부시 프리시전, 대형 컴포넌트 가공으로 사업 확장

부시 프리시전(Busch Precision, 위스콘신주 밀워키) 경영진은 90년간 개별 정밀 가공 니즈, 특히 공작기계와 중장비용 니즈에 대응해온 경험을 활용해 건설 장비, 농기계, 밸브, 발전 설비, 오늘날 늘어나는 기타 대형 제품용 더 크고 복잡한 컴포넌트로 사업을 확장하려 했습니다.

도전 과제들이 있었습니다. 작업장이 오랫동안 믿어온 'CNC는 너무 복잡하고 비싸고 소량 생산엔 너무 경직됐다'는 인식을 '신세대 CNC는 더 쉬운 프로그래밍과 단순화된 운전을 포함한다'는 인식으로 대체하는 것, 그리고 소형 정밀 맞춤 가공에서 가졌던 같은 정밀 정확도로 대형 공작물을 가공할 수 있는 공작기계를 찾는 것이었습니다.

부시 프리시전은 이 문제들을 해결할 수 있으리라 생각했습니다. "우리가 고객 장비 평가한 수년간 분명히 전 세계 모든 회사들이 만든 모든 유형의 공작기계 '내부를 들여다볼' 기회가 많았습니다."라고 조지 그로브(George Grove) 사장은 말합니다. 그 결과, 그는 덧붙입니다, 자기 사람들이 어떤 기계들에 원래 얼마나 많은 강도와 강성이 내장됐는지, 어떤 기계들이 대형 복잡 부품에서 정확도 잃지 않고 무거운 칩 부하를 흡수할 수 있는지 안다고.

그래서 부시 프리시전은 새 대형 자동 가공 전략을 개발하며 두 가지 니즈에 집중했습니다. 계약 가공 서비스 센터에 필요한 다재다능함을 제공하면서 프로그래밍과 운전이 간단한 CNC 기계, 그리고 CNC 가공의 지속적 절삭력 하에서 대형 부품을 균일하고 정밀한 정확도로 생산할 강성과 강도를 가진 공작기계.

이를 위해 회사는 기딩스 앤 루이스(Giddings & Lewis, 위스콘신주 퐁 뒤 락)에서 테이블 지름 84인치, 최대 스윙 96인치, 레일 하부 최대 높이 84인치, 75마력 테이블 드라이브 모터, 최대 200rpm에서 125톤 테이블 하중 용량의 VTL을 추가했습니다. 또한 기딩스 앤 루이스 G50-T 테이블 타입 수평 생산 센터를 추가했는데, 6×14피트 테이블, X축 168인치, Y축 115인치, W축 72인치, Z축 스핀들 이동 36인치입니다. 곧 138인치 테이블 지름, 180인치 최대 스윙, 레일 하부 최대 높이 96인치, 73.5마력 테이블 드라이브 모터의 더 큰 VTL도 설치 예정입니다. 이 VTL 테이블 하중 용량은 최대 126rpm에서 250톤. 세 기계 모두 기딩스 앤 루이스 뉴메리패스(NumeriPath) 8000 CNC로 자동 운전됩니다.

"기계 크기, 강도, 자동 운전의 이런 조합들이 과거엔 고려조차 못하던 새 비즈니스를 따내게 돕습니다."라고 부시 프리시전 고객 서비스 매니저 마이크 말위츠(Mike Mallwitz)는 말합니다. "다른 경우들에서 새 기술들로 대형 정밀 가공 부품을 고객에게 전보다 훨씬 빨리 납품할 수 있게 됐습니다."

후자의 전형적 예가 거대 펌프 임펠러입니다. 이 주강 공작물에서 400파운드 이상 칩을 제거하는 총 선삭 시간이 30% 이상 단축됐습니다. 러핑 작업은 일정 475sfm으로 ±0.002인치 공차로 수행됩니다.

회사가 정밀 가공 능력을 대형 공작물로 확장할 공작기계를 찾을 때, 자신들이 필요하다고 아는 구조적 강성을 가진 기계를 찾았습니다.

VTL을 예로 들며 말위츠 씨는 "기계 부품 제작 수년간 경험과 공작기계 수리·재건 경험으로 볼 때, 별도 기계 부재로 제작된 VTL은 우리가 필요로 하는 강성을 제공할 수 없다고 느낍니다."라고 말합니다. 그는 CNC 가공의 더 무거운 칩 부하와 대형 부품의 더 높은 생산 속도 하에서 정밀 정확도를 유지하려면 전체 구조적 무결성이 특히 중요하다고 설명합니다.

그로브 씨와 말위츠 씨가 첫 번째 근본으로 꼽는 기계 강도와 강성의 깊이는 두 새 VTL 구조에 구현돼 있습니다. 미하니트(Mehanite) 주물이 일체형 칼럼 베이스와 일체형 원형 볼을 형성합니다. 또한 레이디얼 리빙이 A-프레임 구성을 형성해 테이블 베어링 어셈블리, 테이블 드라이브 트랜스미션, 더블 트라이앵귤러 수직 칼럼에 강한 기반을 제공합니다.

더블 칼럼에 의해 충분히 지지된 거대한 크로스레일과 레일 헤드가 센터 좌우 풀 램 이동을 허용합니다. 크로스레일 높이 조정은 80,000파운드 힘으로 칼럼 웨이에 파워 엘리베이션과 클램핑으로 무한 가변입니다. 부시 프리시전 180인치 VTL의 크로스레일 위치는 프로그래머블하며 자동 레일 레벨링 포함.

이 기계 구조의 강성과 비틀림 저항을 극대화하기 위해 96인치 VTL은 거의 8인치 정사각형 단조 강철 레일 헤드 램을 가져 4.5피트까지 이동합니다. 180인치 VTL은 10.5인치 이상 정사각형 램에 거의 6피트 최대 램 이동을 가집니다.

두 부시 프리시전 VTL 모두 레일 장착 자동 공구교환장치(96인치 VTL 12매트릭스, 180인치 VTL 20매트릭스)를 포함합니다. 이 CNC 기계들이 대형 공작물에서 지속적으로 제거하는 대량 칩들은 플러드 냉각 시스템, 더블 도어 칩 실드, 기계 아래 트렌치에 위치한 자동 칩 컨베이어와 엘리베이터 조합으로 처리됩니다.

공작기계 애플리케이션 전용으로 설계된 뉴메리패스 8000 CNC로 부시 프리시전은 서브루틴, 프로빙, 기타 프로그래밍용 타입 II 명령어를 사용합니다. 각 뉴메리패스 작업자 스테이션에도 퍼스널 컴퓨터가 통합돼 있습니다. "뉴메리패스 CNC가 더 정교해서 더 복잡한 컨트롤이라 생각하는 분들도 있습니다."라고 생산 매니저 피터 기스(Peter Gies)는 말합니다. "실제로 뉴메리패스 작동 방식과 기딩스 앤 루이스 소프트웨어가 할 수 있는 걸 이해하면, 전체적으로 정말 단순하고 사용자 친화적임을 깨닫습니다. 본질적으로 당신이 입력한 프로그램 정보를 뉴메리패스 CNC가 이해하는 방식입니다."

첨단 CNC와 프로그래밍 기능과 함께 부시 프리시전은 공구 팁 프로빙을 사용해 공구 길이와 반경을 자동 검증하고 공구 오프셋을 자동 리셋합니다. 세 기계 모두 기딩스 앤 루이스 뉴메리프로브(NumeriProbe) 공정 내 부품 게이징 시스템을 써서 공작물 위치를 자동 검사하고 프로빙된 부품 치수 기반으로 공구 길이 오프셋을 조정합니다. 결과적으로 이전 '컷-앤-트라이' 단계에 필요했던 시간이 제거됐습니다.

추가로 부시 프리시전 180인치 VTL과 수평 생산 센터 각각은 기딩스 앤 루이스 소프트웨어를 사용해 각 공구의 유효 사용을 위해 사전 프로그래밍된 시간을 자동 모니터링하는 공구 수명 모니터링 시스템을 포함합니다. 사전 설정 공구 수명이 만료되면 같은 유형 다른 공구로 자동 교체되거나 다른 조치를 취할 수 있습니다.