[헬로티]
토노사키 카즈야(外崎 和也) ㈜牧野후라이스제작소
1. 서론
최근 시장을 둘러싼 환경 변화에 의해 금형의 대형화와 보다 고정도로 금형을 제작할 필요성이 높아지고 있다. 또한 대형 금형을 효율적으로 가공하기 위해서는 평일 야간이나 휴일 등에도 이용한 자동화에 의한 장시간 연속 운전이 매우 중요하다.
이 글에서는 자동화에 의한 장시간 가공을 실현하기 위한 방법으로서, 기계에 측정기를 설치해 워크를 측정하는 기상 측정 및 동사의 IoT 대응에 대해 소개한다.
2. 고정도 가공을 실현하는 기계
안정된 가공 정도를 실현하기 위해서는 기계 본체의 연구가 중요하다. 고정도 와이어 방전가공기 ‘UP6 H.E.A.T.’(그림 1)은 높은 기계 강성에 의해 자세 변위를 최소한으로 억제, X축, Y축의 스트로크가 650mm×470mm로 비교적 큼에도 불구하고 장기간에 걸쳐 안정된 가공 정도를 유지할 수 있다.
또한 기계 구조물 내부에 온도 관리된 가공액을 순환시킴으로써 (절대온도 제어) 장시간의 가공에서도 열변위의 영향을 받지 않고 가공하는 것이 가능하다.
3. 기상 측정
동사에서는 자동화를 근거로 한 제안으로서 기상에서 가공 후의 워크를 터치프로브나 CCD 카메라를 활용해 측정하는 기상 측정을 권장하고 있다. 기상 측정에는 터치프로브를 이용한 접촉식과 CCD 카메라를 이용한 비접촉식의 2종류가 있다. 각각의 특징을 소개한다.
(1) 터치프로브를 이용한 측정
착탈 가능한 무선식 터치프로브를 가공기의 상 헤드에 장착, 측정하는 방법이다(그림 2). 터치프로브를 이용한 측정의 이점으로서 다음과 같은 것을 들 수 있다.
①측정 포인트를 알기 쉽고, 높이 방향의 측정도 가능하다.
②와이어선을 이용한 측정에 비해 점 접촉이 되기 때문에 반복 측정 정도가 안정되어 있다.
③고객의 요구에 맞춰 다양한 크기의 터치프로브를 선택할 수 있다.
그러나 터치프로브가 들어가지 않는 미세한 형상이나 코너 R의 측정은 불가능하다.
(2) CCD 카메라를 이용한 측정
가공기의 상 헤드에 카메라 유닛, 하 헤드에 광원 유닛을 장착, 측정하는 방법이다(그림 3). 상 헤드의 카메라 유닛은 터치프로브와 마찬가지로 착탈식으로 되어 있다.
광원 유닛은 방수 기능이 있으므로 착탈은 필요 없으며, 하 헤드에 장착한 그대로 가공도 가능하다. CCD 카메라를 이용한 측정의 이점으로서 다음의 것을 들 수 있다.
①터치프로브의 측정이 불가능한 폭의 슬릿 형상이나 미세 형상, 코너 R의 측정이 가능하다.
②가공 형상의 DXF 데이터와 계측 데이터의 윤곽을 대조함으로써 가공 정도가 공차 내에 있는지의 판별을 쉽게 할 수 있다(그림 4).
CCD 카메라를 이용한 측정의 경우, 직접 워크에 접촉하지 않기 때문에 간섭의 우려가 없지만, 높이 방향의 측정은 불가능하다.
4. 측정 후의 재가공
실제 현장에서는 기계의 설치 환경이나 가공 워크의 재질 등 여러 가지 영향으로 가공 위치나 정도가 변하는 일이 있기 때문에 재가공을 예상해 1회째의 가공 치수를 목표값보다 작게 하는 경우가 있다.
기상 측정에 의한 측정 후, 필요에 따라 재가공을 하기 때문에 동사에서는 Rz 2μm 정도로 다듬질한 가공면에서 한쪽 측을 최대 3μm(지름 6μm) 크게 하기 위한 가공 조건을 준비하고 있으며, 판두께 40mm까지의 가공 조건을 표준 기능으로 탑재하고 있다.
기상 계측의 신뢰성 향상과 가공궤적을 정확하게 재현 가능한 기계의 등장에 의해 개발에 성공한 가공 조건이다.
5. ProNetConneX
만에 하나 기계가 고장 또는 트러블이 발생한 경우라도 최소한의 기계 정지 시간에 복구할 수 있도록 동사에서는 ‘현장’을 지원하는 IoT 서비스로서 ProNetConneX를 제공하고 있다.
ProNetConneX는 셀러 대응 루터를 탑재한 고객의 기계와 동사 IoT 센터를 네트워크를 통해 연결한다(그림 5). 이것에 의해 언제라도 어디에서도 기계가 보이는 환경과 보수 점검 서비스를 조합한 고객에게 안심을 제공하는 서비스이다.
ProNetConneX는 마키노 기술 서비스에 의한 ‘리모트 서포트’를 받을 수 있는 스탠더드 코스와 그것에 더해 연차 점검이 세트로 된 안심 코스의 2가지 코스를 제공하고 있다.
리모트 서포트에서는 고객의 기계 화면을 동사 IoT 센터가 공유함으로써 기계의 상태를 진단하고, 또한 중대 알람 발생 시에 즉시 상세 정보가 동사 IoT 센터에 통지된다. 이것에 의해 서비스원에 대한 번거로운 설명이 불필요할 뿐만 아니라, 화면을 공유함으로써 신속하고 적확한 대응을 해 가공 중의 다운 타임을 최소한으로 억제하는 것이 가능하다.
6. 맺음말
자동화에 의한 장시간 가공을 실현하기 위한 수단으로서 기상 측정과 IoT 서비스를 소개했다. 앞으로도 고객의 요망에 귀를 기울이고, 자동화 및 장시간 가공을 위한 기술 개발을 더욱 추진해 갈 것이다.
