EMAG Richardon의 호빙 머신 R 300: HKS 사의 로터리 액추에이터 생산을 위한 고효율적 기어 가공 공정

11/07/2019 - Markus Isgro

Gear Cutter - The tool life of the hob used has increased by about 30 percent

다재다능한 로터리 액추에이터: 액추에이터는 다수의 상용차, 선박, 기계, 발전소 및 생산 분야에서와 같이 커다란 물체를 회전시키거나 선회시켜야 할 경우 사용됩니다. 이렇게 폭넓은 범위의 적용 분야가 HKS Dreh-Antriebe GmbH의 어렵고 까다로운 과제를 규정하는 바, HKS Dreh-Antriebe GmbH는 세계 시장을 선도하는 기업으로 이러한 흥미로운 기술 제품을 생산하기 때문입니다. 로터리 액추에이터의 중앙 피스톤에 위치한 특수 외부 기어가 이때 EMAG Richardon의 수직 호빙 머신으로 가공됩니다. 두 대는 헤센주에 위치한 HKS 현장에 있고, R 300 시리즈의 새 모델은 작센주의 노이키르히(Neukirch)에 있습니다. 요건은 아주 까다롭고 어렵습니다. 제품의 다양성으로 인해 장비의 공구를 자주 교체해야 함에도 불구하고 항상 완벽한 맞물림의 품질을 보장해야 합니다. 책임자들은 새로운 투자를 굉장히 긍정적으 로평가합니다.


커다란 물체가 가속 및 제동되고, 정확히 포지셔닝된 다음 한 위치에 유지되는 것이 물론 진기한 것이 아닙니다. 그래서 이렇게 질문할 수도 있습니다. 그에 속하는 로터리 액추에이터가 사용되지 않는 곳이 어디인가요? 실제로 이 기술을 일상에서 자주 접합니다. 예를 들어, 지역 폐기물 처분용 트럭이 폐기물 용기를 올려 회전 동작을 사용하여 비울 때, 종종 HKS의 강력한 액추에이터가 인양력을 제공합니다. 이는 소방서의 구조대 또는 굴삭기의 대형 삽에서도 마찬가지입니다. HKS의 로터리 액추에이터는 한편으로는 산업 분야에서 생산 시 수집용기를 정확하게 기울이거나, 다양한 혼합장치들을 빠르게 움직이거나 또는 한 장비의 공구 교체가 간단히 이루어지도록 해 줍니다. 로터리 액추에이터는 여러 드라이브 원리에 기초하였으며, 다양한 전력 등급 및 크기로 제공됩니다. HKS도 보편적인 성공 원칙이 있을까요? “결국 저희에게 있어 중요한 것은 최대 부하 상태를 계속 유지하고 고효율적으로 작동하는 아주 정밀한 드라이브를 개발하는 것입니다.”라고 작센 주의 노이키르히에 소재한 공장의 현장 감독인 마리오 포크트(Mario Vogt) 씨는 설명합니다. “수많은 고객들을 위해 저희는 아주 개별적인 솔루션을 개발하며, 독일 내 3곳의 현장에 구축된 높은 수직계열화를 통해 생산합니다. 모든 개발에 저희의 폭넓은 경험 지식이 녹아들어갑니다. 이를 토대로 하여 저희는 이 분야에서 세계를 선도하는 제조사가 되었습니다.

품질과 유연성에 역점을 두다

왜 또 특히 까다로운 기어 생산에 대해서인지는 로터리 액추에이터의 다양한 기능 원리를 한 번 보면 더 잘 알 수 있습니다. 예를 들어, 헬리컬 로터리 액추에이터: 이 기어를 통해 구동된 피스톤의 선형 동작이 필요한 회전 동작으로 전환됩니다. 이때 피스톤의 스플라인이 피스톤을 둘러싼 실린더의 내부 기어와 연결됩니다. 회전 동작은 피스톤의 선형 동작 길이에 따라 계속 진행됩니다. 이 원리는 아주 간단한 동시에 매우 효과적입니다. 그렇지만 사용 영역에 따라 엄청난 힘으로 기어에 부하를 가합니다. 그리고 산업 및 기술분야 내 HKS 요동 모터의 사용 영역에서는 특히 신뢰성이 요구됩니다. 따라서 생산 시 극도로 안정적이고 정확한 맞물림이 예외 없이 구현됩니다. 고장 허용 한계치는 항상 ‘제로’입니다. HKS의 책임자들이 이런 배경에서 EMAG와 합병한 것은 절대 우연이 아닙니다. 헤센 주의 배히터바흐(Wächtersbach)에 소재한 생산 현장에서는 이미 수년 전부터 두 대의 Richardon 호빙 머신을 사용하고 있습니다. 기존 호빙 머신이 이미 구모델이 된 노이키르히의 현장에서도 이 머신의 신뢰성 및 효율성이 계속 이어져야 할 것입니다. 저희 목표 중 하나는 점점 증가하는 기어 생산량을 높은 가공 속도로 대응하는 것입니다. 왜냐하면 저희 기술이 점점 더 많은 적용 분야에서 사용되고 있으니까요.”라고 보크트 씨는 설명합니다. “다른 한편으로는 저희 로트 크기가 1~50 사이이기 때문에 호빙 머신의 공구를 아주 쉽고 빠르게 교체할 수 있어야 합니다. 거의 매일 로트 크기가 변경됩니다. 그렇기 때문에 부품에 따른 공구 교체 절차를 몇 분 내에 끝내는 것이 저희에게 아주 중요합니다. 교체 후 장비에 샘플 부품을 장착하여 시험 가동한 후 바로 공정이 시작됩니다.

엄청난 성능 향상

2019년 3월부터 EMAG Richardon의 수직 호빙 머신 R 300을 HKS에서 사용합니다. 그 결과 이전 사용된 기술과 비교하여 엄청난 성능 향상을 보이고 있습니다. 예를 들어, 대형 크기의 기어 가공 시간이 최대 3시간에서 약 30분 정도 현저히 단축되었습니다. 동시에 사용된 기어호브커터의 수명도 약 30% 증가하였습니다. 이는 다음을 의미합니다. HKS의 공구 비용이 절감합니다. 전체적으로 수직 호빙 머신에서는 모듈 3 외부 기어가 90~350mm 폭으로 가공됩니다. 이때 피스톤은 길이가 200~500mm에 무게가 2~200kg에 달합니다. 가공 부품의 범위는 바로 보기 드물게 개방적인 기본 구조인 EMAG Ricardon의 특별한 기술의 강점을 보여줍니다.”고 EMAG 영업부의 미하엘 오쇼트(Michael Ossot) 씨는 설명합니다. 저희는 각각 다른 크기의 부품을 가공할 수 있는 긴 이송 거리와 넓은 속도 및 출력 범위를 갖춘 큰 작업 영역에 역점을 둡니다.” 게다가 장비는 다양한 구조적 세부 특성도 우수합니다. 따라서 고품질의 주철로 이루어진 주요 부품의 진동이 감소됩니다. 이외에도 장비는 열적 안정성이 뛰어납니다. 또한 내마모성에 유격이 없고 정비가 필요하지 않는 정밀한 다이렉트 드라이브가 동작 중인, 토크 모터가 장착된 공작물 받침대도 아주 중요합니다. 결국 절삭 공정 시 정확성에 대한 이점을 누릴 수 있습니다. 또한 모든 축에 위치한 더블 V 슬라이드 가이드는 우수한 품질을 단적으로 보여주는 예입니다.

“이 기술에 대한 아주 좋은 경험”

2017년에 EMAG 그룹은 이 기술을 Richardon사로부터 인수하였습니다. 이와 함께 대형 부품의 ‘호빙’에 대한 자체 애플리케이션 노하우도 확장했습니다. 교체 중 장비의 특수 구조에는 기술적인 변경이 없습니다. 이는 영업부장 마리오 보크트 씨가 말한바와 같이 HKS에게 있어 아주 중요한 점입니다. “저희는 이 기술에 대한 아주 좋은 경험을 쌓고 있습니다. 그리고 물론 노이키르히의 현장에서도 동일한 효율성과 유연성을 확보하고자 합니다. 이를 EMAG가 보장하였습니다. 현재 저희의 혁신적 결정이 옳았음을 재차 확인하고 있습니다. 이 호빙 머신으로 상당히 증가한 생산량을 비슷한 시간 내에 생산합니다. 로터리 액추에이터가 점점 더 많은 적용 분야에서 사용되고, 이 기술을 위한 시장도 확장되고 있는 측면에서 이는 성공을 위한 아주 기본적인 전제 조건이라 할 수 있습니다.”

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