본 연구에서는 절삭공정 중 발생하는 공구의 접촉이탈 현상에 의하여 공작 물의 절삭된 표면중에 한회전 및 그 이전 회전에 절삭된 절삭면의 형상이 현재의 절삭 깊이에 영향을 미치는 다중재생효과(multiple regenerative effect)가 존재하는 선삭 작업에서 공구의 착탈현상을 고려한 비선형채터(nonlinear chatter)를 공작기계의 생 산성의 관점에서 절삭공정의 특성을 고려하여 해석하였으며, 수동제어기의 일종인 임 펙트댐퍼를 절삭공정에 응용하여 절삭작업중에 공작기계의 안정성향상 뿐만 아니라 생 산성의 증가효과를 규명하였다.아울러 댐퍼자체의 설계변수에 따른 채터 억제효과 를 고려하여 최적의 댐퍼를 설계하는 방법을 제시하였다.
c-MES 설비지원 플랫폼은 다양한 제조 공정에 따른 설비별 상태 정보를 유연성 있게 수집하기 위한 모듈화 된 플랫폼 기술로서, 제조업 관련 IT 솔루션을 도입하기 어려웠던 중소기업에 적합한 맞춤형 MED로 생산성 향상을 통한 경쟁력 상승 효과가 크다. 제어기 유무에 따른 공작기계별 설비 직접 인터페이스 방법은 생산 현장의 다양한 상태 정보를 실시간 수집하는데 있어 높은 유연성을 자랑한다. 또한 설비 직접 인터페이스를 통해 수집된 데이터는 설비 정보 수집 모듈을 통해 변환/가공되고, gauges/charts를 이용하여 HMI로 제공하는 생산 공정 추적 관리 모듈을 통해 작업/관리자가 장비제어가 가능하도록 도와준다.
In this paper, a new adaptive cross-coupling control (CCC) method with an improved contour error model is proposed to maintain contouring precision in high-speed nonlinear contour machining. The proposed method utilizes variable controller gains based on the instantaneous curvature of a contour and the feedrate command. In addition, a real-time federate adaptation scheme is included in the proposed CCC to regulate cutting force. The proposed method is evaluated and compared with the conventional CCC for nonlinear contouring motion through computer simulations. The simulation results show that the proposed CCC improves the contouring accuracy and regulates cutting force more effectively than the existing method.
본 논문은 CNC 밀링머신을 이용한 절삭가공 등 2축시스템의 위치제어 시스템을 대상으로 한다. 기존의 제어방식은 크게 독립축제어와 상호결합제어로 분류할 수 있다. 독립축제어는 두 축의 통합된 운동을 각각의 독립된 축에 대한 추적제어를 수행하여 원하는 공구경로의 위치 정밀성을 향상시키고자 하는 것이고, 상호결합제어는 지령경로에 대한 추적성능보다는 현재의 윤곽오차를 감소시키는 방향으로 제어입력을 인가하여 가공윤곽의 오차를 감소시키는데 주목적이 있다. 또한 최근의 작업공정의 고속화 경향은 윤곽오차를 감소시키면서도 추적성능이 우수한 제어방식을 요구하고 있다.(중략)
초정밀 공작기계의 구조물은 Sub-micron의 운동정밀도를 갖추어야 초정밀기계로서의 기능이 유지된다. 특히 가공기의 베드구조물은 구동요소간의 상대 위치를 정.동적으로 규정 해주는 중요한 기본구조물이므로 고강성, 고쇠감성,열안정성, 경년변화에 대한 치수의 안정성등의 성능이 요구되며, 이를위해 공간적인 형상 설계 및 구조재의 선정에 고도의 기술이 필요하다. 따라서 본 연구는 낮은 고유진동수의 특성을 갖으면서 하중의 설치높이의 변화에서도 고유진동수가 일정히 유지되고 또한 구조물의 중심변화에 대한 수평조절이 가능하면서 자동제어가 가능한 공기스프링을 초정밀 가공기의 방진시스템으로 활용방안에 대하여 연구하였다.
DNC(Direct Numerical Control) Network을 위한 프로그램을 효율적으로 하기 위해 현재 많은 시스템들이 개발되어 사용되고 있다. 그러나 이 시스템들은 원거리 상의 컴퓨터와 머시닝 센터의 제어기 간의 상호 연결이 원만하지 않아 작업에 비효율적인 면이 있고, 또 머시닝 센터에서의 데이터 송ㆍ수신에서 일어나는 오류 문제에 대한 시스템으로의 적절한 대처를 할 수가 없다는 문제점이 있다. 그래서, 본 논문에서는 DNC Network을 통해 머시닝 센터 제어기에서 컴퓨터의 데이터를 오류 없이 수신 가능한 데이터 원격 제어 시스템을 새로이 구성하였다. 이 데이터 원격 제어 시스템의 주요 장점으로는 기존에 일방향으로 구동되어지던 머시닝센터와 컴퓨터간의 Communication을 머시닝 센터에서 운영자가 자유로이 접근하여 컴퓨터에 저장된 NC 가공 데이터 호출과 송출이 자유롭고, 컴퓨터와 공작기계간의 상호 대화가 없이도 NC 공작기계 상에서 원격 제어(Remote Control)가 가능하다.
In this study, advanced computational technique for mechatronic analysis has been developed for the efficient design and test of typical machine tool models. Flexible multi-body dynamic (FMBD) analysis method combined with motion controller including control logics is used to simulate typical operation conditions. The present FMBD machine tool model is composed of flexible column structure, rigid body spindle, vertical motion guide (arm) and screw elements. Driving motor clement with rotating degree-of-freedom is interconnected and governed by the designed Matlab Simulink control logic, and then the position of the spindle is feedback into the control logic. It is practically shown from the results that the investigation of designed machine tools with controller can be effectively conducted and verified.
수치제어(NC : numerical control) 기술은 공장자동화를 위한 중요 기술이다. 우리 산업현장에 공장 자동화가 확장되면서 NC 공작기계, 산업용 로봇, 삼차원 좌표측정기 등의 사용이 매우 증 가되고 있다. 이러한 수치제어용 기계에서는 자동 위치제어를 위하여 길이변위와 회전각도 감 지용 센서인 NC 엔코더가 매우 중요한 부품이다. NC 엔코더에는 선형 엔코더(NC-스케일)와 회전 엔코더가 있으며, 각각 직선운동과 회전운동을 제어하기 위해서 필요한 자동화 부품이다. 그림 1에서는 CNC 위치제어 시스템에서 정확한 위치로 이동을 목표로하여 서보 제어할 때 기 계축의 위치를 감지하는 센서가 NC 엔코더임을 보여주고 있다. 선형 엔코더는 직선운동의 변 위를 감지하며 NC-스케일 이라고도 말한다. 우리나라에서는 아직 엔코더 제작기술을 개발하지 못하여 전량수입에 의존하고 있다. 이러한 NC 엔코더의 수요는 해외 시장뿐만 아니라 국내시 장에서도 급격히 증가되고 있으며 국산화 개발이 시급하다. 이 글에서는 엔코더의 종류별 작동 원리를 설명하고 또한 NC-스케일 제조기술을 개발하기 위하여 실험하였던 결과를 정리하고자 한다.
서보시스템은 공작 기계, 자동화기계용 등의 제어에 사용되고 있는 대표적인 제어 시스템으로서 관성 디스크를 교환하기도 하며 전자가변 포화도와 히스테리시스등을 사용하여 고정밀 연구용에도 이용가능하다. 그러나 모델의 불확실성이나 외부외란이 필연적으로 존재할 수 밖에 없으므로 이를 분석하고 규명하여 원하는 목적의 제어를 위한 제어기를 설계해야만 할 것이다. 따라서, 본 연구에서는 제어대상 시스템의 불화실성을 극복할 수 있고 비선형항의 소거를 통한 선형화가 아닌 비선형 제어기의 설계를 가능하게 하는 Backstepping 제어기법을 사용하여 서보시스템의 정밀한 제어와 시스템 안정성을 보장하고자 한다. Backstepping 제어기를 설계하여 다양한 조건하에서의 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 제어기의 최적 수행 능력을 보이고자 한다.
The machining-chatter stands for a sudden relative vibration appeared between a material and a tool while processing with a machine. This chatter is key factor that seriously affects the quality of processed materials as well as being a factor which causes serious damages to the tool and the machine. This study is related to the monitoring and smart control of chatter problem that can compensate machining-chatter faster and produce processed goods with more precision by autonomous compensation. The above-mentioned machining-chatter compensator includes the chatter vibration sensor and the chatter compensator that estimates the compensation value according to the sensor detecting the chatter vibration of machine-tool and the chatter vibration detected from the sensor while having a feature of being organized by interlocking with the machine-tool controller.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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