printing) 공정은 금속분말(metal powder)을 적층 재료로 사용하여 기계적부품용 실형상 금속 파트(metallic parts)를 직접 조형하여 제조한다. 한편, 조형 파트형상의 STL모델에 존재하는 기하학적 오류들과 특징형상들의 특이성으로 인하여 조형 작업 중에 내부에 결함들이 포함된 실형상 파트가 조형될 가능성이 존재하게 되며 이로 인해 3차원 금속 프린팅 조형공정 자체의 신뢰성에 문제를 야기할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 조형작업 중 발생할 수 있는 결함들을 미리 진단, 분석하고 수정하기 위하여 첫째, 조형 전에 STL 형상모델의 진단분석을 통하여 결함요소를 사전에 탐지하고 둘째, 적층 단면내 조형 공구 경로상에 실제로 포함된 결함들을 분석하고 이를 수정하기 위한 조형 파트 진단 및 조형 공구 경로 검증 연구방법을 제시하였다. 또한 DED(direct energy deposition) 공정을 기준으로 2가지 STL 형상파트 사례들에 대하여 제시한 연구방법의 case study를 수행하였다.
Because of the development in mold industries, the geometrical form accuracy of the milled surface is getting more and more important. It has been known that the geometrical form accuracy is affected by machine conditions, cutting conditions, tool conditions and tool path and so on. Among them, the tool approaching path causes the change in material removal per tooth at the end of each machining cycle. And, this change generates the geometrical form error around the region where the tool engages the workpiece initially. So, it is impossible to eliminate the geometrical error caused by the tool approaching path. Thus, characteristics of this geometrical error are studied analytically and experimentally to minimize this region.
지금까지 공작기계의 성능은 주로 기하학적 운동정도, 위치결정정도, 공작정도등의 시험 및 검사에의해 평가되어왔다. 그러나, 공작기계의 수치제어 System으로서의 평가는 충분히 행히지고있지 않았다. 원호절삭 정도시험으로서 Direct Test법은 공작물을 직접절삭하기 때문에공구나, 공작물의 영향을 받아서 공작기계의 운동정도만을 검사하는 것은 곤란하다. 그래서 직접 절삭하지않고 원호절삭 원동정도를 평가할 수 있는 방법으로서 Circular test법과 Double Ball Bar법이 개발 되어 사용되고 있다. 본 연구에서는 상술한 2가지 방법의 대체 방법으로 간단하고 값싸게 제작할 수 있는 새로운 원호절삭 정도측정장치와 측정 system을 개발하여 이 측정기로측정한 원호형상과 Machining Center의 운동오차 요인과의 정량적으로 고찰하였다.
본 연구에서는 볼 엔드 밀 절삭실험을 통하지 않고 일반적인 선삭가공 등에서 쉽게 구할 수 있는 2차원 절삭 데이터를 이용하여 볼 엔드 밀의 기하학적 형상 및 절삭조건이 주어졌을 때 모든 볼 엔드 밀 가공에서의 절삭기구를 해석하고 절삭력 모델을 구하고자 한다. 이를 위하여 볼 엔드 밀의 기하학적 특성 및 절삭 조건 등을 분석하고, 미소절삭날터를 이용한 3차원 절삭해석방법을 적용하여 미소 절삭력을 구하고 이들의 합력으로서 절삭력을 계산한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제21권4호
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pp.381-386
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1997
The offsetting method using geometric properties of B-spline control polygon is more faster than using of general normal vector in offset processing. But this method itself does not solve the prob¬lems of loop removal in normal offsetting. Generally the distance between neighborhood spans of B-spline control polygon is greater than the offset distance, the loops are occurred in offsetting. For generating of the more precision tool-path in NC machining, the loops of offset must be removed. In this paper, two methods for loop removal are introduced in offsetting of B-spline curve. One is using the intersection of B-spline control span which being occurred of the loop. The other is using two B-spline curve divisions divided from original B-spline curve or its offset curve. After the inter¬section point of loop was searched, the loop being removed to cusp. Also the method for filleting of cusp is inspected to more precision cutting. It is shown that the offsetting using B-spline control polygon is more effective in the sculptured surface machining.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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