KR100871456B1 - 5축 밀링가공 시간 예측방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 5축 밀링 가공의 가공시간을 예측하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 예측방법은, 5축 가공기의 직선 및 회전이송에 대한 가속도(a_t,a_r) 및 NC블럭 처리속도(Ncon)를 가지는 공작기계를 이용한 5축 밀링 가공의 가공시간을 예측하기 위한 방법으로; 제공되는 NC데이터에서 하나의 NC블럭을 읽어오는 데이터 리딩과정; 읽어온 하나의 NC블럭을 수행하는 동안 공구의 진행방향의 변환을 위한 곡선구간에서, 공작기계의 직선 및 회전 이송에 대한 가속도(a_t,a_r)를 고려하여 곡선구간의 가공속도를 구하는 곡선구간 속도산출과정; 상기 NC블럭을 수행하는 동안 공구의 진행 방향의 변화가 없는 직선구간에서, 공작기계의 가감속특성을 고려하여 직선 구간의 가공속도를 구하는 직선구간 속도산출과정; 읽어온 하나의 NC블럭에서 상기 곡선구간 및 직선구간에서의 이송속도 양상과 각각의 이송거리를 구하여 가공시간을 산출하는 과정; 그리고 NC데이터의 전체 블럭을 통하여 각 NC블럭의 가공시간을 산출하는 상기 과정을 반복하여 전체 NC데이터에 대한 가공시간을 합하는 과정을 포함하는 것을 기술적 특징으로 하고 있다. 이는 실제 가공을 수행할 5축 가공기의 가감속특성 이용하는 것에 의하여 보다 정확한 가공시간의 예측이 가능하게 된다.

가공시간, 5축 밀링 가공, 피드앵글, NC데이터

Description

5축 밀링가공 시간 예측방법{Method for estimating 5-axis milling machining time based on machine characteristics}

도 1은 본 발명의 예측방법을 보인 플로챠트.
도 2는 일반적인 5축 가공기의 예시도.
도 3은 가공 경로에서의 속도 양상을 보인 예시도.
도 4는 피드앵글의 정의를 설명하는 예시도.
도 5는 피드앵글과 가공시간의 관계를 보인 그래프.
도 6은 직선 구간에서의 속도 양상을 보인 예시 그래프.
도 7은 직선구간에서의 정속 속도 양상을 보인 그래프.

본 발명은 5축가공의 가공 시간 예측방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 5축 밀링 가공을 수행하는 공작기계의 특성을 고려하여 정확한 5축 밀링의 가공 시간을 계산하는 방법에 관한 것이다.
5축가공은 도 2와 같이 기계의 자유도가 두개 더 추가되어 공작물에 대한 공구의 자세를 변화시킬 수 있기 때문에 3축가공에서 불가능한 형상의 가공이 가능할 뿐 아니라 한 번의 공작물 장착으로 대부분의 가공이 가능하기 때문에 높은 가공정밀도와 효율을 제공하는 기술이라고 할 수 있다. 이러한 5축 가공기는 일반적으로 3개의 직선 이송축(X,Y,Z축)과 2개의 회전 이송축({A,B} 또는 {A,C} 또는 {B,C})으로 구성된다. 최근에는 생산성을 극대화하기 위하여 5축 가공에 고속가공기술을 부가하고 있는 추세이다. 그리고 이와 같은 5축 고속가공은 3축 가공보다 가공비용이 높기 때문에 가공시간에 대한 정확한 예측을 필요로 하며, 이는 공정계획과 일정계획을 위해서도 필수적인 요소로 작용한다.
그런데 대부분의 가공시간의 계산 방법들은 상용의 CAM시스템에서 생성한 공구경로의 전체 길이를 지령 이송속도로 나누고 추가적인 경험치를 감안하여 계산하는 기본적인 알고리즘을 사용하고 있다. 비록 이러한 방법은 저속가공과 3축가공에서는 좋은 결과를 보이고 있으나 고속의 5축가공에서는 계산된 가공시간과 실제 가공시간 사이에 상당한 차이를 보이고 있다. 따라서 기존의 가공시간 예측방법으로써는 정확한 가공시간의 예측이 어렵다는 단점을 가지고 있음을 알 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안한 것으로, 5축 밀링 가공에서의 이송동작과 회전동작을 고려함과 동시에 가공기계의 가·감속 특성을 같이 고려함으로써 정확한 5축가공 시간을 예측할 수 있는 방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 직선 및 회전이송에 대한 가속도(a_t,a_r) 및 제어기(컨트롤러)의 NC블럭 처리속도(Ncon)를 가지는 공작기계를 이용한 5축 밀링 가공의 가공시간을 예측하기 위한 방법으로; 제공되는 NC데이터에서 하나의 NC블럭을 읽어오는 데이터 리딩과정; 읽어온 하나의 NC블럭을 수행하는 동안 공구의 진행방향의 변환을 위한 곡선구간에서, 공작기계의 직선 및 회전 이송에 대한 가속도(a_t,a_r)를 고려하여 곡선구간의 가공속도를 구하는 곡선구간 속도산출과정; 상기 NC블럭을 수행하는 동안 공구의 진행 방향의 변화가 없는 직선구간에서,공작기계의 가감속특성을 고려하여 직선 구간의 가공속도를 구하는 직선구간 속도산출과정; 하나의 NC블럭에서 상기 곡선구간 및 직선구간에서의 이송속도 양상과 각각의 이송거리를 구하여 가공시간을 산출하는 과정; 그리고 NC데이터의 전체 블럭을 통하여 각 NC블럭의 가공시간을 산출하는 상기 과정을 반복하여 전체 NC데이터에 대한 가공시간을 합하는 과정을 포함하는 것을 기술적 특징으로 하고 있다.
일반적으로 수치제어 공작기계를 구동하기 위한 입력 데이터인 NC데이터는 'NC 블록'의 집합을 의미하며, 자유 곡면의 경우 NC 블록은 대부분 직선 보간(G01 code) 명령과 이에 대한 목표 위치의 기계 좌표값으로 구성되어 있다. 그런데 하나의 NC 블록에 의해 동작하는 공작 기계의 실제 공구의 궤적은 부드러운 가공면을 얻기 위해 도 3과 같이 목표 위치점을 정확히 통과하지 않고 목표 위치점 근방에서 방향 변화를 위한 곡선 구간으로 진행한다. 즉, 하나의 NC 블록을 수행하는 동안 실제 공구의 궤적은 도 3과 같이 일정한 속도로 진행 방향을 변화시키는 곡선 구간(S_C,i)과 기계의 가감속이 적용되는 직선 구간(S_L,i)으로 구성된다. 가공 시간을 구하기 위해서는 각 가공 명령 (NC 블록)을 수행하는 동안의 가공 속도 양상을 구해야 한다. 이를 위해 본 발명에서는 다음과 같이 두 단계로 구한다. 첫째 단계는 가공 명령의 끝부분에서의 곡선 구간에 대한 실제 속도를 구하는 단계로서, 도 1의 (b) 과정에 해당된다. 이는 후속하는 NC 블록의 정보와 제어기의 블록 처리 속도, 그리고 기계의 가감속 성능을 고려하여 구한다. 가공 명령의 시작 부분에서의 곡선 구간에 대한 속도 양상은 도 1의 (a)와 같이 이전의 가공 명령에 대한 속도 양상에서 이미 구해진다. 다음 단계는 직선 구간에 대한 속도 프로파일을 구하는 것으로 도 1의 (c) 과정에 해당되며, 앞에서 구한 양 끝 부분의 곡선구간의 속도와 기계의 가감속 성능을 이용하여 구한다.
다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.
먼저 본 발명에 의한 가공시간 예측방법에 의하면, 5축 가공을 수행하고자 하는 공작기계의 기계특성을 파악하고, 이러한 기계특성을 가공시간 예측에 반영시키고자 한다. 기계특성에는, 공작기계의 제어를 수행하는 제어기(컨트롤러)가 일정시간(1초) 동안 처리할 수 있는 최대 NC블럭의 처리속도(Ncon)와, 공작기계의 직선이송의 가속도(a_t) 및 회전이송의 가속도(a_r) 등을 포함하고 있다. 이와 같은 데이터는 공작기계의 사양 및 소정의 테스트 등을 통하여 충분히 얻을 수 있다.
그리고 실질적으로 5축 가공은 입력된 NC데이터에 기초하여 공작기계의 제어기가 계산한 가공 경로를 지나면서 가공이 진행된다. 본 발명에서는 각각의 NC블럭에 대한 가공 시간을 계산한 후, 모든 NC블럭에 대한 가공 시간을 합산하는 것에 의하여 전체 가공시간을 예측하며, 이 때 상기와 같이 얻어진 공작기계의 특성값이 이용된다.
먼저 하나의 NC블럭에 해당하는 가공시간을 예측하는 방법에 대하여 살펴보기로 한다. 가공시간의 예측에 있어서는 도 1의 제10과정(S10)에서, 한 스텝에 해당하는 하나의 NC블럭을 읽어온다. 이는 실질적으로 공구가 이동할 좌표값에 해당하는 값이라고 할 수 있다. 여기서 상기 하나의 NC블럭 데이터를 읽는 것은, 하나의 NC블럭에서 직선 이동구간과 곡선이동구간을 추출하여, 각각의 가공속도를 산출하기 위한 것이라고 할 수 있다.
그 다음, 도 1의 제20과정(S20)에서, 상기 하나의 NC블럭에 대응하는 각각의 파라미터를 계산한다. 여기서 하나의 NC블럭의 파라미터는, 보간길이(Step length)(S_i), 피드앵글(Feed angle)(φ_i), 회전에 대한 이송동작의 비율(H_i), 그리고 공구가 지령된 이송속도(F_c)로 동작하기 위하여 1초동안 지나야할 NC블럭의 개수로 정의되는 NC블럭속도(N_nc)를 포함한다. 이러한 파라미터는 실질적으로 곡선가공구간에서의 속도를 구하기 위한 것이다.
여기서 보간길이(S_i)는, 알려진 바와 같이, 5축 가공에서 하나의 NC블럭에 있어서, 현재의 위치점에서 목표 위치점 사이의 거리를 의미한다. 그리고 피드앵글(φ_i)은 다음과 같이 정의된다. 5축가공으로 가공하는 대상은 자유곡면을 가지는 경우가 많은데, 이러한 자유곡면을 가공할 때의 가공속도는 가공경로의 길이뿐만 아니라 가공경로의 곡률에도 영향을 받는다. 피드앵글은 도 4에 도시된 바와 같이, 공구경로 상의 보간길이(step length)와 곡률반경과의 비율로 나타낼 수 있으며, 아래 식 1과 같이 공구의 진행방향에 대한 변화량을 의미한다. 식 1에서 R_i는 공구경로의 곡률반경을 의미하며, V_i는 가공 속도의 단위벡터를 의미한다.

식(1)
본 발명자들은 5축 가공의 동작 특성을 분석하기 위하여 피드앵글에 따른 동작 시간을 측정하였다. 이를 위한 실험조건은 무 부하상태이며 가공경로는 원형 궤적을 사용하였다. 도 5는 5축 공작기계가 회전축의 작동 없이 이송동작만 수행할 때 피드앵글에 따른 동작 시간을 보여주는 특성 그래프이고, 공작기계마다 고유한 그래프를 가지고 있다.
그리고 5축 동시 가공에서는 하나의 NC블럭에 해당하는 가공명령을 수행하는 동안 공구가 공작물에 대하여 이송 동작과 회전동작을 동시에 수행하게 된다. 이송동작과 회전 동작은 각각 별개의 모터에 의해 구동되므로 하나의 NC블럭에 해당하는 가공명령을 수행하는 동안 이송 동작량과 회전동작량의 구성비에 따라 최종 가공속도에 영향을 미친다. 본 발명자들은 이송동작량과 회전동작량의 구성비를 나타내기 위하여 하기의 식 2와 같이 회전에 대한 이송의 비율(H_i)을 정의하였다. 식 2에서 △X,△Y,△Z는 각각 X축,Y축,Z축 방향으로의 직선 이송 변위량을 의미하며 단위는 mm이고, △A,△B,△C는 각각 A축,B축,C축 방향으로의 회전 이송 변위량을 의미하며 단위는 degree를 사용한다.

식 (2)
또한 5축 가공에서 공구 경로상의 보간길이가 아주 짧은 경우, 실제 이송속도가 지령된 이송속도보다 훨씬 느리게 나타난다. 이러한 원인 중의 하나는 공작기의 제어기가, 입력된 NC블럭을 처리하는 속도의 한계 때문이다. 제어기의 '블럭처리속도'(N_con)은 제어기가 1초에 처리할 수 있는 최대 NC블럭의 개수로 정의한다. 또한 NC블럭속도(N_nc)는, 공구가 지령된 이송속도(F_c)로 동작하기 위해 1초 동안 지나야할 NC블럭의 개수로 정의하며, i번째 블럭을 수행할 때의 순간적인 NC블럭속도(N_nc)는 하기의 식 3을 이용하여 구할 수 있다. 공작기계는 어떤 가공 명령에 대해서도 제어기가 처리할 수 있는 속도를 초과하여 동작하지 못한다. 따라서 제어기의 NC블럭 처리능력은 실제 가공속도에 제한을 주는 역할을 하게 될 것이다.

식 (3)
이와 같이 하여 상기 제20과정에서 복수개의 파라미터의 계산이 완료된 후에는, 도 1의 제30과정에서 직선 이송구간 및 곡선 이송구간에서 가공 속도를 제한하는 상한속도 (F₁)에 대한 계산이 이루어진다.
즉, 어떠한 가공명령에 대해서도 기계의 동작은 컨트롤러가 처리 가능한 속도를 초과하여 동작하지 못한다. 지령된 이송속도로 가공하기 위해 요구되는 NC블럭 처리 요구속도(N_rq)가 제어기의 처리 가능 속도(N_con)을 초과하는 경우, 제어기는 속도를 낮추게 되는데, 제어기의 처리 가능속도와 요구되는 NC블럭 처리속도의 비에 비례하여 속도가 저하된다. 이러한 특성은 어떤 다른 요소보다 우선적으로 적용되어 속도에 제한을 주기 때문에, 실제 동작속도를 구할 때 가장 우선적으로 고려되어야 한다. 제어기의 블럭 처리능력에 의해 제한되는 '상한속도'(F₁)은 다음의 식 4와 같이 계산될 수 있다.

식 (4)
상기 식 4에 의하여 제30과정에서의 F₁값을 구할 수 있다. (도 1의 제30단계).
다음에는 NC블럭의 곡선구간에서의 이송속도에 대하여 살펴본다. 최근의 공작기계들은 고품위의 가공면을 얻기 위하여 가공명령들을 미리 읽어 들여, 부드러운 동작이 되도록 하는 선행 선독(Look-ahead interpolation) 기능이 적용된 제어기를 채택하고 있다. 이러한 제어기의 동작은, 도 3에 도시된 바와 같이, 공구가 P_i-1에서 P_i를 지나 P_i+1으로 진행하는 경우, 제어기에 미리 정의된 허용오차 "e"의 범위에 진입할 것으로 예상되면 목표지점인 P_i에 정확하게 도달하지 않더라도 그 다음 목표점인 P_i+1으로 이동하는 부드러운 동작을 수행하게 된다. 이러한 기능은 NC블럭의 방향 변화에 대해 공구가 부드러운 곡선 궤적을 따라 동작하게 되어, 가공속도의 감소를 최소화하며 동시에 보다 부드러운 가공면을 생성할 수 있게 된다.
이러한 곡선구간을 원호곡선으로 계산하는 경우, 원호의 반경은 마뉴얼[Manuel, M. and Rodriguez C. A.의 고속 밀링가공의 가공경로 계획이 싸이클 타임에 미치는 영향(Influence of Tool Path Strategy on the Cycle Time of High speed Milling), Computer-Aided Design, Vol. 35, pp. 395~401, 2003]이 제안한 식에 의해서 계산할 수 있다. 그런데 이러한 계산식은 작은 피드앵글이 적용되는 자유곡면의 경우 과도하게 큰 값으로 계산되어 실제 이송속도를 구하는데 상당한 오차를 가져올 수 있다. 따라서 본 발명자들은 피드앵글이 작은 경우, 실제 기계의 가감속 특성을 고려한 원호의 반경을 채택하도록 다음의 식 5와 같이 구하도록 하였다. 식 5에 있어서, a_t는 이송동작에 대한 실제 가속도이며, 이것은 하기의 식 6에 의하여 계산될 수 있다. 또한 F_bc는 도 5의 (b)구간 및 (c)구간의 경계인 Ø_bc일 때 측정된 실제 이송속도이며, F_1,t는 식 4에서 구한 F₁의 이송 동작에 대한 속도성분이다. 회전동작의 속도(F_r)도 이송동작 속도와 동일한 방법으로 계산될 수 있다.

식(5)

식(6)
5축 가공에 있어서의 실제 가공속도는 상기의 식 5에서 구한 이송동작의 속도(F_t)와 회전동작의 속도(F_r)가 합성된 속도이지만, 이 두 속도 성분의 벡터 합이 아니다. 따라서 본 발명에서는 하기의 식 7과 같이 두가지 종류의 합성속도를 고려하였다. 여기서 F₂는 직선이송에 기초하여 계산되는 합성속도이고, F₃는 회전 이송에 기초하여 계산되는 합성속도이다. 상기 식에서 확인할 수 있는 바와 같이 F₂ 및 F₃는 회전에 대한 이송동작의 비율이 모두 반영되어 있다.

식(7)
상기 두 개의 식에 의하여 실질적으로 직선이송에 기초하고 회전에 대한 이송비율이 반영된 합성속도(F₂)와, 회전이송에 기초하여 회전에 대한 이송비율이 반영된 합성속도(F₃)가 구해진다(도 1의 제40단계).
따라서 최종적으로 i번째 NC블럭의 끝단에서 곡선 구간에 대한 이송속도(F_cv,i)는 하기의 식 (8)과 같이, 앞에서 구한 세가지 이송속도(F₁,F₂,F₃) 중에서 최소값의 지배를 받게 되기 때문에 가장 작은 값을 선택함으로써 구할 수 있다.

식 (8)
상기 식 8에 있어서, F₁이 적용된 경우는 제어기의 블럭 처리 한계에 의하여 전체 속도가 제한되는 경우이고, F₂가 적용되는 경우는 회전동작 보다 이송동작의 변위가 크거나 기계의 이송축의 가감속 성능이 약하여 5축 동시 동작의 합성속도가 이송동작의 속도 한계에 의하여 제한되는 경우라고 할 수 있다. 그리고 F₃가 적용되는 경우는 이송동작 보다 회전동작의 변위가 크거나 회전축의 가감속 성능이 약한, 회전동작에 의하여 전체 5축 동시 동작의 합성속도가 제한되는 경우이다. 상기 식 8에 의하여 실질적으로 곡선가공구간에 있어서의 실제 가공속도(F_cv)가 구해질 수 있다(도 1의 제50단계).
다음에는 NC블럭의 직선 구간의 이송속도에 대하여 살펴본다. 하나의 NC블럭에 해당하는 가공 명령을 수행하는 동안, 양끝의 곡선 구간의 사이는 이송 동작의 방향 변화가 없는 직선 구간이다. 이러한 직선 구간에서의 속도 양상은 도 3의 하단과 같이 가공명령의 양끝단 부분인 곡선 구간에서의 이송속도(F_cv,i-1,F_cv,_i)를 경계로 하여 선형적인 가감속 구간으로 나타낼 수 있다.
이러한 속도 양상을 구하기 위해서는 먼저 가·감속도를 구해야 한다. 본 발명에서는 가속도와 감속도의 절대값은 같은 것으로 간주하였다. 그리고 5축 동시 동작에서는 직선 이송 가속도와 회전 이송 가속도가 독립적으로 합성 가속도를 구해야 하지만, 합성 가속도는 이 두 가속도 성분의 백터 합이 아니다. 따라서 본 발명에서는 하기의 식 9와 같이 a_R1,a_R2 두가지 종류의 합성 가속도를 구하고, 이들 중 작은 값을 합성 가속도로 정한다. 식 9에서는 a_t는 상술한 식 6에서 구할 수 있으며, 회전동작에 대한 가속도 a_r도 같은 방법으로 구할 수 있다.

식(9)
합성 가속도와 얀〔Yan, X., Shirase, K., Hirao, M. and Yasui, T.의 논문인 "보다 높은 가공 생산성을 위한 NC프로그램의 평가"(NC Program Evaluator for Higher Machining Productivity, International Journal of Machine Tools and Manufacturing, Vol. 39, pp. 1563~1573, 1999〕의 연구에서 제안한 방법을 이용하여, 도 6과 같이 3종류로 분류하여 속도양상을 구할 수 있다. 그러나 도 7에서와 같이 특수한 경우에는 직선구간에서의 실제 이송속도가 일정하게 유지된다. 즉 (a)의 경우는 지령 이송속도가 저속이거나 기계의 가감속 성능이 우수한 경우로서, 곡선구간의 동작속도가 제어기의 블럭처리속도(Ncon)에 의해 결정되는 경우이다. 그리고 (b)의 경우는 기계의 가감속 성능이 상대적으로 매우 취약하여 저하된 가공속도가 일정하게 유지되는 경우라고 할 수 있다. 상기 도 6과 7에 의하여 실질적으로 직선구간에 있어서의 속도 양상을 구할 수 있다(도 1의 제60단계).
이와 같이 하여 하나의 NC블럭을 수행하는 동안의 속도 양상이 구해진 후, 도 1의 제70과정에서 곡선구간에서의 가공시간(t_C,i)과 직선구간에서의 가공시간(t_L,i)의 합으로 주어진 NC블럭의 가공 시간을 구할 수 있다. 다음에는 제 70과정의 가공시간을 구하는 과정에 대하여 살펴본다.
곡선 구간에서의 가공 속도는 일정하므로, 가공시간은 곡선구간의 길이(S_ci)를 속도로 나누어 구할 수 있다. 그런데 5축가공에 있어서 구간의 길이는 사실상 길이단위의 이송변위와 각도 단위의 회전변위가 복합되어 있기 때문에 일반적인 관계연산으로 나타낼 수 없다. 따라서 본 발명에서는 곡선구간의 복합 길이를 식 10과 같이 이송축의 보간길이와 회전축의 회전축의 보간길이 중 큰값(S₁*)과 가공명령의 보간길이(Si)의 비를 이용하여 구한다. 이 때 φ_i ^*,r_i ^*는 각각 S₁ ^*에 해당하는 동작에 대한 피드앵글과 원호반경이다. 따라서 곡선구간의 가공시간(t_c,i)은 하기의 식 11과 같이 곡선 구간의 길이(S_c,i)를 곡선 구간의 가공속도(F_cv,i)로 나누어 구할 수 있다.

식(10)

식(11)
직선구간에서의 가공시간(t_L,i)는 상술한 도 6에서 구한 속도양상의 그래프를 시간에 대하여 적분하여 구할 수 있다. 따라서 전체 NC데이터에 대한 가공시간은 하기의 식 11과 같이 각각의 NC블럭에 소요되는 시간을 모두 더함으로써 계산된다.

식(12)
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면 실제 공작기계의 가속특성을 고려하여 5축 밀링 가공에서의 가공시간을 예측하고 있음을 알 수 있다.
이와 같은 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 여러 가지 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명은 첨부한 특허청구의 범위에 기초하여 그 보호범위가 결정되어야 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같은, 본 발명에 의하면 5축 밀링 가공 시간의 예측이 종래의 방법에 비하여 상대적으로 정확하게 수행될 수 있음을 알 수 있다. 이와 같이 보다 정확한 가공 시간을 예측할 수 있다는 것은, 실질적으로 생산관리 등에서 매우 유용하게 이용될 수 있음은 당연한 것이라고 할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 직선 및 회전이송에 대한 가속도(a_t,a_r) 및 NC블럭 처리속도(Ncon)를 가지는 공작기계를 이용한 5축 밀링 가공의 가공시간을 예측하기 위한 방법으로;

   제공되는 NC데이터에서 하나의 NC블럭을 읽어오는 데이터 리딩과정;

   하나의 NC블럭에서 공구의 진행방향의 변환을 위한 곡선구간에서 공작기계의 가속도(a_r,a_t)를 고려하여 곡선구간의 가공속도를 구하는 곡선구간 속도산출과정;

   하나의 NC블럭에서의 직선구간의 이송속도 양상을 공작기계의 가감속특성을 고려하여 구하는 직선구간 속도산출과정;

   하나의 NC블럭에서 상기 곡선구간 및 직선구간에서의 이송속도 양상과 각각의 이송거리를 구하여 가공시간을 산출하는 과정; 그리고

   NC데이터의 전체 블럭을 통하여 각 NC블럭에 대하여 상기 데이터 리딩과정부터 가공시간을 산출하는 과정까지를 반복하여 전체 NC데이터에 대한 가공시간을 합하는 과정을 포함하는 5축가공에서의 가공시간 예측 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 곡선구간 속도산출과정은,

   각각의 NC블럭에 대한 보간길이, 피드앵글, 회전에 대한 이송동작의 비율, 그리고 NC블럭 처리 요구속도를 포함하는 파라미터를 산출하는 제1과정과

   산출된 각각의 값에 기초하여, NC블럭 처리속도에 의하여 제한되는 상한 속도(F₁)와, 직선이송에 기초한 결과속도(F₂) 및 회전이송에 기초한 결과속도(F₃)를 산출하는 제2과정; 그리고

   상기 제2과정에서의 속도 중에서 최소값을 i번째 NC블럭의 끝단에서 곡선구간에 대한 이송속도(F_cv,i)로 결정하는 제3과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 5축가공에서의 가공시간 예측 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 직선 이송에 기초한 결과속도(F₂) 및 회전이송에 기초한 결과속도 이송속도(F₃)는 하기의 식에 의하여 구하고,

   

   ,

   여기서 이송동작의 속도(F_t)는 하기의 식에 의하여 구하며,

   

   

   ,

   여기서 이송동작의 가속도(a_t)는 하기의 식에 의하여 구하며,

   

   ,

   여기서 F_bc는 5축가공기가 이송동작만 수행하는 경우 피드앵글에 따른 동작시간을 나타내는 특성그래프에서 가공시간이 증가하기 시작하는 피드앵글값(Φ_bc)에서 측정된 5축가공기의 실제 이송속도이며,

   회전동작의 속도(F_r)은 상기 이송동작의 속도와 동일한 방법으로 구하는 것을 특징으로 하는 5축가공에서의 가공시간 예측 방법.
4. 삭제

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