CNC 롤 그라인더 일반적으로 두 가지 구성 중 하나에 속하며 각 접근 방식이 크거나 무거운 롤을 다르게 처리하기 때문에 구매자에게는 처음 보이는 것보다 차이점을 이해하는 것이 더 중요합니다. 휠 트래버스 기계에서 연삭 휠 자체는 고정된 작업대에 고정된 회전 롤의 길이를 따라 수평으로 이동합니다. 테이블 횡단 기계에서 롤과 작업대는 고정된 연삭 휠을 지나 수평으로 이동하며, 휠이 롤을 따라 이동하는 것이 아니라 휠을 향해 이동하거나 휠에서 멀어지는 캐리지를 통해 공급 깊이가 조정됩니다.
휠 트래버스 설계는 일반적으로 매우 크거나 무거운 롤에 선호됩니다. 그 이유는 롤 자체가 연삭 과정 동안 이동할 필요가 없기 때문에 무거운 작업물이 테이블 위에서 반복적으로 이동할 때 발생할 수 있는 진동이나 위치 드리프트의 위험을 줄이기 때문입니다. 이와 대조적으로 테이블 트래버스 기계는 연삭 휠 어셈블리가 고정된 위치에 있기 때문에 휠헤드 유지 관리가 더 간단할 수 있지만, 전체 롤 길이를 수용하려면 더 길고 견고한 테이블 이동 시스템이 필요합니다. 두 가지 중 하나를 선택하는 것은 하나의 구성이 보편적으로 우수하기보다는 매장에서 정기적으로 처리하는 일반적인 롤 크기와 무게에 따라 결정되는 경우가 많습니다.
많은 산업용 롤, 특히 금속 압연기에 사용되는 작업 롤과 인쇄 또는 코팅 라인에 사용되는 롤은 의도적으로 완벽하게 원통형으로 연삭되지 않습니다. 크라우닝으로 알려진 약간의 곡률은 부하 시 롤 편향을 보상하기 위해 의도적으로 롤의 프로파일에 연삭됩니다. 폭 전체에 걸쳐 큰 압력을 받는 롤은 자연스럽게 중간에서 약간 휘어지고, 크라운이 없는 롤은 처리하는 재료 전체에 고르지 않은 두께나 압력 분포를 생성하기 때문입니다. 컴퓨터로 제어되는 크라우닝이 가능한 CNC 롤 그라인더는 응용 분야의 편향 특성에 따라 여러 가지 뚜렷한 프로파일 유형을 생성할 수 있습니다.
| 크라운 프로필 | 형상특성 | 일반적인 사용 |
|---|---|---|
| 포물선형 | 부드럽고 연속적으로 곡선을 이루는 프로파일 | 광범위한 하중 범위에 걸친 일반적인 편향 보상 |
| 방사형 | 일정한 반경 곡률 | 간단하고 예측 가능한 곡선이 필요한 애플리케이션 |
| 스트레이트 테이퍼드 | 롤 길이에 따른 선형 직경 변화 | 방향성 하중 보상, 가장자리 간 테이퍼링 요구 사항 |
고급 CNC 시스템에서는 맞춤형 오목 및 볼록 크라운 조합도 가능합니다. 이는 표준 대칭 크라운이 수정하지 못하는 비대칭 하중이나 비정상적인 편향 패턴이 있는 응용 분야에 중요합니다. 일반 포물선형 크라운을 기본값으로 설정하는 대신 주어진 압연기 또는 코팅 라인 설정에 필요한 정확한 크라운 프로파일과 보상 곡선을 지정하는 것은 부하가 가해졌을 때 일관되게 작동하는 롤과 빈번한 재조정이 필요한 롤을 구분하는 것입니다.
일반적으로 TIR로 약칭되는 총 표시 런아웃은 롤 표면이 중심 축을 중심으로 완벽하게 실제 회전에서 벗어나는 정도를 측정하며 CNC 롤 그라인더가 일관되게 타격해야 하는 가장 중요한 품질 지표 중 하나입니다. 과도한 TIR이 있는 롤은 편차가 미크론 단위로 측정되더라도 회전할 때 약간 흔들립니다. 이는 롤 자체와 작동 중에 상호 작용하는 베어링 또는 짝을 이루는 구성 요소 모두에서 고르지 않은 압력 분포, 진동 및 마모 가속화로 해석됩니다. 엄격한 TIR 사양에 따라 연삭하려면 정밀한 연삭 휠과 스핀들뿐만 아니라 긴 연삭 패스 길이에 걸쳐 표류하지 않는 견고한 기계 베드와 헤드스톡/심압대 정렬도 필요합니다.
구매자는 기계가 처리하려는 롤 직경과 길이의 전체 범위에 걸쳐 실제로 어떤 TIR 공차를 견딜 수 있는지 확인해야 합니다. 왜냐하면 종종 작은 테스트 공작물에 대해 인용되는 기계의 최상의 정밀 사양이 정격 용량 내에서 가장 큰 롤까지 항상 적용되는 것은 아니기 때문입니다.
기존 수동 또는 반수동 연삭 설정에 비해 CNC 롤 연삭기가 제공하는 가장 큰 장점 중 하나는 공정 중 측정입니다. 즉, 작업자가 수동으로 중지, 측정 및 재조정할 필요 없이 연삭 주기 동안 롤 직경과 위치를 지속적으로 추적하는 측정 시스템입니다. 기계 축에 통합된 선형 인코더와 격자는 종종 1미크론 단위까지 정확한 폐쇄 루프 위치 피드백을 제공합니다. 이를 통해 CNC 시스템은 완벽하게 일관된 재료 제거율을 가정하는 사전 프로그래밍된 절단 경로에만 의존하기보다는 연삭이 진행됨에 따라 이송 속도와 깊이에 대한 미세 조정을 자동으로 수행할 수 있습니다.
이러한 실시간 피드백은 긴 연삭 패스 또는 표면 전체에 걸쳐 경도가 일관되지 않은 롤로 작업할 때 가장 중요합니다. 이는 이전에 사용되어 현재는 이전 서비스로 인해 국부적으로 마모되거나 경화된 롤의 일반적인 시나리오입니다. 공정 중 측정이 없으면 작업자는 주기적인 수동 측정을 기반으로 피드 조정에 대한 판단을 내려 최종 결과에 시간 지연과 사람의 가변성을 모두 도입해야 합니다. 연삭 사이클 전반에 걸쳐 이 데이터를 기록하는 디지털 제어 시스템은 품질 검증을 위한 유용한 기록을 생성하므로 공장에서는 사후에 수행되는 단일 최종 측정에 의존하기보다는 완성된 롤의 치수가 어떻게 달성되었는지 정확하게 보여줄 수 있습니다.
롤을 만드는 재료는 CNC 롤 그라인더가 사용해야 하는 연삭 휠 선택, 공급 속도 및 냉각 접근 방식을 크게 변경하며 강철 연삭 매개변수를 고무 또는 복합 롤에 적용하거나 그 반대로 적용하면 일반적으로 표면 마감이 불량하거나 휠이 조기 마모됩니다. 압연기에서 작업 롤 또는 백업 롤로 흔히 사용되는 경화 강철 롤은 일반적으로 접촉 지점에서 발생하는 열을 관리하기 위한 적절한 냉각수 흐름과 함께 매우 단단한 작업물과 지속적인 접촉 하에서 모양을 유지할 수 있는 경화 결합 연마 휠이 필요합니다. 인쇄, 코팅 또는 종이 가공 라인에 자주 사용되는 고무로 덮인 롤에는 윤이 나거나 고무의 표면 무결성을 손상시킬 수 있는 과도한 열이 발생하지 않는 더 부드럽고 개방적인 구조의 휠이 필요합니다.
이러한 재료의 혼합을 정기적으로 처리하는 작업장의 경우 CNC 롤 그라인더의 제어 소프트웨어를 통해 각 재료 유형에 대해 저장된 연삭 매개변수 세트를 신속하게 호출할 수 있는지 확인하면 재료가 변경될 때마다 이송 속도, 휠 속도 및 정지 설정을 수동으로 다시 입력하는 것에 비해 설정 시간이 상당히 절약됩니다.
새 롤을 최종 사양으로 연삭하는 것은 이미 사용된 롤을 다시 마무리하는 것과 근본적으로 다른 작업입니다. 왜냐하면 사용된 롤은 일반적으로 연삭 매개변수를 설정하기 전에 고려해야 할 고르지 않은 마모 패턴, 표면 구멍 또는 크롬 도금층이 있기 때문입니다. 재마무리용으로 준비된 경화 공구강 롤은 최종 정밀 연삭을 진행하기 전에 정확하고 일관된 표면을 확립하기 위해 특별히 초기 청소 단계가 필요한 경우가 있습니다. 왜냐하면 고르지 않게 마모된 표면 위에 최종 공차까지 직접 연삭하면 표면 측정만으로는 포착할 수 없는 새로운 마감 아래에 잔여 불규칙성이 남을 수 있기 때문입니다.
크롬 도금 롤은 크롬 층의 경도와 두께가 기본 롤 재료와 다르기 때문에 또 다른 고려 사항을 추가하며, 이러한 차이를 고려하지 않고 고르지 않은 크롬 층을 연삭하면 완성된 롤 전체에 걸쳐 표면 경도가 일관되지 않을 수 있습니다. 새로운 제조 작업과 재마무리 작업을 모두 처리하는 작업장은 낡지 않은 새 제품에만 최적화된 단일 고정 연삭 순서를 기반으로 구축된 기계보다는 최종 정밀 패스와는 다른 초기 황삭 패스를 수용할 수 있는 유연한 프로그래밍 기능을 갖춘 CNC 롤 그라인더의 이점을 누릴 수 있습니다.
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