KR101200171B1 - Post Processing Method for Rough Machining of Drum Cam with Rotational Followers using 5-Axis CNC Machine - Google Patents

Post Processing Method for Rough Machining of Drum Cam with Rotational Followers using 5-Axis CNC Machine Download PDF

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Abstract

본 발명은 5축 CNC 가공기계를 이용한 드럼 캠의 황삭가공을 위한 후처리방법에 관한 것으로, 본 발명은 드럼 캠의 홈에 대한 각도선도를 사인(sine) 곡선으로 변환시켜 정의하는 각도선도 정의단계(S100)와; 5축 CNC 가공기계의 구조적 특성을 반영하는 가공기계의 구조적 특성 반영단계(S200);를 포함하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 구성에 의해 5축 CNC 가공기계를 사용하여 복수 개의 회전형 종동절을 가지는 드럼 캠을 황삭가공할 때 드럼 캠의 기구적 특성과 5축 CNC 가공기계의 주축 형식에 따른 구조적 특성이 반영되도록 함으로써 더욱 정밀하고 정확한 절삭이 이루어질 수 있다.The present invention relates to a post-treatment method for roughing a drum cam using a 5-axis CNC machining machine. The present invention relates to an angle diagram defining step of converting an angle diagram of a groove of a drum cam into a sine curve. (S100); It includes the technical characteristics of the; reflecting the structural characteristics of the processing machine (S200) reflecting the structural characteristics of the 5-axis CNC machining machine.
The present invention is the structural configuration according to the mechanical characteristics of the drum cam and the spindle type of the 5-axis CNC machining machine when roughing the drum cam having a plurality of rotary follower using a 5-axis CNC machining machine by the configuration as described above By allowing the characteristic to be reflected, more precise and accurate cutting can be achieved.

Description

5축 ＣΝＣ 가공기계를 이용한 드럼 캠의 황삭가공을 위한 후처리방법{Post Processing Method for Rough Machining of Drum Cam with Rotational Followers using 5-Axis CNC Machine}Post Processing Method for Rough Machining of Drum Cam with Rotational Followers using 5-Axis CNC Machine}

본 발명은 드럼 캠의 황삭가공을 위한 후처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 5축 CNC 가공기계를 사용하여 복수 개의 회전형 종동절을 가지는 드럼 캠을 황삭가공할 때 드럼 캠의 기구적 특성과 5축 CNC 가공기계의 종류에 따른 구조적 특성을 반영하여 가공하는 후처리방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a post-treatment method for roughing a drum cam, and more particularly, to mechanical characteristics of a drum cam when roughing a drum cam having a plurality of rotary followers using a 5-axis CNC machining machine. And a post-processing method reflecting the structural characteristics according to the type of 5-axis CNC machining machine.

연속되는 회전운동을 전달하기 위해서는 기어나 벨트 등이 사용되지만 임의의 회전각에 따른 각도 및 각속도를 조정하면서 운동을 전달할 필요가 있는 경우에는 회전형 종동절이 구비된 드럼 캠(Drum Cam)이 일반적으로 사용된다.Gears and belts are used to transmit continuous rotational movements. However, when it is necessary to transfer the movements by adjusting the angle and angular velocity according to an arbitrary rotational angle, a drum cam equipped with a rotary follower is generally used. Used as

회전형 종동절을 가지는 드럼 캠은 종동절의 원주방향에 여러 개의 롤러를 설치하고, 드럼 캠의 경사면 양쪽에는 2개의 롤러가 동시에 접촉하여 동작되는 것으로, 이러한 드럼 캠은 백래시(backlash)가 거의 없고 구름접촉으로 내구성이 뛰어나므로 기어롤러 캠(gear roller cam), 인덱스 테이블(index table), 자동공구교환장치(ATC, Auto Tool Changer) 등과 같이 정밀구동이 필요한 곳에 주로 사용되는데, 실제로도 공작기계에 사용되는 분할 정밀도가 높은 인덱스 테이블의 경우 대부분 드럼 캠이 사용되고 있음에도 이러한 5축 가공기술의 부족으로 인해 인덱스 테이블의 생산이 곤란한 실정이다.
A drum cam having a rotary follower is provided with a plurality of rollers in the circumferential direction of the follower, and two rollers are operated at the same time on both sides of the inclined surface of the drum cam. Such a drum cam has almost no backlash. As it is durable in rolling contact, it is mainly used in places where precision driving is required, such as gear roller cams, index tables, and automatic tool changers (ATCs). In the case of the index table with high partitioning accuracy, even though drum cams are used in most cases, production of the index table is difficult due to the lack of 5-axis machining technology.

상기와 같은 특성을 가지는 드럼 캠을 가공하기 위해서는 일반적으로 5축 CNC 가공기계가 사용되며, 이러한 5축 CNC 가공기계를 사용하여 드럼 캠을 적절히 가공하기 위해서는 드럼 캠의 기구적 특성과 CNC 가공기계의 구조적 특성이 가공작업을 수행하기 위한 모델링에 반영될 수 있어야 하는데 현재 시판되고 있는 상용 CAM(Computer Aided Manufacturing)에는 이러한 기능이 제공되고 있지 않다.
In order to process the drum cam having the above characteristics, a 5-axis CNC machining machine is generally used. In order to properly process the drum cam using the 5-axis CNC machining machine, the mechanical characteristics of the drum cam and the CNC machining machine Structural features must be reflected in modeling for machining operations, but these capabilities are not available in commercially available computer aided manufacturing (CAM).

따라서 드럼 캠을 가공하기 위해서는 드럼 캠의 기구적 특성과 5축 CNC 가공기계의 구조적 특성이 반영될 수 있는 전용 프로그램의 개발이 요구되며, 이러한 이유로 일부에서는 전용 프로그램을 자체 개발하여 사용하고 있기는 하지만 공구의 형상을 가공 폭에 맞도록 제작하여 총형가공에 의해 가공하고 있는 실정이며, 이는 5축 가공에서의 인덱스 테이블 회전각에 대한 공구경로를 정확하게 구현하지 못한데서 비롯된다.
Therefore, in order to process the drum cam, it is necessary to develop a dedicated program that can reflect the mechanical characteristics of the drum cam and the structural characteristics of the 5-axis CNC machining machine. For this reason, some programs have been developed and used by themselves. The shape of the tool is manufactured to fit the processing width and processed by the total form machining, which is caused by the inability to accurately implement the tool path for the index table rotation angle in 5-axis machining.

한편 5축 CNC 가공기계는 3축 CNC 가공기계와 달리 X, Y, Z 축을 제외한 3개의 축 중 선택된 2개의 축이 회전 및 틸팅(tilting)되는데, 이들 2개의 축 중 어느 축이 회전/틸팅되는지에 따라 3가지 타입으로 구분되고, 이에는 도 3(a), (b) 및 (c)에 각각 도시된 바와 같이 수평으로 설치된 A축 상에 설치된 C축을 중심으로 회전하는 수직주축 타입(도 3(a)), 수평으로 설치되어 회전하는 B축의 상부에 수직으로 설치된 A축을 중심으로 회전하는 수평주축 타입(도 3(b)), 수평으로 설치되어 회전하는 C축과 수평으로 설치되어 주축이 틸팅하는 B축을 구비한 복합가공기 타입(도 3(c))이 있는데, 이에 따라 5축 CNC 가공기계를 이용하여 공작물을 절삭하는 경우에도 어떠한 타입의 5축 CNC 가공기계를 사용하는지에 따라 정삭가공을 위한 공구의 현재의 가공위치(n)가 각각 다르게 된다.On the other hand, 5-axis CNC machining machines, unlike 3-axis CNC machines, rotate and tilt two of the three axes except the X, Y, and Z axes, which of the two axes is rotated / tilted. It is divided into three types, which includes a vertical spindle type that rotates about the C axis installed on the A axis installed horizontally as shown in Figs. 3 (a), (b) and (c) (Fig. 3). (a)), a horizontal spindle type (Fig. 3 (b)) that rotates about an A axis installed vertically on top of the B axis rotated horizontally (Fig. 3 (b)), a horizontal axis installed horizontally with the C axis rotated horizontally There is a multi-task machine type with a B-axis that tilts (Fig. 3 (c)). Therefore, even when cutting a workpiece using a 5-axis CNC machining machine, depending on which type of 5-axis CNC machining machine is used, The current machining position (n) of the tool for .

따라서 5축 CNC 가공기계의 공구경로를 정확하게 결정하기 위해서는 이러한 5축 CNC 가공기계의 주축 형식에 따라 가공을 위한 가공데이터가 다르게 설정될 필요가 있다.
Therefore, in order to accurately determine the tool path of the 5-axis CNC machining machine, the machining data for the machining needs to be set differently according to the spindle type of the 5-axis CNC machining machine.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하여 개발된 것으로, 본 발명은 5축 CNC 가공기계를 사용하여 복수 개의 회전형 종동절을 가지는 드럼 캠을 황삭가공할 때 드럼 캠의 기구적 특성과 5축 CNC 가공기계의 주축 형식에 따른 구조적 특성이 반영된 후처리방법을 제공함으로써 공구의 가공경로를 정확하게 구현하여 정밀하고 정확한 절삭이 이루어지도록 하는 데에 그 목적이 있다.
The present invention was developed in response to the necessity as described above, and the present invention provides a mechanical characteristic of the drum cam and the 5-axis CNC when roughing a drum cam having a plurality of rotary follower using a 5-axis CNC machining machine. The purpose is to provide a post-processing method that reflects the structural characteristics according to the spindle type of the processing machine to accurately implement the cutting path of the tool to achieve precise and accurate cutting.

상기와 같은 본 발명의 목적은 드럼 캠의 황삭가공을 위한 후처리방법을, 드럼 캠의 홈에 대한 각도선도를 사인(sine) 곡선으로 변환시켜 정의하는 각도선도 정의단계와; 5축 CNC 가공기계의 구조적 특성을 반영하는 가공기계의 구조적 특성 반영단계를 포함하여 구성하는 것에 의해 달성된다.
An object of the present invention as described above is an angle diagram defining step for defining a post-treatment method for roughing the drum cam, by converting the angle diagram for the groove of the drum cam into a sine curve; It is achieved by including the step of reflecting the structural characteristics of the processing machine to reflect the structural characteristics of the 5-axis CNC machining machine.

본 발명은 여러 종류의 5축 CNC 가공기를 사용하여 다수개의 회전형 종동절을 가지는 드럼 캠을 황삭가공할 때 드럼 캠의 기구적 특성과 CNC 가공기의 주축 형식에 따른 구조적 특성이 반영됨으로써 공구의 가공경로를 정확하게 구현할 수 있어 정밀하고 정확한 절삭이 이루어진다.In the present invention, when roughing a drum cam having a plurality of rotary follower using various types of 5-axis CNC machines, the mechanical properties of the drum cam and the structural characteristics according to the spindle type of the CNC machine are reflected to process the tool. The path can be accurately implemented, resulting in precise and accurate cutting.

또한 본 발명은 5축 CNC 가공기계를 이용하여 종동절을 갖는 드럼 캠을 가공할 때 3가지 타입의 5축 CNC 가공기계에 대한 각각의 후처리방법을 제공함으로써 다른 타입의 5축 가공기계에도 쉽게 응용될 수 있다.In addition, the present invention provides a post-treatment method for three types of 5-axis CNC machining machines when machining drum cams with driven joints using a 5-axis CNC machining machine, and thus is easily applied to other 5-axis machining machines. Can be applied.

이에 더하여 본 발명의 황삭가공 후처리방법은 정삭가공에도 그대로 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 필요에 따라 캠 선도를 쉽게 변화시킬 수 있으므로 다양한 형상의 드럼 캠의 가공에도 쉽게 적용될 수 있다.
In addition, the roughing after-treatment method of the present invention can be applied to the finishing process as it is, as well as can easily change the cam diagram as necessary, it can be easily applied to the machining of drum cams of various shapes.

도 1은 회전형 종동절을 구비한 드럼 캠의 단면도,
도 2는 드럼 캠과 종동절 간의 회전각 궤적을 나타낸 선도,
도 3(a)는 수평으로 설치된 A축에 수직으로 설치되어 회전하는 C축을 중심으로 회전하는 수직주축 타입의 5축 CNC 가공기계를 나타낸 도면,
도 3(b)는 수평으로 설치되어 회전하는 A축의 하부에 수직으로 설치된 B축을 중심으로 회전하는 수평주축 타입의 5축 CNC 가공기계를 나타낸 도면,
도 3(c)는 수평으로 설치되어 회전하는 C축과, 수평으로 설치되어 틸팅하는 B축을 구비한 복합가공기 타입의 5축 CNC 가공기계를 나타낸 도면,
도 4(a)는 수직주축 타입의 5축 CNC 가공기계의 가공 시작위치를 나타낸 도면,
도 4(b)는 수직주축 타입의 5축 CNC 가공기계의 가공 작업위치를 나타낸 도면,
도 5(a)는 수평주축 타입의 5축 CNC 가공기계의 가공 시작위치를 나타낸 도면,
도 5(b)는 수평주축 타입의 5축 CNC 가공기계의 가공 작업위치를 나타낸 도면,
도 6(a)는 복합가공기 타입의 5축 CNC 가공기계의 가공 시작위치를 나타낸 도면,
도 6(b)는 복합가공기 타입의 5축 CNC 가공기계의 가공 작업위치를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 5축 CNC를 이용한 드럼 캠의 황삭가공을 위한 후처리방법을 도시한 순서도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 드럼 캠을 가공한 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a cross-sectional view of a drum cam with a rotary follower;
2 is a diagram showing a rotation angle trajectory between a drum cam and a driven joint;
FIG. 3 (a) is a view showing a five-axis CNC machining machine of a vertical spindle type that is rotated about a rotating C axis installed vertically on an A axis installed horizontally;
Figure 3 (b) is a view showing a horizontal spindle type 5-axis CNC machining machine that rotates about the B axis installed vertically to the lower portion of the A axis rotated horizontally installed,
Figure 3 (c) is a diagram showing a five-axis CNC machining machine of the multi-task machine having a horizontally installed C axis rotates, and a horizontally installed B axis for tilting,
Figure 4 (a) is a view showing the starting position of the 5-axis CNC machining machine of the vertical spindle type,
Figure 4 (b) is a view showing the working position of the five-axis CNC machining machine of the vertical spindle type,
Figure 5 (a) is a view showing the starting position of the 5-axis CNC machining machine of the horizontal spindle type,
Figure 5 (b) is a view showing the machining work position of the 5-axis CNC machining machine of the horizontal spindle type,
Figure 6 (a) is a view showing the starting position of the 5-axis CNC machining machine of the multi-task machine type,
Figure 6 (b) is a view showing the working position of the 5-axis CNC machining machine of the multi-task machine type,
7 is a flowchart showing a post-treatment method for roughing a drum cam using a 5-axis CNC according to the present invention;
8 is a graph showing a result of processing a drum cam according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부 도면을 통해 본 발명의 구성과 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
Hereinafter, the configuration and the preferred embodiment of the present invention through the accompanying drawings in more detail.

도 1은 회전형 종동절을 구비한 드럼 캠의 단면도로서 이 도면에 도시된 바와 같이 드럼 캠(30)은 회전하는 축에 롤러를 설치한 종동절(10)과 롤러(20)의 회전면과 일치하는 둘레윤곽을 갖는 드럼 형태의 캠으로 구성되는데, 도 1에서는 일반화를 위해 드럼 캠(30)의 형상을 좌우대칭으로 하지 않고 한 쪽에 치우치도록 하였다. 그리고 도 1에서

Figure 112010079408935-pat00001
는 종동절 롤러(20)의 직경이고,
Figure 112010079408935-pat00002
는 가공 폭을 의미하며, 이 가공 폭(
Figure 112010079408935-pat00003
)은 롤러(20)의 직경(
Figure 112010079408935-pat00004
)보다 조금 커야 한다.
1 is a cross-sectional view of a drum cam with a rotary follower, as shown in this figure, the drum cam 30 coincides with the rotational surface of the follower 10 and the roller 20 with rollers mounted on a rotating shaft. It is composed of a drum-shaped cam having a circumferential outline, in Figure 1 for biasing the shape of the drum cam 30 to one side without symmetry. And in FIG. 1
Figure 112010079408935-pat00001
Is the diameter of the driven roller 20,
Figure 112010079408935-pat00002
Means the processing width, this processing width (
Figure 112010079408935-pat00003
) Is the diameter of the roller 20 (
Figure 112010079408935-pat00004
Should be a little bigger than

또한 도 1에서와 같이 드럼 캠(30)의 드럼이 시계방향으로 계속 회전될 경우 캠 곡선을 따라 종동절(10)은 반시계방향과 시계방향으로 주기적으로 요동하게 된다. 그리고 종동절 롤러(20) 축의 방향은 캠 곡선의 홈을 엔드밀 공구로 가공할 때 공구 축의 방향과 일치하게 된다.
In addition, as shown in FIG. 1, when the drum of the drum cam 30 is continuously rotated in the clockwise direction, the follower 10 periodically swings in the counterclockwise and clockwise directions along the cam curve. In addition, the direction of the follower roller 20 axis coincides with the direction of the tool axis when the groove of the cam curve is machined with the end mill tool.

(1) 각도선도 정의단계(S100)(1) Angle diagram definition step (S100)

드럼 캠(30)의 홈을 설계하기 위해서는 먼저 드럼과 종동절(10)의 회전각에 대한 각도선도가 주어져야 하며, 통상 이러한 각도선도는 직선의 조합으로 이루어지는데, 본 단계는 이러한 직선의 조합으로 이루어진 각도선도를 사인 곡선(sine curve)으로 변환시켜 일반화하여 정의하는 단계이다.
In order to design the groove of the drum cam 30, first, an angle diagram of the rotation angle of the drum and the driven joint 10 should be given. In general, such an angle diagram is composed of a combination of straight lines. In this step, the angle diagram is converted into a sine curve and generalized.

드럼 캠의 홈의 각도선도는 도 2에 도시된 바와 같이 수평선과 경사면이 조합된 직선 형태로 정의할 때 이를 수식으로 표현하면 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
When the angle line diagram of the groove of the drum cam is defined as a straight line combined with a horizontal line and an inclined surface as shown in FIG. 2, this may be expressed by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112010079408935-pat00005
Figure 112010079408935-pat00005

여기서

Figure 112010079408935-pat00006
는 종동절의 회전각도이고,
Figure 112010079408935-pat00007
는 드럼의 회전각도이다.
here
Figure 112010079408935-pat00006
Is the rotation angle of the driven joint,
Figure 112010079408935-pat00007
Is the rotation angle of the drum.

한편 경사면에 대한 운동속도의 제어는 기능에 영향을 미치지 않는다고 가정할 수 있으며, 이에 따라 본 발명에서는 직선의 조합으로 이루어진 수학식 1로 정의되는 각도선도를 아래의 수학식 2와 같이 사인(sine) 곡선으로 변환시켜 정의한다.
On the other hand, it can be assumed that the control of the movement speed on the inclined surface does not affect the function. Accordingly, in the present invention, the angle diagram defined by Equation 1, which is a combination of straight lines, is represented as shown in Equation 2 below. Define it by converting it to a curve.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112010079408935-pat00008
Figure 112010079408935-pat00008

여기서,

Figure 112010079408935-pat00009
는 종동절의 회전각,
Figure 112010079408935-pat00010
는 드럼의 회전각이고
Figure 112010079408935-pat00011
.
Figure 112010079408935-pat00012
,
Figure 112010079408935-pat00013
,
Figure 112010079408935-pat00014
이며,
Figure 112010079408935-pat00015
는 도 2에서의 A, B, C, D, E점을 순서대로 나타낸 것으로 각각 1, 2, 3, 4, 5이다.
here,
Figure 112010079408935-pat00009
Is the rotation angle of the follower,
Figure 112010079408935-pat00010
Is the rotation angle of the drum
Figure 112010079408935-pat00011
.
Figure 112010079408935-pat00012
,
Figure 112010079408935-pat00013
,
Figure 112010079408935-pat00014
Is,
Figure 112010079408935-pat00015
Denotes points A, B, C, D and E in FIG. 2 in that order and is 1, 2, 3, 4, and 5, respectively.

상기 수학식 2는 도 2에 도시된 경사면 구간뿐만 아니라 AB 및 CD구간의 직선구간을 포함하는 전체 회전구간에서 성립되며, 따라서 수학식 2는 드럼 캠의 전체 회전구간에서의 각도선도를 나타내는 일반식이 되고, 본 발명에서는 상기 수학식 2로 정의되는 각도선도를 5축 가공의 공구위치 점 산출의 기초 데이터로 사용한다.
Equation 2 is established in the entire rotation section including the straight section between the AB and CD sections as well as the inclined surface section shown in Figure 2, and therefore, Equation 2 is a general equation representing the angle diagram in the entire rotation section of the drum cam In the present invention, the angle diagram defined by Equation (2) is used as basic data for calculating the tool position point for 5-axis machining.

(2) 가공기계의 구조적 특성 반영단계(S200)(2) Reflecting the structural characteristics of the processing machine (S200)

5축 CNC 가공기계를 사용하여 가공작업을 행할 때 가공작업이 정확하게 이루어지도록 하기 위해서는 위에서 이미 설명한 바와 같이 후처리방법에는 드럼 캠의 기구적 특성뿐만 아니라 5축 CNC 가공기계의 구조적 특성도 반영되어야 하며, 본 단계는 이러한 CNC 가공기계의 구조적 특성이 반영되도록 하는 단계이다.
In order to ensure accurate machining when machining using a 5-axis CNC machining machine, as described above, the post-processing method must reflect not only the mechanical characteristics of the drum cam but also the structural characteristics of the 5-axis CNC machining machine. In this step, the structural characteristics of the CNC machining machine are reflected.

산업현장에서는 주로 수직주축 타입, 수평주축 타입, 복합가공기 타입의 3가지 형식의 5축 CNC 가공기계가 사용되며, 이하에서는 이들 각각의 타입에 따른 5축 CNC 가공기계의 구조적 특성을 반영하는 방법에 대해 설명한다.
In the industrial field, three types of five-axis CNC machining machines, vertical spindle type, horizontal spindle type, and multi-task machine type, are used.In the following, methods for reflecting the structural characteristics of the five-axis CNC machine for each type are described. Explain.

(2-1) 수직주축 타입(2-1) Vertical spindle type

도 3(a)은 수평으로 설치된 A축에 수직으로 설치되어 회전하는 C축을 중심으로 회전하는 수직주축 타입의 5축 CNC 가공기계를 도시한 도면으로서, 이러한 수직주축 타입의 5축 CNC 가공기계에서의 드럼 캠의 가공 메커니즘은 도 4(a)와 같이 묘사될 수 있다.
FIG. 3 (a) is a view showing a vertical spindle type 5-axis CNC machining machine installed vertically on a horizontally installed A axis and rotating about a rotating C-axis. In this vertical spindle type 5-axis CNC machine The machining mechanism of the drum cam can be depicted as shown in FIG.

한편, 5축 CNC 가공기계를 이용하여 드럼 캠을 가공할 때 가공 메커니즘을 기술하기 위해서는 A, B, C축에 대한 부호를 정의하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 A, B, C축에 대한 부호는 각각 X, Y, Z축을 중심으로 회전하는 오른손 법칙에 따라 부여되며, 이때 공작물이 -방향으로 회전되는 경우 공구는 +방향으로 상대 회전하게 된다.
On the other hand, in order to describe the machining mechanism when machining the drum cam using a 5-axis CNC machining machine, it is preferable to define the sign for the A, B, C axis, in the present invention, the sign for the A, B, C axis Are given according to the right-hand rule that rotates around the X, Y, and Z axes, respectively, where the tool is rotated relative to the + direction when the workpiece is rotated in the-direction.

도 4(a)는 수직주축 타입의 5축 CNC 가공기계의 가공 시작위치를 나타낸 도면이고, 도 4(b)는 수직주축 타입의 5축 CNC 가공기계의 가공 작업위치를 나타낸 도면으로서, 이 축이 회전하게 되며 이 상태에서의 5축 가공기계의 A축의 방향은 +가 사용되는데 A축은 드럼 캠의 종동절의 회전 방향과 일치하게 되므로 5축 CNC 가공기계의 A축의 각도는

Figure 112010079408935-pat00016
가 되고, C축의 각도는 드럼 캠의 회전각도(
Figure 112010079408935-pat00017
)와 반대방향이 되므로
Figure 112010079408935-pat00018
가 된다.
Figure 4 (a) is a view showing the starting position of the 5-axis CNC machining machine of the vertical spindle type, Figure 4 (b) is a view showing the working position of the 5-axis CNC machining machine of the vertical spindle type, this axis In this state, the A axis of the 5-axis machining machine is used with +. The A axis is identical to the rotational direction of the follower of the drum cam.
Figure 112010079408935-pat00016
The angle of the C axis is the rotation angle of the drum cam (
Figure 112010079408935-pat00017
Is the opposite of)
Figure 112010079408935-pat00018
.

또한 5축 가공을 위해 필요한 공구 끝단의 위치좌표는 R 1, R 2, R 3 벡터 합으로 구할 수 있으며, 그 좌표 값은 아래의 수학식 3과 같이 표현된다.
In addition, the position coordinates of the tool tip required for 5-axis machining can be obtained by the sum of R 1 , R 2 , and R 3 vectors, and the coordinate values thereof are expressed by Equation 3 below.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112010079408935-pat00019
Figure 112010079408935-pat00019

여기서

Figure 112010079408935-pat00020
는 도 4(a)에 도시된 바와 같이 각각 5축 CNC 가공기계의 축을 나타내고,
Figure 112010079408935-pat00021
는 지그의 높이이며,
Figure 112010079408935-pat00022
는 지그 끝단으로부터 공작물 원주의 중심까지의 높이로서 드럼 캠의 우측 끝단으로부터 종동절 회전중심까지의 수평거리와 같고,
Figure 112010079408935-pat00023
는 드럼 캠의 회전 중심선으로부터 종동절 회전 중심까지의 높이이며,
Figure 112010079408935-pat00024
는 종동절 회전중심으로부터 롤러의 끝단의 길이이고,
Figure 112010079408935-pat00025
는 드럼 캠의 회전각도이며,
Figure 112010079408935-pat00026
는 종동절의 회전각도이다.
here
Figure 112010079408935-pat00020
Denotes the axes of the 5-axis CNC machining machine, respectively, as shown in FIG.
Figure 112010079408935-pat00021
Is the height of the jig,
Figure 112010079408935-pat00022
Is the height from the end of the jig to the center of the workpiece circumference, equal to the horizontal distance from the right end of the drum cam to the center of rotation of the driven joint,
Figure 112010079408935-pat00023
Is the height from the rotation center line of the drum cam to the driven center rotation center,
Figure 112010079408935-pat00024
Is the length of the end of the roller from the follower center of rotation,
Figure 112010079408935-pat00025
Is the rotation angle of the drum cam,
Figure 112010079408935-pat00026
Is the rotation angle of the driven joint.

(2-2) 수평주축 타입(2-2) Horizontal Spindle Type

다음, 도 3(b)에 도시된 바와 같은 수평주축 타입의 5축 CNC 가공기계에서의 드럼 캠의 가공 메커니즘은 도 5(b)와 같이 나타낼 수 있으며, 여기서 B축의 방향은 NC데이터에서 -방향은 종동절 회전방향에서 +방향이 되므로 B축 각도는

Figure 112010079408935-pat00027
가 되고, A축의 각도는 드럼 캠의 회전방향과 동일하므로
Figure 112010079408935-pat00028
가 된다.
Next, the machining mechanism of the drum cam in the 5-axis CNC machining machine of the horizontal spindle type as shown in Fig. 3 (b) can be represented as Fig. 5 (b), where the direction of the B axis is the -direction in the NC data. Is the + direction in the follower rotation direction, so the B-axis angle
Figure 112010079408935-pat00027
Since the angle of the A axis is the same as the rotational direction of the drum cam,
Figure 112010079408935-pat00028
.

5축 가공을 위해 필요한 공구 끝단의 위치좌표 역시 R 1, R 2, R 3의 벡터의 합으로 표시할 수 있으며, 그 좌표 값은 아래의 수학식 4와 같이 된다.
The position coordinates of the tool tip required for 5-axis machining can also be expressed as the sum of the vectors of R 1 , R 2 , and R 3 , and the coordinate values thereof are as shown in Equation 4 below.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112010079408935-pat00029
Figure 112010079408935-pat00029

여기서

Figure 112010079408935-pat00030
는 각각 도 5(a)에 도시된 바와 같이 5축 CNC 가공기계의 축을 나타내며,
Figure 112010079408935-pat00031
는 5축 CNC 가공기계의 B축 회전 중심으로부터 공작물의 우측 끝단까지인 지그의 길이이고,
Figure 112010079408935-pat00032
는 지그 좌측 끝단으로부터 공작물 원주의 중심까지의 거리로서 드럼 캠의 우측 끝단으로부터 종동절 회전중심까지의 수평거리와 같으며,
Figure 112010079408935-pat00033
는 드럼 캠의 회전 중심선으로부터 종동절 회전 중심까지의 높이이고,
Figure 112010079408935-pat00034
는 종동절 회전중심으로부터 롤러의 끝단의 길이이며,
Figure 112010079408935-pat00035
는 드럼 캠의 회전각도이고,
Figure 112010079408935-pat00036
는 종동절의 회전각도이다.
here
Figure 112010079408935-pat00030
Respectively represent the axes of the 5-axis CNC machining machine, as shown in Figure 5 (a),
Figure 112010079408935-pat00031
Is the length of the jig from the center of rotation of the B axis of the 5-axis CNC machine to the right end of the workpiece,
Figure 112010079408935-pat00032
Is the distance from the left end of the jig to the center of the workpiece circumference, which is equal to the horizontal distance from the right end of the drum cam to the follower center of rotation.
Figure 112010079408935-pat00033
Is the height from the rotation center line of the drum cam to the driven center rotation center,
Figure 112010079408935-pat00034
Is the length of the end of the roller from the driven center of rotation.
Figure 112010079408935-pat00035
Is the rotation angle of the drum cam,
Figure 112010079408935-pat00036
Is the rotation angle of the driven joint.

(2-3) 복합가공기(2-3) Complex Processing Machine

도 3(c)는 수평으로 설치되어 회전하는 C축과, 수평으로 설치되어 틸팅하는 B축을 구비한 복합가공기 타입의 5축 CNC 가공기계를 나타낸 도면으로서, 이때의 NC 데이터는 공구의 피봇 점(Pivot Point)을 기준으로 설정하여야 한다. B축 방향은 NC데이터와 종동절 회전 방향과 동일하게 +방향이 되므로 B축의 각도는

Figure 112010079408935-pat00037
가 되고, C축 방향은 드럼 캠의 회전방향과 반대 방향이 되므로 C축의 각도는
Figure 112010079408935-pat00038
가 된다.
FIG. 3 (c) is a diagram illustrating a 5-axis CNC machining machine of a multi-task machine having a horizontally installed C-axis rotating and a horizontally installed B-axis tilting, wherein NC data is a pivot point of the tool ( Pivot Point) should be set as a reference. Since the B axis direction becomes the + direction in the same way as the NC data and the driven joint rotation direction, the angle of the B axis is
Figure 112010079408935-pat00037
C-axis direction is opposite to the rotational direction of the drum cam, so the angle of the C-axis
Figure 112010079408935-pat00038
.

5축 가공을 위해 필요한 공구 끝단의 위치좌표는 도 6(b)에서와 같이 드럼 캠의 회전축과 종동절의 회전중심과 수직하는 위치를 5축 CNC 가공기계의 가공원점으로 잡았을 때 R 1, R 2의 벡터의 합으로 표시될 수 있으며, 따라서 그 좌표 값은 아래의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
The position coordinates of the tool tip necessary for 5-axis machining are R 1 and R when the position perpendicular to the rotation axis of the drum cam and the center of rotation of the driven joint is set as the machining origin of the 5-axis CNC machining machine as shown in Fig. 6 (b). It can be represented by the sum of the vectors of 2 , and thus the coordinate value can be expressed as Equation 5 below.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112010079408935-pat00039
Figure 112010079408935-pat00039

여기서

Figure 112010079408935-pat00040
는 각각 5축 CNC 가공기계의 축을 나타내며,
Figure 112010079408935-pat00041
는 도 1(a)에서의 드럼 캠의 회전 중심선으로부터 종동절 회전 중심까지의 높이이고,
Figure 112010079408935-pat00042
는 도 6(a) 및 도 6(b)에서와 같이 5축 가공기계의 피봇점(pivot point)으로부터 공구 끝단까지의 거리이며,
Figure 112010079408935-pat00043
는 종동절 회전중심으로부터 롤러의 끝단의 길이이고,
Figure 112010079408935-pat00044
는 드럼 캠의 회전각도이며,
Figure 112010079408935-pat00045
는 종동절의 회전각도이다.
here
Figure 112010079408935-pat00040
Represents the axes of the 5-axis CNC machine,
Figure 112010079408935-pat00041
Is the height from the rotation center line of the drum cam in FIG. 1 (a) to the driven center rotation center,
Figure 112010079408935-pat00042
Is the distance from the pivot point of the 5-axis machining machine to the tip of the tool, as in FIGS. 6 (a) and 6 (b),
Figure 112010079408935-pat00043
Is the length of the end of the roller from the follower center of rotation,
Figure 112010079408935-pat00044
Is the rotation angle of the drum cam,
Figure 112010079408935-pat00045
Is the rotation angle of the driven joint.

(3) 구간거리 계산단계(S300)(3) Span distance calculation step (S300)

이 단계는 이송속도를 균일하게 지정하기 위해 구간간의 거리를 정확히 계산하는 단계이다.
This step is to accurately calculate the distance between the sections in order to uniformly specify the feed rate.

5축 가공에서는 회전각에 대한 기본 길이단위(BLU, Basic Length Unit)가 도(degree)이기 때문에 이송속도가 뜻하지 않게 가속되거나 감속될 우려가 있으며, 본 발명에서는 이송속도를 균일하게 지정할 수 있도록 회전각에 대한 기본 길이단위인 도(degree)를 사용하는 대신에 구간간의 이동거리를 정확히 계산한다.
In 5-axis machining, since the basic length unit (BLU) for the rotation angle is degrees, the feed rate may be unexpectedly accelerated or decelerated. In the present invention, the feed rate may be uniformly rotated. Instead of using the default length unit for each angle, the distance traveled between the sections is calculated correctly.

예를 들면, 도 3(a)에 도시된 바와 같은 수직추축 타입의 5축 CNC 가공기계에서 공구의 위치좌표는 드럼 캠의 기하학적 조건에 의하여 A축과 C축에 의해 결정되고, 공구의 끝단 중심의 위치가 A축의 회전각과 X, Y, Z 위치값은 드럼 캠의 기하학적 조건으로 상호 연동되어 결정되기 때문에 ΔA의 변화에 의한 가공에 참여하는 가공거리 ΔSA는 아래의 수학식 6과 같고, ΔC의 변화에 의한 가공거리 ΔSC는 도 4(b)에서와 같이 공구 끝단 중심과 드럼 캠 회전축과의 수직거리와 ΔC의 곱이 되므로 아래의 수학식 7과 같이 표현된다. 이때 드럼 캠의 기구적 메커니즘에서의 ΔX, ΔY, ΔZ는 A축과 C축에 의해 드럼 캠의 기하학적 조건으로 구속되어 있기 때문에 고려할 필요가 없다.
For example, in the vertical axis type 5-axis CNC machining machine as shown in Fig. 3 (a), the position coordinates of the tool are determined by the A and C axes according to the drum cam geometric conditions, and the end center of the tool. Since the rotational angle of the A axis and the X, Y, and Z position values are determined by interlocking with the geometrical conditions of the drum cam, the machining distance ΔS A participating in the machining due to the change of ΔA is expressed by Equation 6 below, and ΔC The machining distance ΔS C by the change of is multiplied by the vertical distance between the tool tip center and the drum cam axis of rotation as ΔC as shown in FIG. 4 (b) and is represented by Equation 7 below. At this time, ΔX, ΔY, and ΔZ in the mechanical mechanism of the drum cam need not be considered because they are constrained by the geometry of the drum cam by the A and C axes.

[수학식 6] &Quot; (6) "

Figure 112010079408935-pat00046
Figure 112010079408935-pat00046

여기서

Figure 112010079408935-pat00047
는
Figure 112010079408935-pat00048
의 변화에 의한 가공거리,
Figure 112010079408935-pat00049
는 미소구간에서의 A축의 회전각의 변위를 나타낸다.
here
Figure 112010079408935-pat00047
The
Figure 112010079408935-pat00048
Processing distance due to
Figure 112010079408935-pat00049
Denotes the displacement of the rotation angle of the A axis in the microsection.

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112010079408935-pat00050
Figure 112010079408935-pat00050

여기서

Figure 112010079408935-pat00051
는
Figure 112010079408935-pat00052
의 변화에 의한 가공거리,
Figure 112010079408935-pat00053
는 미소구간에서의 C축의 회전각의 변위,
Figure 112010079408935-pat00054
는 드럼 캠의 회전 중심선으로부터 종동절 회전 중심까지의 높이이고,
Figure 112010079408935-pat00055
는 종동절 회전중심으로부터 롤러의 끝단의 길이이며, A는 5축 CNC 가공기계의 A축 회전각도이다.
here
Figure 112010079408935-pat00051
The
Figure 112010079408935-pat00052
Processing distance due to
Figure 112010079408935-pat00053
Is the displacement of the rotational angle of the C axis in the microsection,
Figure 112010079408935-pat00054
Is the height from the rotation center line of the drum cam to the driven center rotation center,
Figure 112010079408935-pat00055
Is the length of the end of the roller from the follower center of rotation, and A is the angle of rotation of the A axis of the 5-axis CNC machine.

또한 미소구간의 전체 가공거리

Figure 112010079408935-pat00056
는 A축과 C축의 회전각의 방향이 서로 수직이고, 미소구간이므로 간략화하여 대각선의 방향으로 설정될 수 있다. 그리고 드럼 캠의 기구적 메커니즘에서의 ΔX, ΔY, ΔZ는 A축과 C축에 의해 구속되어 있기 때문에 고려할 필요가 없다. In addition, the overall processing distance of the micro section
Figure 112010079408935-pat00056
Since the directions of the rotation angle of the A-axis and the C-axis are perpendicular to each other and are minute sections, they may be set in a diagonal direction by simplifying them. And ΔX, ΔY, and ΔZ in the mechanical mechanism of the drum cam need not be considered because they are constrained by the A and C axes.

그러나 A축과 C축의 변화에 무관하게 공구가 움직이는 드럼 캠 곡선의 가공 진입부와 퇴출부에서는 X, Y, Z의 변화량이 반영되어야 하며 그 가공거리를 ΔL라 하면 결과적으로 전체 가공거리(

Figure 112010079408935-pat00057
)는 아래의 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
However, at the entry and exit of the drum cam curve in which the tool moves regardless of the changes in the A and C axes, the changes in X, Y, and Z must be reflected.
Figure 112010079408935-pat00057
) Can be expressed as Equation 8 below.

[수학식 8][Equation 8]

Figure 112010079408935-pat00058
Figure 112010079408935-pat00058

여기서

Figure 112010079408935-pat00059
는 미소구간의 전체 가공거리,
Figure 112010079408935-pat00060
는 ΔA의 변화에 의한 가공거리,
Figure 112010079408935-pat00061
는
Figure 112010079408935-pat00062
의 변화에 의한 가공거리, 은 A와 C에 무관하게 움직이는 가공거리로서 가공 진입부와 퇴출부에서만 반영된다.
here
Figure 112010079408935-pat00059
Is the total working distance of the micro section,
Figure 112010079408935-pat00060
Is the machining distance due to the change in ΔA,
Figure 112010079408935-pat00061
The
Figure 112010079408935-pat00062
The machining distance due to changes in, is a machining distance that moves independently of A and C and is only reflected at the entry and exit of the machining.

(4) 가공속도 산정단계(S400)(4) Processing speed calculation step (S400)

이 단계는 상기 구간거리 계산단계(S300)에서 계산된 미소구간의 거리를 이용하여 미소구간을 가공하는 데에 걸리는 시간을 산정하여 이에 맞추어 가공속도를 설정하는 단계로서 미소구간을 가공하는 데에 걸리는 시간의 역수(

Figure 112012047873769-pat00126
)는 아래의 수학식 9와 같이 표현되며, 이로부터 5축 가공기계의 준비코드인 G93과 함께 이송속도 f로 표현하면 일정한 가공속도를 얻을 수 있다.
This step is to calculate the time it takes to process the micro-section using the distance of the micro-section calculated in the section distance calculation step (S300) and to set the processing speed accordingly. Inverse of time (
Figure 112012047873769-pat00126
) Is expressed as Equation 9 below, and from this, the feedrate f can be obtained together with G93, a preparation code of a 5-axis machining machine, to obtain a constant cutting speed.

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure 112010079408935-pat00065
Figure 112010079408935-pat00065

여기서

Figure 112010079408935-pat00066
는 미소구간을 가공하는 데에 걸리는 시간의 역수,
Figure 112010079408935-pat00067
는 이송속도로서 단위 시간에 대한 가공거리를 표현하며,
Figure 112010079408935-pat00068
는 미소구간의 거리를 나타낸다.
here
Figure 112010079408935-pat00066
Is the inverse of the time it takes to process a microsection,
Figure 112010079408935-pat00067
Denotes the machining distance for unit time as the feed rate,
Figure 112010079408935-pat00068
Indicates the distance of the microsection.

본 발명의 발명자들은 상기와 같은 단계로 이루어진 본 발명의 후처리방법을 검증하기 위해 본 발명의 후처리방법이 적용된 5축 CNC 가공기계 중 수직주축 타입의 CNC 가공기계(한국 위아사 제작, 모델명: WIA Hi-V560M/5A)를 사용하여 18mm 크기의 직경을 가지는 HSS(High Speed Steel)재의 엔드밀과 알루미늄 재질의 공작물을 사용하여 도 2에 도시된 각도선도를 가지는 드럼 캠을 실제로 황삭가공하여 보았으며, 그 결과 도 9에서와 같이 캠 곡선에 대한 설계치수와 가공결과가 정확하게 일치됨을 확인할 수 있었다.
The inventors of the present invention is a vertical spindle type CNC machining machine (manufactured by Weasa, Korea) of the 5-axis CNC machining machine to which the post-treatment method of the present invention is applied to verify the post-treatment method of the present invention consisting of the above steps. WIA Hi-V560M / 5A) was used to rough the drum cam with the angle diagram shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 9, the design dimension and the machining result for the cam curve were accurately matched.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 5축 CNC 가공기를 사용하여 다수개의 회전형 종동절을 가지는 드럼 캠을 황삭가공할 때 드럼 캠의 기구적 특성과 CNC 가공기의 주축 형식에 따른 구조적 특성이 반영되도록 함으로써 정밀하고 정확한 절삭이 이루어질 수 있다.As described above, according to the present invention, when roughing a drum cam having a plurality of rotary followers using a 5-axis CNC machine, the mechanical characteristics of the drum cam and structural characteristics according to the spindle type of the CNC machine are reflected. And accurate cutting can be made.

Claims (7)

5축 CNC 가공기계를 이용한 드럼 캠의 황삭가공을 위한 후처리방법에 있어서,
상기 후처리방법은,
드럼 캠의 홈에 대한 각도선도를 사인(sine) 곡선으로 변환시켜 정의하는 각도선도 정의단계(S100)와;
5축 CNC 가공기계의 구조적 특성을 반영하는 가공기계의 구조적 특성 반영단계(S200)를 포함하며,
상기 각도선도 정의단계(S100)의 각도선도는 아래의 수학식 2에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 5축 CNC 가공기계를 이용한 드럼 캠의 황삭가공을 위한 후처리방법.
[수학식 2]
Figure 112012047873769-pat00127

여기서
Figure 112012047873769-pat00128
는 종동절의 회전각도이며,
Figure 112012047873769-pat00129
는 드럼의 회전각도이고,
Figure 112012047873769-pat00130
,
Figure 112012047873769-pat00131
,
Figure 112012047873769-pat00132
,
Figure 112012047873769-pat00133
이며,
Figure 112012047873769-pat00134
는 드럼 캠의 각도선도에서의 각 구간의 점이다.
In the post-treatment method for roughing drum cam by using 5-axis CNC machining machine,
The post-treatment method,
An angle diagram defining step S100 of defining an angle diagram of a groove of the drum cam by converting the angle diagram into a sine curve;
It includes the step of reflecting the structural characteristics of the processing machine (S200) reflecting the structural characteristics of the 5-axis CNC machining machine,
The angle diagram of the angle diagram defining step (S100) is a post-processing method for roughing the drum cam using a 5-axis CNC machining machine, characterized in that defined by the following equation (2).
&Quot; (2) "
Figure 112012047873769-pat00127

here
Figure 112012047873769-pat00128
Is the rotation angle of the driven joint,
Figure 112012047873769-pat00129
Is the rotation angle of the drum,
Figure 112012047873769-pat00130
,
Figure 112012047873769-pat00131
,
Figure 112012047873769-pat00132
,
Figure 112012047873769-pat00133
Is,
Figure 112012047873769-pat00134
Is the point of each section in the angle diagram of the drum cam.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 5축 CNC 가공기계의 구조적 특성은 수직주축 타입인 경우 아래의 수학식 3에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 5축 CNC 가공기계를 이용한 드럼 캠의 황삭가공을 위한 후처리방법.

[수학식 3]
Figure 112012047873769-pat00077

여기서
Figure 112012047873769-pat00078
는 각각 5축 CNC 가공기계의 축을 나타내고,
Figure 112012047873769-pat00079
는 지그의 높이이며,
Figure 112012047873769-pat00080
는 지그 끝단으로부터 공작물 원주의 중심까지의 높이이고,
Figure 112012047873769-pat00081
는 드럼 캠의 회전 중심선으로부터 종동절 회전 중심까지의 높이이며,
Figure 112012047873769-pat00082
는 종동절 회전중심으로부터 롤러의 끝단의 길이이고,
Figure 112012047873769-pat00083
는 드럼 캠의 회전각도이며,
Figure 112012047873769-pat00084
는 종동절의 회전각도이다.
The method according to claim 1,
Structural characteristics of the 5-axis CNC machining machine is a post-processing method for roughing the drum cam using a 5-axis CNC machining machine, characterized in that defined by the following equation 3 when the vertical spindle type.

&Quot; (3) "
Figure 112012047873769-pat00077

here
Figure 112012047873769-pat00078
Represents the axis of 5-axis CNC machining machine,
Figure 112012047873769-pat00079
Is the height of the jig,
Figure 112012047873769-pat00080
Is the height from the tip of the jig to the center of the workpiece circumference,
Figure 112012047873769-pat00081
Is the height from the rotation center line of the drum cam to the driven center rotation center,
Figure 112012047873769-pat00082
Is the length of the end of the roller from the follower center of rotation,
Figure 112012047873769-pat00083
Is the rotation angle of the drum cam,
Figure 112012047873769-pat00084
Is the rotation angle of the driven joint.
청구항 1에 있어서,
상기 5축 CNC 가공기계의 구조적 특성은 수평주축 타입인 경우 아래의 수학식 4에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 5축 CNC 가공기계를 이용한 드럼 캠의 황삭가공을 위한 후처리방법.

[수학식 4]
Figure 112012047873769-pat00085

여기서
Figure 112012047873769-pat00086
는 각각 5축 CNC 가공기계의 축을 나타내며,
Figure 112012047873769-pat00087
는 5축 CNC 가공기계의 B축 회전 중심으로부터 공작물의 우측 끝단까지인 지그의 길이이고,
Figure 112012047873769-pat00088
는 지그 좌측 끝단으로부터 공작물 원주의 중심까지의 거리이며,
Figure 112012047873769-pat00089
는 드럼 캠의 회전 중심선으로부터 종동절 회전 중심까지의 높이이고,
Figure 112012047873769-pat00135
는 종동절 회전중심으로부터 롤러의 끝단의 길이이며,
Figure 112012047873769-pat00090
는 드럼 캠의 회전각도이고,
Figure 112012047873769-pat00091
는 종동절의 회전각도이다.
The method according to claim 1,
Structural characteristics of the 5-axis CNC machining machine is a post-processing method for roughing a drum cam using a 5-axis CNC machining machine, characterized in that the horizontal spindle type is defined by Equation 4 below.

&Quot; (4) "
Figure 112012047873769-pat00085

here
Figure 112012047873769-pat00086
Represents the axes of the 5-axis CNC machine,
Figure 112012047873769-pat00087
Is the length of the jig from the center of rotation of the B axis of the 5-axis CNC machine to the right end of the workpiece,
Figure 112012047873769-pat00088
Is the distance from the left end of the jig to the center of the workpiece circumference,
Figure 112012047873769-pat00089
Is the height from the rotation center line of the drum cam to the driven center rotation center,
Figure 112012047873769-pat00135
Is the length of the end of the roller from the driven center of rotation.
Figure 112012047873769-pat00090
Is the rotation angle of the drum cam,
Figure 112012047873769-pat00091
Is the rotation angle of the driven joint.
청구항 1에 있어서,
상기 5축 CNC 가공기계의 구조적 특성은 복합가공기인 경우 아래의 수학식 5에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 5축 CNC 가공기계를 이용한 드럼 캠의 황삭가공을 위한 후처리방법.

[수학식 5]
Figure 112012047873769-pat00092

여기서
Figure 112012047873769-pat00093
는 각각 5축 CNC 가공기계의 축을 나타내며,
Figure 112012047873769-pat00094
는 드럼 캠의 회전 중심선으로부터 종동절 회전 중심까지의 높이이고,
Figure 112012047873769-pat00095
는 5축 가공기계의 피봇점(pivot point)으로부터 공구 끝단까지의 거리이며,
Figure 112012047873769-pat00136
는 종동절 회전중심으로부터 롤러의 끝단의 길이이고,
Figure 112012047873769-pat00096
는 드럼 캠의 회전각도이며,
Figure 112012047873769-pat00097
는 종동절의 회전각도이다.
The method according to claim 1,
Structural characteristics of the 5-axis CNC machining machine is a post-processing method for roughing a drum cam using a 5-axis CNC machining machine, characterized in that defined by Equation 5 below.

&Quot; (5) "
Figure 112012047873769-pat00092

here
Figure 112012047873769-pat00093
Represents the axes of the 5-axis CNC machine,
Figure 112012047873769-pat00094
Is the height from the rotation center line of the drum cam to the driven center rotation center,
Figure 112012047873769-pat00095
Is the distance from the pivot point of the 5-axis machine tool to the tool tip,
Figure 112012047873769-pat00136
Is the length of the end of the roller from the follower center of rotation,
Figure 112012047873769-pat00096
Is the rotation angle of the drum cam,
Figure 112012047873769-pat00097
Is the rotation angle of the driven joint.
청구항 1에 있어서,
상기 가공기계의 구조적 특성 반영단계(S200) 이후에는 구간간의 거리를 정확히 계산하는 구간거리 계산단계(S300)와;
상기 구간거리 계산단계(S300)에서 계산된 미소구간의 거리를 이용하여 미소구간을 가공하는 데에 걸리는 시간을 산정하여 이에 맞추어 가공속도를 설정하는 가공속도 산정단계(S400);가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 5축 CNC 가공기계를 이용한 드럼 캠의 황삭가공을 위한 후처리방법.
The method according to claim 1,
After the step of reflecting the structural characteristics of the processing machine (S200) and the interval distance calculation step (S300) for accurately calculating the distance between the sections;
The processing speed calculation step (S400) of calculating the time taken to process the micro-section using the distance of the micro-section calculated in the interval distance calculation step (S300) and setting the processing speed accordingly; Post-treatment method for roughing drum cam using 5-axis CNC machining machine.
청구항 6에 있어서,
상기 구간거리 계산단계(S300)에서의 구간거리는 수직추축 타입인 경우 아래의 수학식 8에 의해 계산되며, 수학식 8의
Figure 112012047873769-pat00098
및
Figure 112012047873769-pat00099
는 각각 아래의 수학식 6과 수학식 7에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 5축 CNC 가공기계를 이용한 드럼 캠의 황삭가공을 위한 후처리방법.

[수학식 6]
Figure 112012047873769-pat00100

여기서
Figure 112012047873769-pat00101
는 ΔA의 변화에 의한 가공거리, ΔA는 미소구간에서의 A축의 회전각의 변위를 나타낸다.

[수학식 7]
Figure 112012047873769-pat00102

여기서
Figure 112012047873769-pat00103
는
Figure 112012047873769-pat00104
의 변화에 의한 가공거리,
Figure 112012047873769-pat00105
는 미소구간에서의 C축의 회전각의 변위이며,
Figure 112012047873769-pat00106
는 드럼 캠의 회전 중심선으로부터 종동절 회전 중심까지의 높이이고,
Figure 112012047873769-pat00107
는 종동절 회전중심으로부터 롤러의 끝단의 길이이며, A는 5축 CNC 가공기계의 A축 회전각도이다.

[수학식 8]
Figure 112012047873769-pat00108

여기서
Figure 112012047873769-pat00109
는 미소구간의 전체 가공거리,
Figure 112012047873769-pat00110
는 ΔA의 변화에 의한 가공거리,
Figure 112012047873769-pat00111
는
Figure 112012047873769-pat00137
의 변화에 의한 가공거리,
Figure 112012047873769-pat00112
은 A와 C에 무관하게 움직이는 가공거리이다.
The method of claim 6,
In the interval distance calculation step (S300), the interval distance is calculated by Equation 8 below when the vertical axis type, Equation 8
Figure 112012047873769-pat00098
And
Figure 112012047873769-pat00099
The post-treatment method for roughing the drum cam using a 5-axis CNC machining machine, characterized in that calculated by the following equations (6) and (7).

&Quot; (6) "
Figure 112012047873769-pat00100

here
Figure 112012047873769-pat00101
Is the machining distance due to the change of ΔA, and ΔA is the displacement of the rotational angle of the A axis in the microsection.

&Quot; (7) "
Figure 112012047873769-pat00102

here
Figure 112012047873769-pat00103
The
Figure 112012047873769-pat00104
Processing distance due to
Figure 112012047873769-pat00105
Is the displacement of the rotational angle of the C axis in the microsection,
Figure 112012047873769-pat00106
Is the height from the rotation center line of the drum cam to the driven center rotation center,
Figure 112012047873769-pat00107
Is the length of the end of the roller from the follower center of rotation, and A is the angle of rotation of the A axis of the 5-axis CNC machine.

&Quot; (8) "
Figure 112012047873769-pat00108

here
Figure 112012047873769-pat00109
Is the total working distance of the micro section,
Figure 112012047873769-pat00110
Is the machining distance due to the change in ΔA,
Figure 112012047873769-pat00111
The
Figure 112012047873769-pat00137
Processing distance due to
Figure 112012047873769-pat00112
Is the working distance moving independently of A and C.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103048947B (en) * 2012-12-29 2016-04-20 东方电气集团东方汽轮机有限公司 Five-coordinate linkage numerical control of machine tools program postpositive disposal method
CN105598975B (en) * 2016-03-02 2017-11-14 武汉工程大学 A kind of method for determining industrial robot motion track
CN110457735B (en) * 2019-06-11 2023-07-04 上海航天精密机械研究所 Coarse machining unit calculation method for complex groove cavity characteristics

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100386676B1 (en) 2001-02-28 2003-06-02 김정석 An algorithm with a program for a program for NC data with fewer phase reverse processes in table ratating/tilting type 5-axis milling and recording media having the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100386676B1 (en) 2001-02-28 2003-06-02 김정석 An algorithm with a program for a program for NC data with fewer phase reverse processes in table ratating/tilting type 5-axis milling and recording media having the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집(2001.5)*

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101602941B1 (en) 2015-03-19 2016-03-11 대영코어텍(주) Machining method of Roller Gear Cam using 5-Axis CNC Machine
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