밀링 기계 현대화: 최첨단 CNC 레트로피팅으로 최고 성능 구현

1987년 Century Tool and Gage Co.(미시간주 펜턴)는 북미에서 최초로 사용 가능한 Fidia CNC 시스템을 탑재한 Heyligenstaedt 수직 밀링 기계를 구매했습니다. Century Tool 프로그래밍 제조 매니저 Mickey Guckian이 당시 현장에 있었습니다. "첫 Fidia 컨트롤 구매 때를 기억한다. 2스핀들 Heyligenstaedt 수직 밀에 설치됐고 내가 그 기계를 운전했다. 새 컨트롤에 듀얼 8인치 플로피 드라이브가 있었는데 당시엔 독특했고, 대형 압축 금형 제조용 복잡한 밀링 루틴의 피드레이트를 크게 개선할 수 있었다."

1974년 설립된 Century Tool은 복합 압축 금형 제조 확대로 SMC(시트 몰딩 컴파운드), RIM(반응 사출 성형), 우레탄 부품을 운송 산업 다양한 분야에 공급하며 지속 성장. 외부 Class A 패널과 보강 패널 전문, 외부 바디 패널 금형의 75% 생산. "자동차, 대형 트럭, 항공우주, 개인 수상 레저 산업의 금형과 보조 툴링 주요 제조사가 됐다"는 Kevin Cummings 부사장. 성장에 힘입어 125,000평방피트 신축 시설로 이전, 60톤 기계 블록(폭 100인치, 길이 300인치) 처리 가능. 4대 5축 CNC 머시닝 센터, 7대 중장비 수직/수평 기계, 3대 멀티스핀들 트래블링 컬럼 건드릴, 29개 CAD/CAM 워크스테이션, 500/600/1500/3000톤 트라이아웃 프레스 시설 갖춤.

"Fidia가 5축 밀링 머신 완전 라인 개발 전에는 CNC 컨트롤을 만들었다"는 Guckian 씨. "Fidia CEO Giuseppe Morfino 박사가 젊은 컨트롤 엔지니어로 시작해 Century Tool and Gage의 제조·생산 성공에 중요한 역할을 한 CNC 기계 컨트롤 설계의 가이드 역할을 해왔다. 우리 모든 밀링 기계는 CNC 프로그래밍 가능하며 고수준 정밀도·신뢰성·생산성을 위해 Fidia 컨트롤러 사용."

하지만 1987년부터 오랜 시간이 흘렀고, 30년 뒤 Century Tool의 니즈를 플로피 드라이브로 충족할 수 없게 되었습니다. 정기적인 Fidia 컨트롤러 레트로피팅이 필요한 이유입니다.

생산성을 위한 레트로피팅

Fidia 북미 영업 부사장 Jorge Correa: "Century Tool은 기존 CNC 공작기계를 최첨단 수준으로 끌어올리는 컨트롤 레트로피팅의 훌륭한 예다." 1987년 이래 Century Tool은 Fidia CK10, CK20, Compac, C2, C20, 트레이싱 시스템, 최근 C40 컨트롤 사용. 현재 25대 Fidia CNC 보유, 지속적 컨트롤 업그레이드와 신규 기계 추가로 실제 30대 이상.

Fidia 컨트롤러와 함께 Century Tool은 5축 가공용 Tebis V4.OR2 소프트웨어 사용. Tebis V4는 Catia, Iges, Parasolid, STEP, NX 등 소프트웨어 포맷 변환해 최적 툴패스 생성. 표면에서 바로 툴패스 생성 가능한 유일한 소프트웨어라 알려짐. "접촉점이 더 많아 더 정확한 부품 생산"이라는 Guckian 씨.

Century Tool의 각 CNC 밀링기에서 Fidia 컨트롤은 각 축 자동 스케일링 기능으로 CNC 프로그램 파라미터를 공작물 크기에 맞게 변환. 이더넷으로 회사 프로그래밍 컴퓨터와 연결돼 CAD 데이터 지속 전송. "고객 제품 설계 아이디어 확장 유연성과 직접 언어 포맷 통신 능력 모두 확보"라는 Guckian 씨.

안심을 위한 레트로피팅

Century Tool은 2014년 IMTS에서 Fidia C40 Vision Control과 ViMill 충돌 방지 소프트웨어 첫 접촉. 쇼 직후 신규 Fidia GTFM.V3 5축 밀링 기계에 하드웨어·소프트웨어 구성 구매. "C40 컨트롤이 50MB 이상 대용량 데이터 프로그램 처리 가능해 즉각 인상적이었다. 일부 금형 표면은 매우 복잡하고 디테일 풍부. Fidia 컨트롤은 데이터 파일 크기 처리하면서도 부드럽고 정확한 마감 제공. Century Tool은 엔지니어링 변경으로 재작업 필요한 구형 압축 금형도 다루는데, 표면 컷 블렌딩 더 많이 필요. 우수 마감 필수. Fidia 컨트롤이 룩어헤드를 300에서 1,000라인 포인트 데이터로 늘려 기계가 앞으로 만들 형태에 더 잘 대비하게 해줬다."

예: 고속 가공과 우수 표면 마감은 5축 밀링 머신 쓰는 금형 숍의 바람. Guckian 씨에 따르면 Century Tool은 가감속 정밀 제어 능력으로 우수 표면 마감 달성. Correa 씨에 따르면 C40 Vision Control의 멀티프로세서 아키텍처가 사용자 인터페이스, 축·툴패스 제어, ViMill 실시간 충돌 방지 소프트웨어 관리해 빠른 가공 속도와 고품질 표면 마감 동시 구현. "빠른 프로세서만 있는 게 아니라, 드라이브와 모터가 이 빠른 피드레이트로 통신하게 하는 좋은 통신 소프트웨어 파라미터 필요. Fidia 컨트롤로 부품 무게, 길이, 폭, 스핀들 속도, 강성 등 정확한 마감을 더 짧은 시간에 달성하기 위한 다양한 다이내믹스에 맞춰 기계 미세 조정 가능."

Guckian 씨에 따르면 Fidia ViMill 소프트웨어(C40 Vision Control)는 사용자 친화적이고 오퍼레이터 교육 쉬움. 충돌 방지 기능이 1,000라인 코드 투영으로 매우 복잡한 금형 가공에 안전한 밀링 조건 제공. 밀링 작업 중 실시간, 조그·파트 프로그램 실행 모드 모두에서 공구·기계·공작물 간 충돌 방지. "오퍼레이터가 X, Y, Z, A, C축과 법선-벡터 복합각에 핸드휠을 즉석에서 쓸 수 있다. 이 기능 가진 다른 컨트롤은 모르는 바이다."

정밀도를 위한 레트로피팅

일반적으로 Fidia GTFM 5축 밀링 기계는 헤드 측정 시스템(HMS) 장착. Century Tool 머시니스트가 헤드와 틸팅 로터리 테이블 정밀도 검증하는 시간 대폭 단축: 1일 → 1시간 미만. "HMS는 전통적 다이얼 게이지 대체 고정밀 대안이자 5축 절삭 기술 핵심 요소. 5축 헤드 정밀도를 보통 10미크론 내로 유지. 금형 무인 가공(주로 야간) 시 매우 중요"라는 Correa 씨. "Fidia 컨트롤 내 측정 소프트웨어가 금형 절삭 관리. 3개 고정밀 변위 측정 장치로 3D 체적 오차 측정. 실시간 데이터 처리로 기하학적 오차 제한적 보정, 비용 큰 기계적 개입 회피." 사용자 설정 저장 시 5미크론 내 유지 신뢰. "헤드 캘리브레이션 파라미터 변경 없이 8개월 가동"이라는 Guckian 씨 보고.

레이저로 구동되는 회전 공구 센터 포인트(RTCP) 기능도 Fidia 컨트롤 소프트웨어 관리. 각 공구 교체 시 절삭 공구 길이·직경 정확 측정으로 공구 간 금형 높이 설정 지속적 정확도 보장.

컨트롤 멀티프로세서 아키텍처로 PC(메모리, 하드디스크, 어댑터 등) 부분/전체 교체 시 다른 컴퓨터 구성요소 수정 없이 업데이트 가능, 시스템 역량 강화. GTFM 기계에 3개 CPU 탑재. 결과적으로 최신 하드웨어·소프트웨어 개발로 CNC 지속 최신 상태 유지 가능.

한 예로 Fidia의 Velocity Five 다축 궤적 제어 기술이 동적 선택 가능한 황삭·정삭 파라미터 세트 제공. 가속 제어 기술 개선으로 빠르고 고정밀 밀링 실행 지원. 작성 시점 기준 Century Tool 추산 Velocity Five 업그레이드로 3D 프로파일 정삭 시간 15~20%, 황삭 30~40% 단축. 소구역 표면 품질 현저 개선, 작은 반경 영역 가공 실행 가속화.

이 업데이트를 다른 정삭 기계에 추가하고 3대 기계에 C40 Vision CNC 추가 설치 계획. Century Tool의 지속적 개선 전략이 레트로피팅과 업그레이드를 최대한 활용.

편집자 소개

Cynthia Kustush

Cynthia Kustush, MoldMaking Technology 잡지 선임 편집자, 본 기사 인쇄용 편집. moldmakingtechnology.com 최초 게재.