일반기술

주축모터 전류를 이용한 밀링 공정시 절삭력 제어

현재 산업계에서는 밀링의 황삭 가공 중 공구의 과부하를 방지하기 위하여 낮은 이송속도로 가공을 하거나 수작업(手作業)으로 이송속도를 제어하면서 가공을 하고 있다. 본 연구에서는 절삭 공정에 아무런 방해없이 절삭 공정을 감시할 수 있는 모터 전류 중 절삭 방향에 관계없고 준정적 민감도(quasi-static sensitivity)가 높은 주축모터 전류를 이용하여 실시간으로 절삭력을 간접적으로 측정하고 이송속도를 제어하여 일정한 절삭력으로 가공함으로써 공구의 과부하를 방지하고 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 공구 1회전당 최대 주축모터 전류의 자승평균(RMS)값은 공구 1회전당 최대 절삭력과 선형적인 관계를 가졌으며 F/V 컨버터의 전압을 측정하여 다양한 주축 회전 속도에서의 주축모터 전류와 절삭력과의 선형관계를 얻었다. 이송속도를 제어하기 위해서 공작기계 콘트롤러 박스 내의 PMC (programmable machine controller) 프로그램을 변경하여 이송속도 오버라이드(override)를 0%에서 255% 까지 제어할 수 있게 하였다. 주축모터 전류와 절삭력과의 선형적인 관계와 PMC 프로그램의 변경을 통해 주축모터 전류를 측정함으로써 공작물의 재질과 형상 등에 관계없이 공구 1회전당 최대 절삭력을 일정하게 유지할 수 있었으며, 특히 2축이상의 가공과 높은 주축 회전 속도에서도 절삭력을 일정하게 제어할 수 있었다.