가상 가공

Virtual machining
가상 시스템과 혼동하지 마십시오.

가상 가공은 컴퓨터를 사용하여 부품 제조를 위한 공작기계 사용을 시뮬레이션 및 모델링하는 작업입니다.이러한 활동은 가상 [1]현실 시스템에서 실제 환경의 동작과 오류를 복제합니다.이를 통해 현장에서의 물리적 테스트를 거치지 않고 제품을 제조할 수 있는 유용한 방법을 제공할 수 있습니다.그 결과 부품 생산 시간과 비용을 절감할 [2]수 있다.

적용들

가상 가공은 다음과 같은 다양한 이점을 제공합니다.

  • 가상 환경에서 기계 가공 프로세스를 시뮬레이션하면 재료 낭비, 공작기계 손상 또는 작업자 위험 [3]발생 없이 오류가 발생합니다.
  • 컴퓨터 시뮬레이션은 생산된 부품의 [2]정확성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
  • 가상 환경에서 시뮬레이션된 부품에 표면 마감, 표면 도량형, 파형 등의 가상 검사 시스템을 적용하여 정확도를 [4]높일 수 있습니다.
  • 시스템은 부품 [5]설계의 원하는 허용오차와 관련하여 가공 작업의 프로세스 계획을 강화할 수 있습니다.
  • 가상가공시스템은 [6]부품제조시간과비용에대한가장적합한가공작업단계에대해서가공작업계획에서사용할수있다.
  • 시뮬레이션 가공 공정에는 최적화 기술을 적용하여 부품 [7]생산 효율을 높일 수 있습니다.
  • 유한요소법(FEM)은 가상환경에서의 시뮬레이션 가공공정에 적용되어 공작기계, 공작물 및 절삭공구의 [8]응력 및 왜곡을 분석할 수 있습니다.
  • 가공면의 예측에 있어서의 수학적 오차 모델링의 정밀도는 가상 가공 시스템을 [9]이용해 해석할 수 있다.
  • 가상 환경에서 플렉시블 재료의 가공 작업을 분석하여 부품 [10]제조의 정확도를 높일 수 있습니다.
  • 가상 환경에서 [11]모의 가공 작업을 사용함으로써 공작기계의 진동 및 가공 작업 시 절삭 공구 경로에 따른 채터링 가능성을 분석할 수 있습니다.
  • 가상환경에서 [12]시뮬레이션된 제조공정에 생산공정 관리규칙을 적용함으로써 정확한 생산에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있습니다.
  • 또한 가상 가공에 기반한 이송 속도 스케줄링 시스템을 제시하여 부품 [13]제조의 정확성과 효율성을 높일 수 있습니다.
  • 복잡한 표면의 가공 작업에서의 재료 제거율은 분석 및 [14]최적화를 위해 가상 환경에서 시뮬레이션할 수 있습니다.
  • 생산 [15]방법을 분석하고 최적화함으로써 부품 제조의 효율성을 높일 수 있다.
  • 실제 가공된 부품의 오류는 가상 환경에서 시뮬레이션하여 분석 및 [2]보상을 수행할 수 있습니다.
  • 가상 환경에서 시뮬레이트된 머시닝 센터는 원격 분석 및 [16]수정을 위해 네트워크와 인터넷을 통해 연결할 수 있습니다.
  • 스핀들, 회전축, 이동축, 볼스크류, 수치제어장치, 전기모터(스텝모터, 서보모터), 베드 등 공작기계의 요소와 구조를 가상환경에서 시뮬레이션하여 분석 및 수정이 가능합니다.그 결과 공작기계 요소의 최적화된 버전은 부품 [17]제조의 기술 수준을 높일 수 있습니다.
  • 가상 환경에서 시뮬레이션된 절삭력의 결과로 절삭공구의 형상을 분석하고 수정할 수 있습니다.따라서 절삭공구의 형상변경에 의한 절삭력이 감소하여 가공시간과 표면 거칠기를 최소화하고 공구수명을 최대화할 수 있다.또한 절삭력을 최소화하는 절삭공구 형상을 변경함으로써 고속강, 카본공구강, 초경합금, 세라믹, 서멧 [18]등 절삭공구에 적합한 소재를 폭넓게 제시함으로써 절삭공구 비용을 절감할 수 있다.
  • 절삭공구와 공작물의 결합영역에서 발생하는 열을 시뮬레이션, 분석 및 감소시킬 수 있습니다.절삭공구와 [19]공작물의 결합영역에서 발생하는 열을 감소시킴으로써 공구수명을 극대화할 수 있다.
  • 머시닝 전략은 [20]충돌 검출 프로세스 측면에서 가상 환경에서 분석 및 수정할 수 있습니다.
  • 가상 환경에서 실제 가공 부품의 오류와 공구 편향 오류가 있는 가공 작업의 3D 비전은 설계자뿐만 아니라 기계 전략가가 부품 [21]생산 공정을 분석하고 수정하는 데 도움이 됩니다.
  • 가상 가공은 가상 가공 훈련 [22]시스템에서 초보 공작 기계 작업자의 경험과 훈련을 증가시킬 수 있습니다.
  • 부품 생산 공정의 부가가치를 높이기 위해 효율적인 에너지 사용 [23]공작기계를 제시함으로써 가상 환경에서 공작기계의 에너지 소비량을 시뮬레이션 및 분석할 수 있습니다.
  • 프리폼 표면의 가공 전략을 가상 환경에서 분석 및 최적화하여 부품 [14]제조의 정확도를 높일 수 있습니다.

장래의 연구 작업

가상 머신 시스템의 향후 연구에 대한 몇 가지 제안은 다음과 같습니다.

  • 새로운 합금의 가공 작업은 연구를 위한 가상 환경에서 시뮬레이션할 수 있습니다.그 결과, 신합금의 변형, 표면특성 및 잔류응력을 해석 및 수정할 수 있다.
  • 가상 환경에서 새로운 커팅 툴 재료를 시뮬레이션하고 분석할 수 있습니다.따라서 실제 가공작업 없이 가공경로를 따라 새로운 절삭공구의 공구편향오차를 연구할 수 있다.
  • 가상 환경에서 대형 공작물의 변형 및 변형을 시뮬레이션 및 분석할 수 있습니다.
  • 금 및 초합금 등 고가의 재료의 가공 작업을 가상 환경에서 시뮬레이션하여 실제 가공 상태를 예측할 수 있으며, 현장 테스트를 거치지 않아도 됩니다.

레퍼런스

  1. ^ Soori, Mohsen; Arezoo, Behrooz; Habibi, Mohsen (2013). "Dimensional and geometrical errors of three-axis CNC milling machines in a virtual machining system". Computer-Aided Design. 45 (11): 1306–1313. doi:10.1016/j.cad.2013.06.002.
  2. ^ a b c Soori, Mohsen; Arezoo, Behrooz; Habibi, Mohsen (2014). "Virtual machining considering dimensional, geometrical and tool deflection errors in three-axis CNC milling machines". Journal of Manufacturing Systems. 33 (4): 498–507. doi:10.1016/j.jmsy.2014.04.007.
  3. ^ Altintas, Y.; Brecher, C.; Weck, M.; Witt, S. (2005). "Virtual Machine Tool". Cirp Annals. 54 (2): 115–138. doi:10.1016/S0007-8506(07)60022-5.
  4. ^ Cheung, C.F.; Lee, W.B. (2001). "A framework of a virtual machining and inspection system for diamond turning of precision optics". Journal of Materials Processing Technology. 119 (1–3): 27–40. doi:10.1016/S0924-0136(01)00893-7.
  5. ^ Ong, T.S.; Hinds, B.K. (2003). "The application of tool deflection knowledge in process planning to meet geometric tolerances". International Journal of Machine Tools and Manufacture. 43 (7): 731–737. doi:10.1016/S0890-6955(03)00027-0.
  6. ^ Narita, Hirohisa; Shirase, Keiichi; Wakamatsu, Hidefumi; Arai, Eiji (2000). "Pre-Process Evaluation of End Milling Operation Using Virtual Machining Simulator". JSME International Journal Series C. 43 (2): 492–497. Bibcode:2000JSMEC..43..492N. doi:10.1299/jsmec.43.492.
  7. ^ Soori, Mohsen; Arezoo, Behrooz; Habibi, Mohsen (2016). "Tool Deflection Error of Three-Axis Computer Numerical Control Milling Machines, Monitoring and Minimizing by a Virtual Machining System". Journal of Manufacturing Science and Engineering. 138 (8): 081005. doi:10.1115/1.4032393.
  8. ^ Tani, Giovanni; Bedini, Raffaele; Fortunato, Alessandro; Mantega, Claudio (2007). "Dynamic Hybrid Modeling of the Vertical Z Axis in a High-Speed Machining Center: Towards Virtual Machining". Journal of Manufacturing Science and Engineering. 129 (4): 780. doi:10.1115/1.2738097.
  9. ^ Soori, Mohsen; Arezoo, Behrooz; Habibi, Mohsen (2017). "Accuracy analysis of tool deflection error modelling in prediction of milled surfaces by a virtual machining system". International Journal of Computer Applications in Technology. 55 (4): 308. doi:10.1504/IJCAT.2017.086015.
  10. ^ Ratchev, S.; Liu, S.; Becker, A.A. (2005). "Error compensation strategy in milling flexible thin-wall parts". Journal of Materials Processing Technology. 162–163: 673–681. doi:10.1016/j.jmatprotec.2005.02.192.
  11. ^ Li, Hongqi; Shin, Yung C. (2009). "Integration of thermo-dynamic spindle and machining simulation models for a digital machining system". The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 40 (7–8): 648–661. doi:10.1007/s00170-008-1394-8.
  12. ^ Fletcher, Craig; Ritchie, James; Lim, Theo; Sung, Raymond (2013). "The development of an integrated haptic VR machining environment for the automatic generation of process plans". Computers in Industry. 64 (8): 1045–1060. doi:10.1016/j.compind.2013.07.005.
  13. ^ Erkorkmaz, Kaan; Yeung, Chi-Ho; Altintas, Yusuf (2006). "Virtual CNC system. Part II. High speed contouring application". International Journal of Machine Tools and Manufacture. 46 (10): 1124–1138. doi:10.1016/j.ijmachtools.2005.08.001.
  14. ^ a b Merdol, S. Doruk; Altintas, Yusuf (2008). "Virtual cutting and optimization of three-axis milling processes". International Journal of Machine Tools and Manufacture. 48 (10): 1063–1071. doi:10.1016/j.ijmachtools.2008.03.004.
  15. ^ Palanisamy, P.; Rajendran, I.; Shanmugasundaram, S. (2007). "Optimization of machining parameters using genetic algorithm and experimental validation for end-milling operations". The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 32 (7–8): 644–655. doi:10.1007/s00170-005-0384-3.
  16. ^ Abdul Kadir, Aini; Xu, Xun; Hämmerle, Enrico (2011). "Virtual machine tools and virtual machining—A technological review". Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 27 (3): 494–508. doi:10.1016/j.rcim.2010.10.003.
  17. ^ Altintas, Y.; Kersting, P.; Biermann, D.; Budak, E.; Denkena, B.; Lazoglu, I. (2014). "Virtual process systems for part machining operations". Cirp Annals. 63 (2): 585–605. doi:10.1016/j.cirp.2014.05.007.
  18. ^ "MACHpro: THE VIRTUAL MACHINING SYSTEM". malinc.com. Manufacturing Automation Laboratories. Retrieved 17 November 2016.
  19. ^ Abukhshim, N.A.; Mativenga, P.T.; Sheikh, M.A. (2006). "Heat generation and temperature prediction in metal cutting: A review and implications for high speed machining". International Journal of Machine Tools and Manufacture. 46 (7–8): 782–800. doi:10.1016/j.ijmachtools.2005.07.024.
  20. ^ Karabagli, Bilal; Simon, Thierry; Orteu, Jean-José (2016). "A new chain-processing-based computer vision system for automatic checking of machining set-up application for machine tools safety" (PDF). The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 82 (9–12): 1547–1568. doi:10.1007/s00170-015-7438-y.
  21. ^ Altintas, Yusuf (2016). "Virtual High Performance Machining". Procedia Cirp. 46: 372–378. doi:10.1016/j.procir.2016.04.154.
  22. ^ Zhang, J.; Ong, S.K.; Nee, A.Y.C. (2012). "Design and Development of an in situ Machining Simulation System Using Augmented Reality Technology". Procedia Cirp. 3: 185–190. doi:10.1016/j.procir.2012.07.033.
  23. ^ Pelliccia, Luigi; Klimant, Philipp; Schumann, Marco; Pürzel, Franziska; Wittstock, Volker; Putz, Matthias (2016). "Energy Visualization Techniques for Machine Tools in Virtual Reality". Procedia Cirp. 41: 329–333. doi:10.1016/j.procir.2015.10.013.

외부 링크