* 가공속도가공속도최적화로최적화로 가공시간가공시간단축단축 · 2012. 4....

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* 가공속도가공속도 최적화로최적화로가공시간가공시간 단축단축

* 임 재 영 대표이사

* 씨아이엠에스 주식회사

목차1. 최적화란?

2 기계가공에서 최적화2. 기계가공에서 최적화

3. 가공속도 최적화

4. VERICUT의 가공속도 최적화

5. VERICUT의 가공속도 최적화 방법

6 데이터 베이스 구축6. 데이터 베이스 구축

7. 적용사례

8. 고속가공을 위한 가공속도 최적화

9. 효과

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■ 최적화란?

• 최적(最適, Optimum, Optimization)?

− 가장 적당하거나 적합함, 가장 적당하다.

어떤 주워진 환경에서 최대 또는 최소로

설계 또는 계획 그리고 실행됨.

즉, 기계 가공에서의 최적화는 주워진

환경(장비, 공구, 소재 등)을 고려해서

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최대의 가공 효율을 올리는 것을 의미

합니다. 쉽게 말해서 장비, 공구의 마모를

적게 하고 품질을 향상시키면서 빠른

시간 안에 가공하는 것을 의미합니다.

■ 기계가공에서 최적화

• 툴 패스 최적화

불필요한 또는 불합리한 패스를 삭제하거나 수정하여: 불필요한 또는 불합리한 패스를 삭제하거나 수정하여

가공부하를 줄여주거나 가공시간을 단축시킨다.

• 가공속도 최적화

: CAM에서 생성된 툴 패스의 궤적은 유지하면서 가공속도만을

추가시켜 가공시간을 단축시킨다.

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• 툴 패스 & 가공속도 최적화

: 툴 패스와 가공속도를 동시에 최적화해서 가공시간을 단축시킨다.

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■ 가공속도 최적화

• Adaptive Control (On Line)

기계 가공 중에 기계에서 가공부하의 변화를 인지하여: 기계 가공 중에 기계에서 가공부하의 변화를 인지하여

가공속도를 최적화하여 가공시간을 단축시킨다.

• Software (Off Line)

: 기계 가공 중에 발생할 가공부하를 소프트웨어로 사전에

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예측하여 가공속도를 최적화하여 가공시간을 단축시킨다.

■ VERICUT의 가공속도 최적화최적화 방법은 매우 간단하다. 최적화를 위해 CAM에서 생성된 툴 패스를 작은 단위의구간으로 세분화하고 각각의 구간에 가공되는 가공 양과 칩 두께를 계산하여 가공속도를추가한다. 즉, 많은 양 또는 두꺼운 칩 두께가 가공되면 가공속도를 줄여주고 적은 양

얇은 칩 께가 가 되면 가 속 를 올려 다또는 얇은 칩 두께가 가공되면 가공속도를 올려준다.툴 패스를 작은 단위로 분할하는 것이 가공속도 최적화에서는 매우 중요하다.

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■ 가공속도 최적화 방법

• Material(Volume) Remove Rate: 분당 제거되는 양

가공속도 = 1000mm/M

MRR=100,000mm3/M MRR=78,500mm3/M

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ORIGIN

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VERICUT 최적화


ORIGINORIGIN

Cut Direction

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VERICUT 최적화

Cut Direction


• 분당 가공되는 양을 일정하게 유지- 가공속도에 따라서 가공되는 양이가공속도에 따라서 가공되는 양이

달라진다. 그러므로 분당 가공되는

양을 고려해야 한다.

가공속도를 최적화하여 분당 가공

되는 양을 일정하게 유지하게 한다.

가공되는 양의 변화가 많은 황삭

또는 평앤드밀 공구에 사용하면 매우또는 평앤드밀 공구에 사용하면 매우

효과적이다.

즉) 평 앤드 밀로 10mm 깊이를 10mm

폭을 1000mm/Min의 가공속도로 가공

하면 분당 가공되는 양은 100,000mm3

가 된다.

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• 가공되는 칩 두께를 일정하게 유지- 가공되는 부위에 따라서 칩 두께가 달라진다가공되는 부위에 따라서 칩 두께가 달라진다.

칩 두께를 일정하게 유지하기 위해 가공속도를 최적화한다.

가공되는 양의 변화가 적은 정삭 또는 볼앤드밀 공구에 사용하면

매우 효과적이다.


• 분당 가공되는 양과 칩 두께를 일정하게 유지

- 분당 가공되는 양과 칩 두께를 동시에 계산해서 작은- 분당 가공되는 양과 칩 두께를 동시에 계산해서 작은

가공속도로 최적화한다. 난삭재 가공 또는 중삭 가공에서

적용하면 효과적이다.

• 표면 속도(Surface Speed)를 일정하게 유지

• 가공 깊이와 가공 넓이에

따른 최적화따른 최적화

• Air(허공) 가공에 따른

최적화

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■ 데이터 베이스

사용자가 쉽고 간단하게 설정할

수 있게 되어 있다. 사용자는 소재,수 있게 되어 있다 사용자는 재,

장비, 공구, 가공 방법에 따라서

사용자가 알고 있는 가공조건 값을

입력하고 최적화 방법을 선택하면

된다. 그래서 가공속도 최적화를

소재, 장비, 공구, 가공 방법에

따라서 최적화 한다.따라서 최적화 한다

1)재질

2)장비

3)공구

4)가공방법

최적화 D/B 설명 지정

재질

장비

가공 깊이

가공 넓이

가공 속도가공 속도

회전 속도

최적화 방식 선택

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■ 적용사례

3500 mm/sec

■ 적용사례

3075 mm/sec3025 mm/sec




5275 mm/sec

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■ 적용사례

• 금형

■ 적용사례

• 임펠러

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■ 적용사례

26.0% 절 감

■ 적용사례

• 항공기 부품

장비 Cincinnati 3spindle

소재 Aluminum 7090-T74501

크기 2300×2100×100

공구 Taegutec

최적화 전 가공시간 : 40시간

최적화 후 가공시간 : 29시간

30% 절감!!

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■ 고속가공을 위한 가공속도 최적화

일반적으로 고속가공은 고속의 회전속도를일반적으로 고속가공은 고속의 회전속도를

사용하기 때문에 가공 깊이를 매우 얇게

가공한다. 하지만 고속가공 뿐만 아니라

대부분의 기계 가공에서 가공 깊이는 매우

얇다. 그 이유는 작업자가 기계가공을 안전

하고 쉽게 가공하기 위해서 얇게 가공한다.

공구를 파손시킬 수있는 잔삭량…


• SAMPLE 1 - Mobile

구분 일반 가공 최적화 가공구분 일반 가공 최적화 가공

소재 KP4M (150*100*35)

장비 MORISEIKI NV5000

장소 영진전문대학 RIC센터

공구 8Ball (DIJET)

회전속도 6500rpm

가공속도 3000mm/M 최적화속도 1000~6000mm/M

가공거리 34195.5mm 17212.4mm

가공깊이 0.3mm 0.6mm

가공시간 39분58초 25분37초

가공시간(%) 약 35% 가공 시간 절감

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일반가공가공 깊이 0.3mm

최적화가공가공 깊이 0.6mm


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• SAMPLE 2 - Notebook

구분 일반 가공 최적화 가공구분 일반 가공 최적화 가공

소재 KP4M (150*100*35)

장비 MORISEIKI NV5000

장소 영진전문대학 RIC센터

공구 21D_2R (DIJET)

회전속도 2000rpm

가공속도 2500mm/M 최적화속도 500~4000mm/M

가공거리 171942.9mm 107795.7mm

가공깊이 0.5mm 1mm

가공시간 90분29초 59분28초

가공시간(%) 약 34% 가공 시간 절감


일반가공가공 깊이 0.5mm

최적화가공가공 깊이 1mm

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※ Feed rate(mm/min)=Insert 숫자 * Fz(날당 절입량)*스핀들속도

RPM: 1500날당 절입량: 0.7FEED: 5250 (1500*5날*0.7)

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테스트가공 제안<1>RPM: 1555날당 절입량 1 0

테스트가공 제안<3>RPM: 2000날당 절입량: 1.0

날당 절입량: 1.0FEED: 7,775 (1555*5날*1.0)

FEED: 10,000 (2000*5날*1.0)

※ Feed rate(mm/min)=Insert 숫자*Fz(날당 절입량)*스핀들속도

테스트가공 제안<2>RPM: 1770날당 절입량: 1.0FEED: 7,775 (1555*5날*1.0)


• 일반적은 고속가공은 고속의 회전속도를 사용하기 때문에

가공 깊이를 매우 얇게 가공한다. 하지만 고속가공 뿐만

아니라 대부분의 기계 가공에서 가공 깊이는 매우 얇다.

그 이유는 작업자가 기계가공을 보다 안전하게 가공하기

위해서 얇게 가공한다.

현재 많은 금형업체에서 최적화 프로그램을 사용하고 있다.

좀 더 깊게 가공하여 가공속도를 최적화 하면 가공시간을

현저하게 단축시킬 수 있다.

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■ 효과

• 가공 시간 단축가공 시 축

• 공구 마모 감소

• 장비 마모 감소

• 무인 가공

• 생산성 향상

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