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상용 공작기계를 이용한 절삭 이송속도 최적화 기술 검증
오준영(J. Y. Oh),이우진(W. J. Lee),심범식(B. S. Sim),최성진(S. J. Choi),채민서(M. S. Chae),신기성(K. S. Shin),이원균(W. Lee) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
밀링 가공 시 절삭 이송속도는 가공 공정의 사이클 타임을 결정하는 요소로, 일반적으로 공구 메뉴얼의 권장 조건을 바탕으로 결정한다. 하지만 권장 조건은 홈절삭 가공을 기준으로 결정된 값으로, 특수 소재 가공, 측면절삭 가공 시 최적값이 달라질 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 절삭 이송속도에 적응제어를 적용하여 절삭 부하를 일정하게 유지하는 기법들이 개발되고 일부 상용화가 되었지만, 기술의 신뢰성이 낮고, 절삭 이송속도가 실시간으로 변화하여 공정 시간이 일정하지 않다는 단점이 있어 활용도가 떨어진다. 본 연구에서는 공정 정보를 바탕으로 절삭 부하 예측모델을 도출하여 절삭 부하를 일정하게 유지하기 위한 최적의 절삭 이송속도를 도출하는 기술을 개발하고, 그 성능을 검증하였다. G code 의 해석기를 구성하여 공구의 위치와 가공 조건을 추출하고, 가공 중 측정된 절삭 부하를 바탕으로 절삭 부하 예측모델을 구축하여 G code 라인별 절삭력을 예측하였다. 이를 바탕으로 절삭 부하를 목표값으로 유지하기 위한 절삭 이송속도를 도출하고, G code 를 수정하여 이를 적용하는 알고리즘을 제작하였다. 상용 공작기계에 절삭 이송속도 최적화 기술을 적용하여 가공 실험을 수행하였으며, 적용 전/후의 절삭 부하와 사이클 타임의 비교를 통해 제안한 기술의 성능을 검증하였다.