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.
본 논문은 가변 구조 제어 시스템을 이용하여 AC Servo 모터의 원호 보간 오차를 개선하는데 목적을 두고 있다. AC Servo 모터를 사용하는 공작 기계의 동작에서 오차는 서보 드라이버의 시간 지연, 마찰, 그리고 모터의 x축 y축의 이득값이 어울리지 않는 등의 여러 요소가 있을 것이다. 본 논문에서는 슬라이딩 모드제어 시스템은 AC Servo 드라이브의 수치적 예로 응용되었다. 실험 결과 값은 전형적인 PI 제어와 비교하여 시스템의 원호 보간 오차 개선에 관한 우수성을 보여주고 있다.
본 논문에서는 위치오차는 가공전 밀링베드를 수치제어 장치를 이용하여 가공 면에 수직한 방향으로 움직여 수치제어 장치인 스텝모우터의 분해능 한계 내에서 보정 하고 또한 공구휨에 상당하는 만큼 이 송속도를 더함으로써 제어하며, 파형오차는 이 송속도와 공구처짐 사이의 관계를 수정된 Taylor의 공구식으로 모형화하고 절삭공정중 이송속도를 적절히 조절하여 공구의 휨양을 제어함으로써 스텝모우터를 갖는 밀링머시 인에서 길이 508mm,두께 20mm의 두꺼운 철판을 평면절삭하는 경우 직진도오차를 최소 로 하는 GAC 방법을 개발하였다.측정은 밀링머시인 자체의 구조적, 동적변화나 절삭 조건의 변화, 공구의 재질 및 마멸상태의 변화, 공작물의 재질 변화등에 적응할 수 있 도록 Fig. 2에 보인 바와 같이 등간격으로 배열된 100개의 위치에서 가공후(post-pro- cess)측정을 통하여 취하였고, 절삭계수의 추정은 측정점을 각각 10개씩 10개의 구간 으로 묶어 각 구간에서의 계의 특성이 변하지 않는다는 가정하에서 계수를 지수가중 반복최소 자승(exponentially weighted recursive least squares, EWRLS)법을 이용하 여 추정하였고, 실제 절삭작업중 모델의 계수변화에 대한 사전 지식이 없이도 이들 계 수들을 보정시킴으로써 최적의 직진도를 얻을 수 있는 절삭조건을 제시하였다. 그리 고 이 방법의 도입으로 단일(SINGLE-PASS)밀링작업이 가능함을 보였고 또한 방법의 타 당성을 증명하기 위하여 여러 경우의 절삭상태에서 실험을 수행하였다.
The biggest factors, which lower the machining accuracy of machine, are thermal deformation and chatter vibration. In this article, we introduce the development case of a device and technology that can automatically compensate thermal deformation errors of machine during long-time processing on the machine tool's CNC (Computerized Numerical Controller) in real time. In machine processing, the data acquisition of temperature signal in real time and auto-compensation of the machine origin of machine tools depending on thermal deformation have significant influence on improving the machining accuracy and the rate of operation. Thus, we attempts to introduce the related contents of the development we have made in this article : The development of a device that embedded the acquisition part of temperature data, linear regression to get compensation value, compensation model of neural network and a system that compensates the machine origin of machine tool automatically during manufacturing process on the CNC.
툴 프리세터는 수치제어 공작기계용 공구의 테이퍼부를 기준으로 하여 날끝 치수를 사전에 정렬하기 위한 장치로서 여기에는 접촉과 비접촉, 두 가지 방식이 있다. 광학센서 기반 비접촉 방식은 측정의 유연성과 편리함의 이점을 가지고 있다. 본 논문에서는 선형 스케일러와 머신 비전을 도입한 산업용 툴 프리세터 장비 개발을 다룬다. 측정 전에 대상 공구를 기구부에 고정시키고 광학부를 정렬한다. 공구 영상을 취득한 후 제시된 영상처리 알고리즘은선형 스케일러로부터 광학부의 이동 거리를 조합하여 공구의 정밀한 치수를 계산해낸다. 실험 결과, 본 장비의 정밀도가 ${\pm}20um$ 범위내에 있음을 검증하였다.
This study deals with the method of post-processing in the automatic tool path generation for 5-axis NC machining. The 5-axis NC machining cannot only cope with the manufacturing of complicated shapes, but also offers numerous advantages such as reasonable tool employment, great reduction of set-up process and so on. Thus 5-axis NC machining has been used for aircraft parts, mold and die as well as for complicated shapes such as impeller, propeller and rotor. However, most of the present CAM systems for 5-axis NC machining have limited functions in terms of tool collision, machine limits and post-processing. Especially 5-axis machine configurations are various according to the method which the rotational axes are adapted with the table and spindle. For that reason, In many cases the optimal numerical control (NC) data cannot be obtained or considerable time is consumed. To solve this problem, we applied a general post-processor for 5-axis NC machining. The validity of this post-processor should be experimentally confirmed by successfully milling to a helix shaped workpiece.
The rotation accuracy of the main spindle that determines the accuracy of CNC machine tools is closely related to the quality of production because it directly affects the shape error and surface roughness of the workpiece. Therefore, the main spindle requires high rotation accuracy, rigidity, and rotation technology. This rotation accuracy is greatly affected by the bearing, center alignment between rotating parts, assembly tolerance, and unbalance of the rotation mass. In this study, the effects of the unbalance of the rotation mass of the main spindle on the rotation accuracy were investigated experimentally. In particular, we tried to study the technical reasons for improving the unbalance of the main spindle and maintaining the rotation accuracy as we verified the correlation between the vibration characteristics of CNC machine tools due to the specifically set unbalance amount and the surface roughness of the workpiece.
이 연구는 데이컴(DACUM) 기법을 활용하여 기계 금속 교사의 직무(job)를 분석하는 것이다. 데이컴 직무 분석은 15명으로 구성된 데이컴 위원회를 중심으로 2015년 1월에 데이컴 워크샵을 통하여 실시하였다. 데이컴 워크샵을 통해 도출된 기계 금속 교사의 데이컴 차트의 타당성을 확보하기 위하여 검증위원들의 검증을 받았다. 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 기계 금속 교사는 중등 교원 자격을 가지고 공업계열 특성화고등학교, 산업 수요맞춤형고등학교 등에서 학생들에게 기계 금속 관련 전문 교과목을 가르치고, 인성교육, 진로지도, 생활지도 등의 업무를 기획하고 수행하는 자로 정의하였다. 둘째, 기계 금속 교사의 직무 수행을 위해 요구되는 16개의 책무(전문교과교육준비, 전문교과교수활동, 학생생활지도, 취업진로지도, 교무행정업무수행, 자기계발, 기계제도, 범용공작기계가공, 수치제어공작기계가공, 자동화설비제작, 산업설비제작, 금속소재가공, 금속재료시험, 금속재질개선처리, 자동차정비, 자동차차체수리)와 199개의 과업을 도출한 후, 각 과업별 중요도, 난이도, 수행 빈도 및 특정 과업의 입직 초기 요구를 구명하였다. 셋째, 기계 금속 교사 직무 분석 결과를 바탕으로 데이컴 차트를 제시하였다.
The CNC machine toots has two kinds of fault. One is the fault due to degraded parts and the other is the fault due to operation disability. The phenomena of degradation is predictable but the operational fault is unpredictable because it occurred without any warning. The major faults of CNC machine tool are operational faults which are charged over 70%. This paper describes the model of remote service and the intelligent fault diagnosis system to diagnosis operational faults of CNC machine tools. To generalize fault diagnosis, two diagnosis models such as SF(Switching Function) and SSF(Step Switching Function) are proposed. The SF is static model and SSF is dynamic model for expression of fault. The SF and SSF model can be generated using SFG(Switching Function Generator) which is developed in this research. The three major operational faults such as emergency stop error, cycle start disability and machine ready disability are applied to experiment of fault modeling. To remote service of faults fur CNC machine tool, the web server and client system based internet are proposed as the suitable environment. The developed two technologies are implemented with the internal function of open architecture controller. The implemental results for two technologies are presented to validate the proposed scheme.
레이저 가공기술은 재료가공 분야에서 넓은 응용분야를 가지고 있으며, 특히 절단, 용접, 열처리 등의 가공분야에서 고정밀도와 자동화의 용이성으로 인해 생산성이 높은, 고부가가치의 첨단응용 기술로 부각되고 있다. 특히 레이저절단은 타 절단법에 비교되는 절단정도, 열영향, 생산성, 작업 환경등의 각종 우위성으로 박판 및 후판절단분야에서 급속한 보급을 보이기 시작하였다. 현재 대 부분의 레이저 가공기는 CNC화 되어가고 있는 추세이며, 레이저 절단의 경우 생산성증대 및 고 정밀화를 위하여 CAD/CAM인터페이스에 의한 자동화가 필연적인 상황이다. 뿐만아니라 고출력 레이저 발전기를 가공 기본체에 탑재한 탑재형 레이저가공기의 출현으로 대형부재의 절단이 가능 하게 되었으며, 더불어 절단공정의 무인화를 지향하는 각종 시스템이 개발되고 있다. 이와 같은 무인화, 생산성증대, 작업시간단축과 러닝 코스트 및 재료의 절감을 위한 노력의 일환으로 컴 퓨터에 의한 자동 및 반자동 네스팅 시스템의 개발을 들 수 있다. 레이저에 의한 2차원 절단응 용분야에서의 네스팅작업은 설계가 끝난 각 부품의 절단작업의 전단계로서 수행되며, 일반적으로 네스팅공정이 완료되면 절단경로를 결정하고 가공조건과 함께 수치제어공작기계의 제어에 필요한 NC코드를 생성하게 된다. 최근에는 이와 같은 네스팅 시스템이 일부 생산현장에 적용되고 있 으나 이러한 시스템들의 대부분이 외국에서 개발된 것을 수입하여 사용하는 실정이다. 2차원 패턴의 최적자동배치문제는 비단 레이저 절단과 같은 열가공 분야에서 뿐만 아니라 블랭킹 금형, 의류, 유리, 목재등 여러분야에서 응용이 가능하며 패키지의 국산화가 시급한 실정이다. 네스 팅작업은 적용되는 분야에 따라 요구사항과 구속조건이 달라지며 이로 인해 알고리즘과 자료구 조도 달라지게 되나 공통적인 목표는 주어진 영역안에서 겹침없이 배치하면서 버림율을 최소화 하는 것이다. 지난 10여년간 여러 산업의 응용분야에서는 네스팅시스템의 도입이 활발하게 이 루어지고 있는데 수동에 반자동 및 자동에 이르기까지 다양하나 자동네스팅시스템의 경우 배치 효율의 신뢰성이 비교적 부족하기 때문에 아직까지는 생산현장에서 기피하는 실정이다. 배치알 고리즘의 관점에서 볼 때 이러한 문제들은 NP-complete문제로 분류하며 제한된 시간안에 최적의 해를 구하기가 가능한 조합 최적화 문제로 알려져 있다. 따라서 이 글에서는 레이저 절단분야 에서의 네스팅시스템에 관한 개요와 최근의 연구동향 그리고 몇 가지 전형적인 네스팅 알고리 즘들을 소개하고 비교분석을 통해 개선점을 간략하게 논의하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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