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채터진동 검출 및 회피를 위한 가상 동적 가공시스템 구축
Virtual Dynamic Machining System for Chatter Detection and Avoidance 원문보기

한국생산제조시스템학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, v.23 no.3, 2014년, pp.273 - 278  

김혁 (School of Mechanical Engineering, Pusan National University) ,  조문호 (School of Mechanical Engineering, Pusan National University) ,  구준영 (School of Mechanical Engineering, Pusan National University) ,  이종환 (Dept. of Mechatronics Engineering, Korea Aviation Polytechnic) ,  김정석 (School of Mechanical Engineering, NCRC)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study presents a chatter vibration avoidance program for the milling process. Chatter vibration has a negative effect on workpieces and spindle-tools. When chatter vibration occurs, the cutting tool is loaded dynamically, a chatter pattern is generated on the workpiece, and the tool life is red...

주제어

#Chatter vibration   #Self-exited vibration   #Milling   #Impact test   #LabVIEW  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 가상 동적 가공 시스템의 목적은 가공중에 발생하는 채터진동을 정확하게 파악하고 효과적으로 감소시키는 것을 목적으로 한다.
  • 로브선도(Lobe Diagram)는 스핀들의 회전속도대 절삭 깊이에 대한 그래프로 채터진동에서 가장 기초적인 이론이나[2-3] 실제 산업현장에서 적용하기엔 많은 파라메터를 필요로 하여 잘 사용되지 않는다. 따라서 본 논문에서는 로브선도를 통해 안정 불안정 영역을 파악하지 않고 채터가 발생하였을 때의 채터 주파수만을 통해 안정 속도를 추천하여 채터진동을 회피하여 실제 산업에 적용할 수 있을 정도의 간략화에 중점을 주었다.[4]
  • 본 논문에서는 가공중 채터진동 회피가 가능한 가상 동적 가공 시스템을 제안하였다. 개발된 프로그램은 충격가진실험 데이터를 이용해 고유진동수 및 감쇠비를 연산하여, 가공데이터를 분석하여 채터진동이 발생유무를 판별할 수 있게 작성하였다.
  • 본 논문에서는 가공중 채터진동이 발생하였을 때의 신호 특성을 분석하고 채터진동을 회피할 수 있는 가공조건을 제시하여 주는 가상동적 가공 시스템(Vitrual Dynamic Machining System, VDMS)을 LabVIEW를 이용하여 개발하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
연구에서 개발한 가상 동적 가공 시스템 모듈은 무엇으로 구성되어 있는가? 본 모듈은 주축계의 충격 가진 실험 출력부, 가공신호의 FFT 분석기, 채터진동 발생 Indicator, 안정 스핀들 속도 추천부로 절삭주파수를 검출하기위한 인디케이터로 구성이 되어 있다. 입력 파라메터는 실제 가공시의 스핀들 회전수만 입력하면 절삭주파수와 채터주파수를 구분할 수 있도록 간략화하였다.
가상 동적 가공 시스템의 목적은 무엇인가? 가상 동적 가공 시스템의 목적은 가공중에 발생하는 채터진동을 정확하게 파악하고 효과적으로 감소시키는 것을 목적으로 한다.
채터진동이 일어났을 때 어떤 문제점이 발생하는가? 여기서 발생하는 채터진동은 크게 강제진동(Forced Vibration)과 자려진동(Self excited Vibration)으로 나눌 수 있는데,[1] 가공공정중 문제가 되는 것은 채터진동이라고 불리는 자려진동이다. 채터진동이 발생하게 되면 가공물의 표면에 물결무늬의 채터마크가 나타나게 되어 가공품위가 떨어지며 진동으로 인해 주축계의 부하가 증가하고 공구의 수명 감소, 파손등이 일어나게 된다. 이는 가공 비용의 증가로 이어지며 생산성이 떨어지는 결과를 보인다.
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참고문헌 (6)

  1. Tlusty, J., Ismail, F., 1981, Basic non-linearity in machining chatter, Annals of CIRP 30:1 299-304. 

    상세보기 crossref

  2. Merritt, H. E., 1965, Analytical Prediction of Stability Lobes in Milling, Annals of CIRP 44:1 357-362. 

  3. Jianping, Y., 2006, Creating a Stability Lobe Diagram, IJME Session IT 301-050. 

  4. Norikazu, S.. Eiji, S.,Hiroshi, U.. 1984, Vibration Suppressing Method And Vibration Suppressing Device for Machine Tool, US 2010/0104388 A1. 

  5. Ewins, D. J, 2000, Modal testing theory practice and application, Research studies press, United Kingdom 

  6. Hiromitsu, M.. Toru, Y.. 2012, Tracing and Visualizing Variation of Chatter for in-Process Identification of Preferred Spindle Speeds, 3rd CIRP on PMI 11-16. 

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