고속 수평 머시닝 센터: 개요와 산업적 영향

최초로 수평 머시닝 센터는 20세기 중반 기존 밀링 머신 설계에서 진화했습니다. 이후 연구실과 산업 현장에서 이 특정 공작기계 유형의 연구 개발이 지속적으로 진보했습니다. 그 후 다양화된 머시닝 센터 모델이 전문적이고 정밀한 용도로 모든 산업에 광범위하게 적용되어 광범위한 산업적 성취에 기여했습니다.

머시닝 센터

'수평 머시닝 센터'라는 용어는 툴 매거진, ATC(자동 공구 교환장치), CMM(3차원 측정기), 파워 툴 터렛, 다축 작업대, 고급 내장 스핀들 등 기계 프레임 자체와 함께 설계 조립된 여러 중요 액세서리를 포함하는 다양한 CNC 밀링 및 드릴링 기계를 설명하는 데 사용될 수 있습니다. 스핀들 유형은 종종 모터 구동식이며 콤팩트해야 합니다. 수평 가공 배치와 함께 모터 구동 스핀들을 가진 수평 머시닝 센터가 탄생합니다. 스핀들의 역할이 중절삭, 특히 고토크 및 어려운 소재의 중절삭 가공과 관련된 많은 것을 결정하므로 매우 중요하다는 점은 주목할 만합니다. 고속 가공은 스핀들 회전 속도와 스핀들의 토크 제어에 크게 의존하므로 이 스핀들 문제는 신중히 다뤄야 합니다.

가공 인벤토리: 수평과 수직

고속과 수평 가공은 머시닝 센터 분류에서 중절삭 가공을 위한 전체 인벤토리를 구성할 수 있는 두 가지 별도 기능입니다. 절삭 단계는 스핀들과 척 단계와 함께 작동하므로 기본적으로 두 가지 방향 유형이 있습니다. 하나는 수직, 다른 하나는 수평. 수직 머시닝 센터는 스핀들과 척을 수직으로 정렬하는 구조 배치를 가지며, 공작물은 모터 구동 스핀들을 가진 수직 머시닝 센터의 절삭 공구가 수직으로 위아래로 움직여 가공됩니다. 반면 수평 머시닝 센터는 스핀들이 수평으로 배치되고 가공 절차가 수평으로 처리되며, 이는 수직 가공 공정과 다릅니다.

머신 센터는 1960년대 밀링 머신에서 진화한 첨단 공작기계 유형으로, 이후 이 특정 공작기계 유형 개발이 산업에서 순조롭게 진행되었고, 1990년대에는 모든 산업에 널리 적용되어 시장이 매우 성숙해졌으며 현재까지 추세가 이어지고 있습니다. 터닝과 마찬가지로 밀링은 정확한 공차를 구현하는 가장 흔히 채택되는 가공 방법 중 하나입니다. 수직과 수직 모델 외에도 머시닝 센터 인벤토리에는 다른 카테고리들이 있습니다.

고 RPM 및 중절삭

얼마나 높은 속도를 고 RPM 머시닝 센터로 볼지는 지역마다 다릅니다. 대부분의 아시아 시장에서 15,000 RPM을 초과하는 스핀들은 고 RPM 머시닝 센터로 간주될 수 있습니다. 그러나 일본 시장은 1만~2만 RPM 더 높을 수 있고, 서유럽의 경우 약 30,000 RPM을 고 RPM 머시닝 센터로 볼 수 있습니다. 이러한 고속 수평 머시닝 센터에는 중절삭 고려사항으로 파워 터렛이 종종 장착됩니다. 파워 터렛의 도움으로 사이클 타임이 크게 단축됩니다. 라이브 툴로 공구 홀더와 메인 스핀들 연결이 매우 복잡하므로 속도가 토크 힘과 잘 조율되어야 하며 이는 가공에도 중요하게 작용합니다.

축 가공 배치

수직과 수평 모델 모두 5축을 장착할 수 있습니다. 5축 머시닝 센터에는 5축 운동을 구성하는 주로 세 가지 구조 방법이 있습니다. 스윙 헤드만으로 모든 가공 각도 달성 가능하여 스윙 헤드 모델 기계는 편리하며, 다른 4+1과 3+2 머시닝 센터도 마찬가지입니다. 후자 두 가지는 뛰어난 유연성과 실용적 가격 같은 더 실용적 이점이 있습니다.

일반적으로 3+2 모델은 기존 CNC 3축 머시닝 센터에 메커니즘에 다른 두 축을 가진 작업대를 추가로 장착한 것입니다. 따라서 회전 테이블에 두 축이 설계되어 X, Y, Z축이 두 개의 새로운 작업 차원으로 이동하여 여러 각도의 절삭 공정을 허용합니다. 반면 전통적인 머시닝 센터는 최소 X, Y, Z 3축으로 설계됩니다. 요즘 산업 공정이 더 적은 가공 단계 요구로 복잡해지면서 4번째, 심지어 5번째 축을 가진 머시닝 센터가 원스톱으로 모든 절삭 작업을 완료하도록 설계됩니다. 5축 머시닝 센터에는 5축 기계를 구성하는 주로 세 가지 구조 방법이 있습니다.

스윙 헤드만으로 대부분의 가공 각도 달성 가능; 이 기계는 편리하며 다른 4+1과 3+2 머시닝 센터도 마찬가지, 후자가 더 실용적 이점이 있습니다. 대만에는 산업 연구 개발에 전념하고 전 세계 사용자에게 최적 솔루션을 제공하는 많은 머신 센터 제조업체들이 있습니다.

기타 구성 구조

4+1 구조도 동일하며 이 모든 메커니즘은 컴퓨터 수치 제어 장치 제어 하에 목표 정밀도에 완벽하게 매칭되는 동기화된 동작을 수행합니다. 5축 가공 공정의 정밀도 값은 CMM 장치로 추정되며 이는 축 작업 중 하나로 통합될 수도 있습니다. 따라서 축 가공 공정은 작업 스펙트럼이 매우 넓습니다.

현장 작업 시 공작물 크기가 너무 크면 가공이 기계 본체에 과도한 진동을 일으켜 머시닝 센터의 정밀 프레임을 악화시키므로, 제조업체는 본체에 다른 구조 설계를 추가하여 강성을 높일 수 있습니다. 많은 가능한 설계 옵션 중 더블 컬럼은 가공 진동 문제를 해결하면서 정밀도를 동시에 향상시키는 매우 실용적인 솔루션 중 하나입니다.

더블 컬럼 머시닝 센터는 일반적으로 고정 컬럼과 이동 컬럼 두 유형으로 분류됩니다. 고정형은 두 컬럼이 이동 가능성 없이 제자리에 머무는 설계이며, 이동형은 다른 축이 생겨 가공 편의성을 크게 향상시킵니다. 컬럼 구조로 전체 절삭 능력을 더 높은 수준으로 높일 수 있고 토크 문제도 새로운 차원으로 향상시킬 수 있습니다. 컬럼이 구조에서 두 배가 되면 중절삭 시 두 컬럼이 진동을 잘 흡수하여 진동 문제를 최소값으로 줄일 수 있습니다. 더블 컬럼 수평 머시닝 센터의 절삭 능력과 흡수 역량은 5축 항공우주 부품 가공 같은 하이테크 요구사항의 일련의 작업 조건을 기계 본체가 다루는 데 도움을 줍니다.