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머시닝 센터의 각 축별 에너지 모니터링 시스템
Energy Consumption Monitoring System for Each Axis of Machining Center 원문보기

한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society for Precision Engineering, v.32 no.4, 2015년, pp.339 - 344  

김재혁 (한국생산기술연구원 IT융합공정연구실용화그룹) ,  남성호 (한국생산기술연구원 IT융합공정연구실용화그룹) ,  이동윤 (한국생산기술연구원 IT융합공정연구실용화그룹)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Machine tools are one of the energy-intensive equipment used in the manufacturing industry. The importance of energy has increased and the machine tools are required to be energy-efficient. The servo systems of the machine tool consume electrical power to rotate a spindle and to feed a tool during m...

주제어

#공작기계   #에너지 소비   #모니터링   #서보계  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 효율적인 가공전략을 수립하고 이상공정으로 인한 손실을 줄일 수 있도록 실시간으로 공작기계 각 축에서 소비되고 있는 에너지를 모니터링 할 수 있는 시스템을 개발하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
공작기계의 소비 에너지 저감을 위한 방안에는 어떤 것들이 있는가? 공작기계의 소비 에너지 저감을 위한 방안에는 여러 방식이 있다. 비가동시 장비의 운전을 정지시켜 낭비되는 에너지를 줄일 수도 있고, 장비의 구조를 경량화하여 이송을 담당하는 모터의 소비에너지를 감소시키는 방법도 가능하며, 최적화된 공구경로로 가공에 소모되는 에너지를 줄이는 방법 등이 있다. 특히, 가공시간을 단축하는 것은 에너지 소비를 줄이는데 매우 효과적인 방법이다.
공작기계의 전원 공급 구조에서 전원은 어떻게 공급되는가? 일반적인 공작기계의 전원 공급 구조는 다음과 같다. 배전반에서 AC 3상 60Hz의 메인 전원을 공급받아 냉각기, 절삭유 공급장치, 전장부 냉각장치, 유압 및 공압 공급장치 등의 유틸리티와 스핀들과 이송 축을 동작시키는 서보계 등으로 공급된다.
PWM 제어방식은 어떤 방식인가? 모터로 공급되는 AC 전원에는 PWM 제어신호가 포함되어 있고, 모터의 회전속도는 주파수를 이용하여 제어한다. PWM 제어방식은 모터의 회전속도제어 시 주파수에 맞게 전압의 출력을 조정해야 하며 모터의 소손을 방지하기 위해서 전압 펄스의 폭을 변화시키는 제어방식이다. PWM AC는 PSM AC와 다르게 출력 주파수가 모터 부하에 따라 변하기 때문에 일반 파워미터로는 측정하기 어렵다.
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참고문헌 (5)

  1. Zhou, Y., Mei, X., Zhang, Y., Jiang, G., and Sun, N., "Current-Based Feed Axis Condition Monitoring and Fault Diagnosis," Proc. of the 4th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications, pp. 1191-1195, 2009. 

  2. Li, X., Du, R., Denkena, B., and Imiela, J., "Tool Breakage Monitoring using Motor Current Signals for Machine Tools with Linear Motors," IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 52, No. 5, pp. 1403-1408, 2005. 

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  3. Yao, Y., Li, X., and Yuan, Z., "Tool Wear Detection with Fuzzy Classification and Wavelet Fuzzy Neural Network," International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 39, No. 10, pp. 1525-1538, 1999. 

    상세보기 crossref

  4. Yoon, H.-S., Lee, J.-Y., Kim, M.-S., and Ahn, S.-H., "Empirical Power-Consumption Model for Material Removal in Three-Axis Milling," Journal of Cleaner Production, Vol. 78, pp. 54-62, 2014. 

    상세보기 crossref

  5. Dietmair, A. and Verl, A., "Energy Consumption Modeling and Optimization for Production Machines," Proc. of the IEEE International Conference on Sustainable Energy Technologies, pp. 574-579, 2008. 

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