최신 바 피더: 상호 연결성 강화로 비용 절감과 품질 향상 실현

이더넷 연결(The Ethernet Connection)

바 피드 기술에서 가장 극적인 도약 중 하나는 바 피더가 CNC 기계 컨트롤러와 양방향으로 통신할 수 있도록 이더넷 연결을 통합한 것입니다. 이러한 데이터 공유는 자재 낭비 감소와 즉각적인 부품 프로그램 자동 변경 등 제조업체에 여러 이점을 제공합니다.

기계 도구가 다른 공장 장비와 상호 연결되도록 하는 것은 지난 몇 년간 제조업에서 뜨거운 주제였습니다. 일부 경우, 상호 연결성 시도는 제한된 실용적 적용에 그쳤습니다. 그러나 바 피더 제조사 LNS가 바 피더와 공작 기계 간의 상호 연결성을 위해 개발한 e-Connect 이더넷 통신 시스템은 대량 생산부터 소량 혼합 부품 가동까지 모든 규모의 제조업체를 위한 실질적인 IIoT 솔루션을 제공하도록 설계되었습니다.

자재 및 인건비 절감(Reducing Material and Labor Costs)

많은 공장에서 티타늄 및 특수 합금과 같은 재료를 포함한 모든 바재 비용은 낭비 감소를 중요한 고려사항으로 만듭니다. 이러한 비싼 재료의 잔재를 버리는 것은 달러 지폐를 스크랩 더미에 버리는 것과 같습니다. e-Connect를 사용하면 자재 사용량이 지속적으로 모니터링되어 CNC 기계 제어장치에 전달됩니다. 공유 데이터가 주어진 런에서 다음 부품을 만들기에 충분한 자재가 남아 있지 않음을 나타내면, 시스템은 마스터 생산 스케줄을 스캔하여 대기열에서 잔재로 만들 수 있는 다른 부품을 찾습니다. 부품이 식별되면 기계 도구와 바 피더가 선택된 부품 또는 부품들을 만들도록 자동으로 조정됩니다. 바가 소진되면 바 피더가 다음 바를 적재하고, 시스템은 예정된 모든 부품이 만들어질 때까지 프로세스를 반복합니다.

더 나은 자재 활용 외에도, 직경 범위 내에서 변경 작업이 작업자 개입 없이 수행되므로 상당한 인건비 절감 효과도 있습니다. 기계 작업자의 터치 횟수가 줄어들어 처리량이 향상되고, 인적 오류 가능성이 감소하며, 한 작업자가 여러 워크스테이션을 관리할 수 있습니다. 이 수준의 자동화는 바 피더 상태의 원격 모니터링과 함께 혼합 부품 배치에 대해서도 무인, 라이트아웃 생산을 가능하게 합니다.

라이트아웃 생산을 더욱 증강하기 위해, e-Connect 시스템은 칩 컨베이어, 고압 시스템, 오일/미스트 콜렉터 및 기타 LNS 주변기기의 실시간 모니터링을 제공하여 걱정 없는 야간 생산을 지원합니다. 이러한 모든 장치의 데이터가 e-Connect를 통해 흐르므로 각 제품별 전용 데이터 라인이 필요하지 않습니다.

실제 사례(A Case in Point)

이 수준의 상호 연결성을 사용하여 고객의 적시 납품 요구사항을 충족하면서 단위당 비용을 절감하는 CNC 공장의 예는 아메리칸 펀치(American Punch, 오하이오 주 클리블랜드)입니다. 이 회사는 교량 및 트럭 프레임 구성요소와 같은 중게이지 적용뿐만 아니라 가전제품 및 자동차 부품과 같은 경게이지 부품용 정밀 펀치와 다이를 만듭니다.

고객들이 대량 생산 대신 5, 10, 20개 단위의 소량을 요구하게 되자, 아메리칸 펀치는 생산 공정을 재고해야 했습니다. 한 접근법은 긴 런을 계속하고 초과 재고를 향후 납품을 위해 비축하는 것이었습니다. 회사는 이미 특정 고객을 위해 높은 회전율 부품을 비축하고 있었지만, 저용량 부품의 재고를 추가하면 추가 운전 자본과 바닥 공간이 묶일 것입니다.

더 매력적인 해결책은 길이가 다양한 유사한 부품군을 어떻게든 함께 그룹화하여 단일 셋업으로 모두 동시에 가공하는 것이었습니다. e-Connect 시스템은 CNC 기계의 온보드 마스터 생산 스케줄과 통신함으로써 이를 가능하게 합니다. 기계 도구가 부품 실행을 완료하면 생산 스케줄을 검토하고, 다음에 생산할 부품을 선택하여 이 데이터를 바 피더에 보냅니다. 바 피더는 내부 부품 라이브러리를 참조하여, CNC 기계의 마스터 스케줄이 선택한 프로그램과 일치하는 프로그램의 데이터를 찾아 새로운 부품 실행에 맞게 자동으로 조정합니다.

이 설치에서 e-Connect 시스템은 LNS 퀵 로드 서보 80 S2 스핀들 길이, 전동 서보 제어, 완전 자동 바 피더에 탑재되어 있으며, 직경 1/4인치에서 3 1/8인치, 길이 14인치에서 63인치(스핀들 길이 초과 불가)의 바를 적재합니다. 기계 작업자는 1 1/2인치 공구강 바재를 적재하고, CNC 기계 제어장치와 바 피더가 즉각적으로 한 부품군에서 다른 부품군으로 변경할 수 있게 하는 매크로 프로그램을 실행합니다.

일반적인 셋업에는 다양한 길이의 부품을 다양한 수량으로 만들기 위한 적절한 직경의 바재 적재가 포함됩니다. 예를 들어, 1 1/2인치 직경 바를 사용하여 2.500인치 길이 부품 50개, 3.025인치 길이 부품 10개, 3.500인치 길이 부품 75개 등을 생산합니다. 부품은 형태에서도 다를 수 있습니다. 이전에는 작업자가 바를 적재하고 기계가 소량 배치를 만드는 동안 옆에 서서 기다렸습니다. 그런 다음 CNC 기계와 바 피더를 리셋하여 다음 크기 부품을 만들었습니다. 이제 작업자는 단순히 실행을 셋업하고 바재를 적재하고 기계를 시작합니다. 워크셀이 전체 혼합 부품 실행을 무인으로 생산하는 동안, 작업자는 다른 워크셀을 관리하고 추가 작업을 수행할 수 있습니다.

현재 회사는 LNS e-Connect 시스템과 바 피더를 사용하여 월 30만 개 이상의 부품을 생산하는 4개의 워크셀을 보유하고 있습니다. 최신 워크셀은 밀링, 드릴링, 탭핑 기능이 있는 터닝 센터에 바재를 적재하는 LNS 퀵 로드 서보 80 S2 바 피더로 구성됩니다. LNS 바 피더와의 인터페이스 외에도, CNC 기계는 칩블라스터(ChipBlaster) 프로그래머블 고압 시스템과 통신하여 각 가공 작업에 정확한 양의 냉각수를 적용합니다.

회사의 생산 엔지니어에 따르면, "이 워크셀들은 무인 가동과 노동력 없는 야간 교대 추가를 통해 단위당 비용을 크게 개선했습니다. 동등하게 중요한 것은 고객 납품 요구사항을 충족하는 능력이 향상되었다는 것입니다. e-Connect 시스템 없이는 우리는 끊임없이 주문을 따라잡기 위해 고군분투했습니다. 이제 우리는 납기 문제를 해결했을 뿐만 아니라 추가 작업을 수주할 용량도 확대했습니다."

맞춤형 솔루션(Custom Solutions)

바 피더용 e-Connect 시스템의 핵심 구성요소인 부품 라이브러리 기능은 수백 개의 부품 프로그램을 보유하며 대부분의 사용자에게 충분합니다. 그러나 일부 경우 e-Connect는 특이한 적용을 위해 쉽게 맞춤화할 수 있습니다. 예를 들어, 한 CNC 공장은 수천 개의 부품군을 가공하는데, 모두 같은 직경과 형태지만 길이가 2.5인치에서 49인치까지 0.5인치 간격으로 다양합니다.

일반적으로 이러한 프로그램들은 부품 라이브러리에 로드되어 기계 도구 프로그램에 맞게 모든 바 피더 파라미터를 자동으로 조정합니다. 이 상황에서 유일한 변수가 각 부품의 길이이므로, e-Connect는 한 부품 프로그램에서 다른 프로그램으로 변경할 때 적절한 길이 데이터만 바 피더에 직접 전달합니다. 다른 모든 파라미터가 동일하므로 전체 부품 프로그램 데이터에 접근할 필요가 없어 변경 프로세스가 더욱 간소화됩니다. 이 시간 절약을 수천 개 부품에 곱하면 생산성에 상당한 영향을 미칩니다.

오늘과 내일(Today & Tomorrow)

바 피더의 다른 많은 이점에 이 수준의 상호 연결성을 추가하면, 터닝 부품을 생산하는 모든 규모의 시설에 상당한 차이를 만들 수 있습니다. 더 수익성 있는 소량 런과 문제 없는 대량 생산을 가능하게 합니다. 미래에는 이러한 종류의 상호 연결성이 인공지능(AI)과 결합되어 시간, 자재, 인건비를 줄이는 더 많은 기회를 열 수 있을 것입니다.