• 제목/요약/키워드: 주축변위

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굽힘 곡선을 이용한 공작기계 주축의 취약부 규명

  • 이찬홍;이후상
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1994년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.449-453
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    • 1994
  • 공작기계의 가공정밀도는 공구와 공작물간의 상대변위 크기로서 평가되는데, 이 상대변위는 가공중에 발생 하는 절삭력이 공구-척-주축-기계구조물-안내면-가공테이블-공작물로 이어지는 하중전달 폐곡선을 흐르면서 경로상의 정적, 동적 취약부의 주된 영향을 받아 생기거나 각 요소부품의 변형이 누적되어 생겨난다. 본 연구에서는 주축의 취약부를 규명하기 위하여 정적으로는 정적 처짐곡선을 이용하고, 동적으로는 진동모우드의 굽힘곡선을 이용하여 주축선단의 처짐에 가장 영향을 많이주는 부위를 파악하였다. 취약부의 개선방법으로는 주축지름을 변화시켜 주축선단 근처에서 굽힘이 집중되지 않도록 유도하였다. 그리고 구조개선의 효과를 확인 하기 위해서 기존 주축시스템과 개선 주축시스템의 정적, 동적 특성변화를 비교하였다.

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공구 중량조건에 의한 주축변위 특성연구 (A Study on the Main Spindle Deformatin characteristics by the Tool Weight Condition)

  • 김종관
    • 한국생산제조학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.121-128
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    • 1996
  • In order to examine spindle deformation characteristics that affects the performance of dynmic cutting acuracy due to tool weight variation in a experimental spindle. thermal deformation value of operrative spindle by the axial displacement and the radial run out was measured according to the rise of spindle temperature through the laps of operation time and the change of rotational speed under the tool weight variation. A qualitative summary is as follows ; 1) The results show that the tool weight affcets the spindle temperature variation in a experimental spindle. 2) Radial run out and axial displacement was measured according to the rise of the spindle temperature and the performance of dynamic cutting accuracy was affected by the tool weight variation. 3) Axial displacement is 1.3 times larger than the radial run out in a experimental spindle conditions. 4) Axial displacement is continuously elongated when the tool weight is repeatly exchanged since the spindle themal deformaion, however, when the same tool weight is used. the displacement is still constant.

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주축변위를 이용한 표면품위 예측에 관한 연구 (A Study of Surface Roughness Prediction using Spindle Displacement)

  • 장훈근;장동영;한동철
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.15-16
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    • 2006
  • In-process surface roughness prediction is studied in this research. To implement in-process prediction, spindle displacement is introduced. Machined surface's roughness is assumed to be expressed in terms of spindle displacement. In-process measurement of spindle displacement is conducted using CCDS (cylindrical capacitive displacement sensor). Two prediction models are developed. One is simple linear model between measured surface roughness and values by spindle displacement. The other is multiple regression model including machining parameters like spindle speed, fee rate and radial depth of cut. Relation between machined surface roughness and roughness by spindle displacement are verified.

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주축 변위 센서를 이용한 선삭 중의 절삭 진동 측정 (Cutting Vibration Monitoring using a Spindle Displacement Sensor in Turning)

  • 김일해;김진현;박만진;김종혁;양희남;장동영
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.55-61
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    • 2004
  • Chatter monitoring is also important for realizing an unmanned machining system. while many researches were done on this area, it is still a difficult job to detect very small amplitude amount of chattering. A monitoring system using a capacitive spindle displacement sensor was developed to monitor cutting vibration in turning in this research. The variance of the measured spindle displacement signals using the developed sensor was calculated and utilized to quantify the small vibration in machining. The results were compared with variance obtained using a tool dynamometer. The result showed that the developed system could be utilized in monitoring the subtle changes of cutting vibrations with high sensitivity confidence.

주축 변위 신호를 이용한 밀링가공의 채터 감시 (Chatter Monitoring of Milling Process using Spindle Displacement Signal)

  • 장훈근;김일해;장동영
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.140-145
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    • 2007
  • To improve productivity of a metal cutting process, it is required to monitor machining stability in real time. Since cutting environment is harsh against sensing conditions due to vibration, chip, and cutting fluid, etc., it is necessary to develop a robust and reliable sensing system for the practical application. In this work, a chatter monitoring system was developed and its effectiveness was proved. Spindle displacement caused by cutting was selected as a main monitoring parameter. A cylindrical capacitive displacement sensor was adopted. Chatter frequencies were identified through modal analysis. To quantify chatter vibrations, chatter correlation coefficient was introduced. The identification of the monitoring system showed a good agreement with the result of experiment.

고속 주축 Housing의 열거동 억제에 관한 연구

  • 이찬홍;이후상;최대봉
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.613-616
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    • 1993
  • 현재 가공시스템은 생산성 향상을 위해 다방면에 걸쳐 자동화가 시도되고 있고, 한 걸음 더 나아가서 무인화가 추구되고 있다. 이런 상황에서 자동화와 무인화의 효과를 극대화하기 위해 가공공정의 고속화, 즉 주축시스템과 이송시스템의 고속화서 활발히 진행되고 있다. 고속가공의 특징으로는 비절삭 시간의 절약과 절삭시간의 단축을 들 수 있는데 , 구조적으로도 큰 영향을 미쳐서 작은 절삭력의 발생으로 인해 구조물이 고강성화에서 저강성화로 변화되고 있다. 본 연구에서는 고속주축 Housing의 열전달 경로를 관찰하고 열변 위의 양상을 파악해서 전. 후부 베어링의 열발생량 차이에서 오는 주축심의 각변위 억제대책을 제시하고, 주축 Housing의 조립용 기준 핀을 Housing의 Z축방향 열변위가 최소가 되도록 위치를 결정하였다.

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공작기계용 40,000rpm 고속주축의 정·동적 해석과 최적설계에 관한 연구 (Static and Dynamic Analysis and Optimization Design of 40,000-rpm High-Speed Spindle for Machine Tools)

  • 김동현;이춘만;최현진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권1호
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    • pp.105-111
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    • 2013
  • 주축은 공작기계의 핵심요소로서 주축의 정 동적 특성은 공작물의 가공정밀도에 직접적으로 영향을 미친다. 주축의 특성은 축 크기, 베어링 간격, 내장모터의 위치 등에 의해 결정된다. 그러므로 축 크기, 베어링 간격, 모터위치의 선정은 주축 특성을 개선하는데 중요한 요소라 할 수 있다. 본 논문은 40,000rpm 고속주축의 정 동적 해석과 최적 설계에 관한 연구로, 유한요소해석과 최적화를 위한 통계분석을 하였다. 이를 위하여 반응표면법을 사용하여 목적함수와 설계변수를 최적화하였다. 최적화 대상은 주축의 고유진동수의 최대화와 변위의 최소화이다. 설계변수는 축길이, 축직경, 베어링 간격, 모터위치로 선정했다. 최적설계를 통해 도출된 설계안으로 초기모델보다 개선된 결과를 얻을 수 있었고, 본 연구의 결과를 주축 설계에 적용하면 주축의 정 동적 특성 개선에 도움이 될 것으로 기대된다.

고속 주축 상태 모니터링용 유도형 변위 센서의 특성 평가 (Characteristics Evaluation of Inductive Position Sensor for the State monitoring of a High Speed Spindle)

  • 신우철;홍준희;이동주
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.65-68
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    • 2002
  • In a high speed spindle system, it is very important to monitor the state of rotating rotor. Particularly in active control spindle system, the position sensor must provide feedback to the control system on the exact position of the rotor. In order to monitor the state of a high speed spindle exactly, High accuracy and wide frequency bandwidth of sensors are important. This paper describes the factors which has an effect on performances of inductive position sensor. We also report the experimental results that characterize the performances of the inductive position sensor.

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주축 변위 측정을 통한 공구 마모 진단에 관한 연구 (A Study on Tool Wear Diagnosis by Measuring Spindle Displacement)

  • 김진현;김일해;장동영;한동철
    • 한국정밀공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.222-228
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    • 2003
  • A reliable tool wear monitoring technique is the one of important aspects for achieving an integrated and self-adjusting manufacturing system. In this paper, a tool wear estimation approach for turning is proposed. This approach uses the model of cutting force, spindle displacement and their relation. A series of experiments were conducted by designing experimental techniques to determine the relationship between flank wear and cutting force coefficient as well as cutting parameters such as cutting speed, depth of cut and feed. The proposed model performance has shown that the spindle displacement model predicts tool wear with high accuracy and spindle displacement signal is possible to replace cutting force signal.

주축 변위 센서를 이용한 절삭력 측정에 관한 연구 (A Study on Cutting Force Measurement Using Cylindrical Capacitance-Type Spindle Displacement Sensor)

  • 김일해;박만진;장동영;한동철
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2001년도 춘계학술대회 논문집(한국공작기계학회)
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    • pp.89-94
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    • 2001
  • A cylindrical capacitance-type spindle displacement sensor was designed and tested in the hard turning as a way to develop a sensor that can estimate cutting forces without using a tool dynamometer. The displacement sensor was installed between the face of spindle cover and the chucking element, and measured pure radial motion of the spindle. Ceramic inserts and tool steel workpieceof 65 Rc were used during the hard turning tests. The signals from the sensor showed the same pattern of cutting force variations as those from the tool dynamometer. The research results showed that the developed sensor could be utilized as an effective and cheap on-line sensing device to estimate cutting forces.

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