5축 제어에 의한 엔드밀·래이디어스 엔드밀을 이용한 초고능률 곡면가공
Ultra-efficient 5axis machining of curved surfaces using flat end mill/radius end mill
곡면가공은 일반적으로 볼 엔드밀을 이용하여 이루어지는데, 가공면에 형성되는 커스프를 제거하는 다듬질가공이 필요하다. 커스프 제거는 수작업으로 이루어지며, 형상 정도를 저하시키는 동시에 많은 시간을 필요로 한다. 커스프를 작게 하기 위해 픽피드를 작게 할 필요가 있지만, 가공 시간이 길어진다.
위의 문제에 대해서 동 연구에서는 5축 제어에 의한 엔드밀 또는 래이디어스 엔드밀을 이용한 가공법을 제안한다. 엔드밀의 자세를 임의로 제어함으로써 엔드밀/래이디어스 엔드밀의 절삭날 끝단의 회전궤적은 임의의 곡률/형상을 형성한다.
그러므로 이 글에서는 가공점 부근의 형상에 가능한 한 일치하는 엔드밀/레이디어스 엔드밀 공구 자세를 제어하여 가공을 함으로써 커스프 높이를 절감하는 알고리즘을 개발하여 시뮬레이션에 의해 그 유용성을 검증한다.
그림 1은 가공점 C를 절삭할 때의 공구자세를 정의하는 좌표계를 나타내고 있다. 이 그림에서 n, f, t는 각각 가공점 C의 단위 법선 벡터, 절삭공구 진행 방향의 단위 벡터, 벡터 n과 벡터 f의 외적(벡터 n과 벡터 f 에 직교 단위 벡터)을 나타내고 있다. 이 때, 가공점 C를 절삭할 때의 공구자세는 경사각(벡터 t회에 관한 회전각) α와 회전각(벡터 n에 관한 회전각) β로 정의한다.
이글은 일본 일간공업신문사 형기술지에 실린 慶應義塾대학의 야마가타 사토시, 호쿄 타츠야, 아오야마 히데키와 일본유니시스엑설류션즈의 사노 노리아키가 저술한 내용이다.
