• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.1157-1163
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• 2009

CNC 공작기계들을 이용한 품질향상과 생산성 향상을 위하여 2,3축 CNC 공작기계들에 부가축(2축)을 추가하여 생산 공정개선을 위해 노력하고 있다. 일반적인 CNC 공작기계들의 가공공정보다는 가공물의 공정간 이동이 현저히 줄어들기 때문에 생산성 향상과 더불어 정밀도 유지가 향상되기 때문이다. 그런데 기계가공 현장에서는 일반적으로 CAD(2.5D)와 CNC 공작기계의 수동프로그램 작업에 익숙한 작업들이 많다. 따라서 부가축을 추가한 CNC 공작 기계들의 원활한 활용을 위해 CAD/CAM의 VBScript을 활용하여 다축, 다공정 가공프로그램을 편리하게 작성할 수 있도록 한 것이다. VBScript을 컴파일하여 CAD/CAM Software(2.5D)에서 밀링용 Face Cutter의 Insert Tip 자리를 대상으로 수행한 결과 수동 프로그램 작성 시간 단축은 물론 복잡한 Multi CAD/CAM Software보다는 접근성이 편리하며, 다양한 제품들을 빠르게 프로그램 할 수 있었다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.1-7
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• 2007

In this paper, we present a machining time estimation algorithm for 5-axis high-speed machining. Estimation of machining time plays an important role in process planning and production scheduling of a shop. In contrast to the rapid evolution of machine tools and controllers, machining time calculation is still based on simple algorithms of tool path length divided by input feedrates of NC data, with some additional factors from experience. We propose an algorithm based on 5-axis machine behavior in order to predict machining time more exactly. For this purpose, we first investigated the operational characteristics of 5-axis machines. Then, we defined some dominant factors, including feed angle that is an independent variable for machining speed. With these factors, we have developed a machining time calculation algorithm that has a good accuracy not only in 3-axis machining, but also in 5-axis high-speed machining.

• 한국CDE학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.422-428
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• 2006

In this paper, an NC data optimization approach for enhancing 5-axis machining speed is presented. It is usual to use expensive commercial CAD/CAM programs for NC data of 5-axis machining, since it needs very large calculations for optimal tool positioning and orientation, tool path planning, and collision-free tool path generation. Since commercial CAD/CAM systems have similar functions and efficiency based on common algorithms of reliable theories, they do not have their own unique features for machining speed and efficiency. In other words, most commercial CAD/CAM systems consider only the characteristics of part geometry to be machined, which means that they generate almost the same NC data if the part to be machined is the same, even though different machines are used for the pin. A new approach is proposed for optimizing NC data of 5-axis machining, which is based on the characteristics of the machine to be operated. As a result, the speed of 5-axis machining can increase without losing machining accuracy and surface quality.

• 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.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1994년도 추계학술대회 논문집
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• pp.199-204
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• 1994

A method for determining the collision-free tool orientation for 5-axis milling is presented. In 5-axis milling, the proper tool orientation as well as the optimal CC-data has to be selected to machine the workpiece efficiently and accurately and accurately. Essentially, the tool orientation should be determined to avoid collisions between the tool and workpiece and to enable efficient machining. In this work, the tool orientation is determined at every CC-point which is assumed to be given. The procedure uses the potential energy method that assumes the tool and the part surfaces are charged with static electricity. This approach can detect can deteat both global and local collisions (gouging) irrespective of the tool shape. Further, in order to increase the machining efficiency, the material removal rate is maximized simultaneously.

• 한국CDE학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.34-41
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• 2002

Five-axis NC machining, in general, is utilized in fabricating impellers, turbine blades, marine propellers that can be machined more effectively rather than three-axis machining. There have been many researches concerning tool interference avoidance, optimization of tool orientation. The C-space or Configuration-space was originated from the robotics area, which depicts interference-free joint-values in motion planning. In the paper we propose an optimizing scheme by which the maximum effective-radius of a face-milling cutter can be achieved for each CC(cutter-contact) point. Also the concept of a C-space for a CC point, the effective-radius map for 5-axis face-milling, and some illustrative examples of marine propeller machining, are presented.

• 대한치과보철학회지
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• 제48권4호
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• pp.294-300
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• 2010

연구 목적: 컴퓨터-가이드 임플란트 수술은 전통적인 방법에 비해 여러 가지 장점을 가진다. 본 연구의 목적은 가이드 수술용 템플릿 제작을 위한 좌표동기화 5축 정밀가 공공정의 정확도를 범용 CAD 소프트웨어를 통해 역설계공학의 방법으로 평가하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 악궁 형태의 모형에 거타퍼쳐 스타핑을 매식한 10 개의 모형을 만들고 상부에 실리콘 인상재를 이용하여 인공치은을 덮어 스타핑의 위치를 보이지 않게 가렸다. 모형의 하면에 동기화를 위한 좌표동기화 형상을 만든 뒤 Cone beam CT에서 3차원 영상을 얻었다. 임플란트 계획 소프트웨어의 CT 이미지 상에서 매식된 스타핑과 동일한 방향으로 스타핑의 1/2 깊이까지 가상의 시술계획을 하고, 스타핑의 방향벡터와 저지점 (1/2지점) 데이터를 석고모형의 영상으로 좌표동기화 하였다. 이후 모형하면의 좌표동기화 형상을 이용하여 가공기기상의 좌표로 좌표변환을 통해 가공좌표동기화를 하였다. 5축 밀링머신의 좌표동기화판에 모형을 고정한 후, 동기화된 가공데이터에 의거하여 스타핑과 동일한 직경의 드릴로 계획된 벡터와 깊이로 정확히 가공 하였다. 모델에 정확히 안착되는 인상트레이를 CT 장비에 미리 고정한 상태에서, 인상트레이에 모델을 적합하여 이미지를 획득한 뒤 3차원 재구성하는 방법으로 영상을 중첩하여 비교 분석하였다. SolidWorks (Dassault Systems, Concord, USA) 범용 CAD 상에 영상을 불러들여 역설계공학의 방법으로 실린더 상부, 하부의 중점에서의 위치편차와 각도편차를 조사하였다. 통계는 SPSS (release 14.0, SPSS Inc., Chicago, USA)를 이용하여 각 편차 사이의 상관관계를 분석하였다 ($\alpha$ = 0.05). 결과: 위치 편차로 인하여 모든 드릴 보어 (bore)에서 상부 1/2에 잔존하는 거타퍼쳐의 일부를 관찰할 수 있었다. 실험 모형상에서 계획된 이미지와 드릴링 후CT에서 역설계를 거친 이미지 사이의 위치편차는 상부에서 0.31 (0.15 - 0.42) mm, 하부에서 0.36 (0.24 - 0.51) mm, 각도편차는 1.62 (0.54 - 2.27)$^{\circ}$이었다. 실린더 상부와 하부 위치 편차는 양의 상관관계를 가졌다 (Pearson Correlation Coeffocient = 0.904, P= .013). 결론: 좌표동기화 5축 정밀가공 공정은 가이드 수술용 템플릿을 제작하는 데에 적합한 정확도를 가진다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.31-40
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• 1992

본 연구에서는 CAD 시스템의 테이터구조로 부터 특성을 추출하여 CAPP 시스템 의 입력으로 사용되는 형상특징을 자동적으로 인식하고 형상특징의 관련정보를 생성하 는 형상특징인식시스템을 개발하는데 있다. X.Y.Z 축에 수직인 평면들로 구성되는 비회전형상부품을 대상으로 하여, 주로 밀링작업과 연관이 있는 관통슬롯, 막힌슬롯, 관통스텝, 막힌스텝, 포켓의 5가지 형상특징을 자동적으로 인식하는데 특히 X.Y.Z축에 수직인 평면들로 구성되고 내부에 볼록 부위가 업는 형상 특징을 대상으로 한다. CAD시스템은 AutoCAD를 사용하여 퍼스널 컴퓨터에서 시스템을 개발한다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.347-358
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• 2000

The view dependency of typical spatial-partitioning based NC simulation methods is overcome by polygon rendering technique that generates polygons to represent the workpiece, thus enabling dynamic viewing transformations without reconstruction of the entire data structure. However, the polygon rendering technique still has difficulty in realizing real-time simulation due to unsatisfactory performance of current graphics devices. Therefore, it is necessary to develop a mesh decimation method that enables rapid rendering without loss of display quality. In this paper. we proposed a new mesh decimation algorithm thor a workpiece whose shape varies dynamically. In this algorithm, the 2-map data thor a given workpiece is divided into several regions, and a triangular mesh is constructed for each region first. Then, if any region it cut by the tool, its mesh is regenerated and decimated again. Since the range of mesh decimation is confined to a few regions, the reduced polygons for rendering can be obtained rapidly. Our method enables the polygon-rendering based NC simulation to be applied to the computers equipped with a wider range of graphics cards.

• 한국CDE학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.35-43
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• 2004

It is well known that the five-axis machining has advantages of tool accessibility and machined surface quality when compared with conventional three-axis machining. Traditional researches on the five-axis tool-path generation have addressed interferences such as cutter gouging, collision, machine kinematics and optimization of a CL(cutter location) or a cutter position. In the paper it is presented that optimal CL data for a face-milling cutter moving on a tool-path are obtained by incorporating TSS(tool swept surface) model. The TSS model from current CL position to the next CL position is constructed based on machine kinematics as well as cutter geometry, with which the deviation from the design surface can be computed. Then the next CC(cutter-contact) point should be adjusted such that the deviation conforms to given machining tolerance value. The proposed algorithm was implemented and applied to a marine propeller machining, which proved effective from a quantitative point of view. In addition, the algorithm using the TSS can also be applied to avoid cutter convex interferences in general three-axis NC machining.