서보 프레스란?
서보 프레스는 프레스 가공에서 가압부의 움직임을 수치 제어를 이용한 서보 모터 제어로 진행하는 프레스 가공입니다.
프레스 구동에 서보 모터를 사용함으로써 기존에는 어려웠던 가압부의 이동 속도와 횟수 등의 움직임을 세밀하게 제어하는 슬라이드 모션이 가능해졌습니다. 슬라이드의 세밀한 제어를 통해 다양한 이점을 얻을 수 있습니다.
서보 프레스에 비해 유압이나 공압을 이용한 기존의 프레스 가공은 기계식(메카식) 프레스라고 합니다.
서보 프레스의 사용 용도
서보 프레스는 다양한 가공에 사용됩니다. 주요 가공은 압입, 압착, 디스토션, 펀칭, 성형, 열용접, 분말 성형 등입니다.
성형에서는 자동차 도어, 보닛 등의 생산에 서보 프레스가 널리 사용되고 있습니다. 자동차 부품은 강도와 경량화를 동시에 만족시켜야 하고, 복잡한 형상으로 성형할 수 있기 때문입니다.
서보 프레스의 원리
서보 프레스에서는 가압에 서보 모터를 이용하기 때문에 복잡하고 정밀한 슬라이딩 동작을 실현할 수 있습니다. 서보 모터는 자신의 상태(회전수, 토크 등)를 항상 모니터링하여 설정한 값으로 피드백을 줄 수 있는 모터 시스템입니다.
이를 통해 프레스기의 속도를 가변적으로 조절하거나 정확한 위치 결정 등 자유자재로 설정하고 조절할 수 있습니다. 유압이나 공압을 사용하는 기존 프레스기는 일정한 속도로만 작동하기 때문에 천천히 가압해야 하는 소재를 가공할 때 작업 시간이 오래 걸리는 문제가 있었습니다.
하지만 서보모터는 프레스기가 소재에 접촉하여 가압할 때만 속도를 낮추고, 최저점까지 압력을 가하면 다시 원래 위치로 빠르게 복귀하는 등 복잡한 설정도 가능합니다. 따라서 가공 정밀도를 유지하면서 작업 시간을 크게 단축할 수 있습니다.
또한, 서보 프레스는 컴퓨터 수치제어(CNC) 방식의 프레스기입니다. 외부 장치와의 연동이 용이하며, 더욱 복잡한 동작을 프로그래밍할 수 있습니다.
서보 프레스에 대한 추가 정보
서보 프레스의 장점
기존 기계식 프레스에 비해 서보 프레스의 장점은 크게 6가지로 나눌 수 있습니다.
1. 성형성 향상
기존에는 프레스 가공이 어려웠던 고강도 강판, 스테인리스 강판, 알루미늄 합금판도 쉽게 가공할 수 있습니다. 슬라이딩 동작을 고안하여 주름이나 균열 발생을 억제할 수 있게 되었습니다.
2. 스프링백을 제어할 수 있다
고강도 강판을 이용한 프레스 가공에서는 재료의 항복점이 높아 스프링백이 발생하기 쉽다는 단점이 있었습니다. 서보 프레스에서는 추가적으로 프레스를 하는 리스트라이크 가공을 통해 스프링백을 억제할 수 있습니다.
3. 고정밀도화
기계식 프레스에서는 가공에 의한 발열이나 환경 온도에 따라 다이 높이가 변하는 단점이 있었습니다. 다이 높이의 변화는 부품의 정밀도에 영향을 미칩니다. 서보 프레스는 하사점을 모니터링하여 자동으로 보정할 수 있습니다.
4. 금형 수명 향상
서보 프레스는 금형의 수명을 향상시키는 효과를 얻을 수 있습니다. 서보 프레스는 성형 시 속도를 낮출 수 있으며, 속도 감소로 인해 금형의 마모도 줄일 수 있습니다.
5. 윤활제 소진 방지
슬라이드 모션에 진동 모션을 추가하면 윤활유 소모를 방지할 수 있습니다. 프레스 시 진동 동작이 가해지면 소재와 금형 사이의 틈새가 변화하고, 변화할 때 윤활유가 틈새로 침투하기 쉬워집니다.
6. 공정 단축
복잡한 형상 등의 이유로 기존에는 여러 번의 프레스 공정이 필요했던 부품의 성형도 서보 프레스를 통해 공정 수를 줄일 수 있습니다. 공정의 감소는 필요한 설비는 물론 금형 및 금형 유지보수 비용도 절감할 수 있습니다. 공정 수를 줄일 수 있는 것도 서보 모터에 의한 정밀한 슬라이드 모션이 가능하기 때문입니다.