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열변위 보정까지 가능한 5축 가공의 필수품 – 블룸노보테스트의 비접촉식 레이저 공구 측정기

국내 가공 시장을 보면 가공을 외주로 수주해 수행하는 2차, 3차 업체의 경우, 특히 황삭 위주로 가공하는 현장에서는 공구 측정기를 사용하지 않는 경우가 많다. 공구 측정기의 필요성을 느끼지 못하거나, 비용에 대한 부담이 문제일 수도 있다. 블룸노보테스트의 서임범 이사는 “정삭 가공이나 5축 가공의 경우에는 공구 길이 세팅이나 파손 검출은 필수적인 사항이다.”라고 강조했다.

공구 세팅의 방법은 여러 가지다. CNC에 수동으로 입력하는 경우, 장비 외부에서 툴 프리세터를 이용해 측정한 후 측정값을 툴 테이블에 입력해주는 방법, 장비 내에서 접촉식 또는 레이저 측정기로 세팅하는 방법이 있다. 국내 가공 시장의 경우 대략 80%정도는 공구의 길이만 측정하고, 나머지 20%가량은 공구의 경까지 측정하는 것으로 추정된다. 또한, 해당 공구가 가공을 마치고 다음 공구를 부르기 전, 공구를 교체 타이밍에 공구 길이와 파손 여부 측정을 수행하는 경우가 일반적이라는 것이 서임범 이사의 설명이다.

레이저를 이용하여 신속한 공구 측정과 마모, 파손 검출
접촉식 공구 측정기를 사용할 경우 스핀들이 정지된 상태에서 공구를 측정하기 때문에 가공 RPM 조건과 다르게 나타날 수 있다. 이로 인하여 가공 제품의 단차 및 형상의 오류가 발생할 수 있다. 

이에 대안이 될 수 있는 것이 바로 비접촉 방식의 공구 측정, 마모·파손 검출 장치인 블룸노보테스트의 LC50-DIGILOG다. 레이저를 이용한 비접촉 방식은 스핀들이 회전하는 상태에서 측정한다. 이에 가공 환경이 실시간으로 반영된 공구의 상태를 알 수 있으며 그만큼 측정 속도 또한 빠르다. 즉 가공의 정상적인 흐름을 방해하지 않고 측정이 이루어지기 때문에 신속하게 공구 측정 작업을 할 수 있는 것이다. 정밀도 측면에서도 LC50-DIGILOG는 일반 평행 빔 방식이 아닌 레이저 단면이 매우 작은 포커스빔 방식의 레이저 구현방식을 채택하여 측정 정밀도가 높고 0.1mm 이하의 공구도 정확히 측정할 수 있다.

공구 측정 및 마모, 파손 검출 장치 LC50-DIGILOG. 가공 중에 장비를 멈추지 않고 측정이 가능하기 때문에 측정 시간을 효율화할 수 있다.
공구 측정 및 마모, 파손 검출 장치 LC50-DIGILOG. 가공 중에 장비를 멈추지 않고 측정이 가능하기 때문에 측정 시간을 효율화할 수 있다.

5축 가공 시에는 T 커터와 같은 특수 공구를 많이 사용하는데, 접촉식에서는 측정이 불가했지만, 레이저 측정기로는 측정이 가능하다. 또한, 볼 엔드밀의 경우 날 단위 파손이나 인선날의 상태도 측정이 가능해, 가공 시간이 긴 정밀한 정삭 공정에서는 가공 중간에 엔드밀의 날을 측정하는 사이클을 추가할 수도 있다.

비접촉식 레이저 공구 측정기로는 그림과 같이 날이 부러진 경우를 검출해낼 수 있다.
비접촉식 레이저 공구 측정기로는 그림과 같이 날이 부러진 경우를 검출해낼 수 있다.

장비 열변위 보정까지 가능해
블룸노보테스트의 레이저 공구 측정기는 장비의 열변위를 보정할 수 있다는 것이 가장 큰 이점이다. 가공 중 발생하는 기계 내부 열, 주축 모터 열, 가공 열, 태양열 등에 대해 모든 기계축의 열변위를 자동으로 보정한다. 레이저 측정기와 표준툴을 사용하고 열변위 보정 사이클을 실행해 공구 끝이나 경의 변위 등의 실제로 장비에서 벌어지는 변화를 바탕으로 좌표계를 변화 시켜 장비의 열변위를 보정해준다.

물론 칩, 쿨런트, 분진 등 열악한 작업환경에서도 정밀한 측정이 가능하다. 이러한 제조 환경의 변수를 고려하여 공구의 길이, 경, 런아웃 측정과 마모·파손 검출이 가능하기 때문에 안정적으로 정확한 가공을 이어가게 한다.

우리나라는 특히 사계절 변화가 크기 때문에 장시간 가공 중 발생하는 열변위에 대한 보정은 필수적인데, 정밀 가공을 수행해야 하는 국내 굴지의 자동차 부품 기업의 경우도 블룸노보테스트의 레이저 측정기를 이용해 장비의 정밀도에 따라 주기를 설정해 장비의 열변위를 보정하고 있다. 

블룸노보테스트의 레이저 측정 시스템 LC50-DIGILOG. 장비의 열변위를 보정할 수 있다는 것이 가장 큰 이점이다.
블룸노보테스트의 레이저 측정 시스템 LC50-DIGILOG. 장비의 열변위를 보정할 수 있다는 것이 가장 큰 이점이다.



About 이상준 기자

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