• 한국정밀공학회지
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• 제30권5호
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• pp.474-479
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• 2013

Mass reduction of the machine tool movable parts is a tool for achieving lower energy demands of the machine tool operation. The realization of lightweight design in machine tool can be achieved by structural lightweight design and material lightweight design. In this study, topology optimization strategy was applied to design optimized structures of movable parts of 5 axis machining center. The weight of ram which has most significant influence on the stiffness of whole machine tool was reduced without stiffness deterioration. The redesigned optimized ram has 24.2% less weight while maintaining the same displacement caused by cutting force.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권4호
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• pp.18-25
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• 2018

가공의 정밀도와 난삭재 가공이 요구되는 항공기부품용 공작기계의 헤드프레임 구조는 정밀 고속가공을 위해 경량화 및 절삭력에 의한 변형최소화가 필요하다. 본 논문에서는 고강성 경량화 구조 최적설계를 위해 유한요소해석을 수행하여 초기형상을 설계하였고, 컴플라이언스를 최소화하여 경량, 고강성 및 저진동 구조의 위상 최적화 설계를 수행하였다. 최적화 설계결과 프레임 중량은 17.3% 감소되었고, 최대 처짐량은 0.007 mm 이하, 고유진동수는 30.6% 증가되었다. 구조 정강성은 각 축 방향으로 증가되었고, 동강성은 축에 따라 상반된 결과를 나타내었다. 위상 최적화 설계 구조에서 저진동의 고강성을 갖는 최적화된 구조를 확인하였다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.8-13
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• 2007

The purpose of this study is to reduced the weight of ladder boom and to improve the manufactor process by the section modification. The Conventional model consists of integral section stiffener, while the proposed model consists of truss type stiffener to reduce the weight of ladder boom and wind effector. In the two analysis models, one is based on the single boom, and the other is based in the coupling model of two booms. We present the analysis results for the case when applying the weight, bending and twisting moment and wind pressure. Finally, a comparison between these results is presented to show the performance of our method.

• 한국자기학회지
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• 제4권2호
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• pp.188-191
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• 1994

최근 FA, OA 및 공작기계 등의 메카트로닉스 분야와 첨단산업의 눈부신 성장에 따라 그 요소 부품인 소형 모터의 중요성이 점차 강조되고 있다. 특히, 성력화와 시스템의 고성능화 및 경박단소화의 필요성으로 인해 그 구동원인 모터의 고효율화 및 소형경량화가 요구되고 있다. 또한, 근래의 영구자석 재료를 비롯한 소재분야의 발전과 정밀가공 및 제작기술의 발달로 인해 과거보다 우수한 성능을 갖는 정밀 소형 모터의 제작이 가능해지면서 이를 뒷받침하기 위한 보다 정확한 모터특성 해석 및 최적설계의 필요성이 절실하게 요구되고 있다. 본고에서는 소형모터의 해석 및 설계에 대한 비전문가들의 이해를 돕기 위하여 자기 등가회로를 이용 한 해석적인 방법과 수치해석적인 방법에 의한 모터 자기장 해석방법을 소개한다. 그리고 기존의 모터설 계 및 최적설계에 대한 현재까지의 연구결과 및 동향과 앞으로의 전개방향에 대해서 고찰하도록 한다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.103-109
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• 2009

This paper presents structural design optimization of a micro milling machine for minimum weight and compliance using a genetic algorithm with dynamic penalty function. The optimization procedure consists of two design stages, which are the static and dynamic design optimization stages. The design problem, in this study, is to find out thickness of structural members which minimize the weight, the static compliance and the dynamic compliance of the micro milling machine under several constraints such as dimensional constraints, maximum compliance limit, and safety factor criterion. Optimization results showed a great reduction in the static and dynamic compliances at the spindle nose of the micro milling machine in spite of a little decrease in the machine weight.

• 실천공학교육논문지
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• 제15권1호
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• pp.119-126
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• 2023

오늘날 자동차의 연비 향상 과 동적 거동 향상을 위해서 자동차 부품의 경량화 및 간소화 시대가 형성되고 있다. 설계와 제작의 간소화를 위해 제품 형상을 다양한 부품의 일체화로 진행되고 있다. 예를 들어 3개의 제품을 1개의 제품화 시키기 위해서 아주 협소한 부분까지 제품 가공하는 일이 발생되고 있다. 기존의 부품의 경우 가공의 편의성을 위해 정밀 다이캐스팅 또는 주물 생산으로 가공 후 조립하는데 다중 조립체(multi-piece) 방식은 공정수가 많이 필요로 하며, 부품의 정밀도와 강도를 저하시키는 요인이 된다. 가공 공정을 단순화 시키고 부품의 강도를 확보하기 위해서 일체형으로 제작하는 것이 단점을 극복하는데 매우 유리하지만 깊고 좁은 포켓 부분을 가공 할 경우 장비 자체 스핀들로는 가공이 불가능하다. 문제점을 해결하고자 절삭가공에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 다축 복합가공 기술은 이러한 문제점을 해결할 뿐만 아니라, 지금까지 하나의 공작기계로 여러 공정에 따른 유연한 절삭가공이 어려웠던 복합 형상에도 절삭가공이 가능하다는 등 많은 장점을 가지고 있다. 하지만 고가의 장비로 인하여 제조경비 상승과 기계를 운영할 수 있는 기술자가 부족한 것이 현실이다. 5축 절삭 가공기에서는 깊고 협소한 구간의 제품을 생산할 때 공구의 간접으로 제품 생산에 사이클 타임이 늘어남은 물론 가공상에 문제점들이 많이 발생된다. 따라서 전용 공작기계 및 다축 복합가공기를 사용해야 한다. 그 대안으로 3축 머시닝센터에서 5축 이상의 다축 복합가공을 할 수 있는 특수 공구로서의 앵글 스핀들(angle spinde)이 사용될 수 있다. 앵글 스핀들 사용함으로 가공 진동 흡수, 낮은 열 발생과 작동 안정성, 우수한 치수 안정성, 강도 확보와 같은 분야에서 다양하고 지속적인 연구가 필요하다.