새 CNC 절단 시스템을 구매하든 자체적으로 구축하든 아니면 기존 장비를 업그레이드하든, 시스템의 동작 성능이 전반적인 성공에 매우 중요한 요소입니다. 사실, 장비의 동작은 파트 품질과 일관성을 말할 때 최적의 절단 시스템을 선택하는 것과 같이 중요합니다. 절단 기능과 응용프로그램 성능(예: True Hole®True Bevel )도 장비 동작의 영향을 받습니다. 이미 설치된 장비의 경우 각각 지원하도록 설계된 용도가 무엇인지 아는 것이 중요합니다.

무엇이 동작 품질을 결정하는가?

플라즈마 시스템과 기타 절단 장비는 보통 다음과 같은 특정 기능적 사항을 고려하여 설계됩니다.

  • 용도 - 시스템이 두꺼운 철판, HVAC, 베벨, 파이프, 다중 공정, 구조적 요소에 사용되는가?
  • 생산성 필요 – 시스템이 다중 절단 스테이션, 다중 철판, 빠른 이동 또는 기타 제조 요건을 지원해야 하는가?
  • 요구되는 절단 품질 – 시스템이 정밀 파트, 볼트 구멍, 슬롯, 노치 또는 여러 유형의 조합 작업에 사용되는가?

이것은 한 장비가 여러 가지 작업을 잘 할 수 없다는 의미가 아닙니다.  오히려, 장비 생산업체와 협력하여 회사의 절단 필요에 알맞은 장비를 구성해야 한다는 것이 요점입니다.

동작 품질은 절대적이지 않습니다. 기능에 따라 각각 다른 수준의 품질이 필요하며, 여러 수준의 절단 품질과 생산성을 달성하려면 여러 수준의 품질이 필요합니다. 일부의 경우에는 낮은 동작 품질(보통 저가)이 허용되지만, 또 다른 일부의 경우에는 우수한 품질이 필요합니다. 장비의 동작 품질은 비즈니스 필요에 적절하게 맞추어야 합니다.

기계적 고려사항

기계적 측면에서 절단 장비에 다양한 종류의 가이드웨이 중 하나가 장착될 수 있습니다. V형, 바 스톡, 선형이 자주 사용되는 가이드웨이입니다. 이들 간의 차이를 이해하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 밀폐 베어링이 있는 선형 웨이는 일반적으로 롤러 베어링과 휠에 비해 마찰이 잦지만, 정상적인 사용 시에는 더 일관적이며 유지보수가 거의 필요 없이 가장 정확한 최고의 절단 품질을 제공합니다.

장비의 구조적 품질을 알아보는 좋은 지표 중의 하나는 장비 관성을 이겨낸 후 구동이 결합된 상태에서 얼마나 쉽게 밀리는지 입니다. 어설프게 설계되거나 제작된 장비는 밀기가 어렵습니다. 이것은 가속하고 속도를 유지하고 방향을 변경할 때 더 많은 힘이 필요함을 의미합니다. “마찰을 줄이고” 갠트리 구동에 필요한 힘의 양을 최소화하는 것이 과거부터 고려되어 온 중요한 설계 요소이지만, 오늘날의 장비 생산업체들은 우수한 절단 품질을 위해서는 크기가 적절하며, 일관된 동작을 전달할 수 있는 모터와 기어를 가진 구동 시스템을 구축하는 것이 더 중요한 것으로 이해하고 있습니다.

또 다른 중요 지표인 강도도 자주 잘못 이해됩니다. 일부의 경우 장비가 너무 딱딱할 수 있습니다. 장비가 너무 경직되어 있으면 무거움과 동시에 가속이 어려워질 수 있습니다. 과도하게 딱딱한 장비에서는 예리한 모서리에 진입하고 나올 때 상자, 토치 리드, 케이블이 흔들릴 수 있으며, 결과적인 진동이 절단 파트에 나타날 수 있습니다. 강도가 강해야 하는 곳은 모터, 기어박스와 랙 또는 볼 나사 사이의 기계적 연결부입니다. 이러한 연결부가 견고할수록 장비 가속이 쉬워집니다.

장비에 사용되는 구동 시스템의 종류도 중요합니다. 초보 수준, DIY 그리고, 소량 생산 장비에서는 해당 작업에 견주어 품질이 충분히 양호하기 때문에 덜 비싼 “개방 루프” 시스템이 사용됩니다. 이러한 시스템에는 피드백 루프가 없으므로, 절단 중에 속도나 위치를 조절할 수 없습니다. 장비의 피드백에 따라 속도나 위치를 조절할 수 있는 폐쇄 루프 시스템은 공업용, 상용, 대량 생산 환경에 일반적으로 사용됩니다. 이것은 더욱 예상 가능한 절단을 가능하게 하므로, 파트 정밀도와, 파트 간 그리고 배열 간 일관성을 높일 수 있습니다.

아날로그인가 아니면, 디지털이 맞는가?

아날로그 구동은 아직도 널리 사용되며, 매우 높은 정밀도를 달성할 수 있습니다. 그러나 최근의 트렌드는 SERCOS(Serial Real-time Communication System), EtherCAT®(Ethernet for Control Automation Technology), PROFINET(Process Field Net)과 같은 디지털 자동화 표준을 따르고 있습니다. 이것은 장비 동작에 의해서라기보다는 공장 자동화와 다양한 용도에 대한 범용 솔루션의 중요성이 커진 결과입니다.

아날로그 구동과 디지털 구동은 똑같이 초고해상도의 피드백 장치를 제공할 수 있습니다. 일부의 경우 백만 CPI(Counts per inch) 이상의 이동 해상도로, 초고도의 절단 정밀도를 구현할 수 있습니다.

구동 장치와 모터의 적절한 크기

어떤 구동 기술 또는 브랜드가 사용되든, 장비 생산업체는 장비에 적절한 크기의 구동 장치와 모터를 선택해야 합니다. 일반적으로, 무거운 장비일수록 더 강력한 모터와 구동 장치를 필요로 합니다. 관성을 고려해야 합니다. 모터의 방향을 변경하려면 모터 자체 관성을 극복하여, 동력 전달 장치를 역전시키고 장비의 관성을 이길 수 있는 충분한 힘이 필요합니다. 적절하게 설계된 시스템에서는 구동 동력이 관성을 이겨내고 장비 질량을 가속하는 데 필요한 힘과 일치합니다.

기어는 기계적 확대율을 얻는 데 사용할 수 있습니다. 기어 감속은 모터의 유효 토크를 높이지만, 최고 속도가 감소합니다. 설계 목표는 비용 효과적인 구동 장치/모터 크기와, 용도에 맞는 목표 가속률과 속도를 달성하는 기어 감속을 사용하는 것입니다. 플라즈마에서는 일반적으로 가속률이 20–40mG이고, 이동 속도는 약 분당 1,000인치입니다.

장비 동작과 절단 공정에 관한 중요 사항

원래 초기 세대 플라즈마 시스템용으로 설계된 이전 절단 테이블이 신형 플라즈마 시스템으로 개량되기도 했지만, 결과는 종종 실망스러웠습니다. 신형 플라즈마 시스템으로 개량된 테이블에서 생산된 파트는 실제로 보면 더 조잡할 수 있습니다! 어떻게 된 것일까요?

이전 플라즈마 시스템이 지금은 오로지 신형 플라즈마 시스템의 더 정밀한 절단 품질 때문에만 나타나는 테이블의 기계적인 문제 또는 진동을 숨겼을 수 있습니다. 이전 플라즈마 시스템을 굵은 마커 팬으로, 신형 플라즈마 시스템을 가는 샤프로, 각각 생각해 보세요. 테이블에 미세한 진동이 생기면 가장자리가 넓은 마커로는 이 진동을 덜 느끼게 됩니다. 동일한 테이블에서 산소 절단에서 플라즈마 절단으로 건너뛰거나 이전 플라즈마 시스템을 신형 HyPerformance® 시스템으로 업그레이드할 때도 이와 마찬가지입니다. 어떤 경우이든, 장비 생산업체는 고객에게 최고의 솔루션을 제안할 수 있습니다.

동작 품질에 영향을 미치는 기타 요인

중요하지만 종종 간과되는 것은 어떻게 절단 장비가 공업용을 지탱하는가 하는 것입니다. 둘 다 새 제품인 경우 고급 장비와 초보급 장비의 절단 품질을 구별하는 것이 어려울 수 있습니다. 그러나 구조와 절단 품질의 차이는 계속 사용되고 시간이 경과됨에 따라 분명해질 수 있습니다.

저급 기어박스 사용, 불량 피니언 결합장치(랙과 피니언 시스템), 과도한 마모 또는 피니언/기어 랙의 유지보수 불량으로, 공전 또는 "백래시"가 발생할 수 있습니다. 볼 나사 시스템이 더 강력한 대안을 제공하지만, 길이 제한을 가지고 있습니다.

CAD/CAM 시스템도 장비 동작에 영향을 미칠 수 있습니다. 스캔 이미지 또는 아트 작업물은 절단 시스템에 업로드하기 전에 편집이 필요한 경우가 많습니다. CAM 시스템이 CNC에 도달하기 전에 프로그램을 필터링하고 다듬어서 이를 도울 수 있습니다.

장비 자체라기보다 제어 기능이지만, 파트의 형상이 장비 동작에 영향을 미칠 수 있습니다. 특정 장비에서 특정 형상이 어떤 작용을 하는지를 이해하게 되면 파트를 어떻게 그리고 궁극적으로, 특정 장비에서 어떤 작업을 할 수 있는지를 결정할 수 있습니다. 우수한 제어는 다른 제어들이 서로 충돌하여 혼동을 야기할 수 있는 상황을 해결할 수 있습니다. 제어가 문제를 해결하지 못하는 경우 간단히 장비 속도를 늦추거나 모서리 루프를 사용하면 파트를 정리하는 데 도움이 될 수 있습니다.

마지막으로, 적절한 장비 유지보수가 매우 중요합니다. 기계식 부품은 마모됩니다. 토치 충돌 또는 다른 문제가 발생할 수 있습니다. 정기 유지보수로 이러한 문제를 사전에 예방하면 절단 테이블의 수명이 다할 때까지 우수한 장비 동작을 유지할 수 있습니다.