고객의 요건을 정밀하게 구현하는 CAM-Works

전 세계 고객을 상대로 개별 제품을 생산하는 업체는 고객 요건에 맞추어 생산 체인을 조정할 수 있어야 한다. 여기에 CAM 시스템인 CAM-Works가 일조하고 있다. 이는 프로그래밍이 기계에 도달하기 때문이다.

카를 오버만(Karl Obermann): 자유 기고가

핵심 내용

  • Ekomat은 고객 별 유압 구성 요소를 제조하는 제조업체이며, CAM 소프트웨어 CAM-Works를 사용하고 있다.
  • CAD 시스템 Solidworks를 오래전부터 사용했기 때문에 어찌 보면 CAM-Works를 사용하는 것은 당연했다. 완전히 통합되어 있기 때문이다.
  • Ekomat은 공구 시뮬레이션에서 NC 시뮬레이션까지 시뮬레이션 옵션과 지식 기반 CAM 프로그래밍 그리고 높은 정밀도의 CAM-Works를 바탕으로 소량 부품까지 효율적으로 제작할 수 있다.

소량의 개별 제품들은 제품을 먼저 개발하고 그에 맞게 제조 과정을 수정해야 하기 때문에 조건이 매우 까다롭다. 다른 한편으로 이런 제품들은 고객의 요구 사항을 정확하게 충족하고, 시리즈 제품보다 정밀하고 생산적인 경우가 많아 노력할만한 가치가 있다. 이처럼 제품을 1개 단위까지 개별 생산할 수 있는 것이 ‘Made in Germany’의 성공 요인 가운데 하나이다.

크리스토프 베를리쉬, “우리는 이 시스템을 통해 아주 작은 세부 사항까지 가공할 수 있습니다.”

1984년, 에리히 바이스는 Ekomat을 설립하였다. 이 회사는 유압 전문 업체로 발전을 거듭하여, 독일의 독점적인 FCI 가스 측정 기술의 대표적인 회사가 되었다. 그 중심에는 알루미늄과 강 재질의 유압 블록 및 유압 요소가 있었고, 이 외에도 외부 업체의 위탁 제조업으로 성장을 계속하였다. Ekomat의 설립 이후 가장 중요한 사건은 1990년에 헤센 주 카르벤으로 이전한 것이다. 그로부터 20년 후인 2010년에는 설립자의 사위인 랄프 츠비너가 회사 운영을 맡게 되었으며, 2013년에는 확장을 위해 회사 건물을 증축하였다. 2018년 Ekomat은 5축 기술에 진입하였고, 첫 번째 5축 머시닝 센터인 DMG의 DMU 75를 구입하였다. Ekomat은 현재 약 25명의 직원이 종사하고 있으며, 전 세계로 판매망을 넓혔다. 주요 아이템은 풍력 산업과 플랜트 엔지니어링 그리고 안전 및 구조 기술, 특수 차량 엔지니어링 분야이다. Ekomat은 약 10년 전에 CAD 시스템 Solidworks를 도입하였고, 2018년에 CAM 시스템 “CAMWorks”를 도입하였다. 이는 대략적으 5축 기계 구매 시기와 같은 시기이다.

CAM 소프트웨어가 Solidworks에 완전하게 통합되다

CAM-Works는 CAD 시스템 Solidworks와 동일한 코어 상에서 사용자 인터페이스로 구동되는 CAM 파트로 구성된 통합 모듈러 CAD/CAM 시스템이다. CAM-Works는 Solidworks에 완전하게 통합되어 Solid Edge와 조합할 수 있다. 기술 데이터베이스는 CAMWorks를 이용한 자동 처리 이면에 있는 ‘지능’이다. 이 데이터베이스는 공구와 운영 전략과 가공 매개변수를 연결하여, 작업을 생성할 경우 소프트웨어가 이 설정들을 자동으로 결합하여, 공구 경로를 생성하기 전과 후에 작업 매개변수를 변경할 수 있다. CAMWorks는 작업을 쉽고 명쾌하게 목표에 맞는 프로그램을 만들 수 있다.

CAM 시스템은 간단한 공구 시뮬레이션(공작물, 고정구, 공구)에서 전체 디지털 기계의 시뮬레이션과 NC 시뮬레이션까지 수많은 시뮬레이션 옵션을 제공한다. 시스템 환경으로 함께 제공되는 Eureka의 NC 시뮬레이션은 포스트 프로세서 시퀀스에 따라 기계의 모든 여건, 특히 있을 수 있는 충돌을 예방할 수 있다.

Ekomat은 처음에 Solidworks 딜러인 Solidline과 자회사인 C-CAM을 통해 CAMWorks에 주목하였다. Solidline은 C-CAM에 CAM 활동을 결합하였다. 고객 컨설팅도 이 업체가 맡고 시스템도 설치하였으며. Ekomat에서 이루어진 설치도 이 업체가 맡았다.

Ekomat이 제작하는 유압 블록. 주된 가공 유형인 밀링, 드릴링, 태핑을 확연히 확인할 수 있다.

포스트 프로세서 생성과 설치를 책임진다

C-CAM은 포스트 프로세서 생성을 책임진다. Ekomat의 기계 제조 책임자인 크리스토프 베를리쉬는 다음과 같이 설명한다. “우리는 이를 위해 필요한 데이터를 제공하였습니다. C-CAM은 적절한 프로그래밍을 실행하고 우리에게 ‘PP’를 설치하였습니다.” 이 프로그램은 매우 잘 작동하였고, 기계가 CAM 시스템과 100% 호환되었다. C-CAM은 고객이 필요한 모든 교육과 서비스를 제공하였으며 이에 대해 크리스토프 베를리쉬는 크게 고무되었다.

크리스토프 베를리쉬와 직원들은 생산 과정에서 알루미늄, GGG 40, 쾌삭강을 주로 가공한다. 공차는 매우 엄격하고 대부분 가공 유형 3축 밀링 및 3+2축 가공을 사용한다. 윤곽 밀링 가공에는 Volumill 사이클(하향 절삭 밀링)도 사용한다.

시뮬레이션부터 가공 부품까지의 정밀도

Ekomat은 CAMWorks로 지식 기반 CAM 프로그래밍 방법을 사용한다. 이는 기술 데이터 베이스에서 이미 사용한 가공 전략을 다시 사용한다는 의미이다. 이를 통해 프로그래밍에 들어가는 시간을 현저히 줄일 수 있다. 대략 2년을 경험해 본 후 크리스토프 베를리쉬는 소프트웨어가 제공하는 CAM-Works의 정밀도를 높게 평가하였다. “우리는 이 시스템을 통해 아주 작은 세부 사항까지 조정할 수 있습니다. 모든 것을 매핑하고, 마지막에 공작물에 적용할 수 있습니다.”(크리스토프 베를리쉬) 이는 맞춤형 제조업체에게는 의심의 여지가 없는 강점으로 작용한다. 시뮬레이션의 정확도도 매우 긍정적으로 평가되었다. 시뮬레이션과 기계에서 일어나는 것이 모션 제어와 시간 결정 측면에서 100% 일치하여 처리 시간과 비용을 정확하게 계산할 수 있다. 이는 맞춤형 주문과 개별 주문 제작업체에게는 큰 이점으로 작용한다. 값을 높게 계산하면 주문을 받지 못하고, 값을 저렴하게 계산하면 이를 감수해야 하기 때문이다.

MM Info

한 시스템에서 이루어지는 디자인과 제조 프로세스

CAM–Works는 지금까지 Solidworks CAM과 완벽하게 호환되는 유일한 CAM 시스템이다. 이를 이용하여 디자인과 제조 프로세스를 하나의 시스템에서 매핑하는 것이 가능하다. 이는 설계와 생산 모델이 동일하다는 의미이다. 설계의 변화는 자동으로 가공 기능에 적용된다. CAM-Works와 Solidworks로 작업하면 디자인 프로세스가 완료될 때까지 생산 부서에서 기다리지 않아도 되기 때문에 제품 개발도 가속화된다.

CAM-Works는 다음 모듈을 포함한다.

2.5축

3축

경사 축을 사용한 4/5 사이드 가공(모든 모듈에서 지원됨)

5축 동시 가공

회전

와이어 EDM

밀링-터닝

Volumill은 특수 황삭 전략으로 사용되며, 시뮬레이션을 위한 가상 기계로도 사용된다. 또한 공차를 기반으로 제조하여, 공구 경로 생성을 위해 공차가 엄격하거나 비대칭인 부품을 사전에 수동으로 작업하는 일은 과거의 일이 되었다. 최신 버전인 CAM-Works 2020은 기능 기술과 자동 기능 인식 그리고 규칙 기반 처리를 공차 기반 처리 및 MBD와 PMI 기술과 결합한다. 새로운 기능에는 자동 챔퍼링/디버링 및 원추형 다점 스레드 밀링이 있다.