일반기술

주축모터 전류를 이용한 밀링 공정시 공구파손 검출 절삭

공정 중 공구가 파손되면 공구 뿐 아니라 공작물과 공작기계 자체에 심각한 손상을 준다. 그러므로 본 연구에서는 밀링의 황삭 가공 중 공구 파손을 검출함으로써 생산성을 높이는 것을 목적으로 한다. 절삭 공정 감시를 위한 센서로 주축모터 전류를 이용하였으며 주축모터 전류의 자승평균(RMS)값은 비교적 주축 회전 속도가 낮고 절삭부하가 많이 걸리는 밀링의 황삭 가공 중 절삭력의 패턴을 그대로 반영하였다. 각 날당 절삭부하의 최대 극대값에서 최소 극소값의 차이(PV값)의 변화를 추적함으로서 공구의 상태를 나타낼 수 있는 공구 상태 벡터(Tool Condition Vector)를 정의하였고 이를 이용하여 공구가 파손된 정도를 나타낼 수 있는 5개의 요소를 가진 공구 파손 지수(Tool Fracture Index)를 도출하여 이의 크기와 변화 패턴을 관찰함으로써 공구가 파손된 정도를 알 수 있었다. 공구 파손 지수는 공구의 런-아웃에 영향을 받지 아니하고 진입(entry) 및 진출(exit) 절삭과 같은 과도 절삭과 같은 경우나 절삭 조건의 변화 등에 영향을 받지 않고 오로지 공구가 파손되었을 때만이 주기적으로 큰 값이 나타났으며, 공구의 단속적 및 연속적 칩핑(chipping), 공구의 파손(fracture)을 구별하여 검출할 수 있었다.