초정밀 폴리곤미러 가공기의 공작물 장착용 치구를 설계하기 위해서는 공작기계와 공작물의 변 형요인의 분석이 필요하고 특히 공작물의 및 고정력의 크기에 따른 변형도 고려해야 하며 가공에 의한 열적변형까지를 포함한 변형을 최소화하는 최적설계가 이루어져야 한다. 또한 치구자체가 다양한 제품과 수량을 장착할 수 있으며 동시에 경제성을 갖는 구조가 되어야 할 것이며 이 분야에 대한 깊은 연구가 요망된다.참고로 추후 더욱 연구가 필요한 초정밀가공기의 치공구 시스템의 구성분야를 종합해 보면 표 6과 같다.
공작기계가 생산시스템에 사용된 이후 생산시스템은 대량생산체제를 거쳐 소비자의 다양한 욕구에 부응하기 위한 Mass Customization 생산체제가 정립되었다. 이러한 생산시스템의 발전은 공작기계와 같은 다양한 생산장비들이 유기적으로 결합되어 유연성과 이식성을 부여하고, 이를 구현하기 위해 지능화된 제어시스템을 도입하게 되었다 지능화란 인간전문가가 생산장비를 운영하는 방법과 가공에 필요한 지식 및 이상상태에 따른 대처능력을 대상기계에 구현한 것이라고 할 수 있다.(중략)
수치제어(NC) 공작기계의 정도측정에 관하여, 지금 뜨거운 의논이 일본에서 일고 있다. ISO/TC39/SC2 (공작기계)를 중심으로 하여, 주로 위치결정 정도시험방법, machining center의 수취검사방법, 단운동시험방법에 관하여 의논이 진전되고 있다. 종래의 공작기계의 수취검사항목인 기하학적 정도시험이나 공작정도시험만이 아니 고, 수치제어공작기계 특유의 시험 방법에 관한 의논이다. 특히 단운동시험은 검사규격에는 없는 전혀 새로운 검 사항목으로서, 특히 전용의 측정기구를 필요로 할 것, 특정결과의 해석이 간단하지 않다는 것, 경우에 따라서는 제조회사의 설계. 제조능력을 폭로하는 일도 있어서 이미본의 기업은 이 검사규격의 제정에는 매우 민감하다. 필 자는 일본의 ISO대표 위원으로서 국제회의에 출석하여 의논에 참석함과 동시에 일본공업규격(JIS)의 공작기계에 관계한 각종위원회의 주요 menber로서 활동해 왔다. 그리고 한편, 표준화에 관한 연구도 해왔다. 따라서, 금회의 강연회에서는 수치제어공작기계의 단운동시험방법과 그 결과를 이용하여 정도진단강법에 관하여 소개한다.
기계산업의 발달과 함께 꾸준히 공작기계의 발달에 발맞추어 절삭가공 공구도 꾸준한 발전을 요구받아왔다. 점차로 기계가공이 고정밀도를 요구하고 원가절감을 위한 생산성의 극대화를 오래전부터 추구한 결과 공작기계의 위치정밀도의 향상과 고강성구조 및 computer와 robot의 발달에 따른 CIM(Computer Integrated Manufacturing)이 가능하게 되었다. 그에 따른 절삭가공의 최첨병인 절삭공구의 성능도 꾸준히 발전되어 왔다. 아무리 공작기계의 정도 및 강성이 뛰어난다 할지라도 공구의 성능이 따라가지 못할 때에는 그앞의 모든 노력이 결실을 거두기는 어렵다. 절삭공구에 요구되는 성능을 요약하면 첫째로 고정밀 가공용공구, 둘째로는 생산성을 높일 수 있는 공구(즉 고속, 고이송에서 수명이 긴 공구), 그리고 세째로는 산업의 다양화에 따른 피삭재의 변화에 민감한 공구, 즉 난삭재 가공이 가능한 공구로 분류할 수 있다.
기게공업의 근간이라고 할 수 있는 공작기계산업은 첨단산업과 관련한 소재공업의 고도화에 따라 고속 고능률화 및 고정밀화 하여 가는 추세에 있으며 이에대한 성능향상 요구는 앞으로도 계속적으로 이어질것이다. 여기서 공작기계의 가공정밀도 및 가공 능률에 결정적인 영향을 주는 요소는 대부분 주축유닛트 부분이며 최근과 같이 고속 고정밀과 유연성을 추구하는 공작기계에서 주축 시스템이 수행하는 역할이란 매우 중요한 위치를 갖는다. 본 연구는 모터내장형 주축시스템에 관해 정.동적측면에서의 구조설계와 시제품에 대한 평가를 수행하여 활용측면에서의 신뢰성을 높일 수있도록 하는 것을 주요 내용으로 하였다. 즉 연구의 첫단계로서 정적인 측면에서의 구조설계를 하여 연구모델을 결정하였으며 다음단계로서 설정된 구조모델에 대해 유한요소 법(FEM)을 이용한 동적해석을 실시하고 실험해석에 의한 이론해석 과정의 수학적모델을 수정,보완한후 고속회전에서의 동적특성을 실제 현상에 가깝도록 예측하여 설계단계에서의 고속운전특성이 주축계의 동적안정성에 미치는 여러 영향등에 관해 고찰하였다.
공작기계의 고속화, 다축화, 복잡화에 따른 열변형 오차가 공작기계에서 발생하는 오차의 대부분을 차지하고 있다. 이러한 열변형 오차를 최소화 하기 위해 공작기계의 발열부에 차가운 오일을 공급하여 냉각함으로써, 열변형을 제거하는 장치가 오일쿨러이다. 오일쿨러는 제어 방법에 따라 On-off, 가스 바이패스, 인버터 방식 등이 사용된다. 초정밀 공작기계에는 주로 가스 바이패스 및 인버터 방식이 사용되는데, 인버터 방식의 경우 고가(高價)인 관계로 주로 옵션 형태로 사용된다. 가스 바이패스 방식 오일쿨러는 인버터 방식에 비해 가격이 저렴하고 구조가 간다하며 정밀한 온도제어를 할 수 있지만 부하가 낮은 경우 구조적인 한계로 인해 온도제어 불안정을 발생시킨다. 본 연구에서는 기존 바이패스 방식 오일쿨러에서 나타나는 문제점을 해결하고 보다 정밀한 온도제어를 위해 2개의 전자밸브를 갖는 듀얼 밸브 방식 오일쿨러 시스템을 개발하였다. 개발된 듀얼 밸브 오일쿨러 시스템의 성능검증을 위해 정격운전, DIN 8602 규격, ISO/DIS 230-3 운전모드에서 성능을 비교/분석하였다.
우리나라의 공작기계 산업은 IMF 이후 높은 성장을 보이고 있다. 뿐만 아니라 조립공정에서의 정밀 측정기술 또한 많은 발전을 거듭해오고 있다. 또한 최근에는 정밀 측정기와 측정기술의 수출향상으로 괄목할 만한 성장을 보이고 있고, 신기술개발과 연구활동이 활발히 진행되고 있다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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