<시리즈> 21C 첨단기술 (17);CNC 오벌 터닝머신

컴퓨터 수치제어(CNC) 방식을 통해 진원은 물론 정규타원, 더블타원, 타원+진원, 타원+타원가공까지 한 대의 CNC선반으로 작업할 수 있는 첨단기술이 국내 기술진에 의해 개발, 최근 본격 생산에 들어갔다.

CNC 오벌 터닝머신 또는 피스톤 가공기로 불리는 이 CNC선반은 진원가공만가능한 기존 CNC선반에 마스터 모델을 정밀 제작, 모방절삭을 통해 타원을가공했던 수작업 방식을 컴퓨터 수치제어 장치로 제어하는 것으로 유럽, 일본 등 선진국의 일부 전문업체만 확보하고 있는 고난도 기술이다.

이 장비는 자동차의 핵심부품중 하나인 피스톤을 전문으로 가공할 수 있는국내 유일의 CNC선반인데 C축과 Y축의 동시제어로 오벌리티(Ovality)를, C축과 Z축의 동시제어로 프로파일(Profile) 가공이 가능하다.

또 기존 모방절삭 방식이 타원 형상의 수정이 어렵고 모방절삭의 추종성한계로 절삭속도(평균 가공회전수 3백∼5백, 절삭속도 1백∼1백50m/min)를높일 수 없는 데 비해 이 장비는 CNC 프로그램임으로 타원형상의 수정이 쉬우며 서버의 추종성을 높여줌으로써 절삭속도(가공회전수 3천, 절삭속도 9백42m/min)에서만 6배 가량 생산성을 향상시켰다.

특히 제어장치의 지령치와 실제 움직임의 오차를 비교, 자동 보정하는 학습제어 기능을 내장함으로써 고밀도 가공이 가능, 최대 36㎜의 복잡한 타원형상도 쉽게 가공할 수 있다.

또한 가공제품 측면에서는 기존 모방절삭 방식의 경우 피스톤 개발기간이길고 마스터모델 마모에 의한 피스톤 품질이 저하될 우려가 있으며 가공이불가능한 형상(Recess 형상)이 발생할 수 있는 데 반해 이 제품은 피스톤 개발기간을 단축, 개발비를 절감할 수 있고 마스터모델이 필요없기 때문에 피스톤 품질을 향상시킬 수 있으며 어떠한 형상이라도 가공할 수 있게 설계됐다.

특히 대화식 방식으로 비숙련자도 쉽게 프로그래밍할 수 있는 피스톤가공프로그램용 소프트웨어(HOTS)를 개발, 내장함으로써 피스톤의 종류에 따라모델의 제작 및 수정을 하지 않아도 신속한 작업이 가능하다.

이 소프트웨어에는 입력된 피스톤의 데이터를 PC에서 형상처리후 각각의형상 및 가공경로를 확인할 수 있는 기능이 내장돼 있으며 3D(3차원) 디스플레이 기능을 채택, 피스톤 전체의 형상이해도를 높임으로써 가공물의 오차를현격히 줄일 수 있다.

이밖에 PC에서 CNC장치로 데이터를 화면 전송할 수 있는 장치와 원터치작동 방식을 채택, 스타트 버튼만 누르면 모든 작업공정이 일괄 진행될 수 있게 설계됐다.

이 제품을 개발한 화천기계측은 『가격이 비싸(기존 CNC선반의 2배 정도)기 때문에 수요가 그리 많은 편은 아니지만 타원가공이 반드시 필요한 자동차부품 제조업체와 특수부품 가공업체 등 소비자의 요구를 충족시켰다는데의미가 있다』며 이들 업계를 대상으로 철저한 주문생산 방식을 통해 판매를확대해 나갈 계획이라고 밝혔다.

〈박효상 기자〉