제품의 소재를 미리 테입 형태로 만들어 단면의 경계면을 따라 레이저로 절단하여 적층하는 방식은 제품의 표면에 계단 모양의 무늬가 생기므로 정밀한 제품을 제작하는데 어려움이 있었다. 이를 극복하기 위하여 단면의 경계선을 절단할 때 수직으로 절단하는 것이 아니라 경사면을 따라 절단하여 전체적인 제품의 옆면이 부드럽게 연결되는 경사절단형 임의형상가공시스템을 개발하였다. 이를 위하여 레이저 5축 경사절단기를 개발하였는데, x축과 y축은 상용화되어 있는 x-y table을 이용하였고 z축은 한 개의 z축 이송대를 이용하였다. 롤과 피치를 위하여는 서보모터 두 개를 이용하여 작업대가 회전할 수 있도록 하였다. 이와 같은 레이저 5축 경사절단기를 개발함으로써 시편의 어느 위치에서든 어느 각도로도 절단이 가능하게 할 수 있었다.
제품의 소재를 미리 테입 형태로 만들어 단면치 경계면을 따라 레이저로 절단하여 적층하는 방식의 임의형상시스템은 제품의 표면에 계단 모양의 무의가 생기므로 정밀한 제품을 제작하는데 어려움이 있었다 이를 극복하기 위하여 단면의 경계선을 절단할 때 수직으로 절단하는 것이 아니라 경사면을 따라 절단하여 전체적인 제품의 옆면이 부드럽게 연결되는 경사절단형 임의형상가공시스템을 개발하였다 이를 위하여 레이저 5축 경사절단기를 개발하였는데, x축과 y축은 상용화되어있는 x-y table을 이용하였고 z축은 한 개의 z축 이송대를 이용하였다 롤과 피치를 위하여는 서보모터 두 개를 이용하여 작업대가 회전할 수 있도록 하였다. 이와 같은 레이저 5축 경사절단기를 개발함으로써 시편의 어느 위치에서든 어느 각도로도 절단이 가능하게 할 수 있었다. 또한 3차원 CAD 데이터로부터 단면정보를 생성하고 경사절단면에 맞추어 레이저 궤적을 생성 할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다
Five-axis laser cutting has great advantages when it is applied to 3-dimensional machining requiring high cutting quality. For developing 5-axis CNC laser cutting systems, however, many problems such as rotating a laser head or a working table, 5-axis servo-control mechanism, tool path generation and post processing, and collision avoidance between a laser head and a work-piece should be solved. In this paper, we deal with developing a dedicated CAM system based on UG-NX3 for 5-axis laser cutting machine. Two essential modules such as post-processor and cutting motion simulation was developed. The developed system was applied to cutting curve defined on 3-D workpiece in order to show the validity of the proposed methods.
For developing 5-axis laser cutting systems, many problems such as rotating of laser head or table, 5-axis tool path generation and collision avoidance between laser head and product should be solved. In this paper, a five-axis laser cutting machine with table swivel and rotary type configuration is developed. The five axes (X,Y,Z,A,B) are controlled and interfaced to PC via MMC board. Two kinds of CAM S/W such as commercial 5-axis CAM S/W(Euclid) and UG-API are engaged to generate NC code for the developed 5-axis laser cutting machine.
본 연구에서는 다양한 재료의 시트(Sheet)를 각각 절단하여 적층하는 방법으로 기존 적층조형법과는 다른 쾌속 임의형상제작 시스템인 CAFL/sup VM/(Computer Aided Fabrication of Lamination for Various Material)을 제안한다. 이러한 조형 방법은 가공 속도를 빠르게 하며 복잡한 후처리 과정을윽 대폭 줄일 수 있고, 여러 가지 재료가 사용 가능한 장점을 지니고 있다. 이러한 목적으로 개발된 2자유도의 X-Y테이블 형태의 CAFL/sup VM/은 레이저빔으로 시트(Sheet)를 절단, 적층하여 조형물을 완성하는 새로운 고속적층 시스템으로 가능성을 검증하였다. 하지만 2자유도 시스템은 X-Y 평면을 이동하는 작업공간에 수직으로 레이저 가공이 이루어지는 방법으로, 조형된 사물의 표면에 계단 형상이 나타나는 표면정밀도상의 문제점을 드러낸다. 이러한 문제점을 해결하고자 2자유도에 3자유도를 추가한 5자유도 시스템을 제안하여 레이저의 경사절단이 가능하게 함으로서 조형된 사물의 표면 정밀도를 높이고, 일정한 패턴의 모양을 갖는 조형물 가공의 경우 여러 시트(Sheet)가 적층되는 부분을 한번에 가공할 수 있도록 하여 보다 빠르고 정밀한 5자유도 매니퓰레이터 CAFL/sup VM/ 시스템을 설계한다. 즉, 정속경로제어와 경사각절단제어를 구현하고 그 외에 수반된 자동화 CAFL/sup VM/ 시스템을 구현하는 것이 본 논문의 목적이다.
5-axis laser cutting has great advantages when it is applied to three dimensional machining requiring high cutting quality. For developing 5-axis CNC laser cutting systems, however, many problems such as rotating a laser head or a working table, 5-axis servo-control mechanism, tool path generation and post-processing, and collision avoidance between a laser head and a work-piece should be solved. In this paper, we deal with developing a motion simulator for 5-axis laser cutting machine with a nutating cutting head whose rotational axis is in an inclined plane. Two essential modules such as post-processor and cutting motion simulator was developed based on a commercial 3D CAD of UG-NX. The developed system was applied to three dimensional cutting products and showed the validity of the developed methods.
Dieless CNC forming is an innovative technology which can form various materials with complex shape by numerically controlled incremental forming process. In order to apply the technology to industrial parts, however, many problems such as spring-back, rising of material, and trimming difficulty must be solved. In this paper a new dieless CNC forming method to improve forming quality is proposed, which consists of how to modify its original shape in CAD and how to generate its CNC tool path in CAM. The effectiveness of the proposed procedures is tested with a brake dust shield of a vehicle. The results shows that the method proposed enhances the forming quality up to 48% compared to traditional method.
Manufacturing industry is changing rapidly. Prototyping with rapid manufacturing is a part of every business in many companies and prototypes are used efficiently as a part of the production development process. Sheet metal forming has traditionally been a technology area where prototyping has been extremely expensive and efficient options for low volume have been limited. This paper describes the process for incremental sheet forming technologies to make the prototype for a brake dust shield of vehicles, which includes the remodeling method to make a base mold and tool path for sheet metal forming and 5-axes laser cutting machine to trim the prototype product.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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