Renishaw NC4 측정장치 소개

Renishaw NC4란?

각종 공정 중 측정에 있어서 전세계적으로 절대적인 위치를 지키고 있는 영국 Renishaw 사의 비접촉식 공구 측정기 NC4.

오늘은 이 NC4에 대해 세부적으로 알아보도록 하자.

NC4는 머시닝센터나 복합기 기계 내부 테이블 한쪽에 설치되어 가공 공구의 길이, 직경, 런아웃을 측정하거나 가공 중 공구 파손 여부를 자동으로 감지하는 핵심 인프라 장치이다.

NC4 작동원리

NC4 작동원리는 레인저 빔 확인 방식으로 송신기(Transmitter)에서 수신기(Receiver)로 가늘고 정밀한 레이저 빔(적색 670nm 또는 최신 NC4+ Blue 제품의 경우 파장이 짧은 청색 레이저)을 쏘아 유지하는데, 공구가 주축에 체결된 상태로 내려와 레이저 빔을 가로막으면 수신부의 전압이 떨어지면서 CNC 컨트롤러로 트리거 신호가 전송되어 그 순간의 기계 좌표를 기록하는 것이다.

특징으로는 접촉식 공구 세팅기와 달리 물리적 마찰이 없기 때문에, 실제 가공 회전수(RPM) 상태에서 측정이 가능하다.

주요 기능

NC4의 특징

에어 블로우(Air Blast) 시스템 기본 탑재 : 레이저 측정 시 절삭유나 칩이 빔을 가로막아 오측정이 발생하는 것을 막기 위해, 측정 직전 노즐에서 강한 에어를 분사해 공구 끝단을 세척한다.

MicroHole™ & PassiveSeal™ (방수/방진 IPX8) : 가공 내부의 절삭유, 칩, 먼지가 레이저 렌즈 내부로 침투하지 못하도록 연속 에어 내압 유지 및 기계적 차단 유닛이 적용되어 있다.

NCi-6 인터페이스 & 듀얼 측정 모드 : 공구가 빔을 차단하는 순간뿐만 아니라 벗어나는 순간을 분석해 낙하하는 절삭유 방울을 필터링해 내는 노이즈 제거 알고리즘을 지원한다.

NC4의 종류

NC4는 설치 형태에 따라 다음과 같이 나눌 수 있으며, 최근 기존 적색 레이저에서 청색 레이저 광학 기술을 적용한 NC4 Blue 가 출시 되었다. 파장이 긴 적색 레이저(670nm) 대신 단파장 청색 레이저(405nm)를 적용 하였고, 이에 레이저가 공구 경계면에 부딪힐 때 발생하는 회절 현상이 줄어들어, 공구 반복 측정시 정밀도가 크게 개선되었다.

이외에도 절대 기하 오차를 최소화하도록 광학계와 신호 처리 알고리즘을 개선하여 초소경/미세 공구 측정에 최적화 된 NC4+ 제품군 등이 있다.

Fixed System (일체형) : 송/수신기가 하나의 브라켓 프레임으로 묶여 있어 소형 머시닝센터 및 소형 기계에 용이.
Separate System (분리형) : 대형 기계, 5축 가공기, 복합 가공기 등 설치 공간에 맞추어 송신기와 수신기를 별도로 멀리 이격(최대 5m)하여 장착.

NC4의 사용 방법

NC4 사용 방법은 NC4 공식 유튜브에 상세하게 나와 있으니 해당 영상을 참조하도록 하자.
NC4 프로그램은 앱과 연계되어 정형화 되어 있으며, 측정 하고자 하는 값을 Renishaw NC4어플에 들어가서 선택 후 스핀들 회전 수 등 필요 변수를 넣으면 해당 측정 값을 측정 할 수 있게 하는 매크로 프로그램 코드가 나온다. 이를 장비 NC에 넣고 Cycle Start를 누르면 끝.

Renishaw NC4 사용 방법

NC4 도입 효과

1. 셋업 시간 단축 : 수동 Tool Setter나 블록 측정 대비 공구 세팅 시간을 최대 80~90% 절감.
2. 무인 가공(Unmanned Machining) 실현 : 야간/주말 무인 가공 중 공구 파손 시 기계를 자동 정지시키거나 예비 공구(Sister Tool)로 전환하여 공구 파손으로 인한 금형/공작물 파손 2차 사고 방지.
3. 가공 정밀도 향상 : 가공 중간 정삭(Finishing) 단계 전 스핀들 열변형에 따른 길이를 재측정하여 정밀 치수 보정 가능.