블룸노보테스트의 Portable Spindle Control을 통한 휴대용 스핀들 검사 시스템

“스핀들은 계속 돌아가야 합니다” kptec service의 상무이사인 Marco Popp의 좌우명이 간단해 보이지만 많은 의미를 함축하고 있다. 이 회사는 공작기계 스핀들을 정밀 검사하고 수리하여 테스트하는 전문 회사이다. 독일 슈튜트가르트 인근 Schorndorf에 있는 이 스핀들 전문 서비스 회사는 고객사 장비의 다운타임을 최소화하는 것이 목표이다. kptec은 스핀들을 분해하기에 앞서, 이전 상태를 분석하고 진단하는데, 이 과정에서 블룸노보테스트의 PSC (Portable Spindle Control) 휴대용 스핀들 모니터링 솔루션을 사용한다.

제품의 중요한 부분인 LC50-DIGILOG 레이저 공구측정 장치는 공작기계 분야에서 알려진 제품이다. 마그네틱 홀더를 통해 간단하게 테이블에 고정할 수 있다.

스핀들 서비스 분야에서는 장착되어 있는 스핀들을 점검하는 것이 매우 중요하다. 가공 장비가 평소와 같은 정밀도를 보여주지 못하거나, 표면 품질이 기준에 미치지 못하는 경우, kptec servie는 먼저 문제가 발생한 지점을 확인한다. 지금까지는 스핀들에 측정용 공구를 설치하고 다이얼 게이지를 사용하여 수동으로 스핀들의 편차를 체크하는 방법에 의존했다. 이러한 방식은 스핀들이 멈춰져 있는 상태에서 직접 접촉하는 방식으로 이루어지기 때문에 실질적인 효과가 반감되었다. 또한 스핀들의 상태는 회전속도와 작동 시간에 따라 크게 달라질 수 있었다. 예를 들어, 베어링 어셈블리의 예압은 속도 범위에 따라 달라지며, 스핀들은 가열되고 팽창하는데, 이러한 모든 변화 요소들이 스핀들 작동 중에 큰 영향을 미치는데 수동 측정에서는 이를 반영되기 어려웠다.

Schorndorf에 위치하고 있는 kptec servie는 블룸의 PSC(Portable Spindle Control)라는 휴대가 가능하고, 모든 종류의 작동 상태의 회전하는 스핀들을 측정할 수 있는 지능적인 솔루션이다. 운반 케이스에 들어있는 PSC 시스템은 공작기계 테이블에 고정할 레이저 측정 시스템과 마그네틱 홀더 그리고 인터페이스 장치와 연결할 수 있으며, 노트북에서 실행하는 LC-VISION PSC 소프트웨어로 구성된다. 먼저 작업자는 측정 작업을 위해 기준 공구가 되는 레이저 공구 측정 장치의 레이저 빔을 스핀들에 위치하고, NC 프로그램을 통해 사전에 정의된 단계별 RPM을 실행한다. 이때 노트북에 설치된 소프트웨어가 측정과 동시에 데이터를 평가하고 이를 화면에 시각화한다.

PSC 시스템은 레이저 측정장치, 인터페이스 유닛, PC에서 작동하는 LC-VISION PSC 소프트웨어로 이루어져 있고 휴대용 케이스에 담겨있다.

첫 번째 측정은 일반적으로 안정도(Stability) 측정이다. 그리고 전체적인 속도 범위에서 런 아웃 측정이 이어지며, 축 방향과 반경 방향을 모두 정밀하게 측정하고 기록한다. 스핀들 내부 베어링에 대한 진동을 기록하고 진동 분석과 스핀들 Parameter 분석이 이어진다. Kptec service는 한 유명 자동차 부품 업체의 시험 과정에서 더블 스핀들 장비의 스핀들 하나가 마모되어 그간 다량의 불량과 가공 오류를 양산해온 것을 찾아냈다.

Portable SpindleControl은 런아웃, 진동, 열변위 안정도, 스핀들 Parameter를 스핀들의 모든 회전 영역에서 비접촉식으로 측정하고 기록할 수 있다.

“LC-VISION PSC 소프트웨어가 그래픽 시각화를 통해 측정 결과를 표시하기 때문에 매우 큰 도움이 되었습니다. 정밀한 비접촉 방식이 스핀들에 관련된 문제를 정확하게 감지할 수 있습니다”라고 Marco Popp 은 설명했다. 예를 들어, 한 장비에서 동일한 부품을 수년 동안 가공하게 되면, 슬라이딩 유닛이 항상 동일한 범위에서 작동하기 때문에 볼스크류나 가이드웨이가 마모될 수 있다. PSC는 작동을 위해 기계 콘트롤러에 연결하거나 PLC를 수정할 필요 없으며, 플러그 앤 플레이 솔루션으로 기동성과 편의성을 모두 갖춘 이동형 솔루션이다.

함께 공급되는 “LC-VISON PSC” 소프트웨어는 측정결과를 분석하고 시각화하여 기록한다.

이 시스템의 최초 고객 가운데 하나인 kptec service는 현장에서의 경험을 PSC 초기 개발 과정에서 개선이 이루어지도록 제안하였다. 또한 블룸노보테스트도 kptec service와의 협업을 통해 성공적이고 효율적인 결과를 만들었다. 측정과 테스트 기술 전문 회사인 블룸노보테스트도 측정 부품, 측정 장비, 테스트 기술로 이루어진 3개의 사업부의 전문 지식이 처음으로 결합된 PSC를 자랑스럽게 생각한다. Marco Popp 역시 긍정적인 결론에 내렸다. “우리는 고객에게 최고의 서포트를 제공하고 고객의 스핀들이 멈추지 않도록 보증하고 있습니다. 이는 고가의 스핀들에 국한되지 않습니다. 최악의 경우, 가공 장비가 작동 불능하게 되면 훨씬 높은 금액의 생산 손실을 야기할 수 있기 때문입니다. 우리는 PSC를 통해서 고객이 항상 자신의 장비를 믿고 사용할 수 있도록 도와주고 있습니다.”

Kptec의 상무이사 Marco Popp 과 블룸노보테스트의 기술영업팀 Erhard Strobel은 두회사의 협력이 진정한 윈-윈 콜라보였다고 생각한다.