제조 현장에서는 어떤 종류의 자동화 가공 장비가 사용되나요?

제조 기술이 발전함에 따라 공정 자동화 수준이 높아지면서 생산성이 크게 향상되었습니다. 다양한 생산 속도와 유연성 요구 사항을 충족하기 위해 여러 종류의 자동화 가공 장비가 개발되었습니다.

1. 단축 및 다축 자동 또는 반자동 선반. 이 기계들은 자동 또는 반자동 독립형 장비의 고유한 기능을 활용하여 다양한 종류의 부품에 대해 여러 가지 공정을 수행합니다. 기계 유형과 크기는 필요한 공정, 작업 내용 및 블랭크 상태에 따라 선정해야 합니다. 또한 제어 방식은 제품 종류 수, 배치 규모 및 전환 빈도를 반영해야 합니다. 반자동 기계의 경우, 자동 적재 및 하역 장치, 공구 매거진, 자동 공구 교환기를 장착하여 완전 자동 생산을 실현할 수도 있습니다.
2. 특수 목적의 자동 공작기계. 특수 목적 기계는 대개 상세한 공정 분석을 바탕으로 특정 공작물에 대한 특정 작업을 수행하도록 설계됩니다. 이 기계의 전달 시스템은 비교적 단순하며, 고정 장치는 기계 구조와 밀접하게 통합되어 있습니다. 일반적으로 범용 기계보다 강성이 우수합니다. 설계자가 직면하는 제약이 적기 때문에 자동화 요구 사항을 종합적으로 고려할 수 있습니다. 단점은 새로 설계된 부품에 대해 광범위한 조정이 필요할 수 있다는 점입니다. 단품 또는 소량 생산의 경우 높은 비용을 정당화하기 어려우므로, 이러한 기계는 제품 설계가 안정적이고 생산량이 많을 때 가장 경제적입니다.
3. 모듈식 공작기계. 이 기계의 구성 요소 중 약 70%에서 90%에 해당하는 부분이 표준화되어 있어, 설계 및 제조 시간을 단축하고 부분적 또는 완전한 재구성이 가능합니다. 모듈식 기계는 특정 공작물을 위해 설계되었으며, 최적화된 공정 계획을 적용할 수 있습니다. 이 기계는 작업 집중화, 동시 다면 및 다공구 가공, 그리고 한 번의 세팅으로 여러 구멍을 가공하는 다스핀들 가공을 지원합니다. 이러한 기능은 생산성, 위치 정확도 및 제품 품질을 향상시키는 동시에 공정 간 이송 작업을 줄여줍니다. 표준화된 구성품은 유지보수를 간소화하고 비용을 절감합니다. 대표적인 적용 분야로는 하우징, 쉘 및 불규칙 형상의 부품에 대한 드릴링, 카운터보링, 보링, 리밍, 페이싱, 내·외부 나사 가공 및 면 밀링이 있습니다. 터렛 파워 헤드 또는 교환식 스핀들 헤드를 장착한 기계는 중량 생산도 지원할 수 있습니다.
4. NC 및 CNC 공작기계. 수치 제어(NC) 기계는 디지털 신호를 사용하여 동작을 제어하며, 지정된 프로그램, 속도 및 경로를 자동으로 따릅니다. 현대의 기계는 일반적으로 컴퓨터 수치 제어(CNC)를 사용합니다. 기계 작동, 공정 매개변수 및 치수 제어를 포함한 소스 프로그램은 기계를 제어하는 프로그래밍 가능한 컴퓨터에 직접 입력할 수 있습니다. 제품이 변경될 경우, 작업자는 일반적으로 새로운 부품을 장착하고, 공구를 교체하며, CNC 프로그램을 교체하기만 하면 됩니다. CNC 기계는 단품 생산, 중소량 생산 및 복잡한 부품 가공에 적합하며, 대량 생산에도 사용될 수 있습니다. 이 기계는 생산성을 향상시키고, 인력을 절감하며, 설계 변경에 신속하게 대응하고, 일관된 정밀도를 유지할 뿐만 아니라, 유연 생산 시스템(FMS)이나 유연 자동화 라인의 일부로 활용될 수 있습니다.
   
5. 가공 센터. 머시닝 센터(MC)는 공구 매거진과 자동 공구 교환 장치를 갖춘 다기능 CNC 공작기계입니다. 한 번의 세팅으로 두 개 이상의 표면에 대해 밀링, 보링, 드릴링, 리밍 작업을 자동으로 수행할 수 있습니다. 공정을 집중시킴으로써 반복적인 세팅, 기계 조정, 공작물 이송, 대기 시간 및 세팅 관련 오류를 줄일 수 있습니다. 주요 종류로는 밀링 및 보링 센터, 선반 센터, 연삭 센터, 펀칭 센터, 그리고 스핀들 헤드를 자동으로 교체할 수 있는 다중 스핀들 센터 등이 있습니다. 머시닝 센터는 기존의 여러 대의 공작기계, 공구, 지그, 세팅 및 조정이 필요했을 복잡한 고난도 부품 가공에 적합합니다. 또한 팔레트에 그룹으로 장착된 단순한 부품의 혼합 모델 생산도 지원합니다. 이러한 유연성 덕분에 머시닝 센터는 유연 생산 시스템의 핵심 장비로 자리 잡고 있습니다.
6. 유연한 제조 셀. 유연 생산 셀(FMC)은 일반적으로 1~3대의 CNC 공작기계와 자재 이송 장비를 결합한 형태입니다. 여기에는 공구 저장소, 공작물 보관 스테이션, 셀 컨트롤러가 포함됩니다. 이 공작기계들은 부품의 자동 적재 및 하역, 공구 교환, 가공 정밀도 검사, 공구 마모 모니터링을 수행할 수 있습니다. FMC는 제한된 일련의 공정을 연속적으로 수행할 수 있으며, 중소 규모의 배치 생산에 매우 적합합니다.
7. 자동화 가공 라인. 자동화 라인은 공작물 이송 시스템과 제어 시스템을 통해 일련의 자동 공작 기계와 보조 장치를 공정 순서에 따라 연결합니다. 공작물은 정해진 생산 타크트에 따라 각 스테이션을 자동으로 이동하며, 필요한 공정의 전부 또는 일부를 완료합니다. 이 라인에는 범용, 특수용 또는 모듈식 공작기계를 사용할 수 있습니다. 이 라인은 안정적인 품질, 높은 생산성 및 낮은 노동 강도를 제공하지만, 공작물은 일반적으로 고정되어 있거나 거의 변경되지 않으므로 주로 대량 생산에 적합합니다.