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판금의 판을 벌려 보자
 
우리가 제대로 몰랐던 판금
 
Manufacturing기자 | 2015.06.01 | 2015년 6월호
 
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내부에는 CPU, 냉각장치, RAM, 그래픽카드 등이 들어간다. 그런데 이러한 부품만 있다고 해서 컴퓨터가 팔리는 것은 아니다. 케이스로 내부의 중요 장치를 보호하며 깔끔하고 미려한 외관을 갖춰야 진정한 상품가치를 지닐 수 있다. 이처럼 제품을 보호하면서 외적 디자인으로 상품가치를 향상시키는 케이스를 만드는 공정이 바로 판금이다. 판금은 다양한 제품에 적용되며 우리 생활에 밀접하게 영향을 미치지만 최신 제조 트렌드, 기존 주류 기술에 비해 관심 밖에 있는 것은 사실이다. 이에 이번 특집에서 판금의 중요성과 영향력을 되새기고 판금의 현황과 최신 기술 트렌드에 대해 알아보고자 한다. 에디터|Manufacturing 편집국 | 사진|이재신
서문- 우리가 제대로 몰랐던 판금
 
 제대로 알자, 판금
판금이란 얇은 판재를 절단, 절곡, 용접, 펀칭, 태핑 등의 작업을 거쳐 제품을 만드는 공정이다. 옛날에는 판금이라 하면 무조건 공조기, 공조시스템 분야를 칭하였으나 현재 판금영역은 순수한 기계 케이싱만을 포함한다.
  판금가공을 할 때 쓰이는 장비는 크게 세가지로 나뉜다. 절곡, 펀칭, 탭핑 등을 하는 NCT(Numerically Controlled Turret)와 레이저 가공기, 워터젯 가공기다. 얇은 판재는 주로 NCT나 레이저로 가공하고 조선이나 플랜트에 쓰이는 두꺼운 판재는 플라즈마, 레이저, 워터젯으로 가공한다.
관심을 갖자, 판금
기술의 문제 판금은 ‘가공물의 다양성’에 대한 도전을 받고 있다. 대표적으로 두께, 반사율이 심한 재질, 큰 크기, 3차원 형상 등이 있다. 물론 이처럼 어려운 가공에 대응 가능하면서 높은 정밀도와 속도, 효율성까 지도 만족해야 한다.
  시스템의 문제 판금분야는 레이저센터, 제일레이저 등 국내 대표 판금업체를 제외하 고는 대부분 장비 한두 대로 운영하는 영세 업체들이 많다. 장비도 10년 정도 된 중고를 쓰는데 이것도 거의 새 값에 팔린다. 비싼 외국 메이커가 시장을 장악했기 때문이다.
  인력의 문제 영세업체가 대다수이니 인력도늘 부족하다. 인력의 숙련도 수준은 업체마다 천지차이이며 이직률이 높아 노하우 전수도 어렵다. 판금은 단순 반복작업이 많아 엔지니어의 역량이 중요치 않다는 인식 때문에 인력이 꾸준히 배출될만한 곳도 전무하다.
  비용의 문제 판금분야는 단가 경쟁이 심하다. 단가를 낮추려면 재료비든 인건비든 다른 데서 줄여야 남는 장사를 하는데 인건비와 전기세는 날로 치솟는다. 결국 자동화가 대안이지만 영세업체가 많은 판금분야에서는 이마저도 쉽지 않다.
기대해 보자, 판금
이번 판금특집을 기획하면서 만든 ‘우리가 제대로 몰랐던 판금’ 마인드맵 축소판. 지면의 한계상 축소판을 실을 수밖에 없었지만 판금의 판을 벌려 보니 넓고도 다양했다.
판금은 공정의 특성 상 기존에 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 드는 밀링 혹은 디버링등 일반적인 가공공정을 대체함으로써 공정을 단축하는 혁신적인 장점이 있다. 나아가 이러한 판금공정을 한 대에서 수행함으 로써 공정통합까지 이루어 시간과 비용을 단축하기도 한다. 이를테면 절단, 절곡, 성형, 태핑을 한 대에서 수행하는 것이다. 나뉘어 있던 NCT와 레이저 분야를 융합하여 공정혁신을 이룬 것이다.
 또 판금분야 내 기술끼리 경쟁하며 발전하기도 한다. 실제로 기존에는 절단에서 CO₂ 레이저가 시장을 대부분 차지했지만 유지보수, 에너지 비용 절감 등의 문제로 최근 파이버 레이저가 대두되고 있다. 이는 CO₂ 레이저 장비의 단점을 보완하는 것은 물론 성능을 능가하는 방향으로 발전하고 있다. 이에 두꺼운 소재, 고 반사재 가공에서도 효율적 가공을 달성하고 있다.
  최근에는 판금의 스마트화가 트렌드다. 열변형이나 굽힘 이후 소재의 변화를 시뮬레 이션 하여 변형을 최소화함으로써 정확한 판금가공을 실현한다. 또 공장의 시각화로 공장 내 가동상황, 문제 발생 여부 등을 파악하여 실시간으로 정보를 확인하고 사람에 의한 오류를 줄인다. 이를 위해 제조과정에 대한 정보를 바코드화 하여 디지털화된 정보로 공장을 관리하는 스마트공장을 실현할 수도 있다.
 이 밖에도 평면적인 판재를 자르고 구멍 뚫고 구부리는 2D 가공에서 3차원 형상을 가공하는 3D 가공으로 넘어가면서 복잡한 형상 가공이 가능해져 판금 가공영역이 더욱 확대될 것으로 보인다. 물론 다품종 소량생산, 에너지 절감, 초정밀 마이크로 가공, 자동화, 고속·고정밀, 생산성 향상이라는 기존의 트렌드도 충족시키며 발전해 나가고 있다.
 
  이처럼 판금분야는 제조분야의 다른 이슈 들보다는 관심 밖이었지만 생각보다 그 저변과 영역은 넓다. 또 여러 어려움을 겪고 있으나 다양한 방법으로 대응하려는 움직 임이 활발하다. 실제로 판금분야에서는 어떤 움직임이 일어나고 있는지 알아보았다.
 
  에디터|김유리
판금 소프트웨어 - 솔로몬테크와 성호시스템의 판금 소프트웨어 솔루션과 향후 전망
 
 판금 소프트웨어, 기능을 넘어 혁신으로 가는 길
자동차, 항공, 전자기기 등에 필요한 3차원 CAD/CAM 소프트웨어가 진화해 온 만큼 판재를 가공하기 위한 판금 소프트웨어(Sheet Metal CAD/CAM)도 오랫동안 발전을 거듭해왔다. 판금 소프트웨어란 기본적으로 설계(CAD)부터 시작해서 생산을 위한 CAM에 이르기까지 모든 범위를 아우른다. 즉 CAD 단계를 포함하면서 판금 가공 단계에서 수량이나 생산에 관련된 정보들을 가공 데이터로 입력해주는 역할인데, 그중에서도 주된 기능은 판금 생산을 위한 CAM에 집중되어 있다. 대략적인 과정에 따른 역할은 이러하다. 먼저 판금 소프트웨어나 혹은 다른 CAD 전문 소프트웨어를 통해 CAD로 디자인된 데이터가 생성되면 재질, 두께, 수량 등의 정보들을 설계된 디자인 안에 삽입한다. 이후 가공할 철판물을 자동으로 배열(Nesting, 이하 네스팅)하는 단계를 거친다. 여기서 필요하다면 판금 소프트웨어를 통해 입력된 정보들을 토대로 비용산출을 위한 보고서를 출력할 수도 있다. 예상 견적 산출 및 가공 설정 작업이 끝나면 CNC 펀칭기(NCT: Numerical Control Turret)나 레이저, 플라 즈마 등의 가공 기계로 판재를 절단하는 작업이 시작된다.
수작업에서 ERP로 발전하기까지
이러한 판금 전문 소프트웨어는 어떻게 발전되어왔을까? 시작은 1980년대부터다. 그당시만 해도 도면을 보고 NC 프로그램에 기계 좌표를 수작업으로 입력해야 했다. 예를 들어 CNC 펀칭기의 경우 장비의 특성상 여러 가지 형태의 공구 형상들이 있어서 초기에는 프로그래머가 NC 프로그램 코드를 입력하고, 그 결과치를 화면상에서 시뮬 레이션해서 확인하는 형태가 주를 이루었다. 따라서 얼마만큼 NC 프로그램 명령어를 잘 이해하고 활용할 수 있는지가 프로그 래머의 중요한 업무 능력 중 하나였다. 90년 대에 들어오면서부터는 판금 소프트웨어가 더욱 발전하여 NC 프로그램 명령어를 습득해야 할 필요성은 줄고, 컨트롤에서 형상을 확인하고 바로 가공하는 형식이 일반화 되었다. CAD 프로그램에서 그림으로 표현된 도면을 NC 코딩으로 자동 변환해 가공 데이터를 작성하는 CAM 기술이 등장했기 때문이다.
  2000년도부터는 판금에 쓰이는 소재를 최대한 절감하기 위해 개발된 네스팅 알고리 즘의 발전으로 자동배열 기능이 등장했다.
 이 기술로 인해 철판 내에 가공할 모형들을 최적화된 상태로 자동 배열할 수 있게 됐다. 2010년대부터 현재의 판금 소프트웨어는 그동안의 2차원 형상 가공에서 나아가 자동차나 항공 부품, 튜브(파이프) 절단과 같은 3D 형상의 데이터 호환 및 가공이 가능해졌으며, 나아가 전사적 자원관리 시스 템인 ERP로 통합하는 것을 최종목표로 하고 있다.
‘좋은 판금 소프트웨어’의 기준
판금 소프트웨어는 판금 가공 시 없어서는안 될 존재이며, 오랫동안 발전을 거듭해오 면서 기능적으로 다양하게 진행되었다. 그럼 이렇게 많고 많은 소프트웨어 중 좋은 소프트웨어는 어떤 것일까? 사용자에게 좋은 소프트웨어가 되기 위해 고려할 만한 요소를 꼽으라면 아마도 편리하며, 쓰기 쉽고,딱 맞는 필요한 기능을 갖추는 것이 아닐까? 좋은 판금 소프트웨어가 되기 위한 특징에 대해 알아보았다.
1. 얼마나 편리한가?
무엇이 더 좋은 조건인지를 판단하는 것은 사용자의 몫이다. 다만 사용자가 갖춘 장비에 맞춰 어떤 소프트웨어가 더 편리성을 제공하는지에 대한 요소를 고려했을 때 좀 더좋은 소프트웨어의 기준에 가까이 갈 수 있을 것이다.
  같은 기능을 가진 판금 소프트웨어라 하더 라도 특정 장비 제조업체에만 적용되는 전용 판금 소프트웨어가 있는가 하면 모든 장비와 호환되는 범용 판금 소프트웨어도 있다. 현장에서 범용 소프트웨어와 특정 장비 전용 소프트웨어가 쓰이는 비율은 거의 5:5 정도인데, 소프트웨어마다 가진 장단점이 모두 다르기 때문이다.
  전용 소프트웨어는 구매한 기계의 사양과 활용에 맞춰 최적화되어 있고, 장비 구매 시함께 고려할 수 있어 소프트웨어 선택에 따른 추가적인 시간 비용이 절감된다. 그런가 하면 범용 소프트웨어의 입장에서는 실제로 현장에 갖춰진 다양한 제조사의 기계들에 개별 소프트웨어를 적용해 각각 유지보 수나 교육을 따로 받는 것은 시간과 돈을 낭비하는 일일 수 있다.
  범용 소프트웨어의 가장 큰 장점이 보유한 장비 별로 소프트웨어를 따로 배울 필요 없이 하나의 소프트웨어를 통해 다양한 제조 사의 장비에 적용할 수 있기 때문이다. 또한, 다양한 장비에 두루 적용해야하다 보니 나름대로 전용 소프트웨어보다 업데이트 주기나 기능 개선이 더 활발하다는 장점이 있다.
2. 얼마나 쉬운가?
1 작업의 편리성을 증진하는 SigmaNEST에서는 두 종류의 장비에 동시 작업코드를 생성하는 것이 가능하다.2 SigmaNEST는 철판에 가공 물을 자동배열하고 최적화된 가공경로로 나타낼 수 있다.
자신이 갖춘 장비들에 맞는 최적의 소프트 웨어를 골랐다면 이제는 얼마나 쉽고 빠르게 사용할 수 있는지를 고려해야 한다. 판금 소프트웨어 작업은 사실 어느 정도 손에 익으면 크게 복잡할 일이 없는 반복 작업인 경우가 대다수다. 그러므로 좀 더 빠르고 쉽게 배울 수 있는 소프트웨어를 선택해야 할필요가 있다.
  최근 판금 소프트웨어는 도면을 해석할 줄아는 역량 정도만 있다면 누구나 사용할수 있을 정도로 쉬워지는 추세다. 미국 시그마텍사에서 개발한 범용 판금전문 소프 트웨어인 SigmaNEST는 몇 번의 클릭만으로 CAD에서 CAM 작업으로 넘어가는 과정을 대부분 자동화해 사용법이 매우 간단한 것이 특징이다. 이전에는 CAD 데이터의 정보마다 일일이 손으로 데이터를 입력해야 했다면 이제는 CAD를 만들 때 데이터를 지정해주기만 하면 자동으로 철판이 배열되기도 하고, 절단 위치별로 색상별 구분이 자동으로 이뤄진다. 이러한 자동배열은 불량률 감소에도 이바지한다. 불량이라는 것이 치수 정보 등을 잘못 넣었다고만 불량이 아니라 100개 만들 것을 98개만 만들었다고 해도 불량이 되기 때문인데, SigmaNEST는 소프트웨어가 스스로 장비나 툴에 따라 최적 배열을 진행하는 자동배열 기능이 있어 이같은 생산 불량률을 절감할 수 있다.
 이 외에도 ERP 시스템의 기반이 되는 작업 지시서, 예상 견적 추출, 거래 명세서 기능까지 모두 기본적으로 제공되어 가공 작업 외에도 경영 관리 차원의 작업을 수월하게 진행할 수 있다.
3. 어떤 기능이 있는가?
4 NCT 펀치 시스템을 위한 모듈인 act/ cut Punch는 현장에서 쓰이는 모든 공구를 프로그 램에 등록해서, 자동으로 도형에 적절한 공구 경로를 작성하거나 사용자의 경험적 노하우에 따라 공구 경로를 작성하고 기억 하여 배치하는 마법사 기능을 제공한다.
NCT, 레이저, 플라즈마, 가스 절단기 등의 장비를 아우르는 기능이 있는지, 2차원은 물론 3차원 판금 모델 작성 기능 등을 제공 하는지, 자동 배열과 그 외에 판금 작업을 위해 어떤 편리한 기능들을 제공하는지 등등 소프트웨어를 고르는 데는 여러 기능을 살펴볼 필요가 있다. 다만 소프트웨어별로 모든 기능을 다 숙지하기란 소프트웨어를 구매하는 구매자나 이용하는 작업자 모두 에게 불가능한 일이다. 핵심은 세부적인 기능을 모두 고려하는 것이 아닌 꼭 필요한 필수 기능이 포함되어 있는지를 확인하는 것이 중요하다.
  프랑스 Alma사에서 개발한 판금 가공을 위한 act/cut 시스템에서 최초로 도입한 판금 가공의 핵심 기능 중 하나는 ‘마법사’ 기능이다.
  마법사 기능이란 같은 크기의 형상들에 사용되는 공구 경로를 미리 등록하고 이후부터는 자동으로 같은 경로를 작성하는 기능이다. 이를 통해 홀 가공이나 코너 가공에 쓰이는 툴 선택 및 가공 방법에 있어, 작업자의 ‘경험적인 노하우’를 그대로 데이터베이스로 기억해 드래그 한 번만으로 새 도면에 저장할 수 있게 된다.
  예를 들어 하나의 홀 가공을 할 때도 여러 방법이 나올 수 있는데, 여기 Ø200짜리 원형이 있다고 치자. 하지만 기계에서 Ø200 나 되는 홀을 한 번에 뚫을 수는 없다. 이때 어떤 작업자의 경험상 가장 자리를 Ø15 로 촘촘히 뚫는 것이 가장 좋다고 한다. 그럼 가장자리를 가공하는 툴은 Ø15 를 등록해놓고, 안에 큰 홀을 위해 Ø50 툴을 사용해서 먼저 일부 내측 부분을 제거한 후에 Ø15 툴을 이용해 가장자리를 쳐서 Ø200 홀을 만드는 것이 작업자만의 노하우가 된다. act/cut 시스템의 마법사 기능은 이 방식을 기억해 그 다음 가공에 필요한 몇백 개의 홀도 한 번에 이와 같은 가공 방식으로 등록할수 있다.
 
 
  판금 소프트웨어가 제공하는 기능의 중요성에 조금 색다르게 접근 하는 업체도 있다. 국내 판금 소프트웨어 전문 업체인 성호시스템 관계자는 “요즘 소프트웨어는 전반적으로 기능이 좋아 ‘기능적으로’는 거의 차이점이 없다고 본다. 이제는 비슷한 기능의 소프트 웨어도 어떻게 고객사별로 커스터마이징해서 제공하는 지가 더 중요해졌다.”고 말하며 “성호시스템의 경우 사용자가 스스로 더 좋은 기능을 추가로 직접 개발하는 것이 가능한 개방형 소프트웨어를 도입해, 고객사마다 필요한 기능들을 추려서 조금씩 바꾸거나 자체적으로 개발해 제공할 수 있는 ‘커스 터마이징’ 방식의 서비스를 제공하고 있다.”고 설명했다.
  이러한 방식이 고객사들에게 주목받는 이유는 ‘효율성’과 ‘편리성’이다. 성호시스템의 김보갑 차장은 “아무리 소프트웨어가 다양한 기능으로 꼼꼼하게 잘 만들어졌다 해도 대부분의 고객사는 모든 기능을 세세하게 알려 하지 않는다. 일단 빠르게, 그리고 쓰기 쉽고 편하게 되어있기를 원한다. 결국, 기능은 기능대로 좋아지게 하지만 사용하는것 또한 좀 더 편하고 빠르게 이용할 수 있게끔 하는 것이 필요하다.”고 덧붙였다.
혁신을 위한, 그러나 쉽지만은 않은 길
3차원 가공은 최근 고가의 3차원 가공기가 국내에 보급되면서 촉망받는 판금 시장 분야 중 하나다. 판금 소프트웨어를 통해 3차원 가공 모습을 시뮬레이션해볼 수 있다.
1980년대부터 30년이 넘도록 진화와 발전을 거듭해오고 있는 판금 소프트웨어, 그렇 다면 앞으로도 더 빨리 더 많은 것을 요구하고 있는 제조 시장에서 판금 소프트웨어가 나아가야 할 방향과 현재 과제는 무엇일까. 최근 판금 소프트웨어가 직면한 가장 큰 한계는 소프트웨어 간 기능적으로 별 차이가 없어졌다는 것이다. 사실 지금까지 개발된 소프트웨어들은 사용 난이도가 매우 낮아질 정도로 쉬워졌으며, 기능적으로 향상되는 것에서는 거의 모두 대동소이한 수준에 이르렀다. 이렇게 개발 한계치에 다다른 것은 3차원 데이터베이스 및 도면을 통해 이미 꾸준히 발전하고 있는 금형 산업과 달리 국내 판금 산업은 오랫동안 2차원 형상 중심 가공에 머물러있었기 때문이다. 이 같은 2D 위주의 가공 과정에서 판금 소프트웨어의 발전방향은 대부분 같은 작업이라도 좀더 시간을 줄여주고 편리하게 하는 기능적인 기술 위주로 발전되어 왔고, 이 부분은 거의 포화상태가 되었다.
  이제 판금 소프트웨어의 개발 방향에는 기능적인 것을 업데이트하는 수준에서 벗어나 혁신이 필요하다. 첫 번째 과제는 ERP로의 통합이다. 업체들은 이제 CAM에서 나오는 데이터들을 토대로 누가 일하고 있는지, 이익은 얼마나 나왔는지, 거래처에 납기는 제대로 되었는지 등과 같은 부분을 파악하고 싶어한다. 개발사 측에서도 자사의 소프 트웨어 안에 이 부분을 통합하려는 많은 노력이 이뤄지고 있다.
  언뜻 보면 당연한 이치다. 판금 소프트웨어는 CAM 데이터를 통해 ‘생산량’을 조절하고 산출할 수 있기 때문이다. 즉 판금 가공에서 자동배열을 통해 출력되는 거래명세표를 보면 규격, 단가, 중량별 차이점까지 세사진세한 부분이 드러나게 되는데, 이를 통해 가제공_ 공의 효율성을 넘어 경영 및 관리까지 좀 더디엠지쉽고 편하게 도모하기 위한 ERP 차원으로모리코발전할 수 있다는 것이다.
 리아하지만 생각만큼 쉽지는 않다. 업체별로 특징도 다르고, 원하는 기능도 제각각이기 때문이다. 무엇보다 ERP는 시간과 돈이 많이 드는 시스템이다. 개발 분야도 너무 많고, ERP라는 것이 워낙 방대해서 여러 분야의 데이터를 통합하다 보니 여러모로 세심한 관리가 필요하다. 그래서 이 같은 소프 트웨어가 구축되었다 하더라도 현장의 관리 인력이 제대로 뒤받쳐주지 못하면 제 기능을 상실하거나 우선순위 작업에 밀려 조금씩 사장되어버리기 마련이다. 현실적으 로도 국내 박판 판금을 전문으로 하는 업체들의 경우 대부분 10명 이내의 사업장으로 그 규모가 매우 영세하다는 문제가 있다. 판금 소프트웨어가 ERP 시스템과 통합 하는 것이 가능하면서도 현실적으로 어려운 이유다.
  그러나 유럽 등 제조 선진국 부분에서는 벌써 소프트웨어의 역할이 생산 자체를 넘어 관리로 확대되는 부분에 대한 필요성을 절감하고 적극적으로 이런 부분을 도입하려 하는 움직임이 일고 있다. 국내 판금업계도 이제 같은 생산을 좀 더 빠르고 편하게 하는 차원을 넘어 생산은 잘 되고 있는지, 돈이 남는지, 물건에 하자는 없는지 등의 전체적인 부분을 통합 관리하는 차원의 판금 소프트웨어 시장을 구축하기 위한 노력이 필요하다.
 두 번째 과제는 4축, 5축 그리고 튜브(파이프) 가공을 위한 3차원 모듈로의 발전이다.
  다만 이 부분도 취약점이 있는데, 사실 소프 트웨어와 마찬가지로 국내 판금 시장에서 자체적으로 장비를 생산하는 국산 판금 장비 제조업체가 거의 없다는 것이 문제다. 국산 장비가 없다 보니 수입에 의존해야만 하고, 그렇다보니 3차원 형상 가공기의 장비 값이 고가로 책정되어 대중화의 벽을 넘기가 힘든 상황이다. 만약 국내에서 3차원 형상 가공기 시장이 활성화될 수만 있다면 그에 따른 소프트웨어 시장의 발전은 따라오기 마련이다. 국내 판금 시장의 성장과 활력을 위해 정부와 제조인들의 관심이 촉구되 어야 할 때다.
 
  에디터|박진아
레이저 절단·절곡 – 한국트럼프지엠비에이취의 TruLaser 5030 fiber
 
 후판가공의 새 패러다임
기술의 핵심은 바로 광케이블
 
 파이버 레이저는 후판가공에 약하다는 인식이 깨지고 있다. 임가공 업체는 박판부터 후판까지 다양한 가공을 해야하므로 효율 좋은 파이버 레이저의 후판가공에 대한 수요가 늘어 성능 좋은 파이버 레이저가 등장 했기 때문이다. 이에 후판가공이라는 CO₂ 레이저의 영역에서 품질과 효율을 달성하는 파이버 레이저 장비가 나오게 되었다.
 그 대표적인 장비가 트럼프의 TruLaser 5030 fiber다. 이 장비는 작년에 출시되었으며 올해 2015년형으로 업그레이드 되었다. 특히 트럼프는 디스크 레이저라는 독자적인 노하 우로 후판가공에서 CO₂에 준하는 가공 품질은 물론 높은 수준의 속도를 보장할 수 있다.
  이것이 가능한 이유는 다음과 같다.
 이 장비에는 두 가닥의 광케이블이 있는데 하나는 유리섬유의 굵기가 100μm, 다른 하나는 400μm이다. 박판이냐 후판이냐에 따라 다른 케이블이 적용되어 빔을 조절하는 것이다. 즉 박판에서는 가늘게, 후판에서는 빔을 두껍게 제어하여 자유자재로 높은 품질과 속도로 가공이 가능하다. 이것이 바로 트럼프의 독자적인 기술인 투인원(Two in one) 파이버다.
가공 정밀도를 높이는 요소들
TruLaser 5030 fiber
또 다른 특징은 CO₂ 레이저 장비에만 있던 쿨라인(CoolLine)을 적용했다는 것이다. 즉헤드에서 물이 뿜어져 나와 열을 식히는 기능이다. 이로써 열 변형을 막아 고품질의 가공이 가능해진다. 열 전달을 막기 위해 절단 부위의 배열 간격을 띄울 필요도 없어 재료를 아낄 수 있다.
 또 기존에는 절단 후에 가공 부분이 뒤집어져 레이저 헤드가 이 부분과 충돌하는 경우가 발생했다. 이를 막는 기능이 바로 충돌방 지기능(Smart Collision Prevention, SCP)이다. 물론 기본적으로 헤드에 충돌흡수기능이 있지만 프로그램 로직을 통해 더 완벽히 충돌을 방지하는 것이다.
 이 밖에도 잔재활용프로그램인 Drop&Cut은 다품종 소량생산 방식의 한국형에 최적 화된 기능이다. 장비에 자재를 올리면 내부 카메라가 이미지를 치수화하여 잔재를 인식함으로써 장비에서 추가 배열과 가공까지 가능하다. 이로써 효율적으로 잔재를 활용하여 가공할 수 있다.
오래된 장비를 새 장비처럼, 업그레이드 킷
TruLaser 5030 fiber는 혁신적인 장비다. 그러나 이러한 장비가 나와도 그 때마다 구매할 수는 없다. 아무래도 가격 부담이 있기 때문이다. 하지만 기존 장비의 생산성이 아쉽기도 하다. 결국 구매자는 과감하게 투자할 것인가 비효율을 감수할 것인가 하는 선택의 기로에 놓이게 된다. 이제는 이런 고민을 하지 않아도 된다. 바로 업그레이드 킷이 있기 때문이다.
  이는 업그레이드된 성능을 추가 구매할 수있게 하는 서비스다. 즉 중요 부품을 최신 부품으로 교체하여 장비 성능을 끌어올리 거나 새로운 기능을 사용할 수 있는 기회를 제공하는 것이다. 이로써 Drop&Cut, 노즐 체인저, SCP, 모바일 컨트롤 등 새롭게 출시된 기능을 업그레이드할 수 있다.
절곡기도 스마트해진다
부산국제기계대전(BUTEC 2015)에 소개된 TruBend 7036
트럼프에서는 레이저 절단기 외에도 절곡 솔루션을 제공한다. 바로 TruBend 5170이다. 이 장비는 절곡 오퍼레이터를 위한 스마트 절곡기다. 대표적인 기능은 판재 두께 자동 측정 시스템(Thickness Controlled Bend)이다. 절곡 작업에서 절곡 각도의 편차는 생산성에 큰 영향을 미치는데 판재 두께를 자동으로 측정함으로써 더 손쉽게 이편차를 줄여주는 솔루션인 것이다.
  기존에는 각도 측정 시스템을 툴마다 장착하C여 측정해야 했기에 작업이 번거로웠다. 그러M나 TCB는 스마트하게 판재 두께를 자동 측정Y하여 재료 두께에 따른 편차를 줄여준다. 별CM MY 도의 프로그래밍 없이 두께를 측정하므로 절CY곡 시간 단축은 물론 절곡 각도의 편차를 줄CMY여 완벽한 절곡 각도를 보장한다.
 K또 다른 특징은 버튼으로 상부 절곡툴의 수직 셋업이 가능하다는 것이다. 이로써 상부 절곡툴을 더 편하고 안전하게 교환할 수 있다. 이 외에도 인체공학적인 설계로 작업의 편의성을 높였으며 탄소 섬유로 제작된 백게이지는 빠른 이송이 가능하다. 업그레이 드된 자동 클램핑 시스템은 축 이동 소음을 줄인다.
 
  에디터|김유리
 
 도움 주신 분
 한국트럼프지엠비에이취㈜
 김동우 부장 강주혜 대리
 02-6096-2510
레이저 절단 - 바이스트로닉의 BySprint Fiber 3015/4020 6kW CO₂
 
 레이저를 능가하는 파이버 레이저
BySprint Fiber 3015/4020 6kW의 가공 장면
CO₂의 영역을 넘보는 파이버
 
  판금업체는 대부분 임가공을 하기 때문에 다양한 주문에 대응하려면 모든 두께를 가공할 수 있어야 한다. 특히 CO₂ 레이저에 비해 박판가공에 메리트가 있는 파이버 레이 저에서 후판까지 가공이 가능하다면 엄청난 효율을 달성할 수 있을 것이다. 이러한 수요를 충족하는 것이 바로 바이스트로닉의 BySprint Fiber 3015/4020 6kW다.
 이 장비는 6kW의 파이버 레이저 가공기다.
  물론 출력이 높다고 가공 품질과 속도가 좋은 것은 아니다. BySprint Fiber는 독자적인 절단 기술인 Power Cut Fiber로 후판에서도 높은 가공품질과 속도를 낼 수 있다. 실제로 스텐레스나 알루미늄 소재의 절단에서 같은 출력의 CO₂ 레이저가 가공할 수 있는 두께 30mm까지 가공이 가능하다.
 또 파이버 레이저의 특성상 유지보수 비용과 에너지 절감을 실현한다. 실제로 BySprint Fiber의 소비 전력은 칠러와 집진 기를 포함하여 CO₂ 레이저 장비의 절반 수준인 31kW이기 때문에 판금업체의 고민인 전기세 문제를 덜어줄 수 있다. 이렇게 CO₂ 레이저의 단점은 보완하면서 품질과 속도는 CO₂급으로 업그레이드하여 파이버 가공기 로도 후판에서 효율적인 가공이 가능하다.
 이 밖에 지능적으로도 업그레이드 되었다.
  이를테면 절단 후 판재가 서 있는 경우 헤드가 이동하다 부딪히지 않도록 장비에서이 부분을 지능적으로 판단하여 피해가는 기능이 있다. 이로써 충돌을 방지하여 가공 품질을 보장하고 충돌로 인한 소모품 손실을 막는다. 또 ByOptimizer라는 강력한 알고리즘의 절단 가공 최적화 소프트웨 어를 사용하면 가공의 시너지 효과를 낼수 있다.
제조의 흐름, 이렇게 변한다
부산국제기계대전에 전시된 BySprint Fiber 3015/40 20 6kW
물론 CO₂ 레이저는 고유한 장점이 있어 여전히 후판가공의 강자이기는 하다. 하지만 유지보수와 에너지 비용 절감에 대한 요구는 나날이 높아져가고 있다. 이 문제에서 상대적으로 자유로운 파이버 레이저는 단점은 보완하고 장점을 강화하면서 CO₂ 레이저의 영역을 조금씩 잠식해 나가고 있다.
  실제로 몇 년 전에 이미 현장에서 CO₂ 레이저와 파이버 레이저의 비중이 대등해졌고 그 비율은 파이버 레이저가 더 커지게될 것이라는 전망이 우세하다. 그렇다면 실제로 레이저 가공 영역에서 CO₂ 레이저와 파이버 레이저의 비중은 어떻게 변화해 나갈까? 바이스트로닉 본사의 요한 엘스터 (Johan Elster) 사장에게 시장 전망에 대해 들어보았다.
  요한 엘스터 사장에 의하면 CO₂ 레이저에서 파이버 레이저로 넘어가는 흐름은 앞으로 더욱 거세질 것이라고 한다. “CO₂ 레이저의 고유한 장점이 있기 때문에 급격한 전환이 이루어지지는 않겠지만 이후 파이버 레이저와 CO₂ 레이저가 9:1의 비중을 차지하게 될 것”으로 전망했다. 그 이유는 유지보 수와 에너지 절감을 들 수 있지만 무엇보다 커팅 스피드가 빠르기 때문이다.
  이러한 파이버 레이저는 여러 장점을 가졌 지만 기존에 가지고 있는 약점인 후판가공에 대한 도전을 받고 있다. 특히 한국시장 에서는 파이버 레이저 장비의 후판가공에 대한 수요와 에너지 절감에 대한 요구가 크다. 따라서 같은 출력의 CO₂ 레이저 장비보다 유지보수비와 에너지 절감 면에서 40%더 저렴하게 가공할 수 있으면서 후판가공이 가능한 BySprint Fiber가 대안이 되는 것이다.
  요한 엘스터 사장은 BySprint Fiber외에도 앞으로 혁신적인 솔루션을 제공할 예정이 라고 한다. 특히 세계적인 제조의 흐름이 유럽에서 아시아로 방향을 바꾸고 있기 때문에 “한국은 중국에 이어 아시아에서 두 번째로 큰 시장”이라고 하며 “한국이 새로운 제조의 흐름이 되는 것을 서포트하기 위해 앞으로도 혁신적인 솔루션을 제공할 예정” 이라고 덧붙였다.
 
  에디터|김유리
 
 도움 주신 분
 바이스트로닉코리아
  윤명규 사장 양인국 부장 정수희 과장 www.bystronic.co.kr
레이저 절단 – ㈜에이치케이의 Xcaliber
 
 가벼운 커팅 브릿지로 초고속 가공 실현
레이저 절단 시장에서 요구하는 것 중에 가장 중요한 두 가지를 꼽으라고 한다면 단연 유지보수 비용 절약과 고속성 확보다. 사실 이러한 요구는 어제오늘의 일이 아니지만,피 튀기는 경쟁의 시대에서 이웃 회사보다더 빠르고 돈이 덜 들어가는 장비를 갖고 싶은 마음은 더 커져가니 꾸준히 트렌드로 자리할 수밖에. 낮은 소비전력과 유지보수 비용, 높은 가공속도와 빔 품질, 넓은 가공 범위를 자랑하는 파이버 레이저 절단기에 대한 수요가 높아지는 것도 그러한 맥락에 서다. 파이버 레이저 절단기는 그 자체로 앞서 나열한 다양한 이점을 제공하지만, 각 장비 제조사들은 차별화된 ‘무엇’을 더하여 경쟁력을 향상시키는 데 힘쓰고 있다. 국내에 서도 에이치케이(구 한광)가 특별한 파이버 레이저 절단기를 출시하며 해외 선진 기업과 기술 경쟁을 펼치고 있다.
경량화 브릿지로 빠르게
6kW 발진기까지 탑재할 수 있는 에이치 케이의 파이버 레이저 절단기 엑스칼리버 (Xcaliber)는 컨테이너 적재가 쉬운 컴팩트한 크기와 항온항습 기능을 표준으로 내장하고 있는 것이 특징인 장비다. 가장 눈 여겨볼 것은 리니어 모터 없이도 3G의 가속도를 내면서 진동도 최소화하는 커팅 브릿지다. 커팅 브릿지는 레이저 커팅 헤드를 장착하고 고속으로 움직이는 이송기구로, 에이 치케이는 이 커팅 브릿지의 경량화를 통해 고속 가공을 실현하고 있다.
  그렇다면 어떻게 경량화를 실현했느냐? 전통가구 제조의 끼워맞춤 방식과 레이저 용접을 이용한 새로운 설계 개념을 도입했다.
  고속가공에 대한 커팅 브릿지의 안정화를 위해서는 경량화와 함께 강성을 증가시키는 것이 필수적인데, 일반적으로 강성을 증가시키면 무게도 함께 증가하기 때문에 이러한 문제를 해결하는 특별한 설계 기술이 필요했다. 산업 분야 전반에 경량화 바람이 불면서 많은 주목을 받고 있는 것이 경량소재다. 실제로 커팅 브릿지에는 경량소재 중에서도 가장 잘 알려진 알루미늄이 많이 활용된다. 그러나 알루미늄은 열이나 충격으로 인한 변형이 발생하기 쉬워 충분히 강성을 확보하기에 어렵다. 때문에 엑스칼리버는 알루미늄 보다 변형이 적은 스틸 소재를 활용하면서 볼팅을 없애는 방식으로 경량화를 달성했다. 레이저로 절단한 각 판재들을 볼팅 없이 레이저 용접으로 결합했는데, 커팅 브릿지 제작을 위한 절단과 용접은 모두 에이치케이의 자체 기술을 활용하여 이루어졌다.
  다양한 두께와 형태의 판재로 복잡한 구조를 만들어내어야 하는 어려운 작업을 가능 하게 한 데는 정밀 용접을 위한 SCOUT 스캔 시스템의 역할이 컸다. 가공 헤드에 달린 4개의 렌즈가 가공물을 스캔하고 실시간 영상을 모니터로 전달하면, 모니터에서 원하는 용접 형상을 그림판에 그리듯이 쉽게 그려 즉시 용접할 수 있기 때문에 원하는 위치에 정확하고 정밀하게 용접할 수 있다. 기존 용접 방식으로는 로봇 티칭에 상당한 시간이 소요되어 6~7일씩 걸리던 공정이 SCOUT 스캔 시스템을 활용하면서 6시간으로 단축되었다고. 특별한 용접 기술로 제작한 가벼운 커팅 브릿지와 에너지 밀도가 높은 가우시안 빔 모드로 초고속 가공 및 미세가공이 가능한 엑스칼리버는 시간, 비용, 공간까지 모두 절약할 수 있는 판금 절단 솔루션이다.
 
  에디터|김솔
 
 도움 주신 분
 ㈜에이치케이
 국내영업팀 채명수 사원
 www.hk-global.com
 031-350-2800
레이저 용접 – 아마다코리아의 파이버 레이저 로봇 자동용접기 FLW 4000 M3
 
 고속·고품질의 파이버레이저 용접 시스템
강도와 외관, 두 마리 토끼를 모두 잡다
 
 용접작업 시에는 소재가 녹으면서 산화가 이루어져 산화막 색깔이 그대로 남아 비드가 얼룩덜룩해지는 현상이 발생한다. 이를 막기 위해 아르곤이나 질소를 쓰지만 단순히 이것만으로는 완벽히 깨끗한 비드를 만들 수 없다. 그런데 용접 강도뿐 아니라 외관 품질에 대한 요구도 높아지면서 강도와 외관, 두 마리 토끼를 잡는 가공기술이 필요 하게 되었다.
  아마다에는 강도와 외관은 물론 용접가공의 효율과 품질을 모두 달성하는 용접 솔루 션이 있다. 바로 파이버 레이저 로봇 자동용접기인 FLW 4000 M3다. 이 장비는 간단한 프로그램 설정으로 강도 중시와 외관중시 모드를 선택하여 어느 경우에도 고품 질의 용접이 가능하다. 이를 가능케 하는 근본적인 기술은 아마다의 독자적인 빔 제어 능력에 있다.
 즉 NC 자동 초점제어에 의해 미관중시의 용접에서 강도중 시의 깊은 용입까지 폭넓은 가공을 가능케 한다. 또 집광 렌즈 위의 윈도우가 회전하면서 레이저 빔을 회전시키는 독특한 위빙구조는 넓은 범위도 고품질로 확실한 용접이 가능하여 0.3mm의 맞대기 용접에서도 높은 강도로 용접할 수 있게 한다.
 이 외에도 아마다의 독자적인 기술인 필러를 써서 비드를 두껍게 만들어 모재보다 더 강한 접합강도를 얻을 수도 있다. 외관중시의 용접에서도 아마다의 특수한 사이드 노즐로 실드가스를 더많이 넣어 비드를 깨끗하게 용접할 수 있다. 이로써 마치 벤딩을 한 것처럼 깔끔하게 용접되기 때문에 후처리가 필요 없어 비용과 시간을 줄이는 것은 물론 제품의 상품 가치를 향상시킨다.
용접 품질은 물론 작업의 효율성 향상시켜
1아마다의 독자적인 기술인 필러를 적용해 두꺼운 비드로 용접하여 모재 이상의 용접강도를 얻을 수 있다.2프로그램에서 로봇 티칭 작업이 이루 어지기 때문에(TAS) 정확한 위치, 최적의 경로에서 용접할 수 있다.3아마다의 독자적인 기술인 빔 위빙 기술은 강하면서도 깨끗한 용접을 가능케 한다.4국내 1호로 제일정공에 도입된 아마다의 파이버 레이저 로봇 자동용접기 FLW 4000 M3.
FLW 4000 M3는 이렇게 용접 품질을 높이는 것은 물론 용접 작업 자체도 효율화하는 기능을 갖췄다. 바로 TAS라는 기능이다. 제조용 로봇은 최적의 움직임을 위한 티칭 작업이 필요한데 FLW 4000 M3에서는 3D 데이터를 토대로 로봇의 움직임을 자동으로 티칭 한다. 이로써 로봇의 티칭작업 시간을 절약할 수 있다. 이 기능은 모니터를 통해 기계의 시선으로 용접하는 타점을 정확하게 보여주면서 시뮬레이션 하기 때문에 정확하고 최적화된 용접 경로로 용접의 품질 또한 향상시킨다.
  파이버 레이저 용접기이기 때문에 CO₂ 레이 저에 비해 고반사재 등을 포함한 여러 가지 금속 소재 가공에 대응할 수도 있다. 유지보 수와 에너지 절감의 측면에서 보아도 비용효 율적이다. 특히 아마다에서 자체 개발한 파이버 레이저 기술이 적용돼 에너지 효율이 33% 높아져 판금 업체에서 민감한 전기세 문제에 대한 고민을 덜 수 있다.
  이처럼 로봇 자동용접기는 사람을 대신해 균일한 품질로 용접할 수 있다는 점에서 인력 부족, 인건비 상층 문제에 대응하는 것은 물론 품질과 생산성 향상도 달성할 수 있다.
  특히 FLW 4000 M3는 아마다의 독자적인 파이버 레이저 기술로 강도와 외관을 모두 충족하는 용접이 가능하며 에너지 절감과 공정의 효율 향상에 기여한다는 장점을 가지고 있다. 이로써 판금의 용접공정에서 품질과 효율을 한단계 더 높이고자 한다면 FLW 4000 M3이 그 방법이 될수 있을 것이다.
 
  에디터|김유리
 
  도움 주신 분
 아마다코리아 손용석 과장
 032-821-6010
솔루션 적용 사례 – 제일정공의 FIBER LASER 로봇 자동용접기 FLW 4000 M3적용 사례
 
 품질, 납기, 단가를 잡기 위해
제일정공의 이순호 대표가 FLW 4000 M3로 용접한 이종용접 샘플을 들고 있다. 왼쪽이 일반 용접으로 작업하여 그을음이 발생한 모습, 오른쪽은 FLW 4000 M3로 용접하여 그을음 없이 깨끗한 비드를 얻은 모습이다.
아마다의 파이버 레이저 로봇 자동용접기 FLW 4000 M3는 아마다의 독자적인 기술이 적용돼 강도와 외관의 품질을 모두 충족할수 있는 솔루션이다. 이를 국내 최초로 도입한 국내 판금업체가 있다. 바로 40년이 넘는 역사를 가진 제일정공이다. 대구에 위치한 제일정공은 현재 제일정공, 제일레이저, 제일하이테크의 3그룹 체제로 판금 분야에서 기술력을 인정받고 있다.
  실제로 이 업체에서는 최신 설비, 축적된 기술 노하우, 품질 제일주의, 완벽한 프로그래 밍으로 첨단화된 고품질의 제품을 가공·생 산한다. 특히 판금분야는 단가 경쟁이 치열 하여 제일정공에서는 장비, 시설, 시스템, 기술 측면에서 경쟁사보다 더 좋은 조건을 갖추기 위해 노력하고 있다.
  이번에 국내 최초로 아마다의 FLW 4000 M3을 도입한 것도 그 노력의 일환이다. 단가는 점점 낮아지고 인건비는 빠르게 올라 가는 상황에서는 품질, 납기, 단가를 모두 잡아야 했기 때문이다. 그리고 이를 가능케한 것이 바로 FLW 4000 M3였다.
 이 장비는 파이버 레이저 기반이므로 유지 보수와 에너지 비용을 절감하며 로봇 자동 용접기이기 때문에 인력, 인건비 문제 해결은 물론 균일한 품질로 가공이 가능하다.
 또 강도와 외관을 만족시키는 용접으로 제품의 가치를 높일 수 있다. 무엇보다 이순호 대표가 이 장비의 장점으로 꼽는 것은 고품 질의 이종용접이다.
  판금분야에서 이종용접이 트렌드이지만 일반용접보다 가공이 어려워 좋은 품질을 내기 어려웠다. 그런데 이 장비를 이용해 깔끔하고 강하게 용접할 수 있어 용접 후비드를 깨끗하게 해야 하는 후공정이 줄었다. 이로써 품질 향상은 물론 후공정에 대한 비용과 시간을 단축해 품질, 납기, 단가라는 세 가지 요소를 충족할 수 있게 되었다.
판금분야에서 경쟁력 강화를 위해
이처럼 제일정공에서는 최신의 혁신적인 장비를 도입하는 것은 물론 스마트한 생산 시스템을 구축해 경쟁력을 강화하고 있다. 인건비와 인력난이라는 심각한 문제를 해결하기 위해서 공정을 100% 디지털화하는 것을 목표로 스마트공장 구축을 진행하고 있다.
  제일정공은 독자적으로 개발한 ERP 시스템으로 수주부터 출하는 물론 거래처 관리에도 IT를 활용한다. 실제로 바코드가 있는 작업지시서를 활용하여 공정을 관리하고 세개로 분사된 각 공장의 상황을 원격으로 제어하여 가동률을 높인다. 이로써 치열한 경쟁의 판금분야에서도 독자적인 경쟁력을 갖춰 나가고 있다.
 
  에디터|김유리
 
 도움 주신 분
 제일정공 이순호 대표
 053-351-0886
 www.jeillaser.co.kr
솔루션 적용 사례 – 하이에어코리아㈜의 판금 전용 소프트웨어 SheetWorks 적용과 자동화 운영 사례
 
 인력난, 이제는 안녕
하이에어코리아는 선박 및 플랜트용 공조 시스템을 생산하는 국내 기업이다. 특히 선박용 공조기 분야에서는 국내 시장의 90% 이상, 해외 시장의 40% 이상을 차지하고 있다.
  이외에도 원자력 발전소와 산업 플랜트에 쓰이는 공조 장비 및 댐퍼, 히트펌프, 여름철 없어서는 안 될 제빙기 등을 생산한다.
  하이에어코리아의 공조 시스템은 주문 제작 방식으로 공급되기 때문에 동일한 제품이 다섯 개를 넘지 않는다. 표준은 갖고 있지만 표준에 따라 생산하는 경우는 드물다. 또 표준을 조금만 변형하더라도 설계부터 다시 시작해야 하므로 많은 설계 인력이 필요하다.
  하지만 여느 제조기업과 마찬가지로 하이에 어코리아 역시 인력문제로 골머리를 앓고 있다. 판금 전용 소프트웨어를 주목한 것도 그때문이다.
3차원 판금 소프트웨어 SheetWorks
아마다의 3차원 판금 소프트웨어 SheetWorks를 이용해 작업하는 모습과 가공 결과물.
하이에어코리아는 아마다의 3차원 판금 CAD 소프트웨어인 SheetWorks를 사용하고 있다. 일반 CAD 소프트웨어와 비교했을 때 판금 CAD 소프트웨어가 갖는 장점 으로는 어떤 것들이 있을까. 판금 가공 분야는 여러 부품을 결합해 하나의 제품을 만드는 경우가 많아 각 부품 간 ‘호환성’이중요하다. 가령 철판의 두께를 줄인다고 가정해 보자. 이 때 일반 CAD 소프트웨어에 서는 두께와 관련된 다른 수치들을 일일이 수정해야 한다. 하지만 판금 소프트웨어에 서는 수치를 바꿔주면 해당 수치와 관련된 다른 부분들 역시 일괄적으로 변경된다. 뿐만 아니라 절단 전개도, 절곡 도면, 작업 지시서 역시 자동으로 수정되기 때문에 작업자 세 명이 할 일을 한 사람이 해낼 수도 있다. 실제로 하이에어코리아는 SheetWorks를 통해 전동지게차 개발 기간을 50% 가량 단축시켰으며 기존 판넬 생산 설계 인력을 60% 줄였다.
생산성과 품질을 동시에 잡는 자동화 설비
아마다의 파이버 레이저 머신에 로딩 및 언로딩이 가능한 자동 선반을 결합한 자동화 설비. 국내에서 위 자동화 설비를 구축한 것은 하이에어코리아가 유일하다.
자동화 설비 역시 인력난에 대처하는 방안중 하나다. 하이에어코리아의 생산 현장에 서는 자동 절곡 로봇뿐만 아니라 파이버 레이저 머신(LCG-3015AJ)에 자동 선반을 결합한 자동화 설비 역시 찾아볼 수 있었다.
  자동화 설비는 소품종 대량생산에 적합하 다는 인상이 강하지만, 높은 품질을 일관적으로 유지할 수 있어 다품종 소량생산에서도 유용하다. 하이에어코리아는 아마다의 판금 자동화 설비를 통해 생산성을 60% 가량 향상시켰다. 식사 및 휴식 시간에도 가공을 중단하지 않을 경우 170~180%까지 생산성을 높일 수 있다.
 
  에디터|송해영
 
 도움 주신 분
 하이에어코리아㈜
 생산기술혁신팀 김대식 부장
 생산관리부 공봉재 부장
  www.hiairkorea.co.kr
레이저 절단 – ㈜레이저픽스코리아의 Xcut 3015C
 
 박판 가공으로 틈새시장 노린다
‘팔방미인’ 레이저 절단 장비들이 시장에 쏟아져 나오고 있다. 장비들은 입을 모아 외친다. 박판은 물론 후판도 손쉽게 가공할 수있다고. 사람과 마찬가지로 기계 역시 다재 다능할수록 좋다. 누구나 그 사실을 알고 있지만 문제는 ‘가격’이다. 생산 현장에서 주로 8T 이하의 박판을 가공한다면, 또 빠른 가공 속도가 필요하다면 박판 가공에 특화된 장비로 시선을 돌려보는 것은 어떨까. ㈜레이저픽스코리아의 Xcut 3015C는 정밀도와 가공 속도, 가격의 세 마리 토끼를 잡은 파이버 레이저 절단기다.
정교한 커팅 돕는 다양한 요소들
Xcut 3015C는 파이버 레이저 빔의 굵기가 50μm에 지나지 않아 정교한 절단이 가능하다. 파이버 레이저의 수명은 최대 10만 시간 이며 다른 장비에 비해 유지보수에 드는 비용이 적다. 또 빔을 한 번 더 굴절시켜 빔의 확산(divergence)을 개선했다.
  가공 정밀도를 확보하기 위해서는 기계 자체의 강성 역시 중요하다. Xcut 3015C는 600°C에서 가열한 뒤 서서히 상온으로 냉각(annealing)시킨 4.5톤 프레임을 사용해 장시간 가공에도 바디 뒤틀림이 적다.
 또 30T 고강판 프레임으로 만들어진 10개의 랙이 장비를 지지하고 있어 가공 중 발생하는 진동에도 흔들리지 않는다. X축과 Y축의 위치정밀도와 반복정밀도는 각각0.05mm로 정밀한 절단이 가능하다.
편의성에 초점 맞춘 소프트웨어
Xcut 3015C의 가공 장면
최근 판금 가공 업계에서 화두로 떠오르는 것은 단연 ‘편의성’이다. ㈜레이저픽스코 리아 역시 Xcut 3015C에서 사용할 소프트 웨어를 선택하는 데 있어 편의성에 중점을 맞췄다. 많은 장비들이 지코드로 운영되는데 비해 Xcut 3015C는 지코드는 물론 유저 인터페이스에 따라 작업하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라 PLT, DXF, AI 파일 역시 바로 열 수 있어 프로그램을 배우고 사용하는 것이 쉽다. 또 소재나 두께에 따른 설정 치가 저장되어 있어 일일이 지정할 필요 없이 가공물에 해당하는 설정치를 불러오기만 하면 된다.
활용폭 넓은 절단 장비
Xcut 3015C를 이용한 가공 샘플
Xcut 3015C는 파이프 커팅용 로터리를 장착해 파이프를 절단하는 것도 가능하다.
  로터리는 파이프를 돌려주는 역할을 하고, 레이저 헤드가 바깥으로 나가 파이프를 자르는 식이다. 사용 가능한 소재로는 SUS, 탄소강, 갈바, 알루미늄, 황동 등이 있다.
  가공 속도를 높이고 싶다면 Xcut 3015C에 Cover/2Tray를 부착하면 된다.
  Xcut 3015C는 랙 피니언(rack and pinion) 방식을 통해 축의 이동 속도를 높였다. 기존 장비의 분당 이동 속도는 45m 수준이었 지만 Xcut 3015C의 분당 이동 속도는 최대 120m에 이른다. 물론 다른 장비 가운데에 서도 랙 피니언 방식을 이용해 이동 속도를 높인 것들이 있다. 하지만 가격 면에서 큰차이를 보인다.
 
  에디터|송해영
 
 도움 주신 분
 ㈜레이저픽스코리아
 고영종 대표 박선영 실장
 laserpixk@gmail.com
 www.laserpixkorea.com
워터젯 절단 – ㈜티오피에스의 SJA-T300
 물은 쇠보다 강하다
워터젯 절단은 초고압으로 압축한 물을 노즐을 통해 분사하여 소재를 자르는 방식이다. 액체인 물로 어떻게 단단한 소재를 자르는 걸까. 이유는 바로 분사 속도와 연마재에 있다. 워터젯 절단에서 물은 음속의 2~3배 속도로 분사된다. 또 물을 분사할 때 가루 형태의 연마재를 집어넣어 절삭성을 높인다. 이를 가리켜 어브레시브 젯(abrasive jet)이라고 한다. 반대로 연마재를 넣지 않고 순수한 물로 가공하는 퓨어 젯(pure jet) 방식이 있다. 퓨어 젯 방식은 부드러운 재료나 박판 가공에 적합하며, 어브레시브 젯 방식은 후판, 철근 콘크리트 등 복합 재료를 절단할 수 있다.
  ㈜티오피에스의 SJA-T300은 직접주입방식의 어브레시브 젯 절단기다. 연마재로는 석류석, 즉 가넷을 사용하고 있다. 워터젯 절단의 대표적인 장점은 소재 손상 우려가 적다는 것이다. 높은 전력의 레이저로 가공할 경우 소재를 빠르게 가공할 수 있지만 자칫 소재 표면이 녹거나 산화될 수 있다. 하지만 워터젯 절단에서는 소재 손상이 적어 후가공에 필요한 수고를 줄일 수 있다. 또 두꺼운 소재나 난삭재 역시 손쉽게 가공할 수 있어 활용도가 높다.
정밀도 높이는 ActiveCutting™ 헤드
워터젯 절단 시스템 SJA-T300과 컨트롤러
앞서 여러 장점을 늘어놓았지만 사용자의 관심은 결국 정밀도로 귀결될 수밖에 없다.
  워터젯 장비에서 물은 위에서 아래로 분사 된다. 따라서 기존 장비에서는 두꺼운 소재를 절단할 때 소재 아랫부분이 윗부분보다 좁아지는 테이퍼(taper) 현상이 발생했다.
  SJA-T300의 액티브 커팅 헤드는 이러한 테이퍼 현상을 방지하기 위해 미리 예상한 테이퍼 각도만큼 커팅 헤드를 기울여 소재를 절단한다. 테이퍼 각도를 좌우하는 변수로는 소재 두께와 가공 속도 등이 있다. 사용 자가 직접 보상각을 설정하고 싶다면 절단 부분별 속도 등급에 따라 보상각을 임의로 입력할 수도 있다. 이와 같은 테이퍼 각도 보정을 통해 SJA-T300은 소재 두께가 50mm일 경우 0.05mm 가량의 직각도를 보장한다. 또 서보모터와 볼스크류 구동 방식을 채택해 0.03mm의 반복정밀도를 제공한다.
워터젯 전용 소프트웨어 TopMaster™
SJA-T300을 이용해 소재를 절단하고 있다. 절단 속도와 소재 두께에 따라 액티브 커팅 헤드가 실시간으로 공구경을 보정해 0.05mm 이내의 가공정밀도를 유지할 수 있다.
SJA-T300은 워터젯 전용 소프트웨어인 TopMaster을 제공한다. 판금 소프트웨어와 비교했을 때 워터젯 전용 소프트웨어는 최근 ‘편의성’과 ‘데이터베이스’를 중시하는 방향으로 나아가고 있다. 이는 재질과 두께가 다양한 소재를 가공하는 워터젯 장비의 특성, 그리고 인력난에 시달리는 업계 상황을 반영한다.
  과거에는 전문 지식을 가진 인력이 주로 프로그램을 다뤘지만, 현재 많은 기업들은 전문 인력을 구하지 못해 난처해 하고 있다.
  또한 워터젯 가공은 다양한 소재에 대응할수 있기 때문에 각 소재에 대한 노하우를 쌓기에는 많은 시간이 필요하다. 따라서 방대한 데이터베이스를 토대로 클릭 몇 번만으로 손쉽게 작업할 수 있는 워터젯 전용 프로그램이 필요하다.
더 깨끗하게, 더 안전하게
SJA-T300을 이용한 가공 샘플. 두꺼운 소재 역시 높은 정밀 도로 잘라낼 수 있다.
과거 워터젯 장비는 연마재가 날리고 소음이 크다는 인식이 있었다. 이러한 인식을 불식시키기 위해 ㈜티오피에스는 다양한 노력을 시도했고, 그 결과물이 지난 해 출시된 SJA-T300이다. SJA-T300은 우선 연마재 공급장치에 모터를 달아 공급량을 제어할 수있다. 기존 장비는 장시간 가동시킬 경우 연마재 막힘 현상이 일어나 작업 효율에 차질을 주곤 했다. 하지만 SJA-T300은 연마재가 막힐 경우 알람이 울리고 자동으로 장비가 멈춰 물바다가 되는 것을 막을 수 있다.
 또 워터젯 장비는 잔뜩 압축된 물을 800~1,000m/sec의 높은 속도로 분사하는 데, 이 때 큰 소음이 발생한다. 소음을 막기 위해서는 수위를 적절하게 조절하는 것이 중요하다. SJA-T300의 수위조절장치는 소재 두께에 따라 수위를 조절해 소음을 획기 적으로 줄일 수 있다. 이처럼 워터젯 장비는 장비의 강점을 살리는 방향으로 발전해 나가고 있다.
 
  에디터|송해영
 
 도움 주신 분
 ㈜티오피에스
 김재훈 이사 신은영 대리
 1588-7095
 www.topswaterjet.com

 
TAG :  레이저  워터젯  절단  케이싱  파이버레이저  판금  판금소프트웨어
 
 
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