트랜스퍼 라인으로 자동차 부품 제조 리드타임 30% 단축, 생산성 극대화

가공과 측정 공정을 자동화와 결합함으로써 트랜스퍼 라인은 생산성을 높일 수 있습니다. 그러나 자동차 및 상용차 부품 제조의 복잡하고 다양한 요구사항은 자동차 산업용 트랜스퍼 라인 개발을 복잡하게 만듭니다. DVS Technology Group 소속인 Werkzeugmaschinenbau Ziegenhain(WMZ, 독일 슈발름슈타트)은 독일 상용차 제조사의 베벨 기어 고속 라인 사이클 타임 생산 과제를 해결했습니다. 그 결과, 생산성 극대화를 통해 제조사의 총 리드타임을 30% 단축했습니다.

단일 소스 맞춤형 솔루션으로 3분 사이클 타임 달성

축 형상 부품 생산 기계 전문인 WMZ는 자동차 제조사로부터 여러 가공 단계를 결합해 다양한 형상의 베벨 기어를 완전 가공하면서 단조 블랭크에서 완성품까지 3분의 라인 사이클 타임을 유지하는 통합 생산 솔루션 의뢰를 받았습니다.

WMZ는 모듈형 V300 시리즈에서 세 대의 기계를 선정해 트랜스퍼 라인을 구성했으며, 자동화 및 측정 시스템도 포함했습니다. 각 기계는 적합한 공구 선택을 통해 특정 가공 작업을 담당하도록 배정되었습니다.

"애플리케이션에 맞춰 단일 소스에서 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있다는 점이 고객이 WMZ를 선택한 주된 이유 중 하나였습니다."라고 DVS의 Mario Preis 전무이사는 말합니다.

자동화된 흐름으로 수작업 최소화 및 정밀 가공 실현

6~40kg 무게의 블랭크가 그리퍼가 장착된 컨베이어 시스템에 올려지면 전체 트랜스퍼 라인을 자동으로 통과합니다. 자동화 시스템은 가공 단계 사이에 부품을 이동하거나 보관할 필요가 없어 수작업을 줄여줍니다.

첫 번째 기계에서는 절단 및 센터링이 수행됩니다. 두 개의 유연한 크라운 터렛에 HSK 63 인터페이스가 적용되어 강성과 구동력을 확보했으며, 센터링 클램프는 넓은 클램핑 범위로 재툴링 필요성을 줄입니다.

갠트리 로더가 부품을 두 번째 기계로 이송하면 4축 황삭과 테이퍼 헤드 정삭이 이루어집니다. 통합형 고강도 모터 스핀들은 최대 124kW 구동력으로 10mm 깊이까지 절삭 가능합니다.

세 번째이자 마지막 기계에서는 베벨 기어 저널의 정삭과 호빙 공정에 의한 기어 절삭이 수행됩니다. 선삭과 호빙을 단일 클램핑으로 결합해 정밀도와 효율성을 높였습니다. 정삭 후 베벨의 동심도는 10미크론 미만, WMZ가 개발한 호빙 유닛은 볼 기준 10미크론 미만의 공차로 스플라인을 생산합니다. 호빙 유닛의 140mm 이동 경로는 호빙 커터 활용도를 극대화합니다. 유압 샤프트 척과 돌리, SK 30 홀더 결합으로 3미크론의 체인지오버 정밀도를 구현해 손쉬운 재툴링이 가능합니다.

통합 측정 시스템으로 불량률 감소 및 양산 준비 시간 단축

세 대의 기계를 거친 베벨 기어는 측정 데이터 피드백과 자동 치수 보정 기능이 있는 통합 측정 시스템에서 측정됩니다. WMZ에 따르면 이는 자동차 제조사의 불량률을 낮췄으며, 트랜스퍼 라인이 양산을 위해 가동 속도를 올리는 준비 과정을 생략할 수 있게 했습니다.

측정 후 베벨 기어는 고객의 기존 두 대의 기어 절삭기로 자동 이송되어 나선형 기어 절삭이 수행된 후 조립 준비가 완료됩니다.