[첨단 헬로티]

C&S Machine and Manufacturing(이하 C&S)은 지난 1969년 로버트 스틸과 로니 쿡에 의해 켄터키주 루이빌에 있는 쿡 소유의 180평방 피트 부지에 설립됐다. 이 회사는 주로 현지 제조 및 가공업체를 위한 수리 부품을 제작하는 작업장으로 시작했다.

1980년, C&S는 첫 CNC 장비인 엔슈 수직 머시닝센터(Enshu vertical machining center)를 구입했다. 회사는 CNC로 옮겨 가면서 더 높은 수준의 품질로 복잡한 부품을 생산할 수 있었고, 더 높은 수준의 생산 가공을 통합하기 위해 비즈니스 모델을 확장했다.

▲(좌측부터)General Manager - Ryan Steele, Machinist Apprentice - Kyle Dunn,

Manufacturing Engineer - Mike Curry, and Operations Manager Tom Grace

이후 로버트 스틸은 1980년 초에 로니 쿡의 지분을 인수했다. 현재 C&S Machine은 수직 머시닝 센터, 수평 머시닝 센터, 수직 선반 및 라이브 툴링이 장착 된 수평 선반을 포함해 30대의 CNC 장비를 수용하는 1,700평 규모의 건물 세 동을 보유하고 있다.

또한, 레이저 가공, 벤딩 및 용접 서비스도 제공한다. 오늘날 C&S는 밥 스틸의 손자인 라이언 스틸이 경영하고 있다. 그의 목표는 회사의 혁신, 품질, 안전 및 인력 개발에 지속적으로 집중하는 것이다. 현재 C&S Machine은 월요일부터 금요일까지 3교대로 24시간 운영되며, 대부분의 토요일에도 운영되고 있다.

새로운 CAM 소프트웨어로 전환

C&S는 최신 CNC 장비에 투자하면서 과거에 사용했던 CAM 소프트웨어에 한계가 드러나고 있다는 사실을 직감했다. C&S Machine의 작업자 카일 던은 "우리가 이전에 사용했던 CAM 소프트웨어는 거의 모든 프로그램을 다룰 수 있었지만, 그것은 다소 사용하기 불편했다"라고 말했다.

이어 그는 "과거에는 공구 경로를 작성해 포스트와 G코드를 수동으로 직접 작성한 프로그램에 붙여 넣었다. 이 프로세스는 시간이 많이 소요됐고 공구나 공작물 간 충돌시킬 여지가 있다"라고 말했다.

결국 C&S는 여러 공작 기계 회사의 조언에 의해 최신 공작 기계 활용 여부를 제공할 수 있는 CAM 소프트웨어로 'ESPRIT'을 선택했다. 무엇보다 ESPRIT CAM은 솔리드웍스 CAD 소프트웨어 및 회사 고객이 사용하는 기타 설계 소프트웨어에서 솔리드 모델을 쉽게 가져올 수 있었기에 시간을 절약하고 고객의 설계 의도를 정확하게 반영했다.

ESPRIT로 수행된 프로그래밍의 일반적인 유형의 예로써 전용 장비의 부품인 하부 죠 제작 과정을 설명하자면, 이 파트는 10x9x8인치 합금강 소재로 제작된다. 고객은 솔리드웍스에서 설계된 부품 솔리드 모델을 제공하고, 프로그래머는 모델을 ESPRIT CAM에서 작업한다.

작업자는 과거에 만든 볼엔드밀, 스퀘어 볼엔드밀, 드릴, 탭 등을 포함한 툴링 라이브러리에서 공구를 선택해 쉽게 프로그래밍한다. 라이브러리는 프로그래밍 및 시뮬레이션에서 정확한 충돌 감지를 보장하기 위해 실제 가공 시 툴링, 툴 번호, 날수, 직경, 길이 등을 일치하도록 해야 한다. 

그런 다음 ESPRIT의 자동 피처 인식 기능을 사용해 홀, 보스 및 포켓과 같은 형상으로부터 형상을 구성하는 피처를 추출했다. 공구 경로를 생성하는 데 사용할 수 있는 많은 피처를 선택했다.

▲자동차 산업에서 사용되는 맞춤 제작된 스탬핑 프레스를 위한 다이 홀더인 하부

기본 공구 경로

프로그래머는 모서리와 선을 체인으로 연결해 부품의 구멍을 덮는 커버링을 생성하고 부품의 기본 윤곽에 대한 공구 경로를 작성했다. 그는 한 번에 하나씩 이러한 서페이스를 선택하고 이를 생성하기 위해 윤곽 처리 작업을 정의했다. 프로그래머는 각 윤곽 작업을 위해 윤곽 가공을 선택했으며, ESPRIT는 황삭, 중삭 및 정삭 작업을 효율적인 순서를 자동으로 생성했다.

ESPRIT의 소재 자동화 기능은 작업시간을 초 단위로 계산했다. 황삭 가공은 한 번에 많은 소재를 제거할 수 있는 커터를 사용해 자리파기를 하지 않고, 이 공구를 사용해 소재의 많은 영역을 제거할 수 있다. 그 다음 더 작은 크기의 공구를 사용해 제거할 수 있는 소재 영역을 다시 계산한다.

이 프로세스는 필요한 가장 작은 공구, 일반적으로 볼 엔드밀을 사용하며 부품에 미세한 부분까지 만들어낸다. 각 공구 경로는 가공 시간을 줄이기 위해 이전에 가공 된 영역을 재가공하는 것을 방지한다.

프로그래머는 ESPRIT에서 다양한 공구 경로로 자동 인식되는 홀 및 보스와 같은 개별 형상을 정의한다. 경우에 따라 저장된 이전 제품에서 검증된 프로세스 라이브러리에서 공구경로 설정을 불러와 간편하게 프로그래밍에 사용할 수 있다.

모든 공구 경로가 생성되면 프로그래머는 공작물, 절삭 공구 및 공작기계를 실제 가공과 같은 환경처럼 ESPRIT에서 프로그램 시뮬레이션을 할 수 있다. 이 방법을 사용하면 프로그램의 충돌, 과절삭 및 미절삭 문제를 쉽게 확인 할 수 있으며, 프로그램을 구성하는 공구 형상 또는 공구 경로를 수정해 불량을 미리 방지할 수 있다.

시뮬레이션은 프로그램에 의해 생산된 가공된 모델을 생성하며, 고객이 제공한 설계 도면과 쉽게 비교할 수 있다. 또한, 회사의 견적 정확도를 향상시키는데 도움이 되는 가공 시간을 예측할 수 있다. 제조 엔지니어 마이크 커리는 "우리는 장기, 대량 프로젝트에서 이 기능을 사용해 각 부품을 생산하는데 필요한 기계 시간을 예측한다"라고 말했다.

C&S Machine 및 고객을 위한 이점

CAM 프로그래밍 기능의 향상은 C&S Machine과 고객 모두에게 중요 이점을 제공한다. 보다 효율적인 CAM 프로그래밍 작업 흐름은 프로그래밍 시간을 줄이는 데 도움된다. 설명된 부분에 대한 프로그램은 과거에 사용된 소프트웨어로 작성한 것보다 작성하고 검증하는 데 훨씬 적은 시간이 소요됐다.

ESPRIT에서 제공되는 자동화된 가공 방법은 가공 시간을 줄여 가공 비용을 줄이는 데 도움된다. ESPRIT와 함께 제공되는 정확한 포스트 프로세서와 기계 작동을 시각적으로 시뮬레이션 할 수 있기에 장비에서 프로그램을 실행할 때 충돌과 같은 문제가 없어졌다.

C&S Machine의 운영 관리자인 톰 그레이스는 ESPRIT의 사용으로 회사가 소프트웨어를 사용하기 시작한 이래 C&S Machine에서 회사 매출이 4배 이상 증가했다고 설명했다. 그는 "우리가 신기술 및 인력 개발에 투자한 것과 우리 팀 전체의 헌신과 노력을 포함해 자사의 성장과 관련된 많은 요소가 있다"라며, "그러나 우리가 ESPRIT로 달성한 CAM 프로그래밍 기능의 향상이 성공에 중요한 역할을 한 것은 의문의 여지가 없다"라고 말했다.