고주파 스핀들 관리 방법

일반 스핀들보다 rpm 이 높은 스핀들을 고주파 스핀들이라고 합니다.예전에는 고주파 스핀들이 고가이고 가공 시 10000 rpm 이상 넘는 경우가 잘 없지만 요즘 장비의 경우 CNC 고속가공기능의 향상과 CAD/CAM 소프트웨어를 이용한 모델링이 보편화 됨에 따라 좀 더 복잡한 형상 가공과 가공 시간 단축, 가공 조도 향상을 위해 고주파 스핀들을 많이 선호하고 있습니다.CNC 조각기나, 라우터, 머시닝센터 등에서 가장 중요한 부품 중의 하나가 스핀들이고 10000 rpm 이상 회전할 수 있는 스핀들을 고주파 스핀들이라고 생각합니다.30000 ~ 40000 rpm 을 많이 사용하고 요즘은 기술이 좋아 에어 베어링이라고 해서 10만 rpm 까지 가능합니다.스핀들이 고속으로 회전할 때 내부적으로 베어링에서 많은 열이 발생합니다.이 열을 식혀 주는 방식에 따라 크게 공냉식(AIR COOLED)과 수냉식(WATER COOLED)으로 분류할 수 있습니다.공냉식의 경우 대기 중의 공기를 FAN 을 이용하여 스핀들 열을 식혀주는 방식입니다.단점은 수냉식에 비해 스핀들이 회전할 때 FAN 때문인지 소음이 엄청 크다는 것입니다.수냉식은 스핀들을 냉각수로 식혀 주는 방식입니다.냉각기(칠러)라는 장치가 독립적으로 계속해서 냉각수를 공급해 열을 식혀 줍니다.냉각기 자체에 온도 조절 장치가 있어 장시간 사용을 해도 문제가 없다.또한 여름과 겨울에 따라 온도를 맞혀 작업할 수 있어 좀 더 정밀도 가 있습니다.냉각수가 들어가는 부분과 배출 부분이 있어 공냉식과 쉽게 구별할 수 있습니다.일반적으로 요즘은 높은 가공 조도나 정밀도를 요구해 수냉식을 많이 사용하고 있습니다.작은 충격에도 고주파 스핀들은 정밀성이 떨어지거나, 기능과 수명에 큰 지장을 줄 수 있습니다.

오늘은 CNC 조각기에 많이 사용하는 AUTO TOOL CHANGE 가 가능한 고주파 스핀들에 대해 일반적인 주의 사항을 알아보겠습니다.스핀들 내부로 이물질이나 절삭유 유입을 차단하기 위해 에어가 항상 스핀들 내부를 관통하고 있습니다.이를 에어퍼지라고 하는데 항상 에어가 잘 나오는지 체크하셔야 베어링 수명 연장에 도움이 됩니다.또한 에어퍼지의 에어 압력이 너무 세면 스핀들 내부의 오일이나 기름이 같이 배출이 되므로 스핀들 메이커에서 지정하는 공압으로 설정하시면 됩니다.가끔 고주파 스핀들을 청소한다고 스핀들에 직접적으로 에어건을 쏘는 분들이 있는데 절대 삼가 주셔야 합니다.왜냐하면 앞서 말했듯이 스핀들 내부로 이물질이 들어가면 안 되기 때문입니다.청소할때는 반드시 에어퍼지를 작동 시킨 상태에서 깨끗한 천이나 부드러운 천으로 닦아 주시면 됩니다.또한 에어가 소모량이 많기 때문에 공압을 일정하게 유지해주어야 합니다.TOOL 이 없는 상태에서는 절대 고주파 스핀들을 작동 시키면 안 됩니다.회전시 원심력에 의해 클램핑 시스템의 파손 및 이탈이 발생할 수 있습니다.스핀들 운반시에나 장시간 사용하지 않을 경우 COLLER 에TOOL(SHANK) 이 장착되어 있어야 하고 COLLER 에 TOOL(SHANK) 이 없는 상태에서 CLAMP, UNCLAMP 동작을 반복하게 되면 COLLER 에 변형이나 손상이 발생할 수 있어 주의하셔야 합니다.냉각기(칠러) 온도는 약 25도에서 28도 사이에 맞혀 주시면 됩니다.온도가 너무 낮으면 스핀들 몸체에 결로 현상이 발생하고 반대로 너무 높으면 베이링 수명에 문제가 있습니다.따라서 여름과 겨울에 온도를 다르게 설정하여 사용하셔야 합니다.적정 온도를 모르는 경우 스핀들 메이커에 문의하시면 친절이 알려 줍니다.냉각수도 주기적으로 점검하여 교환 보충을 해야 합니다.COLLER 은 쉽게 녹이 발생하므로 손으로 절대 만지지 말고 관리를 잘 해 주셔야 합니다.간혹 사용자들이 스핀들 소음이나 떨림이 발생한다 하여 체크해보면 COLLER 에 문제가 있는 경우가 종종 발생합니다.고주파스핀들 경우 스핀들 내부로 이물질 유입 방지, 냉각기 적정 온도 유지, COLLER 관리, 작업전 스핀들 예열 정도만 잘 해주면 오래 도록 사용 할수 있습니다.