EMAG의 생산 시스템: 차동 케이스를 위한 고성능 솔루션

08/01/2018

McKinsey의 새로운 연구에 따르면, 2030년까지 전 세계의 자동차 생산은 매년 약 2퍼센트 증가할 것입니다. 높아진 품질 요건에도 불구하고 증가하는 수량을 어떻게 처리할 수 있는가를 차동 케이스의 예가 특히 잘 보여 줍니다. 이 핵심 구성품은 모든 구동 장치 설계에 필수적인 부품입니다. 따라서 그 수량도 계속 증가합니다. 이와 동시에 여기에 속하는 차동 케이스의 기계 공작 가공은 상당히 까다롭습니다. EMAG 그룹은 수년 전부터 이러한 상황에 직면해 왔습니다. 전문가들을 수직형 선반, 자동화 솔루션 및 클램핑 장치가 장착된 완전한 생산 라인을 개발하였습니다. 따라서 차동 케이스를 위해 즉각적인 사용이 가능한 고성능 솔루션을 사용자에게 공급할 수 있게 되었습니다.


차동 기어는 자동차 제조사의 생산 계획자에게는 지속적인 관심을 받고 있습니다. 차량이 내연 기관이나 전기 모터 또는 하이브리드 엔진에 의해 구동되는지 여부와는 전혀 관계가 없습니다. 커브 길에서 두 휠의 속도를 조절하는 차축 차동 장치는 필수 불가결한 부품입니다. 다른 한편으로는 전체적으로 볼 때 효율적이고 안전한 공정으로 생산해야 하는 여러 부품 버전이 있습니다. 차동 케이스의 예: 내측이 구의 형태이거나 내측이 반구 형태인 닫힌 하우징과 커버가 있는 ‘열린’ 하우징이 있는데, 이때 이러한 형태가 기계 공작 가공의 과정에 영향을 끼칩니다. 하지만 어떤 경우든 완벽하게 동기화되어 연속적으로 진행되는 여러 부분 공정이 필요합니다. 그러한 전체 시스템의 구축이 살라에 본사를 둔 EMAG 그룹과 같은 전문가들이 당면한 과제입니다. ‘당사는 다양한 차동 케이스 가공을 위한 토탈 솔루션을 개발하고 있습니다. 수직형 선반, 클램핑 장치 및 연결 시스템을 포함한 그에 속하는 기술은 모두 EMAG에서 나온 기술입니다. 고객은 우선 핵심 담당자와 자신의 요구 사항을 논의한 후, 프로젝트 계획 전체를 저희에게 맡깁니다. 그러면 완벽하게 조정된 전체 시스템이 만들어집니다. 이 시스템은 사이클 타임이 약 95초 정도로 짧고 필요한 설치 공간이 작으며 공정 안전성이 높습니다.’라고 EMAG의 차동 케이스 기술 전문가이자 모듈 솔루션 테크니컬 세일즈 매니저인 다니엘 로포르치오(Daniele Loporchio)는 말합니다.

목표: 95사이클의 4단계작동

EMAG의 차동 케이스 생산 시스템은 단순하지만 매우 창의적인 구조를 자랑합니다. 사이클 타임 약 95초의 전체 가공을 구현하기 위해 모듈로 구성된 머신이 사용됩니다. EMAG의 솔루션이 적용된 이 모듈은 TrackMotion 자동화 시스템을 이용해 효율적으로 연결할 수 있습니다.

OP 10 / OP 20: 케이지측/플랜지측 선삭
이 케이스는 먼저 두 대의 VL 4 선반에서 가공됩니다. 여기에서 플랜지와 축 마운팅의 내경 및 외경이 가공됩니다. VL 머신의 Livetool-Revolver에는 12개의 공구 시트가 있어서 크로스 보어를 삽입할 수도 있습니다.

OP 30: 외경 선삭
VT 4 선반에서 단 한 번의 클램핑으로 차동 케이스의 나머지 외경이 가공됩니다. 따라서 다시 클램핑하는 과정에서 발생할 수 있는 오류가 방지됩니다. VT 4에는 각각 11개의 공구 시트가 있는 2개의 리볼버가 있습니다. 이 장치는 4축 동시 가공으로 빠른 공정을 가능하게 합니다. 또한, 동시 부품 로딩 및 언로딩으로 유휴 시간을 단축시킵니다.

OP 40: 정밀 가공 및 마무리
이후 VL 6 픽업 선반에서 가공이 실행됩니다. OP 40에서는 무엇보다 EMAG이 차동 케이스 가공용으로 특수하게 개발한 인상적인 클램핑 장치가 돋보입니다(사진 참조). 이 공정에서는 보어가 정밀 가공되며, 바나나형 공구를 통해 구결 내부가 먼저 청소된 후 마무리 연마됩니다. 이 모든 과정이 한 번의 클램핑으로 진행됩니다.
이제 최종 품질 검사만 남았습니다. 품질 검사는 추가적인 측정 시스템에서 이루어지며 각 차동 케이스마다 완벽한 품질이 보장됩니다.

그 외에도 이 시스템의 특징은 특히 효율적인 연결입니다. 이러한 효율성의 기반은 EMAG의 표준화된 모듈식 공작기계 플랫폼입니다. 통일된 이송 높이, 소프트웨어 컨트롤 및 픽업 스핀들이 적용되므로 EMAG의 TrackMotion 자동화 시스템을 이용해 각 머신을 간편하게 연결할 수 있습니다. 이때 프로그래밍할 수 있는 전동 그리퍼가 장착된 리프팅-벤딩 카트가 레일(트랙) 위에서 공작기계 사이를 움직이며 차동 케이스를 컨베이어 벨트 위에 놓습니다. 그 다음 픽업 작업 스핀들이 부품을 작업 공간 안으로 이송하고 또 밖으로 방출합니다. 이는 유휴 시간이 짧은 신속한 공정을 의미합니다. 그뿐만 아니라 수직형 공작기계가 컴팩트형이므로 라인의 설치 면적이 상당히 좁으며 장착할 때 모듈에 쉽게 접근할 수 있습니다.

시장에서의성공

지난 몇 년 동안 이 작지만 효율적인 설비는 큰 성공을 거두었습니다. 모두 합하여 약 250대 공작기계가 장착된 60~70 라인의 EMAG 생산 라인이 차동 케이스의 선삭 가공을 위해 이미 전 세계에서 가동 중입니다. OEM 및 Tier-1 부품 공급사는 기술에 중점을 둡니다. ‘저희는 클램핑 장치에 이르기까지 완전한 패키지의 공작기계를 공급합니다. 모든 구성품은 완벽하게 서로 맞춰져 있습니다. 이를 위해 개발 시 상당히 축적된 경험을 활용하였습니다. 이러한 장점이 시장에서 결실을 맺었습니다.’고 로포르치오는 요약하여 설명합니다.

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