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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 양승한
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
이 논문의 연구 히스토리 (15)
2022
2012
2011
2010
직선 이송축의 기하학적 오차 측정을 위한 5자유도 측정 시스템의 최적 설계
이광일
,
이재창
,
양승한
한국정밀공학회 학술발표대회 논문집
2010.11
학술대회자료
볼바를 사용하여 틸팅 회전 테이블 형태의 5축 공작기계 옵셋 오차 추정
이광일
,
이동목
,
양승한
한국정밀공학회 학술발표대회 논문집
2010.11
학술대회자료
볼바를 사용한 회전 테이블의 기하학적 오차 추정
이광일
,
이동목
,
권성환
외 1명
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
2010.11
학술저널
Wollaston prism 과 PSD 기반의 회전 테이블 기하학적 오차 측정 시스템 개발
이광일
,
자야크리스난 수바라야루
,
양승한
한국정밀공학회 학술발표대회 논문집
2010.05
학술대회자료
5 축 공작기계에서 틸팅 테이블의 각 위치 오차 측정
이광일
,
이동목
,
양승한
한국정밀공학회 학술발표대회 논문집
2010.05
학술대회자료
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초록· 키워드
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본 연구에서는 5축 공작기계의 진구도 평가 및 기하학적 오차를 측정하기 위한 볼바 측정 방법을 제안하며, 연구 내용은 다음과 같다.
1) 직선 이송축의 진구도 평가
5축 공작기계를 구성하는 3개 직선 이송축의 3차원 위치 정확도를 평가하기 위하여, 볼바를 사용한 진구도 평가 방법을 제안한다. 진구도를 나타내기 위하여 공간의 기준 구(nominal sphere)에 위치하고 서로 수직을 이루는 3개의 측정 경로를 생성하며, 측정한 볼바 데이터에서 최소자승법을 사용하여 최적 구(optimal sphere)의 반지름 및 단일 3차원 편심을 계산한다. 최종적으로 볼바 데이터에서 3차원 편심을 제거함으로써 최적 구의 반경 방향에 대한 직선 이송축의 위치 정확도를 나타내어 3개 직선 이송축의 성능을 동일한 기준에서 평가한다. 또한 최대/최소 오차가 발생한 주요 지점 및 원인을 분석함으로써, 위치 정확도의 개선 방향을 제시한다.
2) 5축 공작기계의 진구도 평가
5축 공작기계의 3차원 위치 정확도를 평가하기 위하여, 볼바를 사용한 이중 진구도 평가 방법을 제안한다. 측정 경로는 외부 기준구와 내부 기준구 상에서 서로 수직을 이루는 3평면에서 생성하며, 외부 기준구 상의 경로는 직선 이송축을 사용하여 추종하며 내부 기준구 상의 경로는 회전 이송축을 사용하여 추종한다. 2 기준구의 반경 방향 편차를 사용하여 최적 반지름 및 단일 3차원 편심을 계산한 후 측정 데이터에서 제거함으로써, 3개 직선 이송축과 2개 회전 이송축의 반경 방향의 위치 정확도를 평가한다. 최대/최소 오차가 발생한 주요 지점 및 원인을 분석함으로써, 위치 정확도의 개선 방향을 제시한다.
3) 직선 이송축의 기하학적 오차를 위한 볼바 측정
3개의 직선 이송축의 전체 이송영역에서 기하학적 오차를 추정하기 위하여 역기구학적 접근을 진행하며, 조건수를 최소화하는 최적 측정 경로를 생성한다. 또한 각도 오차 사이의 특이해 문제 해결 및 추정을 위한 반구상의 나선형 측정 경로를 추가로 계획한다. 이를 통하여 기하학적 오차의 추정 오차를 최소화함으로써 최종적으로 추정한 기하학적 오차의 정확도를 개선하며, 단일 측정 좌표계에서 모든 기하학적 오차를 분석하고 추정한다.
4) 회전 이송축의 기하학적 오차를 위한 볼바 측정
5축 공작기계를 구성하는 2개의 회전 이송축의 기하학적 오차를 추정하기 위하여 역기구학적 접근을 진행하며, 회전 이송축의 특성을 고려하여 각각의 기하학적 오차를 매개변수화 하고 측정 민감도와 오차의 민감도가 일치하는 최적의 볼바 측정 경로를 계획한다. 볼바를 설치하는 경우에 필연적으로 발생하는 셋업 오차를 최소화하기 위한 치구를 제안하며, 조절이 어려운 셋업 오차는 상수로 모델링하여 매개변수와 함께 계산함으로써 최종적으로 추정한 기하학적 오차의 정확도를 개선한다.
1) 직선 이송축의 진구도 평가
5축 공작기계를 구성하는 3개 직선 이송축의 3차원 위치 정확도를 평가하기 위하여, 볼바를 사용한 진구도 평가 방법을 제안한다. 진구도를 나타내기 위하여 공간의 기준 구(nominal sphere)에 위치하고 서로 수직을 이루는 3개의 측정 경로를 생성하며, 측정한 볼바 데이터에서 최소자승법을 사용하여 최적 구(optimal sphere)의 반지름 및 단일 3차원 편심을 계산한다. 최종적으로 볼바 데이터에서 3차원 편심을 제거함으로써 최적 구의 반경 방향에 대한 직선 이송축의 위치 정확도를 나타내어 3개 직선 이송축의 성능을 동일한 기준에서 평가한다. 또한 최대/최소 오차가 발생한 주요 지점 및 원인을 분석함으로써, 위치 정확도의 개선 방향을 제시한다.
2) 5축 공작기계의 진구도 평가
5축 공작기계의 3차원 위치 정확도를 평가하기 위하여, 볼바를 사용한 이중 진구도 평가 방법을 제안한다. 측정 경로는 외부 기준구와 내부 기준구 상에서 서로 수직을 이루는 3평면에서 생성하며, 외부 기준구 상의 경로는 직선 이송축을 사용하여 추종하며 내부 기준구 상의 경로는 회전 이송축을 사용하여 추종한다. 2 기준구의 반경 방향 편차를 사용하여 최적 반지름 및 단일 3차원 편심을 계산한 후 측정 데이터에서 제거함으로써, 3개 직선 이송축과 2개 회전 이송축의 반경 방향의 위치 정확도를 평가한다. 최대/최소 오차가 발생한 주요 지점 및 원인을 분석함으로써, 위치 정확도의 개선 방향을 제시한다.
3) 직선 이송축의 기하학적 오차를 위한 볼바 측정
3개의 직선 이송축의 전체 이송영역에서 기하학적 오차를 추정하기 위하여 역기구학적 접근을 진행하며, 조건수를 최소화하는 최적 측정 경로를 생성한다. 또한 각도 오차 사이의 특이해 문제 해결 및 추정을 위한 반구상의 나선형 측정 경로를 추가로 계획한다. 이를 통하여 기하학적 오차의 추정 오차를 최소화함으로써 최종적으로 추정한 기하학적 오차의 정확도를 개선하며, 단일 측정 좌표계에서 모든 기하학적 오차를 분석하고 추정한다.
4) 회전 이송축의 기하학적 오차를 위한 볼바 측정
5축 공작기계를 구성하는 2개의 회전 이송축의 기하학적 오차를 추정하기 위하여 역기구학적 접근을 진행하며, 회전 이송축의 특성을 고려하여 각각의 기하학적 오차를 매개변수화 하고 측정 민감도와 오차의 민감도가 일치하는 최적의 볼바 측정 경로를 계획한다. 볼바를 설치하는 경우에 필연적으로 발생하는 셋업 오차를 최소화하기 위한 치구를 제안하며, 조절이 어려운 셋업 오차는 상수로 모델링하여 매개변수와 함께 계산함으로써 최종적으로 추정한 기하학적 오차의 정확도를 개선한다.
목차
그림 목차 iii표 목차 v제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구 목표 5제 2 장 5축 공작기계의 오차합성 모델 72.1 개요 72.2 이송축의 기하학적 오차 82.3 오차합성 모델 11제 3 장 직선 이송축의 진구도 평가 173.1 개요 173.2 진구도 평가를 위한 볼바 측정 193.3 모의실험 및 실험 263.4 결론 46제 4 장 5축 공작기계의 이중 진구도 평가 474.1 개요 474.2 이중 진구도 평가를 위한 볼바 측정 494.3 모의실험 및 실험 544.4 결론 64제 5 장 직선 이송축의 기하학적 오차 추정 655.1 개요 655.2 역기구학적 접근을 통한 오차 추정 665.3 볼바 측정의 최적 경로 695.4 모의실험 및 실험 785.5 결론 87제 6 장 회전 이송축의 기하학적 오차 추정 886.1 개요 886.2 기하학적 오차 추정을 위한 볼바 측정 896.3 모의실험 및 실험 966.4 결론 107제 7 장 결 론 108참고문헌 111
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