CNC 멀티를 새로운 차원으로 끌어올리다

EMO 방문은 최신 가공 기술을 보려면 누구에게나 가장 먼저 방문해야 합니다. 2017년 9월 독일 하노버에서 마지막으로 열린 거대한 제조 무역 박람회입니다. 멀티 스핀들 생산 기계의 경우 멀티 스핀들 공작 기계 전용 홀 17은 전 세계 언론인을 포함하여 모든 생산 가공 기술 애호가에게 꼭 필요한 곳이었습니다.

나는 이 거대한 홀을 둘러보기 위해 충분한 시간을 내어 Schütte 부스에 들렀습니다. 여기에서 회사의 최신 기계 포트폴리오인 AC10-36 multi를 건식 절단하여 회전 부품을 회전시켜 복잡한 회전 부품을 생산하고 있었습니다. 새로운 기계는 최대 40mm 직경의 부품에 대해 생산성을 높이기 위해 8개의 스핀들을 제공합니다. 그것은 높은 복잡성 때문이 아니라 부품을 생산하는 속도 때문에 내 눈을 사로 잡았습니다. 3초 이내에 전면 및 후면 가공 작업을 포함한 전체 부품이 기계에서 빠져 나와 완성되어 고객에게 배송될 준비가 되었습니다.

8개의 스핀들이 이를 가능하게 합니다. Schütte의 AC10-36은 백작업을 위해 8개의 스핀들과 최대 2개의 카운터 스핀들을 제공합니다. “카운터 스핀들로 부품을 마무리하기 위해 여러 작업이 필요한 경우 생산에서 병목 현상이 발생할 수 있는 후면 가공의 경우 AC10-36은 두 개의 공작물에서 동시에 작업할 수 있는 두 개의 카운터 스핀들을 제공합니다. Schütte의 마케팅 매니저인 Wilfried Rupp는 . “이중 백워킹을 실행하기로 결정했다면 솔루션이 있습니다. 8개의 크로스 슬라이드 위치를 사용할 수 있으며 각 위치에는 여러 도구가 있을 수 있습니다. 8개의 크로스 슬라이드 중 2개는 메인 스핀들 위치 또는 보조 스핀들에 대한 작업을 위해 툴링되어 동시 백워크를 제공할 수 있습니다. 전면 작업 작업이 완료되면 두 보조 스핀들이 위치 7과 8에서 각각 하나씩 부품을 잡고 두 부품이 동시에 완료됩니다.

그리고 그것이 회사 부스에서 시연되는 부품의 3초 주기 시간의 비밀입니다. 내경 및 외경 선삭, 프로파일 선삭, 홈 가공 및 드릴링을 포함하여 메인 스핀들에 대한 여러 가공 작업 후에 부품은 후방 가공 작업을 위해 보조 스핀들로 전송됩니다.

하이테크와 전통적인 디자인의 만남

8개 스핀들 기술이 새로운 것은 아니지만 Schütte는 수년 동안 G 및 PC 시리즈 멀티 스핀들 기계에 8개의 스핀들을 제공하고 있습니다. 현재 전 세계적으로 사용 가능한 ACX 기계는 2006년에 도입된 회사의 Generation SCX CNC 6-스핀들, 다중 스핀들 자동 선반의 지속적인 개발의 결과입니다. 더 자세히 알아보기 위해 독일 쾰른에 있는 Schütte 본사를 방문하여 생산 현장에서 기계를 직접 경험하십시오.

1880년에 설립된 가족 경영 기업은 1937년부터 멀티 스핀들 자동 선반을 생산해 왔습니다. 1940년, 독립적으로 제어되는 종방향 슬라이드가 있는 최초의 자동 다중 스핀들(이 원리는 나중에 "Schütte Design"으로 알려지게 됨)이 제작됩니다. Schütte Design에는 두 개의 기계 스탠드에서 세로 및 교차 가공을 위한 가공 장치의 분할 배열이 포함되어 있다고 호스트인 Mr. Rupp가 설명합니다. 스핀들과 드라이브 헤드는 비틀림 및 진동에 강한 광물 주조 복합 기계 베이스에 장착되고 견고한 세로 지지 빔으로 연결됩니다. 이것은 최적의 힘 분포와 높은 강성을 보장하는 폐쇄 루프 프레임워크를 생성합니다. 이 설계는 기계에 높은 수준의 안정성을 제공하며, 이는 특히 높은 재료 제거 능력에 반영됩니다.

Schütte의 다중 스핀들 자동 장치의 또 다른 특징은 'Schütte-Block'입니다. "이는 세로 슬라이드에 높은 수준의 정확도와 수명을 제공하고 정교한 드릴 작업을 가능하게 합니다." 예를 들어 중국에 있는 고객과 같이 당사 기계에 익숙하지 않은 고객은 종종 회사가 이 특정 디자인을 선택한 이유를 묻습니다. 이에 대한 반응은 Schütte 기계에 비할 데 없는 정확도를 제공하고 고객에게 높은 평가를 받는 전통적이고 입증된 설계라는 것입니다.

시간이 지남에 따라 산업 생산은 더 작은 배치, 더 짧은 수명 주기 및 매우 경쟁적인 환경에서 더 복잡한 공작물에 대한 필요성을 반영했습니다. 이러한 요구는 회사가 6개의 스핀들 CNC 다중 스핀들 기계의 SCX 시리즈를 개발하는 데 집중했습니다. SCX 시리즈 기계에서는 공작물 생산과 직접 관련되지 않은 모든 것이 가공 영역에서 제거되었습니다. 절삭유, 윤활 라인 또는 케이블이 작업 영역 내부에 없어 칩을 수집합니다. 또한 십자형 및 세로 방향 슬라이드에는 각각 여러 도구를 고정할 수 있는 표준 도구 장치가 장착되어 있습니다. 이러한 교체 가능한 장치에는 선삭, 드릴링, 밀링, 기어 호빙, 구형 및 다각형 선삭 또는 대부분의 기타 구동 또는 고정 요구 사항을 위한 장치가 포함될 수 있습니다.

회사의 성공적인 CNC 자동 다중 스핀들 선반 SCX 시리즈의 8 스핀들 변형을 시장에 출시하는 데 왜 10년이 걸렸습니까? Rupp 씨는 다음과 같이 설명합니다. “8개 스핀들 기계는 6개 스핀들 기계보다 훨씬 더 복잡합니다. 최대 85개의 축을 프로그래밍하고 제어해야 하며 이는 Siemens 840D Solution Line Series의 트리플 NCU를 통해서만 가능합니다. 동시에 고객에게 익숙한 사용하기 쉬운 운영자 인터페이스를 제공해야 합니다.”

CNC ACX 기계의 구성, 작동 및 프로그래밍은 Schütte에서 개발한 SICS 사용자 인터페이스의 도움으로 수행됩니다. 멀티 스핀들 자동 ACX의 기능 범위에 최적화되어 있습니다. SICS는 작업자에게 작업에 대해 미리 정의된 입력 및 작동 메뉴를 제공합니다. 개별 제어 시스템 및 채널에 대한 데이터의 조정 및 배포는 백그라운드에서 실행되며 사용자에게 표시되지 않습니다.

재료는 일반적으로 최대 42mm 직경의 막대 재료 형태로 ACX 기계에 공급됩니다. 바스톡의 대안으로 개별 공급 장치를 통해 블랭크 또는 반제품 부품을 자동으로 공급할 수 있습니다. 완성된 부품은 슈트, 배출 컨베이어를 통해 고객 요구 사항에 따라 기계를 떠나거나 팔레트에 지정된 방식으로 보관됩니다. 세척 및 측정 스테이션은 각 공작물 요구 사항에 따라 구성할 수 있으며 완제품 처리 시스템에 통합될 수 있습니다.

8 스핀들의 장점

ACX 기계는 전체 가공을 위해 설계되었습니다. 공작물의 전면과 후면이 단일 사이클로 완료됩니다. 결정적으로 중요한 것은 8개의 메인 스핀들과 최대 2개의 보조 스핀들을 동시에 작업할 수 있다는 것입니다. 모든 스핀들에는 스핀들 캐리어의 열 증가를 최소화하는 수냉식 다이렉트 드라이브가 장착되어 있어 스핀들 속도를 서로 독립적으로 자유롭게 선택할 수 있습니다. 85Nm의 토크로 특히 높은 역동성과 견인력이 특징입니다.

이 기계는 광범위한 가공이 필요한 복잡한 부품의 경우 8개 스핀들 기계로 작동하거나 단일 플랫폼에서 동시에 서로 작동하는 두 대의 기계로 작동하는 이중 4개 스핀들 기계로 작동할 수 있습니다. 매초마다 도구 스테이션은 항상 동일한 도구에 동시에 액세스할 수 있습니다. 이중 4-스핀들 가공의 결과로 드럼 회전당 두 개의 완성 부품이 기계에 의해 생산됩니다. 이중 후단 가공에서는 공작물 전면 가공에 사용할 수 있는 8개의 스핀들 위치와 후면 가공에 사용할 수 있는 2개의 스핀들 위치가 있으며 모두 동시에 작동합니다.

부품 분리 위치의 7번과 8번 위치에서 선택적으로 사용 가능한 추가 슬라이드를 사용하여 생산성을 더욱 높일 수 있습니다. "이 기능을 통해 사용자는 후면 공작물 가공 중 후속 공작물의 동시 사전 부품 절단과 함께 추가 후방 가공 작업을 모두 구현할 수 있습니다."라고 Rupp 씨는 말합니다.

가공 장치

AC10-36의 기본 구조는 8개의 스핀들이 정밀하게 제작된 스핀들 드럼에서 인덱싱되는 캠 제어식 자동의 고전적인 개념을 따르며 견고한 Hirth 커플링으로 뛰어난 반복 정밀도로 고정됩니다. OD 가공용 크로스 슬라이드는 위치 1에서 8까지 X, Z 및 Y축의 가공을 허용합니다. X축 슬라이드는 선형 가이드웨이의 스핀들 중심선에 대해 방사상으로 이동합니다. Z축 모션은 스핀들 중심선과 평행하게 이동하고 90도에서 X축 캐리어를 통과하는 정수압 퀼 디자인을 사용합니다. 두 축 모두 전기 기계적으로 구동됩니다. 보간을 사용하여 8개 스테이션 모두에서 X-Z 윤곽 모션을 허용합니다.

모듈식 크로스 슬라이드 도구 터렛은 8개 스테이션 중 어느 곳에서든 하나 이상의 도구를 절단에 가져올 수 있으므로 주어진 스테이션에서 사용할 수 있는 도구 수를 잠재적으로 배가할 수 있습니다. 이러한 유연성 덕분에 단일 스테이션에서 여러 작업을 수행하거나 무인 작업을 위한 중복 도구를 사용할 수 있습니다.

각각의 모든 크로스 슬라이드는 Y축 가공 기능도 제공할 수 있습니다. 직선 운동 외에도 Z축을 회전하도록 배열할 수 있습니다. 이 동작을 통해 두 번째 또는 세 번째 도구 또는 그 이상의 도구를 공작물에 배치할 수 있습니다. 또한 선형 X축과 로터리 C축 사이의 보간을 통해 Y축 밀링이 가능합니다.

Hirth 커플링은 주어진 스테이션에 사용되는 절삭 공구를 운반하는 다양하게 구성된 터렛을 수용하는 데 사용됩니다. SCX 시리즈와 마찬가지로 ACX 표준 터렛에는 (오프 센터) 드릴링, 깊은 구멍 드릴링, 나사 절삭, 앵귤러 드릴링, 크로스 드릴링, 윤곽 밀링, 기어 호빙, 다중 에지 터닝, 구형 및 다각형 터닝용 장치가 포함됩니다. 구동 및 고정 공구용 (십자형) 및 교차 슬라이드(끝가공). 본질적으로 중요:모든 장치는 모든 스핀들 위치에서 서로 독립적으로 사용할 수 있습니다.

표준 연결을 통해 모든 터렛을 모든 크로스 슬라이드에 배치할 수 있습니다. 이 모듈식 설계는 고정 및 구동 도구 모두에 적합합니다. 구동 공구의 경우 통합 모터가 Z축 퀼에 장착되어 8,500rpm을 생성합니다. 냉각수 라인도 퀼을 통과하여 작업 영역을 깨끗하게 유지합니다. 공구를 통해 최대 100bar까지 냉각수를 사용할 수 있습니다.

횡방향 및 종방향 슬라이드 터렛은 견고한 클램핑 및 빠른 교체를 위해 HSK 또는 Capto 절삭 공구 홀더를 사용합니다. 표준 및 정확한 절삭 공구 인터페이스는 오프라인 공구 프리세터의 사용을 권장하여 기계의 공구 교환 속도를 높입니다.

접근 가능한 무료 가공 구역

전환을 수용하기 위해 기계의 작업 영역에서 가공 부품과 직접 관련되지 않은 모든 것이 제거되었습니다. 밀폐된 절단 영역에는 구동 부품이나 가이드웨이, 윤활 또는 냉각수 라인 또는 배선이 없습니다. 툴링의 빠른 교환을 위한 접근을 보다 용이하게 하고 우수한 칩 제거를 허용하는 깨끗한 작업 영역입니다. 개방적이고 깨끗한 작업 영역은 또한 사용자가 다양한 가공 구성을 추가하거나 제거할 수 있는 자유를 제공합니다.

"칩 축적의 경우 슬라이드, 드라이브 부착물, 케이블 또는 라인으로 인해 재료 제거 영역에 장애물이 없습니다."라고 Rupp 씨는 설명합니다. “뜨거운 칩을 통해 또는 기계 설정 중에 케이블이나 호스가 손상되거나 파손될 위험이 더 이상 존재하지 않습니다. 칩의 둥지도 과거의 일입니다. 이는 부착물의 신뢰성과 가용성을 분명히 향상시키고 칩과 칩 네스트를 제거하는 데 필요한 비생산적인 시간을 크게 줄입니다. 칩 배출 문제가 해결되어야 안정적인 자동 작동을 달성할 수 있기 때문에 많은 상점에서 이것은 매우 중요합니다. 그리고 이 모든 것은 가공하기 어려운 재료가 점점 더 많이 사용되고 있다는 사실을 알고 있습니다. 이것은 기계 용량과 관련하여 실질적인 문제일 뿐만 아니라 종종 길어서 배출하기 어려운 칩과 관련하여도 문제가 됩니다. 가공 영역 외부에 드라이브 및 가이드 시스템을 배치하면 이러한 중요한 요소의 오염을 효과적으로 방지하여 조기 마모의 위험을 제거할 수 있습니다.”

Schütte의 ACX 시리즈는 전 세계에 배포할 수 있습니다. 8-스핀들 디자인은 금속 가공 공장에서 점점 더 많이 발견되는 유연하고 소량, 고혼합 생산에 대한 요구 사항을 충족합니다. 또한 8개 스핀들은 복잡한 부품에 대한 추가 가공 기능을 사용하여 대량 생산 요구 사항을 충족합니다.