절삭 장비 성능을 향상해주는 PNC

금속을 유용한 부품으로 만든다는 것이 새로운 과제는 아닙니다. 그러나 현대적인 제조에 필요한 신속성, 정확성, 유연성을 갖추고 금속 부품을 제조하려면, 안그래도 까다로운 공정에 기술 요구사항을 대폭 늘려야 합니다.

원통형 금속 바는 자동차의 구동 샤프트와 배기 시스템, 가전 제품, 총기 등 다양한 제품들의 기본 자재로 사용됩니다. 긴 막대 모양의 금속 원자재는 여러 단계를 거쳐 일정 길이와 다른 파라미터를 충족하도록 가공됩니다.

모던 머신 툴 컴퍼니(Modern Machine Tool Company)의 사장인 다린 드레넨(Darin Drennan)은 “절삭 장비는 생산 라인의 선두에 위치하며 생산 속도와 정밀도에 막대한 영향을 준다”며, “장비가 사양에 맞는 제품을 일관성 있게 생산하지 못하면 전체 라인이 엉망이 될 수 있다”고 설명했습니다. 

1916년 세워진 모던 머신 툴 컴퍼니는 초기 제품인 수동식 선반 절삭 장비로 빠르게 업계에 이름을 알렸습니다. 현재, 이 기업의 포트폴리오에는 원통형 자재를 위한 선반형 고속 생산 절삭 장비와 정교한 자동화 기술이 적용된 보조 장비가 포함됩니다. 미국 미시간 주 잭슨에 위치한 이 기업은 전 세계에 고객들을 보유하고 있습니다.

다기능 성능 제공

드래넌은 “모던 머신은 제품을 지속적으로 업데이트 및 향상하는 것을 자랑으로 여긴다”며 “수년 전에는 3~4대의 장비가 필요했던 작업을 이제는 1대의 장비로 수행할 수가 있다”고 말했습니다.

비용에 민감한 제조업체들에게, 다기능 장비는 설치 면적을 감소시켜 주고 생산 효율성을 향상시킬 수 있도록 지원해줍니다. 자재를 자주 이동할 필요가 없기 때문입니다.

절삭 장비는 툴 슬라이드와 스핀들이 거의 대부분의 작업을 수행합니다. 스핀들이 금속 바 주변을 회전하는 동안, 프로그래밍이 가능한 툴 슬라이드가 절삭 작업을 수행하는 방식입니다. 전형적인 애플리케이션의 경우, 한 대의 장비가 자재를 피드해 적절하게 위치시킨 후 정해진 길이로 자릅니다. 장비는 또한 사양에 따라 외경 챔퍼링(chamfering), 외경 터닝(turning), 내경 보어링(boring), 내경 또는 외경 스레딩(threading) 작업을 수행할 수 있습니다.

비용 효율적인 선택: 프로그래머빌 뉴메릭 컨트롤(PNC)

수년 동안, 모던 머신은 다축 다기능 장비에 전용 컴퓨터 뉴메릭 컨트롤(CNC) 시스템을 사용했습니다.

드레넨은 “최신 제어 시스템 업그레이드의 목표는 정밀도와 추가 기능을 보다 비용 효율적으로 확보하고자 하는 고객의 요구를 충족하는 것이었다”며 “보다 세부적으로는 완전한 CNS 시스템 없이 단순 스레딩 작업을 통합하는 것이 목표했다”고 말했습니다.

이러한 성과를 얻기 위해, 이 기업은 RS274D 부품 프로그램들을 지원할 수 있는 프로그래머블 뉴메릭 컨트롤(PNC)이 포함된 로크웰 오토메이션 컨트롤 플랫폼으로 표준화를 진행했습니다. 이 시스템은 Allen-Bradley® CompactLogix™ 컨트롤러, Allen-Bradley Kinetix® 5700 서보 드라이브 및Allen-Bradley PowerFlex® 525 인버터에 기반하며, EtherNet/IP™ 네트워크로 통합되어  Allen-Bradley PanelView™ Plus 7 그래픽 인터페이스로 모니터링이 가능합니다.

드레넨은 “필요한 기능들을 프로그래밍하기 위해 로크웰 오토메이션의 컨설턴트와 4일간 함께 작업했다”며 “이제 로크웰 오토메이션 플랫폼에서 슬라이드의 선형 및 원형 보간을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 터닝, 보어링, 단순한 스레딩 애플리케이션을 구현할 수도 있게 되었다”고 설명했습니다.  

유연한 성능 직관적인 조작

대부분의 애플리케이션에서, 이 PNC 솔루션은 요구되는 가공 작업을 지원하며 고객들의 장비에도 동일한 제어 플랫폼을 사용할 수 있도록 해줍니다. 

이 제어 플랫폼의 견고한 기능과 손쉬운 공구 절체가 결합되어 장비의 민첩성 또한 향상되었습니다. 

드레넌은 “광범위한 부품을 단일한 장비에서 구동할 수 있는 역량에 대한 수요가 크게 늘고 있다”며 “우리 장비들은 신속하고 비용 효율적으로 절체할 수 있도록 제작되었다”고 말했습니다.

특정 직경의 원자재를 다른 직경의 원자재로 바꾸는 것이 대개 15분 안에 가능하며, 요구되는 공구 세공 작업도 최소한에 그칩니다. 작업자들은 간단하게 사용할 수 있는 HMI의 부품 프로그램 라이브러리에서 제품별 파라미터를 몇 초 안에 활성화할 수 있습니다. 

드레넌은 “우리 고객들이 직면한 가장 큰 문제 중 하나는 숙련된 인재를 어떻게 유치하느냐 하는 것”이라며 “시스템이 복잡하면 이를 작동할 직원을 고용해 교육시키는 일이 어려워진다”고 말했습니다.

그는 또한 “직관적인 HMI와 단일한 제어 플랫폼으로 표준화를 실현함으로써 공장의 다른 장비들을 더 쉽게 통합할 수 있게 되었고, 고객들이 인력 부족 문제를 해결하는데 도움을 줄 수 있게 되었다”고 덧붙였습니다.

Allen-Bradley, CompactLogix, Kinetix, Listen.Think.Solve., PanelView, PowerFlex, Rockwell Automation and Rockwell Software는 Rockwell Automation, Inc.의 등록상표입니다. EtherNet/IP은 ODVA, Inc.의 등록상표입니다. 로크웰 오토메이션의 소유가 아닌 상표는 각 해당 기업의 재산입니다.