정밀 연삭기를 위한 고급 레이저 측정 시스템

기계 가공 현장에서 레이저를 보는 것은 드문 일이 아닙니다. 예를 들어 레이저 간섭계는 공작기계 모션 시스템의 측정 및 교정에, 레이저 공구 세팅 시스템은 기계상의 공구 측정과 파손 공구 감지에 사용됩니다.

최근 레이저 기술이 Studer(United Grinding 브랜드)의 일부 외경 및 만능 연삭기 모델에서 정밀 공작물 측정에 통합되었습니다. 지난 10년간 연삭 숫돌 실험 측정에 사용해온 이 기술의 잠재력을 깨닫고, 2020년 Studer와 레이저 제조사는 연삭에 적합한 개선된 렌즈와 장비를 추가하여 'LaserControl'이라 부르는 머신 내장형 레이저 공정 측정 기술을 출시했습니다.

LaserControl은 정밀 공작물 측정을 통해 생산 비용 절감, 다양한 부품 크기 측정 능력 향상, 부품 품질 개선, 모든 측정값을 기록하는 소프트웨어 제공 등 많은 이점을 제공합니다. 일반적으로 이러한 시스템은 사용이 쉽고 아날로그 방식보다 빠르게 데이터를 생성합니다. 또한 레이저 측정은 비접촉 방식이므로 측정 대상 소재를 손상시키지 않습니다. 접촉이 없으면 프로브나 스타일러스 같은 측정 장치 자체의 마모나 손상도 없습니다.

옆으로 누운 'U'자 형태의 레이저 게이지는 레이저 방출부와 수광부가 개방된 끝에서 서로 마주 보며, 연삭기 터렛 휠헤드에 부착되어 X축과 Z축으로 이동 가능합니다. X축 이동으로 측정 위치에 도달하고, 연삭 시에는 인덱싱되어 물러납니다. 레이저 헤드가 공작물 위로 이동하다가 공작물 외곽에 의해 레이저 빔이 차단되면 첫 번째 면의 측정값과 시작 정보를 기록합니다. 레이저 헤드가 계속 전진하여 빔이 공작물을 벗어나 차단되지 않으면 공작물 크기 정보를 얻습니다(기계의 고해상도 리니어 글라스 스케일이 빔 차단부터 차단 해제까지의 거리를 측정). 측정값은 작업자 화면의 테이블에 기록됩니다.

옆으로 누운 'U'자 형태에 레이저 방출부와 수광부가 마주 보는 레이저 게이지가 연삭기 터렛 휠헤드에 부착되어 X, Z축으로 이동 가능합니다. 사진 제공: United Grinding/Studer

측정 공정은 공작물 크기와 측정 유형에 따라 10~60초 소요되며, 반복정밀도는 ±1.5μm입니다.

사용자 친화적인 Studer 소프트웨어는 연삭기 작업자가 높은 숙련도 없이도 측정 프로그래밍을 쉽게 할 수 있게 합니다. 소프트웨어는 각 측정 사이클 후 측정값을 자동 기록하며, 데이터를 스프레드시트로 내보내 추가 분석하거나 출력할 수 있습니다.

Studer LaserControl의 주요 특징을 이해하면 이 기술이 귀사의 적용 분야에 유리한지 판단하는 데 도움이 됩니다.

일반적인 인공정 게이징 시스템과 다릅니다. 많은 인공정 측정 시스템은 절삭/연삭 중에 측정하지만, LaserControl의 폐루프 시스템은 연삭 공정 중이 아닌 연삭 후 또는 연삭 공정 사이에서 측정하며, 한 공작물에 다중 측정이 필요하면 연삭을 일시 중단합니다. 연삭유와 에멀전 등 레이저에 부적합한 유체를 피하기 위해 연삭을 일시 정지합니다. 측정 전 LaserControl은 통합 에어 노즐의 블로오프 시스템으로 공작물에서 냉각수, 칩, 가공 잔여물을 제거합니다.

다양한 직경 크기와 복잡한 부품 측정을 위해 설계되었습니다. 시스템이 연삭 숫돌 터렛에 부착되어 공작물 주변을 이동할 수 있으므로, 최소 1mm에서 최대 100mm의 외경뿐만 아니라 스플라인이나 홈이 있는 축, 공구 절삭날, 플루트 등 단속된 직경과 길이 윤곽, 복잡한 부품도 측정 가능합니다.

프로빙은 연삭기 측정 옵션이지만 프로브와 공구 절삭날 손상 위험이 있습니다.

비전통적인 셋업. 다른 게이징 시스템과 달리 이 레이저 측정 시스템은 기계적 셋업이 필요 없습니다. 기계 작업자가 기계 제어장치를 통해 시스템 프로그램에 공작물의 측정 포인트를 지정하면 됩니다. 따라서 데이터 수집에 필요한 공작물의 모든 지점을 프로그래밍할 수 있습니다. 이 간단한 셋업은 게이지를 직경이나 길이에 맞춰 번거롭게 셋업하던 기존 방식보다 시간을 절약합니다.

외경 절삭 공구 측정에 특히 유용합니다. LaserControl은 많은 연삭 적용 분야에 이점이 있지만 모든 공작물에 적합하지는 않습니다. 예를 들어 내경 측정은 불가능하며, 인머신 측정 공정조차 사이클 타임을 늦추므로 대량 생산에는 이상적이지 않습니다. 그러나 높은 정밀도와 복잡성을 가진 초경 절삭 공구의 외경 측정에는 적합하며, 항공우주 부품에도 흔히 활용됩니다.

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