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MFG 58 엔지니어링 소프트웨어 리드타임 단축을 원한다면? CAM-TOOL ‘5축 가공’으로 솔루션을 찾 자! 에디터 | 조아라 CAM-TOOL은 모델링 기능을 탑재해 CAD 데이터 로딩부터 NC데이터 출력까지 가능한 CAD/CAM 일체형 하이엔드 CAM 시스템이다. 미세 고정밀, 가공 효율 극대화 등 가공 환경에 최적화된 다채로운 가공 모드가 특징이다. 이런 장점을 바탕으로 HOLF 가공과 2.5D, 3축 가공은 물론 5축 가공까지 대응이 가능하다. CAM-TOOL을 활용해 리드타임을 감축시킨 일본 나고야정밀금형의 사례를 통해 생산성 향상의 솔루션 을 찾아보자. 1975년부터 자동차 헤드램프 관련 부품의 플라스틱 사출 금형 설계 제조를 하고 있는 나고야정밀금형은 2013년 CAM-TOOL 5축 모듈을 도입하면서 리드타임을 단축하는 성과를 거뒀다. 자동차 헤드램프가 기존보다 더 밝으면서도 전력소비가 적은 쪽으로 진화하면서 현재는 LED광이 주류를 이루고 있다. LED광의 특성에 따라 제품에 요구되 는 품질도 변하고, 금형도 복잡하고 고도화 됐다. 나고야정밀금형의 문제는 기존의 방식으로 까다로운 요구사항을 모두 만족시키면서 높 은 생산성을 유지하는 것이 어렵다는 데 있었다. 공구를 길게 돌출시 켜 깊은 형상을 가공해야 하기 때문에 3축 가공만으로는 완성 가공에 한계가 있었고, 이를 보완하기 위해 전극 가공과 방전 가공이 필수적 이었다. 그러다 보니 금형 랩핑 시간이 늘어나 납기 단축 실현에 차질 이 발생하는 등 여러 가지 문제점이 드러났다. 그동안 나고야정밀금형은 3축 CAM은 CAM-TOOL로, 5축 CAM은 타사의 시스템으로 운영 중이었다. 하지만 이러한 운영은 데이터 연동 성이나 호환성에 문제를 야기할 뿐 아니라 5축 CAM의 커터패스도 불 안정하여 오퍼레이터 부담을 증가시켰다. 당초 목표를 달성하기 어렵 다고 판단한 나고야정밀금형은 5축 CAM 시스템을 재검토하고 4개 의 시스템과 비교해 2013년에 쿠마모토 공장, 2014년에 미야자키 공 장과 본사에 동시 5축 모듈을 도입했다. CAM-TOOL은 가공면 품질 과 커터패스의 안정성이 우수하고 가공모드가 풍부해 효율적인 가공 이 가능하다는 게 장점이었다. 또한, 1개의 CAM 시스템으로 3축에서 부터 5축까지 연속적인 운영이 가능하기 때문에 오퍼레이터 부담도 줄일 수 있었다. CAM-TOOL 동시 5축으로 공정 대폭 단축 CAM-TOOL 5축 도입으로 생산 효율성은 급격히 향상됐다. ‘등고선 정삭 가공’ 등의 3축 데이터를 쉽게 5축 데이터로 변환할 수 있어 데이 터 작성 시간을 대폭 줄였다. 5축 CAM 시스템에서 문제였던 5축 커터 패스 누락에 따른 데이터 재작성도 급감했다. ‘등고선 잔삭 가공’은 5 축 가공에서도 효과적으로 이전 공정의 미가공 영역을 정확하고 빠 르게 검출하여 작업 효율성을 높였다. 머신 시뮬레이션 기능이 시스템 에 탑재돼 있어 다른 시뮬레이션 시스템과 데이터 교환 없이 가공 전 부터 가공에 관한 데이터 작성이 가능해졌다. 미야자키 공장 소노다 과장은 “금형은 단일 생산품으로써 한 번밖에 사용하지 않는 가공 데이터가 대부분이라서 데이터 작성 속도와 양을 만족시키는 것이 매우 중요하다”며 “CAM-TOOL에서는 형상에 따라 서 무방전도 가능하고 가공면의 정밀도도 향상돼 랩핑 시간을 줄일 수 있다”고 설명했다. 이어 “CAM 작업 부분에서만 보면 50% 정도 공 정을 단축했다고 생각한다”며 “문제가 됐던 방전도 30% 정도 단축할 수 있었다”고 덧붙였다. 나고야정밀금형은 입자나 슬라이드 코아를 비롯한 중요 부품의 의장 면에도 5축 가공을 활용 중이다. 특히 헤드램프 렌즈 금형의 언더컷 처 리를 하기 위한 작동 코아는 슬라이드 습동면이 포함되어 있어 고도의 가공 기술을 요구했다. 6면을 가공할 필요가 있기 때문에 3축 가공으 로는 6번의 가공물 세팅이 필요했다. 이것을 5축 가공으로 하면 1회 세 팅으로 5면 가공이 가능하기에 세팅 시간을 대폭 단축 시킬 수 있었다. CAM-TOOL의 풍부한 가공 부하 경감 기능으로 가공면의 품질도 더 욱 좋아졌다. 형상의 凹부에 커터패스가 엣지로 되는 부분을 가공 할 때에는 이 부분에 코너 R을 삽입하여 급격한 공구 부하 변동을 회피 하는 ‘Corner R Processing’ 기능, 절삭량에 따라서 가공 속도(FEED) 를 조정할 수 있는 ‘가변FEED(Variable F rate)’, 동시 5축 가공의 ‘Smoothing’ 기능(공구 벡터 방향의 급격한 변화를 억제해 부드럽게 공구 벡터를 변화시키는 기능) 등을 이용함으로써 장비를 매끄럽게 동작시켜 절삭면의 품질을 향상시켰다. CAM-TOOL 활용 중인 모습