CNC 자동화로 유연생산시스템 구축: 생산성과 효율성 향상

유연생산시스템(FMS)으로 공장 생산성을 높이고 싶으신가요? CNC 공작기계로 자신만의 유연 제조 솔루션을 구축하고 싶으신가요?

이 글에서는 이런 자동화 및 반자동 제조 솔루션이 어떻게 작동하는지 알아보고, 유연 제조의 이점을 이해하며, 올바른 CNC 공작기계와 기술로 유연 제조 솔루션을 구축하는 5가지 방법을 배웁니다.

유연생산시스템(FMS)이란?

유연생산시스템(FMS)은 제조 부품이나 공정 변화에 적응할 수 있는 유연성을 가진 제조 시스템을 설정하는 것을 포함합니다. 그런 시스템에는 두 가지 유형의 유연성이 있습니다:

• 라우팅 유연성은 시스템이 새로운 부품이나 제품 유형을 생산하는 능력을 변경하는 것을 살펴봅니다; 그리고
• 기계 유연성은 다른 기계들이 부품에 같은 작업을 수행할 수 있게 합니다.

부품 제조 공장에서 FMS는 두 대 이상의 CNC 공작기계, 자동화된 자재 핸들링, 툴 핸들링 솔루션을 통합할 수 있습니다. 그렇게 함으로써, FMS는 미리 정해진 일정에 따라 최소한의 수동 개입으로 부품에 수행되는 반복적이면서도 다양한 작업이나 작업 순서 변경을 수행할 유연성을 가집니다.

FMS의 부분집합은 유연제조셀(FMC)이라 부릅니다. 이는 일반적으로 한 기계와 자재나 부품을 다루는 팔레트나 다른 자동화 시스템을 포함합니다. 종종 초기 투자와 지속적 운영 비용이 여러 CNC 기계를 사용하는 본격적인 FMS보다 낮기 때문에 그런 솔루션이 더 흔합니다.

유연생산시스템 또는 셀의 이점과 특징은?

점점 더 많은 제조사들이 생산 시설에서 유연 솔루션을 선택합니다. 그런 제조사들처럼, 여러분도 선택한다면 여러 이점을 누릴 수 있습니다.

첫째, 시스템이 처리하는 서로 다른 부품들을 식별하고 구별하는 능력입니다. 이는 작업 지침의 빠른 변경과 제작 과정에서 한 부품에서 다른 부품으로의 빠른 변경을 가능하게 합니다.

둘째, 유연생산시스템(FMS)과 유연제조셀(FMC)은 생산 라인이 24/7 가공 전략을 사용하도록 합니다.

FMS와 FMC 기반 시설은 또한 회사가 "고혼합 소량생산" 과제를 충족할 수 있게 합니다. 그렇게 함으로써 공간과 인력 같은 가용 자원을 더 효과적으로 활용할 수 있습니다.

유연 제조는 기계가 새 부품이나 자재를 로드해야 할 때 비생산적 시간을 줄입니다.

유연 시스템이 선진국에서 수년간 자리잡았지만, 그 이점들이 이제 저비용 제조 국가에서도 점점 인기를 끌게 만들었습니다. 그런 자동화 솔루션은 기계 운영자 생산성을 크게 개선합니다. 이는 상승하는 인건비와 숙련 인력 부족을 고려할 때 중요한 고려사항입니다.

FMS와 자동화로 더 자격을 갖춘 운영자를 고용해 생산 시설을 설계, 관리, 운영해야 할 수 있습니다. 하지만 이 자격을 갖춘 운영자들은 더 효과적이고 생산적일 것입니다. 회사 주인과 직원 모두에게 윈윈 상황입니다.

자동화 솔루션을 갖춘 유연 CNC 제조 시스템의 5가지 특징

오늘날 모든 니즈, 공간, 예산에 맞는 다양한 유연 제조 자동화 솔루션이 있습니다. 하지만 CNC 가공 시스템을 위한 이런 솔루션들은 무엇을 가져야 할까요?

여기에 5가지 더 중요한 특징들이 있습니다.

#1 CNC 공작기계 상호교환성 & 유연성

첫째, 제조 시스템은 공작물이나 공구가 유연하게 교환될 수 있게 해야 합니다.

기계의 ATC(자동 공구 교환장치) 내에 위치한 다양한 공구들이 여러분의 다양한 부품에서 작동할 수 있도록 자동 공작물 교환장치(AWC)를 사용할 수 있습니다. 예로는 Hwacheon의 D2-5AX 5축 머시닝 센터가 있으며, 8 또는 20 스테이션 AWC와 최대 60 툴 스테이션 ATC로 이용 가능합니다.

또는 Hwacheon 멀티 팔레트(HMP) 같은 멀티 팔레트 시스템(MPS)을 사용할 수 있습니다. 400 x 400 mm 또는 500 x 500 mm 팔레트 두 가지 크기로 이용 가능합니다. 이들은 하나 또는 두 기계에 다른 설정 레벨로 이용 가능합니다:

1 기계: 1 티어/레벨 = 7 팔레트

2 티어/레벨 = 14 팔레트

3 티어/레벨 = 21 팔레트

2 기계: 1 티어/레벨 = 4 팔레트

2 티어/레벨 = 8 팔레트

3 티어/레벨 = 12 팔레트

각 HMP 시스템마다 기계 공구 설정의 레벨 원에 원 세트업 스테이션이 보통 포함됩니다. 그런 멀티 팔레트 시스템은 다음 Hwacheon CNC 공작기계에 이용 가능합니다:

• VESTA-660 / VESTA-850B / VESTA-1000+ / VESTA-1050B / VESTA-1300 / VESTA-1300B / VESTA-2000
• SIRIUS-UM+ / SIRIUS-UL+ / SIRIUS-UZ / SIRIUS-UX
• M3-5AX / M4 -5AX

이들은 또한 중간에 하나의 HMP가 있는 선택된 두 기계와도 작동합니다. 이는 팔레트 수가 줄어든 두 기계 버전이 될 것입니다. 필요시 3축 CNC 기계 하나와 5축 CNC 기계 하나를 혼합할 수도 있습니다.

그런 시스템들은 Hwacheon 기계와 Hwacheon 자동화 시스템 구매와 함께 제공됩니다.

#2 일관되고 반복 가능한 가공 공정

FMS와 FMC 솔루션의 두 번째 특징은 일관되고 반복 가능한 생산을 달성하는 능력입니다. 고혼합 소량생산 생산의 변동들(공정 순서 수정, 생산 물량 변화, 설계 변경 등)을 더 잘 처리하도록 조정될 수 있습니다.

#3 툴 & 고정구 설정의 유연한 관리

더 큰 모듈성 덕분에, 유연하고 교환 가능한 툴링과 고정구는 실제 생산 전에 미리 설정될 수 있습니다. 그러나 CNC 기계 내부 소프트웨어가 공구 상태를 모니터링하는 것이 중요합니다. 공구 수명이 다해갈 때 적시 경고가 제공되어 수동으로 공구를 교체하거나 "시스터 툴"로 자동 교체할 수 있어야 합니다.

효과적인 공구 준비는 FMS에서 중요한 규율입니다. 그렇게 함으로써 다양한 고정구들을 새로운 원자재나 부품과 함께 시기적절하고 체계적이며 문제 없는 방식으로 조직할 수 있습니다. 툴링과 고정구 부서, 기계 운영자들 사이를 연결하고 조정함으로써, 더 잘 조직된 자재 흐름과 절삭 공구 관리 공정을 설계할 수 있습니다. 고정구, 새 자재나 부품, 절삭 공구의 적시 할당도 FMC/FMS 시스템의 다운타임을 피하는 데 도움이 됩니다.

공구 모니터링 시스템 예로는 Hwacheon의 M-Vision이 있습니다. 우리 공장에서 우리 자신의 FMS 시스템을 운영한 다년간의 경험에서 개발되고 완성된 것으로, 주조 부품 폭넓은 선택 가공이나 자동차 부품 대량 생산 같은 다양한 FMS 시스템을 지원할 수 있습니다. 더하여, Hwacheon M-Vision으로 단일 기계나 다중 FMS/FMC 배치 유닛들의 상태를 모니터링할 수 있습니다.

#4 공통 프로그래밍 표준

상호운용성을 보장하기 위해, 엔지니어와 운영자가 같은 파일에 접근하거나 공유할 수 있도록 사용 가능한 표준화된 소프트웨어 사용을 고려해야 합니다. 표준 운영 파라미터와 코딩 절차를 갖는 것은 같은 공구들이 같은 방식으로 사용되어 반복 가능한 결과를 생산할 수 있게 합니다. 이는 또한 사용 가능한 공구 범위를 알고 더 큰 매거진에 기계에 보관해야 함을 의미합니다.

참고: 너무 큰 ATC 툴 매거진을 갖는 것에 주의하세요. 이는 비용이 많이 들 뿐만 아니라 공구들이 적절한 유지보수 없이 너무 오래 보관되게 할 수 있습니다. 이는 더러운 툴 홀더 테이퍼로 스핀들 정확도에 시간이 지나며 부정적 영향을 줄 수 있습니다. 이를 방지하려면 정기적인 청소 프로그램을 확보하세요.

#5 정기 예방 정비

유연 제조의 모범 사례 중 하나는 정기 예방 정비 프로그램을 포함하는 것입니다.

노출된 움직이는 기계 부품 정기 청소, 칩 제거, 오일 레벨, 냉각수, 공기 흐름 확인 같은 간단한 작업들은 무시되기 쉽습니다. 장기적으로 이는 유연 가공 공정에 부정적 영향을 주고 기계와 시스템의 전반적 효율을 떨어뜨립니다. 요약하자면, 청소, 보충, 교체 - 초기 기계 비용보다 더 많은 절감을 장기적 생산성과 정확성 보장으로 누릴 수 있습니다.

요약 및 결론

유연생산시스템은 쇼플로어 생산성을 개선하고 제때마다 품질 부품을 생산하는 비용 효율적인 방법을 제공합니다. 또한 단일 부품, 소량 및 중량 배치, 시리즈 생산 등 많은 부품 변형을 소량으로 제조할 수 있게 해 고혼합 소량생산 생산을 가능하게 합니다.

FMS와 FMC 시스템을 도입함으로써, 생산 일정 효율성을 높이고 다운타임을 최소화할 수 있습니다. 시간이 지나면 제조 시스템을 복제하고 확장해 경쟁력을 개선할 수 있습니다.

이는 여러분 같은 제조사들이 더 많고 새로운 주문을 받을 수 있을 뿐만 아니라, 더 다양한 주문을 처리할 수 있게 해 시설의 바닥선 성과를 개선합니다.