[첨단 헬로티]
무토 타카하루 (武藤 高明) 일본유니시스엑셀류션즈(주)
1. 서론
CADmeister는 금형 설계․제조 프로세스 전체의 효율화를 목적으로 2005년에 릴리스됐으며, 그 후 많은 금형 메이커에서 지도를 받아 많은 숙성된 기능군과 편리 기능군을 실장하고 있다. 이번에는 특히 프레스 금형 설계의 효율화에 착목해 개발된 최신 기능 ‘피어스 자동 배치’를 중심으로, 고효율계 기능군을 소개한다.
2. 3차원 설계의 피어스 관련 부품의 배치
피어스 공정의 프레스 금형에 수많이 이용되는 것이 피어스 관련 부품이다. 1개의 피어스를 뚫기 위해서는 상형에 피어스 펀치 및 펀치 리테이너를 배치, 하형에는 버튼 다이를 배치할 필요가 있으며, 현재는 이하의 작업 절차가 필요하다.
① 표준부품 데이터베이스에서 해당 피어스 펀치를 불러내, 다이 레이아웃(DL)도로 지시된 피어스 지름을 성립시키기 위한 섕크 지름을 부품 카탈로그의 규격에 따라 선정, 섕크 지름․피어스 지름․길이 등의 치수를 이력 재생한다.
② 표준부품 데이터베이스에서 해당 펀치 리네이너를 호출해 피어스 펀치의 섕크 지름에 대응하는 사이즈를 부품 카탈로그 규격에 따라 선정, 이력 재생한다.
③ 표준부품 데이터베이스에서 해당 버튼 다이를 불러내 DL도로 지시된 피어스 지름(+클리어런스)를 성립시키기 위한 버튼 다이 외경을 부품 카탈로그 규격에 따라 선정, 그들에 관한 치수를 이력 재생한다.
④ 그 후 피어스 펀치에 펀치 리테이너를 배치한 부품을 상형에, 버튼 다이를 하형에 각각 배치한다. 피어스 부품의 배치에 대해서는 많은 작업 절차가 필요하기 때문에 CADmeister의 유저로부터 전용 기능의 개발이 요구되고 있었다.
3. 최신 기능인 피어스 자동 배치란?
CADmeister는 DL→금형 설계→예측 변형․NC 모델링→CAM 등의 프레스 금형 일련의 프로세스용 솔루션을 갖추고 있으며, 한번에 가능하게 되어 있다. 이번 피어스 자동 배치는 DL 및 금형 설계의 활용을 전제로 한 기능으로 되어 있으며, 그 프로세스에 따라 설명한다(그림 1).
(1) 사전 준비 (대상 : DL, 금형 설계)
․제품 데이터의 피어스 구멍 중심에 점(구멍 중심점)을 작성하면, 동시에 구멍 지름을 자동 산출한다. (3)의 프로세스에서 작성된 점에 각 피어스의 정보를 부가한다.
․각 공정의 프레스 방향 및 캠 방향의 좌표계를 정의한다.
․피어스 부품 데이터를 준비한다.
(2) 제품 데이터(제품면)에 대한 정보 부가 (대상 : DL, 금형 설계)
․제품 정보(재질, 판두께 등), 프레스 방향, 기준 등.
․식입량, 클리어런스.
(3) 구멍 중심점에 대한 정보 부가 (대상 : DL, 금형 설계)
․피어스 구멍, 제품 구멍, 공차(상한․하한․중간), 공정 등.
․피어스 부품의 카탈로그 규격.
(4) 피어스 부품 자동 배치 (대상 : 금형 설계)
․피어스 부품의 연속 배치(펀치, 리테이너, 버튼 다이, 우레탄 패드).
(5) 배치 부품 편집 (대상 : 금형 설계)
․리테이너 각도 편집, 설치 좌면 높이 편집.
(6) 일람표 (대상 : DL, 금형 설계)
특징적인 기능으로서는 이하의 항목이 있다.
① 다른 CAD로부터 받아들인 제품 데이터라도 제품면 상에 뚫여 있는 구멍 지름을 자동 산출할 수 있다. 단, 판두께나 공차 등의 제품 정보가 데이터에는 부가되어 있지 않기 때문에 자동 산출된 구멍 지름을 편집해 피어스 지름으로서 설정한다(그림 2).
② 복수의 피어스 구멍에 대해, 피어서 관련 부품(피어스 펀치, 펀치 리테이너, 버튼 다이, 우레탄 패드)를 사전 설정된 정보로부터 일괄적으로 배치한다(그림 3).
③ 버튼 다이는 사전에 설정되어 있던 재질, 판두께, 클리어런스 정보로부터 피어스 지름에 클리어런스를 더한 지름을 자동 산출→이력 재생해 배치한다.
④ 리테이너의 배치 각도 조정을 실시하면, 펀치의 회전 방지 각도도 자동 조정된다.
⑤ 여러 개의 피어스 위치가 가깝고, 또한 리테이너 바닥면 높이가 다른 경우나 캠 유닛의 슬라이더에 대한 설치를 하고 싶은 경우에 리테이너 높이를 수동으로 간이적으로 조정할 수 있다.
⑥ 이들 피어스 구멍은 일람표로서 표시하고, 또한 장표 작성용으로서 출력할 수 있다.
4. 프레스 금형 설계의 효율화를 실현하는 다른 고효율계 기능군
CADmeister에는 기능 개발을 일본 국내에서 하고 있는 특성을 살려, 유저의 요망을 받아들인 고효율계 기능군을 수많이 실장하고 있으므로 이들의 일부를 소개한다.
(1) 볼트․노크 자동 배치 (그림 4)
설치 대상이 되는 분할 다이나 강재의 사이즈를 시스템이 자동 인식해 볼트․노크 사이즈와 설치 수를 자동으로 결정하므로 설계자는 그 위치 조정만 하면 된다. 볼트․노크 배치 수의 설치 수 증감이나 위치 조정도 가능하다.
(2) 기타
기타로서 배관 작성, 분할 다이 작성, 삼각 리브 작성, 안두께 작성, 선반 형상 작성(상형에 설치되는 방진커버 자리), 캐스팅 구멍 작성 등의 많은 편리 기능군이나 반송․동적 간섭 확인, 정적 간섭 확인, 간이 단면 클립 등의 3차원 데이터 검사 기능군을 실장하고 있다.
5. 맺음말
이 글에서는 금형 설계용 최신 기능인 ‘피어스 자동 배치’를 주로 한 내용인데, CADmeister는 프레스 금형 설계․제조 프로세스인 다이 레이아웃 설계→금형 설계→FMC 제작→NC 모델링․예측 변형→CAM(곡면가공, 구조부가공, 3차원 프로파일 가공)이라는 일련의 공정에 대해, 각각의 지원 모듈을 제공하고 있다.
그렇기 때문에 데이터 친화성을 활용해 한번에 전공정에서 부가한 정보를 후공정에서 활용할 수 있는 구조를 실장하고 있으며, 프레스 금형 설계․제조 프로세스 전체의 효율화가 가능해지고 있다. 금형 분야용 일본 국내 점유율 No.1 CAD/CAM 벤더로서, 앞으로도 많은 유저의 의견을 받아들이면서 유효한 기능을 개발해 갈 것이다.
