최근 정밀기계, 전기전자, 반도체 등의 급속한 산업의 발달로 전장장치의 고정밀도 가공의 필요성이 증대하고 있다. 작업자의 감각과 경험에 의존하던 절삭 공작기계 제어는 CNC(Computerized Numeric Controller: 컴퓨터 수치제어) 도입으로 가공 정밀도가 획기적으로 개선되고 있다. 또한 공작 기계의 운전 상태를 실시간 반영하는 가공 동특성(cutting dynamics)기법이 관심을 받고 있다. 본 논문은 CNC 공작기계에 음향센서를 부착하여 공구떨림 감지 및 안정화하는 방안을 제시한다. 공구 이송 위치와 음향센서 데이터를 동기화 하고 수집된 음향 주파수에서 이상 진동음에 대한 주파수를 분석하여 떨림을 감지한다. 또한 가공 동특성 기법을 적용하여 공구떨림 감지와 안정화의 신뢰성을 높인다. 제안한 기법은 금형 가공의 공구떨림 안정화 전후 가공 표면조도의 향상 관점에서 분석 평가한다.
This paper presents a new NC machine performance test and calibration system. In order to measure NC machine erros in simpler, and less time-comsuming way, some indirect measuring systems such as circular disk system and double ball bar system have been developed instead of laser interferometer. But these indirect measuring systems have shown their limits in identifying each of NC machine error sources in absolute numerical value. Therefore, we developed an unique NC machine error measurement system which provides a simple measuring process like other conventional indirect methods and still can indentify each of NC machine error sources in absolute numerical value.
수치제어 공작기계와 로보트 등에서의 위치판독장치는 핵심적인 자동화부품이다. 수치제어용 위치판독장치인 광학식 에코더의 제조기술의 국산화를 위하여 부분 공정을 개발하였다. Microlithography 가공기술을 이용하여 유리 기저판 위에 정밀눈금을 가공하였다. 눈금가공 공정은 많은 단계의 과정을 거쳐 이루어 진다. 박막두계, 수지코팅, 건조온도, 노광시간, 부식시간 등 공정변수들의 최적조건을 찾아내고 각 공정변수에 따른 눈금품직과의 관계를 규명하였다.
Cylindrical Cam Mechanism is widely used in the fields of industries, such as machine tool exchangers, textile machinery. This paper proposes a method for manufacturing of cylindrical cam in Multi CNC machining center. Multi CNC machining center has two different types depending on the tilting axis. For the manufacturing procedures. in this paper the location and the orientation of cutter path are defined from shape design data of cam. The integral NC code fur the both types of multi-axis CNC machining center can be created using the coordinates mapping between design coordinates and work coordinates. Finally, CAD/CAM program is developed on $C^{++}$ language. This program can display manufacturing and kinematics simulation, which can make integral NC code for multi-axis CNC machining center of two types.
본 사례는 공작기계산업의 A사에서 수행한 R&D 개발완료 과제 79건을 대상으로 R&D 효율성을 DEA를 활용하여 분석하고, 그 개선방안을 제시한 것이다. DEA 분석에서 투입변수는 R&D 투자비와 연구인력 맨먼스, 산출변수는 개발기간 목표달성률과 예상매출액(5년간)으로 설정하였으며, 표본은 제품, 선행기술, 제어기술로 구분하여 분석하였다. 여기서 선행기술은 제품성능을 위한 요소기술과 응용프로그램을 개발하는 것이고 제어기술은 컴퓨터를 토대로 수치제어 프로그램을 설계하는 것이다. 분석결과에 따르면 제품, 제어기술, 선행기술 순으로 효율적으로 운영되고 있어 선행기술의 효율성이 가장 낮았다. 그 이유는 선행기술의 불학실성에 기인한다. 선행기술은 개발목표를 정하기 어렵고 개발계획도 수립하기 어렵다. 심지어 운영하는 과정에도 환경변화가 영향을 미친다. 투자효율성 분석결과에서 CRS는 제품 34.6%, 선행기술 14.3%, 제어기술 38.9%이다. IRS는 제품 53.8%, 선행기술 85.7%, 제어기술 38.9%이다. DRS는 제품 11.5%, 선행기술 0%, 제어기술 22.2%이다. 전체적으로 본 사례는 과다투입보다는 과소투입이 문제가 되고 있다. 이는 R&D 투자 부족을 의미한다. 주목할 부분은 기업의 미래 경쟁력이 될 수 있는 응용기술에 대한 과소투입이 심각하다는 것이다. 비효율적 DMU의 효율적 운영을 위해서는 최적의 투입량을 관리해야 하며, 이것은 준거집단과의 비교를 통해 구할 수 있다.
This paper introduces a new self-organizing fuzzy logic controller (SOFLC) for precision contour machining in the presence of large disturbances which adjusts both input and output membership functions simultaneously. The parameters of the proposed controller are self-tuned in real-time according to a continuous measurement of the performance of the controller itself and estimated disturbance values. The proposed controller as well as a conventional fuzzy logic controller and a PID controller were simulated and implemented on a 3-axis milling machine in contour milling. Both the simulations and experiments show that the self-organizing fuzzy logic controller has superior performance in terms of contour tracking accuracy compared with the other two controllers.
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. 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 more effectively than the existing method.
The online realtime positioning error compensation system 'SKY-PACS' is developed to correct geometric errors, thermal errors and tool deflection errors induced by cutting forces on the vertical machining center. 'SKY-PACS' communicates position commands and position compensation signals with the CNC controller at 100Hz, which is CNC control frequency. So the compensation procedure can be applied during axis movement. Using 'SKY-PACS', Maximum 1 axis positioning accuracy was corrected from 5{\mu}m$ to 2{\mu}m$and the squareness error of X-Y table was corrected from 51{\mu}m$/m to below 4{\mu}m$/m. The error compensation under the cutting condition is carried out by ISO10791-7. And the measurement of test-pieces shows that the roundness is corrected rom 8{\mu}m$ to below 5{\mu}m$.
The real-time NURBS interpolation method using 2-stage interpolation is studied. The 2-stage interpolation method that compensates for interpolation errors within machine BLU is proposed. The interpolation result was filtered by an Acceleration/Jerk limitation equation. Through this 2-stage interpolation, both the interpolation error condition and the motion kinematics could be satisfied. Using computer simulation in which interpolation results are evaluated by a numerical iteration method, it is shown that the 2-stage interpolation algerian could interpolate target curves precisely with geometric and dynamic contentment. The proposed algorithm was implemented in the CNC simulator system and an experimental un was conducted to identify the real-time adaptation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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