[첨단 헬로티]
다듬질을 담당하는 연삭가공에서는 높은 정도가 요구되는 것은 당연하고, 동시에 높은 효율도 요구되고 있다. 여기에서는 각종 연삭반을 들어, 각 분야의 최신 기술을 해설한다. 또한 연삭가공을 지원하는 주변기술을 들어, 주목받는 새로운 기술을 해설한다.
새롭게 개발한 범용 정밀 평면연삭반 ‘PSG-SA1’ 시리즈의 특징
1. 서론
범용 평면연삭반은 양산 부품의 최종 다듬질가공을 비롯해 조립 부품의 최종 조정 가공이나 금형 부품의 메인티넌스 가공 등에 사용된다. 동사는 누계 판매 대수 1만대를 넘는 범용 평면연삭반 ‘PSG-DX’ 시리즈를 리뉴얼해서 범용 정밀 평면연삭반 ‘PSG-SA1’ 시리즈를 개발했다. 이 글에서는 이 ‘PSG-SA1’ 시리즈의 특징에 대해 소개한다.
2. 범용 정밀 평면연삭반 ‘PSG-SA1’ 시리즈
SA1 시리즈(그림 1)은 최대 가공 사이즈 500×200mm(좌우×전후) 대응의 ‘PSG52SA1’에서 ‘PSG63SA1’, ‘PSG64SA1’, ‘PSG65SA1’, ‘PSG84SA1’, 1000×500mm 대응의 ‘PSG105A1’까지 기존 모델인 DX 시리즈(그림 2)와 동일한 최대 가공 사이즈의 라인업으로 구성되어 있다.
▲범용 정밀 평면연삭반 'PSG-SA1 '시리즈
기계 구조도 DX 시리즈와 동일하게 테이블 하에 있는 섀들이라고 불리는 유닛이 전후로 이동하는 구조의 섀들 타입을 답습함으로써 기계의 점유 면적은 작게 억제되고 있으며, DX 시리즈의 갱신에서도 새로운 스페이스의 확보는 불필요하기 때문에 필요최소한의 노력에 의한 기계의 설치를 가능하게 했다.
▲범용 정밀 평면연삭반 'PSG-DX' 시리즈
또한 이 기계의 각 이동축은 숫돌 상하축(Y축) 및 테이블 좌우축(X축)이 DX 시리즈와 동일하게 ‘볼나사＋AC 서보 모터 구동(Y축)’ 및 ‘유압 실린더 구동(X축)’ 방식인데, 가공물 전후 축(Z축)에는 기존의 ‘볼나사＋고정도 오일 모터 구동’ 방식에 대해 보다 정확한 위치결정을 가능하게 하는 ‘볼나사＋AC 서보 모터 구동’ 방식을 채용, 전후 핸들도 수동 펄스 핸들로 변경되어 있다.
더구나 물회전 부분의 테이블 커버, 후부 칸막이 커버, 칼럼 슬라이드 커버, 숫돌 가드에 스테인리스재를 표준 채용으로 했다.
3. 조작반은 보기 쉬운 대형 터치패널 채용
조작반(그림 3)에는 화면 터치가 쉬운 10인치 대형 컬러 화면을 채용. 조작 키․설정 키 등을 가능한 한 크게 표시시킴으로써 오조작을 방지하는 동시에 사용성을 추구했다(그림 4). 또한 터치패널 채용에 의해 물리적인 스위치 수가 적어진 것에 더해, 이 기계용으로서 새롭게 개발된 소프트웨어 탑재에 의해 연삭 조건의 보다 정량적인 설정과 일괄 관리가 가능해졌다.
▲조작반 'PSG-SA1' 시리즈
▲메인화면
자동 연삭 모드에서는 미리 설정한 연삭 조건으로 자동 연삭을 실행, 또한 수동 모드에서는 기존의 범용기와 동일한 감각으로 조작이 가능하기 때문에 상황에 따라 이들 모드를 구분 사용할 수 있다.
4. 새로운 소프트웨어에 의한 ‘PSG-SA1’ 시리즈의 새로운 시스템
숫돌 상하 축(Y축), 가공물 전후 축(Z축)을 동시 1축 제어가 가능하기 때문에 ‘자동 드레스 기능’, ‘시프트 플랜지 기능’, ‘상하․전후 리트랙트 기능’을 표준 사양으로 하고, 새로운 소프트웨어에 의해 ‘레시피 기록․호출 기능’을 옵션 대응으로 한 새로운 시스템을 탑재했다.
▲자동 드레스용 1방향 드레서(표준 장비)
▲드레스 설정 메인 화면
① 자동 드레스 기능
1방향 드레서(그림 5)를 표준 장비, 자동 드레스 기능을 추가했다. 거친 연삭․정밀 연삭 사이클 도중에 드레스를 자동 개입하는 인터셉트 드레스가 가능하기 때문에 기존의 수동 드레스 작업보다 생산성 향상으로 이어진다. 드레스 설정 화면(그림 6)에서는 ‘자동 탁상 드레스’, ‘수동 탁상 드레스’를 표준 사양으로 하고, ‘두상 드레스’와 ‘탁상&두상 드레스’는 옵션 대응으로 되어 있다.
숫돌 설정은 숫돌 폭․숫돌 마모 보정이 입력 가능하다. 또한 사이클 횟수를 기계가 카운트하고, 설정한 사이클 횟수를 하면 자동으로 드레스를 실행한다(옵션).
▲알람 확인 화면
② 시프트 플랜지 기능
전후로 숫돌 폭보다 약간 적게 설정된 스텝 폭씩 시프트하면서 플랜지 연삭하는 연삭 방법으로, 기존의 트래버스 연삭과 비교해 약 30%의 사이클타임 단축이 가능하다.
③ 상하․전후 리트랙트 기능
자동 연삭 사이클 완료 후에 숫돌 상하 위치, 테이블 전후 위치를 설정량 만큼 이동한다.
④ 레시피 기록․호출 기능 (옵션)
한번 설정한 레시피를 최대 10개까지 등록 가능하고, 양산 워크의 경우에는 효율이 좋은 연삭을 실현할 수 있다.
▲범용 정밀 평면연삭반 'PSG-CA1' 시리즈
5. 연삭 정보․기계 정보의 가시화
독일이 제창하는 ‘인터스트리 4.0’을 시작으로 하는 ‘공장을 연결하는’ 스마트팩토리화가 추진되는 가운데, 공작기계에는 IoT 대응의 가시화가 요구되는 위에, 그것에 의해 얻은 정보를 모니터링(상시 감시)이나 메인티넌스(예방 보전) 등에 활용하는 가동 관리가 앞으로의 제조의 고도화․복잡화에 동반해 반드시 필요하게 된다. 따라서 SA1 시리즈에서도 이하의 연삭 정보․기계 정보의 가시화를 실현시켰다.
① 연삭 상황 확인 화면
연삭 상황을 일괄로 감시할 수 있고, 표준 치수까지의 진행 상황․연삭 내용 상황․리트랙트 위치 등을 1화면으로 확인할 수 있다.
② 각종 정보 집계 화면 (옵션)
전원 누적 시간, 운전 준비 누적 시간, 숫돌 회전 누적 시간, 사이클 ON 누적 시간, 알람 ON 누적 시간 등의 집계가 가능. 또한 사이클 횟수를 카운트함으로써 워크의 가공 개수를 집계하는 것도 가능하다.
③ 알람 확인 화면 (그림 7)
알람이 발생한 경우, 동시에 그 상세 내용이 표시되기 때문에 급격한 개선 처리에 도움이 될 수 있다.
④ 알람 이력 확인 화면
과거에 발생한 알람을 일괄로 확인할 수 있고, 기계 고장을 사전에 방지할 수 있다.
⑤ I/O 확인 화면
기계 본체에 문제가 있는 경우, 불량부의 단선 등을 선번으로 확인할 수 있다.
⑥ 모터의 부하 검지 화면
전후․상하․숫돌축의 부하를 검지, 부하가 많은 경우에는 절입량을 줄이는 등의 기준이 된다.
6. 새로운 소프트웨어 탑재 평면연삭반
‘PSG-SA1’ 시리즈의 새로운 소프트웨어는 ‘PSG-CA1’(그림 8), ‘UPG-CA1’ 시리즈에도 탑재되어 있다. CA1 시리즈는 각종 설정 작업이 보다 간소화되어 있으며, 예를 들면 테이블 좌우 반전 위치의 설정에서는 테이블 반전 도그를 수동으로 설정하는 SA1 시리즈에 대해, CA1 시리즈에서는 터치패널식의 설정 화면에서 티칭 설정할 수 있는 기능이 추가되어 있다.
또한 CA1 시리즈는 칼럼이 전후 이동하는 구조이기 때문에 테이블 작업면에 대한 접근성이 높고, 대형 가공물의 간편한 착탈이 특징인 것에 더해, 강성이 풍부한 T형 일체 구조 프레임과 그 접동부가 테이블 좌우의 반전 스트로크보다도 장척의 오버행리스의 구조를 가지고 있으며, 공작물을 척 상의 어떠한 장소에 설치해도 높은 안정성과 가공 정도를 얻을 수 있다.
테이블 좌우(안내)면에는 ‘PSG-CA1’ 시리즈가 유막 부상의 언밸런스를 억제할 수 있는 V-V형의 스크래퍼 접동면 구조, ‘UPG-CA1’ 시리즈에는 초고정도의 진직 운동에 없어서는 안 되는 유정압 안내 구조를 채용하고 있다.
‘PSG-CA1’ 시리즈는 범용 고능률 가공, ‘UPG-CA1’ 시리즈는 초정밀 평면가공에 적합하며, SA1․CA1 시리즈는 기계 설치 장소, 워크 사이즈, 가공 내용, 요구 정도에 맞춘 최적의 기계를 선정할 수 있도록 각종 라인업을 준비하고 있다.
7. 맺음말
동사는 컬러 터치패널식 대형 조작화면이나 새로운 소프트웨어를 이용함으로써 보다 간단하고 확실한 기계 조작을 실현, 지금까지의 연삭가공에서 ‘늦다․어렵다’고 하는 이미지의 불식을 목표로 하고 있다. 또한 연삭반 및 연삭가공을 보다 가깝게 느낄 수 있도록 기본 성능뿐만 아니라, 각종 디자인의 창의적인 고안도 중요하다고 생각한다.
요시다 유타카 (吉田 裕) ㈜오카모토공작기계제작소 기술개발본부
