CNC 가공의 생산 주기 시간

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CNC 가공

CNC 가공에서 사이클 타임은 하나 이상의 가공 작업을 완료하는 데 필요한 시간을 의미합니다. 모든 CNC 가공 프로젝트에서 사이클 타임은 리드 타임을 분석하고 특정 부품 또는 최종 제품의 비용을 최소화하는 데 매우 중요합니다.

이는 CNC 가공 프로젝트의 전체 비용과 재료 유형, 복잡성, 정밀도 등의 다른 요소에 영향을 미칩니다. 사이클 타임 계산에는 밀링, 선삭, 드릴링 등의 작업에 대한 수학적 관계식을 푸는 과정이 포함됩니다.

이 글에서는 간략하게 개요를 설명하겠습니다. 다양한 CNC 가공 작업의 사이클 시간 계산, 생산 사이클 시간의 영향 및 단축 방안.

생산 주기 시간 계산

제어판에서의 사이클 시간 예측

가공 시간은 다른 작업과 유사하며, 공구 이동 거리 비율은 속도와 같습니다. 밀링, 선삭, 면삭 등 모든 작업의 일반적인 가공 시간은 다음과 같이 수학적으로 표현할 수 있습니다(제5장 가공 시간 계산, 2012).

어디에,

L = 공작물의 가공 길이(mm)

N = 분당 공작물 회전수(rpm)

= 1000 * 절삭 속도(V) / π * 직경(D)

f = 이송 속도 (mm/min)

f = 회전당 이송량 = 톱니당 이송량 * 톱니 수 = 0.1 * 20 = 2mm

이 수학적 표현은 가공 시간과 특정 공작물을 가공하는 데 필요한 시간을 간단하게 이해할 수 있도록 도와줍니다. 가공 사이클 시간 계산에 대한 더 자세한 설명은 아래 영상을 참고하세요. 또한, 관련 자료를 자유롭게 다운로드하실 수 있습니다. 사이클 시간 계산 스프레드시트 개인 프로젝트를 위해서요.

엑셀에서 사이클 시간을 계산하는 방법

다양한 작업에 대한 사이클 타임

1. CNC 밀링

앞서 설명했듯이 일반 공식은 다음과 같습니다. T=L/f*N 이 변수는 모든 CNC 가공 공정의 사이클 시간을 계산하는 데 사용됩니다. 하지만 각 경우에 따라 이 변수를 계산하는 방식은 다를 수 있습니다.

. 밀링 작업 이송 속도는 공구 날당 이송 속도로 계산됩니다. 이를 위해서는 공구에 많은 날, 절삭날 또는 홈이 필요합니다.

이송 속도(f) = 톱니당 이송량 * 톱니 수

길이 = 가공물 길이 + 공구 과도 이동 거리 x 패스 횟수 + 공구 접근 길이.

CNC 밀링 작업

예를 들면 절삭 깊이 4mm, 공작물 길이 200mm, 커터 직경 200mm, 공구 접근 거리 및 오버트래블 거리 4mm, 날당 이송 속도 0.2mm, 절삭 속도 30m/min, 날 수 30개인 밀링 작업의 가공 길이는 다음과 같습니다. L = 200mm + 4mm * 통과 횟수 + 4mm.

절삭 횟수를 구하려면 슬롯 크기 또는 기타 형상 값을 절삭 깊이(공구가 한 번 절삭할 수 있는 깊이)로 나누어야 합니다. 슬롯 크기가 20mm*20mm인 경우를 생각해 보겠습니다. 이 경우 공구는 공작물을 다섯 번 절삭하여 20mm를 절삭합니다.

따라서 L = 200mm + 4mm * 5 + 4mm = 224mm

2. CNC 터닝

CNC 회전 부품

CNC 터닝 선삭 가공은 단일 포인트 공구를 사용하여 부품을 가공하는 것을 의미합니다. 선삭 작업의 사이클 시간 계산은 밀링 작업과 동일하며, 길이 또한 다음 공식에 따라 계산됩니다.

L = 작업 길이 + 공구 과도 이동 거리 x 패스 횟수 + 공구 접근 길이 그리고 평균 RPM(N) = 1000*절삭 속도/π*평균 직경.

위에서 살펴본 밀링 작업의 예를 다시 사용하여 선삭 작업의 회전당 이송량(f)과 회전수(RPM, N)를 계산해 보겠습니다.

톱니당 이송량은 알려진 변수이므로, 회전당 이송량(f)은 다음과 같이 계산합니다. 톱니당 이송량에 톱니 수를 곱합니다.

f = 0.1 * 30 = 3mm/회전

= 1000*30/ 3.14* 200

= 47.77 rpm

총 생산 주기 시간은 다음과 같습니다. (T) = L* 패스 횟수/f*N = 224*5/ (3*47.77) = 7.81분

3. CNC 드릴링

CNC 드릴링은 회전하는 공구를 사용하여 고정된 공작물에 원형 구멍을 만드는 공정입니다. 드릴링 사이클 타임은 하나 이상의 구멍을 만드는 데 걸리는 시간을 의미하며, 가공 공구, 이송 속도 및 스핀들 속도에 따라 달라집니다.

i = 구멍의 개수

I d = 드릴링 깊이(mm)

v = 스핀들 속도 (/분)

f = 이송 속도 (mm/회전)

추가적인 계산 방법

CNC 가공에서 생산 주기 시간을 추정하는 또 다른 간단한 방법이 있습니다. 투입된 시간을 생산된 부품 또는 제품의 총 개수로 나누면 됩니다. (베르마, 2022) .

사이클 타임(T) = 총 시간 / 생산된 부품 또는 제품 수

예를 들면 만약 CNC 가공 장비로 한 시간에 동일한 부품 12개를 생산한다면, 부품 하나를 생산하는 데 걸리는 시간은 5분입니다.

사이클 시간 = 1시간 / 12개 부품 = 60분 / 12개 부품 = 부품당 5분

사이클 시간 단축

생산 주기 시간은 리드 타임 및 전체 시간과 연관되어 있습니다. CNC 가공 비용 프로젝트에서 경쟁력을 확보하려면 전체 부품 및 최종 제품 비용을 최적화하기 위해 사이클 시간을 단축해야 합니다. (A. 베트리벨, 2018) CNC 가공 공정이 안정화 단계에 도달했더라도 사이클 시간에 영향을 미치는 요인들이 여전히 존재할 수 있습니다. 따라서 CNC 가공 작업의 변동성을 제어하는 것은 공정 속도를 높이는 데 필수적입니다.

사이클 타임을 단축하면 비용과 리드 타임이 줄어드는 것은 사실이지만, 장비 및 운영상의 제약으로 인해 사이클 타임을 단축하는 것이 적절하지 않은 상황도 있을 수 있습니다. 또한, 바람직하지 않은 수준 이하로 사이클 타임을 줄이면 부품의 기능에도 영향을 미칠 수 있습니다. 생산 사이클 타임을 줄이기 위한 몇 가지 실용적인 방안을 자세히 살펴보겠습니다.

1. 작업장 레이아웃 최적화

컴퓨터를 이용한 기계 배치 시뮬레이션

CNC 가공의 복잡한 레이아웃은 불필요한 대기 시간이나 이동 시간으로 인해 가공 시간을 증가시킵니다. 생산 셀이 서로 가까이 위치하면 사이클 시간이 단축되고 한 작업에서 다른 작업으로의 전환이 용이해집니다. 단 몇 초의 차이만으로도 생산 시간을 단축하고 가공 생산성을 향상시킬 수 있습니다.

따라서 가용 공간, 원자재 상태 및 관련 가공 작업에 따라 레이아웃을 결정해야 합니다. 또한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 최적의 레이아웃을 찾아 작업 흐름을 개선하여 생산 시간을 최소화할 수 있습니다.

2. 숙련된 운영자

CNC 가공의 생산성은 작업자의 숙련도에도 달려 있습니다. 숙련된 작업자는 작업 중 발생하는 문제를 쉽게 해결하고 지속적인 개선 과정을 추구합니다. 생산에 숙련된 인력을 활용하면 사이클 타임을 단축하는 데 기여할 수 있습니다.

따라서 CNC 가공 프로젝트에서 작업 시간을 최소화하려면 분석 능력을 갖춘 숙련된 작업자가 필요합니다.

3. 3D 모델 최적화

CNC 가공은 높은 치수 정확도로 복잡한 형상을 제작할 수 있습니다. 하지만 형상이 복잡해질수록 가공 시간이 길어집니다. 설계자가 필수적인 특징과 기능을 유지하면서 최대한 단순한 형상을 만들면 가공 시간을 크게 단축할 수 있습니다. 복잡한 형상은 작업을 완료하기 위해 복잡하고 빈번한 공구 설정 작업을 필요로 합니다.

따라서 설계에서 불필요한 복잡성을 제거하고 사이클 타임을 단축하기 위한 최적의 가공 순서를 정하는 것이 가장 좋습니다. 또한, 개발자들과 긴밀히 협력하여 가장 빠른 생산 사이클 타임을 달성할 수 있는 이상적인 설계를 완성합니다.

관련 : 기술 도면: 제조에서의 중요성

4. 생산 자동화

자동화된 공정은 항상 수작업보다 효율적이고 빠릅니다. 가능한 한 많은 인력 투입을 줄일 수 있습니다. 고속 CNC 기계와 솔리드캠과 같은 고급 CAM 소프트웨어를 사용하면 사이클 시간을 단축할 수 있습니다. (A. 베트리벨, 2018)

자동화 공정은 예측 가능성이 높고 지속적인 개선을 통해 정확한 사이클 타임을 달성하는 데 도움이 됩니다. 제조 공정을 자동화하면 기계는 고정된 상태로 유지되어 각 CNC 가공 작업의 사이클 타임이 최적화됩니다. 하지만 자동화 공정에는 상당한 초기 투자가 필요하지만 장기적으로는 큰 이점을 가져다줄 수 있습니다.

CNC 기계의 사이클 타임을 줄이기 위한 기술 팁

CNC 기계의 사이클 시간을 줄이는 방법에는 여러 가지가 있으며, 다음과 같은 방법들이 있습니다.

사이클 타임을 줄이는 구체적인 접근 방식은 특정 기계와 용도에 따라 달라진다는 점을 유의해야 합니다. 숙련된 CNC 기계공이나 공정 엔지니어가 특정 요구 사항에 맞는 최적의 전략을 파악하고 구현하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

제품 수명주기 관리의 중요성은 무엇일까요?

제품 수명주기 관리(LCM)는 전 세계 제조 기업들이 제품의 개발부터 폐기 또는 재활용에 이르기까지 전체 수명주기를 효과적으로 관리하기 위해 사용하는 핵심 전략입니다. CNC 부품에 LCM을 적용하면 기업은 제품의 가치를 극대화하는 동시에 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다. 이 섹션에서는 CNC 부품의 수명주기를 이해하고 관리하는 것이 기업에 왜 중요한지 논의합니다.

주요 이유는 다음과 같습니다.

비용 효율성 부품의 수명주기를 이해함으로써 기업은 각 단계와 관련된 비용을 예측하고 계획할 수 있습니다. 이를 통해 정확한 예산 책정과 잠재적인 비용 절감을 실현할 수 있습니다.
품질 보증: 부품의 수명주기, 특히 제조 및 유지보수 단계에서 부품을 관리하면 시간이 지남에 따라 부품의 품질을 유지하는 데 도움이 됩니다.
지속 가능성 재활용과 같은 수명 주기 종료 전략은 부품이 환경에 미치는 영향을 크게 줄여 보다 지속 가능한 제조 관행으로 이어집니다.
규정 준수 규제가 엄격한 산업의 경우, 수명주기 관리는 설계부터 폐기까지 모든 단계에서 규정 준수를 보장하는 데 도움이 됩니다.

맺음말

CNC 가공 작업의 생산 사이클 시간은 가공 길이, 이송 속도, 가공 속도 및 기타 변수를 포함하는 간단한 공식을 사용하여 추정할 수 있습니다. 밀링, 선삭, 드릴링과 같은 특정 CNC 작업에 따라 약간씩 달라질 수 있습니다. 사이클 시간은 모든 CNC 가공 프로젝트의 비용 및 리드 타임과 밀접한 관련이 있으므로 사이클 시간을 최적화하면 총비용 절감에 기여할 수 있습니다. 사이클 시간을 줄이는 방법에는 자동화, 정기적인 유지 보수, 숙련된 작업자 등이 있습니다. 사이클 시간은 일부 가공 변수를 사용하여 계산할 수 있지만, 작업자의 노력, 진동, 과열, 숙련도와 같은 다른 요인들도 정확한 결과에 영향을 미칩니다.

비용 절감을 위한 사이클 타임 개선에는 여러 요소를 고려해야 하며, 프로린(Boda)은 이러한 목표 달성에 있어 완벽한 협력 파트너가 될 수 있습니다. CNC 가공 프로젝트 저희는 전문적인 서비스를 제공합니다. CNC 가공 서비스 다양한 작업에 맞는 50가지 이상의 소재 옵션을 제공합니다. 당사의 제조 전문가들은 개발자들과 긴밀히 협력하여 사이클 시간을 최적화하고 비용을 절감하면서 탁월한 결과를 도출합니다. 언제든지 문의해 주세요. 최대한 빨리 여기를 클릭해주세요. 저희 영업 엔지니어가 몇 시간 내에 견적을 보내드리겠습니다.

FAQ's

CNC 가공의 생산 주기 시간은 얼마나 되나요?

CNC 가공에서 생산 사이클 타임은 초기 설정부터 최종 검사까지 가공 부품 하나를 완성하는 데 필요한 총 시간을 의미합니다. 여기에는 공구 교체 시간, 부품 적재 및 하역 시간, 그리고 실제 가공 시간이 모두 포함됩니다. 정확한 사이클 타임 예측은 비용 산정, 생산 계획 수립, 그리고 전반적인 효율성 향상에 매우 중요합니다.

CNC 가공에서 생산 주기 시간은 왜 중요한가요?

하나 이상의 CNC 가공 작업을 완료하는 데 필요한 시간을 생산 주기 시간이라고 합니다. 시간이 길어질수록 비용이 증가하므로 부품 또는 최종 제품의 전체 비용과 리드 타임을 줄이는 것이 매우 중요합니다.

사이클 시간을 계산하는 데 필요한 변수는 무엇입니까?

사이클 시간은 가공 길이, 속도, 이송 속도, 분당 회전수 및 기타 요소를 사용하여 계산됩니다. 그러나 필요한 입력값은 가공 작업마다 다를 수 있습니다.

CNC 선반 가공 사이클 시간 계산 공식은 무엇인가요?

CNC 선반 가공 사이클 시간 계산 공식은 다음과 같습니다.

사이클 타임 = (절삭 시간 + 공구 교환 시간 + 급속 이송 시간) / 부품 수

절단 시간을 계산하려면 다음 공식을 사용하십시오.

절삭 시간 = (공작물 길이 + 접근 길이 + 초과 이동 길이) / (이송 속도 x 스핀들 속도)

엑셀을 사용하여 CNC 가공 사이클 시간을 계산할 수 있습니까?

네, 엑셀 스프레드시트를 사용하여 CNC 가공 사이클 시간을 계산할 수 있습니다. 절삭 속도, 이송 속도, 절삭 깊이, 공구 경로 길이 등의 필요한 데이터를 입력하고 적절한 수식을 사용하여 절삭 시간, 공구 교환 시간, 급속 이송 시간을 계산하세요. 마지막으로 이 값들을 모두 더하면 총 사이클 시간을 구할 수 있습니다. 자유롭게 다운로드하세요. 사이클 시간 계산 스프레드시트 개인 프로젝트를 위해서요.

생산 주기 시간을 어떻게 줄일 수 있을까요?

3D 모델 최적화, 가공 중단 시간 단축, 최적의 가공 레이아웃, 자동화, 숙련된 작업자, 정기적인 기계 유지보수는 모두 생산 주기 시간을 단축하는 데 기여합니다.

서지

Vetrivel, AA (2018). CNC 기계 공장의 제조 시간 및 사이클 시간 단축. 공학, 과학 및 경영 연구 국제 저널(IJRESM) , 1 - 2.
제5장 가공 시간 계산 (2012). 공정 계획 및 비용 추정 (2-3쪽). 스리비디야엥.
베르마, E. (2022). 택트 타임, 사이클 타임, 리드 타임의 차이점 이해하기. COM.