자동화 수준 향상 SYIC는 어떻게 Renishaw의 프로빙 솔루션으로 툴 홀더 제조 공정을 혁신했는가

솔루션

공작물 셋업 및 공정 내 검사 역량 향상을 위한 검사 프로브

Renishaw의 기계 내 프로빙 솔루션은 제조 공정 자동화를 향한 첫 단계로 이상적인 솔루션입니다. SYIC는 2015년 공작물 셋업 공정을 개선하기 위해 Renishaw OMP60 프로브를 도입하며 바로 이러한 자동화 여정을 시작했습니다.

공작물 셋업은 가공 공정에서 정확한 정렬을 위해 공작물의 위치와 방향을 설정하는 과정입니다. 정밀한 자동 측정을 위해 설계된 OMP60은 SYIC의 셋업 시간을 획기적으로 단축했습니다. 기존 수동 공정에서는 최대 20분까지 소요되던 작업이 OMP60 도입 후 10분으로 단축되어, 셋업 시간이 50% 감소했으며 더욱 신속하고 정확한 결과를 얻을 수 있게 되었습니다. 이 프로브 덕분에 SYIC는 다양한 공구 홀더 제품군 전반에서 일관성을 유지할 수 있었으며, 품질 저하 없이 생산성을 향상시키는 데 기여했습니다.

OMP60의 성공적인 적용에 힘입어, SYIC는 더 까다로운 공정내 측정을 수행하기 위해 추가로 Renishaw의 고정밀 RMP600 공작 기계 프로브를 도입했습니다. 첨단 RENGAGE™ 기술이 탑재된 RMP600은 복잡한 형상과 윤곽에 대한 자동 3D 측정을 지원하며, 0.25 µm의 반복 정밀도를 제공합니다. 가공 과정에서는 공구 마모, 부품 변형, 열 변위 등 다양한 요인으로 인해 오차가 발생할 수 있습니다. 복잡한 부품 형상을 정확하게 측정하면 실제 소재 상태를 기반으로 좌표계, 파라미터, 오프셋 및 프로그램의 실행 로직을 업데이트할 수 있습니다. 이러한 사이클 내 복잡한 형상 검사 기능은 SYIC의 생산 신뢰성을 향상시켰으며, 고품질 정밀 공구 제조사로서의 명성을 더욱 공고히 하는 데 기여했습니다.

열악한 환경에서도 반복 가능한 공구 측정 및 파손 검출

SYIC는 생산 역량을 확대해 나가면서 Renishaw의 HPPA 및 HPMA 고정밀 공구 세팅 암을 3축 선반과 복합 가공기에 도입했습니다. 이 제품은 견고한 회전 운동학 설계가 특징으로, 터렛 전면에 프로브를 매우 높은 반복 정밀도로 위치시켜 작업 효율을 높이도록 설계되었습니다.

HPPA는 작업자가 직접 조작하는 간단한 상하 전개 방식(Pull-down, Push-up) 구조를 채택 하였으며, 측정이 필요할때 신속하게 배치하고 사용후에는 쉽게 원위치로 복귀시킬수 있습니다. 이를 통해 SYIC는 최소한의 공간만 차지하면서도 필요에 따라 측정을 수행할 수 있는 높은 유연성을 확보했습니다.

또한 HPMA는 모터 구동 방식으로 2초 이내에 측정 위치에 고정할 수 있어, 대량 생산 가공 환경에서도 생산성을 저해하지 않는 효율적인 공구 측정을 지원했습니다.

두 종류의 공구 세팅 암은 모두 열악한 가공 환경에서도 SYIC가 공구 측정과 공구 파손 검출을 자동화하고 반복 정밀도를 유지할 수 있도록 지원했습니다.

비접촉식 공구 세팅을 위한 레이저 기반 혁신

SYIC는 5축 CNC 가공 공정에서 수작업 기반의 공구 측정 프로세스를 자동화하고자 했습니다. 이를 위해 2022년 생산 라인에 Renishaw NC4+ Blue 비접촉식 공구 측정 시스템을 도입했습니다.

초기에는 SYIC도 10개가 넘는 공구를 모두 수동 세팅했는데, 이 과정은 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 기계의 가동 중단 시간을 늘리는 원인이 되었습니다. 접촉식 공구 측정 장치는 정확도가 높지만, 특히 직경이 작은 공구의 경우 공구 마모나 파손의 위험이 있다는 한계가 있었습니다.

Renishaw의 NC4+ Blue 레이저 공구 계측장치는 특히 CAPTO 공구 홀더 개발 과정에서 SYIC의 생산 공정에 변화를 주는 데 있어 매우 중요한 역할을 했습니다. 세련된 외관과는 달리, 이러한 툴 홀더의 제조 공정은 매우 복잡하며 직경이 3 mm에 불과한 소형 공구를 포함한 다양한 공구를 사용해야 합니다.

NC4+ Blue는 첨단 블루 레이저 기술과 향상된 광학 시스템을 적용하여 공구 세팅 작업에서 탁월한 정확도와 반복 정밀도를 제공합니다. 이를 통해 SYIC는 공구에 손상을 주지 않고 공구의 길이, 반경, 직경을 측정할 수 있게 되었으며, CAPTO 공구 홀더의 불량률을 0.3% 미만으로 낮추는 성과를 거두었습니다. NC4+ Blue 시스템은 특히 가공이 어려운 소재를 가공할 때 큰 효과를 발휘하여, 아무리 복잡한 설계라도 처음부터 완벽하게 제조할 수 있도록 보장해 줍니다.

성공을 위한 기반 마련

SYIC는 자사 제품에 대해 매우 높은 품질 기준을 유지하고 있습니다. SYIC의 경영 철학은 다음과 같습니다. 품질이 명성을 만들고, 명성이 품질을 보장한다". 또한, 일관되고 신뢰할 수 있는 설비 운영을 위해 CNC 기계의 정기적인 "상태 점검(Health Check) " 이 중요하다는 점을 강조하고 있습니다. 이러한 점검에는 선반, 밀링 기계, 복합 가공기의 포지셔닝 성능 및 정밀도 검사가 포함됩니다. SYIC는 Renishaw의 QC20 볼바를 사용하여 6개월마다 이 점검을 수행하고 있습니다.

QC20 볼바는 양 끝에 정밀 볼이 달린 신축식 (텔레스코픽)리니어 센서입니다. 기계 테이블에 장착되어 프로그래밍된 원형 경로를 따라 공작 기계와 함께 이동합니다. 사용이 간편한 Ballbar 20 소프트웨어는 SYIC의 CNC 기계 위치 정밀도 데이터를 수집하여 국제 표준에 따른 측정 및 분석 결과를 제공합니다.

전체 진단 과정은 30분이 채 소요되지 않습니다. 엔지니어는 수집된 데이터를 통해 오차 발생 원인을 진단하고, 불필요한 가동 중단 시간을 줄이기 위해 예방적 유지보수가 필요한지 여부를 신속하게 판단할 수 있습니다.

QC20 볼바의 신속한 진단 기능 덕분에 SYIC는 공작 기계의 등급을 매우 정확하게 분류할 수 있게 되었습니다. 결과적으로, 요구되는 정밀도가 서로 다른 작업들을 가장 적합한 장비에 배치할 수 있게 되었으며, 전반적인 생산 효율성이 한층 더 향상되었습니다.

결과

Renishaw의 첨단 제조 기술은 SYIC의 자동화 여정에서 핵심적인 역할을 해왔으며, 정밀도, 생산 효율성, 신뢰성 측면에서 주목할 만한 개선을 이루어 냈습니다.

OMP60 및 RMP600 스핀들 프로브의 도입으로 공작물 셋업 시간이 50% 단축되었으며, 공정내 검사 과정에서 측정 정확도가 향상되었습니다. 여기에 Renishaw 공구 세팅 암을 추가로 도입하면서, SYIC는 열악한 환경 조건에서도 정밀한 공구 측정과 신뢰성 높은 공구 파손 검출이 가능해졌습니다.

또한 NC4+ Blue는 소형 공구에 대한 고정밀 측정 및 검출 기능을 제공하여 CAPTO 공구 홀더의 불량률을 무려 0.3% 수준으로 낮추는 성과를 거두었습니다. 마지막으로, QC20 볼바를 활용해 실시하는 연 2회 장비 상태 점검은 운영 효율성을 높이고 기계의 가동 중단 시간을 줄이는 데 크게 기여했습니다.

Renishaw와 SYIC의 협력은 향후 자동화와 품질 향상을 위한 미래 발전의 기반을 마련했으며, 제조 공정의 지속적인 개선을 가능하게 했습니다.