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[JIMTOF 2018 특집 ④] 제조업의 숙원, ‘생산성’을 향상하는 기술의 힘

이전보다 생산성을 끌어올리기 위한 고군분투는 제조업계의 숙원과도 같다. 기업마다 기술 발전의 포커스를 생산성에 두는 이유도 이 때문이다. 숙제와도 같은 생산성을 향상시킨 기술의 힘이 무엇인지 살펴봤다.

소결 밀도 100%에 도전하는 금속 3D프린팅 – 소딕(Sodick)

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LPM325
LPM325
세일즈 프로모션 부서 카시마 료(鹿島 崚)
세일즈 프로모션 부서 카시마 료(鹿島 崚)
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금속 3D 프린터의 활용이 두드러지면서 방진 가공기 메이커로 알려진 소딕이 금속 3D 프린팅 신제품 LPM325를 공개했다. 250×250×250mm 빌드 사이즈의 LPM325는 금속 분말을 균일하게 응용 및 응고하는 방식으로 적층 가공을 한다. 파우더 베드 방식에 비하면 속도가 낮지만, 타사 제품 대비 소결 밀도가 높은 것이 장점이다. 소결은 분말체를 가열할 때 단단히 밀착하는 현상을 말하는데, LPM325의 경우 소결 밀도가 99.9%에 달한다. 70%대인 다른 제품과 비교해도 월등히 높은 편이다. 세일즈 프로모션 부서 카시마 료(鹿島 崚)는 “금형은 소결 밀도가 100%에 가깝지 않으면 실사용이 힘들다”며 “LPM325는 높은 소결 밀도를 유지하면서도 상대적으로 빠른 속도로 적층 가공하는 데 중점을 뒀다”고 말했다. 소딕 금속 3D 프린팅의 기술적 특징인 패러럴 모드(Parallel Mode)도 적용됐다. 1대의 레이저를 고속 제어해 복수 개소를 동시에 적층할 수 있는 기술로, 기존 가공 방식인 싱글 로드와 비교해 최대 56%까지 조형시간 단축이 가능하다. 소딕이 자체 개발하고 제조한 새로운 NC 장치인 RM4RP도 장착됐다. 수동 조작 버튼으로 작업자가 친숙하게 장비를 사용할 수 있다. 또한 LPM325 전용 CAM인 LS-BEAMS도 함께 개발되어 사용자의 가공 편의성을 극대화 했다.

사전 검증을 통한 문제 방지로 생산성 향상! – 씨지텍(CGTECH)

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CGTECH 부스에서 데모 체험을 하고 있는 참관객들
CGTECH 부스에서 데모 체험을 하고 있는 참관객들
베리컷 프로덕트 매니저 진 그라나타(Gene Granata)
베리컷 프로덕트 매니저 진 그라나타(Gene Granata)
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고성능 장비를 도입하는 것 외에 생산성을 향상시키는 방법은 무엇이 있을까? 사전 준비 시간 을 줄이고, 예상치 못한 문제 발생을 방지하는 CNC 검증 및 최적화 소프트웨어를 도입하는 것 도 좋은 방법이다. 이 분야의 대표적 솔루션인 씨지텍의 베리컷(VERICUT)도 JIMTOF에 부스를 마련했다. 전시 회 기간에 맞춰 일본을 방문한 베리컷 프로덕트 매니저 진 그라나타(Gene Granata)는 “가공 시간과 비용 절약 문제의 중요성이 더욱 증가하면서 아시아를 포함해 전세계적으로 최적화가 이슈다. 전시 기간 중 만난 장비 및 CAD/CAM 파트너 업체들이나 고객들과의 만남에서도 역 시나 최적화가 화두였다”며, “베리컷은 G 코드를 기반으로 실가공과 똑같이 시뮬레이션하는, ‘디지털 트윈’ 콘셉트의 최적화 소프트웨어다. 실제 가공을 그대로 재현함으로써 발생 가능한 문제들을 사전에 정확히 파악할 수 있기 때문에 불필요한 가공 중단 시간을 줄일 수 있고, 신 뢰성 있는 무인 가공 환경을 구축할 수도 있다”며 베리컷 사용의 이점을 강조했다. 베리컷은 더 높은 가치 제공을 위해 GUI 개선, 타 시스템과의 연결성 향상 등 지속적인 업그레이드를 진행 하고 있는데, 그중에서도 검증 및 최적화 품질 향상은 단연 최우선 과제다. 베리컷이 최근 집중 하고 있는 포스(Force) 모듈은 공구 절삭력, 스핀들 파워, 최대 칩 두께, 최대 가공 속도 등을 고 려하여 가공 구간마다 최적의 절삭 속도를 생성하는 모듈이다. 그라나타는 “포스는 물리적 데 이터에 기반해 각 구간마다 최적의 절삭 속도를 뽑아 내어 생산성을 획기적으로 향상시킨다. 때문에 가공 시간이나 비용을 절약하고, 장비의 활용성을 향상시키고자 하는 최근의 트렌드 에 적합한 모듈이라 할 수 있다. 실제로 포스에 대한 고객들의 관심이 상당하고, 테스트를 진행 한 여러 사례에서는 최소 30%에서 최대 70%까지 생산성이 향상되는 성공적 결과도 얻었다” 고 설명했다. 현재 8.2 버전까지 릴리즈된 베리컷은 요즘 9.0 버전에 대한 논의가 한창이다. 포 스의 커버리지 확장을 포함해 그래픽 향상, 적층 가공 최적화 기능 확장, CAD/CAM 및 클라우 드 시스템과의 연결성 향상 등 폭넓은 개선 사항을 준비하고 있다고. 진 그라나타는 “가공 정 보를 제공하는 소스들이 점점 더 많아지고 있다. 꾸준한 노력을 통해 사용자들이 원하는 데이 터를 더 편하고 쉽게 활용하여 최적의 가공 공정을 진행할 수 있는 완벽한 환경을 구축할 수 있 도록 하겠다”고 베리컷에 대한 기대를 당부했다.

B축 장착으로 향상된 복합 가공 성능 – 신콤미야노(Cincon Miyano)

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상부 터렛에 B축 기능을 추가한 BNE65MSB의 내부
상부 터렛에 B축 기능을 추가한 BNE65MSB의 내부
신콤미야노 개발본부 부본부장 아키모토 사토루(秋元 暁)
신콤미야노 개발본부 부본부장 아키모토 사토루(秋元 暁)
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신콤미야노가 B축 탑재로 5개의 축 윤곽을 제어하는 CNC 자동 선반을 새롭게 선보이며 생산성 향상 요구에 대응했다. BNE65MSB는 상부 터렛에 B축 기능을 장착한 장비로, 여러 각도에서 경사면 가공, 헬리컬 보간 가공 등 다양한 가공을 수행할 수 있다. B축 기능은 백업 스핀들 쪽에서도 가공이 가능한 360°의 이동 범위를 지원해 가공 자유도를 향상시킨다. 전용 G 코드 사용을 통해 일반적으로 어려운 경사 가공에서도 간단한 명령만으로 NC 프로그램을 실행할 수 있는 것이 장점이다. 또 다른 특징은 개선된 HMI다. 15인치 터치패널을 장착하여 작업자의 조작 용이성을 향상시켰고, 누구나 쉽게 보고 이해할 수 있는 방식으로 정보를 제공할 수 있도록 범용 디자인을 적용했다.

한 대의 기계로 두 대의 효과를! – 타카마츠(TAKAMAZ MACHINERY)

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XW-60
XW-60

XW-60의 내부
XW-60의 내부

XW-60
XW-60

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시간과 비용, 나아가 공간의 절감은 제조업계의 영원한 숙제와도 같은 화두다. 업계 니즈에 기민하게 반응해온 타카마츠는 스테디셀러인 콤팩트 복합 가공기 XW-60를 선보였다. 동시 양면 가공과 단일 공정을 통합한 XW 시리즈는 한 대의 기계로 두 개의 유닛 기능을 수행한다. XW-60은 CNC 선반 라인인 XW 시리즈 중에서도 2 스핀들 2 슬라이드(2-spindle and 2-slide), 척 사이즈 6인치의 미들 머신이다. XW-60의 특징은 공간 효율성을 극대화한 점이다. 터렛과 슬라이드 구조로 선반 이송 장치의 폭을 세계에서 가장 작은 1,595mm로 줄였다. 기계 주변장치와 작업물 이동 거리가 줄어 생산 라인의 너비 자체가 줄어든 셈이다. 머시닝 사이클도 짧아졌다. A 7.5/5.5 kW 스핀들 모터를 장착해 증가된 전력이 스핀들 가속·감속 시간을 약 22% 단축시켰다. 비절단 감소 시간을 단축해 생산성도 향상시켰다. 또한, 타카마츠의 유니크 열 변위 억제 기술도 적용됐다. 냉각수를 강제로 순환시키는 타카마츠의 특허 기술을 기본으로 장착해 베드의 열 변위를 억제한다. 시간 경과에 따른 변화의 최소화해 안정된 치수 정확도를 제공한다. 사용자의 조작 편의성도 높였다. 스핀들 중심 높이를 1,000mm로 제한한 저중심 구조로 작업자가 척 및 가공물을 편안한 자세에서 변경할 수 있다. 이송 로더의 회전 작동 패널 및 팬던트 조작 패널도 표준으로 채택해 간단하고 정확한 티칭이 가능하다. 타카마츠 한국지사 손희찬 소장은 “XW-60은 설비가 콤팩트해서 동일한 가공 조건에서 비절삭 시간을 20% 정도, 로딩 시간은 종래의 설비에 비해 30~40% 줄어든 게 특징”이라고 말했다.

생산성 올린 S 시리즈 2세대의 비밀은? – 브라더(brother)

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SPEEDIO S500X2
SPEEDIO S500X2

머신 툴 세이즈 부서 계획&관리팀(Planning&Administration) 주임 아오누마 코키(青沼 幸樹)
머신 툴 세이즈 부서 계획&관리팀(Planning&Administration) 주임 아오누마 코키(青沼 幸樹)

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빠른 속도와 정확성을 앞세운 브라더가 콤팩트 머시닝센터 SPEEDIO S 시리즈의 신제품을 내놓았다. 2013-14년도에 출시됐던 S X1 시리즈의 2세대 버전이다. 기존 기계 성능을 그대로 유지하면서 생산성과 신뢰성을 한층 끌어올렸다. 브라더는 S500X2의 데모를 시연하며 이목을 집중시켰다. SPEEDIO S X2 시리즈가 이전과 달라진 점은 크게 3가지다. 우선 생산성 향상을 위해 저관성 모터를 적용해 주축의 시작과 정지 시간을 줄였다. Z축 속도를 높여 공구 교환 시간도 최소화했다. 논스톱으로 ATC(Automatic Tool Changer)도 가능하다. SPEEDIO S X2 시리즈의 경우 툴 교환 시간은 0.7초, 칩 교환 시간은 1.3초로, 부품 1개당 가공 시간을 기존 대비 3%정도 단축시켰다. 여기에 클래스 최대급의 Z축 가속도로 사이클타임까지 단축했다. 기존 제품 대비 3% 이상 생산성을 향상시킴은 물론이다. 또한, SPEEDIO S X2 시리즈는 브라더의 CNC 제어 장치인 CNC-C00 시리즈가 장착돼 사용 편의성을 높였다. ATC 모니터링은 물론 파형 USB 출력, 손쉬운 정밀모드 설정, PLC 기능 등을 탑재했다. 머신 툴 세이즈 부서 계획&관리 (Planning&Administration) 주임 아오누마 코키(青沼 幸樹)는 “S X1 시리즈와 비교해 외관은 크게 달라지지 않았지만 고객의 불편 사항을 반영해 기계성능을 업데이트했다”며 “스피드를 유지하면서 정밀도를 끌어올린 제품”이라고 설명했다.

About 김란영 기자

따끈한 밥 위에 스팸 한 조각처럼 감칠맛 나는 기사로 여러분의 입맛을 책임지겠습니다. 맛있게 읽으세요 :)