[NC] 1.6 운동 정도 (Motion accuracy)

   지령 경로에 대한 피구동체의 운동 궤적의 근사한 정도를 운동 정도 (motion accuracy) 라 한다. 운동 정도는, 그 원인에 따라 정적 정도와 동적 정도로 나누어 진다.

   정적 정도는, 무부하 상태에서 저속으로 이송축을 운동시킬 때의 정확도를 말한다. 예를들어, 이송 축을 직선운동 시킬 때의 진직도 및 직각도와 같은 정적 정도가 있다. 이것들은, 기계 구성요소의 기하학적인 정확도에 의존 되기에, 기하정도 (기하오차) 라고도 불린다. 한편, 동적 정도는, 이송 축에 작용하는 힘과 속도가 변화할 때의 운동 정확도를 말한다.

   운동 정도는, 피구동체 위의 어느 점에서의 운동오차로 표현된다. 운동오차의 대표적인 측정기로, Fig. 1.17 (a) 에 나타내는 DDB (Double ball bar) 측정기와 (b)에 나타내는 교차격자측정기 (Kreuzgitter-Messgerat : KGM) 이 있다.

Fig. 1.17 대표적인 운동오차 측정기

   DBB측정기는, 두개의 볼을 연결하는 봉으로 신축기구 혹은 슬라이드 기구를 사용하여, 신축량을 읽을 수 있는 장치이다. 이 장치를 사용하면, 공구 및 테이블 간의 원호 보간 운동의 오차를 측정하는 것이 가능하고, 측정된 오차궤적은, 다양한 오차 진단에 활용된다. 또한, ISO 230-4 에는 원 운동정도 시험의 규격이 있고, NC 공작기계의 정도시험으로 채택 되어 있다.

   KGM은 광학식의 2차원 엔코더로, 측정베드와 2차원 격자 플레이트로 구성되어 있다. KGM을 이용하면, 2차원 평면내의 임의의 지령경로에 대하여 윤곽 운동 오차를 측정 할 수 있다. 또한, 비접촉식이기 때문에, 고속운동에서의 윤곽 오차 측정이 가능하다. 

   이러한 운동오차 측정법에 있어서, 윤곽운동오차는 가장 가까운 지령궤적에 수직 길이로 정의 된다. 윤곽운동오차의 측정결과를 지령궤적과 함께 표시하는 것으로, 윤곽운동이 어느 지점에서, 어떠한 오차가 존재하는가에 대하여 해석하는 것이 가능하다. Fig. 1.18은, 어느 가공기의 윤곽운동오차를 KGM 을 이용하여 측정한 결과인데, 제어 gain 을 적정하게 조정하는 것을 통하여, 윤곽운동정도가 개선 됨을 알 수 있다. 

Fig. 1.18 KGM을 이용한 윤곽운동오차의 측정 예시