[인더스트리뉴스 김관모 기자] 1889년 설립된 하이덴하인(Heidenhain)은 1968년부터 NC 컨트롤을 개발하기 시작해, 70년대부터 TNC 시리즈를 출시하면서 CNC 컨트롤 산업의 선도적 기업 중 하나로 일컬어진다. 현재 40여 개국에 지사를 둔 하이덴하인은 각 공정의 연결성을 극대화해 자동화 연속 가공을 더욱 손쉽고 효과적으로 관리하도록 돕는 CNC 컨트롤러를 선보이고 있다. 하이덴하인은 이런 기술 개발을 통해 현장에서 일하는 작업자도 직관적으로 4차 산업혁명을 자연스럽게 체감할 수 있도록 하겠다는 각오다.

기존 CNC 컨트롤러의 기능을 넘어 전 공정을 연결하고 제어한다

하이덴하인의 CNC 컨트롤러 시리즈는 소형 장비보다는 APC 장비처럼 여러 팰릿이 부착된 대형 장비에서 최적의 성능을 발휘한다. 하이덴하인코리아의 이창준 과장은 “하이덴하인의 CNC 컨트롤러와 소프트웨어를 사용하면 팰릿 단위로 공정 계획을 수립할 수 있으며, 사전에 NC 기능을 검토해 연계 공정 과정의 오류를 미리 캐치할 수 있다. 아울러 장비가 운전 중이더라도 후속연계공정을 추가하거나 생략하는 게 가능하다”고 설명했다.

또한, 하이덴하인의 컨트롤러는 현장 중심적인 기능을 최우선으로 한다. TNC 영업&기술지원부의 안동율 이사는 “CNC 컨트롤러에서 가장 중요한 것은 현장에서 실험적인 새로운 기능보다는 곧바로 효과를 볼 수 있는 실질적이고 안정적인 기능”이라며, “그 중 하나가 공구와 가공물의 정밀도를 장비에서 바로 측정할 수 있는 터치 프로브 기능이다. 이에 하이덴하인의 솔루션은 컨트롤러 자체에 다양하고 파워풀한 터치 프로브 사이클을 제공하며, 측정 데이터를 장비에서 바로 최종 정삭에 적용해 가공 정밀도를 높일 수 있도록 지원한다”고 말했다.

이런 기능들을 현실화시켜주는 시스템이 일괄공정관리자(Batch Process Manager)와 공구기준다중가공(Tool-orientation Machinging)이다. 먼저 일괄공정관리자는 하이덴하인의 최신버전 ‘TNC 640’이 갖춘 새로운 기능으로 무인 가공을 위한 사전정보를 검토하는 기능에 특화돼있다. 일괄공정관리자는 팰릿 ID 및 치공구, NC프로그램 등 일련의 정보를 통합 관리할 수 있고, 항상 시간에 근거해서 정확하고 신뢰성 높은 공정 설계를 할 수 있다. 아울러 개별적으로 수정과 생략도 가능하다. 이 과장은 “이 소프트웨어는 공정의 오류와 공구의 수명을 검증하고 치공구와 NC프로그램의 동일 프리셋 여부를 검증하며 그 결과를 직관적이고 명료하게 제공한다”며, “작업자와 관리자, NC프로그래머들은 이 기능을 통해 추상적인 유해요소를 수면 위로 끌어올려 확신한 공정을 계획할 수 있다”고 설명했다.

공구기준다중가공도 팰릿 관리 기능을 기반으로 하며 단일가공 프로그램을 다중가공으로 이용하는데도 적합하다. 또한, 최소한의 공구교환으로 최대의 효율을 낼 수 있도록 시스템화 돼있다. 이 과장은 “이전에는 공구와 가공물의 수량에 따라서 NC프로그램을 분할한 뒤, 그 프로그램을 순서에 맞도록 정확히 등록해야 했다. 그러다보니 프로그래머가 잘못된 순서로 등록하면 기계가 충돌하는 최악의 상황도 생겼다”며, “이제는 최신 소프트웨어 버전 MLS12를 통해 공구교환 절차를 시스템이 분석하고, 연관 공정의 동일공구 사용 시 공구교환 절차도 생략할 수 있어서 NC프로그래머의 부담이 줄게 됐다“고 말했다.

실용성과 완성도로 스마트팩토리 이끄는 컨트롤러 기술 이끈다

스마트팩토리의 확산을 위한 노력도 계속되고 있다. 하이덴하인이 개발한 모니터링 소프트웨어 StateMonitor는 하이덴하인의 DNC기반으로 장비의 정보를 수집하고 평가하는 기능을 가지고 있다. 이 시스템은 서버와 클라이언트 관계를 보여주는 애플리케이션이다. 웹 브라우저를 기반으로 하는 이 응용프로그램은 스마트폰이나 태블릿PC로도 접근이 가능하다. 또한, 사용자별로 개별적인 차등화된 권한을 부여해 장비가 효율적으로 운영되도록 정보를 통합해 제공한다.

안 이사는 “스마트팩토리 이슈 초기에는 많은 업체들이 장비에서 데이터를 수집해 시각적으로 표시하는데 그쳤다”며, “2단계부터는 해당 데이터를 분석해 생산성을 높였고, 최근에는 더 나아가 장비의 유지 보수를 지능적으로 관리하는 부분까지 진행되고 있다”고 말했다. 그러면서 “하이덴하인이 제공하는 Statemonitor는 전 세계 21개국의 언어 버전을 제공하고 있으며, 하이덴하인의 컨트롤러 외에도 다양한 장비와 연결할 수 있도록 주요 인터페이스(DNC, OPC-UA, Modbus) 등을 제공하고, 데이터 수집 및 분석은 물론 유지 보수까지 효과적으로 진행하는 기능을 탑재했다”고 강조했다.

디지털화와 네트워크로 연결되는 지능형 공장에서는 각 스테이션을 어떻게 이어줄 것인지가 중요하다. 따라서 하이덴하인은 CNC 컨트롤러(TNC 640)를 사용한 커넥티드 머시닝을 지원하고 있다. 이 커넥티드 머시닝은 컨트롤러를 통해 생산 현장의 사내 데이터에 직접 접근할 수 있으며, CAM 시스템을 직접 다뤄 공구 데이터베이스에서 프로그램 작성도 가능하다.

또한, 공구 데이터와 공구는 컨트롤러의 공구 매거진에 적재돼 명확히 식별되며, 컨트롤러는 장비에 있는 공구가 무엇인지 바로 알 수 있다. 이 데이터는 이더넷을 통해 공구 시스템에 직접 보내져 공구의 비교분석, 예상가공시간, 준비가 필요한 공구 등을 별도로 출력할 수 있다.

한편, 하이덴하인은 대화형 교육 프로그램 ‘HIT’를 2011년부터 개발해 TNC 시리즈 사용자에게 Klartext 대화형 언어로 제공하고 있다. 이 대화형 교육 프로그램은 초보자부터 숙련자, 전문가 등 모든 작업자에게 자가 학습 및 대면 교육방법을 지원한다. 이 중 HIT 학습 패키지 ‘밀링 3축 가공’은 여러 학습 모듈에서 대화형 TNC 프로그래밍 언어의 기본 기능은 물론이고, CNC 밀링 장비와 컨트롤러의 중요한 부분도 자세히 설명하고 있다.

안 이사는 “일부 한정된 고객들만이 사용하던 기능들이 일반화되기 시작했다. 이제부터가 4차 산업의 실질적인 단계로, 실용성과 완성도가 실측되는 시점인 것 같다”며, “하이덴하인의 CNC 컨트롤러는 2000년 초기부터 최근 이슈가 되고 있는 기능들을 제공해 왔으며, 완성도 면에서도 탁월하다고 자부한다”고 밝혔다.

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