공작기계의 분류 및 특성

◐ 공작기계의 분류 및 특성 ◑

 

▶ 공작기계의 기본 운동

(1) 절삭운동 : 칩을 발생시키는 운동

     직선운동, 회전운동 : 엄밀한 의미는 곡선운동
      cf. 고속가공 이송: 100m/min
(2) 이송운동: 공구/공작물 이송; 연속운동, 간헐운동
(3) 위치조정운동: 순서제어특성; 대부분 급속이송

 

▶ 절삭공구

(1)단인 공구
(2)다인공구
-밀링커터
-드릴
-리머
-브로치
-탭과 다이스
(3)입자공구
- 연삭숫돌 (입자, 입도, 결합도, 조직, 결합제)
- 호닝숫돌

 

▶ 공작기계의 분류도

 

 

 

★ 범용 공작기계의 종류

- 선반
- 보링머신
- 드릴링머신
- 보링머신
- 플레이너
- 슬로터
- 밀링머신
- 브로칭 머신
- 연삭기
- 호닝머신과 슈퍼 피니싱머신

 

★ 특수용도 공작기계의 종류

- 원통가공용 특수 기계
- 평면가공용 특수 기계
- 구멍가공용 특수 기계
- 절단가공용 공작기계
- 기어가공용 공작기계
- 자동화 공작기계
- 평행링크형 절삭가공기;
*Stewart platform
- 특수 절삭가공용 공작기계

★ NC 공작기계의 특성

NC공작기계의 분류

 

절삭가공	연삭가공	방전가공	특수가공
NC선반 터닝센터 NC밀링 머시닝센터 NC드릴링머신 NC보링머신 NC호빙머신	NC평면연삭기 NC원통연삭기 NC성형연삭기 NC공구연삭기 그라인딩센터 NC지그연삭기	와이어커트 NC방전가공기	NC레이저가공기 NC절단기 NC프레스 NC초음파가공기

 

 

1) NC 선반과 터닝센터
- NC선반의 개요
- NC선반의 종류
- 터닝센터
2) NC밀링머신 및 머시닝센터
- NC밀링머신의 개요
- 머시닝센터의 분류 : 축수, 주축형태
- 머시닝센터의 구성: ATC, Tool magazine
3) NC 드릴링머신
4) NC 연삭기
5) NC 방전가공기
6) NC공작기계에 의한 생산 자동화
-트랜스퍼머신과 트랜스퍼라인

- DNC 시스템 (Direct Numerical Control, Distributed Numerical Control)
* 형태: BTR(behind tape reader) 일부종속, CNC 형; 완전 종속
* 기능:
1) 프로그램 편집기능
2) 가공스케줄링 및 자동생성기능
3) 가공시간, 가공실적 집계기능(statistics)
4) 가공상태감시기능
- FMC , FMS: 가공셀들과 자동창고 및 공작물 이송시스템 등으로 조합하여
생산성과 유연성을 이룬 가공시스템을 FMS(Flexible Manufacturing System)
Cell, System
* FMC의 구성 기능
① 가공기능 : 1~2대의 NC 공작기계로 된 가공기능
② 반송기능 : 로봇, AGV 또는 APC 등의 내부 반송기능
③ 창고기능 : 공구 및 공작물의 매거진, 팰릿 , 소형창고 등의 창고기능
④ 보정기능 : 센서 등에 의한 이상 검지와 응급 처리
⑤ 제어기능 : 가공이나 공정 등의 생산 정보와 공구, 공작물의 흐름을 제어

 

-FA의 발전 단계

FA 발전단계	공장 자동화 레벨
제 1 단계	자동기기(NC 공작기계, 로봇 등)의 도입
제 2 단계	복수의 자동기기 운영, 자동방송시스템, 자동창고 시스템의 도입, 설계의 자동화(CAD/CAM)
제 3 단계	공장전체의 자동화
제 4 단계	기업전체생산 시스템의 자동화

 

▶ 공작기계의 발전방향과 문제점

공작기계의 고정밀화, 고신뢰화, 고속화, 자동화 + 환경친화
Con. M/C ⇒ NC ⇒ FMS ⇒ FA
* CIM (computer integrated manufacturing)으로 발전하여 시스템화
(1) 주축계의 고속화
․베어링 - 동압미끄럼, 구름, 유정압, 공기정압, 자기베어링
․윤활 - 그리스윤활, 오일미스트윤활, 오일에어윤활, 제트윤활
․냉각 - 베어링 냉각, 구동계의 냉각
․변속기구 - 기어 변속, 벨트 구동
․구동모터 - 소형화, 경량화, 저 발열의 주축구동용 내장형 모터의 개발
․기타 - 균형(balance), 밀봉(seal), 동력 손실, 소음 등
(2) 이송계의 고속화
․운동체 - 급속기동․정지를 위해서 관성력을 경감 -경량화 구조
․안내면 - 마찰저항의 최소화 - 동압안내면, 구름안내면, 정압안내면
․구동기구 - rack-pinion, ball screw-nut, linear motor
․제어계 - NC에서의 정보처리, 서보기구의 추종제어, 위치 검출기

(3) 공작기계의 복합화
․선삭과 밀링가공의 복합화 - 터닝센터(turning center)
․절삭과 연삭의 복합화 - 가공조건의 차이, 요구정밀도의 차이
․담금질과 연삭의 복합화 - 가열방법의 문제, 열변형의 문제
․계측과 가공의 복합화 - 기구구성 문제, 열 변형과 힘에 의한 변형,
환경차이, 계측시간 문제
․조립과 가공의 복합화 - 힘의 차이, 환경의 차이
(공작기계의 신뢰성 확보)
․D/B, analysis, systemization, evaluation
stochastic process, pattern diagnosis

 

 

 

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