하이브리드 방식을 이용한 고효율, 고품위 공구경로생성

Abstract

제품수명이 짧아지고 심미적 제품이 증가함에 따라 짧은 가공시간과 높은 표면 품위는 금형가공에 있어 매우 중요한 문제로 대두되고 있다. 금형가공 중 정삭가공은 표면 품위와 직결되며 효과적인 정삭가공을 통해 사상공정을 제거할 수 있기 때문에 그 중요성은 금형 가공의 중요성과 더불어 같이 증가하고 있다. 그러므로 가공 효율과 품위를 높일 수 있는 효과적인 공구경로의 생성은 금형가공에 있어 매우 중요한 요소이다. 이전 연구를 통하여, 공구경로를 생성하는데 있어 문제점들을 가공효율성, 표면품위, 간섭제거의 세 가지로 나눌 수 있다. 또한, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 이전 연구들은 가공효율성과 표면품위를 높이기 위한 연구와 간섭을 효과적으로 제거하기 위한 연구로 크게 나눌 수 있다. 매개변수 곡면은 가공효율과 표면품위를 높이는데 있어 매우 유용한 곡면이며, 비매개변수 곡면은 간섭제거에 매우 효과적인 곡면으로 알려져 있다. 최근, 복잡한 형상을 가진 제품이 증가함에 따라, 간섭이 효과적으로 제거된 공구겅로는 가공에 있어 중요한 요소이다. 그러므로, 간섭제거에 효과적인 곡면으로 알려진 메시곡면은 공구경로 생성을 위한 대부분의 상용소프트웨어에서 사용할 만큼 관심이 증대되고 있다. 그러나 메시곡면을 기반으로 한 기존의 공구경로생성법은 가공효율과 표면품위를 증가시키는데 있어 한계가 있다. 본 논문은 공구경로생성을 위해 메시곡면을 이용하지만, 가공효율과 표면품위를 증가시킬 수 있는 방법을 제안한다. 먼저, 본 논문은 불완전한 이차원 다양체의 메시곡면으로부터 공구경로를 생성하는 방법을 제시한다. 또한, 격자구조와 방향경계상자의 충돌 검사를 통해 외곽 모서리와 외곽 꼭지점을 효과적으로 찾음으로써 계산의 효율성을 높인다. 가공효율을 높이기 위한 공구경로를 생성하기 위해서는 허용오차를 만족하는 최소한의 공구경로를 생성해야 한다. 이것은 스캘럽 높이가 일정하게 유지되는 것을 의미하는데, 본 논문에서는 개선된 유도곡면 방식을 이용하여 스캘럽 높이를 일정하게 유지하는 방법을 제안한다. 개선된 유도곡면 방식은 가변공구경로간격을 가지며, 본 논문에서는 가변공구경로간격을 계산하기 위한 곡률 예측방법들을 비교한다. 사상공정을 제거하기 위하여 높은 표면품위의 중요성은 증가하고 있다. 효과적인 공구경로의 선형화는 표면품위를 높이기 위한 방법들 중 매우 중요한 과정이다. 표면 품위를 높이기 위하여, 본 논문에서는 메시기반의 공구경로를 매개변수 영역에서 새로이 생성하는 하이브리드 방식을 제안한다.