6축 레이저 시스템 활용 공작기계 열변형 오차 측정

공작기계의 체적 오차는 주로 열 변형에 의해 발생하지만, 기존 ISO 230-3 방식은 작업 공간 내에서 발생하는 복잡하고 위치 의존적인 공구 변위 및 방향 변화를 포착하는 데 한계가 있습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 6자유도(six-DOF) 레이저 측정 시스템을 활용하여 선형 축의 모든 선형 및 각도 오차 운동에 대한 온도의 영향을 실험적으로 조사했습니다. 제안된 방법은 단일 설정으로 단일 축을 따라 6가지 선형 및 각도 오차 구성 요소를 동시에 기록할 수 있어 효율적인 장기 열 테스트가 가능합니다. 이는 단일 지점에서 위치 오차만을 측정하는 기존 열 테스트와 달리, 각 선형 축의 6자유도 궤적에 대한 열적 영향을 평가할 수 있습니다. 실험 결과, 특히 Y축을 따라 위치 오차와 각도 오차 모두에서 명확한 변화가 관찰되었으며, 이는 가이드웨이 및 기계 구조의 열 변형에 기인합니다. 이러한 구성 오차는 기하학적 모델에 통합되어 작업 공간 내 임의 지점에서의 3차원 체적 오차를 추정하는 데 활용되었습니다. 본 연구는 공작기계의 열적 안정성 평가 및 정밀도 향상에 기여하며, 복잡한 열 변형 오차를 보다 정확하게 분석하고 보정할 수 있는 기반을 제공합니다.