훔벨 기어 테크놀로지, 소량 다품종 생산 대응 위해 수직 터닝 도입

"부품 품질"은 기어 제조 분야에서 자주 언급되는 용어입니다. 하지만 스위스의 훔벨 기어 테크놀로지(Humbel Gear Technology)에서는 이 말이 더욱 특별한 의미를 가집니다. 이곳에서 개발 및 생산되는 기어와 변속 부품은 모터스포츠와 전기 구동 프로토타입 등 극도로 까다로운 분야에 사용되며, 소량 생산이 주를 이룹니다. 이런 경우 일반적인 "표준" 품질 척도로는 충분하지 않습니다.

에마그(Emag)의 VL 4 수직 터닝 센터는 구동 공구에 적합한 12스테이션 터렛을 갖추고 있으며, 짧은 인덱싱 타임을 위해 설계되었습니다.

훔벨은 최근 에마그 VL 4 수직 터닝 센터를 기계 라인업에 추가했습니다. 회사 측에 따르면, 이 머신의 자동 픽업 스핀들이 생산성을 높여주는 동시에 머신의 기타 기능들이 주 가공 공정에서 요구되는 부품 품질을 보장합니다. 가동 몇 달 만에 스위스 전문가들은 "머신의 안정성과 성능에 놀랐다"고 말합니다. 이 머신은 정밀 기어 및 변속 부품 생산이라는 회사의 사명 달성을 돕고, 향후 신규 비즈니스 창출에도 기여할 것으로 기대됩니다.

훔벨의 시작

훔벨 기어 테크놀로지는 1928년 "기어 공장"으로 설립되었습니다. 여전히 가족 경영인 이 회사는 스위스 크라돌프(Kradolf)에 본사를 두고 루마니아와 체코에 두 개의 자회사를 운영 중입니다. 알렉스 훔벨(Alex Humbel) 총괄 매니저에게 회사의 핵심 역량과 강점을 한 단어로 요약해달라고 요청하자, 그는 망설임 없이 "정밀도(Precision)가 우리를 결정짓는 단어"라고 답합니다. "스위스 본사에서는 매우 정교한 기어와 변속 부품을 생산하는데, 이는 최고 수준의 품질을 요구합니다." 고객사는 포뮬러 1, 포뮬러 E, 항공우주, 일반 기계 공학, 전기차 프로토타입 등 정밀 부품이 필수적인 까다로운 산업군에 속합니다. 완벽한 표면 품질과 높은 부품 안정성이 필수적이며, 대량 생산이 아닌 것이 특징입니다. 스위스 공장의 경우 200개 로트 크기가 상한선입니다.

VL 4는 소재에서 터닝, 드릴링 등 다양한 가공 공정을 수행합니다.

이 회사는 수직 통합 전략으로 차별화합니다. 터닝, 기어 커팅, 연삭, 입방체 가공, 방전 가공, 열처리 등 기어 생산의 모든 공정을 자체 수행합니다. "우리는 고객 및 애플리케이션 맞춤형 제조 외에도 기어 개발까지 제공하는 고도로 전문화된 풀서비스 공급업체로 발전했습니다."라고 훔벨 씨는 말합니다.

신규 설비 투자

2018년 4월, 훔벨 그룹은 O-벨트 자동화와 화낙(FANUC) CNC 컨트롤러를 장착한 에마그 VL 4를 도입했습니다. 에마그의 스위스 판매 파트너인 수베마 AG(Suvema AG, 비버리스트 소재)가 장비 선정과 구성에 대해 맞춤형 자문을 제공했습니다. 수베마는 2016년부터 알프스 지역에서 에마그 제조 시스템 판매를 담당해온 경험이 있습니다. "우리는 종합적인 서비스를 중시하며 현지 생산 산업의 요구사항을 잘 알고 있습니다."라고 수베마 AG의 다니엘레 코르소(Daniele Corso)는 설명합니다. "이를 바탕으로 에마그 기술을 시장에 더 효과적으로 소개할 수 있습니다."

훔벨 기어 테크놀로지는 알렉스 훔벨(매니징 디렉터), 토마스 볼렌바이더(터닝 부문장), 파스칼 바너(기술 및 엔지니어링), 다니엘레 코르소(수베마 AG) 등이 참석한 가운데 에마그 VL 4 수직 터닝 머신으로 정밀 기어 및 변속 부품을 생산합니다.

이 회사가 에마그 장비에 투자한 것은 놀라운 일이 아닙니다. "우리는 이미 오랫동안 에마그 기술을 사용해왔습니다."라고 훔벨 씨는 말합니다. 하지만 픽업 스핀들 자동화 기능이 있는 VL 4 컴팩트 수직 터닝 센터를 선택한 것은 주목할 만합니다.

VL 4는 에마그의 모듈형 표준 시리즈 중 하나로, 공통 머신 베이스 위에 터닝, 기어 호빙, 면취, 연삭, 유도 경화 등 다양한 기술을 적용할 수 있도록 제작되었습니다. 진동 감쇠와 공정 품질을 위한 미네랄리트(Mineralit) 폴리머 콘크리트 베이스가 적용되었으며, 이 베이스는 X축과 Z축을 갖춘 복합 슬라이드 레스트를 지지하여 작업 스핀들의 이동을 가능하게 합니다.

작업 스핀들은 VL 시리즈 픽업 자동화 시스템의 핵심입니다. 머신에는 부품 보관 장치가 있어 픽업 스핀들이 스스로 부품을 로드/언로드합니다. 이로 인해 비생산 시간이 최소화되어 가공 공정 간 간격이 단 몇 초에 불과합니다. 옵션으로 로딩 위치 옆에 측정 프로브를 설치해 부품 측정을 시간 최적화할 수 있습니다.

VL 시리즈 머신은 5가지 크기로 제공되어 다양한 부품 크기를 커버합니다. 가장 작은 VL 2는 최대 직경 100mm의 척 부품용이며, 이후 VL 4, VL 6, VL 8이 각각 100mm씩 직경 범위를 확장해 최대 400mm 직경까지 가공 가능합니다.

각 VL 머신은 최대 12개의 구동 공구를 장착한 공구 터렛을 갖추고 있어 척 부품 가공에 적합합니다. 이 터렛은 빠른 인덱싱으로 비생산 시간을 최소화하도록 설계되어 사이클 타임 단축에 기여합니다. 또한 복잡한 형상 가공을 위해 터렛에 Y축을 추가할 수도 있습니다.

통합 자동화 솔루션

소재가 컨베이어 벨트로 공급되면 픽업 스핀들이 자동으로 로드/언로드합니다.

VL 시리즈 픽업 터닝 센터는 정밀 척 부품 양산용으로 개발되어 주로 대량 생산에 사용됩니다. 그러나 훔벨은 이 머신을 플랜지 부품의 연삭 전 가공(soft machining)에 로트 크기 50~200개로 사용합니다. 왜 이 머신을 선택했을까요? "무엇보다 통합된 픽업 자동화 시스템이 우리를 설득했습니다."라고 훔벨 씨는 말합니다. "이 방식 덕분에 소량 생산에서도 생산성을 높일 수 있습니다. 머신이 한번 세팅되면 전체 공정이 적은 인력으로도 안정적으로 돌아갑니다."

시스템의 사용 편의성도 매력적이었습니다. "에마그 자동화 솔루션은 가능한 한 단순하게 설계되었습니다." 훔벨 씨가 덧붙입니다. "다른 공급업체의 대안적 자동화 개념들은 우리에게 더 복잡해 보이고, 따라서 고장 날 확률도 높아 보입니다."

터닝이 품질의 기초를 제공하다

훔벨의 많은 고객사는 포뮬러 1, 포뮬러 E, 항공우주, 기계 공학, 전기차 프로토타입 등 정밀 부품과 소량 생산을 요구하는 까다로운 산업군에 속합니다.

훔벨은 신규 설비 투자 시 요구되는 부품 품질도 고려합니다. 터닝 센터가 주 가공 공정에서 이상적인 기초를 다져주면 후속 공정에도 긍정적인 영향을 미칩니다. "이 단계에서 높은 품질을 확보하면 이후 연삭 공정 설계가 수월해지고 완벽한 결과를 보장할 수 있습니다."라고 훔벨 그룹에서 에마그 머신 도입을 담당한 파스칼 바너(Pascal Wanner)는 말합니다. "VL 4로 공정 초기의 이 품질을 보장할 수 있습니다."

이 머신들은 훔벨이 직면한 소재 가공 난제 해결에도 도움이 됩니다. 예를 들어 모터스포츠 부품은 고합금 침탄강으로 제작되는데, 이 소재는 가공이 까다롭습니다. 이런 상황에서 미네랄리트 폴리머 콘크리트 베이스가 밀링 공정 중 진동을 줄여 공구 수명을 늘려주고, 복합 슬라이드 레스트에 전면 부착된 주 스핀들이 X, Z축에서 역동적인 움직임을 가능하게 하며, 구동 공구에 적합하고 인덱싱 타임을 단축하도록 설계된 12스테이션 공구 터렛 등의 머신 특징이 큰 장점으로 작용합니다. "머신의 안정성과 성능이 우리를 놀라게 했습니다."라고 바너 씨는 말합니다. "우리의 절입량과 이송 속도가 예상보다 훨씬 높습니다."

머신이 전략에 부합하다

훔벨의 기어 및 변속 전문가들은 VL 4의 전반적인 성능에 매우 만족하여, 루마니아 자회사에 VL 3-DUO 터닝 센터와 VL 8을, 체코 자회사에 VL 8과 VMC 450(납품 대기 중)을 추가로 도입했습니다.

이 머신들의 성공은 신규 비즈니스 기회로도 이어질 수 있습니다. "특히 스위스에서는 정교한 부품 생산이라는 전략을 유지할 것입니다."라고 훔벨 씨는 말합니다. "하지만 우리는 단일 부품 제조업체에 그치지 않고, 향후 모터스포츠와 e-모빌리티 분야 등에서 완전한 변속기 어셈블리 제작도 염두에 두고 있습니다. VL 4의 유연성과 비용 효율성이 우리에게 다양한 기회를 열어줍니다."

훔벨 기어 테크놀로지 | humbel-gears.com

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