• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1994년도 추계학술대회 논문집
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• pp.20-25
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• 1994

절삭공정의 자동화의 무인화를 달성하기 위해서는 경험을 가진 작업자의 역활이 컴퓨터에 의한 자동적인 감시 및 제어시스템으로 대체되어야 한다. 특히 공작기계에서 발생할 수 있는 자체의 고장이나 절삭과정중에 발생하는 이상상태를 실시간으로 검출하여 원인을 자동적으로 진달 할 수 있어야 한다. 절삭가공 공작기계의 이상상태 감시 및 진단의 현황을 살펴보면 주로 공구상태의 감시와 채터 감시가 연구의 대상 이 되고 있다. 공구상태의 감시는 공구의 마모와 파단을 검출하고 있다. 이 중에서 공구의 파단은 발생 즉시 실시간으로 감시되어야 한다. 밀링작업에서는 1회전 이내의 공구회전에 파단을 검출하고 기계를 정지시켜야 한다. 최근의 절삭가공에서는 절삭공구로 강력절삭을 위해 고경도 재료를 사용함에 따라 공구의 파단이 빈번하게 발생하고 있다. 정면밀링과 같은 단속절상에서는 절삭날이 큰 충격을 받으므로 더욱 파단에 대한 감시가 필요하다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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• pp.89-94
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• 1993

최근들어 공작기계의 급속한 발전은 절삭작업의 자동화와 무인화를 가능하게 만들었으며 이에따라 절삭가공의 완전한 무인화를 실현하기 이해서는 절삭가공중 발생하는 각종 이상 상태를 in-process로 감시하고 검출하는것이 매우 중요하게 되었다. 이상상태는 절삭공구의 마모나 파손, 채터진동의 발생, 절삭가공에 방해를 주는 절삭칩등을 들수 있으며 이 같은 현상을 검출하기 위한 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 내식성,내마모성,내열성 및 기계적 성질이 우수하거나 절삭시 가공 경화성이 크고, 열 전도성이 불량하며, 공구재료와 응착이 쉬어 난색재로 알려지고 톱니형 연속칩이 주로 발생하는 STS304를 선택하여 절삭실험을 하였다. 절삭 조건에 따른 칩 형태를 관찰하여, 절삭조건과 절삭력을 이용하여 칩의 형태를 분류하였으며, 절삭가공중에 칩형태를 검출 할수 있는 가능성에 대하여 연구 하였다.

• 기계저널
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• 제19권3호
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• pp.164-168
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• 1979

이상에서 논술한 바와 같이 금속절삭에 있어서는 절삭공구는 열의 와중의 격열한 상태하에서 작동이 이루어져야 하기 때문에 절삭유제를 분사함으로써 냉각작용으로 경도저하를 방지하고, 균체작용을 시킴으로써 열의 발생을 적게 하며 동력 소비를 감소함과 동시에 절삭면의 정밀도를 향상시킨다. 또한 절삭유제에 극압첨가제를 첨가함으로써 고체윤활을 생성케하여 용찰을 방지 하는 효과를 얻고 있다. 이 외에도 절살유제는 칩의 세척작용, 공작물과 기계의 방작용등의 효 과를 얻고 있다. 요는 절삭가공에서 절삭유제의 사용은 절삭공구의 수명을 연장하고 생산능률을 올리는 효과를 기대하는 것이라고 요약할 수 있다. 여기서 부차적으로 고려해야할 것은 절삭유 제의 토방법도 중요하다. 동일한 조건하에서는 토방법에 따라 효과가 다르다. 가장 효과적인 토 법은 공구의 앞여유면쪽으로 분사하는 것이 가장 좋으며, 칩 위에 분사하는 것이 가장 비효과 적이다. 이와 같은 절삭유제 작용과 효능을 알고 실제가공에 있어서 다소라도 도움이 되었으면 다행으로 생각하는 마음 간절하면서 끝맺는 바이다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.76-80
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• 1993

절삭가공중에서 DRILL가공은 일반기계가공 공정중에 23 .approx. 25% 정도의 비율을 점우하고 있는 중요한 위치의 작업의 하나이고 또한 요구되는 정밀도를 만족하기 어렵고, 높은 생산성이 요구되는 가공법이다. 기계가공의 무인화, 자동화, 고능률화 및 정도향상 이라는 측면에서 더욱 이에 대응할 수 있는 가공방법 즉 공작물, 공구재료, 공구형상 및 절삭조건등에 걸쳐 광범위하게 연구개발 되어 져 가고 있다. 이 작업중 특히 곤란한 것은 깊은 구멍가공(DEEP HOLE DRILL)으로서 깊이/직경의 비가 극히 높은(약 5배이상) 절삭가공 의 경우에는 CHIP의 배출, 절삭날부의 윤활, 공구의 진동등의 문제로 인하여 일반적인 절삭가공 공법으로는 가공이 여려운 경우가 많다. 본 연구는 Solid BTA Drill(Mlti-tip Drill Head with Brazed Tips)에 의하여 가공에요구되는 절삭성 분석과 절삭조건의 변화에 따른 공작물의 가공정도 즉, 가공구멍의 직경의 변화, 표면거칠기. 진원도의 변화상태 및 공구의 마모된 현상에 대하여 실험조사하여 공구에 제한된 수명을 연장하고, 제품에 요구되는 품질수준을 확보하는가에 대하여 본 실험을 통하여 분석하도록 하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제12권5호
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• pp.98-107
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• 1995

The in-process detection of drill wear and breakage is one of the most importnat technical problems in unmaned machining system. In this paper, the monitoring system is developed to monitor abnormal drilling states such as drill breakage, drill wear and unstable cutting using motor current. Drill breakage is detected by level monitoring. Tool wear is classified by fuzzy pattern recognition. The key feature for classification of tool wear is the estimated flank wear which is calculated by the proposed flank wear model. The characteristic of the model is not sensitive to the variation of cutting conditions but is sensitive to drill wear state. Unstable cutting states due to the unsmooth chip disposal and the overload are monitored by the variance/mean ratio of spindle motor current. Variance/mean ratio also includes the information about the prediction of drill wear and drill breakage. The evaluation experiments have shown that the developed system works very well.

• 한국정밀공학회지
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• 제14권12호
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• pp.48-55
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• 1997

A useful method to detect tool breakage suing neural network of cutting force signal is porposed and implemented in a basic cutting process. Cutting signal is gathered by tool dynamometer and normalized as a preprocessing. The cutting force signal level is continually monitored and compared with the predefined level. The neural network has been trained normalized sample data of the normal operation and cata-strophic tool failure using backpropagation learning process. The develop[ed system is verified to be very effective in real-time usage with minor modification in conventional cutting processes.

• 한국정밀공학회지
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• 제11권1호
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• pp.20-31
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• 1994

FMS(Flesible Manufacturing System), FMX(Flexible Manufacturing Cell)와 같은 유연 생산시스템 뿐만 아니고 공장자동화(FA)의 최하위 단위인 절삭가공 공작기계에 대한 무인화의 실현은 머지않은 장래에 완성될 IMS(Intelligent Manufacturing System)시스템이 구축에 있어서 최대의 걸림돌이 되고 있다. 전통적인 생산시스템에서는 경험을 가진 작업자에 의해 절삭공정이 감시되어지며, 만약 이상이 발생했을 때에는 그 상태에 따른 적절한 조치를 즉시 취할 수 있었다. 그러나 급속도로 연구가 진행되는 무인생산 시스템에서는 이러한 작업자의 역할이 컴퓨터에 의한 자동적인 감시 및 제어 시스템으로 대체되어야 한다. 이러한감시활동 중에서도 공구마모 및 파단의 검출은 효율적인 공구교환정책, 가공물의 품위유지 및 공구와 공작기계의 보호를 위해서 가장 중요한 부분으로 취급되고 있다.

• Journal of Preventive Medicine and Public Health
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• 제29권4호
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• pp.785-799
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• 1996

절삭유의 사용과 피부질환의 관계를 알아보기 위하여 한 자동차공장의 엔진 및 구동부서 근로자 1,004명을 대상으로 피부 이상 증세에 대한 기초설문조사를 실시하여 응답을 해준 근로자 667명을 대상으로 분석 및 피부과적 검진을 실시하였다. 또한 절삭유의 노출 정도를 알기 위한 방법으로 공기 중 오일 미스트를 측정하였다. 이 조사의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 공기 중 오일미스트는 3개 부서로 나누어서 측정 하였는데, 전체 52건의 측정건수 중에서 8시간가중 평균 기준치인 $5mg/m^3$을 넘는 건수는 9건(17.3%)이었고, 로그정규분포상에서 95% 신뢰한계의 전체 상한치는 기준치 미만이었다. 2. 조사한 부서는 엔진가공부(258명), 가솔린 엔진조립부(210명), 디젤엔진조립부(96명), 구동부 가공반(86명), 구동부 조립반(17명)의 5개 부서였으며, 조사한 667명의 평균 나이는 34.5세였고, 근무연수의 중앙값은 7년 7개월이었다. 3. 이들 부서 중 엔진가공부와 구동부 가공반(A군)은 절삭유를 공정상 많이 사용하는 부서로 근로자 344명 중 298명 (86.6%)이 한 가지 이상의 절삭유를 사용하고 있는 반면, 가솔린엔진 조립부, 디젤엔진 조립부, 구동부 조립반의 근로자 323명(B군) 중에는 31명 (9.1%)만이 절삭유를 사용하고 있었다. 4. 피부 이상 증세의 경험자 227명 중 213명에 대하여 피부과전문의의 진찰을 시행하였는데, 이중에 172명이 검진당시 증세를 호소했는데, 1인당 평균 호소증세 건수가 1.5건 정도였다. 가장 많은 증세는 가려움증(32.5%), 구진(21.6%), 인설(15.7%), 소수포(12.5%), 반점(9.4%)의 순서였다. 5. 검진을 받은 근로자 231명 중 정상소견이나 뚜렷한 병변이 없는 사람으로 분류된 경우는 53명이었고, 나머지 160명에서 피부과적 질환이 발견되었다. 가장 많은 것은 접촉 피부염으로 전체 질환자 중 92명 (57.5%)을 차지하였고, 이들 중에는 여드름이나 낭포염 등 기타 다른 피부질환을 동반한 경우가 23명 (25%) 이었다. 기타 낭포염, 여드름만 있는 경우도 각각 9명(5.6%), 8명(5.0%)이었으며 , 각질화와 색소 이상도 1명 씩 발견되었다. 기타의 수부 습진은 비특이성 수부습진으로 분류되었는데 이들은 47명이었다. 6.피부질환이 있다고 진단받은 160명에서 발견된 피부과적 이상부위는 1인당 1.3부위였다. 이상이 발견된 부위는 손바닥(27.6%), 손가락과 손톱(22.7%), 상박부(16.0%), 손등(11.8%), 손가락 사이(10.3%)의 순이었고, 이들 수부 및 상박부위의 이상이 전체 이상의 약 88.7%였다. 7. 전체 피부질환의 유병상태는 각 부서별로 차이가 많았는데, 특히 접촉 피부염의 경우 엔진가공부는 1,000명당 213명, 가솔린엔진 조립부는 1,000명당 29명, 디젤엔진 조립부는 1,000명당 73명이었고, 구동부 가공반은 1,000명당 267명, 구동부 조립반은 1,000명당 59명으로 부서별로 차이가 매우 켰다. 이러한 경향은 절삭유 사용에 따라서 특히 수용성 절삭유만 사용하는 군과 두 종류의 절삭유를 모두 사용하는 근로자에서 마찬가지로 높게 관찰되었다. 8. 감별진단이 필요하다고 판단된 접촉 피부염 환자 49명은 첩포 검사를 시행하였다. 첩포 검사 결과, 기본 표준시료에 양성이 나타난사람이 12명, 기본표준시료와 오일시료에 모두 양성이 나타난 사람 3명, 그리고 오일 시료에만 양성이 나타난 사람 3명이 있었고, 기본 표준시료와 유기용제시료에 양성이 나타난 사람, 유기용제 시료에만 양성이 나타난 사람이 각각 1명 있었다. 9. 전체 피부질환의 유무에 대하여, 근로자의 나이와 근무기간의 영향을 통제한 후 근로자들이 사용하는 절삭유의 종류에 따른 위험도를 알아보기 위하여 다변량 분석을 하였다. 분석결과 절삭유를 전혀 사용하지 않는 군과 비수용성 절삭유만을 사용하는 군과는 유의한 차이가 없었으며 수용성 절삭유만 사용하는 사람은 $1.4\sim3.3$배(교차비의 95%신뢰한계), 두 종류의 절삭유를 모두 사용하는 사람은 $1.9\sim4.1$배 정도로 위험도가 높았다. 10. 알레르기성 접촉 피부염을 종속변수로 같은 분석을 했을 때도 결과는 같았으나, 수용성 절삭유만 사용하는 군이 $2.7\sim9.7$배, 두 종류를 모두 사용하는 군에서는 $3.7\sim12.6$배 정도로 위험도가 증가한 것을 관찰할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.212-216
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• 1996

Recently, with the development of NC and CNC machine tools and the high labor wage, the cutting process requires the high speed and automatic system which uses industrial robots and the flexible manufacturing system(FMS) that combines several machine tools. In this system, the whole system can be influenced by just one of the machin tools. So it needs to detect a problem and to solve it immediately In in-process state. The monitoring system through measuring the motor current with current sensor has been attracting the attention of lots of researchers view of its low cost and flexibility. By using the pattern discriminant with the detected three-phase-current signal, that is, $I_{RMS}$, a system which can monitor and analyze abnormal machining process condition of the workpiece during the machining will be able to be developed in this research.h.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.707-722
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• 1992

본 연구에서는 공구의 큰 파손에서 부터 공구의 기하학적 형태가 크게 변하지 않는 작은 파손등 파손의 크기와 파손부위에 따른 신호의 형태를 조사하고자 한다. 그 방법으로서 가공재료로서는 SM45C강(steel)과 열처리한 SM45C강을 이용하였다. 공구파손에 따른 AE신호와 절삭력신호의 변화를 분석하기 위하여, AE신호의 경우는 RMS값을 택하고 그 진폭의 갑작스런 변화와 평균 레벨의 변화를 이용하여 파손의 순간 을 감지하였고, 절삭력의 경우에는 절삭력의 주분력, 이송분력 그리고 배분력의 변화 형태를 이용하여 공구의 이상상태를 알 수 있었으며, 이 두 신호의 변화를 동시에 관 찰함으로써 임의의 가공조건에서 공구의 파손을 감지할 수 있는 알고리즘 개발의 기준 을 마련할 수 있었다.