렉스로스의 CNC 솔루션을 도입한 ABB 터보 시스템은 터보차저의 터빈 날개를 신속하고 정밀하게 생산할 수 있게 되었다. 렉스로스의 솔루션을 도입하여 생산 속도를 40% 높였으며, 서비스 수명을 늘리고, 작동 또한 단순화했다.
자료 | 보쉬렉스로스 코리아(www.boschrexroth.com/ko/kr/)

스위스 빈터투어의 Alfred Buchi씨는 내연 기관이 연료를 낭비하는 것이 맘에 들지 않았다. 때문에 엔진의 효율을 높일 수 있는 솔루션을 찾고 있었다. 그 결과 직접 터보차저를 발명하기에 이른다.

터보차지의 원리는 간단하다. 연소에 의해 배출된 배기가스가 터빈을 돌리면 축을 통해 반대편에 있는 터빈 날개가 회전한다. 이를 통해 더 밀도가 높은 혼합기가 실린더에 주입되어 엔진 성능을 향상시킬 수 있다.

오늘날 터보 시스템이 없는 디젤 엔진은 상상조차 할 수 없다.

터보 분야의 대규모 제조업체인 ABB 터보 시스템은 스위스 바덴에 위치하고 있다. ABB 터보 시스템은 컨테이너선·고속 페리·광산 차량 등에 사용되는 터보차저 및 관련 제품을 생산하고 있다. 

ABB의 제품은 디젤 엔진의 출력을 3배로 늘리고 배기가스를 저감함과 동시에 연료 소비량을 10% 가량 절약한다.

터보차저의 효과를 확실히 실현하기 위해서는 터빈 날개가 600℃의 고온 및 14,000rpm의 고속 환경에서 완벽하게 작동해야 한다. 이 때 터빈 날개의 모양과 표면상태는 터보차저의 효율성에 결정적인 요소로 작용한다. ABB 터보 시스템이 뛰어난 가스 흐름을 지닌 날개를 빠르게 생산할 수 있는 솔루션을 찾던 이유이다.

40% 속도 향상
ABB 터보 시스템은 리히티 엔지니어링과도 협업하였다. 리히티 엔지니어링이 제공하는 두 대의 Turbomill 800g 머시닝 센터는 ABB 터보차징이 찾던 요구사항을 정확하게 충족했다.

여기에 보쉬렉스로스의 전문 기술이 결정적인 역할을 한다. 보쉬렉스로스의 CNC 시스템인 IndraMotion MTX가 장비의 성능에 크게 기여하고 있는 것.

터빈 날개 생산은 약 25㎏의 무게를 지닌 특수 합금 재료를 통해 만들어진다. 시리얼 번호 각인을 포함한 터빈 날개 완성품의 제작은 크기 및 규모에 따라 33분 내지 52분 정도 소요된다. 장비가 생산한 제품은 별도의 마감 작업이 불필요하다.

현재 머시닝 센터는 7개의 잠재적 피치 각을 지닌 종류의 각기 다른 크기의 날개를 생산한다. 날개의 가스 흐름 제어는 터보차저의 성능에 결정적이다. 따라서 두 대의 Turbomill 800g 장비에는 높은 정밀도가 필수적이다.

ABB 터보 시스템의 기술 및 투자 계획 매니저인 Cyrill Arnet은 “0.008㎜의 제작 허용 오차를 지녔으며, 높은 반복성으로 작동하고, 공정을 안전하게 제어할 수 있는 장비가 필요하다”고 말했다.

ABB와 렉스로스는 IndraMotion MTX의 분산제어 및 드라이브 기능을 통해 처리 성능을 크게 높임으로써 이를 실현할 수 있었다. CNC 컨트롤과 드라이브 기능 등 전반적인 솔루션을 활용해 단 몇 초 만에 5개 축의 이동을 최적화한다. 

IndraMotion MTX 시스템의 특징 중 하나는 기하학적 구조를 출력해낼 뿐만 아니라 각각의 NC 블록을 위한 선행 정보를 처리한다는 점이다. 이로 인해 터빈 날개의 품질을 확보하며 설정 값을 정확하게 유지할 수 있다.

여기에 더해 회사는 생산율을 40% 증가시킴으로서 생산량을 크게 높일 수 있었다. Arnet 매니저는 “ABB 터보 시스템은 대량으로 생산하기 때문에 생산성이 중요하다”고 강조했다.

늘어난 수명·줄어든 손상
장치의 서비스 수명을 결정하는 요소는 속도와 정밀도다. 하지만 높은 처리속도는 생산비용을 높이는 셈이다.
Arnet 매니저는 “생산속도를 높이면 더 큰 손상이 일어난다. 이는 피할 수 없는 현상이다. 서비스 수명과 생산 시간의 균형을 맞추기 위해 노력하는 이유”라고 설명했다.

드라이브를 미세 조정하는 도구와 함께 보쉬렉스로스의 장비를 사용함으로 인해 서비스 수명을 증가를 불러왔다. 뿐만 아니라 전기기계부품의 매끄러운 상호작용·드라이브 규정·모션컨트롤 등의 기능을 활용해 빠르고 정확한 머시닝을 실현한다. 또, 정밀하고 부드러운 기계의 움직임을 통해 도구를 더 오랫동안 유지할 수 있도록 돕는다. 장비 비용을 줄일 수 있는 비결이다.

간단한 작동법
Edward Kuhn씨는 Turbomill 800g을 작동하는 것의 용의성을 장점으로 꼽는다. 그는 이해하기 쉽고 편리한 메뉴 실행에 열광한다. “시각화를 고려할 경우 약간의 신속한 조정만으로 결과를 얻을 수 있다”는 것이 Kuhn씨의 설명이다. 

이는 일상 업무의 간소화로 이어진다. 한 명의 생산직 근로자만으로도 2개의 시스템을 손쉽게 관리할 수 있다. 새로운 직원도 이 시스템에 신속하게 익숙해진다. 도구를 변경하는 것도 여러 번의 메뉴 레벨을 거쳐 클릭할 필요 없이 빠르게 끝낼 수 있다.