본 논문에서는 TJ 커플러 제작용 멀티 절삭기에 대해 제안하였다. TJ 커플러 제작용 멀티 절삭기는 동시에 2개 이상의 커플러를 절삭할 수 있는 기능을 수행하면서 안전성을 확보할 수 있는 절삭기이다. 커플러의 종류에 따른 절삭이 이루어 질 수 있도록 절단석과 연마석을 고정하는 장치를 개발하였다. 또한 작업 환경에 대한 안전성을 확보하기위해 비상정지와 기능상의 정지 기능을 추가하여 안전하면서 빠르게 절삭 작업 수행이 가능하도록 하였다. 절단된 커플러에 대해 반자동으로 수거가 되며 쉽게 새로운 커플러를 고정시킬 수 있도록 고정 및 수거 장치를 포함하여 현재의 절삭기보다 빠르고 효과적인 작업이 가능할 것이다.
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.
다이아몬드 마이크로 블레이드의 절삭 효율을 향상시키고 절삭 과정에서의 블레이드 측면 경질 박막이 절삭 성능에 미치는 영향을 연구하기 위해 Cu/Sn 금속 결합재에 $MoS_2$와 $WS_2$ 고체 윤활제를 각각 동일 분율 첨가한 후 PAPVD법으로 DLC 박막을 블레이드의 측면에 증착하였다. 실착 절삭 시험을 위해 마이크로 블레이드 시편을 제조하여 충분한 드레싱 과정 후 절삭 시험을 행하였으며 절삭 중 순간 소모 전력과 블레이드의 마모량을 비교 평가하였다. DLC 코팅은 절삭 중 측면에 안정적으로 존재하며 측면 지립의 돌출을 억제하고 마찰을 감소시켜 절삭 효율이 향상되었으며 결과적으로 수명이 증가하였다.
본 연구에서는 UV-자유반사 반응조가 장착된 절삭장치와 단독 절삭장치 및 Biocide투입 절삭장치의 각각의 절삭유에 대해서 23주 동안 미생물 개체수와 pH변화, 유분농도 등을 분석하여 절삭유의 장기사용을 위한 각 절삭장치의 효율성에 대한 비교 검토를 하였다. 미생물의 개체수를 조사한 결과 UV 반응조 절삭유가 나머지 2기의 절삭유와 비교해 현저히 낮은 개체수를 보였으며 pH 또한 UV 반응조에서는 9$\sim$8.5를 유지하였으나 단독 절삭장치와 Biocide투입 절삭장치에서는 pH가 현저히 감소하는 경향을 나타내었다. 유분�t량의 경우 역시 절삭기 단독장치와 Biocide투입 절삭장치의 절삭유는 시간의 경과에 따라 유분함량이 거의 없는 상태로 나타나 절삭유로서의 기능을 상실한 것으로 판단되었다. 하지만 UV 반응조의 절삭유의 경우는 4$\sim$3.5 Brix를 유지한 것으로 나타났다.
본 연구에서는 볼 엔드 밀 절삭실험을 통하지 않고 일반적인 선삭가공 등에서 쉽게 구할 수 있는 2차원 절삭 데이터를 이용하여 볼 엔드 밀의 기하학적 형상 및 절삭조건이 주어졌을 때 모든 볼 엔드 밀 가공에서의 절삭기구를 해석하고 절삭력 모델을 구하고자 한다. 이를 위하여 볼 엔드 밀의 기하학적 특성 및 절삭 조건 등을 분석하고, 미소절삭날터를 이용한 3차원 절삭해석방법을 적용하여 미소 절삭력을 구하고 이들의 합력으로서 절삭력을 계산한다.
콘크리트 도로 표면절삭 작업은 장비 조작자의 숙련도에 따라서 작업의 완성도 및 품질, 작업 생산성에 크게 영향을 준다. 콘크리트 표면절삭 작업을 자동화하기 위해서는 시스템 하드웨어 구축과 지원 소프트웨어의 개발 등이 필요하다. 표면 절삭 프로세스를 자동화 하기 위해서 가장 먼저 선행 되어야 할 부분은 진로계획의 수립이다. 장비의 진로계획을 통하여 기존 시스템이 가지고 있는 진로계획에 대한 취약점을 보완하며, 보다 효율적인 생산성을 가진 자동화 시스템을 구축 하도록 한다. 본 연구는 CAD를 기반으로 한 AUTO-Lisp를 이용하여 표면절삭 작업의 최적 경로계획을 결정하고 MMI 시스템 상에 적용하여 실시간으로 진행 경로 보정을 위한 진로 계획의 데이터 갱신을 통해서 보다 효율적인 생산성과 품질을 가진 표면절삭 작업을 하는데 목적이 있다. 그리고 도로 표면절삭 장비의 자율주행 진로계획 수립을 위한 AUTO-Lisp 파일 및 MMI 시스템과의 연계, 계획된 경로를 적용한 표면절삭 장비와 MMI 시스템을 직접 현장에서 테스트하여 실제 표면절삭 작업의 자동화 구현 및 절삭작업의 효율성을 높일 수 있는 방안을 제시하였고, 표면절삭 작업의 최적진로를 결정함으로써 경제성 있는 절삭작업을 수행 할 수 있다.
연마재 워터젯을 이용하여 암반을 굴착하기 위해서는 노즐이 삽입되고 절삭하는 연속적 공정이 요구된다. 본 연구에서는 노즐이 삽입되기 위한 충분한 절삭 폭을 확보하기 위해 한 쌍의 연마재 워터젯 노즐을 이용하여 암석 절삭실험을 실시하였다. 한 쌍의 노즐형태와 위치에 따른 기하학적 변수에 따라 암석 절삭형상과 절삭 폭이 달라지는 것을 확인하였다. 정의된 기하학적 변수에 따라 절삭 깊이 및 폭을 측정하여 암반에 형성되는 절삭단면 형상을 분석하였다. 그 중 노즐 삽입이 가능한 기하학적 변수를 제시하고 현장적용 가능성에 대해 검증하였다.
공구수명에 관한 신뢰성 높은 기준 절삭데이타의 수집은 기계가공시스템을 설계, 운영하는데 중요한 것이다. 이제까지 발표된 절삭공구의 마모측정용 센서로는 절삭저항, AE센사, 진동, 절삭온도 등이 있으며, 이 센서들은 공구마모 특히 플랭크 마모(flank wear) 와 간접적인 관계를 갖고서 별도의 사전 절삭실험에 의해 마모량과 신호 level의 상관관계 및 조정이 필요하기 때문에 본 연구팀에서는 직접적으로 공구마모 상태를 검출하고, 신뢰성이 높은 절삭공구의 마모정보를 얻기 위해 최근 그 응용범위가 확대되고 있는 영상처리기술을 응용한 공구마모 측정장치를 구성하였다.
일반적으로 공정설계자는 실제 절삭을 위하여 각 공정의 표준 절삭조건에 대하여 적적한 보정을 수행한다. 이러한 보정과정에서 사용되는 지식은 경험에 바탕을 둔 것이므로 이의 시스템화는 경험 지향적인 방법론(Experience-Oriented Method)을 요구한다. 본 논문에서는 밀링 공정을 대상으로, 검색된 표준 절삭조건에 대하여 최적의 절삭조건을 결정하기 위한 방법과 제안된 방법에 의해 개발된 시스템을 소개한다.
CNC가공의 절삭공정에 대하여 명료한 분석이 되어있지 않아서 다양한 절삭조건에서의 가공결과를 예측하기가 힘들기 때문에, 최적의 절삭조건 결정 및 공구선택에 대한 체계적인 기술이 정립되어 있지 않다. 따라서, 본 연구에서는 CNC 가공기인 머시닝센터 및 고속가공기를 이용한 엔드밀 절삭가공시 요구되는 일반적인 사항들을 고찰하고, 엔드밀 공정의 가공성능 향상을 위한 절삭조건결정 방식을 지적인 결정에 의하여 선택하도록 하는 사용자 친화적 지적결정 시스템을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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