기계공작 기초 용어 정리

CNC - Computerized Numerical Control . 컴퓨터 수치제어. 컴퓨터 마이크로 프로세서를 내장한 공작기계로 컴퓨터에 의해 정확한 수치 기반으로 절삭 공구의 움직임을 자동제어하는 공작 기구. 요즘엔 'CNC'에서 'C'를 뺀 'NC'라고 부르는 경우도 많다.

 

밀링(milling) - 회전하는 컷터로 공작물 표면 가공, 절삭 등을 하는 공작 기술. 공구가 회전한다는것이 특징이다.

 

선반(lathe) - 작업물을 회전시켜 컷터로 공작물을 가공, 절삭 등을 하는 공작 기술. 밀링은 컷터가 회전, 선반은 재료가 회전하는 방식이다.

 

연삭가공(grinding work) - 연삭입자를 결합해 만든 연삭숫돌을 고속회전시켜 공작물을 극소량 절삭가공하는 방식. 정밀가공 가능, 가공시 연삭숫돌이 마모되는대신 계속 새로운 입자가 숫돌표면에 나타나므로 절삭날에 대한 케어가 쉽다. 

 

스핀들(spindle) - 밀링 기구에서 컷터를 회전시키는 기계요소. 고속, 고 토크 모터와 비슷하다.

 

그리퍼(griper) - 작업물을 파지하는 기능을하는 기계요소. 주로 작업물에 직접적인 영향을 주기보단 집고 들어서 옮기는 역할을 한다.

 

협동로봇(collaborativerobot) - 인간과 같은 공간에서 작업하도록 설계된 로봇. 산업용 로봇은 인간과 분리된 환경에서 인간을 대신해 업무를 수행하는 반면 협동로봇은 인간과 직접적인 상호작용을 하며 업무를 수행한다. 대표적인 예시로는 6축 이상의 로봇팔이 있다.

 

절삭속도 - 공구와 작업물의 접촉점에서의 상대속도. 공구든 공작물이든 회전하므로 각속도 개념처럼 라디안 단위가 쓰일거같지만 .. 단위는 m/min으로 사용한다. 절삭속도의 계산식은

V = (pi)*D*N/1000 (D=공작물의 지름, N=주축의 회전수)

이다. 공작기계 스핀들은 회전수 제한이 걸린경우가 있기때문에 위 식을 이용해 제한 회전수안에서 최대 절삭속도를 구할수있다.

 

이송속도(이송률, feed rate) - 공구가 이동하는 선형속도. 공작물이 회전하는 선삭(선반)가공과 밀링에서의 단위가 다르다. 선반에선 mm/rev 단위(공작물의 1회전당 이동거리)를, 밀링에선 mm/min 단위(분당 이동거리)를 쓴다. 이송속도는 재료의 표면 거칠기에 따라 영향을 받는다.

 

공구동력계(dynamometer) - dyno라고 부르기도한다. 절삭력(힘, 토크 등)을 측정하는데 사용되는 장비이다. 

 

엔드이펙터(end effector) - 로봇의 말단에 부착되어 공작물에 직접 영향을 미치는 부분. 로봇팔의 끝부분으로 다양한 장비를 부착하여 작업을 수행할수있다. 그리퍼, 용접토치, 드릴 등 목적에따라 여러 장비를 부착할수있다. 이때 이 장비들을 포함해 엔드이펙터라 말한다.

 

공구마모(tool wear) - 절삭공구의 날 끝이 닳아서 손상되는일. 공구마모는 machining time에 대해 크게 3phase로 나눌수도 있다. 공구 마모가 시작되는 initial wear, 이 이후 낮은 증분으로 시간에대해 일정수준의 마모량을 유지하는 steady wear,  steady state이후 급격히 마모가 가속화되는 rapid wear 로 나눌수있다.

공구마모는 직접측정방식 또는 간접측정방식으로 측정할수있는데, 직접측정방식은 광학식 카메라 등으로 공구마모량을 측정하는 방식(높은 정확도, 비싼 단가, 실시간 마모량 체크 불가), 간접측정방식은 가공중 발생하는 절삭력(마모가 진행되면 절삭력이 증가한다)등 공정신호로 공구마모량을 추정하는 방식(낮은 정확도, 가공 중단하지않고도 모니터링 가능, 간단한 방식)이다.