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미쓰비시 CNC 방전가공기 SV-P 시리즈

미쓰비시전기의 새로운 방전가공기가 한국에 상륙했다. 한국미쓰비시전기오토메이션은 지난달 열린 「국제 금형 및 가공기기」 전시회에 신제품 CNC 방전가공기 SV-P 시리즈를 선보였다. 가공정밀도와 생산성이 향상된 것은 물론 IoT, AI 기술을 적용하여 기계성능을 혁신했다. 스마트팩토리의 원조격인 ‘e-F@ctory’라는 통합솔루션을 공급하는 기업답게 새 방전기는 스마트공장에 대응하는 연결성까지 갖췄다.

글/ 신동완 기자

 

SV-P 시리즈의 개요

SV-P 시리즈는 기계 구조체와 4차산업혁명 기술을 적용한 소프트웨어의 혁신성이 큰 특징이다. 기계구조는 가공정도를 향상시키기 위한 독자기술의 열변위 제거 기술을 적용하고 고강성 구조로 설계하여 종전 기종에 비해 가공안정성이 향상됐다.

소프트웨어 기술이 압권인데, ‘Maisart’, ‘D-CUBES’, ‘Remote4U’ 등의 프로그램을 채택했다. 여기에는 가공정보를 자동인식하고 판별하는 인공지능 기술, 고감도 센싱을 위한 사물인터넷기술, 방전기의 생산정보와 기계상태를 모니터링하는 4차산업혁명 기술을 동원하여 적용했다. 이 첨단기술을 적용한 신제품 방전기는 가공현장의 생산설비 데이터가 관리·영업·경영 등과 연결하고 통합해야 한다는 스마트팩토리에 완벽히 대응한다. 한국미쓰비시전기 방전영업그룹 박찬석 그룹장은 “금속가공현장의 스마트팩토리를 도입할 때 새로운 라인을 구축할 필요가 있는데, 이 경우에 걸맞는 첨단 설비”라고 소개했다.

 

열변위 제거, 고강성의 기계구조

먼저 기계구조는 기계 본체에서 안정적인 가공을 저해하는 요인들을 제거하거나 최소화하여 설계했다. 기계 베드는 램 주물구조로 강성을 높였다. 기계 구조해석을 통해 종래 기계구조와는 다르게 설계하여 중대면적 가공성능을 향상시켰다. 기계강성이 높아지면서 다양한 가공에서 고속가공과 안정된 가공성능을 보이는데, 점프제어 기능인 ‘SS 점프’의 고속·고가속화 기능을 활용하면 가공속도는 종래 기계에 비해 최대 40% 향상된다. 동시에 면 균일성도 향상되고 가공시간이 단축되며 전극 바리를 제어할 수 있다.

열변위 보정기술은 미쓰비시의 Thermal Buster라는 독자기술이다. 고감도 센서로 Z축의 온도를 측정하고 측정값을 컨트롤러로 보내면 패널에서 온도표시 화면을 볼 수 있다. 기계와 현장환경의 온도변화를 시각화하여 모니터링하는 기술인데, 이를 토대로 축을 냉각하여 보정한다. 열변위를 제거하는 것이다.

고정도 가공을 위한 기술 적용은 열변위 대책과 함께 서보제어 기술도 적용했다. 미쓰비시의 제어기와 독자 서보제어 기술, 고정도 구동부품을 탑재하여 대형 피치가공의 고정도화를 실현한 것이다. 고강성의 C축과 고정도 스핀들을 채택했다. C축은 전극 허용 이너셔를 높인 고강성·고정도 축이며, 고정밀 헬리컬 가공 및 분할가공도 가능하다.

업계 최고의 면조도를 내는 NP2회로, 미세 GAP회로기술도 적용했다. NP2회로는 고품위 미세 정삭기능을 갖는데, 부유용량 성분을 차단하여 업계 최소면조도 Ra0.050㎛를 실현했다. 종래의 회로가 면조도 0.065㎛, 입자 크기 5~8㎛인데 비해 NP2회로는 면조도 0.048㎛, 입자 크기는 3~5㎛인 것으로 측정 결과 나타났다. 미세 GAP회로는 미세 축소값(편측 축소값 0.015~0.030mm)의 가공에 대응한다. 이로써 전극소모를 억제하고 미세 인코너R 0.004mm를 실현했다.  

‘Maisart’…AI 적응제어

SV-P 시리즈가 채택한 Maisart는 최적의 가공상태를 실시간 제어하는 AI 적응제어기술이다. 인공지능기술로 가공을 최적화하도록 제어하고 고속 점프의 상승효과로 가공효율은 대폭 향상시킨다. 실제 게이트 가공에서 AI 적응제어는 가공 깊이를 자동으로 인식하고 판별하여 가공을 안정시키고 고속화를 실현했다. 종래 제어기술과 비교하면 Maisart는 게이트 가공시간을 30% 단축시키는 것으로 나타났다.

Maisart의 가공 최적화는 또 여러 개의 그라파이트 전극가공에서 고속, 저소모 가공으로 생산성을 향상시킨다. 초경합금의 고속화도 실현하는데, IDPM3과 동 그라파이트 전극의 조합으로 황삭가공 속도를 60% 향상시켰다. 

면 품위를 높이기 위해 새로운 광택정삭회로 ‘HGM2회로’도 탑재했는데, 이를 활용하면 종래 GM회로에 비해 훨씬 균일하고 높은 광택의 정삭가공을 할 수 있다. 표준으로 탑재한 HPS회로는 동전극에서 전극소모가 비약적으로 향상되며, 초경가공 전용 SP전원은 가공속도를 최대 50% 향상시킨다.

Maisart는 생산성을 인공지능 기술로 높이는 기술이다. 이는 가공의 고속화를 실현한다는 것을 의미하는데, SV-P 시리즈에 탑재된 여러 회로기술과 조합하면 고속화뿐 아니라 전극소모를 최소화하고, 최상의 가공품질을 얻을 수 있다. 

 

가공 프로그램 ‘D-CUBES’

SV-P 시리즈의 강점 중 또 하나는 가공의 모든 과정을 모니터링하고 제어하는 D-CUBES의 뛰어난 기능과 손쉬운 조작성이다. 이 가공 프로그램은 먼저 홈 화면이 가공 전체상황을 한 눈에 파악하도록 되어 있고 필요한 화면을 원터치로 호출할 수 있다. 표시 내용은 자유롭게 커스터마이즈할 수 있다.

오퍼레이션 순서에 따라 기능을 살펴보면, 먼저 가공 전 준비 화면이 있다. 여기서는 점검 이력관리를 가공기가 지원함으로써 관리 부족으로 인한 가공준비 지연시간을 줄여준다. 세팅 화면은 전극교환, 축이송, 가공조 높이 설정을 할 수 있고, 가공물을 측정하거나 전극을 측정할 수 있다.

가공 프로그램은 표 형식의 프로그래밍 화면으로 수치 입력만으로 프로그램을 작성할 수 있다. 액션 메뉴에서 복사 및 검색, 치환 등을 간단하게 조작하며, 네비게이터 기능으로 프로그래밍을 지원한다. 가공조건 검색 기능은 가공대상 형상에 대응하는 최적의 가공조건 기능을 탑재했다. 필터링 검색으로 탑재조건을 에러 없이 검색할 수 있으며, 조정 바로 조건 조정도 간단히 실행할 수 있다. 가공에 걸리는 목표시간이 산정되는 기능도 있다. 여기서는 견적시간 보정 및 견적 정도 향상도 지원한다.

확인 리스트 메뉴에서는 가공 전 필요 작업을 확인하는데, 가공 전에 체크해야 할 리스트가 표시된다. 체크가 누락한 경우 기계는 작동하지 않는다. 오퍼레이터의 실수를 방지하는 기능이다.

가공상황을 시각화하여 볼 수 있는 가공 모니터링 기능은 가공상황을 확인할 수 있는데, 적응제어가 자동으로 설정된다. 노하우를 결집시킨 제어의 자동설정으로 최적의 가공을 실현한다.

D-CUBES의 메인 메뉴는 ‘초기설정’, ‘오퍼레이션’, ‘이력관리’ 등 3개의 화면이 집약되어 나타난다. 이는 필요한 정보를 설정하고 참조할 수 있도록 조작방법을 쉽게 압축한 것으로 누구라도 간단하게 사용할 수 있게 되어 있다. ‘초기설정’과 ‘오퍼레이션’은 위에서 설명한 대로이며, 이력관리는 SV-P 시리즈의 또다른 적용 기능인 ‘Remote4U’와 연결되어 원격에서 기계 가동상황 등을 파악하도록 했다.

기계 관리를 원격으로…‘Remote4U’

D-CUBES의 일부 기능을 이메일 등으로 받아보는 원격 관리 기능이 Remote4U다. 가동이력, 점검·보수 이력, 소모품과 코스트 관리 등 D-CUBES가 수행하는 이런 기능들을 Remote4U에 연결하면 기계 생산실적은 물론 소모품 교환을 원격으로도 알 수 있다. 또 다른 가공기의 가동상황도 확인이 가능하다.

Remote4U에서 수행할 수 있는 기능은 크게 기계 가동상황 관리와 소모품 관리다. 기계 가동상황 관리는 기계 가동상황을 화면상의 Remote4U로 관리하는 것을 말한다.전극 사용 상황과 이벤트가 표시된다. 소모품관리는 소모품의 사용시간, 교환 이력을 가공기에서 관리되는 것을 Remote4U 화면에서 메시지로 알려주며, 이메일로도 교환 시점을 받아 볼 수 있다.

Remote4U의 리모트 진단기능을 몇 가지 사례로 들면, 테이퍼 수몰 알람 대처 사례, 비저항 에러 대처 사례, 펀치 가공 조언 등을 꼽을 수 있다. 이 중 비저항 에러 대처 사례를 보면, 메인터넌스 상황과 소모품 상황이 화면에 나타난다. 소모품은 와이어 남은시간, 필터교환과 이온교환수지교환의 사용 시간과 교환 예측일이 표시된다.

미쓰비시 방전가공기 SV-P 시리즈가 갖는 뛰어난 성능과 문제해결 기능은 궁극적으로 미쓰비시의 통합 스마트팩토리 솔루션 ‘e-F@ctory’와 연결을 위한 것이다. SV-P 시리즈가 생산단에서 스마트팩토리 상위 레벨에 데이터를 연결하여 통합 솔루션의 일원으로 기능을 하도록 되어 있는 것이다.