측정 8

제18장 공작기계의 시험과 검사 및 연삭기의 기상측정

1. 공작기계의 시험과 검사

(1) 개요

공작기계는 가공하는 공작물의 형상과 치수의 정밀도를 어떠한 방법으로 정확히 유지할 수 있을 것인가가 중요함.

공작기계가 설계대로 기능을 발휘하고 사용 목적에 적합한지를 알아야 하며 이를 위한 방법은 정적인 정밀도 검사와 실제로 공작기계를 사용하는 상태에서 검사하는 운전 검사가 있음.

공작기계에 따라 KS 규격에 검사 항목, 방법, 허용차 등이 규정되어 있음.

(2) 검사의 종류

1) 구조 치수 검사

구조와 치수를 도면과 주문서 등에 따라 검사.

2) 조립 검사

각부의 조립 상태, 끼워맞춤 정도, 체결 상태 등을 검사.

3) 정밀도 검사

정적인 상태에서 각부의 조립, 정밀도(진직도, 평면도, 평행도, 직각도, 틈새)를 규정에 따라 검사.

4) 운전 검사

기능 검사.

무부하 운전 검사.

부하 운전 검사.

백래시 검사.

공작 정밀도 검사.

(3) 선반 검사(KS B 4003에 규정)

1) 정밀도 검사

베드 미끄럼면의 진직도와 평행도 검사.

주축, 주축 구멍, 주축 플랜지 끝면, 센터의 흔들림 검사.

주축 중심선과 왕복대, 공구 이송대의 길이 방향 운동과의 평행도 검사.

왕복대의 길이 방향 운동과 심압대 축, 심압대 축 구멍의 중심선과의 평행도 검사.

주축대와 심압대의 양센터 사이의 차 검사.

길이 방향 이송대의 운동과 주축 중심선과의 직각도 검사.

리드 스크루의 양끝 베어링 중심선과 왕복대 미끄럼면과의 평행도 검사.

리드 스크루의 양끝 베어링 중심선과 하프 너트 중심선과의 편심도 검사.

리드 스크루의 축 방향의 움직임 정도 검사.

리드 스크루의 피치 검사.

2) 운전 검사

(가) 기능 검사

선반의 각부를 조작하여 그 동작의 원활성과 기능의 확실성을 검사.

(나) 백래시 검사

왕복대, 심압대, 구동 부분 등의 이송나사의 백래시 검사.

(다) 무부하 운전 검사

주축의 최저 속도로부터 최고 속도에 이르기까지 무부하로 운전하여 운전 상태(속도, 진동, 소음, 윤활, 온도 상승, 소비전력)를 검사.

(라) 공작 정밀도 검사

일감을 주축에 물려 가공하면서 무부하 운전 상태에서의 항목을 재검사하고 절삭가공한 일감의 진원도, 원통도, 직각도 및 평면도 등을 검사.

절삭가공 시에는 고속 다듬질 절삭, 저속 강력 절삭 등도 병행하여 검사.

 2. 연삭기의 기상측정

(1) 연삭기의 기상측정 개요

연삭 제품의 표면 거칠기나 치수 정밀도 등은 일반적으로 연삭 공정이 종료된 후 별도의 측정 설비에서 시행하여 제품의 합격, 불합격만을 판정함.

생산성 향상, 원가 절감 등을 위해서는 가공물을 연삭기에서 이탈시키지 않고 가공 중에 연삭기에서 제품을 평가할 수 있는 기상측정이 필요하며 연삭기에서는 기상 측정의 대상이 가공물과 연삭 공구인 연삭숫돌임.

(2) 연삭 가공물의 기상측정

1) 광 산란법을 이용한 표면 거칠기 측정

표면 거칠기의 측정은 일반적으로 촉침식이 사용되지만 측정 시간이 길고 연한 재질의 경우 표면이 손상되므로 기상측정에는 부적합함.

측정 장치 구성, 간편성, 효율성 등을 고려할 때 광학적 방법인 광 산란법이 기상측정에 이용됨.

이 방법은 연삭 표면의 여러 곳에서 반복되는 측정을 해야 하는 연삭공정 특성에 부합되는 방법임.

2) 진직도 측정

용량형 센서를 이용할 경우 이송계의 진직도 오차 측정은 정밀하나 참조면을 요구하므로 기상측정에는 구조상 어려움이 있음.

측정 영역에 크게 제한이 없고 기상측정에 적합하도록 구성된 촉침 및 광학계를 이용한 진직도 측정 장치가 이용됨.

측정물 위에 변위 센서가 부착된 촉침이 있으며 여기에 레이저 광이 입사되고 촉침이 측정물 표면을 이동함에 따라 진직도 오차에 의하여 수직 변위가 발생되는데 고정되어 있는 레이저 광은 변위 센서에서의 감지 위치가 변하여 변위 센서의 출력 변화를 통해 가공품의 진직도 오차를 측정함.

3) 공작물의 단차 측정

연삭 초기에 공작물의 위치를 측정하여 가장 높은 위치(제일 먼저 가공되는 면)로 이동하여 곧바로 가공을 수행하도록 함.

공작물이 고르지 않은 가공 여유를 가질 때 효율적이며 주로 레이저 변위 센서가 이용됨.

(3) 연삭숫돌의 기상측정

1) 연삭숫돌의 기상측정

입자의 탈락으로 인한 숫돌의 마모 측정은 가공 정밀도의 향상을 위한 정보로 활용될 수 있음.

연삭숫돌의 오차는 가공 오차의 직접적인 원인이 되므로 반드시 측정되고 보정되어야 함.

2) 연삭숫돌 직경 및 회전 오차 측정

연삭숫돌은 숫돌 형상 자체의 직경이나 폭의 오차가 있고 결합 상태에 따라 회전 오차를 가짐.

숫돌의 회전 오차 정보는 과도한 트루잉을 방지하고 연삭숫돌의 겉보기 직경을 결정하여 결합 불량에 의한 가공 오차를 줄이는데 사용할 수 있음.

측정된 연삭숫돌의 지격은 가공 정보나 숫돌의 트루잉, 드레싱 장치에 대한 적절한 절입량을 결정하는 데 사용될 수 있으며 LSM(LASER SCAN MICROMETER)을 이용할 수 있음.

3) 연삭력 측정

과도한 연삭력은 연삭기의 내구성을 떨어뜨리고 표면 연소나 표면 거칠기를 크게 하여 제품의 정밀도를 저하시키는 원인이 됨.

연삭력을 측정하는 방법은 주축 모터의 전류나 소모 전력을 이용한 방법과 같은 간접 측정 방법이  있고 직접적인 방법으로 힘 센서를 많이 사용함.

연삭력은 공작물의 종류, 숫돌의 종류, 절입량, 이송속도, 숫돌입자의 마모나 탈락 등 연삭 조건의 영향을 많이 받음.

연삭력이 적정하고 일정하게 유지되도록 가공 조건이 설정되어야 함.

비로소 금형 제작 및 측정에 대한 포스트를 마치게 되었습니다. 다음부터는 금형 재료와 열처리에 대하여 포스트할 예정입니다.