가공 진동 특징량과 CMM 형상계측을 이용한 알루미늄 가공품의 공정 품질특성 분석

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확장요약문

1. Introduction 알루미늄 가공품의 기계가공 중 발생하는 진동은 공구, 공작물, 설비 동특성 및 공정조건의 영향을 함께 반영하며, 최종 치수 및 형상 품질과 연결될 수 있다. 본 연구는 가공 중 취득된3축진동신호를 공정상태 변수로, CMM(Coordinate Measuring Machine) 기반GD&T 결과를가공후품질특성으로정의하고 두 데이터의 관계를 분석하는 절차를 제안한다. 특히 단순 진동 크기 비교가 아니라, 품질관리관점에서규격대비편차, 계량형/계수형품질판정, 강건성및FMEA 기반원인–고장형태–검출관계를함께 해석하고자 하였다.

2. Data processing and quality index 분석대상은T5–T9의5개FM 가공조건이며, 각조건별raw vibration CSV 개수는각각903, 398, 644, 853, 859개이다. 각CSV 파일의3축 가속도 신호에서RMS, peak, crest factor, kurtosis, dominant frequency 및frequency band power를추출하고, 조건별평균, 최대값및95 percentile로요약하였다. CMM 보고서의surface profile, true position, diameter, parallelism, angularity 결과는품질특성YCMM으로 정리하였다. 또한 규격 대비 품질위험도인% tolerance를이용하여 %tol. ≤100이면양품, %tol. > 100이면 불량으로 정의하였다. 진동 특징량은 원인계 변수Xvib, CMM 결과는 결과계 품질특성YCMM 으로두고, YCMM = f(Xvib) 형태의 품질 민감도 관계를 탐색하였다.

3. Results and interpretation 조건별 평균 가속도RMS는T6-FM에서 가장 크게 나타났고, T7-FM은상대적으로 낮은 진동 수준을 보였다. CMM 기반GD&T 항목중true position, surface profile, angularity 및parallelism은여러조건에서100% tolerance를 초과하였으며, diameter 항목은 상대적으로 안정적인품질특성을 보였다. 제한된조건수(n = 5)로 인해 통계적 유의성을 주장하기보다는 진동 특징량과CMM 품질특성 사이의 탐색적 경향을 확인하는 데 초점을 두었다. 이러한 결과는 가공 진동 데이터가CMM 기반품질검사 결과를 설명하는 조기 모니터링 변수로 활용될 가능성을 시사한다.