• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.655-662
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• 2014

본 논문에서는 상온과 원전 설계온도에서 증기발생기 전열관의 축방향과 원주방향 응력-변형률 거동과 인장물성치를 파악하기 위해서, 튜브 시편과 링 시편을 이용하여 상온과 $343^{\circ}C$에서 Alloy 690TT 전열관에 대한 인장시험을 수행하였다. 축방향 인장시험 결과 상온과 $343^{\circ}C$에서 모두 항복점 현상이 관찰되었으며, $343^{\circ}C$에서는 Serration이 관찰되었다. 축방향과 원주방향 모두 상온에 비해 $343^{\circ}C$에서 강도는 감소하였으나 연신율은 거의 변화가 없었다. $343^{\circ}C$에서 가공경화율은 상온에 비해 약간 감소하였으나, 가공경화 거동의 변화는 없었다. 시험 온도에 관계없이 축방향에 비해 원주방향의 항복강도와 인장강도가 약 5 10% 정도 낮았다. 시편 방향에 관계없이 상온 대비 $343^{\circ}C$에서 Alloy 690TT 전열관의 항복강도와 인장강도 감소는 ASME Sec.II의 온도 보정계수에 의해 예측된 것보다 큰 것으로 확인되었다.

• 실천공학교육논문지
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• 제15권1호
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• pp.119-126
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• 2023

오늘날 자동차의 연비 향상 과 동적 거동 향상을 위해서 자동차 부품의 경량화 및 간소화 시대가 형성되고 있다. 설계와 제작의 간소화를 위해 제품 형상을 다양한 부품의 일체화로 진행되고 있다. 예를 들어 3개의 제품을 1개의 제품화 시키기 위해서 아주 협소한 부분까지 제품 가공하는 일이 발생되고 있다. 기존의 부품의 경우 가공의 편의성을 위해 정밀 다이캐스팅 또는 주물 생산으로 가공 후 조립하는데 다중 조립체(multi-piece) 방식은 공정수가 많이 필요로 하며, 부품의 정밀도와 강도를 저하시키는 요인이 된다. 가공 공정을 단순화 시키고 부품의 강도를 확보하기 위해서 일체형으로 제작하는 것이 단점을 극복하는데 매우 유리하지만 깊고 좁은 포켓 부분을 가공 할 경우 장비 자체 스핀들로는 가공이 불가능하다. 문제점을 해결하고자 절삭가공에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 다축 복합가공 기술은 이러한 문제점을 해결할 뿐만 아니라, 지금까지 하나의 공작기계로 여러 공정에 따른 유연한 절삭가공이 어려웠던 복합 형상에도 절삭가공이 가능하다는 등 많은 장점을 가지고 있다. 하지만 고가의 장비로 인하여 제조경비 상승과 기계를 운영할 수 있는 기술자가 부족한 것이 현실이다. 5축 절삭 가공기에서는 깊고 협소한 구간의 제품을 생산할 때 공구의 간접으로 제품 생산에 사이클 타임이 늘어남은 물론 가공상에 문제점들이 많이 발생된다. 따라서 전용 공작기계 및 다축 복합가공기를 사용해야 한다. 그 대안으로 3축 머시닝센터에서 5축 이상의 다축 복합가공을 할 수 있는 특수 공구로서의 앵글 스핀들(angle spinde)이 사용될 수 있다. 앵글 스핀들 사용함으로 가공 진동 흡수, 낮은 열 발생과 작동 안정성, 우수한 치수 안정성, 강도 확보와 같은 분야에서 다양하고 지속적인 연구가 필요하다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권5호
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• pp.501-509
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• 2001

증기발생기 전열관에서 1차측 응력부식균열의 발생빈도가 증가하고 있으므로 이의 정확한 탐지와 평가를 위해서는 균열 형상에 따른 와전류 신호특성을 규명하고 적합한 탐촉자를 선정하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 증기발생기 전열관의 내면 축방향 균열에 대한 와전류 검사의 검출능과 크기예측에 대한 신뢰도를 정량적으로 평가하고 pancake coil과 plus coil과의 신호특성 차이를 비교하였다. 이를 위하여 전열관 내면에 EDM으로 노치를 가공한 시편과 실제 증기발생기에서 1차측 응력부식균열이 발생하여 인출한 전열관을 시험편으로 사용하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 토대로 내면 축방향 균열에 대한 와전류 검사 신뢰도 향상을 위한 방안을 제시하였다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.291-296
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• 2009

This paper presents a post-processing algorithm for 5-axis machines with three rotary axes (3R-2L type). 5-axis machining needs the postprocessor for converting cutter location (CL) data to machine control (NC) data. The existing methods for post-processing use inverse kinematics equations from for-ward kinematics. However in case of 5-axis machines with three rotary axes, the inverse kinematics equations are not induced directly since the forward kinematics equations are non-linear. In order to get the joint values from the forward kinematics equations, previous algorithms use numerical method for the post-processing, which needs searching algorithms with computation time and may result in fail. This paper proposes a geometric method for the post-processing of 3 rotary type 5-axis machines. Our algorithm has three advantages: first, it does not need establishing forward kinematics equations. Second, it is reliable method that eliminates any numerical methods for the inverse kinematics, resulting in the exact solution. Finally, the proposed algorithm can also be applied to 2R-3L type of 5-axis machines.

• 한국CDE학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.153-161
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• 2008

This paper proposes an efficient algorithm for deriving inverse kinematics equation of 5-axis machine. Because the joint order and direction of 5-axis machine are different for each type of machine, each type of machine needs its own inverse kinematics equation for post-processing of NC data. Also derived inverse kinematics equation may cause problems of indeterminate and inconsistent solution. In order to resolve these problems, we have developed a generic method to derive direct kinematics equation by considering orthogonal joints of 5-axis machines. Using this method, we also have proposed a general algorithm for deriving inverse kinematics equation for various types of 5-axis machines.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권5호
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• pp.467-473
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• 2013

Diverse approaches for reducing the total energy consumption of machine tools have been introduced and developed, to cope with rapid increase of total energy costs in world-wide manufacturing industries. To realize the improvement of the energy efficiency, systematic and integrated strategies must be considered, including energy-saving design, optimized control operation and concrete evaluation of the energy efficiency. This paper proposes key enabling technologies required to improve the energy efficiency of 5-axis multi-functional machining tools, considering both of system design and operation in the real production environments. Related standardized procedures of the energy efficiency evaluation is also represented.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.243-244
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• 2006

In this paper, the development of an error measurement system of 5-axis mill & turn machine tool presented by double ball bar test, which has been widely used to measure the overall accuracy of machining center. and the reliability of an error measurement system of 5-axis mill & turn machine tool was secured by the direct cutting test.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.277-284
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• 2018

최근 다축 가공을 통한 정밀가공의 수요가 크게 증대되고 있다. 그러나 5축 이상의 다축 공작기계는 기하학적 관계가 복잡하여 공작기계의 기하학적 정밀도 평가와 분석이 어렵다. 본 연구에서는 먼저, 여러 가지 규정으로 분산되어 있는 KS/ISO 규격을 정리하여 다축 공작기계의 기하학적 정밀도 평가 항목을 체계화하였다. 또한, 다축 공작기계의 정밀도를 평가하고 분석하기 위해 표준공작물을 제안하였고, 표준 공작물을 사전에 정해진 방법과 절차에 따라 가공한 후, 가공면을 3차원 측정하여 분석하였다. 그 결과 표준공작물의 가공 결과와 공작기계의 정밀도가 정성적 및 정량적으로 매우 유사함을 확인하였다. 이 결과로부터 다축 공작기계의 정밀도 분석이 표준공작물의 가공만으로 가능함을 확인할 수 있었다.

• 기계저널
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• 제18권3호
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• pp.18-24
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• 1978

열고환기에는 boiler와 같이 다량의 열 energy를 취급하는 것을 비롯하여 가정용 냉장고, 냉방기 기와 같이 비교적 적은 양의 열 energy를 취급하는것, 가종 고온 gas-gas 열교환기, 초전도송전 등의 초저온기기에 부속되는 저온열교환기 혹은 배열회수, 태양열이용을 위한 장치에 포함되는 열교환기등이 있으며, 그 종류와 내용에 있어서 다양하다. 따라서 새 형식의 열교환기 혹은 우수 한 전열특성을 갖는 표면, 형상을 갖는 전열관의 연구, 개발은 한층더 절실하게 요망된다. 최근주 목을 받고 있는 열교환기용전열관중에는 관축방향을 따라 표면을 파상으로 가공한 것(corrugate 식)과 축과 평형이 되게 만든 좁은 흠을 갖는 관(fluted tube)등이 있는데 이들에 있어서는 다같 이 표면의 요철에 의한 면부근의 난동을 촉진시켜서 우수한 대류열전달의 특성을 갖도록 하고 있다. 한편 응축과 비등등의 상변화를 동반하는 열전달에 대해서는 세구, 기공질금속층, 세공등을 갖는 면에 관해서 새로운 관심이 집중되고 있다. 이 후자의 전열면은 유축열전달에서는 평활면보 다 약10배의 높은 열전달율을 가지며 불등열전달에서는 벽면과 액의 온도차는 평활면의 경우보다 약1/5의 값을 갖는다. 동시에 한계열유속은 5활이상으로 증가시킬 수 있음이 알려져 있다. 따라서 본론에서는 후자의 전열면중에서 최근에 알려진 비약적으로 높은 전열성능을 갖는 전열면에 관해 서 소개하기로 한다.

• 실천공학교육논문지
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• 제14권1호
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• pp.119-125
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• 2022

교육용으로 사용되는 피삭재(소재)는 SM20C, Al6061, 아크릴 등의 소재를 사용한다. SM20C 소재는 탄소강으로서 자격증 시험 및 기능경기대회에서 많이 사용되지만 산업현장에서도 많이 사용된다. Al6061 소재는 탄소강에 비하여 경도가 낮아지고 전성(연성)이 강한 소재이기에 공구의 구성인선이 많이 발생하는 소재라고 한다. 아크릴 소재를 이용하여 학생들에게 실습지도 하면 어느 부분에서 과다 절삭으로 인하여 진동이 발생하고 공구의 파손이 발생하는 소재이다. 이러한 과정에서 5축장비인 2NC헤드에게 가해지는 충격이 정밀도 제어에는 어느정도 영향을 줄 수 있는지 알아본다. 5축장비의 가장 취약한 부분은 AC축을 제어하는 헤드가 가장 약한 부분이라 할 수 있다. 이 부분의 정밀도 및 누적 공차가 발생할 경우 모든 제품의 정밀도가 떨어지는 현상이 발생한다. 따라서 2NC헤드의 핵심적인 부분, 스핀들 하우징은 Al7075 T6(미국 알코아사) 소재를 사용하여 진행하였다. 이 소재에서 작용되는 진동 및 절삭 과정에서 힘을 극한조건에서 유한요소 해석으로 적용되는 값을 밝혀 내고자 해석을 진행하였다. 이러한 해석 데이터를 활용하여 학생들이 5축절삭 보다 5축가공기의 구조를 보고 이해하는데 도움이 되기를 기대한다.