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재제조를 위한 노후 플래너 밀러 주축계의 구조해석을 통한 정적 안정화 설계
이현준(H. J. Lee),이은웅(E. W. Lee),김홍록(H. R. Kim),김진우(J. W. Kim),정원지(W. J. Chung) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
공작기계는 대형구조물이 사용되므로 재제조(Remanufacturing) 효과를 크게 얻을 수 있는 장비이며 중, 대형 공작기계의 대부분을 차지한다. 그 중 플래너 밀러(Planner Miller)는 크기가 매우 커 수십 톤에 이르기까지 재제조를 통한 자원 및 에너지 저감 효과가 매우 높다. 플래너 밀러는 스핀들(Spindle)을 사용하여 공구를 회전시켜 가공물을 절삭 가공하지만 지속적인 가공에 따른 베어링과 공구 안내 면의 불균일한 마모가 발생하고 그로 인해 가공정밀도가 떨어진다. 그리고 스핀들과 같이 일부 기능이 저하되거나 노후화된 부품들은 교환 및 폐기 처리가 된다. 최근에는 부품들의 재활용 및 재사용 등의 필요성이 강조되고 있다. 본 논문에서는 재제조를 위한 노후 플래너 밀러 주축계(Spindle 및 Ram)의 구조해석(Structural Analysis)을 통한 정적 안정화 설계를 진행하고 있다. 재제조 전 스핀들의 상태 분석을 위해 역설계를 통해 비접촉식 3D 스캐너를 이용해서 얻은 스캔 데이터를 활용하여 해석 전용 프로그램인 ANSYS Workbench 를 이용하여 플래너 밀러(Planner Miller)의 주축계의 회전력 및 베어링 고정 조건을 고려한 구속 조건을 설정한 다음에 구조해석을 진행하였다. 따라서 노후화된 플래너 밀러의 주축계 구조해석을 통해 결과를 확인하고 구조적 안전성을 검토하였다.