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| 현대위아의 5축 머시닝 센터인 XF6300 |
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1. 개요
머시닝 센터는 CNC 밀링 머신에 툴 체인저 등의 장치가 붙어 있어서 자동 툴 교환 기능이 있는 것을 말한다. 드릴링 머신, 보링 머신, 밀링 머신을 통합하여 수치를 제어할 수 있다. 두 가지 이상의 작업을 동시에 할 수 있고, 자동으로 공구를 교환할 수 있는 ATC(Automatic Tool Changer)와 APC(자동 부품 교환 장치)가 부착되어 있다.터닝센터가 공작물이 회전하고 공구가 고정된 개념이라면 머시닝 센터는 공구가 회전하고 공작물이 고정되어 있는 방식이다.
2. 상세
일반적으로 머시닝센터를 말한다면 X, Y, Z 세 가지 축을 가지고 있는 3축 머시닝센터를 말하며 4축, 5축 등 다축머시닝센터들도 있다. 기계별로 호기가 붙여 있는데 호기는 y축 이동할 수 있는 거리를 말한다. 만약에 y축 이동거리가 100mm면은 1호기 200mm라면 2호기 이렇게. 다만 주의할게 호수만 믿고 스펙을 판단하면 안 되는 게, Z 축 높이가 차이가 나기 때문. Z 축이 너무 낮아버리면 측면 가공과 입체 가공이 매우 어려워 지거나, 불가능하게 된다. [1]머시닝 센터에는 가공준비기능의 G코드와 보조 기능의 M코드가 있다. 주축(스핀들)이 X, Y방향으로 이동하는가의 여부에 따라 칼럼 이동형/테이블 이송형 등으로 나뉘기도 한다. '어떤 방식이 더 좋은 것이냐.'가 아니라 가공 작업의 특성에 맞는 방식이 좋다.[2]
머시닝 센터의 프로그래밍은 CNC 선반과는 달리 복잡하여, Mastercam, NX, 등과 같은 CAM을 이용하여 프로그래밍한다. [3][4]
머시닝 센터를 사용할 때에는 주의하도록 하자, 일단 CNC선반과는 달리 가격부터 차이 난다. CNC선반이 수천만 원 정도 하는 반면 머시닝 센터는 3축짜리 실습용 조차도 수 백, 수천만 원에 달하고, 현장에서 제대로 사용하는 것이라면 억 단위다. H사의 가공 범위 4,000x520x570인 머시닝 센터의 정가는 1억 5천만 원이다. 그리고 독일 회사인 EMAG의 경우는 제일 소형만 해도 3억이나 한다. 여기서 5축 옵션까지 붙으면 천정부지로 치솟는다. 타 기기는 12,000 RPM에서 노는 동안 이건 조건만 잘 맞추면 25,000에서 30,000 RPM에서 노는 놈이니... [5] 당연히 기계만 있어서는 작업을 할 수 없으니 각종 공구류 구입은 따로 해야 한다.
기계가 고가이긴 하나 사람이 다치는 것보다는 기계가 고장 나는 게 백배 낫다. 기계는 고치면 되지만 사람은 그게 아니다. 현장에서도 기계와 공작물의 충돌이 발생했을 때 기계 이상 발생했다고 그 비용을 물어내는 경우는 없다고 보면 된다. [6] 그러니 사고 쳐서 겁먹고 애써 취직한 회사 그만두는 일은 없도록 하자.
3. 종류
3.1. 수직형 머시닝센터
일반적으로 많이 쓰이는 머시닝센터. 보통 머시닝센터를 말하면 수직형 머시닝센터를 뜻한다. 공구의 축이 지면과 수직으로 구성된 형태로 수직형 머시닝센터 또는 버티컬 머시닝센터라고 부른다.가공 소재를 바이스나 테이블에 고정시켜 가공하기에 가공할 수 있는 가공면의 제한이 따르기도 하며 소재의 고정 방식과 소재의 형태에 따라 진동과 소재의 이탈에 대해 많은 주의를 기울여야 한다. 특히 소재를 테이블이나 면판에 고정시킬 경우 공구의 이동 경로에 클램프 기구가 충돌하지 않는지 잘 살펴야 한다.
대부분 회사를 가면 보이는 머시닝센터인데 주로 생산하는 업체는 스맥, DN솔루션즈, 현대위아, 화천기계, S&T중공업 등이다.
3.2. 수평형 머시닝센터
일반적으로 자주 쓰이지는 않지만 단품의 가공품 생산 보다는 양산품 생산에 적합한 기종으로, 양산 업체에서 주로 사용하며 소재를 한 번 클램프하여 가공할 수 있는 가공면이 많아 복잡한 형상의 물건이나 가공면이 많은 물건에 주로 사용된다.공구의 축이 테이블과 수평한 상태로 가공되기에 수평형, 호리젠탈 머시닝 센터라고 부른다. 대량의 양산품을 생산하는 가공회사에 적합하고 테이블 자체가 인덱스 기능을 갖추고 있으며 여러개의 팔레트가 추가 되어 소재를 교체하거나 가공할 수 있는 가공면이 많아 공정 수를 줄일 수도 있다. 수직형과 달리 각 가공 위치별로 정밀도를 유지할 수 있고 지그 제작을 통해 동일한 품질의 제품을 다량 생산 가능하기에 단품 보다는 양산품 가공에 적합하다.
Y축과 나란히 테이블이 구성되며 테이블의 회전축이 Y축과 대응되기에 테이블을 B축이라 칭한다. 테이블의 인덱스 기능은 기계에 따라 차이가 있지만 보통 1도 분할이나 5도 분할 되어 회전된다. 그러나 일반적인 호리젠탈 머시닝 센터는 B축이 회전된다 하여 터닝센터 처럼 테이블 자체가 회전하며 가공되지는 않고 테이블 회전 > 테이블 고정 > 가공. 이러한 과정을 거친다.
테이블 자체가 터닝센터 처럼 회전하며 원형의 물건을 가공하기도 하고 인덱스처럼 사용되기도 하는 복합 기능을 가진 기계도 사용되고 있다.
4. 머시닝 센터 가공 및 대행 업체
- Xometry 머시닝센터 가공 (미국)
- Hass Automation 공작기계제조 (미국)
- 바로발주 머시닝센터 가공 및 대행 업체 (국내)
[1]
예를 들면 20호기인데, Z 축이 10호기 수준인 게 있다고 해보자.. 제품을 그냥 올리는 게 아니라, 블록이나 조방을 세팅하고, 그 위에 올리는데, 가뜩이나 Z 축이 낮은데 블록과 조방이 Z 축 높이를 까먹어 버리니. 실제로 가공할 수 있는 제품의 크기는 한정되어 버리는 것. 거기에 20호기라고, 헤드 부분도 10호기에 비해 크다. 결국 10호기보다 두께(높이)가 얇은 제품 제품밖에 가공을 못한다!! 쉽게 말해서, 10호기 수준에서 그냥 좌우로 더 넓은 제품을 가공할 수 있다는 것뿐인데. 이럴 거면 그냥 정상적인 20호기를 들여놓는 게 효율적이다.
[2]
가벼운 공작물이라면 어떤 방식이든 별 상관없지만 가공품이 수 톤 이상의 중량이라면 칼럼 이동형이 나은 식으로..
[3]
몰론 직접 프로그래밍을 하도록 가르치는 학교도 많다. CNC밀링기능사/컴퓨터응용가공산업기사 실기 시험에서는 직접 프로그래밍해야 한다. 즉, 관련 자격증 따려면 필수.
[4]
세상은 넓고 괴수들은 많기 때문에 아무리 봐도 직선으로 보이는 십만 R 이상의 라운드를 그것도 다중, 복합적인 형상을 cam은 커녕 계산기도 없이 현장에서 즉석으로 프로그래밍하여 작업하는 사람들도 많이 있다.
[5]
당연한 말이지만 이런 고회전 영역에선 절삭 조건을 잘못 맞출 경우 가차 없이 툴
브레이킹 알람을 볼 수 있다.
[6]
법에도 작업 중 발생한 사고에 대해 금전적 책임을 물을 수 없게 되어있다. 고의적인 경우는 제외.