다축 복합가공기에서 채터 감지 및 표준공작물에 대한 연구 :

신재훈

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자료유형: 학위논문

저자정보: 신재훈 (대구대학교, 대구대학교 대학원)

지도교수: 윤재웅

발행연도: 2019

저작권: 대구대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수4

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2019

다축 복합가공기에서 채터 감지 및 표준공작물에 대한 연구

신재훈 기계공학과 2019.01 학위논문

2018

선반 및 밀링 겸용 다축 복합가공기의 정밀도 검증을 위한 표준공작물에 대한 연구

신재훈 , 김홍석 , 윤재웅 한국융합학회논문지 2018.01 학술저널

2017

선반 및 밀링 겸용의 5축 복합가공기용 표준시편 설계

신재훈 , 박병수 , 박희락 외 1명 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 2017.04 학술대회자료

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최근 4차 산업혁명 시대에 맞춰 첨단 제조 기술의 출현에 공정시뮬레이션, 지능형 초정밀 가공 등의 스마트 팩토리 솔루션을 보급하는 가운데 다양한 형상의 다축 복합가공기는 매우 중요시 여겨지고 있다. 이는 고효율, 고능률의 가공을 할 수 있는 다축 복합가공기가 필요하고 이를 위해 정강성, 동강성은 다축 복합가공기의 정밀가공에 가장 기본이 되는 항목이다.
이러한 다축 공작기계의 경우 X,Y,Z 3축을 기본적으로 포함하고 있고 A축, B축, C축, D축 이라는 회전축의 항목을 더하여 다축 가공이 가능한 공작기계이다. 본 논문에서는 아래 Fig. 1.1과 같이 주축 헤드가 선회하는 주축 선회형의 다축 가공기가 많이 활용되고 있다. 이는 X,Y,Z축 3축을 기본으로 모헤드 회전축 B축과 자헤드 회전축 D축이 포함되고 있다. 또한 로터리 테이블을 포함하여 선반 및 밀링을 겸하는 총 6축을 가진 다축 가공기를 대상으로 실시하였다. 본 논문에서는 다축 공작기계에서의 기하학적오차 검사와 채터 감지를 통해 다축 공작기계의 정밀도를 높여 생산성을 높이고자 한다. 다축 공작기계의 기하학적오차 검사 및 채터 감지에 대하여 다양한 방법이 시행되고 있으나 보다 편리하고 빠르게 검사할 수 있으며 작업자의 숙련도와 상관없이 기하학적 오차를 검사할 수 있고 채터 또한 감지 할수 있는 방법에 대해 연구하고자 한다.

While smart factory solutions such as process simulation and intelligent ultra-precision manufacturing are being supplied to the emergence of advanced manufacturing technologies in time for the fourth industrial revolution, many types of multi-axial manufacturing machines are considered very important. This requires a multi-axial composite machine capable of processing high efficiency and high efficiency, and static and dynamic stability are the most basic items for precision processing of multi-axial composite machine.
For complex machine tools with these axes, various error items can be broadly divided into static and dynamic errors. In the case of static errors, there are various factors such as geometric and thermal. In the case of dynamic errors, high frequencies, processing errors, and chatter can be seen. Generally, manufacturers or users who produce machine tools should be able to measure or detect errors on multiaxial machines with diverse structures, and to analyze and avoid the causes to maintain precision of the machine tool at all times.
Static errors can have various factors, but geometric errors are the most fundamental static errors of the machine, so the cause analysis and correction of the error is necessary. For this purpose, geometric errors shall be inspected item by item in accordance with KS/ISO regulations. Geometric precision measurements and analyses are generally difficult and varied. Separate assessment items shall be organized. There are cases where assessment items are organized systematically, but there are no cases of multi-axial machine tools that combine lathe and milling. The evaluation items are organized and the precision measurement results of multi-axial composite machining and the processing precision of standard work pieces are measured to compare and analyze machine machine error.
Generally, when a chatter occurs, tools-processors should avoid it because they vibrate at large amplitudes, causing a chatter mark to appear on the workpiece, causing various economic damage, such as a restriction on high-speed machining, a decrease in tool life, poor processing conditions, and a prolonged shutdown of the machine. For this purpose, it can be applied to the main spindle swivelling machine using acceleration sensor, and the method for detecting the chatter without prior information on the processing environment is proposed.
In this paper, the research was carried out to improve the static dynamic precision of the tilt-head multi-axial processing machine. Standard construction work for geometric error analysis with static precision is presented. The evaluation items were derived based on KS/ISO specifications and standard construction works were designed and processed as evaluation items. When comparing precision measurements and standard workpieces of a tilting head type multi-axial operation, a similar trend of error was seen. In addition, the Chatter Detection System was constructed to improve the dynamic accuracy. The Chatter Detection element, called Mode Value, was set and the Mode values were compared under various processing conditions and chatter conditions. When comparing the two values, it was possible to verify that the mode values were a very good criterion. Therefore, it is expected that detection of standard workpieces and chatters will help produce high-quality products for actual multi-axial composite manufacturing facilities in order to improve static and dynamic accuracy.

#채터 #복학가공기 #표준공작물

Ⅰ. 서 론 1
1. 연구의 배경 및 필요성 1
2. 국내/외 연구동향 5
Ⅱ. 다축 가공기용 표준공작물을 이용한 기하학적 정밀도 분석 8
1. 다축 복합가공기의 정밀도 측정을 위한 평가항목 도출 8
2. 평가항목별 정밀도 측정 및 분석 14
3. 다축가공기의 기하학적 정밀도 평가를 위한 표준공작물 19
1) 정밀도 평가를 위한 표준공작물 설계 19
2) 정밀도 평가를 위한 표준공작물 가공 24
4. 표준공작물의 가공 정밀도와 복합가공기 정밀도와의 상관관계 분석 28
5. 정밀도 검증을 위한 표준공작물 설계 결과 분석 31
Ⅲ. 다축 가공기의 동적 안정을 위한 채터 감지 33
1. 채터 감지 시스템의 구성 및 실험 조건 33
2. 다양한 가공조건 변화에 따른 가속도 신호 분석 37
1) 가속도 신호의 특성 분석 37
2) 가공조건 변화에 따른 가속도 신호 분석 40
3. 다축 가공기에서의 채터 감지 44
1) 채터 발생시 가속도 신호 분석 44
2) 채터 검출 방법 47
4. 채터 감지 시스템 적용 53
5. 동적 안정을 위한 채터 감지 시스템 결과 분석 58
Ⅳ. 결 론 60
참 고 문 헌 62
영문 요약 65

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