[첨단 헬로티]
이시다 코헤이 (石田 紘平) 長島정공㈜
기존 나사 연삭가공은 전문 기업에 발주하는 흐름이 일반적으로, 내제화는 거의 대응하고 있지 않았다. 이것은 여러 가지 요인이 서로 얽혀 있는데, 주된 장해는 다음의 3가지라고 생각한다.
첫 번째는 ‘기계 사이즈가 크다’는 것, 두 번째는 ‘전문적인 가공 지식이 필요’하다는 것, 그리고 마지막 세 번째는 ‘설비 투자의 비용 대 효과가 낮다’는 것을 들 수 있다. 즉 한정된 생산 스페이스를 크게 점유하고, 기계라고 하는 하드웨어에 더해 그것에 대응하는 인재가 요구된다.
또한 고액 구입이 전제가 되므로 일량과의 밸런스가 매우 나쁘고, 나사 연삭가공의 내제화를 도모하기 위해서는 실제로 많은 장해가 가로막고 있었다.
2종류의 정밀 소형 나사 연삭반의 특징
그래서 동사는 이 나사 연삭가공의 ‘3가지 장해’를 클리어하기 위해 새롭게 2종류의 정밀 소형 나사 연삭반을 개발해 JIMTOF 2018에서 발표했다. 그림 1은 소형 외경 나사 연삭반 ‘ TO10-30’, 그림 2는 소형 내경 나사 연삭반 ‘TI10-10’이다. 양 기계는 각각 외경 나사가공(그림 3), 내경 나사가공(그림 4)에 특화한 전용 사양기가 되며 공통되는 특징, 능력은 이하와 같다.
1. 대폭적인 스페이스절감화를 실현
우선 가장 개발에 무게를 둔 점은 대폭적인 스페이스절감화이다. 철저한 스페이스절감 설계에 의해 TO10-30은 폭 1,580mm, 안길이 2,300mm. TI10-10은 폭 1,310mm, 안길이 1,800mm. 모두 가공액 탱크까지 포함한 설치 스페이스로 클래스 최소를 실현하고 있다.
2. 나사 연삭가공이 놀라울 정도로 간단
다음으로 ‘전문적인 가공 지식이 필요’한 것도 해결할 필요가 있다. 일반적으로 나사 연삭은 평면 연삭이나 원통 연삭과 마찬가지로 ‘연삭’이라는 카테고리는 공통되어 있는데, 실제 가공 방법이나 가공 지식 등의 전문성은 독특하다.
그렇기 때문에 동사는 소프트웨어에 관해서도 적극적으로 개발을 추진, 실제로 나사 연삭가공을 하고 있는 기업으로부터, 어떻게 하면 누구라도 간단히 나사 연삭가공을 할 수 있는지 철저하게 문의했다.
이렇게 해서 시행착오를 반복하면서 개발한 나사 연삭 전용 소프트웨어의 완성도는 매우 높은 수준에 달할 수 있었다. 이 소프트웨어는 나사 연삭 전문 기업이 높은 관심을 갖는 것에 그치지 않고, 전혀 나사 연삭을 한 경험이 없는 오퍼레이터라도 며칠간의 트레이닝을 받으면 JIS 최고 등급의 나사 게이지를 제작할 수 있을 정도로 여러 가지 요구에 대응할 수 있다. 즉 나사 연삭을 놀라울 정도로 간단하게 할 수 있다는 것이다.
어느 정도 간단한가 예를 들어본다. 예를 들면, 나사의 리드각(헬릭스각)의 설정은 ①유효지름, ②피치, ③조수를 입력함으로써 자동적으로 산출, 선회시키는 것이 가능하다. 또한 가공 조건도 모든 항목이 대화 입력으로 되어 있기 때문에 가공을 담당하는 오퍼레이터는 번거로운 계산이나 기계의 조정을 하지 않고 다양한 나사 연삭가공에 대응할 수 있다. 가공 보정 기능도 충실하며, 나사의 리드나 유효지름을 임의의 가공 범위(워크 주축 방향 최대 10점까지)에서 보정하는 것도 가능하다.
또한 다양한 나사 형상에도 대응하기 때문에 워크 주축 후부에 로터리 드레스 장치(그림 5)를 탑재하고 있다. 숫돌 형상은 목적으로 하는 형상별 대화 템플레이트를 가지고 있기 때문에 오퍼레이터는 도면대로의 숫돌 형상 제원을 필요한 항목에 입력하는 것만이다.
주된 나사 형상은 대형․삼각 형상, 볼 나사 형상, 다각 형상, 톱날 형상에 대응. 또한 총형 드레서에도 대응 가능하다. 이러한 기능을 조합함으로써 일반 규격 나사에서 특수 형상 나사, 볼 나사 등 모든 나사의 제작을 실현한다.
3. 연속 자동 가공에 대응
현 시점에서 정밀 소형 내경 나사 연삭반 TI10-10에서는 워크 교환용 로봇을 탑재할 수 있고, 워크 사이즈에도 의하지만 20개 정도의 연속 자동 가공에 대응하는 것이 가능하다. 물론 이 사양이 된 경우에도 기계의 설치 스페이스는 변하지 않고, 로봇 및 워크 스토커는 기내에 설치할 수 있게 설계했다.
또한 내경 나사의 전가공(절삭 나사 등)이 실시되고 있는 워크의 경우, 나사의 가공 개시 위치를 맞춰 가공할 필요가 생기는데, TI10-10은 이 개시 위치(위치맞춤)도 자동적으로 찾아내는 검출장치와 기능을 탑재하는 것이 가능하다. 특히 내경 나사 연삭의 가공 개시 위치맞춤은 어렵고, 오퍼레이터의 숙련도가 요구되기 때문에 복수 개의 연속가공이 필요한 제품 제작에서는 이 기능이 매우 중요하다.
4. ‘소형’의 매력
나사 연삭반을 전문으로 제조․판매하고 있는 메이커는 그 시장 규모에 비례해 압도적으로 적다. 그렇기 때문에 기존 나사 연삭가공의 비즈니스 모델은 예를 들면 손바닥에 얹을 수 있는 작은 제품이라도 앞에서 말한 대로 그 제품으로는 상상할 수 없을 정도의 큰 나사 연삭반으로, 번잡한 기계 조정이나 오퍼레이터의 경험과 감각에 의존해 밤낮으로 제작하고 있는 케이스는 결코 드물지 않다.
적어도 기계를 저렴하게 도입할 수 있으면 비용 대 효과 정도는 예상하기 쉽지만, 유감스럽게도 이것도 좀처럼 이루어지지 않는 것이 ‘나사 연삭반’이라는 기계의 일반적인 위치매김이다.
그러나 당사는 이번에 발표한 2종류의 정밀 소형 나사 연삭반을 통해 많은 제조 기업에, 나사 연삭이라는 지금까지 참여가 어려웠던 가공 분야에 도전하는 계기를 제공하고 싶다고 생각했다. 이것은 이미 소형 나사 제품을 생산하고 있는 기업에도 스페이스절감화의 매력을 알게 하여, 예를 들면 동일한 생산 현장에서도 생산 능력을 높이는 제안이 가능하도록 노력하고 싶다.
이번에 발표한 정밀 소형 나사 연삭반은 나사 연삭반의 미래를 담당하는 새로운 스탠더드 머신으로서 더욱 유저 요구에 대응하면서 발전해 가는 기종이라고 생각한다.
