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마그네틱 테이블도 ‘빌트인’ 시대 – 화천의 공작기계 일체형 마그네틱 테이블

우리는 가공 현장에서 워크를 고정하기 위해 바이스와 같은 클램핑 장치를 사용한다. 하지만, 이런 클램핑 방식은 여러 번 클램핑하거나 클램핑 방법의 구조적 문제로 인해 가공 소재의 부상과 변형을 초래하는 등 여러 가지 문제점에 노출된다. 아무리 정교한 공작 기계라 해도 기존 클램핑의 시스템이 가진 제약으로 인해 기계의 성능을 제대로 발휘하지 못하는 경우가 대부분이다. 여러 번 공작물의 위치를 바꾸어 가면서 가공할 경우 생산성 저하도 감수해야만 한다. 한 번의 클램핑으로 5면을 가공하고자 할 때는 바이스의 체결부를 가공할 수 없기 때문에 난감해진다.

마그네틱 척
바이스와 같은 기존 클램핑 장치의 문제점을 극복한 것이 마그네틱 척이다. 자석에 달라붙는 소재로 한정되기는 하지만 영구전자척 또는 영구자석척으로도 불리는 마그네틱 척을 이용하면 우선 공작물을 1~2초 이내에 착탈할 수 있어 클램핑 시간을 최소화해 생산성 향상과 직결된다. 또한, 자력이 공작물 전체에 고르게 작용하므로 가공 중에도 가공물의 떨림 및 이탈 현상이 없으며 영구자석척의 경우 지속적인 전기공급을 하지 않아도 되므로 가공 중에는 전선을 분리하여 전선의 간섭없이 안전한 가공을 할 수 있다. 5면을 통해 자유로운 접근이 가능하여 기계의 스트로크를 모두 사용할 수 있으며 베드 보다 큰 소재의 가공이 가능한 점 등 작업의 유연성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

마그네틱 척 마니아
경기도 화성에 위치한 제일정공주식회사(대표 김상재)는 삼성전자의 TV용 금형을 생산하는 60년 역사의 금형 전문 기업이다. 세계 최고 수준의 금형 가공 기술을 보유한 기업답게 다양한 장비를 보유한 제일정공은 2007년 부터 거의 대부분의 클램핑을 마그네틱 척으로 교체했다. 제일정공의 장비 선정부터 모든 제반 기술을 리드하고 있는 이 회사 김상재 대표는 “마그네틱 척을 도입해 가장 좋았던 점은 클램핑에 소요되는 시간과 노력을 줄일 수 있었던 것이다. 이는 현장 작업자가 편하게 일하게 해 주기 위해서였는데, 작업자가 편하게 일하자 생산성도 자연스럽게 향상되었다.”라고 말했다. 당시 이탈리아산 마그네틱 척을 대량 구매했는데, 다양한 사용 방법 등에 대한 노하우까지 생기면서 김상재 대표는 소위 마그네틱 척 마니아자 전도사가 되었다.

마그네틱 척도 완벽하진 않아
김상재 대표는 10년 여 동안 마그네틱 척을 사용하면서 단점도 발견했다. 기본적으로 영구전자척은 전원 케이블을 연결해 자력을 발생시킨 후 가공 시에는 케이블을 분리하게 된다. 이 과정에서 케이블과 케이블 커넥터 사이의 체결부가 이물질로 오염되거나 파손되는 경우가 많다. 사용자가 깜박하고 덮개를 닫지 않는 경우는 쇼트가 발생할 수도 있는데, 장비 물청소를 할 경우에도 이 부분에 대한 신경을 많이 써야 했다. 또한, 마그네틱 척을 위한 배선이 장비 내부에 설치되는데, 이 배선에 칩이 눌어붙어 장비가 지저분해진다.

마그네틱 척의 케이블 커넥터. 이곳이 이물질로 오염이 되거나 파손되는 경우가 많이 발생한다.
마그네틱 척의 케이블 커넥터. 이곳이 이물질로 오염이 되거나 파손되는 경우가 많이 발생한다.
마그네틱 척을 위한 배선이 장비 내부에 설치되는데, 이 배선에 칩이 눌어붙어 장비가 지저분해진다.
마그네틱 척을 위한 배선이 장비 내부에 설치되는데, 이 배선에 칩이 눌어붙어 장비가 지저분해진다.

마그네틱 척은 공작기계 구동에 영향을 끼치기도 한다. 마그네틱 척의 무게가 보통 150~200kg에 달하는데, 테이블에 올릴 수 있는 허용 가공물 중량이 그리 크지 않은 5축 가공기의 경우 이 무게가 부담될 수도 있다. 또한, 진동을 줄이기 위해 무게 중심을 낮춘 장비의 경우 마그네틱 척의 50mm 높이가 Z축 방향의 가공 영역이 제한되는 결과를 낳을 수도 있다.

마그네틱 척의 50mm 높이가 Z축 방향의 가공 영역이 제한되는 결과를 낳을 수도 있다.
마그네틱 척의 50mm 높이가 Z축 방향의 가공 영역이 제한되는 결과를 낳을 수도 있다.

화천의 장비 일체형 마그네틱 테이블
화천은 2018년 공작기계 분야에서는 세계 최초로 장비 일체형 마그네틱 테이블을 출시했다. ‘빌트인 방식’으로 기계 본래의 테이블 주물 구조 내부에 마그네틱 척을 내장하고, 테이블 안쪽으로 전원 공급 배선을 매립하였다. 이 때문에 외부로 노출된 케이블이 없어 케이블 노출로 인한 문제점 들을 모두 없앴다. 또한, 케이블을 직접 조작하는 대신 NC 패널에서 탈착과 파지력을 조절할 수 있어 매우 편리하다. 테이블 내부에 전자척을 설치하므로 테이블 무게가 낮아지고 Z축 방향 높이도 줄어 소재의 무게 제한이나 Z축 가공 영역 제한 등의 문제도 자연스럽게 해소되었다. 소재 면적에 따른 부분 작동 기능으로 가공 소재의 분할 설치가 가능해졌다. 이렇게 바이스와 같은 기존 방식의 클램핑 대비 마그네틱 척의 장점을 그대로 살리면서 마그네틱 척이 가지고 있던 단점까지 모두 개선한 것이다.

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화천의 시리우스 UL+의 일체형 마그네틱 테이블. ‘빌트인 방식’으로 기계 본래의 테이블 주물 구조 내부에 마그네틱 척을 내장하고, 테이블 안쪽으로 전원 공급 배선을 매립하였다.
화천의 시리우스 UL+의 일체형 마그네틱 테이블. ‘빌트인 방식’으로 기계 본래의 테이블 주물 구조 내부에 마그네틱 척을 내장하고, 테이블 안쪽으로 전원 공급 배선을 매립하였다.
화천의 일체형 마그네틱 테이블은 NC 패널에서 탈착과 파지력을 조절할 수 있어 매우 편리하다.
화천의 일체형 마그네틱 테이블은 NC 패널에서 탈착과 파지력을 조절할 수 있어 매우 편리하다.

제일정공은 화천의 일체형 마그네틱 테이블의 첫 번째 고객이다. 2018년 3축 머시닝센터인 화천의 ‘시리우스 UL+’를 주문하면서 옵션으로 일체형 마그네틱 테이블을 선택했다. 김상재 대표는 “기존의 마그네틱 척을 사용하면서 발생한 대부분의 문제가 해결 되었다. 특히 마음 편하게 물청소를 할 수 있는 점이 편하다.”라고 만족감을 드러냈다. 앞으로도 화천 장비 구매 시 일체형 마그네틱 테이블을 선택할 용의가 있느냐는 기자의 질문에 “물론이다. 일체형의 장점을 크게 보기 때문에 공작기계 브랜드를 선정하는 상황이 오더라도 일체형 마그네틱 테이블의 여부가 긍정적인 영향을 줄 수도 있을 것이다.”라고 말했다.
화천은 시리우스 1350, UX, UL+, UZ 모델을 시작으로 앞으로 자사에서 생산되는 모든 장비에 옵션으로 일체형 마그네틱 테이블을 장착할 수 있다고 밝혔다.

금형 전문기업 제일정공주식회사의 김상재 대표이사가 화천의 일체형 마그네틱 테이블이 장착된 장비를 소개하고 있다.
금형 전문기업 제일정공주식회사의 김상재 대표이사가 화천의 일체형 마그네틱 테이블이 장착된 장비를 소개하고 있다.
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About 이상준 기자

생산제조인을 위한 매거진 MFG 편집장 이상준입니다. 대한민국 제조업 발전을 위해 일합니다.