(금속절삭기계)선반기계 - 터릿 선반(Turret Lathes)
- 터렛 선반은 교체 가능한 절삭 공구를 사용하는 것이 특징인 금속 가공 선반의 일종이다.
전통적인 선반과 마찬가지로 회전하는 공작물에 대해 고정식 절삭 공구를 누른다.
그러나 터릿 선반은 교체 가능한 절삭 공구 때문에 독특하다는 특징이 있다.
특정 제조 응용 프로그램을 수용하기 위해 절삭 공구를 신속하게 변경할 수 있다.
터릿 선반의 주요부 명칭
- 주축대(Head stock), 베드(Bed), 피드 박스(Feed box), 공구대(Tool post), 왕복대(Carriage), 리드 스크류(lead screw), 육각 터릿(Hexagonal turret), 안장(Saddle)으로 이루어져있다.
다시 한번 말하지만, 대부분의 기본적인 구조는 보통 선반과 흡사하다. 차이점이라고는, 육각 터릿(Hexagonal turret)이 장착되어있다는 것이다.
- 위 사진 자료와 같이, 안장 위에 각각의 공구들을 장착해두는 육각 터릿이 존재한다. 가공에 필요한 각각의 공구들을 순서대로 배치해둔다.
1. 터릿 선반의 장점
2. 터릿 선반의 종류
1. 터릿 선반의 장점
- 교체가 가능한 절삭 공구가 특징이기 때문에 터릿 선반은 기존의 선반보다 다재다능하다.
전통적인 선반은 종종 여러 절삭 공구도 지원하지만 터렛 선반보다 변경하기가 더 어렵다. 전통적인 선반에서 절삭 공구를 교체하려면 작업자가 기존 절삭 공구를 분리하고 선반에서 제거한 다음 다른 절삭 공구를 다시 부착해야 한다.
물론 정통적인 선반에서도 공구대를 잘 활용하면 최대 4개까지 서로 다른 공구의 장착이 가능하지만, 직접 사용해본 사용자라면 그 한계에 대해 잘 알고 있을 것이라 생각한다. 생각보다 매우 불편하다.
반면 터릿 선반은 한 번에 여러 절삭 공구를 사용할 수 있다. 절단 도구를 교체할 필요가 없다.
오히려 터릿 선반이 자동으로 적절한 절삭 공구로 전환할 수 있으므로 제조 회사의 생산 공정이 더 빠르고 효율적으로 진행된다. - 자동 터릿 선반.
터렛 선반이 다른 절삭 공구로 변경되는데에는 몇 초밖에 걸리지 않는 반면, 기존 선반에서는 작업자가 수동으로 절삭 공구를 교체하는데 몇 분이 걸릴 수 있다.
터릿 선반의 작업은 터닝, 페이싱, 드릴링, 보링, 리밍, 스레딩 등과 같은 일련의 기본 가공 작업이다. 모든 작업에 대한 설정은 이러한 가공 작업을 적절한 순서로 배열하는 것으로 구성된다.
최고의 툴링 설정은 공차, 로트 크기 및 가공 비용을 고려해야한다.
터릿 선반이 제대로 가공되면 숙련된 작업자가 기계를 작동할 필요가 없다. 위에서 설명한대로, 설정해둔대로 자동으로 공구가 변경되기 때문이다.
그러나 당연하게도 적절한 도구 선택 및 장착에는 기술이 필요하다.
2.터릿 선반의 종류
- 방향, 작동 및 터렛 수에 따라 6가지 유형의 터렛 선반이 있다.
1. 수평 터릿 선반(수동)
- 이것은 터릿 선반의 가장 오래되고 가장 일반적인 유형이다.
수평 터릿 선반은 이름에서 알 수 있듯이 터릿이 수평 방향으로 정렬되어 있다.
터릿의 축은 공작물의 축과 동일선상에 있다.
2. 수직 터릿 선반
- 수직 터릿 선반에서 터릿 헤드의 축은 기계 베이스에 수직이다.
터렛 헤드는 가이드웨이를 따라 위/아래 및 좌우로 움직일 수 있다.
수직 방향의 터렛과는 별도로 측면에 각각 4개의 도구를 수용할 수 있는 2개의 정사각형 도구 기둥으로 구성된다.
공작물에 가공 작업을 수행하기 위해 공구 포스트를 X 및 Y 방향으로 이동할 수도 있다.
따라서 총 14개의 서로 다른 도구를 수용할 수 있는 수직 터릿 선반이 재료를 가공할 수 있다.
이 유형의 터렛 선반은 크고 무거운 공작물 작업에 적합하다.
3. 자동 터릿 선반
- 자동 터렛 선반은 수동 터렛 선반의 변형이다.
이러한 유형의 터릿은 캠축을 사용하여 터릿의 슬라이딩 및 인덱싱을 자동화하는 기능을 제공하여 가공 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
이것은 숙련된 작업자가 기계를 제어할 필요성을 줄여주는 역할도 한다.
공정 자동화는 반복성을 향상시켜 대량 생산에 이상적인 자동 터렛 선반을 만든다.
그러나 캠축을 이용한 슬라이딩 및 인덱싱의 자동화는 간단한 형상에 적합하며 복잡한 형상의 생산을 용이하게 하지 않는다.
4. CNC 터릿 선반
- CNC는 Computer Numerical Control의 약자다. CNC 터렛 선반은 컴퓨터 생성 G 코드를 사용하여 이송 속도, 스핀들의 속도 및 터렛의 동작을 제어한다.
컴퓨터 수치 제어(CNC) 기계는 컴퓨터 프로그램을 사용하여 다양한 가공 매개변수를 제어할 수 있다.
이 기계는 디지털 디자인을 특수 코드(G 코드)로 변환하는 컴퓨터 시스템으로 구성되어있고, 컨트롤러가 G 코드를 해석하여 CNC 터릿 선반이 원하는 가공 프로세스를 실행하도록 안내한다.
이 기계는 또한 터릿에 있는 공구의 자동 변경을 지원하므로 가공 작업을 실행하는 동안 사람이 간섭할 필요가 없다.
절삭 공구의 컴퓨터 제어 동작으로 인해 CNC 터렛 선반은 복잡한 형상을 높은 정밀도로 가공하는데에 이상적이다.
5. 트윈 터렛 선반(Twin-Turret)
- Twin-Turret 선반은 공작물에서 동시에 가공 작업을 수행할 수 있는 두 개의 자동화된 터릿으로 구성된다.
이것은 단일 터렛 선반에서 유사한 가공 작업을 수행하는 데 걸리는 시간의 거의 절반으로 사이클 시간을 크게 줄인다.
두 개의 포탑 중 하나의 포탑이 다른 포탑을 이끌고, 두 터릿 사이의 이 순차적 작업을 통해 기계는 한 번에 황삭 및 정삭 작업을 수행할 수 있다.
다른 스핀들의 작동을 방해하지 않고 한 스핀들에서 부품을 로드 및 언로드할 수 있다. 일부 트윈 터렛 선반은 각 스핀들에서 두 개의 개별 프로그램을 실행할 수도 있다.
트윈 터릿 선반의 설정은 단일 터릿 선반보다 오래 걸린다. 따라서 트윈 터릿 선반은 대량의 유사한 제품을 한 번에 생산하는 일괄 생산에 적합하다.
Haas Automation 과 CMZ는 트윈 터렛 선반 및 기타 프리미엄 CNC 기계 제조로 세계적으로 인정받고 있다.
6. 캡스턴 선반(Capstan lathes)
- 캡스턴 선반은 터릿 선반의 한 종류라고 하기에는 무리가 있다. 혹자는 터릿 선반을 부르는 용어의 차이라고 하기 때문이다.
캡스턴은 영국 및 영연방에서 사용하는 이름이고, 터릿은 미국에서 사용하는 용어라고 이해하면 쉽다.
하지만, 엄연히 캡스턴과 터릿에도 차이점은 있다.
캡스턴 선반은 직경이 최대 60mm인 작은 공작물을 처리하도록 제작된 경량 기계이다.
반면에 터릿 선반은 더 크고 Capstan 선반이 작업할 수 있는 것보다 거의 두 배 크기의 공작물을 처리할 수 있다.
캡스턴 선반의 비강성 구조와 가벼운 무게로 인해 공작물에 무거운 절단을 수행하는 데 적합하지 않다.
더 무겁고 더 안정적인 터릿 선반은 상대적으로 쉽게 무거운 절단을 수행할 수 있다.
캡스턴 선반의 더 작은 공작물 핸들링 기능은 터릿 선반보다 더 빠른 이유이기도 하다.
캡스턴 선반에서 램은 새들 위로 미끄러져 공구에 피드를 제공한다. 이렇게 하면 동작 범위가 줄어들어 가공할 수 있는 스톡의 최대 길이가 줄어든다.
터릿 선반에서는 안장 전체가 가이드웨이 위로 미끄러질 수 있어 터릿 선반이 더 긴 공작물에서 작업할 수 있도록 더 넓은 동작 범위를 제공한다.
일부 터릿 선반은 베드에 대한 터릿 헤드의 측면 이동을 허용하지만 캡스턴 선반의 램은 측면 이동 가능성을 제공하지 않는다.
두 선반의 인덱싱 메커니즘은 상당히 다르다. 캡스턴 선반에서는 램의 핸드휠이 역방향으로 회전하여 공구를 인덱싱한다.
반면 터릿 선반에서는 도구를 인덱싱하기 위해 모든 클램프를 해제한 후 터릿을 수동으로 회전해야 한다.
다시 한번, 간단히 표를 정리하여 비교해 보도록 하자.
자 ,이렇게 우리는 터릿 선반에 대해 알아보았다.
글로만 설명을 하자니 전달하려는 내용이 잘 전달 되었을까에 대해 의문도 들고, 더 필요한 내용은 없었는지에 대해 더 생각하게되었다. 그런 의미에서 터릿 선반의 작동 영상을 올리도록하겠다.
눈으로 작동 영상을 확인하면서 글을 다시 한번 읽어보면 큰 도움이 될 수 있을거라 확신한다.
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