[첨단 헬로티]
1. 서론
최근 프레스 성형품의 고정도화·복잡형상화가 진전되고 있으며, 금형가공에 대한 요구도 보다 높아지고 있다. 특히 수작업으로 이루어지는 연마 다듬질의 단축을 위해 고면품위 가공에 대한 요구가 높아지고 있다.
고면품위 가공을 실현하기 위해서는 기계뿐만 아니라, 제어, 가공 환경, 가공 프로그램 등의 요소 모두가 중요해진다. 동사에서는 기계뿐만 아니라, 모터나 검출기, 제어장치, 소프트웨어 등을 자사에서 제조하는 등 여러 가지 분야의 기술을 개발, 고정도·고면품위 가공에 대응해 왔다. 가공 프로그램에 기인하는 면품위 저하에 대해서는 1997년부터 가공 프로그램의 형상 보정 기능과 형상 적응 제어 기능을 제공, 고면품위 가공을 실현하고 있다.
여기에서는 고면품위화 요구에 대응하기 위해 새롭게 개발한 가공 프로그램 보정 기능을 포함하는 ‘Hyper-Surface’에 대해서 소개한다.
2. 면품위를 저하시키는 절삭흔적
면품위는 치수 정도와 달리, 외관의 관능검사로 평가되는 경우가 많다. 각 사에 따라 평가 항목이 다르며, 동사에서는 인접하는 패스의 커터 마크 폭의 비율(눈폭률)로 평가하는 경우가 많다. 이 평가에서는 그림 1 (a)와 같이 눈폭률이 5:5, 즉 인접 패스의 폭이 동일하게 목표한 커스프 높이가 얻어지는 경우는 양호한 면품위라고 평가하고, 그림 1 (b)와 같이 눈폭이 불균일한 경우를 저면품위라고 평가한다. 그림 1 (c)의 경우, 한쪽의 패스가 찌그러져 언뜻 보면 5:5인 경우는 직감적으로는 평가가 높아지는데, 실제로는 커스프 높이가 그림 1 (a)의 4배가 되기 때문에 평가는 최저가 된다.
▲ 그림 1. 눈폭률과 커스프 높이
더구나 눈폭률과 같이 전체적인 외관뿐만 아니라, 그림 2와 같은 국소적인 절삭흔적이 있는 경우에는 특히 눈에 띄기 때문에 많은 작업자가 저면품위라고 판단한다.
▲ 그림 2. 면품위를 저하시키는 절삭흔적
이들 절삭흔적은 절삭칩의 물림 등으로 생기는 경우도 있지만, 예를 들면 가공 프로그램 지령점이 인접하는 패스에서 가지런하게 되어 있지 않은 경우에도 발생한다. 가공 프로그램에 기인하는 절삭흔적은 현장의 대처가 어렵고, 장시간 손다듬질 연마로 대체하는 케이스가 많다.
3. 새롭게 개발한 가공 프로그램 보정 기능
Hyper-Surface에는 제어장치 내에서 가공 프로그램을 분석·보정해, 누구라도 간단히 양호한 가공 면품위를 얻을 수 있는 신 기능을 포함한다.
(1) 줄무늬 보정 기능
그림 3 (a)와 같이 가공 프로그램 중의 인접하는 패스에 단차가 존재하면, 1라인만 오목한 가공면이 되어 줄무늬로 보이게 된다. 이 기능은 패스 단차를 보정해, 줄무늬가 없는 균일한 가공면을 실현한다.
▲ 그림 3. 줄무늬 보정 기능
(2) 에지 보정 기능
그림 4 (a)와 같이 CAD 모델 상의 면간 에지부에서 가공 프로그램의 지령점이 흐트러져 있으면, 가공면의 에지에서 인접하는 패스가 불균일해지는 경우가 있다. 이 기능은 그림 4 (b)와 같이 에지부의 지령점을 가지런히 함으로써 균일한 에지를 실현한다.
▲ 그림 4. 에지 보정 기능
(3) 지령 위치 평활화 기능
그림 5 (a)와 같이 가공 프로그램 지령점에 작은 흐트러짐이 존재하면, 속도가 급변동해 커터 마크의 눈이 막혀 보인다. 이 기능은 지령점을 보다 매끄럽게 정리해 흐트러짐을 해소함으로써 고속의 이송 속도 지령 시에도 안정된 속도로 가공이 가능해지고 가공 시간 단축으로도 이어진다.
▲ 그림 5. 지령 위치 평활화 기능
4. 적용 효과
Hyper-Surface에 의한 가공 면품위 개선 효과를 그림 6에 나타냈다. 가공 프로그램의 보정에 의해 줄무늬가 해소, 고면품위를 실현할 수 있었다.
▲ 그림 6. Hyper-Surface의 적용 사례
5. 맺음말
새롭게 개발한 가공 프로그램 보정 기능을 포함하는 Hyper-Surface의 적용에 의해, 고면품위 가공이 가능해졌다. 앞으로도 동사는 여러 가지 분야의 기술로 고객의 요망에 대응해 가고 싶다.
사사키 ?야 (佐?木 駿也), 시라토리 타쿠미 (白鳥 匠), 오키 타다히로 (? 忠洋), 소가베 에이스케 (?我部 英介)
오쿠마(주)
본 기사는 일본 일간공업신문사가 발행하는 『형기술』지와의 저작권 협정에 의거하여 제공받은 자료입니다.
