• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.1
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• pp.238-244
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• 2017

A spindle with a built-in motor can be used to simplify the structure of a machine tool system, but the rotor inevitably has unbalanced mass. This paper presents an analysis of the dynamic behavior. The spindle was used in a CNC lathe and investigated using the finite element method and transfer matrices. The high-speed spindle can be very sensitive to the rotation of an unbalanced mass, which has a harmful effect on many machine tools. Thus, a balancing procedure was performed with a spindle-bearing system for the CNC lathe by numerical analysis. The balancing was performed through the influence coefficient method, and the whirl orbit radii before and after balancing were compared to evaluate the effects. The results show that the rotational speed of the spindle seriously affects the whirl responses of the spindle. The whirl responses were also affected by other factors, such as the unbalanced mass and bearing stiffness. The balancing of the assembled spindle model significantly reduced the whirl orbit magnitude.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.10a
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• pp.27-31
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• 1996

연사기는 장섬유가 천연섬유와 유사한 섬유의 성질을 갖도록 하거나 면사, 모사 등의 단섬유사의 인장강도를 높여주기 위해서 실을 꼬아주는 기계를 가리키며 여러 가지의 연사기 가운데 생산성이 높은 2-for-1 연사기가 널리 사용되고 있다. 2-for-1 연사기는 고정된 급사 보빈과 이것을 관통하는 중공스핀들, 실이 통과하는 구멍(yarn guide)을 가진 디스크와 실을 감는 장치등으로 구성되어 있다. 고정된 보빈에서 풀려 나온 실이 스핀들을 거쳐 회전하는 yarn guide를 통과하면서 실이 한 번 꼬이고 yarn guide를 빠져나온 실이 감기면서 다시 꼬이므로 1회전당 2회 꼬이게 되어 2-for-1이라는 이름이 붙여졌다[1]. 2-for-1연사기의 스핀들은 대개 10,000-15,000rpm으로 회전하며 고속으로 올라갈수록 생산성이 증대되기 때문에 고속화를 위한 노력이 계속되고 있으나 고속화를 가로막는 중요한 애로기술의 하나가 소음, 진동저감기술이다. 본 연구에서는 스핀들 32개짜리로 특별제작된 2-for-1 연사기에서 가장 중요한 소음으로 인식되고 있는 스핀들 소음의 소음원인을 규명하고자 하였다. 소음원인의 분석에는 다중입력/단일출력(MISO)모형을 이용한 신호 해석법을 사용하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1997.10a
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• pp.129-134
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• 1997

현재 외부 가압 공기베어링이 사용되어지는 분야는 PCB 기판, 엔진의 연료분사노즐 등의 고속가공용 스핀들, 전자 기기, 광학 기기 등에 사용되는 초정밀 부품가공용 스핀들, 정밀 측정 기기, 의료 기기, 저온 팽창기등 상대운동을 하는 많은 분야에서 이용되고 있으며, 이들 분야의 고속화 및 고정밀화 추세에 따라 고속에서의 안정성과 높은 운전정밀도가 보장된 외부 가압 공기 베어링이 요구되고 있다. 정밀 스핀들 시스템에 공기베어링이 사용되는 이유는 윤활제인 공기의 압축성에 기인된 평균화효과로 인하여 어느 정도 형상오차가 존재하더라도 축의 회전 시 떨림 진폭이 흡수되어 높은 운전정밀도를 유지하며 운전이 가능하기 때문이다. 그러나, 공기의 압축성에 의한 평균화효과로 어느 정도의 떨림 진폭은 흡수되나 형상오차에 의한 떨림 진폭은 작은 크기라도 여전히 남아있게 된다. 따라서, 초정밀 가공 기기나 정밀 측정 기기 등 높은 운전정밀도가 요구되는 곳에 공기베어링이 사용될 경우에 있어서 형상오차는 운전정밀도에 영향을 미치는 중요한 인자가 된다. 본 연구에서는 각각 두 개의 오비 가압 공기 저널 및 스러스트 베어링으로 구성된 스핀들 시스템에 대한 축과 베어링의 직각도 오차가 운전정밀도에 미치는 영향에 대해 해석하고 결과를 고찰하여 스핀들 시스템에 있어서 형상 공차에 대한 기초 설계자료를 제시하고자 한다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.10 no.2
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• pp.186-193
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• 2005

This paper presents a strategy to drive built in-type spindle induction motor which is used as CNC(Computer Numerical Control) in the industry. Gopinath model flux estimator which is composed of current model to be profitable in the low speed range and voltage model to be profitable in the high speed range is used for rotor flux estimation. Moreover this paper presents to drive the spindle motor in the high speed range by using the flux weakening control. High speed operation of spindle motor in the field weakening region is verified through simulations and experiments.

• 연구논문집
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• s.27
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• pp.127-139
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• 1997

Two-for-one twister is a kind of textile machine and makes special fancy yarn which is twisted two times per one revolution in order to increase tensile strength and wear resis-tance of yarn. Spindle mechanism has to be stable and continuous motion in high speed revolution, and then optimal design is necessary to analyze dynamic characteristics of spindle unit. Spindle unit is consist of blade and rotary disc that are cylindrical body of revolution. For analysis of the dynamic characteristics of spindle unit, transfer matrix method is used and a numerical code SPINDLE also. Torsion and natural bending frequency of the spindle unit are examined. Its displacement mode is studied in function of variable revolutions.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.10a
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• pp.604-608
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• 2004

In this paper, an efficient method is proposed to analyze the radial error of a miniaturized-high speed spindle system. Initially, a device is constructed for measuring the radial error motion using capacitance sensors. The capacitance sensors are placed perpendicular to the axis of the shaft and at 90o to each other. The spindle is rotated at high speed and the profile of the spindle is recorded. An algorithm is developed for analyzing the spindle data and determining the radial error of spindle. The present algorithm uses homogeneous transform matrix (HTM) method and iterative process for determining the radial error. The analysis procedure is performed for different speeds of the spindle. The data obtained from the present system and the results of evaluation are also presented in this paper. It is observed that this method is effective in determining and analyzing the spindle errors for high speed miniaturized spindle.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.329-330
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• 2010

과거 볼베어링을 이용하던 하드 디스크 드라이브(HDD: Hard Disk Drive)의 스핀들 모터는 유체 동역학 베어링(FDB: Fluid Dynamic Bearing) 장착으로 저전력 소비 및 고속 구동이 가능하게 되었다. 하드 디스크 드라이브에서 스핀들 모터의 제어는 주된 읽기 쓰기 동작을 위한 가장 기본적인 제반 여건이며, 단위 면적당 데이터(BPI)가 증가함에 따라서 스핀들 모터의 제어 성능은 드라이브 성능과 직결되는 더욱 중요한 인자중의 하나가 되었다. 본 논문에서는 스핀들 모터의 샘플링 주기를 기존 대비 4배 증가하여 제어 성능 향상하는 4배속 스핀들 모터 제어 방법을 제시하고 있다.

• 전기의세계
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• v.48 no.6
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• pp.29-35
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• 1999

• 전기의세계
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• v.45 no.1
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• pp.28-32
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• 1996

드라이브 기술의 최신동향 및 향후 전망에 대해 앞으로 전개될 항목을 간략히 요약하면 다음과 같다. 1. 모듈화 및 소형화 2. 직류 전압원의 고전압화 3. 드라이브와 NC간의 간편한 연결 4. NC의 조작화면을 통한 손쉬운 파라미터 조정 5. 디지탈 폐루프 제어 채용(FULL 디지탈화) 6. 에너지 절감형 모델 개발 7. 사용자 편의 기능의 확대 서보/스핀들 드라이브 설계기술의 최신동향 및 향후 개발 전망에 대해서 특징, 기능을 중심으로 이상과 같이 간략하게 설명하였다. 본고가 드라이브 기술 개발에 힘쓰는 관련 engineer들에게 조금이나마 참고가 되길 기대한다.

• Tribology and Lubricants
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• v.12 no.2
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• pp.41-47
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• 1996

고속에서 작동하는 공기동압 스핀들을 개발하기 위해 축방향 하중을 포함하여 설계와 관련된 문제들을 살펴보았다. 협곡이론에 근거한 지배방정식을 사용하였고, 차분법을 사용하여 해석하였다. 설계인자인 홈의 형상, 홈의 각도, 회전수, 그리고 편심량 등을 사용하여 축방향과 원주방향의 압력분포를 수치해석적으로 구하였다.