KR101348875B1 - 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법 - Google Patents

밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합 가공기(Milturn Machine or Turnmill Machine)에서 Y축 옵셋 위치와 Z축 옵셋 위치에 따른 가공 제품의 회전 단면에서의 가공 형상을 예측하고, 원하는 가공 형상을 얻기 위한 Y축 옵셋 위치와 Z축 옵셋 위치를 예측할 수 있도록 하는 밀링 커터의 회전체 공작물 가공 형상 시뮬레이션 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 시뮬레이션 시스템이 커터 인서트에 대한 형상 정보를 입력받아 프로파일 상의 절점들을 생성하여 각 절점의 좌표를 산출하고, 커터 인서트에 대한 장착 각도 정보를 입력받으면, 장착 각도에 따라 변형되는 좌표를 산출한 후, 밀링 커터의 타입으로 비 와이퍼 타입을 선택받은 경우에는, 밀링 커터에 장착될 커터 인서트에 대한 종류를 선택받고, 밀링 커터에 대한 지름 정보를 입력받으며, 밀링 커터의 지름 정보와 선택받은 커터 인서트에 대한 형상 정보에 의거하여 밀링 커터에 장착되는 커터 인서트의 위치 좌표를 산출하고, 가공 제품의 지름 정보, 밀링 커터의 회전 중심과 가공 제품의 회전 중심의 위치 차이인 Y축의 옵셋 위치 및 상기 가공 제품의 회전축인 Z축의 옵셋 위치를 입력받으면, 장착 각도에 따라 좌표가 변형된 프로파일 상의 절점들에 Y축의 옵셋 위치와 Z축의 옵셋 위치를 적용한 후, 밀링 커터에 대한 정보 및 가공 제품에 대한 정보에 의거하여 가공 제품의 회전 단면에서의 가공 형상을 예측하고, 예측된 가공 형상을 출력 및 저장하도록 구성되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명은 제품을 현장에서 실제로 가공하기 전에 시뮬레이션 검 증 과정을 통해 Y축의 옵셋 위치와 Z축의 옵셋 위치에 따른 가공 형상을 예측하거나, 원하는 가공 형상을 얻기 위한 Y축의 옵셋 위치와 Z축의 옵셋 위치를 예측함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
밀링 커터, 커터 인서트, 가공 형상, Y축 옵션 위치, Z축 옵션 위치

Description

밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법{METHOD FOR SIMULATING ROTATE WORKPIECE WORKING SHAPE OF MILLING CUTTER}
본 발명은 복합 가공기(Milturn Machine or Turnmill Machine)에서 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법에 관한 것으로, 특히 Y축 옵셋 위치와 Z축 옵셋 위치에 따른 가공 제품의 회전 단면에서의 가공 형상을 예측하고, 원하는 가공 형상을 얻기 위한 Y축 옵셋 위치와 Z축 옵셋 위치를 예측할 수 있도록 하는 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계는 칩(Chip)을 발생시키지 않고 공작물을 가공하는 비절삭 공작기계와 공작물에서 불필요한 부분을 절삭 가공하며 칩을 발생시키는 절삭 공작기계로 나눌 수 있다.
복합 가공기(Milturn or Turnmill Machine)은 절삭 공작기계로서 회전체 공작물에 대해, 밀링, 터닝, 드릴링 및 턴밀링 가공을 동시에 작업 가능한 4, 5축 가공 장비이다. 이중에서 밀링 및 턴밀링 가공에 사용하는 절삭 공구를 밀링 커터(Milling Cutter)라고 하는데, 밀링 커터는 절삭 가공 형상 및 가공 정도에 따라 다양한 형태가 있으며, 특히 턴밀링 가공의 경우 공작물을 회전시키면서 밀링작업을 수행함으로써 터닝 가공을 대체하여 공작물의 회전체 가공이 가능하다.
또한 최근에는 밀링 커터의 재질과 가공 기술이 발전함에 따라 복합 가공기에서 밀링커터 사용에 따른 가공 정밀도가 높아지고 생산 능률이 향상되어 다양하고 광범위하게 사용되는 추세이다.
전술한 바와 같은, 밀링 커터를 이용하여 공작물의 회전체 가공(턴밀링)을 하는 경우, 종래에는 마이크로미터 측정에 의해 가공 형상을 예측한 후, 가공을 수행한다.
그러나, 종래와 같이 마이크로미터 측정에 의해 가공 형상을 예측하여 가공하는 경우에는 형상 분석 정밀도가 떨어져서 원하는 가공 형상을 갖는 가공 제품을 한번에 얻기가 어려워, 원하는 가공 형상을 갖는 가공 제품을 얻기 위해 밀링 커터의 회전 중심과 가공 제품의 회전 중심의 위치 차이인 Y축의 옵셋 위치를 조정해가면서 가공을 반복 수행해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 복합 가공기에서 밀링 커터의 회전 중심과 가공 제품의 회전 중심의 위치 차이인 Y축의 옵셋 위치 정보와 가공 제품의 회전축인 Z축의 옵셋 위치 정보에 따른 가공 형상을 예측할 수 있도록 하는 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법을 제공함에 그 목 적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 원하는 가공 형상을 얻기 위한 밀링 커터의 회전 중심과 가공 제품의 회전 중심의 위치 차이인 Y축의 옵셋 위치와 가공 제품의 회전축인 Z축의 옵셋 위치를 예측할 수 있도록 함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법은, 시뮬레이션 시스템이 커터 인서트에 대한 형상 정보를 입력받아 프로파일 상의 절점들을 생성하여 각 절점의 좌표를 산출하는 과정과; 상기 커터 인서트에 대한 장착 각도 정보를 입력받으면, 상기 장착 각도에 따라 변형되는 좌표를 산출하는 과정과; 밀링 커터의 타입으로 비 와이퍼 타입을 선택받은 경우에는, 상기 밀링 커터에 장착될 커터 인서트에 대한 종류를 선택받고, 상기 밀링 커터에 대한 지름 정보를 입력받는 과정과; 상기 밀링 커터의 지름 정보와 선택받은 커터 인서트에 대한 형상 정보에 의거하여 상기 밀링 커터에 장착되는 커터 인서트의 위치 좌표를 산출하는 과정과; 가공 제품의 지름 정보, 상기 밀링 커터의 회전 중심과 가공 제품의 회전 중심의 위치 차이인 Y축의 옵셋 위치 및 상기 가공 제품의 회전축인 Z축의 옵셋 위치를 입력받는 과정과; 상기 장착 각도에 따라 좌표가 변형된 프로파일 상의 절점들에 Y축의 옵셋 위치와 Z축의 옵셋 위치를 적용한 후, 밀링 커터에 대한 정보 및 가공 제품에 대한 정보에 의거하여 가공 제품의 회전 단면에서의 가공 형상을 예측하는 과정과; 예측된 가공 형상을 출력 및 저장하는 과정을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 밀링 커터의 타입으로 와이퍼 타입을 선택받은 경우에는, 상기 밀링 커터에 대한 지름 정보를 입력받는 과정과; 와이퍼 인서트의 폭 정보, 가공 제품의 지름 정보, 상기 밀링 커터의 회전 중심과 가공 제품의 회전 중심의 위치 차이인 Y축의 옵셋 위치 및 상기 가공 제품의 회전축인 Z축의 옵셋 위치를 입력받는 과정과; 상기 프로파일 상의 절점들에 Y축의 옵셋 위치와 Z축의 옵셋 위치를 적용한 후, 밀링 커터에 대한 정보 및 가공 제품에 대한 정보에 의거하여 가공 형상을 예측하는 과정을 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법은, 시뮬레이션 시스템이 커터 인서트에 대한 형상 정보를 입력받아 프로파일 상의 절점들을 생성하여 각 절점의 좌표를 산출하는 과정과; 상기 커터 인서트에 대한 장착 각도 정보를 입력받으면, 상기 장착 각도에 따라 변형되는 좌표를 산출하는 과정과; 밀링 커터의 타입으로 비 와이퍼 타입을 선택받은 경우에는, 상기 밀링 커터에 장착될 커터 인서트에 대한 종류를 선택받고, 상기 밀링 커터에 대한 지름 정보를 입력받는 과정과; 상기 밀링 커터의 지름 정보와 선택받은 커터 인서트에 대한 형상 정보에 의거하여 상기 밀링 커터에 장착되는 커터 인서트의 위치 좌표를 산출하는 과정과; 가공 제품의 지름 정보와 원하는 가공 형상에 대한 정보를 입력받는 과정과; 커터 인서트에 대한 정보, 밀링 커터에 대한 정보, 가공 제품에 대한 정보, 가공 형상에 대한 정보에 의거하여 원하는 가공 형상을 얻기 위한 Y축 옵셋 위치와 Z축 옵셋 위치를 예측하는 과정과; 예측 결과를 출력 및 저장하는 과정을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법에 따르면, 제품을 현장에서 실제로 가공하기 전에 시뮬레이션 검증 과정을 통해 Y축의 옵셋 위치와 Z축의 옵셋 위치에 따른 가공 형상을 예측하거나, 원하는 가공 형상을 얻기 위한 Y축의 옵셋 위치와 Z축의 옵셋 위치를 예측함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
복합 가공기에서 절삭 공구인 밀링 커터를 이용하여 가공 제품을 현장에서 가공하기 전에 작업자(또는 담당자)는 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 프로그램을 통해 밀링 커터의 회전 중심과 가공 제품의 회전 중심의 위치 차이인 Y축에 대한 옵셋 위치에 의거하여 가공 형상을 예측하는 데, 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 프로그램이 탑재된 시스템(이하, '시뮬레이션 시스템'이라 한다)은 가공 형상을 예측하기 위해 우선, 작업자로부터 커터 인서트에 대한 형상 정 보를 입력받는다(S10).
상기한 과정 S10에서 작업자는 커터 인서트에 대한 형상을 2차원 캐드(2Dimension Computer-aided Drawing System)로 드로잉하여 입력할 수 있다.
상기한 과정 S10을 통해 작업자로부터 커터 인서트 형상 정보를 입력받은 시뮬레이션 시스템은 프로파일(인서트 형상) 상의 절점들을 생성하여 각각의 좌표를 산출한다(S12).
그리고, 작업자로부터 커터 인서트에 대한 장착 각도 정보를 입력받으면(S14), 커터 인서트 장착 각도에 따라 변형되는 좌표를 산출하게 된다(S16).
이후, 시뮬레이션 시스템은 작업자로부터 절삭 공구인 밀링 커터에 대한 정보(타입, 지름, 인서트 종류 등)를 입력받는 데, 우선 작업자에게 공구 정의 화면을 통해 가공에 사용할 밀링 커터의 타입이 와이퍼 타입인지 비 와이퍼 타입인지를 선택받는다(S18).
상기한 과정 S18을 통해 선택받은 공구 타입이 와이퍼 타입인 경우, 시뮬레이션 시스템은 작업자로부터 밀링 커터의 지름에 대한 정보를 입력받는다(S20, S22).
한편, 상기한 과정 S18을 통해 선택받은 공구 타입이 비 와이퍼 타입인 경우, 시뮬레이션 시스템은 밀링 커터에 장착될 커터 인서트에 대한 종류를 선택받고(S24), 밀링 커터의 지름에 대한 정보를 입력받는다(S26).
그리고, 시뮬레이션 시스템은 상기한 과정 S24에서 선택받은 커터 인서트에 대한 형상 정보와 상기한 과정 S26에서 입력받은 밀링 커터의 지름 정보에 의거하 여 밀링 커터에 장착되는 커터 인서트의 위치 좌표를 산출한다(S28).
이후, 작업자로부터 와이퍼 인서트의 폭 정보, 가공 제품의 지름에 대한 정보, 밀링 커터의 회전 중심과 가공 제품의 회전 중심의 위치 차이인 Y축의 옵셋 위치 정보 및 가공 제품의 회전축인 Z축의 옵셋 위치 정보를 입력받으면(S30), 시뮬레이션 시스템은 밀링 커터 타입이 비 와이퍼 타입인 경우에는 상기한 과정 S12에서 산출된 각 단면의 프로파일(인서트 형상) 상의 절점들에 Y축의 옵셋 위치 정보와 Z축의 옵셋 위치 정보를 적용하고, 밀링 커터 타입이 와이퍼 타입인 경우에는 상기한 과정 S16에서 산출된 각 단면의 프로파일(인서트 형상) 상의 절점들에 Y축의 옵셋 위치 정보와 Z축의 옵셋 위치 정보를 적용한 후, Y축 및 Z축의 옵셋 위치 정보, 커터 인서트에 대한 형상 정보, 밀링 커터에 대한 정보, 가공 제품에 대한 정보 등에 의거하여 가공 형상을 예측한 후(S32), 예측된 가공 형상을 모니터 등에 출력하여 작업자에게 제공하는 한편 메모리 영역에 저장한다(S34).
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 예측되는 가공 형상을 예시적으로 보인 도로, 도 2는 비 와이퍼 커터를 이용하여 하나의 Y축 옵셋 위치 정보로 가공 제품을 단일 가공하는 경우에 예측되는 가공 제품의 가공 형상을 Y축 옵셋 위치별로 예시적으로 보인 도이고, 도 3은 비 와이퍼 커터를 이용하여 복수의 Y축 옵셋 위치 정보로 가공 제품을 다중 가공하는 경우에 예측되는 가공 제품의 가공 형상을 예시적으로 보인 도이고, 도 4는 와이퍼 커터를 이용하여 하나의 Y축 옵셋 위치 정보로 가공 제품을 단일 가공하는 경우에 예측되는 가공 제품의 가공 형상을 Y축 옵셋 위치별로 예시적으로 보인 도이고, 도 5는 와이퍼 커터를 이용하여 복수의 Y축 옵셋 위치 정보로 가공 제품을 다중 가공하는 경우에 예측되는 가공 제품의 가공 형상을 예시적으로 보인 도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
밀링 커터를 이용하여 가공 제품을 현장에서 가공하기 전에 작업자(또는 담당자)는 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 프로그램을 통해 원하는 가공 형상을 얻기 위한 Y축의 옵셋 위치와 Z축의 옵셋 위치를 산출하는 데, 시뮬레이션 시스템은 Y축의 옵셋 위치 및 Z축의 옵셋 위치를 산출하기 위해 우선, 작업자로부터 커터 인서트 형상 정보를 입력받는다(S40).
상기한 과정 S40에서 작업자는 커터 인서트에 대한 형상을 2차원 캐드(2 Dimension Computer-aided Drawing System)로 드로잉하여 입력할 수 있다.
상기한 과정 S40을 통해 작업자로부터 커터 인서트 형상 정보를 입력받은 시뮬레이션 시스템은 프로파일(인서트 형상) 상의 절점들을 생성하여 각각의 좌표를 산출한다(S42).
그리고, 작업자로부터 커터 인서트에 대한 장착 각도 정보를 입력받으면(S44), 커터 인서트 장착 각도에 따라 변형되는 좌표를 산출하게 된다(S46).
이후, 시뮬레이션 시스템은 작업자로부터 절삭 공구인 밀링 커터에 대한 정보(타입, 지름, 인서트 종류 등)를 입력받는 데, 우선 작업자에게 공구 정의 화면을 통해 가공에 사용할 밀링 커터의 타입이 와이퍼 타입인지 비 와이퍼 타입인지를 선택받는다(S48).
상기한 과정 S48을 통해 선택받은 공구 타입이 와이퍼 타입인 경우, 시뮬레이션 시스템은 작업자로부터 밀링 커터의 지름에 대한 정보를 입력받는다(S50, S52).
한편, 상기한 과정 S48을 통해 선택받은 공구 타입이 비 와이퍼 타입인 경우, 시뮬레이션 시스템은 밀링 커터에 장착될 커터 인서트에 대한 종류를 선택받고(S54), 밀링 커터의 지름에 대한 정보를 입력받는다(S56).
그리고, 시뮬레이션 시스템은 상기한 과정 S54에서 선택받은 커터 인서트에 대한 형상 정보와 상기한 과정 S56에서 입력받은 밀링 커터의 지름 정보에 의거하여 밀링 커터에 장착되는 커터 인서트의 위치 좌표를 산출한다(S58).
이후, 작업자로부터 가공 제품의 지름에 대한 정보와 작업자가 원하는 가공 형상에 대한 정보를 입력받으면(S60), 시뮬레이션 시스템은 커터 인서트에 대한 정보, 밀링 커터에 대한 정보, 가공 제품에 대한 정보, 가공 형상에 대한 정보 등에 의거하여 원하는 가공 형상을 얻기 위한 밀링 커터의 회전 중심과 가공 제품의 회전 중심의 위치 차이인 Y축의 옵셋 위치와 가공 제품의 회전축인 Z축의 옵셋 위치를 예측한 후(S62), 예측 결과를 모니터 등에 출력하여 작업자에게 제공하는 한편 메모리 영역에 저장한다(S64).
본 발명의 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 처리도.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 예측되는 가공 형상을 예시적으로 보인 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법을 설명하기 위한 처리도.

Claims (3)

  1. 시뮬레이션 시스템이 커터 인서트에 대한 형상 정보를 입력받아 프로파일 상의 절점들을 생성하여 각 절점의 좌표를 산출하는 과정과;
    상기 커터 인서트에 대한 장착 각도 정보를 입력받으면, 상기 장착 각도에 따라 변형되는 좌표를 산출하는 과정과;
    밀링 커터의 타입으로 비 와이퍼 타입을 선택받은 경우에는, 상기 밀링 커터에 장착될 커터 인서트에 대한 종류를 선택받고, 상기 밀링 커터에 대한 지름 정보를 입력받는 과정과;
    상기 밀링 커터의 지름 정보와 선택받은 커터 인서트에 대한 형상 정보에 의거하여 상기 밀링 커터에 장착되는 커터 인서트의 위치 좌표를 산출하는 과정과;
    가공 제품의 지름 정보, 상기 밀링 커터의 회전 중심과 가공 제품의 회전 중심의 위치 차이인 Y축의 옵셋 위치 및 상기 가공 제품의 회전축인 Z축의 옵셋 위치를 입력받는 과정과;
    상기 장착 각도에 따라 좌표가 변형된 프로파일 상의 절점들에 Y축의 옵셋 위치와 Z축의 옵셋 위치를 적용한 후, 밀링 커터에 대한 정보 및 가공 제품에 대한 정보에 의거하여 가공 제품의 회전 단면에서의 가공 형상을 예측하는 과정과;
    예측된 가공 형상을 출력 및 저장하는 과정을 포함하여 이루어지는 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 밀링 커터의 타입으로 와이퍼 타입을 선택받은 경우에는, 상기 밀링 커터에 대한 지름 정보를 입력받는 과정과;
    와이퍼 인서트의 폭 정보, 가공 제품의 지름 정보, 상기 밀링 커터의 회전 중심과 가공 제품의 회전 중심의 위치 차이인 Y축의 옵셋 위치 및 상기 가공 제품의 회전축인 Z축의 옵셋 위치를 입력받는 과정과;
    상기 프로파일 상의 절점들에 Y축의 옵셋 위치와 Z축의 옵셋 위치를 적용한 후, 밀링 커터에 대한 정보 및 가공 제품에 대한 정보에 의거하여 가공 형상을 예측하는 과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법.
  3. 시뮬레이션 시스템이 커터 인서트에 대한 형상 정보를 입력받아 프로파일 상의 절점들을 생성하여 각 절점의 좌표를 산출하는 과정과;
    상기 커터 인서트에 대한 장착 각도 정보를 입력받으면, 상기 장착 각도에 따라 변형되는 좌표를 산출하는 과정과;
    밀링 커터의 타입으로 비 와이퍼 타입을 선택받은 경우에는, 상기 밀링 커터에 장착될 커터 인서트에 대한 종류를 선택받고, 상기 밀링 커터에 대한 지름 정보를 입력받는 과정과;
    상기 밀링 커터의 지름 정보와 선택받은 커터 인서트에 대한 형상 정보에 의거하여 상기 밀링 커터에 장착되는 커터 인서트의 위치 좌표를 산출하는 과정과;
    가공 제품의 지름 정보와 원하는 가공 형상에 대한 정보를 입력받는 과정과;
    커터 인서트에 대한 정보, 밀링 커터에 대한 정보, 가공 제품에 대한 정보, 가공 형상에 대한 정보에 의거하여 원하는 가공 형상을 얻기 위한 상기 밀링 커터의 회전 중심과 가공 제품의 회전 중심의 위치 차이인 Y축의 옵셋 위치와 상기 가공 제품의 회전축인 Z축의 옵셋 위치를 예측하는 과정과;
    예측 결과를 출력 및 저장하는 과정을 포함하여 이루어지는 밀링 커터의 회전체 가공 형상 시뮬레이션 방법.
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JPH04245504A (ja) * 1991-01-31 1992-09-02 Okuma Mach Works Ltd シミュレーション装置
JP2004058227A (ja) 2002-07-30 2004-02-26 Citizen Watch Co Ltd 数値制御旋盤における工具選択方法及び制御装置
JP2005088106A (ja) 2003-09-16 2005-04-07 Canon Inc 加工データ算出方法及び装置
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