선반 및 밀링 겸용 다축 복합가공기의 정밀도 검증을 위한 표준공작물에 대한 연구

신재훈,김홍석,윤재웅 한국융합학회 2018 한국융합학회논문지 Vol.9 No.11

최근 다축 가공을 통한 정밀가공의 수요가 크게 증대되고 있다. 그러나 5축 이상의 다축 공작기계는 기하학적 관계 가 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. Recently, the demand for precision machining through multi-axis machining has been greatly increased. However, it is difficult to evaluate the geometrical accuracy of the machine tool because of its complicated geometric relationship. In this study, we organized the KS/ISO specifications which are distributed in various regulations, and re-organized the geometrical precision evaluation items of multi-axis machine tools. In addition, a test workpiece was proposed to evaluate and analyze the accuracy of a multi-axis machine tool, and a test workpiece was machined according to predetermined methods and procedures, and then the machined surfaces were measured using CMM. As a result, it was verified that the machining results of the standard workpiece and the precision of the machine tool were very similar qualitatively and quantitatively. From these results, it can be confirmed that the precision analysis of the multi-axis machine tool is possible only by machining the test workpiece.

제품 아키텍처가 추격 성과에 미치는 영향에 대한 탐색연구: 우리나라의 공작기계 수치제어장치 개발 사례를 중심으로

곽기호,김원준 기술경영경제학회 2016 Journal of Technology Innovation Vol.24 No.2

그간 우리나라 등 후발주자의 추격과 그 성과에 대해 다양한 연구가 수행되었 으나, 후발주자가 개발한 제품의 아키텍처가 추격 성과에 미친 영향에 대한 논의는 극히 부 족하였다. 또한 공작기계의 움직임을 자동으로 제어하는 핵심 부품인 수치제어장치 분야에 서 우리나라는 반도체, 조선, 자동차 산업과 달리 과거 40년에 가까운 기간 동안 다양한 개발 체제 운영과 정부 지원에도 불구하고 제한적인 추격 성과를 보이거나 추격에 실패하였다. 이 에 따라 본 연구에서는 우리나라 공작기계 수치제어장치 개발 사례를 중심으로 제품 아키텍처가 추격 성과에 미친 영향을 탐색적으로 고찰하였으며, 이를 위해 동 분야의 후발주자임에 도 불구하고 세계 선도 기업으로 성장한 일본 화낙의 수치제어장치 아키텍처 진화 사례에 대 한 심층 분석을 병행하였다. 연구결과 일본 화낙은 1980년대 중반 이후 수치제어장치 아키텍 처의 개방형 모듈화를 달성함으로써 다양한 공작기계 생산 기업의 요구 사항에 부응하면서 대량 생산을 통한 원가 절감이 가능한 수치제어장치를 개발⋅생산하는 데 성공하였다. 이를 통해 화낙은 시장 점유율 확대 및 뛰어난 성과를 달성하였음을 발견하였다. 반면 우리나라는 1970년대 말 이후 약 40년 간의 추격 노력에도 불구하고 수치제어장치 아키텍처의 개방형 모 듈화를 달성하지 못함으로 인해 다양한 수요 기업이 생산하는 공작기계에 채택되는데 실패 하였으며, 결과적으로 제한된 추격 성과에 그치고 말았다. 또한 이러한 제한적인 추격 성과 는 개발 주체의 파산과 매각, 폐쇄 등으로 이어지면서 기술적 지식의 누적에 큰 어려움을 겪 었으며, 이로 인해 수치제어장치 아키텍처의 개방형 모듈화를 달성할 수 있는 만큼의 기술을 축적하거나 설계 역량을 확보하지 못했음을 발견하였다. 본 연구 결과는 제품 아키텍처 관점 에서 후발주자의 추격 성과를 규명하고, 성공적인 기술 추격에도 불구하고 시장추격에 실패 하는 원인을 규명할 수 있는 이론적 기반을 구축하는 데 그 의의가 있다. Despite many previous studies on catch-up, understanding on the effect of product architecture developed by latecomers on the catch-up performance remains limited. On the other hands, in contrast to the semiconductor, ship building, and automotive industry, even if Korean industry and government have invested the development of numerical controllers for machine tools in the past four decades, the industry and government have failed to achieve catch-up. Therefore, we newly examine the effect of product architecture on the catch-up performance of the Korea by implementing comparative research with periods on the evolution of product architecture of Fanuc’s numerical controllers, which have achieved the largest market share in the world. We found that Fanuc developed open modular architecture based numerical controllers and provided product with customization of user requirements as well as cost effectiveness. Consequently, Fanuc has sustained market leader position since the mid-1980s. However, despite all the efforts of the industry and government, we found that the Korea failed to develop open modular architecture based numerical controllers and could not achieve significant catch-up performance. Our findings provide important theoretical backgrounds for examining the catch-up performance as well as investigating the reason why latecomers failed to achieve market catch-up even if they accomplished technological catch-up.

2007년 개정 교육과정에 의한 ‘기계 공작법' 교과서 편찬 방안 연구

김기수,우연재 대한공업교육학회 2009 대한공업교육학회지 Vol.34 No.2

본 연구에서는 2007년 개정 교육과정 공업계열 고등학교 전문교과 교육과정에 근거하여 '기계 공작법' 교과의 단원 내용을 선정하고, '기계 공작법' 교과의 편 찬 방안을 제시하고자 첫째, 현행 7차 교육과정의 '기계 공작법' 교과서를 분석 하여 2007년 개정 교육과정의'기계 공작법' 교과서 집필을 위한 면담지를 작성하 였다. 둘째, 면담 조사를 통하여 '기계 공작법' 교과서의 개선안을 도출하고 교과 내용을 선정하였다. 셋째, 선정된 교과내용은 집필진 및 심의진으로 구성된 전문 가 협의회를 통하여 소단원 내용 구성을 수정․보완 하였다. 이 연구를 통하여 2007년 개정 교육과정과 7차 교육과정에 제시된 '기계 공작 법' 교과서의 대단원 및 중단원 내용 구성에서 변화된 단원 내용을 확인하였다. 둘째, 현행 '기계 공작법' 교과서의 단원 내용 구성에서 개선되어야 할 내용을 추출하여 2007년 개정 교육과정의 '기계 공작법' 교과서의 소단원 학습 주제를 수정․보완하였다. 셋째, 2007년 개정 교육과정의 '기계 공작법'교과서의 대단원, 중단원, 소단원에 대한 내용 구성을 제시하였다 The aim of this study is to select lesson contents of 『Manufacturing Processes』textbook and to provide means to improve the compilation strategy based on the 2007 revised national curriculum. For accomplishing this purpose of the study, reviews of 『Manufacturing Processes』textbook by 7th national curriculum and questionaries are conducted. Contents organization of lessons is done by specialists. The results are as followed: first, Changing in contents organization of units and chapters in 『Manufacturing Processes』textbook based on the 2007 Revised National Curriculum is confirmed. Second, learning subjects of lessons are reformed and complemented. Third, contents organization of units, chapters, lessons are indicated

공작기계 설계자동차 적용방안 연구

여진욱,편영식 한국공작기계학회 1999 한국공작기계학회 추계학술대회논문집 Vol.1999 No.-

The purpose of the present. paper are not to develope machine tools of new concepts and advanced mechanisms but to introduce and apply new methods and concepts in the design procedure by using and changing the previously existing technologies. In this paper 3D modeller was proposed for designing machine tools and the design automation software(DesignMecha 2000) was used. 3D modeller enabled more fast design and the better manufacturability checking than 2D one so that design error was dramatically reduced. As designer may easily understand the real shape of a part and assembly object, it's easy to draw the drawings not only in a conceptual design but also in a detailed design. Also, design automation software enabled designer to consider the real important design parameters by reducing time to spend in estimating and calculating the strength of the model by the computer aided automatic calculation instead of a tedious and complex: calculation by manual method and help him to easily make the decision for selecting the stocks and design the structure of part or unit of machine tools.

사례분석을 통한 공작기계의 제품 아이덴티티 표현 특성 연구

장영주 한국상품문화디자인학회 2020 상품문화디자인학연구 Vol.62 No.-

In the era of the 4th industrial revolution, competition among companies is intensifying as the expansion of smart factories and the diversification of various machine designs related thereto. At this time, machine design in the machine tool field combines past functions and various design elements of the machine centered to express the company's identity in terms of aesthetics, while trying to secure competitiveness of companies, brands, and products. Thus, this research was conducted to discover identity elements and to utilize them in product design strategies for strengthening product/brand competitiveness of machine tool product design. As a research method, a theoretical review of identity and previous studies related to the role and use of identity in product design were analyzed. Based on this, while examining the design of major products of machine tool manufacturers, the characteristics of the elements expressing the product identity and implications were derived. As a result of the study, despite the limitation of the production method of sheet metal bending, the company tried to express the image of the company in various ways, such as the combination of detailed design, color, graphic, and sculpting of form. These results will help develop the identity and design of machine tool products in future machine tool design, which will help enhance the image of companies, brands, and products and give them a competitive advantage. 4차 산업혁명 시대의 스마트 팩토리 확대와 그와 관련된 기계 디자인이 다양해지면서 기업 간의 경쟁이 심화되는 현 시기 에 공작기계 분야에서의 기계 디자인은 과거 기능 · 기계 중심에서 다양한 디자인 요소가 융합되어 심미적인 측면과 함께 기업의 아이덴티티를 표현하면서 기업과 브랜드, 제품의 경쟁력 확보를 위해 노력하고 있다. 이에 본 연구에서는 공작기계 제품 디자인의 제품/브랜드 경쟁력 강화를 위한 아이덴티티 요소의 발굴과 제품디자인 전략에 활용하기 위해 아이덴티티 에 대한 이론적 고찰과 제품디자인에서의 아이덴티티가 역할 및 활용과 관련한 선행연구를 분석하였으며, 이를 기반으로 공작기계 제조업체의 주요 제품들의 디자인을 살펴보면서 제품 아이덴티티를 표현하고 있는 요소들의 특성과 함께 시사점 을 도출해보았다. 연구 결과, 철판절곡이라는 생산방식의 한계에도 불구하고 기계의 부속 제품의 디테일 디자인, 컬러, 그 래픽, 조형의 조합 등 다양한 방법으로 기업의 이미지를 표현하고자 하였다. 이와 같은 결과는 향후 공작기계 디자인 시 공작기계 제품의 아이덴티티와 디자인 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 보이며, 이를 통해서 기업과 브랜드, 제품의 이미 지 제고와 경쟁 우위 선점에 기대할 수 있을 것이다.

해석적 방법을 통한 3 축 공작기계의 기하학적 오차 민감도 분석

박성령(Sung Ryung Park),양승한(Seung Han Yang) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集A Vol.36 No.2

본 연구는 3 축 공작기계에 있어 기하학적 오차가 체적 오차에 미치는 영향을 해석적 방법으로 분석하는데 목적이 있다. 먼저 기하학적 오차가 공작기계의 체적 오차에 미치는 영향을 제시하는 수학적 모델인 오차합성모델에 대해 분석한다. 민감도 분석은 분산 기반의 방법(Variance based method)을 사용하였으며 해석적 방법으로 분석하기 위해 평균 및 분산에 대해 목적 함수의 유형별로 그 해를 제시한다. 마지막으로 3 축 공작기계의 예를 들어 민감도 분석을 하였다. In this paper, an analytical method is used to perform a sensitivity analysis of geometric errors in a three-axis machine tool. First, an error synthesis model is constructed for evaluating the position volumetric error due to the geometric errors, and then an output variable is defined, such as the magnitude of the position volumetric error. Next, the global sensitivity analysis is executed using an analytical method. Finally, the sensitivity indices are calculated using the quantitative values of the geometric errors.

공작 기계의 신뢰성 평가를 위한 웹 기반 해석 프로그램 개발

강태한,김봉석,이수훈,송준엽,강재훈 한국공작기계학회 2004 한국공작기계학회 추계학술대회논문집 Vol.2004 No.-

Web-based analysis programs for reliability assessment of machine tools were developed in this study. First, the reliability data analysis program was developed to search for failure rate using failure data and reliability test data of mechanical part. Second, failure mode analysis was developed through performance tests like circular movement test vibration test for machine tools. This analysis program shows correlation between failure mode and performance test result. Third, tool life was predicted by correlation between flank wear and cutting time, using the extended Taylor tool life equation in turning data and the equivalently converted equation in order to apply ball endmill data to Taylor tool life equation in milling data. All the information related to input and result data can be stored in theses programs.

리니어 모터를 적용한 공작기계의 열변형 특성에 관한 연구

김종진,조동우 한국공작기계학회 2002 한국공작기계학회 추계학술대회논문집 Vol.2002 No.-

The development of feed drive system with high speed and accuracy has been a major issue in the machine tool industry. Linear motors can be used as the efficient tool to achieve fast feed mechanism and high accuracy. However, a high speed feed drive system with linear motors can generate heat problems such as the variation of temperature distribution and the resultant thermal stress. In this paper, the important heat sources and the resultant thermal errors are presented. The thermal deformation characteristics of the machine tool with linear motors were identified, which are thermal expansion of linear scale, shrinkage, expansion and bending in the machine tool structure.

기준물을 이용한 공작기계 위치오차 보정기술에 관한 연구

조남규,박재준,정성종 한국공작기계학회 2000 한국공작기계학회 추계학술대회논문집 Vol.2000 No.-

In this paper, a methodology of geometrical error identification and compensation for NC machine tool position. Wе hаvе proposed a reference artifact with which, in measuring the coordinate system of NC machine, the robust coordinate systems are given. Thе coordinate system of the NC machine could be compensated successfully with the information obtained by measuring the reference artifact and our compensation algorithm. Monte Carlo simulation is used to evaluate coordinate referencing ability and, thе uncertainties of the machine tool position is estimated and observed through the compensation process by simulation.

공작기계의 주축 전용 내경 연삭기 개발

김재열(Jae-Yeal Kim),한재호(Jae-ho Han),정연오(Yeon-oh Jung),김병호(Byung-Ho Kim) 한국기계가공학회 2009 한국기계가공학회 춘추계학술대회 논문집 Vol.2009 No.6월

공작기계의 주축의 분해 없이 작업현장에서 직접 가공할 수 있는 전용 연삭기 개발을 위하여 1차적인 설계에 따라 가공하고 연마가동부를 제작하였으나 연마를 위해 고속회전하며 직선운동할 때 진동이 발생하였다. 또한 고주파 스핀들의 회전에 따른 힘이 예상보다 강하여 각도 조절장치의 설계에 있어서도 설계변경이 불가피하였다. 이를 보완하여 2차 설계를 한 후 다시 연마가동부를 제작하면서 대두된 문제로서 정확한 연삭데이터를 얻기 위해서는 직선운동과 회전운동부의 제어에 의한 데이터 도출이 필요하다고 판단되어 필요한 부분을 외주 처리하여 추진하고 있다. 본 연구의 개발을 통하여 공작기계 보정 및 수리시간 절약으로 설비의 유휴시간을 단축시킴으로써 설비생산성의 향상 효과를 가져올 것으로 사료되며, 지속적인 공작기계의 정도를 유지 가능하므로 고정 밀도의 가공이 가능하다. 외국기술에 의존하던 국내 연삭기 관련 업게의 독자적인 기술의 개발로 기술력 확보와 관련 산업의 발전에 기여할 것이다. Use high definition abrader and practicing is practicing method after disjoint main shaft disjointing headstock of machine tool to grind now main shaft of machine tool but this method has several controversial points. This research does not disjoint damaged main shaft of machine tool to solve these problem, and develop spindle exclusive use grinder that can grind main shaft damaged directly attaching exclusive use grinder to bed of machine tool on the spot.