자유곡면 판재 가공물은 항공 산업, 자동차 산업, 선박 산업 등 다양한 산업에 사용되고 있다. 자유곡면 판재 가공물은 두께가 얇고 다양한 형상 및 크기로 인하여 가공시 변형이 쉽게 발생한다. 따라서 N-2-1방식 고정 장치인 유연지그를 사용하여 가공물을 고정하게 된다. 유연지그는 다양한 형태 및 크기를 가진 가공물에 모두 사용할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 유연지그는 고객에 따라서 요구사항이 달라진다. 따라서, 고객의 요구사항에 맞추어 유연지그를 설계할 필요가 있다. 본 연구에서는 고객의 요구사항에 맞추어 설계변수를 선택하고 두가지 목적에 대하여 유연지그의 설계를 진행하였다. 여기서 설계할 변수는 지그와 지그 사이의 거리, 석션컵의 크기, 볼 ...
자유곡면 판재 가공물은 항공 산업, 자동차 산업, 선박 산업 등 다양한 산업에 사용되고 있다. 자유곡면 판재 가공물은 두께가 얇고 다양한 형상 및 크기로 인하여 가공시 변형이 쉽게 발생한다. 따라서 N-2-1방식 고정 장치인 유연지그를 사용하여 가공물을 고정하게 된다. 유연지그는 다양한 형태 및 크기를 가진 가공물에 모두 사용할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 유연지그는 고객에 따라서 요구사항이 달라진다. 따라서, 고객의 요구사항에 맞추어 유연지그를 설계할 필요가 있다. 본 연구에서는 고객의 요구사항에 맞추어 설계변수를 선택하고 두가지 목적에 대하여 유연지그의 설계를 진행하였다. 여기서 설계할 변수는 지그와 지그 사이의 거리, 석션컵의 크기, 볼 조인트의 크기이다. 지그와 지그 사이의 거리를 구하기 위해서, 거리 대비 가장 많은 변형을 일으키는 케이스를 찾고 ABAQUS를 이용하여 이 케이스의 강성행렬을 추출하였다. 추출된 강성행렬을 이용하여 드릴링 힘에 의한 변형량, 힘을 가하는 곳과 고정 지그와의 거리 값을 이용하여 드릴링 홀의 직진도를 계산하였으며, 드릴링 시 발생하는 힘을 이용하여 석션컵의 크기와 볼 조인트의 크기를 설계하였다. 최종적으로 지그의 개수가 주어졌을 때, 가공영역을 최대화를 위한 최적화 설계와 가공 영역이 주어졌을 때, 지그의 개수 최소화를 위한 최적화 설계를 진행하였다.
자유곡면 판재 가공물은 항공 산업, 자동차 산업, 선박 산업 등 다양한 산업에 사용되고 있다. 자유곡면 판재 가공물은 두께가 얇고 다양한 형상 및 크기로 인하여 가공시 변형이 쉽게 발생한다. 따라서 N-2-1방식 고정 장치인 유연지그를 사용하여 가공물을 고정하게 된다. 유연지그는 다양한 형태 및 크기를 가진 가공물에 모두 사용할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 유연지그는 고객에 따라서 요구사항이 달라진다. 따라서, 고객의 요구사항에 맞추어 유연지그를 설계할 필요가 있다. 본 연구에서는 고객의 요구사항에 맞추어 설계변수를 선택하고 두가지 목적에 대하여 유연지그의 설계를 진행하였다. 여기서 설계할 변수는 지그와 지그 사이의 거리, 석션컵의 크기, 볼 조인트의 크기이다. 지그와 지그 사이의 거리를 구하기 위해서, 거리 대비 가장 많은 변형을 일으키는 케이스를 찾고 ABAQUS를 이용하여 이 케이스의 강성행렬을 추출하였다. 추출된 강성행렬을 이용하여 드릴링 힘에 의한 변형량, 힘을 가하는 곳과 고정 지그와의 거리 값을 이용하여 드릴링 홀의 직진도를 계산하였으며, 드릴링 시 발생하는 힘을 이용하여 석션컵의 크기와 볼 조인트의 크기를 설계하였다. 최종적으로 지그의 개수가 주어졌을 때, 가공영역을 최대화를 위한 최적화 설계와 가공 영역이 주어졌을 때, 지그의 개수 최소화를 위한 최적화 설계를 진행하였다.
Flexible fixtures are widely used in the automotive, aerospace, and ship industries for thin-walled and freeform workpieces. These fixtures utilizes an N-2-1 location principle, with numerous reconfigurable fixture elements, to support workpieces of various shapes and sizes under various machining p...
Flexible fixtures are widely used in the automotive, aerospace, and ship industries for thin-walled and freeform workpieces. These fixtures utilizes an N-2-1 location principle, with numerous reconfigurable fixture elements, to support workpieces of various shapes and sizes under various machining processes. The quality of the machining processes depends considerably on the density and dimension of fixture elements (i.e., fixture configuration). This study proposes a method for the configuration design of flexible fixtures for thin-walled and freeform workpieces under given customer’s requirements. Several variables of the fixture configuration, such as the distance between consecutive fixture elements, the size of suction cups, and the size of ball joints, are selected as design variables based on the customer’s requirements. Two different objective functions are proposed, including maximizing the workpiece area to be supported (given a fixed number of fixture elements) and minimizing the number of fixture elements (given the workpiece area to be supported). The design constraints are also given by the customer, for example the perpendicularity of drilling holes, machining torques and forces, etc. These constraints usually requires the structural analysis of the workpiece under the given machining torques and forces, which can be solved numerically using MATLAB and ABAQUS. Several case studies are carried out to validate the performance of the proposed method.
Flexible fixtures are widely used in the automotive, aerospace, and ship industries for thin-walled and freeform workpieces. These fixtures utilizes an N-2-1 location principle, with numerous reconfigurable fixture elements, to support workpieces of various shapes and sizes under various machining processes. The quality of the machining processes depends considerably on the density and dimension of fixture elements (i.e., fixture configuration). This study proposes a method for the configuration design of flexible fixtures for thin-walled and freeform workpieces under given customer’s requirements. Several variables of the fixture configuration, such as the distance between consecutive fixture elements, the size of suction cups, and the size of ball joints, are selected as design variables based on the customer’s requirements. Two different objective functions are proposed, including maximizing the workpiece area to be supported (given a fixed number of fixture elements) and minimizing the number of fixture elements (given the workpiece area to be supported). The design constraints are also given by the customer, for example the perpendicularity of drilling holes, machining torques and forces, etc. These constraints usually requires the structural analysis of the workpiece under the given machining torques and forces, which can be solved numerically using MATLAB and ABAQUS. Several case studies are carried out to validate the performance of the proposed method.
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