매년 1mm 두께의 스테인리스 스틸 싱크대 40,000 개를 자동으로 연마해주는 금속가공 기계용 정밀 가이드

Peitzmeier Maschinenbau사는 연마기계를 전문적으로 제작하는 독일 기업이다. 이 회사가 최근에 제작한 ‘옴니-그라인드 트윈 3100 AC’ 기계는 금속가공 산업에서 부품의 자동 연마 및 폴리싱(광택) 작업을 가능하게 해주었다. 공정이 진행되는 동안 강철에 가해질 손상을 막기 위한 가이드 목적으로 HepcoMotion의 GV3 가이드를 사용하였는데, 이 리니어 가이드 시스템을 사용함으로써 연마용 툴을 100분의 1mm 범위 내로 정밀하게 정렬할 수 있었다.

도전과제: 매년 40,000개의 스테인리스 스틸 싱크대 정밀 연마작업

Peitzmeier의 연마기계를 사용하는 고객들 가운데, 스위스 업체에게 스테인리스 스틸 싱크대를 가공해주는 네덜란드 제조업체의 요청에 따라 이번 작업은 시작되었다. Peitzmeier사의 관리이사인 Ulrich Peitzmeier의 설명에 의하면 그들의 고객이 원하는 연마기계의 설계내용 중 다음과 같은 까다로운 요구사항이 있었다고 한다: “1년에 40,000개의 싱크대를 연마하는데 필요한 3톤의 플랜트 – 즉, 싱크대는 두께가 불과 1mm밖에 되지 않는 판금속으로 제작합니다. 따라서 소재의 특정 한 부분을 너무 오래 연마할 경우, 그만큼 부품 손상이 빨라져 문제가 발생합니다.”

Peitzmeier사는 그들의 연마기계를 적응시켜 고객의 특별 요구사항을 충족시켜야만 했다. 이를 위해 일반적으로는 상당한 무게 탓에 이중으로 꼬인 U자 레일상에 장착이 되는 연마용 툴이지만 이를 경량형으로 교체하여 싱글 가이드 레일 위에 정밀하게 장착해주었다. 또한 이전에 사용했던 가이드 시스템은 이번 작업조건과는 맞지 않았으므로, 대체 공급처도 물색해야만 했다. 바로 이 과정에서 그들의 도전과제를 해결해줄 수 있는 공급처, 즉 1969년도 설립이래 리니어 가이드 시스템과 자동화 부품을 전문적으로 개발하고 있는 HepcoMotion을 만나게 된 것이다.

HepcoMotion의 GV3 리니어 가이드는 100분의 1mm 범위 내에서도 운동 가능

Peitzmeier는 Hepco의 핵심 제품인 GV3 리니어 가이드 시스템을 선택하였다. “이 시스템은 정밀 연마급 가이드 레일과 V 베어링을 사용하는 캐리지로 이루어져 있습니다. 베어링에는 V형태의 홈이 나 있어 가이드 레일 주행면의 V 형태와 일치합니다. 이 베어링은 초당 최대 8m의 속도에서도 저마찰 운동이 가능합니다.”라고 HepcoMotion 독일지사의 현장 세일즈 매니저인 Thorsten Pfau는 설명한다.

또한 가이드 레일도 연마용 툴의 접촉 압력을 견디기에 충분한 강성을 제공한다: “우수한 수준의 정밀도 및 내변형성을 모두 갖춘 Hepco 제품은 딱 우리가 원하던 완벽한 조합이었습니다.”라고 Peitzmeier는 언급하였다.

연마기계의 작동 원리

컨베이어 벨트를 통해 세 개의 싱크대가 가공 테이블로 이송되면 공압 실린더로 제 위치에 고정이 된다. 그런 다음, 사다리꼴 회전 시스템상에서 운동중인 연마용 벨트로 싱크대가 옮겨진다. 그러면 (가이드 시스템에서 기계의 아랫부분 사이를 수평으로 운동하는) 연마용 툴은 롤러를 사용하여 연마 벨트를 공작물 표면에 눌러 원하는 만큼의 연마효과를 내게 해준다. 연마용 툴은 정밀한 조정이 가능하여 한 지점에서 너무 오래 연마작업이 이루어지지 않도록 해준다. 연마용 툴 뒤쪽으로 두 번째 가이드 레일에 장착된 폴리싱(광택) 툴이 스테인리스 스틸 개수대의 고광택 작업을 수행한다.

이번 어플리케이션에서는 연마 공정 중에 가이드가 오염되지 않도록 지켜주어야 하는 특별한 과제가 있었다. 바로 이 조건을 위해 Hepco의 GV3가 필요했던 부분이기도 하다. Hepco의 V 가이드 시스템은 셀프-클리닝 기능이 있어 슬라이딩 구조에서 생길 수 있는 이물질이나 먼지를 해결해 줌과 동시에 부드럽고도 정밀한 연마가 가능하게 해주기 때문이다. V 가이드 시스템을 처음 개발한 이래로 지금까지 대략 50여년 동안 Hepco는 자사의 V 가이드 기술력과 장점들로 관련 시장에서 두터운 신임과 명성을 얻고 있다.

수상경력: 2016 Euroblech 전시회 혁신상 부문에서 2위를 수상한 ’옴니-그라인드 (Omni-Grind)’

Peitzmeier는 옴니-그라인드로 이미 성공을 거두었다. 즉, 2016년도 Euroblech 전시회에서 혁신상 부문 2위를 차지한 것이다. 그렇다면 이 연마기계가 특별했던 이유는 무엇인가? 정밀도뿐만 아니라 모듈식 디자인 자체도 그 특별함을 인정받았다. “대부분의 고객들은 연마용 테이블과 툴(공구)의 수동제어로 가격 면에서 크게 부담이 되지 않는 기계를 우선적으로 선호합니다. 하지만 얼마간의 시간이 지나고 나면, 생산성 증대라는 목표 아래 자동 연삭기와 턴/틸트 유닛 및 새로운 제어기에 투자를 원하게 되지요. 이러한 때, 우리의 기계는 모듈식 디자인이므로 기계 전체를 바꾸지 않고도 완전 자동 시스템으로 업그레이드가 가능합니다. 레이저 생산의 경우 이러한 모듈형 설계는 더욱더 경제적입니다. 우리는 레이저-컷팅 부품을 사용하여 전체 기계를 제작하는데 주물이나 용접 구조와는 달리, 모든 고정용 표면과 홀을 베이스 기계에 손쉽게 직접 통합시킬 수 있습니다. 예를 들자면, 가이드 레일을 하나 더 기계에 장착하여 디버링 모듈이나 라운딩 모듈, 혹은 폴리싱(광택) 헤드용으로 손쉽게 사용이 가능합니다. 라고 Peitzmeier는 언급하였다

Peitzmeier사는 HepcoMotion 제품을 선택한 것에 매우 만족해 하고 있다.

“우리는 뛰어난 정밀도와 내구력에 공간절약 효과까지 보장해주는 리니어 가이드 시스템을 찾고 있었습니다. 이러한 요소들은 기계 및 공장 엔지니어링 시스템에는 매우 중요한 조건들입니다. 마지막으로 우리 고객들은 가이드 시스템 설치시간이 절약된 것에 대해서도 매우 만족하고 있습니다.”

Ulrich PeitzmeierPeitzmeier사의 관리이사인

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