강판과 프로파일 매끈하게 가공하기

레이저 커팅, 플라즈마 커팅, 워터젯 커팅 그리고 소잉(톱)과 절단은 분리 기술에 포함된다. 분리 프로세스가 기본적으로 경제적인 생산에 기여한다. 따라서 분리 기술도 제대로 평가해야 한다.

페터 쾨니히스로이터(Peter Königsreuther)

분리 기술에 속하는 수많은 방법들 가운데, 올해 특별히 몇몇 최상위 제조사가 눈에 띈다. 이들은 크게 주목 받지 못하는 복잡한 산업 공정 가운데에도 활용할 만한 잠재력이 내재되어 있다는 점을 보여주었다.

이들 기계 제조업체들은 누구나 알고 있는 „더 빨리, 더 부드럽게 그리고 더 유연하게“라는 기치만 내세운 것이 아니다. 인터넷이 제조 산업에 미치는 영향을 통해 실제 세계와 가상 세계가 점차 함께 성장하고 있다. 인더스트리 4.0은 소잉 분야의 전문가에게도 예외가 아니다.

전체적인 산업 환경이 거대한 변혁을 앞두고 있다. 과거의 기계화, 산업적 대량 생산 그리고 디지털화와 같이 인더스트리 4.0은 또 한번의 획기적인 이정표를 의미하며, 본격적인 네 번째 산업 혁명인 것이다. 이러한 트렌드에 부응하여, Behringer사와 Meba사는 고객들이 절단 작업에서도 Sägeblatt & Co를 통해 스마트 팩토리로 보다 쉽게 갈 수 있도록 고심하고 있다. Behringer사는 TMS(운반 매니지먼스 시스템)를 이용하여 고도로 유연한 시스템 방향으로 한 걸음 전진했다. TMS는 역동적인 기능을 탑재하였으며, 복잡한 시스템을 통해 스틸 캐리어를 지능적으로 움직인다. 이때 주문 내용에 따라 그 다음 가공 스테이션으로 가는 가장 합리적인 경로를 탐색한다. 이 시스템은 온라인으로 제작 컨트롤과 연결된다. 역동적인 물질 흐름은 시간 조절식으로 이루어지며 프로세스에 의해 제어되는 다이내믹 루팅이다.

가상으로 소잉 공정에 개입하다

Behringer에 따르면 제조 컨트롤과 회사 자원 계획 등 모든 행동 차원에서 전체 공급 체인의 효율성을 높이기 위해 소프트웨어 기술로 공장 작업장의 한계를 극복한다고 한다. 인터넷이 생산에 미치는 영향에 의해 실제 세계와 가상 세계는 함께 성장한다. 몇몇 분야의 경우에는 이미 새로운 현실이 된 부분이 복잡한 기계 제조사에게는 아직 완전히 일반적인 일상이 될 수 없다. 소잉 머신 제조사 Kirchardter의 크리스티안 베링거 대표는 Behringer 4.0이 훌륭한 방법이라고 강조하였다. 소잉 시스템과 고객 시스템 간의 상호 작용이 항상 마찰 없이 이루어진다고 한다.

Blechexpo 전시 모델인 Mebaeco 335 DGA-600은 인더스트리 4.0의 기치 아래 완전히 자리하고 있다고 제조사인 Meba사가 강조하였다. 이 기계는 무엇보다 인간 공학적인 터치 스크린 컨트롤이 탑재되었다. 이를 통해 네트워킹이 가능하고, 원격 정비를 위한 텔레 서비스, 작업 준비 과정 중 소잉 프로그램 설정 또는 DSTV 인터페이스를 이용하여 CAD에서 소잉 프로그램 임포트와 데이터 익스포트 등 다양한 옵션 패키지를 제공한다. 비록 스마트 팩토리와 관련된 것은 아니라 하더라도, 올해부터 Kasto사는 Kastowin tube A 4.5를 공급한다. 이 고성능 밴드 소잉 머신은 튜브 가공에 특히 적합하여 더욱 생산적으로 가공할 수 있다.

튜브 톱질의 최적화 결과

또한 이 전자동 기계는 180° 회전하는 톱 인피드를 사용하여 특별히 효율적으로 작동하고 공구가 보호된다고 한다. Kasto에 따르면 서보 모터와 볼 롤러 스핀들이 적용되어 단계 구분 없이 조정 가능하며, 아래쪽에서 위쪽으로 작동하는 전자 기계식 톱 인피드는 효과적이고, 미세하게 그리고 공구를 보호하는 방식으로 톱질을 하기 위한 뛰어난 전제 조건이다. 또한 자동 모드에서 프로파일의 전면이 완전하다면 프로파일 재료를 최대한 많이 사용할 수 있어 자투리가 아주 조금만 남게 된다.

섬유 레이저 커팅 분야에서 마작의 세계 최초로 공개된 기계,
레이저 빔을 자동으로 커팅 상황에 맞게 조절할 수 있는 특별한 멀티 컨트롤 커팅 헤드를 장착하고 있다.

레이저 빔을 이용한 분리 방법과 관련하여 Yamazaki Mazak은 섬유 레이저 시스템 두 대를 세계 최초로 강판 엑스포에서 선보였다. Optiplex 3015 Fiber II 6kW는 커팅 속도가 매우 빠르고 재료 두께와 재료 유형과 관련하여 유연성이 매우 우수한 기계이다. Optiplex Nexus 3015 Fiber 3kW라 불리는 자매 기계는 특히 부품 공급 산업 분야에서 무엇보다 공간 대비 뛰어난 성능에서 점수를 받았다.

새로운 레이저 기술과 플라즈마 기술

용접심 준비(weld seam preparation) 작업에서는 오래 전부터 로봇이 필수였다. 그러나 Microstep 2014에서 ABP (Additional Beveling Process)라 부르는, 포털 커팅 시스템이 정확한 추후 챔퍼링이 가능한 새로운 기술을 출시한 이후로 로봇의 독보적인 특성은 퇴색되었다. 이 새로운 기술은 플라즈마 커팅, 열 커팅, 워터제트 커팅을 위한 이 신 기술은 구조용 강과 스테인레스 스틸 가공에도 기능한다는 점을 테스트로 입증하였다.

발전소, 터빈 펌프 또는 광산용 기계와 재료의 제조사들의 경우는 작업을 효율적으로 하기 위해 추후 용접 심 준비 작업이 일상적이다. 이 분야에서는 강도가 높은 재료를 가공하고 베벨을 형성하게 되는 경우가 흔하다. 그렇지 않으면 재료 손실이 막대하기 때문에 용접심을 두 단계로 나누어 제공하고, 플라즈마 시스템, 오토제닉 시스템 또는 워터제트 시스템에서 커팅할 때에는 제공하지 않는다.

커팅 머신으로 윤곽 커팅 후 지금까지는 두 번째 단계를 위해 대부분 로봇을 사용하였다. 로봇은 제2의 기계로 투자비가 매우 높고, 커팅 시스템부터 로봇까지의 운반이 매우 복잡하다고 이 분야의 실무자들에게 알려져 있다.

15mm 두께의 이 스타인레스 스틸 부품은 130A로 가공한 것이다. 추가의 베벨 가공은 Microstep의 ABP로 하였으며, 재료와 비용을 절감하였다.

자동 플라즈마 커팅 분야에서 세계적인 마켓 리더가 2014년부터 사용하는 시스템인 ABP를 이용하여 하나의 시스템에서 두 가지 가공 단계를 실현할 수 있다. „Additional Beveling Process는 종래의 2 단계 공법에 비해 최고의 효율과 품질을 보장합니다. 이 새로운 기술 덕분에 당사 고객들은 시장에서 한 단계 도약하였습니다. 보다 빠르게 생산할 수 있고 로봇에 들어가는 투자비를 아낄 수 있었기 때문이죠.“ (알렉산더 바르가, Microstep Group 개발 책임자 및 매니저). ABP를 사용하면 CNC 머신은 플라즈마 커팅, 열 커팅 또는 워터 제트를 이용한 커팅 외에 추가로 이어지는 챔퍼링에도 사용할 수 있다. Microstep의 3D 가공을 위한 최신 커팅 시스템은 무한 회전 R5 로테이터를 지니며, 따라서 강판, 파이프, 프로파일, 용기 바닥을 정밀하게 최대 50°까지 베벨 커팅이 가능하다.

로테이터를 장착한 이 커팅 시스템은 적합한 소프트웨어가 탑재된 ABP 레이저 스캐너를 장착해야 추후의 용접심 준비를 할 수 있다. 이때 사전에 제작된 부품을 판독하고, 기계 조작자가 컨트롤 패널에서 베벨을 지정하고, 시스템이 커팅 플랜을 생성한 후 이를 정확하게 처리한다. 내장된 자동 보정 유닛 덕분에 고도로 정밀하게 V, Y, X 및 K 베벨을 실현할 수 있다.

이 시스템으로 구조용 강 재질의 두꺼운 강판만 정밀하게 가공할 수 있을 뿐만 아니라, 알루미늄과 스테인레스 스틸 재질의 두꺼운 구성품도 가공할 수 있다. 이러한 장점은 Microstep Group이 최근 실시한 테스트에서 입증되었다. 15m 두께의 스테인레스 스틸 판이 130A로 가공되었다. Microstep에 따르면 추가의 베벨 가공도 마찰 없이 이루어졌다.