생산 유연성 증대로 장비 가용성 최대화 – STARK 社의 Zero Point System

50대의 공작기계를 가지고 자동차 엔진 부품을 생산하는 생산 현장이 있다고 생각해보자. 이 공장에서는 3개 모델의 엔진 블록을 생산하는데, 생산 계획에 따라 가공 품목이 바뀌기 때문에 치구를 교체해야 하는 상황이 수시로 발생하고 있다. 그런데, 치구를 교체하는 과정에서 원점을 맞추는 셋업 타임이 짧게는 30분, 길게는 2시간까지 소요된다. 공작기계 베드에 치구를 장착하고 공작물을 올린 뒤, 높이를 맞추기 위해 얇은 플레이트를 깔기도 하고 위치를 맞추기 위해 망치 등을 사용해 조정하는 데 걸리는 시간이다. 요즘 널리 알려진 바와 같이 공작기계가 가진 워크 측정 기능을 통해 원점을 보정해 가공할 수도 있다고 생각할 수 있지만, 여러 가지 이유로 실제 현장에서는 잘 활용되지 못하고 있다. 주물과 같은 소재에 따른 제약도 그 중 하나다.

현장에서 가공에 소요되는 시간을 생산/클램핑/조정 및 확인의 세가지로 분류할 수 있다. 가공 시간에 따른 편차는 있겠지만 통계에 따르면 전체 리드 타임 중 생산에 40%, 클램핑에 20%의 시간이 소요되는 반면, 앞서 말한 셋업 시간 즉, 조정 및 확인 시간에 무려 40%의 시간이 소모된다고 한다. (표1) 생산의 유연성이 반드시 필요한 양산 현장에서 셋업에 소요되는 2시간은 부담이 될 수밖에 없다.제로 포인트 시스템(Zero Point System)은 가공에 있어 조정 및 확인 과정, 즉 비가동 시간을 생략하여 더 많은 시간을 가공 시간에 할애한다는 것을 모토로 1988년 STARK사가 세계 최초로 개발한 솔루션이다. 현재 전 세계적으로 30여 개사가 이 시스템을 제공하고 있다.

니플 플레이트와 장비에 고정되는 모듈 플레이트로 구성되는 STARK의 제로 포인트 시스템은 언제나 같은 지점에 체결되어 치구를 교체할 때 원점을 맞추는 작업이 필요 없이 1분 이내에 셋업 및 클램핑이 가능하다. 원점 확보뿐만 아니라 몇 톤에 달하는 클램핑력을 유지하는 것도 중요한데, 이는 클램핑 시 또는 가공 중 정밀도 0.005mm내(최대 0.002mm)에서의 클램핑을 보장하고 내부 스프링을 활용하여 클램핑 또는 언클램핑 시에만 유압이 필요한 구조를 통해 가능하다.  

(MFG 11월 3일 내용 일부)

소견)Liebherr 社 의 경우 2대의 공작기계에 제로 포인트 시스템을 도입해 완전 자동화를 구축했다. 최대 50개 이상의 지그를 공용화해 생산성과 유연성을 향상시켜 약 5배의 비용 절감, 최대 공간 활용 등의 성과를 얻은것이 치공구의 메리트입니다.