언밸런스 기계: 모든 머신 숍이 반드시 해결해야 할 숨은 문제

공작기계 조작자들은 생산 현장에서 다양한 문제에 직면합니다. 불량 표면 조도나 공구 수명 단축, 진동 증가, 보링 헤드 작업 시 원공 대신 타원공 발생 등 다양한 방법으로 해결하려 하지만, Haimer USA 팀과 상담하기 전에는 문제가 밸런스 때문임을 깨닫지 못합니다.

보통 공작기계 조작자는 툴홀더가 사전 밸런싱돼 있다는 사실만 믿습니다. 하지만 공작기계에 들어가는 건 툴홀더만이 아닙니다. 콜릿, 너트, 절삭 공구, 풀 스터드 등을 조립해 완전한 툴 어셈블리를 만든 뒤 스핀들에 장착합니다. 이 모든 구성 요소가 언밸런스일 수 있고 전체 툴 어셈블리의 전반적 밸런스에 영향을 줍니다. "툴링 어셈블리 상태를 확인하려면 사내 밸런싱 머신이 꼭 필요합니다."라고 Haimer USA 브렌트 홀든 사장은 설명합니다. "특수 주문 툴을 밸런싱된 상태로 받아도, 정말 내 시설에 밸런싱된 채로 도착했는지 어떻게 알 수 있겠습니까?"

기계 RPM이 얼마나 빠르든 상관없이 각 애플리케이션의 전체 어셈블리 밸런스 상태를 파악하는 것이 중요합니다. 물론 고 RPM 애플리케이션에서 스핀들 보호와 진동 감소를 위해 밸런싱이 중요하지만, 저 RPM 애플리케이션에서도 필요합니다. "보링 헤드나 페이스밀 아버 어셈블리 같은 저 RPM 애플리케이션에서 밸런싱의 가장 극적인 이점을 볼 수 있는 경우가 많습니다."라고 홀든은 설명합니다. "아무도 해결 못 하는 난제에 직면했을 때 항상 밸런싱을 살펴보세요. 지그, 기계 상태, 절삭 공구를 다 봐도 원하는 성능이 안 나온다면, 밸런싱을 안 봤을 가능성이 큽니다. 그때가 밸런싱을 조사할 때입니다."

HAIMER 밸런싱 머신은 어떻게 작동할까요? 공작기계 조작자가 완전한 툴 어셈블리를 조립해 밸런싱 머신에 가져가 첫 사이클을 돌립니다. 그런 다음 툴 어셈블리를 180° 인덱싱해 툴링 어셈블리의 언밸런스를 분리 측정합니다. 언밸런스가 측정되면 드릴링(금속 제거), 셋스크류(무게 추가), 두 개의 밸런싱 링(무게 균등 분배) 중 하나로 밸런싱합니다. 이후 사이클을 다시 돌려 툴홀더 어셈블리가 밸런스 상태(일반적으로 25,000 RPM에서 G2.5)인지 확인합니다.

Haimer USA가 가장 많이 판매하고 추천하는 머신은 Tool Dynamic TD Comfort입니다. 사용 편의성과 정확성 때문입니다. "실제 공작기계 스핀들에 툴링 어셈블리를 체결하듯 클램프하는 스핀들을 사용합니다."라고 홀든은 설명합니다. "머신 자체가 하드 베어링 스핀들을 이용해 원심력 센서로 툴링 어셈블리의 언밸런스를 측정합니다." PC, 키보드, 마우스, 모니터가 장착돼 큰 화면에서 그래픽 사용자 인터페이스로 툴 데이터를 빠르게 입력할 수 있습니다. 또한 밀링 프로그램으로 언밸런스를 교정하는 기능도 제공해 극심한 언밸런스 교정에 널리 쓰입니다. "사용 편의성은 사용자를 쉬운 수정 과정으로 안내하는 소프트웨어에서 나옵니다."라고 브렌트는 덧붙입니다.

머신 숍이 밸런싱을 도입하면 결과는 즉각적이고 극적입니다. "페이스밀 밸런싱을 시작한 후 페이스밀 인서트 연간 소모량을 절반으로 줄였다는 고객도 있습니다."라고 홀든은 말합니다. "툴링 어셈블리 밸런싱을 시작한 후 기계 성능을 100% 끌어내 더 빠르게 부품을 가공할 수 있게 된 고객도 있습니다."

미네소타주 브레인어드의 Precision Tool은 종자 파종기용 흡입구 부품을 제조하며 HAIMER Tool Dynamic TD 2009 밸런싱 머신을 도입해 큰 차이를 경험했습니다. 이 부품은 기계에서 12,000 RPM까지 회전하는데, 언밸런스하면 파종기 전체가 흔들려 모든 부품이 진동하고 조기 마모로 기계 수명이 단축됩니다.

아무도 이 부품을 사양대로 못 만들었지만 Precision Tool은 만들었습니다. 경쟁사보다 가격이 높았지만, 고객은 우수한 부품이 파종기 전체 품질에 주는 가치를 인정했습니다. 이는 Precision Tool이 HAIMER 밸런싱 머신을 툴홀더 어셈블리뿐만 아니라 실물 부품에도 활용해 언밸런스를 정확히 파악하고 정확한 중량 보정 위치를 지정할 수 있었기에 가능했습니다.

공작기계 조작자가 어떤 문제(진동 증가, 공구 수명 단축 등)에 직면하든, 언밸런스가 생산의 여러 측면에 영향을 미치는 숨은 문제일 수 있음을 인식하는 것이 중요합니다. HAIMER 밸런싱 머신으로 생산성을 높이는 방법에 대해 자세히 알고 싶으면 Haimer USA(630-833-1500, haimer@haimer-usa.com)로 문의하세요.

본 콘텐츠는 Haimer 블로그에 게재된 바 있습니다.