멀티태스킹 머신으로 효율성 극대화하기

밀링과 터닝을 모두 수행할 수 있는 장비는 소형 부품을 양산하는 숍보다 대형 공작물을 가공하는 숍에서 더 가치가 있을 수 있다. 통상적 크기 부품을 멀티태스킹 머신으로 생산하는 숍은 셋업 감소, 피처투피처 정확도 향상, WIP 감소라는 관례적 혜택을 누린다. 하지만 정말 거대한 공작물의 대부분 또는 모든 작업을 한 머신에서 완료하면, 여러 머신 사이로 거대한 부품을 옮기는 더 힘든 작업들을 완화할 수 있다.

대형 부품 가공의 도전과 멀티태스킹의 가치

오하이오주 신시내티의 마그나 머신은 이러한 과제를 잘 알고 있습니다. 1947년 산업 장비 수리/유지보수 시설로 시작해 66년 후 125,000평방피트 신축 시설에서도 그 일을 계속합니다. 하지만 마그나 머신이 진화하면서 최대 90톤 공작물을 플라스틱, 광업, 에너지, 철강, 화학, 머신 툴 산업용으로 가공하는 틈새 시장을 개척했습니다. 이 방대한 대형 가공 경험이 멀티태스킹 머신의 가치를 깨닫게 했고, 그들의 생산 잠재력이 거대한 부품에서 극대화됨을 인식했습니다.

마그나 머신의 영업 및 사업 개발 부사장 엘리엇 아담스는 이 작업장에서 멀티태스킹이 특히 가치 있는 다양한 이유를 지적합니다. 가장 주목할 점은 여러 머신으로 옮길 필요가 없어진 거대 부품의 쇼플로어 핸들링 감소입니다. 셋업도 종종 더 쉬운데, 부품을 중력이 적이 아닌 아군이 되도록 배치할 수 있기 때문입니다(이는 더 무거운 절삭을 견딜 수 있는 더 견고한 고정구를 의미하기도 함). 마지막으로 고객 납기를 크게 단축할 수 있습니다. 대형 단조/주조/용접품 셋업은 통상적 공작물의 몇 시간이 아닌 전체 교대 근무 이상 소요될 수 있습니다.

이 때문에 사장 스콧 크레이머가 멀티태스킹 장비에 대대적 투자를 하고 있습니다. 하지만 크레이머 사장이 지적하듯, 자매 회사인 머신 툴 수입사 유나이티드 프리시전 서비스(UPS)가 멀티태스킹 전환을 확실히 도왔습니다.

UPS와의 파트너십으로 구축한 '슈퍼 베이'

1999년 UPS 출범 전 마그나 머신은 독일 대형 보링 밀/머시닝 센터 빌더인 유니온의 좋은 고객이었습니다. 결국 유니온이 잠재 구매자들을 시설로 데려와 실제 작업장 환경에서 장비 성능을 보여주게 했습니다. 마그나 머신 쇼플로어가 유니온의 미국 기술 센터 역할을 한 셈입니다. 이에 마그나 머신은 UPS를 설립해 유니온 머신의 북미 시장 수입/서비스/부품 공급사로 삼았습니다. UPS는 이후 스페인 빌더 보스트, 이바르미아, MTE 라인을 추가했습니다. 크레이머 사장은 이들 빌더와의 긴밀한 관계가 현재 유리하게 활용하는 다양한 멀티태스킹 플랫폼을 효과적으로 통합할 수 있게 했다고 말합니다.

'슈퍼 베이'의 멀티태스킹 플랫폼 3종

마그나 머신은 1985년 신시내티 북부 교외 포레스트 파크로 이전 후 여러 차례 증축해 대형 머신들을 수용했습니다. 최신 증축은 비공식적으로 '슈퍼 베이'라 불리는데, 몇 대의 초대형 멀티태스킹 머신을 수용하도록 목적 건립되었습니다. 2012년 1월 완공된 이 베이는 결합 시 160,000파운드 리프팅 용량의 40톤 크레인 2대와 20×20피트 도어(이미 23피트 직경 광업 부품 수용을 위해 확대 검토 중)를 갖추고 있습니다.

현재 이 베이에 3가지 멀티태스킹 플랫폼이 있습니다: 로터리 테이블이 있는 수평 보링 밀, Y축 테이블 모션이 있는 수직 터닝 센터, B축 헤드가 있는 수평 턴/밀. 각기 어플리케이션에 따른 특장점이 있고, 숍으로 유입되는 작업이 수시로 변하므로 다양한 장비 옵션이 가치 있습니다. 또한 일부 부품을 한 가지 이상의 머신 타입에서 가공할 옵션도 생깁니다.

최대 멀티태스킹 머신: 유니온 PCR 160 수평 보링 밀

600야드 콘크리트로 채워진 기초 위에 설치. XYZ 작업 엔벨로프 590×236×59인치, 전 축 하이드로스태틱 웨이. W축 스핀들 트래블 27.5인치. 80마력 플로어 타입(밀링 시 컬럼이 이동, 공작물 고정). 다중 자동 교체 헤드로 터닝 포함 다양한 작업 대응.

보스트 HT-120 로터리 테이블(한쪽 X축 트래블 끝에 설치)로 터닝, 페이싱, 보링 가능. 이 구성은 UPS를 통한 머신 툴 공급업체와의 긴밀한 관계의 이점을 보여줍니다. UPS가 대표하는 다른 브랜드 기술을 결합한 비전형적 머신 커스터마이징이 가능합니다.

로터리 테이블 하중 용량 250,000파운드, 터닝 속도 최대 20 RPM. 마그나 머신이 개발한 특수 고정구로 157×157인치 테이블에서 직경 315인치까지 터닝 가능. 앞서 언급한 23피트 직경 광업 부품이 이 머신에 최적입니다. 로터리 테이블에 평평하게 고정하면 터닝, 밀링, 드릴링, 보링을 원셋업으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 이 부품 배치가 수직으로 무릎에 기대어 밀링하는 것보다 훨씬 안전합니다(그것도 여전히 옵션). 로터리 테이블로 OD 원형도 0.001인치, 원통도 ±0.002인치, 표면 조도 32 Ra 마이크로인치 달성. 또한 부싱용 다중 보어를 OD와 동심도 0.002인치 이내로 정밀 가공 가능, 별도 선반과 밀에서 터닝/보링 작업 시 달성 어려운 정밀도.

수직 터닝 플랫폼: 보스트 VTL 60 CY

137마력 로터리 테이블, 높이 142인치, 직경 240인치까지 터닝 가능. 테이블 최대 104 RPM. 유니온 PCR 160과 마찬가지로 자동 교체 헤드로 터닝과 상/측면 밀링 가능. 일반 수직 선반이면 수직 선반에서 터닝 후 수평 보링 머신에서 밀링할 부품에 더 효과적 옵션.

이 머신의 차별점은 Y축 테이블 트래블(대부분 라이브 툴링 수직 선반에 드묾). 일반 라이브 툴링 수직 선반은 테이블 회전으로 부품 상단 밀링만 가능. 보스트 머신의 Y축과 사이드 밀링 헤드 조합으로 부품 측면의 윤곽 가공 등 밀링 작업도 가능. Y축 트래블로 20×13피트 X-Y 엔벨로프 확보.

수평 터닝 플랫폼: 보스트 T4F 수평 턴/밀

슈퍼 베이의 세 번째이자 최신 멀티태스킹 머신. 대형 부품 터닝/밀링/보링, 80인치 스윙, 센터 거리 354인치. 50마력 B축 헤드가 ±90도 회전 범위 내 무한 위치 지정 가능, 60포지션 ATC 탑재.

원래 솔리드 소재에서 크랭크샤프트 터닝/밀링용으로 설계. B축 헤드 X축 리니어 이동과 메인 스핀들 C축 동기화로 밀링 공구가 스핀들 중심선 주위 크랭크샤프트 핀의 편심 회전을 추종. 핀 직경 공차 ±0.0005인치 달성 가능. 마그나 머신은 크랭크샤프트 외에도 파이프, 익스팬딩 맨드렐 등 타 부품 잠재력 확인.

B축 헤드로 터닝 작업 가능하지만, 거친 터닝은 보통 '기요틴' 블레이드(Capto C6 인터페이스)로 수행. 이 크고 견고한 블레이드는 터닝 시 하향 절삭력 견디도록 설계되어 더 무거운 절삭으로 재료 제거율 극대화.

크레이그 루이스가 이 머신과 슈퍼 베이 다른 멀티태스킹 머신들의 주 프로그래머. 20년 툴&다이 숍 경력의 '밀링맨'이지만 T4F 학습 곡선은 가파르지 않았다고. 어떤 면에서는 터닝 센터보다 5축 밀처럼 작동. 보스트가 설치 후 프로그래머 4개월 파견 교육, 샌드빅도 현장 턴/밀 교육 실시로 도움.

셋업 가속을 위해 레니쇼 RMP 60 터치 트리거 프로브로 직경, 페이스 등 위치 파악. 루이스 추정으로 프로브 사용 시 셋업 50% 단축, 특히 복잡한 잡에서. 인프로세스 검사에도 프로브 사용하지만, 대형 부품 쇼플로어 측정은 주로 파로 밴티지 레이저 트래커 사용.

신규 도입 예정: 이바르미아 THC-1600 5축 수직 턴/밀

다음 슈퍼 베이 설치 머신은 이바르미아 THC-1600 5축 수직 턴/밀. 98인치 스윙, 59×79인치 작업 영역에서 5축 밀링. 밀링/터닝 공구 자동 교환, 헤드에 '블로킹' 기능으로 중절삭 터닝 지원. 유럽 시장에 알려진 플랫폼이지만 미국 최초 설치. 마그나 머신에 또 다른 생산 옵션 추가로 대형 멀티태스킹 장비 수용 확대, 고객 대응력과 가치 제고 지속.