이 수직 머시닝 센터의 빠른 이송 속도는 동일한 크기의 수평 머시닝 센터와 어떻게 비교됩니까?

수직 머시닝 센터 동일한 크기의 VMC(수평형 머시닝 센터)와 HMC(수평형 머시닝 센터)는 일반적으로 종이에 유사한 빠른 이동 속도를 제공합니다. 최신 기계에서는 일반적으로 30~60m/min 범위입니다. — 그러나 실제 성능은 구조 설계, 축 방향 및 공작물 설정으로 인해 크게 다릅니다. 500~800mm 이동 범위의 대부분의 표준 3축 VMC의 경우 빠른 이동 속도는 36~48m/분 비교 가능한 HMC는 종종 다음과 같은 목표를 달성합니다. 40~60m/분 , 일부 고급 모델은 이를 초과합니다. 이 차이는 비절삭 시간이 수천 사이클에 걸쳐 누적되는 대량 생산 환경에서 가장 중요합니다.

급속 이송 속도가 실제로 실제로 의미하는 것

급속 이송 속도는 절단하지 않을 때, 즉 공구 변경, 재배치 또는 새 기능으로 이동하는 동안 기계 축이 이동하는 최대 속도를 나타냅니다. 이는 분당 미터(m/min) 또는 분당 인치(ipm)로 측정되며, 특히 기능이 많거나 공구 변경이 빈번한 부품의 경우 전체 사이클 시간에 직접적인 영향을 미칩니다.

그러나 급속 이송 속도만으로는 생산성이 결정되지 않습니다. 가속 및 감속률(저크 제어) , 축 구동 시스템(볼 스크류 대 선형 모터) 및 기계 강성은 모두 기계가 정격 고속 속도에 얼마나 효과적으로 도달하고 유지하는지에 영향을 미칩니다. 가속도가 낮은 48m/min 등급의 수직형 머시닝 센터는 우수한 모션 제어 기능을 갖춘 40m/min 등급의 수직 머시닝 센터보다 덜 효과적인 처리량을 제공할 수 있습니다.

일반적인 급속 이송 속도 범위: VMC 대 HMC

아래 표는 주요 제조업체의 일반적인 기계 범주 및 크기에 따른 빠른 이송 속도를 비교합니다.

표시된 바와 같이, 고급 HMC는 정격 급속 이동 속도에서 동급 VMC보다 지속적으로 뛰어난 성능을 보입니다. 10~30% 동일한 여행 클래스 내에서. HMC가 가공 중에 다음 공작물을 로드할 수 있기 때문에 팔레트 교환 시스템을 고려하면 이러한 격차는 더욱 넓어지며, 이는 사이클에서 설정 시간을 효과적으로 제거합니다.

수직형 머시닝센터 구조 설계가 빠른 속도를 제한하는 이유

수직 머시닝 센터의 컬럼 및 스핀들 헤드 구성은 스핀들을 공작물 위에 배치하고 Z축 이동은 일반적으로 스핀들 헤드 또는 테이블에 의해 처리됩니다. 이러한 수직 방향에는 특정 기계적 제약이 발생합니다.

• Z축 중력 하중: 스핀들 헤드는 Z축의 중력에 대항하거나 중력과 함께 작동해야 합니다. 고속 Z축 이동에는 무게를 추가하고 달성 가능한 빠른 속도를 제한하는 견고한 균형 시스템이 필요합니다.
• 캔틸레버 질량: C 프레임 VMC에서 돌출된 기둥 구조는 축이 진동을 유발하지 않고 공격적으로 가속할 수 있는 정도를 제한합니다.
• 테이블 질량: 무거운 공작물을 운반하는 대형 VMC 테이블은 관성을 증가시켜 실제 가속도를 직접적으로 감소시켜 실제 빠른 이송 성능을 저하시킵니다.

이와 대조적으로 수평 머시닝 센터는 공작물 방향을 관리하는 B축 로터리 테이블과 함께 수평 스핀들을 사용합니다. 이 레이아웃은 질량을 보다 대칭적으로 분산시켜 보다 공격적인 축 모션을 허용하고 많은 경우 더 높은 지속적인 빠른 이동 속도를 가능하게 합니다.

수직형 머시닝 센터가 사이클 효율성 측면에서 여전히 승리하는 곳

일반적으로 낮은 급 이송 등급에도 불구하고 수직 머시닝 센터는 특정 생산 환경에서 분명한 이점을 제공합니다.

단일 설정, 단순 형상 부품

한 면에만 가공이 필요한 평판, 브래킷 및 부품의 경우 VMC의 낮은 고속 속도는 관련이 없습니다. 재배치 거리가 짧고 공구 교환이 자주 발생하지 않습니다. VMC는 비용이 저렴하고 고정 장치가 간단하기 때문에 더욱 효율적인 선택이 됩니다.

중소형 생산

10~100개 부품 배치를 실행하는 작업장 환경에서 VMC와 HMC 간의 생산성 격차는 HMC의 높은 자본 비용을 정당화할 만큼 크지 않습니다. 일반적으로 2~4배 더 비싸요 동등한 여행 크기를 위해. 대부분의 작업 흐름에서 $80,000~$150,000 USD의 현대식 수직형 머시닝 센터는 $300,000~$600,000 USD의 HMC와 비용 효율적으로 경쟁합니다.

크거나 큰 작업물

VMC는 스핀들이 위에서 접근하기 때문에 키가 큰 공작물에 대한 탁월한 여유 공간을 제공합니다. 수평 머시닝 센터의 수평 스핀들은 특별한 고정 장치 없이 수용할 수 있는 부품의 유효 높이를 제한합니다.

급속 이송 속도 차이가 생산 병목 현상이 되는 경우

수직형 머시닝 센터와 수평형 머시닝 센터 사이의 급이송 속도 차이는 다음과 같은 조건에서 진정한 병목 현상이 됩니다.

1. 높은 부품 복잡성: 자주 위치를 변경해야 하는 50개의 공구 경로가 있는 부품은 모든 사이클에서 더 느리고 빠른 이송으로 인한 시간 비용을 증폭시킵니다.
2. 다면 가공: 공작물을 4~5개 면에서 가공해야 하는 경우 회전식 팔레트 테이블이 있는 HMC가 한 번의 설정으로 작업을 완료합니다. VMC에는 고정 및 재배치 시간이 추가되는 여러 설정이 필요합니다.
3. 대량 생산(1,000개 부품/월): 부품당 사이클 시간을 10초 단축해도 매월 166시간 이상의 기계 시간 절약 해당 볼륨에서 — 상당한 처리량이 증가합니다.
4. 소등 또는 무인 가공: 팔레트 교환장치가 있는 HMC를 사용하면 최소한의 작업자 개입으로 지속적인 작업이 가능하므로 표준 VMC에 비해 더 빠른 이동 속도가 더 광범위한 자동화 이점이 됩니다.

정격 속도 수치 이상을 평가하는 주요 요소

수직형 머시닝 센터와 수평형 머시닝 센터를 급속 이송 성능으로 비교할 때 정격 m/min 수치에만 의존하지 마십시오. 다음 추가 매개변수를 평가합니다.

• 가속도(G-force): 0.5G로 가속하는 기계는 0.3G로 가속하는 기계보다 더 빠른 속도에 도달합니다. 둘 다 48m/min의 정격이더라도 마찬가지입니다. 이 값에 대한 사양을 확인하세요.
• 드라이브 시스템: 선형 모터 드라이브(Makino V56i와 같은 프리미엄 VMC에 있음)는 기존 볼 스크류 시스템보다 더 빠른 가속과 더 높은 위치 정확도를 제공합니다.
• ATC 칩 간 시간: 이는 공구 교환 위치로의 빠른 이동을 포함하여 총 공구 교환 시간을 측정합니다. 이는 빠른 속도만 측정하는 것보다 더 현실적인 생산성 지표입니다.
• 팔레트 교체 시간: HMC의 경우 유효 사이클 시간을 계산할 때 팔레트 교체 시간(일반적으로 10~20초)을 급속 이동 속도와 결합해야 합니다.

수직형 머시닝센터의 빠른 이송속도는 일반적으로 10~30% 낮음 동일한 크기 등급의 유사한 수평형 머시닝 센터와 비교되지만 이러한 차이는 대량, 다면 또는 복잡한 부품 생산 시나리오에서 의미 있는 생산성 손실로만 해석됩니다. 대부분의 작업장, 계약 제조업체 및 프로토타입 시설의 경우 수직 머시닝 센터의 저렴한 비용, 더 쉬운 설정 및 충분하고 빠른 속도로 인해 보다 실용적이고 경제적인 선택이 됩니다. 생산량과 부품 복잡성으로 인해 훨씬 ​​더 높은 자본 지출이 충분히 정당화될 수 있는 경우에만 HMC의 더 높은 고속 이송 기능에 투자하십시오.