첨단 CNC 수평 머시닝 센터로 생산 효율성 극대화

수평 머시닝 센터(HMC)

CNC 머시닝 장비는 복잡한 부품을 사용자 친화적인 단일 설정 공정으로 생산할 수 있게 합니다. 이 설계는 인건비 절감, 부품 품질 향상, 가공 시간 단축 등 생산성 측면에서 상당한 이점을 제공합니다.

수평 머시닝 센터(HMC)

CNC 터닝 센터의 HMC 버전은 수평 스핀들을 포함하여 제조 공정을 가속화하고 중단 없이 작업할 수 있게 합니다. 예를 들어, HMC의 방향 덕분에 칩이 자연스럽게 떨어져 나가므로 테이블에서 칩을 제거하는 데 시간을 낭비할 필요가 없습니다. 최대 효율을 위해 HMC를 팔레트에 배치하는 동안 별도의 팔레트에 공작물을 적재할 수도 있습니다.

5축 머시닝 센터

가장 인기 있는 기계 유형 중 하나는 5축 머시닝 센터로, 주로 항공우주 산업에서 사용됩니다. 5축 기계는 공작물을 기울이거나 툴만 기울이는 옵션을 제공합니다. 이 기능 덕분에 기계가 윤곽면을 부드럽게 따라가며 다양한 방향에서 툴을 쉽게 위치시킬 수 있습니다.

수직 머시닝 센터(VMC)

VMC는 수직 작동 스핀들을 장착하여 위에서 공작물을 고정하며, 주로 2.5축 또는 3축 가공 작업에 사용됩니다. HMC보다 저렴하여 중소기업에 특히 매력적입니다. 수년에 걸쳐 VMC는 고속 스핀들과 대화형 제어 프로그래밍을 포함하여 더욱 발전했습니다.

관련 제품: 수직 머시닝 센터

수평 머시닝 센터를 선택해야 하는 이유

간단한 답은 생산성과 수익입니다. 수평 머시닝 센터는 동급의 VMC보다 3배의 작업을 쉽게 수행할 수 있습니다. 이는 기계가 계속 가동될 수 있는 작업량이 있다는 전제하에 성립합니다. HMC를 사용하면 훨씬 적은 시간에 더 많은 작업을 완료할 수 있습니다. 생산량이 증가함에 따라 작업장의 효율성이 크게 향상됩니다. HMC에서 단일 설정으로 여러 작업을 수행할 수 있어 진행 중인 작업을 작업장 내에서 덜 이동시켜 생산성을 높입니다.

HMC 한 대가 많은 용도에서 3~4대의 VMC를 대체할 수 있습니다. 즉, HMC 작업자 한 명이 VMC 작업자 3명의 작업을 수행할 수 있어 인건비를 절감합니다. HMC의 월 할부금이 VMC보다 4,800달러 더 높을 수 있지만, 동일한 생산량을 VMC로 처리할 때의 월 인건비보다 HMC 한 대의 인건비가 7,200달러 더 낮습니다. 또한 HMC는 보통 더 많은 자동화 기능을 갖추고 있어 작업자가 다른 셀을 운영하거나 다른 장비를 작동하거나 검사를 수행하는 등 다른 업무에 집중할 수 있습니다.

스핀들 가동률

CNC 기계로 수익을 내려면 작업자 개입을 최소화하면서 스핀들을 계속 가동하여 칩을 생산해야 합니다. 대학 연구진의 연구에 따르면 "평균 VMC 가동률(스핀들 가동 시간 기준)은 25%인 반면, HMC 가동률은 통상 85%에 달합니다." VMC를 능숙하게 다루는 작업장이라도 30~35% 가동률에 그치며, 이는 여전히 HMC 가동률보다 훨씬 낮습니다.

일반적인 8시간 교대 근무 중 HMC는 약 7시간 동안 절삭하는 반면, VMC는 교대당 약 2시간만 절삭합니다. 주 5일 근무 시 HMC는 주당 35시간 더 절삭할 수 있으며, 주 6일 근무 시 연간 1,200시간을 초과할 수 있습니다. 기계가 풀 가동될 작업만 있다면 수평 머시닝 센터의 추가 비용은 거의 무시할 수 있는 수준이 됩니다.

공작물 뒤집기

작업자가 VMC 문을 열어 공작물을 적재/적하하거나 칩을 제거하고, 공정 중 품질 검사를 수행하거나 공작물을 뒤집을 때마다 스핀들은 멈춰야 합니다. 6면 가공이 필요한 부품의 경우 작업자가 공작물을 총 7번(적재, 5회 이동, 적하) 움직여야 합니다. 같은 부품을 HMC로 가공하면 작업자는 공작물을 단 3번(적재, 재배치, 적하)만 만지면 됩니다. 생산성과 효율성이 향상됩니다. 또한 자동 팔레트 체인저 덕분에 스핀이 작업 영역의 팔레트에서 공작물을 계속 절삭하는 동안 작업자가 이러한 작업을 처리할 수 있습니다. 작업자 개입이 줄어들어 적재 오류나 기타 실수 가능성이 감소하므로 품질 향상에도 기여합니다.

기계 설계 고려사항

박스 가이드와 리니어 가이드 중 어느 것이 더 나은지에 대한 논쟁은 오래전부터 있어 왔습니다. VMC의 경우 이 선택이 큰 차이를 만들지 않는다는 주장이 있을 수 있습니다. 하지만 HMC는 상황이 다릅니다. HMC의 경우 리니어 가이드가 알루미늄 같은 소재에서 더 높은 축 이송 속도에 유리함이 입증되었습니다. 가감속 속도를 더 높일 수 있기 때문입니다. 결과적으로 사이클 타임을 크게 단축할 수 있습니다. 일부 리니어 가이드 HMC는 기계 강성을 희생하지 않고 과도한 열 발생 없이 1G 가속을 달성합니다.

그러나 일부 HMC 용도에는 박스 가이드가 더 나을 수 있습니다. 박스 가이드 HMC는 최대 프로그래밍 가능 이송 속도가 느리지만, 높은 절삭력이 발생하는 작업에서 성능이 더 좋습니다. 앵글 가이드는 티타늄, 슈퍼 합금, 공구강 같은 난삭재의 중절삭에 권장됩니다. 박스 가이드 HMC는 난삭재의 중절삭에서도 완벽한 마무리를 제공합니다. HMC의 스핀들 헤드 설계는 일반적으로 매우 강성이 높습니다. 이 설계는 절삭력에 의한 변형을 방지하여 더 높은 칩 부하를 가능하게 하고 공구 수명을 연장합니다. 더 큰 작업 공간을 가진 일부 HMC는 Y축에 더블 볼스크루를 장착하여 Y축과 X축에 비례적으로 더 많은 무게를 분산시킵니다.

HMC는 강성을 염두에 두고 제작되므로 동급 VMC보다 훨씬 무겁습니다. (평균 40×20인치 VMC가 16,000파운드인 반면, 동급 HMC는 40,000파운드를 초과할 수 있습니다.) HMC의 무게가 더 나가는 만큼 기초 공사가 VMC보다 더 중요합니다. 기초는 HMC 제조사의 사양을 충족해야 하며 기계는 적절히 설치되고 고정되어야 합니다. 이는 중절삭 시 기계가 "바운싱"되는 것을 방지합니다.

수평 머시닝 센터 추가 정보

1. 필요한 수평 머시닝 장비
2. 수평 머시닝 센터와 수직 가공 비교
3. 특정 경우에 수평 머시닝 센터가 유리한 이유