공작기계 제작에도 더 많은 통합 솔루션 필요

최근 공작기계의 제작을 위해 많은 통합 솔루션을 필요로 하고 있다. 이를 위해 다양한 분야에 여러 업체들이 통합 솔루션을 제시함으로써 엔지니어들의 요구를 충족시키고 있다. 더욱 향상된 가공 생산성과 유연성, 그리고 일관된 데이터로 개발시간 단축은 물론 품질까지 향상시키는 통합 솔루션이 엔지니어들을 기다리고 있다.

정리 | 이진수 기자(ljs@motioncontrol.co.kr)

산업관련 기업들은 제조환경을 뿌리째 뒤흔드는 커다란 변화에 직면하고 있다. 이러한 변화는 혁신적인 소프트웨어 시스템과 고성능 소프트웨어를 이용한 제품개발과 생산공정이 날로 증가하는 현상을 수반하고 있다. 이는 새로운 산업시대로 나아가기 위한 중요한 발걸음인 셈이다.
 

지멘스, CNC 기술분야
인더스트리 4.0을 향해 나아가다

지멘스의 모션 제어 시스템 사업부 로베르트 노이하우저 CEO는 “EMO 2013 준비기간에 열린 기자회견에서 지멘스는 다년간 전체 가치 창출 체인에서 자동화 기술의 통합에 많은 노력을 기울여 왔으며, 미래의 생산환경을 만들어 나가는데 가장 주도적인 역할을 수행하고 있다”며, “특히 Sinumerik 환경에서, 그리고 결과적으로 CNC 생산분야 전반에서, 지멘스는 시뮬레이션 및 가상 기계 분야뿐 아니라 공장 IT 시스템으로의 통합분야에 이르기까지 다년간 깊숙이 관여해 왔다. 지멘스의 목표는 이러한 통합 절차에 더욱 박차를 가하여 공작기계 제작분야에서도 인더스트리 4.0의 개념을 포용할 준비를 갖추는 것”이라고 말했다.

지멘스는 Sinumerik 제품군을 통해 간단한 공작기계에서부터 표준화된 일반형 기계, 그리고 프리미엄급의 모듈형 솔루션에 이르기까지 각종 제어기기의 통합 포트폴리오를 공급하고 있으며, 아울러 이들 기기에 고성능 공작물의 경제적 생산을 돕는 스마트 솔루션을 제공하고 있다. 지멘스는 CNC 기술 전문성의 꾸준한 확장을 향해 끊임없이 노력하고 있다. 모션 제어 시스템 사업부 내의 공작기계 부서 책임자인 요아킴 졸(Joachim Zoll)은 “미래의 생산 모델은 훨씬 더 높은 생산성·유연성·효율성을 요구하는 동시에 단순화된 기계 운영·생산 시퀀스를 요구할 것”이라며, “지멘스는 Sinumerik 제품군을 계속해서 개발해 나가면서 이 모든 기대를 충족시키기 위해 노력하고 있다”고 전했다.

EMO 2013에서 지멘스가 제시하는 혁신은 결과적으로 스마트 기능의 향상에 집중하게 될 것이며, 이는 CNC 운영 편의성을 높이고, 공작물의 정확도를 향상시키며, 콤팩트한 솔루션에서부터 고급 솔루션에 이르기까지 모든 기계 범주에서 더 높은 가공 안전성을 담보한다. 지멘스는 EMO 2013에서 예를 들어 시뮬레이션 옵션 업그레이드를 포함한 Sinumerik 운영 인터페이스의 개선과 더불어 원치 않는 컴포넌트 충돌을 방지하는 새로운 기능 등을 소개한다.

Sinumerik 제품군

Sinumerik 제품군은 통합 드라이브 시스템(IDS)의 프레임워크 내에서 CNC 생산분야를 인더스트리 4.0에 포함시키기 위한 기반을 준비하는데 갈수록 중요한 역할을 수행하고 있다. 일관성 있는 통합을 통해 공정 체인 전반에 걸쳐 부가 가치를 최적화하는 것을 목적으로, 드라이브 트레인의 모든 컴포넌트를 전체 생산 공정 환경에 일관되게 통합하기 위해 IDS가 사용된다. 이는 또한 Sinumerik 시스템 솔루션에도 적용된다. 모든 Sinumerik 애플리케이션에서 고출력 Sinamics 드라이브와 Simotics 모터 같은 이상적으로 조율된 시스템 컴포넌트들이 구성 요소로써 사용되어 왔다. 지멘스는 전체 드라이브 체인의 수평적 통합과 더불어, Sinumerik Integrate for Production을 통해 산업 제조 자동화의 제어 아키텍처 내에서 수직적인 통합도 허용하고 있다. 한 주요 자동차 생산업체의 사례에서 보듯이 생산 공정에서 이러한 유형의 수직적이고 수평적인 통합은 새로운 차량의 생산라인 개시 시간을 최대 50%까지 줄일 수 있다.

PLM 소프트웨어 솔루션

제품 라이프사이클 전반에 걸친 통합은 지멘스의 PLM 소프트웨어 솔루션을 이용해 구현할 수 있다. 이 개념은 자동차·항공·의료 기술 같은 선도적인 금속가공 산업분야에서 이미 실현되고 있다. 공작기계가 설치되기도 전에 컴퓨터 화면 상에서 제품 개발과 생산 계획이 이루어지는 사례가 점점 늘어나게 된다. 만일 모듈형 기계가 처음부터 가상 환경에서 개발되어서 완전한 시뮬레이션이 가능하다면 최대 40%까지 시간을 절약할 수 있다. 운전 중에는 지속적인 시뮬레이션과 최적화를 통해 10%의 생산성 증가도 실현한다.

올해의 EMO에서 지멘스는 컴포넌트 생산을 위한 확장 가능한 솔루션을 포함하는 더욱 향상된 제품 라이프사이클 관리(PLM) 소프트웨어는 물론 공작물 모델에서부터 공작기계에 이르기까지 더욱 향상된 IT 통합 기능을 선보일 예정이다. 또한 더욱 향상된 PLM 소프트웨어 NX CAM을 사용하여 한 단계 높은 생산성 향상을 이룩한 NC 프로그래밍 기능을 발표할 예정이다. 이제부터 이 소프트웨어는 산업별 특수 가공 기능뿐 아니라 새로운 Manufacturing Resource Library도 포함하게 될 것이다. 지멘스는 일련의 통합 솔루션을 사용하여 공작기계 제조산업을 인더스트리 4.0에 포함시키기 위해 이에 대비한 기반을 착실히 넓혀 나가고 있다. 세계 최대의 정밀 광학기계에 통합된 정확도 30나노미터의 공작물 측정 시스템 덕분에 우주공간에서 최대 130억 광년 거리까지 관찰할 수 있는 천체망원경을 생산할 수 있다.

보쉬렉스로스코리아
에너지 효율과 생산성 향상 제시
 

공작기계 산업은 대부분의 다른 산업에 비해 짧은 사이클 타임 및 높은 수준의 정밀도에 많이 의존하고 있다. 이에 보쉬렉스로스코리아는 쉬운 엔지니어링과 에너지 효율이 높은 제품으로, 고객의 생산성을 높여 줄 수 있는 제품으로, 공작기계의 효율 향상을 제공할 수 있는 제품으로 공작기계 분야에 대응하고 있다. 렉스로스의 마이크로, 표준, 성능, 고급 버전의 IndraMotion MTX 솔루션은 컴팩트한 공작기계 및 복잡한 가공 센터부터 생산 셀과 전달 유형 기계까지 CNC 제어 수준에서 모든 요구사항을 충족한다. 또한 12개 NC 채널에서 최대 64축을 제어할 수 있으므로 매우 복잡한 가공 작업에서도 충분한 용량 예비력을 제공하는 장점이 있다.

이 외에도 새로 개발된 렉스로스의 In Line Filter(LEN)는 크게 향상된 성능을 제공한다. 필터 하우징에서 사이클론 효과를 사용하는 새로운 디자인은 오물 흡착 능력을 크게 높이고 유지보수 간격을 늘려주는 것. 보쉬렉스로스는 공작기계 산업뿐만 아니라 최첨단 산업장비의 구동(Drive) 및 제어(Control)에 필요한 전 기술에 걸쳐 단품 공급에서 시스템의 완전한 디자인과 구성, 설치 및 유지보수에 이르기까지 포괄적인 능력을 보유한 글로벌 토털 솔루션 프로바이더로서의 장점을 살린다는 전략이다.

쿠카 로보틱스 코리아
자동화수치제어(CNC) 로봇 가공 기술
 

쿠카 로보틱스 코리아는 ‘자동화수치제어(CNC) 로봇 가공 기술’과 최신 CNC 로봇가공기술이 적용된 퀸텍 로봇시리즈에 주력하고 있다. 쿠가 로보틱스의 CNC 로봇 가공 기술은 로봇 컨트롤러에 CNC 코어를 통합시켜, 로봇 컨트롤러에 적용하기 위한 프로세스 데이터의 변환 과정없이 모든 표준코드가 KUKA.CNC를 통해 해석되고 실행될 수 있게 한다. 또한 원래의 CNC 작동방식과 기존의 로봇 작동방식 사이에서 자유로운 전환이 가능하여 오퍼레이터에게 상당한 편의를 제공하면서, 산업용 로봇의 적용범위를 확장할 수 있다.

쿠카 로보틱스 코리아는 범용 용접 전문로봇인 ‘KR5 arc HW’을 이용하여 직접 용접 작업장의 모습을 재현하고, KUKA 로봇에 한국지사가 자체 개발한 캐드롭 프로그램을 접목하여 실현한 디버링(Deburring) 로봇 자동화와 KUKA의 퀀텍 로봇 시리즈의 신제품 등을 함께 전시한 바 있다. 쿠카 로보틱스 코리아는 “쿠카 로봇그룹은 100여년 이상 로봇산업의 변화와 혁신을 선도해 온 글로벌 로봇전문기업으로, 최첨단 자동화 혁신 기술·제품 역시 국내 산업용 로봇 및 자동화 산업발전에 긍정적인 기여를 하게 될 것”이라고 밝혔다.

EPLAN
공작기계산업 위한 플랫폼

고정밀 고속 공작기계에는 모든 구성 요소간의 원활한 연동이 요구된다. 심지어 개발 단계에서도 각 분야 전문가의 협업이 필수적이다. EPLAN 플랫폼은 여러 부서가 공동으로 이용할 수 있는 통합 데이터 베이스와 핵심 기능을 갖추고 있어 원활하고 마찰 없는 워크플로우를 보장한다. 또한 일관된 데이터 덕분에 개발시간이 단축되고 쉽게 품질을 향상시킬 수 있다.

한국이구스
공작기계를 위한 에너지체인
 

한국이구스는 100%에 가깝게 칩, 분진 투과를 방어하는 RX 에너지 튜브로 공작기계 산업에 대응하고 있다. 에너지체인 분야에 획기적인 디자인을 접목시킨 RX 에너지 튜브는 공작기계 제조와 기계산업에 종사하는 다양한 업체에서 사용되고 있다. RX 에너지 튜브는 2010년 ‘iF Product Design’에서 독일 전문 심사위원단들의 평가 하에 39개 국가에서 출시한 2486개의 제품들을 재치고 산업적 디자인 가치를 인정받은 디자인 부문 수상작이다. 이구스에서 출시한 밀폐형 플라스틱 에너지체인은 칩이 발생하는 모든 산업분야에서 무려 20년동안 중요한 역할을 해왔다. 분진, 오물, 오일, 습기, 고온, 저온 환경에 뛰어난 이구스 에너지체인 앞에서는 어떠한 영향을 끼칠 수 없었다.

밀폐에 관한 새로운 패러다임

산업디자인 수상작인 ‘RX’ 모델은 기존의 밀폐 제품 중에서도 가장 우수한 제품이라고 이구스는 말한다. 지난 모델들에 비해 밀폐력이 현저히 상승했으며, 이러한 사실은 다양한 측정 방법으로 칩 투과 테스트를 통해 입증되었다. 또한 RX 에너지 튜브를 새로운 사이즈로 출시하기에 앞서 사전 인터넷 설문조사를 통해 실제 고객들의 의견을 수렴하여, 추가로 48mm와 56mm의 새로운 내부높이 출시로 제품 범위를 확장하였다.

새로운 디자인

RX 에너지 튜브는 기계에서 발생하는 모든 칩들을 쉽게 튕겨내고 에너지 튜브에 절대 달라붙지 않도록 디자인되었다. 굵은 칩부터 매우 미세한 입자까지 모두 방어할 수 있다. RX 에너지 튜브는 모서리가 없는 곡선 디자인으로 칩이 외부에 쌓이지 않고 자연스럽게 흘러내리며, 칩이 투과할 수 있는 틈이 없다. 게다가 핀과 보어의 연결부 및 굴곡부를 내부로 숨겨 칩이 안으로 들어올 수 없도록 설계되었다. 종합 테스트를 통해 에너지 튜브를 실험한 결과 거의 100% 불투과, 밀폐 능력을 검증받았다. 이 테스트는 이구스 기술센터에서 실시하였으며, 다양한 크기의 칩과 다른 소재의 칩들을 이용하여 테스트했다. 또한 에너지 튜브의 밀폐력을 입증하기 위해 수중에서 에너지 튜브를 작동하는 수중 테스트도 실시했다.