초정밀 폴리곤미러 가공기의 공작물 장착용 치구를 설계하기 위해서는 공작기계와 공작물의 변 형요인의 분석이 필요하고 특히 공작물의 및 고정력의 크기에 따른 변형도 고려해야 하며 가공에 의한 열적변형까지를 포함한 변형을 최소화하는 최적설계가 이루어져야 한다. 또한 치구자체가 다양한 제품과 수량을 장착할 수 있으며 동시에 경제성을 갖는 구조가 되어야 할 것이며 이 분야에 대한 깊은 연구가 요망된다.참고로 추후 더욱 연구가 필요한 초정밀가공기의 치공구 시스템의 구성분야를 종합해 보면 표 6과 같다.
방전가공은 현재의 정밀 금형산업에서는 필수적인 가공방법이나, 공작물과 전극사이에서 방전이 발생할 때 고온고압의 플라즈마 상태에서 재료를 제거하는 메카니즘에 대한 해석은 아직도 많은 연구 대상이다. 방전가공은 기본적으로 3단계의 과정으로 구별할 수 있는데, 첫째 공작물과 전극의 간격과 기하학적 형상, 전압에 의해서 전계가 집중되어 절연체의 절연강도보다 초과하면 절연체가 이온화되어 방전이 시작된다. 둘째, 전극과 공작물이 통전이 되어 플라즈마 채널이 형성되면서 열에너지에 의하여 공작물이 용융 증발이 발생한다.(중략)
종래부터 공작기계의 성능은 그 공작기계가 발휘하는 가공정도와 가공능률이라고 하는 막연한 개념으로 취급되어 왔으나, 최근 가공정도나 가공능률을 저해하는 제현상, 예를 들면 채터나 열변형 등에 관한 정력적인 연구가 진행되면서 이들이 발생기구가 명확히 됨과 동시에 이들 제현상의 발생한계로부터 가공성능을 정량적으로 평가 해왔다. 그러나 연구보고라는 말의 성격상 연구의 대부분이 특정 현상이나 요소에 대하여 기술한 것이기 때문에 제 현상을 총괄하여 공작기계의 성능을 체계화한 것이라고볼 수는 없다. 여기서 공작물의 물림조건에서 발생 되고 있는 여러가지 문제점 중에서 척킹(chucking)된 공작물의 물림강성이 채터 진동의안정한계, 즉 가공한계에 미치는 영향에 대해서는 선삭가공에서 척 가공방식이 일반적으로 널리사용되고 있다는 점을 감안할 때 매우 중요한 과제이다. 그 중에서도 척에 물린 공작물의 경우에는 절삭저항의 작용위치와 죠의상대적인 위치에 의한 공작물 강성의 변화가 가공정도에 커다란 영향을 미친다는 것이 오래 전부터 지적되고있느 사항 중의 하나이다. 따라서 척-공작물계의 동적인 특성이 절삭현상에 미치는 영향에 대하여 동적인 관점에서 검토할 필요가 있다.
연삭숫돌은 드레싱에 의해 초기숫돌면의 상태가조정되며, 가공과 더불어 공작물과 연삭숫돌의 연속적인 간섭으로 공작물의 치수변화와함께 연삭숫돌도 작업면이 변화하게 된다. 공작물의 표면은 연삭조건 및 공작물과 숫돌의 접촉특성에 따라 Rubbging, Ploughing, Cutting 작용이 이루어져 가공면이 형성되며 이때의 공작물의 표면 품위( Surface Integrity)는 연삭숫돌의 상태변화에따라 매우 민감하게 영향을 받는다. 본 연구에서는 원통연삭작업 에서의 감시 및 진단기술개발을 위하여 AE 센서의 적용가능성을 살펴보기위하여, 센서의 설치위치에 따른 영향 및 연삭가공 특성을 잘나타내는 AE Parameter의 선정을 위한 실험을 수행하며, 가공시간에 따른 연삭숫돌작업면 의 상태변화에 의한 AE Parameter의 변화를 조사하며, 이와더불어 연삭중의 법선저항을 측정분석하고 통계적인 수법으로 ARMA (Autoregressive Moving Average)을 이용하여 가공특성변화를 분석한다.
산업의 발전으로 정밀가공기술 및 측정기술 및 측정기술의 개발에 대한 요구가 급증하고 있으며, 특히 가공전 공작물의 장착정도, 팔레트 교환 위치정도와 가공후 가공정도 및 공작기계 자체의 정도 판별은 생산품의 정밀도와 직접 관계되는 중요한 요인이기 때문에 정확히 규명할 필요가 있다. 본 연구에서는 공작물의 장착오차와 기계오차가 존재하는 경우 Denavit-Hartenberg 접근법에 의하여 레퍼런스에 대한 공간상 linkage의 기하학적 표현을 Matrix Multiplication을 사용하여 Cutting Tool 과 Workpiece에 대한 공간상의 관계를 규명하였으며, 가공에 미치는 체적오차를 규명하고자 한다.
연삭가공은 숫돌을 구성하는 하나 하나의 입자가 공작물을 절삭하는 과정이므로 연삭현상을 이해하기 위해서는 먼저 개개 절돈의 절삭현상을 알지 않으면 안된다. 연삭입자의 절삭현상을 해명함에 있어서 기초가 되는 것은 입자와 공작물과의 간섭형상이다. 종래의 연삭 이론은 이와같은 기하학적 간섭형상이 모두 chip이 되어 제거된다(연소입자와 공작물과의 간섭 과정에서는 절삭현상만이 존재한다.)는 가정하에 연삭기구를 해석하려 하였으나 최근에 이르러 상호간섭 조건을 경계조건으로 하여 많은 사람들에 의해 연소입자의 절삭현상을 연구한 결과 연삭입자의 절삭과정은 과도적 절삭임이 밝혀졌다. 이와같은 연삭현상은 새로운 연삭이론에 기초가 될 뿐만아니라 Chip 과 표면생성기구의 관점에서도 극히 중요한 것이 된다.
최근의 생산시스템은 수요자의 요구에 맞추어 다종소량화 경향이 뚜렷해지고 부품 또는 제품의 다기능화 및 소형화가 급속하게 진전되고 있으며, 여기에 보조를 맞추어 제품의 고정밀화가 그 어느 때보다 강하게 요구되고 있다. 이에 따라 공작기계를 이용한 정밀 가공기술의 필요성이 증가하게 되었고 공작기계가 공작물의 가공정도에 미치는 영향에 대한 평가가 많은 관심을 모으고 있다. 이는 가공된 공작물의 정밀도는 그것을 가공한 공작기계의 정밀도에 의해 좌우되기 때문이다.(중략)
래핑은 상하정반 사이에 공작물과 공작물을 지지할 수 있는 캐리어를 삽입하여 유성치차운동 방식으로 가공하는 것으로, 오래 전부터 산업전반에 걸쳐 널리 사용되어 왔다. 래핑의 특징은 한번에 많은 수의 공작물을 가공할 수 있어 가공능률이 우수하고, 높은 형상 정밀도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 가공부의 표면 거칠기가 양호하고 가공 변질층이 작다는 이점을 가지고 있다. 특히 박판 형상의 가공물이나 경도에 비해 강도가 취약한 경취성 재질의 가공물을 정밀하고 효과적으로 가공할 수 있기 때문에 최근에는 정밀 기계산업 분야 이외에도 광통신 산업, 반도체 산업, 디스플레이 산업 등에서 그 활용이 점차 증가하고 있는 추세이다.(중략)
전해 가공은 공작물의 기계적 특성과 무관하게, 빠른 속도로 가공할 수 있는 장점이 있으나, 가공 간극이 비교적 넓어 초정밀 가공에는 널리 적용되지 못했다. 최근 Schuster는 초단 펄스를 이용한 전해 가공으로 가공 간극을 수 $\mu\textrm{m}$ 까지 줄일 수 있고 미세 3차원 구조물의 정밀가공에 초단 펄스를 적용할 수 있음을 보였다. 본 논문에서는 초단 펄스를 이용한 미세 흠의 와이어 전해 가공에 대하여 연구하였다. 전극으로는 지름 10$\mu\textrm{m}$ 백금 와이어를 사용하였으며 공작물은 스테인리스 스틸을 사용하였다.(중략)
최근 기계가공의 고능률화와 고정도화를 위하여 공작기계의 고속화의 요구가 해가 갈수록 높아지고 있다. 특히 터어닝센타(Turning Center)에 있어서도 주축회전수가 1만 rpm 정도의 고속화, 고출력화와 함께 공구의 고속, 중점삭을 향한 성능향상이 진전되어가고 있으나, 기계-공작물-공구의 절삭 시스템 중에서 기계와 공작물을 연결하는 인터페이스로서, 고속화된 척의 개발이 늦어져서 기계의 고속화를 저해하는 하나의 요인으로 지적되어 지고 있다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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