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‘INTERMOLD KOREA 2021’ 가공 분야 – 현대위아

유럽연구센터에서 설계한, 수직형 5축 머시닝센터 XF8500 공개

현대위아가 공개한 제품 중 단연 하이라이트는 현대위아의 유럽연구센터에서 설계한 수직형 5축 머시닝센터인 XF8500이었다.

현대위아가 출품한 수직형 5축 머시닝센터 XF8500
현대위아가 출품한 수직형 5축 머시닝센터 XF8500

혁신적인 프레임 구조
XF8500은 주철로 된 일체형 베드 및 컬럼 구조를 채용해 강성을 확보했다. 뿐만 아니라 열변형에 유리한 좌우 대칭 갠트리 구조를 채택하고 있는데, 특히 주축을 X, Z축 새들(Saddle) 내에 위치시키는 ‘박스인박스(Box-in-Box)’ 구조로 설계한 것이 특징적이다. 대부분의 머시닝센터는 이송 방향이 비대칭이어서 가이드웨이와 Z축 사이에 발생하는 변형으로 인해 정도에 영향을 받을 수 있는 구조다. 반면, XF8500의 ‘박스인박스’ 구조는 이송 방향에 대해 100% 대칭적인 구조로 열적 평형 구조를 실현해 열변형을 최소화 할 수 있다.

 

주축을 X, Z축 새들(Saddle) 내에 위치시키는 ‘박스인박스(Box-in-Box)’ 구조로 설계했다.
주축을 X, Z축 새들(Saddle) 내에 위치시키는 ‘박스인박스(Box-in-Box)’ 구조로 설계했다.

변위센서 방식 열변위 보정
5축 가공에 있어서 열변위는 골칫거리 중 하나이다. XF8500은 8채널 온도센서 보정 방식에 변위센서를 추가해 보정하는 방식을 사용한다. 주축 카트리지에 하드웨어 변위센서를 부착해 가공 시 발생하는 열변위량을 직접 인식하여 실제 변위량만큼 보정하는 방식으로, 변위량을 추정치가 아닌 실제 값을 바탕으로 보정하는 것이다. 실제로 XF8500의 변위센서 방식은 기존의 8채널 온도센서 방식 대비 열변위를 50% 개선할 수 있었다고 한다.

XF8500은 장시간의 예열이 없는 즉시 가공 시에도 가공 결과물 기준 전 구간에서 10μm 이내의 정밀도를 나타낸다.
XF8500은 장시간의 예열이 없는 즉시 가공 시에도 가공 결과물 기준 전 구간에서 10μm 이내의 정밀도를 나타낸다.

고강성, 고정도 가공을 위한 구성들
XF8500은 직교축과 회전축 모두에 리니어스케일과 로터리엔코더를 표준 적용해 고정도 가공이 가능하게 했다. 직교축에 적용한 리니어 스케일은 정도 유지에 유리하도록 볼스크류에 근접하게 위치시켰고, 가공 영역에서 분리시켜 리니어스케일의 오염 및 파손요소를 최소화했다. 또한, 앱솔루트타입 스케일을 적용해 장비 재시작 시 원점 복귀 작업이 필요 없다. 회전축인 A축에는 정밀도가 5초 미만인 로터리 엔코더, C축에는 스케일이 내장된 베어링을 적용했다.

고성능의 5축 테이블
XF8500은 빌트인 DDM(Direct Drive Motor) 모터를 양쪽에 장착하는 탠덤타입 로터리 테이블을 표준으로 적용했다. 5축 가공 시 사이클타임을 단축하기 위해서는 로터리 테이블의 부드러운 모션이 필수적이기 때문이다. 뿐만 아니라 컬럼의 하우징에 A축을 결합한 구조로 설계해 고강성, 고정도까지 실현할 수 있었다. 옵션으로 제공되는 테이블 터닝 기능을 사용하면 머시닝센터에서 터닝 가공이 가능해 가공영역을 확대하는 효과를 얻을 수 있다.

About 이상준 기자

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

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