VMC 기술로 애플리케이션, 생산성 확장

고급 모델은 작업 현장에서 VMC 범위를 계속 확장하고 있습니다.

고급 기능을 갖춘 수직형 머시닝 센터는 기계 공장의 CNC 장비 무기고의 보다 생산적인 구성원으로서 명성을 얻고 있습니다. 오늘날의 VMC는 거의 방문하지 않는 매장의 어두운 구석이나 2차 가공으로 제한되어야 한다는 개념에 도전하고 있습니다. VMC는 전통적으로 수평형 머시닝 센터에 비해 가격이 저렴했지만 생산 능력이 없었습니다.

가장 최근에 추가된 첨단 기술을 통해 VMC는 항공우주, 의료, 에너지 및 이와 유사한 까다로운 산업과 같은 다양한 고속, 고정밀 애플리케이션에서 생산성 격차를 줄이고 경쟁력을 확보할 수 있었습니다. VMC의 기능은 4축 및 5축 테이블-온-테이블 및 트러니언 구성, 다중 팔레트 교환기, 더 많은 도구 및 고속 스핀들의 추가로 크게 향상되었습니다. VMC는 제트 엔진용 블레이드 로터, 발전용 터빈 블레이드, 대형 항공우주 부품, 정밀 몰드 및 다이 작업과 같은 가장 복잡한 공작물을 가공할 수 있습니다.

금형 및 금형 VMC 사례 연구

Werkzeugbau Leiss GmbH는 압출 블로우 몰드 및 스트레치 블로우 몰드의 세계 최고이자 가장 성공적인 생산업체 중 하나로 간주됩니다. 독일 어퍼 프랑코니아(Upper Franconia) 루트비히슈타트(Ludwigsstadt)에 있는 회사는 고객과의 긴밀한 협력을 통해 식품, 제약, 화학, 자동차 및 화장품 산업을 위한 새로운 포장 디자인을 개발할 뿐만 아니라 약 65명의 숙련된 Leiss가 설계 및 제조한 금형과 금형을 개발합니다. 직원.

Daniel Leiss는 회사의 전략을 설명하면서 “공구 설계 및 건설 서비스 제공업체로서 우리는 고객의 파트너라고 생각합니다. 그는 아버지 Fritz Leiss와 함께 회사를 경영하고 있습니다. 고객과의 긴밀한 파트너십은 종종 새로운 포장 디자인의 개발로 시작됩니다. "우리의 경험을 바탕으로 프로세스를 일찍 도울수록 모든 관련자들에게 더 경제적인 다이 제조가 가능합니다."

이를 통해 Werkzeugbau Leiss는 블로우 핀, 마스크/펀칭 또는 다이/핀과 같은 주변 부품뿐만 아니라 총 약 1,000개의 캐비티가 있는 연간 250개의 새로운 다이를 제조할 수 있습니다.

Werkzeugbau Leiss는 크고 현대적인 시설에서 대량 생산을 관리합니다. 정밀 가공은 DMG Mori의 CNC 기계 10대를 포함한 강력한 기계군에 의해 수행됩니다. 2개의 CTX 터닝 머신 외에도 머신 제품군에는 DMG Mori DMC V 시리즈의 수직 머시닝 센터 5개가 포함됩니다. 여기에는 DMC 1150V, DMC 1450V 및 새로운 DMC 1850V가 포함됩니다.

기계는 Leiss 생산량의 80%를 차지하는 고정밀 압출 블로우 몰드를 가공하면서 최대 용량으로 작동합니다. 그들의 제조 공정은 냉각 시스템의 드릴링 및 밀링에서 황삭 및 마무리에 이르기까지 다양합니다. Daniel Leiss는 "우리는 기계의 높은 안정성과 정확도 덕분에 특히 롱 스트로크 기계용 대형 금형 분야에서 마무리 작업을 최소화할 수 있었습니다."라고 말했습니다. 금형.

DMC V 시리즈의 가장 큰 모델은 2018년 7월 현장 테스트 기계로 설치되었으며 Daniel Leiss는 이를 완벽한 추가로 간주합니다. 더 크고 무거운 부품을 가공할 때 품질 요구 사항이 증가합니다." 수직 머시닝 센터는 X축에서 1,850mm, Y축과 Z축에서 각각 700mm와 550mm의 이동 경로로 확장됩니다. 최대 적재 용량은 3,000kg입니다.

Daniel Leiss에 따르면 DMC 1850 V는 금형 및 다이 제조업체의 요구 사항과 이상적으로 일치합니다. "기계 안정성은 2.5D 가공 및 드릴링은 물론 3D 황삭에도 적용됩니다. 정확성과 역동성을 갖춘 이 기계는 3D 미세 마무리에도 인상적이어서 모든 도구 생산 단계에서 사용하기에 적합합니다.”라고 그는 말했습니다. 현장 테스트를 몇 달 만에 마친 DMC 1850 V는 2교대 작업에 사용되었으며 그 이후로 안정적으로 작동하고 있습니다.

틸트 테이블이 있는 VMC

켄터키주 플로렌스에 있는 Mazak Corp.은 트러니언 스타일의 틸트 테이블이 특징인 VC-500A/5X 수직 머시닝 센터를 통해 켄터키주에서 설계 및 제작한 VMC 라인을 계속 확장하고 있습니다. VMC는 전체 5축 가공을 통해 작고 복잡한 부품을 정확하고 비용 효율적으로 처리하도록 설계되었습니다. VC-500A/5X는 부품 위치 및 기능 검사를 위한 온보드 프로빙과 함께 3축, 4축 및 5축 가공 기능을 포함하는 Mazak VMC에 결합됩니다. VC-500A/5X에는 Mazatrol SmoothX CNC가 있어 복잡한 부품 생산을 위한 프로그램을 쉽게 생성할 수 있습니다.

VC-500A/5X의 고급 기능은 특히 동시 5축 작업과 자유형 금형 가공을 위한 미세 증분 프로그램에서 가장 짧은 가공 사이클 시간을 보장한다고 회사는 말했습니다. 이러한 기능에는 고이득 피드 포워드 제어, 빠른 회전 축 속도, 가변 가속 제어 및 지능형 포켓 밀링이 포함됩니다. 특수 기어 설계 소프트웨어와 계측 장치를 폐쇄 루프 기어 가공 프로세스에 통합할 수 있습니다.

VC-500A/5X의 축 이동은 최대 직경 19.88인치(505mm), 높이 12인치(305mm)의 부품 크기를 수용합니다. 이 3개의 선형 축에 대한 급 이송 속도는 1,181ipm(30m/min)입니다. VC-500Z/5X에는 강철, 알루미늄 및 주철을 포함한 모든 일반 재료를 가공하기 위한 고성능 12,000rpm CAT-40 스핀들이 장착되어 있습니다. 15,000rpm 및 20,000rpm의 스핀들 속도(옵션)를 사용할 수 있습니다.

60개 도구 ATC는 설정 시간을 줄이고 중복 도구를 허용하며 증가된 무인 중단 없는 작업을 제공합니다. 이 프로세스는 작업장에 표준 툴링으로 중소 배치 기어를 가공할 수 있는 고정밀 및 비용 효율적인 옵션을 제공합니다.

단일 기계 자동화

작업 현장 공간이 프리미엄인 경우 사용 가능한 바닥 공간을 최적화할 수 있는 자동화와 마찬가지로 설치 공간이 작은 기계가 널리 사용됩니다. 수직형 머시닝 센터용 단일 기계 자동화 시스템은 확장 가능하고 비용 효율적인 시스템으로 변화하는 생산 요구 사항을 충족할 수 있는 능력을 갖춘 소규모 작업장에 생산적인 솔루션을 제공합니다. 그들은 최소한의 바닥 공간을 필요로 하고 조명 작동을 제공하여 작업자가 새 부품을 자유롭게 로드하고 품질 관리 검사를 수행하거나 기타 다양한 작업장 작업을 처리하는 동안 기계 스핀들을 절단에 유지합니다.

자동화와 관련하여 Mazak과 같은 공작 기계 OEM은 하나의 크기가 모든 사람에게 적합하지 않다는 것을 깨닫고 확장 가능한 자동화 시스템을 계속 개발합니다. 이러한 시스템은 크기, 비용 및 기능 면에서 확장할 수 있지만 모든 형태의 자동화의 일반적인 이점(기계 및 노동력 증가)을 제공합니다.

Mazak이 단일 기계 자동화의 이점을 평가하는 방법은 다음과 같습니다. 보다 광범위한 자동화 시스템과 비교할 때 단일 기계 자동화 시스템은 설치 공간이 훨씬 더 작으며 많은 작업장 사례에서 필요한 모든 것입니다.

오늘날의 단일 기계 자동화 시스템은 일반적으로 표준화된 솔루션이지만 유연하고 확장 가능합니다. 예를 들어, Mazak의 MPP(Multi Pallet Pool) 자동화 시스템은 상점에 6, 12 또는 18개의 팔레트를 수용하는 세 가지 구성 옵션을 제공합니다. 시스템은 다양한 생산 방법에서 작동하며 작업자는 MPP 시스템을 설정하여 소량/대량 부품 또는 빈번한 교체가 있는 단기 부품을 실행할 수 있습니다.

처음에 상점은 3개의 팔레트로 구성된 두 줄로 구성된 6개의 팔레트 MPP로 시작할 수 있습니다. 이 2단계 시스템은 총 12개의 팔레트 풀에 대해 각 행에 6개의 팔레트로 확장할 수 있습니다. 18팔레트 시스템의 경우 MPP는 6팔레트의 3열로 확장됩니다. 구성에 관계없이 설치 공간 측면에서 MPP의 크기는 작게 유지되어 귀중한 작업 공간을 절약합니다.

예를 들어 Mazak Variaxis i-600 5축 VMC와 결합된 MPP 6팔레트 교환기는 동일한 용량을 제공하면서 6팔레트 선형 시스템보다 바닥 공간을 29% 적게 사용합니다. 12-팔레트 시스템과 비교할 때 MPP는 바닥 공간 요구 사항을 44% 줄입니다. 그리고 Mazak Variaxis i-700 5축 VMC와 함께 사용할 때 6팔레트 MPP는 6팔레트 선형 배열 시스템보다 44% 더 작으며 MPP의 12팔레트 및 18팔레트 시스템은 절반 미만의 공간을 필요로 합니다.

다른 자동화 시스템과 달리 MPP는 기계의 기존 팔레트 위에 추가로 배치되는 대신 실제 기계 팔레트를 사용합니다. Variaxis i-600의 MPP는 최대 직경 600mm, 높이 425mm의 치수에서 300kg의 최대 하중을 지탱하는 400제곱mm 팔레트가 특징입니다.

Variaxis i-700 MPP 팔레트는 500mm 정사각형이며 400kg의 하중을 견딜 수 있습니다. MPP는 공작 기계에 설치된 일반적인 2개의 팔레트 교환기와 동일한 팔레트 클램핑 시스템으로 작동합니다. MPP 내에서 서보 구동 로봇이 기계 안팎으로 팔레트를 선택하고 배치합니다.

MPP는 Mazak의 광범위한 다중 기계 Palletech 자동화 시스템을 제어하는 ​​동일한 Smooth PMC 소프트웨어를 사용합니다. 공작 기계의 제어 장치는 별도의 셀 컨트롤러 장치에서 실행되는 소프트웨어를 표시합니다. Smooth PMC 소프트웨어를 사용하면 스마트폰, PC 또는 태블릿을 사용하여 거의 모든 곳에서 자동화된 가공 시스템을 쉽게 모니터링할 수 있습니다. 또한 이 소프트웨어를 사용하면 작업장에서 즉석에서 일정을 변경하고, 부품 프로그램 파일을 관리하고, 도구 수명/파손을 추적하고, 작업장에 지침을 내릴 수 있습니다.

인쇄에서 부품으로 더 빠르게 이동

대화형 프로그래밍을 발명한 Hurco Companies Inc.가 CNC 머시닝 센터를 사용하여 인쇄에서 부품으로 더 빠르게 이동하는 프로세스를 간소화하는 데 선두주자가 될 것이라고 예상할 수 있습니다. 그리고 그렇습니다.

Hurco VMC는 VM CNC VMC 소형 풋프린트 값 모델에서 VMX 5축 시리즈 기계에 이르기까지, 그리고 가장 큰 항공우주 부품의 경우 2m 및 3m X축이 있는 이중 열 머시닝 센터의 DCX 시리즈를 실행합니다. Hurco의 VMC는 자동차, 항공우주, 의료 장비, 에너지, 사출 도구 및 금형, 운송 및 전자 산업용 부품을 제조하는 데 사용됩니다.

고급 CNC 머시닝 센터에서 Hurco는 더 빠르고 쉬운 처리를 위해 이중 화면 제어를 제공합니다. 데이터 블록 검색은 예를 들어 작업자가 부품 프로그램을 편집하여 형상을 수정하는 데 도움이 됩니다. 코드 줄을 검색하는 대신 프로그래머는 그래픽 화면을 사용하여 편집해야 하는 부분 기능을 선택하고 해당 코드 줄이 다른 화면에 표시되어 빠르게 변경할 수 있습니다.

Hurco의 동시 프로그래밍 기능은 이중 화면 제어로 향상되었습니다. 머시닝 센터가 한 부품을 실행하는 동안 작업자는 가공 사이클을 중단하지 않고 다음 부품을 프로그래밍할 수 있습니다.

DXF Transfer를 통해 작업자는 CAD 이미지를 가져오고 원하는 기능을 선택할 수 있으며 WinMax CNC 컨트롤은 자동으로 프로그램을 생성합니다. 부품 프로그램은 Hurco의 검증 그래픽 시스템으로 화면에서 확인할 수 있습니다. 여기에는 동적 회전 및 실시간 도구 표시가 있는 공구 경로의 3D 솔리드 렌더링이 포함되어 있어 부품을 다시 그릴 필요 없이 모든 각도에서 볼 수 있습니다. .

최신 Hurco 제어 및 소프트웨어 기능은 사이클 시간 최적화에서 툴링 정보 캡처에 이르기까지 모든 것을 간소화하도록 설계되었습니다. UltiMotion은 사이클 시간을 최대 30%까지 단축하여 Hurco에 따르면 표면 마감 품질을 크게 향상시킵니다.

UltiMonitor를 사용하면 모든 웹 브라우저에서 기기를 원격으로 모니터링하거나 기기에서 USB 카메라의 제어 화면이나 비디오를 볼 수 있습니다. 절대 공구 길이를 사용하면 부품 및 기계와 독립적으로 공구를 설정할 수 있습니다. 결과적으로 공구 정보를 한 번만 캡처하면 다른 머시닝 센터에서 공구를 사용할 수 있으므로 오프라인 공구 프리세터를 쉽게 사용할 수 있습니다. 또한 Tool Change Optimization은 가공 프로그램을 분석하고 최적의 효율성을 위해 프로그램을 재배열하여 자동으로 공구 교환 횟수를 줄입니다.

완전한 VMC 기능

친숙한 FANUC RoboDrill은 밀링, 드릴링, 태핑, 페이싱, 포켓 및 슬로팅을 수행하는 수직 머시닝 센터의 기능을 모방합니다. VMC가 할 수 있는 모든 작업을 수행할 수 있습니다. RoboDrill 제품 관리자인 Ken Corklin은 말합니다. /P>

"RoboDrill은 20 x 30" 및 20 x 40" VMC와 매우 잘 경쟁하며 40-테이퍼 20 x 30" VMC와 동일한 양의 작업을 수행하고 15-50% 더 빠르게 수행할 수 있습니다. 그 이유는 빠른 공구 교환, 빠른 스핀들 켜기 및 끄기, 높은 가속 속도 모터 때문입니다. 40 테이퍼가 더 무거운 황삭을 수행할 수 있더라도 RoboDrill은 슬롯 가공, 태핑, 드릴링, 포켓 가공 및 원형 보간에서 이를 능가합니다. 황삭의 경우 RoboDrill은 일반적으로 15% 더 빠릅니다. 20-40% 더 높은 황삭 없이."라고 그는 말했습니다.

북미에는 7,000개 이상의 RoboDrill이 설치되어 있으며 절반 정도는 작업장에, 나머지 절반은 산업별 상점에 설치되어 있습니다. 응용 분야에는 항공 우주 부품용 알루미늄의 고속 가공, 의료 부품 및 총기 부품용 티타늄 및 코발트 크롬 및 일반 엔지니어링이 포함됩니다.

"BIG Plus 스핀들 기술은 30개 테이퍼 C-프레임 스타일 RoboDrill에 표면 접촉 영역을 제공하여 더 무겁고 고품질 절단을 수행하고 번개 같은 속도로 작업을 수행할 수 있습니다. 이는 40개 테이퍼 기계가 일치시키는 데 문제가 있는 것입니다."라고 말했습니다. 코클린. "예를 들어 RoboDrill은 빠른 가속/감속 속도 덕분에 이송 속도가 200ipm(50m/min) 이상인 고속 볼 엔드밀로 일반적인 몰드 및 다이 작업 또는 의료 응용 분야를 수행할 수 있습니다."

RoboDrill은 최신 FANUC 31i-B5 Nano CNC 컨트롤이 적용된 짧은 침대, 중간 침대 및 긴 침대의 세 가지 크기로 제공됩니다. 짧은 침대 모델의 X/Y/Z 이동은 300 x 300 x 300mm입니다. 중형 모델의 경우 500 x 400 x 330mm, 그리고 긴 침대에서 700 x 400 x 330 mm. 급이송 속도는 세 가지 모델 모두에서 2,125ipm(54m/min)입니다. BIG Plus 스핀들은 10,000rpm 및 24,000rpm 및 21개 공구 ATC를 사용합니다.

RoboDrill에 새로 추가된 제품에는 회전 시간을 단축하는 포탑용 서보 모터와 정지가 필요한 90º 코너 대신 Z축에서 아크 반경을 이동하여 사이클 시간을 단축할 수 있는 Ai Overlap과 같은 기능이 포함됩니다. FANUC의 터치스크린 iHMI 컨트롤을 통해 Renishaw의 Go Probe와 같은 앱 사용이 증가합니다.

RoboDrills는 표준 자동화 패키지 또는 맞춤형 자동화 솔루션을 위해 FANUC 로봇과 완벽하게 일치하도록 설계되었습니다. Methods에는 Plus K를 포함하여 새로운 Plus 시리즈에 다수의 표준 "볼트온" 자동화 솔루션이 있습니다.

Plus K를 사용하면 RoboDrill이 확장된 자동 도구 교환기와 자동 팔레트 교환기를 통해 무인으로 실행할 수 있습니다. 회사에 따르면 맞춤형 자동화 솔루션은 수년 동안 Method Automation의 초점이었습니다.

FANUC 31iB5 제어를 통해 RoboDrill은 5축이 가능합니다. AICCII 및 천 블록 예측과 같은 옵션을 통해 고속 윤곽 가공 및 가공이 가능합니다. Corklin에 따르면 크기와 1.5g 가속도 덕분에 기동성이 뛰어나고 표준 VMC에 비해 사이클 시간을 15-50% 단축할 수 있습니다.

선형 및 상자 방식 VMC

많은 공작 기계 제조업체는 이제 선형 가이드웨이 기계에만 전적으로 의존하고 있습니다. 그러나 Doosan Machine Tools America, Pine Brook, N.J.는 선형 및 상자형 VMC를 모두 제공하여 광범위한 가공 옵션을 제공합니다.

DNM 시리즈는 선형 가이드웨이, BIG Plus 40 및 50 테이퍼 스핀들(Doosan VMC에 기본 제공) 및 8,000-15,000 rpm의 스핀들 속도가 특징입니다. S 모델에는 15,000rpm 및 더 빠른 급류가 장착되어 있습니다. X축 이동 범위는 모델 라인업에서 20.5인치 ~ 85인치(520-2,160mm)입니다.

더 단단한 재료에서 더 무거운 가공을 위해 Mynx 시리즈는 박스 웨이 디자인, 모델에 따라 기어 헤드 또는 다이렉트 드라이브가 있는 BIG Plus 40 및 50 테이퍼 스핀들, 6,000 ~ 12,000rpm 범위를 특징으로 합니다.

생산 공장의 경우 회전식 팔레트 교환기가 있는 VC 시리즈와 트윈 스핀들과 두 개의 공구 교환기가 있는 DMP 500/2SP가 모델에 포함됩니다. DMP에는 47.2 x 20.5″(1,200 x 520mm) 테이블과 단일 스핀들 기계와 거의 동일한 설치 공간에서 각 스핀들이 액세스할 수 있는 최대 40개의 도구 매거진이 있습니다. 각 스핀들은 W축으로 약간 조정할 수 있으므로 워크홀딩이나 고정구 높이를 완벽하게 정렬할 필요가 없습니다.

두산의 5축 수직에는 기계 플랫폼에 통합된 2축 트러니언 테이블이 있는 DNM이 포함됩니다. 다이렉트 드라이브, 40테이퍼, 12,000rpm 스핀들과 결합된 로터리 테이블을 사용하는 이 기계는 표준 VMC에서 한 단계 업그레이드되었습니다.

마지막으로 DVF 5축 기계는 캔틸레버 스타일의 5축 또는 트러니언 스타일 테이블과 함께 보다 완벽하게 통합된 솔루션을 제공합니다. VCF 시리즈 5축 고정 테이블 VMC는 기계 이동과 테이블 크기가 더 크기 때문에 부품 범위에서 더 많은 것을 제공합니다. 추가 축은 B축 회전 헤드 스핀들 또는 내장된 테이블 위 로터리 축에 있습니다.

고급 VMC 평가를 위한 체크리스트

시장에 출시되는 최신 수직형 머시닝 센터 모델은 VMC에서는 상상도 할 수 없었던 신뢰성과 효율성 수준에 기여하는 고급 기능, 구성 속성 및 구성 요소를 갖추고 있습니다. 북미 금속 절단 작업 및 해당 글로벌 계열사에 가공 솔루션을 제공하는 Ellison Technologies에 따르면 다음 VMC에 통합되기를 원하는 몇 가지 새로운 특성과 기능이 있습니다.

유리한 VMC 특성에 대한 논의는 다음 정보가 포함된 "New Generation VMCs Are More Productive and Efficient Than Ever", Manufacturing Engineering, June 2017을 참조하십시오. , 설치한 날만큼 정확하게 실행됩니다. 제조업체가 FEA(유한 요소 분석)를 사용하여 스핀들 헤드, 베이스, 기둥 및 안장용 주물을 설계하는지 확인합니다. 아이디어는 기계의 작동 범위를 벗어나는 구조의 자연 고조파를 얻는 것입니다.

“또한 사용된 주조 방법이 Meehanite Worldwide 조직의 라이선스를 받았는지 확인하십시오. 이 특허 받은 공정은 기계 수명 동안 장기간 강성, 중절삭 능력 및 적절한 진동 감쇠를 제공하는 최고 품질의 철 생산 절차를 요구합니다.

"고품질 기계의 다른 구성 하이라이트는 베드에 손으로 긁어내는 아치형 피라미드 기둥을 포함하여 두 개의 주물이 거의 하나처럼 작동하도록 하고 부품 정확도를 반영하는 단단한 기계 형상을 보장합니다. 고품질 세라믹 스핀들 베어링, 이중 고정 프리텐션 볼스크류 및 선형 롤러 모션 가이드는 고려해야 할 다른 구성 측면 중 하나입니다. 롤러 가이드는 볼 베어링 모션 가이드보다 강성이 3배, 수명이 2배입니다.

“건전한 구조에 따라 스핀들, 냉각수 시스템 및 칩 이송 메커니즘과 같은 추가 구성 요소를 면밀히 조사하십시오. 이 모든 것이 효율성에 기여합니다. BIG Plus와 같은 이중 접촉 스핀들(테이퍼/페이스), 공구 부하 모니터링, 스핀들 관통 절삭유 및 최적의 공구 적용 및 사이클 시간을 위한 적응형 이송 속도 제어와 같은 기능을 찾으십시오. 또한 기계가 열을 처리하도록 설계된 방법을 이해하십시오. 틀림없이 최근 몇 년 동안 가장 큰 발전은 다양한 열 안정성 개선 사항을 적용한 것입니다.”