일반기술

이송모터 전류를 이용한 드릴 공정시 절삭 추력 제어

최근 생산성 향상을 위해 생산 시스템의 자동화 및 무인화에 대한 필요성이 증대됨으로써 절삭 상태의 실시간 감시 및 이상 현상 자동 제어 시스템의 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 CNC 공작기계에서 많이 이루어지고 있는 드릴 절삭 공정시 이송 모터 전류의 측정을 통해 공구에 걸리는 절삭 추력을 실시간으로 감지하고 이송속도의 제어를 통하여 절삭 추력을 일정하게 유지함으로써 공구의 과부하 및 파손을 사전에 방지하여 생산성을 높일 수 있는 시스템의 개발을 목적으로 한다. 이송모터 전류는 절삭 환경에 아무런 영향을 주지 않고 상용 주축 회전수에 관계없이 절삭력을 간접적으로 측정할 수 있는 장점이 있다. 이송모터 전류의 최대 자승평균값(rms value)과 절삭 추력사이에는 선형적인 관계가 있음을 규명하였고 이러한 선형성을 이용하여 절삭 추력을 실시간으로 간접 측정할 수 있는 가능성을 확인하였다. 현재 이송축의 마찰특성에 대한 해석을 수행하여 이송모터와 절삭추력의 선형식의 계수값들을 명확히 구해내는 연구가 진행되고 있다. 또한 간접적으로 측정한 절삭 추력이 상.하 한계치를 벗어날 경우 이송속도를 제어하여 일정한 절삭 추력이 유지될 수 있도록 하는 제어 알고리즘의 개발 및 이 알고리즘과 공작기계 사이의 인터페이스를 가능하게 하는 시스템의 구현을 위한 연구를 수행하고 있으며 이러한 연구를 통해 생산성의 효율적 제고를 거둘 수 있도록 한다.