롤러는 산업 생산에서 기계적으로 가장 까다로운 구성 요소 중 하나입니다. 롤러는 지속적인 하중 하에서 정밀한 형상을 유지하고, 수백만 주기에 걸쳐 표면 피로를 견뎌야 하며, 서비스를 제공하는 시스템의 성능을 직접적으로 결정하는 치수 공차를 유지해야 합니다. 응용 분야가 인쇄기, 철강 압연 공장, 제지 기계, 직물 달력 또는 컨베이어 시스템이든 상관없이 롤러의 품질은 롤러를 처리하는 데 사용되는 기계에서 시작되고 끝납니다. CNC 롤러 가공기 수동 또는 기존 가공으로는 최신 롤러 응용 분야에서 요구하는 표면 조도, 치수 정확성 및 기하학적 정확성을 일관되게 제공할 수 없기 때문에 s는 생산 표준이 되었습니다. 이 기사에서는 이러한 기계의 작동 방식, 존재하는 구성, 중요한 사양 및 상당한 자본 투자가 마땅한 명확성을 가지고 선택 프로세스에 접근하는 방법을 검토합니다.
CNC 롤러 가공 기계는 원통형 롤러 공작물에 대해 하나 이상의 작업(일반적으로 터닝, 연삭, 밀링, 드릴링, 널링 또는 이들의 일부 조합)을 컴퓨터 수치 제어 하에 수행하도록 설계된 특수 목적 또는 고도로 개조된 CNC 공작 기계입니다. 롤러 처리의 결정적인 과제는 큰 공작물 크기, 높은 길이 대 직경 비율, 까다로운 표면 마감 요구 사항, 전체 롤러 길이에 걸쳐 유지되어야 하는 엄격한 기하학적 공차(원통도, 직진도 및 런아웃)의 조합입니다.
표준 CNC 선반 및 머시닝 센터는 작은 롤러를 처리할 수 있지만 전용 롤러 처리 기계에는 길고 무거운 원통형 공작물의 구조적 및 기하학적 문제를 특별히 해결하는 기능이 통합되어 있습니다. 즉, 확장된 베드 길이, 공작물 길이를 따라 배치된 내구성이 뛰어난 고정 받침대, 큰 베어링 하중을 위해 설계된 고강성 주축대 및 심압대, 절단 또는 연삭 중 공작물을 측정하고 수정 사항을 CNC 컨트롤러에 실시간으로 다시 공급하는 공정 내 측정 시스템입니다. 그 결과 길이가 수백 밀리미터에서 수 미터, 무게가 몇 킬로그램에서 수 톤에 이르는 롤러를 처리할 수 있고 수동 방법으로는 안정적으로 접근할 수 없는 표면 마감 값과 치수 공차까지 처리할 수 있는 기계가 탄생했습니다.
CNC 롤러 가공 기계의 범주에는 여러 가지 기계 유형이 포함되며, 각 기계 유형은 롤러 제조 공정의 다양한 단계 또는 다양한 종류의 롤러 응용 분야에 최적화되어 있습니다.
롤 터닝 선반은 롤러 생산의 주요 황삭 및 준정삭 기계입니다. 단조 또는 주조 롤러 블랭크에서 대량의 재료를 제거하여 공작물이 연삭으로 이동하기 전에 직경, 크라운 프로파일, 저널 치수 및 숄더 전환과 같은 기본 형상을 설정합니다. 산업용 롤러용 CNC 롤 터닝 선반은 일반적으로 베드 길이가 3~20m, 스윙 직경이 600mm~2,000mm 이상, 스핀들 토크가 수만 뉴턴 미터로 측정되는 견고한 수평 선반으로 구성됩니다. CNC 시스템은 베드(Z축)를 따라 캐리지의 조정된 동작과 스핀들 축(X축)에 수직인 크로스 슬라이드를 제어하여 수동 템플릿을 따르지 않고도 복잡한 크라운 프로파일과 테이퍼 섹션을 단일 패스로 회전할 수 있습니다.
롤 연삭은 롤러의 최종 표면 품질과 치수 정확도를 결정하는 마무리 작업입니다. CNC 롤 연삭기는 절단 도구 대신 연마 연삭 휠을 사용하여 롤러 표면을 가로질러 일반적으로 패스당 마이크로미터 범위의 정확한 양의 재료를 제거합니다. CNC 시스템은 미크론 미만의 분해능으로 연삭 휠의 위치와 이송 속도를 제어하므로 기계는 정밀 응용 분야에서 표면 거칠기 값이 Ra 0.1μm 미만이고 기하학적 공차(원통도 및 런아웃)가 1μm 미만인 원통형 롤러를 생산할 수 있습니다. 측정 프로브가 연삭 중에 롤러 표면에 접촉하고 자동 보정을 위해 치수 데이터를 컨트롤러에 다시 공급하는 공정 내 측정은 최신 CNC 롤 연삭 기계의 표준이며 생산 환경에서 미크론 미만의 공차 생산을 달성할 수 있게 해줍니다.
일부 롤러 응용 분야에는 롤러 표면에 가공된 표면 질감, 패턴 또는 릴리프 기능이 필요합니다. 예를 들어 포장용 엠보싱 롤러, 직물 인쇄용 인그레이빙 롤러, 광학 필름 생산용 구조적 롤러 등이 있습니다. CNC 롤 밀링 및 조각 기계는 스핀들 회전(C축), 캐리지 트래버스(Z축), 크로스 슬라이드(X축) 및 때로는 공구 스핀들 방향(B축)을 조정하는 CNC 시스템을 사용하여 기본 롤 선삭 구성에 회전 밀링 또는 조각 스핀들을 추가하여 롤러 본체에 나선형, 원주형 또는 복잡한 3차원 표면 패턴을 생성합니다.
가장 유능하고 가장 비싼 카테고리는 터닝, 밀링, 드릴링 및 때로는 연삭 기능을 자동 공구 교환 기능을 갖춘 단일 기계에 통합합니다. 이러한 CNC 롤 처리 센터는 단일 설정으로 거친 블랭크부터 완성된 공작물까지 완벽한 롤러 가공을 가능하게 하여 여러 전용 기계 간에 롤러를 전송해야 할 때 누적되는 위치 지정 오류와 설정 시간을 제거합니다. 기하학적 정확성이 가장 중요한 정밀 롤러의 경우 설정 변경을 최소화하면 최종 부품 품질이 직접적으로 향상됩니다.
| 사양 | 그것이 결정하는 것 | 일반적인 범위 |
| 침대 위로 스윙 | 가공 가능한 최대 롤러 직경 | 400mm – 3,000mm |
| 중심 간 거리 | 처리 가능한 최대 롤러 길이 | 1분 – 20분 |
| 스핀들 토크 | 선삭 작업 중 지속 가능한 최대 절삭력 | 5kNm – 100kNm |
| 포지셔닝 해상도 | 각 축의 최소 증분 이동 | 0.1μm – 1μm |
| 달성 가능한 표면 거칠기 | 최종 롤러 표면 조도 능력 | 라 0.05μm – 라 3.2μm |
| 안정된 휴식 용량 | 센터 간 지지 가능한 최대 공작물 중량 | 500kg – 100t |
| 공정 중 측정 | 가공 중 실시간 치수 피드백 | 정밀 연삭기의 표준 |
안정된 받침대는 모든 CNC 롤러 가공 기계에서 기계적으로 가장 중요한 요소 중 하나이며, 그 설계 품질은 완성된 롤러의 기하학적 정확성에 직접적이고 측정 가능한 영향을 미칩니다. 길고 무거운 롤러가 주축대와 심압대 사이의 저널 끝 부분에서만 지지되면 롤러 자체의 무게로 인해 롤러가 중간점에서 아래쪽으로 편향됩니다. 편향은 대형 롤러에서 수 밀리미터에 달할 수 있으며 보상되지 않으면 회전 또는 연삭 직경에 배럴 모양의 오류가 발생합니다. 롤러 본체를 따라 간격을 두고 배치된 고정 받침대는 편향을 허용 가능한 수준으로 줄이는 중간 지지대를 제공합니다.
최신 CNC 롤 가공 기계에서 자체 중심 고정 받침대는 지지 롤러 위치를 실제 공작물 직경에 맞게 자동으로 조정하고 가공 사이클 전반에 걸쳐 일정하고 제어된 접촉 압력을 유지합니다. CNC 제어 포지셔닝을 갖춘 유압 작동식 안정 받침대는 롤러 길이에 따라 프로그래밍된 직경 변화를 따를 수 있으므로 고정 직경 안정 받침대가 접촉이 끊어지는 테이퍼형 또는 프로파일 롤러에서도 안정 받침대를 지원할 수 있습니다. 기계와 함께 제공되는 고정 받침대의 수와 해당 부하 용량은 처리할 롤러의 최대 공작물 길이 및 무게와 일치해야 합니다. 고정 받침대가 너무 적거나 크기가 작으면 기계의 실제 성능이 공칭 사양 이하로 제한됩니다.
많은 산업용 롤러는 직선 실린더가 아닙니다. 길이를 따라 의도적으로 볼록한 크라운 프로파일을 사용하여 연마되거나 회전됩니다. 크라운 프로파일은 사용 중 하중을 받는 롤러의 탄성 편향을 보상하는 역할을 하여 롤러 표면과 결합 재료(종이, 금속 스트립, 직물 또는 필름) 사이의 접촉 압력이 롤러의 중앙이나 가장자리에 집중되지 않고 전체 작업 폭에 걸쳐 균일하게 유지되도록 합니다. 간단한 원호, 포물선 곡선 또는 유한 요소 분석으로 최적화된 복잡한 다항식 프로파일 등 필요한 특정 크라운 프로파일을 CNC 기계로 충실하게 재현해야 합니다.
이 요구 사항은 CNC 시스템의 보간 기능과 전체 Z축 이동 길이에 걸쳐 X축의 위치 정확도에 대한 특정 요구 사항을 제시합니다. 실행된 크라운 프로파일의 오류(지정된 곡선에서 몇 마이크로미터의 편차라도)는 서비스 중 불균일한 접촉 압력으로 직접 변환됩니다. 이는 인쇄 응용 분야에서 색상 정합 오류를 일으키고 압연기 응용 분야에서는 압연 제품의 두께 변화를 일으키며 제지 기계 응용 분야에서는 교차 방향 기본 중량 변화를 유발합니다. CNC 시스템의 윤곽 정확도(포지셔닝 해상도뿐만 아니라)를 평가하고 기계 제조업체에 실제 가공된 크라운 프로파일 측정 데이터를 요청하는 것은 크라운 프로파일 정확도가 중요한 모든 응용 분야 선택 프로세스의 필수 단계입니다.
CNC 롤러 가공 기계는 절삭 공구, 연삭 휠, 속도, 이송 및 절삭유 시스템의 선택에 영향을 미치는 다양한 기계 가공 특성을 지닌 다양한 롤러 재료를 처리해야 합니다.
CNC 롤러 가공 기계는 기본 CNC 롤 터닝 선반의 경우 수십만 달러부터 완벽하게 갖춰진 대형 정밀 롤 연삭 기계의 경우 수백만 달러에 이르기까지 상당한 자본 투자를 의미합니다. 투자 결정은 구매 가격뿐만 아니라 전체 수명주기 비용을 통해 평가되어야 합니다. 기계 사양 이외의 주요 요소에는 예비 부품(특히 스핀들 베어링, 연삭 휠 드레싱 시스템 및 CNC 컨트롤러 구성 요소)의 가용성 및 비용, 구매자 지역의 기계 제조업체의 서비스 인프라, 운영자 및 유지 보수 교육 프로그램의 품질, 유사한 응용 프로그램에 대한 제조업체의 실적 등이 있습니다.
구매를 완료하기 전에 대표적인 공작물(생산에서 생산할 것과 동일한 재료, 크기 및 공차 요구 사항의 롤러)에 대한 가공 시험을 요청하십시오. 기계의 실제 출력이 지정된 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 독립적인 계측 장비(기계 자체 측정 시스템뿐만 아니라)로 시험 부품을 측정합니다. 유사한 애플리케이션에 대한 기계 제작업체의 참조 목록을 검토하고 참조 고객에게 직접 연락하여 장기적인 안정성을 평가하고 응답성을 지원하십시오. 처음에는 사양대로 작동하지만 3년 후에는 유지 관리나 지원이 어려운 CNC 롤러 가공 기계는 초기 가격에 관계없이 좋은 투자가 아닙니다.
Download Material
Copyright@ 강소 Dingshun 중장비 공작 기계 유한 회사 모든 권리 보유.
