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사이클 타임 단축을 위한 절삭부하 예측 모델 기반 가공속도 최적화 = Model-Based Feedrate Optimization for Cycle Time Reduction in Cutting Process
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학술지명
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2023
작성언어
Korean
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KCI등재,SCOPUS,ESCI
자료형태
학술저널
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수록면
321-330(10쪽)
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In the cutting process, the cutting speed, which is the relative speed between the tool and workpiece, is one of the important factors in determining the cutting force, quality of the workpiece, and tool life. The cutting speed is generally determined based on the handbook of the tool maker. However, as it only provides the recommended cutting speed for specific cutting conditions, the appropriate cutting speed in a general process including various cutting conditions cannot be easily determined. In this study, high-accuracy cutting force estimated models of milling and turning were constructed based on the actual cutting data. Based on the models, the algorithm that derives the cutting speed for each G-code line to maintain the cutting force was proposed. For cutting-data collection and experimental verification, testbeds were built with a 3-axis vertical machining center and CNC turning. The proposed cutting speed optimization method was verified by comparing the cutting load and cycle time before and after optimization for a processing path including various cutting conditions.
더보기절삭가공공정에서 가공속도는 공구와 소재 사이의 상대속도로, 절삭력, 가공물의 품질, 공구의 수명 등을 결정하는 중요한 요인이다. 가공속도는 일반적으로 공구 제조사 핸드북의 권장조건을 바탕으로 결정하지만, 특정 가공조건에 대한 권장 가공속도만을 제공하므로 다양한 가공조건이 포함된 일반적인 가공 공정에서 적절한 가공속도를 결정하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 밀링과 선삭 공정에서 실제 가공 데이터를 기반으로 해당 장비와 가공조건에서의 절삭부하를 정확히 예측하기 위한 모델을 구축하고, 이를 이용하여 절삭부하를 일정하게 유지하기 위한 가공코드 블록별 가공속도를 도출하는 알고리즘을 제안하였다. 3축 머시닝센터와 CNC 선반을 이용하여 가공정보 수집 및 검증실험을 위한 테스트베드를 구축하였고, 다양한 가공 조건을 포함하는 가공 경로에 대해 최적화 전/후 절삭부하와 사이클 타임을 비교함으로써 제안한 가공속도 최적화 기술을 검증하였다.
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