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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이동훈
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 숭실대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수8
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본 논문에서는 적층기반의 가공방식에서 발생되는 표면 거칠기 저하를 개선하기 위해 후가공 수행이 가능한 3개의 미끄럼 관절과 2개의 회전 관절로 이루어진 5축 절삭가공기의 강성 최적화에 관한 내용을 다룬다. FDM 방식 3D 프린터에서 ABS, PLA 등의 소재로 제작되는 조형물의 경우, 후가공 시 발생되는 절삭력이 일반적인 금속 소재에 비하여 현저히 낮다. 그러므로 소형 FDM 방식 3D 프린터 내에 삽입되는 5축 절삭가공기의 경우, 절삭력 하에서 공구 끝 단에 발생하는 최대 변위량을 고려한 강성 최적화를 기반으로 소형화 및 경량화가 가능하다. 그러므로 후가공 수행을 목적으로 하는 5축 절삭가공기의 최적 강성을 도출하기에 앞서 ABS 와 PLA 에 대하여 후가공 수행 시 발생되는 절삭력 측정실험이 선행되었으며, 구조강성과 구동강성을 모두 고려한 이론적 3차원 강성 모델이 제시되었다. 그 후 절삭력 하에서 미리 정의된 공구 끝 단의 허용가능한 최대 변위량 60 을 만족시키는 최적 설계 변수를 도출하기 위해 유전자 알고리즘 기반의 강성 최적화가 수행되었다. 최적화 결과, 절삭력 하에서 공구 끝 단의 허용가능한 최대 변위량 60 을 만족시키는 최적설계변수를 도출하였다.
목차
국문초록 ⅴ영문초록 ⅶ제 1 장 연구배경 및 이전연구의 분석 1제 2 장 제안 연구의 타당성 검증 72.1 재료별 절삭력 측정 72.2 표면 거칠기 측정 및 결과분석 11제 3 장 절삭가공용 3P2R 5축 메커니즘의 기구학 구조 153.1 정기구학(forward kinematics) 해석 153.2 작업영역(workspace) 해석 19제 4 장 이론강성 해석 234.1 정방향 자코비안(forward jacobian) 해석 234.2 구동강성(actuator stiffness) 해석 264.3 구조강성(structural stiffness) 해석 284.3.1 변형에너지 산출 304.3.2 구조강성행렬 도출 374.4 이론강성모델 384.5 절삭력에 의한 공구 끝 단 변위량 검토 38제 5 장 유전자 알고리즘 기반 강성 최적화 41제 6 장 결론 53참고문헌 54
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