5축 CNC 머신 도입기: 고효율 달성을 위한 숍의 전환 과정

숍이 5축 가공으로 전환하는 건 어떤 경험일까요? 콜럼버스 맥키넌(Columbus McKinnon)과 레이턴 머신 앤 툴(Leighton Machine & Tool)에 물어봤습니다.

5축 CNC 가공의 이점은 잘 알려져 있습니다. 셋업 시간 단축, 스크랩 감소, 부품 정밀도와 생산성 향상. 하지만 숍이 5축 가공으로 이동하려면 무엇이 필요할까요? 실질적 시각을 얻기 위해 콜럼버스 맥키넌(CM 호이스트)의 바비 와이드너(Bobby Widener)와 레이턴 머신 앤 툴 CNC 숍 슈퍼바이저 제이콥 레이턴(Jacob Leighton)과 이야기했습니다.

레이턴은 2012년 첫 3+2 머신 구입 이래 5축 기계를 운용해왔습니다. 최근 구매는 완전 5축 선반과 밀링 복합기입니다. CM 호이스트는 마작 i200 인테그렉스(Mazak i200 Integrex)와 DMG 모리 세이키 NLX 2500을 모두 보유합니다.

도전과 해결: CNC 프로그래밍, 툴패스 검증

와이드너는 5축 머신 온보딩 시 프로그래밍이 숍이 다뤄야 할 이슈가 될 수 있다고 경고합니다.

"저는 마자트롤(MAZATROL) 프로그래밍 언어에 더 익숙했지만, 모리 세이키 기계는 꽤 복잡해 모든 것을 FANUC 언어, G-코드와 M-코드 하에서 실행합니다."라고 그는 말합니다.

프로그래밍은 레이턴에게도 이슈였습니다.

"완전 5축을 돌리면 기계 내부와 CAD/CAM 측면에 많은 일이 일어나고, 그것들이 딱 맞게 서로 통신해야 합니다."라고 레이턴은 말합니다. "부품을 어떻게 잡을지 걱정해야 하고, 툴 길이도 봐야 하니, 감당할 게 많습니다."

5축에 쉽게 진입하기 위해 레이턴은 3+2 머신을 살펴봤고, 여러 3축 프로그램을 작성해 기계가 각 프로그램 사이에서 회전하고 새로운 기울어진 위치에 고정돼 다른 면을 가공하게 할 수 있음을 발견했습니다. 완전 5축 작업 준비가 될 때까지 구현하기 훨씬 쉬웠습니다.

결국 레이턴 머신은 DMG CTX 감마 2000 TC를 구매했는데, 이는 6면 완전 가공을 허용합니다.

"완전 동시 가공으로 마침내 도약했을 때 진짜 골칫거린 정확하게 구동할 CAD/CAM 소프트웨어를 찾는 것이었습니다."라고 레이턴은 말합니다. "우리 기계와 컨트롤러를 가지고 벤더에 갔고, 그들은 턴키 솔루션을 제공했습니다."

많은 완전 5축 작업을 할 계획이라면, 레이턴은 기계 충돌이나 부품 손상 위험을 피하기 위해 툴패스 검증 소프트웨어도 살펴보라고 권장합니다.

5축 가공을 위한 다른 툴링 요구사항

5축 머신의 한 이점은 공작물을 회전시켜 커팅 툴에 접선 방향으로 유지하므로 더 깊고 빠른 절삭이 가능하다는 것입니다. 와이드너에 따르면 이는 CAD/CAM 프로그램이 여러 크기 툴링 없이 동일한 툴로 다양한 절삭에 사용할 수 있음을 의미합니다.

"우리는 7가지 다른 엔드밀이 필요 없도록 했습니다. 우리가 해야 할 모든 것을 단 두 개의 엔드밀로 합니다."라고 그는 말합니다.

"5축으로 부품 5면에 접근할 수 있으므로 툴 길이를 단축할 수 있습니다."라고 레이턴은 말합니다. "이는 더 강성한 툴을 만들어 더 빠르게 돌리고 더 나은 표면 조도를 달성하게 합니다."

"8 Important Facts About 5-Axis Machines and High-Performance Machining Centers"에서 5축 가공의 더 많은 하이라이트를 확인하세요.

5축 머신 선택하기

"제 조언은 구매하려는 기계의 전체 역량을 배우고, 그것을 돌릴 CAD/CAM 지원이 있는지 확인하라는 것입니다. 5축에 이르면 거의 전적으로 소프트웨어에 의존해 기계를 구동하기 때문입니다."라고 레이턴은 말합니다.

그리고 그는 말합니다. 5축 머신 구매 시 숍의 일반적인 부품 무게와 크기를 인지하세요.

"이 기계들은 기본적으로 두 가지 타입인 것 같습니다. '테이블-테이블'이라 부르는, 테이블에 두 회전축이 있어 부품을 움직이는 타입, 또는 '헤드-헤드'라 부르는, 툴을 부품으로 회전시키는 타입."이라고 레이턴은 말합니다. "대형 금형 제작 응용에서 무게가 이슈가 되면, 큰 부품을 움직이는 대신 툴을 회전시키는 스타일을 원할 것입니다."

CM 호이스트는 1인치 후드 칼라부터 2톤 호이스트용 5포켓 리프트 휠까지 다양한 컴포넌트를 5축 머신으로 제조합니다.

"당신이 만드는 부품 유형과 수량을 평가한 뒤 이 기계들 중 하나를 고려해야 합니다."라고 와이드너는 말합니다.

"우리는 잡숍과 양산숍 사이쯤에 있어, 한 번에 50~100개 부품을 돌리니 파트 체인징을 많이 합니다."라고 그는 말합니다.

"우리 두 5축 머신 모두 우리가 원래 생각했던 것보다 많은 바피드 작업과 결합할 수 있음을 발견했습니다."라고 와이드너는 말합니다. "시간 절약, 다중 셋업 절약, 부품 이동 인력 절약이 됩니다. 이제 한 셋업으로 돌리는 부품이 이전엔 두세 개, 어쩌면 네 대 기계로 갔을 수도 있습니다."

5축 CNC 가공으로 이동하기 위해 극복해야 할 장애물은 무엇이라고 생각하십니까? 여러분의 이야기를 공유해 주세요.