[헬로티] 카사하라 타다시(笠原 忠) ㈜牧野후라이스제작소 1. 서론 5축가공기의 적용 범위가 금형가공으로 진행되고 있는 가운데 과제가 가시화되고 있다. 3축가공과는 다른 복잡한 동작이기 때문에 간섭 사고의 발생 리스크가 크다. 이것을 피하기 위해 프로그램 체크나 재료, 공구의 형상․위치 확인 등 가공을 개시하기 전에 오퍼레이터는 세심하게 많은 준비 작업이 요구된다. 이것에 시간을 쓰는 것이 큰 부담이 되고 있다. 1품 가공이 되는 금형에서는 가공마다 확실하게 확인할 필요가 있다(그림 1). 최신 제어장치 ‘프로페셔널 6’은 5축가공에서 안전, 안심에 대한 기술과 대응을 진화시켰다. 2. 실시간 간섭 체크 기능의 과제 최신 제어장치 프로페셔널 6에서는 ‘콜리전 세이프 가드’라고 하는 실시간 간섭 체크 기능이 내장되어 있다. 이것은 기계의 동작보다 빠르게 시뮬레이션함으로써 간섭 발생을 예견하고, 기계를 안전하게 정지하는 안전 기능이다. 출하 시에 기계에 내장되어 있는 주축․테이블 등의 구조물 데이터에 더해, CAM 상에서 미리 설정한 공구․재료․지그 모델군을 이용해 체크를 한다
[첨단 헬로티] 아지사카 마사히로 (𩷲坂 昌廣) ㈜NTT데이터엔지니어링시스템즈 1. 서론 동사는 금형가공에서 생산성 향상을 목적으로 오키나와 매뉴팩처링 래버러토리(오키나와 래버러토리)를 설립, 일반 사단법인 제조 네트워크 오키나와와 협업해서 기술 개발을 하고 있다. 오키나와 래버의 강점은 현장의 생생한 목소리를 직접 듣고, 실제로 가공을 해 공구의 휨이나 채터링 등의 물리 현상과 가공면의 품질을 확인하고 CAM의 기능에 반영할 수 있는 점이다. 지금까지 대응한 Manufacturing-Space 및 Space-E에서의 기술 개발은 3축에서 5축가공에 의한 공정 최적화 및 분할가공, 4축․5축가공 기능이다. 이 글은 5축 공작기계를 이용한 가공면의 고품위화 및 CAM 기능의 자동화를 목적으로 한 지금까지의 대응을 소개한다. 2. 지금까지의 대응 (1) C축의 급격한 회전 억제 기능 C축의 급격한 회전 억제 기능은 리드각을 스무징하는 기능이다(그림 1). 모델에 대해 공구를 법선 방향으로 기울려서 가능하면, 곡률이 작은 부위에서는 C축이 급격하게 회전하기 때문에 가공면에 뜯김이 발생한다. 스무징 처리를 함으로써 C축의 급격한 회전이 억제
[첨단 헬로티] 오다 미츠나리 (尾田 光成) ㈜牧野후라이스製作所 사람들이 일상적으로 사용하는 스마트폰, 가전 제품, 플라스틱 제품, 자동차, 철도 차량, 항공기, 배 등의 공업 제품은 여러 가지 형상을 갖는 부품으로 구성되어 있다. 이들 부품의 일부는 금형에 의해 성형되고, 이들 공업 제품의 성능이나 안전성을 좌우하는 금형에는 높은 가공 정도가 요구된다. 또한 공업 제품이 많은 사람들에게 보급되는 스피드가 빨라짐에 따라 금형가공에 필요로 하는 생산 속도도 가속되고 있으며, 가공 시간과 가공 후의 후공정(가공면의 연마나 표면처리) 시간단축화가 요구되고 있다. 또한 공업 제품의 고성능화․에너지절감을 위한 경량화, 비용 대 효과 향상의 요구에 동반해 구성하는 부품 수는 줄고, 부품의 형상은 복잡해지는 경향으로 금형도 형상이 복잡해지고 있다. 금형 형상의 복잡화에 동반하는 과제 이와 같은 금형 제작 현장에서 금형을 가공하는 머시닝센터(MC)에 대해, 높은 정도와 생산성이 요구되고 있다. 기존 금형가공에서는 안정된 정도가 나오기 쉬운 3축가공이 주류로 되어 있다. 그러나 금형의 형상이 복잡화됨에 따라 다듬질가공에서는 공구 지름은 작아지고, 공구 길이도 길어
[첨단 헬로티] 스와 오사무 (諏訪 修) ㈜C＆G시스템즈 금형 제조업에서 QCD(품질, 코스트, 납기)를 달성하기 위해서는 가공 공정의 절감이나 수정이 필요하며, 그것에는 직조 범위의 확대가 중요해진다. 직조 범위의 확대를 위해 공구의 돌출을 길게 하면, 공구의 전도에 의한 면품질 저하를 초래할 우려가 있다. 그것을 회피하기 위해 이송 속도를 내릴 필요가 있는데, 결과적으로 가공 시간이 증가하게 된다. 또한 워크를 수동으로 경사시키는 방법도 있지만, 전용 지그나 워크의 세팅 교체가 필요하다. 더구나 세팅마다 가공 원점을 설정하기 때문에 설정 시의 오차가 가공 단차로서 발생하는 문제가 있다. 5축가공의 종류와 특징 5축가공은 직선축(X, Y, Z의 3축)에 회전축(선회․경사의 2축)을 갖는 공작기계를 사용한 가공으로, ‘분할 5축가공’(이하 고정 5축가공)과 ‘동시 5축 가공’으로 나누어진다. 1. 고정 5축가공 회전축을 위치결정으로 사용하고 직선축만을 움직인다. 이것은 3축가공과 동일한 가공으로 분할 방향의 정도가 나오는 이점이 있는데, 다방향에서 분할한 경우, 분할의 단차가 발생하기 쉬운 측면도 있다.
[첨단 헬로티] 미즈노 에이이치 (水野 英一) 베로소프트웨어(주) 그림 1은 평면부의 절삭면인데, 중앙 부근에 오른쪽에서 왼쪽으로 횡단한 줄무늬와 같은 흔적을 볼 수 있다. 절삭 정도는 문제없고 손으로 만져도 단차가 없는 줄무늬인데, 독자 여러분은 어떻게 생각할까.'단차가 없다면 OK․', '외관 중시라면 NG'. 크게는 이 2가지 의견으로 나뉠 것으로 생각된다. 실제로는 그림 1은 동시 5축가공으로 가공한 절삭면으로, 이 의견 차이야말로 고정(분할) 5축가공과 동시 5축가공의 경계가 된다고 필자는 생각한다. 기존의 3축가공과 비교해 동시 5축가공의 메리트(우위성)가 이와 같은 기사나 세미나 등에서 주장된 지 오래되었고, 여러분도 충분히 이해하고 있다. 한편으로 5축가공기를 도입한 유저도 실제 가공에 사용하는 것은 3축가공과 세팅 교체리스를 목적으로 한 고정 5축가공이 메인으로 되어 있는 케이스가 적지 않다. 5축가공기 도입 당초에는 아마 동시 5축가공을 실시하고 있었다고 생각되는데, 왜 동시 5축가공이 적어져 버렸을까. 이 글에서는 동시 5축가공의 도입 목적을 다시 정의하고, 금형가공에서 메리트를 수정해 간다. 또한 첫머리에서 말한 ‘
[첨단 헬로티] 스가이 아키라 (菅井 晃) 오픈마인드 테크놀로지즈 재팬(주) 독일의 OPEN MIND Technologies AG사의 일본 법인인 당사가 2002년에 일본 활동을 개시했을 때부터 메인 타깃으로 정한 것은 5축가공에 대응하는 유저였다. 현재 5축가공은 부품가공에서 금형가공까지 폭넓은 가공 분야에서 이용되게 됐지만, 당시 일본에서는 5축가공은 특수한 부품을 절삭하는 제조업의 극히 일부에서 이용되고 있던 가공 기술이었다. 한편, 유럽에서는 모든 범용적인 가공에 대한 효율화를 위한 가공 기술로서 이미 크게 주목을 받고 있었다. 그러한 가운데 OPEN MIND는 당시의 다임러-크라이슬러사에서 금형의 5축가공 기술 개발의 전략적인 파트너로 지명되어, 기존의 5축가공 연산 로직과는 완전히 다른 새로운 5축가공 알고리즘을 개발해 금형가공용 5축가공 기능을 1999년에 ‘hyperMILL’에 탑재해 릴리스했다. 앞에서 말한 당사의 방침은 이러한 유럽의 움직임을 반영한 것으로, 일본에서도 5축가공을 범용 가공에 보급시키기 위해 정한 것이었다. 이러한 당사의 움직임에 처음으로 대응한 것이 호쿠리쿠(北陸) 지방의 금형가공 유저였다. 이후 hy
[첨단 헬로티] 고시마 카즈히로 (五嶋 和宏) ㈜나고야정밀금형 5축가공기 도입의 계기 동사가 5축가공기를 도입한 것은 2006년이다. 당시 일본국내에서는 자동차용 헤드램프의 금형 제조의 대부분이 3축가공 후에 방전가공으로 형상을 다듬질, 최종적으로 연마해서 완성하는 공정이었다. 유럽에서는 이미 5축가공을 활용한 절삭에 의한 형상가공이 추진되고 있으며, 동사의 사장이었던 와타나베 유키오(渡邊 幸男)(현 명예회장)이 유럽의 실정을 보고 도입을 결정했다. 동사가 취급하는 헤드램프용 금형은 경면 다듬질 (면조도 : Ra 0.004μm․연마 입도 : ＃14000)까지 금형을 연마해 완성해야 한다. 방전가공 후의 형상 다듬질은 금형면에 스파크 흔적(방전 흔적)이 남기 때문에 그것을 제거해 경면까지 연마하는 작업은 많은 시간을 필요로 하고 있었다. 또한 헤드라이트에 유선형을 주류로 하는 디자인이 증가함에 따라, 금형의 제품 형상도 낙차가 커졌다. 3축가공으로는 가공할 수 없는 범위가 증가하고, 방전가공의 작업 공수 증가가 큰 과제였다. 이와 같은 배경에서 ‘방전리스화에 의한 품질과 생산성 향상’을 목표로 5축가공기의 도입을 결정했던
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