이중신호에 의한 공구파손 검출에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 공구의 큰 파손에서 부터 공구의 기하학적 형태가 크게 변하지 않는 작은 파손등 파손의 크기와 파손부위에 따른 신호의 형태를 조사하고자 한다. 그 방법으로서 가공재료로서는 SM45C강(steel)과 열처리한 SM45C강을 이용하였다. 공구파손에 따른 AE신호와 절삭력신호의 변화를 분석하기 위하여, AE신호의 경우는 RMS값을 택하고 그 진폭의 갑작스런 변화와 평균 레벨의 변화를 이용하여 파손의 순간 을 감지하였고, 절삭력의 경우에는 절삭력의 주분력, 이송분력 그리고 배분력의 변화 형태를 이용하여 공구의 이상상태를 알 수 있었으며, 이 두 신호의 변화를 동시에 관 찰함으로써 임의의 가공조건에서 공구의 파손을 감지할 수 있는 알고리즘 개발의 기준 을 마련할 수 있었다.

Fracture of a cutting tool is one of the most serious problems in machining systems. Therefore, several methods have been proposed so far to detect cutting tool fracture. However, most of them have some problems from the viewpoint of practical applications. In this study, the feasibility of using acoustic emission and cutting force signals for the detection of massive tool breakages as well as small fracture of cutting tools were investigated. Turning experiments were performed using conventional carbide inset tools under realistic cutting conditions and the SM45C steel and heat treated SM45C steel were used as a workpiece. And the sensitivities of the AE and cutting force signals to the fracture of cutting tools were illustrated. Finally, a detection algortithm for the fracture of cutting tools was developed through the analysis of these dual signals in the several types of tool fracture.