KR QUANTEC 및 KUKA.CNC를 이용한 표면 가공

SEMATEK GmbH는 KUKA.CNC 소프트웨어를 이용하여 표면 가공의 새로운 길을 열고 있습니다.

2007년부터 독일 알고이(Allgäu) 지역의 제그(Seeg)에 위치한 SEMATEK GmbH는 신제품 제조 공정이 필요하고 기존 공정을 발전 및 최적화하려는 현대적인 생산 기업을 위해 기계공학 분야의 혁신적인 통합 솔루션을 개발해왔습니다. SEMATEK GmbH는 이미 오래전부터 비용 절감 및 생산 능력 향상에 주력해왔습니다.

표면 가공의 자동화

현재까지도 차체 부품용 딥드로잉 툴, 플라스틱 부품용 사출 성형 또는 복합재 부품의 인서트 성형 등과 같은 밀링된 몰딩툴의 다듬질 또는 마무리 가공을 수작업으로 처리하는 경우가 많습니다. 자동화 설비가 구비된 업체에서도 대형 자유 곡면 표면의 폴리싱 작업은 부분적으로 최대 20일까지 소요됩니다. 표면 가공의 새 기술 개발에서 가장 중요한 사항은 공정을 최대한 유연하고 정확하며 믿을 수 있고 경제적으로 만드는 것입니다.

목적은 자동화 절차를 통해 금속 표면을 고품질의 기능 표면으로 바꾸는 것입니다. 이는 공작물의 표면 다듬질에 이용할 수 있는 "Machine Hammer Peening"(해머링 프로세스) 적용 분야를 이용하여 구현할 수 있습니다. 이 공정을 이용하여 복합적인 공작물 표면을 자동으로 가공할 수 있도록 SEMATEK은 KUKA 로봇KUKA.CNC 소프트웨어를 사용합니다.

KUKA.CNC가 안내하는 KUKA KR QUANTEC

KR QUANTEC 시리즈 KUKA 로봇의 플랜지에는 표면 기계 가공을 위한 선형 진동 해머 헤드(3S-Engineering GmbH의 FORGEfix)가 장착된 공압 작동식 공구가 있습니다. 로봇은 공작물을 측정한 후 KUKA 소프트웨어인 KUKA.CNC를 사용하여 해머 헤드를 이른바 "해머 피닝 경로"를 따라 표면 위로 안내합니다. 이때 밀링팁이 아래쪽으로 밀링 그루브의 가장 깊은 곳으로 눌립니다. 스트로크와 표면 사이의 접근각, 공급 각도, 경로 간격, 이송 속도, 볼 직경은 공정에 따라 선택하거나 설정해야 합니다.

SEMATEK은 가공 헤드 측정을 위해 LEONI GmbH의 5D 측정 시스템을 사용합니다. 이 절차를 이용하여 TCP(Tool Center Point) 측정 외에도 툴 방향을 최대한 정확하게 측정할 수 있습니다. 툴 방향은 특히 5축 CNC 프로그램에 의한 가공에서 최대 공정 정밀도를 달성하기 위해 중요한 요소입니다.

G 코드로 로봇을 완벽하게 프로그래밍

KUKA KR 240 R2900은 탁월한 작동 범위와 유연성을 자랑합니다. 5축 가공이 필요한 부품에 로봇을 사용하면 뛰어난 비용 절감 효과를 볼 수 있습니다. 쉽게 로봇를 셋업하고 프로그래밍하기 위해 KUKA는 컨트롤러에 완벽한 CNC 커널을 구현하고 KUKA.CNC 소프트웨어를 개발하였습니다.

이 소프트웨어를 사용하면 DIN 66025 또는 G 코드로 로봇의 모든 동작 기능을 프로그래밍할 수 있습니다. 프로그램은 CAD/CAM 체인을 이용하여 작성할 수 있으며 특수 로봇 프로그램(로봇 언어로 번역)으로 변환하지 않고 KUKA 컨트롤러에서 사용할 수 있습니다.

KUKA 로봇이 선형 진동 해머 헤드를 공구로 사용하여 표면을 가공합니다.
또한, 툴 반경 보정과 헤비듀티 툴과 같은 CNC 시스템의 기능을 문제 없이 사용할 수 있다는 장점도 있습니다. SEMATEK는 시뮬레이션 모듈로 프로세스 체인을 보완하여, 전체 시스템의 접근성과 충돌 방지 기능을 향상하였습니다. 이를 통해 로봇을 완벽한 CNC 기계로 사용할 수 있으며, 다시 한 번 향상된 경로 성능과 전체 부품의 균일한 가공으로 이익을 창출할 수 있습니다.

최소 시간에서 구현하는 최대의 품질

해머링 기능은 밀링된 표면을 다듬질할 뿐만 아니라 표면을 강화하고 내부 응력을 최적의 상태로 분배합니다. 표면이 균일하고 재현 가능한 형태가 됩니다. 해머링 공정에 의해 밀링 작업만으로는 불가능한 0.1µm 미만의 표면 조도가 구현됩니다. 냉간 경화를 통해 가공할 재료에 따라 표면 경도가 최대 30% 상승할 수 있습니다. 표면의 추가 후가공이 종종 불필요해집니다. 자동화 해머링 프로세스를 사용하여 특히 수동 연마와 폴리싱 작업을 줄일 수 있습니다.

특히 평활 공정에 대한 요구사항이 감소하여 마무리 가공 시간과 전체 제조 공정 시간이 현저하게 줄어듭니다. KUKA 로봇을 이용하여 복합적인 자유 곡면 표면도 가공할 수 있습니다. 전체 부품의 가공이 가능하여, 비용과 시간이 많이 드는 래핑 작업을 하지 않아도 됩니다. 또한, 매우 정확한 경로 계획에 의해 로봇이 빠른 속도와 적은 중첩으로 이동할 수 있습니다. 이를 통해 최소 시간으로 최상의 결과를 낼 수 있습니다.

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