High-speed movement and high-precision machining are the two most important requirements of present machine tool structures to reduce machining time and to increase the precision of products in various industrial fields such as semiconductor, automobile, and mold fabrication. The high speed operation of machine tools tue usually restricted not only by the low stiffness but also by the low damping of machine tool structures, which induces vibration during high speed machining. If the damping of machine tool structures is low, self induced or regenerative vibrations are bound to occur at high speed operation because the natural frequencies of machine tool structures can not be increased indefinitely. Therefore, the high damping capacity of a machine tool structure is an important factor for high speed machine tool structures. Polymer concrete has high potential for machine tool bed due to its good damping characteristics. In this study, a polymer concrete bed combined with welded steel structure i.e., a hybrid structure was desisted and manufactured for a high-speed gantry-type milling machine through static and dynamic analyses using finite element method. Then the dynamic characteristics were tested experimentally.
한국정밀공학회 2000년도 Handout for 2000 Inter. Machine Tool Technical Seminar
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pp.61-70
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2000
This paper described the current status of machine tool technology and its future trends with a particular emphasis on high-speed machining. People in machine tool industry have continuously sought to serve fast-changing manufacturing industry with economical machining solutins. At presents, it appears that more productivity gain is demanded to shorten time-to-market and machining requirements become more stringent. In this regard, this paper firstly addressed a high-speed spindle as a key element for the next-generation machine tools. The sequel to it apparently went to high-speed feed axes and final discussion included the problem of how to optimize overall system including servo function. Lastly a brief look to NC technology including machine intelligence was taken.
This paper presents a novel reference variable speed control scheme of a BLDC motor for the high-speed blender machine according to the current limit. Because of a pulsating load variation of a high-speed blender machine, the actual speed is pulsated by the current limit in the high-speed region. The proposed control scheme uses a variable reference speed to reduce the speed variation from the current limit in the constant power region. The pulsated load is occurred at the material crushing, then the pulsated load is reduced after grinding. The reference speed is smoothly reduced at the pulsated load variation, then the enough torque can make a constant speed during crushing. When the pulsating load is reduced, the reference speed is automatically increased to the original speed value. The proposed control scheme is verified by experimental result by practical blender machine.
This study has been focused on the development of a high speed feeding type three-dimensional bending machine. It is designed for manufacture of copper pipe for heat exchangers. For the purpose of design of the machine, analysis of bending process, structural analysis and reliability evaluation of the machine by a laser interferometer are carried out. The analysis is carried out by FEM simulation using commercial softwares, DEFORM, MARC and CATIA V5. In addition, the machine has attained high accuracy and repeatability. In order to improve the accuracy of this machine, the maximum speed, positioning accuracy and repeatability of feed are measured by the laser interferometer. The final results of analysis are applied to the design of a high speed feeding type three-dimensional bending machine and the machine is successfully developed.
Vibration/noise analysis as well as strength of gear teeth, roller bearing life. joural bearing design are considered in order to develop the high-speed machine centrifugal pump which had a speed increaser. A Campbell diagram, in which the excitation sources caused by the mass unbalance of the rotors and the transmitted errors of the gearing are considered. shows that. at the operating speed. there are not the critical speed. A high-speed machine centrifugal pump was made in order to evaluate developed speed increaser. Also, strict API standard were introduced for reliability evaluation of developed speed increaser, and performance evaluation were carried out. The result that evaluation items about bearing vibration, shaft vibration, noise, and lubrication temperature were selected, and were tested. a high-speed machine centrifugal pump were able to know what were satisfied with API standard all.
Wind speed forecasting is critical for a variety of engineering tasks, such as wind energy harvesting, scheduling of a wind power system, and dynamic control of structures (e.g., wind turbine, bridge, and building). Wind speed, which has characteristics of random, nonlinear and uncertainty, is difficult to forecast. Nowadays, machine learning approaches (generalized regression neural network (GRNN), back propagation neural network (BPNN), and extreme learning machine (ELM)) are widely used for wind speed forecasting. In this study, two schemes are proposed to improve the forecasting performance of machine learning approaches. One is that optimization algorithms, i.e., cross validation (CV), genetic algorithm (GA), and particle swarm optimization (PSO), are used to automatically find the optimal model parameters. The other is that the combination of different machine learning methods is proposed by finite mixture (FM) method. Specifically, CV-GRNN, GA-BPNN, PSO-ELM belong to optimization algorithm-assisted machine learning approaches, and FM is a hybrid machine learning approach consisting of GRNN, BPNN, and ELM. The effectiveness of these machine learning methods in wind speed forecasting are fully investigated by one-year field monitoring data, and their performance is comprehensively compared.
A high speed rotor balancing machine was developed, which is capable of balancing a flexible rotor in high speed. The machine is largely consisted of vacuum chamber, oil supply system and vacuum pump system. And, in order to investigate performances of the machine, various tests were carried. After high speed rotor balancing of gas turbine engine rotor using influence coefficient method, the flexible engine rotor passed smoothly through its critical speed.
It can be acquired the high effective productivity through of high speed, precision of machine tools, and then, machine tools will be got a competitive power. Industrially advanced countries already developed that the high speed feed is 60m/min using the high speed ball screw. Also, a lot of problems have happened the feed drive system. It is necessary to study about the character of positioning accuracy, heat generation and high speed control for feed drive system of high speed. In this study, we make use of the feed drive system with a ball screw of large-scale-lead. We'll develop the feed drive system at the speed of 60m/min. Using the design of the mechanical element and the high speed control, the basic design concept can be established. After manufacturing one-shaft feed drive system and conducting the performance test, it'll be analyzed properties of the high speed feed drive system.
To maximize the productivity in machining molds and dies, machine tools should operate at high speeds. During the high speed operation of moving frames or spindles, vibration problems are apt to occur if the machine tool structures are made of conventional steel materials with inferior damping characteristics. However, self-excited vibration or chatter is bound to occur during high speed machining when cutting speed exceeds the stability limit of machine tool. Chatter is undesirable because of its adverse effect on surface finish, machining accuracy, and tool lift. Furthermore, chatter is a major cause of reducing production rate because, if no remedy can be found, metal removal rates have to be lowered until vibration-free performances is obtained. Also, the resonant vibration of machine tools frequently occurs when operating frequency approaches one of their natural frequencies because machine tools have several natural frequencies due to their many continuous structural elements. However, these vibration problems are closely related to damping characteristics of machine tool structures. This paper presents the use of polymer concrete and sandwich structures to overcome vibration problems. The polymer concrete has high potential for machine tool bed due to its good damping characteristics with moderate stiffness. In this study, a polymer concrete bed combined with welded steel structure i.e., a hybrid structure was designed and manufactured for a high-speed gantry-type milling. Also. its dynamic characteristics were measured by modal tests.
It can be acquired the high effective productivity through of high speed, precision of machine tools, and then, machine tools will be got a competitive power. Industrially advanced countries already developed that the high speed feed is 50m/min using the high speed ball screw. Also, a lot of problems have happened the feed and servo drive system. It is necessary to study about the character of positioning accuracy, heat generation and high speed/accuracy control for feed/servo drive system of high speed/accuracy. In this study, we make use of high performance vertical machine center with a ball screw of large-scale-lead. Also, we'll apply the high-speed/accuracy control technology in this part of feedforward control, multi-buffering block size, etc. Using the design of the mechanical element and high-speed precision control, the basic design concept can be established.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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