• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.117-120
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• 1993

기게공업의 근간이라고 할 수 있는 공작기계산업은 첨단산업과 관련한 소재공업의 고도화에 따라 고속 고능률화 및 고정밀화 하여 가는 추세에 있으며 이에대한 성능향상 요구는 앞으로도 계속적으로 이어질것이다. 여기서 공작기계의 가공정밀도 및 가공 능률에 결정적인 영향을 주는 요소는 대부분 주축유닛트 부분이며 최근과 같이 고속 고정밀과 유연성을 추구하는 공작기계에서 주축 시스템이 수행하는 역할이란 매우 중요한 위치를 갖는다. 본 연구는 모터내장형 주축시스템에 관해 정.동적측면에서의 구조설계와 시제품에 대한 평가를 수행하여 활용측면에서의 신뢰성을 높일 수있도록 하는 것을 주요 내용으로 하였다. 즉 연구의 첫단계로서 정적인 측면에서의 구조설계를 하여 연구모델을 결정하였으며 다음단계로서 설정된 구조모델에 대해 유한요소 법(FEM)을 이용한 동적해석을 실시하고 실험해석에 의한 이론해석 과정의 수학적모델을 수정,보완한후 고속회전에서의 동적특성을 실제 현상에 가깝도록 예측하여 설계단계에서의 고속운전특성이 주축계의 동적안정성에 미치는 여러 영향등에 관해 고찰하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제12권9호
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• pp.5-21
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• 1995

공작기계의 가공 정밀도에 영향을 주는 주요 요인은 정적특성(Static behavior), 동적특성(Dynamic behavior), 그리고 열적특성(Thermal behavior)에 있다는 것은 이미 언급한 바 있다. 열적영향으로 인한 정밀도를 안정시키는 완전한 해결책은 아직 발견되지 못하고 있다. 그 이유는 공작기계 자체뿐만 아니라 부품들이 복잡하고 공작기계의 내부, 기계와 주위환경사이에 복잡한 열적상호작용이 존재하고 있기 때문이다. 그럼에도 불구하고 공작기계에는 더욱 높은 생산능력과 가공정도에 대한 요구가 점점 커지고 있다. 과거 40년 간에 걸쳐 공작기계의 열적거동에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔지만 일반적으로 적용하여 만족할 만한 열적 불안정의 해결책은 아직 나오지 않고 있으며 단지 여러가지의 기계구성요소, 즉 Spindle, Column이나 Bed와 같은 본체의 구조나 Table이나 Slide에 대해서 열적 최적화를 얻는 노력이 집중적으로 행해지고 있다. 공작기계 의 열변형에 대한 연구는 1950년대부터 시작되었으며, 선반이나 연삭기의 열변형 측정기술과 해당하는 설계변경 방법 그리고 냉각을 함으로서 열적 불안정을 극복시키는 방법이 주요 연구과제였으나 1960년대 후반에는 구성 요소의 온도분포와 열의 흐름에 관한 수학적 모델을 한들어 해석적 수법올 열적 거동의 연구가 행하여졌었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제9권4호
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• pp.99-107
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• 2000

In this study, a static and dynamic characteristics analysis system for machine tool spindle systems with 3 lobe sliding bearing is developed based on Timoshenko theory, finite element method and windows programming techniques. And the characteristics value of 3 lobe sliding bearing such as eccentricity ratio, attitude angle, friction coefficient , stiffness coefficients, damping coefficients and so on, are determined by using the thermal equilibrium conditions of spindle systems. Since the developed system has various analysis modules related to static deformation analysis, modal analysis, frequency responses analysis and so on, it can be utilized to perform systematically the design an devaluation process of spindle systems with 3 lobe sliding bearing under windows GUI environment.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.261-265
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• 2002

In the machining tool avoid vibration problem have an effect on high precision as well as statical and thermal characteristics. Therefore overcome this problem is essential to advance of machine tool and machining skill. Even though vibration arises owing to a variety of causes, in this paper vibration analysis of column as a major part of machine tool structures is presented. At this procedure vibration analysis applied to mode synthesis method using a attachment mode .

• 대한기계학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.424-432
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• 1989

본 연구에서는 정적절삭실험으로 결정될수 있는 절삭변수로 표현되는 동적 절삭력을 해석적으로 구한다. 이 모델은 3차원 절삭형태에도 적용될 수 있는 특성을 갖는다. 새로이 제안된 절삭 과정의 모델은 동적절삭상태에서 절삭력 합력의 변화를 고려한 절삭기구를 통해 이루어지며, 해석적으로 한계절삭폭을 구한다. 실험적 규명 은 채터진동이 발생하지 않는 한계절삭 공작물에 비해 공구의 강성이 상대적으로 적은 보링(boring)작업에서 발생하는 것을 대상으로 하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권10호
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• pp.1043-1049
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• 2012

The FEM analysis of machine tools is the general analysis process to evaluate machine performance in the industry for a long time. Despite advances in FEM software, because of difficult simplicity of CAD drawing, little experience of joints stiffness modeling and troublesome manual contact area divide for bindings, the industry designers think the FEM analysis is still an area of FEM analysis expert. In this paper, the automation of modeling process with simplicity of drawing, modeling of joints and contact area divide is aimed at easy FEM analysis to enlarge utilization of a virtual machine tools. In order to verify the effects of modeling automation, a slant bed type model with tilting table is analyzed. The results show FEM modeling automation method only needed 45 minutes to complete the whole modeling process, while manual modeling method requires almost one month with 8200 calculations for coordinate transformations and stiffness data input.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권12호
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• pp.188-193
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• 1998

This paper describes static and dynamic weak point analysis of spindle systems to eliminate high concentrated bending point on spindle and improve total stiffness of spindle systems. The weak point analysis is based on the evaluation of bending curves of spindles. For static weak point analysis the bending curve is derived from static deflection curve and for dynamic weak point analysis it is derived from the mode shape curves in consideration of the transfer function at exciting point. The validity of the weak point search methodology is verified by comparison of the static deflection, the natural frequency and the dynamic compliance between the original and the improved spindle.

• 한국정밀공학회지
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• 제11권2호
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• pp.17-22
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• 1994

짧아진 제품의 주기, 고객의 다양한 제품선호 경향등에 대응하기 위해서, 제조업체들은 다품종 소량체제에 맞게 유연한 생산시스템을 갖추어야한다. 생산성과 유연성을 동시에 추구하고자하는 유연생산 시스템(Foexible Manufacturing System: FMA)의 도입에는 막대한 투자가 따르기 때문에 시스템의 가동률을 극대화하고 유휴시간( Nonproductive Time)을 최소화해야 단 기간내에 투자비를 상환할 수 있으므로, 생산시스템을 경제적 및 효율적으로 운용하는 것이 매우 중요하다. 한편 이산계 시뮬레이션(Discrete Event Simulation)기법은 시스템의 정적 및 동적인 거동 특성을 모델링하여 모의적 실험을 통해 시스템의 성능이나 특성을 예측할 수 있도록 개발된 유용한 해석 도구로서, 생산 시스템 설계 및 평가등의 분야에 이 기법을 적용한 연구가 매우 활발하게 이루어져 왔으며, 최근 FMS운용을 위한 생산계획, 일정계획등의 문제 해결에도 매우 중요한 해석도구로 인식되고 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권5호
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• pp.1477-1485
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• 1996

Since the spindle bearing systme is the main source of the total cutting point compliance of machine tool structures, in this work, the static and dynamic characteristics of the spndle bearing systme driven by the gear located on the bearing span were investigated using analytical and finite elemtn methods to improve the performance of the spindle bearing system. Based on the theretical results, a specially designed prototype spindle bvearing systme was manufactured. Using the manufactured spindle bearing system, the static and dynamic characteristics were measured. From the comparison of the experimental results with the theoretical results, it was found that the finite elemetn method predicted well the static and dynamic characteristics of the spindle bearing system.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.494-499
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• 2003

This paper concerns the static, dynamic and thermal characteristics analysis of a high-speed spindle system for horizontal machining centers with 45mm x50,000rpm. The spindle system is designed based on the angular contact ceramic ball bearings, built-in motor, oil-air lubrication method and oil jacket cooling method. The structural and thermal analysis models of spindle system are constructed by the finite element method. The static and dynamic characteristics are estimated based on the static deformation, modal parameter, mode shape and frequency response function, and the thermal characteristics are estimated based on the temperature rise, temperature distribution and thermal deformation. The analysis results illustrate that the designed spindle system has excellent structural and thermal stabilities