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스핀들 검사에 대한 새로운 가능성 – 블룸노보테스트의 휴대용 스핀들 검사 장치 PSC

“스핀들은 돌아야죠…” kptec 서비스의 상무이사 Marco Popp의 모토는 간단해 보이지만 그 뒤에는 많은 것들이 함축되어 있다. 이 회사는 공작기계 스핀들에 대한 수리, 오버홀 및 테스트 전문회사다. 독일 슈투트가르트 인근 Schorndorf에 위치한 이 스핀들 전문 서비스 회사의 목표는 고객사 장비의 다운 타임이 최소화되도록 하는 것이다. kptec은 스핀들을 분해하기 전 그 상태를 분석하고 진단할 때 블룸노보테스트의 PSC(Portable SpindleControl) 휴대용 스핀들 모니터링 솔루션을 사용한다.

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가공 장비 스핀들 서비스 분야에서 설치되어 있는 스핀들을 점검하는 것은 매우 중요한 분야다. 가공 장비가 평소와 같은 정밀도를 보여주지 못하거나 표면 품질이 기준에 미치지 못하는 경우, kptec 서비스는 먼저 문제가 발생하고 있는 지점을 확인해야 한다. 지금까지는 스핀들에 측정용 공구를 설치하고 다이얼 게이지를 사용하여 수동으로 스핀들의 편차를 체크하는 방법뿐이었다. 

kptec은 공작기계 스핀들의 수리, 오버홀, 테스트 전문회사다.
kptec은 공작기계 스핀들의 수리, 오버홀, 테스트 전문회사다.

이러한 방식은 스핀들이 멈춰 있는 상태에서 직접 접촉하는 방식으로 이루어지므로 실질적인 효과는 반감될 수밖에 없었다. 또한, 스핀들의 상태는 회전 속도와 작동 시간에 따라 크게 달라질 수 있었다. 예를 들어 베어링 어셈블리의 예압은 속도 범위에 따라 달라지며, 스핀들은 가열 및 팽창하게 된다. 이러한 모든 변화 요소들이 스핀들 작동 중에 큰 영향을 미치는데, 수동 측정에서는 이점이 반영되기 어려웠다.

독일 슈투트가르트 인근 Schorndorf에 기반을 둔 이 회사는 블룸의 PSC(Portable SpindleControl) 라는 휴대 가능하면서 모든 종류의 작동 상태의 회전하는 스핀들을 측정할 수 있는 지능적인 솔루션을 사용한다. 

 kptec은 블룸의 PSC(Portable SpindleControl)을 이용하여 스핀들을 검사한다. 이 시스템은 다양한 테스트와 모니터링 기능을 갖춘 초정밀 휴대용 장비다.
kptec은 블룸의 PSC(Portable SpindleControl)을 이용하여 스핀들을 검사한다. 이 시스템은 다양한 테스트와 모니터링 기능을 갖춘 초정밀 휴대용 장비다.
제품의 중요한 부분인 LC50-DIGILOG 레이저 공구 측정 장치는 공작기계 분야에서 알려진 제품이다. 마그네틱 홀더를 통해 간단하게 테이블에 고정할 수 있다.
제품의 중요한 부분인 LC50-DIGILOG 레이저 공구 측정 장치는 공작기계 분야에서 알려진 제품이다. 마그네틱 홀더를 통해 간단하게 테이블에 고정할 수 있다.

편리한 운반 케이스에 들어 있는 PSC 시스템은 공작기계 테이블에 고정할 레이저 측정 시스템과 마그네틱 홀더, 인터페이스 장치 및 그와 연결될 노트북에서 실행할 LC-VISION PSC 소프트웨어로 구성된다.

PSC 시스템은 레이저 측정 장치, 인터페이스 유닛, PC에서 작동하는 LC-VISION PSC 소프트웨어로 이루어져 있고 휴대용 케이스에 담겨있다.
PSC 시스템은 레이저 측정 장치, 인터페이스 유닛, PC에서 작동하는 LC-VISION PSC 소프트웨어로 이루어져 있고 휴대용 케이스에 담겨있다.

측정 작업은 기준 공구가 장착된 스핀들을 레이저 공구 측정 장치의 레이저 빔에 위치한 뒤, 사전에 정해진 단계별 RPM을 실행하는 간단한 NC 프로그램을 시작하면 된다. PC에 설치된 소프트웨어는 측정과 동시에 데이터를 평가하고 이를 화면에 시각화해 준다. 

함께 공급되는 ‘LC-VISON PSC’ 소프트웨어는 측정 결과를 분석하고 시각화하며 기록한다.
함께 공급되는 ‘LC-VISON PSC’ 소프트웨어는 측정 결과를 분석하고 시각화하며 기록한다.

첫 번째 측정은 일반적으로 안정도(Stability) 측정이다. 그리고, 전체적인 속도 범위에서의 런아웃 측정이 이어지며 축 방향, 반경 방향 모두 정밀하게 측정 및 기록된다. 그다음으로 스핀들 내부 베어링에 대한 진동을 기록과 같은 ‘진동 분석’ 및 ‘스핀들 Parameter 분석’이 이어진다. 

한 유명 자동차 부품 업체에서 kptec은 어떤 더블 스핀들 가공 장비에서 한 대의 스핀들이 마모되어 그동안 다량의 불량 및 가공 에러를 양산해 온 것을 찾아냈다.

“LC-VISION PSC 소프트웨어가 측정 결과를 표시하기 위해 사용하는 그래픽 시각화가 매우 큰 도움이 된다. 매우 정밀한 비접촉 방식의 측정으로 스핀들에 관련된 문제를 정확하게 감지할 수 있다”라고 Marco Popp은 설명했다. 또한, 그는 “예를 들어 동일한 부품을 한 장비에서 수년 동안 가공하게 되면 슬라이딩 유닛이 항상 동일한 범위에서 작동하기 때문에 볼 스크류나 가이드웨이가 마모되었을 수 있다. PSC는 작동을 위해 기계 컨트롤러에 연결하거나 PLC를 수정할 필요 없는 플러그 앤드 플레이 솔루션으로서 기동성과 편의성을 모두 갖춘 이동형 솔루션이다.”라고 말했다.

문서 기록을 위해서 LC-VISION PSC 소프트웨어는 유의미하며 신뢰 가능한 측정 결과 리포트를 생성할 수 있다.
문서 기록을 위해서 LC-VISION PSC 소프트웨어는 유의미하며 신뢰 가능한 측정 결과 리포트를 생성할 수 있다.

이 시스템의 초기 고객 중 하나인 kptec은 현장에서의 경험을 초기 PSC 개발에 대한 개선이 이루어지도록 제안하기도 했다. 또한, 블룸노보테스트는 kptec 서비스와의 협업이 매우 성공적이고 효율적이었다고 자평했다. 더불어, 측정과 테스트 기술 전문 회사인 블룸은 PSC를 매우 자랑스럽게 생각한다고 말했는데, 이유는 PSC가 측정 부품, 측정 장비, 테스트 기술로 이루어진 3개 사업부의 전문 지식이 처음으로 협업으로 이루어져 탄생한 제품이기 때문이라고 한다. 

Marco Popp 역시 긍정적인 결론에 다다랐는데 “우리는 고객에게 최고의 서포트를 제공하고 그들의 스핀들이 멈추지 않도록 보증할 수 있다. 이는 결국 대략 5천만 원이 넘는 스핀들에 국한되지 않고 최악의 경우 가공 장비가 작동 불능이 될 경우 지불해야 할 훨씬 높은 금액의 생산 손실에 대한 이야기가 될 수도 있다. 우리는 PSC를 통해서 고객이 항상 자신의 장비를 믿을 수 있도록 도와주고 있는 것이다.”라고 말했다. 

 Kptec의 상무이사 Marco Popp과 블룸의 기술 영업팀 Erhard Strobel은 두 회사의 협력이 진정한 윈-윈 협업이었다고 생각한다.
Kptec의 상무이사 Marco Popp과 블룸의 기술 영업팀 Erhard Strobel은 두 회사의 협력이 진정한 윈-윈 협업이었다고 생각한다.

About 이상준 기자

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

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