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복합가공기, 안전하고 쉽게 제어하자! – 복합가공용 CAM 소프트웨어, 에스프릿의 솔리드밀턴

시간과 정밀도는 제조분야에서 영원불멸이자 영원불변의 트렌드다. 문제가 되는 것은 언제나 그 ‘방법’이다. 그 방법 중 하나로 최근 두드러지는 것이 복합가공이다. 말 그대로 한 번에, 한 장비에서 여러 가공을 동시에 수행하는 것이다. 

그런데, 복합가공 시 한 장비에서 다축을 제어해야 하는 만큼 문제 발생의 여지가 많아지는 것은 어쩔 수 없는 제약 사항이다. 따라서 충돌이나 간섭 등 가공 효율을 저해하는 요소를 사전에 차단하고, 최적의 가공 패스로 효율성도 달성해야 한다. 그래서 필요한 ‘방법’이 복합가공에 최적화된 CAM 소프트웨어다.대표사진

다양한 변수를 고려해야
축이 많으면 다양한 축 방향에서 가공할 수 있지만 소재와 지그, 공구 및 홀더 등의 충돌 우려가 크다. 때문에 소프트웨어의 사전 시뮬레이션을 통해 가공의 안정성을 확보해야 한다. 즉 사용자가 설정한 장비 요소 간 충돌 위험이나 간섭을 확인하는 것은 물론 경로에 따른 장비의 움직임을 고려하여 가장 효율적인 툴패스를 산출하는 것이 중요하다.

  복합가공 CAM 소프트웨어의 대표적인 솔루션 중 하나인 ESPRIT(에스프릿)의 솔리드밀턴은 실제 가공과 동일한 시뮬레이션으로 문제 발생의 요인을 예측하여 안전하게 가공할 수 있다. 특히 다축 복합가공에 대응하는 선삭 및 밀링은 물론 픽업(주고 받기), 조 열고 닫기, 컷오프, 바피더, 심압대 및 방진구 제어 등의 다양한 가공 인터페이스를 제공한다. 이에 다수의 터렛과 최대 22개의 축을 가진 스위스식 자동선반도 충돌 없이 안전하고 빠르게 가공할 수 있다.

복합가공기 장비 인식
솔리드밀턴은 셋업, 프로그래밍, 최적화 및 시뮬레이션을 위해 CNC 머신의 디지털 장비 모델을 사용한다. 이를 통해 고속 가공 및 포스트 프로세서를 포함하여 가장 진보 된 기능 제공하고, 장비의 모든 기능을 활용하면서 프로그래밍 프로세스를 간소화 한다. 또한 CAM 프로그래머가 더 나은 선택을 하고 향상된 기계 성능을 볼 수 있도록 지원한다.

 솔리드밀턴은 셋업, 프로그래밍, 최적화 및 시뮬레이션을 위해 CNC 머신의 디지털 장비 모델을 사용한다.
솔리드밀턴은 셋업, 프로그래밍, 최적화 및 시뮬레이션을 위해 CNC 머신의 디지털 장비 모델을 사용한다.

폭넓은 확장성
에스프릿의 솔리드밀턴은 [머신 어셈블리] 기능을 통해 하이엔드 밀턴머신의 16축을 넘어서는 최대 22축 밀턴머신을 구성할 수 있다. 이는 이론적으로 3개의 스핀들과 4개의 터렛, 1개의 밀링 헤드를 동시에 지원하는 현존하지 않는 가상의 장비까지도 CAM에서 구현할 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 확장성은 복잡하고 다양한 형상의 가공에 대한 유연한 대응을 가능하게 한다. 솔리드밀턴은 2~22축 다축 선반 및 다축 밀링 가공, 2~6축 와이어 EDM가공, 2축 및 5축 고속가공과 3D 가공, 스위스 선반, 턴밀 및 B축 복합 가공 등 다축장비 프로그래밍을 지원한다.

충돌방지를 위한 시뮬레이션 기능
밀턴 머신의 가공 동작은 일반적인 가공 머신에 비해 매우 복잡하기 때문에 CAM 솔루션은 작업자에게 가공 작업에 대한 예측이 가능하도록 가공 검증 기능을 갖춘 시뮬레이션 기능을 제공해야 한다. 특히, 다양한 구성요소들 간의 간섭이 발생하는 복합가공기의 특성상 충돌을 방지할 수 있는 기능이 필수적이다. 

복합가공기의 특성상 충돌을 방지할 수 있는 기능이 필수적이다.
복합가공기의 특성상 충돌을 방지할 수 있는 기능이 필수적이다.

솔리드밀턴은 작성한 가공 프로그램을 추가적인 작업 없이 곧바로 시뮬레이션할 수 있으며 각 구성 요소 별로 움직임을 확인할 수 있다. 이를 통해 실제 장비 간섭을 고려하여 사전에 소재나 공구 파손, 치공구 손상, 장비 충돌 등의 가공 오류를 방지한다. 이러한 다축 장비의 복잡한 가공 경로를 자동으로 생성하고 시뮬레이션 함으로써 쉽고 안전하게 복합가공을 가능케 한다.

링크 제너레이터 기능은 자동으로 기계에 최적화되고 충돌 없는 위치 지정 및 신속한 이동을 생성하여 프로그래밍 및 장비 내 검증 시간을 절약해 주고, 툴링, 가공품 및 기계 부품을 고려하여 신속하고 안전한  포지셔닝을 보장해 준다.

 링크 제너레이터 기능은 자동으로 기계에 최적화되고 충돌 없는 위치 지정 및 신속한 이동을 생성하여 프로그래밍 및 장비 내 검증 시간을 절약해 준다.
링크 제너레이터 기능은 자동으로 기계에 최적화되고 충돌 없는 위치 지정 및 신속한 이동을 생성하여 프로그래밍 및 장비 내 검증 시간을 절약해 준다.

가공은 복잡하지만 작업은 쉽게
스피닝 터닝에서 주축에 선삭공구가 아닌 회전공구를 장착하여 선삭가공 시 공구 소비를 줄이는 가공 인터페이스를 구성할 수 있다. 또 여러 개의 터렛을 이용할 때 동기화 제어로 동시 복수 작업을 할 수 있는 핀치밀링이 가능하다. 이 외에도 B축을 가진 복합가공기의 경우 선삭공구를 사용하여 B축을 X, Z축과 동시 제어해 단면, 내경, 외경을 하나의 사이클로 가공할 수 있도록 한다.

다중 채널 동기화
수동으로 작성된 가공 사이클을 프로그램 최적화를 위해 동기화 한다. 가공 시간을 줄이기 위하여 동기화 모드 및 순차 모드를 사용하여 가공 시간을 최적화하는 것이다. 메인 스핀들과 서브 스핀들을 사용하여 두 부분을 동시에 가공하는 병렬 가공의 경우 일정 시간 내에 최대치로 가공할 수 있게 한다. 또한, 동일한 가공물에 두 개 이상의 공구로 동시 가공하는 가공 사이클의 경우에도 프로그램을 쉽게 완성할 수 있다. 

 다중 채널 동기화 기능으로 동기화 모드 및 순차 모드를 사용하여 가공 시간을 최적화 한다.
다중 채널 동기화 기능으로 동기화 모드 및 순차 모드를 사용하여 가공 시간을 최적화 한다.

NC 코드전환을 위한 포스트 프로세서
포스트 프로세서는 CAM 시스템에서 만들어진 툴패스를 머신에서 정확히 구현할 수 있도록 G-코드로 변환시켜 주는 파일 또는 시스템을 의미하며, 포스트 프로세서가 없이는 밀턴머신을 가동시키는 것이 불가능하다. 밀턴머신은 같은 제품이라 하더라도 가공 순서나 가공 방법, 가공에 사용할 기계의 요소(터렛, 헤드, 주축 등)의 조합이 무수히 많기 때문에 포스트 프로세서는 이 모든 경우를 모두 반영할 수 있어야 한다.

솔리드밀턴은 [머신 어셈블리] 시스템과 [유니버셜 포스트] 시스템을 이용하여 최대 5개의 포스트 프로세서를 동시에 적용할 수 있으며, 스핀들과 터렛간의 종속 관계와 배타 관계를 자유롭게 설정하여 기계에서 필요로 하는 NC 코드 시스템을 사용자가 손쉽게 변경할 수 있다.

간편한 동시가공 제어
트리형 작업 구조만으로는 밀턴머신의 동시 가공을 제어하는 것이 매우 힘들다. 솔리드밀턴은 이를 위해 [싱크 테이블]과 [타임 스터디] 기능을 제공한다. CAM 작업자는 [싱크 테이블]을 이용하여 자동으로 동시 가공의 설정을 할 수 있다. 또한, [타임 스터디] 기능을 이용하여 어떤식으로 작업을 배치하는 것이 가장 효율적인지 가공 시간을 체크해가면서 작업의 배치와 동시가공 수정을 할 수 있다.

통합된 CAM 시스템
밀링, 선반, 또는 밀턴머신만을 목적으로 개발된 CAM 솔루션은 복잡해지는 기술 트렌드를 따라가는 데 어려움이 있다. 솔리드밀턴은 통합된 인터페이스 안에서 선반작업과 밀링작업 뿐만 아니라, 밀링기반의 5축 머신으로 구현할 수 있는 모든 가공 사이클을 밀턴머신 내에서 구현할 수 있다.

솔리드밀턴은 동기화를 통해 여러 가지 멀티 터렛과 멀티 채널을 지원한다. 또한, 방진구와 심압대, 그리고 프로그래밍 가능한 동축까지 지원한다.

About 이상준 기자

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