일반기술

공작기계 모니터링 기술

최근 여러대의 CNC공작기계를 하나로 묶어 운용하는 FMS시스템, 또는 공작기계를 메인컴퓨터로 직접 제어(NC프로그램의 Up and Down Load기능)하는 DNC시스템은 생산현장에 널리 이용되고 있다. 특히 외국에서는 이러한 FMS시스템에 공구관리 및 생산관리시스템을 접목시켜 CIM개념의 생산방식이 출현되고 있다. 그러나 이들 최첨단의 CIM시스템에서 조차 가장 기본적인 기술들에는 아직도 많은 장애기술들이 도사리고 있다. 이러한 기본적인 장애기술은 FMS나 CIM 시스템 모두 생산성 향상의 관점에서 본 무인화 시스템 구축시에 발생되는 것들이다. 무인화 시스템을 구축하기 위해서는 공작기계의 상태를 온라인으로 감시하여야 하는데, 여러가지 감시대상 중에서도 공구파괴, 공구마멸, 주축 및 이송축계의 이상상태는 FMS에 의한 부품의 생산성에 직접적으로 영향을 주기 때문에 이들에 대한 모니터링 및 진단(monitoring and diagnosis)이 반드시 필요하다. 이러한 감시시스템의 도입은 무인운전시 고장을 피함으로서 생산라인의 가동률을 10%∼65%까지 향상시킬 수 있다. 이들 장애기술에 대하여 신뢰성이 있는 모니터링 및 진단시스템이 되려면 정교하고 신뢰성이 있는 센서가 필요하므로 가격이 비싸진다는 단점이 있다. 그러나 전류센서들은 성능이 떨어지고 절삭상태의 미소한 레벨을 검출하기가 어려우나 가격은 싸다. 따라서 기본 기능 모듈로써 전류센서를 이용하여 공구파괴나 공구마멸을 검출하는 시스템이 요구되고 있으며, 세계적으로 어느정도는 연구가 진행되고 있으나, 신뢰성을 확보하는 것이 가장 큰 문제이다. 옵션(option)으로 이용될 수 있는 센서들(보통, 힘센서, AE센서, 비젼시스템, 터치센서, 온도센서등)을 이용하여 센서의 특징신호를 처리하여 모니터링 및 진단하는 시스템은 아직 상용화되어 있지 않고 연구수준에 머물러 있다. 그러나 이들의 정교한 센서들은 현재 가격이 계속 하락하는 추세(비젼시스템은 2,000만원의 가격이 300만원의 가격으로 하락)이므로 가까운 장래에 이 센서들의 활용이 멀지 않았음을 알 수 있다.