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문제 정의
- 기존에 비하여 특징은 Agent의 구성으로 표준화된 Module, 고장 등 시스템 내의 장애에 대한 자체 대응력으로 기계 및 시스템의 효율 및 무인화 가동률 증가, 제조시스템의 생산성 향상을 목표로 장애유형별 유연한 대처가 가능한 장애 대응전략 및 장애에 대해서 항상 생동감 있는 운용방안 구현을 지향하는 것이다.
- 일반적으로 가공공정에서 무인화의 가장 큰 저해요인 중 대표적 인 요소 중 하나인 공구 파손을 감시하기 위해서는 공구의 실부하를 감시하여야 하며, 이를 위해서는 기존방식인 회전부의 마찰손(bearing 마찰손등), motor의 전기손이 포함 된 Spindle motor 의 전류치가 아닌, Tool tip에서 받는 stress 신호를획득해야 하고 가공의 종류나 공구의 형상에 따라 Strain gage를 장착하는 Know how가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 이에 대한 구조적 방법론 및 유선시 회전에 따른 노이즈 등 문제점 등을 샘플링타임 5~10ms이하 무선모니터링하여 개발하고 있는 것이 특징이다.
- 밀링계 회전공구와 선반계 공구 및 가공물 사이에서 가공 중 발생하여 바디진동으로 전달되기에 고속가공을 위해서는 반드시 해결되어야 하는 다양한 기계 진동 발생원을 추적, 해석하여 능동적 기계진동감쇄를 하는 것이 목적이다. 본 연구에서는 이를 위한 역 진동 발생모듈 장치를 구현 적용하여 스핀들 회전속도나 공구 이송속도 등 가공속도를 줄이지 않고도 진동을 감쇄 최적화하는 것이 특징이다.
- 본 논문에서는 지능형 가공기의 공정최적화 및 무인화에 적합한 자율예지보전과 능동제어 등을 통한 가공공정의 최적화 및 셋업공정 무인화를 위한 주요 영향인자와 관련 핵심기술을 분석하였다. 아울러 이에 관련된 핵심요소기술의 일부 개발 사례를 소개하였다.
- . 본 논문에서는 지능형 가공기의 공정최적화 및 무인화에 적합한 자율예지보전과 장애유형에 따른 대응전략 등을 통한 무인화 가공공정 최적화 및 자율대응시스템에 대한 핵심기술이 요구됨에 따라(4,7) 관련 핵심 요소기술을 분석하고 일부 개발 사례를 소개하고자 한다. 세부내용으로는 가공정밀도, 표면거칠기 등 가공품질 저하 원인이 되는 열변형, 채터진동 등 핵심 영향인자의 특성분석 및 이의 예지보전을 위한 보상값 예측알고리즘을 통한 가공 중실시간 CNC 자율보정 기반 공정최적화가 있다.
- 밀링계 회전공구와 선반계 공구 및 가공물 사이에서 가공 중 발생하여 바디진동으로 전달되기에 고속가공을 위해서는 반드시 해결되어야 하는 다양한 기계 진동 발생원을 추적, 해석하여 능동적 기계진동감쇄를 하는 것이 목적이다. 본 연구에서는 이를 위한 역 진동 발생모듈 장치를 구현 적용하여 스핀들 회전속도나 공구 이송속도 등 가공속도를 줄이지 않고도 진동을 감쇄 최적화하는 것이 특징이다.
- 아울러 고속가공을 위한 기계진동원의 추적해석을 통한 능동적 기계진동 감쇄제어 최적화, Vision 및 회전공구 실부하 무선모니터링을 통한 공정무인화 및 가공셀 레벨에서의 무인화 및 시스템 가동율 극대화를 위한 발생장애의 자율대응 방안 개발연구로 정의할 수 있다. 이는 Fig.
- 여기에서는 기계적용 일부 실험 및 계측 결과에 대하여 소개하고자 한다. 주요사례 일부로서 가공중 실시간 열변형 보정제어 실험과 가공 중 실시간 채터진동 제어실험 내용에 대하여 언급한다.
- 기존 연구와의 차별성으로는 장시간 가공 중에도 작업자의 개입없이 첫 번째 가공 싸이클 후나 다음 가공공정부터가 아닌 현재 실시간 가공 중에서 능동적 공정감시 및 예측에 의한 실시간 자율보정이 지원된다는 것이다. 이을 통하여, 가공공정 최적화 및 무인화를 지향하고자 한다.
- 아울러 이에 관련된 핵심요소기술의 일부 개발 사례를 소개하였다. 특히 자율재구성 가능한 RMC/RMS 환경하에서는 가공기계 및 주변기기의 재배치와 재구성으로 가공공정 및 기계가공 환경의 변화가 많아져 가공품의 품질저하 및 생산성 저하를 초래하기에 아래와 같은 요소기술을 도출하고 이의 기반연구를 수행하였다. 향후 기능추가와 실용화 단계까지 많은 적용 테스트와 메커니즘 보완을 통한 보정 및 제어 성능 업그레이드가 필요할 것이다.
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