NC 연삭기 자동화 [소개]

NC 연삭기 제조업체와 사용자는 다음과 같은 어려움에 매일 직면합니다.

• 공작물에 연삭 휠을 수동으로 적용하고, 스파크 발생 여부를 확인하거나 소리를 듣고 가공 시작 위치를 확인하는 것은 시간이 많이 소요될 수 있습니다.
• 기존 직원과 신입 직원은 연삭 휠 적용 공정의 품질 편차를 표준화할 수 없습니다.
• AE 센서가 사용되지만 정확도가 불안정합니다.

공작기계에서 NC 연삭기는 공작물의 치수를 결정하기 위해 높은 정밀도의 가공을 요구합니다.
따라서 NC를 활용하더라도 자동화에는 상당한 어려움이 따르며, 많은 사용자가 현장에서 인력 부족이라는 문제에 직면하고 있습니다.

이 기사에서는 METROL이 에어 갭 센서를 사용하여 NC 연삭기를 완전 자동화하기 위해 업계 최초로 기울인 노력에 대해 자세히 살펴봅니다.

[문제] NC 연삭기의 "연삭 휠 적용 과정"이란 무엇인가?

일반적으로 NC 연삭기에서 공작물을 가공할 때 다음 두 가지 설정 작업이 필수적입니다.

• 연삭 휠 가공을 위한 시작 위치 인덱싱
• 가공물 시작 위치

일반적으로 연삭 휠 가공의 시작 위치(즉, 연삭 휠의 직경)를 결정하는 과정을 "연삭 휠 적용 과정"이라고 합니다.

이 "연삭 휠 적용 공정"은 어렵고 까다로운 작업입니다.

"연삭 휠 적용 절차" 실행

일반적인 방법은 먼저 회전하는 연삭 휠을 수동으로 천천히 공작물 표면으로 가져가 접촉시키는 것입니다.
연삭 휠이 공작물에 닿을 때 발생하는 불꽃 과 소리를 통해 "가공 시작 위치"를 확인할 수 있습니다.

연삭 휠의 가공 지점은 열 변형 및 연삭 휠 마모로 인해 변위되므로, 주기적으로 "연삭 휠 적용" 작업을 수행하면서 가공 시작 위치를 수정해야 합니다.

다음으로, 이 "연삭 휠 적용 절차"와 관련된 위험에 대해 설명하겠습니다.

NC 연삭기의 "연삭 휠 장착 절차"에서 발생할 수 있는 위험은 무엇입니까?

이전 절에서 설명한 "연삭 휠 적용 절차"에는 다음과 같은 문제점과 위험이 있습니다.

• 각 작업마다 수작업이 필요하며, 완전 자동화는 불가능합니다.
• 신규 작업자와 숙련된 작업자 간에 가공 정확도 및 작업 시간에 일관성이 없습니다.
• 연삭 휠이 공작물과 직접 접촉하면 드레싱 직후에 공작물이 손상됩니다.
• 연삭 휠이 공작물에 부딪혀 사고가 발생할 위험.

인간의 오류와 기술 습득과 같은 문제들은 단기간에 해결하기 어렵습니다.
지속 가능하고 안전한 생산 시스템을 구축하기 위해서는 기술의 표준화와 자동화를 통한 해결책이 필요합니다.

NC 연삭기의 "연삭 휠 적용 절차" 자동화란 무엇입니까?

METROL 오랫동안 수작업으로 진행되어 온 "연삭 휠 적용 절차"의 자동화를 연구해 왔으며, 에어마이크로 센서 시리즈 기반 방식을 통해 이를 실현했습니다.

" 에어마이크로 센서 시리즈 "란 무엇일까요? 센서의 측정 원리를 설명합니다.

NC 연삭기를 자동화하는 "에어마이크로 센서 시리즈"란 무엇입니까?

간단히 말해, 에어마이크로 센서 시리즈 는 "공기(에어 노즐)를 사용하여 물체까지의 거리를 유효/무효로 감지하는 고정밀 위치 센서"입니다.
유효/무효 기준 역할을 하는 "거리 임계값"이 센서에 미리 등록되어 있으며, 센서는 물체와 공기 노즐 사이의 거리가 임계값보다 가까운지 먼지를 정확하게 판단합니다.

[설명] 에어마이크로 센서 시리즈 활용 사례 연구

에어마이크로 센서 시리즈 의 용도는 "공작물이 있는지 없는지 확인하는 것"을 예로 들어 설명합니다.

예시: 센서 임계값이 10μm로 설정된 경우의 절차.

• 1단계 : 센서에 "10μm 거리 임계값"을 미리 등록하십시오.
• 2단계 : 노즐의 존재 여부를 확인하기 위해 공작물을 노즐 가까이로 이동합니다(그림 2 참조).

공작물과 노즐 사이의 거리가 임계값(=10µm)보다 크면 → 유효하지 않은 신호가 출력됩니다. [왼쪽 그림]
공작물과 노즐 사이의 거리가 10μm 이하가 될 때까지 접근 → 유효 신호로 전환. [오른쪽 그림]

센서를 이용한 NC 연삭기 자동화에 대한 설명

다음 그림과 사진은 에어마이크로 센서 시리즈 사용하여 연삭 휠 적용 절차를 자동화하는 방법을 보여줍니다. NC 연삭기에서 감지 대상은 공작물이 아니라 "회전 연삭 휠의 시작 위치"입니다.

[삽화] 에어마이크로 센서 시리즈 이용한 가공 시작 위치 검출 절차.

• NC 연삭기에 에어 노즐 설치하기.
• 회전하는 연삭 휠이 공기 노즐에 접근합니다.
• 센서 신호 전환 위치 → 가공 시작 위치 (그림 3 참조)

[사진 설명] 에어 갭 센서를 이용한 가공 시작 위치 검출 절차.

실제 공기 노즐과 연삭 휠은 검출 절차를 설명하기 위해 확대된 사진으로 제시되어 있습니다.

절차 1: 회전하는 연삭 휠이 공기 노즐에 접근합니다.
노즐과 연삭 휠 사이의 거리가 임계값보다 크면 센서는 무효 신호 상태가 됩니다. (그림 4 참조)
연삭 휠은 신호가 '유효'로 전환되는 임계 위치에 도달할 때까지 노즐에 점점 더 가까워집니다.

2단계: 신호가 전환되는 위치가 가공 시작 위치입니다.
연삭 휠과 노즐 사이의 거리가 임계값에 도달하면 센서는 유효 신호로 전환됩니다.
센서가 유효 신호로 전환되는 좌표를 읽음으로써 "연삭 휠 가공 시작 위치"를 확인할 수 있습니다.

3단계: 산술 연산을 통해 연삭 휠의 직경을 계산합니다.
연삭 휠의 외경은 센서 신호가 출력될 때 휠의 기준 위치 좌표로부터 계산할 수 있습니다 .

[개요] 연삭 휠 적용 절차의 자동화.

위에서 설명한 바와 같이, 1단계부터 3단계까지의 과정을 통해 이전에는 수동으로 수행되었던 "연삭 휠 적용 절차"가 이제 완전히 자동화되었습니다.
* 터치 프로브 또는 유사한 장치를 사용하여 "공작물 높이"를 감지하는 것도 필요합니다.

[영상 해설] NC 연삭기 자동화

이전 장에서 설명한 연삭 휠 측정 절차는 실제 NC 연삭기가 작동하는 모습을 보여주는 영상에서 소개됩니다.

[활용예] NC 그라인더 자동화 사례 연구

주요 연삭기 제조업체인 오카모토 공작기계는 CNC 연삭기에 "연삭 휠 직경을 측정할 수 있는 비접촉식 센서"를 옵션 사양으로 채택하여 "회전 연삭 휠 적용 절차의 자동화"를 구현했습니다.

[자주 묻는 질문] NC 연삭기 자동화 관련

다음은 연삭 휠 가공 시 시작 위치 측정에 관한 자주 묻는 질문에 대한 답변입니다.

연삭 휠에 냉각수가 남아 있는 상태에서 측정할 수 있나요?

측정 시에는 절삭칩(금속) 중단해야 합니다.
냉각수 공급을 중단한 후에는 보다 정확한 측정 결과를 얻기 위해 연삭 휠을 몇 초간 회전시켜 수분을 제거해야 합니다. 냉각수(수분)가 포함된 연삭 휠은 팽창으로 인해 정확한 측정이 어려울 수 있습니다.

센서 신호는 몇 개까지 생성할 수 있습니까?

최대 3개의 신호를 등록할 수 있습니다. 목표에 따라 임계값을 설정함으로써 매우 효율적인 제어가 가능합니다.
예를 들어 연삭 휠의 위치를 확인하기 위한 "측정 신호", 연삭 휠의 접근 속도를 제어하기 위한 "감속 신호", 충돌을 방지하기 위한 " 과도 이동 신호 " 등이 있습니다.

연삭 휠의 입자 크기는 어느 정도까지 볼 수 있습니까?

정밀 연삭 휠의 연마재가 미세할수록 반복성이 높아지고 따라서 측정 정확도가 향상됩니다.
다이아몬드 및 CBN 연삭 휠과 같은 정밀도 연삭 휠은 최대 1μm의 반복 정밀도로 측정할 수 있습니다.
자세한 사항은 저희 팀에 문의해 주세요.

어떤 모양의 연삭 휠이든 측정할 수 있나요?

• 일반 연삭 휠
• R형 연삭 휠
• 얇은 절삭 연삭 휠(날)
• V자형 홈 가공용 테이퍼 연삭 휠

연삭 휠의 형상마다 필요한 검출 방법이 다릅니다. 문의 사항은 저희에게 접촉 .

연삭 휠의 회전 속도는 몇 rpm으로 측정해야 합니까?

일반적으로 측정은 가공 중과 동일한 회전 속도(rpm)에서 수행하는 것이 좋습니다. 특정 회전 속도에 대한 문의는 당사로 연락 주시기 바랍니다.

에어마이크로 센서 시리즈 어디에 설치되어 있습니까?

공기 노즐과 센서 사이의 공기 배관 길이가 짧을수록 응답 속도가 빨라지므로 센서를 공기 노즐 가까이에 설치하는 것이 좋습니다.
에어마이크로 센서 시리즈 는 IP67 등급으로 절삭유에 강하기 때문에 기계 내부에 설치할 수 있습니다.

NC 연삭기가 아닌 일반 기계에도 설치가 가능한가요?

일반 기계에 설치하는 것은 노즐과 연삭 휠의 정렬이 어렵기 때문에 권장하지 않습니다.

NC 연삭기 자동화를 도입하려면 무엇이 필요합니까?

현재 당사는 오카모토 공작기계공업사(주)에서 제조한 NC 연삭기에 대한 설치 실적을 보유하고 있습니다. 언제든지 문의해 주십시오.
저희는 타사 NC 연삭기에 대한 문의를 포함하여 모든 문의를 환영합니다.

AE 센서와의 차이점은 무엇인가요?

AE(음향 방출) 센서는 연삭 휠이 공작물에 직접 접촉될 때 발생하는 파형을 감지하는 접촉식 센서입니다.

• 가공 대상물의 위치가 가공 시작 위치가 되기 때문에 가공 후 치수 편차가 발생할 위험이 있습니다.
• 환경 조건이 변할 때 탐지 정확도를 안정화하기 어렵습니다.

에어마이크로 센서 시리즈 는 공작물이나 연삭 휠을 깎아내지 않고 공기를 이용하여 안정적인 감지를 하는 비접촉식 감지 시스템입니다.

[영상 해설] NC 연삭기 자동화

지금까지 설명한 NC 연삭기의 자동화 과정은 3D를 활용한 이해하기 쉬운 영상으로 설명되어 있습니다.

결론

에어 갭 를 이용한 연삭 휠 위치 제어는 업계 최대의 연삭기 제조업체를 포함한 여러 연삭기 제조업체에서 채택되고 있습니다.

향후 노동력 부족 현상이 심화됨에 따라 수작업 공정의 자동화는 가장 중요한 과제 중 하나가 될 것입니다.
기업의 필요에 맞는 자동화 운영 방식을 확립하는 것은 미래 제조업체의 강점이 될 것입니다.
이를 달성하기 위한 방법 중 하나로 "연삭기 자동화"를 고려해 주시기 바랍니다.

이 기사에 소개된 제품에 대한 추가 정보

NC 연삭기 자동화 도입에 필요한 요구사항에 대한 문의입니다.

저희 엔지니어들이 NC 연삭기 자동화에 대한 질문에 답변해 드립니다.
도움이 필요하시면 저희에게 접촉 .