유한 요소법을 활용한 머시닝 센터 이송축의 열적 특성 평가

Abstract

생산성 향상에 대한 지속적인 요구로 인해 공작 기계의 가동 속도는 점차 증가하고 있다. 이에 따라 기계적 마찰로 인한 발열량도 점차 증가하게 되며, 이는 가공 정밀도의 저하로 연결된다. 기존의 발열량 평가 방법은 주요 발열부에 온도 센서를 부착하고, 측정된 데이터 간의 관계를 실증 모델로 결정하였다. 그러나 이 방법은 대량의 실험 데이터가 필요하며, 실험 조건이 달라질 경우 오차가 크게 증가하는 경향이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해, 유한 요소 전산 해석을 위한 모델을 생성하고, 이를 바탕으로 해석적으로 접근하여 발열 모델을 구축할 필요가 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하기 위해 반복적인 급이송 작업이 이루어지며 가혹한 조건에서 운영되는 수직형 머시닝 센터의 Z축 열적 특성을 파악하고, 이를 바탕으로 유한 요소 해석 모델을 개발하는 것을 목표로 한다.