[첨단 헬로티] 필자는 공작기계 메이커에서 33년, 세미드라이 급유장치 메이커에서 14년, 공구 메이커에서 6개월을 경험했으며, 회사 근무의 대부분을 절삭, 연삭 등의 부품가공과 함께 보냈다. 1970년대부터 NC 선반의 지도, 머시닝센터 등의 기계가공, 지그 설계, 공구 연삭, 조립 직장에서는 스크레이퍼, 고속 주축 조립, 그 후 영업소 근무로서 타마(多摩) 지역의 판매 활동, 기계연구소로 이동 후에는 연구 개발, 경취재의 연삭, 쿨런트에 의한 축심 냉각 주축의 설계, 초고속 절삭, 파인세라믹스 가공기의 판매 지원, 세미드라이 가공, 고경도강·미세가공, 시작조립가공 평가도 업무로 해 왔다. 그리고 세미드라이 급유장치 메이커에서는 새로운 급유장치의 개발, 각종 평가가공시험, 판매 지원 등을 경험했다. 2017년부터는 세미드라이 가공 관련으로 이전부터 알고 지내던 미쓰비시가스화학의 컨설턴트로서, 탄소섬유 복합 소재 CFRP의 건식 절삭가공(드라이 가공) 기술인 고체 윤활재 ‘SLE 시트’의 판매·평가시험 지원, 유저·공구 메이커·전시회 PR 등의 업무에 종사했다. CFRP란 무엇인가 CFR
[첨단 헬로티] 행동 분석학은 행동을 계측 제어한다 1. 행동을 계측한다 우리들 일반 생활자의 감각으로는 ‘행동으로서 계측된 「마음」에 의해, 「행동」을 설명한다’는 오류를 범하기 쉽다. 행동 분석학(behavior analysis)을 창설한 하버드대학 교수 스키너(Skinner 1904～1990)는 이러한 오류를 방지하기 위해 행동은 행동 그 자체의 수준으로 계측하고, 그 법칙성을 밝혀야 한다고 주장한다. 그 법칙성은 개인과 환경이 상호작용하는 방식에 있고, 행동에 미치는 환경 조건의 효과 분석을 철저히 해야 한다. 이를 위해 환경의 자극을 계통적으로 변화시키고, 그것에 대응해 개인의 행동이 어떻게 변화하는지를 계측한다. 행동 분석학은 행동을 정의하고, 계측하고, 제어해 문제를 해결하는 학문이다. 행동을 정의한다는 것은 계측할 타깃 행동과 계측 방법을 계측 목적에 따라 결정하는 것이다. 예를 들면 개별적인 반응의 경우도 있고, 반응 분포의 경우도 있다. 미세한 반응(근육의 움직임)의 경우도 있고, 전체적인 큰 반응(보행)의 경우도 있다. 근전위, 동작의 가속도, 시간당 이동 거리, 멈출 때까지의 시간 등 목적에 따라 계측 방법을 바꾼다
[첨단 헬로티] 일본 문부과학성에 따르면 일반적으로 학급에 재적 중인 약 6.5%의 초·중학생들이 학업면이나 행동면에 어려움을 앉고 있다. 2016년 4월 시행한 ‘장애를 이유로 하는 차별 해소의 추진에 관한 법률(2013년 법률 제65호)’에 따라, 교육 현장에서도 합리적 배려의 제공이 요구되는 가운데 개별의 학습 지원 요구를 만족시키기 위한 구체적인 ‘학습 지원 방법’의 제공이 더욱 필요하게 됐다. 그 중에서 객관적 판단에 기초해 학습을 평가, 지원을 제공하는 것이 학습 곤란이나 학교 부적응 해소 등 다양화되는 학습 지원 요구를 만족시키기 위한 과제가 된다. 응용 행동 분석(applied behavior analysis, ABA)을 이용해 학습 지원을 할 때에는 어린아이가 가능한 부분을 적절하게 평가, 그 행동을 기반으로 단계적으로 지원을 한다. 즉, 학습을 구성하는 사전 기술을 분석해 어린아이가 ‘가능한’ 행동(행동의 레퍼토리)을 평가·계측하고, 조금만 더 하면 ‘가능한’ 행동(지도의 표적 행동)을 파악해 지원․제어에 연결하는 것이
[첨단 헬로티] 타카마츠 마나부 (高松 學) 유니온툴(주) 최근 자동차 업계에서는 연비 향상을 위한 경량화가 계속적으로 추진되고 있다. 이에 동반해 초하이텐재와 같은 인장강도가 큰 소재의 프레스 가공을 견딜 수 있도록 금형재에는 보다 경도가 높은 재료가 사용되는 경우가 증가하고 있다. 그렇기 때문에 사용하는 엔드밀에는 고경도재를 고능률, 장수명 그리고 고정도로 가공할 수 있는 것이 요구되고 있다. 60HRC를 넘는 고경도재의 절삭가공은 초경 엔드밀의 마모 진행이 빠르기 때문에 장시간에 걸쳐 안정되게 가공하는 것이 어렵고, 특히 cBN 공구의 다듬질가공 전공정인 거친가공, 중다듬질가공이 과제였다. 이에 지금까지 이상으로 장수명의 거친～다듬질가공을 실현하는 초경 볼 엔드밀로서 ‘HGB(전체 날길이 타입)’, ‘HGLB(유효길이 타입)’을 개발, 2018년 11월에 발매했다(그림 1). 이 글에서는 신제품 HGB/HGLB 시리즈의 특징과 가공 사례를 중심으로 소개한다. 고경도재 가공용 볼 엔드밀 HGB/HGLB 시리즈의 특징 동사에는 고경도재 가공용 코팅 피막으로서 경도, 내열성에 중점을 둔 HM 코트가 있는데, 60HR
[첨단 헬로티] 사토 츠요시 (佐藤 强) 日進공구(주) 각 분야에서 제품의 고기능화가 진행되어 스마트폰을 비롯한 정보단말이나 자동차에 사용되는 전자 부품에서는 더욱 고정도화가 요구되고 있다. 이러한 제품을 만들어내기 위해 금형이 사용되는데, 디프 조각가공이나 미세한 형상의 경우 등 직조가공의 대응이 어려운 경우느 전극을 사용한 형조 방전가공의 대응이 일반적이다. 특히 미세, 정밀한 금형일수록 전극에 대한 정도 요구는 높아지며, 버의 발생을 없애고 싶다, 가공 정도의 편차를 작게 하고 싶다 등의 과제가 있다. 이에 동사는 동전극 가공으로 특화해, 장수명으로 장시간에 걸쳐 고품위의 가공이 가능한 동전극 가공용 롱 넥 스퀘어 엔드밀 ‘DHR237’을 발표했다. 이 글에서는 공구의 특징과 일반적인 재료로서 사용되는 터프피치동, 정밀한 전극용으로 사용되는 텅스텐의 가공 사례에 대해, 쿨런트에 수용성 절삭유를 사용한 기초 데이터와 함께 소개한다. DHR237의 특징 동전극 가공용으로 특화한 공구 DHR237의 외관을 그림 1에 나타냈다. 공구의 코팅에는 마찰계수가 낮고, 고경도로 고마모성이 우수한 박막인 DLC 코팅을 채용함으로써 장수명을 가능하게
[첨단 헬로티] 니시우라 켄타 (西浦 健太) 다이젯공업㈜ 금형가공 업계에서는 한층 더 품질 향상, 리드타임 단축, 코스트 절감이 요구되고 있다. 또한 최근에 금형 제조에서는 담금질강 등의 고경도 강재의 직조가공에 의한 리드타임 단축이 요구되고 있다. 더구나 5축 제어 머시닝센터에 의한 가공 기술 보급에 의해 볼 엔드밀의 경우, 공구의 돌출을 짧게 하거나, 중심 절삭날에 의한 절삭을 피하거나 함으로써 금형을 고능률, 고정도로 가공하는 것이 가능하다. 그러나 55HRC를 넘는 고경도재는 피삭재의 변형저항이 크고, 공구 마모가 촉진되기 때문에 절삭 조건을 높이는 것은 곤란하다. 이 과제의 공구로서 해결책은 절삭열 발생을 억제하는 저저항 날형과 강인하고 내열성이 우수한 고경도재용 재종이 권장된다. 이 글에서는 고경도재 가공에 대응해 고강성․고정도이고, 장수명의 고능률 가공을 실현한 ‘하드 1 볼’(그림 1)을 소개한다. 고경도재 가공용 솔리드 볼 엔드밀 ‘하드 1 볼’ 1. 하드 1 볼의 특징 하드 1 볼은 생재에서 70HRC까지의 고경도재 거친가공에서 다듬질가공까지 폭넓게 대응하는 2날의 솔리드 볼 엔드밀이다.
[첨단 헬로티] 카나자와 타쿠야 (金澤 拓也) ㈜텅가로이 자동차 개발의 큰 과제로서 경량화, 고강도화를 들 수 있다. 최근에는 하이텐재나 탄소섬유재 등이 골격 부품에 적용되고 있다. 이러한 재료의 성형에 사용하는 금형에는 기존보다 고경도이고 피삭성이 떨어지는 특수 금형강재가 사용되기 때문에 공구 수명이나 가공 능률 저하를 어쩔 수 없어 가공 현장은 그 대응에 고민을 하고 있는 것이 실정이다. 한편 전기자동차 등의 차세대 자동차 개발은 양산까지의 리드타임이 매년 짧아지고 있으며, 금형에는 한층 더 단납기화가 요구되고 있다. 금형의 생산성 향상에는 금형가공 시간의 60%를 점한다고 하는 거친가공의 능률 개선이 효과적이다. 그래서 이 글에서는 금형의 생산성 향상에 기여하는 2종류의 고이송 공구에 대해, 특징과 가공 사례를 소개한다. 소형 고이송 엔드밀 ‘TungForce-Feed(텅 포스 피드)’ 1. TungForce-Feed의 특징 TungForce-Feed(그림 1)은 공구 지름 Ø8～16mm에 대응하는 고이송 공구이다. 저저항과 우수한 절삭칩 처리성에 의해 소경 공구이면서 안정된 고능률 가공을 실현한다. 주된 특징을 이하에
[첨단 헬로티] 스즈키 타케오 (鈴木 健夫) 오에스지(주) 이번 JIMTOF 2018에서는 전세계 기계 메이커 각사가 금속 적층 조형의 기능을 가진 장비를 전시했다. 기존의 제조는 금속 덩어리에서 깎아내어 제품을 만들고 있었던 반면, 애디티브 매뉴팩처링[Additive Manufacturing(부가 제조), 이하 AM]은 베이스가 되는 금속에 금속 분말을 적층해 제품을 만드는 방법이다. AM은 제품의 단납기화와 저코스트화, 재료의 낭비를 생략하는 것을 목적으로 하는 제조 방법으로서 생각되며, 3차원 데이터의 활용이나 3D 프린터를 사용한 조형 방법의 발달이 배경에 있다. AM는 적층 소재로, 금속 타입과 수지 타입으로 분류할 수 있다. 금속 타입은 적층 방식에 따라 2종류로 분류되며, 지향성 에너지 퇴적(Directed Energy Deposition, 이하 DED)와 분말 적응 용융 결합(Powder Bed Fusion, 이하 PBF)로 나뉜다. 또한 ‘적층만 가능’한 기계와 ‘적층에서 열처리, 코팅, 절삭가공’까지 하는 것이 가능한 하이브리드 머신의 2종류로 나뉘며, 일본의 대형 기계 메이커에서는 하이브리드 머신
[첨단 헬로티] 이시다 코헤이 (石田 紘平) 長島정공㈜ 기존 나사 연삭가공은 전문 기업에 발주하는 흐름이 일반적으로, 내제화는 거의 대응하고 있지 않았다. 이것은 여러 가지 요인이 서로 얽혀 있는데, 주된 장해는 다음의 3가지라고 생각한다. 첫 번째는 ‘기계 사이즈가 크다’는 것, 두 번째는 ‘전문적인 가공 지식이 필요’하다는 것, 그리고 마지막 세 번째는 ‘설비 투자의 비용 대 효과가 낮다’는 것을 들 수 있다. 즉 한정된 생산 스페이스를 크게 점유하고, 기계라고 하는 하드웨어에 더해 그것에 대응하는 인재가 요구된다. 또한 고액 구입이 전제가 되므로 일량과의 밸런스가 매우 나쁘고, 나사 연삭가공의 내제화를 도모하기 위해서는 실제로 많은 장해가 가로막고 있었다. 2종류의 정밀 소형 나사 연삭반의 특징 그래서 동사는 이 나사 연삭가공의 ‘3가지 장해’를 클리어하기 위해 새롭게 2종류의 정밀 소형 나사 연삭반을 개발해 JIMTOF 2018에서 발표했다. 그림 1은 소형 외경 나사 연삭반 ‘ TO10-30’, 그림 2는 소형 내경 나사 연삭반 ‘T
[첨단 헬로티] 츠치야 케이지 (土屋 惠兒) ㈜岡本공작기계제작소 동사는 1968년에 세계 최초로 CNC 성형 연삭반 ‘NFG-5’형을 개발한 이래, 좌우 오픈을 선택할 수 있는 범용 성형 연삭반 ‘PFG500’, 첩부 칼럼과 팬리스 주축 모터를 탑재한 고정도 성형 연삭반 ‘UPZ-NC’, 전축 리니어 모터 구동+기상 CCD 카메라에 의한 자동 측정 및 보정 기능을 부가한 초정밀 미세 성형 연삭반 ‘UPZ-Li’ 등 다양한 성형 연삭반 시리즈를 개발해왔다. 그러나 오늘날 연삭반에는 고정도라고 하는 키워드는 적합하지 않다. 정도는 내는 것이 전제가 되어, 어떻게 효율적으로 가공할 수 있는지, 조작성에 스트레스는 없는지, 또한 환경에 배려하고 있는지 등이 요구되고 있다. 이번에 약 4,000대의 납입 실적을 가진 베스트셀러 PFG500의 진화판인, 범용기의 사용성과 CNC의 기능을 겸비한 CNC 성형 연삭반 ‘HPG500NC’(이하 HPG, 그림 1) 시리즈에 대해 효율․조작성․환경의 면에서 소개한다. HPG500NC의 특징 1. 기계
[첨단 헬로티] 나카무라 신고 (中村 眞吾) 三菱重工공작기계(주) 동사의 대형 고정도 가공기 ‘MVR․Fx’(그림 1)는 ‘제로에 도전’을 콘셉트로 고정도․고품위 가공이 가능하도록 만들어져 있으며, 고객의 금형 제조의 가능성을 넓힐 수 있는 기계이다. 2016년에 기계를 개발한 이래, 가공의 단차 제로, 형상 오차 제로, 손다듬질 제로를 달성하기 위해 여러 가지 가공 사례에 대응해 진화를 계속해왔다. 이번에 새롭게 고정도 분할 5축 헤드(유니버설 헤드)와 촬상식 공구 측정 시스템 ‘Visionplus Tool’을 개발, 가공에 대한 다각적인 어프로치를 실현했으므로 기계 본체의 특징을 포함해 소개한다. 기능적 특징 1. 기계 본체 구조 자동차 보디 생산용 금형을 가공할 수 있게 기계의 테이블 폭은 2.5m, 길이는 5m까지 라인업하고 있으며, 최대 적재 중량은 30t까지 가능하다. 무거운 금형을 실은 상태로 지령대로 동작을 할 수 있게 이송장치는 볼나사 양 끝에 모터를 직결시키는 독자의 구조로 하고 있다. 기어리스에 의한 백래시의 배제나 토크 분담에 의해 볼나사의 비틀림을 억
[첨단 헬로티] 쿠로사키 잇세이 (黑﨑 一成) ㈜牧野후라이스제작소 최근 자동차의 안전성 향상과 전동화에 의한 배터리 탑재에 의해 차체 중량이 증가하는 경향에 있으며, 자동차 구조 부품을 고장력 강판으로 소재 변경하는 경량화가 주목받고 있다. 이 고장력 강판을 프레스 가공하는 금형에서는 강한 힘의 프레스에 대해 내구성이 있는 SKD11 등의 매우 단단한(60HRC) 담금질강의 금형이 필요하다. 기존의 절삭가공에서는 ① 절입량을 얕게 해야 하고 가공 시간이 길어진다 ② 공구 끝단부의 마모가 진행되기 쉽고 공구 수명이 짧아진다 ③ 마모된 공구의 가공에 의해 가공 면품위가 나빠진다 등의 3가지 문제점을 해결하는 것이 요구되고 있다. 이들 요구에 대응하기 위해 동사에서는 금형가공기로서 실적이 있는 수직형 머시닝센터(MC) V 시리즈를 베이스로, 새롭게 개발한 A축(경사)/C축(회전)으로 주축을 선회하는 5축 제어 수직형 MC ‘V90S’를 개발했다. 그림 1에 외관, 표에 주된 사양을 나타냈다. 이 가공기는 볼 엔드밀의 끝단을 피한다, 공구의 돌출을 짧게 한다, 공구 수명이 늘어난다 등 5축가공의 우위
[첨단 헬로티] 오오토 유타카 (大戶 裕) ㈜소딕 최근 스마트폰이나 퍼스널컴퓨터 등 정보기기의 제품 사이클이 매우 짧아지고 있기 때문에 그 금형의 수요는 확대되고 있다. 이에 동사에서는 단시간에 고정도의 금형을 제공하는 것을 목적으로 한 고속 회전 주축 및 액티브 제진기구를 탑재한 AZ 시리즈의 최신 기종 ‘AZ275nano’(그림1 왼쪽)를 개발했다. 또한 미세 정밀 금형의 가공에는 없어서는 안 되는 고속․고정도 윤곽 제어를 최적으로 기능시키기 위한 파라미터 산출 애플리케이션 ‘SEPTune’ 및 이 기능을 이용해 NC 프로그램을 실행했을 때의 최적 절삭 이송 속도를 AI 모델 탑재 엔진으로 산출, 제공하는 애플리케이션 ‘EF-Tune’도 개발했다. 이 글에서는 AZ275nano 및 EF-Tune에 대해 서술하는 동시에, SEPTune과 EF-Tune의 2가지 애플리케이션을 탑재하는 울트라 하이 스피드 밀링센터 ‘UH430L’(그림 1 오른쪽)으로 가공한 사례를 소개한다. AZ275nano의 구조 및 특징 1. 구조 AZ275nano는 고강성․저중심으
[첨단 헬로티] 카네코 준이치 (金子 順一) 埼玉대학 일본국제공작기계전시회(JIMTOF 2018)에서는 금형가공용 절삭가공기, 연삭가공기에 관해 기존 기계 자체의 고속․고정도화와 함께, 금형가공의 전체 공정으로 범위를 확대해 효율화․생력화를 실현하기 위한 신기술과 공정 집약, AI 등의 도입에 의한 가공 프로세스의 지능화에 관한 제안을 많이 볼 수 있었다. 이번에는 이들 새로운 대응을 소개하려고 한다. 이번 전시회에서는 현재 제조 현장의 과제인 인력 부족과 효율화에 대한 대책으로서 공작기계에 대한 워크의 로딩기구를 메이커 자체가 제공하려고 하는 사례를 많이 볼 수 있었다. 또한 제거가공의 범주에 머물지 않고 새로운 가공 프로세스인 레이저 담금질과 표면처리, 마찰교반 접합 등의 새로운 부가가공 기술이나, 기기 상의 워크 계측 기능을 절삭기계에 통합한 예를 많이 볼 수 있었으며, 기존 공정의 효율화만이 아니라 제품 설계 그 자체를 가공 기술과 함께 진화시키는 것이 가능한 기술적 제안이 눈길을 끌었다. 한편 최근 몇 년간 JIMTOF에서 중시되어 온 IoT(Internet of Thing) 관련 제안은 한단계 떨어진 인상이었으며, 각사 독자의
[첨단 헬로티] 아나로그디바이스(ADI)는 한 쌍의 고도로 통합된 마이크로파 업컨버터 및 다운 컨버터 칩인 ADMV1013과 ADMV1014를 출시했다. 이들 IC는 24~44GHz에서 50Ω 정합으로 매우 넓은 주파수 범위에서 동작하며 1GHz 이상의 순시 대역폭을 지원할 수 있다. ADMV1013 및 ADMV1014의 성능 특성은 백홀과 프런 트홀로 널리 사용되는 28GHz와 39GHz 대역을 포괄하는 소형 5G 밀리미터파(mmW) 플랫폼 및 다른 많은 초광대 역폭 송신기 및 수신기 애플리케이션을 손쉽게 설계 및 구현할 수 있게 한다. 각 업컨버터 및 다운컨버터 칩은 통합 수준이 높다(그림 1). 이들은 동위상(I) 및 직교 위상(Q) 믹서와 온칩 직교 위상 천이기를 통합하고 있어, 베이스밴드에서 RF로 직접 상향 변환 또는 그 반대로(DC ~ 6GHz에서 동작) 혹은 중간 주파수(IF)로 또는 그 반대로(800MHz ~ 6GHz에서 동작) 변환할 수 있게 설정이 가능하다. 업컨버터 RF 출력은 전압 가변 감쇠기(voltage variable attenuator, VVA)가 있는 온칩 송신 드라이버 증폭기를 포함하며, 다운컨버터의 RF 입력은
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