머시닝 센터의 구성
머시닝 센터의 장점
머시닝 센터는 공구를 자동 교환함으로써 공구 교환에 걸리는 시간을 절약해 생산 리드 타임을 단축시킨다. 또한 머시닝 센터는 면 가공, 드릴링, 태핑, 보링 작업 등을 진행할 때 연속 공정을 통해 공작물을 한 번만 고정시켜 작업을 완료한다.
추가적으로 머시닝 센터는 한 사람이 여러 대의 기계를 가동할 수 있도록 지원하는 특성을 갖추고 있어 업체 입장에서는 기계 가동에 필요한 인력 확보 측면에서 부담을 덜 수 있다 만약 작업자가 머시닝 센터에 APC를 적용한다면, 공작물 교환에 따른 기계 정지 시간이 단축되는 효과가 발생한다.
머시닝 센터의 종류
머시닝 센터의 종류는 주축 방향을 기준으로 ‘수직형 머시닝 센터’와 ‘수평형 머시닝 센터’로 나누어진다. 수직형 머시닝 센터는 주축(공구 방향)이 수직 방향으로 이동하면서 공작물의 윗면을 가공하는 기계이다. 반면, 수평형 머시닝 센터는 주축이 수평 방향으로 구성되어 있고, 박스형(기어박스 등)의 공작물을 회전 테이블 위에 고정시키는 동시에 4면을 한 번의 세팅을 통해 가공하는 기계로, 산업 현장에서 널리 활용되고 있다.
머시닝 센터의 용도
머시닝 센터는 부품 가공과 금형 가공, 시작품 가공에 활용되는데, 부품 가공 시에는 ▲ 기어박스 ▲ 엔진 부품 ▲ 펌프 ▲ 컴퓨터 및 통신 기계 부품 ▲ 항공기 부품 등의 중품종 중량 생산에 활용된다.
또한 머시닝 센터는 금형 가공과 시작품 가공의 경우에 있어서는 ▲ 단품 생산 ▲ 복잡한 형상 가공 ▲ 고품위/고정도 가공 등의 다품종 소량 생산과 설계 변경이 빈번하게 발생하는 시작품의 부품 가공 용도로 활용된다.
머시닝 센터의 구조
머시닝 센터는 기본적으로 ▲ 구동 모터 ▲ 주축대 ▲ 베드 ▲ 새들 ▲ 테이블 ▲ 컬럼 ▲ 강전 제어반 ▲ 조작판 ▲ 서보 기구 ▲ ATC로 구성되어 있다.
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주축대의 내부에서는 주축 모터와 풀리가 V 벨트로 연결되어 주축을 회전시키는데, 주축의 구멍이 테이퍼로 구성되어 있어 공구 클램핑 시 주축 중심과 공구 중심을 정확하게 일치시킬 수 있다. 베드는 고강성 유지를 지원하는데, 베드의 슬라이드 면은 마찰 저항이 극히 적은 안내면으로 이뤄져 있다.
테이블은 새들 위에 배치되어 있는데, 새들의 경우 베드 위에서 안내면의 중앙에 배치되어 있는 볼 스크류에 의해 구동된다. 조작판은 CRT 조작판으로, NC 선반과 비슷한 구조를 갖추고 있으며, 기계를 수동 조작하는 기계 조작판으로 구성되어 있다.
ATC의 경우 머시닝 센터의 부속 장치로, 주축에 고정되어 있는 공구와 다음 가공에 사용될 공구를 자동으로 교환한다. ATC는 기계의 크기에 따라 ▲ 터릿형 ▲ 저장형으로 분류되며, 수십 개에 이르는 공구를 장착할 수 있다.
한편, ATC는 임의의 공구를 번호로 호출해 교환하는 랜덤 방식과 배열순으로 주축에 장착하는 순차형 방식을 공구 호출 방식으로 보유하고 있다. ATC 외에도 머시닝 센터에는 부속 장치로 APC, 절삭밥 처리 장치, 인덱스 테이블 및 로터리 테이블, 공작물 고정 장치 등이 적용된다.
APC는 일감을 고정시킨 고정 지그 전체를 운반해 공작기계에 부착하고 제거하는 일을 수행한다. 절삭밥 처리 장치는 일감 가공 시 배출되는 절삭밥을 처리하는 장치로, 절삭밥을 처리함으로써 절삭밥이 누적되어 발생하는 열 변형을 사전에 차단한다.
인덱스 테이블은 머시닝 센터의 부가축으로, 공작물의 각도를 분할하는 기능을 수행하며, 수평형 머시닝 센터에서 회전 테이블과 같은 역할을 수행한다. 로터리 테이블의 경우 인덱스 테이블과 같이 부가축이지만, 각도 분할과 더불어 회전 시 이송 속도를 명령해 절삭 가공을 수행한다. 로터리 테이블은 1축 로터리 테이블과 2축 로터리 테이블로 구성되어 있다.
공작물 고정 장치는 공작물을 테이블에 고정시키는 장치인데, 사용자는 공작물 고정 장치 선정 시 위치 결정 정밀도와 반복 정밀도를 충분히 고려한 후 적용해야 한다. 이전에는 주로 치공구 등을 고정시키는 장치가 활용되었지만, 머시닝 센터에서는 여러 공작물에 폭넓게 활용하기 위한 목적 하에 기계 바이스나 볼트·너트로 구성된 범용 고정 장치가 많이 활용되고 있다.
자료제공 | 설아테크(www.quickcadcam.com)
